一种具备智能网关的光网络单元的制作方法

本申请是发明名称为一种智能光网络单元，申请号为201510346115.0(申请日2015年06月19日)的分案申请。

本发明涉及一种光网络装置，尤其涉及的是一种具备智能网关的光网络单元。

背景技术：

传统智能化系统各模块功能单一，系统效率低下，依靠协议转换器实现各前端模块的数字化、ip化，前端信息不做处理，再通过光纤收发器、交换机、onu等以太网传输设备传到后台。传统现有的典型智能化系统包括前端各类传感器、模数转换模块、以太网协转、交换机、光纤收发器、核心交换机、路由器和服务器。

现有的传统智能化系统实现di/do,串口等端口的接入，需要通过各类协议转换器转换成以太网接口，再通过光纤收发器、交换机、onu等以太网传输设备传到后台。

现有的系统设备组网具有结构复杂、线路布设困难、容易干扰、设备成本高、施工成本高、功耗大、不易维护、低环保、电磁污染大、传输效率低等缺点。出现故障后，维护麻烦，比如：数字量设备上采集不到数据时，搞不清是中间设备出现了问题，还是前端设备的问题。需要逐步排查所能找到问题点，这样费时费力，也在使用上带来不方便。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具备智能网关的光网络单元，将智能化技术、以太网技术与pon技术结合，将智能网关嵌入光网络单元，实现多种前端设备一体化接入。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种具备智能网关的光网络单元，与olt相连接，包括光网络单元、智能控制单元、以太网通信单元、输入/输出单元和为上述单元供电的电源电路，所述光网络单元通过所述智能控制单元控制所述输入/输出单元的数据通信；所述智能控制单元包括lm3s6911微处理器及其外围电路；

所述输入/输出单元包括rs485接口电路、数字量输入di接口电路和数字量输出do接口电路，所述智能控制单元与所述rs485接口电路双向数据通信，所述智能控制单元的信号输入端与数字量输入di接口电路的信号输出端电连接，所述智能控制单元的信号输出端与数字量输出do接口电路的信号输入端电连接。

作为上述方案的进一步优化，所述光网络单元包括光收发器、光输出控制部和信号交换输入控制部，所述光收发器与所述olt之间进行光信号收发，所述光输出控制部通过发光的检测确定对所述光收发器的光关闭，所述信号交换输入控制部通过将所述智能控制单元采集的信号转化为光信号。

作为上述方案的进一步优化，所述光网络单元为sd5103rb1光处理器，所述sd5103rb1光处理器将光信号转换成电信号，与所述智能控制单元双向通信连接。

作为上述方案的进一步优化，所述智能控制单元与所述以太网通信单元双向通信，且所述智能控制单元内置以太网phy芯片与rj45接口电路电连接。

作为上述方案的进一步优化，所述rs485接口电路通过通信接口芯片65lbc184与所述lm3s6911微处理器串口链接。

作为上述方案的进一步优化，所述数字量输入di接口电路通过opto-isolators芯片与lm3s6911微处理器的io引脚电连接。

本发明相比现有技术，本发明提供的一种具备智能网关的光网络单元的有益效果体现在：

1、传统的装置通过路由器、核心交换机、光纤收发器、接入交换机、以太网协议和数模转换模块集成组网，而本发明的一种具备智能网关的光网络单元，将智能化技术、以太网技术与pon技术结合，将智能网关嵌入光网络单元，只需与olt通信，替换传统装置，结构简单、设备成本低、功耗小、方便维护。

2、本发明的一种具备智能网关的光网络单元内置多种输入/输出接口单元，与前端传感器通信连接，传输高效、且抗干扰能力强。

3、本发明的一种具备智能网关的光网络单元，将智能化技术、以太网技术与pon技术结合，将智能网关嵌入光网络单元，通过智能控制单元与以太网通信单元双向通信，且智能控制单元内置以太网phy芯片与rj45接口电路电连接。

4、传统的数字量di输入接口/do输出接口，通过各种协议转换器与以太网通信连接，本发明的一种具备智能网关的光网络单元，将智能网关嵌入光网络单元，通过智能控制单元与数字量di输入接口/do输出接口直接通信连接。

附图说明

图1是本发明的一种具备智能网关的光网络单元的电路结构框图。

图2是本发明的一种具备智能网关的光网络单元的智能控制单元的电路原理图。

图3是本发明的一种具备智能网关的光网络单元的一路数字量输入di接口电路的电路原理图。

图4是本发明的一种具备智能网关的光网络单元的一路数字量输出do接口电路的电路原理图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

一种具备智能网关的光网络单元，与olt相连接。参见图1，为本发明的本发明的一种具备智能网关的光网络单元的电路结构框图。一种具备智能网关的光网络单元包括光网络单元、智能控制单元、以太网通信单元、输入/输出单元和为上述单元供电的电源电路，其中，光网络单元通过智能控制单元控制输入/输出单元和以太网通信单元的数据通信。

光网络单元包括光纤收发器、光输出控制部和信号交换输入控制部，光纤收发器与olt之间进行光信号收发，光输出控制部通过发光的检测确定对光纤收发器的光关闭，所述信号输入控制部通过将所述智能控制单元采集的信号转化为光信号。本发明的优先实施例中，光网络单元为sd5103rb1光处理器，且sd5103rb1光处理器将光信号转换成电信号，与智能控制单元双向通信连接。

