拖曳线列阵声纳信号传输的光电转换装置、系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光纤应用，具体地，涉及一种拖曳线列阵声纳信号传输的光电转换装 置、系统及方法。
【背景技术】
[0002] 在数字化拖曳式线列阵声纳中，水下线列阵需要将大量的水听器信号进行信号调 理、模数转换、然后编码上传到干端进行处理，故而编码后的信号一般都采用光纤传输。但 是光纤具有易损性，特别是在拖曳线列阵这种移动频繁，收放频繁的设备中发生光纤损坏 的概率会更大；而一旦光纤损坏，除了返厂拆解维修外别无它法。
[0003] 基于以上情形，为了降低因光纤损坏而带来信号传输中断的概率，提高声纳线列 阵的任务可靠性，因此急需一种具有自动切换功能的光电转换单元电路。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种拖曳线列阵声纳信号传输的光 电转换装置、系统及方法。从而当一跟光纤发生损坏后，可以切换到另一根光纤继续工作。 由于光电转换模块差分输出信号（TX+，TX-)的输出阻抗小，无法直接并联，如果直接并联 将会导致输出电平发生变化并影响数据传输准确性，且容易烧坏光电转换模块，于是在光 电转换单元电路中加入继电器。本发明在不增加线列阵整体设计结构的前提下，增加了拖 曳线列阵的耐用性；对于容易损坏的光纤增加了备份，提高了信号传输的可靠性。
[0005] 根据本发明提的一个方面供的拖曳线列阵声纳信号传输的光电转换装置，包括多 个并联的光电转换单元电路；
[0006] 所述光电转换单元电路包括电源芯片、光电转换模块、继电器以及差分信号连接 器；
[0007] 所述光电转换模块包括继电器控制模块、上行光电转换模块和下行光电转换模 块；
[0008] 所述继电器控制模块连接所述继电器的控制回路，用于当上行光电转换模块与光 纤连接成功后控制所述继电器的开关回路由初始的短路状态切换为导通状态；所述上行光 电转换模块通过所述继电器的开关回路连接所述差分信号连接器的上传端；
[0009] 所述差分信号连接器的下传端连接所述下行光电转换模块；
[0010] 所述电源芯片用于给光电转换模块和继电器的控制回路提供电能。
[0011] 优选地，还包括差分电信号线、光纤和接口；
[0012] 所述差分信号连接器通过差分电信号线连接所述接口；所述上行光电转换模块和 下行光电转换模块均连接所述光纤；
[0013] 所述下行光电转换模块用于将通过差分信号连接器4接收到的差分电信号转换 为光信号并通过光纤下传；
[0014] 所述上行光电转换模块用于将通过光纤上发的光信号转换为差分电信号上传。
[0015] 优选地，所述电源芯片用于提供3. 3V的电压值。
[0016] 根据本发明提的另一个方面提供的适于拖曳线列阵声纳信号传输的光电转换系 统，包括所述的拖曳线列阵声纳信号传输的光电转换装置，还包括转接段；所述转接段通过 光纤连接所述光电转换模块。
[0017] 优选地，还包括隔振段I、数字段I、声阵段、隔阵段II和尾绳段；
[0018] 其中，所述转接段、所述隔振段I、所述数字段I、所述声阵段、所述隔阵段II和所 述尾绳段顺次设置；
[0019] 所述转接段电气连接所述数字段I，所述数字段I电气连接所述声振段；
[0020] 所述转接段用于将上位机通过所述拖曳线列阵声纳信号传输的光电转换装置下 发的控制参数光信号下发给数字段I以及将声纳光信号通过所述拖曳线列阵声纳信号传 输的光电转换装置上传给上位机；所述数字段I用于将所述控制参数光信号转换为控制参 数电信号下发给声振段以及将声纳电信号转换为声纳光信号上传给转接段；所述声振段用 于接收所述控制参数电信号以及将采集到的声纳电信号上传给数字段I。
[0021] 根据本发明提的再一个方面提供所述的拖曳线列阵声纳信号传输的光电转换装 置的使用方法，包括如下步骤：
[0022] 步骤1 ;初始化；
[0023] 步骤2 :选取一光电转换单元电路；
[0024] 步骤3 :判断该光电转换单元电路对应的光纤和上行光电转换模块是否连接成 功；若连接成功，则进入步骤4 ;否则，则进入步骤5 ;
[0025] 步骤4 :当该光电转换单元电路对应的光纤和上行光电转换模块连接成功，该光 电转换单元电路对应的继电器控制模块输出的连接状态信号为高电平信号，该高电平信号 控制对应的继电器的开关回路切换为导通状态，从而能够实现对应的上行光电转换模块向 差分信号连接器的连接；流程结束；
