专利名称：实现多种信源接入的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及移动通信接入网技术领域，特别是实现多种信源接入的装置。
背景技术：
在当前接入网建设中，为满足多业务信号接入要求，如以太网、CATV (CableTelevision，有线电视)、CDMA、 GSM等信号，采用超宽带、超低耗、低成本的光纤介质，已成为业内普遍追求的目标。然而由于各种业务制式信号的传输特点和节点处理设备差别较大，采用任何一种传输和节点处理机制，在传输和处理其他业务信号时都比较困难。因此在目前网络的实际建设中普遍采用独立建网、并行发展的方式，各种业务独占一路光纤，并且无法与其他信号共纤传输，导致光纤利用率低，不能充分发挥光纤的带宽资源优势。在已布设好且光纤资源有限的条件下，势必为增加新的业务带来困难。因此，当前亟需一种接入网的统一接入方法，来建设能兼容固网、广电网及2G、3G移动通信网等所有通信网络的驻地接入网，来解决信息通信网络全系统的统一接入。 但是，现有的诸多接入方式由于标准不同而不适用，或频带窄均不能实施多网融合，不能单独构建能实施多信源接入的统一的驻地接入网，如 EPON(Ethernet Passive Optical Network,以太网无源光网络)和GE-P0N(GHzEthernet Passive Optical Network,千兆以太网无源光网络)采用的是欧美标准，不适于作为统一的驻地接入网； ADSL (Asymmetrical Digital Subscriber Loop,非对称数字用户环路)在1对双绞线上提供上行640kbps、下行8Mbps的带宽，带宽受限，也不适用； P0I (Point of Interface,多网合路平台)只能解决几种标准制式的移动通信信号的合并；BBU(Baseband Unit,基带资源池/基带共享资源池/基带池/基带单元)+RRU(Remote Radio Unit，远端射频单元)主要问题是频带窄，不能实现多网融合；
美国LGC无线设备公司的设备系统主要问题也是频带窄，不能实现多网融合；
—般传统直放站中继(RFPA， Radio Frequency Power Amplifier,射频功率放大器)，包括频道选择型直放站、频段选择型直放站、宽带直放站等，最主要的问题同样是频带窄，不能实现多网融合； CATV (Cable Television,有线电视)只能传输电视信号。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供实现多种信源接入的装置，用于实现信息通信
网络全系统的统一接入，避免重复建设造成的浪费。
为实现上述目的，本发明提供了一种实现多种信源接入的装置，包括 下行链路单元，用于将原始数据信号进行调制后，与移动通信的各制式信号合路，
经电光转换，再将转换后的复合光信号分为完全相同的至多8路复合光信号输出； 上行链路单元，用于将接收到的至多8路复合光信号分别进行光电转换，并将转换后的至多8路电信号进行合路，从合路后的一路电信号中分离出对应的移动通信的各制
式信号和数据信号，数据信号再经过解调还原为原始数据信号，发送给各自信源。 本发明是将500kHz-3GHz频带内所有要接入的信源信息(数据信息调制到
500kHz-3GHz频带内)通过功分器、合路器、电桥等方式全部接入，并通过光电变换技术将
射频带宽整个搬移到光谱上进行传输，从而实现了多业务信号的统一接入并共纤传输。
图1为本发明的实施例中实现多种信源接入的装置结构图； 图2为本发明的实施例中业务合路器的工作原理图； 图3为本发明实施例中业务合路器的结构图； 图4为本发明实施例中电桥的工作原理图； 图5为本发明实施例中监控模块的结构图； 图6为本发明的实施例中供电模块的结构图。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。 本发明实施例提供的实现多种信源接入的装置能够适应多种网络制式，涵盖目前
