低速光通信信號的長距離傳輸系統及其發送與接收裝置的製作方法
2023-09-22 06:52:45
專利名稱：低速光通信信號的長距離傳輸系統及其發送與接收裝置的製作方法
技術領域：
低速光通信信號的長距離傳輸系統及其發送與接收裝置
技術領域：
本實用新型涉及光通信技術領域，尤其是涉及一種低速光通信信號的長距離傳輸系統及其發送、接收裝置。
背景技術：
近年來，通信和計算機網絡技術發展迅猛，其中，光電子器件與微處理器和高速電子器件同時起到了至關重要的推動作用。光器件的先進性、可靠性和經濟性會直接影響到系統設備乃至整個網絡的生命力和市場競爭力。目前，長距離通信用光模塊只能傳輸速率為2M以上的信號，而對於速率為0到2M 的這種超低速信號無法實現長距離傳輸或者體積大、成本高。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題在於，針對現有技術的低速光通信信號傳輸距離不遠、或成本較高的缺陷，提供一種體積較小、價格較低的低速光通信信號的長距離傳輸系統及其發送、接收裝置。為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種低速光通信信號的長距離傳輸系統，所述系統包括用於將帶有信息的低速信號調製成高速信號並通過高速光模塊發送的信號發送裝置；用於對接收到的高速信號進行解碼恢復成所述帶有信息的低速信號的信號接收裝置；及連接於信號發送裝置、信號接收裝置之間、用於將所述高速信號從信號發送裝置傳輸到信號接收裝置的光纖鏈路。進一步，在上述長距離傳輸系統中，所述信號發送裝置包括用於對輸入的低速信號進行採樣編碼的信號編碼模塊；及連接於所述信號編碼模塊、用於產生調製的時鐘信號的時鐘產生模塊。進一步，在上述長距離傳輸系統中，所述時鐘產生模塊採用21M的時鐘頻率調製輸入信號。進一步，在上述長距離傳輸系統中，所述時鐘產生模塊包括一反相器、偏置電阻R、 石英晶體H及電容C，其中，偏置電阻R、石英晶體H均並聯於所述反相器的輸入、輸出端，所述反相器的輸入端還連接電容C並接地。進一步，在上述長距離傳輸系統中，所述信號接收裝置包括用於對接收到的高速信號進行解碼的信號解碼模塊；及連接於所述信號解碼模塊、用於恢復調製的時鐘信號的時鐘恢復模塊。進一步，在上述長距離傳輸系統中，所述高速光模塊為84M的TTL光模塊。本實用新型還提供一種低速光通信信號的信號發送裝置，所述裝置包括[0019]用於對輸入的低速信號進行採樣編碼的信號編碼模塊；及連接於所述信號編碼模塊、用於產生調製的時鐘信號的時鐘產生模塊。進一步，在上述信號發送裝置中，所述時鐘產生模塊包括一反相器、偏置電阻R、石英晶體H及電容C，其中，偏置電阻R、石英晶體H均並聯於所述反相器的輸入、輸出端，所述反相器的輸入端還連接電容C並接地。本實用新型低速光通信信號的長距離傳輸系統的信號發送裝置將帶有信息的低速信號異步調製成高速信號，再通過可長距離傳輸的高速光模塊發送並通過光纖鏈路傳輸到信號接收裝置，所述信號接收裝置對接收到的高速信號進行解碼恢復成所述帶有信息的低速信號，從而實現了低速光通信信號的長距離傳輸，且所述信號發送裝置及信號接收裝置體積較小、價格較低，十分適合在工業控制領域的應用。
下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中圖1是本實用新型低速光通信信號的長距離傳輸系統較佳實施例的結構示意圖；圖2是圖1中的時鐘產生模塊的電路圖。
