一體化流媒體服務(wù)光端機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及光通信技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種一體化流媒體服務(wù)光端機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著多媒體應(yīng)用、顯控工程中信號(hào)顯示設(shè)備的發(fā)展，平板顯示器、投影機(jī)的分辨率越來越高，對(duì)其信號(hào)傳輸和接入要求亦越來越高。目前，采用DVI、HDMI接口的消費(fèi)類產(chǎn)品遍布高清晰顯示設(shè)備、平板電視等多種設(shè)備，其中單通道DVI的最大傳輸率就可以達(dá)到4.95Gbit/s，顯示分辨率達(dá)到1080p。另外，采用HD-SDI高清數(shù)字分量串行接口的實(shí)時(shí)無壓縮的高清廣電級(jí)攝像機(jī)(HD-SDI攝像機(jī))為監(jiān)控中心提供高清晰的圖像來源的需求亦越來越多。由于傳統(tǒng)的模擬傳輸系統(tǒng)所傳輸信號(hào)的損失大，造成高品質(zhì)的投影設(shè)備無法顯示高質(zhì)量的圖像，形成顯示質(zhì)量的瓶頸問題，以及由于數(shù)字視頻信號(hào)碼流太快（I.65Gbs，甚至更高），在利用電纜傳輸時(shí)，受幅頻特性、群延時(shí)特性、高低頻干擾、電源地線等的影響，造成信號(hào)損失嚴(yán)重，圖像出現(xiàn)模糊拖尾分尾等問題，針對(duì)這些問題，行業(yè)內(nèi)利用光纖傳輸具有帶寬大、傳輸距離遠(yuǎn)、抗干擾的優(yōu)勢(shì)，發(fā)明了多種針對(duì)不同信號(hào)及傳輸?shù)燃?jí)要求的多種光端機(jī)。
[0003]目前，在高端領(lǐng)域，針對(duì)高清信號(hào)或大流量業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的傳輸需求，雖然國內(nèi)一些廠商的高性能光端機(jī)的出現(xiàn)從基本功能上滿足了這種高等級(jí)大數(shù)據(jù)量的業(yè)務(wù)傳輸需求，但是縱觀光端機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)景及其行業(yè)系統(tǒng)建設(shè)方案，當(dāng)前多數(shù)情況下，光端機(jī)還只具備較少功能，如：只是一個(gè)信號(hào)傳輸設(shè)備。從另一方面來說，在整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)過程中，還需要其他配套設(shè)備(如光網(wǎng)接入組網(wǎng)或以太網(wǎng)路由交換設(shè)備等）的協(xié)助來完成整體系統(tǒng)功能，亦即伴隨著技術(shù)方案的競(jìng)爭(zhēng)與發(fā)展，在光纖傳輸方案中，除了單純利用光端機(jī)組網(wǎng)的方案之外，還包括光矩陣、視頻編解碼器+交換機(jī)、以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)(GPON) +視頻編解碼器、UTN綜合業(yè)務(wù)光傳輸網(wǎng)等方案。當(dāng)前國內(nèi)的這種高度集成化的產(chǎn)品還不多，或者甚為少見。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本實(shí)用新型提供了一種一體化流媒體服務(wù)光端機(jī)，解決現(xiàn)有技術(shù)中設(shè)備組網(wǎng)缺乏通用靈活性，光纖網(wǎng)絡(luò)利用率不足的問題。
[0005]本實(shí)用新型為了實(shí)現(xiàn)上述目的采用以下技術(shù)方案:設(shè)計(jì)和制造一種一體化流媒體服務(wù)光端機(jī)，包括FPGA業(yè)務(wù)板卡、光端機(jī)主板和控制單元;所述FPGA業(yè)務(wù)板卡、光端機(jī)主板和控制單元通過電連接。
[0006]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn):所述FPGA業(yè)務(wù)板卡為復(fù)合式業(yè)務(wù)卡，分為業(yè)務(wù)發(fā)送卡和業(yè)務(wù)接收卡，所述FPGA業(yè)務(wù)板卡包括多路及多種業(yè)務(wù)視頻數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收模塊。
[0007]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn):所述光端機(jī)主板提供與FPGA業(yè)務(wù)卡連接的電氣驅(qū)動(dòng)電路和物理接口，所述光端機(jī)主板具有SATA磁盤陣列存儲(chǔ)接口，所述光端機(jī)主板為控制單元提供外圍電路。
