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基于RJ45接口和FPGA的千兆以太网光纤转换器设计及方法
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为了解决千兆以太网 5类非屏蔽双绞线 （1000BASE2T）最长传输距离为 100 m的瓶颈问题 ，选用了传输距离较远的光纤取代原有的 5类非屏蔽双绞线。考虑网络成本 ，不改变原有发送与接收系统结构 ，设计了一种千兆以太网光纤转换器。通过基于现场可编程门阵列 （ FPGA）的光纤端和千兆以太网端数据格式的转换及控制模块的设计 ，实现了以太网双绞线和光纤两种介质间的相互转换。将该转换器应用于高清晰度 LED显示屏的实时数字视频传输系统中 ，取得了良好的效果 ，实现了距离可达 10 km的实时数字视频传输 ，满足了未来一段时期内用户的需求 ，达到了设计的预期目标。
系统总体设计方案图 1是千兆以太网光纤转换器结构图 ，该设计方案整体上由千兆以太网收发模块和光纤收发模块组成 ， FPGA 作为主控制器分别对这两大部分进行控制并实现千兆以太网 /光纤数据格式的转换。其中 FPGA 选用 A ltera公司的 Cyclone Ⅱ 系列 ，该系列芯片内部资源丰富 ，性价比较高 ;选用的千兆以太网物理层芯片支持双端口独立收发 ，数据传输速率可达 2 Gb /s;光纤物理层芯片 TLK1221支持 016 G至 113 G的传输带宽 ，内部可实现串并 /并串转换、锁相环、时钟恢复等功能 ; 选用了最远传输距离可达 10 km的光收发器。需要说明的是 ，本文中的“千兆以太网 ”均指基于非屏蔽双绞线 （即 1000BASE2T标准 ）这种传输介质的千兆以太网络。
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