CN101321020A - 一种用于多通信制式接入的光纤分布系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于多通信制式接入的光纤分布系统及其控制方法，光纤分布系统包括信源接入装置，近端光/电转换装置，远端光/电转换装置，信号放大装置，近端监控装置、远端监控装置，该光纤分布系统可以接入包括DVB－T、CDMA、GSM、DCS、PHS、TD－SCDMA、WCDMA、CDMA2000等通信系统中的一种和多种。信源接入装置，近端光/电转换装置，近端监控装置组成了光纤分布系统的近端系统，远端光/电转换装置，信号放大装置、远端监控装置组成光纤分布系统的远端系统。该光纤分布系统可以支持点对多点的组网形式，实现了多通信系统的综合接入和大半径多点分布。本发明支持通信机房的集中建设和维护，实现多通信频段信号共用光纤传输系统，天线口多频段信号输出，节省了光纤传输系统，天馈，馈线等资源。

Description

一种用于多通信制式接入的光纤分布系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种移动通信信号分布系统，尤其涉及一种适用于多通信制式接入的光纤分布系统及其控制方法。

背景技术

从早期的移动通信光纤直放站、射频拉远系统到最新推出的数字拉远系统、中频拉远系统，在移动通信领域运用光纤作为中介媒质进行信号传输和分布的应用越来越多。无论模拟光纤传输技术或者数字光纤传输技术，在移动通信领域的发展都已经相当成熟。相对于传统的射频电缆，光缆的传输损耗小、抗干扰性好、成本低，有效克服了电缆分布半径小的缺陷。

但目前在移动通信网络中使用的各种光纤中继系统均只支持一种通信制式或频率相近的两种通信制式，或者将支持两种通信制式的光纤中继系统组合使用，系统资源浪费、成本较高，在目前通信制式越来越多的发展趋势下，难以满足多种通信制式接入的要求。

综上所述，提供一种能够满足多种通信制式接入要求的接入系统是当前要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于多通信制式接入的光纤分布系统及其控制方法。

本发明是从无线通信网络需求发展的角度出发，提供一种能够灵活支持多种通信制式接入的光纤分布系统(如CDMA、GSM、DCS或GSM、DCS、WCDMA等不同组合)，以及上述光纤分布系统的控制方法，提高系统集成程度，各通信制式共用光/电转换系统，系统可支持多远端分布。同时，系统还具有完善的监控和网管系统。

具体方案如下：

本发明提供的一种用于多通信制式接入的光纤分布系统，该光纤分布系统包括：信源接入装置10，近端光/电转换装置20，远端光/电转换装置30，信号放大装置40，近端监控装置50，远端监控装置60，其特征在于，

