CN104811249A - 低功耗网络型光接收机及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低功耗网络型光接收机及控制方法，依次包括光电转换电路、第一放大电路、自动控制电路、第二放大电路、衰减控制电路、均衡控制电路、第三放大电路、温补电路、第四放大电路、电平检波电路，还包括电源模块、显示电路、按键电路、ARM芯片网络管理控制器、以太网络、电脑，光电转换电路、电平检波电路、按键电路输入信号到ARM芯片网络管理控制器，ARM芯片网络管理控制器输出控制信号到自动控制电路、衰减控制电路、均衡控制电路，电路均采用低功耗芯片，多级放大电路，减少产品的发热量，延长产品的使用寿命。光功率接受范围大，输出电平可控制，施工调试方便，可以实时监控设备的运行状态，可以实现远程管理。

Description

低功耗网络型光接收机及控制方法

技术领域

本发明涉及一种光接收机，特别涉及一种低功耗网络型光接收机及控制方法。

背景技术

随着“三网融合”的发展，即实现电信网、计算机网和广电网三大网络的业务应用的融合。随着政策、外部环境、用户需求及通信技术的发展变化，有线运营商在陆续开通宽带业务的同时，VoD、VoIP等一系列增值业务的开发也被提上议事日程。对于有线运营商来说，如果仍旧依靠人工进行网络管理，不但修复时间长，而且在管理上也非常被动。为此，如何实现网络的自动化管理，提前发现问题隐患并及时修复，成为有线运营商面临的新课题。 

近年来，随着国家网管标准的推出，针对光传输设备的管理出现了商用的、基于SNMP(简单网络管理协议)国际标准的新型HFC网网络管理系统，该系统构建于IP城域网之上，可有效对传输链路的设备进行智能化管理。

随着网络的发展，以前的同轴电缆网已经不适合了，网络的智能化和光接点的小型化迫在眉睫，传统的光接收机和传统的网络管理技术已经不适应新一代广电网络的发展。现有的传统光接收机普遍存在接收范围小、功率显示简单、输出电平不可控、插件太多、施工调试不方便、远程管理不方便、没有远程控制功能、性能不够可靠等问题，从而大大影响着HFC网络的发展和应用。传统的射频调制式HFC网络管理系统性能不稳定，前端设备投入大，网络管理设备复杂，对网络建设要求高。

发明内容

本发明是针对传统的光接收机跟不上网络的发展的问题，提出一种低功耗网络型光接收机及控制方法，提高可接收的光功率的能力，实现网络化，可以远程管理，可以远程控制，可以方便的实时的监控设备的运行情况，方便用户维护。

本发明的技术方案为：一种低功耗网络型光接收机，依次包括光电转换电路、第一放大电路、自动控制电路、第二放大电路、衰减控制电路、均衡控制电路、第三放大电路、温补电路、第四放大电路、电平检波电路，还包括电源模块、显示电路、按键电路、ARM芯片网络管理控制器、以太网络、电脑，光信号通过光缆输入到光电转换电路，经过光电转换电路的光电转换成电信号输出，送ARM芯片网络管理控制器和第一放大电路，ARM芯片网络管理控制器输出控制信号到自动控制电路，自动控制电路控制第一放大电路的输出增益，按键电路输入调节指令通过ARM芯片网络管理控制器将控制信号送到衰减控制电路和均衡控制电路，衰减控制电路、均衡控制电路、电平检波电路信号输出到ARM芯片网络管理控制器，ARM芯片网络管理控制器输出数据送显示电路显示，同时ARM芯片网络管理控制器通过以太网与电脑通讯，电源模块给各个电路芯片供电。

一种低功耗网络型光接收机控制方法，包括低功耗网络型光接收机，具体包括如下步骤：

1）ARM芯片网络控制器进行开始自检，采集光电转换电路转换的电信号；

2）当采集到的光功率X在-8dBm～+2dBm之间时，ARM芯片进入自动控制状态，输出控制信号到自动控制电路，自动控制电路控制第一放大电路增益，使得输出Y=16-2X，同时显示模块实时显示光功率；

