CN114244437A - 一种宽频双向半双工射频光传输模块 - Google Patents

一种宽频双向半双工射频光传输模块 Download PDF

Info

Publication number
CN114244437A
CN114244437A CN202111435524.XA CN202111435524A CN114244437A CN 114244437 A CN114244437 A CN 114244437A CN 202111435524 A CN202111435524 A CN 202111435524A CN 114244437 A CN114244437 A CN 114244437A
Authority
CN
China
Prior art keywords
radio frequency
optical
module
circulator
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111435524.XA
Other languages
English (en)
Inventor
付钊远
朴伟涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Aviation Optical Electrical Technology Co Ltd
Original Assignee
China Aviation Optical Electrical Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Aviation Optical Electrical Technology Co Ltd filed Critical China Aviation Optical Electrical Technology Co Ltd
Priority to CN202111435524.XA priority Critical patent/CN114244437A/zh
Publication of CN114244437A publication Critical patent/CN114244437A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
    • H04B10/2589—Bidirectional transmission
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
    • H04B10/2589—Bidirectional transmission
    • H04B10/25891—Transmission components
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/40—Transceivers
    • H04B10/43—Transceivers using a single component as both light source and receiver, e.g. using a photoemitter as a photoreceiver
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50—Transmitters
    • H04B10/564—Power control

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

一种宽频双向半双工射频光传输模块，包括至少一个单元模块，该单元模块包括光接口、射频接口、光环形器、光发射模块、光接收模块以及至少一个射频环形器；从光接口内进入的光信号依次经传输至光环形器、光接收模块后转变为射频信号，然后经射频环形器后通过射频接口输出；从射频接口进入的射频信号，依次经过射频环形器7、光发射模块后转变为光信号，该光信号经光环形器后从光接口输出；本发明的一种宽频双向半双工射频光传输模块，具有大带宽、双向传输、自动增益控制、高可靠性、维修性好等特点，满足现有军民领域射频信号光传输技术迅猛发展的需求，尤其为防务领域多场景的深入应用提供保障。