信源接入装置10，用于进行不同通信制式的射频信号和电信号之间的双向转换；

近端光/电转换装置20，用于进行电信号和光信号之间的双向转换；

近端监控装置50，与近端光/电转换装置20相连，监控近端光/电转换装置20的工作状态；

远端光/电转换装置30，用于进行电信号和光信号之间的双向转换；

信号放大装置40，用于进行电信号和射频信号之间的双向转换；

远端监控装置60，与远端光/电转换装置30，信号放大装置40相连，监控远端光/电转换装置30和信号放大装置40的工作状态。

其中，信源接入装置10包括双工器单元110，可调衰减器单元120，多频分/合路器130和宽带分/合路器140。

其中，近端光/电转换装置20包括近端光/电转换单元210和近端频移键控FSK220。

其中，近端光/电转换单元(210)包括多个近端光/电转换模块。

其中，近端光/电转换模块211包括电/光转换电路211A，光纤耦合器211B，光/电转换电路211C和射频耦合器211D。

其中，远端光/电转换装置30包括远端光/电转换单元310和远端频移键控FSK320。

其中，信号放大装置40包括多频分路器410，多频合路器420，功率放大器单元430，低噪声放大器单元440和宽带分/合路器450。

其中，多频分路器410和功率放大器单元430组成下行信号放大电路，多频合路器420和低噪声放大器单元440组成上行信号放大电路。

所述双工器单元110包括双工器111～113。

所述可调衰减器单元120包括可调衰减器121～123。

所述近端光/电转换单元210包括近端光/电转换模块211～214。

所述功率放大器单元430包括功率放大器431～433。

所述低噪声放大器单元440包括低噪声放大器441～443。

一种用于多通信制式接入的光纤分布系统的控制方法，控制信号的上行传输和下行传输，其特征在于，包括以下步骤：

信号上行传输时：

(A1)在光纤分布系统的近端系统01中，不同通信制式的射频信号依次经过双工器单元110，可调衰减器单元120，多频分/合路器130和宽带分/合路器140，转换为电信号；

(B1)电信号通过近端光/电转换模块211的光/电转换电路211A转换为光信号，再经过1×4的光纤耦合器211B输入光纤，将光信号传输至光纤分布系统的远端系统02；

(C1)光纤分布系统的远端系统02接收到光信号后，由远端光/电转换单元310将光信号转换为电信号，依次经过多频分路器410、功率放大器单元430、宽带分/合路器450，将电信号转换为射频信号，输出射频信号。

信号下行传输时：

(A2)在光纤分布系统的远端系统02中，射频信号经过宽带分/合路器450、低噪声放大器440和多频合路器420转换为电信号；

(B2)远端光/电转换单元310将电信号转换成光信号，通过光纤传送至光纤分布系统的近端系统01；

(C2)光纤分布系统的近端系统01的光/电转换电路211D将该光信号转换为电信号，通过1×4的电耦合器211C合路后，依次经过宽带分/合路器140、多频分/合路器130、可调衰减器单元120，再通过双工器单元110转换为射频信号，将该射频信号输出。

还包括利用近端监控装置50监控近端光/电转换单元210和频移键控FSK220。

还包括利用远端监控装置60监控远端光/电转换单元310，频移键控FSK320，、功率放大器430和低噪声放大器440。

其中，1个光纤分布系统的近端系统与16个光纤分布系统的远端系统配合使用。

监控部分，近端监控部分(50)通过近端光/电转换模块(211)将通信数据发送至频移键控FSK(220)或从频移键控FSK(220)接收，远端监控部分(60)通过远端光/电转换模块(310)将通信数据发送至频移键控FSK(320)或从频移键控FSK(320)接收。近端频移键控FSK(220)和远端频移键控FSK(320)发出的电信号分别在近端光/电转换模块(211)和远端光/电转换模块(310)中耦合至主电信号。按照上述方式即可实现光纤分布系统近、远端间的通信。近端监控部分(50)能够通过RS485接口监视和控制光/电转换部分(20)。远端监控部分(60)能够通过RS485接口监视和控制光/电转换部分(30)和信号放大部分(40)。

本发明具有下列有益效果：

1.结合传统光纤中继系统的优点，优化光/电转换部分的设计，各通信制式共用光/电转换系统，系统可支持多远端分布。能够兼容DVB-T、TETRA、CDMA、GSM、DCS、PHS、WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA等多个通信制式和频段。提高网络建设的集约化程度。

