专利名称：用于光纤上的射频网络的上行通道突发模式光发射电路的制作方法
技术领域：
本发明属于光通信技术领域，涉及一种用于光纤上的射频网络(RFoG)的上行通道突发模式光发射电路。
背景技术：
光纤上的射频网络(RFoG)是有线电视双向HFC网络的升级网络。数据传输采用 D0CSIS3. O标准，下行数据是连续的，上行数据是突发的。用户端的RFoG光节点包括下行光接收机和上行光发射机两部分，上行光发射采用突发模式工作。同时根据D0CSIS3. O标准中数据分发时隙特性的要求，突发模式上行光发射的开通时延必须< 1. 3μ 关断时延必须彡1.6μ8。如中国实用新型专利CN201270572 “自适应上行光发射的有线电视双向光节点” (
公开日为2009年7月8日)。其上行通道突发模式光发射电路组成部分见图1。现有的上行通道突发模式光发射电路，包括上行信号放大电路1'、上行信号检波电路2'、激光器光功率控制电路3'和上行光发射电路4'。上行信号放大电路1'分别和上行信号检波电路2'、上行光发射电路4'相连，上行信号检波电路2'和激光器光功率控制电路3'相连，激光器光功率控制电路3'和上行光发射电路4'相连。该电路能实现上行输入电平高于通断电平阈值时开通光发射，低于通断电平阈值时关断光发射的功能。实现的输入电平/激光器输出光功率对应关系如图2所示。图中Tl指激光器开通时延，一般在1. 0μ8左右；Τ2指激光器关断时延，一般在1. 3μ8左右；Pl指激光器关断光功率，一般< _30dBm ；P2指激光器开通光功率，根据激光器功率大小可选，范围在O 6dBm 之间；Ul指射频输入开通电平，U2指低于射频输入开通电平Ul的某一电平。由图2可知， 当射频输入电平达到Ul时激光器开通工作，当射频输入电平小于Ul时激光器关断。在实网上行数据传输过程中，由于信号调制方式、数据组包大小、网络环境变化等原因，射频电平值会在一定范围内变化。当输入射频电平值处在通断电平阈值附近时，高于阈值激光器开通，低于阈值激光器关断，于是激光器会频繁通断，导致数据传输不正常，出现丢包或断线现象。
发明内容
本发明要解决现有上行通道突发模式光发射电路存在数据传输不正常、出现丢包或断线的问题，提供了一种数据传输平稳、不会出现丢包或断线的用于光纤上的射频网络的上行通道突发模式光发射电路。本发明采用的技术方案是
用于光纤上的射频网络的上行通道突发模式光发射电路，包括上行信号放大电路，所述上行信号放大电路分别与上行信号检波电路、上行光发射电路相连，其特征在于所述上行信号检波电路与快速比较电路相连，所述快速比较电路和快速或非门电路相连，所述快速或非门电路和激光器光功率控制电路相连，所述激光器光功率控制电路和上行光发射电路相连；所述上行信号放大电路用于将上行射频信号放大后发送给上行光发射电路； 所述上行信号检波电路用于对输入的射频信号进行检波测量，产生相应的电压值并输出给快速比较电路和快速或非门电路；
所述快速比较电路和快速或非门电路用于将输入的电压值处理后产生相应的高或低电平，并将产生的电平输出给激光器光功率控制电路；
所述激光器光功率控制电路用于根据输入的电平高低来控制上行光发射电路是否工
作；
所述上行光发射电路用于将从上行信号放大电路接收到的电信号转换成光信号输出， 其发送与否由激光器光功率控制电路控制。进一步，所述快速比较电路包括第一比较器和第二比较器，所述第一比较器的同相输入端与第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端分别与第一电阻的一端、第一可调电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端与电源连接，所述第一可调电阻的另一端接地， 