CN103986528B - 多功能智能型内胆式光接收机 - Google Patents

Abstract

本发明属于光纤通信领域，公开了一种多功能智能型内胆式光接收机，其包括外壳和主机内胆(1)，还包括开关电源模组、光收发模组以及应答器模组(7)，光收发模组至少包括下行光接收模组(3)，主机内胆(1)的主板上设有2个模组插槽(13)，模组插槽(13)分为上行模组插槽和下行模组插槽；光收发模组中各类模组下部均设有与模组插槽(13)相配合的插接头，并通过插接头与主机内胆的主板连接；应答器模组(7)下方设有排线接头，通过排线与主机内胆连接，主机内胆(1)固定在外壳下盖上。本发明根据不同的配置需求可将这多种模组进行不同的组合搭配，实现产品的多元化、多功能化。

Description

多功能智能型内胆式光接收机

技术领域

本发明属于光纤通信领域，涉及了一种多功能智能型内胆式光接收机。

背景技术

光接收机是光纤通信系统中不可缺少的重要组成部分，它的功能是把从光纤线路输出产生畸变的微弱光信号转换为电信号，并经放大和处理后生成可供后续电路的电信号。

针对现有的网络如何构成高速数据传输链路IP主干网，三网融合已成为当今信息传输领域的焦点。三网融合的改造主要有两种方案，即CMTS(CableModemTerminalSystems，电缆调制解调器终端系统)+CM(CableModem，电缆调制解调器)方案和EPON(EthernetPassiveOpticalNetwork，以太网无源光网络)+EOC(EthernetoverCOAX，以太数据通过同轴电缆传输)方案，CMTS+CM方案能够充分发挥有线电视同轴电缆高带宽的优势，而EPON+EOC能够满足较长时间内双向用户的带宽需求，可实现IPTV。实践中，针对不同的改造方案，需使用不同构造的光接收机，而普通光接收机构造单一，在功能集成方面还有提升的空间，因此，有必要对光接收机的结构进行优化，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明针对现有技术中的光接收机构造单一，对于不同三网融合的改造方案，需使用不同构造的光接收机，难以实现功能集成的缺陷，提供了一种多功能智能型内胆式光接收机。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

多功能智能型内胆式光接收机，包括外壳和主机内胆，还包括开关电源模组、光收发模组以及应答器模组，光收发模组至少包括下行光接收模组，主机内胆的主板上设有2个模组插槽，模组插槽分为上行模组插槽和下行模组插槽；光收发模组中各类模组下部均设有与模组插槽相配合的插接头，并通过插接头与主机内胆的主板连接；应答器模组下方设有排线接头，通过排线与主机内胆连接，主机内胆固定在外壳下盖上。

内胆作为各功能模组的搭载平台，能将各种功能模组通过相同的接口有效地连接在一起，是实现功能集成的关键部件。将主机内胆通过固定螺丝固定在光接收机外壳上，通过各个组件之间的插件头与主机内胆插槽相连接，连接内胆里的主板，再通过固定螺丝固定各个模组，即可以保证各个模组相对独立，并且能够实现模组更换，使该光接收机既可适用于传统的HFC网，也可适用于三网融合改造的CMTS+CM方案和EPON+EOC方案，其功能高度集成，使用方便，减少改造成本。

其中，应答器模组也可选择配置ONU模组，ONU内部集成应答器，与单片机(MCU)之间也是通过UART串口协议进行连接。前端主机可直接对ONU进行管理，以实现远程监控。

作为优选，光收发模组还包括上行光发射模组或上行RFOG光发射模组或CMTS上行放大模组。通过更换上行模组来实现光接收机不同的功能，以适用于不同的方案。

作为优选，主机内胆上设有接线柱，接线柱位于与电缆连接的输出端；接线柱包括凹槽、旋转件和螺丝，旋转件位于凹槽内部，螺丝穿过凹槽和旋转件。将外壳输出端的F头PIN针插入凹槽与旋转件形成的空隙中，实现内胆与输出端电缆的连接。内胆采用接线柱锁接的方式，可以避免传统内胆在接头转接方面占用相当大面积的缺点，从而达到缩小外壳整体体积、降低成本，又解决了内胆在安装调试中繁琐的操作，而达到简化易用的目的。同时内胆本身可看作为一个模组，当内胆功能性损坏时，可在不拆卸机器外部连接电缆的情况下，对内胆进行快速置换，极大地降低了工程维护的工作量。

