專利名稱：一分多路電分射頻光傳輸模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于射頻通信設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及ー種一分多路電分射頻光傳輸模塊。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的光纖直放站系統(tǒng)中，一個遠端需要一個近端光傳輸模塊，與之對應(yīng)使用的模式成本很高。采用光分路方式雖然成本很低，但由于光耦合器的插損過大，導(dǎo)致射頻電路設(shè)計困難，難以做出優(yōu)良的射頻指標。另外不同遠端的激光器的波長是相同的，在他們同時工作的時候會出現(xiàn)干涉現(xiàn)象，會影響到整個系統(tǒng)的正常工作。同時由于所有遠端共用ー個近端的發(fā)送、接收部分，使得鏈路增益調(diào)整困難，導(dǎo)致工程使用極為不便。而使用電分路方式可以解決降低成本，同時也能解決光分路方式所遇到的困難。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明目的在于設(shè)計ー種一分多路電分光傳輸模塊，作為直放站光纖系統(tǒng)的近端模塊，結(jié)構(gòu)簡單，成本相對較低，井能避免光分路模式所遇到的困難。本發(fā)明的技術(shù)方案為ー種一分多路射頻光傳輸模塊，包括模塊控制單兀、頻移鍵控通信単元、輸入端単元和輸出端単元；
輸入端単元包括輸入端射頻信號處理單元、信號分路單元、可調(diào)衰減器、射頻/光信號轉(zhuǎn)換單元，射頻/光信號轉(zhuǎn)換單元中設(shè)有激光器；輸入的射頻信號經(jīng)輸入端射頻信號處理單元處理后輸入信號分路單元，信號分路單元將射頻信號分成多路后分別連接相應(yīng)的可調(diào)衰減器，各可調(diào)衰減器的輸出分別連接射頻/光信號轉(zhuǎn)換單元中相應(yīng)的激光器，激光器通過光纖輸出；
輸出端単元包括輸出端射頻信號處理單元、信號合路單元、可調(diào)衰減器和光/射頻信號轉(zhuǎn)換單元，光/射頻信號轉(zhuǎn)換單元中設(shè)有探測器；射頻/光信號轉(zhuǎn)換單元中的激光器與光/射頻信號轉(zhuǎn)換單元中的探測器數(shù)目相同；光纖輸入光/射頻信號轉(zhuǎn)換單元中的探測器，探測器分別連接相應(yīng)的可調(diào)衰減器，各可調(diào)衰減器的輸出經(jīng)過信號合路單元成為一路射頻信號，射頻信號經(jīng)過輸出端射頻信號處理單元處理后輸出；
頻移鍵控通信単元包括FSK調(diào)制器和FSK解調(diào)器，模塊控制単元分別連接射頻/光信號轉(zhuǎn)換單元、光/射頻信號轉(zhuǎn)換單元、FSK調(diào)制器和FSK解調(diào)器，F(xiàn)SK調(diào)制器連接到信號分路単元的輸入端，F(xiàn)SK解調(diào)器連接到信號合路單元的輸出端。而且，輸入端射頻信號處理單元包括依次連接的輸入匹配電路、射頻衰減器和放大電路，輸入的射頻信號依次經(jīng)過輸入匹配電路、射頻衰減器和放大電路進行處理，所得處理結(jié)果由放大電路輸入信號分路單元；
輸出端射頻信號處理單元包括依次連接的高通濾波器、放大電路、數(shù)控衰減器和輸出匹配電路，信號合路單元輸出的信號依次經(jīng)過高通濾波器、放大電路、數(shù)控衰減器、輸出匹配電路進行處理，所得處理結(jié)果由輸出匹配電路輸出。、
而且，模塊控制単元包括單片機，以單片機為核心設(shè)置ALC控制接口和485通信接ロ，ALC控制接ロ連接輸入端射頻信號處理單元中的射頻衰減器。而且，輸入端単元和輸入端単元中分別包括4個可調(diào)衰減器，
