CN204013543U - 无线传输设备 - Google Patents

Abstract

一种无线传输设备，包括光网络单元、光线路终端、发射装置及接收装置，发射装置包括光收发装置、光网络单元光模块、第一激光器、第一复用器、第一放大器及发射组件，光网络单元发射一第一光信号，光收发装置接收第一光信号并生成一标准信号，光网络单元光模块与光收发装置电性连接以接收标准信号，并生成一第二光信号，第一激光器发出一第三光信号，第一复用器将第二光信号及第三光信号复合成混合光并传输至第一放大器，第一放大器放大混合光并将该混合光传输至发射组件，发射组件发射混合光并被接收装置接收，接收装置从混合光中分离出第二光信号后将第二光信号传输至光线路终端。本无线传输设备实现了突发光信号的透明传输。

Description

无线传输设备

技术领域

本实用新型涉及通信领域，尤其涉及一种无线传输设备。

背景技术

随着信息时代的到来，人们对网络的依赖越来越大，对通信带宽的需求也越来越高。吉比特无源光网络(Gigabit-Capable Passive Optical Network，GPON)技术因其采用无源技术，具有系统容量大成本低、业务承载能力好以及提供的带宽高等优点，在一定程度上满足了光纤到户(Fiber To The Home，FTTH)的需求。现在大部分小区的宽带网络建设一般采用GPON技术，而GPON技术需要铺设光纤，但在实际的网络建设过程中，网络建设运营商经常遇到网络建设区域受市政管理、居民反对，或建设区域为历史文物保护区域或建设区域地形复杂等各种原因而导致无法或不能铺设光纤，无法将信号引入和引出该区域，基于此，通信运营商只有希望采用无线传输设备来代替光纤。

在传统网络(如SDH(Synchronous Digital Hierarchy)，PTN(Packet Transport Network)等制式的网络)建设中，在光缆施工受限地区，往往采用微波或FSO(Free Space Optics，自由空间无线光通信)等替代光纤进行信号传输。但基于GPON的制式有别于传统的SDH、PTN等制式，GPON系统采用波分复用(Wavelength Division Multiplexing，WDM)技术，可实现单纤双向传输，其下行数据流采用广播技术(连续模式)，工作波长为1490nm；上行数据流采用TDMA(Time Division Multiple Access)技术(突发模式)，工作波长为1310nm。因此，当前的FSO产品由于无法准确响应及处理上行突发信号，因而不能适用GPON制式中上行突发信号的传输，从而限制了FSO在GPON网络建设中的应用。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种无线传输设备，其在不改变突发信号的信息特征的情况下，将上行突发信号从光网络单元传输至光线路 终端，实现了上行突发信号的透明传输和放大，满足了使用要求。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种无线传输设备，包括光网络单元、光线路终端及与所述光网络单元光路连通的发射装置及与所述光线路终端及所述发射装置光路连通的接收装置，所述发射装置包括光收发装置、光网络单元光模块、第一激光器、第一复用器、第一放大器及发射组件，所述第一复用器与所述第一放大器、第一激光器及所述光网络单元光模块光路连通、所述第一放大器及所述发射组件光路连通，所述光网络单元发射一第一光信号，所述光收发装置接收所述第一光信号并生成一标准信号，所述光网络单元光模块与所述光收发装置电性连接以接收所述标准信号，并生成一第二光信号，所述第一激光器发出一第三光信号，所述第一复用器将所述第二光信号及所述第三光信号复合成混合光并传输至所述第一放大器，所述第一放大器放大所述混合光并将该混合光传输至所述发射组件，所述发射组件发射所述混合光并被所述接收装置接收，所述接收装置从混合光中分离出所述第二光信号后将所述第二光信号传输至所述光线路终端。

其中，所述发射装置还包括信号发生器及第一驱动电路，所述第一驱动电路与所述信号发生器及所述第一激光器电性连接，所述信号发生器发射一第一驱动信号至所述第一驱动电路，所述第一驱动电路接收所述第一驱动信号后形成一第一驱动电流并传输至所述第一激光器，以驱动所述第一激光器发出第三光信号。

