專利名稱：一種用于光纖傳輸系統(tǒng)的雙通道備份光接收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種光纖傳輸系統(tǒng)的光接收裝置，尤其涉及一種用于光纖傳輸系統(tǒng)的雙通道備份光接收裝置。
背景技術(shù)：
隨著電子技術(shù)的不斷進(jìn)步和光纖傳輸系統(tǒng)的迅猛發(fā)展，為各行各業(yè)、政府部門等 提供了方便、快捷、準(zhǔn)確的信息傳遞，尤其是寬帶網(wǎng)絡(luò)傳輸光纖的應(yīng)用，為信息傳遞開辟了 高速通道，對社會經(jīng)濟(jì)的全面繁榮發(fā)展，改善人們的工作學(xué)習(xí)和生活，起到了巨大的作用。 隨著光纖到戶的推進(jìn)，很多應(yīng)用場合都需要信號的備份傳輸，來保證系統(tǒng)的可靠性。美國哈雷公司的RM3811光接收機(jī)時為光纖超干線網(wǎng)絡(luò)和環(huán)形網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的一款高 性能光接收機(jī)，該設(shè)備采用模塊化設(shè)計，兩個光接收機(jī)和外置射頻切換開關(guān)NAB3800連接 可實(shí)現(xiàn)雙通道網(wǎng)絡(luò)備份功能，提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性；主、備兩路光功率信號分別送入兩個光接 收機(jī)，當(dāng)主路光功率信號異常時，主路光接收機(jī)觸發(fā)外置射頻切換開關(guān)NAB3800，網(wǎng)絡(luò)從主 路切換到備份那一路進(jìn)行工作；當(dāng)主路恢復(fù)正常后，網(wǎng)絡(luò)又自動切換到主路進(jìn)行工作。RM3811光接收機(jī)和外置射頻切換開關(guān)NAB3800連接配合使用，雖可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的備 份功能，但存在如下缺點(diǎn)一、上述的備份方式是由兩臺光接收機(jī)連接一個射頻切換開關(guān)，通過切換來實(shí)現(xiàn) 備份的，每臺光接收機(jī)只采用一種增益控制方式，即光AGC控制方式或電AGC控制方式。光 AGC控制方式，是一種開環(huán)的控制方式，按照輸入光功率的變化幅度，自己設(shè)定信號通道增 益的變化來補(bǔ)償光功率的變化，可以補(bǔ)償輸入光功率的變化，且不會隨某個信號頻帶的突 變發(fā)生變化，保持輸出電平的穩(wěn)定，但是如果是由于光發(fā)射機(jī)的調(diào)制度發(fā)生變化造成輸出 電平的變化，采用光AGC控制方式是沒有補(bǔ)償作用，這樣在系統(tǒng)從主路切換到備份路時，兩 邊的光發(fā)射機(jī)的調(diào)制度是不能保持一致的，從而造成系統(tǒng)的輸出電平發(fā)生變化。電AGC控 制方式是一種閉環(huán)的控制方式，通過反復(fù)調(diào)整可以精確補(bǔ)償輸出電平的變化，克服采用光 AGC控制方式帶來的缺點(diǎn)，但如果某一個路的電平發(fā)生突變，則會導(dǎo)致AGC的誤控制，使整 個通道的輸出電平發(fā)生變化。由于每臺光接收機(jī)只有一種增益控制方式，因此，無論是采用 了光AGC控制方式，還是采用了電AGC控制方式，都會因切換通道或輸入信號的突變而導(dǎo)致 輸出電平不穩(wěn)定的缺點(diǎn)。二、主、備兩路信號相互干擾，CTB指標(biāo)差。主、備兩路信號之間的相互干擾問題取 決于射頻切換開關(guān)的關(guān)斷度，關(guān)斷度越高，主、備兩路信號之間的相互干擾就越小，反之，就 嚴(yán)重。一般的射頻切換開關(guān)在高頻段(860MHz左右)的關(guān)斷度只有60dB，上述射頻切換開 關(guān)NAB3800在高頻段的關(guān)斷度是62dB左右。正常情況下，網(wǎng)絡(luò)的CTB指標(biāo)為射頻切換開關(guān) 的關(guān)斷度，約62dB，而不經(jīng)過射頻切換開關(guān)的網(wǎng)絡(luò)CTB指標(biāo)在65-70dB之間。很顯然，上述 由兩臺光接收機(jī)連接一個射頻切換開關(guān)，雖通過切換可以實(shí)現(xiàn)備份功能，但CTB指標(biāo)明顯 下降，無法滿足網(wǎng)絡(luò)要求。三、功耗過大上述的雙通道備份方式，兩臺光接收機(jī)都必須一直處于工作狀態(tài)，每臺光接收機(jī)內(nèi)部的光電轉(zhuǎn)換電路和RF放大電路都是主要的耗能部件，所以該方式下，消 耗的總功耗等于兩臺光接收機(jī)的功耗總和；但是無論主路光功率信號正常與否，都只能傳 送一臺光接收機(jī)的信號，所以理想狀態(tài)下，雙通道備份光接系統(tǒng)的功耗應(yīng)該是單獨(dú)一臺光 接收機(jī)的功耗；由此可見，上述的雙通道備份方式的功耗過大。