PT102174B - NEW MODULE FOR TRANSMISSION OF RADIO ON OPTICAL FIBER - Google Patents
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Abstract
Description
DESCRIÇÃODESCRIPTION
NOVO MÓDULO PARA TRANSMISSÃO DE RÁDIO SOBRE FIBRA ÓPTICANEW MODULE FOR RADIO TRANSMISSION ON FIBER OPTICS
OBJECTO DO INVENTOOBJECT OF THE INVENTION
A presente memória descritiva diz respeito a um pedido de patente de invenção relativa a um novo módulo para transmissão de rádio sobre fibra óptica, cuja evidente finalidade se baseia na apresentação de um novo módulo aplicado para o fim referido, no qual se melhora o sistema de células para as zonas em que o espectro se encontre em vias de saturação, gerando um sistema microcelular de estações base e antenas, que consiste em unir estas microestações e suas respectivas antenas mediante fibra óptica, sendo incorporados neste módulo uns elementos que, apesar de serem conhecidos em si mesmos, não se utilizam para esta aplicação, dando origem a uma redução substancial dos custos finais do módulo em questão, e indo consequentemente estes módulos formar uma cadeia microcelular de estações base ligadas a antenas, e sendo utilizada fibra óptica para a ligação propriamente dita.The present specification relates to an application for an invention patent relating to a new module for radio transmission over optical fiber, the evident purpose of which is based on the presentation of a new module applied for the referred purpose, in which the system of improvement is improved. cells for the areas where the spectrum is in saturation pathways, generating a microcellular system of base stations and antennas, which consists of joining these micro-stations and their respective antennas through optical fiber, incorporating elements in this module that, despite being known in themselves, are not used for this application, giving rise to a substantial reduction in the final costs of the module in question, and consequently these modules form a microcellular chain of base stations connected to antennas, and optical fiber is used for the connection itself.
CAMPO DE APLICAÇÃO DO INVENTOFIELD OF APPLICATION OF THE INVENTION
Este invento tem aplicação no âmbito da indústria dedicada às telecomunicações.This invention has application within the telecommunications industry.
-2ANTECEDENTES DO INVENTO-2 BACKGROUND OF THE INVENTION
O crescimento do tráfico de telecomunicações móveis vai conduzir a curto prazo à saturação do espectro disponível em determinadas zonas, como por exemplo núcleos de negócios, zonas aeroportuárias, etc.The growth of mobile telecommunications traffic will lead in the short term to saturation of the spectrum available in certain areas, such as business centers, airport zones, etc.
Umas das alternativas para resolver a problemática anteriormente referida consiste na divisão das células rádio em microcélulas, ou células de rádios compreendidos entre umas centenas de metros e uns poucos de quilómetros.One of the alternatives to solve the aforementioned problem is the division of radio cells into microcells, or radio cells between a few hundred meters and a few kilometers.
No entanto, a criação de microcélulas vai por sua vez gerar novos problemas, e um deles consiste no facto de que cada conjunto de antenas requer a sua microestação base, a qual por sua vez necessita de ficar situada perto da antena.However, the creation of microcells will in turn create new problems, one of which is the fact that each set of antennas requires its base microstation, which in turn needs to be located close to the antenna.
Seria possível obter uma economia de espaço e de esforços se o equipamento das referidas microcélulas pudesse ser colocado no mesmo recinto que a estação base principal, independentemente da situação das antenas.It would be possible to save space and effort if the equipment of these microcells could be placed in the same room as the main base station, regardless of the situation of the antennas.
Uma forma de conseguir a economia de espaço e de esforço de manutenção consistiria em ligar as microestações base às suas antenas através de um cabo de fibra óptica, e pela fibra os sinais de rádio transmitem-se de forma transparente, quer dizer que o que se transmite pela fibra óptica é uma onda luminosa modulada directamente por um sinal eléctrico de radiofrequência (RF), sem desmodulação prévia para formato digital.One way of saving space and maintenance effort would be to connect the base microstations to their antennas using an optical fiber cable, and through the fiber, radio signals are transmitted transparently, meaning that what transmits by optical fiber is a light wave modulated directly by an electrical radio frequency (RF) signal, without prior demodulation to digital format.
A título informativo incorpora-se como Figura 1 no jogo de desenhos anexos um diagrama geral de ligação entre um conjunto deFor information purposes, a general diagram of the connection between a set of
-3transceptores rádio e suas correspondentes antenas através de um cabo de fibra óptica, e o cabo de fibra óptica pode ser acompanhado de outro cabo de cobre para telealimentar o equipamento de antena se a distância não for muito superior a um quilómetro, sendo a referida Figura 1 um esquema geral de transmissão transparente de rádio sobre fibra, em que o funcionamento básico da ligação é o que se indica a seguir.-3 radio transceivers and their corresponding antennas via a fiber optic cable, and the fiber optic cable can be accompanied by another copper cable to feed the antenna equipment if the distance is not much more than one kilometer, the figure being 1 a general scheme of transparent transmission of radio over fiber, in which the basic operation of the connection is as follows.