射頻/光信號轉(zhuǎn)換單元設(shè)有4只激光器，信號分路單元將射頻信號分成4路，
光/射頻信號轉(zhuǎn)換單元設(shè)有4只探測器，信號合路單元將4支探測器分別經(jīng)可調(diào)衰減器后的輸出合成最終的一路射頻信號。而且，射頻/光信號轉(zhuǎn)換單元設(shè)置輸入端光功率采集單元和光功率控制單元；每支激光器的輸出端連接ー個輸入端光功率采集單元，且各輸入端光功率采集單元與模塊控 制単元的單片機相連；每支激光器上連接ー個光功率控制單元，且各光功率控制單元與模塊控制単元的單片機相連；
光/射頻信號轉(zhuǎn)換單元設(shè)置輸出端光功率采集單元，每支探測器的輸出端連接ー個輸出端光功率采集單元，且各輸出端光功率采集單元與模塊控制単元的單片機相連。本發(fā)明所述的射頻光傳輸模塊，作為光纖直放站系統(tǒng)的近端模塊，可與多個遠端模塊配套同時工作，在實際工程中使用時調(diào)整増益方便。井能得到很好的線性指標、底噪指標。另外還降低了成本。


圖I是本發(fā)明實施例的電路結(jié)構(gòu)圖。圖2是傳統(tǒng)光分方式的電路原理圖。圖3是本發(fā)明實施例的電路原理圖。
具體實施例方式 以下結(jié)合附圖和實施例詳細說明本發(fā)明技術(shù)方案。如圖I，本發(fā)明實施例所提供射頻光傳輸模塊包括模塊控制単元、頻移鍵控通信單元、輸入端単元和輸出端単元
輸入端単元包括輸入端射頻信號處理單元、信號分路單元、可調(diào)衰減器、射頻/光信號轉(zhuǎn)換單元，射頻/光信號轉(zhuǎn)換單元中設(shè)有激光器；輸入的射頻信號經(jīng)輸入端射頻信號處理單元處理后輸入信號分路單元，信號分路單元將射頻信號分成多路后分別連接相應(yīng)的可調(diào)衰減器，各可調(diào)衰減器的輸出分別連接射頻/光信號轉(zhuǎn)換單元中相應(yīng)的激光器，激光器通過光纖輸出。一般設(shè)置射頻輸入端ロ RF IN，從射頻輸入端ロ RF IN輸入射頻信號。輸出端単元包括輸出端射頻信號處理單元、信號合路單元、可調(diào)衰減器和光/射頻信號轉(zhuǎn)換單元，光/射頻信號轉(zhuǎn)換單元中設(shè)有探測器。顯然的，射頻/光信號轉(zhuǎn)換單元中的激光器與光/射頻信號轉(zhuǎn)換單元中的探測器數(shù)目相同。光纖輸入光/射頻信號轉(zhuǎn)換單元中的探測器，探測器分別連接相應(yīng)的可調(diào)衰減器，各可調(diào)衰減器的輸出經(jīng)過信號合路單元成為一路射頻信號，射頻信號經(jīng)過輸出端射頻信號處理單元處理后輸出。一般設(shè)置射頻輸出端ロ RF OUT,由射頻輸出端ロ RF OUT輸出最終的射頻信號。頻移鍵控通信単元包括FSK調(diào)制器和FSK解調(diào)器，模塊控制単元分別連接射頻/光信號轉(zhuǎn)換單元、光/射頻信號轉(zhuǎn)換單元、FSK調(diào)制器和FSK解調(diào)器，F(xiàn)SK調(diào)制器連接到信號分路單元的輸入端，F(xiàn)SK解調(diào)器連接到信號合路單元的輸出端。因此，探測器接收兩種射頻信號RF IN輸入的射頻信號和FSK調(diào)制器發(fā)出的射頻信號，他們的頻率不同。實施例的模塊控制単元包括單片機，模塊控制単元的單片機發(fā)出的監(jiān)控數(shù)據(jù)經(jīng)FSK調(diào)制器進行調(diào)制，送入激光器轉(zhuǎn)換成光信號發(fā)送；探測器接收到的FSK信號，送入FSK解調(diào)器中進行解調(diào)，解調(diào)后將所得監(jiān)控數(shù)據(jù)發(fā)給模塊控制単元的單片機。當系統(tǒng)需要查詢模塊的收光功率吋，再由單片機將功率值上報。