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的問題是提供一種用于光纖傳輸系統(tǒng)的雙通道備份光接收 裝置，這種雙通道備份光接收裝置在單個裝置上實(shí)現(xiàn)當(dāng)正在工作的通道發(fā)生故障時自動切 換到另一通道工作，并且同時具有光AGC控制方式的優(yōu)點(diǎn)和電AGC控制方式的優(yōu)點(diǎn)，保證在 接收不同光功率發(fā)射機(jī)、不同調(diào)制度的光功率信號時輸出電平穩(wěn)定，高質(zhì)量地完成雙通道 光功率信號的備份接收。采用的技術(shù)方案如下一種用于光纖傳輸系統(tǒng)的雙通道備份光接收裝置，包括第一通道光電轉(zhuǎn)換單元、第一通道采樣單元、第一通道低噪聲放大單元、第一通道數(shù)控衰減單元、第二通道光電轉(zhuǎn)換 單元、第二通道采樣單元、第二通道低噪聲放大單元和第二通道數(shù)控衰減單元，其特征是所述雙通道備份光接收裝置還包括后級數(shù)控衰減單元、RF放大輸出單元、RF檢測 單元、電源單元、通道切換單元和微機(jī)處理單元；所述通道切換單元包括兩個輸入端、輸出端和切換控制端，通過切換控制端輸入 控制信號，使輸出端與其中一個輸入端連接；所述微機(jī)處理單元包括A/D轉(zhuǎn)換模塊，并儲存有一個電壓門限值、一組第一通道 的控制代碼、一組第二通道的控制代碼和一個輸出電平的參考值；所述第一通道光電轉(zhuǎn)換單元、第一通道低噪聲放大單元、第一通道數(shù)控衰減單元 依次電連接，第一通道數(shù)控衰減單元的控制輸入端與微機(jī)處理單元相應(yīng)的輸出端電連接， 第一通道采樣單元串接在第一通道光電轉(zhuǎn)換單元的輸出端與微機(jī)處理單元的輸入端之 間；所述第二通道光電轉(zhuǎn)換單元、第二通道低噪聲放大單元、第二通道數(shù)控衰減單元 依次電連接，第二通道數(shù)控衰減單元的控制輸入端與微機(jī)處理單元相應(yīng)的輸出端電連接， 第二通道采樣單元串接在第二通道光電轉(zhuǎn)換單元的輸出端與微機(jī)處理單元的輸入端之 間；所述第一通道數(shù)控衰減單元和第二通道數(shù)控衰減單元的輸出端分別與通道切換 單元的兩輸入端電連接，通道切換單元的輸出端與后級數(shù)控衰減單元的輸入端電連接；所述后級數(shù)控衰減單元的輸出端與RF放大輸出單元的輸入端電連接；所述后級數(shù)控衰減單元的控制輸入端與微機(jī)處理單元相應(yīng)的輸出端電連接，RF檢 測單元串接在RF放大輸出單元的輸出端與微機(jī)處理單元的輸入端之間；所述通道切換單元的切換控制端與微機(jī)處理單元相應(yīng)的輸出端電連接；所述電源單元為第一通道光電轉(zhuǎn)換單元、第二通道光電轉(zhuǎn)換單元、第一通道低噪 聲放大單元、第二通道低噪聲放大單元、RF輸出放大單元和微機(jī)處理單元提供工作電源。工作原理第一通道和第二通道的光光功率信號，分別通過第一通道光電轉(zhuǎn)換單 元和第二通道光電轉(zhuǎn)換單元，轉(zhuǎn)換為電信號，并分別輸出給第一通道低噪聲放大單元和第 二通道低噪聲放大單元進(jìn)行初級放大，然后分別輸出給第一通道數(shù)控衰減單元和第二通道數(shù)控衰減單元進(jìn)行衰減控制。同時，第一通道采樣單元和第二通道采樣單元分別從第一通道光電轉(zhuǎn)換單元和第二通道光電轉(zhuǎn)換單元的輸出端獲取電壓信號，并輸出給微機(jī)處理單 元。微機(jī)處理單元首先對兩個電壓信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，變換成表示相應(yīng)電壓的電壓數(shù)值，通 過查表對照，將兩個電壓數(shù)值分別與相應(yīng)通道的控制代碼進(jìn)行比較，并查找出相應(yīng)的衰減 數(shù)值，分別輸出給第一通道數(shù)控衰減單元和第二通道數(shù)控衰減單元，對電信號作相應(yīng)幅度 的衰減，分別完成第一通道和第二通道的光AGC控制，使各通道的電信號的電平精確地穩(wěn) 定在某個固定值。同時，微機(jī)處理單元將第一通道的電壓數(shù)值與電壓門限值進(jìn)行比較，如果 大于電壓門限值，則第一通道光功率信號正常，微機(jī)處理單元發(fā)出控制信號控制通道切換 單元，接通第一通道數(shù)控衰減單元的輸出端與后級數(shù)控衰減單元的輸入端，第一通道處于 工作狀態(tài)并關(guān)閉第二通道，第一通道的電信號進(jìn)入后級衰減單元進(jìn)行衰減，并輸出給RF放 大輸出單元，經(jīng)放大后輸出；相反，如果第一通道的電壓數(shù)值小于第一通道的電壓門限值， 則第一通道光功率信號異常，微機(jī)處理單元發(fā)出控制信號控制通道切換單元，接通第二通 道數(shù)控衰減單元的輸出端與后級數(shù)控衰減單元的輸入端，第二通道處于工作狀態(tài)并關(guān)閉第 一通道，第二通道的電信號進(jìn)入后級衰減單元進(jìn)行衰減，并輸出給RF放大輸出單元，經(jīng)放 大后輸出。