作为优选，主机内胆内部还设有SOT115J封装模块，SOT115J封装模块连接有MNIC芯片。MNIC芯片指标高，功耗低，使用MNIC芯片后，可以减少一个SOT115J封装模块。

作为优选，主机内胆上还设有安装槽，安装槽内安装有开关电源模组。内胆预留了开关电源安装槽以及光收发模组安装槽，使开关电源与光收发模组与内胆集成为一个整体。

作为优选，主机内胆两侧还设有伸缩式拉手。采用了内藏伸缩式拉手设计，最大限度地降低了内胆厚度。

作为优选，主机内胆通过固定螺丝与外壳固定。通过螺丝固定，可使主机内胆从外壳上拆卸，以便通过更换主机内胆来实现光接收机的不同功能。

该光接收机的所有组件，如主机内胆、开关电源以及上、下行收发模组等均设计在外壳的下盖部份，从上盖到下盖之间不需要使用任何射频或电气方面的连接跳线，从而可有效降低整机的故障发生率；而对于整机指标特性方面，由于避免了“关盖效应”，对上行电源噪声与隔离度指标均有很大的改善。

本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：

本发明为集多功能为一体的一款内胆式光接收机，WR1004JLED有八大模组功能集成为一体，分别为主机内胆模组、开关电源模组、下行光接收模组、上行光发射模组、上行RFOG光发射模组、CMTS上行放大模组、应答器模组以及ONU模组。其可根据不同的配置需求可将这八种模组进行不同的组合搭配，实现产品的多元化、多功能化。既可配置成传统HFC的光接收机，也可在上行通道配置RFOG模组实现激光器的“突发”模式，还可以使用在外置CMTS头端或EOC头端插入的模式下，其功能高度集成，使用方便，减少改造成本。

附图说明

图1是本发明中主机内胆的结构示意图；

图2是图1中接线柱结构示意图；

图3是实施例1的传统模式原理框图；

图4是实施例1的传统RFOG模式原理框图；

图5是实施例1的CMTS头端插入模式原理框图；

图6是实施例1的EOC头端插入模式原理框图。

附图中各数字标号所指代的部位名称如下：1—主机内胆、3—下行光接收模组、4—上行光发射模组、5—上行RFOG光发射模组、6—CMTS上行放大模组、7—应答器模组、8—ONU模组、10—安装槽、11—固定螺丝、12—输出端、13—模组插槽、14—SOT115J封装模块、15—伸缩式拉手、16—接线柱、161—凹槽、162—旋转件、163—螺丝。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1

多功能智能型内胆式光接收机，如图1、图2以及图3所示，包括外壳和主机内胆1，还包括开关电源模组、光收发模组以及应答器模组7，光收发模组至少包括下行光接收模组3，主机内胆1的主板上设有2个模组插槽13，模组插槽13分为上行模组插槽和下行模组插槽；光收发模组中各类模组下部均设有与模组插槽13相配合的插接头，并通过插接头与主机内胆的主板连接；应答器模组7下方设有排线接头，通过排线与主机内胆连接，主机内胆1固定在外壳下盖上。

主机内胆1上设有接线柱16，接线柱位于与电缆连接的输出端12。接线柱16包括凹槽161、旋转件162和螺丝163，旋转件161位于凹槽161内部，螺丝163穿过凹槽161和旋转件162。使用时，将F头PIN针164插入凹槽161与旋转件162形成的空隙中，即将主机内胆1以接线柱16锁接的形式与外壳外部的电缆连接。