São utilizados dois transmissores (2) e (2') para modular em intensidade um emissor laser de baixo preço, utilizando dois conversores e/ou (3), e através da fibra óptica (1) chega-se até ao local onde se encontra colocada a antena transmissora (6) utilizando-se um cabo coaxial (8), e sendo a antena do tipo TX, actuando em combinação com um combinador (5), e evidentemente com dois conversores e/ou (3') dos cabos de fibra óptica (1), cujo sinal é recebido por dois fotodetectores (4).Two transmitters (2) and (2 ') are used to modulate a low-priced laser emitter in intensity, using two converters and / or (3), and through the optical fiber (1) you reach the place where you are the transmitting antenna (6) is placed using a coaxial cable (8), and the antenna is of the TX type, acting in combination with a combiner (5), and of course with two converters and / or (3 ') of the optical fiber (1), whose signal is received by two photodetectors (4).
Neste mesmo esquema apresenta-se uma antena Rx (6'), que ligada com um cabo coaxial (8) a um fotodetector (4'), por sua vez ligado a um conversor e/ou (3), e este por sua vez com a colaboração de um cabo de fibra óptica (1) envia o sinal para um conversor e/ou (3'), indo o sinal ser recebido pelo receptor (7).In this same scheme, an Rx antenna (6 ') is presented, which is connected with a coaxial cable (8) to a photodetector (4'), in turn connected to a converter and / or (3), and this in turn with the collaboration of a fiber optic cable (1) sends the signal to a converter and / or (3 '), the signal will be received by the receiver (7).
Em síntese, a saída de cada transmissor rádio (2) e (2') é utilizada para modular em intensidade um emissor laser de baixo preço e a saída óptica do laser propaga-se por uma fibra óptica (1) até ao local onde se encontra colocada a antena transmissora (6) onde se volta a transformar em sinal eléctrico por meio de um fotodetector.In summary, the output of each radio transmitter (2) and (2 ') is used to modulate a low-priced laser emitter in intensity and the optical output of the laser propagates through an optical fiber (1) to the place where it is the transmitting antenna (6) is placed where it is transformed again into an electrical signal by means of a photodetector.
O fotodetector é seguido de um amplificador eléctrico ou combinador (5) que ataca a antena (6).The photodetector is followed by an electric amplifier or combiner (5) that attacks the antenna (6).
No caminho receptor o processo é semelhante, mas em sentido inverso.On the receiving path, the process is similar, but in reverse.
Entre os equipamentos de aplicação semelhantes existentes no mercado constata-se a existência de um módulo denominado Lasetron, ao qual se deve adicionar um amplificador de saída, duas fontes de alimentação, um módulo de alarmes e um sistema limitador de potência.Among the similar application equipment on the market is the existence of a module called Lasetron, to which must be added an output amplifier, two power supplies, an alarm module and a power limiting system.
O equipamento conhecido por BCP requer a instalação ulterior de um preamplificador, duas fontes de alimentação, um módulo de alarmes e um sistema limitador de potência.The equipment known as BCP requires the subsequent installation of a preamplifier, two power supplies, an alarm module and a power limiting system.
O equipamento conhecido por Lawrence Labs requer a incorporação de um preamplificador, duas fontes de alimentação, um módulo de alarme e um sistema limitador de potência, quer dizer, requer ser implementado como o equipamento comercializado como BCP.The equipment known as Lawrence Labs requires the incorporation of a preamplifier, two power supplies, an alarm module and a power limiting system, that is, it needs to be implemented as the equipment marketed as BCP.
O equipamento designado Foxcom requer ser adicionado com um preamplificador, um amplificador de saída, duas fontes de alimentação, um módulo de alarmes e um sistema limitador de potência.Foxcom designated equipment requires to be added with a preamplifier, an output amplifier, two power supplies, an alarm module and a power limiting system.
O equipamento conhecido por Ortel I deve ser implementado com um preamplificador, um amplificador de saída, duas fontes de alimentação, um módulo de alarmes e um sistema limitador de potência, quer dizer, de forma semelhante ao conhecido por Foxcom, o mesmo acontecendo a um equipamento distribuído com a denominação Ortel II.The equipment known as Ortel I must be implemented with a preamplifier, an output amplifier, two power supplies, an alarm module and a power limiting system, that is, similarly to the one known by Foxcom, the same happening to a equipment distributed under the name Ortel II.
Em síntese, constata-se a necessidade de se poder dispor de umIn summary, there is a need to be able to have a
-5novo módulo para transmissão de rádio sobre fibra óptica que se configure como uma pluralidade de células para zonas nas quais o espectro se encontre em vias de saturação, gerando um sistema microcelular de estações base e antenas, que consiste em unir estas microestações e suas respectivas antenas mediante fibra óptica utilizando uma estação base de transmissão, os pertinentes ligadores e um laser com uma única cavidade, contando com o pertinente bastidor, assim como um repartidor e um módulo de controlo, este último ligado por um lado a um circuito de cada estação base de transmissão e por outro lado a um centro de gestão mediante um canal GSM.-5new module for radio transmission over optical fiber that is configured as a plurality of cells for areas in which the spectrum is in saturation pathways, generating a microcellular system of base stations and antennas, which consists of uniting these micro stations and their respective antennas using optical fiber using a transmission base station, the relevant connectors and a laser with a single cavity, with the relevant rack, as well as a distributor and a control module, the latter connected on the one hand to a circuit of each station transmission base and on the other hand to a management center using a GSM channel.
