专利名称：多路视频和双向数据光端机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及用于工业级专用光纤通信网络的光端机，特别是一种多路视频和双向数据光端机。
背景技术：
目前在一般工业传输系统中，4km以内传输方式多使用同轴电缆、双绞线等，使用同轴电缆、双绞线传输信号衰减大，传输距离短，抗干扰能力差。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的上述不足，提供用于工业级专用光纤通信网络的多路视频和双向数据光端机，以满足宽带通信网络的需求。
本实用新型光端机包括光发射机和光接收机两部分，光发射机、光接收机均为一个独立的模块化结构，两者的视频信号通道和数据通道通过一根光缆连接。
光发射机包括视频发射通道和双向数据接收、发射通道；所述视频发射通道包括至少两个调制放大单元、高频信号叠加放大器(5)及WDM光器件(6)，WDM光器件(6)接于高频信号叠加放大器(5)的输出回路，各调制放大单元接于高频信号叠加放大器(5)的输入端；所述数据接收通道包括WDM光器件(6)，依次连接的前置放大(7)、解调器(8)、主放大器(9)以及RS422变换与反变换电路(10)，前置放大(7)接于WDM光器件(6)另一波长的输出端； 所述数据发射通道包括高频信号叠加放大器(5)，WDM光器件(6)，以及依次连接的RS422变换与反变换电路(10)、调制器(11)和功率放大电路(12)，功率放大电路(12)接高频信号叠加放大器(5)的输入端。
光接收机包括视频接收通道和双向数据发射、接收通道；所述视频接收通道包括至少两个解调放大单元、高频放大器(14)和WDM光器件(13)，WDM光器件(13)接于高频放大器(14)的输入回路，各解调放大单元分别接于高频放大器(14)的相应输出端；所述数据发射通道包括由WDM光器件(13)，依次连接的RS422变换与反变换电路(20)、调制器(21)以及驱动电路(22)构成，驱动电路(22)接WDM光器件(13)的输入端；所述数据接收通道包括由WDM光器件(13)，高频放大器(14)，以及依次连接的解调器(23)、比较电路(24)和RS422变换与反变换电路(20)构成，解调器(23)接高频放大器(14)的相应输出端。
本实用新型光端机的光发射机、光接收机均为一个独立的模块化结构，结构紧凑，输入/输出端口通过插接件连接，使用、维护方便。其功耗低，谐波失真小，带宽(5HZ-10MHZ)，DG＜5％，DP＜5％，信躁比为60db，数兼容RS232、RS422、RS485、TTL变压器(NRZ1、曼彻斯特、二相)，数据传输速度为DC-100波特(NRZ)，搞干扰性能好。
本光端机经光纤通信系统使用证明其运行稳定，能够可靠地传输多路视频信号和双向控制数据信号，误码率为10-6，传输最远距离40km，安装简单能直接接入现有的视频数字处理系统，产品性价比高。其利用波分复用技术在一根标准9/125单模光纤及在不同波长上同时传输多路视频及双向数据，输出功率-6dB，接收灵敏度-31dB。
图1是本实用新型的典型实施例结构图；图2是其光发射机部分原理框图；图3是其光接收机部分原理框图；
图4a、b是其光发射机的实施例电路图；图5a、b是其光接收机的实施例电路图；图6是其使用示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型纤细描述。
如结构图1所示，本光端机包括光发射机和光接收机两部分，光发射机和光接收机均为一个独立的模块化结构，图1a、图1b分别为光发射机模块(GF42S5T)和光接收机模块(GF42S5R)，输入/输出端口通过插接件连接，使用、维护方便。
参照原理框图2，光发射机包括视频发射通道和双向数据接收、发射通道。其视频发射通道包括2-4个调制放大单元、一高频信号叠加放大器(5)及一WDM光器件(6)，WDM光器件(6)接于高频信号叠加放大器(5)的输出回路，各调制放大单元接于高频信号叠加放大器(5)的输入端。图示调制放大单元包括依次连接的视频放大器(1)、视频调制器(2)、脉冲放大器(3)以及高频放大器(4)。在视频发射通道中，每个调制放大单元分别将输入的视频信号经视频放大器(1)放大，视频调制器(2)进行频率调制变换，再通过脉冲变压器(3)耦合到高频放大器(4)进行放大后，驱动WDM光器件输出光信号。
其数据接收通道包括WDM光器件(6)，依次连接的前置放大(7)、解调器(8)、主放大器(9)以及RS422变换与反变换电路(10)，前置放大(7)接于WDM光器件(6)另一波长的输出端。数据发射通道包括高频信号叠加放大器(5)，WDM光器件(6)，以及依次连接的RS422变换与反变换电路(10)、调制器(11)和功率放大电路(12)，功率放大电路(12)接高频信号叠加放大器(5)的输入端。
