實現光信號中繼並分路傳輸的裝置的製作方法

2023-05-22 15:35:11 2

專利名稱：實現光信號中繼並分路傳輸的裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及移動通信接入網技術領域，特別是實現光信號中繼並分路傳輸的裝置。
背景技術：
在當前光傳輸網絡中，光信號的中繼補償是通過摻餌光放大器等實現的，成本很高，不利於用在短距離駐地接入網絡中。並且，現有的諸多接入傳輸方式由於標準不同而不適用，或頻帶窄均不能實施多 網融合，寬帶的傳輸，不能單獨構建能實施多信源接入的統一的駐地接入網，如EPON(Ethernet Passive Optical Network，乙太網無源光網絡)和 GE-PON(GHz Ethernet Passive Optical Network，千兆乙太網無源光網絡)採用的是歐美標準，不適於 作為統一的駐地接入網；一般傳統直放站中繼(RFPA，Radio Frequency Power Amplifier，射頻功率放大 器)，包括頻道選擇型直放站、頻段選擇型直放站、寬帶直放站等，最主要的問題同樣是頻帶 窄，不能實現多網融合；CATV (Cable Television，有線電視)只能傳輸電視信號。

發明內容
有鑑於此，本發明的目的在於提供實現光信號中繼並分路傳輸的裝置，用於實現 多網融合的低成本光信號中繼傳輸。為實現上述目的，本發明提供了一種實現光信號中繼分路傳輸的方法，包括下行鏈路單元，用於將接收到的複合光信號進行光/電轉換及補償，再經電/光轉 換後，將轉換得到的複合光信號分為完全相同的至多8路複合光信號輸出；上行鏈路單元，用於將接收到的至多8路複合光信號分別進行光/電轉換，並將轉 換後的至多8路電信號進行合路，再對合路後的電信號進行電/光轉換後輸出。本發明是將經中長距離光纖傳輸後受損的複合光信號，先在有效接收靈敏度內進 行接收，因為任何傳輸方式都有其損耗，接收單元都有一定的接收靈敏度的要求，在雷射器 光源發射功率一定的情況下(雷射器LD在正常工作狀態下驅動電流一定時它的發光功率 是恆定的)，接收靈敏度主要受制於傳輸分配鏈路的損耗，在接收靈敏度要求範圍內將複合 光信號接收後解調為複合電信號，在電信號上將由於光路分配傳輸帶來的損耗進行補償後 再經電光轉換後輸出恆定的較大光功率進行分配傳輸，從而實現了光鏈路的中繼，此種方 式成本很低，只是增加了 一個LD和模擬放大器，這和光放大器比起來價格上差了好幾個級 另IJ。這樣中繼後的光複合信號再經無源光分路器進行分路。從而實現整個設備的光中繼分 配傳輸。本發明裝置在駐地接入網中處於中間部分，在整個網絡中起到承上啟下的重要作用。


圖1為本發明的實施例中實現光信號中繼並分路傳輸的裝置結構圖；圖2為本發明的實施例中多路光/電變換器的實現原理圖；圖3為本發明實施例中監控模塊的結構圖；圖4為本發明的實施例中供電模塊的結構圖。
具體實施例方式為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面結合附圖對本發明作進一步的詳細描述。本發明實施例提供的光信號中繼並分路傳輸裝置能夠適應多種網絡制式，涵蓋目 前已有的2G網絡和即將規模建網的3G網絡，除移動通信網絡外，還包括無線數據通信網 等，具體為 GSM/DCS/CDMA/PHS/TD-SCDMA/WCDMA/CDMA2000/WLAN 等無線通信網絡。它將上 級設備接入的所有業務信號搬移到超寬的光譜中傳輸。