Description

一种宽频双向半双工射频光传输模块
技术领域
本发明属于射频光传输技术领域，具体涉及一种宽频双向半双工射频光传输模块。
背景技术
信息技术的发展促进了射频通信和光纤通信的快速发展，射频通信在长距离传输和大容量需求方面的缺陷，促成了射频信号的光纤传输技术。
该双向射频光传输模块解决了毫瓦级射频光信号不能双向传输、自动增益控制难度大、光传输模组复杂等一系列问题，主要有：
1、不能双向传输：现有的射频光转换模块，以单模单向传输为主，如果需要反向传输，则需要在反方向重新增加一路传输链路，导致面板接口、光纤传输路数增加一倍。
2、自动增益控制难度大：在(0.1GHz～18GHz)实现电的自动增益控制需要的检波芯片很难能够满足宽频检测的精度，会导致增益控制精度不够、增益平坦度恶化等问题。
3、光传输模组复杂：射频光信号在传输过程中，电光转换模块和光电转换模块缺一不可，不能替代，互换性差，采购、使用和维修识别度低、难度大。
发明内容
为解决现有现有射频光传输领域中存在的问题，本发明提供了一种结合了射频环形隔离器技术、电光转换技术、光环形隔离器技术、光检测技术、数控衰减放大技术、光电转换技术，实现单端双向、大带宽射频光的调制、传输、解调、增益自动控制功能同时可满足射频光双向、半双工传输工作要求的宽频双向半双工射频光传输模块。
本发明提出的一种宽频双向半双工射频光传输模块，包括至少一个既能满足光电转换又能满足电光转换的单元模块，该单元模块包括光接口3、射频接口5、光环形器4、光发射模块6、光接收模块以及至少一个射频环形器7；当该单元模块将光信号转变为射频信号时，从光接口3内进入的光信号依次经传输至光环形器4、光接收模块后转变为射频信号，然后经射频环形器7后通过射频接口5输出；当该单元模块将射频信号转变为电信号时，从射频接口5进入的射频信号，依次经过射频环形器7、光发射模块6后转变为光信号，该光信号经光环形器4后从光接口3输出。
优选的，该射频环形器7的传输损耗≤0.5dB，隔离度为20dB；如果要实现40dB的端口隔离度，则该单元模块中需设置两个相串联的射频环形器。
优选的，光发射模块6包括光发射组件，光发射组件包括激光器、自动功率控制电路、自动温度控制电路，从而可保证激光器在-40℃～+70℃的极限工作温度都具有足够的稳定性控制能力。
优选的，光发射模块6包括将光调制信号中的射频信号解调出来光接收模块，光接收模块包括光检测与接收模块8和数控衰减放大器模块9；数控衰减放大器模块9一端与光检测与接收模块8相连接、另一端与射频环形器7的第三端口相连接；光检测与接收模块8包括光探测器和用于对光电流的大小进行检测的分光探测器；光信号进入光接收模块后，分光探测器对光电流大小的检测，检测到光电流的大小后，转换为控制电压，反向控制数控衰减放大器，从而满足10KM内增益自动调整。
优选的，光探测器选用PIN探测器。
优选的，数控衰减放大器模块9选用反向控制数控衰减放大器。
本发明具有如下优点：
1、本发明的一种宽频双向半双工射频光传输模块，具有大带宽、双向传输、自动增益控制、高可靠性、维修性好等特点，满足现有军民领域射频信号光传输技术迅猛发展的需求，尤其为防务领域多场景的深入应用提供保障。
2、本发明的宽频双向半双工射频光传输模块具有电光转换和光电转换功能、自动增益控制功能，可满足射频光传输模块的收发互换性，提高了射频光传输设备的识别度，极大改善了维修性。
3、本发明的宽频双向半双工射频光传输模块在射频光传输链路上采用电、光的环形传输技术，将电光转换模块、光电转换模块合入一个模块，结合光检测和数控衰减放大技术，满足单端口、单芯光纤电光转换和光电转换功能；使用两个同样的模块和一定长度的光纤连接，即可实现双向射频信号的光传输功能。
以上说明仅是本发明技术方案的概述，为了能更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，详细说明如下：
附图说明
图1为本实施例中单元模块的侧视图。
图2为图1的俯视图。
图3为本实施例单元模块的内部封装图。
图4为本实施例中单元模块的功能框图。
图5为宽频双向半双工射频光传输模块的功能框图。
附图标记
1-电源接口、21-光接收指示灯、22-电源指示灯、3-光接口、4-光环形器、5-射频接口、6-光发射模块、7-射频环形器、8-光检测与接收模块、9-数控衰减放大器模块。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定目的所采用的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实例，对依据本发明提出的一种宽频双向半双工射频光传输模块，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