2.可监控光/电转换部分，信号放大部分，频移键控FSK信号耦合至主信号中实现近远端通信而不增加额外链路，全面监控设备工作状态。

3.系统设计时充分考虑组网需求，灵活的选择电信号分配和光信号分配，近端最多可支持16远端分布，方便工程应用。

附图说明

图1光纤分布系统的结构框图；

图2光纤分布系统的近端系统内部结构框图；

图3近端光/电转换单元内部结构框图；

图4光纤分布系统的远端系统内部结构框图。

其中：

01：光纤分布系统的近端系统；

10：信源接入装置；

110：双工器单元；                111～113：双工器1～3；

120：可调衰减器单元；            121～123：可调衰减器1～3；

130：多频分/合路器；

140：宽带分/合路器；

20：近端光/电转换装置；

210：近端光/电转换单元；         211～214：近端光/电转换模块1～4；

220：近端频移键控FSK；

50：近端监控装置；

30：远端光/电转换装置；

310：远端光/电转换单元；

320：远端频移键控FSK；

40：信号放大装置；

410：多频分路器；

420：多频合路器；

430：功率放大器单元；            431～433：功率放大器1～3；

440：低噪声放大器单元；          441～443：低噪声放大器1～3；

450：多频分/合路器；

60：远端监控装置。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明的光纤分布系统包括近端系统和远端系统两部分，即，光纤分布系统包括光纤分布系统的近端系统01和光纤分布系统的远端系统02。

光纤分布系统的近端系统01包括信源接入装置10，近端光/电转换装置20以及近端监控装置50。

其中，信源输入装置10可以同时接入多个通信制式的射频信号，能够兼容DVB-T、TETRA、CDMA、GSM、DCS、PHS、WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA等多个通信制式和频段。信源接入装置10用于进行不同通信制式的射频信号和电信号之间的双向转换，下行传输时，信号从近端系统向远端系统传送)，信源输入装置10将射频信号转换成电信号，并将该电信号传送给近端光/电转换装置20；上行传输时(信号从远端系统向近端系统传送)，信源输入装置10将电信号转换成射频信号。

近端光/电转换装置20用于进行光信号和电信号之间的双向转换，下行传输时，近端光/电转换装置20将信源接入装置10发送的电信号转换为光信号，然后通过光纤将该光信号传送给光纤分布系统的远端系统02；上行传输时，近端光/电转换装置20通过光纤从光纤分布系统的远端系统02得到光信号，将该光信号转换为电信号，传送给信源接入装置10。

近端光/电转换装置20的近端光/电转换单元210包括多个近端光/电转换模块，每一个近端光/电转换模块对应一个光纤分布系统的远端系统02。也就是说，光纤分布系统的近端系统01对应多个光纤分布系统的远端系统02。

近端监控装置50与近端光/电转换单元210以RS485接口相连，可以监视和控制近端光/电转换单元210的工作状态。近端监控装置50还与近端频移键控FSK220相连，通过近端频移键控FSK220发送和接收通信数据。

光纤分布系统的远端系统02包括远端光/电转换装置30，信号放大装置40以及远端监控装置60。光纤分布系统的远端系统02将接收到的光信号转换为射频信号并传送出去。

远端光/电转换装置30用于进行光信号和电信号之间的双向转换，下行传输时，远端光/电转换装置30通过光纤接收到光纤分布系统的近端系统01传送的光信号，将该光信号转换为电信号，将电信号传送给信号放大装置4；上行传输时，远端光/电转换装置30接收信号放大装置40传送的电信号，将该电信号转换为光信号，将光信号通过光纤发送给光纤分布系统的近端系统01。

信号放大装置40用于进行射频信号和电信号之间的双向转换，下行传输时，信号放大装置40从远端光/电转换装置30得到电信号，将电信号转换为射频信号，并传输出去；上行传输时，信号放大装置40将接收到的射频信号转换为电信号，将该电信号传送给远端光/电转换装置30。

远端监控装置60与远端光/电转换单元310、功率放大器单元430、低噪声放大器单元440以RS485接口相连，可以监视和控制它们的工作状态。远端监控装置50还与远端频移键控FSK220相连，通过远端频移键控FSK220发送和接收通信数据。

如图2所示，本发明光纤分布系统的近端系统01包括信源接入装置10，近端光/电转换装置20以及近端监控装置50。光纤分布系统的近端系统01将接收到的不同通信制式的射频信号转换为光信号，并将该光信号传送给光纤分布系统的远端系统02。

信源接入装置10包括双工器单元110、可调衰减器单元120、多频分/合路器130、宽带分/合路器140。其中，双工器单元可以包括多个双工器，可以同时接入多个不同通信制式信号，针对相应的频段，双工器的频率有所不同，但双工器结构尺寸相同，方便换用。本发明的双工器单元110包括双工器111，双工器112和双工器113，可以同时接入3个不同通信制式的信号。双工器将处理后的信号发送给可调节衰减器。

