CN105812755A - 视频信号和数字信号同时传输实时监控系统及工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种视频信号和数字信号同时传输实时监控系统及工作方法。所述系统包括光接收机和ONU，光接收机包含设置有AGC的放大电路、波分复用器、增益控制芯片，所述ONU包含EPON芯片、BOSA光器件；所述增益控制芯片与波分复用器、放大电路中的AGC电路分别连接，所述EPON芯片与增益控制芯片、外界的OLT分别通信连接；所述波分复用器与ONU的BOSA光器件通信连接。本发明利用了旧网络的现有视频光纤网络，将单一的视频网络向视频+数字网络的IP化全业务网络的全面升级，并在升级的同时，减少了升级成本、施工难度，提高了升级效率；能够实现对光接收机状态的实时采集，并能够进行远程参数调控。

Description

视频信号和数字信号同时传输实时监控系统及工作方法

技术领域

本发明属于光传输技术领域，尤其涉及到一种视频信号和数字信号同时传输实时监控系统及工作方法。

背景技术

在三网融合大背景下，有线电视网络面临着巨大的挑战，特别是旧城网络、城乡网络使用什么样的技术进行改造升级面临着诸多问题和压力。未来的网络发展趋势也要求，下一代的网络设备应该是IP化全业务的网络。目前许多旧城网络、城乡网络虽然已经采用了光纤到户，并通过光接收机实现电视视频接收，但这种方式只能解决数字电视信号的接收，并且这种视频传输网络不能远程控制，也不能实现实时参数调整，而数据信号则需要通过额外的网线、光纤重新布线入户才能实现上网。部分农村乡镇更是没有实现数字电视和数据网络的接入，若按照传统方式采用同轴线布线入户或者双光纤入户则会增加组网成本。

怎样在旧城网络基础上低成本、高效率、低难度地实现旧网络的改造升级，怎样将数字电视网络和数据网络同时接入乡镇农村，已成为广电行业一个迫切需要解决的问题。

发明内容

为了解决广电视频网络向视频网络+数字IP化全业务网络升级的技术问题，并实现视频网络远程实时监控和参数调整，本发明提供了一种视频信号和数字信号同时传输实时监控系统及工作方法。

所述系统包括光接收机和ONU，光接收机包含设置有AGC电路的放大电路、波分复用器、增益控制芯片，所述ONU包含EPON芯片、BOSA光器件；所述增益控制芯片与波分复用器、放大电路中的AGC电路分别连接，所述监控芯片与增益控制芯片、外界的OLT分别通信连接；所述波分复用器与ONU的BOSA芯片通信连接。

所述波分复用器接收光纤信号，并将承载视频信号的波长进行透传，将承载ONU数字信号的波长反射传播到BOSA光器件。

所述放大电路用于根据增益控制芯片的控制对波分复用器透传的视频信号进行相关处理。

增益控制芯片用于进行波分复用器正极的电平采样，根据采样结果控制光接收机的放大电路增益使得光接收机在可用输入光功率范围内具有恒定的射频输出功率，且接受监控芯片的升级。

EPON芯片用于通过增益控制芯片实时查看光接收机的输入光功率大小以及对应的AGC控制情况，将AGC工作情况上传到OLT,并根据使用环境的需要实时远程调整射频功率输出大小，以及实现对增益控制芯片的程序升级。

进一步的，波分复用器的工作波长为1550nm、1310nm和1490nm，1550nm波长承载视频信号、1310nm波长和1490nm波长承载ONU数字信号。

进一步的，所述增益控制芯片型号为STM32F030F4P6。

进一步的，所述EPON芯片型号为CS8032。

进一步的，STM32F030F4P6、CS8032均设置有I2C总线，STM32F030F4P6、CS8032通过I2C总线连接，CS8032的I2C总线配置为主模式，STM32F030F4P6的I2C总线配置为从模式。