No entanto, o requerente não tem conhecimento da existência na actualidade de um invento que se ache dotado das características assinaladas como idóneas.However, the applicant is not aware of the existence at present of an invention that is endowed with the characteristics indicated as suitable.
DESCRIÇÃO DO INVENTODESCRIPTION OF THE INVENTION
O novo módulo para transmissão de rádio sobre fibra óptica que o invento propõe constitui em si mesmo uma evidente novidade dentro do seu campo de aplicação ao reunir no seu contexto todas as características assinaladas como idóneas.The new module for radio transmission over optical fiber that the invention proposes constitutes in itself an evident novelty within its field of application, bringing together in its context all the characteristics marked as suitable.
De forma mais concreta, o novo módulo para transmissão de rádio sobre fibra óptica objecto do invento é constituído a partir de um primeiro conjunto de conversores electroópticos integrados num módulo configurado como uma estação base de transmissão e de um segundo conjunto de conversores electroópticos integrados noutro módulo, concretamente num módulo antena.More concretely, the new module for radio transmission over optical fiber object of the invention consists of a first set of electro optic converters integrated in a module configured as a transmission base station and a second set of electro optic converters integrated in another module , specifically in an antenna module.
O invento contempla a existência de um conjunto de fibras ópticas que ligam o módulo constituído como uma estação base de transmissão aoThe invention contemplates the existence of a set of optical fibers that connect the module constituted as a base station of transmission to the
*·*η* · * Η
-6módulo de antena.-6 antenna module.
O invento apresenta um princípio de funcionamento de acordo com a maneira que se indica a seguir.The invention presents a working principle according to the way indicated below.
Os módulos constitutivos da estação base de transmissão e antena apresentam uma interface de radiofrequência e outra óptica, e os conversores do módulo estação base de transmissão ligam-se mediante cabo coaxial à interface de radiofrequência de uma estação base de sistemas celulares.The building blocks of the transmission base station and antenna have a radio frequency and an optical interface, and the converters of the transmission base station module are connected by means of coaxial cable to the radio frequency interface of a base station of cellular systems.
No sentido base de sistemas celulares-módulo de antena, cada sinal de radiofrequência proveniente da base de sistemas celulares modula em intensidade um transmissor laser e o sinal laser propaga-se através de uma fibra óptica até ao módulo de antena onde um fotodetector o toma a converter em eléctrico, e o sinal assim detectado é amplificado e detectado numa interface de radiofrequência do módulo antena que se pode ligar a uma antena, equipamento de medida, etc.In the base sense of cellular systems-antenna module, each radio frequency signal from the base of cellular systems modulates in intensity a laser transmitter and the laser signal travels through an optical fiber to the antenna module where a photodetector takes it. convert to electrical, and the signal so detected is amplified and detected in a radio frequency interface of the antenna module that can be connected to an antenna, measuring equipment, etc.
No sentido módulo de antena-estação base de sistemas celulares, o funcionamento é semelhante, uma vez que o sinal presente na interface de radiofrequência do módulo de antena se reproduz de forma análoga na interface de radiofrequência do módulo de estação base de sistemas celulares.In the sense of the antenna-base station module of cellular systems, the operation is similar, since the signal present in the radio frequency interface of the antenna module is reproduced in an analogous way in the radio frequency interface of the base station module of cellular systems.
No sentido estação base de sistemas celulares-módulo de antena existem dois conversores electroópticos em cada extremidade unidos um-a-um por uma fibra óptica diferente.In the direction of the base station of cellular systems-antenna module, there are two electro-optical converters at each end connected one by one by a different optical fiber.
Por cada fibra propaga-se um sinal óptico modulado por uma única portadora, de tal forma que na interface de radiofrequência do módulo antenaFor each fiber, an optical signal modulated by a single carrier propagates, in such a way that in the radio frequency interface of the antenna module
-Ί estão presentes até duas portadoras diferentes.-Ί up to two different carriers are present.
As duas portadoras anteriormente referidas apresentam-se na interface de radiofrequência do módulo antena por um único ligador, e para isso o módulo antena incorpora um combinador de radiofrequência.The two carriers previously mentioned are presented on the radio frequency interface of the antenna module by a single connector, and for this the antenna module incorporates a radio frequency combiner.
No sentido módulo de antena-estação base de sistemas celulares, cada módulo incorpora um único conversor electroóptico e os dois conversores estão unidos entre si através de uma única fibra óptica.In the sense of an antenna-base station module for cellular systems, each module incorporates a single electro-optical converter and the two converters are joined together through a single optical fiber.
Os módulos constitutivos da estação base de sistemas celulares apresentam uns emissores laser do tipo conhecido por Fabry-Perot, sem célula de refrigeração, sendo os seus fotodetectores do tipo PIN, e os componentes electrónicos são de tipo comercial.The constituent modules of the base station of cellular systems have laser emitters of the type known as Fabry-Perot, without a cooling cell, their photodetectors being of the PIN type, and the electronic components are of the commercial type.
