CN114142934A - 一种多平台组合光通信系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于光电通信技术领域，具体公开一种多平台组合光通信系统及方法，包括用于接收电信号并转换为光信号的随动转台光通信单元、用于将接收的光信号还原为电信号的机动平台光通信单元以及用户各类电信号输入单元，用户各类电信号输入单元信号连接随动转台光通信单元，随动转台光通信单元信号连接机动平台光通信单元，机动平台光通信单元信号连接至用户。本系统能够满足多种平台不同通信方式的一体化集成通信要求，且结构紧凑体积小，便于携带，组合单元可根据需求增减调节，扩展性强。
Description
技术领域
本发明属于光电通信技术领域，具体地说涉及一种多平台组合光通信系统及方法。
背景技术
光纤大大提高了大多数通信设备之间的传输速度，现有的光传输技术需通过光收发一体化模块实现光电/电光的变换。但是现有系统在电信号与光信号相互转化的信号跨平台传输上的误码率较高，因此很少设备选用跨平台传输，这进一步导致了传输设备体积较大，携带不方便的问题。
因此，现有技术还有待于进一步发展和改进。
发明内容
针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种多平台组合光通信系统及方法。本发明提供如下技术方案：
一种多平台组合光通信系统，包括用于接收光信号或电信号并传输至机动平台的固定平台光通信单元、用于接收电信号并传输至固定平台的随动转台光通信单元、用于将接收的光信号还原为电信号的机动平台光通信单元以及用户各类电信号输入单元，随动转台光通信单元和机动平台光通信单元分别与用户各类电信号输入单元信号连接，随动转台光通信单元通过模式转接信号连接固定平台光通信单元，再通过机动平台光通信单元将信号还原输出。
进一步的，所述固定平台光通信单元设置有至少一个，用于实现多路电信号的集成转换，最终向机动平台输出三路单模光信号。
进一步的，所述固定平台光通信单元接收的信号包括SSI信号、SDI信号、RS422串口信号、网络信号、离散量信号和SSI光信号、其他光信号，输出的信号包括SSI信号、SDI信号和其他类型信号。
进一步的，所述随动转台光通信单元包括一个由伺服系统构成的机械转动平台、以及将各类型信号转换传输至固定平台的双通道单模光纤旋转连接器。
进一步的，所述随动转台光通信单元的供电方式采用光电组合式的汇流环模式，包括一路旋转的电汇流环作为供电线路，一路电口的网络信号汇流环作为备用线路。
进一步的，所述随动转台光通信单元接收的信号包括SSI信号、电平信号、网络信号、串口信号和光信号，输出的信号包括SSI光信号和其他光信号。
进一步的，所述机动平台光通信单元接收的信号包括SSI信号、SDI信号和其他类型信号，输出的信号包括SSI信号、SDI信号、串口信号、网络信号以及离散量信号。
一种多平台组合光通信方法，采用上述多平台组合光通信系统，随动转台光通信单元将高度集成的五种类型电信号通过电-光转换方法转换为两路单模光纤信号，再下行传输至固定平台光通信单元，固定平台光通信单元接收下行的两路光信号以及固定平台上所有设备上传的不同类型电信号，通过光信号转接、电-光转换方法，最终向远程的机动平台输出三路单模光信号，机动平台光通信单元接收三路单模光信号并通过电-光转换方法将光信号还原为五种类型电信号输出至用户。
进一步的，所述电-光转换方法中各类信号转换为光信号的光链路传输连接包括：
串口信号依次连接RS422/RS232/RS485接口芯片、FPGA处理芯片和电/光模块；
网络信号依次连接变压器、接口芯片、FPGA处理芯片和电/光模块；
离散量电平信号依次连接通道光耦隔离、FPGA处理芯片和电/光模块；
SDI信号依次连接接口芯片、晶振芯片、FPGA处理芯片和电/光模块；