所述第一比较器的反相输入端与第五电阻的一端连接；所述第二比较器的反相输入端与第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端分别与第三电阻的一端、第二可调电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端与电源连接，所述第二可调电阻的另一端接地，所述第二比较器的同相输入端与第六电阻的一端连接；所述第五电阻的另一端、第六电阻的另一端均与上行信号检波电路的输出端连接；所述第一比较器和第二比较器的输出端均与快速或非门电路连接；所述快速或非门电路包括第一或非门和第二或非门，所述第一或非门的一个输入端与第一比较器的输出端相连，其另一个输入端与第二或非门的输出端相连；所述第二或非门的一个输入端与第二比较器的输出端相连，其另一输入端与第一或非门的输出端相连，所述第二或非门的输出端与激光器光功率控制电路相连。本发明的工作过程，上行信号放大电路对上行射频信号放大后通过上行光发射电路实现光信号输出；上行信号检波电路对输入射频信号进行检波测量，产生相应的电压值输出给快速比较电路和快速或非门电路；经快速比较电路和快速或非门电路处理后产生相应的高或低电平；激光器光功率控制电路根据输入的电平高低控制上行光发射电路工作， 根据输入电平的高或低，判断该信号是噪声信号还是数据传输信号，从而去控制上行激光器的通断，低电平开通激光器，高电平关断激光器；上行光发射电路把上行信号放大电路输出的电信号转换成光信号输出，实现电光转换，光信号的发送受激光器光功率控制电路控制，实现突发模式光发射，即有数据传输信号时工作、无数据传输信号只有噪声时关断。其中所述快速比较电路中第一电阻、第一可调电阻组成分压电路，通过第二电阻和第一比较器同相端相连，为第一比较器提供关断第一基准电压；检波电压通过第五电阻输入到第一比较器反相端。第一比较器的作用是检波电压高于第一基准电压，输出低电平； 检波电压低于第一基准电压，输出高电平。第一基准电压对应关断电平阈值，通过调整第一可调电阻可相应调整关断电平阈值。第三电阻、第二可调电阻组成分压电路，通过第四电阻和第二比较器反相端相连， 为第二比较器提供第二基准电压；检波电压通过第六电阻输入到第二比较器同相端。第二比较器的作用是检波电压高于第二基准电压，输出高电平；检波电压低于第二基准电压，输出低电平。第二基准电压对应开通电平阈值，通过调整第二可调电阻可相应调整开通电平阈值。
所述快速或非门电路的作用是从第一比较器、第二比较器输出的高或低电平通过该电路处理后经第二或非门输出一个高或低电平，去控制激光器通断，低电平开通；高电平关断。本发明的有益效果增加快速比较电路和快速或非门电路后，可分别设置开通电平阈值和关断电平阈值，从开通到关断有一段过渡电平范围，从而使基于光突发模式的上行信号传输更稳定；同时又能保证开通时延< ι. 3μ8，关断时延< 1. 6μ8。
图1是现有技术的上行通道突发模式光发射电路原理框图。图2是现有技术的上行通道突发模式光发射电路实现的输入电平/激光器输出光功率对应关系图。图3是本发明的原理框图。图4是本发明实现的输入电平/激光器输出光功率对应关系图。图5是本发明的快速比较电路和快速或非门电路的电路原理图。
具体实施例方式下面结合具体实施例来对本发明进行进一步说明，但并不将本发明局限于这些具体实施方式
。本领域技术人员应该认识到，本发明涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。参见图3-5，用于光纤上的射频网络的上行通道突发模式光发射电路，包括上行信号放大电路1，所述上行信号放大电路1分别与上行信号检波电路2、上行光发射电路6相连，所述上行信号检波电路2与快速比较电路3相连，所述快速比较电路3和快速或非门电路4相连，所述快速或非门电路4和激光器光功率控制电路5相连，所述激光器光功率控制电路5和上行光发射电路6相连；
所述上行信号放大电路1用于将上行射频信号放大后发送给上行光发射电路6 ； 所述上行信号检波电路2用于对输入的射频信号进行检波测量，产生相应的电压值并输出给快速比较电路3和快速或非门电路4 ；