O novo módulo dispõe de uma interface de monitorização e controlo colocada no módulo estação base de sistemas celulares, e podem alojar-se vários módulos semelhantes num único bastidor, caso todos os módulos comportem uma única interface de monitorização, estando dotados todos os módulos na sua parte anterior de vários LED que indicam o estado dos mesmos.The new module has a monitoring and control interface placed in the base station module of cellular systems, and several similar modules can be housed in a single rack, if all modules contain a single monitoring interface, with all modules provided in their front of several LEDs that indicate their status.
O funcionamento básico dos módulos estação base de sistemas celulares e do módulo de antena é idêntico, uma vez que ambos incorporam um par de conversores electroópticos que transformam em óptico/eléctrico o sinal eléctrico/óptico que recebem, e além disso os dois módulos apresentam na sua tampa indicadores luminosos, alimentando-se através de uma cavilha de rede convencional e incluindo fontes de alimentação comutada, etc.The basic operation of the base station modules of cellular systems and the antenna module is identical, since both incorporate a pair of electro-optical converters that transform the electrical / optical signal they receive into optical / electrical, and in addition the two modules present in the its cover indicator lights, feeding through a conventional grid pin and including switched power sources, etc.
No entanto, os módulos também podem apresentar algumasHowever, modules can also have some
Cu4a-8diferenças, uma vez que qualquer módulo estação base de sistemas celulares incorpora uma interface de monitorização e a antena não, e através da referida interface pode-se detectar um alarme de ausência de potência óptica recebida ou um alarme identificador de uma falha no emissor laser.Cu4a-8differences, since any base station module of cellular systems incorporates a monitoring interface and the antenna does not, and through this interface it is possible to detect an incoming optical power failure alarm or an emitter failure identification alarm laser.
Através da referida interface podem-se detectar também falhas no módulo de antena, sendo isso possível devido ao facto de que no módulo de antena se corta o emissor laser no caso da potência de radiofrequência de saída para a antena cair abaixo de um limiar ajustável e qualquer falha no fotodetector ou no amplificador de antena se traduz num corte no enlace ascendente, que por sua vez gera o alarme de ausência de potência óptica recebida no módulo de estação base.Through this interface, faults in the antenna module can also be detected, this being possible due to the fact that in the antenna module the laser emitter is cut in the event of the output radio frequency power for the antenna to fall below an adjustable threshold and any failure in the photodetector or in the antenna amplifier results in a cut in the uplink, which in turn generates the alarm of absence of optical power received in the base station module.
O módulo de antena inclui um filtro de harmónicos e este filtro garante que o nível de harmónicos em antena cumpre com as recomendações da especificação funcional, incorporando o módulo de antena um procedimento ou elemento limitador de potência no enlace ascendente, configurado como um controlo automático de ganho que se activa quando o nível de potência de radiofrequência de entrada é superior a um determinado limiar, também ajustável.The antenna module includes a harmonic filter and this filter ensures that the harmonic level in the antenna complies with the recommendations of the functional specification, incorporating the antenna module with a power limiting procedure or element in the uplink, configured as an automatic control of gain that is activated when the input radio frequency power level is above a certain threshold, also adjustable.
DESCRIÇÃO DOS DESENHOSDESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Para complementar a descrição que está a ser feita e com o objectivo de ajudar a ter-se uma melhor compreensão das caracteristicas do invento, a presente memória descritiva é acompanhada, como parte integrante da mesma, de um conjunto de desenhos nos quais com carácter ilustrativo e não limitativo, foi representado o seguinte:To complement the description being made and with the aim of helping to have a better understanding of the characteristics of the invention, the present specification is accompanied, as an integral part of it, of a set of drawings in which with an illustrative character and not limiting, the following was represented:
a Figura 1 - corresponde a um esquema geral de transmissãoFigure 1 - corresponds to a general transmission scheme
transparente de rádio sobre fibra óptica citado a título de exemplo nos antecedentes do invento.radio over optical fiber cited by way of example in the background of the invention.
a Figura 2 - corresponde a um diagrama funcional do módulo BTS ou estação base de transmissão incorporado no invento, relativa a um novo módulo para transmissão de rádio sobre fibra óptica.Figure 2 - corresponds to a functional diagram of the BTS module or base station of transmission incorporated in the invention, relative to a new module for radio transmission over optical fiber.
a Figura 3 - corresponde a um diagrama funcional do módulo de antena incorporado no invento, que em colaboração com o objecto representado na Figura 2 tem como resultado a obtenção do novo módulo para transmissão de rádio sobre fibra óptica.Figure 3 - corresponds to a functional diagram of the antenna module incorporated in the invention, which in collaboration with the object represented in Figure 2 results in obtaining the new module for radio transmission over optical fiber.
a Figura 4 - mostra o diagrama de blocos de um módulo representado na Figura 2.Figure 4 - shows the block diagram of a module represented in Figure 2.
a Figura 5 - corresponde por último a um diagrama de blocos do objecto representado na Figura 3.Figure 5 - finally corresponds to a block diagram of the object represented in Figure 3.