SSI信号依次连接接口芯片、FPGA高速串口处理芯片和电/光模块。
进一步的，所述电-光转换方法中光信号转换为各类电信号的电链路传输连接包括：
串口光信号依次连接FPGA处理芯片、RS422/RS232/RS485接口芯片和光/电模块；
网络光信号依次连接FPGA处理芯片、变压器、接口芯片和光/电模块；
离散量电平光信号依次连接FPGA处理芯片、继电器隔离输出和光/电模块；
SDI光信号依次连接时钟恢复芯片、SDI驱动芯片和光/电模块；
SSI光信号依次连接FPGA高速串口处理芯片、接口芯片和光/电模块。
有益效果：
1、本申请的多平台组合光通信系统能够实现多路不同类型电信号、基于不同类型平台的光通信、且不同类型信号传输的典型速率下测试30min，无误码率；
2、系统结构紧凑体积小、便携，完全取代了之前一类信号一个转换器的传输方案；
3、具备组合式扩展功能，可以采用单元或模块的方式，增加任意单元，或去掉任意单元，只要剩余单元数不小于2个即可；
4、一体化集成方式，多路不同类型的信号均转换集成为一路或两路信号，在不同的固定、机动平台进行传输，传输时所有不同类型的信号汇聚为一路或者两路光信号进行传输(不大于两路)，充分减轻了远距离传输光缆的体积和重量；
5、具有自动测试功能，远程端的光通信系统可实现自动触发光信号，实现光传输通道的自检。
附图说明
图1是本发明具体实施例中一种多平台组合光通信系统整体框架结构示意图；
图2是本发明具体实施例中输入的各类信号转换为光信号的光链路传输图；
图3是本发明具体实施例中输出的光信号还原为各类电信号接收图。
具体实施方式
为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。此外，以下实施例中提到的方向用词，例如“上”“下”“左”“右”等仅是参考附图的方向，因此，使用的方向用词是用来说明而非限制本发明创造。
如图1所示，一种多平台组合光通信系统，包括用于接收光信号或电信号并传输至机动平台的固定平台光通信单元、用于接收电信号并传输至固定平台的随动转台光通信单元、用于将接收的光信号还原为电信号的机动平台光通信单元以及用户各类电信号输入单元，随动转台光通信单元和机动平台光通信单元分别与用户各类电信号输入单元信号连接，随动转台光通信单元通过模式转接信号连接固定平台光通信单元，再通过机动平台光通信单元将信号还原输出。其中，不同平台之间传输可以任意组合，只要是电光、光电配对使用即可。在另一优选实施例中，取消固定平台光通信单元，只有随动转台光通信单元和机动平台光通信单元进行信息交互。
进一步的，所述固定平台光通信单元设置有至少一个，用于实现多路电信号的集成转换，最终向机动平台输出三路单模光信号。固定平台上的光通信单元主要完成接收来自随动转台上的转换后的两路光信号，以及固定平台上所有设备不同类型的电信号，通过采用光信号转接、电信号转换光信号的电-光转换方法，最终输出三路单模(1310nm/1550nm)光信号，然后传输至远程的机动平台。其中，固定平台的信号可以按照实际使用需求实现1-n的多路电信号的集成转换。
进一步的，所述固定平台光通信单元接收的信号包括SSI信号、SDI信号、RS422串口信号、网络信号、离散量信号和SSI光信号、其他光信号，输出的信号包括SSI信号、SDI信号和其他类型信号。
进一步的，所述随动转台光通信单元包括一个由伺服系统构成的机械转动平台、以及将各类型信号转换传输至固定平台的双通道单模光纤旋转连接器。随动转台的特点是一个由伺服系统构成的机械转动平台，从转动平台到固定平台的光信号传输通过双通道的单模光纤旋转连接器来完成。光纤旋转连接器又称为光纤滑环、光纤汇流环、光纤旋转接头汇流环是一种实现设备旋转部分与固定部分之间的电能和信号稳定可靠传递的连接装置，汇流环被应用于尖端军事领域，是各种精密仪器设备如转台、离心机和惯导设备的关键器件，也是光纤连接器的一种高端器件。光纤汇流环可以解决电汇流环难以解决的高带宽、高速率的信号传输；同时还有很多优点：噪音小、串扰低、无电磁干扰，尺寸小，重量轻，转动过程中无直接磨损，无需维护使用等，其传输数据率达到40G以上，使用寿命达到20年，传统的电汇流环和光汇流环可集成为光电组合汇流环。
