地球物理探测的数据传输节点制造技术

本发明专利技术属于地球物理勘探领域，为(1)提供一种远距离的传输节点；(2)减小地震勘探阵列系统内部传输线的开销；(3)提供一种用于地球物理探测的数据传输节点；(4)提供一种节点间串行数据传输速率在50Kbps-300Mbps之间可调节或自适应的通用的于地球物理探测的数据远距离传输节点。为此，本发明专利技术采用的技术方案是，地球物理探测的数据传输节点，由上行通路、下行通路、采集模块传输接口构成；下行通路主要由第一变压器、MLT-3/NRZI解码器、第一电平匹配网络、时钟/数据恢复器、第一命令转发器、第二电平匹配网络、NRZI/MLT-3编码器、第二变压器组成。本发明专利技术主要应用于地球物理勘探。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于地球物理勘探领域，为(1)提供一种远距离的传输节点；(2)减小地震勘探阵列系统内部传输线的开销；(3)提供一种用于地球物理探测的数据传输节点；(4)提供一种节点间串行数据传输速率在50Kbps-300Mbps之间可调节或自适应的通用的于地球物理探测的数据远距离传输节点。为此，本专利技术采用的技术方案是，地球物理探测的数据传输节点，由上行通路、下行通路、采集模块传输接口构成；下行通路主要由第一变压器、MLT-3/NRZI解码器、第一电平匹配网络、时钟/数据恢复器、第一命令转发器、第二电平匹配网络、NRZI/MLT-3编码器、第二变压器组成。本专利技术主要应用于地球物理勘探。【专利说明】地球物理探测的数据传输节点
本专利技术属于地球物理勘探领域，具体讲，涉及用于地球物理探测的数据传输节点。技术背景地震勘探阵列系统在工程勘探、石油勘探、海底地质构造勘探、海洋鱼群密度观测等方面具有广泛的应用，目前市场上主流的地震勘探系统主要有法国SERCEL公司的408UL系统、美国HTI公司的SeaMUX Digital Array系统等。由于传输距离与传输线路上的数据带宽呈反比例关系，所以这些系统在数据传输节点(以下简称节点)之间进行数据传输时，具有传输距离不远的缺点；由于传输距离不远，在相同长度探测缆段的条件下，它们就需要更多的节点进行数据接力传输，而更多的节点不仅会带来更大的成本，而且还会使整个系统的可靠性降低。进一步地，法国SERCEL公司408UL系统的节点之间采用HDB3编码的方式进行数据传输，此种编码方式能使串行数据流中具有更多的定时信息，以方便数据接收端进行位同步时钟的提取，但是，HDB3编码方式并没有降低传输线路上数据流的带宽，因此这种编码方式在一定程序上限制了节点之间的传输距离。同时，美国HTI公司SeaMUXDigital Array系统的节点之间采用曼彻斯特编码的方式进行数据传输，此种编码方式是以增加传输线路上数据的传输带宽为代价来方便数据接收端提取位同步时钟的，它的编码效率只有50%，因此，此种编码方式不仅没有降低传输线路上的数据传输带宽，反而还增大了数据传输带宽，所以严重影响了节点之间数据的传输距离。
技术实现思路
为克服现有技术的不足，本专利技术旨在:(I)提供一种远距离的传输节点，它采用能降低传输线路上数据带宽的编码方式对原始数据进行编码，以实现节点之间更远距离数据的传输，且能进一步降低地震勘探阵列系统的硬件成本和提高系统的工作可靠性；(2)采用链路复用技术，基于同步传输的方式，提供一种将下行命令、同步采样时钟通过一条双绞线或同轴线进行同时传输的地震信号数据传输节点，以减小地震勘探阵列系统内部传输线的开销；(3)提供一种物理接口更具有通用性的用于地球物理探测的数据传输节点；(4)提供一种节点间串行数据传输速率在50Kbps-300Mbps之间可调节或自适应的通用的于地球物理探测的数据远距离传输节点。