CN105071864A - 带射频检测功能的光纤放大器 - Google Patents

Abstract

一种带射频检测功能的光纤放大器，属于光纤通信技术领域。包括光纤放大单元和MCU处理器单元，在光纤放大单元的输入侧设有第一光分路器、第一光电探测器以及第一运算放大单元，在光纤放大单元的输出侧设有第二光分路器、第二光电探测器以及第二运算放大单元，还包括第一射频信号处理单元和第二射频信号处理单元，第一射频信号处理单元分别与第一光电探测器以及MCU处理器单元连接，第二射频信号处理单元分别与第二光电探测器以及MCU处理器单元连接。优点：能解决没有射频信号时光纤放大器仍会打开激光器并开始工作的问题，可以延长激光器及整机的使用寿命；能分别将输入、输出侧射频信号以射频方式直接输出，用于本地实时监测或其他用途。

Description

带射频检测功能的光纤放大器

技术领域

本发明属于光纤通信技术领域，具体涉及一种带射频检测功能的光纤放大器，尤其涉及光纤放大器的输入/输出光信号功率检测及光信号内的射频信号检测的处理，应用于有线电视网络中的光纤放大器电路。

背景技术

随着广电双向网络改造的深入推进、三网融合的快速发展以及光纤技术的进一步前移，目前国内很多城市都实现了FTTB（英文全称为：FibertoTheBuilding，中文名称为：光纤到楼）和FTTH（英文全称：FiberToTheHome，中文名称为：光纤到户）的入户方案。在光的长距离传输中，由于受发射功率、接收机灵敏度以及光纤线路损耗衰减等因素的影响和限制，光脉冲从光发射机输出经光纤传输一定距离后，其幅度会受到衰减，波形也会出现失真，因此，要进行长距离的光信号传输，需要在光信号传输一定距离后加入放大器，以放大提升光信号功率。光纤放大器由于具有将光信号直接放大的优越性能而在光通信领域得到越来越广泛的应用。在广电双向网络的很多方案中，有线电视下行信号的传输都采用了1550nm光发射机+光纤放大器+光分路器+光接收机的方式，由此能避开PON（英文名称为：PassiveOpticalNetwork，中文名称为：无源光纤网络）数据网的上下行1310/1490nm长的光波，与此相对应地，目前1550nm光纤放大器的需求量正不断增加。

在现有技术中，大部分设备生产商的光纤放大器都会对输入/输出光信号的功率进行检测，并将测得的数据作为工作状态的实时监测参数，该数据还可能用于光纤放大器控制功能的输入参数。一般情况下，当检测到输入光信号的功率在光纤放大器的允许输入范围以内时，光纤放大器将打开激光器并进入正常工作状态；当检测到没有输入光信号功率，或光信号功率在光纤放大器的允许输入范围以外时，光纤放大器将关闭激光器，使设备处于待机状态。

常规光纤放大器的原理框图如图1所示。该常规光纤放大器在输入端依次设有第一光分路器2A、第一光电探测器3A以及第一运算放大单元4A，而在输出端依次设有第二光分路器2B、第二光电探测器3B以及第二运算放大单元4B。所述的第一光分路器2A、第二光分路器2B分别将分路光信号送入第一光电探测器3A、第二光电探测器3B，所述的第一光电探测器3A、第二光电探测器3B测得光功率检测电压值，再分别经第一运算放大单元4A、第二运算放大单元4B放大后送入MCU处理器单元5，所述的MCU处理器单元5对两路检测电压值进行判断，并根据判断结果对光纤放大单元1进行控制。在上述方案中，如果光纤放大器的输入光信号的功率正常，但是因前端射频网络异常而导致输入光信号内并没有射频信号时，光纤放大器依旧会打开激光器并开始正常工作，此时，光纤放大器的工作实际上是没有任何意义，后级光接收机并不能得到任何有用的射频信号用以提供给用户。

鉴于上述已有技术，有必要对现有的光纤放大器的结构加以改进，为此，本申请人作了有益的设计，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带射频检测功能的光纤放大器，能解决没有射频信号时光纤放大器仍会打开激光器并开始工作的问题，可以延长激光器及整机的使用寿命。

本发明的目的是这样来达到的，一种带射频检测功能的光纤放大器，包括光纤放大单元和MCU处理器单元，在所述的光纤放大单元的输入侧设有第一光分路器、第一光电探测器以及第一运算放大单元，在光纤放大单元的输出侧设有第二光分路器、第二光电探测器以及第二运算放大单元，所述的第一光分路器输入光信号，第一光分路器分别与第一光电探测器以及光纤放大单元连接，第一光电探测器连接第一运算放大单元，所述的第二光分路器输出光信号，第二光分路器分别与第二光电探测器以及光纤放大单元连接，第二光电探测器连接第二运算放大单元,第一运算放大单元和第二运算放大单元分别连接MCU处理器单元，其特征在于：还包括第一射频信号处理单元和第二射频信号处理单元，所述的第一射频信号处理单元分别与第一光电探测器以及MCU处理器单元连接，所述的第二射频信号处理单元分别与第二光电探测器以及MCU处理器单元连接。