在数据发射通道中，将输入的RS422、RS485或RS232信号经过RS422变换与反变换电路(10)，送到调制器(11)进行频率调制变换后，与上述调制后的多路视频信号一起输入高频信号叠加放大器(5)中进行叠加放大后，驱动WDM光器件输出光信号。通过WDM光器件(6)进入数据接收通道的信号经前置放大(7)放大后，由解调器(8)进行解调，通过主放大器(9)以及RS422变换与反变换电路(10)输出。
光发射机中每一路视频信号和数据信号调制在不同的频带上，从而避免四路视频信号、数据信号在一根光纤上传输时的互相干扰，光接收机中发送的数据信号使用与光发射机中发射通道不同波长的光信号，利用波分复用技术(WDM)在同一根光缆上传输。
图4a、b是上述光发射机的实施例电路图。图4a是一个四路视频发射通道电路，每路的电路结构是相同的，其中视频放大器(1)可由集成运算放大器AD8042及其外围电路组成，调制器(2)采用集成电路SA568AD及其外围电路组成。高频放大器(4)由高频放大管及串联在其输入回路的耦合脉冲变压器MCL105、连接在其集电极的耦合电容等元件组成。高频信号叠加放大器(5)由集成电路TL682和三极管Q2等构成，TL682的输出信号接三极管Q2基极，Q2的发射极接光发射器D4到地。输入的视频信号分别经过各自通道的视频放大器(1)放大、调制器(2)进行频率调制变换后，通过脉冲变压器MCL105耦合到高频放大器(4)的输入回路进行放大，四个通道输出的放大信号与调制后的数据信号一起经叠加放大器(5)放大后驱动光器件D4输出光信号。
如图4b所示，光发射机之数据发射通道中的RS422变换与反变换电路(10)由集成电路ADM485、SP232及其外围电路组成；调制器(11)由集成电路MC1374及其外围电路组成；功率放大电路(12)由集成运算放大器AD8041及其外围电路组成，各单元依次连接。
光发射机之数据接收通道中的前置放大(7)由集成运算放大器AD8042及其外围电路组成，解调器(8)由集成电路74HC4046A及其外围电路组成，主放大器(9)由集成运算放大器TL084及其外围电路组成，各单元依次连接，最后由RS422变换与反变换电路(10)输出。
参照原理框图3，光接收机包括视频接收通道和双向数据发射、接收通道。视频接收通道包括2-4个解调放大单元、高频放大器(14)和WDM光器件(13)，WDM光器件(13)接于高频放大器(14)的输入回路，各解调放大单元分别接于高频放大器(14)的相应输出端。其中解调放大单元包括带通滤波(15)、高频放大器(16)、视频解调器(17)、一级视频放大器(18)以及二级视频放大器(19)，所述各单元电路依次连接。
数据发射通道包括由WDM光器件(13)，依次连接的RS422变换与反变换电路(20)、调制器(21)以及驱动电路(22)构成，驱动电路(22)接WDM光器件(13)的输入端。数据接收通道包括由WDM光器件(13)，高频放大器(14)，以及依次连接的解调器(23)、比较电路(24)和RS422变换与反变换电路(20)构成，解调器(23)接高频放大器(14)的相应输出端。
输入的光信号经WDM光器件(13)转换为电信号，通过高频放大器(14)预放大后分两路，一路信号分别送入每个解调放大单元，经带通滤波器(15)选频，高频放大器(16)放大，送入视频解调器(17)进行信号解调，解调出的视频信号经一级视频放大器(18)和二级视频放大器(19)放大后输出。另一路信号送到数据接收通道的解调器(23)解调出数据信号，再经过比较电路(24)、RS422变换与反变换电路(20)处理后输出。在数据发射通道中，将输入的RS422、RS485或RS232信号经过RS422变换与反变换电路(10)，送到调制器(11)进行频率调制后，经驱动电路(22)驱动WDM光器件(13)输出光信号。
图5a、b是其光接收机的实施例电路图。其中图5a是一个四路视频接收通道电路，一级视频放大器(18)由集成运算放大器AD8042及其外围电路组成，二级视频放大器(19)由集成电路AD8011及其外围电路组成，视频解调器(17)由集成电路MC13155D及其外围电路组成，高频放大器(16)由CMOS管U1及其外围电路组成，带通滤波器(15)采用LC网络，高频放大器(14)由集成电路TZA3033及其外围电路组成，D5是所述DWM光器件(13)。输入的光信号经光器件D5和放大器(14)组成的光电转换器转换成电信号，分别送入四个信号解调放大通道，经LC带通滤波(15)选频、高频放大器(16)放大、视频解调器(17)解调后，再经过一级视频放大器(18)和二级视频放大器(19)放大后各自输出相应的视频信号。
参照图5b，光接收机之数据发射通道中的RS422变换与反变换电路(20)由集成电路ADM485、SP232及其外围电路组成，调制器(21)由集成电路74HC4046A及其外围电路组成，驱动电路(22)由集成运算放大器TL081及其外围电路组成，各单元依次连接。
光接收机之数据接收通道中的解调器(23)由集成电路SA614A及其外围电路组成，比较电路(24)可采用集成电路LMC7211及其外围电路，RS422变换与反变换电路(20)由集成电路ADM485、SP232及其外围电路组成，各单元依次连接。从放大器(14)分出的一路信号由解调器(23)解调出数据信号，再经过比较电路(24)、RS422变换与反变换电路(20)输出。
