適用于無線光纖覆蓋系統的網管通道實現系統的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種用于無線光纖覆蓋系統的網管通道實現系統，包括：近端監控及遠端監控，用于發出和接收監控數據；近端協議處理單元及遠端協議處理單元，用于對所述監控數據進行協議處理；近端頻移鍵控調制器及遠端頻移鍵控調制器，將經協議處理后的所述監控數據調制成射頻信號或將接收到的所述射頻信號解調為所述經協議處理后的監控數據；耦合器及激光器，所述射頻信號經所述耦合器耦合到所述激光器并轉換為光信號發送出去；探測器及放大器，所述光信號經所述探測器轉換為電信號后，再經所述放大器放大處理。本發明不僅能使監控通道中傳輸的數據得到可靠的協議處理的保證，也能使監控通道的可靠性得到保證。
【專利說明】適用于無線光纖覆蓋系統的網管通道實現系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及射頻通信【技術領域】，具體涉及一種適用于無線光纖覆蓋系統的高可靠性網管通道的實現系統。
【背景技術】
[0002]現有的移動通信系統，特別是光纖直放覆蓋系統的監控方式中大多數采用普通的頻移鍵控(FSK)監控通道進行監控:這種方式中，監控通道中傳輸的數據簡單，沒有可靠的協議處理的保證，所提供的通道的可靠性也不能保證，在一拖一的系統中應用還可以，對于一拖多的應用很不穩定，經常出現監控不通的情況，并且目前該種監控方式的通信芯片多數選擇CC1000或者NRF905，還存在另一些弊端:
[0003]KCC1000芯片生產工藝較為原始，封裝集成化較低，需要配備龐大的外圍電路，且對外圍電路的穩定度依賴程度很高，經常因為外圍電路性能的正常波動而工作異常，導致監控丟包，監控不通，甚至整個監控系統失效。在高低溫等惡劣應用環境中，表現的更為明顯，通信的穩定性無法得到保障。
[0004]2、NRF905芯片本身本振功率較大，在工作時會產生很高的雜散，影響整個通信系統，在數據處理過程中收發字節數據固定，必須采用復雜的數據處理機制，應用極不靈活。
[0005]3、傳統采用CC1000或NRF905等通信芯片的方案，數據傳輸最大速率不超過100kbps，需要高速數據傳輸的系統缺少有效的監控方案。
[0006]目前監控通道的現狀，問題發生率很高，且不能及時發現，很容易造成通信系統的中斷，給運營商的使用帶來很大的不便。系統集成商需配備復雜的監控保護機制，對監控狀態進行查詢，或者直接建立備用監控通道，整個系統設計冗余，成本很高。
[0007]因此，很有必要提出一個可靠性強的監控系統，不僅能使監控通道中傳輸的數據得到可靠的協議處理的保證，也能使監控通道的可靠性得到保證。

【發明內容】

[0008]本發明要解決的技術問題在于提供一種適用于無線光纖覆蓋系統的網管通道實現系統，以提高監控通道的可靠性，并且使監控通道中傳輸的數據得到可靠的協議處理的保證。
[0009]本發明提供了一種新型的適用于無線光纖覆蓋系統的網管通道實現系統，包括:近端監控及遠端監控，用于發出和接收監控數據；近端協議處理及遠端協議處理單元，用于對所述監控數據進行協議處理；近端FSK調制器及遠端FSK調制器，將經協議處理后的所述監控數據調制成射頻信號或將接收到的所述射頻信號解調為所述經協議處理后的監控數據；耦合器及激光器，所述射頻信號經所述耦合器耦合到所述激光器并轉換為光信號發送出去；探測器及放大器，所述光信號經所述探測器轉換為電信號后，再經所述放大器放大處理。
[0010]其中，當所述近端監控與所述遠端監控傳輸所述監控數據時，所述近端協議處理單元與所述遠端協議處理單元將所述監控數據按照協議封裝成幀或者將所述封裝后的幀按照協議恢復為所述監控數據。所述幀的結構中包括:第一分隔碼、前導碼、第二分隔碼、幀頭、幀定義、數據、校驗、幀尾及第三分隔碼，第三分隔碼為4個字節。