在本发明的一个具体的实施例中，所述的第一射频信号处理单元包括射频检测单元，所述的射频检测单元分别与所述的第一光电探测器以及MCU处理器单元连接。

在本发明的另一个具体的实施例中，所述的第一射频信号处理单元还包括射频放大单元和运算放大单元，所述的射频放大单元分别与所述的第一光电探测器以及射频检测单元连接，射频检测单元连接运算放大单元，运算放大单元连接所述的MCU处理器单元。

在本发明的又一个具体的实施例中，所述的射频检测单元包括电感L、二极管D、电阻R以及电容C，所述的电感L的一端连接所述的第一光电探测器，电感L的中间抽头连接二极管D的正极，二极管D的负极与电阻R的一端以及电容C的一端连接，并共同连接所述的MCU处理器单元，电感L的另一端、电阻R的另一端以及电容C的另一端共同接地。

在本发明的再一个具体的实施例中，所述的第二射频信号处理单元的结构与所述的第一射频信号处理单元的结构相同。

本发明由于采用了上述结构，与现有技术相比，具有的有益效果是：所述的第一、第二射频信号处理单元可以分别对光纤放大器的输入、输出侧光信号内的射频信号进行检测，如果光纤放大器的输入光信号的功率正常，但是因前端射频网络异常而导致输入光信号内并没有射频信号时，MCU处理器单元会判断射频信号的射频检测电压值异常而关闭激光器，使设备处于待机状态，由此可以延长光纤放大器的激光器及整机的使用寿命；第一、第二射频信号处理单元还可以分别将输入、输出侧射频信号以射频方式直接输出，用于本地实时监测或其他用途。

附图说明

图1为常规光纤放大器的原理框图。

图2为本发明所述的光纤放大器的原理框图。

图3为本发明所述的第一射频信号处理单元的原理框图。

图4为本发明所述的射频检测单元的电原理图。

具体实施方式

为了使公众能充分了解本发明的技术实质和有益效果，申请人将在下面结合附图对本发明的具体实施方式详细描述，但申请人对实施例的描述不是对技术方案的限制，任何依据本发明构思作形式而非实质的变化都应当视为本发明的保护范围。

请参阅图2，一种带射频检测功能的光纤放大器，包括光纤放大单元1和MCU处理器单元5，在所述的光纤放大单元1的输入侧设有第一光分路器2A、第一光电探测器3A以及第一运算放大单元4A，在光纤放大单元1的输出侧设有第二光分路器2B、第二光电探测器3B以及第二运算放大单元4B。所述的第一光分路器2A分别与第一光电探测器3A以及光纤放大单元1连接，第一光电探测器3A连接第一运算放大单元4A，所述的第二光分路器2B分别与第二光电探测器3B以及光纤放大单元1连接，第二光电探测器3B连接第二运算放大单元4B,第一运算放大单元4A和第二运算放大单元4B分别连接MCU处理器单元5。所述的光纤放大器还包括第一射频信号处理单元6A和第二射频信号处理单元6B，所述的第一射频信号处理单元6A分别与第一光电探测器3A和MCU处理器单元5连接，所述的第二射频信号处理单元6B分别与第二光电探测器3B和MCU处理器单元5连接。

所述的第一光分路器2A的输入端作为该光纤放大器的输入端连接输入光信号，输入光信号由第一光分路器2A分为两路。一路经光纤放大单元1输入第二光分路器2B，第二光分路器2B的一输出端作为光纤放大器的输出端输出光信号；另一路输入第一光电探测器3A，第一光电探测器3A将测得的该输入分路光信号的光功率检测电压值传送给第一运算放大单元4A，由第一运算放大单元4A放大后输入给MCU处理器单元5。第二光分路器2B的另一输出端向第二光电探测器3B提供一输出分量光信号，第二光电探测器3B将测得的该输出分量光信号的光功率检测电压值传送给第二运算放大单元4B，由第二运算放大单元4B放大后输入给MCU处理器单元5。另一方面，第一光电探测器3A向第一射频信号处理单元6A输出一输入端射频检测信号，第一射频信号处理单元6A将得到的输入端射频检测信号的射频检测电压值输出给MCU处理器单元5；与此类似，第二光电探测器3B向第二射频信号处理单元6B输出一输出端射频检测信号，第二射频信号处理单元6B将得到的输出端射频检测信号的射频检测电压值输出给MCU处理器单元5。MCU处理器单元5分别对射频检测电压值以及原有的光功率检测电压值进行判断，并根据判断结果对光纤放大单元1实施相应的控制。如果光纤放大器的输入光信号的功率正常，但是因前端射频网络异常而导致输入光信号内并没有射频信号时，MCU处理器单元5会判断射频检测电压值异常而关闭激光器，使设备处于待机状态，由此可以延长光纤放大器的激光器及整机的使用寿命。另外，第一射频信号处理单元6A、第二射频信号处理单元6B还分别将输入、输出端射频信号以射频方式直接输出，用于本地实时监测或其他用途。