REALIZAÇÃO PREFERIDA DO INVENTOPREFERRED IMPLEMENTATION OF THE INVENTION
Através da Figura 2 é possível ver como o novo módulo para transmissão de rádio sobre fibra óptica é constituído a partir de um módulo base de transmissão (10), e um módulo de antena (20) representado na Figura 3, e que o módulo base de transmissão (10) dispõe de um ligador de saída de radiofrequência (11) interligado a um conversor de enlace ascendente (13) que dispõe de um ligador ôptico de entrada (12), encontrando-se o conversor de enlace ascendente (13) ligado a um módulo de alarmes (17) e este por sua vez a um conversor de enlace descendente (16), o qual apresenta uma ligação com o ligador de entrada de radiofrequência (18), dispondo o módulo de alarmes (17) deThrough Figure 2 it is possible to see how the new module for radio transmission over optical fiber is constituted from a base transmission module (10), and an antenna module (20) represented in Figure 3, and that the base module transmission unit (10) has a radiofrequency output connector (11) connected to an uplink converter (13) which has an optical input connector (12), the uplink converter (13) being connected to an alarm module (17) and this in turn to a downlink converter (16), which has a connection with the radio frequency input connector (18), with the alarm module (17) having
-10uma ligação a uma interface de monitorização.-10a connection to a monitoring interface.
Na Figura 3, correspondente a um diagrama funcional do módulo de antena (20) é possível ver como este módulo de antena (20) se acha dotado de um conversor de enlace ascendente (16') e de um conversor de enlace descendente (13'), dispondo o conversor de enlace ascendente (16') mediante a sua pertinente ligação de um ligador de entrada de radiofrequência (18'), enquanto que o conversor de enlace descendente (13') apresenta uma ligação a um filtro de harmónicos (19) e este por sua vez uma ligação a um ligador de saída de radiofrequência (11'), contando o conversor de enlace ascendente (16') de um ligador óptico de saída (15'), enquanto que o conversor de enlace descendente (13') apresenta um ligador óptico de entrada (12').In Figure 3, corresponding to a functional diagram of the antenna module (20), it is possible to see how this antenna module (20) is equipped with an uplink converter (16 ') and a downlink converter (13' ), the uplink converter (16 ') having its pertinent connection of a radio frequency input connector (18'), while the downlink converter (13 ') has a connection to a harmonic filter (19 ) and this in turn a connection to a radiofrequency output connector (11 '), counting the uplink converter (16') of an optical output connector (15 '), while the downlink converter (13 ') has an optical input connector (12').
Através da Figura 4, na qual se representa o diagrama de blocos de um módulo estação base de transmissão (10), é possível ver que esta apresenta duas ligações elêctricas (22) que se encontram ligadas a dois amplificadores (21) e (2Γ) e estes por sua vez a dois filtros (23) e (23') dos quais existem ligações (22) de tipo eléctrico para dois transmissores laser (24) e (24'), emergindo dos mesmos para o exterior as pertinentes ligações ópticas (25) em direcção à interface óptica, enquanto que as ligações (22) em direcção aos amplificadores (21) e (2Γ), referidas em primeiro lugar, dimanam da interface eléctrica.Through Figure 4, in which the block diagram of a transmission base station module (10) is represented, it is possible to see that it has two electrical connections (22) that are connected to two amplifiers (21) and (2Γ) and these in turn to two filters (23) and (23 ') of which there are connections (22) of electrical type for two laser transmitters (24) and (24'), emerging from the same the relevant optical connections ( 25) towards the optical interface, while the connections (22) towards the amplifiers (21) and (2Γ), referred to first, flow from the electrical interface.
Neste mesmo diagrama de blocos é possível ver a maneira como uma ligação óptica (25), procedente da interface óptica, se encontra ligada a um fotodetector (27), e este a um extractor de alarmes (28) interligado por um lado a um circuito de controlo (29) dotado de duas saídas e entrada para o módulo de controlo, e por outro lado, através de uma ligação eléctrica, ao filtro (23), e achando-se este por sua vez ligado a um amplificador de baixo ruído (26) do qual dimana uma ligação eléctrica (22) para a interface eléctrica.In this same block diagram it is possible to see the way in which an optical connection (25), coming from the optical interface, is connected to a photodetector (27), and this to an alarm extractor (28) interconnected on the one hand to a circuit control unit (29) with two outputs and input for the control module, and on the other hand, through an electrical connection, to the filter (23), and this in turn connected to a low noise amplifier ( 26) from which an electrical connection (22) emanates to the electrical interface.
- 11 Na Figura 5 é possível ver a maneira como o módulo de antena (20), representado num diagrama de blocos na referida Figura 5, apresenta dimanadas da interface óptica duas ligações ópticas (25) que vão em direcção a dois fotodetectores (31) e (31') e destes por sua vez, mediante ligações eléctricas (22), em direcção a dois amplificadores de potência (33) e (33') respectivamente ligados a filtros (35) e (35'), e encontrando-se por sua vez os dois filtros ligados a um combinador de radioffequência (36) do qual dimana uma ligação eléctrica (22) para a interface eléctrica.- 11 In Figure 5, it is possible to see the way in which the antenna module (20), represented in a block diagram in said Figure 5, shows two optical connections (25) flowing from the optical interface towards two photodetectors (31) and (31 ') and these in turn, through electrical connections (22), towards two power amplifiers (33) and (33') respectively connected to filters (35) and (35 '), and being in turn the two filters connected to a radio frequency combiner (36) from which an electrical connection (22) for the electrical interface flows.