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是，地球物理探测的数据传输节点，由上行通路、下行通路、采集模块传输接口构成；下行通路主要由第一变压器、MLT-3/NRZI解码器、第一电平匹配网络、时钟/数据恢复器、第一命令转发器、第二电平匹配网络、NRZI/MLT-3编码器、第二变压器组成；进一步，第一变压器从节点(1-ι)接收转发过来的命令、然后再将命令输出至MLT-3/NRZI解码器，MLT-3/NRZI解码器对命令进行从MLT-3码到NRZI码的转换后再输出至第一电平匹配网络、经第一电平匹配网络进行电平匹配后，命令数据流再输入到时钟/数据恢复器中，时钟/数据恢复器从命令数据流中恢复出位同步时钟和数据，且恢复出的位同步时钟从信号线输出、恢复数据从信号线输出，然后代表命令信息的恢复数据再经第一命令转发器输出到第二电平匹配网络，之后命令数据被NRZI/MLT-3编码器进行从NRZI码到MLT-3码的转换后输出到第二变压器，第二变压器再将命令数据输出到节点(i+1)中去;上行通路主要由第三变压器、第二 MLT-3/NRZI解码器、第三电平匹配网络、时钟/数据恢复器、帧同步器、数据接收预处理器、节点处理中心、数据发送预处理器、第三电平匹配网络、第二 NRZI/MLT-3编码器、第四变压器组成；进一步，第三变压器从节点(i+1)接收传送过来的数据、然后再将数据输出至第二 MLT-3/NRZI解码器，第二 MLT-3/NRZI解码器对数据进行从MLT-3码到NRZI码的转换后再输出至第三电平匹配网络、经第三电平匹配网络进行电平匹配后，数据流再输入到时钟/数据恢复器中，时钟/数据恢复器从数据流中恢复出位同步时钟和数据，然后代表探测数据信息的恢复数据再经帧同步器进行数据帧同步后输出到数据接收预处理器中，数据接收预处理器对接收到的数据进行码型变换及8B10B解码后输出到节点处理中心，节点处理中心将从数据接收预处理器接收到的数据和从本地数据接收预处理器接收到的数据进行重新组帧后，再将数据发送到数据发送预处理器、数据发送预处理器输出的数据经第三电平匹配网络后输出至第二 NRZI/MLT-3编码器中，第二 NRZI/MLT-3编码器将数据从NRZI码转换成MLT-3码后经第四变压器发送到节点(1-Ι)中去；下行命令通路恢复出的命令数据流经过另一个帧同步器进行帧同步后输出至命令接收预处理器，命令接收预处理器对接收到的命令进行码型变换及8B10B解码后输出到命令解析器，节点处理中心通过接收命令解析器的命令来控制整个节点的工作状态；同步采样时钟提取模块同时接收时钟/数据恢复器输出的恢复出的位同步时钟以及命令接收预处理器输出的命令，然后基于接收到的恢复出的位同步时钟和数据，产生出同步采样时钟，并将同步采样时钟输出到同步采样时钟转发模块，同步采样时钟转发模块再将同步采样时钟经过RS485接口或SPI接口或直连接口输出至采集模块传输接口 ；从命令接收预处理模块输出的命令同步地还经过第二命令转发器输出到RS485接口或SPI接口或直连接口，然后再进一步输出到采集模块传输接口 ；进一步，采集模块传输接口将采集到的探测数据通过RS485接口或SPI接口或直连接口传输到本地数据接收预处理器，本地数据接收预处理器再将数据发送到节点处理中心。所述的地球物理探测的数据传输节点还包括时钟模块，发送数据的速率根据需要进行设定，时钟模块提供一个按设定速率发送数据的定时时钟，然后以此时钟为基准进行数据发送；与此同时，时钟/数据恢复器自适应地从接收到的数据流中判断出数据流的传输速率V，然后将自身的工作状态调整至与传输速率为V的数据流相匹配，以实现接收速率的自适应调节；时钟/数据恢复器也能接收来自速率调节器的配置信息，实现自身数据接收速率的匹配，也就是说，当节点的数据发送速率为V时，节点处理中心控制速率调节器输出相应的配置信息到时钟/数据恢复器，将时钟/数据恢复器的数据接收速率配置为V。