可调衰减器单元包括多个可调衰减器，可调衰减器接收对应的双工器发送的信号，可调衰减器121～123分别接收双工器111～113处理后的信号，可调衰减器的频率范围应是800MHz～2500MHz全频段范围内的宽带器件，平坦度好，衰减步进值为1d。

多频分/合路器130包括上行分路和下行合路两个部分，其接口数量和接口频率由系统接入的通信制式数量和频率决定。宽带分/合路器140包括下行分路和上行合路两个部分，其分/合路的数量由远端系统02的数量决定，例如，可为2或者4。

近端光/电转换单元210包括多个近端光/电转换模块211～214，本发明宽带分/合路器140的每条分/合路的分别连接近端光/电转换模块211～214，近端光/电转换模块负责将接收到的电信号转换为光信号，并通过光纤传送给光纤分布系统的远端系统02。

近端频移键控FSK220将从近端监控装置50接收到的通信数据调制到433MHz的射频频率上，再耦合至近端光/电转换单元210的主信号链路中，与主信号一同转换为光信号后传送至远端，远端光/电转换单元310接收到近端光信号后转换为电信号，再从主信号中将433MHz的频移键控FSK信号耦合出来送至远端频移键控FSK320，远端频移键控FSK320解调后将通信数据传送至远端监控装置60，至此完成近端系统到远端系统的通信数据传送。

近端监控装置50与近端光/电转换单元210以RS485接口相连，可以监视和控制近端光/电转换单元210的工作状态。近端监控装置50还与近端频移键控FSK220相连，通过近端频移键控FSK220发送和接收通信数据。

如图3所示，本发明近端光/电转换模块211包括下行电/光转换电路211A、下行光耦合器211B、上行光/电转换电路211D、上行电耦合器211C，下行光信号分路，上行电信号合路，本发明的每个近端光/电转换模块可连接4个远端。光纤分布系统的近端系统包括4个近端光/电转换模块211，共可连接16个光纤分布系统的远端系统。

如图4所示，本发明光纤分布系统的远端系统02包括远端光/电转换装置30，信号放大装置40以及远端监控装置60。光纤分布系统的远端系统02将接收到的光信号转换成射频信号，并发送出去。

下行方向，远端光/电转换模块310将近端发送来的光信号转换为电信号送至多频分路器410，再经过功率放大器430将信号放大后，由多频分/合路器450合路后从天线口输出。上行方向，天线口接收到信号后，送至多频分/合路器450分路，输入低噪声放大器440进行放大后，再通过多频合路器420合路，远端光/电转换模块310将合路后的上行信号转换为光信号后从光纤接口输出。

信号放大装置40包括多频分路器410、多频合路器420、功率放大器430、低噪声放大器440、多频分/合路器450，多频分路器410、多频合路器420、宽带分/合路器450的接口数量和接口频率由系统接入的通信制式数量和频率决定。功率放大器430、低噪声放大器440的电路数量和适用频率也由系统接入的通信制式数量和频率决定。

远端频移键控FSK320将从远端监控装置60接收到的通信数据调制到433MHz的射频频率上，再耦合至远端光/电转换单元310的主信号链路中，与主信号一同转换为光信号后传送至近端系统，近端光/电转换单元210接收到远端光信号后转换为电信号，再从主信号中将433MHz的频移键控FSK信号耦合出来送至近端频移键控FSK220，近端频移键控FSK220解调后将通信数据传送至近端监控部分50，至此完成远端系统到近端系统的通信数据传送。

远端监控装置60与远端光/电转换单元310、功率放大器单元430、低噪声放大器单元440以RS485接口相连，可以监视和控制它们的工作状态。远端监控装置50还与远端频移键控FSK320相连，通过远端频移键控FSK320发送和接收通信数据。

