CN221652595U - 一种光通信监控电路及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种光通信监控电路及装置，包括上行数据传输电路、下行数据使能电路、下行数据传输电路、数据监控电路和数据传输芯片；其中，第一驱动芯片的输入端与第一逻辑门器件的输出端连接，第一逻辑门器件的两个输入端与第二逻辑门器件的输出端连接，第二逻辑门器件的一个输入端与第一接收芯片的输出端连接，另一个输入端与第一接口连接；第二接收芯片的输出端与第三逻辑门器件的两个输入端连接，第三逻辑门器件的输出端与第二接口和第三接口连接；第二接收芯片的输出端与第二驱动芯片的输入端和第四接口连接。上述光通信监控电路在具备数据传输功能的同时还能执行数据监控，易于实现。并且能够对上行数据传输电路进行复用，提高通信效率。

Description

一种光通信监控电路及装置

技术领域

本申请实施例涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种光通信监控电路及装置。

背景技术

为了实现信息在不同设备、不同地点之间的传输和交换，各种通信方式应运而生。RS-485通信作为一种有线通信方式，采用差分信号传输方式，具有传输距离长、节点数量多等优点。

但由于RS-485通信方式的抗干扰能力差，在传输较远的距离时存在稳定性低的缺点。因此，在RS-485通信方式的基础上，通过将RS-485协议与光纤传输相结合，形成RS-485光通信。RS-485光通信具有更好的抗干扰能力和更高的稳定性，且传输距离更长。

然而，在通信的过程中需要对信息进行监控，对于普通的RS-485通信方式进行信息监控的方式是直接连接到RS-485模块上，但对于RS-485光通信方式进行信息监控则需要使用交换机，实现起来复杂。且RS-485通信方式由于采用主从通信方式，需要等待主设备发送数据后才能进行数据发送，通信效率低。

实用新型内容

本申请提供一种光通信监控电路及装置，以解决对于RS-485光通信方式进行信息监控较为复杂的问题。

第一方面，本申请提供一种光通信监控电路，包括上行数据传输电路、下行数据使能电路、下行数据传输电路、数据监控电路和数据传输芯片；

其中，数据传输芯片包括第一接口、第二接口、第三接口和第四接口；上行数据传输电路包括第一驱动芯片、第一逻辑门器件、第二逻辑门器件和第一接收芯片，第一驱动芯片的输入端与第一逻辑门器件的输出端连接，第一逻辑门器件的两个输入端与第二逻辑门器件的输出端连接，第二逻辑门器件的一个输入端与第一接收芯片的输出端连接，第二逻辑门器件的另一个输入端与第一接口连接；下行数据使能电路包括第二接收芯片和第三逻辑门器件，第二接收芯片的输出端与第三逻辑门器件的两个输入端连接，第三逻辑门器件的输出端与第二接口和第三接口连接；下行数据传输电路包括第二接收芯片和第二驱动芯片，第二接收芯片的输出端与第二驱动芯片的输入端连接；数据监控电路包括第二接收芯片，第二接收芯片的输出端与第四接口连接。

上述光通信监控电路中，既包括上行数据传输电路、下行数据传输电路，还包括数据监控电路，在具备数据传输功能的同时还能做到数据监控，易于实现。且还可以对上行数据传输电路进行复用，用以上传额外的数据，提高通信效率。

在第一方面的一种可实现方式中，数据传输芯片还包括第五接口，其中，第五接口接地。

数据传输芯片上的接地接口起到保证信号的正确传输、屏蔽电磁干扰、保护电路等作用。

在第一方面的一种可实现方式中，数据传输芯片还包括第六接口和第七接口，其中，第六接口连接第一信号线，第七接口连接第二信号线，以形成差分信号。

上述数据传输芯片通过第六接口和第七接口形成差分信号，差分信号可以抵抗外界干扰，提高通信的稳定性和可靠性。

在第一方面的一种可实现方式中，数据传输芯片还包括第八接口，其中，第八接口连接电源。

数据传输芯片上的电源接口连接至直流电源，为数据传输芯片内部的逻辑电路和驱动电路提供电源，以确保数据传输芯片的正常工作，同时电源接口也能够提供过流保护和过压保护功能，对数据传输芯片起到保护作用。