本专利技术具备下列技术效果:(I)为克服现有技术中数据传输节点(以下简称节点)之间传输线路上的数据带宽不变或被抬高的缺点，提供一种远距离的传输节点，它采用能降低传输线路上数据带宽的编码方式对原始数据进行编码，以实现节点之间更远距离数据的传输，且能进一步降低地震本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地球物理探测的数据传输节点，其特征是，由上行通路、下行通路、采集模块传输接口构成；下行通路主要由第一变压器、MLT?3/NRZI解码器、第一电平匹配网络、时钟/数据恢复器、第一命令转发器、第二电平匹配网络、NRZI/MLT?3编码器、第二变压器组成；进一步，第一变压器从节点(i?1)接收转发过来的命令、然后再将命令输出至MLT?3/NRZI解码器，MLT?3/NRZI解码器对命令进行从MLT?3码到NRZI码的转换后再输出至第一电平匹配网络、经第一电平匹配网络进行电平匹配后，命令数据流再输入到时钟/数据恢复器中，时钟/数据恢复器从命令数据流中恢复出位同步时钟和数据，且恢复出的位同步时钟从信号线输出、恢复数据从信号线输出，然后代表命令信息的恢复数据再经第一命令转发器输出到第二电平匹配网络，之后命令数据被NRZI/MLT?3编码器进行从NRZI码到MLT?3码的转换后输出到第二变压器，第二变压器再将命令数据输出到节点(i+1)中去；上行通路主要由第三变压器、第二MLT?3/NRZI解码器、第三电平匹配网络、时钟/数据恢复器、帧同步器、数据接收预处理器、节点处理中心、数据发送预处理器、第三电平匹配网络、第二NRZI/MLT?3编码器、第四变压器组成；进一步，第三变压器从节点(i+1)接收传送过来的数据、然后再将数据输出至第二MLT?3/NRZI解码器，第二MLT?3/NRZI解码器对数据进行从MLT?3码到NRZI码的转换后再输出至第三电平匹配网络、经第三电平匹配网络进行电平匹配后，数据流再输入到时钟/数据恢复器中，时钟/数据恢复器从数据流中恢复出位同步时钟和数据，然后代表探测数据信息的恢复数据再经帧同步器进行数据帧同步后输出到数据接收预处理器中，数据接收预处理器对接收到的数据进行码型变换及8B10B解码后输出到节点处理中心，节点处理中心将从数据接收预处理器接收到的数据和从本地数据接收预处理器接收到的数据进行重新组帧后，再将数据发送到数据发送预处理器、数据发送预处理器输出的数据经第三电平匹配网络后输出至第二NRZI/MLT?3编码器中，第二NRZI/MLT?3编码器将数据从NRZI码转换成MLT?3码后经第四变压器发送到节点(i?1)中去；下行命令通路恢复出的命令数据流经过另一个帧同步器进行帧同步后输出至命令接收预处理器，命令接收预处理器对接收到的命令进行码型变换及8B10B解码后输出到命令解析器，节点处理中心通过接收命令解析器的命令来控制整个节点的工作状态；同步采样时钟提取模块同时接收时钟/数据恢复器输出的恢复出的位同步时钟以及命令接收预处理器输出的命令，然后基于接收到的恢复出的位同步时钟和数据，产生出同步采样时钟，并将同步采样时钟输出到同步采样时钟转发模块，同步采样时钟转发模块再将同步采样时钟经过RS485接口或SPI接口或直连接口输出至采集模块传输接口；从命令接收预处理模块输出的命令同步还经过第二命令转发器输出到RS485接口或SPI接口或直连接口，然后再进一步输出到采集模块传输接口；进一步，采集模块传输接口将采集到的探测数据通过RS485接口或SPI接口或直连接口传输到本地数据接收预处理器，本地数据接收预处理器再将数据发送到节点处理中心。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：段发阶，蒋佳佳，华香凝，李彦超，陈劲，李宸阳，李骥，段晓杰，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：