CN113922872A - 一种应用基于5g传输的光调幅解波系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及5G前传半有源可解调顶系统技术领域，具体涉及一种应用基于5G传输的光调幅解波系统，包括背板连接器、网管系统、微控制单元和光纤保护模块，包括：背板连接器用于连接单板和背板，且单板与背板之间成90°垂直结构，并传递高速差分信号、单端信号以及传递大电流；由网络管理站、被管代理、网管协议及网管信息库组成的网管系统；本发明中，应用5G前传半有源可解调顶的新系统，通过光纤线路经过光纤分路器，分光3%接入光探头，检测光强弱，且通过前置放大器输入模数转换器经过处理器计算出光纤线路的光功率，实现光功率实时监测的功能，当处理器检测到主用线路发生故障时，立刻检测备用线路的状态。
Description
技术领域
本发明涉及5G前传半有源可解调顶系统技术领域，具体涉及一种应用基于5G传输的光调幅解波系统。
背景技术
5G作为新一代移动通信技术，具有大带宽，低时延和海量连接等特点.5G可为用户带来革命性的业务体验，也能开发新型商业模式，为通信运营商提供持续增长的新动力。如今有适用于单通路速率为10Gbit/s和25Gbit/s，通路数量最大为12/20/40波的具备端口波长无关特性的波长自适应城域接入型WDM系统，可应用于移动前传和专线接入等场景。OAM功能支持OpenWDM设备、 模块和光路的端到端监控、管理。OpenWDM OAM架构分为物理层、链路层和OAM业务层。OAM物理层位于链路层和光层之间，实现OAM数据的物理层处理，包括物理层编解码和物理层的调制解调，然后进入光层传输。OAM物理层包括2个子层，OAM调制子层和OAM编码子层。OAM调制子层主要功能是将数字信息调制到光层信号中，并从光层信号中解调出数字信号来，调制机制为调幅机制。在解调时，通过对高低信号判断进行数字解调，也就是调顶。
但是，现有的工作通信光纤线路传输中断或性能劣化到一定程度后，使接收端无法接收到正常的信号，导致网络出现了故障，以至于无法使用的情况。
发明内容
解决的技术问题
针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种应用基于5G传输的光调幅解波系统，解决了工作通信光纤线路传输中断或性能劣化到一定程度后，使接收端无法接收到正常的信号，导致网络出现了故障，以至于无法使用的问题。
技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种应用基于5G传输的光调幅解波系统，包括背板连接器、网管系统、微控制单元和光纤保护模块，其特征在于，包括：
背板连接器用于连接单板和背板，且单板与背板之间成90°垂直结构，并传递高速差分信号、单端信号以及传递大电流；
由网络管理站、被管代理、网管协议及网管信息库组成的网管系统，用于结合软件及硬件并对网络状态进行调整，且与所述背板连接器之间网络连接进行数据交互；
微控制单元用于把中央处理器的频率与规格做适当缩减，并将第一光探头、前置放大器和模数转换器及第二光探头、光电探测器、对数放大芯片和模数转换单元整合至单一芯片上，所述微控制单元与所述背板连接器之间网络连接进行数据交互，并对所述背板连接器进行组合控制；
光纤保护模块用于检测光强弱，可应用光探头经光导纤维传输被保护线路各端的保护信息，且经其框架内的光纤线路经光纤分光器分光并接入光探头；
微控制单元还根据获取的数据流执行数据处理算法后生成相应的控制指令流，通过数字接口实时控制射频信号发生器，射频信号发生器根据收到的数字控制指令实时调节输出射频信号的频率、相位、幅度； 射频信号发生器输出的信号经射频放大器后，对声光调制器进行驱动，完成对激光相位的前馈控制；当激光器输出光为近似线性扫频光时：