其中，所述发射装置还包括功率控制电路，所述功率控制电路与所述第一放大器光路连通并电性连接，所述功率控制电路检测经所述第一放大器放大后的混合光的光功率，并根据检测到的光功率控制所述第一放大器的放大倍数。

其中，所述发射装置还包括分束器，所述分束器与所述第一放大器及所述发射组件光路连通，所述分束器将所述第一放大器传输过来的混合光进行分束后传输至所述发射组件。

其中，所述发射组件包括若干发射器，所述发射器接收所述分束器分束后的混合光并传输至所述接收装置。

其中，所述接收装置包括接收组件，所述接收组件与所述发射组件光路连通，所述接收组件包括若干接收器，所述接收器分别接收所述发射器发射的混合光。

其中，所述接收装置还包括合束器，所述合束器与所述接收组件光路连通，所述合束器接收所述接收器的混合光并将所述混合光汇聚成一束。

其中，所述接收装置还包括解复用器，所述解复用器与所述合束器光路连通并接收所述合束器传递过来的混合光，并分离所述混合光中的第二光信号及第三光信号。

其中，所述接收装置还包括第二复用器，所述第二复用器与所述解复用器及所述光线路终端光路连通，所述第二复用器接收所述解复用器输出的第二光信号及所述光线路终端输出的第四光信号，并将所述第二光信号传输至所述光线路终端。

其中，所述第二光信号为突发光信号，所述第三光信号为连续光信号。

本实用新型实施例提供的无线传输设备，所述无线传输设备通过所述光收发装置对突发的第一光信号进行整形放大并通过所述光模块恢复为第二光信号，所述第二光信号与所述第三光信号混合得到的混合光经所述第三放大器放大，并利用所述功率控制电路控制放大效果，使得所述混合光的功率达到其最佳传输功率，所述分束器将第二光信号及所述第三光信号组成的混合光分成路后通过发射组件反射并最终由接收端的接收组件接收及合束器合路，再通过所述解复用器将第二光信号从混合光中分离出来并传输至所述光线路终端，从而实现了将突发的第一光信号传输至所述光线路终端，光信号在传输过程中不改变信息特征且增强了抗干扰能力，满足使用要求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施方式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实用新型的一些实施方式，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是本实用新型实施例提供的无线传输设备的结构框图。

图2是本实用新型实施例提供的光收发装置与ONU光模块的连接示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人 员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型实施例提供一种无线传输设备100，其包括光网络单元(Optical Network Unit，ONU)200、发射装置300、接收装置400及光线路终端(Optical Line Terminal，OLT)500。所述发射装置300与所述ONU 200及所述接收装置400光路连通，所述OLT 500与所述接收装置400光路连通，所述ONU200发射第一光信号，所述发射装置300接收并处理所述第一光信号，所述接收装置400接收所述发射装置300处理后的光信号并再次对该光信号进行处理后传输至所述OLT 500。

请一并参阅图2，在本实用新型的实施例中，所述发射装置300包括光收发装置302、ONU光模块311、第一复用器312、信号发生器313、第一驱动电路314、第一激光器315、第一放大器316、功率控制电路317、分束器318及发射组件320。其中，所述光收发装置302包括第二驱动电路303、第二激光器304、第三复用器305、探测器306、放大电路307、分路器308、锁相环(Phase Locked Loop，PLL)电路309及控制电路310。

在本实用新型的实施例中，所述光收发装置302还包括电源模块(图未示)，所述电源模块与所述探测器306、放大电路307、锁相环电路309及控制电路310电性连接。该电源模块可与一电源电性连接，并从该电源处接收一输入的电压(如3.3V电压)，并对电压进行相应的滤波处理以提供给所述探测器306、放大电路307、锁相环电路309及控制电路310，保证这些元件的工作需求。