Na mesma figura é possível ver a maneira como uma ligação de entrada dimanada da interface eléctrica em direcção ao filtro (35) se liga a um amplificador de baixo ruído (36) e este por sua vez se encontra interligado a uma inserção de alarmes (34) da qual dimana uma ligação eléctrica ao circuito de controlo (37), existindo uma ligação eléctrica (22) para o transmissor laser (32) do qual emerge em direcção à interface óptica uma ligação óptica (25).In the same figure it is possible to see the way in which an input connection from the electrical interface towards the filter (35) connects to a low noise amplifier (36) and this in turn is connected to an alarm insert (34) ) from which an electrical connection flows to the control circuit (37), with an electrical connection (22) for the laser transmitter (32) from which an optical connection (25) emerges towards the optical interface.
Os módulos estação base de transmissão (10) e os módulos de antena (20) encontram-se ligados à rede através do seu correspondente cabo de alimentação e com o interruptor de rede em posição de ligado, devendo estar sempre o LED indicativo em ver em ambos os módulos.The base station transmission modules (10) and the antenna modules (20) are connected to the network via their corresponding power cable and with the network switch in the on position, the LED should always be shown in both modules.
No módulo estação base de transmissão a entrada de radioffequência mediante o seu ligador (18) deve estar ligada a uma fonte de sinal de radioffequência de acordo com os requisitos recolhidos na sua pertinente especificação funcional, entre os quais se destacam o número de canais constatado como (1) e a potência de entrada assinalada como +10 dBm.In the transmission base station module, the radio frequency input via its connector (18) must be connected to a radio frequency signal source in accordance with the requirements collected in its relevant functional specification, among which the number of channels noted as (1) and the input power marked +10 dBm.
Os módulos estação base de transmissão (10) e de antena (20)The transmission base station (10) and antenna (20) modules
-12devem estar ligados entre si através de duas fibras que cumpram os requisitos de enlace óptico e a saída óptica do módulo estação base de transmissão (10) liga-se à entrada óptica do módulo de antena (20) e vice-versa.-12 must be connected to each other through two fibers that meet the optical link requirements and the optical output of the transmission base station module (10) connects to the optical input of the antenna module (20) and vice versa.
Mediante os ligadores (12) e (15) de entrada e saída incorporados no módulo (10) e os ligadores ópticos de saída e entrada (15') e (12') respectivamente incorporados no módulo (10) e os ligadores ópticos de saída e entrada (15') e (12') respectivamente incorporados no módulo (20).Through the input and output connectors (12) and (15) incorporated in the module (10) and the optical input and output connectors (15 ') and (12') respectively incorporated in the module (10) and the optical output connectors and input (15 ') and (12') respectively incorporated in the module (20).
No módulo de antena (20), a entrada de radiofrequências dotada do ligador (18') deve estar ligada a uma fonte de sinal de radiofrequência multiportadora com uma potência de entrada inferior a - 25 dBm, e as medidas de qualidade do enlace são realizadas ligando equipamentos de comunicações ou medida nas saídas de radiofrequência dos dois módulos.In the antenna module (20), the radio frequency input provided with the connector (18 ') must be connected to a multiport radio frequency signal source with an input power of less than - 25 dBm, and the link quality measurements are performed connecting communications or measurement equipment to the radio frequency outputs of the two modules.
O invento é constituído a partir de um módulo (10) constituído como uma estação base de transmissão (10), um módulo de antena (20), dois cabos de alimentação, um cabo RS-232 e dois pequenos chicotes de fibra óptica como por exemplo SC-APC.The invention consists of a module (10) constituted as a transmission base station (10), an antenna module (20), two power cables, an RS-232 cable and two small fiber optic harnesses as per example SC-APC.
O invento é complementado com a incorporação dos módulos de estação base de transmissão num armário ou armação apropriada e um módulo de controlo.The invention is complemented with the incorporation of the transmission base station modules in an appropriate cabinet or frame and a control module.
Deve entender-se que o invento dispõe dos correspondentes enlaces ascendentes, denominação dada aos enlaces que vão no sentido dos módulos de antena (20) pará os módulos de estação base de transmissão (10), e cada um destes enlaces consta, em ordem consecutiva, de uma antena, um módulo de antena (20), uma fibra óptica e um módulo estação base (10), enquanto que a designação de enlaces descendentes é a denominação dada aos enlaces que vãoIt should be understood that the invention has the corresponding uplink links, the name given to links that go in the direction of the antenna modules (20) to the base station transmission modules (10), and each of these links is listed, in consecutive order , of an antenna, an antenna module (20), an optical fiber and a base station module (10), while the designation of downlink is the name given to the links that go
- 13ηο sentido dos módulos estaçao base de transmissão (10) para os módulos de antena (20), e cada enlace consta, em ordem consecutiva, de um módulo estação base de transmissão (10), uma fibra óptica, um módulo de antena (20) e uma antena.- 13ηο direction from the base station transmission modules (10) to the antenna modules (20), and each link consists, in consecutive order, of a base station transmission module (10), an optical fiber, an antenna module ( 20) and an antenna.
