專利名稱：實現(xiàn)光信號中繼并分路傳輸?shù)难b置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及移動通信接入網(wǎng)技術領域，特別是實現(xiàn)光信號中繼并分路傳輸?shù)难b置。
背景技術：
在當前光傳輸網(wǎng)絡中，光信號的中繼補償是通過摻餌光放大器等實現(xiàn)的，成本很高，不利于用在短距離駐地接入網(wǎng)絡中。并且，現(xiàn)有的諸多接入傳輸方式由于標準不同而不適用，或頻帶窄均不能實施多 網(wǎng)融合，寬帶的傳輸，不能單獨構建能實施多信源接入的統(tǒng)一的駐地接入網(wǎng)，如EPON(Ethernet Passive Optical Network，以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡)和 GE-PON(GHz Ethernet Passive Optical Network，千兆以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡)采用的是歐美標準，不適于 作為統(tǒng)一的駐地接入網(wǎng)；一般傳統(tǒng)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(xiàn)多網(wǎng)融合；CATV (Cable Television，有線電視)只能傳輸電視信號。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供實現(xiàn)光信號中繼并分路傳輸?shù)难b置，用于實現(xiàn) 多網(wǎng)融合的低成本光信號中繼傳輸。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種實現(xiàn)光信號中繼分路傳輸?shù)姆椒?，包括下行鏈路單元，用于將接收到的復合光信號進行光/電轉換及補償，再經(jīng)電/光轉 換后，將轉換得到的復合光信號分為完全相同的至多8路復合光信號輸出；上行鏈路單元，用于將接收到的至多8路復合光信號分別進行光/電轉換，并將轉 換后的至多8路電信號進行合路，再對合路后的電信號進行電/光轉換后輸出。本發(fā)明是將經(jīng)中長距離光纖傳輸后受損的復合光信號，先在有效接收靈敏度內(nèi)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，在激光器 光源發(fā)射功率一定的情況下(激光器LD在正常工作狀態(tài)下驅動電流一定時它的發(fā)光功率 是恒定的)，接收靈敏度主要受制于傳輸分配鏈路的損耗，在接收靈敏度要求范圍內(nèi)將復合 光信號接收后解調為復合電信號，在電信號上將由于光路分配傳輸帶來的損耗進行補償后 再經(jīng)電光轉換后輸出恒定的較大光功率進行分配傳輸，從而實現(xiàn)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。這樣中繼后的光復合信號再經(jīng)無源光分路器進行分路。從而實現(xiàn)整個設備的光中繼分 配傳輸。本發(fā)明裝置在駐地接入網(wǎng)中處于中間部分，在整個網(wǎng)絡中起到承上啟下的重要作用。


圖1為本發(fā)明的實施例中實現(xiàn)光信號中繼并分路傳輸?shù)难b置結構圖；圖2為本發(fā)明的實施例中多路光/電變換器的實現(xiàn)原理圖；圖3為本發(fā)明實施例中監(jiān)控模塊的結構圖；圖4為本發(fā)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(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細描述。本發(fā)明實施例提供的光信號中繼并分路傳輸裝置能夠適應多種網(wǎng)絡制式，涵蓋目 前已有的2G網(wǎng)絡和即將規(guī)模建網(wǎng)的3G網(wǎng)絡，除移動通信網(wǎng)絡外，還包括無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng) 等，具體為 GSM/DCS/CDMA/PHS/TD-SCDMA/WCDMA/CDMA2000/WLAN 等無線通信網(wǎng)絡。它將上 級設備接入的所有業(yè)務信號搬移到超寬的光譜中傳輸。圖1為本發(fā)明實施例提供的實現(xiàn)光信號中繼并分路傳輸?shù)难b置結構圖，具體描述如下在下行鏈路上包括光/電變換器，用于將光接收靈敏度范圍內(nèi)的復合光信號轉換為復合電信號，并 且將復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，用于將補償后的復合電信號轉換為復合光信號。由于輸出信號通 過光纜傳輸，因此要將合路后的復合電信號轉換為復合光信號。經(jīng)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，用于將轉換后的復合光信號分路，將復合光信號分為完全相同的多路 復合光信號輸出。在本實施例中，最多可以分成8路復合光信號。之所以稱為復合光信號， 是因為合路并電光轉換后的光信號包含了 CDMA、GSM等多種移動通信下行信號，以及先經(jīng) 調制、變頻變?yōu)樯漕l的數(shù)據(jù)信號等諸多其他業(yè)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(shù)據(jù)信號等 各種業(yè)務信號的光復合信號，經(jīng)光/電變換器接收后進行中繼放大，并經(jīng)電/光變換器進行 電光的轉換，將射頻信號搬移到光譜，再經(jīng)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，用于將接收到的多路復合光信號分別轉換為對應的多路電信 號，將轉換后的多路電信號進行合路，合成一路電信號。