进一步的，STM32F030F4P6仿真调试口连接到CS8032的GPIO口。

上述视频信号和数字信号同时传输实时监控系统的工作方法，包括如下步骤：

步骤一：实时监控系统收到外界光纤中同时传输过来的视频信号和数字信号。

步骤二：波分复用器对承载视频信号的波长进行透传，对承载数字信号的波长进行反射，反射波进入波分复用器反射端光纤并将信号送入ONU的BOSA光器件。

步骤三：放大电路对视频信号进行相关处理，ONU的EPON芯片对数字信号进行相关处理。

步骤四：增益控制芯片对波分复用器的正极进行电平采样。

步骤四：增益控制芯片根据电平采样值判断是否需要对放大电路增益参数进行调整，如需要则进行相关调整。

步骤五：监控芯片循环通过增益控制芯片读取光接收机光功率大小以及光功率变化情况并上报OLT，判断是否需要调整光接收机的参数，如需要则进行相关处理。

本发明的有益效果为：

本发明利用了旧网络的现有视频光纤网络，将单一的视频网络向视频+数字网络的IP化全业务网络的全面升级，并在升级的同时，减少了升级成本、施工难度，提高了升级效率；能够实现对光接收机状态的实时采集，并能够进行远程参数调控。

附图说明

图1为本发明所述系统的结构示意图。

图2为本发明所述系统的视频信号流与数据信号流传输示意图。

图3为远程控制增益示意图。

具体实施方式

本发明的设计构思为：将传统的光接收机和ONU合二为一，光接收机和ONU之间通过I2C总线进行连接，ONU可实时地采集光接收机输入光功率大小、AGC控制电平大小，判断和控制光接收机的实时动态，实现对视频网络的实时控制和远程参数更改，并利用旧网络的现有光纤网络实现旧网络从纯视频网络升级到视频网络+数字网络的组网模式。

下面对所述系统进行详细说明。

如图1所示，所述系统包括光接收机和ONU。所述光接收机设置有AGC的放大电路、波分复用器、增益控制芯片，所述ONU设置有EPON芯片、BOSA光器件；所述增益控制芯片与波分复用器、放大电路中的AGC电路分别连接，所述EPON芯片与增益控制芯片、外界的OLT分别通信连接；所述波分复用器与ONU的BOSA芯片通信连接。

所述放大电路包括一级放大电路、二级放大电路、三级放大电路。本实施例中，一级和二级放大采用MAAM-010333芯片，并拥有增益自动控制，第三级放大采用16dBm增益视频放大芯片7460。

所述波分复用器（WDM）用于接收光纤信号，工作波长为1550nm、1310nm和1490nm，波分复用器对承载视频信号1550nm波长进行透传，承载ONU数子信号的1310nm和1490nm波长则通过反射进入反射端光纤并将信号送入BOSA光器件，并由BOSA光器件将光纤信号转换为EPON芯片所需电信号（如图2所示）。优选的，本发明将视频部分的信号和数字部分信号通过磁珠完全独立，避免了数字部分对光接收机视频部分的干扰。

增益控制芯片用于进行波分复用器正极的电平采样，根据采样结果控制光接收机的放大增益使得光接收机在可用输入光功率范围内具有恒定的视频输出功率。本实施例采用STM32F030F4P6，其带有I2C总线以及多个可复用为GPIO的ADC接口。STM32F030F4P6在WDM的正极进行电平采样，WDM导通情况与输入光功率大小相关，当输入光功率变大，对应电流变大，采样点的电压变大，射频输出功率也随之变大，为了使光接收机在可用输入光功率范围内有恒定不变的射频输出功率，必须将放大器增益降低，即降低AGC控制电平。当输入光功率变小时，对应电流变小，采样点的电压变小，射频输出功率也随之变小，为了使光接收机在可用输入光功率范围内有恒定不变的射频输出功率，必须将放大器增益增加，即提高AGC控制电平。

更详细的，STM32F030F4P6的控制原理为：STM32F030F4P6对光输入信号功率信号进行电平模拟采集，通过STM32F030F4P6的ADC接口将模拟转换为数字信号，并与STM32F030F4P6中事先设定的查找列表进行对比查找，计算出光功率大小。在STM32F030F4P6对光功率电平采样、模数转换、查找列表计算出光功率大小后，通过STM32F030F4P6的IO口输出PWM，PWM波信号经过RC电路平滑后形成形成MAAM-010333芯片AGC自动增益控制信号，用以调节MAAM-010333增益大小，使光接收机在光功率在产品承受范围内波动时，光接收机的射频输出值保持恒定。

EPON芯片用于通过增益控制芯片实时查看光接收机的输入光功率大小以及对应的AGC控制情况，将AGC工作情况上传到OLT,并根据使用环境的需要实时远程调整射频功率输出大小，以及实现对增益控制芯片的程序升级（如图3所示OLT将相关的升级信息或者控制信息传输到ONU的EPON芯片中，EPON实现对增益控制芯片的控制或升级）。本实施例中监控芯片为EPON芯片型号为CS8032，其带有I2C总线，SPI总线，多个GPIO接口。STM32F030F4P6仿真调试口连接在CS8032的GPIO口上，用于实现CS8032升级STM32F030F4P6程序。SWCLK/SWD连接到ONU主芯片CS8032GPIO上，可以通过CS8032GPIO模拟调试器输出，实现CS8032重新加载程序到STM32F030F4P6，实现光接收机的远程软件升级。