對于后級衰減單元的控制則通過RF檢測單元對RF放大輸出單元的輸出電信號 進(jìn)行檢測，RF檢測單元將檢測到的電壓信號輸出給微機(jī)處理單元，微機(jī)處理單元首先對該 電壓信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，變換成表示該電壓的電壓數(shù)值；微機(jī)處理單元將該電壓數(shù)值與輸 出電平的參考值進(jìn)行比較，如果該電壓數(shù)值比輸出電平的參考值大，就輸出一個較大的衰 減數(shù)值給后級數(shù)控衰減單元，后級數(shù)控衰減單元增大衰減幅度，對電信號衰減后輸出給RF 放大輸出單元；如果該電壓數(shù)值比輸出電平的參考值小，就輸出一個較小的衰減數(shù)值給后 級數(shù)控衰減單元，后級數(shù)控衰減單元減小衰減幅度，對電信號衰減后輸出給RF放大輸出單 元；通過反復(fù)的比較、調(diào)整，對電信號的電平進(jìn)行補(bǔ)償，完成對電信號的電AGC控制，使得在 RF放大輸出單元的最終輸出電信號的電平穩(wěn)定在參考電平的極小范圍內(nèi)。光電轉(zhuǎn)換單元、采樣單元、低噪聲放大單元、數(shù)控衰減單元、通道切換單元、RF檢測 單元、RF放大輸出單元和電源單元均是一些常用的電路。光電轉(zhuǎn)換單元主要包括一個光電 轉(zhuǎn)換元件，它可以將輸入的光功率信號轉(zhuǎn)換為電信號并輸出；采樣單元是一種常用的采樣 電路，它對輸入的電信號進(jìn)行電壓采樣，以直流方式保持電壓值不變并輸出；低噪聲放大單 元將輸入的電信號進(jìn)行放大，失真很小；數(shù)控衰減單元根據(jù)數(shù)字控制信號，以數(shù)字方式選擇 性地對其輸入的電信號進(jìn)行相應(yīng)的電平衰減，并將衰減后的電信號輸出；通道切換單元一 般采用電控射頻切換開關(guān)；RF檢測單元也是一種常用的采樣電路，它對電信號進(jìn)行電壓采 樣，以直流方式保持電壓值不變并輸出；RF放大輸出單元將電信號放大后輸出；電源單元 將輸入的220V交流電轉(zhuǎn)換為18V的直流電輸出。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的具體情況，在微機(jī)處理單元中設(shè)置好電壓門限值、第一通道的控制代 碼、第二通道的控制代碼和輸出電平的參考值。每個光功率信號對應(yīng)一個控制代碼，每個控 制代碼包括一個代表電平高低的電平數(shù)值和一個衰減數(shù)值。由于在無增益控制電路的情況 下，入口光功率與輸出電平的對應(yīng)關(guān)系為入口光功率變化ldB，輸出電平同向變化2dB，所 以在上述設(shè)置控制代碼時，還應(yīng)遵循光功率增大ldB，數(shù)控衰減單元衰減增大2dB的原則， 才可達(dá)到完美的AGC控制，使輸出的電平變化穩(wěn)定在IdB之內(nèi)。為徹底解決第一通道和第二通道間的信號相互干擾的問題并且達(dá)到節(jié)能的目的，作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述雙通道備份光接收裝置還包括電源切換單元；電源切換 單元包括第一輸出端、第二輸出端、輸入端和電源控制端，通過電源控制端輸入控制信號， 使輸入端與其中一個輸出端連接；第一通道光電轉(zhuǎn)換單元和第一通道低噪聲放大單元的電 源輸入端與電源切換單元的第一輸出端電連接，第二通道光電轉(zhuǎn)換單元和第二通道低噪聲 放大單元的電源輸入端與電源切換單元的第二輸出端電連接，電源切換單元的輸入端與電 源單元電連接，電源切換單元的電源控制端與微機(jī)處理單元相應(yīng)的輸出端電連接。當(dāng)?shù)谝?通道正常工作時，微機(jī)處理單元控制電源切換單元，使電源切換單元的輸入端與第一輸出 端接通，第一通道光電轉(zhuǎn)換單元和第一通道低噪聲放大單元正常工作，而切斷第二通道光 電轉(zhuǎn)換單元和第二通道低噪聲放大單元的電源；與之相反，當(dāng)?shù)谝煌ǖ莱霈F(xiàn)異常時，微機(jī) 處理單元控制電源切換單元，切斷第一通道光電轉(zhuǎn)換單元和第一通道低噪聲放大單元的電 源，而使電源切換單元的輸入端與第二輸出端接通。在通道的切換上，采用無源直流控制方 式，即微機(jī)處理單元控制通道切換單元，選擇第一通道或第二通道進(jìn)行工作；而對于各通道 是否進(jìn)入工作狀態(tài)上，則采用有源直流控制，即通過接通或切斷各通道中光電轉(zhuǎn)換單元和 低噪聲放大單元的電源，控制它們的工作狀態(tài)。