专利名称：宽带射频光调制解调方法
技术领域：
本发明提出的是通讯领域的信号处理技术，具体地说是宽带射频光调制解调方法。
背景技术：
目前在通讯领域，以中国为主体的三网合一通讯技术中，同时需要对光缆光信号、 电话音频信号和空中无线微波信号统一处理，并进行调制输出，需要对原有单一通讯信号传输设备进行融合性改造，以适应三网合一通讯技术的需要。在宽带信号中，来自于光缆的光信号需要调制解调才能在信号传输设备中运行。在光通讯领域采用光纤传输信号，光纤是一种传输光能的波导介质，一般由纤芯和包层组成。光线接入网(OAN)是采用光纤传输技术的接入网，即本地交换机和用户之间全部或部分采用光纤传输的通信系统。光纤具有带宽宽、远距离传输能力强、保密性好、抗干扰能力强等优点，是未来接入网的主要实现技术。多采用FTTX接入方式，其中FTTH方式指光纤直通用户家中，一般仅需要一条用户线。射频(RF)是Radio Frequency的缩写，表示可以辐射到空间的电磁频率，频率范围从300KHz 30GHz之间。射频简称RF射频就是射频电流，它是一种高频交流变化电磁波的简称。每秒变化小于1000次的交流电称为低频电流，大于10000次的称为高频电流， 而射频就是这样一种高频电流。调制将各种数字基带信号转换成适于信道传输的数字调制信号(已调信号或频带信号)；
解调在接收端将收到的数字频带信号还原成数字基带信号.时域定义 调制就是用基带信号去控制载波信号的某个或几个参量的变化，将信息荷载在其上形成已调信号传输，而解调是调制的反过程，通过具体的方法从已调信号的参量变化中将恢复原始的基带信号。频域定义
调制就是将基带信号的频谱搬移到信道通带中或者其中的某个频段上的过程，而解调是将信道中来的频带信号恢复为基带信号的反过程.根据所控制的信号参量的不同，调制可分为调幅，使载波的幅度随着调制信号的大小变化而变化的调制方式。调频，使载波的瞬时频率随着调制信号的大小而变，而幅度保持不变的调制方式。调相，利用原始信号控制载波信号的相位。调制的目的是把要传输的模拟信号或数字信号变换成适合信道传输的信号，这就意味着把基带信号(信源)转变为一个相对基带频率而言频率非常高的代通信号。该信号称为已调信号，而基带信号称为调制信号。调制可以通过使高频载波随信号幅度的变化而改变载波的幅度、相位或者频率来实现。调制过程用于通信系统的发端。在接收端需将已调信号还原成要传输的原始信号，也就是将基带信号从载波中提取出来以便预定的接受者(信宿)处理和理解的过程。该过程称为解调。调制解调器我们常说的Modem，其实是Modulator (调制器)与Demodulator (解调器)的简称，中文称为调制解调器。也有人跟据Modem的谐音，亲昵地称之为“猫”。我们知道，计算机内的信息是由“0”和“ 1 ”组成数字信号，而在电话线上传递的却只能是模拟电信号(模拟信号为连续的，数字信号为间断的)。于是，当两台计算机要通过电话线进行数据传输时，就需要一个设备负责数模的转换。这个数模转换器就是我们这里要讨论的Modem。计算机在发送数据时，先由Modem把数字信号转换为相应的模拟信号，这个过程称为“调制”，也成D/A转换。经过调制的信号通过电话载波传送到另一台计算机之前，也要经由接收方的Modem负责把模拟信号还原为计算机能识别的数字信号，这个过程我们称“解调”，也称A/D转换。正是通过这样一个“调制”与“解调”的数模转换过程，从而实现了两台计算机之间的远程通讯。 有一种光调制解调器原产地美国用途为网络化仪表装置系统提供分布式数据通信，仪表装置网络需要对闪电和电源开关瞬变有免疫性，在具有高的地电位差的设备节点间可靠通信，在网络节点间没有通信冲突的情况下进行多点访问，不受协议限制——Model 1430 FOL可以代替许多有线网络化系统，为OutDAQ和2300系统装置提供独立的高速传输，可以用作光纤中继器来增加段之间的范围产品概述GE0MATI0N Model 1430 FOL是一种通过光纤传送和接收器把RS-232信号转换成与光纤兼容的信号的数据通信设备。