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最新1B4B与曼彻斯特编码的正向、反向传输方法及装置、系统与流程

泰宁新闻网 http://www.tainingxinwen.cn 2020-10-18 00:19 出处:网络
这里写的最新1B4B与曼彻斯特编码的正向、反向传输方法及装置、系统与流程,下面小编给大家做出了详细介绍。

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本发明属于继电保护领域中的纵联通信技术领域,具体涉及1B4B与曼彻斯特编码的正向、反向传输方法及装置、系统。



背景技术:

在继电保护技术领域中,线路纵联差动保护的实现需要线路两端的保护装置进行远距离数据交互。目前的实现方式普遍是保护装置将数据通过光纤链路传输到一个复用接口装置,复用接口装置按照E1信道的通信标准对数据进行转换后通过同轴电缆传输到SDH网络设备,保护装置通过电力通信SDH网络实现数据交互。

目前保护装置光纤纵联通信采用的编码方式有1B4B编码和曼彻斯特编码,这两种编码方式的示意图如图1所示。有效数据“1”经过1B4B编码转换为“1100”,有效数据“0”经过1B4B编码转换为“1010”;有效数据“1”经过曼彻斯特编码转换为“10”,有效数据“0”经过曼彻斯特编码转换为“01”。纵联通信有效信息速率为1.024Mbps,若采用曼彻斯特编码,编码后信号的波特率为2.048Mbps;若采用1B4B编码,编码后信号的波特率为4.096Mbps。E1信道要求传输信号波特率为2.048Mbps,这就需要复用接口装置在保证有效信息速率不变和时间延迟尽量小的情况下,实现信号传输模式的有效转换。

目前,不同编码方式的保护装置配套不同的复用接口装置,而没有适用于这两种编码方式的复用接口装置。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种1B4B编码与曼彻斯特编码自适应正向传输方法及装置,用以实现适用于两种编码方式的将光纤链路数据传输到E1信道;还提供一种1B4B编码与曼彻斯特编码自适应反向传输方法及装置,用以实现适用于两种编码方式的将E1信道数据传输给光纤链路;还提供一种1B4B编码与曼彻斯特编码自适应传输系统,用以解决现有技术中不同编码方式的保护装置配套不同的复用接口装置的传输适用性不强的问题。

为解决上述技术问题,本发明的技术方案为:

本发明的一种1B4B编码与曼彻斯特编码自适应正向传输方法,包括如下正向方法方案:

正向方法方案一,包括如下步骤:根据1B4B编码与曼彻斯特编码两种码型的特点,识别待传输的正向信号的码型;根据识别出的正向信号的码型特点和待接收的通信信道波特率的要求,将识别出的正向信号进行等波特率处理,并存入正向缓存区;将正向缓存区的正向信号发送到待接收的通信信道。

正向方法方案二,在正向方法方案一的基础上,识别待传输的正向信号的码型的步骤包括:以一时钟为第一基准时钟,将待传输的正向信号的高电平和低电平进行采样计数,在一定的时间范围内,若采样计数结果中包含第一设定整数集中的数,则待传输的正向信号采用的是1B4B编码,否则采用的是曼彻斯特编码;或者若采样计数结果中包含第二设定整数集中的数,则待传输的正向信号采用曼彻斯特编码,否则采用的是1B4B编码;

其中,所述第一设定整数集为:

所述第二设定整数集为:

其中,int()表示取整操作,k1表示第一基准时钟的频率,A1表示第一设定整数集,A2表示第二设定整数集。

正向方法方案三、四,分别在正向方法方案一、二的基础上,将识别出的正向信号进行等波特率处理,并存入正向缓存区的步骤包括:以逻辑生成的、与识别出的正向信号具有固定相位差的同步时钟为基准,对识别出的正向信号进行采样:若采用1B4B编码,将前后两次采样的数据进行异或运算后存入正向缓存区;若采用曼彻斯特编码,则直接存入正向缓存区。

本发明的一种1B4B编码与曼彻斯特编码自适应反向传输方法,包括如下反向方法方案:

反向方法方案一,包括如下步骤:根据通信信道传输来的反向信号码型的特点,识别待传输的反向信号的码型;根据识别出的反向信号的码型特点,将识别出的反向信号存入反向缓存区;将反向缓存区的反向信号进行反编码后进行发送。