在第一方面的一种可实现方式中，光通信监控电路还包括开关管控制电路，开关管控制电路与下行数据使能电路串联，开关管控制电路的一端与第二接收芯片的输出端连接，开关管控制电路的另一端与第三逻辑门器件的两个输入端连接。

开关管控制电路根据是否有下行数据而提供低电平或高电平，以控制数据传输芯片传输或不传输数据。

在第一方面的一种可实现方式中，开关管控制电路包括第一电容、第一开关管和第一电阻；第一电容与第一开关管串联，形成第一电路，第一电阻与第一电路并联。

上述电路中，第一电容和第一电阻是第一开关管的外围器件。其中，第一电容起到滤波、去耦等作用，可以保证电路的稳定性；第一电阻起到限流、分压等作用，可以保护电路。

在第一方面的一种可实现方式中，光通信监控电路还包括第二电阻；第二电阻与下行数据使能电路串联，第二电阻的一端与第三逻辑门器件的输出端连接，第二电阻的另一端与第二接口和第三接口连接。

在第一方面的一种可实现方式中，光通信监控电路还包括第三电阻；第三电阻与下行数据传输电路串联，第三电阻的一端与第二接收芯片的输出端连接，第三电阻的另一端与第二驱动芯片的输入端连接。

在第一方面的一种可实现方式中，光通信监控电路还包括第四电阻；第四电阻与数据监控电路串联，第四电阻的一端与第二接收芯片的输出端连接，第四电阻的另一端与第四接口连接。

上述电路中，第二电阻、第三电阻和第四电阻均为线间匹配电阻，可以实现阻抗匹配。通过阻抗匹配，可以减小信号在传输过程中的反射和能量损失，提高信号的传输效率和质量。另外，阻抗匹配还可以减小电磁干扰和信号辐射，提高电路的稳定性和可靠性。

第二方面，本申请提供一种光通信监控装置，所述装置包括第一方面任意一项所述的光通信监控电路。

可以理解的是，上述提供的第二方面所述的光通信监控装置所能达到的有益效果，可参考第一方面的有益效果，此处不再赘述。

由以上技术方案可知，本申请提供一种光通信监控电路及装置，包括上行数据传输电路、下行数据使能电路、下行数据传输电路、数据监控电路和数据传输芯片；其中，数据传输芯片包括第一接口、第二接口、第三接口和第四接口；上行数据传输电路包括第一驱动芯片、第一逻辑门器件、第二逻辑门器件和第一接收芯片，第一驱动芯片的输入端与第一逻辑门器件的输出端连接，第一逻辑门器件的两个输入端与第二逻辑门器件的输出端连接，第二逻辑门器件的一个输入端与第一接收芯片的输出端连接，第二逻辑门器件的另一个输入端与第一接口连接；下行数据使能电路包括第二接收芯片和第三逻辑门器件，第二接收芯片的输出端与第三逻辑门器件的两个输入端连接，第三逻辑门器件的输出端与第二接口和第三接口连接；下行数据传输电路包括第二接收芯片和第二驱动芯片，第二接收芯片的输出端与第二驱动芯片的输入端连接；数据监控电路包括第二接收芯片，第二接收芯片的输出端与第四接口连接。上述光通信监控电路中，既包括上行数据传输电路、下行数据传输电路，还包括数据监控电路，在具备数据传输功能的同时还能做到数据监控，易于实现。且还可以对上行数据传输电路进行复用，用于上传额外的数据，提高通信效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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为本申请实施例所述的光通信监控电路的结构示意图；

图2为本申请实施例所述的光通信方式原理示意图。

图示说明：

其中：1-第一驱动芯片；2-第一接收芯片；3-第二接收芯片；4-第二驱动芯片；5-第一逻辑门器件；6-第二逻辑门器件；7-第三逻辑门器件；8-第一开关管；9-数据传输芯片。