通過有源直流控制方式和無源直流控制方 式的結(jié)合使光接收裝置的射頻切換電路在47-862MHZ的頻段內(nèi)的關(guān)斷度達(dá)到65dB以上，從 而徹底解決了第一通道和第二通道信號相互干擾的問題，保證光接收裝置具有優(yōu)異的CTB 指標(biāo)，同時通過有源直流控制方式，使得只有一個通道處于工作狀態(tài)，達(dá)到節(jié)能的目的。為了達(dá)到方便預(yù)置微機(jī)處理單元中各項(xiàng)數(shù)據(jù)的目的，作為本實(shí)用新型的另一種優(yōu) 選方案，所述微機(jī)處理單元設(shè)置有RS232接口和網(wǎng)絡(luò)接口。因?yàn)椴煌木W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，如HFC (光 纖同軸混合網(wǎng))、FTTB(光纖到棟)、FTTH(光纖到戶)等，其應(yīng)用范圍不同(如覆蓋范圍、終 端用戶數(shù)量等)，其要求輸出的光功率也不同，所以在應(yīng)用到具體的網(wǎng)絡(luò)前，需要對微機(jī)處 理單元中電壓門限值、控制代碼、輸出電平的參考值進(jìn)行設(shè)置，使之與該網(wǎng)絡(luò)匹配，才能控 制精確。設(shè)置RS232接口和網(wǎng)絡(luò)接口，可以很方便微機(jī)處理單元和計算機(jī)通訊，很方便對這 些數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)置。為了達(dá)到便于人工控制的目的，作為本實(shí)用新型的另一種優(yōu)選方案，所述雙通道 備份光接收裝置還包括模式選擇單元，模式選擇單元包括模式選擇開關(guān)和通道選擇開關(guān)， 模式選擇開關(guān)和通道選擇開關(guān)均與微機(jī)處理單元電連接。通過設(shè)置模式選擇單元，可以人 工選擇自動模式或手動模式，非常方便現(xiàn)場的安裝調(diào)試，對各通道的分別測試，并可以根據(jù) 需要，強(qiáng)制選擇本裝置工作于第一通道或第二通道。微機(jī)處理單元通過判斷模式選擇開關(guān) 的狀態(tài)，確定本裝置是工作在自動模式還是手動模式，并通過判斷通道選擇開關(guān)的狀態(tài)來 確定本裝置在手動模式下是要工作在第一通道還是第二通道。為了達(dá)到了解設(shè)備和通道狀態(tài)的目的，作為本實(shí)用新型的另一種優(yōu)選方案，所述 雙通道備份光接收裝置還包括顯示單元，顯示單元與微機(jī)處理單元相應(yīng)的輸出端電連接。 顯示單元接收來自微機(jī)處理單元的信息，對應(yīng)該裝置的工作狀態(tài)，將“手動模式”、“自動模 式”、“第一通道正?！?、“工作于第一通道”、“工作于第二通道”、“第一通道光功率異常、工作 于第二通道”、“第二通道光功率異?！钡刃畔@示出來，使得對設(shè)備的工作狀態(tài)一目了然， 更方便安裝調(diào)試和故障排除。為了達(dá)到設(shè)計邏輯清晰，便于檢測、維護(hù)和排除故障的目的，作為本實(shí)用新型的另 一種優(yōu)選方案，所述微機(jī)處理單元包括第一微處理器和第二微處理器；所述A/D轉(zhuǎn)換模塊、RS232接口和網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)置在第一微處理器上；電壓門限值、第一通道的控制代碼、第二通 道的控制代碼和輸出電平的參考值儲存在第一微處理器上；第一通道采樣單元的輸出端、 第二通道采樣單元的輸出端和RF檢測單元的輸出端分別與第一微機(jī)處理器電連接，第一 通道數(shù)控衰減單元的控制輸入端、第二通道數(shù)控衰減單元的控制輸入端和后級數(shù)控衰減單 元的控制輸入端分別與第一微處理器相應(yīng)的輸出端電連接；第一微處理器和第二微處理器 通過信號線連接；通道切換單元的控制輸入端、電源切換單元的控制輸入端、顯示單元的信 號輸入端和模式切換單元的輸出端分別與第二微處理器相應(yīng)的輸出端電連接。通過由第一 微處理器和第二微機(jī)處理器組成微機(jī)處理單 元，將信息控制部分由第一微處理器處理，將 動作控制部分由第二微處理器處理，這樣分工明確，邏輯電路清晰，容易判斷故障位置，便 于檢測、維護(hù)和排除故障。