这种设计允许点对点和链式的一点对多点连接。一个专门的逻辑控制和光学接口允许FOLs能够在没有数据冲突的情况下在一对多网络中工作，同时保持非常低的平均功耗和每段输送距离高达5Km。数据传输速率由被连接设备的RS-232传送信号来确定，而且载波检测的直下降延迟自动随着数据传输速率调整以求兼容性。Model 1430 FOLs完全不受协议限制，允许通常用途的应用。也允许与多设备供应系统集成在一起。FOLs支持的数据传输速率从1200bps到115 libps。 数据活动可以通过前面面板上的三个LED监控。 每个Model 1430 FOLs包含二个具有单独光发送器和接收器的通讯连接通道A和B。传送给FOLs的RS- 232信号与连接通道A和B的发送器TX连接。光纤接收器的通道A和B 的内部多路复用把两者的RX纤维接收器连接到R S - 2 3 2接收线。没有RS- 232连接时，1430也可用作光导纤维的中继器。Model 1430 FOLs与带有2 3 80 M C U s的系统2300的接口连接，见技术说明17-208-03 〃如何与2 3 0 0系统一起使用1430型光纤连接器(FOLs) 〃。
特性1.使用62. 5/125μ m和50/125 μπι光纤线缆(多样式光纤)2.使用通常提供的和可现场安装型的ST光线插头3.数据通讯速度为1200bps到1151cbpS4.邻近 Model 1430 FOL之间的距离可达5km5. —光纤网络上最多可以安装250F0Ls6.宽的输入电压范围7- 30 VDC7.非常低的功耗——与电池发电装置相容技术参数输入电源电压 7-30VDC功耗500mW备用1. 5W (传输)数据连接光纤4个单独的ST型插座通道A TX 、RX通道B:TX、RX最大光纤段间距5km波长1300nm光纤网络拓扑线性的(非闭环)每个网络上FOLs的最大量250 RS-232端口 10针放大器794619 (电缆w/内含匹配的连接器)接地连接地底盘上的6号螺旋接线端指示器LED指示器载波检测(⑶)发射端(TD ) 接收端(RD ) 输入电源物理性能材料C1010钢表面处理镀锌ASTM -B633漆成黑灰色尺寸见轮廓绘制重量380克(13. 4盎斯)安装35 X 7. 5mm运输横栏 DIN/EN标准50022 环境性能温度‘_40°C到85°C (工作)压力高度0到MOOm相对湿度0到95% (未冷凝)。语音模式主要提供了电话录音留言和全双工免提通话功能，真正使电话与电脑融为一体。 这里，我们主要讨论的是一种新的语音传输模式一DSVD(Digital Simultaneous Voice and Data)。DSVD 是由 Hayes、Rockwell、U. s. Robotics、Intel 等公司在 1995 年提出的一项语音传输标准，是现有的V. 42纠错协议的扩充。DSVD通过采用Digi Talk的数字式语音与数据同传技术，使Modem可以在普通电话线上一边进行数据传输一边进行通话。 DSVD Modem保留了 8K的带宽(也有的Modem保留8. 5K的带宽)用于语音传送，其余的带宽则用于数据传输。语音在传输前会先进行压缩，然后与需要传送的数据综合在一起，通过电话载波传送到对方用户。在接收端，Modem先把语音与数据分离开来，再把语音信号进行解压和数/模转换，从而实现的数据/语音的同传。DSVD Modem在远程教学、协同工作、网络游戏等方面有着广泛的应用前景。通过专利检索，有3件相关专利，其权利要求书如下 200410020745.0,1. 一种光纤光栅波长解调方法，其特征在于成对使用串联在一起的
