1、在光通信設(shè)備的研發(fā)和光傳輸系統(tǒng)特性測(cè)試等領(lǐng)域，經(jīng)常需要采集高速光纖數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。但由于開發(fā)成本或開發(fā)難度等原因，目前能夠?qū)?.5Gb/s甚至更高速率的光纖數(shù)據(jù)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間、實(shí)時(shí)采集的設(shè)備尤為少見。
　　本文結(jié)合課題需求，基于現(xiàn)有的高性能PCI Express總線和磁盤陣列技術(shù)，研制了一套2.5Gb/s速率級(jí)的高速光纖數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)可對(duì)接入的2路2.5Gb/s光信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)、長(zhǎng)時(shí)間的數(shù)據(jù)采集，系統(tǒng)穩(wěn)定的存盤速率可達(dá)617.26M

2、B/s，能連續(xù)采集4TB的數(shù)據(jù)不丟幀，滿足系統(tǒng)的各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)，具有很好的應(yīng)用價(jià)值。在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過程中，主要做了如下的研究工作。
　　1、設(shè)計(jì)了PCI Express采集卡的硬件平臺(tái)。主要包括方案的確定、器件的選型與印制電路板的制作。采集卡的硬件平臺(tái)較好地克服了電磁干擾、信號(hào)反射以及布線延時(shí)等問題，能夠長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定可靠地工作。
　　2、研究了光信號(hào)的處理方法。探討了幀同步中一致次數(shù)和不一致次數(shù)的確定方法，通過研究ITU-T G.7

3、07中串行加擾／解擾模型的特性，提出了一種16bit的并行解擾方法。通過在FPGA進(jìn)行邏輯實(shí)現(xiàn)，論證了幀同步和并行擾碼方式的正確性。
　　3、研究了高速數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)內(nèi)存通信的解決方案。通過研究PCI Express總線和其它總線的結(jié)構(gòu)和傳輸性能，確定選用PCI Express總線的解決方案。用FPGA內(nèi)的IP核來實(shí)現(xiàn)PCI Express總線具有設(shè)計(jì)靈活、升級(jí)擴(kuò)展簡(jiǎn)易的優(yōu)點(diǎn)。
　　4、研究了高速數(shù)據(jù)海量存儲(chǔ)的方法。通過對(duì)比磁

4、盤陣列以及其它存儲(chǔ)介質(zhì)的I/O性能及存儲(chǔ)成本，確定采用RAID0級(jí)別的磁盤陣列作為高速數(shù)據(jù)海量存儲(chǔ)的介質(zhì)。RAID0磁盤陣列是將多個(gè)廉價(jià)磁盤合并成一個(gè)大的磁盤，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的并行I/O存取。在磁盤陣列所有的級(jí)別中，RAID0的磁盤利用率最高，速度最快。
　　5、研究了提升磁盤陣列性能的軟件優(yōu)化方法。磁盤陣列雖然在硬件上已經(jīng)確定，但是可以通過不同的軟件存儲(chǔ)方案來提高陣列的I/O性能。經(jīng)測(cè)試表明，數(shù)據(jù)在驅(qū)動(dòng)層存儲(chǔ)相對(duì)于在應(yīng)用層存儲(chǔ)，可達(dá)