专利名称：多制式射频光传输模块的制作方法
技术领域：
本实用新型属于射频通信设备领域，具体涉及一种集成GSM频段、DCS频段、WCDMA频段三个制式的射频光传输模块。
背景技术：
当今整个通信领域2G/3G移动通信系统长期共存，多制式的网络优化设备的覆盖是各大运营商在未来通信网络建设中主要考虑的问题。各大运营商在网络覆盖中广泛地采用了直放站进行优化，单制式的直放站在某些区域已不能满足覆盖要求，而用多套单制式的直放站进行覆盖面临成本高、体积大、效率低以及工程开通繁琐等问题，而多制式的直放站则可以用一套直放站完成多个制式的网络覆盖，具有很强的实用性。射频光传输模块是模拟光纤直放站上的核心模块，由于现有的光传输模块都是单制式，因此多制式模拟光纤直放站中须使用多个单制式光传输模块。
发明内容本实用新型的目的是为了减少多制式模拟光纤直放站中的射频光传输模块的数量，降低多制式模拟光纤直放站的成本、提高多制式模拟光纤直放站的集成度、简化多制式模拟光纤直放站的结构与安装，提供一种集成GSM频段、DCS频段和WCDMA频段通信的射频光传输模块。将GSM频段、DCS频段和WCDMA频段三个制式的射频传输单元集成到一个光模块当中，提高光模块的集成度。为实现以上目的，本实用新型所采取的技术方案如下多制式射频光传输模块，将GSM频段、DCS频段、WCDMA频段的三个制式的链路集成在原有的射频光模块中，通过光纤传输三个制式的信号，其特征在于该射频光模块包括GSM射频传输单元、DCS射频传输单元、WCDMA射频传输单元、射频/光转换单元、光/射频信号转换单元、合路器、分路器、控制单元、FSK通信单元；GSM射频传输单元的下行链路的输出端、DCS射频传输单元的下行链路的输出端、WCDMA射频传输单元的下行链路的输出端分别与合路器的输入口相连，合路器的输出口与射频/光转换单元输入端相连，射频/光转换单元输出端通过光纤输出信号，光/射频信号转换单元的输入端通过光纤输入信号，光/射频信号转换单元输出端通过一滤波器与分路器的输入端相连，分路器的输出端分别与GSM射频传输单元的上行链路的输入端、DCS射频传输单元的上行链路的输入端、WCDMA射频传输单元的上行链路的输入端相连，控制单元分别控制GSM射频传输单元、DCS射频传输单元、WCDMA射频传输单元的射频衰减器，控制单元控制FSK通信单元。从上述的射频/光信号转换单元、光/射频信号转换单元和射频传输单元中采样电压，经过控制单元的单片机处理，调节光/射信号转换单元的光功率大小及射频功率衰减，以控制射频光传输模块的光功率和射频输出功率；GSM射频传输单元、DCS射频传输单元和WCDMA射频传输单元分别进行射频信号的传输；下行链路中，合路器将GSM频段传输单元、DCS频段传输单元和WCDMA频段传输进行合路，再进入射频/光信号转换单元，转换为光信号，通过光纤进行传输；上行链路中，光纤中的射频信号通过光/射频信号转换单元转换成电信号，经过分路器，GSM频段射频信号、DCS频段射频信号、WCDMA频段射频信号进入各自通道内分别进行传输。合路器将下行的GSM射频信号、DCS射频信号、WCDMA射频信号进行合路，合路后的信号进入激光器调制成光信号在光纤中进行传输；分路器将上行中的GSM射频信号、DCS射频信号、WCDMA射频信号进行分离，分离出的信号各自进入自己的射频链路中进行传输，经上行射频输出端口输出。所述的控制单元包括单片机、485通信单元、ALC控制单元，单片机分别与485通信单元、ALC控制单元相连，ALC控制单元分别与各GSM射频传输单元、DCS射频传输单元及WCDMA射频传输单元的射频衰减器相连；控制单元通过单片机对ALC控制单元进行监控，完成对射频功率的控制；485通信单元通过485收发芯片完成与单片机之间的通信。