圖1為本發明實施例提供的實現光信號中繼並分路傳輸的裝置結構圖，具體描述如下在下行鏈路上包括光/電變換器，用於將光接收靈敏度範圍內的複合光信號轉換為複合電信號，並 且將複合電信號在模擬電路上對傳輸分配帶來的損耗進行補償。電/光變換器，用於將補償後的複合電信號轉換為複合光信號。由於輸出信號通 過光纜傳輸，因此要將合路後的複合電信號轉換為複合光信號。經電/光轉換器進行電/ 光轉換，將射頻電信號搬移到光譜進行傳輸。光分路器，用於將轉換後的複合光信號分路，將複合光信號分為完全相同的多路 複合光信號輸出。在本實施例中，最多可以分成8路複合光信號。之所以稱為複合光信號， 是因為合路並電光轉換後的光信號包含了 CDMA、GSM等多種移動通信下行信號，以及先經 調製、變頻變為射頻的數據信號等諸多其他業務信號。通過上述下行鏈路，對攜帶了各種制式的移動通信信號及變成射頻的數據信號等 各種業務信號的光複合信號，經光/電變換器接收後進行中繼放大，並經電/光變換器進行 電光的轉換，將射頻信號搬移到光譜，再經光分路器進行光信號的分路，將光信號平均分為 至多8路完全相同的光信號輸出。在上行方向上包括多路光/電變換器，用於將接收到的多路複合光信號分別轉換為對應的多路電信 號，將轉換後的多路電信號進行合路，合成一路電信號。在本發明實施例中，最多可以同時 進行8路複合光信號的光/電變換。合路的目的是將多業務信號通過一個射頻口統一接入 後經同一路徑傳輸。信號合路是通過功分器反接實現的。功分器即功率分配器，實際上就 是將特性阻抗為R0的輸入傳輸線分成N條阻抗相同的支線。並且將合成後的複合電信號 在模擬電路上對傳輸分配導致帶來的損耗進行補償。電/光變換器，用於將補償後的複合電信號轉換為複合光信號。由於輸出信號通 過光纜傳輸，因此要將合路後的複合電信號轉換為複合光信號。經電/光轉換器進行電/光的轉換，將射頻電信號搬移到光譜進行傳輸。圖中的_α—表示光纜。通過上述上行鏈路，將接收來的至多8路光信號經至多8路光電變換器進行光/ 電的轉換，將由光信號變換來的至多8路射頻信號經信號合路器進行合路，合路後的寬帶 射頻信號在模擬電路上進行補償，再將補償後的寬頻射頻信號通過電/光變換器進行電/ 光變換，轉換為複合光信號後通過光纜傳輸到本駐地網的上級節點。除了上述上行鏈路和下行鏈路，在圖1所示裝置中，還進一步包括監控模塊，用於通過與其它各模塊相連的接口可以採集所有模塊的信息，並可通 過本地232接口與電腦連接，實現對設備的本地監控。監控模塊可監控的模塊包括電/光 變換器、光/電變換器、供電電源和電源分配模塊等。同時，監控模塊還完成對上對下的通 信信息的傳遞和協議轉換，將上級傳達下來的指令轉換為下級能接收的協議形式傳遞給下 級，同時將下級發上來的信息匯總轉換為上級能接收的協議形式傳遞給上級，從而實現整 個系統分層並發的通訊方式，即緩解了所有設備都直接上報帶來的混亂和大數據量，又簡 化了系統結構，明確了各自的地位和分工。供電模塊，用於通過對交流電的轉換，變換為各模塊工作所需直流電，供設備自身 工作。它還有電流分配功能，可以將輸入的直流電進行分流，通過各埠輸出，給遠端設備 進行供電。以上裝置將攜帶多業務信息的光信號，通過光/電變換器、電/光變換器、光分路 器、多路光/電變換器等進行中繼放大和分路傳輸，從而構成能承載全業務信息的駐地接 入網。如圖2所示，為本發明實施例中多路光/電變換器的實現原理圖，具體描述如下8路從下級設備接收來的光複合信號，分別經8個PIN管將8路光複合信號進行 頻率搬移變為8路攜帶各自業務信息的電信號。從光信號變成電信號直接用工業化生產的 PIN管即可實現。