[0011]所述近端FSK調制器及所述遠端FSK調制器的調制電路通信芯片采用CCllOl包括:時鐘源單元，為所述調制電路提供時鐘源；提供調制解調頻率單元，提供輸出輸入的頻移鍵控的調制解調頻率；提供單端發射天線單元，將頻移鍵控調制信號發出；提供單端接收天線單元，接收需要解調的頻移鍵控調制信號。
[0012]由以上技術方案可知，本發明與現有監控系統相比，具有如下優勢:
[0013]1、高集成度:本發明將FSK通信技術、FSK通信控制、軟件協議等高度集成為一體，實現了一個模塊完成多個模塊的功能。應用智能射頻光傳輸模塊，光纖直放站將不再需要的FSK模塊、FSK控制模塊等，從根本上簡化光纖直放站的結構和生產。
[0014]2、高可靠性:本方案實現的可靠的FSK監控通道增加了自動校正補償系統，對外圍電路的依賴程度大幅度降低，使得射頻光傳輸模塊在高溫和光衰的極端條件下，外圍電路性能波動很大的情況下，監控通道仍能正常工作，使光纖直放站始終處于受控狀態。
[0015]3、高兼容性:本方案通過智能網管通道的控制和管理。通過專用通信協議和幀結構，能實現光纖直放站點對點、點對多點的組網通信和控制，與原有CC1000、NRF905等監控方案相互兼容，可以實現互聯互通。
[0016]4、高傳輸速率:本方案可支持最大500kbps的速率，較原有監控方案具有明顯的數據傳輸速率的優勢，可支持多數高速監控通道。
[0017]5、高靈活性:支持2FSK、GFSK, MFSK, OOK等多種調制格式，數據傳輸速率可編程，數據包導向系統可配置，應用范圍更廣，應用手段更加靈活。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發明的適用于無線光纖覆蓋系統的網管通道實現系統的第一實施原理框圖(全雙工)。
[0019]圖2為本本發明的適用于無線光纖覆蓋系統的網管通道實現系統的第二實施原理框圖(半雙工)。
[0020]圖3為本發明的協議處理單元將數據封裝成的幀結構圖。
[0021]圖4為本發明網管通道實現系統中的FSK調制解調器的硬件原理圖。
[0022]圖5為本發明網管通道實現系統中的FSK調制解調器的電路原理圖。
圖中說明:
[0023]圖1和圖2分別是本發明的全雙工工作模式和半雙工工作模式下的原理框圖，其中實箭頭“ ’所代表的信號流向為從近端到遠端的數據傳輸過程，其中虛箭頭“ 所代表的信號流向為從遠端到近端的數據傳輸過程。
【具體實施方式】
[0024]下面我們將結合附圖，對本發明的最佳實施方案進行詳細描述。
[0025]首先要指出的是，本發明中用到的術語、字詞及權利要求的含義不能僅僅限于其字面和普通的含義去理解，還包括進而與本發明的技術相符的含義和概念，這是因為我們作為
【發明者】，要適當地給出術語的定義，以便對我們的發明進行最恰當的描述。因此，本說明和附圖中給出的配置，只是本發明的首選實施方案，而不是要列舉本發明的所有技術特性。我們要認識到，還有各種各樣的可以取代我們方案的同等方案或修改方案。
[0026]由于本發明的射頻光傳輸模塊之間的數據傳輸方式可以采用全雙工及半雙工兩種模式，現在分別以兩種模式對本發明的網管通道的實現系統進行說明。
[0027]首先，請參閱圖1。圖1為本發明的第一實施原理框圖。此實施例采用的是全雙工模式。近端監控I與近端協議處理單元3相接，近端監控I將需要傳輸到遠端監控的數據傳送到近端協議處理單元3，近端協議處理單元3將該數據按照協議封裝成幀；近端協議處理單元3與近端FSK調制器4相接，近端協議處理單元3將封裝后的幀發送到近端FSK調制器4并由近端FSK調制器4調制為射頻信號；近端耦合器5分別與近端FSK調制器4及近端激光器6相接，射頻信號經近端耦合器5耦合到近端激光器6并轉換為光信號，光信號經光纖傳輸到遠端。遠端探測器7與遠端放大器8相接，遠端探測器7將接收到的光信號轉換為電信號并送入遠端放大器8進行放大處理；遠端FSK解調器9與遠端放大器8相接，經放大處理后的信號送入遠端FSK解調器9進行解調；遠端協議處理單元10分別與遠端FSK解調器9及遠端監控2相接，解調后的數據信息送入遠端協議處理單元10進行協議處理，再將經協議處理恢復的數據發送到遠端監控2。由遠端監控2向近端監控I傳輸數據所需的元件及其連接關系與近端向遠端傳輸所需的元件及其連接關系相同，需要說明的是，由于本實施例中的系統以全雙工模式傳輸數據，所以近端FSK調制器4與遠端FSK調制器11只工作于調制模式，遠端FSK解調器9與近端FSK解調器12只工作于解調模式。