所述的GSM射频传输单元包括GSM频段的下行输入匹配、GSM频段的下行射频衰减器、GSM频段的下行放大电路、射频功率检测单元、GSM频段的上行第一级放大、GSM频段的上行射频衰减器、GSM频段的上行第二级放大电路、GSM频段的上行输出阻抗匹配；下行链路中，GSM频段的基站信号通过GSM下行射频端口进入GSM频段的下行输入匹配，GSM频段的下行输入匹配依次与GSM频段的下行射频衰减器及GSM频段的下行放大电路相连后进·入合路器，射频功率检测单元连接在GSM频段的下行输入匹配输出端，且射频功率检测单·元与控制单元的单片机相连；上行链路中，从分路器得到的GSM射频信号进入GSM频段的上行第一级放大，GSM频段的上行第一级放大依次与GSM频段的上行射频衰减器、GSM频段的上行第二级放大电路、GSM频段的上行输出阻抗匹配相连后输出GSM射频信号；GSM频段的基站信号通过GSM下行射频端口进入GSM频段的下行输入匹配光传输模块，经过匹配、衰减、放大后进行合路；上行链路中，从分路器得到的GSM射频信号经放大、衰减、放大、输出匹配后进行输出。所述的DCS射频传输单元包括DCS频段的下行输入匹配、DCS频段的下行射频衰减器、DCS频段的下行放大电路、射频功率检测单元、DCS频段的上行第一级放大，DCS频段的上行射频衰减器、DCS频段的上行第二级放大电路、DCS频段的上行输出阻抗匹配；DCS频段的基站信号通过DCS下行射频端口进入DCS频段的下行输入匹配，DCS频段的下行输入匹配依次与DCS频段的下行射频衰减器及DCS频段的下行放大电路相连后进入合路器，射频功率检测单元连接在DCS频段的下行输入匹配输出端，且射频功率检测单元与控制单元的单片机相连；上行链路中，从分路器得到的DCS射频信号进入DCS频段的上行第一级放大，DCS频段的上行第一级放大依次与DCS频段的上行射频衰减器、DCS频段的上行第二级放大电路、DCS频段的上行输出阻抗匹配相连后输出DCS射频信号；下行链路中，DCS频段的基站信号通过DCS下行射频端口进入光传输模块，经过匹配、衰减、放大后进行合路；上行链路中，从分路器得到的DCS射频信号经放大、衰减、放大、输出匹配后进行输出。所述的WCDMA射频传输单元包括=WCDMA频段的下行输入匹配、WCDMA频段的下行射频衰减器、WCDMA频段的下行放大电路、射频功率检测单元、WCDMA频段的上行第一级放大，WCDMA频段的上行射频衰减器、WCDMA频段的上行第二级放大电路、WCDMA频段的上行输出阻抗匹配；WCDMA频段的基站信号通过WCDMA下行射频端口进入WCDMA频段的下行输入匹配，WCDMA频段的下行输入匹配依次与WCDMAM频段的下行射频衰减器及WCDMA频段的下行放大电路相连后进入合路器，射频功率检测单元连接在WCDMA频段的下行输入匹配输出端，且射频功率检测单元与控制单元的单片机相连；上行链路中，从分路器得到的WCDMA射频信号进入WCDMA频段的上行第一级放大，WCDMA频段的上行第一级放大依次与WCDMA频段的上行射频衰减器、WCDMA频段的上行第二级放大电路、WCDMA频段的上行输出阻抗匹配相连后输出WCDMA射频信号；下行链路中，WCDMA频段的基站信号通过WCDMA下行射频端口进入光传输模块，经过匹配、衰减、放大后进行合路；上行链路中，从分路器得到的WCDMA射频信号经放大、衰减、放大、输出匹配后进行输出。所述的射频/光转换单元包括激光 器、光功率采集单元、光功率控制单元；激光器输入端与合路器的输出端相连，在激光器输出端连接一光功率采集单元，且光功率采集单元与控制单元的单片机相连，激光器通过光纤输出，激光器上连接一光功率控制单元，且光功率控制单元与控制单元的单片机相连。激光器将射频信号转换成光信号进行传输，光功率采集单元将激光器当前的发光功率采集好发给控制单元的单片机，单片机通过光功率控制单元来控制激光器的发光功率。