CN1728823A - 有线电视光发射机及其网络管理软件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光发射机，包括射频信号驱动模块和激光发生模块，所述激光发生模块响应射频信号驱动模块的输出控制，其光输出端用于与光纤网络连接，还包括微控制器和网管接口，所述微控制器的输入口分别与射频信号驱动模块和激光发生模块相连，输出口与网管接口连接，所述网管接口还用于连接远端的网管主机。本发明的光发射机由于可与远端的网管模块连接交换数据，所以可对设备进行远程直接管理。本发明可连续、实时的监控网络状态，往复轮询光发射机的各项参数，实现了网络设备的监测自动化，通过网管接口可远程开启、关闭激光器，便于远程监控和维护。

Description

有线电视光发射机及其网络管理软件

【技术领域】

本发明涉及一种有线电视光发射机及其网络管理方法，应用于光纤传输领域。

【背景技术】

随着国家信息化进程的加快，光纤传输的应用也越来越广泛，特别是有线电视(CATV，即Cable TV)已成为我国家庭入户率高的信息工具，更促进了光纤传输的发展，所以使光发射机成为了必备产品。CATV光发射机是构建有线电视网络的重要设备，主要用于电视图像信号、数字电视信号、电话语音信号和数据(或压缩数据)信号的远距离光纤传输。目前有线电视网络下行传输中广泛使用的是多路调幅的模拟光发射机。其输入信号是残留边带的频分复用(AM-VSB-FDM)的多路射频电路信号。目前市场上CATV光发射机主要由射频(RF)放大、电控衰减、射频(RF)信号补偿、激光器及其功率自动调节(APC)电路、自动温度控制(ATC)电路组成。但由于设备的运行环境不同和设备的分散性和远距离，给设备的检测和维护带来了很大的困难。

【发明内容】

本发明的主要目的就是为了解决现有技术中的问题，提供一种有线电视光发射机及其远程管理方法，能够实现远距离监控和管理。

为实现上述目的，本发明提出的一种有线电视光发射机，包括射频信号驱动模块和激光发生模块，所述激光发生模块响应射频信号驱动模块的输出控制，其光输出端用于与光纤网络连接，还包括微控制器和网管接口，所述微控制器的输入口分别与射频信号驱动模块和激光发生模块相连，输出口与网管接口连接，所述网管接口还用于连接远端的网管主机。

所述射频信号驱动模块包括顺序连接的射频信号输入接口、射频信号放大电路、电控衰减电路和宽带驱动与预失真补偿电路，还包括连接在电控衰减电路的输出端和微控制器输入口之间、用于采集电压信号的电平检测电路。

所述激光发生模块包括激光器、激光器功率自动调节电路和自动温度控制电路，所述激光器和宽带驱动与预失真补偿电路连接，激光器的光输出端用于与光纤网络连接，所述激光器功率自动调节电路输入端直接与激光器PIN二极管相连，一输出端与激光器偏流电路连接，另一输出端与宽带驱动与预失真补偿电路连接；所述激光器功率自动调节电路包括光功率采样单元和激光器偏流采样单元；所述光功率采样单元的输入端与光功率输出端连接，输出端与微控制器连接；所述激光器偏流采样单元的输入端与激光器的偏流输出端连接，输出端与微控制器连接；自动温度控制电路采样激光器的温度，输出端与微控制器连接。

进一步地，所述激光器功率自动调节电路还包括光功率切断电路，所述微控制器还与光功率切断电路连接用于控制切断激光器的电源。

所述自动温度控制电路包括温度采样单元和制冷电流采样单元；所述温度采样单元采样温度变化的所引起的电压变化信号，输出端与微控制器连接；所述制冷电流采样单元采样制冷电流，输出端与微控制器连接。

更进一步地，还包括显示模块，所述微控制器还与显示模块连接。

为实现上述目的，本发明提出的一种有线电视光发射系统，包括带射频信号输入接口的射频信号驱动模块和激光发生模块，所述激光发生模块响应射频信号驱动模块的输出控制，其光输出端用于与光纤网络连接，还包括微控制器、网管接口和网管主机，所述微控制器的输入口分别与射频信号驱动模块和激光发生模块相连，输出口与网管接口连接，所述网管接口连接远端的网管主机。

为实现上述目的，本发明提出的一种有线电视光发射机的远程管理方法，包括以下步骤：

1)采样单元采集发射机的一种或一种以上参数的信号，输出到微控制器；

2)微控制器处理后将信号传输到网管接口；

3)网管主机轮询网管接口传输的信号，将接收的信号与该参数的标准比较；

4)网管主机根据比较的结果做出相应处理。

本发明的有益效果是：本发明的光发射机由于可与远端的网管主机连接交换数据，可称为带网管的光发射机，可以对设备进行远程直接管理。本发明可连续、实时的监控网络状态，往复轮询光发射机的各项参数，实现了网络设备的监测自动化，能够自动定位发生故障的光节点，显示故障参数，为复杂网络的管理和维护提供了有力工具，并且为进行软件管理提供了可能，通过网管系统软件，可不断地自动监视网络中设备的运行状态，一旦设备发生故障，系统能主动故障上报并提供详细的故障日志，方便故障定位和快速故障诊断，不同的故障采用不同的显示颜色和不同的故障等级区分。通过网管接口可远程开启、关闭激光器，便于维护。

本发明的特征及优点将通过实例结合附图进行详细说明。

【附图说明】

图1是本发明的CATV光发射机的组成方框图；

图2是本发明的网管驱动模块的电路图；

图3是本发明的激光器功率自动调节电路和电流取样、光功率取样、激光器切断控制电路的电路图；

图4是本发明的自动温度控制电路和温度取样、制冷电流取样电路的电路图；

图5是本发明的网管流程图。

【具体实施方式】

如图1所示，光发射机为用于有线电视网络下行传输中的CATV光发射机，所述射频信号驱动模块包括顺序连接的射频(RF)信号输入接口、射频(RF)信号放大电路、电控衰减电路和宽带驱动与预失真补偿电路，电平检测电路连接在电控衰减电路的输出端和微控制器输入口之间。激光发生模块包括激光器、激光器功率自动调节电路(APC)和自动温度控制电路(ATC)，激光器和宽带驱动与预失真补偿电路连接，激光器的光输出端用于与光纤网络连接，激光器功率自动调节电路连接在激光器和宽带驱动与预失真补偿电路之间，用于光反馈。自动温度控制电路采样激光器的温度，输出端与微控制器连接。

带网管高性能CATV光发射机采用高性能带内部隔离的分布反馈式(DFB)激光器作为光源，以调幅(AM-VSB)方式传送图像与声音信号进入光纤系统，经光接收机转换成电信号，再分配给一般用户。射频驱动部分采用了射频功率自动处理技术和先进的射频预失真电路，并内置完善的微电脑自动监控系统，微处理器采用PIC16C74B，从而确保了整机优异的性能指标。微处理器及其部分外围元件的电路如图2所示，由微处理器、电源供给电路、晶振电路及匹配电路组成。微处理器的引脚23、24、25、26组成连接网管接口的网络接口，传输数据给网管主机(也称为网管模块)。微处理器的引脚19、20、21、22、27、28、29、30、31、35、36、38组成连接显示模块的接口电路。

RF信号进入CATV光发射机后，经耦合衰减及匹配电路、电平检测电路将RF信号输出到微处理器，微处理器处理后输出到前面板的检测口，检测口检测到信号后将信号的电压参数显示在荧光屏上，微处理器还通过网管接口将数据送往网管计算机，网管计算机随时记录输入信号的波动情况，并可动态显示信号的走向。当信号异常时自动报警。

激光器功率自动调节电路包括光功率采样单元和激光器偏流采样单元，光功率采样单元的输入端与激光器背向PIN检测二极管的输出端连接，输出端与微控制器连接；激光器偏流采样单元的输入端与激光器的偏流输出端连接，输出端与微控制器连接。光功率自动调节电路通过电流反馈、自动调整激光器的偏置电流来实现，其工作电路如图3所示，从激光器(LD)背向输出的光功率，经激光器的PIN二极管检测由DFB(即分布反馈式，它是激光器所使用的一种先进技术)激光器的4脚输出、经放大器OPAMP7放大、放大器OPAMP8倒向后，输出给三极管Q4以实现LD的偏流控制。为适应不同激光器光功率大小控制的需要以及背光光功率、PIN管灵敏度等的不一致因素的影响，在放大器OPAMP7上附加了由电阻R31、R38、R39、RF31、RF33组成的工作点设置电路。配合调整电位器RF 31、RF33可在额定光功率下使放大器OPAMP7有一理想工作区域。为提高输入阻抗，放大器OPAMP7运放接成同向放大器。电容C31滤除高频干扰；二极管D3和二极管D4抬高工作点；电容C35起延时作用；电阻R50限流和提供偏流取样。放大器OPAMP9、电阻R44、R45、R46、R47、R48组成差动放大电路，完成非零点与零点参考电位之间的转换，要求严格对称。放大器OPAMP9的两个输入端连接电阻R50的两端，采样激光器的偏流，放大器OPAMP9的输出端耦合至微处理器的引脚7。放大器OPAMP5、OPAMP6及其外围电路元件组成光功率取样单元，其输出至微处理器的引脚4。微处理器通过接收这几个引脚的信号并处理，将信息显示在荧光屏上并通过网管接口传递给网管主机进行直接管理。正常状态下，相应的指示灯显示绿色，当信号出现较大变化时，相响应的指示灯显示红色，并在荧光屏上显示故障信息。电阻R40、继电器RY5W-K、二极管D2、三极管Q3和电阻R37组成光功率切断电路，受微处理器引脚17控制。当出现异常时，微处理器接收网管主机的命令，控制光功率切断电路切断激光器的电源。

激光器的自动温度控制电路包括温度采样单元和制冷电流采样单元，电路图如图4所示，激光器的热沉与制冷器(DFB的6、7脚之间)的冷面靠在一起，当温度变化时，通过热敏电阻传感元件(DFB的1、2脚之间)把热沉温度的变化传递给由组成的“换能”电路，将非电量的温度变化转变为电量变化，再通过控制电路控制制冷器的工作状态，使热沉温度稳定在25℃。为防止热敏电阻自身发热带来误差，通过的电流值必须小于100μA。由组成高输入阻抗差放电路，完成输入级的放大取样工作。及外围元件组成推挽输出级。25℃为平衡点，制冷电流为零。若LD温度上升，通过以下平衡控制可使电路达到新的平衡。

控制过程为：

T↑→Ua↑→Ub↑→Uc↑→Ud↑→T↓

上述T表示温度。电阻R14、电阻R15、电阻R16、电位器RF1和放大器OPAMP4组成制冷电流采样单元，取样值指向微处理器引脚5，电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电位器RF2和放大器0PAMP2组成温度采样单元，采样值指向微处理器引脚9，微处理器经过处理，将采样值送往荧光屏显示和通过网管接口送往网管主机进行状态监视，网管主机将接收的信号与该参数的标准比较，根据比较的结果做出相应处理。网管主机的相应处理包括：

报告比较结果；

发出控制信号以切断相关电源，具体包括以下步骤：如果网管主机轮询到的信号与该参数的标准比较处于正常范围，则继续查询下一个信号；如果网管主机轮询到的信号与该参数的标准比较为异常，则发出相应的控制信号，切断相关电源。报告比较的结果的方式包括声音告警、指示灯告警及显示屏显示告警。

网管主机通过软件直接对激光器工作状态进行监控。工作参数由面板显示。一旦LD工作参数偏离软件设定的允许范围，微处理器将自动关闭激光器主电源，并告警指示，数字面板提示故障原因。其控制程序的流程图如图5所示。

Claims (10)

1.一种有线电视光发射机，包括射频信号驱动模块和激光发生模块，所述激光发生模块响应射频信号驱动模块的输出控制，其光输出端用于与光纤网络连接，其特征在于：还包括微控制器和网管接口，所述微控制器的输入口分别与信号驱动模块和激光发生模块相连，输出口与网管接口连接，所述网管接口还用于连接远端的网管主机。

2.如权利要求1所述的有线电视光发射机，其特征在于：所述射频信号驱动模块包括顺序连接的射频信号输入接口、射频信号放大电路、电控衰减电路和宽带驱动与预失真补偿电路，还包括连接在电控衰减电路的输出端和微控制器输入口之间、用于采集电压信号的电平检测电路。

3.如权利要求2所述的有线电视光发射机，其特征在于：所述激光发生模块包括激光器、激光器功率自动调节电路和自动温度控制电路，所述激光器和宽带驱动与预失真补偿电路连接，所述激光器功率自动调节电路包括光功率采样单元和激光器偏流采样单元；所述光功率采样单元的输入端与激光器背向PIN检测二极管的输出端连接，输出端与微控制器连接；所述激光器偏流采样单元的输入端与激光器的偏流电路输出端连接，输出端与微控制器连接；所述激光器功率自动调节电路的另一输出端与宽带驱动与预失真补偿电路连接；自动温度控制电路采样激光器的温度，输出端与微控制器连接。

4.如权利要求3所述的有线电视光发射机，其特征在于：所述激光器功率自动调节电路还包括光功率切断电路，所述微控制器还与光功率切断电路连接用于控制切断激光器的电源。

5.如权利要求3所述的有线电视光发射机，其特征在于：所述自动温度控制电路包括温度采样单元和制冷电流采样单元；所述温度采样单元采样温度变化所引起的电压变化信号，输出端与微控制器连接；所述制冷电流采样单元采样制冷电流，输出端与微控制器连接。

6.如权利要求1至5中任一项所述的有线电视光发射机，其特征在于：还包括显示模块，所述微控制器还与显示模块连接。

7.一种有线电视光发射系统，包括射频信号驱动模块和激光发生模块，所述激光发生模块响应射频信号驱动模块的输出控制，其光输出端用于与光纤网络连接，其特征在于：还包括微控制器、网管接口和网管主机，所述微控制器的输入口分别与射频信号驱动模块和激光发生模块相连，输出口与网管接口连接，所述网管接口连接远端的网管主机。

8.一种有线电视光发射机的远程管理方法，其特征在于包括以下步骤：

1)采样单元采集发射机的一种或一种以上参数的信号，输出到微控制器；

2)微控制器处理后将信号传输到网管接口；

3)网管主机轮询网管接口传输的信号，将接收的信号与该参数的标准比较；

4)网管主机根据比较的结果做出相应处理。

9.如权利要求8所述的有线电视光发射机的远程管理方法，其特征在于：步骤4)所述的相应处理包括：

报告比较结果；

发出控制信号以切断相关电源，具体包括以下步骤：如果网管主机轮询到的信号与该参数的标准比较处于正常范围，则继续查询下一个信号；如果网管主机轮询到的信号与该参数的标准比较为异常，则发出相应的控制信号，切断相关电源。

10.如权利要求8所述的有线电视光发射机的远程管理方法，其特征在于：报告比较的结果的方式包括声音告警、指示灯告警及显示屏显示告警。

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