[0028]下面對采用半雙工模式工作的系統進行說明。請參閱圖2，圖2為本發明的第二實施原理框圖。近端監控I與近端協議處理單元3相接，近端監控I將需要傳輸到遠端監控的數據傳送到近端協議處理單元3，近端協議處理單元3將該數據按照協議封裝成幀；近端協議處理單元3與近端FSK調制解調器4相接，近端協議處理單元3將封裝后的幀發送到近端FSK調制解調器4并由近端FSK調制解調器4調制為射頻信號；近端耦合器5分別與近端FSK調制解調器4及近端激光器6相接，射頻信號經近端耦合器5耦合到近端激光器6并轉換為光信號，光信號經光纖傳輸到遠端。遠端探測器7與遠端放大器8相接，遠端探測器7將接收到的光信號轉換為電信號并送入遠端放大器8進行放大處理；遠端FSK調制解調器9與遠端放大器8相接，經放大處理后的信號送入遠端FSK調制解調器9進行解調；遠端協議處理單元10分別與遠端FSK調制解調器9及遠端監控2相接，解調后的數據信息送入遠端協議處理單元10進行協議處理，再將經協議處理恢復的數據發送到遠端監控2。由遠端監控2向近端監控I傳輸數據所需的元件及其連接關系與近端向遠端傳輸所需的元件及其連接關系相同，需要說明的是，由于傳輸數據的方式為半雙工模式，所以當近端監控I向遠端監控2傳輸數據時，近端FSK調制解調器4與遠端FSK調制解調器9分別工作于調制和解調模式，當遠端監控2向近端監控I傳輸數據時，遠端FSK調制解調器9與近端FSK調制解調器4分別工作于調制和解調模式。
[0029]在上述兩個實施例中分別提到了協議處理單元將監控單元發出的數據按照協議封裝成幀。下面對幀的結構進行說明。
[0030]圖3為本發明的實現方案的軟件幀結構圖，對幀結構圖下面的數字代表相應碼字長度，例如第一個、第二個分隔碼為2個字節，第三個分隔碼為4個字節，用于分隔亂碼和所傳送的碼字或者前導碼和幀，此分隔碼一般使用“OxFF”，前導碼為對解調提供電平判斷的碼字，一般使用“0x55”或者“OxAA”，幀頭、幀定義、數據、校驗、幀尾為傳送的實際幀，幀頭、幀尾隔為I個字節，可以采用特殊的定義字符，幀定義為對這一幀數據的功能說明，可以包括幀長度，幀類型等，數據為實際需要傳送的數據塊，校驗2個字節，可以采用CRC校驗。
[0031]由于FSK調制解調器作為本發明的關鍵部件之一，所以有必要對FSK調制解調器做進一步的說明。
[0032]圖4與圖5分別為本發明的FSK調制解調器的硬件原理圖和電路原理圖。
[0033]圖4中為采用CCllOl作為FSK調制/解調芯片的方案。該調制電路包括時鐘源單元，為所述調制電路提供時鐘源；提供調制解調頻率單元，提供輸入輸出的頻移鍵控的調制解調頻率；提供單端發射天線單元，將頻移鍵控調制信號發出；提供單端接收天線單元，接收需要解調的頻移鍵控調制信號。
[0034]如圖5所示:芯片Ul(CCllOl)為調制解調頻率單元；電容C2、C3、晶體Yl (26MHz)和芯片Ul (CCllOl)組成一諧振電路，為芯片Ul (CCllOl)提供26MHz的時鐘信號，提供一個低頻的時鐘源；電容C6和電感LI組成一個50歐姆阻抗的單端發射天線單元；電容C5和電感L2組成一個50歐姆阻抗的單端接收天線單元；
[0035]在發射模式下，協議處理單元發出待調制的信號，經由管腳⑶00輸入到調制解調頻率單元，調制解調頻率單元根據輸入信號“GD00”，輸出一個對應的頻率RHFs印或者FO-Fsep (F0為中心頻率，可以是433MHz，也可以是868MHz，Fs印為頻偏)，通過單端發射天線單元發射至發射耦合單元，完成數據的頻移鍵控調制和發射。