所述的光/射频信号转换单元包括光功率采集单元、探测器；探测器通过光纤与激光器输出端相连，光功率采集单元连接在探测器的输入端，且光功率采集单元与控制单元的单片机相连。通过探测器将光纤中的光信号转换为射频信号，在射频链路上进行传输，光功率采集单元采集当前的光功率大小。所述的FSK通信单元包括FSK调制器、下行链路的低通滤波器、FSK解调器、上行链路的低通滤波器；控制单元的单片机分别与FSK调制器和FSK解调器相连，FSK调制器通过下行链路的低通滤波器连接到合路器的输出端，FSK解调器通过上行链路的低通滤波器连接到探测器的输出端，控制单元的单片机发出的监控数据经FSK调制器进行调制，经下行链路的低通滤波器滤波，送入激光器转换成光信号发送；探测器接收到的FSK信号经上行链路的低通滤波器滤波，送入FSK解调器中进行解调，解调后将监控数据发给控制单元的单片机。本实用新型的优点如下本实用新型具有输入功率自动控制、增益调整、FSK通信、温度检测等功能。本实用新型在一个光模块内实现GSM频段、DCS频段、WCDMA频段的通信，具有高集成度化，能有效减小多制式模拟光纤直放站的体积，简化直放站的装配，使多制式模拟光纤直放站易于集中维护和管理。
图I为本实用新型的原理框图。图2为一种基于单制式射频光模块的多制式模拟光纤直放站近端的框图。图3为一种基于本实用新型的多制式模拟光纤直放站近端的框图。
具体实施方式
结合附图对本实用新型作进一步的描述。
以下结合附图对本实用新型做进一步说明。由于GSM频段、DCS频段、WCDMA频段信号最终都是在一根光纤中进行传输，因此，三个制式的信号不可避免要进行合路与分路。为避免各个制式之间信号的干扰，必须选用具有高隔离度的合路器与分路器。图I中合路器10与分路器11均为介质多工器，各频段的隔离度具有60dBc以上。下行三个制式信号分别经过各自的输入匹配(1、4、7)、射频衰减器(2、5、8)、放大(3、6、9)后，由合路器11合路后，在一条射频链路上传输，如果经过有源器件，将产生二阶交调和倍频信号，部分二阶交调和倍频信号会落在别的通信频段内，成为杂散，对通信产生干扰。例如1870MHz与940MHz产生的二阶交调930MHz，将落在GSM的下行频段内，930MHz的两倍频信号1860MHz，会落在DCS的下行频段内。为避免二阶交调和倍频恶化，合路之后的链路上不能再放置放大器等有源器件器件，二阶交调和倍频仅在激光器中产生，这样能保证各频段内的杂散较小。三个制式的下行链路的输入端口都带有射频功率检测单元，提供输入功率检测，单片机得到输入功率的大小后通过ALC控制单元对射频衰减器进行控制，使输入功率恒 定。FSK通信信号经低通滤波器12滤除高频分量后与三个制式的射频信号一起经激光器进行射频/光信号转换，转换后在光纤中进行传输，单片机通过光功率采集单元得到当前的光功率大小，进而通过光功率控制单元对光功率进行调整，可以对激光器的光功率在一定范围内进行设置，并满足整个工作温度范围内发光功率的要求。上行链路中，单片机通过光功率采集单元33采集光功率的大小。光纤中的光信号经探测器16进行光/射频信号转换，转换完成后得到三个制式的射频信号与FSK通信信号，低通滤波器31用于滤除三个制式的射频信号，得到FSK信号进入FSK通信芯片进行解调，解调后的监控数据传给单片机。滤波器17用于滤除FSK通信信号，三个制式的射频信号经分路器18分路后进入各自的链路中进行传输。GSM上行信号经第一级放大19、射频衰减器20、第二级放大21，输出阻抗匹配22后输出给基站。DCS上行信号经第一级放大23、射频衰减器24、第二级放大25，输出阻抗匹配26后输出给基站。GSM上行信号经第一级放大27、射频衰减器28、第二级放大29，输出阻抗匹配30后输出给基站。每条链路上的射频衰减器用来单独调节各个链路的增益。图2与图3分别是两种多制式模拟光纤直放站的近端框图。图2需采用三个单制式的射频光传输模块，安装和维护都比较繁琐，而图3采用多制式集成射频光传输模块，一个模块实现以往三个模块的功能，简单实用。以上所述的具体实施方式