在本实用新型的实施例中，所述第二驱动电路303可为激光驱动电路，其与所述第二激光器304电性连接，所述第二驱动电路303接收一第二驱动信号并根据该第二驱动信号形成第二驱动电流。其中，所述第二驱动信号可为速率2.5Gbps的电平式晶体管-晶体管逻辑电路(Level Transistor-Transistor Logic，LVTTL)标准信号。所述第二驱动电路303将所述第二驱动电流传输至所述第二激光器304，以驱动该第二激光器304。所述第二驱动电路303还同时监测所述第二激光器304是否正常运行。

在本实用新型的实施例中，所述第二激光器304与所述第二驱动电路303电性连接并与所述第三复用器305光路连通，所述第二激光器304接收所述第二驱动电路303传输过来的第二驱动电流并在该第二驱动电流的驱动下发出一 下行光信号，并将该下行光信号传输至所述第三复用器305。所述下行光信号可为波长1490nm的连续光信号。

在本实用新型的实施例中，所述第三复用器305与所述第二激光器304、探测器306及所述ONU 200光路连通。所述第三复用器305同时处理所述下行光信号及所述ONU 200发射的第一光信号，其将所述第一光信号传输至所述探测器306并将所述下行光信号传输至所述ONU 200，其中，所述第一光信号可为波长1310nm的突发光信号。

在本实用新型的实施例中，所述探测器306可为光电探测器，其与所述放大电路307电性连接，所述探测器306接收所述第一光信号并将其转换为第一电信号后传输至所述放大电路307。其中，所述第一电信号为电流信号。

在本实用新型的实施例中，所述放大电路307包括第二放大器327及第三放大器337。其中，所述第二放大器327可为互阻放大器，其与所述探测器306、所述第三放大器337及所述控制电路310电性连接。所述第二放大器327接收所述第一电信号并将其转换为第二电信号，其中，所述第二电信号为电压信号。所述第二电信号具有峰值电平和底部电平，所述第二放大器327通过实时检测所述第二电信号的峰值电平和底部电平而生成一对应的判决电平，所述第二电信号及所述判决电平传输至所述第三放大器337。由于所述第二电信号为突发的电压信号，其不同时刻的信号幅值大小不同，因此在每次获得一个突发的第二电信号前，都需要先将前一个突发的第二电信号产生的判决电平置0，所述第二放大器327再根据随之传输过来的第二电信号的峰值电平和底部电平重新生成一对应的判决电平。所述控制电路310控制将所述第二放大器327的判决电平置0。

在本实用新型的实施例中，所述第三放大器337可为限幅放大器，其与所述分路器308电性连接。所述第三放大器337接收所述第二放大器327传输过来的第二电信号及判决电平，并根据判决电平的值对所述第二电信号进行处理(如，限幅、放大)后生成第三电信号，并将该第三电信号传输至所述分路器308。所述第三电信号为LVTTL标准信号，由于在放大过程中限制了幅值，因而放大后不同时刻的第三电信号的幅值均相等。

在本实用新型的实施例中，所述分路器308与所述第三放大器337及所述锁相环电路309电性连接。所述分路器308接收所述第三放大器337传输过来 的第三电信号并将该第三电信号分成第四电信号(即标准信号)及第五电信号，所述第四电信号及第五电信号均为速率为1.25Gbps的LVTTL标准信号，其中所述第四电信号传输至所述ONU光模块311，所述第五电信号传输至所述锁相环电路309。所述ONU光模块311接收所述第四电信号后发出第二光信号，所述第二光信号为波长1310nm的突发光信号。与不同时刻传输的幅值大小不同的所述第一光信号相比，所述第二光信号的功率得到了放大且不同时刻的第二光信号的幅值均相等。

在本实用新型的实施例中，所述锁相环电路309与所述分路器308及所述控制电路310电性连接，所述锁相环电路309接收所述分路器308传输过来的第五电信号并在该第五电信号中恢复时钟信号，随后将所述时钟信号及所述第五电信号一起传输至所述控制电路310。其中，所述时钟信号具有固定时钟周期。

