摘要：多路信號(hào)的光纖傳輸在新型產(chǎn)品的研制中得到了越來越廣泛的應(yīng)用，文章首先介紹了基于FPGA的雙向多路信號(hào)光纖傳輸組件的工作原理，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了光纖傳輸組件的硬件結(jié)構(gòu)和基于FPGA的軟件結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了光驅(qū)動(dòng)電路和光接收電路，最后通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了雙向多路信號(hào)光纖傳輸組件設(shè)計(jì)的正確性。
關(guān)鍵詞：光纖傳輸；多路信號(hào)；單纖雙向；FPGA

0 引言
隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，光纖通信在產(chǎn)品研制與應(yīng)用中的作用日益彰顯，某新型產(chǎn)品的研制需要傳輸大量的信號(hào)，這些信號(hào)不僅包括模擬檢測(cè)信號(hào)，還包括數(shù)字檢測(cè)信號(hào)及速率不同的普通控制信號(hào)和高速控制信號(hào)。傳輸這些信號(hào)若采用電纜通信，一方面需要使用大量的電纜，將使系統(tǒng)存在體積大、重量重的缺點(diǎn)，另一方面不同種類不同速率的信號(hào)采用電纜通信，存在信號(hào)之間干擾嚴(yán)重、信號(hào)失真較大、通信距離嚴(yán)重受限的不足。這樣的不足將嚴(yán)重影響系統(tǒng)的整體性能。為克服電纜通信的不足，本文介紹了一種采用光纖通信的傳輸方式，不僅實(shí)現(xiàn)了多路復(fù)雜信號(hào)的傳輸而且采用一根光纖實(shí)現(xiàn)了大容量數(shù)據(jù)的雙向傳輸。

1 工作原理及分析
雙向多路信號(hào)光纖傳輸組件可分為現(xiàn)場(chǎng)端、控制端和傳輸光纖三部分?，F(xiàn)場(chǎng)端傳輸2路電壓信號(hào)和6路數(shù)據(jù)信號(hào)至控制端，同時(shí)要求控制端傳輸2路脈沖信號(hào)和6路數(shù)據(jù)信號(hào)至現(xiàn)場(chǎng)端。雙向多路信號(hào)光纖傳輸組件的原理框圖如圖1所示。

在圖1中，現(xiàn)場(chǎng)端和控制端均采用FPGA作為數(shù)據(jù)處理的核心部件，現(xiàn)場(chǎng)端和控制端所有外部輸入的發(fā)送信號(hào)均通過FPGA處理后變成一路電信號(hào)，該電信號(hào)經(jīng)光模塊進(jìn)行電光轉(zhuǎn)換變?yōu)楣庑盘?hào)經(jīng)光纖實(shí)現(xiàn)傳輸，接收部分則由光模塊將光信號(hào)變?yōu)殡娦盘?hào)經(jīng)FPGA處理后輸出。對(duì)于不同信號(hào)處理的方式不同，2路電壓信號(hào)在現(xiàn)場(chǎng)端經(jīng)AD采樣后進(jìn)入FPGA處理，通過光纖傳輸至控制端，再經(jīng)DA變換后輸出。由于FPGA外圍端口的工作電源為3．3V，其輸入端口兼容5V電平，2路5V TTL脈沖信號(hào)在控制端可直接進(jìn)入FPGA處理，通過光纖傳輸至現(xiàn)場(chǎng)端；在現(xiàn)場(chǎng)端則由FPGA處理后變?yōu)?．3V TTL脈沖信號(hào)，再利用電平轉(zhuǎn)換芯片變換為5V TTL脈沖信號(hào)輸出。對(duì)于數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸，控制端和現(xiàn)場(chǎng)端各有6路輸入的數(shù)據(jù)信號(hào)和6路輸出的數(shù)據(jù)信號(hào)。與前面脈沖信號(hào)類似，對(duì)于FPGA是輸入的數(shù)據(jù)信號(hào)而言，可直接相連，無需電平轉(zhuǎn)換；對(duì)于FPGA是輸出的數(shù)據(jù)信號(hào)，則需要增加一個(gè)電平轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，以便提高輸出信號(hào)的電平實(shí)現(xiàn)5V信號(hào)的傳輸。