在本發(fā)明實施例中，最多可以同時 進行8路復合光信號的光/電變換。合路的目的是將多業(yè)務信號通過一個射頻口統(tǒng)一接入 后經(jīng)同一路徑傳輸。信號合路是通過功分器反接實現(xiàn)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。并且將合成后的復合電信號 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，用于將補償后的復合電信號轉換為復合光信號。由于輸出信號通 過光纜傳輸，因此要將合路后的復合電信號轉換為復合光信號。經(jīng)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(jīng)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(jīng)信號合路器進行合路，合路后的寬帶 射頻信號在模擬電路上進行補償，再將補償后的寬頻射頻信號通過電/光變換器進行電/ 光變換，轉換為復合光信號后通過光纜傳輸?shù)奖抉v地網(wǎng)的上級節(jié)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(jiān)控模塊，用于通過與其它各模塊相連的接口可以采集所有模塊的信息，并可通 過本地232接口與電腦連接，實現(xiàn)對設備的本地監(jiān)控。監(jiān)控模塊可監(jiān)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(jiān)控模塊還完成對上對下的通 信信息的傳遞和協(xié)議轉換，將上級傳達下來的指令轉換為下級能接收的協(xié)議形式傳遞給下 級，同時將下級發(fā)上來的信息匯總轉換為上級能接收的協(xié)議形式傳遞給上級，從而實現(xiàn)整 個系統(tǒng)分層并發(fā)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(shù)據(jù)量，又簡 化了系統(tǒng)結構，明確了各自的地位和分工。供電模塊，用于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，通過各端口輸出，給遠端設備 進行供電。以上裝置將攜帶多業(yè)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(yè)務信息的駐地接 入網(wǎng)。如圖2所示，為本發(fā)明實施例中多路光/電變換器的實現(xiàn)原理圖，具體描述如下8路從下級設備接收來的光復合信號，分別經(jīng)8個PIN管將8路光復合信號進行 頻率搬移變?yōu)?路攜帶各自業(yè)務信息的電信號。從光信號變成電信號直接用工業(yè)化生產(chǎn)的 PIN管即可實現(xiàn)。分別變成射頻電信號的8路信號經(jīng)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(fā)明使用混合型功分器，其各路輸出端口均通過一隔離電阻Rtl與公共節(jié)點相 連，其輸出端匹配良好，并增大了輸出端之間的隔離。因為當一信號輸入到功分器后，由于 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。合路后的電信號在模擬電路上經(jīng)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，由于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。復合電信號中包括有系統(tǒng)內(nèi)部通訊用的通訊信號，它也是通過調制到一定的射頻 信號上后統(tǒng)一搬移到光譜上進行傳輸?shù)?，利用工業(yè)化生產(chǎn)的CClOOO芯片(圖中的FSK通信 芯片就是該芯片)。可直接將此通訊信號解調出來，還原為數(shù)字信號給監(jiān)控模塊去處理。如圖3所示，為本發(fā)明實施例監(jiān)控模塊的結構圖，具體包括
它的核心為中央處理器，采用ARM單片機，如TQFP-144_LPC2214。外圍配置包括
本地信息采集芯片，實現(xiàn)本地監(jiān)控信息的采集，采用已是的工業(yè)化生產(chǎn)芯片。協(xié)議轉換模塊，實現(xiàn)對上對下的通訊信息的協(xié)議轉換。將上級傳達下來的指令轉 換為下級能接收的協(xié)議形式傳遞給下級，同時將下級發(fā)上來的信息匯總轉換為上級能接收 的協(xié)議形式傳遞給上級。這是由中央處理器中的軟件程序來完成的。指示燈單元，通過陣列式指示燈可對設備的狀態(tài)進行直觀的顯示，為了定義每種 功能的兩種狀態(tài)可以用雙色發(fā)光二極管實現(xiàn)。例如，可顯示其本身的工作狀態(tài)和所帶下一 級設備的工作狀態(tài)，狀態(tài)有電源狀態(tài)、上下鏈路狀態(tài)、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(shù)據(jù)，可以掉電保存，并可以隨時修 改；其P3 口連接指示燈單元，PO 口為數(shù)據(jù)總線連接12bit模擬/數(shù)字轉換電路的數(shù)據(jù)總線， P2為模擬/數(shù)字轉換電路的地址選通線；接口電平轉換芯片由MAX233連接，可將設備內(nèi)部 以TTL電平指示的數(shù)據(jù)信息進行電平轉換，再由模擬/數(shù)字轉換電路進行轉換，通過數(shù)據(jù)總 線傳給微處理器。