V.35光猫的设计及优化(光猫电路设计)

摘  要
本课题研究的是V.35光猫的设计及优化,是为了解决V.35接口路由器远距离通信的问题。首先对光猫的功能结构进行研究，光猫的功能可以划分为数据转换功能和网络控制管理功能。数据转换功能主要实现V.35接口数据到光接口数据的相互转换；网络管理功能则实现运营商对光猫工作情况的远程管理。本次设计采用了RC7235作为光猫的核心处理芯片，因为其内部已经集成了复用器，成帧器，光接口编码器，各种传输总线等。只要设计V.35接口电路，E1接口电路，光接口电路，电源电路等外围电路，就能实现V.35接口数据转换为光接口传输数据的功能。另外，通过MCU控制电路与外界的通讯，就可以实现光猫的远程管理。最后，本次设计通过对电源电路的优化，对接地设计的优化，PCB布板布线的优化，提升了光猫在各种电磁环境下正常工作的能力。
关键词：RC7235； V.35接口； E1接口； 光猫电路设计

ABSTRACT
The study of the subject is V.35-Optical Modem design and optimization, in order to solve the problems of V.35-interface Router in long-distance communications. First, analyzing functional structure of Optical Modem, the function of Optical Modem is classified as data conversion functions and network control management functions. Data conversion functions main realize data conversion of V.35 data interface to the optical interface; Network management Function can realize the long-range management the circs of the optical Modem. The design used the RC7235 as Optical Modem core processing chip, because of its internal already integrated multiplexer, Framer, optical interface encoder, various transmission bus and so on. As long as designed V.35 interface circuit, E1 interface circuits, optical interface circuits, power supply circuit, V.35 interface data conversion to optical data transmission functions will be able to achieve. In addition, through the MCU control circuit communication with the outside world, we would achieve the Optical Modem distance management. Finally, the current design of the power supply circuit optimization, the right grounding design optimization, PCB routing optimization, upgrading of optical cats in various electromagnetic environment under normal working capacity.
Key words:RC7235; V.35 Interface; E1 Interface; Optical modem Circuit design

由于通信技术的快速发展，电信部门的传输网络基本上改造为SDH网络。某些部门以前建立的一些专用数据网大多使用64kb/s DDN来组网。为了提高传输速率和容量，又使信号的质量更好，组网更加灵活、方便。因此，他们都想改造成使用电信的SDH传输网，在两端配上信号接口转换产品的组网方式。这样组网的好处很多，一个方面是提高了数据传输速率;而且SDH网络中的El调动很方便，网络使用就很灵活。另一方面就是光缆直接连接到了用户。这与以前64kb/s DDN专线网使用的电缆线来传输信号相比，无论是在信号的抗干扰能力，传输容量及传输速率等都远远比不上通过光缆来传输。

设计V.35光猫的意义
V.35接口是一种以每秒64000位元为最高传输速度的CCITT协定。而传送此协定的接口称之为V.35接口。V.35接口是同步的串行数据传输接口，由于历史的原因，相对于当时电信网络中的其他接口，V.35的接口相对于其他接口具有高可靠的连接性，并且支持比异步串口更长的传送距离和更高的数据率，因而广泛运用在路由器，数据采集系统，多媒体视频终端。例如在银行联网，电力系统通讯，铁路通讯系统等对信息通讯要求高可靠性，高安全性的事业单位。随着传输技术的进步，V.35接口也暴露出其传输速率低的缺点。由于世界各国的电信运营商早已建立了互联互通的E1传输透明通道，同时一路E1的传输速率只有2.048M/s，当各个企事业单位公司向运营商租用DDN(Nx64K或透明E1通道)传送数据时，V.35接口仍然能很好的满足传输要求。V.35的接口标准已成为工业标准。世界著名的路由器生产厂商Cisco生产的路由器还保留着V.35的接口也促使着V.35接口的各种传输设备使用至今。
V35光纤MODEM的作用就是将一个N×64K的V.35数据信号直接调制到单模或多模光纤上，用户可在64kbps至2.048kbps上灵活选择数据传输速率。它解决了传统上的光端机加协议转换器的网络需求。V.35光猫可与E1光猫（FMO-E1）及以太网光猫（FMO-ETH）配合使用，适用于在不同光纤链路上传输数据，也可用于ATM或DDN的V.35数据通道的延伸。

V.35光猫概述
V.35光猫是一种桌面型的轻便传输数据转换装置。它直接将V.35的数据转换成光纤可传送的信号，使信号不必经过转换器后再通过光端机变换后才进入光线信号传输，从而极大的节省了设备成本。V.35光猫结构精简，体积小巧，环境适应能力更强。
第一节 研究背景——某地区商业银行提出重新组网
 某地商业银行原来采用DDN方式组网进行数据通信，由于DDN的数字传输速度较SDH低，仅提供点到点通信的专用信道(也称专线)，DDN信道无法进行动态复用等缺点，而用户希望和多个其它的用户使用DDN通信时，不必租用多个DDN端口，提升线路利用率，加快数据传输速率，提高信号传输质量，使它们的互联更加方便畅通，提出了重新组网的要求。

目    录
第一章  绪  论 1
第一节 设计V.35光猫的意义 1
第二节  国内外同类产品的发展及现状 2
第三节 本课题研究的主要工作 2
第二章  V.35光猫概述 4
第一节 研究背景——某地区商业银行提出重新组网 4
一、 以前的组网方式 4
二、 重新组网提出的要求 4
三、 新的组网原则 4
四、 新的组网方式 5
第二节  V.35光猫工作的基本原理 6
一、 光猫工作的流程 6
二、 光猫的组网与运用 7
第三节  光猫的设计和开发 8
一、 光猫的功能和作用 8
二、 V.35光猫的设计原则和思路 8
三、 在设计中注意的问题 8
四、 光猫产品的调试与试验 9
五、 本人在该项研制任务中的工作与贡献 9
第三章  设计原理 10
第一节 资料准备及构思 10
第二节 V.35光猫原理框图 10
第三节 E1光猫原理框图 10
一、 V.35信号与TTL变换原理 11
二、 信号码型变换原理 11
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三、 El接口处理电路 13
四、 控制电路与时钟处理电路 14
五、 数据、告警电路接口 14
六、 扰码与解扰码电路 14
七、 光接口变换处理电路 16
第四章  V.35光猫的电路设计 19
第一节  总体分析 19
第二节 模块划分 19
第三节 模块设计 19
一、 电源模块电路设计 19
二、 光信号模块电路设计 20
三、 核心芯片RC7235及CPLD模块电路设计 22
四、 V.35接口电路设计 23
五、 E1接口电路设计 24
六、 单片机电路设计 24
七、 拨码开关电路设计 25
第五章  光猫的电磁兼容优化 26
第一节 电源与地线的接地设计优化 26
第二节 PCB布线优化 26
结  论 27
致  谢 28
参考文献 29