本實(shí)用新型通過內(nèi)置的通道切換單元，并將第一通道的電壓與預(yù)設(shè)的電壓門限值 進(jìn)行比較，微機(jī)處理單元判斷第一通道的光功率是否異常，如果出現(xiàn)異常，則控制通道切換 單元自動切換到第二通道工作，在單個光接收裝置中實(shí)現(xiàn)了雙通道備份接收功能；通過光 AGC控制方式和電AGC控制方式的結(jié)合，光AGC控制方式在通道中輸入光功率變化時能保持 輸出電平穩(wěn)定，電AGC控制確保在切換通道時，接收不同光功率發(fā)射機(jī)不同、不同光調(diào)制度 的信號時輸出電平的不變，高質(zhì)量的完成雙通道光功率備份接收；通過有源直流控制方式 和無源直流控制方式的結(jié)合使光接收裝置的射頻切換電路在47-862MHZ的頻段內(nèi)的關(guān)斷 度達(dá)到65dB以上，從而徹底解決了第一通道和第二通道信號相互干擾的問題，并達(dá)到節(jié)能 的目的；通過設(shè)置模式選擇開關(guān)和通道選擇開關(guān)，方便人工控制；通過設(shè)置顯示單元，對設(shè) 備的工作狀態(tài)和通道狀態(tài)一目了然，更方便安裝調(diào)試和故障排除；通過將微機(jī)處理單元設(shè) 置為由兩個微機(jī)處理器組成，分別處理信息控制和動作控制，使設(shè)計邏輯清晰，便于檢測、 維護(hù)和排除故障。

附圖是用于光纖傳輸系統(tǒng)的雙通道備份光接收裝置的方框原理圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式做進(jìn)一步的說明。如附圖所示，這種用于光纖傳輸系統(tǒng)的雙通道備份光接收裝置，包括第一通道光 電轉(zhuǎn)換單元1、第二通道光電轉(zhuǎn)換單元2、第一通道低噪聲放大單元3、第二通道低噪聲放大 單元4、第一通道數(shù)控衰減單元5、第二通道數(shù)控衰減單元6、通道切換單元7、后級數(shù)控衰減 單元8、RF放大輸出單元9、RF檢測單元10、第一通道采樣單元11、第二通道采樣單元12、 第一微處理器13、第二微處理器14、電源切換單元15、電源單元16、顯示單元17、RS232接 口 18、LAN接口 19和模式切換單元，模式選擇單元包括模式選擇開關(guān)20和通道選擇開關(guān) 21 ；通道切換單元7包括輸入端22、輸入端23、輸出端24和切換控制端25 ；電源切換單元 15包括輸入端26、第一輸出端27、第二輸出端28和電源控制端29。第一通道光電轉(zhuǎn)換單元1、第一通道低噪聲放大單元3、第一通道數(shù)控衰減單元5 依次電連接，第一通道數(shù)控衰減單元5的控制輸入端與第一微處理器13相應(yīng)的輸出端電連 接，第一通道采樣單元11串接在第一通道光電轉(zhuǎn)換單元1的輸出端與第一微處理器13的輸入端之間；第二通道光電轉(zhuǎn)換單元2、第二通道低噪聲放大單元4、第二通道數(shù)控衰減單 元6依次電連接，第二通道數(shù)控衰減單元6的控制輸入端與第二微處理器13相應(yīng)的輸出端 電連接，第二通道采樣單元12串接在第二通道光電轉(zhuǎn)換單元2的輸出端與第一微處理器13 的輸入端之間；第一通道數(shù)控衰減單元5的輸出端與通道切換單元7的輸入端22電連接， 第二通道數(shù)控衰減單元6的輸出端與通道切換單元7的輸入端23電連接，通道切換單元7 的輸出端24與后級數(shù)控衰減單元8的輸入端電連接；后級數(shù)控衰減單元8的輸出端與RF 放大輸出單元9的輸入端電連接，后級數(shù)控衰減單元8的控制輸入端與第一微處理器13相 應(yīng)的輸出端電連接，RF檢測單元10串接在RF放大輸出單元9的輸出端與第一微處理器13 的輸入端之間；第一微處理器13與第二微處理器14之間通過信號線連接；通道切換單元7 的控制輸入端25與第二微處理器14相應(yīng)的輸出端電連接；電源切換單元15的第一輸出端 27與第一通道光電轉(zhuǎn)換單元1和第一通道低噪聲放大單元3的電源電源輸入端分別電連 接，電源切換單元15的第二輸出端28與第二通道光電轉(zhuǎn)換單元2和第二通道低噪聲放大 單元4的電源電源輸入端分別電連接，電源切換單元15的輸入端26與電源單元16的輸出 端電連接；電源切換單元的控制輸入端29與第二微處理器14相應(yīng)的輸出端電連接；電源 單元16與其它有源部件電連接；顯示單元17的輸入端與第二微處理器14相應(yīng)的輸出端電 連接；模式選擇開關(guān)20和通道選擇開關(guān)21的輸出端與第二微處理器14的輸入端電連接； RS232接口 18或LAN接口 19設(shè)置在微處理器13上；第一微處理器13中包含A/D轉(zhuǎn)換模 塊，并通過RS232接口 18或LAN接口 19設(shè)置好電壓門限值、第一通道的控制代碼、第二通 道的控制代碼和輸出電平的參考值。每個光功率信號對應(yīng)一個控制代碼，每個控制代碼包 括一個代表電平高低的電平數(shù)值和一個衰減數(shù)值。由于在無增益控制電路的情況下，入口 光功率與輸出電平的對應(yīng)關(guān)系為入口光功率變化ldB，輸出電平同向變化2dB，所以在上述 設(shè)置控制代碼時，還應(yīng)遵循光功率增大ldB，數(shù)控衰減單元衰減增大2dB的原則。