在本实用新型的实施例中，所述控制电路310可为现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)，其与所述第二放大器327、锁相环电路309及所述ONU光模块311均电性连接。所述控制电路310接收所述时钟信号及所述第五电信号，并根据该时钟信号及该第五电信号生成控制信号。具体为，所述控制电路310上电(即接收到所述电源模块的电能)后产生第一复位信号及第二复位信号，所述第一复位信号传输至所述锁相环电路309使其复位，以使所述锁相环电路309能快速跟踪上第五电信号上的时钟信号；所述第二复位信号传输至所述第二放大器327，以将所述第二放大器327的判决电平置0。此后，当所述控制电路310每次检测到所述锁相环电路309输出的任意一个第五电信号传输结束时，经过一预设时间后该控制电路310再生成第一复位信号和一第二复位信号。较佳地，所述预设时间可为5个时钟周期。

在本实用新型的实施例中，所述控制电路310还生成关断信号并将所述关断信号传输至所述ONU光模块311，以控制该ONU光模块311接收或停止接收所述第四电信号。具体为，所述关断信号包括1和0两种模式，所述控制电路310第一次接收所述电源模块的电压后将所述关断信号置为1，此时所述ONU光模块311可正常接收所述第四电信号并发出第二光信号。当所述控制电路310检测到所述锁相环电路309输出的第五电信号传输结束时，其将关断信号置0，此时所述ONU光模块311停止接收所述第四电信号，从而消除了在电路中无信号传输时的背景噪声。

所述控制电路310还控制将所述关断信号置1，以令所述ONU光模块311重新接收第四信号。具体为，所述控制电路310预设一切换周期并接收一延时信号，所述切换周期及延时信号共同控制所述关断信号的模式切换。其中，较佳地，所述切换周期为96个时钟周期。此时，当所述延时信号为0，则关断信号较所述切换周期提前24个时钟周期将其自身的模式从0切换为1，即在所述关断信号置0后的72(即96-24＝72)个时钟周期置1；当所述延时信号为24，则关断信号较所述切换周期延时0个时钟周期将其自身的模式从0切换为1，即在所述关断信号置0后的96(即96-24+24＝96)个时钟周期后置1；当所述延时信号为32，则关断信号较所述切换周期延时8个时钟周期将其自身的模式从0切换为1，即在所述关断信号置0后的104(即96-24+32＝104)个时钟周期后置1。对于其他的延时信号数值，以此类推进行处理。可以理解的是，所述切换周期还可设定为其他数值的时钟周期，以满足实际应用中不同模块或设备的需要。

在本实用新型的实施例中，所述第一复用器312可为波分复用器，其与所述ONU光模块311及所述第一激光器315光路连通。所述ONU光模块311发出第二光信号，所述第一复用器312接收该第二光信号。

在本实用新型的实施例中，所述信号发生器313与所述第一驱动电路314电性连接，所述信号发生器313产生一第一驱动信号，并将所述第一驱动信号传输至所述第一驱动电路314，其中，所述第一驱动信号的频率可为125MHz。

在本实用新型的实施例中，所述第一驱动电路314可为激光驱动器，其与所述第一激光器315电性连接，所述第一驱动电路314接收所述第一驱动信号并根据该第一驱动信号生成一第一驱动电流，所述第一驱动电流传输至所述第一激光器315，以驱动所述第一激光器315。

在本实用新型的实施例中，所述第一激光器315接收所述第一驱动电流并根据该第一驱动电流发出第三光信号，所述第三光信号可为波长1300nm的连续光信号，其传输至所述第一复用器312并在所述第一复用器312内与所述第二光信号进行复合。其中，较佳地，所述第三光信号与所述第二光信号的光功率差值小于1dB。

在本实用新型的实施例中，所述第一放大器316与所述第一复用器312、所述功率控制电路317及所述分束器320光路连通并与所述功率控制电路317电性连接，所述第一放大器316接收所述第一复用器312将所述第二光信号及第 三光信号复合而成的混合光。由于所述第二光信号为突发的光信号，因而其具有较陡的前后跳变边沿，所述第一放大器316无法快速响应所述第二光信号的前后跳变边沿，因而无法单独放大所述第二光信号，然而所述第一放大器316可对由所述第二光信号及所述第三光信号复合而成的混合光进行光功率放大，该放大后的混合光同时传输至所述功率控制电路317及所述分束器318。