其中，
为初始角，
为角频率扫描速率，
表征相位噪声与扫频非线性对
应的光相位变化，A为线性扫频光的振幅，t为时间，光电探测器的两输出信号
与
分别
为：
其中，Gt 、Rp 、I0 分别为光电探测器的跨阻放大系数、光电响应系数、入射光功率；τ=20 ns为光电探测器延时。
更进一步地，所述网络管理站设置有系统共享功能，且管理站驻留至网络管理的服务器上，并对所述网管系统实施管理；
所述被管代理用于对管理站的信息请求和动作请求进行应答，并异步为管理站报告意外事件；
所述网管协议用于定义网络管理者与网管代理间的通信；
所述网管信息库用于存储网络管理信息，且表示被管资源某一方面的数据变量，所述网络管理站与被管代理通过所述网管信息库可共享信息。
更进一步地，所述微控制单元采用ARM架构32位处理器，且半有源可解调顶WDM波分保护系统的控制处理中心。
更进一步地，所述第一光探头与经光纤分路器分光之后的光纤线路接入进行光强弱检测，且通过前置放大器输入模数转换器经过所述微控制单元内的处理器进行计算光纤线路的光功率，以实现光功率实时监测功能；其中，光纤线路分光3%。
更进一步地，所述第二光探头照射光信号经所述光电探测器转换成电信号，并通过所述对数放大芯片将电信号转换成其等效对数值，随后所述模数转换单元通过A/D将对数值转化为数字信号并经微控制单元进行整合。
更进一步地，所述光纤保护模块包括裸纤、粗波分复用器模块、第一光纤适配器和第二光纤适配器和分光器，所述第一光纤适配器、第二光纤适配器、光开关及粗波分复用器模块与分光器之间通过网络连接进行数据交互。
更进一步地，所述粗波分复用器模块用于多路不同波长的光信号复用至一路具有不同波长的光信号，或一路不同波长的光信号解复用至多路不同波长的光信号，且沿着若干根光纤传输。
更进一步地，所述第一光纤适配器为Tx/Rx光纤适配器，用于业务传输的输入输出，所述第一光纤适配器包括COM1适配器和COM2适配器，所述COM1适配器用于主用线路连接端，所述COM2适配器用于备用线路连接端。
更进一步地，所述处理器用于检测主用线路的故障，若检测到故障，所述处理器对备用线路实施状态检测，若备用线路正常，所述处理器驱动所述光开关切换至备用线路，并将光调幅解业务转移到备用线路传输。
更进一步地，所述光开关用于对光传输线路或集成光路中的光信号进行物理切换或逻辑操作，且光开关与分光器及粗波分复用器模块通过有线或无线通信方式连接，所述光开关采用1X2光开关。
有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：
1、本发明中，应用5G前传半有源可解调顶的新系统，通过光纤线路经过光纤分路器，分光3%接入光探头，检测光强弱，且通过前置放大器输入模数转换器经过处理器计算出光纤线路的光功率，实现光功率实时监测的功能。当处理器检测到主用线路发生故障时，立刻检测备用线路的状态，如果备用线路正常，处理器驱动光开关，切换到备用线路，将业务转移到备用线路传输而不会引起业务中断。
2、本发明中，CCWDM将多路不同波长的光信号复用至一路具有不同波长的光信号，或将一路不同波长的光信号解复用至多路不同波长的光信号，沿着多根光纤传输；实现可解调顶是MCU通过光电探测解调顶电路从光层信号中解调出数字信号来，对高低信号判断进行数字解调，解调出来光信号有异常告警、模块状态信息，将模块信息上传到网管显示出来，便于监控系统的实时运行状态。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的CCWDM波分保护系统原理示意图；
图2为本发明的CCWDM波分保护系统应用示意图；
图3为本发明的OAM调顶解调实现示意图；