请参阅图1至图5，本发明一种宽频双向半双工射频光传输模块，包括至少一个单元模块，该单元模块包括壳体，壳体上设有电源接口1、光接收指示灯21、电源指示灯22、光接口3、射频接口5，该单元模块还包括设置在壳体内的光环形器4、光发射模块6、射频环形器7、光接收模块。该单元模块既能满足光电转换，也能满足电光转换；此外，射频接口5既能作为输入端，也能作为输出端；光接口3同样也能满足作为光入和光出的要求。
在本实施例中，射频接口5与射频环形器7的第二端口相连接，射频环形器7的第一端口通过光发射模块6与光环形器4的第一端口相连接，光环形器4的第二端口与光接口3相连接；光环形器4的第三端口通过光接收模块与射频环形器7的第三端口相连接。
该射频环形器7可用于实现射频信号环形传输，射频环形器属于属于三端口器件，主要是控制射频电路中的信号方向和流动，可以使射频信号按照顺时针方向从一个端口流向相邻端口的同时，与另一个端口保持隔离。其传输损耗≤0.5dB，隔离度在20dB左右；当然如果要实现40dB的端口隔离度，则只需在本实施例的单元模块中采用两个射频环形器，两个射频环形器相串联即可。
光发射模块6主要包括光发射组件和光接收模块，光发射组件包括激光器、自动功率控制电路(APC，Auto Power Control)、自动温度控制电路(ATC，Auto TemperatureControl)。在本实施例中，激光器选用DFB激光器，使用时以DFB激光器为核心，配合外部APC、ATC的电路设计，可以更好地保证DFB激光器的功率稳定性、波长稳定性等，实现连续DFB激光器光输出。
光发射组件保证每个激光器稳定正常工作，需要针对激光器独立设计各自的自动功率控制电路(APC)、自动温度控制电路(ATC)，以保证激光器输出光功率和波长的稳定。采用激光器功率与波长稳定性控制技术后，可以保证激光器在-40℃～+70℃的极限工作温度都具有足够的稳定性控制能力，波长温漂控制在±0.15nm以内，光功率的最大波动不足0.2dB。
光接收模块主要实现将光调制信号中的射频信号解调出来，光接收模块包括光检测与接收模块8和数控衰减放大器模块9；数控衰减放大器模块9与光检测与接收模块8的一端相连接、另一端与射频环形器7的第三端口相连接。
光检测与接收模块8主要包括光探测器，在本实施例中，选用PIN探测器作为光探测器；该PIN探测器的工作波长、3dB带宽、响应度、饱和输入光功率、反向击穿电压、工作温度范围均可满足实际需求。光检测与接收模块8还包括分光探测器，分光探测器还可用于对光电流的大小进行检测，在0～10KM范围内，光信号功率变化范围为0～3.5dB，分光探测器检测到光电流的大小后，转换为控制电压。
本实施例的数控衰减放大器模块9主要选用反向控制数控衰减放大器，该反向控制数控衰减放大器可满足10KM内增益自动调整的需要。
光信号进入光接收模块后，通过分光探测器实现光电流大小的检测，在0～10KM范围内，光信号功率变化范围为0～3.5dB，检测到光电流的大小后，转换为控制电压，反向控制数控衰减放大器，满足10KM内增益自动调整。
经过优化设计，链路的增益稳定性指标为0±1dB，实现射频信号在0～10KM任意距离传输时，增益稳定不变。本方案中光检测与光电转换方案集成到一个模块。
光环形器4主要用于实现光信号环形传输，光环形器属于三端口光器件，主要是控制光信号的方向和流动，可以使光信号按照顺时针方向从一个端口流向相邻端口的同时，与另一个端口保持隔离。当传输光损耗≤1dB，光隔离度在30dB左右时，光环形器4满足光信号的端口隔离要求。
当本实施例的单元模块将光信号转变为射频信号时，光信号从光接口3内进入后传输至光环形器4处，光环形器将该信号传输至光检测与接收模块8处，然后光检测与接收模块8将该光信号转变为射频信号后输送至射频环形器7后，射频环形器7通过射频接口5将该射频信号输出。
当本实施例的单元模块将射频信号转变为电信号时，射频信号从射频接口5进入，然后经过射频环形器7输送至光发射模块6处，光发射模块6将射频信号转变为光信号，该光信号经光环形器4后从光接口3输出。
如果要实现射频信号的双向传输，整个收发链路需要包含2个单元模块，即可满足收发互换性要求。
双向射频光传输实施时，将两套单元模块通过10KM光纤连接，即可满足射频信号的双向传输。