主机内胆1内部还设有SOT115J封装模块14，SOT115J封装模块14连接有MNIC芯片。主机内胆1上还设有安装槽10，安装槽10内安装有开关电源模组。主机内胆1两侧还设有伸缩式拉手15。主机内胆1通过固定螺丝11与外壳固定。

其中，光收发模组还包括上行光发射模组4，形成传统模式下的光接收机，具体工作原理为：

下行通道：光信号通过下行光接收模组3内的光探测器进行光-电转换成电信号，经过一级宽频前置放大器，放大后的电信号进入光AGC(光控自动增益控制)电路模块，之后输出的信号电平在一定范围内将不随输入光功率的变化而变化，从而达到自动控制增益的目的；然后信号再经过一级宽频放大，从下行光接收模组3中输出。下行光接收模组3输出的信号经过一级高通滤波器(HPF)，将低频段的杂波滤除之后进入二分配器，将信号均分成二路分别送至下行均衡器(F_EQ1和F_EQ2)，经过一级宽频放大之后再进入下行幅度衰减器(F_ATT1和F_ATT2)，最后将信号送至末级功率倍增放大器。功率放大后进行输出电平检测，再送入双工滤波器的Hi端，经双工滤波后将信号均分为二路输出。

上行通道：来自分配网的上行电信号经过二分配器混合之后进入双工滤波器Low端，经输入幅度衰减器(R_ATT1和R_ATT2)后送至二次混合器，将来自另外2个端口的信号混合在一起(A点)，再经过一级高通或低通滤波器(H(L)PF)进入上行光发射模组4。上行光发射模组4内首先将信号送到一级总幅度衰减器(R_ATT3)，将信号调整至适当幅度后进入前级放大器，然后送到上行均衡器(R_EQ)，幅度均衡后进入后级放大器，再将放大后的信号进行一次低通滤波(LPF)，滤除高频端杂波后送入激光器进行光调制，激光器通过APC电路精确控制输出光功率，最后进行电-光转换成光输出。

数据采集及控制部份：内置单片机(MCU)负责各个组件的数据精确采集与监控，并且通过数码显示平台将各组件数据进行直观显示，同时对各电控组件利用按键进行调整。单片机(MCU)与应答器模组7之间通过UART串口协议进行连接，前端主机可直接通过IP协议对应答器进行管理控制，以实现远程监控。

实施例2

基本结构同实施例1，所不同的是光收发模组包括下行光接收模组3和上行RFOG光发射模组5，形成传统RFOG模式下的光接收机，如图4所示，具体工作原理：

下行通道：光信号通过下行光接收模组3内的光探测器进行光-电转换成电信号，经过一级宽频前置放大器，放大后的电信号进入光AGC(光控自动增益控制)电路模块，之后输出的信号电平在一定范围内将不随输入光功率的变化而变化，从而达到自动控制增益的目的；然后信号再经过一级宽频放大，从下行光接收模组3中输出。下行光接收模组3输出的信号经过一级高通滤波器(HPF)，将低频段的杂波滤除之后进入二分配器，将信号均分成二路分别送至下行均衡器(F_EQ1和F_EQ2)，经过一级宽频放大之后再进入下行幅度衰减器(F_ATT1和F_ATT2)，最后将信号送至末级功率倍增放大器。功率放大后进行输出电平检测，再送入双工滤波器的Hi端，经双工滤波后将信号均分为二路输出。

上行通道：来自分配网的上行电信号经过二分配器混合之后进入双工滤波器Low端，经输入幅度衰减器(R_ATT1和R_ATT2)后送至二次混合器，将来自另外2个端口的信号混合在一起(A点)，再经过一级高通或低通滤波器(H(L)PF)进入上行RFOG光发射模组5。上行RFOG光发射模组5内首先将信号送到一级总幅度衰减器(R_ATT3)，将信号调整至适当幅度后进入前级放大器，然后送到上行均衡器(R_EQ)，幅度均衡后进入后级放大器，再将放大后的信号进行一次低通滤波(LPF)，滤除高频端杂波后再将信号进行分支，主路送至激光器进行光调制，最后经过电-光转换成光输出；支路进入检波电路，由检波信号电平通过精确的控制环路来控制激光器发射光的开启与关闭，从而达到激光器“突发”的工作状态，最大限度地降低分配网络汇聚噪声对信号质量所造成的影响。