图4为本发明的调顶系统监控原理示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
本实施例的一种应用基于5G传输的光调幅解波系统，如图1至图4所示，包括背板连接器、网管系统、微控制单元和光纤保护模块，其特征在于，包括：
本实施例背板连接器用于连接单板和背板，且单板与背板之间成90°垂直结构，并传递高速差分信号、单端信号以及传递大电流。
本实施例由网络管理站、被管代理、网管协议及网管信息库组成的网管系统，用于结合软件及硬件并对网络状态进行调整，且与背板连接器之间网络连接进行数据交互。
本实施例微控制单元用于把中央处理器的频率与规格做适当缩减，并将第一光探头、前置放大器和模数转换器及第二光探头、光电探测器、对数放大芯片和模数转换单元整合至单一芯片上，微控制单元与背板连接器之间网络连接进行数据交互，并对背板连接器进行组合控制。
微控制单元还根据获取的数据流执行数据处理算法后生成相应的控制指令流，通过数字接口实时控制射频信号发生器，射频信号发生器根据收到的数字控制指令实时调节输出射频信号的频率、相位、幅度； 射频信号发生器输出的信号经射频放大器后，对声光调制器进行驱动，完成对激光相位的前馈控制；当激光器输出光为近似线性扫频光时：
其中，
为初始角，
为角频率扫描速率，
表征相位噪声与扫频非线性对
应的光相位变化，A为线性扫频光的振幅，t为时间，光电探测器的两输出信号
与
分别
为：
其中，Gt 、Rp 、I0 分别为光电探测器的跨阻放大系数、光电响应系数、入射光功率；τ=20 ns为光电探测器延时。
本实施例光纤保护模块用于检测光强弱，可应用光探头经光导纤维传输被保护线路各端的保护信息，且经其框架内的光纤线路经光纤分光器分光并接入光探头。
本实施例网络管理站设置有系统共享功能，且管理站驻留至网络管理的服务器上，并对网管系统实施管理。
本实施例被管代理用于对管理站的信息请求和动作请求进行应答，并异步为管理站报告意外事件。
本实施例网管协议用于定义网络管理者与网管代理间的通信。
本实施例网管信息库用于存储网络管理信息，且表示被管资源某一方面的数据变量，网络管理站与被管代理通过网管信息库可共享信息
本实施例中，应用5G前传半有源可解调顶的新系统，通过光纤线路经过光纤分路器，分光3%接入光探头，检测光强弱，且通过前置放大器输入模数转换器经过处理器计算出光纤线路的光功率，实现光功率实时监测的功能。当处理器检测到主用线路发生故障时，立刻检测备用线路的状态，如果备用线路正常，处理器驱动光开关，切换到备用线路，将业务转移到备用线路传输而不会引起业务中断。
本实施例中，CCWDM将多路不同波长的光信号复用至一路具有不同波长的光信号，或将一路不同波长的光信号解复用至多路不同波长的光信号，沿着多根光纤传输；实现可解调顶是MCU通过光电探测解调顶电路从光层信号中解调出数字信号来，对高低信号判断进行数字解调，解调出来光信号有异常告警、模块状态信息，将模块信息上传到网管显示出来，便于监控系统的实时运行状态。
实施例2
本实施例的一种应用基于5G传输的光调幅解波系统，如图4所示，其调顶系统监控原理，微控制单元采用ARM架构32位处理器，且半有源可解调顶WDM波分保护系统的控制处理中心。
本实施例第一光探头与经光纤分路器分光之后的光纤线路接入进行光强弱检测，且通过前置放大器输入模数转换器经过微控制单元内的处理器进行计算光纤线路的光功率，以实现光功率实时监测功能；其中，光纤线路分光3%。
本实施例第二光探头照射光信号经光电探测器转换成电信号，并通过对数放大芯片将电信号转换成其等效对数值，随后模数转换单元通过A/D将对数值转化为数字信号并经微控制单元进行整合。