下面对本发明的工作步骤进行说明。

步骤一：光接收机收到外界光纤中同时传输过来的视频信号和数字信号；

步骤二：波分复用器对承载视频信号的波长进行透传，对承载ONU数字信号的波长进行反射，反射波进入波分复用器反射端光纤并将信号送入ONU的BOSA光器件；

步骤三：放大电路对视频信号进行相关处理，ONU对数字信号进行相关处理；

步骤四：增益控制芯片对波分复用器的正极进行电平采样；

步骤四：增益控制芯片根据电平采样值判断是否需要对放大电路增益参数进行修改，如需要则进行相关调整；

步骤五：EPON芯片循环通过增益控制芯片读取光接收机光功率大小以及光功率变化情况并上报OLT，判断是否需要调整光接收机的参数，如需要则进行相关处理。

当然，应该理解，上述步骤仅仅是为了便于理解本系统，其步骤顺序并不局限，只要能实现本发明的目的即可。

Claims (7)

1.视频信号和数字信号同时传输实时监控系统，其特征在于，包括光接收机和ONU，光接收机包含设置有AGC电路的放大电路、波分复用器、增益控制芯片，所述ONU包含EPON芯片、BOSA光器件；所述增益控制芯片与波分复用器、放大电路中的AGC电路分别连接，所述监控芯片与增益控制芯片、外界的OLT分别通信连接；所述波分复用器与ONU的BOSA芯片通信连接；

所述波分复用器对承载视频信号的波长进行透传，对承载数字信号的波长进行反射，反射波进入波分复用器反射端光纤并将信号送入ONU的BOSA光器件；

所述放大电路用于根据增益控制芯片的控制对波分复用器透传的视频信号进行相关处理；

增益控制芯片用于进行波分复用器正极的电平采样，根据采样结果控制光接收机的放大电路增益使得光接收机在可用输入光功率范围内具有恒定的射频输出功率，且接受监控芯片的升级；

EPON芯片用于通过增益控制芯片实时查看光接收机的输入光功率大小以及对应的AGC控制情况，将AGC工作情况上传到OLT,并根据使用环境的需要实时远程调整射频功率输出大小，以及实现对增益控制芯片的程序升级。

2.如权利要求1所述的视频信号和数字信号同时传输实时监控系统，其特征在于，波分复用器工作波长为1550nm、1310nm和1490nm，1550nm波长承载视频信号、1310nm波长和1490nm波长承载ONU数字信号。

3.如权利要求1所述的视频信号和数字信号同时传输实时监控系统，其特征在于，所述增益控制芯片型号为STM32F030F4P6。

4.如权利要求3所述的视频信号和数字信号同时传输实时监控系统，其特征在于，所述EPON芯片型号为CS8032。

5.如权利要求4所述的视频信号和数字信号同时传输实时监控系统，其特征在于，STM32F030F4P6、CS8032均设置有I2C总线，STM32F030F4P6、CS8032通过I2C总线连接，CS8032的I2C总线配置为主模式，STM32F030F4P6的I2C总线配置为从模式。

6.如权利要求1所述的视频信号和数字信号同时传输实时监控系统，其特征在于，STM32F030F4P6仿真调试口连接到CS8032的GPIO口。

7.如权利要求1至6任一项所述的视频信号和数字信号同时传输实时监控系统的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：实时监控系统收到外界光纤中同时传输过来的视频信号和数字信号；

步骤二：波分复用器对承载视频信号的波长进行透传，对承载数字信号的波长进行反射，反射波进入波分复用器反射端光纤并将信号送入ONU的BOSA光器件；

步骤三：放大电路对视频信号进行相关处理，ONU的EPON芯片对数字信号进行相关处理；

步骤四：增益控制芯片对波分复用器的正极进行电平采样；

步骤四：增益控制芯片根据电平采样值判断是否需要对放大电路增益参数进行调整，如需要则进行相关调整；

步骤五：监控芯片循环通过增益控制芯片读取光接收机光功率大小以及光功率变化情况并上报OLT，判断是否需要调整光接收机的参数，如需要则进行相关处理。