光纤光栅，且一对光纤光栅的中心反射波长差小于单个光纤光栅反射带宽的一半。根据权利要求1所述的一种光纤光栅波长解调方法，其特征还在于串联在一起的一对光纤光栅，使用其中心反射波长差为单个光纤光栅反射带竟的1 / 4处作为静态工作点ο3.根据权利要求1或2所述的一种光纤光栅波长解调方法，其特征还在于采用宽带光源，通过光电探测器件测量串联在一起的光纤光栅对的反射光功率实现波长解调。4.根据权利要求1、2或3所述的一种光纤光栅波长解调方法，其特征还在于使用分光器件来分开各个测量光纤光栅对的返回光，实现分布式传感。200510019332. 5，1、一种基于嵌入式技术的多通道光纤光栅高速解调装置，由高速采集信号源，Cygnal的SoC单片机高速数据采集模块、ARM7嵌入式微处理器控制模块、 10M / 100M网络通讯模块、nRF905无线通信模块、12位DA转换模块、UART通讯模块、flash 存储模块、PC机端的监控软件模块等组成，其中高速采集信号源通过专用接口与Cygnal的 SoC单片机高速数据采集模块连接，10M / 100M网络通讯模块、12位DA转换模块、UART通讯模块、Π "h存储模块均与ARM7嵌入式微处理器控制模块相连接，PC机端的监控软件模块通过基于TCP / IP协议与10M / 100M网络或无线通信模块相连接。2、如权利要求1所述的基于嵌入式技术的多通道光纤光栅高速解调装置，其特征在于=Cygnal的SoC单片机高速数据采集模块通过SPI串行总线与ARM7嵌入式微处理器控制模块传输数据，ARM7嵌入式微处理器控制模块通过10M / 100M以太网络模块或nRF905 无线模块与PC机端的监控软件模块传输数据。3、如权利要求1所述的基于嵌入式技术的多通道光纤光栅高速解调装置，其特征在于ARM7嵌入式微处理器控制模块通过12位D / A转换器控制F—P滤波器扫描电压， 进行扫描调谐电压的自动跟踪。4、如权利要求1所述的基于嵌入式技术的多通道光纤光栅高速解调装置，其特征在于高速采集信号源包括5个光纤传感器阵列连接通道，传感器系统保护及稳定模块和光纤F-P滤波器扫描控制模块，5个光纤传感器输入通道由4个测量通道和1个参考通道构成，其中传感器系统保护及稳定模块提供系统各功能模块的稳定电压，以及在系统处于过压过流或传感器超量程等异常工作状态下，对传感器系统提供稳压限流光电隔离保护和报警信号；光纤F_P滤波器扫描控制模块产生标准高精度锯齿波函数控制F_P滤波器的扫描电压。200620066822. 0，1、一种多通道光纤光栅解调器，其特征在于，包括与上位机通信连接的单片机MCU，该单片机MCU与上位机通过通信接口相连接，所述单片机MCU信号输出接口与第一 D / A转换器的信号输入接口相连接，该第一 D / A转换器的信号输出接口与 SLED激光光源及MEMS光开关相连接，MEMS光开关连接有若干光栅；还包括一 DSP信号处理器，与DSP信号处理器信号输出接口相连接的第-’m / A转换器，该第二 D / A转换器的信号输出接口与一驱动电路相连接，驱动电路与MEMS可调F—P腔滤波器信号输入接口相连接；所述DSP信号处理器的信号输入接口还接有一 A / D转换器，该A / D转换器的信号输入接口与一光电探测器相连接所述SLED激光光源、MEMS光开关、MEMS可调F-P腔滤波器通过光纤与一耦合器相耦合。2、根据权利要求1所述的多通道光纤光栅解调器，其特征在于，在所述单片机MCU 与DSP信号处理器之间还连接有一共享有储器。3、根据权利要求1所述的多通道光纤光栅解调器，其特征在于，所述的通信接口是RS— 232串行通信接口。4、根据权利要求1所述的多通道光纤光栅解调器，其特征在于，所述MEMS光开关采用阵列为1X2，其驱动方式为静电驱动。5、根据权利要求1所述的多通道光纤光栅解调器，其特征在于，所述第一 D / A转换器、第二 D / A转换器是采用单电源、并行接口、多通道满量程输出的电压型D / A转换
ο6、根据权利要求1所述的多通道光纤光栅解调器，其特征在于，所述A / D转换器是采用单电源、-并行接口、多通道满量程输出的电压型A / D转换器。7、根据权利要求1所述的多通道光纤光栅解调器，其特征在于，所述上位机是具有RS-232串行通信接口的PC机或可通信的处理器。8、根据权利要求1所述的多通道光纤光栅解调器，其特征在于，所述DSP信号处理器还连接有一扩展存储系统FALSH ROM。对于现行发展起来的三网合一通讯而言，目前的宽带射频光调制解调器难以适应。存在射频光范围窄，调制解调功能少的缺陷。