，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式
而已，并小用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.多制式射频光传输模块，将GSM频段、DCS频段、WCDMA频段的三个制式的链路集成在原有的射频光模块中，通过光纤传输三个制式的信号，其特征在干该射频光模块包括GSM射频传输単元、DCS射频传输単元、WCDMA射频传输単元、射频/光转换单元、光/射频信号转换单元、合路器、分路器、控制单元、FSK通信単元；GSM射频传输単元的下行链路的输出端、DCS射频传输单元的下行链路的输出端、WCDMA射频传输单元的下行链路的输出端分别与合路器的输入口相连，合路器的输出ロ与射频/光转换单元输入端相连，射频/光转换单元输出端通过光纤输出信号，光/ 射频信号转换单元的输入端通过光纤输入信号，光/射频信号转换单元输出端通过ー滤波器与分路器的输入端相连，分路器的输出端分别与GSM射频传输単元的上行链路的输入端、DCS射频传输単元的上行链路的输入端、WCDMA射频传输単元的上行链路的输入端相连，控制单元分别控制GSM射频传输単元、DCS射频传输単元、WCDMA射频传输単元的射频衰减器，控制单元控制FSK通信単元。
2.根据权利要求I所述的多制式射频光传输模块，其特征在于所述的控制単元包括单片机(36)、485通信单元(34)、ALC控制单元(35)，单片机(36)分别与485通信单元(34)、ALC控制单元(35)相连，ALC控制单元(35)分别与各GSM射频传输单元、DCS射频传输单元及WCDMA射频传输単元的射频衰减器相连。
3.根据权利要求I所述的多制式射频光传输模块，其特征在于所述的GSM射频传输単元包括GSM频段的下行输入匹配(I)、GSM频段的下行射频衰减器(2)、GSM频段的下行放大电路(3)、射频功率检测单元、GSM频段的上行第一级放大(19)、GSM频段的上行射频衰减器(20)、GSM频段的上行第二级放大电路(21)、GSM频段的上行输出阻抗匹配(22);下行链路中，GSM频段的基站信号通过GSM下行射频端ロ进入GSM频段的下行输入匹配(1)，GSM频段的下行输入匹配(I)依次与GSM频段的下行射频衰减器(2)及GSM频段的下行放大电路(3)相连后进入合路器，射频功率检测单元连接在GSM频段的下行输入匹配(I)输出端，且射频功率检测单元与控制单元的单片机相连；上行链路中，从分路器得到的GSM射频信号进入GSM频段的上行第一级放大(19)，GSM频段的上行第一级放大(19)依次与GSM频段的上行射频衰减器(20)、GSM频段的上行第二级放大电路(21)、GSM频段的上行输出阻抗匹配(22)相连后输出GSM射频信号。
4.根据权利要求I所述的多制式射频光传输模块，其特征在于所述的DCS射频传输単元包括DCS频段的下行输入匹配(4)、DCS频段的下行射频衰减器(5)、DCS频段的下行放大电路出)、射频功率检测单元、DCS频段的上行第一级放大(23)，DCS频段的上行射频衰减器(24)、DCS频段的上行第二级放大电路(25)、DCS频段的上行输出阻抗匹配(26) ；DCS频段的基站信号通过DCS下行射频端ロ进入DCS频段的下行输入匹配(4)，DCS频段的下行输入匹配(4)依次与DCS频段的下行射频衰减器(5)及DCS频段的下行放大电路(6)相连后进入合路器，射频功率检测单元连接在DCS频段的下行输入匹配(4)输出端，且射频功率检测单元与控制单元的单片机相连；上行链路中，从分路器得到的DCS射频信号进入DCS频段的上行第一级放大(23)，DCS频段的上行第一级放大(23)依次与DCS频段的上行射频衰减器(24)、DCS频段的上行第二级放大电路(25)、DCS频段的上行输出阻抗匹配(26)相连后输出DCS射频信号。