所述快速比较电路3和快速或非门电路4用于将输入的电压值处理后产生相应的高或低电平，并将产生的电平输出给激光器光功率控制电路5 ；
所述激光器光功率控制电路5用于根据输入的电平高低来控制上行光发射电路6是否工作；
所述上行光发射电路6用于将从上行信号放大电路1接收到的电信号转换成光信号输出，其发送与否由激光器光功率控制电路5控制。所述快速比较电路3包括第一比较器m和第二比较器N2，所述第一比较器m的同相输入端与第二电阻R2的一端连接，所述第二电阻R2的另一端分别与第一电阻Rl的一端、第一可调电阻RPl的一端连接，所述第一电阻Rl的另一端与电源连接，所述第一可调电阻RPl的另一端接地，所述第一比较器附的反相输入端与第五电阻R5的一端连接；所述第二比较器N2的反相输入端与第四电阻R4的一端连接，所述第四电阻R4的另一端分别与第三电阻R3的一端、第二可调电阻RP2的一端连接，所述第三电阻R3的另一端与电源连接，所述第二可调电阻RP2的另一端接地，所述第二比较器N2的同相输入端与第六电阻R6的一端连接；所述第五电阻R5的另一端、第六电阻R6的另一端均与上行信号检波电路2的输出端连接；所述第一比较器m和第二比较器N2的输出端均与快速或非门电路4连接；所述快速或非门电路4包括第一或非门N3和第二或非门N4，所述第一或非门N3的一个输入端与第一比较器m的输出端相连，其另一个输入端与第二或非门N4的输出端相连；所述第二或非门N4的一个输入端与第二比较器N2的输出端相连，其另一输入端与第一或非门N3的输出端相连，所述第二或非门N4的输出端与激光器光功率控制电路5相连。本发明的工作过程，上行信号放大电路1对上行射频信号放大后通过上行光发射电路6实现光信号输出；上行信号检波电路2对输入射频信号进行检波测量，产生相应的电压值输出给快速比较电路3和快速或非门电路4 ；经快速比较电路3和快速或非门电路4处理后产生相应的高或低电平；激光器光功率控制电路5根据输入的电平高低控制上行光发射电路6工作，根据输入电平的高或低，判断该信号是噪声信号还是数据传输信号，从而去控制上行激光器的通断，低电平开通激光器，高电平关断激光器；上行光发射电路6把上行信号放大电路1输出的电信号转换成光信号输出，实现电光转换，光信号的发送受激光器光功率控制电路5控制，实现突发模式光发射，即有数据传输信号时工作、无数据传输信号只有噪声时关断。其中所述快速比较电路3中第一电阻R1、第一可调电阻RPl组成分压电路，通过第二电阻R2和第一比较器m同相端相连，为第一比较器m提供关断第一基准电压；检波电压通过第五电阻R5输入到第一比较器m反相端。第一比较器m的作用是检波电压高于第一基准电压，输出低电平；检波电压低于第一基准电压，输出高电平。第一基准电压对应关断电平阈值，通过调整第一可调电阻RPl可相应调整关断电平阈值。第三电阻R3、第二可调电阻RP2组成分压电路，通过第四电阻R4和第二比较器N2 反相端相连，为第二比较器N2提供第二基准电压；检波电压通过第六电阻R6输入到第二比较器N2同相端。第二比较器N2的作用是检波电压高于第二基准电压，输出高电平；检波电压低于第二基准电压，输出低电平。第二基准电压对应开通电平阈值，通过调整第二可调电阻RP2可相应调整开通电平阈值。所述快速或非门电路的作用是从第一比较器Ni、第二比较器N2输出的高或低电平通过该电路处理后经第二或非门N4输出一个高或低电平，去控制激光器通断，低电平开通；高电平关断。本实施例中的上行信号放大电路1采用韩国ASB公司的ASL550射频放大芯片；所述上行信号检波电路2采用美国AD公司的AD8310芯片；所述第一比较器Ni、第二比较器 N2采用美国maxim公司的MAX9107芯片，其传播时延为25ns ；