具体实施方式

下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的系统和方法的示例。

需要说明的是，本申请中对于术语的简要说明，仅是为了方便理解接下来描述的实施方式，而不是意图限定本申请的实施方式。除非另有说明，这些术语应当按照其普通和通常的含义理解。

本申请中说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别类似或同类的对象或实体，而不必然意味着限定特定的顺序或先后次序，除非另外注明。应该理解这样使用的用语在适当情况下可以互换。

为了实现信息在不同设备、不同地点之间的传输和交换，不同设备、不同地点需要采用特定的通信方式。包括RS-485通信方式、光纤通信方式以及网络通信方式等。在有线通信方式中，RS-485通信方式采用差分信号传输方式，具有传输距离长、节点数量多等优点；光纤通信方式采用光信号传输方式，具有抗干扰能力强，通信容量大等优点。通过将RS-485通信方式与光纤通信方式结合形成RS-485光通信方式，同时具备RS-485通信方式及光纤通信方式两者的优点，抗干扰能力强，传输距离长且稳定性高。

然而，为了确保通信质量、保证数据安全、优化网络性能等需求，在通信的过程中需要对数据进行监控，由于RS-485光通信方式是将RS-485通信方式和光纤通信方式相结合，无法进行监控，需要使用交换机，所以实现起来较为复杂。且RS-485通信方式由于采用主从通信方式，需要等待主设备发送数据后才能进行数据发送，通信效率低。

为了降低对于RS-485光通信方式进行数据监控的复杂性，以及提高RS-485光通信电路的通信效率，本申请提供一种光通信监控电路，参见图1和图2。其中，图1为光通信监控电路的结构示意图；图2为光通信方式原理示意图。本申请部分实施例中提供的光通信监控电路，包括：上行数据传输电路、下行数据使能电路、下行数据传输电路、数据监控电路和数据传输芯片9；其中，数据传输芯片9包括第一接口RO、第二接口RE、第三接口DE和第四接口DI；上行数据传输电路包括第一驱动芯片1、第一逻辑门器件5、第二逻辑门器件6和第一接收芯片2，第一驱动芯片1的输入端c与第一逻辑门器件5的输出端m连接，第一逻辑门器件5的两个输入端，即输入端n和输入端o，与第二逻辑门器件6的输出端d连接，第二逻辑门器件6的一个输入端q与第一接收芯片2的输出端d连接，第二逻辑门器件6的另一个输入端r与第一接口RO连接；下行数据使能电路包括第二接收芯片3和第三逻辑门器件7，第二接收芯片3的输出端i与第三逻辑门器件7的两个输入端，即输入端s和输入端t连接，第三逻辑门器件7的输出端u与第二接口RE和第三接口DE连接；下行数据传输电路包括第二接收芯片3和第二驱动芯片4，第二接收芯片3的输出端i与第二驱动芯片4的输入端j连接；数据监控电路包括第二接收芯片3，第二接收芯片3的输出端i与第四接口DI连接。

示例性的，在上行数据传输电路中，第一接收芯片2接收到数据，经过第二逻辑门器件6和第一逻辑门器件5将数据传输到第一驱动芯片1，最终将数据输出。

在下行数据传输电路中，第二接收芯片3接收到数据，传输到第二驱动芯片4并将数据输出。

在数据监控电路中，第二接收芯片3接收到数据，传输到数据传输芯片9的第四接口DI，达到监控数据的目的。

在一些实施例中，当上行数据传输电路中无数据时，数据传输芯片9可以使用第二逻辑门器件6、第一逻辑门器件5和第一驱动芯片1上传额外数据，达到复用的目的。

示例性的，当上行数据传输电路中无数据时，第一接收芯片2的输出端d输出为1(高电平)。此时，若数据传输芯片9的第一接口RO输出为1(高电平)，则第二逻辑门器件6的两个输入端，即输入端q和输入端r的输入都为1(高电平)，经与非计算后，第二逻辑门器件6的输出端p输出为0(低电平)，进而第一逻辑门器件5经与非计算后的输出为1(高电平)，实现第一接口RO的高电平传输到第一驱动芯片1。

