专利名称：适用于多通信制式接入的宽带智能光传输一体化模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光传输模块，尤其涉及一种适用于多通信制式接入的宽 带智能光传输一体化模块。
背景技术：
随着移动通信事业的发展，应用模拟光纤传输技术的中继系统已大量投入商 用。近年来由于通信网络制式/频段的不断增多，主要的无线通信系统工作频率 已覆盖800MHz 2500MHz范围。之前，商用的光纤中继系统主要针对单一通信制 式，使用相对频率范围较窄的光模块(如800MHz 1000MHz， 1700 1900MHz， 1900MHz 2200MHz)，这种模块可以接入一种或者几种频率间隔较小的通信制式/ 频段。现阶段，商用的光纤中继系统已经出现多通信制式同时接入的需求，早期 的窄带光传输模块难以满足频率间隔较宽的多种通信制式/频段接入。在接入频 率间隔较宽的多种通信制式/频段时，不得不使用多套窄带光传输模块，造成资 源浪费。部分光模块虽声称可以在宽带范围内使用，但因方案选择和光发射机、 光接收机电路设计的原因，整个宽带频率范围内的性能差异巨大，不能适应网络 应用的要求。
发明内容
本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的上述缺点和不足，提供一种适 用于多通信制式接入的宽带智能光传输一体化模块。
本实用新型是从实际网络应用需求的角度出发，选择合适的原理方案，以窄 带光模块为基础，优化光发射机、光接收机的电路设计，在光近端模块中采用了 上行多路光接收机设计，满足组网需求，提高系统工作的稳定性。同时，模块具 有完善的自检功能和监控功能。
具体方案如下
本实用新型主要由两部分组成光近端模块和光远端模块。 一、光近端模块
光近端模块由近端下行链路、下行辅助输入通道、近端上行链路、上行辅助 输出通道以及近端监控部分组成。
下行压控衰减器、下行射频放大A、近端激光器组件和宽带光耦合器依次连 接，组成近端下行链路；
近端探测器组件、上行射频放大B、上行数控衰减器A、上行射频放大C、 上行数控衰减器B、宽带射频合路器和上行射频放大D依次连接组成近端上行链 路；并且在近端下行输入和上行输出处，分别设置了下行辅助输入通道和上行辅 助输出通道供辅助信号的输入输出；
近端监控部分包括下行功率检测、近端FSK、近端MCU和近端通信接口四部
分；
下行压控衰减器、近端激光器组件、近端探测器组件、上行数控衰减器A和 上行数控衰减器B均与近端监控部分相连，受其控制或检测。 二、光远端模块
光远端模块由远端上行链路、上行辅助输入通道、 一条远端下行链路、下 行辅助输出通道和远端监控部分组成。
上行压控衰减器、上行射频放大A、远端激光器组件依次连接，组成远端 上行链路；
远端探测器组件、下行射频放大B、下行数控衰减器A、下行射频放大C、 下行数控衰减器B和下行射频放大D依次连接组成远端下行链路；并且在远端下 行输出和上行输入处，分别安排了下行辅助输出通道和上行辅助输入通道供辅助 信号的输入输出。
远端监控部分包括上行功率检测、远端FSK、远端MCU和远端通信接口四 部分。上行压控衰减器、远端激光器组件、远端探测器组件、下行数控衰减器A、 下行数控衰减器B均与远端监控部分相连，受其控制或检测。 本实用新型具有下列优点和积极效果
1、结合传统光传输一体化技术的优点，采用更行之有效的宽带射频放大技 术对现有的宽带光传输技术加以改进，模块能够兼容中国移动GSM900/DCS1800，
中国联通GSM900/DCS1800和CDMA800， WCDMA、 CDMA2000、 TD-SCDMA等多个制 式和频段。
2、 集成了包括ALC控制、射频功率检测、发光功率控制和检测、收光功率 检测、FSK通信、增益调节控制等多种功能的智能光传输一体化模块，能够完全 满足实际工程需要，并具备一定的扩展功能。
3、 光近端模块采用通过多路光探测器接收，在电域而不是光域进行合路， 减少了实际工程应用中当存在多个远端时，使上行底噪抬升。
总之，本实用新型的光近端模块可以与一个或多个光远端模块配合使用，近 远端监控部分完成包括光近远模块通信、射频功率检测、增益控制、光功率检测 等多种监控功能，能够兼容多个制式，实现宽带传输的智能光传输一体化。