反向方法方案二,在反向方法方案一的基础上,识别待传输的反向信号的码型的步骤包括:以一时钟为第二基准时钟,将待传输的反向信号的高电平和低电平进行采样计数,在一定的时间范围内,若采样计数结果中包含第三设定整数集中的数,则待传输的反向信号采用的是曼彻斯特编码,否则采用的是1B4B编码;若采样计数结果中包含第四设定整数集中的数,则待传输的反向信号采用的是1B4B编码,否则采用的是曼彻斯特编码;

其中,所述第三设定整数集为:

所述第四设定整数集为:

A4=n*A5

其中,int表示取整操作,k2表示第二基准时钟的频率,A3表示第三设定整数集,A4表示第四设定整数集,n表示大于1的正整数。

方向方法方案三、四,分别在反向方法方案一、二的基础上,将识别出的反向信号存入反向缓存区的步骤包括:若采用1B4B编码,则以通信信道时钟的二分频时钟为基准对识别出的反向信号进行采样接收,存入反向缓存区;若采用曼彻斯特编码,则以通信信道时钟为基准对识别出的反向信号进行采样接收,存入反向缓存区。

本发明的一种1B4B编码与曼彻斯特编码自适应正向传输装置,包括如下正向装置方案:

正向装置方案一,包括如下模块:

正向编码识别模块:用于根据1B4B编码与曼彻斯特编码两种码型的特点,识别待传输的正向信号的码型的模块;

正向接收和存储模块:用于根据识别出的正向信号的码型特点和待接收的通信信道波特率的要求,将识别出的正向信号进行等波特率处理,并存入正向缓存区的模块;

正向发送模块:用于将正向缓存区的正向信号发送到待接收的通信信道的模块。

正向装置方案二,在正向装置方案一的基础上,所述正向编码识别模块还用于:

以一时钟为第一基准时钟,将待传输的正向信号的高电平和低电平进行采样计数,在一定的时间范围内,若采样计数结果中包含第一设定整数集中的数,则待传输的正向信号采用的是1B4B编码,否则采用的是曼彻斯特编码;或者若采样计数结果中包含第二设定整数集中的数,则待传输的正向信号采用曼彻斯特编码,否则采用的是1B4B编码;

其中,所述第一设定整数集为:

所述第二设定整数集为:

其中,int()表示取整操作,k1表示第一基准时钟的频率,A1表示第一设定整数集,A2表示第二设定整数集。

正向装置方案三、四,分别在正向装置方案一、二的基础上,所述正向接收和存储模块还用于:

以逻辑生成的、与识别出的正向信号具有固定相位差的同步时钟为基准,对识别出的正向信号进行采样:若采用1B4B编码,将前后两次采样的数据进行异或运算后存入正向缓存区;若采用曼彻斯特编码,则直接存入正向缓存区。

本发明的一种1B4B编码与曼彻斯特编码自适应反向传输装置,包括如下反向装置方案:

反向装置方案一,包括如下模块:

反向编码识别模块:用于根据通信信道传输来的反向信号码型的特点,识别待传输的反向信号的码型的模块;

反向接收与存储模块:用于根据识别出的反向信号的码型特点,将识别出的反向信号存入反向缓存区的模块;

反向发送模块:用于将反向缓存区的反向信号进行反编码后进行发送的模块。

反向装置方案二,在反向装置方案一的基础上,所述反向编码识别模块还用于:

以一时钟为第二基准时钟,将待传输的反向信号的高电平和低电平进行采样计数,在一定的时间范围内,若采样计数结果中包含第三设定整数集中的数,则待传输的反向信号采用的是曼彻斯特编码,否则采用的是1B4B编码;若采样计数结果中包含第四设定整数集中的数,则待传输的反向信号采用的是1B4B编码,否则采用的是曼彻斯特编码;

其中,所述第三设定整数集为:

所述第四设定整数集为:

A4=n*A5

其中,int表示取整操作,k2表示第二基准时钟的频率,A3表示第三设定整数集,A4表示第四设定整数集,n表示大于1的正整数。

反向装置方案三、四,分别在反向装置方案一、二的基础上,反向接收和缓存模块还用于:

若采用1B4B编码,则以通信信道时钟的二分频时钟为基准对识别出的反向信号进行采样接收,存入反向缓存区;

若采用曼彻斯特编码,则以通信信道时钟为基准对识别出的反向信号进行采样接收,存入反向缓存区。

本发明的一种1B4B编码与曼彻斯特编码自适应传输系统,包括如下系统方案:

系统方案一,包括用于转换光纤信号和电信号的光电转换器,用于接收、处理、发送电信号的FPGA和用于与FPGA信号连接的E1芯片;所述FPGA包括正向传输单元和反向传输单元;

所述正向传输单元包括:

正向编码识别模块:用于根据1B4B编码与曼彻斯特编码两种码型的特点,识别待传输的正向信号的码型;

正向接收和存储模块:用于根据识别出的正向信号的码型特点和待接收的通信信道波特率的要求,将识别出的正向信号进行等波特率处理,并存入正向缓存区;

正向发送模块:用于将正向缓存区的正向信号发送到待接收的通信信道;

所述反向传输单元包括:

反向识别模块:用于根据通信信道传输来的反向信号码型的特点,识别待传输的反向信号的码型;

反向接收和存储模块:根据识别出的反向信号的码型特点,将识别出的反向信号存入反向缓存区的模块;

反向发送模块:用于将反向缓存区的反向信号进行反编码后进行发送。

系统方案二,在系统方案一的基础上,所述正向编码识别模块还用于:以一时钟为第一基准时钟,将待传输的正向信号的高电平和低电平进行采样计数,在一定的时间范围内,若采样计数结果中包含第一设定整数集中的数,则待传输的正向信号采用的是1B4B编码,否则采用的是曼彻斯特编码;或者若采样计数结果中包含第二设定整数集中的数,则待传输的正向信号采用曼彻斯特编码,否则采用的是1B4B编码;

其中,所述第一设定整数集为:

所述第二设定整数集为:

其中,int()表示取整操作,k1表示第一基准时钟的频率,A1表示第一设定整数集,A2表示第二设定整数集。

系统方案三、四,分别在系统方案一、二的基础上,所述正向接收和缓存模块还用于:

以逻辑生成的、与识别出的正向信号具有固定相位差的同步时钟为基准,对识别出的正向信号进行采样:若采用1B4B编码,将前后两次采样的数据进行异或运算后存入正向缓存区;若采用曼彻斯特编码,则直接存入正向缓存区。

系统方案五,在系统方案一的基础上,所述反向编码识别模块还用于:以一时钟为第二基准时钟,将待传输的反向信号的高电平和低电平进行采样计数,在一定的时间范围内,若采样计数结果中包含第三设定整数集中的数,则待传输的反向信号采用的是曼彻斯特编码,否则采用的是1B4B编码;若采样计数结果中包含第四设定整数集中的数,则待传输的反向信号采用的是1B4B编码,否则采用的是曼彻斯特编码;

其中,所述第三设定整数集为:

所述第四设定整数集为:

A4=n*A5

其中,int表示取整操作,k2表示第二基准时钟的频率,A3表示第三设定整数集,A4表示第四设定整数集,n表示大于1的正整数。

系统方案六、七,分别在系统方案一、五的基础上,所述反向接收和存储模块还用于:若采用1B4B编码,则以通信信道时钟的二分频时钟为基准对识别出的反向信号进行采样接收,存入反向缓存区;若采用曼彻斯特编码,则以通信信道时钟为基准对识别出的反向信号进行采样接收,存入反向缓存区。

本发明的有益效果:

本发明的1B4B编码与曼彻斯特编码自适应正向传输方法及装置,根据这两种码型的特点,正确快速地识别出这两种码型,并根据确定的码型,将信号处理后传输给通信信道。该方法及装置具有良好的适应性,既适用于采用1B4B编码方式的保护装置,也适用于采用曼彻斯特编码方式的保护装置,实现简单、可靠。

本发明的1B4B编码与曼彻斯特编码自适应反向传输方法及装置,根据正向传输设计的方式及装置,相应设计反向传输方法及装置,与正向传输功能独立,互不影响。

本发明的1B4B编码与曼彻斯特编码自适应传输系统,通过在相互独立的正向传输单元和反向传输单元中分别设计编码识别模块、接收和存储模块、发送模块,实现了既适用于采用1B4B编码方式的保护装置的数据传输,也适用于采用曼彻斯特编码方式的保护装置的数据传输。解决了现有技术中针对不同的编码方式的保护装置需要配置不同的接口装置的问题。而且,该系统实现方法简单,可靠性高。

附图说明

图1是本发明的1B4B编码与曼彻斯特编码自适应传输系统图;

图2是本发明的正向编码识别模块的识别示意图;

图3是正向接收模块中1B4B编码的码型转换示意图;