数据采集及控制部份：内置单片机(MCU)负责各个组件的数据精确采集与监控，并且通过数码显示平台将各组件数据进行直观显示，同时对各电控组件利用按键进行调整。单片机(MCU)与应答器模组7之间通过UART串口协议进行连接，前端主机可直接通过IP协议对应答器进行管理控制，以实现远程监控。

实施例3

基本结构同实施例1，所不同的是光收发模组包括下行光接收模组3和CMTS上行放大模组6，应答器模组7可替换为ONU模组8，形成CMTS头端插入模式下的光接收机，如图5所示，具体工作原理：

下行通道：光信号通过下行光接收模组3内的光探测器进行光-电转换成电信号，经过一级宽频前置放大器，放大后的电信号进入光AGC(光控自动增益控制)电路模块，之后输出的信号电平在一定范围内将不随输入光功率的变化而变化，从而达到自动控制增益的目的；然后信号再经过一级宽频放大，从下行光接收模组3中输出。下行光接收模组3输出信号与来自CMTS头端(CMTS_DS)的下行信号进行混合，混合后经过一级高通滤波器(HPF)，将低频段的杂波滤除之后进入二分配器，将信号均分成二路分别送至下行均衡器(F_EQ1和F_EQ2)，经过一级宽频放大之后再进入下行幅度衰减器(F_ATT1和F_ATT2)，最后将信号送至末级功率倍增放大器。功率放大后进行输出电平检测，再送入双工滤波器的Hi端，经双工滤波后将信号均分为二路输出。

上行通道：来自分配网的上行电信号经过二分配器混合之后进入双工滤波器Low端，经输入幅度衰减器(R_ATT1和R_ATT2)后送至二次混合器，将来自另外2个端口的信号混合在一起(A点)，再经过一级高通或低通滤波器(H(L)PF)送至CMTS上行放大模组6，在用户线路衰减量允许的情况下，也可不经过CMTS上行放大模组6，而从此处直接输出至CMTS头端(CMTS_US)。CMTS上行放大模组6内首先将信号送到一级总幅度衰减器(R_ATT3)，将信号调整至适当幅度后进入前级放大器，然后送到上行均衡器(R_EQ)，幅度均衡后进入后级放大器，再将放大后的信号进行一次低通滤波(LPF)，滤除高频端杂波后输出至CMTS头端(CMTS_US)。

数据采集及控制部份：内置单片机(MCU)负责各个组件的数据精确采集与监控，并且通过数码显示平台将各组件数据进行直观显示，同时对各电控组件利用按键进行调整。单片机(MCU)与应答器模组7之间通过UART串口协议进行连接，前端主机可直接通过IP协议对应答器进行管理控制，以实现远程监控。

也可选择配置ONU模组8，ONU内部集成应答器，与单片机(MCU)之间也是通过UART串口协议进行连接。前端主机可直接对ONU进行管理，以实现远程监控。

实施例4

基本结构同实施例1，所不同的是光收发模组仅包括下行光接收模组3，未设置其他模组，应答器模组7可替换为ONU模组8，形成EOC头端插入模式下的光接收机，如图6所示，具体工作原理：

下行通道：光信号通过下行光接收模组3内的光探测器进行光-电转换成电信号，经过一级宽频前置放大器，放大后的电信号进入光AGC(光控自动增益控制)电路模块，之后输出的信号电平在一定范围内将不随输入光功率的变化而变化，从而达到自动控制增益的目的；然后信号再经过一级宽频放大，从下行光接收模组3中输出。下行光接收模组3输出的信号经过一级高通滤波器(HPF)，将低频段的杂波滤除之后进入二分配器，将信号均分成二路分别送至下行均衡器(F_EQ1和F_EQ2)，经过一级宽频放大之后再进入下行幅度衰减器(F_ATT1和F_ATT2)，最后将信号送至末级功率倍增放大器。功率放大后进行输出电平检测，再送入双工滤波器的Hi端，经双工滤波后将信号均分为二路输出。