图l是光近端模块结构框图2是光远端模块结构框图3是光近端模块内部电路结构框图4是光远端模块内部电路结构框图。
其中
IO—光近端模块；
20—光远端模块。
100—近端下行链路；
110—下行压控衰减器；120—下行射频放大A;
130—近端激光器组件；140—宽带光耦合器。
200—近端上行链路；
210—近端探测器组件；211 21n—l n近端探测器组件；
220—上行射频放大B; 221 22n—l n路上行射频放大B;
230—上行数控衰减器A; 231 23n—l n路上行数控衰减器A;
240—上行射频放大C; 241 24n—l n路上行射频放大C;
250—上行数控衰减器B; 251 25n—1 n路上行数控衰减器B; 260—宽带射频合路器； 270—上行射频放大D。
300—近端监控部分；
310—下行功率检测；
330_近端MCU;
400—远端上行链路；
410—上行压控衰减器；
430—远端激光器组件。
500—远端下行链路；
510—远端探测器组件；
530—下行数控衰减器A; 550—下行数控衰减器B;
600—远端监控部分；
610—上行功率检测；
630—远端MCU; 700A—下行辅助输入通道。 700B—上行辅助输出通道。 800A—上行辅助输入通道。 800B—下行辅助输出通道。
320—近端FSK; 340—近端通信接口。
420—上行射频放大A;
520—下行射频放大B; 540—下行射频放大C; 570—下行射频放大D。
620—远端FSK; 640—远端通信接口。
英译汉
MCU—微控制器；
FSK—频移键控 ALC—自动电平控制
具体实施方式
以下结合附图和实施例对总体和主要功能块详细说明。 一、总体结构
本实用新型由光近端模块10和光远端模块20组成。
1、光近端模块io
如图1，光近端模块10包括一条近端下行链路100、下行辅助输入通道700A、 近端上行链路200、上行辅助输出通道700B以及近端监控部分300;
其连接关系是
下行辅助输入通道700A和近端下行链路100前后连接，近端上行链路200 与上行辅助输出通道700B前后连接，近端监控部分300分别与近端下行链路100 和近端上行链路200相连，并对其进行控制。
2、光远端模块20
如图2，光远端模块20包括一条远端上行链路400,上行辅助输入通道800A、 一条远端下行链路500、下行辅助输出通道800B和远端监控部分600; 其连接关系是
上行辅助输入通道800A和远端上行链路400前后连接，远端下行链路500 与下行辅助输出通道800B前后连接，远端监控部分600分别与远端上行链路400 和远端下行链路500相连，并对其进行控制。
二、主要功能块的结构
1、 近端下行链路IOO、近端上行链路200、近端监控部分300 如图3，
(1) 近端下行链路100由依次连接的下行压控衰减器110、下行射频放大 A120、近端激光器组件130和宽带光耦合器140组成；
(2) 近端上行链路200由依次连接的近端探测器组件210、上行射频放大 B220、上行数控衰减器A230、上行射频放大C240、上行数控衰减器B250、宽带 射频合路器260和上行射频放大D270组成；
所述的近端探测器组件210包括1 n近端探测器组件211 21n; 所述的上行射频放大B220包括第1 n路上行射频放大B221 22n; 所述的上行数控衰减器A230包括第1 n路上行数控衰减器A231 23n; 所述的上行射频放大C240包括第1 n路上行射频放大C241 24n; 所述的上行数控衰减器B250包括第1 n路上行数控衰减器B251 25n; 其中n为自然数，nS8，由实际工程应用需要的光远端模块数量决定。
(3) 近端监控部分300包括下行功率检测310、近端FSK320、近端MCU330 和近端通信接口 340，近端MCU330分别与下行压控衰减器110、近端激光器组件 130、近端探测器组件210、上行数控衰减器A230和上行数控衰减器B250相连， 对其控制或检测；