已有的2G网络和即将规模建网的3G网络，除移动通信网络外，还包括无线数据通信网等，
具体为GSM/DCS/CDMA/raS/TD-SCDMA/WCDMA/CDMA2000/WLAN等无线通信网络。 图1为本发明实施例提供的实现多种信源接入的装置结构图，具体描述如下在
下行方向上， 成帧模块，用于通过点对多点控制协议对原始数据信号进行成帧处理，加入控制命令保障接收端能够正常发送和接收数据，而不产生数据冲突。 点对多点控制协议的核心内容是如何通过时分复用方式，保证各接收端能正常上行和下行传输数据，不发生冲突，或发生冲突后，通过一定的手段解决冲突的影响，保证正常的数据传输。下面以ALOHA协议为例子，说明点对多点控制协议工作模式
下行采用广播方式，各终端通过下行广播帧中的地址信息确定是否为本终端信息，选择接收。上行采用只要用户有数据要发送，就尽管让他们发送。当然，这样会产生冲突从而造成帧的破坏。通过下行广播信道的反馈性，发送方可以在发送数据的过程中进行冲突检测，将接收到的数据与缓冲区的数据进行比较，就可以知道数据帧是否遭到破坏。同样的道理，其他用户也是按照此过程工作。如果发送方知道数据帧遭到破坏(即检测到冲突)，那么它可以等待一段随机长的时间后重发该帧。 上述协议实现简单，但极容易产生冲突，信道利用率低。提高信道利用率可采用时
隙ALOHA协议，其核心是用时钟来统一用户的数据发送。办法是将时间分为离散的时间片，
用户每次必须等到下一个时间片才能开始发送数据，从而避免了用户发送数据的随意性，
减少了数据产生冲突的可能性，提高了信道的利用率。 调制模块，用于将成帧后的数据信号调制到选定的载频上。 业务合路器，利用功分器、合路器、电桥对无线通信的各制式信源信号进行合路，
5另将数据信号经过调制，将数据信号调制到500kHz-3GHz频段，并与所述各无线通信信号 合路。将各类下行射频信号通过业务合路器合并，根据不同的接入要求可有不同的配置方 案来解决。如对于中国移动通信有限公司的业务需求有GSM900、 DCS1800、 TD-SCDMA、 WLAN 等无线通信业务，针对此需求有相应的合路配置方案。对于联通、电信、广电、小区物业等用 户的需求还会有其他不同配置方案。 电光变换器，用于将合路后的复合电信号转换为复合光信号。由于输出信号通过 光缆传输，因此要将合路后的复合电信号转换为复合光信号。经电光转换器进行电光的转 换，将射频电信号搬移到光谱进行传输。 光分路器，用于将转换后的复合光信号分路，将复合光信号分为完全相同的多路 复合光信号输出，每一路复合光信号完全相同。在本发明实施例中，最多可以分成8路复合 光信号。之所以称为复合光信号，是因为合路并电光转换后的光信号包含了 CDMA、GSM等移 动通信下行信号，以及数据信号。 通过以上下行链路，对移动通信各制式利用功分器、合路器、电桥等进行合路，另 将数据信号经过调制，将数据信号调制到500kHz-3GHz频段，并与上述各信号合路，经电光 转换单元进行电光的转换，将射频信号搬移到光谱，再到光分路器进行光信号的分路，将光 信号平均分为至多8路输出。
在上行方向上包括 多路光电变换器，用于将接收到的多路复合光信号分别转换为对应的多路电信 号，将转换后的多路电信号进行合路，合成一路电信号。在本发明实施例中，最多可以同时 进行8路复合光信号的光电变换。合路的目的是将多业务通过一个射频口接入后统一路径 传输，信号合路是通过功分器反接实现的，功分器即功率分配器，实际上就是将特性阻抗为 Ro的输入传输线分成N条阻抗相同的支线。 业务分路器，用于将合并后的一路复合电信号进行业务分路，分路成无线通信的 各制式信源信号以及数据信号。分路是合路的反应用，是利用微波的特性不同频率的信号 从不同路径端口输出，频段分离法是利用带通滤波器原理实现的，所谓带通就是让它们在 规定频率范围内通过(电感的阻抗、电容的阻抗都和电量的频率有关，利用这个原理，可以 有选择性地除去特定频率的电量)。 解调模块，用于将分路得到的调制的数据信号解调成成帧的信号。 解帧模块，用于通过点对多点控制协议将成帧信号还原成数据信号的原始形态向