分別變成射頻電信號的8路信號經功分器反用進行合路，功分器每路間隔離度較 小，可用來對隔離要求較小的頻段實施合路。功分器即功率分配器，實際上就是將特性阻抗為Rtl的輸入傳輸線分成N條阻抗相 同的支線。本發明使用混合型功分器，其各路輸出埠均通過一隔離電阻Rtl與公共節點相 連，其輸出端匹配良好，並增大了輸出端之間的隔離。因為當一信號輸入到功分器後，由於 電路結構的對稱性，將使輸入功率分成大小相等的N份輸出。合路後的電信號在模擬電路上經模擬器件進行放大，用來補償光傳輸、分配以及 光/電變換帶來的損耗，由於只是微小信號的放大，只是做增益的補償不需要功率的推動， 所以一般的放大管即可滿足500kHz-3GHz如此寬頻段的整體放大要求。複合電信號中包括有系統內部通訊用的通訊信號，它也是通過調製到一定的射頻 信號上後統一搬移到光譜上進行傳輸的，利用工業化生產的CClOOO晶片(圖中的FSK通信 晶片就是該晶片)。可直接將此通訊信號解調出來，還原為數位訊號給監控模塊去處理。如圖3所示，為本發明實施例監控模塊的結構圖，具體包括
它的核心為中央處理器，採用ARM單片機，如TQFP-144_LPC2214。外圍配置包括
本地信息採集晶片，實現本地監控信息的採集，採用已是的工業化生產晶片。協議轉換模塊，實現對上對下的通訊信息的協議轉換。將上級傳達下來的指令轉 換為下級能接收的協議形式傳遞給下級，同時將下級發上來的信息匯總轉換為上級能接收 的協議形式傳遞給上級。這是由中央處理器中的軟體程序來完成的。指示燈單元，通過陣列式指示燈可對設備的狀態進行直觀的顯示，為了定義每種 功能的兩種狀態可以用雙色發光二極體實現。例如，可顯示其本身的工作狀態和所帶下一 級設備的工作狀態，狀態有電源狀態、上下鏈路狀態、鏈路告警等等。微處理器負責控制整個裝置的工作，此集成電路TQFP-144-LPC2214通過它自身 Pl 口連接EEPROM，EEPROM集成電路微X5045，記錄重要數據，可以掉電保存，並可以隨時修 改；其P3 口連接指示燈單元，PO 口為數據總線連接12bit模擬/數字轉換電路的數據總線， P2為模擬/數字轉換電路的地址選通線；接口電平轉換晶片由MAX233連接，可將設備內部 以TTL電平指示的數據信息進行電平轉換，再由模擬/數字轉換電路進行轉換，通過數據總 線傳給微處理器。通過以上監控模塊可以對各級單元及各級單元中組成的模塊進行監測控制，完成 信息的匯總與傳輸，方便用戶對設備的操作管理。如圖4所示，為本發明實施例供電模塊的圖，具體包括交直流轉換單元圖4的上半部分是交直流轉換單元，用於實現設備自身供電部 分的轉換，將交流電轉換為相應強度的直流電。遠程供電分配單元圖4的下半部分是遠程供電分配單元，用於實現將DC48輸入 轉換為至多8路輸出，供遠端的設備使用。供電模塊對交流AC輸入首先經過電源濾波器濾波，防止由於電源方面帶來的電 磁幹擾，濾波後的交流電經AC轉直流DC模塊變為直流48V輸出，此直流48V再經兩個DC轉 DC模塊分別轉換為直流12V和直流5V輸出供設備中各單元工作使用；同時設備支持DC48V 輸入，48V輸入後經正負極保護橋保護，防止因正負極反接而燒毀設備，輸入後同樣經兩個 DC轉DC模塊轉換為直流12V和直流5V輸出供設備自身使用，輸入的DC48V還經過電流分 配單元分成至多8路輸出(主要做了限流處理)，提供每路IA的電流供遠端的設備使用。除了以上模塊，實現光信號中繼並分路傳輸裝置中的其它模塊，如電/光變換 器，通過已工業化生產的FP(Fabry-perot，法布裡-珀羅)或DFB雷射器(發光二極體)來 實現；光分路器是光纖耦合器的一種特定應用形式，類似於射頻分路器，將一路光信號等分 成多條支路，是由最基本的耦合器組合而成，需要的埠越多所需的組成耦合器數量越多。總之，以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並非用於限定本發明的保護範圍。