Claims (10)

1.一种用于多通信制式接入的光纤分布系统，该光纤分布系统包括：信源接入装置(10)，近端光/电转换装置(20)，远端光/电转换装置(30)，信号放大装置(40)，近端监控装置(50)，远端监控装置(60)，其特征在于，

信源接入装置(10)，用于进行不同通信制式的射频信号和电信号之间的双向转换；

近端光/电转换装置(20)，用于进行电信号和光信号之间的双向转换；

近端监控装置(50)，与近端光/电转换装置(20)相连，监控近端光/电转换装置(20)的工作状态；

远端光/电转换装置(30)，用于进行电信号和光信号之间的双向转换；

信号放大装置(40)，用于进行电信号和射频信号之间的双向转换；

远端监控装置(60)，与远端光/电转换装置(30)，信号放大装置(40)相连，监控远端光/电转换装置(30)和信号放大装置(40)的工作状态。

2、如权利要求1所述的光纤分布系统，其特征在于，信源接入装置(10)包括双工器单元(110)，可调衰减器单元(120)，多频分/合路器(130)和宽带分/合路器(140)。

3、如权利要求1所述的光纤分布系统，其特征在于，近端光/电转换装置(20)包括近端光/电转换单元(210)和近端频移键控(220)，其中，近端光/电转换单元(210)包括多个近端光/电转换模块。

4、如权利要求3所述的光纤分布系统，其特征在于，近端光/电转换模块(211)包括电/光转换电路(211A)，光纤耦合器(211B)，光/电转换电路(211C)和射频耦合器(211D)。

5、如权利要求1所述的光纤分布系统，其特征在于，远端光/电转换装置(30)包括远端光/电转换单元(310)和远端频移键控(320)。

6、如权利要求1所述的光纤分布系统，其特征在于，信号放大装置(40)包括多频分路器(410)，多频合路器(420)，功率放大器单元(430)，低噪声放大器单元(440)和宽带分/合路器(450)。

7、一种用于多通信制式接入的光纤分布系统的控制方法，控制信号的上行传输和下行传输，其特征在于，包括以下步骤：

信号上行传输时：

(A1)在光纤分布系统的近端系统(01)中，不同通信制式的射频信号依次经过双工器单元(110)，可调衰减器单元(120)，多频分/合路器(130)和宽带分/合路器(140)，转换为电信号；

(B1)电信号通过近端光/电转换模块(211)的光/电转换电路(211A)转换为光信号，再经过1×4的光纤耦合器(211B)输入光纤，将光信号传输至光纤分布系统的远端系统(02)；

(C1)光纤分布系统的远端系统(02)接收到光信号后，由远端光/电转换单元(310)将光信号转换为电信号，依次经过多频分路器(410)、功率放大器单元(430)、宽带分/合路器(450)，将电信号转换为射频信号，输出射频信号。

信号下行传输时：

(A2)在光纤分布系统的远端系统(02)中，射频信号经过宽带分/合路器(450)、低噪声放大器(440)和多频合路器(420)转换为电信号；

(B2)远端光/电转换单元(310)将电信号转换成光信号，通过光纤传送至光纤分布系统的近端系统(01)；

(C2)光纤分布系统的近端系统(01)的光/电转换电路(211D)将该光信号转换为电信号，通过1×4的电耦合器(211C)合路后，依次经过宽带分/合路器(140)、多频分/合路器(130)、可调衰减器单元(120)，再通过双工器单元(110)转换为射频信号，将该射频信号输出。

8、如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，还包括利用近端监控装置(50)监控近端光/电转换单元(210)和频移键控(220)，其中，近端光/电转换单元(210)包括多个近端光/电转换模块。

9、如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，还包括利用远端监控装置(60)监控远端光/电转换单元(310)，频移键控(320)，功率放大器(430)，低噪声放大器(440)。

10、如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，一个光纤分布系统的近端系统(01)与多个光纤分布系统的远端系统(02)配合使用。

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