單片機獲得監(jiān)控數(shù)據(jù)后對其進行分析，然后根據(jù)監(jiān)控數(shù)據(jù)內(nèi)容控制電路，比如設(shè)置衰減器的衰減量、設(shè)置發(fā)光功率的大小等。實施例中，輸入端射頻信號處理單元包括依次連接的輸入匹配電路、射頻衰減器和放大電路，輸入的射頻信號依次經(jīng)過輸入匹配電路、射頻衰減器和放大電路進行處理，所得處理結(jié)果由放大電路輸入信號分路單元；輸出端射頻信號處理單元包括依次連接的高通濾波器、放大電路、數(shù)控衰減器和輸出匹配電路，信號合路單元輸出的信號依次經(jīng)過高通濾波器、放大電路、數(shù)控衰減器、輸出匹配電路進行處理，所得處理結(jié)果由輸出匹配電路輸出。具體實施時，可以在輸出端射頻信號處理單元的數(shù)控衰減器和輸出匹配電路之間設(shè)置第二級放大電路，信號合路單元輸出的信號依次經(jīng)過高通濾波器、第一級放大電路、數(shù)控衰減器、第二級放大電路、輸出匹配電路進行處理。
為了增強模塊功能，實施例的模塊控制単元以單片機為核心設(shè)置ALC控制接口和485通信接ロ，ALC控制接ロ連接輸入端射頻信號處理單元中的射頻衰減器。ALC控制單元用于控制輸入端ロ的信號幅度，讓其穩(wěn)定在ー個固定值。485通信単元用于射頻光傳輸模塊和外界的數(shù)據(jù)通信。本發(fā)明建議采用一分四路，輸入端単元和輸入端単元中分別包括4個可調(diào)衰減器，射頻/光信號轉(zhuǎn)換單元設(shè)有4只激光器，信號分路單元將射頻信號分成4路；光/射頻信號轉(zhuǎn)換單元設(shè)有4只探測器，信號合路單元將4支探測器分別經(jīng)可調(diào)衰減器后的輸出合成最終的一路射頻信號。如圖3所示，信號分路單元可包括三個相同型號的分路器1、2、3，射頻信號通過分路器I將射頻信號分成兩路，其中一路信號通過分路器2再分成兩路，另外一路信號通過分路器3再分成兩路，共得到四路信號；信號合路單元可包括三個相同型號的合路器1、2、3，四支探測器中的兩支輸出信號經(jīng)合路器I合成第一路信號，另外兩支的輸出信號經(jīng)合路器2合成第二路信號，再通過合路器3將第一路和第二路信號合成最終的一路射頻信號。具體實施時也可以設(shè)計其他數(shù)量的分路。本發(fā)明進一歩提出
射頻/光信號轉(zhuǎn)換單元設(shè)置輸入端光功率采集單元和光功率控制單元；每支激光器的輸出端連接ー個輸入端光功率采集單元，且各輸入端光功率采集單元與模塊控制単元的單片機相連；每支激光器上連接ー個光功率控制單元，且各光功率控制單元與模塊控制単元的單片機相連。激光器將射頻信號轉(zhuǎn)換成光信號，通過光纖進行輸出，輸入端光功率采集單元將激光器當前的發(fā)光功率采集后發(fā)給模塊控制単元的單片機，單片機通過光功率控制單?？刂萍す馄鞯陌l(fā)光功率。光/射頻信號轉(zhuǎn)換單元設(shè)置輸出端光功率采集單元，每支探測器的輸出端連接ー個輸出端光功率采集單元，且各輸出端光功率采集單元與模塊控制単元的單片機相連。通過探測器將光纖中的光信號轉(zhuǎn)換為射頻信號，輸出端光功率采集單元采集當前探測器接收到的光功率大小發(fā)給模塊控制単元的單片機。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，建議具體實施時采用的電路器件輸入端射頻信號處理單元中的輸入匹配為電阻網(wǎng)絡(luò)，衰減器型號均為HMC472，放大器型號為MGA30689，分路器I、分路器2、分路器3型號均為GP2S+，可調(diào)衰減均為電阻網(wǎng)絡(luò)，激光器型號均為1550nmDFB 2. 5G激光器，探測器信號均為1550nm DFB 2. 