3）当采集到的光功率小于1等于-8dBm，显示光过低并声光报警，ARM芯片网络控制器不对自动控制电路输出电平控制信号；

4)当输入光大于等于+2dBm时，ARM芯片网络控制器对自动控制电路输出电平控制信号Y=20，光显示过高并且声光报警；

5)按键电路手动调整，每按一下以0.5db步进数字控制控制和调节衰减控制电路和均衡控制电路，实时采集各个工作芯片的工作电压，对供电电压产生了偏移时，产生告警；

6）ARM芯片网络管理控制器将控制参数和采集数据通过以太网发送到管理电脑。

本发明的有益效果在于：本发明低功耗网络型光接收机及控制方法，光功率接受范围大，输出电平可控制，施工调试方便，可以实时监控设备的运行状态，可以实现远程管理。

附图说明

图1为本发明低功耗网络型光接收机结构示意框图。

图2为本发明低功耗网络型光接收机控制程序流程图。

具体实施方式

如图1所示低功耗网络型光接收机结构示意框图，依次包括光电转换电路1、放大电路一2、自动控制电路3、放大电路二4、衰减控制电路5、均衡控制电路6、放大电路三7、温补电路8、放大电路四9、电平检波电路10，还包括电源模块、显示电路11、按键电路12、ARM芯片网络管理控制器13、以太网络、电脑14。

电源模块用来提供12V、8V、5V、3.3V直流电压。为各个电路和芯片供电。

光信号通过光缆输入到光电转换电路1，经过光电转换电路1的光电转换成合适、低噪声、信号平坦的电信号输出；输出信号进入放大电路一2进行放大后输入到自动控制电路3中，自动控制电路3控制着放大电路一2的输出增益，根据光功率的大小实现光控制放大电路一2的增益，采用0.5db步进数字控制衰减芯片，自动控制电路3与ARM芯片控制器的ARM芯片通信，实现噪音小，抗干扰性强，控制精确地能力，控制光缆传送来的光信号的波动；衰减控制电路5控制着第二级放大电路二4，采用0.5db步进数字控制衰减芯片，它与ARM芯片控制器的ARM芯片通信，实现噪音小，抗干扰性强，控制精确地能力；用来根据用户系统设计电平的一种IC和提供远程管理控制的元件。均衡电路6用来调整网络因电缆的传输特性和远程控制管理，网络为有线电视同轴网，有线电视网络信号采用频分复用机制，信号因工作频率不同，同轴线在相同的距离内，信号的衰减不同，频率越高，衰减量越大；利用以太网网络，设备在工作地，可以在机房实时监控与管理这台设备，首先监控设备的运行状态，设备是否运行正常，同时可以调节设备的输出电平和设备的均衡值；温补电路利用负温差热敏电阻特性，随温度的增加电阻值减小的特性，当温度增加时，电阻值减小，链路衰减小，实现了温度补偿功能；电平检波电路10用来检测光接收机的输出电平，并将信号送入ARM芯片网络管理控制器13中；ARM芯片网络管理控制器13用来控制光接收机的所有参数，同时把所有的信息指令经以太网传输到网络管理电脑14；按键电路12输入调节指令通过ARM芯片网络管理控制器13将控制和调节信号到衰减控制电路5和均衡控制电路6；显示模块11用来显示ARM芯片网络管理控制器13内部的参数。

本发明光接收机中有四个放大电路，采用多级放大，主要是因为采用了低功耗IC芯片，因功耗比较低，每个芯片的功耗只有1.5W,增益为18db,但是本发明需要增益为40db,在光电转换电路1中转换效率只有80%，需要牺牲部分增益，在自动控制电路3中，根据光功率的大小来进行衰减，也要牺牲部分增益，在衰减控制电路5中和均衡控制电路6中也需要余有部分增益，为了实现输出要求，才有了多级放大，采用低功耗放大IC，减少产品的发热量，延长产品的使用寿命。

按键电路12是用来控制和调节衰减控制电路5中电平控制IC与均衡电路6，并把所有的信息发回ARM芯片网络控制器13做判断；光接收机的所有参数和控制信息通过ARM芯片网络控制器把所有的参数和控制信息通过数据接口（RJ45）以IP路由的方式与前端的网管软件进行通信，来控制和检测前端的网管软件进行通信，达到智能化控制的目的。