本实施例中，应用5G前传半有源可解调顶的新系统，通过光纤线路经过光纤分路器，分光3%接入光探头，检测光强弱，且通过前置放大器输入模数转换器经过处理器计算出光纤线路的光功率，实现光功率实时监测的功能。当处理器检测到主用线路发生故障时，立刻检测备用线路的状态，如果备用线路正常，处理器驱动光开关，切换到备用线路，将业务转移到备用线路传输而不会引起业务中断。
实施例3
本实施例的一种应用基于5G传输的光调幅解波系统，如图1至图3所示，其CCWDM波分保护系统应用，光纤保护模块包括裸纤、粗波分复用器模块、第一光纤适配器和第二光纤适配器和分光器，第一光纤适配器、第二光纤适配器、光开关及粗波分复用器模块与分光器之间通过网络连接进行数据交互。
本实施例粗波分复用器模块用于多路不同波长的光信号复用至一路具有不同波长的光信号，或一路不同波长的光信号解复用至多路不同波长的光信号，且沿着若干根光纤传输。
本实施例第一光纤适配器为Tx/Rx光纤适配器，用于业务传输的输入输出，第一光纤适配器包括COM1适配器和COM2适配器，COM1适配器用于主用线路连接端，COM2适配器用于备用线路连接端。
本实施例处理器用于检测主用线路的故障，若检测到故障，处理器对备用线路实施状态检测，若备用线路正常，处理器驱动光开关切换至备用线路，并将光调幅解业务转移到备用线路传输。
本实施例光开关用于对光传输线路或集成光路中的光信号进行物理切换或逻辑操作，且光开关与分光器及粗波分复用器模块通过有线或无线通信方式连接，光开关采用1X2光开关。
本发明中，应用5G前传半有源可解调顶的新系统，通过光纤线路经过光纤分路器，分光3%接入光探头，检测光强弱，且通过前置放大器输入模数转换器经过处理器计算出光纤线路的光功率，实现光功率实时监测的功能。当处理器检测到主用线路发生故障时，立刻检测备用线路的状态，如果备用线路正常，处理器驱动光开关，切换到备用线路，将业务转移到备用线路传输而不会引起业务中断。
本发明中，CCWDM将多路不同波长的光信号复用至一路具有不同波长的光信号，或将一路不同波长的光信号解复用至多路不同波长的光信号，沿着多根光纤传输；实现可解调顶是MCU通过光电探测解调顶电路从光层信号中解调出数字信号来，对高低信号判断进行数字解调，解调出来光信号有异常告警、模块状态信息，将模块信息上传到网管显示出来，便于监控系统的实时运行状态。
综上，应用5G前传半有源可解调顶的新系统，通过光纤线路经过光纤分路器，分光3%接入光探头，检测光强弱，且通过前置放大器输入模数转换器经过处理器计算出光纤线路的光功率，实现光功率实时监测的功能。当处理器检测到主用线路发生故障时，立刻检测备用线路的状态，如果备用线路正常，处理器驱动光开关，切换到备用线路，将业务转移到备用线路传输而不会引起业务中断。CCWDM将多路不同波长的光信号复用至一路具有不同波长的光信号，或将一路不同波长的光信号解复用至多路不同波长的光信号，沿着多根光纤传输；实现可解调顶是MCU通过光电探测解调顶电路从光层信号中解调出数字信号来，对高低信号判断进行数字解调，解调出来光信号有异常告警、模块状态信息，将模块信息上传到网管显示出来，便于监控系统的实时运行状态。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种应用基于5G传输的光调幅解波系统，包括背板连接器、网管系统、微控制单元和光纤保护模块，其特征在于，包括：
背板连接器用于连接单板和背板，且单板与背板之间成90°垂直结构，并传递高速差分信号、单端信号以及传递大电流；
由网络管理站、被管代理、网管协议及网管信息库组成的网管系统，用于结合软件及硬件并对网络状态进行调整，且与所述背板连接器之间网络连接进行数据交互；
微控制单元用于把中央处理器的频率与规格做缩减，并将第一光探头、前置放大器和模数转换器及第二光探头、光电探测器、对数放大芯片和模数转换单元整合至单一芯片上，所述微控制单元与所述背板连接器之间网络连接进行数据交互，并对所述背板连接器进行组合控制；
