基于程控的光纤链路自动交换设计

基于程控的光纤链路自动交换设计周珺（兰州交通大学数理与软件工程学院甘肃兰州中国730070）摘要：针对当前光纤链路交换的特点，提出了一种基于程控的光纤链路自动交换技术，该技术利用程序控制发送光纤链路旋转，实现与其它光纤链路的对接，完成光纤链路的自动化交换,为全光网的实现提供了另一种途径。关键词：光纤链路；程控；自动交换；光纤Technologyofopticallinkauto-switchbasedonprogramcontrollingZhouJunSchoolofMathematics,PhysicsandSoftwareEngineering，LanzhouJiaotongUniversity;Lanzhou730070;Abstract:Inlightofthecharacteristicsoffiberlinkexchange,presentsafiber-opticlinksbasedonprogram-controlledautomaticswitchingtechnology,thetechnologyusedtosendopticalfiberlinkrotationbyprocesscontrol,andachieveddockingwithotherfiberopticlinks,andultimatelyachievingtheautomationofopticalfiberlinkexchange.Keywords:opticalline,program-controlled,automaticswitching,opticalfiber1引言在光纤通信中，光纤链路的自动化交换技术是全光网的关键技术[1][2]，然而目前光通信系统中大多光纤链路都是固定的，一旦确定很少变动即使要实现光路的交换多采用人工方式，利用光纤配线架进行跳纤，这就为全光网的实现带来的困难[3]。为此，在现有的光通信交换链路基础上提出了一种基于程控的光纤链路智能自动交换技术，利用程控技术实现光纤链路的智能化交换，为光通信系统的在现有设备基础上实现全光网提供了另一种途径。2程控光纤链路智能自动化交换原理由于光以及光纤本身特性，光纤链路进行交换时，并不能像电路一样，通过程控交换实现电路的交换，这也是制约光路自动交换的主要问题。在本文中利用光的入射特性和相关旋转机械原理实现光路交换，具体实现如下图1：图1程控光纤链路智能自动交换原理图由图1可知，程控光纤链路智能自动交换系统主要有三部分构成即电机控制、多路光纤盘面、旋转光纤组成。旋转光纤位于多路光纤盘面的中央，12路光纤均匀的分布于盘面内部，通过程序可以控制电机，电机带动盘面中央的光纤旋转，和盘面内不同位置的光纤链路对接，实现光路的交换。3.程控光纤链路智能自动交换硬件设计通过上述程控光纤链路智能自动交换原理的介绍，结合光通信系统光纤链路现场实际安装布放方式，只要在原光纤链路中的光纤配线柜处添加本设计，并在要发送的光信号中加入路信息，就可以实现PC机或光端机中的提取的光路径信息通过单片机来控制电机，进而控制光纤旋转，其具体硬件结构图如下图2：图2：程控光纤链路智能自动交换系统硬件结构图3.1自带路径信息的光信号的光发送部分通过图2可知，在A端将路径和信息一起送往光端机，路径信息和信息之间要有一定的间隔。光端机上的RS232接口与单片机的RS232接口相连，将收集道的路径信息送于单片机内处理，而后控制电机，使多路光纤盘面内的光纤进行旋转，并与盘内的光纤进行对接，使A端的光信号可自动传给其它任意十二路中的一路，而后再通过光配线架，将光信号送往不同的目的端，实现光纤链路智能化交换。3.2PC机控制的路径信息光发送部分。由图2可知，对于没有携带光路径信息的光信号，通过PC机控制，也可以实现光路的自动化交换。根据光纤链路的变更交换需求，可通过PC机发出指令，控制电机，使多路光纤盘面内的光纤进行旋转，并与盘内的光纤进行对接，使A端的光信号可自动传给其它任意十二路中的一路，而后再通过光配线架，将光信号送往不同的目的端，实现光纤链路智能化交换。4.程控光纤链路智能自动交换软件设计通过对图2的硬件结构分析，可知要实现光纤链路的智能化自动交换，重要的是实现单片机对路径信息的处理，本文将采用路径查表法实现。4.1程控光纤链路智能自动交换路径信息表目的路径信息代码目的路径信息代码E11110000（F0H）K11110110（F6H）F11110001（F1H）L11110111（F7H）G11110010（F2H）M11111000（F8H）H11110011（F3H）N11111001（F9H）I11110100（F4H）O11111010（FAH）G11110101（F5H）P11111011（FBH）表1.程控光纤链路智能自动交换路径信息表在本设计中光纤的自带路径信息和PC机控制的路径信息都将采用上表所设计的路径信息[4]。4.2程序设计在本设计中将设计两类情况的电机控制程序即自带路径信息的光信号程序和PC机提供的路径信息程序。为实现上述两种情况下程序的控制，须首先将表1中的路径信息存于单片机的ROM中[5]，再将从光端机或PC机中收集到的路径信息与单片机中存储的路径信息对比，从而实现对电机的驱动，处理程序流程图如下图3所示：开始采集数据光端机发送的路径信息PC机发送的路径信息路径信息存储建立通信连接，存储路径信息去E端驱动电机光纤转E端处理程序去F端驱动电机光纤转F端处理程序去O端驱动电机光纤转O端处理程序出错处理结束YNYNYYYNNN图3：程控光纤链路自动交换路径信息处理流程图具体主要程序如下：ORG60H;路径信息存于单片机以60H开头的ROM中L1DATA00H；表示去E端L1DATA00H；表示去F端L1DATA00H；表示去G端L1DATA00H；表示去H端L1DATA00H；表示去I端L1DATA00H；表示去J端L1DATA00H；表示去K端L1DATA00H；表示去L端L1DATA00H；表示去M端L1DATA00H；表示去N端L1DATA00H；表示去O端L1DATA00H；表示去P端MOVR0#80H;从单片机A/D转换端将路径信息取出MOVR1L1MOVAR1XORAR0JZE;判断是否去E端MOVR1L2MOVAR1XORAR0JZF;判断是否去F端……；判断是否去G,H,I,J,K,L,M,N,O,P端程序与E,F端的相同JMPERROR;转出错处理RETE:MOVR10FFH;启动电机注入数据值MOVR0#0FEH;输入控制电机的地址MOVL@R1;将启动电机的数据输入L中MOV@R0,L;将启动数据注入电机控制地址中……F,G,H,I,J,K,L,M,N,O,P电机的启动控制程序与E相同RET5.结论本文通过对程序控制光纤旋转技术的介绍，并结合硬件和软件设计，实现光纤链路智能自动化交换，为目前光通信系统的全光网设计提供了另一种实现途径。参考文献：[1]李玲霞，黄胜.自适应混合光交换的研究[J].光通信技术2006.30(12):48-49.[2]张倩，段高燕，蒋达娅等.基于光载波抑制的光标及交换技术[J].光通信技术2007.31(1):30-31.[3]赵继德;李应良全光网络中的MEMS光开关[J],激光杂志,2005,26(3):10-12.[4]肖强，郑玉甫，张椿玲.基于SOA的光纤链路自动化交换设计[J].光通信技术2006.30(8):47-48.[4]陈黎敏，王全忠PIC单片机在激光电源中的应用[J],激光杂志，2009.NO30.1:67-69基金项目：兰州交通大学校内课题项目（207013）资助。作者简介周珺（1963-）男，甘肃靖远，副教授，主要研究方向光通信新技术研究。Email:[e-mail]:13609357467