采用軟件實(shí)現(xiàn)方式搭建船岸連接系統(tǒng)光通信信號調(diào)制解調(diào)方案,并利用Modelsim模擬仿真對系統(tǒng)功能進(jìn)行了測試,研制出了船岸連接系統(tǒng)光纖通信模塊,實(shí)現(xiàn)了船岸連接系統(tǒng)船端與岸端的3路語音數(shù)據(jù)、1路MLM數(shù)據(jù)及1路ESD信號的可靠雙向傳輸功能。該技術(shù)突破了國外極少數(shù)廠家對船岸連接系統(tǒng)光通信技術(shù)的技術(shù)封鎖。 

【文章來源】：船舶工程. 2020年S1期 北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

調(diào)制解調(diào)原理圖表2頻移鍵序號信道號信道定義

船岸連接系統(tǒng)光通信數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)—359—信號經(jīng)AD電路采集轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，在由FPGA軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)制，調(diào)制后的數(shù)據(jù)合路成1路數(shù)字經(jīng)DAC電路轉(zhuǎn)換成模擬調(diào)制復(fù)合信號輸出[2]。在解調(diào)端，復(fù)合調(diào)制信號經(jīng)AD帶通采樣后由FPGA軟件實(shí)現(xiàn)信號分離和解調(diào)，最后由DAC轉(zhuǎn)換成模擬信號輸出[3]。其原理如圖1所示。表1不同產(chǎn)品調(diào)制解調(diào)功能支持對比表序號信號類型Trelleborg產(chǎn)品Mampaey產(chǎn)品國產(chǎn)化船岸連接系統(tǒng)1ESD信號√√√2MLM信號√√√3語音信號√√√圖1調(diào)制解調(diào)原理圖根據(jù)軟件功能要求，其需要具有FSK調(diào)制解調(diào)功能和多載波雙邊帶調(diào)制解調(diào)功能其具體實(shí)現(xiàn)如下。2.1FSK調(diào)制解調(diào)ESD信號只有接收到10kHz或5kHz頻率才是正常的，其余的頻率為異常信號。ESD信號采用FSK調(diào)制模式，數(shù)字處理單元將AD采集的ESD信號進(jìn)行FSK調(diào)制，F(xiàn)SK調(diào)制原理如圖2所示。ESD頻移鍵控頻率分頻如表2所示。圖2FSK調(diào)制原理框圖表2頻移鍵控頻率分配表序號信道號信道定義信道頻率RX/kHz信道頻率TX/kHz1CH1正常ESD安全模式10102CH2正常ESD故障安全模式55ESD信號閉合，邏輯輸出為H，頻移鍵控輸出頻率為10kHz；當(dāng)ESD開路，邏輯輸出為L，頻移鍵控輸出頻率為5kHz。DA輸出對應(yīng)的頻率載波，由光電轉(zhuǎn)換器換變成波長為850nm的光信號，由多模光纖傳輸至船端[4]。當(dāng)光接收器接收到岸端輸出的光信號后，光電轉(zhuǎn)換器將光轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)放大后由AD采集輸出到數(shù)字信號處理單元對FSK信號進(jìn)行解調(diào)，解調(diào)原理框圖如圖3所示。AD采集數(shù)據(jù)經(jīng)輸入濾波器濾波，濾除高頻干擾

船岸連接系統(tǒng)光通信數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)—359—信號經(jīng)AD電路采集轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，在由FPGA軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)制，調(diào)制后的數(shù)據(jù)合路成1路數(shù)字經(jīng)DAC電路轉(zhuǎn)換成模擬調(diào)制復(fù)合信號輸出[2]。在解調(diào)端，復(fù)合調(diào)制信號經(jīng)AD帶通采樣后由FPGA軟件實(shí)現(xiàn)信號分離和解調(diào)，最后由DAC轉(zhuǎn)換成模擬信號輸出[3]。其原理如圖1所示。表1不同產(chǎn)品調(diào)制解調(diào)功能支持對比表序號信號類型Trelleborg產(chǎn)品Mampaey產(chǎn)品國產(chǎn)化船岸連接系統(tǒng)1ESD信號√√√2MLM信號√√√3語音信號√√√圖1調(diào)制解調(diào)原理圖根據(jù)軟件功能要求，其需要具有FSK調(diào)制解調(diào)功能和多載波雙邊帶調(diào)制解調(diào)功能其具體實(shí)現(xiàn)如下。2.1FSK調(diào)制解調(diào)ESD信號只有接收到10kHz或5kHz頻率才是正常的，其余的頻率為異常信號。ESD信號采用FSK調(diào)制模式，數(shù)字處理單元將AD采集的ESD信號進(jìn)行FSK調(diào)制，F(xiàn)SK調(diào)制原理如圖2所示。ESD頻移鍵控頻率分頻如表2所示。圖2FSK調(diào)制原理框圖表2頻移鍵控頻率分配表序號信道號信道定義信道頻率RX/kHz信道頻率TX/kHz1CH1正常ESD安全模式10102CH2正常ESD故障安全模式55ESD信號閉合，邏輯輸出為H，頻移鍵控輸出頻率為10kHz；當(dāng)ESD開路，邏輯輸出為L，頻移鍵控輸出頻率為5kHz。DA輸出對應(yīng)的頻率載波，由光電轉(zhuǎn)換器換變成波長為850nm的光信號，由多模光纖傳輸至船端[4]。當(dāng)光接收器接收到岸端輸出的光信號后，光電轉(zhuǎn)換器將光轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)放大后由AD采集輸出到數(shù)字信號處理單元對FSK信號進(jìn)行解調(diào)，解調(diào)原理框圖如圖3所示。AD采集數(shù)據(jù)經(jīng)輸入濾波器濾波，濾除高頻干擾

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于FPGA的PPM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 楊湲.  西昌學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(02)
[2]調(diào)制解調(diào)軟件實(shí)驗(yàn)建設(shè)的研究[J]. 張松華,陸秀令.  中國教育技術(shù)裝備. 2012(12)
[3]基于DSP軟件無線電數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)的應(yīng)用研究[J]. 毛小燕.  電腦知識與技術(shù). 2010(10)
[4]數(shù)字調(diào)制信號解調(diào)分析軟件的設(shè)計(jì)[J]. 孟玲麗,黃建國,李力.  電子測量技術(shù). 2008(04)

碩士論文
[1]無線光通信混合調(diào)制解調(diào)技術(shù)研究[D]. 陳仁杰.西安電子科技大學(xué) 2019



本文編號：2937415