其它设备输出，并提取出远端设备发送的点对多点控制协议相应命令。 图中的_0_表示光缆。 通过以上上行链路，将接收来的至多8路光信号经至多8路光电变换器进行光电 的转换，把从光谱上解调出来的至多8路射频信号经信号合路器进行合路，合路后的宽频 射频信号进入业务分路器通过频段分离法进行各业务的分离，分离出对应的移动通信各制 式(如CDMA、GSM、DCS、WCDMA、TD-SCDMA等)的上行信号，数据信号再经过解调还原为数据 信息，返回各自信源。 除了以上上行链路和下行链路，在图1所示装置中，还进一步包括 监控模块，用于通过与其它各模块相连的接口可以采集所有模块的信息，并通过
232串口与MODEM(移动通信用调制解调器，类似手机的无线通信工具，实现数据信息的无
6线传输)连接可实现信息的远程上报，并可通过本地232接口与电脑连接，实现对设备的本 地监控。监控模块可监控的模块包括电光变换器、信号合路器和点对多点控制模块。
供电模块，用于通过对交流电的转换，变换为各模块工作所需直流电，供设备自身 工作。它还有电流分配功能，可以将输入的直流电进行分流，通过各端口输出，给远端设备 进行供电。 点对多点控制模块，用于向成帧模块和解帧模块发送点对多点控制命令。 以上装置将500kHz-3GHz频带内所有要接入的信源信息(数据信息调制到
500kHz-3GHz频带内)通过功分器、合路器、电桥等方式全部接入，并通过光电变换技术将
射频带宽整个搬移到光谱上进行传输，从而实现了多业务信号的统一接入并共纤传输。 如图2所示，为本发明实施例中业务合路器的工作原理图，图3为业务合路器的结
构图，下面结合图2和图3详细阐述业务合路器的结构和工作原理，该业务合路器具体包
括 功分器即功率分配器，实际上就是将特性阻抗为R。的输入传输线分成N条阻抗相 同的支线。本发明使用混合型功分器，其各路输出端口均通过一隔离电阻R。与公共节点相 连，其输出端匹配良好，并增大了输出端之间的隔离。因为当一信号输给功分器后，由于电 路结构的对称性，将使输入功率分成大小相等的N份输出。 电桥内部，由一组(两条)耦合度为3dB的传输线组成，如图4。当有信号在l 口 输入，则信号从2 口及4 口各输出输入信号的1/2， 3 口无信号输出；3 口信号输入，则信号 从2 口及4 口各输出输入信号的1/2， 1 口无信号输出；当输入1 口功率W1，输入3 口功率 W2，则2口和4口各输出(Wl+W2)/2。可见，电桥能够完成信号的合路并且再分路的功能。
合路器由内导体、接头安装螺钉、接头、螺母、垫片、吸收回路、腔体、盖板、安装螺 钉、频率调谐螺钉、耦合调谐螺钉、内导体安装螺钉、聚四氟乙烯块等组成。腔体包括多个小 腔，每个小腔之间通过耦合孔来实现耦合，在腔体底部有通过内导体安装钉安装的内导体， 吸收回路穿过聚四氟乙烯块中的通孔安装在相邻腔的凹槽处。 合路器是利用微波不同频率不同波长的特性通过内部众多内导体长度、腔体大小 等不同组合及配合吸收回路的使用来完成不同波长频率的隔离。 通过调整频率调谐螺钉来将频率范围固定在要求的频段上，每路腔体分别调整实 现每路腔体通过不通的要求频段，再通过频率调谐钉和耦合调谐钉配合调整来达到合路的 两个频段间的隔离要求。 功分器每路间隔离较小，可用来合路隔离要求较小的频段，通过功分器和合路器 的配合使用达到最终多频段一入多出的合路目的。 对于数据信号通过现有调制方法调制到1000-1700MHz (调制到现有500kHz-3GHz 未用到的频段)频率上，再与其他制式合路。对于移动通信各制式信号，如，CDMA信号调 制成870-880MHz， GSM信号调制成930-960MHz，等等，如图2所示。整体网络承载的用户 容量巨大，只要远端单元的输出信号能够满足分配覆盖的需要，近端输入的信号只要在 500kHz-3GHz频率范围内，理论上都可以接入近端单元，转换为光信号后通过光纤进行传输。 如图5所示，为本发明实施例监控模块的结构图，具体包括
