CN101969347A - 一种采用光路保护的数字光纤直放站及实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用光路保护的数字光纤直放站及实现方法，在远端机内安装有光旁路器，光旁路器与数字板、监控板和两个连接器相连接，未发生光旁路时，光信号经过交叉路径传输，形成OP1到光模块A、OP2到光模块B的光信号通路，数字板是由光模块A接收主光路信号，进行光电转换，并且把光信号接力传输给下一级远端节点的数字板；当发生光旁路时，光信号经过直通路径传输，形成从OP1到OP2的光信号通路，光信号不经过数字板直接传往下一级远端节点。本发明有益的效果是：由远端机设备的监控板控制，可以旁路当前设备的光路。采用这种保护机制，可以最大程度地减小在链型组网结构中，远端机断电或者故障维修对整个网络产生的影响，提高直放站的可靠性。

Description

一种采用光路保护的数字光纤直放站及实现方法

技术领域

本发明涉及移动通信网络覆盖及优化领域，主要是一种采用光路保护的数字光纤直放站及实现方法。

背景技术

随着3G运营的全面启动和GSM运营的持续推进，直放站作为信号延伸覆盖的有效手段，对提高移动网络的覆盖能力发挥着重要的作用。根据传输方式的不同，直放站可分为光纤直放站和无线直放站。数字光纤直放站是一种新型的光纤直放站产品，它采用先进的数字信号处理技术和数字信号光纤传输技术，可以实现多载波移动通信号的远距离传输和大容量、大动态范围的信号覆盖。

与传统模拟光纤直放站相比，数字光纤直放站光纤中传输的是数字信号，光纤中传输的是数字信号，数字信号不随光信号的衰减而衰减，因此它的远端设备可以将下行的数字信号接收后继续向下一级的远端进行传输。因此组网时相对传统直放站产品要方便得多，特别是在链形组网方式上，即不用考虑接收光信号的大小，也不用考虑光耦合器的跳接分配以及光纤的数量是否足够，例如对于铁路即有线路的改造来说，只需原来备有一根光纤就可以满足产品的工程需求，大大地降低的工程成本。

链形组网是数字光纤直放站的一种基本组网形式，通过一台近端机和多台远端机节点级联，可以实现非常远距离的、多点的覆盖范围。但是链形组网方式有一个弊端，就是当链路中有一台远端机节点断电或者发生故障时，就会造成自该节点开始以后的光纤链路通信中断，移动信号覆盖失败。

发明内容

本发明的目的正是要克服上述技术的不足，而提供一种采用光路保护的数字光纤直放站及实现方法，保证数字光纤直放站移动信号延伸覆盖网络的稳健性和可靠性。

本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种采用光路保护的数字光纤直放站，数字光纤直放站采用一台近端机和多个远端机节点的一拖多链形组网结构，每一个远端机节点都有两条光路，与上一级远端机节点或者近端机相连的为主光路，相应的光纤接口OP1称为主光路接口，右侧与下一级远端机节点相连的为副光路，相应的光纤接口OP2称为副光路接口；在远端机内安装有光旁路器，光旁路器与数字板、监控板和两个连接器相连接，未发生光旁路时，光信号经过交叉路径传输，形成OP1到光模块A、OP2到光模块B的光信号通路，数字板是一个信号处理模块，它由光模块A接收主光路信号，进行光电转换，并且把光信号接力传输给下一级远端节点的数字板；当发生光旁路时，光信号经过直通路径传输，形成从OP1到OP2的光信号通路，光信号不经过数字板直接传往下一级远端节点。

作为优选，光旁路器包括一个2×2微机械光开关，一块印制电路板和一组控制信号线，控制信号线的另一端连接数字光纤直放站的监控板，由监控板的单片机芯片控制光传输路径的切换；交叉路径是指该装置编号为P1～P4的四个光纤接头的P1-P4、P2-P3的通路，而直通路径是指P1-P3的通路；连接方式为，P1和P3分别与远端机面板上OP1、OP2的光接口的接头相连，P4和P2分别与远端机内部的数字板上的光模块A和光模块B相连，光路从交叉路径切换到直通路径，P1-P3连通，也即OP1-OP2连通，光信号不经过当前远端机节点的数字板，称为光旁路。

本发明所述的采用光路保护的数字光纤直放站的实现方法，在链形一拖多的数字光纤直放站应用中，当发生断电或者故障事故时，可以自动或者人为地控制光信号跳过当前远端机节点，直接传往下一结点，使得除了该节点以外的数字光纤直放站设备的光路仍能正常通信，保证数字光纤直放站移动信号延伸覆盖网络的稳健性和可靠性。步骤如下：