进一步的，所述随动转台光通信单元的供电方式采用光电组合式的汇流环模式，包括一路旋转的电汇流环作为供电线路，一路电口的网络信号汇流环作为备用线路。供电可以通过旋转的电汇流环来完成，同时，作为备用，设计了一路电口的网络信号汇流环。这样就形成了光电组合式的汇流环模式。分别传输光信号、供电(220V)和网络电信号(备用)。在设计中，由于空间结构的限制，单模光纤旋转连接器只允许连接两个通道，因此在设计时，随动转台上所有类型的电信号都必须高度集成，转换为两路光信号进行传输。因此，在实现过程中，来自于随动转台上各设备的五种类型的低速、高速信号，经过随动平台光通信单元不同的转换方法，转换为两路单模光纤信号，再下行至固定平台。
进一步的，所述随动转台光通信单元接收的信号包括SSI信号、电平信号、网络信号、串口信号和光信号，输出的信号包括SSI光信号和其他光信号。
进一步的，所述机动平台光通信单元接收的信号包括SSI信号、SDI信号和其他类型信号，输出的信号包括SSI信号、SDI信号、串口信号、网络信号以及离散量信号。远程机动平台上的光通信单元主要完成接收固定平台传输的三路单模光信号，采用不同的光电转换方法，将三路单模光信号转换还原为五种类型电信号，其中包括SSI和SDI两路高速信号，将转换后的电信号分别与计算机、控制设备等连接，最终实现了远程不同组合多平台的信号传输。其中，远程传输距离可根据需求采用不同长度的光纤以及不同距离的光发射和接收模块来实现。本申请采用的是10km距离的发射和接收的信号传输方式。
一种多平台组合光通信方法，采用上述多平台组合光通信系统，随动转台光通信单元将高度集成的五种类型电信号通过电-光转换方法转换为两路单模光纤信号，再下行传输至固定平台光通信单元，固定平台光通信单元接收下行的两路光信号以及固定平台上所有设备上传的不同类型电信号，通过光信号转接、电-光转换方法，最终向远程的机动平台输出三路单模光信号，机动平台光通信单元接收三路单模光信号并通过电-光转换方法将光信号还原为五种类型电信号输出至用户。采用上述方法研制的多平台组合光通信系统，实现了多路不同类型电信号，基于不同类型平台的光通信，不同类型信号传输的典型速率下测试30min，无误码率(码型为29-1)。同时，结构紧凑体积小，可便携，完全取代了之前一类信号一个转换器的传输方案，同时，在输入和输出通道上加上链路监测模块，实时监测各通道的信息传输状态，并上报处理，进一步改进了信息闭环传递的高速、可靠性。
进一步的，如图2所示，所述电-光转换方法中各类信号转换为光信号的光链路传输连接包括：
串口信号依次连接RS422/RS232/RS485接口芯片、FPGA处理芯片和电/光模块；
网络信号依次连接变压器、接口芯片、FPGA处理芯片和电/光模块；
离散量电平信号依次连接通道光耦隔离、FPGA处理芯片和电/光模块；
SDI信号依次连接接口芯片、晶振芯片、FPGA处理芯片和电/光模块；
SSI信号依次连接接口芯片、FPGA高速串口处理芯片和电/光模块。
进一步的，如图3所示，所述电-光转换方法中光信号转换为各类电信号的电链路传输连接包括：
串口光信号依次连接FPGA处理芯片、RS422/RS232/RS485接口芯片和光/电模块；
网络光信号依次连接FPGA处理芯片、变压器、接口芯片和光/电模块；
离散量电平光信号依次连接FPGA处理芯片、继电器隔离输出和光/电模块；
SDI光信号依次连接时钟恢复芯片、SDI驱动芯片和光/电模块；
SSI光信号依次连接FPGA高速串口处理芯片、接口芯片和光/电模块。
