本發明專利技術實施例公開了一種基于吉比特收發器的水下高清視頻光纖通信裝置，包括水下光纖通信模塊和甲板光纖通信模塊，其中水下光纖通信模塊包括均衡器，第一FPGA芯片和第一小型化可插拔光模塊，均衡器與前端的高清視頻采集設備相連，均衡器的輸出端連接第一FPGA芯片的第一吉比特收發器，第一吉比特收發器串并轉換后的數據在第一FPGA芯片內部進行處理后發送至第二吉比特收發器，第二吉比特收發器進行并串處理后輸出至第一小型化可插拔光模塊，通過與第一小型化可插拔光模塊相連的鎧裝光纜發送至甲板光通信模塊。本發明專利技術用于使用FPGA內部的GTP收發器對數據流進行一系列的處理，以減小PCB板尺寸，消除同步轉換輸出問題。
【技術實現步驟摘要】
基于吉比特收發器的水下高清視頻光纖通信裝置
本專利技術屬于視頻圖像傳輸設備領域，特別地涉及一種基于吉比特收發器的水下高清視頻光纖通信裝置。
技術介紹
海洋蘊藏著巨大的能量和資源，對人類的生存和發展有著極其重要的意義，世界各國加大了對海洋資源的勘探和開發。海洋探測裝備是獲取海洋信息的重要手段。其中，水下視頻監控系統發揮了重要作用。目前，國內的科考船大多配備的是模擬視頻監控系統，而且視頻質量處于標準清晰度。但是，復雜的海洋環境迫切需要清晰度更高、實時性更好、安全系數更高的視頻監控系統，相應地對視頻傳輸設備提出了更高的要求。為了滿足此類需求，高清視頻監控系統應運而生。目前，高清視頻監控方案主要有基于IP的網絡高清和基于HD-SDI的實時高清兩種。HD-SDI高清視頻監控系統具有傳輸無延時、實時性能好、安全性聞等特點。在現有解決方案中，如圖1所示，為現有技術的水下高清視頻光纖通信裝置的部分電路結構框圖，包括均衡器、解串器1、FPGAl、串化器1、SFP1、SFP2、解串器2、FPGA2、串化器2和驅動器。高清視頻信號首先輸入水下光纖通信模塊的均衡器進行信號補償，然后將均衡器輸出的差分信號傳遞給解串器，FPGA將接收到的并行視頻數據與其他數據(如串口數據)進行復接，復接后的并行數據傳遞給串化器，最后串化器輸出的差分信號經SFP光模塊轉換為光信號，光信號通過光纖傳輸至甲板光纖通信模塊。甲板光纖通信系統的執行過程恰好相反，但同樣使用了分離的解串器和串化器對數據流進行串并轉換。現有解決方案下，通過并行接口將大量數據傳入或傳出FPGA時，遇到的第一個問題就是引腳數。當使用大量引腳時，電路板設計成本也會增加。其次，采用過多的并行總線時，不可避免的會帶來同步轉換輸出問題。如果同一時間輸出出現太多的翻轉，觸地反彈會產生大量噪聲。
技術實現思路
為解決上述問題，本專利技術的目的在于提供一種基于吉比特收發器的水下高清視頻光纖通信裝置，用于使用FPGA內部的GTP收發器對數據流進行一系列的處理，以減小PCB板尺寸，消除同步轉換輸出問題。為實現上述目的，本專利技術的技術方案為:—種基于吉比特收發器的水下高清視頻光纖通信裝置，包括水下光纖通信模塊和甲板光纖通信模塊，所述水下光纖通信模塊和甲板光纖通信模塊通過鎧裝光纜連接，其中水下光纖通信模塊包括均衡器，第一 FPGA芯片和第一小型化可插拔光模塊,所述均衡器與前端的高清視頻采集設備相連，均衡器的輸出端連接第一 FPGA芯片的第一吉比特收發器，第一吉比特收發器串并轉換后的數據在第一 FPGA芯片內部進行處理后發送至第二吉比特收發器，第二吉比特收發器進行并串處理后輸出至第一小型化可插拔光模塊，通過與第一小型化可插拔光模塊相連的鎧裝光纜發送至甲板光通信模塊。優選地，甲板光纖通信模塊包括驅動器，第二 FPGA芯片和第二小型化可插拔光模塊，第二小型化可插拔光模塊將從水下光纖通信模塊發送來的光信號轉換為電信號，輸入至第二 FPGA芯片內部的第三吉比特收發器，第三吉比特收發器將此信號進行串并轉換在第二 FPGA芯片內部進行處理后發送至第四吉比特收發器進行并串轉換恢復出視頻數據，視頻數據傳遞給驅動器，驅動器輸出端與顯示設備相連。優選地，所述水下光纖通信模塊進一步包括分別與第一 FPGA芯片對應的接口連接的至少一路RS232傳感器接口，至少一路RS422接口和至少一路RS485接口，甲板光纖通信模塊也包括相對應分別與第二 FPGA芯片對應的接口連接的至少一路RS232傳感器接口，至少一路RS422接口和至少一路RS485接口。優選地，所述均衡器包括一個電感L6和一個75 Ω的電阻R84組成的并聯匹配網絡和均衡補償器LMH0344SQ。優選地，FPGA芯片上的第一吉比特收發器，第二吉比特收發器，第三吉比特收發器和第四吉比特收發器的PCB采用四層結構設計，分別為頂層、GND層、VCC層和底層，頂層和底層為正片層布信號線，GND層和VCC層為負片層，作為地平面或電源平面使用。優選地，第一吉比特收發器，第二吉比特收發器，第三吉比特收發器和第四吉比特收發器選用CDCM61001作為外部參考時鐘。優選地，所述驅動器采用LMH0340芯片。與現有技術相比，本專利技術的有益效果如下:利用FPGA內部的吉比特收發器(Gigabit Transceiver with Low Power,GTP)完成串并轉換，并串轉換以及8B/10B編解碼，不僅縮小了水下高清視頻光纖通信系統PCB的尺寸，而且有利于消除并行接口方式帶來的同步轉換輸出問題。