CN112073122A - 智能电网光通讯模块 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种智能电网光通讯模块，包括光信号接收单元、电源处理单元、控制单元和光信号发射单元；光信号接收单元用于利用ROSA将光信号转换为电信号；控制单元用于对光信号接收单元输出的电压信号幅度进行实时监控，将电压信号输出到客户端连接器，并利用光功率监测与控制电路对光信号发射单元的发射功率进行实时监测和控制；光信号发射单元用于利用TOSA将客户端连接器输入的电信号转换为光信号，发射出激光，并将发射的光信号功率信息反馈给控制单元；电源处理单元用于将客户端连接器输入的电能向光信号接收单元和控制单元输送。本发明可实现光模块实时监控功能与接收电信号幅度检测功能，可符合智能电网应用智能光模块要求。
Description
技术领域
本发明涉及于智能电网领域，具体涉及一种智能电网光通讯模块。
背景技术
如图1所示，现有的光模块存在以下的问题和缺点：1、产品没有I2C通讯端口，无法进行在线维护或远程工作情况检测；2、产品维护不方便，无法进行软件升级或定制化信息监控与设备接网。3、无法检测链路的使用情况与远距离传输后接收信号的衰减幅度情况。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种智能电网光通讯模块。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
智能电网光通讯模块，包括光信号接收单元、电源处理单元、控制单元和光信号发射单元；
所述光信号接收单元用于利用ROSA将光信号转换为电信号，并采用高速比较器将ROSA转换的电信号进行放大整型处理，转换为与客户端匹配的电信号输出到客户端连接器，并将发射的电信号电压强度信息反馈给控制单元；
所述控制单元用于对光信号接收单元输出的电压信号幅度进行实时监控，对电压信号进行采样处理后，将电压信号输出到客户端连接器，并利用光功率监测与控制电路对光信号发射单元的发射功率进行实时监测和控制；
光信号发射单元用于利用TOSA将客户端连接器输入的电信号转换为光信号，发射出激光，并将发射的光信号功率信息反馈给控制单元；
所述电源处理单元用于将客户端连接器输入的电能向光信号接收单元和控制单元输送。
进一步的，所述高速比较器为带有轨到轨特性的高速比较器。
进一步的，所述控制单元包括控制器和接收信号幅度检测电路，所述接收信号幅度检测电路用于对光信号接收单元输出的电压信号幅度进行实时监测。
进一步的，所述控制器自带温度传感器与电压基准源，所述控制器能对产品工作温度与工作电压进行监控。
进一步的，所述电源处理单元采用低压差的LDO芯片。
进一步的，所述控制器为单片机。
本发明的有益效果为：本发明采用的单片机集合专用驱动器与高速比较器，通过I2C通讯总线，实现光模块实时监控功能与接收电信号幅度检测功能，真正意义上符合智能电网应用智能光模块要求。本发明通过I2C通讯总线可对单片机进行软件编程，通过单片机与外协集成芯片控制模块发射光功率的大小，并进行发射光功率与发射电流的监控；通过单片机与外围的RSSI电路，可实现接收信号幅度衰减检测功能，单片机自带温度传感器与电压基准源，通过软件编程可实现产品工作温度与工作电压监控功能，采用LDO芯片，保证单片机稳定工作，通过I2C通讯端口进行模块智能化控制。
附图说明
图1为现有技术的原理框图；
图2为本发明的原理框图；
图3为本发明的电路连接图；
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图2-3所示，智能电网光通讯模块，包括光信号接收单元、电源处理单元、控制单元和光信号发射单元；
所述光信号接收单元用于利用ROSA将光信号转换为电信号，并采用高速比较器将ROSA转换的电信号进行放大整型处理，转换为与客户端匹配的电信号输出到客户端连接器，并将发射的电信号电压强度信息反馈给控制单元；