5G探測器，合路器I、合路器2、合路器3型號均為GP2S+，高通濾波型號為HFCN640，放大電路型號為BG13D，輸出匹配網(wǎng)路為電阻網(wǎng)絡(luò)。模塊控制單元的單片機型號為STM32F103VET6JSK調(diào)制器和FSK解調(diào)器型號為CC1000。光功率采集單元型號為ADA4665-2ARZ。光功率控制單元是由雙極晶體管S9013組成的模擬電路。485通信單元信號為SN65HVD3082EDR。ALC電路型號為AD8362。詳情請見各器件的產(chǎn)品說明書。綜上所述，實施例的射頻光傳輸模塊基本數(shù)據(jù)傳輸如下
直放站系統(tǒng)下行信號從射頻輸入端ロ RF IN輸入，依次經(jīng)過輸入匹配電路、射頻衰減器、放大電路及信號分路單元；經(jīng)信號分路單元分成4路信號后分別連接可調(diào)衰減器、光/射頻信號轉(zhuǎn)換單元。光/射頻信號轉(zhuǎn)換單元的4支探測器輸出分別連接可調(diào)衰減，經(jīng)可調(diào)衰減輸出后，依次經(jīng)過信號合路單元、高通濾波器、第一級放大電路、數(shù)控衰減器、輸出匹配電路。為說明本發(fā)明技術(shù)方案效果起見，比較兩種一分多路方式，以一分四方式為例，如圖2和圖3分別為兩種一分四方式的光傳輸近端模塊框圖。圖2是一分四光分方式，和本發(fā)明技術(shù)方案不同的是，一分四光I禹連接激光器輸出端，該一分四光I禹的光損耗為6dB,轉(zhuǎn)換成電損耗為12dB。經(jīng)一分四光耦的四路光纖輸出1、2.、3、4，再經(jīng)一分四光耦連接探測器輸入端。為了保證整條鏈路的増益，勢必會增大激光器的輸入信號。激光器本身的線性就不太好，這就會使整個鏈路的線性較差，如果用減小激光器前増益的方式保證了較好的線性指標，又會造成鏈路的噪聲特別差。并且一分四光耦位置已經(jīng)處于鏈路的較前幾級，這使整個鏈路的噪聲系數(shù)更大。另外，遠端激光器的波長相同，經(jīng)光耦后采用ー個探測器進行接收，遠端的激光器會產(chǎn)生相互干涉的現(xiàn)象。從而會影響到系統(tǒng)的正常工作。圖3為本發(fā)明采用的一分四電分方式，所采用的合路和分路單元的電損耗為6dB，并且采用四個探測器分別對遠端光信號進行接收。這很好的解決了一分四光分所遇到的問題，能做出優(yōu)良的射頻指標。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。權(quán)利要求
1.ー種一分多路射頻光傳輸模塊，其特征在于包括模塊控制単元、頻移鍵控通信單元、輸入端単元和輸出端単元； 輸入端単元包括輸入端射頻信號處理單元、信號分路單元、可調(diào)衰減器、射頻/光信號轉(zhuǎn)換單元，射頻/光信號轉(zhuǎn)換單元中設(shè)有激光器；輸入的射頻信號經(jīng)輸入端射頻信號處理單元處理后輸入信號分路單元，信號分路單元將射頻信號分成多路后分別連接相應(yīng)的可調(diào)衰減器，各可調(diào)衰減器的輸出分別連接射頻/光信號轉(zhuǎn)換單元中相應(yīng)的激光器，激光器通過光纖輸出； 輸出端単元包括輸出端射頻信號處理單元、信號合路單元、可調(diào)衰減器和光/射頻信號轉(zhuǎn)換單元，光/射頻信號轉(zhuǎn)換單元中設(shè)有探測器；射頻/光信號轉(zhuǎn)換單元中的激光器與光/射頻信號轉(zhuǎn)換單元中的探測器數(shù)目相同；光纖輸入光/射頻信號轉(zhuǎn)換單元中的探測器，探測器分別連接相應(yīng)的可調(diào)衰減器，各可調(diào)衰減器的輸出經(jīng)過信號合路單元成為一路射頻信號，射頻信號經(jīng)過輸出端射頻信號處理單元處理后輸出； 