[0008]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn):控制單元設(shè)有CPU、視頻編解碼處理芯片和以太網(wǎng)控制芯片集。
[0009]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn):所述FPGA業(yè)務(wù)板卡還包括:現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯器件FPGA、串并轉(zhuǎn)換模塊、并串轉(zhuǎn)換模塊、高清多媒體接口 HDMI、數(shù)字視頻接口 DVI、高清數(shù)字分量串行接口 HD-SDI和PCI-E數(shù)據(jù)交換接口。
[0010]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn):所述FPGA業(yè)務(wù)板卡中的光纖收發(fā)器通過采用波分復(fù)用方式傳輸?shù)墓饫w與遠(yuǎn)端的ONU或ONT相連。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果是：不僅能夠大大降低光端機(jī)組網(wǎng)建設(shè)的復(fù)雜性，降低總體設(shè)備故障率，而且能夠較大降低光端機(jī)組網(wǎng)的建設(shè)成本和維護(hù)成本。
【附圖說明】
[0012]圖I為本發(fā)明的整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
[0013]圖2為本發(fā)明的FPGA業(yè)務(wù)接收卡基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)框圖。
[0014]圖3為本發(fā)明的FPGA業(yè)務(wù)板卡中OLT功能硬件框圖。
[0015]圖4為本發(fā)明的FPGA業(yè)務(wù)板卡中ONU功能硬件框圖。
[0016]圖5為本一體化流媒體服務(wù)光端機(jī)的網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)示意框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
[0018]一種一體化流媒體服務(wù)光端機(jī)，包括FPGA業(yè)務(wù)板卡、光端機(jī)主板和控制單元;所述FPGA業(yè)務(wù)板卡、光端機(jī)主板和控制單元通過電連接。在一實(shí)施例中，該光端機(jī)集成了傳統(tǒng)光端機(jī)的基本功能，即將多路業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，如音視頻，開關(guān)量，以太網(wǎng)數(shù)據(jù)，電話等電信號(hào)經(jīng)光端機(jī)信號(hào)處理復(fù)合在光纖上進(jìn)行傳輸。整個(gè)流媒體服務(wù)光端機(jī)結(jié)構(gòu)分為三個(gè)部分:FPGA業(yè)務(wù)板卡、光端機(jī)主板(模板）、系統(tǒng)控制及服務(wù)核心板，其整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，如圖I所示。如上述方案的FPGA業(yè)務(wù)板卡，其特征描述為:FPGA業(yè)務(wù)卡按照工作模式分為業(yè)務(wù)發(fā)送卡和業(yè)務(wù)接收卡。復(fù)合式業(yè)務(wù)板卡其特征在于其包括多路及多種業(yè)務(wù)視頻數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收模塊，其中的業(yè)務(wù)視頻數(shù)據(jù)包括DVI，HD-SDI，VGA，HDMI，RJ45等類型的視頻接口類型，將功能模塊化，與主板信息交互總線的標(biāo)準(zhǔn)化，多種業(yè)務(wù)板塊組合可方便組合成多種信息流格式的復(fù)用光端機(jī)，方便動(dòng)態(tài)調(diào)整需求，業(yè)務(wù)板塊自帶信號(hào)指示燈及內(nèi)置監(jiān)控軟件。同時(shí)為提高設(shè)備的靈活性和適應(yīng)性，降低生產(chǎn)制造成本，采用ARM+ FPGA的組合方案，進(jìn)行板卡控制和數(shù)據(jù)處理。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)采用數(shù)字化光傳輸方式，一芯光纖可同時(shí)傳輸多路高清、標(biāo)清、非標(biāo)清視頻信號(hào)等業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，每業(yè)務(wù)卡的相關(guān)GPON電路具備GPON協(xié)議處理功能。