1)当发生断电事故时。监控板没有电源供电，因此该装置也没有电源输入，此时光信号经由交叉路径传输，不经过当前远端机节点的数字板，而直接传往下一级的远端机节点。在恢复供电后，又可以切换回直通路径，重新接入当前远端机节点。

2)有内部硬件部件需要更换时。首先，切断电源，光路切换到交叉路径；然后对故障硬件部件进行更换，更换完毕后再打开电源；光路自动切换回直通路径，设备正常工作。

3)软件升级更新时。软件的更新升级，也会导致当前远端机节点暂时无法工作，从而使自该节点以后的远端机节点光路无法通信。安装了光旁路器的数字光纤远端机，在软件升级时，通过监控板的MCU控制光路切换到交叉路径，而在升级完成后又恢复到直通路径，这样就可以避免某个远端机节点更新软件，所导致的光路通信中断。

作为优选，光路切换由监控板的信号控制，其中“V5”是+5V的供电电源，“Control”是控制信号，“GND”是共地连线，正常未发生光旁路时，控制信号状态为：“V5”有+5V供电，“Control”为低电平，三种突发状况下，开启光旁路功能时，控制信号状态为：

1)当发生断电事故时：“V5”没有供电，“Control”为低电平，发生光旁路；

2)有内部硬件部件需要更换时：切断电源后，“V5”没有供电，“Control”为低电平，发生光旁路；

3)软件升级更新时：“V5”有+5V供电，“Control”为高电平，发生光旁路。

本发明有益的效果是：本发明实现原理是，由远端机设备的监控板控制，可以自动或者人为地旁路当前设备的光路。采用这种保护机制，可以最大程度地减小在链型组网结构中，数字光纤远端机断电或者故障维修对整个网络产生的影响，提高数字光纤直放站系统的可靠性。

附图说明

图1是数字光纤直放站链形组网示意图；

图2是本发明安装到数字光纤直放站远端机内部的连接示意图；

图3是本发明的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1是数字光纤直放站链形组网示意图。一拖多链形组网方式包括一台近端机和多个远端机节点，每一个远端机节点都有两条光路，图中左侧与上一级远端机节点或者近端机相连的为主光路，相应的光纤接口OP1称为主光路接口，右侧与下一级远端机节点相连的为副光路，相应的光纤接口OP2称为副光路接口。从基站到远端天线的下行链路信号传输过程为，首先近端机耦合基站射频信号，转换为光信号，然后通过光纤传递到远端机节点1的OP1，远端机节点1把光信号转换为射频信号从天线口发射出去，同时它也把接收到的光信号从OP2传输给远端机节点2。对于每一个远端机节点，光信号都是从OP1进从OP2出，因此光信号可以在链形网络中逐级传递。但是当某一台远端机断电或者发生故障时，自此以后的远端机节点就无法收到光信号，从而导致光通信中断，移动信号覆盖失败。

图2数字光纤直放站远端机内部结构及连线示意图。与光旁路器相连的部件有：数字板、监控板和两个连接器。未发生光旁路时，光信号经过交叉路径传输，形成OP1到光模块A、OP2到光模块B的光信号通路。数字板是一个信号处理模块，它由光模块A接收主光路信号，进行光电转换，并且把光信号接力传输给下一级远端节点的数字板。当发生光旁路时，光信号经过直通路径传输，形成从OP1到OP2的光信号通路，光信号不经过数字板直接传往下一级远端节点。

该光旁路器(光路切换装置)的组成包括一个2×2微机械光开关，一块印制电路板和一组控制信号线，控制信号线的另一端连接数字光纤直放站(以下未经说明，涉及的都是三维通信的数字光纤直放站产品)的监控板，由监控板的单片机(MCU)芯片控制光传输路径的切换。光传输路径分为两种，一种是直通路径，另一种是交叉路径。交叉路径是指该装置编号为P1～P4的四个光纤接头的P1-P4、P2-P3的通路，而直通路径是指P1-P3的通路。接头的类型，P1、P3为FC/PC连接器，P2、P4为LC/PC连接器。该装置的连接方式为，P1和P3分别与数字光纤远端机面板上标识为OP1、OP2的光接口的机箱内侧的接头相连，P4和P2分别与数字光纤远端机内部的信号处理模块(即数字板)上的光模块A和光模块B相连。光路从交叉路径切换到直通路径，P1-P3连通，也即OP1-OP2连通，光信号不经过当前远端机节点的数字板，称为光旁路。