其中，输入/输出单元包括rs485接口电路、数字量输入di接口电路和数字量输出do接口电路，智能控制单元与rs485接口电路双向数据通信，智能控制单元的信号输入端与数字量输入di接口电路的信号输出端电连接，智能控制单元的信号输出端与数字量输出do接口电路的信号输入端电连接。本发明的优先实施例中，智能控制单元包括lm3s6911微处理器及其外围电路。rs485接口电路通过通信接口芯片65lbc184与lm3s6911微处理器串口链接。数字量输入di接口电路通过opto-isolators芯片与lm3s6911微处理器的io引脚电连接。数字量输出do接口电路通过relay芯片与lm3s6911微处理器的io引脚电连接。

其中，智能控制单元与以太网通信单元双向通信，且智能控制单元内置以太网phy芯片与rj45接口电路电连接。本发明的优先实施例中，lm3s6911微处理器内置以太网phy芯片与rj45接口电路电连接，参见图2，本发明的一种具备智能网关的光网络单元的智能控制单元的电路原理图。其中，rj45接口电路采用hr911105a芯片，lm3s6911微处理器的43pin引脚和46pin引脚为信号输出端，lm3s6911微处理器的40pin引脚和47pin引脚为信号输入端。lm3s6911微处理器的43pin引脚和46pin引脚，通过电阻r12和电阻13、电容c35和电容c36与hr911105a芯片的信号输入端电连接。lm3s6911微处理器的40pin引脚和37pin引脚，通过电阻r14和r15、电容c37和电容c38与hr911105a芯片的信号输出端电连接。本优选实施例的一种具备智能网关的光网络单元还包括网络隔离器，并通过网络隔离器接口连接到sd5103rb1光处理器的网络隔离器上，从而完成网络回路的连接。

智能控制单元与以太网通信单元双向通信原理为：lm3s6911的43pin脚由电阻r12上拉为逻辑高电平，lm3s6911的46pin脚由电阻r13上拉为逻辑高电平，当有信号输出时对应引脚拉低(为低电平)从而完成一个逻辑电平的转换，同时加载到网络隔离器信号经过网络隔离器耦合输出一个逻辑电平信号。lm3s6911的40pin脚由电阻r14上拉为逻辑高电平，lm3s6911内部集成phy芯片37pin脚由电阻r15上拉为逻辑高电平，当网络隔离器有信号输出时对应引脚拉低(为低电平)从而完成一个逻辑电平的转换，即使信号的输入接收一个逻辑电平信号。其中，电容c35、c36、c37和c38是旁路滤波电容，对于此点的逻辑转换时电源造成的高频干扰滤除作用。对于电容c53、c55是网络隔离器的旁路滤波电容，对于此点的逻辑转换时电源造成的干扰滤除作用。其中，电阻r12、r13、r14和r15均为49.9ω。电容c12、c13、c14和c15均为10pf电容。电容c53和c55为0.01uf电容。

本发明的一种具备智能网关的光网络单元内置3路rs485接口电路、20路数字量输入di接口电路、8路数字量输出do接口电路。参见图4，图4是本发明的一种具备智能网关的光网络单元的一路数字量输出do接口电路的电路原理图。数字量输出do接口电路包括电阻r38、npn型三极管q1、二极管d1、第一relay芯片和压敏电阻rv1。npn型三极管q1的基极和发射机间并联电阻r38，且电阻r38与npn型三极管q1的基极间设有输入端do1，输入端do1与智能控制单元的输出端电连接。npn型三极管q1的集电级通过二极管d1、第一relay芯片和压敏电阻rv1与输出端do11、do12电连接。通过输出端do11、do12电连接与外部输出设备输出连接。

参见图3，图3是本发明的一种具备智能网关的光网络单元的一路数字量输入di接口电路的电路原理图。本发明的一种具备智能网关的光网络单元内置20路数字量输入di接口电路。其中4路数字量输入di接口电路公用一个可控制的光耦合器件连接芯片，本发明的优先实施例中，采用可控制的光耦合器件tlp521-4，其中光耦合器件tlp521-4内置四路光耦合电路，第一输入di接口输出端通过电阻r50、电容c86、电阻r51与光耦合器件tlp521-4的一路光耦合电路输入端连接；光耦合器件tlp521-4的一路光耦合电路输出端与第一输入di接口的输入端di1电连接，并通过电阻r54接地。外部设备通过第一输入di接口的输入端di1接入，并通过第一输入di接口的输出端din1输出，第一输入di接口的输出端din1与智能控制单元电连接。

此外，本发明的一种具备智能网关的光网络单元还包括pon上行接口、voip接口、管理接口和调试接口。voip接口电路是通过以太网交互的语音交互接口电路。上行数据pon连接到pon处理器sd5103rb1的pon上行接口，处理光信号转换成电信号。管理接口用于网络管理此设备的端口。调试接口是一路串口用于onu的调试接口。

本发明的一种具备智能网关的光网络单元，将智能化技术、以太网技术与pon技术结合，将智能网关嵌入光网络单元(onu、ont等)，实现多种前端设备一体化接入。使用本发明的一种具备智能网关的光网络单元集成组网系统包括前端传感器、olt、智能光网络单元和服务器。其中前端传感器采集数据通过数据接口传送给智能光网络单元，智能光网络单元通过与olt通信，最终与服务局交互通信。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。