参照使用示意图5，光发射机(GF42S5T)和光接收机(GF42S5R)可直接接入现有CCTV系统中，光发射机的输出端和光接收机的输入端通过一芯单模光纤连接，能同时传输多路视频和双向数据信号。从Video source传来的视频信号可经发射机由光纤传到接收机，并由VIDEO OUT输出到各Monitor显示。
而数字控制信号则由接收机输入处理，并经光纤传送到发射机的输入端，经放大、变换后输出到前端。
本光端机经光纤通信系统现场使用证明其运行稳定，误码率为10-6，传输距离能达40km，而且使用方便，安装简单能直接接入现有的视频数字处理系统，产品性价比高。此产品利用波分复用技术在一根标准9/125单模光纤及在不同波长上同时传输四路视频信号和双向数据，输出功率-6db，接收灵敏度-31db。
权利要求1.一种多路视频和双向数据光端机，包括光发射机和光接收机两部分，其特征在于光发射机包括视频发射通道和双向数据接收、发射通道；所述视频发射通道包括至少两个调制放大单元、高频信号叠加放大器(5)及WDM光器件(6)，WDM光器件(6)接于高频信号叠加放大器(5)的输出回路，各调制放大单元接于高频信号叠加放大器(5)的输入端；所述数据接收通道包括WDM光器件(6)，依次连接的前置放大(7)、解调器(8)、主放大器(9)以及RS422变换与反变换电路(10)，前置放大(7)接于WDM光器件(6)另一波长的输出端； 所述数据发射通道包括高频信号叠加放大器(5)，WDM光器件(6)，以及依次连接的RS422变换与反变换电路(10)、调制器(11)和功率放大电路(12)，功率放大电路(12)接高频信号叠加放大器(5)的输入端。光接收机包括视频接收通道和双向数据发射、接收通道；所述视频接收通道包括至少两个解调放大单元、高频放大器(14)和WDM光器件(13)，WDM光器件(13)接于高频放大器(14)的输入回路，各解调放大单元分别接于高频放大器(14)的相应输出端；所述数据发射通道包括由WDM光器件(13)，依次连接的RS422变换与反变换电路(20)、调制器(21)以及驱动电路(22)构成，驱动电路(22)接WDM光器件(13)的输入端；所述数据接收通道包括由WDM光器件(13)，高频放大器(14)，以及依次连接的解调器(23)、比较电路(24)和RS422变换与反变换电路(20)构成，解调器(23)接高频放大器(14)的相应输出端。
2.根据权利要求1所述光端机，其特征在于光发射机的调制放大单元包括依次连接的视频放大器(1)、视频调制器(2)、脉冲放大器(3)以及高频放大器(4)；光接收机的解调放大单元包括带通滤波(15)、高频放大器(16)、视频解调器(17)、一级视频放大器(18)以及二级视频放大器(19)，所述各单元电路依次连接。
3.根据权利要求2所述光端机，其特征在于所述视频放大器(1)和一级视频放大器(18)采用集成运算放大器AD8042。
4.根据权利要求2所述光端机，其特征在于所述视频调制器(2)采用集成电路SA568AD，视频解调器(11)采用集成电路MC13155D。
5.根据权利要求1所述光端机，其特征在于所述光发射机、光接收机均为一个独立的模块化结构，两者的视频信号通道和数据通道通过一根光缆连接。
6.根据权利要求1所述光端机，其特征在于所述光发射机每一路视频信号和数据信号分别调制在不同的频带上，光接收机中发送的数据信号使用与光发射机中发射通道不同波长的光信号。
7.根据权利要求1所述光端机，其特征在于所述RS422变换与反变换电路(10)、(20)均采用集成电路ADM485和SP232。
8.根据权利要求1所述光端机，其特征在于所述光发射机之数据通道的调制器(11)采用集成电路MC1374，解调器(8)采用集成电路74HC4046A。
9.根据权利要求1所述光端机，其特征在于所述光接收机之数据通道的调制器(21)采用集成电路74HC4046A，解调器(23)采用集成电路SA614A。
专利摘要一种多路视频和双向数据光端机，包括光发射机和光接收机，光发射机包括视频发射通道和双向数据通道，视频发射通道含至少两个调制放大单元、叠加放大器及WDM光器件，光器件接叠加放大器的输出端，各调制放大单元接叠加放大器输入端；光接收机包括视频接收通道和双向数据通道，视频接收通道含至少两个解调放大单元、高频放大器和WDM光器件，光器件接高频放大器的输入端，各解调放大单元分别接高频放大器的相应输出端；采用模块化结构，使用维护方便，功耗低，谐波失真小，带宽宽，信躁比为60db，抗干扰性能好，经试用运行稳定，能可靠传输多路视频和双向数据，误码率为10－6，传输距离达40km以上。
文档编号H04B10/06GK2612160SQ0322351
公开日2004年4月14日 申请日期2003年1月30日 优先权日2003年1月30日
发明者吴洪进 申请人:深圳市洪迪实业有限公司