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步詳述本實(shí)用新型的工作原理將該雙通道備份光接收裝置的初始工作狀態(tài)設(shè)為第一通道，在初始狀態(tài)下，通道 切換單元7的輸入端22與通道切換單元7的輸出端24接通，電源切換單元15的第一輸出 端27與電源切換單元15的輸入端26接通。第二微處理器14根據(jù)模式選擇開關(guān)20的狀態(tài)來判斷該雙通道備份光接收裝置是 工作在手動模式還是自動模式。(1)若為手動模式，第二微處理器14發(fā)出信號，輸送給顯示單元17，指示顯示單元 17顯示“手動模式”。第二微處理器14根據(jù)通道選擇開關(guān)21的狀態(tài)來判斷該雙通道備份光接收裝置是
工作在第一通道還是第二通道。若為第一通道，第二微處理器14發(fā)出四路信號，第一路信號輸送給顯示單元17 指示顯示單元17顯示“第一通道”；第二路信號輸送給電源切換單元15，指示電源切換單 元15保持其第一輸出端27和輸入端26接通不變(接通第一通道的電源)；第三路信號輸 送給通道切換單元7，指示通道切換單元7保持其輸入端22和輸出端24接通不變(接通 第一通道的信號傳輸路徑)；第四路信號輸送給第一微處理器13，通知第一微處理器13此 時工作于第一通道。工作在第一通道的情況下，第一通道光功率信號輸入到第一通道光電 轉(zhuǎn)換單元1，轉(zhuǎn)換為電信號，輸出給第一通道低噪聲放大單元3進(jìn)行初級放大，放大后輸出給第一通道數(shù)控衰減單元5進(jìn)行衰減控制；同時，第一通道采樣單元11對第一通道光電轉(zhuǎn) 換單元1的輸出電信號進(jìn)行電壓采樣，并輸出給第一微處理器13，第一微處理器13對該電 壓信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，變換成表示該電壓的電壓數(shù)值；接著第一微處理器13將該電壓數(shù)值 與電壓門限值進(jìn)行比較，如果大于電壓門限值，則第一通道光功率信號正常，第一微處理器 13給第二微處理器14發(fā)出信號，第二微處理器14指示顯示單元17顯示“第一通道正?！?； 相反，如果電壓數(shù)值小于電壓門限值，則第一通道光功率信號異常，第一微處理器13給第 二微處理器14發(fā)出信號，第二微處理器14指示顯示單元17顯示“第一通道異常”，提醒工 作人員需及時手動切換到第二通道工作；同時，在第一通道光功率信號正常時，通過查表對 照，將該電壓數(shù)值與第一通道的控制代碼進(jìn)行比較，并查找出相應(yīng)的衰減數(shù)值，輸出給第一 通道數(shù)控衰減單元5，第一通道數(shù)控衰減單元5對電信號作相應(yīng)幅度的衰減，完成光AGC控 制，使電信號的電平精確地穩(wěn)定在預(yù)設(shè)的固定值；第一通道數(shù)控衰減單元5輸出的電信號 經(jīng)通道切換單元7進(jìn)入后級衰減單元8進(jìn)行衰減，并輸出給RF放大輸出單元9，經(jīng)放大后 輸出；RF檢測單元10對RF放大輸出單元9輸出的電信號進(jìn)行檢測，將檢測到的電壓信號 輸出給第一微處理器13，第一微處理器13對該電壓信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，變換成表示該電壓 的電壓數(shù)值；第一微處理器13將該電壓數(shù)值與輸出電平的參考值進(jìn)行比較，如果該電壓數(shù) 值比輸出電平的參考值大，就輸出一個較大的衰減數(shù)值給后級數(shù)控衰減單元8，后級數(shù)控衰 減單元8增大衰減幅度，對電信號衰減后輸出給RF放大輸出單元9 ；如果該電壓數(shù)值比輸 出電平的參考值小，就輸出一個較小的衰減數(shù)值給后級數(shù)控衰減單元8，后級數(shù)控衰減單元 8減小衰減幅度，對電信號衰減后輸出給RF放大輸出單元9;通過反復(fù)的比較、調(diào)整，對電信 號的電平進(jìn)行補(bǔ)償，完成對電信號的電AGC控制，使得在RF放大輸出單元9的最終輸出電 信號的電平穩(wěn)定在參考電平的極小范圍內(nèi)。若為第二通道，第二微處理器14發(fā)出四路信號，第一路信號輸送給顯示單元17， 指示顯示單元17顯示“第二通道”；第二路信號輸送給電源切換單元15，指示電源切換單元 15將其第一輸出端27和輸入端26斷開，并接通其第二輸出端28和輸入端26 (斷開第一通 道的電源，接通第二通道的電源)；第三路信號輸送給通道切換單元7，指示通道切換單元7 將其輸入端22和輸出端24斷開，并接通其輸入端23和輸出端24 (斷開第一通道的信號傳 輸路徑，接通第二通道的信號傳輸路徑)；第四路信號輸送給第一微處理器13，通知第一微 處理器13此時工作于第二通道。工作在第二通道的情況下，其信號傳輸路徑、信號控制方 式及顯示控制方式與工作在第一通道時相同。(2)若為自動模式，第二微處理器14發(fā)出信號，輸送給顯示單元17，指示顯示單元 17顯示“自動模式”。