光纤保护模块用于检测光强弱，可应用光探头经光导纤维传输被保护线路各端的保护信息，且经其框架内的光纤线路经光纤分光器分光并接入光探头；
微控制单元还根据获取的数据流执行数据处理算法后生成相应的控制指令流，通过数字接口实时控制射频信号发生器，射频信号发生器根据收到的数字控制指令实时调节输出射频信号的频率、相位、幅度； 射频信号发生器输出的信号经射频放大器后，对声光调制器进行驱动，完成对激光相位的前馈控制；当激光器输出光为近似线性扫频光时：
其中，
为初始角，
为角频率扫描速率，
表征相位噪声与扫频非线性对应的光
相位变化，A为线性扫频光的振幅，t为时间，光电探测器的两输出信号
与
分别为：
其中，Gt 、Rp 、I0 分别为光电探测器的跨阻放大系数、光电响应系数、入射光功率；τ=20 ns为光电探测器延时。
2.根据权利要求1所述的一种应用基于5G传输的光调幅解波系统，其特征在于，所述网络管理站设置有系统共享功能，且管理站驻留至网络管理的服务器上，并对所述网管系统实施管理；
所述被管代理用于对管理站的信息请求和动作请求进行应答，并异步为管理站报告意外事件；
所述网管协议用于定义网络管理者与网管代理间的通信；
所述网管信息库用于存储网络管理信息，且表示被管资源某一方面的数据变量，所述网络管理站与被管代理通过所述网管信息库可共享信息。
3.根据权利要求1所述的一种应用基于5G传输的光调幅解波系统，其特征在于，所述微控制单元采用ARM架构32位处理器。
4.根据权利要求1所述的一种应用基于5G传输的光调幅解波系统，其特征在于，所述第一光探头与经光纤分路器分光之后的光纤线路接入进行光强弱检测，且通过前置放大器输入模数转换器经过所述微控制单元内的处理器进行计算光纤线路的光功率，以实现光功率实时监测功能；其中，光纤线路分光3%。
5.根据权利要求1所述的一种应用基于5G传输的光调幅解波系统，其特征在于，所述第二光探头照射光信号经所述光电探测器转换成电信号，并通过所述对数放大芯片将电信号转换成其等效对数值，随后所述模数转换单元通过A/D将对数值转化为数字信号并经微控制单元进行整合。
6.根据权利要求1所述的一种应用基于5G传输的光调幅解波系统，其特征在于，所述光纤保护模块包括裸纤、粗波分复用器模块、第一光纤适配器和第二光纤适配器和分光器，所述第一光纤适配器、第二光纤适配器、光开关及粗波分复用器模块与分光器之间通过网络连接进行数据交互。
7.根据权利要求6所述的一种应用基于5G传输的光调幅解波系统，其特征在于，所述粗波分复用器模块用于多路不同波长的光信号复用至一路具有不同波长的光信号，或一路不同波长的光信号解复用至多路不同波长的光信号，且沿着若干根光纤传输。
8.根据权利要求7所述的一种应用基于5G传输的光调幅解波系统，其特征在于，所述第一光纤适配器为Tx/Rx光纤适配器，用于业务传输的输入输出，所述第一光纤适配器包括COM1适配器和COM2适配器，所述COM1适配器用于主用线路连接端，所述COM2适配器用于备用线路连接端。
9.根据权利要求8所述的一种应用基于5G传输的光调幅解波系统，其特征在于，所述处理器用于检测主用线路的故障，若检测到故障，所述处理器对备用线路实施状态检测，若备用线路正常，所述处理器驱动所述光开关切换至备用线路，并将光调幅解业务转移到备用线路传输。
10.根据权利要求7所述的一种应用基于5G传输的光调幅解波系统，其特征在于，所述光开关用于对光传输线路或集成光路中的光信号进行物理切换或逻辑操作，且光开关与分光器及粗波分复用器模块通过有线或无线通信方式连接，所述光开关采用1X2光开关。
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