頻移鍵控通信単元包括FSK調(diào)制器和FSK解調(diào)器，模塊控制単元分別連接射頻/光信號轉(zhuǎn)換單元、光/射頻信號轉(zhuǎn)換單元、FSK調(diào)制器和FSK解調(diào)器，F(xiàn)SK調(diào)制器連接到信號分路単元的輸入端，F(xiàn)SK解調(diào)器連接到信號合路單元的輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一分多路射頻光傳輸模塊，其特征在于 輸入端射頻信號處理單元包括依次連接的輸入匹配電路、射頻衰減器和放大電路，輸入的射頻信號依次經(jīng)過輸入匹配電路、射頻衰減器和放大電路進行處理，所得處理結(jié)果由放大電路輸入信號分路單元； 輸出端射頻信號處理單元包括依次連接的高通濾波器、放大電路、數(shù)控衰減器和輸出匹配電路，信號合路單元輸出的信號依次經(jīng)過高通濾波器、放大電路、數(shù)控衰減器、輸出匹配電路進行處理，所得處理結(jié)果由輸出匹配電路輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一分多路射頻光傳輸模塊，其特征在于模塊控制単元包括單片機，以單片機為核心設(shè)置ALC控制接口和485通信接ロ，ALC控制接ロ連接輸入端射頻信號處理單元中的射頻衰減器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的一分多路射頻光傳輸模塊,其特征在于輸入端單元和輸入端単元中分別包括4個可調(diào)衰減器， 射頻/光信號轉(zhuǎn)換單元設(shè)有4只激光器，信號分路單元將射頻信號分成4路， 光/射頻信號轉(zhuǎn)換單元設(shè)有4只探測器，信號合路單元將4支探測器分別經(jīng)可調(diào)衰減器后的輸出合成最終的一路射頻信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一分多路射頻光傳輸模塊,其特征在于 射頻/光信號轉(zhuǎn)換單元設(shè)置輸入端光功率采集單元和光功率控制單元；每支激光器的輸出端連接ー個輸入端光功率采集單元，且各輸入端光功率采集單元與模塊控制単元的單片機相連；每支激光器上連接ー個光功率控制單元，且各光功率控制單元與模塊控制単元的單片機相連； 光/射頻信號轉(zhuǎn)換單元設(shè)置輸出端光功率采集單元，每支探測器的輸出端連接ー個輸出端光功率采集單元，且各輸出端光功率采集單元與模塊控制単元的單片機相連。
全文摘要
一分多路射頻光傳輸模塊，包括模塊控制單元、頻移鍵控通信單元、輸入端單元和輸出端單元輸入端單元包括輸入端射頻信號處理單元、信號分路單元、可調(diào)衰減器、射頻/光信號轉(zhuǎn)換單元，輸出端單元包括輸出端射頻信號處理單元、信號合路單元、可調(diào)衰減器和光/射頻信號轉(zhuǎn)換單元，光/射頻信號轉(zhuǎn)換單元中設(shè)有探測器；射頻/光信號轉(zhuǎn)換單元中的激光器與光/射頻信號轉(zhuǎn)換單元中的探測器數(shù)目相同；頻移鍵控通信單元包括FSK調(diào)制器和FSK解調(diào)器，模塊控制單元分別連接射頻/光信號轉(zhuǎn)換單元、光/射頻信號轉(zhuǎn)換單元、FSK調(diào)制器和FSK解調(diào)器，F(xiàn)SK調(diào)制器連接到信號分路單元的輸入端，F(xiàn)SK解調(diào)器連接到信號合路單元的輸出端。
文檔編號H04B10/29GK102752056SQ20121025900
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月25日
發(fā)明者劉理中, 武長榮, 王志達 申請人:武漢虹信通信技術(shù)有限責任公司