具體實施方式請參閱圖1，圖1是本實用新型低速光通信信號的長距離傳輸系統較佳實施例的結構示意圖。所述傳輸系統包括信號發送裝置10、信號接收裝置20及連接於信號發送裝置10、信號接收裝置20之間的光纖鏈路。信號發送裝置10用於將帶有信息的低速信號調製成高速信號並通過高速光模塊發送，所述光纖鏈路用於將所述高速信號從信號發送裝置 10傳輸到信號接收裝置20，信號接收裝置20對接收到的高速信號進行解碼恢復成所述帶有信息的低速信號。本實用新型實施例的信號發送裝置10對輸入的低速信號進行採樣編碼，使之調製成高速信號，以實現長距離的傳輸。信號發送裝置10包括信號編碼模塊102及時鐘產生模塊104，其中，信號編碼模塊102用於對輸入的低速信號進行採樣編碼，時鐘產生模塊104 連接於信號編碼模塊102，時鐘產生模塊104用於產生調製的時鐘信號。進一步，作為本實用新型的一實施例，信號發送裝置10的信號編碼模塊102對輸入的低速信號進行CMI編碼。其中，CMI碼是傳號反轉碼的簡稱，其編碼規則為首先要把過來的PCM碼流中的「0」和「 1，，碼分開，然後分別進行編碼。當輸入碼為「 1，，碼時，編碼輸出交替出現「 00 」和「 11」碼；當輸入碼為「 0 」碼時，編碼輸出「 01」碼，因此不會出現3個以上連0。CMI碼的優點是沒有直流分量，且有頻繁出現波形跳變，便於定時信息提取，具有誤碼監測能力。而且CMI碼的編、解碼電路簡單，容易實現，在速率低於84481A/S的光纖數字傳輸系統中也作為常用的線路傳輸碼型。進一步，作為本實用新型的一實施例，信號發送裝置10的時鐘產生模塊104採用 21M的時鐘頻率調製輸入信號。為了節省空間，減小功耗，本實施例的時鐘產生模塊104用石英晶體振蕩器來實現。石英晶體在外加電壓的作用下，它會產生一個壓電效應，石英晶體產生機械振動，當外加電壓的頻率與晶體固有振蕩頻率相同時，晶體的機械振幅最大，產生的交變電場也就最大，形成壓電諧振。請參閱圖2，圖2是圖1中的時鐘產生模塊的電路圖。時鐘產生模塊104包括一反相器A、偏置電阻R、石英晶體H及電容C，其中，偏置電阻R、石英晶體H均並聯於反相器 A的輸入、輸出端，反相器A的輸入端還連接電容C並接地。時鐘產生模塊104是工作於並聯諧振狀態的CMOS門電路振蕩器，石英晶體H等效一個電感(石英晶體H工作於串聯諧振頻率與並聯諧振頻率之間時，石英晶體H呈電感性)。所以石英晶體H與外接的電容C構成LC振蕩器，通過外接的電容C可對頻率進行微調。電阻R接在反相器A的輸入與輸出端，其目的是將反相器A偏置在線性放大區以構成一放大器。所述放大器的輸出端信號通過石英晶體H、電容C構成的諧振電路返回反相器A 的輸入端，以形成反饋振蕩，從而產生時鐘信號。本實用新型實施例的信號接收裝置20對接收到的高速信號進行解碼，使之恢復成所述帶有信息的低速信號。信號接收裝置20包括信號解碼模塊202及時鐘恢復模塊204， 其中，信號解碼模塊202用於對接收到的高速信號進行解碼，時鐘恢復模塊204連接於信號解碼模塊202，時鐘恢復模塊204用於恢復調製的時鐘信號。進一步，作為本實用新型的一實施例，信號接收裝置20的信號解碼模塊202將接收到的CMI碼流兩兩分為高位碼和低位碼，然後進行異或判決，從而得到解碼輸出。進一步，作為本實用新型的一實施例，由於信號傳輸過程中不能傳輸時鐘信號，因此需要從接收到的信號中提取時鐘。由於信號中包含的基波信號頻率為信號時鐘頻率的一半，時鐘恢復模塊204首先把接收信號的NRZ碼通過門電路轉換成RZ碼，形成頻率為信號時鐘頻率2倍的脈衝信號送入21M的晶體濾波器裡，最後把從晶體濾波器裡的正弦波送入限幅放大器，從而恢復調製的時鐘信號。本實用新型的低速光通信信號的長距離傳輸系統的工作過程如下信號發送裝置10的信號編碼模塊102對輸入的低速信號進行CMI編碼，同時時鐘產生模塊104以一定時鐘頻率對輸入信號進行調製，得到一可長距離傳輸的高速信號； 所述高速信號通過所述光纖鏈路傳輸到信號接收裝置20，本實施例中，所述高速信號通過 84M的TTL光模塊傳輸，84M TTL光模塊的傳輸距離可以達到120KM，可實現長距離傳輸；信號接收裝置20接收到所述高速信號，信號接收裝置20的信號解碼模塊202對高速信號進行解碼，同時時鐘恢復模塊204從接收到的高速信號中提取時鐘，恢復調製的時鐘信號，從而得到帶有信息的低速信號。