第一或非门N3、第二或非门N4采用美国fairchiId公司的74VHC02快速或非门芯片， 其传播时延为3. 6ns ；激光器光功率控制电路5采用美国fairchild公司的LM311芯片；上行光发射电路6采用厦门贝莱公司的BLLD系列激光器。本发明实现的输入电平/激光器输出光功率对应关系如图4所示。图中Tl指激光器开通时延；T2指激光器关断时延；Pl指激光器关断光功率，一般< -30dBm ；P2指激光器开通光功率，根据激光器功率大小可选，范围在0 ecffim之间；Ul指射频输入开通电平， 根据网络设计需要可选，范围在0 30dBmV之间；U2指射频输入关断电平，根据网络设计需要可选，一般比射频输入开通电平Ul低10 30dBmV。
电路逻辑关系计算 快速比较电路3:
射频输入电平> Ul, N2输出高电平； 射频输入电平<U1，N2输出低电平； 射频输入电平< U2，Nl输出高电平； 射频输入电平>U2，m输出低电平； 或非门逻辑关系
权利要求
1.用于光纤上的射频网络的上行通道突发模式光发射电路，包括上行信号放大电路， 所述上行信号放大电路分别与上行信号检波电路、上行光发射电路相连，其特征在于所述上行信号检波电路与快速比较电路相连，所述快速比较电路和快速或非门电路相连，所述快速或非门电路和激光器光功率控制电路相连，所述激光器光功率控制电路和上行光发射电路相连；所述上行信号放大电路用于将上行射频信号放大后发送给上行光发射电路； 所述上行信号检波电路用于对输入的射频信号进行检波测量，产生相应的电压值并输出给快速比较电路和快速或非门电路；所述快速比较电路和快速或非门电路用于将输入的电压值处理后产生相应的高或低电平，并将产生的电平输出给激光器光功率控制电路；所述激光器光功率控制电路用于根据输入的电平高低来控制上行光发射电路是否工作；所述上行光发射电路用于将从上行信号放大电路接收到的电信号转换成光信号输出， 其发送与否由激光器光功率控制电路控制。
2.根据权利要求1所述的用于光纤上的射频网络的上行通道突发模式光发射电路， 其特征在于所述快速比较电路包括第一比较器和第二比较器，所述第一比较器的同相输入端与第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端分别与第一电阻的一端、第一可调电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端与电源连接，所述第一可调电阻的另一端接地，所述第一比较器的反相输入端与第五电阻的一端连接；所述第二比较器的反相输入端与第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端分别与第三电阻的一端、第二可调电阻的一端连接， 所述第三电阻的另一端与电源连接，所述第二可调电阻的另一端接地，所述第二比较器的同相输入端与第六电阻的一端连接；所述第五电阻的另一端、第六电阻的另一端均与上行信号检波电路的输出端连接；所述第一比较器和第二比较器的输出端均与快速或非门电路连接；所述快速或非门电路包括第一或非门和第二或非门，所述第一或非门的一个输入端与第一比较器的输出端相连，其另一个输入端与第二或非门的输出端相连；所述第二或非门的一个输入端与第二比较器的输出端相连，其另一输入端与第一或非门的输出端相连， 所述第二或非门的输出端与激光器光功率控制电路相连。
全文摘要
用于光纤上的射频网络的上行通道突发模式光发射电路，包括上行信号放大电路，所述上行信号放大电路分别与上行信号检波电路、上行光发射电路相连，所述上行信号检波电路与快速比较电路相连，所述快速比较电路与快速或非门电路相连，所述快速或非门电路与激光器光功率控制电路相连，所述激光器光功率控制电路与上行光发射电路相连。本发明的有益效果增加快速比较电路和快速或非门电路后，可分别设置开通电平阈值和关断电平阈值，从开通到关断有一段过渡电平范围，从而使基于光突发模式的上行信号传输更稳定；同时又能保证开通时延≤1.3μs，关断时延≤1.6μs。
文档编号H04B10/12GK102315879SQ20111021139
公开日2012年1月11日 申请日期2011年7月27日 优先权日2011年7月27日
发明者王玩球, 郑新源 申请人:浙江省广电科技股份有限公司