第一通道光功率信號輸入到第一通道光電轉(zhuǎn)換單元1，轉(zhuǎn)換為電信號，輸出給第一 通道低噪聲放大單元3進(jìn)行初級放大，放大后輸出給第一通道數(shù)控衰減單元5進(jìn)行衰減控 制；同時，第一通道采樣單元11對第一通道光電轉(zhuǎn)換單元1的輸出電信號進(jìn)行電壓采樣，并 輸出給第一微處理器13，第一微處理器13對該電壓信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，變換成表示該電壓 的電壓數(shù)值；接著第一微處理器13將該電壓數(shù)值與電壓門限值進(jìn)行比較如果該電壓數(shù)值大于電壓門限值，則第一通道光功率信號正常，第一微處理器13給第二微處理器14發(fā)出信號，第二微處理器14再根據(jù)第一微處理器13的指示信號，發(fā)出三路信號第一路信號輸送給顯示單元17，指示顯示單元17顯示“第一通道正常、工作于第 一通道”；第二路信號輸送給電源切換單元15，指示電源切換單元15保持其第一輸出端27 和輸入端26接通不變(接通第一通道的電源)；第三路信號輸送給通道切換單元7，指示通 道切換單元7保持其輸入端22和輸出端24接通不變(接通第一通道的信號傳輸路徑)； 同時，通過查表對照，將該電壓數(shù)值與第一通道的控制代碼進(jìn)行比較，并查找出相應(yīng)的衰減 數(shù)值，輸出給第一通道數(shù)控衰減單元5，第一通道數(shù)控衰減單元5對電信號作相應(yīng)幅度的衰 減，完成光AGC控制，使電信號的電平精確地穩(wěn)定在預(yù)設(shè)的固定值；第一通道數(shù)控衰減單元 5輸出的電信號經(jīng)通道切換單元7進(jìn)入后級衰減單元8進(jìn)行衰減，并輸出給RF放大輸出單 元9，經(jīng)放大后輸出；RF檢測單元10對RF放大輸出單元9輸出的電信號進(jìn)行檢測，將檢測 到的電壓信號輸出給第一微處理器13，第一微處理器13對該電壓信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，變換 成表示該電壓的電壓數(shù)值；第一微處理器13將該電壓數(shù)值與輸出電平的參考值進(jìn)行比較， 如果該電壓數(shù)值比輸出電平的參考值大，就輸出一個較大的衰減數(shù)值給后級數(shù)控衰減單元 8，后級數(shù)控衰減單元8增大衰減幅度，對電信號衰減后輸出給RF放大輸出單元9 ；如果該 電壓數(shù)值比輸出電平的參考值小，就輸出一個較小的衰減數(shù)值給后級數(shù)控衰減單元8，后級 數(shù)控衰減單元8減小衰減幅度，對電信號衰減后輸出給RF放大輸出單元9 ；通過反復(fù)的比 較、調(diào)整，對電信號的電平進(jìn)行補(bǔ)償，完成對電信號的電AGC控制，使得在RF放大輸出單元 9的最終輸出電信號的電平穩(wěn)定在參考電平的極小范圍內(nèi)。 如果該電壓數(shù)值小于電壓門限值，則第一通道光功率信號異常，第一微處理器13 給第二微處理器14發(fā)出信號，第二微處理器14根據(jù)第一微處理器13的指示信號，發(fā)出三 路信號第一路信號輸送給顯示單元17，指示顯示單元17顯示“第一通道異常、工作于第二 通道”；第二路信號輸送給電源切換單元15，指示電源切換單元15將其第一輸出端27和輸 入端26斷開，并接通其第二輸出端28和輸入端26 (斷開第一通道的電源，接通第二通道的 電源)；第三路信號輸送給通道切換單元7，指示通道切換單元7將其輸入端22和輸出端24 斷開，并接通其輸入端23和輸出端24 (斷開第一通道的信號傳輸路徑，接通第二通道的信 號傳輸路徑)；此時，第一通道已完全斷開，自動切換到第二通道工作，第二通道光功率信 號輸入到第二通道光電轉(zhuǎn)換單元2，工作在第二通道的情況下，其信號傳輸路徑、信號控制 方式及顯示控制方式與工作在第一通道時相同。
權(quán)利要求一種用于光纖傳輸系統(tǒng)的雙通道備份光接收裝置，包括第一通道光電轉(zhuǎn)換單元、第一通道采樣單元、第一通道低噪聲放大單元、第一通道數(shù)控衰減單元、第二通道光電轉(zhuǎn)換單元、第二通道采樣單元、第二通道低噪聲放大單元和第二通道數(shù)控衰減單元，其特征是所述雙通道備份光接收裝置還包括后級數(shù)控衰減單元、RF放大輸出單元、RF檢測單元、電源單元、通道切換單元和微機(jī)處理單元；所述通道切換單元包括兩個輸入端、輸出端和切換控制端，通過切換控制端輸入控制信號，使輸出端與其中一個輸入端連接；所述微機(jī)處理單元包括A/D轉(zhuǎn)換模塊，并儲存有一個電壓門限值、一組第一通道的控制代碼、一組第二通道的控制代碼和一個輸出電平的參考值；所述第一通道光電轉(zhuǎn)換單元、第一通道低噪聲放大單元、第一通道數(shù)控衰減單元依次電連接，第一通道數(shù)控衰減單元的控制輸入端與微機(jī)處理單元相應(yīng)的輸出端電連接，第一通道采樣單元串接在第一通道光電轉(zhuǎn)換單元的輸出端與微機(jī)處理單元的輸入端之間；所述第二通道光電轉(