示例性的，当上行数据传输电路中无数据时，第一接收芯片2的输出端d输出为1(高电平)。此时，若数据传输芯片9的第一接口RO输出为0(低电平)，则第二逻辑门器件6经与非计算后，输出端p输出为1(高电平)，进而第一逻辑门器件5经与非计算后的输出为0(低电平)，实现第一接口RO的低电平0传输到第一驱动芯片1。

在另一些实施例中，当上行数据传输电路中有数据，即第一接收芯片2接收到数据时，数据传输芯片9不可以上传额外数据。

示例性的，当上行数据传输电路中有数据时，数据传输芯片9的第一接口RO输出为1(高电平)。此时，若第一接收芯片2的输出端d的输出为1(高电平)，则第二逻辑门器件6的两个输入端，即输入端q和输入端r的输入都为1(高电平)，经与非计算后，第二逻辑门器件6的输出端p输出为0(低电平)，进而第一逻辑门器件5经与非计算后的输出为1(高电平)，实现第一接收芯片2的高电平传输到第一驱动芯片1。

示例性的，当上行数据传输电路中有数据时，数据传输芯片9的第一接口RO输出为1(高电平)。此时，若第一接收芯片2的输出端d的输出为0(低电平)，则第二逻辑门器件6经与非计算后，输出端p输出为1(高电平)，进而第一逻辑门器件5经与非计算后的输出为0(低电平)，实现第一接收芯片2的低电平0传输到第一驱动芯片1。

可以理解的是，上述数据传输芯片9包括RS-485系列芯片，芯片的型号可以是SP485或者MAX485等其他型号，不同型号芯片的接口表示可能略有不同，但都具有相同的电气特性；第一驱动芯片1和第二驱动芯片4包括CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，互补金属氧化物半导体)差分LVDS(Low Voltage Differential Signal，低电压差分信号)信号总线驱动芯片，可以是双通道CMOS差分LVDS信号总线驱动芯片，也可以是单通道或四通道CMOS差分LVDS信号总线驱动芯片，在本申请实施例中不做限定。第一接收芯片2和第二接收芯片3包括CMOS差分LVDS信号总线接收芯片，可以是双通道CMOS差分LVDS信号总线接收芯片，也可以是单通道或四通道CMOS差分LVDS信号总线接收芯片，在本申请实施例中不做限定。第一逻辑门器件5、第二逻辑门器件6和第三逻辑门器件7可以是与非门，根据输入电平得出正确的输出电平以保证电路正常工作。除此之外，还可以通过与门、非门、或门等不同的组合实现光通信监控电路所需的逻辑转换。

在一些实施例中，数据传输芯片9还包括第五接口GND，其中，第五接口GND接地。

数据传输芯片9上的接地接口起到保证信号的正确传输、屏蔽电磁干扰、保护电路等作用。

在一些实施例中，数据传输芯片9还包括第六接口A和第七接口B，其中，第六接口A连接第一信号线，第七接口B连接第二信号线，以形成差分信号。

上述数据传输芯片9通过第六接口A和第七接口B形成差分信号，差分信号可以抵抗外界干扰，提高通信的稳定性和可靠性。

在一些实施例中，数据传输芯片9还包括第八接口VCC，其中，第八接口VCC连接电源。

数据传输芯片9上的电源接口连接至直流电源，为数据传输芯片9内部的逻辑电路和驱动电路提供电源，以确保数据传输芯片的正常工作，同时电源接口也能够提供过流保护和过压保护功能，对数据传输芯片起到保护作用。

可以理解的是，上述第一接口RO、第二接口RE、第三接口DE、第四接口DI、第五接口GND、第六接口A、第七接口B和第八接口VCC均为数据传输芯片9上的对外接口，不同种类的数据传输芯片上八个接口的排布可能不同，在本申请实施例中不做限定。