所述控制单元用于对光信号接收单元输出的电压信号幅度进行实时监控，对电压信号进行采样处理后，将电压信号输出到客户端连接器，并利用光功率监测与控制电路对光信号发射单元的发射功率进行实时监测和控制；
光信号发射单元用于利用TOSA将客户端连接器输入的电信号转换为光信号，发射出激光，并将发射的光信号功率信息反馈给控制单元；
所述电源处理单元用于将客户端连接器输入的电能向光信号接收单元和控制单元输送。
作为一种实施方式，所述高速比较器为带有轨到轨特性的高速比较器。
作为一种实施方式，所述控制单元包括控制器和接收信号幅度检测电路，所述接收信号幅度检测电路用于对光信号接收单元输出的电压信号幅度进行实时监测。
作为一种实施方式，所述控制器自带温度传感器与电压基准源，所述控制器能对产品工作温度与工作电压进行监控。
作为一种实施方式，所述电源处理单元采用低压差的LDO芯片。
作为一种实施方式，所述控制器为单片机。
实施例1
光信号发射单元：采用带有真值表特性的高速逻辑芯片驱动TOSA1激光器二极管发光，从TOSA1的PD-管脚采集电压，通过电阻分压后与单片机的APC SET管脚相连接，达到软件调试与监控发射光功率与发射电流的目的。
电源处理电路：采用低压差的LDO芯片，保证单片机与信号接收单元电源稳定，无纹波干扰。
光信号接收单元：采用带有轨到轨特性的高速比较器，将通过ROSA转换的电信号进行放大整型处理，转换为与客户端匹配的电信号输出到客户端电路。
接收信号幅度检测电路：通过ROSA1探测器的MON管脚，见接收到的光电流通过接收电压幅度检测芯片转化为电压信号输出给单片机，通过单片机采样处理后，输出稳定的电压信号给客户端电路。
单片机控制电路：采用Silicon labs公司EFM8 Laser Bee Family的单片机，通过I2C通讯总线，进行软件底层firmware编程，进行程序开发，实现光模块实时监控功能与接收电信号幅度检测功能，真正意义上符合智能电网应用智能光模块要求。
通过合理化的PCB布局与布线，软件与硬件电路高度集合，满足100M智能光模块的功能需求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.智能电网光通讯模块，其特征在于，包括光信号接收单元、电源处理单元、控制单元和光信号发射单元；
所述光信号接收单元用于利用ROSA将光信号转换为电信号，并采用高速比较器将ROSA转换的电信号进行放大整型处理，转换为与客户端匹配的电信号输出到客户端连接器，并将发射的电信号电压强度信息反馈给控制单元；
所述控制单元用于对光信号接收单元输出的电压信号幅度进行实时监控，对电压信号进行采样处理后，将电压信号输出到客户端连接器，并利用光功率监测与控制电路对光信号发射单元的发射功率进行实时监测和控制；
光信号发射单元用于利用TOSA将客户端连接器输入的电信号转换为光信号，发射出激光，并将发射的光信号功率信息反馈给控制单元；
所述电源处理单元用于将客户端连接器输入的电能向光信号接收单元和控制单元输送。
2.根据权利要求1所述的智能电网光通讯模块，其特征在于，所述高速比较器为带有轨到轨特性的高速比较器。
3.根据权利要求1所述的智能电网光通讯模块，其特征在于，所述控制单元包括控制器和接收信号幅度检测电路，所述接收信号幅度检测电路用于对光信号接收单元输出的电压信号幅度进行实时监测。
4.根据权利要求3所述的智能电网光通讯模块，其特征在于，所述控制器自带温度传感器与电压基准源，所述控制器能对产品工作温度与工作电压进行监控。
5.根据权利要求1所述的智能电网光通讯模块，其特征在于，所述电源处理单元采用低压差的LDO芯片。
6.根据权利要求3所述的智能电网光通讯模块，其特征在于，所述控制器为单片机。
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