zhuǎn)換單元、第二通道低噪聲放大單元、第二通道數(shù)控衰減單元依次電連接，第二通道數(shù)控衰減單元的控制輸入端與微機(jī)處理單元相應(yīng)的輸出端電連接，第二通道采樣單元串接在第二通道光電轉(zhuǎn)換單元的輸出端與微機(jī)處理單元的輸入端之間；所述第一通道數(shù)控衰減單元和第二通道數(shù)控衰減單元的輸出端分別與通道切換單元的兩輸入端電連接，通道切換單元的輸出端與后級數(shù)控衰減單元的輸入端電連接；所述后級數(shù)控衰減單元的輸出端與RF放大輸出單元的輸入端電連接；所述后級數(shù)控衰減單元的控制輸入端與微機(jī)處理單元相應(yīng)的輸出端電連接，RF檢測單元串接在RF放大輸出單元的輸出端與微機(jī)處理單元的輸入端之間；所述通道切換單元的切換控制端與微機(jī)處理單元相應(yīng)的輸出端電連接所述電源單元為第一通道光電轉(zhuǎn)換單元、第二通道光電轉(zhuǎn)換單元、第一通道低噪聲放大單元、第二通道低噪聲放大單元、RF輸出放大單元和微機(jī)處理單元提供工作電源。
2.如權(quán)利要求1所述的用于光纖傳輸系統(tǒng)的雙通道備份光接收裝置，其特征是所述 雙通道備份光接收裝置還包括電源切換單元；電源切換單元包括第一輸出端、第二輸出端、 輸入端和電源控制端，通過電源控制端輸入控制信號，使輸入端與其中一個輸出端連接；第 一通道光電轉(zhuǎn)換單元和第一通道低噪聲放大單元的電源輸入端與電源切換單元的第一輸 出端電連接，第二通道光電轉(zhuǎn)換單元和第二通道低噪聲放大單元的電源輸入端與電源切換 單元的第二輸出端電連接，電源切換單元的輸入端與電源單元電連接，電源切換單元的電 源控制端與微機(jī)處理單元相應(yīng)的輸出端電連接。
3.如權(quán)利要求1或2所述的用于光纖傳輸系統(tǒng)的雙通道備份光接收裝置，其特征是 所述微機(jī)處理單元設(shè)置有RS232接口和網(wǎng)絡(luò)接口。
4.如權(quán)利要求1或2所述的用于光纖傳輸系統(tǒng)的雙通道備份光接收裝置，其特征是 所述雙通道備份光接收裝置還包括模式選擇單元，模式選擇單元包括模式選擇開關(guān)和通道 選擇開關(guān)，模式選擇開關(guān)和通道選擇開關(guān)均與微機(jī)處理單元電連接。
5.如權(quán)利要求1或2所述的用于光纖傳輸系統(tǒng)的雙通道備份光接收裝置，其特征是 所述雙通道備份光接收裝置還包括顯示單元，顯示單元與微機(jī)處理單元相應(yīng)的輸出端電連 接。
6.如權(quán)利要求1或2所述的用于光纖傳輸系統(tǒng)的雙通道備份光接收裝置，其特征是所述微機(jī)處理單元包括第一微處理器和第二微處理器；所述A/D轉(zhuǎn)換模塊、RS232接口和網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)置在第一微處理器上；電壓門限值、第一通道的控制代碼、第二通道的控制代碼 和輸出電平的參考值儲存在第一微處理器上；第一通道采樣單元的輸出端、第二通道采樣 單元的輸出端和RF檢測單元的輸出端分別與第一微機(jī)處理器電連接，第一通道數(shù)控衰減 單元的控制輸入端、第二通道數(shù)控衰減單元的控制輸入端和后級數(shù)控衰減單元的控制輸入 端分別與第一微處理器相應(yīng)的輸出端電連接；第一微處理器和第二微處理器通過信號線連 接；通道切換單元的控制輸入端、電源切換單元的控制輸入端、顯示單元的信號輸入端和模 式切換單元的輸出端分別與第二微處理器相應(yīng)的輸出端電連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于光纖傳輸系統(tǒng)的雙通道備份光接收裝置，通過內(nèi)置的通道切換單元，在單個光接收裝置中實(shí)現(xiàn)了雙通道備份接收功能；通過光AGC控制方式和電AGC控制方式的結(jié)合，確保在切換通道或信號突變時，接收不同光功率發(fā)射機(jī)不同、不同光調(diào)制度的信號時輸出電平的不變，高質(zhì)量的完成雙通道光功率備份接收；通過有源直流控制方式和無源直流控制方式的結(jié)合，解決了第一通道和第二通道信號相互干擾的問題，并達(dá)到節(jié)能的目的；通過設(shè)置模式選擇開關(guān)和通道選擇開關(guān)，方便人工控制；通過設(shè)置顯示單元，對設(shè)備的工作狀態(tài)和通道狀態(tài)一目了然；通過將微機(jī)處理單元設(shè)置為由兩個微處理器組成，使設(shè)計邏輯清晰。
文檔編號H04B10/158GK201571061SQ20092029225
公開日2010年9月1日 申請日期2009年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月15日
發(fā)明者湯小秋, 王勇, 鄭楠 申請人:汕頭高新區(qū)亞威科技有限公司