图4是本发明的反向编码识别模块的识别示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加明确,下面结合附图及实施例,对本发明作进一步的详细说明,但本发明的实施方式并不局限于此。

本发明的1B4B编码与曼彻斯特编码自适应传输系统实施例:

为了实现不同编码方式的纵联通信数据能够自适应地复接入电力专用SDH网络,现提供一种1B4B编码与曼彻斯特编码自适应传输系统,该系统根据纵联通信数据的编码特点,能够自动识别编码方式,在保证有效数据速率不变的情况下,将通信数据信号转换为E1信道要求的波特率为2.048Mbps、编码形式为HDB3的串行信号。

整个系统的硬件架构主要包括FPGA、光电转换器和E1芯片。光电转换器完成光电信号转换,E1芯片完成FPGA侧NRZ码与E1信道侧HDB3码之间的转换。基于FPGA的可扩展性强、灵活方便的优点,通过硬件编程语言在FPGA内部设计正向传输和反向传输两大逻辑功能模块,分别完成光电转换器至E1芯片的转换传输和E1芯片至光电转换器的转换传输,时序控制精度高,具备并行处理的能力,实现方法灵活可靠,从而无需设计外部电路进行编码方式的切换。

FPGA选用Xilinx公司的Spartan6系列XC6SLX4,E1芯片选用EXAR公司的XRT82D20,光电转换器选用宇光公司的GTL9系列光电转换器。

整体来说,FPGA的功能设计主要包括两部分:

一是正向传输单元,包括正向编码识别模块、正向接收模块、正向缓存模块和正向发送模块,主要实现的功能如下:首先,根据1B4B和曼彻斯特两种编码方式的特点,通过可编程逻辑设计正向编码识别模块完成对两种编码方式的识别;然后,根据确定的编码方式及相应的编码方式的特点,通过可编程逻辑设计正向接收模块和正向缓存模块完成通信数据信号的同步、码型处理与接收,并将其存入缓存区;最后,设计正向发送模块将缓存区中的数据以NRZ码形式发送给E1芯片。

二是反向传输单元,包括反向编码识别模块、反向接收模块、反向缓存模块和反向发送模块,主要实现的功能如下:首先,根据E1芯片传输给FPGA的信号码型的特点,通过可编程逻辑设计反向识别模块完成对对侧装置编码方式的识别;然后,根据确定的编码方式及相应的编码方式的特点,通过可编程逻辑设计反向接收和反向缓存模块,将E1芯片输出到FPGA端口的NRZ码进行码型处理与接收,并将数据存入缓存区;最后,设计反向发送模块将缓存区中的数据编码后传输给TD端口。

正向传输单元的正向存储模块和反向传输单元的反向存储模块均通过FPGA内置FIFO核来实现,FIFO深度可进行配置,且通过标志位判断其是否为空以及已存储数据个数。而且,正向传输单元和反向传输单元功能独立,互不影响。正向传输单元中的正向缓存模块和反向传输单元的反向缓存模块均可同时进行读写操作,发送模块无需等待接收模块将有效数据帧完全接收存储完成便可启动发送,使通信延迟较小。

具体来说,整个过程如下:

一、FPGA在上电加载程序完成后,对E1芯片进行初始化。

二、当信号进行正向传输时,光纤信号经过光电转换器转换成RD端口信号,RD端口信号经FPGA内部的正向传输单元实现将RD端口信号的码型识别、码型处理与接收、缓存,并发送给E1芯片。具体过程如下:

1、正向编码识别模块通过在FPGA内部设计脉冲宽度计数器来实现。该计数器以本地时钟32.768MHz为基准,对RD信号的高电平和低电平脉冲进行采样计数,并在RD信号的上升沿和下降沿清零。

如果本侧保护装置采用1B4B编码方式,则RD信号的波特率为4.096Mbps,根据预先设定的纵联通信协议,设定的空闲码中数据位不全为“1”,即通信链路中不会出现有效数据全为“1”的情况,所以1B4B编码方式下的RD信号中高低脉冲宽度或为244ns左右,或为488ns左右。同理,如果本侧保护装置采用曼彻斯特编码方式,RD信号中高低脉冲宽度或为488ns左右,或为976ns左右,如图2所示。

在一定的时间范围内,用脉冲宽度计数器对RD信号进行采样计数,如果计数结果中有值为7的情况,而且没有值为31的情况,则认为本侧保护装置采用的编码方式是1B4B编码;同理,如果计数结果中有值为31的情况,而且没有值为7的情况,则认为本侧保护装置采用的编码方式为曼彻斯特编码。另外,考虑到RD信号与本地时钟信号不是同一个时钟域,可能存在偏差,所以计数结果为6-8时均认为是7,计数结果为30-32均认为是31。