通過以上監(jiān)控模塊可以對各級單元及各級單元中組成的模塊進行監(jiān)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(fā)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，用于實現(xiàn)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，用于實現(xiàn)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(jīng)過電源濾波器濾波，防止由于電源方面帶來的電 磁干擾，濾波后的交流電經(jīng)AC轉直流DC模塊變?yōu)橹绷?8V輸出，此直流48V再經(jīng)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輸入后經(jīng)正負極保護橋保護，防止因正負極反接而燒毀設備，輸入后同樣經(jīng)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(jīng)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(xiàn)光信號中繼并分路傳輸裝置中的其它模塊，如電/光變換 器，通過已工業(yè)化生產(chǎn)的FP(Fabry-perot，法布里-珀羅)或DFB激光器(發(fā)光二極管)來 實現(xiàn)；光分路器是光纖耦合器的一種特定應用形式，類似于射頻分路器，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，需要的端口越多所需的組成耦合器數(shù)量越多?？傊陨纤鰞H為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
一種實現(xiàn)光信號中繼并分路傳輸?shù)难b置，其特征在于，包括下行鏈路單元，用于將接收到的復合光信號進行光/電轉換及補償，再經(jīng)電/光轉換后，將轉換得到的復合光信號分為完全相同的至多8路復合光信號輸出；上行鏈路單元，用于將接收到的至多8路復合光信號分別進行光/電轉換，并將轉換后的至多8路電信號進行合路，再對合路后的電信號進行電/光轉換后輸出。
2.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述下行鏈路單元具體包括光/電變換器，用于將接收到的復合光信號轉換為復合電信號，并對復合電信號在電 路上的傳輸分配帶來的損耗進行補償；電/光變換器，用于將所述補償后的復合電信號轉換為復合光信號； 光分路器，用于將轉換后的復合光信號分路，將所述復合光信號分為完全相同的至多8 路復合光信號輸出。
3.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述上行鏈路單元具體包括多路光/電變換器，用于將接收到的多路復合光信號分別轉換為對應的多路電信號， 并將所述轉換后的多路電信號進行合路，合成一路電信號并進行補償；電/光變換器，用于將所述補償后的一路電信號轉換為復合光信號輸出。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的裝置，其特征在于，所述電/光變換器采用FP激光器或 分布反饋式DFB激光器。
5.根據(jù)權利要求1、2或3所述的裝置，其特征在于，該裝置進一步包括監(jiān)控模塊，用于通過與其它各模塊相連的接口采集所有模塊的信息，并進行協(xié)議的轉 換，實現(xiàn)對上對下的信息傳遞，并通過本地接口與電腦連接，實現(xiàn)對設備的本地監(jiān)控。
6.根據(jù)權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述監(jiān)控模塊具體包括 中央處理器，用于對該裝置中其它模塊進行監(jiān)測控制，完成信息的匯總； 本地信息采集芯片，用于采集本地的監(jiān)控信息；協(xié)議轉換模塊，用于對上行和下行的通訊信息進行協(xié)議轉換； 指示燈單元，用于對設備的工作狀態(tài)進行顯示。
7.根據(jù)權利要求1、2或3所述的裝置，其特征在于，該裝置進一步包括供電模塊，用于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，通過各端口輸出，給遠端設備進行供電。
8.根據(jù)權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述供電模塊具體包括交直流轉換單元，用于實現(xiàn)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，用于實現(xiàn)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(fā)明公開了一種實現(xiàn)光信號中繼并分路傳輸?shù)难b置，包括下行鏈路單元，用于將接收到的復合光信號進行光/電轉換及補償，再經(jīng)電/光轉換后，將轉換得到的復合光信號分為完全相同的至多8路復合光信號輸出；上行鏈路單元，用于將接收到的至多8路復合光信號分別進行光/電轉換，并將轉換后的至多8路電信號進行合路，再對合路后的電信號進行電/光轉換后輸出。本發(fā)明實現(xiàn)了光信號傳輸中中繼的解決辦法和為在系統(tǒng)中應用多個后級設備接入提供了多端口。
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(yōu)先權日2009年2月20日
發(fā)明者劉全順, 徐罕聰 申請人:北京東方信聯(lián)科技有限公司