摘  要：随着光纤通信技术的普及，光电转换的方式以及长线数据链路传输的路径也发生了变化。本文基于LVDS的光电转换式为基础，对长线数据传输链路设计进行了简要分析，在当前的光纤通信系统中，大多数的通信接口依旧使用的是高速的LVDS接口，在数据传输中会产生一定的问题，因此要设计出新方法。

关键词：LVDS;光电转换;数据运输;传输链路

引言：随着通信技术的发展，光纤通信接口的电路能够达到上千米的距离，不仅提高数据传输的速度，而且受到电磁环境的干扰较小。经济社会的发展促使多媒体传播的数据越来越多，传播的流程也越来越快，但是原始的物理层接口难以保证数据运输的效率，采用LVDS这种接口具有明显的优势。

一、基于LVDS的光电转换式长线数据传输链路设计

1.硬件电路设计

为了保持长线数据传输的速率在300Mbit/s的标准，要利用LVDS技术控制数据传输的各单元，一般会选择成本较低的，但是性能相对较好的芯片，使其基本能保证传输链条的正常运行。大多数情况下远距离数据传输的设备会被分解成5个模块通过地面测试台的反馈完成上位机传输的命令，进而对传输的数据进行解读，长线数据系统采用双向收发的方式，能够满足远距离信号的传播，同时还能增强系统的稳定性，降低设备发生故障的概率。

2.光电转接模块设计

LVDS在长线数据传播中起到中转的作用，为了增加其功效，在光模块的试验中，在其接受电路的前端安置均衡驱动顺序对LVDS信号进行平衡，在此期间还要注意电阻工作的小笼包，控制其输出的电平阈值在1.5-2.3V之间。远距离的信号传输效果会随着距离的递增变差，可以通过改变供电电压的兼容性来提高数据传输的效果和速度，选择合适的均衡器能够提高数据传输的稳定性[1]。

3.逻辑优化设计

在长线数据传输的过程中要对其进行远距离的测试，以记录信号传播的频率以及稳定性，进而采取对应的措施对线路进行优化，数据接受的频率可以根据相关技术或者器械对其进行控制，当发送端传输的数据过大时，为了平衡传输的比例，通常要利用无效码保持线路的连接，确保数据传输不会产生空白和乱码误码等情况。

二、基于LVDS的光电转换式长线数据传输的优化路径

1.信号完整性优化

长线数据传输系统的组成结构有三个部分，分别是采编器、地面测控以及传输设备，在数据传输的过程中常常会受到噪声干扰，通常情况下受到电容耦合，感应耦合的影响。为了降低噪声的污染，提高数据传输的效率，在选择传输介质的时候会适应屏蔽双绞线。屏蔽双绞线能够降低外界环境的干扰，在数据传输过程中会形成共扰模式抵御外界的干扰。在磁场中会形成正负抵消的情况，从而消除感应耦合。

双绞线虽然能抑制外界干扰，但是在传输个过程中会产生衰减性，如果电缆的长度较长产生衰减的概率就会越高。除了受到电缆长度的影响之外，信息通道的阻抗也会影响数据传输的频率，链接端连接的问题也会引起电路传输衰减，当双绞线的传输损耗与信号码的二次方与传输的距离成绩呈现正比关系，意味着传输衰减的状况并不严重，在百米距离的传播中受到的影响较小。

2.硬件电路优化

LVDS信号传输数据的速度很快，在系统率保持在180Mb/s的情况下，传输的速率可达每秒数百兆比特。根据电路总体设计线路图数据运输过程显示，源端端接与终端端接起到的阻抗效果反应并不明显。当双绞线特性阻抗数据为100Ω，交流耦合的负载与数据传输线路匹配，能够有效弥补信号波动的状况，从而使信号接收两端受到耦合干扰较小，对干扰源进行隔离，缓冲器内部会形成安全保护机制，对电路形成保护，确保数据传输的连续性[2]。

3.预加重与均衡技术

信号预加重的优化会提高发送信号的幅度，通常情况下有两种实现方法，分别是时域和频域，在长线传输路径中通常考虑较多的是频域，通过预加重技术的控制，增加高通过滤器的信号传播效果，优化传播的路径，减少外界其他信息的干扰。预加重技术的内部芯片传输的差分电压较大，通过均衡器的平衡能够控制增强传输的效果。

在百米传输的范围内双绞线传输的信号值会产生衰减的情况，随着距离的增加，信号衰减的情况会越来越严重，在长线传输中插入自适应均衡器能够平衡高低电压，使信号衰减的状况逐渐恢复正常，通过信号传播的频率和精准性能够推断出长线传播的距离，同时还能够判断信号传播的高低水平，在长线中安插均衡器能够提高数据传播的效率。

4.软件逻辑优化

长线数据传输系统在正常运行过程中，能够对低电压差分信号进行优化，一般情况下都能达到预计的指标，但是在恶劣的传输环境中会影响数据传输的准确性，受到噪声的干扰还会损害长线传播系统，使其产生乱码或者数据丢失的状况，因此要优化软件逻辑，对数据的传输端和接收端进行实时数据监测，能够减少误码情况的发生，但是长线传输链路的影响因素有很多，最终传输的情况还是会受到其他因素的影响，这是现阶段长线运输中不可避免的问题。

5.两级乒乓操作优化

两级乒乓操作是提高长线传播效果的途径之一，在软件逻辑设计中利用单流水线的结构，确保传输线路的独立性，使数据传输的线路在运行中互不影响。其中空闲下来的模块在软件逻辑设计时利用乒乓操作来完成信号发送端与传输端的数据读写与缓存。采编器主控模块分为两个部分，一个是Ping缓存，另外一个是Pong缓存，不同数据的缓存结果在不同模块中存储，以此来提高数据的辨析能力，减少数据传输错误需要重现上传的情况。

三、结语

综上所述，为了提高光电转换的效率，优化长线传输的路径，本文以LVDS为基础，从信号完整性优化，硬件电路优化，预加重与均衡技术优化，软件逻辑优化以及两级乒乓操作等方面做了简要的分析，优化长线传输链路能够减少电磁环境的干扰，提高数据传输的概率，为光电转换的发展提供了借鉴。

参考文献：

[1]陈晓敏，薛志超，张志龙等.低电压差分信号长线传输的优化设计[J].电子技术应用，2020，46（11）：104-108.

[2]赵晓阳，庆雨豪，彭晴晴等.基于LVDS的光电转换式长线数据传输链路设计[J].电子测量技术，2021，44（23）：126-130.