EOC通道：来自分配网的上行电信号经过二分配器混合之后进入双工滤波器Low端，经输入幅度衰减器(R_ATT1和R_ATT2)后送至二次混合器，将来自另外2个端口的信号混合在一起(A点)，再经过一级低通滤波器(LPF)送至EOC头端插入口。

数据采集及控制部份：内置单片机(MCU)负责各个组件的数据精确采集与监控，并且通过数码显示平台将各组件数据进行直观显示，同时对各电控组件利用按键进行调整。单片机(MCU)与应答器模组7之间通过UART串口协议进行连接，前端主机可直接通过IP协议对应答器进行管理控制，以实现远程监控。

也可选择配置ONU模组8，ONU内部集成应答器，与单片机(MCU)之间也是通过UART串口协议进行连接。前端主机可直接对ONU进行管理，以实现远程监控。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (4)

1.多功能智能型内胆式光接收机，包括外壳和主机内胆(1)，其特征在于：还包括开关电源模组、光收发模组以及应答器模组(7)，光收发模组包括下行光接收模组(3)和上行光发射模组(4)，主机内胆(1)的主板上设有2个模组插槽(13)，模组插槽(13)分为上行模组插槽和下行模组插槽；光收发模组中各类模组下部均设有与模组插槽(13)相配合的插接头，并通过插接头与主机内胆的主板连接；应答器模组(7)下方设有排线接头，通过排线与主机内胆连接，主机内胆(1)、开关电源模组、光收发模组以及应答器模组(7)均固定在外壳下盖上；主机内胆(1)上设有接线柱(16)，接线柱位于与电缆连接的输出端(12)；接线柱(16)包括凹槽(161)、旋转件(162)和螺丝(163)，旋转件(161)位于凹槽(161)内部，螺丝(163)穿过凹槽(161)和旋转件(162)；主机内胆(1)内部还设有SOT115J封装模块(14)，SOT115J封装模块(14)连接有MNIC芯片；主机内胆(1)上还设有安装槽(10)，安装槽(10)内安装有开关电源模组；

光信号通过下行光接收模组(3)内的光探测器进行光-电转换成电信号，经过一级宽频前置放大器，放大后的电信号进入光控自动增益控制电路模块，之后输出的信号电平在一定范围内不随输入光功率的变化而变化，自动控制增益；然后信号再经过一级宽频放大，从下行光接收模组(3)中输出；下行光接收模组(3)输出的信号经过一级高通滤波器，将低频段的杂波滤除之后进入二分配器，将信号均分成二路分别送至下行均衡器，经过一级宽频放大之后再进入下行幅度衰减器，最后将信号送至末级功率倍增放大器，功率放大后进行输出电平检测，再送入双工滤波器的Hi端，经双工滤波后将信号均分为二路输出；

来自分配网的上行电信号经过二分配器混合之后进入双工滤波器Low端，经输入幅度衰减器后送至二次混合器，将来自另外2个端口的信号混合在一起，再经过一级高通或低通滤波器进入上行光发射模组(4)；上行光发射模组(4)内首先将信号送到一级总幅度衰减器，将信号调整至适当幅度后进入前级放大器，然后送到上行均衡器，幅度均衡后进入后级放大器，再将放大后的信号进行一次低通滤波，滤除高频端杂波后送入激光器进行光调制，激光器通过APC电路控制输出光功率，最后进行电-光转换成光输出。

2.根据权利要求1所述多功能智能型内胆式光接收机，其特征在于：应答器模组(7)替换为ONU模组(8)；上行光发射模组(4)替换为上行RFOG光发射模组(5)或CMTS上行放大模组(6)。

3.根据权利要求1所述的多功能智能型内胆式光接收机，其特征在于：主机内胆(1)两侧还设有伸缩式拉手(15)。

4.根据权利要求1所述的多功能智能型内胆式光接收机，其特征在于：主机内胆(1)通过固定螺丝(11)与外壳固定。