2、根据步骤1中对编码方式识别的结果,正向接收模块启动不同的工作模式。根据1B4B编码和曼彻斯特编码两种编码方式中信号跳变沿的特点,可根据本地32.768MHz时钟生成与RD信号具有一定相位差的2.048MHz的同步时钟,利用该同步时钟对RD信号进行采样。

如果本侧装置采用1B4B编码方式,以生成的同步时钟为基准进行采样时,前后两次采样的数据进行异或运算后存入缓存区,结果如图3所示。由于通信中有效数据的实时速率为1.024Mbps,而FPGA以内部2.048MHz的同步时钟进行接收,所以当有效数据为“1”时,存入缓存区的数据为“11”,有效数据为“0”时,存入缓存区的数据为“00”。这样便实现了1B4B编码的波特率从4.096Mbps到2.048Mbps的转换。

如果本侧装置采用的编码方式为曼彻斯特编码,RD信号波特率为2.048Mbps,与E1信道要求的标准一致,直接以内部生成的2.048MHz的同步时钟为基准对其进行采样接收和缓存,当有效数据为“1”,则存入缓存区的数据为“10”,有效数据为“0”,则存入缓存区的数据为“01”。

接收和存储过程通过设计状态机实现,根据通信协议约定的空闲码,接收状态机实时检测判断数据是否为空闲码,如果为空闲码,则不存入缓存区,如果数据不是空闲码,则认为数据是有效数据,存入缓存区。

3、FPGA通过正向发送模块以NRZ码形式向E1芯片传输数据。正向发送模块将本地32.768MHz时钟16分频得到的2.048MHz时钟作为发送时钟输出到E1芯片的Tclk端口,同时以分频得到的2.048MHz时钟为基准,将待发送数据串行发送给E1芯片的TDA端口。

发送时钟以本地分频时钟为基准,而步骤2中接收时钟以逻辑生成的同步时钟为基准,考虑到两种时钟可能存在的偏差,发送模块在缓存区存储两个字节的有效数据之后再从缓存区读取数据进行发送,同时将缓存区的深度设置足够大,避免缓存区同时读写可能导致的空读或溢出现象。在缓存区为空的情况下,正向发送模块一直向E1芯片发送空闲码。

三、当信号进行反向传输时,E1芯片将E1通道输入的信号通过RDA端口传输给FPGA,FPGA内部的反向传输单元实现将NRZ码进行码型识别、码型处理与接收、缓存,并传输给光电转换器的TD端口。具体过程如下:

1、反向编码识别模块也通过设计脉冲宽度检测计数器实现。根据正向传输部分的设计,如果对侧保护装置采用1B4B编码,经过E1信道传输和E1芯片转后,对应有效数据“1”的输出为“11”,对应有效数据“0”的输出为“00”,波特率为2.048Mbps,此编码方式下E1芯片RDA端口输出信号的脉冲宽度至少976ns左右,如果连续为“0”或者连续为“1”,则输出信号的脉冲宽度为976ns的整数倍;同理,如果对侧保护装置采用曼彻斯特编码,则经过复用接收装置后对应有效数据“1”的输出为“10”,对应有效数据“0”的输出为“01”,波特率为2.048Mbps,此编码方式下E1芯片RDA端口输出信号的脉冲宽度或为488ns左右,或者为976ns左右,如图4所示。

脉冲宽度检测计数器以本地32.768MHz时钟为基准对RDA端口信号进行采样和计数,计数器在信号上升沿和下降沿清零。在一定的时间范围内,如果计数结果为15或者31,则认为是曼彻斯特编码;如果计数结果为31或者其整数倍,则认为编码方式为1B4B编码。由于RDA信号与本地时钟也不是同一个时钟域,考虑到可能存在的偏差,预留一个周期的偏差裕度,结果为14-16均认为是15,结果为30-32均认为是31。

2、根据步骤1所确定的编码方式识别的结果,反向接收模块启动不同的工作模式。

如果编码方式为1B4B编码,为便于下述步骤3中发送模块的设计,以Rclk时钟的二分频时钟为基准对RDA端口数据进行采样接收和缓存。Rclk为RDA信号的同步时钟信号,频率为2.048MHz,由E1芯片生成输出,其二分频时钟频率为1.024MHz。根据步骤1中对1B4B编码方式下RDA信号特点的分析可知,RDA为“11”时则存入的数据为“1”,RDA为“00”时则存入的数据为“0”,即波特率为1.024Mbps的有效数据。