如图2所示流程图，ARM芯片网络控制器13进行开始自检，采集光电转换电路1转换的电信号，当采集到的光功率X在-8dBm～+2dBm(-8<X<2)之间时，ARM芯片进入自动控制状态，输出控制信号到自动控制电路3，对第一级放大IC的增益采用公式Y=16-2X进行衰减，同时在设备以及人机界面上显示光功率的值，同时显示模块11实时显示光功率；当采集到的光功率小于等于-8dBm，显示光过低P.LLL，并声光报警，ARM芯片网络控制器13不对自动控制电路3输出电平控制信号，对第一级放大后的增益不进行衰减Y=0dBm，同时在设备与人机界面上显示光功率的并进行告警，把告警的值送远程的人机界面的管理电脑上；当输入光大于等于+2dBm时，ARM芯片网络控制器13对自动控制电路3输出电平控制信号Y=20，对第一级放大后的增益衰减Y=20dBm，同时在设备与人机界面上显示光功率的，光显示过高P.HHH，并且声光报警，把告警的值送远程的人机界面的管理电脑上；按键电路12手动调整，是用来控制和调节衰减控制电路5和均衡控制电路6，实时采集产品的工作电压，供电电压12V，放大IC的工作电压8V，RAM芯片与其他芯片的的工作电压5V与3.3V，对供电电压产生了偏移时，产生告警，并把所有的信息经过ARM芯片网络管理控制器13经以太网发送到管理电脑14，经过管理电脑的可视化人机界面，实时显示，实现智能化控制的目的。管理人员根据设备的告警，派工作人员对线路或者设备进行维护。

因设备设计时，设备的输出电平为100dBuv,但是在实际应用中，不一定要这么高，并不是输出电平越高，电视的接收信号解析越清楚，同时因信号的传输距离的问题，到接受的的信号的值也不一样（因线路中传输多路信号，采用频分复用），因此要设计两个个可以调节控制电路，即衰减控制电路和均衡控制电路。可以根据按键电路进行选择，当选择到衰减控制电路时，可以控制产品的输出电平，当选择到均衡控制电路时，可以控制产品的信号的斜率值，可以使在接收端的信号值是一样大。同时可以在远程的人机界面控制调节，不用维护人员到现场调节。

对产品的工作电压进行检测、显示与告警，检测产品的供电电压12V，放大IC的工作电压8V，ARM芯片与其他控制芯片的工作电压5V与3.3V.对检测的电压在设备上与人机界面上进行显示，当超出检测值时，就显示告警，把告警信息传输在人机电界面的管理电脑上，供管理人进行参考。

对于产品的参数，当出现变化时会传输在人机界面的电脑上，或定时传到人机见面中，在实际应用中，人机界面管理的电脑不只1台，有很多台，可能达到1万台到10万之多，此时实时传输时，数据量会太多，造成网络阻塞，我们采用的是问题向上反馈机制，只有在出现告警时数据才后向上传输，或者在人机界面发出请求时，才向人机界面发送数据。这样就减少数据的量，同时实现了实时监控，同时在大型网络中不会造成网络传输丢失问题。

Claims (2)

1.一种低功耗网络型光接收机，其特征在于，依次包括光电转换电路、第一放大电路、自动控制电路、第二放大电路、衰减控制电路、均衡控制电路、第三放大电路、温补电路、第四放大电路、电平检波电路，还包括电源模块、显示电路、按键电路、ARM芯片网络管理控制器、以太网络、电脑，光信号通过光缆输入到光电转换电路，经过光电转换电路的光电转换成电信号输出，送ARM芯片网络管理控制器和第一放大电路，ARM芯片网络管理控制器输出控制信号到自动控制电路，自动控制电路控制第一放大电路的输出增益，按键电路输入调节指令通过ARM芯片网络管理控制器将控制信号送到衰减控制电路和均衡控制电路，衰减控制电路、均衡控制电路、电平检波电路信号输出到ARM芯片网络管理控制器，ARM芯片网络管理控制器输出数据送显示电路显示，同时ARM芯片网络管理控制器通过以太网与电脑通讯，电源模块给各个电路芯片供电。

2.一种低功耗网络型光接收机控制方法，包括低功耗网络型光接收机，其特征在于，具体包括如下步骤:

1）ARM芯片网络控制器进行开始自检，采集光电转换电路转换的电信号；

2）当采集到的光功率X在-8dBm～+2dBm之间时，ARM芯片进入自动控制状态，输出控制信号到自动控制电路，自动控制电路控制第一放大电路增益，使得输出Y=16-2X，同时显示模块实时显示光功率；

3）当采集到的光功率小于1等于-8dBm，显示光过低并声光报警，ARM芯片网络控制器不对自动控制电路输出电平控制信号；

4)当输入光大于等于+2dBm时，ARM芯片网络控制器对自动控制电路输出电平控制信号Y=20，光显示过高并且声光报警；

5)按键电路手动调整，每按一下以0.5db步进数字控制控制和调节衰减控制电路和均衡控制电路，实时采集各个工作芯片的工作电压，对供电电压产生了偏移时，产生告警；

6）ARM芯片网络管理控制器将控制参数和采集数据通过以太网发送到管理电脑。