在另一优选实施例中，在输入和输出通道上加上链路监测模块，实时监测各通道的信息传输状态，并将监测信号进行上报处理，进一步改进了信息闭环传递的高速、可靠性。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。
Claims (10)
1.一种多平台组合光通信系统，其特征在于，包括用于接收电信号并转换为光信号的随动转台光通信单元、用于将接收的光信号还原为电信号的机动平台光通信单元以及用户各类电信号输入单元，用户各类电信号输入单元信号连接随动转台光通信单元，随动转台光通信单元信号连接机动平台光通信单元，机动平台光通信单元信号连接至用户。
2.根据权利要求1所述的一种多平台组合光通信系统，其特征在于，还包括用于接收光信号或电信号的固定平台光通信单元，固定平台光通信单元的输入输出端分别信号连接随动转台光通信单元和机动平台光通信单元，所述固定平台光通信单元设置有至少一个，用于实现多路电信号的集成转换，最终向机动平台输出三路单模光信号。
3.根据权利要求2所述的一种多平台组合光通信系统，其特征在于，所述固定平台光通信单元接收的信号包括SSI信号、SDI信号、RS422串口信号、网络信号、离散量信号和SSI光信号、其他光信号，输出的信号包括SSI信号、SDI信号和其他类型信号。
4.根据权利要求2所述的一种多平台组合光通信系统，其特征在于，所述随动转台光通信单元包括一个由伺服系统构成的机械转动平台、以及将各类型信号转换传输至固定平台的双通道单模光纤旋转连接器。
5.根据权利要求4所述的一种多平台组合光通信系统，其特征在于，所述随动转台光通信单元的供电方式采用光电组合式的汇流环模式，包括一路旋转的电汇流环作为供电线路，一路电口的网络信号汇流环作为备用线路。
6.根据权利要求1所述的一种多平台组合光通信系统，其特征在于，所述随动转台光通信单元接收的信号包括SSI信号、电平信号、网络信号、串口信号和光信号，输出的信号包括SSI光信号和其他光信号。
7.根据权利要求1所述的一种多平台组合光通信系统，其特征在于，所述机动平台光通信单元接收的信号包括SSI信号、SDI信号和其他类型信号，输出的信号包括SSI信号、SDI信号、串口信号、网络信号以及离散量信号。
8.一种多平台组合光通信方法，其特征在于，采用如权利要求1-7中任一所述的多平台组合光通信系统，随动转台光通信单元将高度集成的五种类型电信号通过电-光转换方法转换为两路单模光纤信号，再下行传输至固定平台光通信单元，固定平台光通信单元接收下行的两路光信号以及固定平台上所有设备上传的不同类型电信号，通过光信号转接、电-光转换方法，最终向远程的机动平台输出三路单模光信号，机动平台光通信单元接收三路单模光信号并通过电-光转换方法将光信号还原为五种类型电信号输出至用户。
9.根据权利要求8所述的一种多平台组合光通信方法，其特征在于，所述电-光转换方法中各类信号转换为光信号的光链路传输连接包括：
串口信号依次连接RS422/RS232/RS485接口芯片、FPGA处理芯片和电/光模块；
网络信号依次连接变压器、接口芯片、FPGA处理芯片和电/光模块；
离散量电平信号依次连接通道光耦隔离、FPGA处理芯片和电/光模块；
SDI信号依次连接接口芯片、晶振芯片、FPGA处理芯片和电/光模块；
SSI信号依次连接接口芯片、FPGA高速串口处理芯片和电/光模块。
10.根据权利要求8所述的一种多平台组合光通信方法，其特征在于，所述电-光转换方法中光信号转换为各类电信号的电链路传输连接包括：
串口光信号依次连接FPGA处理芯片、RS422/RS232/RS485接口芯片和光/电模块；
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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