Basicamente, um módulo estação base de transmissão é um conjunto de dois conversores electroópticos e um optoeléctrico, e os três conversores apresentam cada um deles uma interface de radioírequência e outra óptica, sendo a de radioírequência um ligador N e a óptica um ligador SC-APC.Basically, a transmission base station module is a set of two electro-optical converters and an optoelectric one, and the three converters each have a radio frequency and an optical interface, the radio frequency being an N link and the optic one an SC-APC link. .
Em relação a qualquer dos dois conversores electroópticos, a interface de radioírequência admite uma portadora de radioírequência na banda GSM, e esta portadora, depois de sofrer um processo de filtragem e adequação eléctrica, modula linearmente em intensidade um laser do tipo Fabry-Perot, e a saída óptica deste laser sai do conversor através da sua interface óptica.In relation to either of the two electro-optical converters, the radio frequency interface admits a radio frequency carrier in the GSM band, and this carrier, after undergoing a filtering and electrical adjustment process, modulates linearly a Fabry-Perot type laser, and the optical output of this laser exits the converter through its optical interface.
De forma homóloga, no conversor optoeléctrico, os sinais ópticos que chegam ao conversor através da sua interface óptica são detectados por um fotodíodo tipo PIN, e o sinal eléctrico resultante, depois de sofrer um processo eléctrico de filtragem e atenuação, é enviado para o exterior do conversor através da sua interface eléctrica.Similarly, in the optoelectric converter, the optical signals that reach the converter through its optical interface are detected by a PIN-type photodiode, and the resulting electrical signal, after undergoing an electrical filtering and attenuation process, is sent to the outside the converter via its electrical interface.
O funcionamento de um módulo estação base de transmissão (10), juntamente com o seu diagrama de blocos representado na Figura 4, pode ser implementado no que diz respeito aos processos de conversão electroóptica mediante uma cadeia constituída por um amplificador, um filtro e um transmissor laser, e o de conversão electroóptica mediante um fotodetector, um filtro e um amplificador, incorporando-se, conforme se pode ver na Figura 4, outros dois blocos constituídos por um extractor de alarmes (28) e um circuito de controlo (29).The operation of a transmission base station module (10), together with its block diagram shown in Figure 4, can be implemented with regard to the processes of electrooptic conversion through a chain consisting of an amplifier, a filter and a transmitter laser, and the one for electro-optical conversion using a photodetector, a filter and an amplifier, incorporating, as shown in Figure 4, two other blocks consisting of an alarm extractor (28) and a control circuit (29).
O circuito extractor de alarmes (28) extrai do sinal do enlace ascendente os alarmes gerados pelo módulo de antena (20), e o circuito de controlo (29) centraliza todas as funções de controlo e supervisão do módulo estação base de transmissão (10) que se configuram como recepção de alarmes do módulo de antena (20), recepção de alarmes do próprio módulo de estação base de transmissão (10), comunicação com o módulo de controlo e implementação dos comandos procedentes do módulo de controlo que afectam o módulo estação base de transmissão (10).The alarm extraction circuit (28) extracts the alarms generated by the antenna module (20) from the uplink signal, and the control circuit (29) centralizes all the control and supervision functions of the transmission base station module (10) configured as reception of alarms from the antenna module (20), reception of alarms from the transmission base station module itself (10), communication with the control module and implementation of commands from the control module affecting the station module transmission base (10).
O módulo de antena (20) é um elemento homólogo ao módulo estação base de transmissão (10) e basicamente configura-se como um conjunto de dois conversores optoeléctricos e um electroóptico, conforme se ilustra no diagrama representado na Figura 5, em que o módulo (20) no seu conjunto apresenta uma interface óptica e outra de radiofrequência.The antenna module (20) is an element homologous to the transmission base station module (10) and basically is configured as a set of two optoelectric converters and an electrooptic, as shown in the diagram shown in Figure 5, in which the module (20) as a whole has an optical and a radio frequency interface.
A interface óptica é constituída por um conjunto de três ligadores SC-APC, um em cada conversor, enquanto que a de radiofrequência é configurada por um conjunto de dois ligadores N, estando um dos ligadores N situado no conversor electroóptico e o outro combina as saídas de radiofrequência dos dois conversores optoeléctricos.The optical interface consists of a set of three SC-APC connectors, one in each converter, while the radio frequency is configured by a set of two N connectors, one of which is located in the electro-optical converter and the other combines the outputs of the two optoelectric converters.
Com referência a qualquer um dos conversores electroópticos, o sinal óptico que entra através da interface óptica é detectado num fotodíodo PIN, e o sinal eléctrico resultante, depois de sofrer um processo eléctrico de filtragem e atenuação, é enviado para o exterior do conversor através da sua interface eléctrica.With reference to any of the electro-optical converters, the optical signal that enters through the optical interface is detected in a PIN photodiode, and the resulting electrical signal, after undergoing an electrical filtering and attenuation process, is sent to the outside of the converter through the its electrical interface.
De forma homóloga, no conversor electroóptico, através daHomologously, in the electro-optical converter, through the
- 15interface de radiofrequência, admitem-se sinais de radiofrequência que depois de ser convenientemente filtrados e amplificados modulam em intensidade um laser de tipo Fabry-Perot, e a saída óptica deste laser sai do conversor através da sua interface óptica.- 15 radiofrequency interface, radio frequency signals are accepted which, after being properly filtered and amplified, intensely modulate a Fabry-Perot laser, and the optical output of this laser leaves the converter through its optical interface.