2、 远端上行链路400、远端下行链路500、远端监控部分600
如图4，
(1) 远端上行链路400由依次连接的上行压控衰减器410、上行射频放大 A420、远端激光器组件430组成。
(2) 远端下行链路500由依次连接的远端探测器组件510、下行射频放大 B520、下行数控衰减器A530、下行射频放大C540、下行数控衰减器B550和下行 射频放大D570组成。
(3) 远端监控部分600包括上行功率检测610、远端FSK620、远端MCU630 和远端通信接口 640，远端MCU630分别与上行压控衰减器410、远端激光器组件 430、远端探测器组件510、下行数控衰减器A530、下行数控衰减器B550相连， 对其控制或检测。
三、工作原理
实际应用中， 一个光近端模块10与n个光远端模块20配合使用。 *下行方向
如图1、 3，在光近端模块10上，射频主信号和来自辅助通道的射频信号 一起经过下行压控衰减器110和下行射频放大A120，由近端激光器组件130将 电信号转换成光信号，再经过n路的宽带光耦合器140进入到光纤进行传输。n 路的宽带光耦合器分别连接n个光远端模块20;每个光远端模块20接收到光信 号，由远端探测器组件510将光信号转换为电信号，依次经过下行射频放大B520、 下行数控衰减器A530、下行射频放大C540、下行数控衰减器B550和下行射频放 大D570，然后从射频口输出。 *上行方向
如图2、 4,在光远端模块20上，射频信号经过上行压控衰减器410和上行 射频放大A420，由远端激光器组件430将电信号转换成光信号；n个光远端模块 20与具有n条上行支路的光近端模块10通过光纤连接；来自n个光远端模块20 的光信号，分别由光近端模块的近端探测器组件210将光信号转换为电信号，依 次经过上行射频放大B220、上行数控衰减器A230、上行射频放大C240、上行数 控衰减器B250，再通过宽带射频合路器进行合路，最后经过上行射频放大D270， 从射频端口输出。
*监控部分
如图1、 3，在光近端模块10上，近端MCU330能够通过管脚输出电压控制
下行压控衰减器110，从而实现ALC控制；下行功率检测310能够通过从下行方 向上耦合的信号检测到信号功率，输入到近端MCU330进行处理。从n条上行链 路耦合的FSK信号，通过合路，进入到与近端MCU330相连的近端FSK320，近端 MCU330对FSK信号中包含的信息进行处理后，回传给近端FSK320,后者再将处 理后的FSK信号耦合进下行射频链路，与射频载波信号一起，由近端激光器组件 130变成光信号，输出到光远端模块20，从而实现与光远端模块20的通信；近 端MCU330还能够通过控制上行数控衰减器A230和上行数控衰减器B250来控制 上行链路增益；此外，近端MCU330还需完成近端激光器组件130的背光检测， 驱动和激光器电流检测功能，并且能够检测n路近端探测器组件210的电压，从 而检测到n路上行收光功率。近端MCU330通过近端通信接口 340与上层网管进 行通信。
如图2、 4，在光远端模块20上，上行功率检测610能够通过从上行方向上 耦合的信号检测到信号功率，输入到远端MCU630进行处理；同时根据检测到的 射频功率，远端MCU630能够通过输出电压控制上行压控衰减器410，从而实现 ALC控制，将上行输出功率稳定在某一个值；从下行链路耦合的FSK信号，进入 到与远端MCU630相连的远端FSK620，远端MCU630对FSK信号中包含的信息进 行处理后，回传给远端FSK620，后者再将处理后的FSK信号耦合进上行射频链 路，与射频载波信号一起，由远端激光器组件430变成光信号，输出到光近端模 块10,从而实现与光近端模块10的通信；远端MCU630还能够通过控制下行数 控衰减器A530和下行数控衰减器B550来控制下行链路增益；远端MCU630还需 完成远端激光器组件430的背光检测，进而驱动远端激光器组件430;能够通过 检测远端激光器组件430的驱动电流，进行发光功率检测；远端MCU630能够检 测远端探测器组件510的电压，从而检测到下行收光功率。
四、主要功能块的设计