權利要求
一種實現光信號中繼並分路傳輸的裝置，其特徵在於，包括下行鏈路單元，用於將接收到的複合光信號進行光/電轉換及補償，再經電/光轉換後，將轉換得到的複合光信號分為完全相同的至多8路複合光信號輸出；上行鏈路單元，用於將接收到的至多8路複合光信號分別進行光/電轉換，並將轉換後的至多8路電信號進行合路，再對合路後的電信號進行電/光轉換後輸出。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述下行鏈路單元具體包括光/電變換器，用於將接收到的複合光信號轉換為複合電信號，並對複合電信號在電 路上的傳輸分配帶來的損耗進行補償；電/光變換器，用於將所述補償後的複合電信號轉換為複合光信號； 光分路器，用於將轉換後的複合光信號分路，將所述複合光信號分為完全相同的至多8 路複合光信號輸出。
3.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述上行鏈路單元具體包括多路光/電變換器，用於將接收到的多路複合光信號分別轉換為對應的多路電信號， 並將所述轉換後的多路電信號進行合路，合成一路電信號並進行補償；電/光變換器，用於將所述補償後的一路電信號轉換為複合光信號輸出。
4.根據權利要求2或3所述的裝置，其特徵在於，所述電/光變換器採用FP雷射器或 分布反饋式DFB雷射器。
5.根據權利要求1、2或3所述的裝置，其特徵在於，該裝置進一步包括監控模塊，用於通過與其它各模塊相連的接口採集所有模塊的信息，並進行協議的轉 換，實現對上對下的信息傳遞，並通過本地接口與電腦連接，實現對設備的本地監控。
6.根據權利要求5所述的裝置，其特徵在於，所述監控模塊具體包括 中央處理器，用於對該裝置中其它模塊進行監測控制，完成信息的匯總； 本地信息採集晶片，用於採集本地的監控信息；協議轉換模塊，用於對上行和下行的通訊信息進行協議轉換； 指示燈單元，用於對設備的工作狀態進行顯示。
7.根據權利要求1、2或3所述的裝置，其特徵在於，該裝置進一步包括供電模塊，用於將交流電轉換為各模塊工作所需的直流電，供設備自身工作；以及通過 電流分配功能，將輸入的直流電進行分流，通過各埠輸出，給遠端設備進行供電。
8.根據權利要求7所述的裝置，其特徵在於，所述供電模塊具體包括交直流轉換單元，用於實現設備自身供電部分的轉換，將交流電轉換為相應強度的直 流電；遠程供電分配單元，用於實現將直流電輸入轉換為至多8路輸出，供遠端的設備使用。
全文摘要
本發明公開了一種實現光信號中繼並分路傳輸的裝置，包括下行鏈路單元，用於將接收到的複合光信號進行光/電轉換及補償，再經電/光轉換後，將轉換得到的複合光信號分為完全相同的至多8路複合光信號輸出；上行鏈路單元，用於將接收到的至多8路複合光信號分別進行光/電轉換，並將轉換後的至多8路電信號進行合路，再對合路後的電信號進行電/光轉換後輸出。本發明實現了光信號傳輸中中繼的解決辦法和為在系統中應用多個後級設備接入提供了多埠。
文檔編號H04B10/20GK101814959SQ20091007842
公開日2010年8月25日 申請日期2009年2月20日 優先權日2009年2月20日
發明者劉全順, 徐罕聰 申請人:北京東方信聯科技有限公司