它的核心为中央处理器，采用ARM单片机，如TQFP-144-LPC2214。
外围配置包括 接口电平转换芯片，实现输入输出电平的要求，采用已是的工业化生产芯片。 指示灯单元，通过阵列式指示灯可对设备的状态进行直观的显示，为了定义每种
功能的两种状态可以用双色发光二极管实现。例如，可显示其本身的工作状态和所带下一
级扩展单元的工作状态，状态有电源状态、上下链路状态、链路告警等等。 备用电源，用于平时可对电池进行浮充，当断电时可切换到备用电源工作，使通信
功能不至中断。 无线M0DEM，如GTM900B，中央处理器通过232串口与无线MODEM通信，将设备信 息通过232串口发给无线MODEM, MODEM通过短消息或GPRS数传方式发给监控中心实现设 备的远程监控，满足用户足不出户即可看到设备工作状态。微处理器负责控制整个装置的 工作，此集成电路TQFP-144-LPC2214通过它自身Pl 口连接EEPROM， EEPROM集成电路微 X5045，记录重要数据，可以掉电保存，并可以随时修改；其P3 口连接指示灯单元，PO 口为数 据总线连接12bit模拟/数字转换电路的数据总线，P2为模拟/数字转换电路的地址选通 线；接口电平转换芯片由MAX233连接，可将设备内部以TTL电平指示的数据信息进行电平 转换，再由模拟数字转换电路进行转换通过数据总线传给微处理器。
备用电池为其辅助模块提供掉电保护。 无线远程连接为无线数据传输模块通过连接口外接天线接入移动通讯网络，内部 由主控制板RXD、 TXD串口控制，将数据传输到远端的计算机软件监控平台上，进行记录、处理。 通过以上监控模块可以对各级单元及各级单元中组成的模块进行监测控制，完成
信息的汇总与传输，方便用户对设备的操作管理。 如图6所示，为本发明实施例供电模块的图，具体包括 交直流转换单元图6的上半部分是交直流转换单元，用于实现设备自身供电部 分的转换，将交流电转换为相应强度的直流电。 远程供电分配单元图6的下半部分是远程供电分配单元，用于实现将DC48输入 转换为至多8路输出，供远端的设备使用。 供电模块对交流AC输入首先经过电源滤波器滤波，防止由于电源方面带来的电 磁干扰，滤波后的交流电经AC转直流DC模块变为直流48V输出，此直流48V再经两个DC转 DC模块分别转换为直流12V和直流5V输出供设备中各单元工作使用；同时设备支持DC48V 输入，48V输入后经正负极保护桥保护，防止因正负极反接而烧毁设备，输入后同样经两个 DC转DC模块转换为直流12V和直流5V输出供设备自身使用，输入的DC48V还经过电流分 配单元分成至多8路输出(主要做了限流处理)，提供每路1A的电流供远端的设备使用。
除了以上模块，实现多种信源接入的装置中其它模块如多路光电变换器，通过 PIN管将接收来至多8路光信号每路分别解调为电信号，然后通过射频合路器将解调后的 至多8路电信号进行合路，合路后的宽带射频信号进行统一放大，来弥补射频信号由于传 输和光电变化带来的增益损失，放大后的信号输出过低通滤波器将调制到超低频的FSK信 号解调出来(将监控用的数字信号解调出来)；电光变换器，通过已工业化生产的FP或DFB 激光器(发光二极管)来实现；光分路器是光纤耦合器的一种特定应用形式，类似于射频分 路器，将一路光信号等分成多条支路，是由最基本的耦合器组合而成，需要的端口越多所需的组成耦合器数量越多；业务分路器是合路器的反应用；信号合路器则是多个滤波器共用 一个输出口。 总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
权利要求
一种实现多种信源接入的装置，其特征在于，包括下行链路单元，用于将原始数据信号进行调制后，与移动通信的各制式信号合路，经电光转换，再将转换后的复合光信号分为完全相同的至多8路复合光信号输出；上行链路单元，用于将接收到的至多8路复合光信号分别进行光电转换，并将转换后的至多8路电信号进行合路，从合路后的一路电信号中分离出对应的移动通信的各制式信号和数据信号，数据信号再经过解调还原为原始数据信号，发送给各自信源。
2. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述下行链路单元具体包括 成帧模块，用于通过点对多点控制协议对原始数据信号进行成帧处理； 调制模块，用于将成帧后的数据信号调制到选定的载频上；业务合路器，用于将移动通信的各制式信号与所述调制后的数据信号进行合路； 电光变换器，用于将合路后的电信号转换为复合光信号；光分路器，用于将转换后的复合光信号分路，将所述复合光信号分为完全相同的多路 复合光信号输出。
3. 根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述上行链路单元具体包括 多路光电变换器，用于将接收到的多路复合光信号分别转换为对应的多路电信号，并将所述转换后的多路电信号进行合路，合成一路电信号；业务分路器，用于将合并后的一路复合电信号进行业务分路，分路成移动通信的各制式信号以及数据信号；解调模块，用于将分路得到的调制的数据信号解调成成帧的数据信号； 解帧模块，用于将所述成帧的数据信号还原成原始数据信号向其它设备输出。
4. 根据权利要求3所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括监控模块，用于通过与其它各模块相连的接口采集所有模块的信息，并通过串口与移 动通信用调制解调器连接进行信息的远程上报，可通过本地接口与电脑连接，实现对设备 的本地监控。
5. 根据权利要求4所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括供电模块，用于通过对交流电的转换，变换为各模块工作所需直流电，供设备自身工 作；以及通过电流分配功能，将输入的直流电进行分流，通过各端口输出，给远端设备进行 供电；点对多点控制模块，用于向成帧模块和解帧模块发送点对多点控制命令。
6. 根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述监控模块具体包括 中央处理器，用于对该装置中其它模块进行监测控制，完成信息的汇总； 无线调制解调器，用于将所述汇总的信息传输到监控中心进行处理。
7. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，该监控模块进一步包括备用电源，用于对电池进行浮充，当断电时设备切换到备用电源工作，使通信功能不至 中断；接口电平转换芯片，用于将外部电平转换为所述中央处理器能识别的电平； 指示灯单元，用于对设备的工作状态进行直观的显示。
8. 根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述供电模块具体包括 交直流转换单元，用于实现设备自身供电部分的转换，将交流电转换为相应强度的直流电；远程供电分配单元，用于实现将直流电输入转换为至多8路输出，供远端的设备使用。
全文摘要
本发明公开了一种实现多种信源接入的装置，包括下行链路单元，用于将原始数据信号进行调制后，与移动通信的各制式信号合路，经电光转换，再将转换后的复合光信号分为完全相同的至多8路复合光信号输出；上行链路单元，用于将接收到的至多8路复合光信号分别进行光电转换，并将转换后的至多8路电信号进行合路，从合路后的一路电信号中分离出对应的移动通信的各制式信号和数据信号，数据信号再经过解调还原为原始数据信号，发送给各自信源。本发明实现了整套传输系统信源的接入，将要传输的信息转换到光谱传输，解决了多种信源的接入要求。
文档编号H04W88/12GK101742675SQ20081022689
公开日2010年6月16日 申请日期2008年11月19日 优先权日2008年11月19日
发明者刘全顺, 徐罕聪 申请人:北京东方信联科技有限公司