在一些实施例中，所述光通信监控电路还包括开关管控制电路，开关管控制电路与下行数据使能电路串联，开关管控制电路的一端与第二接收芯片3的输出端i连接，开关管控制电路的另一端与第三逻辑门器件7的两个输入端，即输入端s和输入端t连接。

在一些实施例中，开关管控制电路包括第一电容C₁、第一开关管8和第一电阻R₁；第一电容C₁与第一开关管8串联，形成第一电路，第一电阻R₁与第一电路并联。

上述开关管控制电路与第二接收芯片3、第三逻辑门器件7共同组成的下行数据使能电路可以控制数据传输芯片是否可以传输数据。

示例性的，在下行数据使能电路中，当下行通道中无数据时，第二接收芯片3的输出端i输出为1(高电平)，第一开关管8的输出也为1(高电平)，第三逻辑门器件7经与非计算后的输出为0(低电平)，即数据传输芯片9的第三接口DE不被使能，即不能传输数据。

示例性的，在下行数据使能电路中，当下行通道中有数据时，第二接收芯片3的输出端i输出为0(低电平)，第一开关管8的输出也为0(低电平)，第三逻辑门器件7经与非计算后的输出为1(高电平)，即数据传输芯片9的第三接口DE被使能，即可以传输数据，第二接收芯片3的输出可以正常传输到数据传输芯片9的第四接口DI。

可以理解的是，第一开关管可以是三极管或者其他电子元器件，只要保证开关管控制电路可以正常传输高电平或低电平即可。

在一些实施例中，光通信监控电路还包括第二电阻R₂；第二电阻R₂与下行数据使能电路串联，第二电阻R₂的一端与第三逻辑门器件7的输出端u连接，第二电阻R₂的另一端与第二接口RE和第三接口DE连接。

在一些实施例中，光通信监控电路还包括第三电阻R₃；第三电阻R₃与下行数据传输电路串联，第三电阻R₃的一端与第二接收芯片3的输出端i连接，第三电阻R₃的另一端与第二驱动芯片4的输入端j连接。

在一些实施例中，光通信监控电路还包括第四电阻R₄；第四电阻R₄与数据监控电路串联，第四电阻R₄的一端与第二接收芯片3的输出端i连接，第四电阻R₄的另一端与第四接口DI连接。

上述实施例中，第二电阻R₂、第三电阻R₃和第四电阻R₄均为线间匹配电阻，R₂、R₃、R₄的电阻值可以是能够实现阻抗匹配的值。

在一些实施例中，光通信监控电路通过外接光模块将差分信号与光信号相互转换，达到利用RS-485通信方式和光纤通信方式共同进行数据传输的目的。

示例性的，如图2所示，第二光模块将第一光纤中的光信号转换为差分信号，并输入到第一接收芯片2，第一接收芯片2再将差分信号转换为TTL(Transistor-TransistorLogic，晶体管-晶体管逻辑门电路)或CMOS信号，并输入到监控电路；第一驱动芯片1将监控电路中的TTL或CMOS信号转换为差分信号，并输入到第一光模块，第一光模块再将差分信号转换为光信号，并输入到第一光纤中进行传输，形成信号上行的过程。

示例性的，如图2所示，第三光模块将第三光纤中的光信号转换为差分信号输入到第二接收芯片3，第二接收芯片3再将差分信号转换为TTL或CMOS信号，并输入到监控电路；第二驱动芯片4将监控电路中的TTL或CMOS信号转换为差分信号，并输入到第四光模块，第四光模块再将差分信号转换为光信号，并输入到第四光纤中进行传输，形成信号下行的过程。