请参阅图3并结合图2，所述的第一射频信号处理单元6A包括射频放大单元7、射频检测单元8以及运算放大单元9，所述的射频放大单元7分别与所述的第一光电探测器3A以及射频检测单元8连接，射频检测单元8连接运算放大单元9，运算放大单元9连接所述的MCU处理器单元5。

请参阅图4，在本实施例中，所述的射频检测单元8包括电感L、二极管D、电阻R以及电容C，其中，所述的电感L为射频匹配线圈，所述的二极管D为射频检波二极管，所述的电阻R为负载电阻，所述的电容C为滤波电容。电感L的一端连接所述的第一光电探测器3A，电感L的中间抽头连接二极管D的正极，二极管D的负极与电阻R的一端以及电容C的一端连接，并共同连接所述的MCU处理器单元5，电感L的另一端、电阻R的另一端以及电容C的另一端共同接地。射频检测信号经电感L后输入至二极管D，得到一检测电压值。所述的射频检测电路8并不限于上述结构，也可通过其他类似电路或专用芯片实现。

请继续参阅图2～图4，所述的第一光电探测器3A向射频放大单元7输出射频检测信号，射频放大单元7将射频检测信号放大至合适的信号强度后，再经射频检测单元8得到射频检测电压值，该射频检测电压值送入运算放大单元9，由运算放大单元9放大至合适的幅度后输入给MCU处理器单元5。同时，射频放大单元7还可直接输出射频信号，用于本地实时监测或其他用途。另外，如果第一光电探测器3A输出的射频检测信号的强度较大，使得射频检测信号及射频检测电压值适合于后级处理，则可以省略射频放大单元7和运算放大单元9。在本实施例中，由于所述的第二射频信号处理单元6B的结构与所述的第一射频信号处理单元6A的结构相同，因此省略对其工作原理的说明。

Claims (5)

1.一种带射频检测功能的光纤放大器，包括光纤放大单元(1)和MCU处理器单元(5)，在所述的光纤放大单元(1)的输入侧设有第一光分路器(2A)、第一光电探测器(3A)以及第一运算放大单元(4A)，在光纤放大单元(1)的输出侧设有第二光分路器(2B)、第二光电探测器(3B)以及第二运算放大单元(4B)，所述的第一光分路器(2A)输入光信号，第一光分路器(2A)分别与第一光电探测器(3A)以及光纤放大单元(1)连接，第一光电探测器(3A)连接第一运算放大单元(4A)，所述的第二光分路器(2B)输出光信号，第二光分路器(2B)分别与第二光电探测器(3B)以及光纤放大单元(1)连接，第二光电探测器(3B)连接第二运算放大单元(4B),第一运算放大单元(4A)和第二运算放大单元(4B)分别连接MCU处理器单元(5)，其特征在于：还包括第一射频信号处理单元(6A)和第二射频信号处理单元(6B)，所述的第一射频信号处理单元(6A)分别与第一光电探测器(3A)以及MCU处理器单元(5)连接，所述的第二射频信号处理单元(6B)分别与第二光电探测器(3B)以及MCU处理器单元(5)连接。

2.根据权利要求1所述的带射频检测功能的光纤放大器，其特征在于所述的第一射频信号处理单元(6A)包括射频检测单元(8)，所述的射频检测单元(8)分别与所述的第一光电探测器(3A)以及MCU处理器单元(5)连接。

3.根据权利要求2所述的带射频检测功能的光纤放大器，其特征在于所述的第一射频信号处理单元(6A)还包括射频放大单元(7)和运算放大单元(9)，所述的射频放大单元(7)分别与所述的第一光电探测器(3A)以及射频检测单元(8)连接，射频检测单元(8)连接运算放大单元(9)，运算放大单元(9)连接所述的MCU处理器单元(5)。

4.根据权利要求2所述的带射频检测功能的光纤放大器，其特征在于所述的射频检测单元(8)包括电感L、二极管D、电阻R以及电容C，所述的电感L的一端连接所述的第一光电探测器(3A)，电感L的中间抽头连接二极管D的正极，二极管D的负极与电阻R的一端以及电容C的一端连接，并共同连接所述的MCU处理器单元(5)，电感L的另一端、电阻R的另一端以及电容C的另一端共同接地。

5.根据权利要求1所述的带射频检测功能的光纤放大器，其特征在于所述的第二射频信号处理单元(6B)的结构与所述的第一射频信号处理单元(6A)的结构相同。