[0026] 步骤5 :当该光电转换单元电路对应的光纤和上行光电转换模块之间没有连接成 功，该光电转换单元电路对应的继电器控制模块输出的连接状态信号为低电平信号，该低 电平信号控制对应的继电器的开关回路保持断路状态，从而对应的光电转换模块和差分信 号连接器保持断开；然后进入步骤6 ;
[0027] 步骤6 :选取另一个光电转换单元电路，然后进入步骤3继续执行判断。
[0028] 与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
[0029] 1、故障率低，本发明相比以前只在拖线阵接口外部给光纤备份的设计方案，在拖 缆内部也增加了光纤备份，即设置多个并联的光电转换单元电路，大大降低了拖曳线列阵 中由于光纤损坏而导致信号传输中断的概率；
[0030] 2、维护性更方便，本发明结构简单，即使发生了故障，维修也会相比以前更方便， 只需更换光电转换单元即可，省去了故障排查的时间；
[0031] 3、通用性，本发明对于其他领域使用光纤进行通信的移动设备具有通用性；
[0032] 4、成本低，本发明通过减少生产、调试过程中故障发生概率，以及增加维修的方便 性，可以提高拖线阵的生产效率，降低整个拖线阵成本。
【附图说明】
[0033] 通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、 目的和优点将会变得更明显：
[0034] 图1为本发明的结构示意图；
[0035] 图2为本发明中声纳拖曳线列阵声纳信号传输中的应用结构示意图；
[0036] 图中：
[0037] 峰一^表示线路之间经过光耦隔离；
[0038] 表不双向通?目；
[0039] -表示单向通信；
[0040] 图3为现有技术的框图。
[0041 ]图中：
[0042] 1为电源芯片；
[0043] 2为第一光电转换模块；
[0044] 3为第一继电器；
[0045] 4为差分信号连接器；
[0046] 5为光电转换单元电路；
[0047] 6为光钎；
[0048] 7 为接口；
[0049] 8为第一差分电信号线；
[0050] 9为第二差分电信号线；
[0051] 10为转接段；
[0052] 11为隔振段I ;
[0053] 12为数字段I ;
[0054] 13为声阵段A ;
[0055] 14为声阵段B ;
[0056] 15为隔振段II;
[0057] 16为尾绳段。
【具体实施方式】
[0058] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术 人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术 人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明 的保护范围。
[0059] 在本实施例中，本发明提供的拖曳线列阵声纳信号传输的光电转换装置，包括多 个并联的光电转换单元电路；
[0060] 所述光电转换单元电路包括电源芯片1、光电转换模块2、继电器3以及差分信号 连接器4 ;所述光电转换模块2包括继电器控制模块、上行光电转换模块和下行光电转换模 块；所述继电器控制模块连接所述继电器3的控制回路，用于当上行光电转换模块与光纤 连接成功后控制所述继电器3的开关回路由初始的短路状态切换为导通状态；所述上行光 电转换模块通过所述继电器3的开关回路连接所述差分信号连接器4的上传端；所述差分 信号连接器4的下传端连接所述下行光电转换模块；所述电源芯片1用于给光电转换模块 2和继电器3的控制回路提供电能。
[0061] 本发明提供的拖曳线列阵声纳信号传输的光电转换装置，还包括差分电信号线、 光纤6和接口 7 ;所述差分信号连接器4通过差分电信号线连接所述接口 7 ;所述上行光电 转换模块和下行光电转换模块均连接所述光纤6 ;所述下行光电转换模块用于将通过差分 信号连接器4接收到的差分电信号转换为光信号并通过光纤6下传；所述上行光电转换模 块用于将通过光纤6上发的光信号转换为差分电信号上传。所述电源芯片1用于提供3. 3V 的电压值。
[0062] 本发明提供的拖曳线列阵声纳信号传输的光电转换装置，包括多个并联的光电转 换单元电路；使得当一跟光纤，即一个光电转换单元电路发生损坏后，可以通过链接另一根 光纤，即另一个光电转换单元电路而使声纳线列阵正常工作。光电转换模块2将通过差