在本实用新型的实施例中，所述功率控制电路317接收经所述第一放大器316放大后的混合光并检测该混合光的光功率。在所述混合光的传播过程中，存在一适合所述混合光传播的最佳光功率，所述最佳光功率与光的传输距离及大气衰减系数相关，如所述最佳光功率与传输距离、大气衰减系数成正比。所述功率控制电路317实时检测经所述第一放大器316放大后输出的混合光的光功率，并根据其输出的光功率产生相应的控制信号，进而控制所述第一放大器316的放大倍数以使得所述第一放大器316放大后输出的光功率为最佳光功率或接近最佳光功率。

在本实用新型的实施例中，所述分束器318接收所述第一放大器316输出的混合光，并将该混合光分成4路后传输至所述发射组件320。所述发射组件320包括第一发射器321、第二发射器322、第三发射器323及第四发射器324，这四个发射器分别接收所述分束器318传输过来的混合光并将其整形准直后发送到自然空间中。由于所述混合光在自然空间中传播时可能会受到干扰，如飞鸟等飞行物的遮挡或大气闪烁等因素的干扰，将所述混合光分成4路实现分路发送，可有效增强混合光在自然空间中传播的抗干扰能力。可以理解的是，在本实用新型的其他实施例中，所述分束器318还可将混合光分成3路、5路或7路等其他路的光线，所述发射组件320中发射器的数量也相应变化，较佳地，所述发射器的数量等于所述分束器318发出的混合光的光路数，只要满足这种结构设计的参数均在本实用新型的保护内，在此不再赘述。

在本实用新型的实施例中，所述接收装置400包括接收组件410、合束器402、解复用器403及第二复用器404。所述接收组件410与所述合束器402光路连通，所述接收组件410包括第一接收器411、第二接收器412、第三接收器413及第四接收器414，所述发射组件320发射混合光并在自然空间传输后被所述接收组件410接收。如所述第一接收器411接收所述第一发射器321发射的混合光，所述第二接收器412接收所述第二发射器322发射的混合光，所述第 三接收器413接收所述第三发射器323发射的混合光，所述第四接收器414接收所述第四发射器324发射的混合光。这4个接收器411、412、413及414将接收到的混合光一并传输至所述合束器402。可以理解的是，在本实用新型的其他实施例中，所述接收组件410包含的接收器的数目不局限于4个，其还可为3个、5个或7个等其他数量个，较佳地，所述接收组件410中接收器的数目等于所述发射组件320中发射器的数目。

在本实用新型的实施例中，所述合束器402与所述接收组件410及所述解复用器403光路连通，所述合束器402接收所述接收组件410传输过来的4路混合光，并将这4路混合光汇集为一路后传输至所述解复用器403。所述解复用器403可为解波分复用器，其接收所述合束器402传输过来的混合光并分离该混合光中的第二光信号及第三光信号，其中，所述第二光信号被传输至所述第二复用器404，所述第三光信号则被丢弃，如将所述第三光信号传播至自然空间中。

需要说明的是，在本实用新型的其他实施例中，当所述发射组件320中的发射器数量与所述接收组件410中的接收器的数量为1个时，所述分束器318与所述合束器402可省略，此时，所述接收组件310与所述发射组件320及解复用器403光路，所述发射组件320发射混合光，所述混合光在自然空间传输后被所述接收组件310接收并传递至所述解复用器403。所述解复用器403接收所述接收组件310传输过来的混合光并分离该混合光中的第二光信号及第三光信号，其中，所述第二光信号被传输至所述第二复用器404，所述第三光信号则被丢弃，如将所述第三光信号传播至自然空间中。

在本实用新型的实施例中，所述第二复用器404可为波分复用器，其与所述解复用器403及OLT 500光路连通，所述解复用器403输出的第二光信号传输至所述第二复用器404，所述OLT 500发出第四光信号并传输至所述第二复用器404，所述第二复用器404同时处理所述第二光信号及所述第四光信号并将所述第二光信号传输至所述OLT 500。