[0019]如上述方案的光端機(jī)主板，光端機(jī)主板是FPGA業(yè)務(wù)卡的母板，主板提供與FPGA業(yè)務(wù)卡連接的電氣驅(qū)動(dòng)電路和物理接口，如PCI-E總線控制電路，PCI-E電氣接口插槽;主板同時(shí)具有SATA磁盤陣列存儲(chǔ)接口，SATA磁盤陣列接口為流媒體業(yè)務(wù)提供大容量系統(tǒng)存儲(chǔ)，如音視頻或其他數(shù)據(jù)的存儲(chǔ);另外，主板為系統(tǒng)控制及服務(wù)核心板提供外圍電路，如SATA系統(tǒng)盤接口，DDR高速內(nèi)存卡，電源，看門狗，硬件監(jiān)控電路。在系統(tǒng)業(yè)務(wù)接口方面，擴(kuò)展了 RJ-45，USB，串口等硬件接口，其中RJ-45為以太網(wǎng)的IP或MPLS業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換口，串口可進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試口，USB為外設(shè)通用接入接口。
[0020]控制單元包含高性能CPU，視頻編解碼處理芯片，千兆以太網(wǎng)控制芯片集等，其主要是流媒體業(yè)務(wù)的核心運(yùn)算處理平臺(tái)，為整個(gè)一體化流媒體光端機(jī)系統(tǒng)提供系統(tǒng)配置管理，數(shù)據(jù)交換控制及分發(fā)服務(wù)，具備與以太網(wǎng)中IP及MPLS業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的無縫對(duì)接功能。[0021 ]如上述方案中的FPGA業(yè)務(wù)板卡其特征還包括：
[0022]基礎(chǔ)結(jié)構(gòu):業(yè)務(wù)卡主要功能是提供業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在光路上的傳輸能力，其硬件結(jié)構(gòu)包括現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯器件FPGA、串并轉(zhuǎn)換模塊、并串轉(zhuǎn)換模塊、高清多媒體接口（HDMI)、數(shù)字視頻接口（DVI)、高清數(shù)字分量串行接口（HD-SDI)、PCI-E數(shù)據(jù)交換接口。業(yè)務(wù)卡為復(fù)合式收發(fā)卡，業(yè)務(wù)卡主要為接收模式時(shí)，其基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。在上述方案的FPGA業(yè)務(wù)板卡的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)圖2中，F(xiàn)PGA負(fù)責(zé)多種制式的高清、標(biāo)清視頻以及音頻的接入控制、處理和接口轉(zhuǎn)換，光纖傳輸功能。同時(shí)板卡FPGA監(jiān)控電路提供豐富的狀態(tài)監(jiān)測(cè)，誤碼監(jiān)測(cè)功能，具有多種配置執(zhí)行能力。在業(yè)務(wù)功能方面，不僅能夠提供視頻的光路傳輸能力，而且對(duì)于視頻業(yè)務(wù)，F(xiàn)PGA可擴(kuò)展對(duì)視頻圖像的識(shí)別及處理能力。根據(jù)系統(tǒng)配置，視頻業(yè)務(wù)卡提供對(duì)視頻幀的抽取、分析、比對(duì)的特定視頻圖像處理功能。
[0023]在上述方案的FPGA業(yè)務(wù)卡中，其配置成主要發(fā)送模式時(shí)，視頻信號(hào)經(jīng)FPGA處理后，一方面將業(yè)務(wù)視頻數(shù)據(jù)經(jīng)光模塊發(fā)送到光纖通道上，另一方面可根據(jù)系統(tǒng)配置，進(jìn)行圖像處理，并將相關(guān)數(shù)據(jù)，通過PCI-E接口發(fā)送至業(yè)務(wù)卡的宿主單元(光端機(jī)主板、Iinux核心板），其中PCI-E接口為業(yè)務(wù)卡與宿主單元的業(yè)務(wù)交互接口。同時(shí)宿主單元可將配置參數(shù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)下分發(fā)給FPGA+ARM處理，經(jīng)并串轉(zhuǎn)換模塊、電光轉(zhuǎn)換模塊、光輸出模塊發(fā)送到光通道。單個(gè)發(fā)送端業(yè)務(wù)卡單口可支持2路高清或I路高清、2路標(biāo)清或8至16路普通視頻等多種多路視頻傳輸。反向控制電路則負(fù)責(zé)對(duì)信號(hào)源設(shè)備的控制，即板卡輸出來自板卡宿主單元(系統(tǒng)控制及核心板)或遠(yuǎn)端的控制數(shù)據(jù)經(jīng)反向控制驅(qū)動(dòng)模塊、R