1、下行射频放大A120)、上行射频放大D270、上行射频放大A420、下行射 频放大D570
宽带光传输模块的设计，保证全频段范围内(800MHz 2200MHz主频段)的 幅度平坦性是其中的难点之一。因此射频放大电路，应尽量采用在800MHz 2200MHz范围内、增益平坦度好的放大器。下行射频放大A120、上行射频放大 D270、上行射频放大A420和下行射频放大D570采用的X型高线性的宽带放大器，
很好地保证了幅度平坦特性，并保证电路在输入级和输出级具有较高的线性。
2、 近端激光器组件130 、宽带光耦合器140、远端探测器组件510、远端 激光器组件430、近端探测器组件210
近端激光器组件130产生的光调制信号，经过宽带光耦合器分成n路，与n
个远端的远端探测器组件510)组成光收发链路，通常nS8。选择宽带调制的激
光器和宽带探测器，结合合理的电路设计，保证全频段范围内的增益平坦度和线 性。通常情况，激光器和探测器光收发电路，能够在全频段范围内保持ldB的增 益波动，并满足800MHz lOOOMHz频段范围内60dBc和2000MHz及以上频段55dBc 的三阶互调要求。由远端激光器组件430和近端探测器组件210组成光收发链路， 遵循相同的原则。
3、 近端上行链路
如图2，在光近段模块10中，在上行光输入端，通过多个探测器接收，形 成了n条支路，经过了上行射频放大B220，上行数控衰减器A230，上行射频放 大C240和上行数控衰减器B250后，再经过宽带射频合路，进入上行最后一级射 频放大输出。采用在多个探测器接收，经过射频合路，而不是光合路，减小了在 系统工程中，当多个覆盖远端存在时，为补偿光合路损耗而造成的上行底噪抬升。
4、 上行射频放大B220、上行射频放大C240、下行射频放大B250、下行射 频放大C540
上行射频放大B220、上行射频放大C240、下行射频放大B250、下行射频放 大C540四处放大电路，均采用了匹配比较简单的Gain—Block放大管，以保证 宽带光传输一体化模块具有一定的增益，满足系统的要求。同样，放大管需在全 频端范围内的增益波动应尽量小。
5、 下行压控衰减器110和上行压控衰减器410
采用了能够在800MHz 2500MHz频段范围内，衰减OdB时，0PI3为28dBc 的M型压控衰减器。
6、 下行辅助输入通道700A、上行辅助输出通道700B、上行辅助输入通道 800A和下行辅助输出通道800B辅助通道作为宽带光模块的扩展功能，能够传输 800MHz 2500MHz频段的信号，为系统应用时可以提供频段可选的传输通路。
7、 近端监控部分(300)和远端监控部分(600)
近端监控部分(300)和远端监控部分(600)的核心器件是MCU，功能强大 的单片机，本实用新型选用的是PIC18F6620芯片；其次功率检测部分，下行功 率检测310和上行功率检测610选用8362功率检测芯片；近端FSK320和远端 FSK620选用常用的CC1000芯片，来完成FSK信号的收发功能，实现光近远端模 块的通信；近远端通信接口芯片可以选用常用的RS485或者RS232接口芯片。能 够实现的监控功能包括:射频功率检测，通过功率检测芯片，检测电压输入单片 机进行存储记录，对应相应的射频功率；同时根据检测到的射频功率，单片机可 以控制压控衰减器芯片，当功率到达某一值时，可以通过衰减上下行增益，将功 率稳定在此处，实现ALC控制功能；单片机还能够通过控制各个数控衰减器，以 ldB为步进，对链路进行增益控制；此外，激光器的驱动控制，与发光功率相对 应的激光器电流检测，与激光器的背光功率相对应的背光电压检测，以及与探测 器收光功率相对应的探测器电压探测等功能均需要单片机来完成。单片机的另一 个重要功能是完成与FSK芯片CC1000的通信，对FSK信号进行处理。上层网管 通过通信接口芯片，完成上述监控功能。