如果编码方式为曼彻斯特编码,则以Rclk为基准直接对RDA端口输出数据进行采样接收和缓存,根据步骤1中对曼彻斯特编码方式下RDA信号特点的分析可知,RDA为“10”时则存入的数据仍为“10”,RDA为“01”时则存入的数据仍为“01”,即波特率为2.048Mbps的未经解码的曼彻斯特编码数据。

3、反向发送模块根据步骤1中确定的编码模式启动不同的工作模式。

如果编码方式为1B4B编码,根据步骤2可知,缓存区中存入数据是波特率为1.024Mbps的有效数据,以本地32.768MHz时钟分频得到1.024MHz分频时钟为基准从缓存区读取数据,并对读出的数据重新进行1B4B编码和发送。

如果编码方式为曼彻斯特编码,根据步骤2可知,存入缓存区中的数据形式为未经解码的曼彻斯特编码数据,波特率为2.048Mbps,以本地32.768MHz时钟分频得到2.048MHz分频时钟为基准从缓存区读取数据,并将读取的数据直接进行串行发送。

反向发送模块输出串行信号连接到光电转换器的TD端口。反向发送模块以本地分频时钟为基准,而步骤2中缓存区数据存入以Rclk为基准,考虑到可能存在的时间偏差,反向发送模块在缓存区存储两个字节的数据之后再启动发送,并将缓存区深度设置足够大,避免对缓存区同时进行读写操作时可能出现的空读或者溢出现象。

整体来讲,该系统除光电转换器完成光电转换以及E1芯片完成HDB3编码解码功能外,其他功能均通过FPGA内部可编程逻辑实现,从而识别不同的编码方式,进而切换不同的工作模式,实现简单,方法灵活,可扩展性强,便于扩展为支持多路纵联通信的复用接口。

而且,本发明中FPGA的正向发送模块和反向发送模块均以本地时钟为基准,输出信号脉冲宽度及波特率稳定,提高了通信的稳定性和可靠性。

另外,本发明不仅可用于线路差动保护中的光纤纵联通信,也可以应用于其它工程领域的SDH网络非成帧模式的复用接入领域。

本发明的1B4B编码与曼彻斯特编码自适应正向传输方法实施例:

在上述1B4B编码与曼彻斯特编码自适应传输系统实施例中介绍到,当信号正向传输时,即光纤信号经过光电转换器转换成RD端口信号,RD端口信号经FPGA传输给E1芯片的整个过程中,FPGA中设计的各个模块是如何实现RD端口信号的码型识别、码型处理与接收、缓存、发送的。而实现这个过程核心就在于本发明提供的1B4B编码与曼彻斯特编码自适应正向传输方法。在上述实施例中已经介绍的足够清楚,对1B4B编码与曼彻斯特编码自适应正向传输方法不再做过多说明。

本发明的1B4B编码与曼彻斯特编码自适应正向传输装置实施例:

该装置包括:用于根据1B4B编码与曼彻斯特编码两种码型的特点,识别待传输的正向信号的码型的模块;用于根据识别出的正向信号的码型特点和待接收的通信信道波特率的要求,将识别出的正向信号进行等波特率处理,并存入正向缓存区的模块;用于将正向缓存区的正向信号发送到待接收的通信信道的模块。

该装置实际上是基于本发明的1B4B编码与曼彻斯特编码自适应正向传输方法流程的一种计算机解决方案,即一种软件构架,上述各种单元即为与方法流程相对应的各处理进程或程序。对上述方法的介绍已经足够清楚完整,故对该装置不再进行详细描述。

本发明的1B4B编码与曼彻斯特编码自适应反向传输方法实施例:

在上述介绍1B4B编码与曼彻斯特编码自适应传输系统实施例中介绍到,当信号进行反向传输时,即E1芯片将E1通道输入的信号通过RDA端口传输给FPGA,FPGA再传输给光电转换器的TD端口的过程中,FPGA内部设计的各个模块是如何实现将NRZ码进行码型识别、码型处理与接收、缓存、发送的。而实现这个过程核心就在于本发明提供的1B4B编码与曼彻斯特编码自适应反向传输方法。在上述实施例中已经介绍的足够清楚,对1B4B编码与曼彻斯特编码自适应反向传输方法不再做过多说明。