5.根据权利要求I所述的多制式射频光传输模块，其特征在于所述的WCDMA射频传输单元包括=WCDMA频段的下行输入匹配(7)、WCDMA频段的下行射频衰减器(8)、WCDMA频段的下行放大电路(9)、射频功率检测单元、WCDMA频段的上行第一级放大(27)，WCDMA频段的上行射频衰减器( 28) 、WCDMA频段的上行第二级放大电路(29)、WCDMA频段的上行输出阻抗匹配(30) ；WCDMA频段的基站信号通过WCDMA下行射频端ロ进入WCDMA频段的下行输入匹配(7)，WCDMA频段的下行输入匹配(7)依次与WCDMAM频段的下行射频衰减器⑶及WCDMA频段的下行放大电路(9)相连后进入合路器，射频功率检测单元连接在WCDMA频段的下行输入匹配(7)输出端，且射频功率检测单元与控制单元的单片机相连；上行链路中，从分路器得到的WCDMA射频信号进入WCDMA频段的上行第一级放大(27)，WCDMA频段的上行第一级放大(27)依次与WCDMA频段的上行射频衰减器(28)、WCDMA频段的上行第二级放大电路(29)、WCDMA频段的上行输出阻抗匹配(30)相连后输出WCDMA射频信号。
6.根据权利要求I所述的多制式射频光传输模块，其特征在于所述的射频/光转换単元包括激光器(11)、光功率采集单元(14)、光功率控制单元(15);激光器输入端与合路器的输出端相连，在激光器输出端连接一光功率采集单元(14)，且光功率采集单元(14)与控制单元的单片机相连，激光器通过光纤输出，激光器上连接一光功率控制单元(15)，且光功率控制单元(15)与控制单元的单片机相连。
7.根据权利要求I所述的多制式射频光传输模块，其特征在干所述的光/射频信号转换单元包括光功率采集单元(33)、探測器(16);探測器(16)通过光纤与激光器输出端相连，光功率采集单元(33)连接在探测器的输入端，且光功率采集单元(33)与控制单元的单片机相连。
8.根据权利要求I所述的多制式射频光传输模块，其特征在于所述的FSK通信単元包括FSK调制器(13)、下行链路的低通滤波器(12)、FSK解调器(32)、上行链路的低通滤波器(31);控制单元的单片机分别与FSK调制器(13)和FSK解调器(32)相连，FSK调制器(13)通过下行链路的低通滤波器(12)连接到合路器的输出端，FSK解调器(32)通过上行链路的低通滤波器(31)连接到探測器的输出端。
专利摘要本实用新型涉及一种多制式射频光传输模块，将GSM频段、DCS频段、WCDMA频段集成到一个光传输模块当中，使得一个光传输模块能完成三个模块的功能，提高了模块的集成度。集成了三个制式的射频光模块使多制式模拟光纤直放站将不再需要使用多个光模块，从根本上简化了多制式光纤直放站的结构和装配，开创了多制式模拟光纤直放站高度集成的新时代。本实用新型具有输入功率自动控制、增益调整、FSK通信、温度检测等功能。本实用新型在一个光模块内实现GSM频段、DCS频段、WCDMA频段的通信，具有高集成度化，能有效减小多制式模拟光纤直放站的体积，简化直放站的装配，使多制式模拟光纤直放站易于集中维护和管理。
文档编号H04B10/29GK202424726SQ20112053035
公开日2012年9月5日 申请日期2011年12月16日 优先权日2011年12月16日
发明者刘玉明, 刘理中, 武长荣, 江鹏 申请人:武汉虹信通信技术有限责任公司