与前述光通信监控电路的实施例相对应，本申请部分实施例中还提供一种光通信监控装置，所述光通信监控装置包括上述实施例中提供的光通信监控电路。所述光通信监控包括上行数据传输电路、下行数据使能电路、下行数据传输电路、数据监控电路和数据传输芯片；其中，第一驱动芯片的输入端与第一逻辑门器件的输出端连接，第一逻辑门器件的两个输入端与第二逻辑门器件的输出端连接，第二逻辑门器件的一个输入端与第一接收芯片的输出端连接，另一个输入端与第一接口连接；第二接收芯片的输出端与第三逻辑门器件的两个输入端连接，第三逻辑门器件的输出端与第二接口和第三接口连接；第二接收芯片的输出端与第二驱动芯片的输入端和第四接口连接。上述电路在具备数据传输功能的同时还能做到数据监控，易于实现。并且能够对上行数据传输电路进行复用，提高通信效率。

本申请提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本申请总的构思下的几个示例，并不构成本申请保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本申请方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种光通信监控电路，其特征在于，包括：上行数据传输电路、下行数据使能电路、下行数据传输电路、数据监控电路和数据传输芯片(9)；

其中，所述数据传输芯片(9)包括第一接口、第二接口、第三接口和第四接口；

所述上行数据传输电路包括第一驱动芯片(1)、第一逻辑门器件(5)、第二逻辑门器件(6)和第一接收芯片(2)，所述第一驱动芯片(1)的输入端与所述第一逻辑门器件(5)的输出端连接，所述第一逻辑门器件(5)的两个输入端与所述第二逻辑门器件(6)的输出端连接，所述第二逻辑门器件(6)的一个输入端与所述第一接收芯片(2)的输出端连接，所述第二逻辑门器件(6)的另一个输入端与所述第一接口连接；

所述下行数据使能电路包括第二接收芯片(3)和第三逻辑门器件(7)，所述第二接收芯片(3)的输出端与所述第三逻辑门器件(7)的两个输入端连接，所述第三逻辑门器件(7)的输出端与所述第二接口和所述第三接口连接；

所述下行数据传输电路包括所述第二接收芯片(3)和第二驱动芯片(4)，所述第二接收芯片(3)的输出端与所述第二驱动芯片(4)的输入端连接；

所述数据监控电路包括所述第二接收芯片(3)，所述第二接收芯片(3)的输出端与所述第四接口连接。

2.根据权利要求1所述的光通信监控电路，其特征在于，所述数据传输芯片(9)还包括第五接口，所述第五接口接地。

3.根据权利要求1所述的光通信监控电路，其特征在于，所述数据传输芯片(9)还包括第六接口和第七接口，所述第六接口连接第一信号线，所述第七接口连接第二信号线，以形成差分信号。

4.根据权利要求1所述的光通信监控电路，其特征在于，所述数据传输芯片(9)还包括第八接口，所述第八接口连接电源。

5.根据权利要求1所述的光通信监控电路，其特征在于，还包括开关管控制电路，所述开关管控制电路与所述下行数据使能电路串联，所述开关管控制电路的一端与所述第二接收芯片(3)的输出端连接，所述开关管控制电路的另一端与所述第三逻辑门器件(7)的两个输入端连接。

6.根据权利要求5所述的光通信监控电路，其特征在于，所述开关管控制电路包括第一电容、第一开关管(8)和第一电阻；所述第一电容与所述第一开关管(8)串联，形成第一电路，所述第一电阻与所述第一电路并联。

7.根据权利要求6所述的光通信监控电路，其特征在于，还包括第二电阻；所述第二电阻与所述下行数据使能电路串联，所述第二电阻的一端与所述第三逻辑门器件(7)的输出端连接，所述第二电阻的另一端与所述第二接口和所述第三接口连接。

8.根据权利要求7所述的光通信监控电路，其特征在于，还包括第三电阻；所述第三电阻与所述下行数据传输电路串联，所述第三电阻的一端与所述第二接收芯片(3)的输出端连接，所述第三电阻的另一端与所述第二驱动芯片(4)的输入端连接。

9.根据权利要求8所述的光通信监控电路，其特征在于，还包括第四电阻；所述第四电阻与所述数据监控电路串联，所述第四电阻的一端与所述第二接收芯片(3)的输出端连接，所述第四电阻的另一端与所述第四接口连接。

10.一种光通信监控装置，其特征在于，所述装置包括权利要求1-9任意一项所述的光通信监控电路。