本发明的1B4B编码与曼彻斯特编码自适应反向传输装置实施例:

该装置包括:用于根据通信信道传输来的反向信号码型的特点,识别待传输的反向信号的码型的模块;用于根据识别出的反向信号的码型特点,将识别出的反向信号存入反向缓存区的模块;用于将反向缓存区的反向信号进行反编码后进行发送的模块。

该装置实际上是基于本发明的1B4B编码与曼彻斯特编码自适应反向传输方法流程的一种计算机解决方案,即一种软件构架,上述各种单元即为与方法流程相对应的各处理进程或程序。对上述方法的介绍已经足够清楚完整,故对该装置不再进行详细描述。


技术特征:

1.一种1B4B编码与曼彻斯特编码自适应正向传输方法,其特征在于,包括如下步骤:

根据1B4B编码与曼彻斯特编码两种码型的特点,识别待传输的正向信号的码型;

根据识别出的正向信号的码型特点和待接收的通信信道波特率的要求,将识别出的正向信号进行等波特率处理,并存入正向缓存区;

将正向缓存区的正向信号发送到待接收的通信信道。

2.根据权利要求1所述的1B4B编码与曼彻斯特编码自适应正向传输方法,其特征在于,识别待传输的正向信号的码型的步骤包括:

以一时钟为第一基准时钟,将待传输的正向信号的高电平和低电平进行采样计数,在一定的时间范围内,若采样计数结果中包含第一设定整数集中的数,则待传输的正向信号采用的是1B4B编码,否则采用的是曼彻斯特编码;或者若采样计数结果中包含第二设定整数集中的数,则待传输的正向信号采用曼彻斯特编码,否则采用的是1B4B编码;

其中,所述第一设定整数集为:

A 1 = { int ( k 1 4.096 ) - 2 , int ( k 1 4.096 ) - 1 , int ( k 1 4.096 ) } ]]>

所述第二设定整数集为:

A 2 = { int ( k 1 1.024 ) - 2 , int ( k 1 1.024 ) - 1 , int ( k 1 1.024 ) } ]]>

其中,int()表示取整操作,k1表示第一基准时钟的频率,A1表示第一设定整数集,A2表示第二设定整数集。

3.根据权利要求1或2所述的1B4B编码与曼彻斯特编码自适应正向传输方法,其特征在于,将识别出的正向信号进行等波特率处理,并存入正向缓存区的步骤包括:

以逻辑生成的、与识别出的正向信号具有固定相位差的同步时钟为基准,对识别出的正向信号进行采样:若采用1B4B编码,将前后两次采样的数据进行异或运算后存入正向缓存区;若采用曼彻斯特编码,则直接存入正向缓存区。

4.一种1B4B编码与曼彻斯特编码自适应反向传输方法,其特征在于,包括如下步骤:

根据通信信道传输来的反向信号码型的特点,识别待传输的反向信号的码型;

根据识别出的反向信号的码型特点,将识别出的反向信号存入反向缓存区;

将反向缓存区的反向信号进行反编码后进行发送。

5.根据权利要求4所述的1B4B编码与曼彻斯特编码自适应反向传输方法,其特征在于,识别待传输的反向信号的码型的步骤包括:

以一时钟为第二基准时钟,将待传输的反向信号的高电平和低电平进行采样计数,在一定的时间范围内,若采样计数结果中包含第三设定整数集中的数,则待传输的反向信号采用的是曼彻斯特编码,否则采用的是1B4B编码;若采样计数结果中包含第四设定整数集中的数,则待传输的反向信号采用的是1B4B编码,否则采用的是曼彻斯特编码;

其中,所述第三设定整数集为:

A 3 = { int ( k 2 2.048 ) - 2 , int ( k 2 2.048 ) - 1 , int ( k 2 2.048 ) } ]]>

所述第四设定整数集为:

A4=n*A5

A 5 = { int ( k 2 1.024 ) - 2 , int ( k 2 1.024 ) - 1 , int ( k 2 1.024 ) } ]]>

其中,int()表示取整操作,k2表示第二基准时钟的频率,A3表示第三设定整数集,A4表示第四设定整数集,n表示大于1的正整数。

6.根据权利要求4或5所述的1B4B编码与曼彻斯特编码自适应反向传输方法,其特征在于,将识别出的反向信号存入反向缓存区的步骤包括:

若采用1B4B编码,则以通信信道时钟的二分频时钟为基准对识别出的反向信号进行采样接收,存入反向缓存区;

若采用曼彻斯特编码,则以通信信道时钟为基准对识别出的反向信号进行采样接收,存入反向缓存区。

7.一种1B4B编码与曼彻斯特编码自适应正向传输装置,其特征在于,包括如下模块:

正向编码识别模块:用于根据1B4B编码与曼彻斯特编码两种码型的特点,识别待传输的正向信号的码型的模块;

正向接收和存储模块:用于根据识别出的正向信号的码型特点和待接收的通信信道波特率的要求,将识别出的正向信号进行等波特率处理,并存入正向缓存区的模块;

正向发送模块:用于将正向缓存区的正向信号发送到待接收的通信信道的模块。

8.一种1B4B编码与曼彻斯特编码自适应反向传输装置,其特征在于,包括如下模块:

反向编码识别模块:用于根据通信信道传输来的反向信号码型的特点,识别待传输的反向信号的码型的模块;

反向接收和存储模块:用于根据识别出的反向信号的码型特点,将识别出的反向信号存入反向缓存区的模块;

反向发送模块:用于将反向缓存区的反向信号进行反编码后进行发送的模块。

9.一种1B4B编码与曼彻斯特编码自适应传输系统,其特征在于,包括用于转换光纤信号和电信号的光电转换器,用于接收、处理、发送电信号的FPGA和用于与FPGA信号连接的E1芯片;所述FPGA包括正向传输单元和反向传输单元;

所述正向传输单元包括:

正向编码识别模块:用于根据1B4B编码与曼彻斯特编码两种码型的特点,识别待传输的正向信号的码型;

正向接收和存储模块:用于根据识别出的正向信号的码型特点和待接收的通信信道波特率的要求,将识别出的正向信号进行等波特率处理,并存入正向缓存区;

正向发送模块:用于将正向缓存区的正向信号发送到待接收的通信信道;

所述反向传输单元包括:

反向识别模块:用于根据通信信道传输来的反向信号码型的特点,识别待传输的反向信号的码型;

反向接收和存储模块:根据识别出的反向信号的码型特点,将识别出的反向信号存入反向缓存区的模块;

反向发送模块:用于将反向缓存区的反向信号进行反编码后进行发送。

10.根据权利要求9所述的1B4B编码与曼彻斯特编码自适应传输系统,其特征在于,所述正向编码识别模块还用于:

以一时钟为第一基准时钟,将待传输的正向信号的高电平和低电平进行采样计数,在一定的时间范围内,若采样计数结果中包含第一设定整数集中的数,则待传输的正向信号采用的是1B4B编码,否则采用的是曼彻斯特编码;或者若采样计数结果中包含第二设定整数集中的数,则待传输的正向信号采用曼彻斯特编码,否则采用的是1B4B编码;

其中,所述第一设定整数集为:

A 1 = { int ( k 1 4.096 ) - 2 , int ( k 1 4.096 ) - 1 , int ( k 1 4.096 ) } ]]>

所述第二设定整数集为:

A 2 = { int ( k 1 1.024 ) - 2 , int ( k 1 1.024 ) - 1 , int ( k 1 1.024 ) } ]]>

其中,int()表示取整操作,k1表示第一基准时钟的频率,A1表示第一设定整数集,A2表示第二设定整数集。

技术总结
本发明提供一种1B4B与曼彻斯特编码的正向、反向传输方法及装置、系统,该系统通过在相互独立的正向传输单元和反向传输单元中分别设计编码识别模块、接收和存储模块、发送模块,实现了既适用于采用1B4B编码方式的保护装置的数据传输,也适用于采用曼彻斯特编码方式的保护装置的数据传输,解决了现有技术中针对不同的编码方式的保护装置需要配置不同的接口装置的问题。而且,该系统实现简单,可靠性高。

技术研发人员:吕玄兵;王振华;周东杰;赵会斌;周俊华;王全海;马志敏;江燕良
受保护的技术使用者:许继集团有限公司;许继电气股份有限公司;许昌许继软件技术有限公司;国家电网公司
文档号码:201710324018
技术研发日:2017.05.08
技术公布日:2017.09.15

最新1B4B与曼彻斯特编码的正向、反向传输方法及装置、系统与流程的相关内容如下:

本文标题:最新1B4B与曼彻斯特编码的正向、反向传输方法及装置、系统与流程
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