Através da Figura 5 é possível ver a maneira como os processos de conversão optoeléctricos se implementam mediante uma cadeia constituída por um fotodetector (31), um amplificador de potência (33) e um filtro (35), assim como um amplificador (36), incorporando-se nesta representação gráfica dois blocos constitutivos de um circuito de inserção de alarmes (34) e de um circuito de controlo (37).Through Figure 5 it is possible to see the way in which the optoelectric conversion processes are implemented through a chain consisting of a photodetector (31), a power amplifier (33) and a filter (35), as well as an amplifier (36), incorporating in this graphic representation two blocks constituting an alarm insertion circuit (34) and a control circuit (37).
O circuito de inserção de alarmes (34) introduz no enlace ascendente os alarmes gerados pelo módulo de antena (20), e os alarmes são introduzidos sobrepondo ao sinal proveniente da interface eléctrica outro sinal fora de banda, enquanto que o circuito de controlo (37) centraliza todas as funções de controlo e supervisão do módulo de antena (20).The alarm insertion circuit (34) introduces the alarms generated by the antenna module (20) into the uplink, and the alarms are introduced by superimposing the signal from the electrical interface on another out-of-band signal, while the control circuit (37 ) centralizes all the control and supervision functions of the antenna module (20).
O armário onde se incorporam os módulos estação base de transmissão em número indeterminado configura-se como um armário de 19 polegadas no qual à margem dos referidos módulos estação base de transmissão (10) se incorporam o módulo de controlo e o repartidor de radiofrequência que se irão ligar aos pertinentes módulos de antena (20) e seu respectivo módulo de controlo, o qual irá controlar e supervisionar os módulos estação base de transmissão (10) alojados no armário ou receptáculo e os módulos de antena ligados aos cabos de fibra.The cabinet in which the base station transmission modules are incorporated in an undetermined number is configured as a 19-inch cabinet in which, on the margin of the said base station transmission modules (10), the control module and the radiofrequency distributor are incorporated. they will connect to the relevant antenna modules (20) and their respective control module, which will control and supervise the transmission base station modules (10) housed in the cabinet or receptacle and the antenna modules connected to the fiber cables.
O módulo de controlo comunica com um sistema de gestão residente num computador remoto através de um canal rádio GSM, e com estaThe control module communicates with a management system residing on a remote computer through a GSM radio channel, and with this
- 16finalidade o módulo inclui um modem GSM e uma saída coaxial à qual se vai ligar uma antena exterior.- 16 purpose the module includes a GSM modem and a coaxial output to which an external antenna will be connected.
O anteriormente referido repartidor de radioffequência configura-se como um conjunto de ranhuras do armário onde se incorporam os módulos estação base de transmissão (10), nas quais se podem instalar dispositivos passivos de radiofrequência para interligar a estação base e os módulos estação base de transmissão (10), podendo os anteriormente referidos dispositivos passivos ser constituídos por combinadores, duplexores, atenuadores, etc.The aforementioned radio frequency splitter is configured as a set of slots in the cabinet where the base station transmission modules (10) are incorporated, in which passive radio frequency devices can be installed to interconnect the base station and the base station transmission modules (10), and the aforementioned passive devices may consist of combiners, duplexers, attenuators, etc.
O invento é complementado com cabos de fibra, e cada um dos módulos estação base de transmissão (10) comunica com um módulo homólogo de antena através de um conjunto de três fibras ópticas, duas destas fibras em sentido descendente e uma para o sentido ascendente, constatando-se que o comprimento máximo recomendado para os enlaces de fibra é de 5 quilómetros.The invention is complemented with fiber cables, and each of the transmission base station modules (10) communicates with a homologous antenna module through a set of three optical fibers, two of these fibers in a downward direction and one for the upward direction, noting that the maximum recommended length for fiber links is 5 kilometers.
Não se considera necessário prolongar mais esta descrição para que qualquer entendido na matéria seja capaz de compreender o alcance do invento e as vantagens que derivam do mesmo.It is not considered necessary to extend this description further so that anyone skilled in the art is able to understand the scope of the invention and the advantages that derive from it.
Os materiais, forma, dimensões e disposição dos elementos serão susceptíveis de modificação sempre que isso não implique uma alteração da essencialidade do invento.The materials, shape, dimensions and arrangement of the elements will be susceptible of modification whenever this does not imply a change in the essentiality of the invention.
Os termos em que esta memória foi descrita devem ser sempre considerados em sentido amplo e não limitativo.The terms in which this memory was described must always be considered in a broad and non-limiting sense.
Lisboa, 24 de Junho de 1998Lisbon, 24 June 1998
JOÃO PEREIRA DA CRUZJOÃO PEREIRA DA CRUZ
ENGENHEIROENGINEER
Agente Oficial da Propriedade IndustrialOfficial Industrial Property Agent
RUA VICTOR CORDON, 14 - 3»VICTOR CORDON STREET, 14 - 3 »
1200 LISBOA »<À*11200 LISBON »<À * 1
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