本实施例中的射频环形器与光环形器均为无源器件，模块中射频接口与射频环形器相连，光接口与光环形器相连，从而实现单端口双向半双工传输。射频环形器损耗为0.5dB、端口电隔离度为40dB；光环形器的光损耗为1dB(对应射频损耗为2dB)，端口光隔离度30dB(对应电隔离度60dB)。从而可满足光电的传输隔离度要求。
请参阅图5，本实施例的两个单元模块通过光纤相连，该光纤的两端分别与两个单元模块的光接口相连，从而实现射频信号从一个单元模块进，从另一个单元模块出；当然在本发明的其他实施例中，也可使光纤的两端分别与两个单元模块的射频接口相连，从而实现光信号从一个单元模块进，从另一个单元模块出。
本实施例中的宽频双向半双工射频光传输模块中单元模块的外形尺寸为180mm×180mm×40mm(不含连接器及安装孔尺寸)。射频接口5为SMA-K；电源接口1为通用接口，型号为J30J-9TJL。
本发明的宽频双向半双工射频光传输模块具有接口简单、连接简单方便、互换性好、没有发射和接收的区别，便于维护人员识别、装配和维修，更便于实现批量定制。
此外，本产品外部采用铝合金包装箱包装，内部采用内衬防护，产品有防潮防振措施，便于产品搬运和携带。
本发明的宽频双向半双工射频光传输模块在射频光传输链路上采用电、光的环形传输技术，将电光转换模块、光电转换模块合入一个模块，结合光检测和数控衰减放大技术，满足单端口、单芯光纤电光转换和光电转换功能；使用两个同样的模块和一定长度的光纤连接，即可实现双向射频信号的光传输功能。
本发明的宽频双向半双工射频光传输模块可实现双向单端口、单纤传输，且兼有电光转换和光电转换功能、自动增益控制功能。
本发明的宽频双向半双工射频光传输模块使用两个同样的模块和一定长度的光纤连接，即可实现双向射频信号的光传输功能。其射频端口既能作为输入端，也能作为输出端；光口同样也能满足作为输入端口和输出端口的要求。
本发明的宽频双向半双工射频光传输模块具有电光转换和光电转换功能、自动增益控制功能，可满足射频光传输模块的收发互换性，提高了射频光传输设备的识别度(不再区分发射和接收模块)，极大改善了维修性。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种宽频双向半双工射频光传输模块，其特征在于：包括至少一个既能满足光电转换又能满足电光转换的单元模块，该单元模块包括光接口(3)、射频接口(5)、光环形器(4)、光发射模块(6)、光接收模块以及至少一个射频环形器(7)；当该单元模块将光信号转变为射频信号时，从光接口(3)内进入的光信号依次经传输至光环形器(4)、光接收模块后转变为射频信号，然后经射频环形器(7)后通过射频接口(5)输出；当该单元模块将射频信号转变为电信号时，从射频接口(5)进入的射频信号，依次经过射频环形器(7)、光发射模块(6)后转变为光信号，该光信号经光环形器(4)后从光接口(3)输出。
2.根据权利要求1所述的一种宽频双向半双工射频光传输模块，其特征在于：该射频环形器(7)的传输损耗≤0.5dB，隔离度为20dB；如果要实现40dB的端口隔离度，则该单元模块中需设置两个相串联的射频环形器。
3.根据权利要求1所述的一种宽频双向半双工射频光传输模块，其特征在于：光发射模块(6)包括光发射组件，光发射组件包括激光器、自动功率控制电路、自动温度控制电路，从而可保证激光器在-40℃～+70℃的极限工作温度都具有足够的稳定性控制能力。
4.根据权利要求3所述的一种宽频双向半双工射频光传输模块，其特征在于：光发射模块(6)包括将光调制信号中的射频信号解调出来光接收模块，光接收模块包括光检测与接收模块(8)和数控衰减放大器模块(9)；数控衰减放大器模块(9)的一端与光检测与接收模块(8)相连接、另一端与射频环形器(7)相连接；光检测与接收模块(8)包括光探测器和用于对光电流的大小进行检测的分光探测器；光信号进入光接收模块后，分光探测器对光电流大小的检测，检测到光电流的大小后，转换为控制电压，反向控制数控衰减放大器，从而满足10KM内增益自动调整。
5.根据权利要求4所述的一种宽频双向半双工射频光传输模块，其特征在于：光探测器选用PIN探测器。
6.根据权利要求4所述的一种宽频双向半双工射频光传输模块，其特征在于：数控衰减放大器模块(9)选用反向控制数控衰减放大器。
CN202111435524.XA 2021-11-29 2021-11-29 一种宽频双向半双工射频光传输模块 Pending CN114244437A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111435524.XA CN114244437A (zh) 2021-11-29 2021-11-29 一种宽频双向半双工射频光传输模块