权利要求1、一种适用于多通信制式接入的宽带智能光传输一体化模块，其特征在于由光近端模块(10)和光远端模块(20)组成；光近端模块(10)包括一条近端下行链路(100)、下行辅助输入通道(700A)、近端上行链路(200)、上行辅助输出通道(700B)以及近端监控部分(300)；下行辅助输入通道(700A)和近端下行链路(100)前后连接，近端上行链路(200)与上行辅助输出通道(700B)前后连接，近端监控部分(300)分别与近端下行链路(100)和近端上行链路(200)相连；光远端模块(20)包括一条远端上行链路(400)，上行辅助输入通道(800A)、一条远端下行链路(500)、下行辅助输出通道(800B)和远端监控部分(600)；上行辅助输入通道(800A)和远端上行链路(400)前后连接，远端下行链路(500)与下行辅助输出通道(800B)前后连接，远端监控部分(600)分别与远端上行链路(400)和远端下行链路(500)相连。
2、 按权利要求1所述的宽带智能光传输一体化模块，其特征在于 近端下行链路(100)由依次连接的下行压控衰减器(110)、下行射频放大A (120)、近端激光器组件(130)和宽带光耦合器(140)组成。
3、 按权利要求1所述的宽带智能光传输一体化模块，其特征在于-近端上行链路(200)由依次连接的近端探测器组件(210)、上行射频放大B (220)、上行数控衰减器A (230)、上行射频放大C (240)、上行数控衰减器B (250)、宽带射频合路器(260)和上行射频放大D (270)组成；所述的近端探测器组件(210)包括l n近端探测器组件(211 21n); 所述的上行射频放大B (220)包括1 n路上行射频放大B (221 22n); 所述的上行数控衰减器A(230)包括1 n路上行数控衰减器A(231 23n); 所述的上行射频放大C (240)包括1 n路上行射频放大C (241 24n); 所述的上行数控衰减器B (250)包括1 n路上行数控衰减器B (251 25n); 其中n为自然数，n芸8。
4、 按权利要求1所述的宽带智能光传输一体化模块，其特征在于 近端监控部分(300)包括下行功率检测(310)、近端FSK (320)、近端MCU (330)和近端通信接口 (340)，近端MCU (330)分别与下行压控衰减器(110)、 近端激光器组件(130)、近端探测器组件(210)、上行数控衰减器A (230)和 上行数控衰减器B (250)相连；其中MCU—微控制器；FSK—频移键控。
5、 按权利要求1所述的宽带智能光传输一体化模块，其特征在于 远端上行链路(400)由依次连接的上行压控衰减器(410)、上行射频放大A (420)、远端激光器组件(430)组成。
6、 按权利要求1所述的宽带智能光传输一体化模块，其特征在于-远端下行链路(500)由依次连接的远端探测器组件(510)、下行射频放大B (520)、下行数控衰减器A (530)、下行射频放大C (540)、下行数控衰减器B (550)和下行射频放大D (570)组成。
7、 按权利要求1所述的宽带智能光传输一体化模块，其特征在于 远端监控部分(600)包括上行功率检测(610)、远端FSK (620)、远端MCU(630)和远端通信接口 (640),远端MCU (630)分别与上行压控衰减器(410)、 远端激光器组件(430)、远端探测器组件(510)、下行数控衰减器A (530)、下 行数控衰减器B (550)相连。
专利摘要本实用新型公开了一种适用于多通信制式接入的宽带智能光传输一体化模块，涉及一种光传输一体化模块。本实用新型由光近端模块(10)和光远端模块(20)组成；光近端模块(10)包括一条近端下行链路(100)、下行辅助输入通道(700A)、近端上行链路(200)、上行辅助输出通道(700B)以及近端监控部分(300)；光远端模块(20)包括一条远端上行链路(400)，上行辅助输入通道(800A)、一条远端下行链路(500)、下行辅助输出通道(800B)和远端监控部分(600)。本实用新型可以与一个或多个光远端模块配合使用；能完成多种监控功能；能够兼容多个制式；实现宽带智能光传输一体化。
文档编号H04B10/20GK201185421SQ20082006677
公开日2009年1月21日 申请日期2008年4月30日 优先权日2008年4月30日
发明者杨耀庭, 王志勇, 王晓静, 甘洪文 申请人:武汉虹信通信技术有限责任公司