[0036]在接收模式下，由調制解調頻率單元提供一個本振頻率Fl (Fl = FO-1F, IF為接收解調的中頻)，待解調的信號經由單端接收天線單元進入調制解調頻率單元進行解調，調制解調頻率單元將解調后的信號由 管腳GD02輸出至協議處理單元。
[0037]如圖5:
[0038]引腳功能說明:
[0039]引腳1:SCLK時鐘輸入接口
[0040]引腳2:S0(GD01)串行數據輸出接口
[0041]引腳3:⑶02時鐘輸出接口或者數據輸出接口
[0042]引腳4:DVDD數字電源輸入接口
[0043]引腳5:DC0UPL數字電源輸出接口
[0044]引腳6:0)00數據輸入接口
[0045]引腳7:CSn芯片選擇使能接口
[0046]引腳8:X0SC_Q1晶體振蕩器引腳或外部時鐘輸入接口
[0047]引腳9:AVDD模擬電源輸入接口
[0048]引腳10:X0SC_Q1晶體振蕩器引腳
[0049]引腳11:AVDD模擬電源輸入接口
[0050]引腳12:RF_P射頻信號輸入/輸出接口
[0051]引腳13:RF_N射頻信號輸入/輸出接口
[0052]引腳14:AVDD模擬電源輸入接口[0053]引腳15:AVDD模擬電源輸入接口
[0054]引腳16:GND接地
[0055]引腳17 =RBIAS參考電流的外部偏置電阻接口
[0056]引腳18:DGUARD數字電源輸入接口
[0057]引腳19:GND接地
[0058]引腳20:SI串行數據輸入接口
[0059]綜上所述，本發明由于在原來未控制的FSK網管通道中加入了硬件控制和軟件協議，提供了硬件的工作效率，進一步提供了傳輸的可靠性，在無線光纖覆蓋系統下的射頻光傳輸模塊中提出的高可靠性的網管通道的實現系統已達到或者超過國際水平。
[0060]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范 圍。
【權利要求】
1.適用于無線光纖覆蓋系統的網管通道實現系統，其特征在于包括: 近端監控及遠端監控，用于發出和接收監控數據；近端協議處理單元及遠端協議處理單元，用于對所述監控數據進行協議處理；近端FSK調制器及遠端FSK調制器，將經協議處理后的所述監控數據調制成射頻信號或將接收到的所述射頻信號解調為所述經協議處理后的監控數據；耦合器及激光器，所述射頻信號經所述耦合器耦合到所述激光器并轉換為光信號發送出去；探測器及放大器，所述光信號經所述探測器轉換為電信號后，再經所述放大器放大處理；當所述近端監控與所述遠端監控傳輸所述監控數據時，所述近端協議處理單元與所述遠端協議處理單元將所述監控數據按照協議封裝成幀或者將所述封裝后的幀按照協議恢復為所述監控數據； 所述近端FSK調制器及所述遠端FSK調制器的調制電路通信芯片采用CCl 101包括:時鐘源單元，為所述調制電路提供時鐘源；提供調制解調頻率單元，提供輸出輸入的頻移鍵控的調制解調頻率；提供單端發射天線單元，將頻移鍵控調制信號發出；提供單端接收天線單元，接收需要解調的頻移鍵控調制信號。
2.如權利要求1所述的適用于無線光纖覆蓋系統的網管通道實現系統，其特征在于，當所述近端監控單元與所述遠端監控單元傳輸所述監控數據時，所述近端協議處理單元與所述遠端協議處理單元將所述監控數據按照協議封裝成幀或者將所述封裝后的幀按照協議恢復為所述監控數據。
3.如權利要I所述的適用于無線光纖覆蓋系統的網管通道實現系統，其特征在于，所述幀的結構中包括:第一分隔碼、前導碼、第二分隔碼、幀頭、幀定義、數據、校驗、幀尾及第三分隔碼，第三分隔碼為4個字節。
【文檔編號】H04B10/07GK103457656SQ201210183712
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年6月5日 優先權日:2012年6月5日
【發明者】劉勝, 范旺生, 周強, 楊春華 申請人:武漢盛華微系統技術股份有限公司