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111435524.XA CN114244437A (zh) 2021-11-29 2021-11-29 一种宽频双向半双工射频光传输模块

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114244437A true CN114244437A (zh) 2022-03-25

Family

ID=80751890

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111435524.XA Pending CN114244437A (zh) 2021-11-29 2021-11-29 一种宽频双向半双工射频光传输模块

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114244437A (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040001719A1 (en) * 2002-06-26 2004-01-01 Kensuke Sasaki Optical transmission system of radio signal over optical fiber link
JP2020036258A (ja) * 2018-08-31 2020-03-05 一般財団法人電力中央研究所 無線送信信号のモニタ方法
US20210099230A1 (en) * 2018-07-31 2021-04-01 Mitsubishi Electric Corporation Optical transmission device and optical transmission system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040001719A1 (en) * 2002-06-26 2004-01-01 Kensuke Sasaki Optical transmission system of radio signal over optical fiber link
US20210099230A1 (en) * 2018-07-31 2021-04-01 Mitsubishi Electric Corporation Optical transmission device and optical transmission system
JP2020036258A (ja) * 2018-08-31 2020-03-05 一般財団法人電力中央研究所 無線送信信号のモニタ方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mikhailov et al. Simple broadband bismuth doped fiber amplifier (BDFA) to extend O-band transmission reach and capacity
WO2020042492A1 (zh) 基于pam4调制技术的双向光收发模块
US7116918B2 (en) Optical transmission system using in-line amplifiers
CN111416663B (zh) 一种高性能射频光传输链路结构
CN102025420A (zh) 宽带雷达信号和数字控制信号的单光纤光载传输系统及方法
CN204761441U (zh) 一种超长跨距光传输系统
CN112910557B (zh) 用于长距离时间频率信号传输的色散补偿方法和系统
CN109510665A (zh) 一种超宽带可调节延时组合光传输系统
CN114244437A (zh) 一种宽频双向半双工射频光传输模块
CN112346181A (zh) 一种光模块
CN211670858U (zh) 一种高性能射频光传输链路结构
CN114422034B (zh) 一种超小型可扩展双向激光通信装置
Matthijsse et al. Multimode fiber enabling 40 Gbit/s multi-mode transmission over distances> 400 m
CN113890615A (zh) 一种基于微波光子技术的雷达时钟、本振信号传输系统
Shi et al. Record Performance of 53GB Ge/Si Avalanche Photodiode ROSA
Meyer Using fiber optics with analog RF signals
Han et al. A Compact 100G-ER4 ROSA realized by hybrid integration of SOA and lensed PIN-PDs for QSFP28 transceivers
Fedderwitz et al. A high linear and high power photoreceiver suitable for analog applications
Oliveira et al. UWB radio over perfluorinated GI-POF for low-cost in-building networks
Szajowski et al. High power optical amplifier enable 1550 nm terrestrial free-space optical data-link operating@ 10 Gb/s
CN101420270B (zh) 基于毫米波发生器实现光纤无线系统上下行链路波长再用的系统
CN217770087U (zh) 一种硅基高速ns级射频光纤延时器
CN102780527B (zh) 一种长距离传输s频段测控信号的光纤装置
CN111884724B (zh) 应用于下行通信链路中的光电射频馈线组件
CN218868226U (zh) 一种直放站及通信系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination