CN1980095B - 集成于射频光传输模块中的网管通道的实现系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种集成于射频光传输模块中的网管通道的实现系统，包括：近端监控单元及远端监控单元，用于发出和接收监控数据；近端协议处理单元及远端协议处理单元，用于对所述监控数据进行协议处理；近端频移键控调制器及远端频移键控调制器，将经协议处理后的所述监控数据调制成射频信号或将接收到的所述射频信号解调为所述经协议处理后的监控数据；耦合器及激光器，所述射频信号经所述耦合器耦合到所述激光器并转换为光信号发送出去；探测器及放大器，所述光信号经所述探测器转换为电信号后，再经所述放大器放大处理。本发明还提供了一种集成于射频光传输模块中的网管通道的实现方法。

Description

集成于射频光传输模块中的网管通道的实现系统及方法

技术领域

本发明涉及射频通信技术领域，尤其涉及一种集成于射频光传输模块中的网管通道的实现系统及方法。

背景技术

现有的移动通信系统，特别是光纤直放覆盖系统的监控方式主要有三种：

1.采用短信的方式进行监控：这种方式需要系统有多少台设备就需要使用多少台无线的调制解调器，而且还需要为这些调制解调器分配号码资源，可想而知，这种监控方式需要花费较高的成本，而且占用了较高的资源；

2.采用普通的频移键控(FSK)监控通道进行监控：这种方式中，监控通道中传输的数据简单，没有可靠的协议处理的保证，所提供的通道的可靠性也不能保证，在一拖一的系统中应用还可以，对于一拖多的应用很不稳定，经常出现监控不通的情况。

3.只监控近端，不监控远端：在这种监控方式中，如果系统出现问题，不能及时发现，很容易造成通信系统的中断。

此外，还有一些移动通信系统甚至没有监控，这给运营商的使用带来很大的不便。

因此，很有必要提出一个可靠性强的监控系统，不仅能使监控通道中传输的数据得到可靠的协议处理的保证，也能使监控通道的可靠性得到保证。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种集成于射频光传输模块中的网管通道的实现系统及方法，以使监控通道中传输的数据得到可靠的协议处理的保证。

本发明要解决的另一个技术问题在于提供一种集成于射频光传输模块中的网管通道的实现系统及方法，以使监控通道的可靠性得到保证。

本发明提供了一种集成于射频光传输模块中的网管通道的实现系统，在近端和远端均设置有监控单元、协议处理单元、频移键控调制解调器、耦合器及激光器、探测器及放大器，其中，监控单元，用于发出和接收监控数据；协议处理单元，用于对所述监控单元发出的所述监控数据进行协议处理；对接收到的所述频移键控调制解调器发送的数据信息按照协议恢复出监控数据；频移键控调制器，将经协议处理后的所述监控数据调制成射频信号或将接收到的探测器与放大器发送的电信号解调为所述经协议处理后的监控数据；耦合器及激光器，所述调制成的射频信号经所述耦合器耦合到所述激光器并转换为光信号发送出去；探测器及放大器，所述光信号经所述探测器转换为电信号后，再经所述放大器放大处理。

其中，当所述监控单元传输所述监控数据时，所述协议处理单元将所述监控数据按照协议封装成帧或者将封装后的帧按照协议恢复为所述监控数据。所述帧的结构中包括：第一分隔码、前导码、第二分隔码、帧头、帧定义、数据、校验、帧尾及第三分隔码。

所述频移键控调制器的调制电路包括：时钟源单元，为所述调制电路提供时钟源；提供调制解调频率单元，提供输出输入的频移键控的调制解调频率；天线单元，将频移键控调制信号发出或接收需要解调的频移键控调制信号.

本发明还提供了一种集成于射频光传输模块中的网管通道的实现方法，包括：对监控数据进行协议处理；将经协议处理后的数据调制为射频信号；将所述射频信号转换为光信号发送出去；接收所述光信号并转化为电信号；将所述电信号放大处理并解调为所述经协议处理后的数据；将所述经协议处理后的数据经协议处理为所述监控数据。

其中，所述对监控数据进行协议处理具体为将所述监控数据按照协议封装成帧。所述帧的结构中包括：第一分隔码、前导码、第二分隔码、帧头、帧定义、数据、校验、帧尾及第三分隔码。

其中，由频移键控调制解调器完成调制/解调任务。所述频移键控调制解调器的调制电路包括：时钟源单元，为所述调制电路提供时钟源；提供调制解调频率单元，提供输出输入的频移键控的调制解调频率；天线单元，将频移键控调制信号发出或接收需要解调的频移键控调制信号。

由以上技术方案可知，本发明与现有监控系统相比，具有如下优势：

1.本发明使高可靠性的网管通道FSK通信技术、FSK通信控制、软件协议等高度集成为一体，实现了一个模块完成多个模块的功能。应用智能射频光传输模块，光纤直放站将不再需要FSK模块、FSK控制模块等，从根本上简化光纤直放站的结构和生产。

2.本发明实现的可靠的FSK监控通道使得射频光传输模块在高温和光衰的极端条件下，监控通道仍能正常工作，使光纤直放站始终处于受控状态。

3.通过本发明的专用通信协议和帧结构，能实现光纤直放站点对点、点对多点的组网通信和控制，实时报告光传输模块组网的工作状态和性能。

4.提供完善的可靠的通信处理协议：此协议对于整个通信的过程进行全面的控制，并且提供可靠性的保证处理。

附图说明

图1为本发明的集成于射频光传输模块中的网管通道的实现系统的第一实施结构图。

图2为本发明的集成于射频光传输模块中的网管通道的实现系统的第二实施结构图。

图3为本发明的协议处理单元将数据封装成的帧结构图。

图4为本发明网管通道实现系统中的FSK调制解调器的第一调制电路原理图。

图5为本发明网管通道实现系统中的FSK调制解调器的第二调制电路原理图。

图6为本发明集成于射频光传输模块中的网管通道的实现方法的流程图。

图7为本发明网管通道发送和接收数据的软件流程图。

具体实施方式

下面我们将结合附图，对本发明的最佳实施方案进行详细描述.首先要指出的是，本发明中用到的术语、字词及权利要求的含义不能仅仅限于其字面和普通的含义去理解，还包括进而与本发明的技术相符的含义和概念，这是因为我们作为发明者，要适当地给出术语的定义，以便对我们的发明进行最恰当的描述.因此，本说明和附图中给出的配置，只是本发明的首选实施方案，而不是要列举本发明的所有技术特性.我们要认识到，还有各种各样的可以取代我们方案的同等方案或修改方案.

由于本发明的射频光传输模块之间的数据传输方式可以采用全双工及半双工两种模式，现在分别以两种模式对本发明的网管通道的实现系统进行说明。

首先，请参阅图1。图1为本发明的集成于射频光传输模块中的网管通道的实现系统的第一实施结构图。此实施例采用的是全双工模式。近端监控单元101与近端协议处理单元102相接，近端监控单元101将需要传输到远端监控单元110的数据传送到近端协议处理单元102，近端协议处理单元102将该数据按照协议封装成帧；近端协议处理单元102与近端FSK调制器103相接，近端协议处理单元102将封装后的帧发送到近端FSK调制器103并由近端FSK调制器103调制为射频信号；近端耦合器104分别与近端FSK调制器103及近端激光器105相接，射频信号经近端耦合器104耦合到近端激光器105并转换为光信号，光信号经光纤传输到远端。远端探测器106与远端放大器107相接，远端探测器106将接收到的光信号转换为电信号并送入远端放大器107进行放大处理；远端FSK解调器108与远端放大器107相接，经放大处理后的信号送入远端FSK解调器108进行解调；远端协议处理单元109分别与远端FSK解调器108及远端监控单元110相接，解调后的数据信息送入远端协议处理单元109进行协议处理，再将经协议处理恢复的数据发送到远端监控单元110。由远端监控单元110向近端监控单元101传输数据所需的元件及其连接关系与近端向远端传输所需的元件及其连接关系相同，需要说明的是，由于本实施例中的系统以全双工模式传输数据，所以近端FSK调制器103与远端FSK调制器111只工作于调制模式，远端FSK解调器108与近端FSK解调器116只工作于解调模式。

下面对采用半双工模式工作的系统进行说明。请参阅图2，图2为本发明的集成于射频光传输模块中的网管通道的实现系统的第二实施结构图。近端监控单元201与近端协议处理单元202相接，近端监控单元201将需要传输到远端监控单元210的数据传送到近端协议处理单元202，近端协议处理单元202将该数据按照协议封装成帧；近端协议处理单元202与近端FSK调制解调器203相接，近端协议处理单元202将封装后的帧发送到近端FSK调制解调器203并由近端FSK调制解调器203调制为射频信号；近端耦合器204分别与近端FSK调制解调器203及近端激光器205相接，射频信号经近端耦合器204耦合到近端激光器205并转换为光信号，光信号经光纤传输到远端。远端探测器206与远端放大器207相接，远端探测器206将接收到的光信号转换为电信号并送入远端放大器207进行放大处理；远端FSK调制解调器208与远端放大器207相接，经放大处理后的信号送入远端FSK调制解调器208进行解调；远端协议处理单元209分别与远端FSK调制解调器208及远端监控单元210相接，解调后的数据信息送入远端协议处理单元209进行协议处理，再将经协议处理恢复的数据发送到远端监控单元210。由远端监控单元210向近端监控单元201传输数据所需的元件及其连接关系与近端向远端传输所需的元件及其连接关系相同，需要说明的是，由于传输数据的方式为半双工模式，所以当近端监控单元201向远端监控单元210传输数据时，近端FSK调制解调器203与远端FSK调制解调器208分别工作于调制和解调模式，当远端监控单元210向近端监控单元201传输数据时，远端FSK调制解调器208与近端FSK调制解调器203分别工作于调制和解调模式。

在上述两个实施例中分别提到了协议处理单元将监控单元发出的数据按照协议封装成帧。下面对帧的结构进行说明。

图3为本发明的协议处理单元将数据封装成的帧结构图，如图所始，帧结构图下面的数字代表相应的码字长度(以字节为单位)，例如分隔码为2个字节，用于分隔乱码和所传送的码字或者前导码和帧，此分隔码一般使用“0xFF”，前导码为对解调提供电平判断的码字，一般使用“0x55”或者“0xAA”，帧头、帧定义、数据、校验、帧尾为传送的实际帧，帧头、帧尾各为1个字节，可以采用特殊的定义字符，帧定义为对这一帧数据的功能说明，可以包括帧长度，帧类型等，数据为实际需要传送的数据块，校验2个字节，可以采用CRC校验。

由于FSK调制解调器作为本发明的关键部件之一，所以有必要对FSK调制解调器做进一步的说明。

图4、5分别为本发明网管通道实现系统中的FSK调制解调器的两种调制电路原理图。

图4中为采用NRF403作为FSK调制/解调芯片的方案。该调制电路包括时钟源单元，为所述调制电路提供时钟源；提供调制解调频率单元，提供输出输入的频移键控的调制解调频率；天线单元，将频移键控调制信号发出或接收需要解调的频移键控调制信号。如图所示，电容C11、C12，电阻R19，4MHz晶体Y1，芯片NRF403(U6)组成一谐振电路，为NRF403提供4MHz的时钟信号，提供一个低频的时钟源；高精度电感L4和芯片NRF403(U6)的压控振荡器组成一个混频电路，它和电容C9、C28、电阻R36和芯片NRF403(U6)组成的锁相环(PLL)电路一起提供输出的FSK的调制频率，在发送模式下，根据输入数据信号“TxDATA”输出一个对应的频率F0+fsep或者F0-fsep(F0为中心频率，可以是433.92MHz也可以是315.16MHz，fsep为频偏)，完成数据的FSK调制和发射，对于接收模式，提供一个本振频率F1(F1＝F0+IF，IF为接收解调的中频)；电容C33、C35，电阻R92、R94组成一个50欧姆阻抗的单端天线，对于发射模式，调制好FSK调制信号从此发射出去，对于接收模式，需要解调的FSK调制信号从这里输入到芯片NRF403(U6)进行解调。

由图可知，经协议处理单元封装的帧经芯片NRF403(U6)管脚DIN进入芯片NRF403(U6)进行调制，调制后的信号经天线单元(单端天线)发射到耦合器；相反，待解调的信号经由天线单元进入芯片NRF403(U6)解调，再将解调后的信号由管脚DOUT输出至协议处理单元。

图5中为采用CC1000作为FSK调制/解调芯片的方案，该调制电路包括时钟源单元，为所述调制电路提供时钟源；提供调制解调频率单元，提供输出输入的频移键控的调制解调频率；天线单元，将频移键控调制信号发出或接收需要解调的频移键控调制信号.如图所示，电容C79、C80，11.0592MHz晶体OSC4，芯片CC1000(U15)组成一谐振电路，为CC1000提供11.0592MHz的时钟信号，提供一个低频的时钟源；高精度电感L9和芯片CC1000(U15)的压控振荡器组成一个混频电路和CC1000内部PLL电路一起提供输出的FSK的调制频率，在发送模式下，根据输入数据信号“TxDATA”输出一个对应的频率F0+fsep或者F0-fsep(F0为中心频率，可以是433.92MHz也可以是315.16MHz，fsep为频偏)，完成数据的FSK调制和发射，对于接收模式，提供一个本振频率F1(F1＝F0-IF，IF为接收解调的中频)；电容C71和电感L11组成一个50欧姆阻抗的单端发射天线，对于发射模式，调制好FSK调制信号从此发射出去，电容C70和电感L10组成一个50欧姆阻抗的单端接收天线，对于接收模式，需要解调的FSK调制信号从这里输入到芯片CC1000(U15)进行解调.由图可知，经协议处理单元封装的帧经芯片CC1000(U15)管脚DIO进入芯片CC1000(U15)进行调制，调制后的信号经单端发射天线发射到耦合器；相反，待解调的信号经由单端接收天线进入芯片CC1000(U15)解调，再将解调后的信号由管脚DCLK输出至协议处理单元.

下面再对本发明的集成于射频光传输模块中的网管通道的实现方法进行说明。

图6为集成于射频光传输模块中的网管通道的实现方法的流程图，该流程图中包括下列步骤：

S601：对监控数据进行协议处理；

S602：将所述经协议处理后的数据调制为射频信号；

S603：将所述射频信号转换为光信号发送出去；

S604：接收所述光信号并转化为电信号；

S605：将所述电信号放大处理并解调为所述经协议处理后的数据；

S606：将所述经协议处理后的数据经协议处理为所述监控数据。

在步骤S601中，监控单元将需要传输到对端监控单元的数据传送到协议处理单元，协议处理单元将该数据按照协议封装成帧；在步骤S602中，协议处理单元将封装后的帧发送到FSK调制解调器并调制为射频信号；在步骤S603中，射频信号经耦合器耦合到激光器并由激光器转换为光信号，光信号再经光纤传输到对端。在步骤S604中，对端的探测器将接收到的光信号转换为电信号并送入对端的放大器进行放大处理，再将经放大处理后的信号送入对端的FSK调制解调器进行解调，解调后的数据为经本端协议处理单元发出的数据；最后，在步骤S606中，将解调后的数据信息送入对端的协议处理单元进行协议处理，再将经协议处理恢复的数据发送到对端的监控单元。由对端监控单元向本端监控单元传输数据的过程与本端向对端传输的过程相同。

由于本发明的网管通道的数据传输是由硬件和软件共同实现的，所以再对软件设计流程做一简单说明。

图7为网管通道发送和接收数据的软件流程图。如图所示，发送数据采用轮询的方式，接收数据采用中断方式。

在S702中，如果有网管命令，则进入数据发送过程，首先判断是否有数据发送(S703)，如果没有，回到等待状态(S702)；如果有，则将欲发送的数据封装成帧(S704)，发送数据(S705)，回到等待状态(S702)；

在S702中，如果有中断命令，则进入数据接收过程，首先判断帧头是否正确(S706)，如果不正确，回到等待状态(S702)；如果正确，接收数据(S707)，再检查数据校验是否正确(S708)，如果不正确，等待状态(S702)；如果正确，执行其他程序(S709)，执行完后返回等待状态(S702)。

综上所述，本发明由于在原来未控制的FSK网管通道中加入了硬件控制和软件协议，提供了硬件的工作效率，数据传送的可靠性，在软件方面又对数据进行封装，进一步提供了传输的可靠性，在射频光传输模块中提出的高可靠性的网管通道的实现系统和方法已达到或者超过国际水平。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围.

Claims (9)

1.一种集成于射频光传输模块中的网管通道的实现系统，其特征在于：

在近端和远端均设置有监控单元、协议处理单元、频移键控调制解调器、耦合器及激光器、探测器及放大器，其中，

监控单元，用于发出和接收监控数据；

协议处理单元，用于对所述监控单元发出的所述监控数据进行协议处理；对接收到的所述频移键控调制解调器发送的数据信息按照协议恢复出监控数据；

频移键控调制解调器，将经协议处理后的所述监控数据调制成射频信号或将接收到的探测器与放大器发送的电信号解调为所述经协议处理后的监控数据；

耦合器及激光器，所述调制成的射频信号经所述耦合器耦合到所述激光器并转换为光信号发送出去；

探测器及放大器，将接收到的光信号经所述探测器转换为电信号后，再经所述放大器放大处理。

2.如权利要求1所述的集成于射频光传输模块中的网管通道的实现系统，其特征在于，当所述监控单元传输所述监控数据时，所述协议处理单元将所述监控数据按照协议封装成帧或者将封装后的帧按照协议恢复为所述监控数据。

3.如权利要求2所述的集成于射频光传输模块中的网管通道的实现系统，其特征在于，所述帧的结构中包括：第一分隔码、前导码、第二分隔码、帧头、帧定义、数据、校验、帧尾及第三分隔码。

4.如权利要求1所述的集成于射频光传输模块中的网管通道的实现系统，其特征在于，所述频移键控调制解调器的调制电路包括：

时钟源单元，为所述调制电路提供时钟源；

提供调制解调频率单元，提供输出输入的频移键控的调制解调频率；

天线单元，将频移键控调制信号发出或接收需要解调的频移键控调制信号。

5.一种集成于射频光传输模块中的网管通道的实现方法，其特征在于，包括：

(1)对监控数据进行协议处理；

(2)将经协议处理后的数据调制为射频信号；

(3)将所述射频信号转换为光信号发送出去；

(4)在对端接收光信号并转化为电信号；

(5)将所述电信号放大处理并解调为所述经协议处理后的数据；

(6)将所述经协议处理后的数据经协议处理为所述监控数据。

6.如权利要求5所述的集成于射频光传输模块中的网管通道的实现方法，其特征在于：所述对监控数据进行协议处理具体为将所述监控数据按照协议封装成帧。

7.如权利要求6所述的集成于射频光传输模块中的网管通道的实现方法，其特征在于，所述帧的结构中包括：第一分隔码、前导码、第二分隔码、帧头、帧定义、数据、校验、帧尾及第三分隔码。

8.如权利要求5所述的集成于射频光传输模块中的网管通道的实现方法，其特征在于：由频移键控调制解调器完成调制/解调任务。

9.如权利要求8所述的集成于射频光传输模块中的网管通道的实现方法，其特征在于：所述频移键控调制解调器的调制电路包括：

时钟源单元，为所述调制电路提供时钟源；

提供调制解调频率单元，提供输出输入的频移键控的调制解调频率；

天线单元，将频移键控调制信号发出或接收需要解调的频移键控调制信号。

Images