综上所述，本实用新型实施例提供的无线传输装置100，其通过所述光收发装置302对突发的第一光信号进行整形放大，并通过所述ONU光模块311将光所述光收发装置302输出的第四电信号恢复为第二光信号，所述第二光信号与所述第二激光器发出的第三光信号混合得到的混合光经所述第一放大器316放 大，并利用所述功率控制电路317控制放大效果，使得所述混合光的光功率放大后保持为较佳的传输功率，再通过所述解复用器403将第二光信号从混合光中分离出来并传输至所述OLT 500，从而实现了将突发光信号的透明传输及放大，并通过分集发送和接收的方式增强了所述混合光在自然空间传输时的抗干扰能力，所述第一光信号在整个传输过程中仅仅是光功率进行了放大而没有改变信息特征，满足使用要求。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种无线传输设备，包括光网络单元及光线路终端，其特征在于，所述无线传输设备还包括与所述光网络单元光路连通的发射装置及与所述光线路终端及所述发射装置光路连通的接收装置，所述发射装置包括光收发装置、光网络单元光模块、第一激光器、第一复用器、第一放大器及发射组件，所述第一复用器与所述第一放大器、第一激光器及所述光网络单元光模块光路连通、所述第一放大器及所述发射组件光路连通，所述光网络单元发射一第一光信号，所述光收发装置接收所述第一光信号并生成一标准信号，所述光网络单元光模块与所述光收发装置电性连接以接收所述标准信号，并生成一第二光信号，所述第一激光器发出一第三光信号，所述第一复用器将所述第二光信号及所述第三光信号复合成混合光并传输至所述第一放大器，所述第一放大器放大所述混合光并将该混合光传输至所述发射组件，所述发射组件发射所述混合光并被所述接收装置接收，所述接收装置从混合光中分离出所述第二光信号后将所述第二光信号传输至所述光线路终端。

2.根据权利要求1所述的无线传输设备，其特征在于，所述发射装置还包括信号发生器及第一驱动电路，所述第一驱动电路与所述信号发生器及所述第一激光器电性连接，所述信号发生器发射一第一驱动信号至所述第一驱动电路，所述第一驱动电路接收所述第一驱动信号后形成一第一驱动电流并传输至所述第一激光器，以驱动所述第一激光器发出第三光信号。

3.根据权利要求1所述的无线传输设备，其特征在于，所述发射装置还包括功率控制电路，所述功率控制电路与所述第一放大器光路连通并电性连接，所述功率控制电路检测经所述第一放大器放大后的混合光的光功率，并根据检测到的光功率控制所述第一放大器的放大倍数。

4.根据权利要求1所述的无线传输设备，其特征在于，所述发射装置还包括分束器，所述分束器与所述第一放大器及所述发射组件光路连通，所述分束器将所述第一放大器传输过来的混合光进行分束后传输至所述发射组件。

5.根据权利要求4所述的无线传输设备，其特征在于，所述发射组件包括若干发射器，所述发射器接收所述分束器分束后的混合光并传输至所述接收装置。

6.根据权利要求5所述的无线传输设备，其特征在于，所述接收装置包括 接收组件，所述接收组件与所述发射组件光路连通，所述接收组件包括若干接收器，所述接收器分别接收所述发射器发射的混合光。

7.根据权利要求6所述的无线传输设备，其特征在于，所述接收装置还包括合束器，所述合束器与所述接收组件光路连通，所述合束器接收所述接收器的混合光并将所述混合光汇聚成一束。

8.根据权利要求7所述的无线传输设备，其特征在于，所述接收装置还包括解复用器，所述解复用器与所述合束器光路连通并接收所述合束器传递过来的混合光，并分离所述混合光中的第二光信号及第三光信号。

9.根据权利要求8所述的无线传输设备，其特征在于，所述接收装置还包括第二复用器，所述第二复用器与所述解复用器及所述光线路终端光路连通，所述第二复用器接收所述解复用器输出的第二光信号及所述光线路终端输出的第四光信号，并将所述第二光信号传输至所述光线路终端。

10.根据权利要求1所述的无线传输设备，其特征在于，所述第二光信号为突发光信号，所述第三光信号为连续光信号。