发明内容
为了实现宽带射频光信号的调制解调，本发明提出了宽带射频光调制解调方法。 该方法通过信号接收光电转换器接收宽带射频光信号并转换成为电信号，电信号经过信号处理器传入计算机中进行信号调制，调制后的信号与加载数据经过计算机处理后再通过发射电光转换器转变为光信号，通过传输光缆进行信号传输，解决宽带射频光的调制解调技术问题。本发明解决技术问题所采用的方案是
光调制解调器一侧的接收光缆与信号接收光电转换器连接并经过信号线将信号传输到信号处理器中，信号处理器通过信号线与发射电光转换器连接，在发射光电转换器上连接有传输光缆。
宽带射频光信号通过接收光缆传输到接收光电转换器内，通过接收光电转换器将光信号转换为电信号，将转换后的电信号通过传输线传输到计算机中的信号处理器，经过信号处理器的程序软件，将来自于光信号的电信号通过终端设备进行解读，同时通过计算机将需要加载的数据信号经过传输线传输到发射电光转换器，通过发射电光转换器将电信号转变为光信号，经过传输光缆继续进行信号传输。积极效果，由于本发明采用了双向的接收光电转换器与发射电光转换器与计算机连接进行信号的调制与解调，因此，能够实现宽带射频信号直接转变为电信号，再由发射电光转换器向光缆中传输。所用设备结构简单，宽带射频信号不失真，且信号转换速度快的特点。适宜在宽带射频光信号调制与解调中应用。
图1为本发明光调制解调器结构示意图
图中，1.信号接收光电转换器，1.1.接收光缆，2.发射电光转换器，2.1.传输光缆， 3.信号处理器。
具体实施例方式据图1所示，光调制解调器一侧的接收光缆1. 1与信号接收光电转换器1连接并经过信号线将信号传输到信号处理器3中，信号处理器通过信号线与发射电光转换器2连接，在发射光电转换器上连接有传输光缆2. 1。工作过程
宽带射频光信号通过接收光缆传输到接收光电转换器内，通过接收光电转换器将光信号转换为电信号，将转换后的电信号通过传输线传输到计算机中的信号处理器，经过信号处理器的程序软件，将来自于光信号的电信号通过终端设备进行解读，同时通过计算机将需要加载的数据信号经过传输线传输到发射电光转换器，通过发射电光转换器将电信号转变为光信号，经过传输光缆继续进行信号传输。特点
所用设备简单，集约化强，信号传输不失真，而且容易在网络中加载数据和信号互通， 便于实现信号传输光缆化，使之同步传输光信号、电信号和无线电信号。
权利要求
1.宽带射频光调制解调方法，其特征是光调制解调器一侧的接收光缆(1.1)与信号接收光电转换器(1)连接并经过信号线将信号传输到信号处理器(3)中，信号处理器通过信号线与发射电光转换器(2)连接，在发射光电转换器上连接有传输光缆(2. 1)；利用光调制解调器，宽带射频光信号通过接收光缆传输到接收光电转换器内，通过接收光电转换器将光信号转换为电信号，将转换后的电信号通过传输线传输到计算机中的信号处理器，经过信号处理器的程序软件，将来自于光信号的电信号通过终端设备进行解读， 同时通过计算机将需要加载的数据信号经过传输线传输到发射电光转换器，通过发射电光转换器将电信号转变为光信号，经过传输光缆继续进行信号传输。
全文摘要
本发明提出的是宽带射频光调制解调方法。利用光调制解调器信号接收光电转换器、中心处理器与发射电光转换器之间信号连通，将宽带射频光信号转换并加载后通过发射电光转换器进行光缆传输。由于本发明采用了双向的接收光电转换器与发射电光转换器与计算机连接进行信号的调制与解调，因此，能够实现宽带射频信号直接转变为电信号，再由发射电光转换器向光缆中传输。所用设备结构简单，宽带射频信号不失真，且信号转换速度快的特点。适宜在宽带射频光信号调制与解调中应用。
文档编号H04B10/24GK102355307SQ20111018001
公开日2012年2月15日 申请日期2011年6月30日 优先权日2011年6月30日
发明者邓泽林 申请人:绥中时骏科技有限公司