光旁路器的光路切换功能，由监控板的信号控制，其中“V5”是+5V的供电电源，“Control”是控制信号，“GND”是共地连线。正常未发生光旁路时，控制信号状态为：“V5”有+5V供电，“Control”为低电平。三种突发状况下，开启光旁路功能时，控制信号状态为：

4)当发生断电事故时。“V5”没有供电，“Control”为低电平，发生光旁路。

5)有内部硬件部件需要更换时。切断电源后，“V5”没有供电，“Control”为低电平，发生光旁路。

6)软件升级更新时。“V5”有+5V供电，“Control”为高电平，发生光旁路。

图3是本发明的电路原理图。图中，J2是监控板连接到光旁路器的供电电源和控制信号接插口。J1是一个2×2微机械光开关，管脚J1_1的电压控制光路的切换，电压为高(3V)时光开关切换到交叉路径，电压为低(0V)时切换到直通路径，J1_3、J1_4是两个状态监控管脚，光路切换到交叉路径时J1_3、J1_4导通，切换到直通路径时J1_3、J1_4断开。Q1、Q2是NPN型晶体管，在电路中工作在开关模式。当控制信号“Control”为低电平时，Q1开关为断路，在稳压管D1的作用下，J1_1稳定在3V左右，光路切换到交叉路径；此时J1_3、J1_4导通，Q2开关为通路，LED灯发光。控制信号“Control”变为高电平时，Q1开关为通路，J1_1电压为0，光路切换到直通路径。

除上述实施例外，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种采用光路保护的数字光纤直放站，数字光纤直放站采用一台近端机和多个远端机节点的一拖多链形组网结构，每一个远端机节点都有两条光路，与上一级远端机节点或者近端机相连的为主光路，相应的光纤接口OP1称为主光路接口，右侧与下一级远端机节点相连的为副光路，相应的光纤接口OP2称为副光路接口；其特征是：在远端机内安装有光旁路器，光旁路器与数字板、监控板和两个连接器相连接，未发生光旁路时，光信号经过交叉路径传输，形成OP1到光模块A、OP2到光模块B的光信号通路，数字板是一个信号处理模块，它由光模块A接收主光路信号，进行光电转换，并且把光信号接力传输给下一级远端节点的数字板；当发生光旁路时，光信号经过直通路径传输，形成从OP1到OP2的光信号通路，光信号不经过数字板直接传往下一级远端节点。

2.根据权利要求1所述的采用光路保护的数字光纤直放站，其特征在于：光旁路器包括一个2×2微机械光开关，一块印制电路板和一组控制信号线，控制信号线的另一端连接数字光纤直放站的监控板，由监控板的单片机芯片控制光传输路径的切换；交叉路径是指该装置编号为P1～P4的四个光纤接头的P1-P4、P2-P3的通路，而直通路径是指P1-P3的通路；连接方式为，P1和P3分别与远端机面板上OP1、OP2的光接口的接头相连，P4和P2分别与远端机内部的数字板上的光模块A和光模块B相连，光路从交叉路径切换到直通路径，P1-P3连通，也即OP1-OP2连通，光信号不经过当前远端机节点的数字板，称为光旁路。

3.一种采用如权利要求1所述的采用光路保护的数字光纤直放站的实现方法，其特征在于：步骤如下：

1)当发生断电事故时：监控板没有电源供电，因此该装置也没有电源输入，此时光信号经由交叉路径传输，不经过当前远端机节点的数字板，而直接传往下一级的远端机节点，在恢复供电后，又切换回直通路径，重新接入当前远端机节点；

2)有内部硬件部件需要更换时：首先，切断电源，光路切换到交叉路径；然后对故障硬件部件进行更换，更换完毕后再打开电源；光路自动切换回直通路径，设备正常工作；

3)软件升级更新时：在软件升级时，通过监控板的MCU控制光路切换到交叉路径，而在升级完成后又恢复到直通路径。

4.根据权利要求3所述的采用光路保护的数字光纤直放站的实现方法，其特征在于：光路切换由监控板的信号控制，其中“V5”是+5V的供电电源，“Control”是控制信号，“GND”是共地连线，正常未发生光旁路时，控制信号状态为：“V5”有+5V供电，“Control”为低电平，三种突发状况下，开启光旁路功能时，控制信号状态为：

1)当发生断电事故时：“V5”没有供电，“Control”为低电平，发生光旁路；

2)有内部硬件部件需要更换时：切断电源后，“V5”没有供电，“Control”为低电平，发生光旁路；

3)软件升级更新时：“V5”有+5V供电，“Control”为高电平，发生光旁路。

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