【附圖說明】圖1為現有技術中水下視頻光纖通信裝置的電路結構框圖；圖2為本專利技術實施例的基于吉比特收發器的水下高清視頻光纖通信裝置的原理框圖；圖3為本專利技術實施例的基于吉比特收發器的水下高清視頻光纖通信裝置的電路結構框圖；圖4為本專利技術實施例的基于吉比特收發器的水下高清視頻光纖通信裝置的均衡器的電路結構圖；圖5為本專利技術實施例的基于吉比特收發器的水下高清視頻光纖通信裝置的FPGA芯片中吉比特收發器的電路結構圖；圖6為本專利技術實施例的基于吉比特收發器的水下高清視頻光纖通信裝置的驅動器的電路結構圖。【具體實施方式】為了使本專利技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本專利技術進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。相反，本專利技術涵蓋任何由權利要求定義的在本專利技術的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。進一步，為了使公眾對本專利技術有更好的了解，在下文對本專利技術的細節描述中，詳盡描述了一些特定的細節部分。對本領域技術人員來說沒有這些細節部分的描述也可以完全理解本專利技術。參見圖2與圖3，圖2所示為本專利技術實施例的基于吉比特收發器的水下高清視頻光纖通信裝置的原理框圖，圖3所示為本專利技術實施例的基于吉比特收發器的水下高清視頻光纖通信裝置的電路結構框圖，其包括水下光纖通信模塊10和甲板光纖通信模塊20，水下光纖通信模塊和甲板光纖通信模塊通過鎧裝光纜連接，其中水下光纖通信模塊10包括均衡器101，第一 FPGA芯片102和第一小型化可插拔光模塊103，均衡器101與前端的高清視頻采集設備相連，均衡器101的輸出端連接第一 FPGA芯片102的第一吉比特收發器1021，第一吉比特收發器1021串并轉換后的數據在第一 FPGA芯片102內部進行處理后發送至第二吉比特收發器1022，第二吉比特收發器1022進行并串處理后輸出至第一小型化可插拔光模塊103,通過與第一小型化可插拔光模塊(Small form Factor Pluggable, SFP)相連的銷裝光纜發送至甲板光通信模塊。進一步地，甲板光纖通信模塊20包括驅動器203，第二 FPGA芯片202和第二小型化可插拔光模塊201，第二小型化可插拔光模塊201將從水下光纖通信模塊發送來的光信號轉換為電信號，輸入至第二 FPGA芯片202內部的第三吉比特收發器2021，第三吉比特收發器2021將此信號進行串并轉換在第二 FPGA芯片202內部進行處理后發送至第四吉比特收發器2022進行并串轉換恢復出視頻數據，視頻數據傳遞給驅動器，驅動器輸出端與顯示設備相連。進一步的，在其他應用示例中，水下光纖通信模塊包括分別本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種基于吉比特收發器的水下高清視頻光纖通信裝置，其特征在于，包括水下光纖通信模塊和甲板光纖通信模塊，所述水下光纖通信模塊和甲板光纖通信模塊通過鎧裝光纜連接，其中水下光纖通信模塊包括均衡器，第一FPGA芯片和第一小型化可插拔光模塊，所述均衡器與前端的高清視頻采集設備相連，均衡器的輸出端連接第一FPGA芯片的第一吉比特收發器，第一吉比特收發器串并轉換后的數據在第一FPGA芯片內部進行處理后發送至第二吉比特收發器，第二吉比特收發器進行并串處理后輸出至第一小型化可插拔光模塊，通過與第一小型化可插拔光模塊相連的鎧裝光纜發送至甲板光通信模塊。
【技術特征摘要】
1.一種基于吉比特收發器的水下高清視頻光纖通信裝置，其特征在于，包括水下光纖通信模塊和甲板光纖通信模塊，所述水下光纖通信模塊和甲板光纖通信模塊通過鎧裝光纜連接，其中水下光纖通信模塊包括均衡器，第一 FPGA芯片和第一小型化可插拔光模塊，所述均衡器與前端的高清視頻采集設備相連，均衡器的輸出端連接第一 FPGA芯片的第一吉比特收發器，第一吉比特收發器串并轉換后的數據在第一 FPGA芯片內部進行處理后發送至第二吉比特收發器，第二吉比特收發器進行并串處理后輸出至第一小型化可插拔光模塊，通過與第一小型化可插拔光模塊相連的鎧裝光纜發送至甲板光通信模塊。2.根據權利要求1所述的基于吉比特收發器的水下高清視頻光纖通信裝置，其特征在于，甲板光纖通信模塊包括驅動器，第二 FPGA芯片和第二小型化可插拔光模塊,第二小型化可插拔光模塊將從水下光纖通信模塊發送來的光信號轉換為電信號，輸入至第二 FPGA芯片內部的第三吉比特收發器，第三吉比特收發器將此信號進行串并轉換在第二 FPGA芯片內部進行處理后發送至第四吉比特收發器進行并串轉換恢復出視頻數據，視頻數據傳遞給驅動器，驅動器輸出端與顯示設備相連。3.根據權利要求1或2所述的基于吉比特收發器的水下高清視頻光纖通信裝置，其特征在于，所述水下光纖通信...
【專利技術屬性】
技術研發人員：盛慶華，張健，徐歡，錢成國，
申請(專利權)人：杭州電子科技大學，
類型：發明
國別省市：浙江;33
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