本實用新型低速光通信信號的長距離傳輸系統的信號發送裝置將帶有信息的低速信號異步調製成高速信號，再通過可長距離傳輸的高速光模塊發送並通過光纖鏈路傳輸到信號接收裝置，所述信號接收裝置對接收到的高速信號進行解碼恢復成所述帶有信息的低速信號，從而實現了低速光通信信號的長距離傳輸，且所述信號發送裝置及信號接收裝置體積較小、價格較低，十分適合在工業控制領域的應用。以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細， 但並不能因此而理解為對本實用新型專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本實用新型的保護範圍。因此，本實用新型專利的保護範圍應以所附權利要求為準。
權利要求1.一種低速光通信信號的長距離傳輸系統，其特徵在於，所述系統包括用於將帶有信息的低速信號調製成高速信號並通過高速光模塊發送的信號發送裝置；用於對接收到的高速信號進行解碼恢復成所述帶有信息的低速信號的信號接收裝置；連接於信號發送裝置、信號接收裝置之間、用於將所述高速信號從信號發送裝置傳輸到信號接收裝置的光纖鏈路。
2.根據權利要求1所述的低速光通信信號的長距離傳輸系統，其特徵在於所述信號發送裝置包括用於對輸入的低速信號進行採樣編碼的信號編碼模塊；連接於所述信號編碼模塊、用於產生調製的時鐘信號的時鐘產生模塊。
3.根據權利要求2所述的低速光通信信號的長距離傳輸系統，其特徵在於所述時鐘產生模塊採用21M的時鐘頻率調製輸入信號。
4.根據權利要求2或3所述的低速光通信信號的長距離傳輸系統，其特徵在於所述時鐘產生模塊包括一反相器、偏置電阻R、石英晶體H及電容C，其中，偏置電阻R、石英晶體 H均並聯於所述反相器的輸入、輸出端，所述反相器的輸入端還連接電容C並接地。
5.根據權利要求1所述的低速光通信信號的長距離傳輸系統，其特徵在於所述信號接收裝置包括用於對接收到的高速信號進行解碼的信號解碼模塊；及連接於所述信號解碼模塊、用於恢復調製的時鐘信號的時鐘恢復模塊。
6.根據權利要求1所述的低速光通信信號的長距離傳輸系統，其特徵在於所述高速光模塊為84M的TTL光模塊。
7.一種低速光通信信號的信號發送裝置，其特徵在於，所述裝置包括用於對輸入的低速信號進行採樣編碼的信號編碼模塊；及連接於所述信號編碼模塊、 用於產生調製的時鐘信號的時鐘產生模塊。
8.根據權利要求7所速的信號發送裝置，其特徵在於所述時鐘產生模塊包括一反相器、偏置電阻R、石英晶體H及電容C，其中，偏置電阻R、石英晶體H均並聯於所述反相器的輸入、輸出端，所述反相器的輸入端還連接電容C並接地。
9.一種低速光通信信號的信號接收裝置，其特徵在於，所述裝置包括 用於對接收到的高速信號進行解碼的信號解碼模塊；連接於所述信號解碼模塊、用於恢復調製的時鐘信號的時鐘恢復模塊。
專利摘要本實用新型提供一種低速光通信信號的長距離傳輸系統及其發送、接收裝置，所述系統包括用於將帶有信息的低速信號調製成高速信號並通過高速光模塊發送的信號發送裝置；用於對接收到的高速信號進行解碼恢復成所述帶有信息的低速信號的信號接收裝置；及連接於信號發送裝置、信號接收裝置之間、用於將所述高速信號從信號發送裝置傳輸到信號接收裝置的光纖鏈路.本實用新型實現了低速光通信信號的長距離傳輸，且所述信號發送裝置及信號接收裝置體積較小、價格較低，十分適合在工業控制領域的應用。
文檔編號H04B10/155GK202094897SQ20102069333
公開日2011年12月28日 申請日期2010年12月20日 優先權日2010年12月20日
發明者田明雄, 高慕雲 申請人:武漢元創光電科技有限公司