一种5G光信号监测装置及传输系统的制作方法

一种5g光信号监测装置及传输系统
技术领域
1.本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种5g光信号监测装置及系统。


背景技术：

2.随着5g网络技术的不断成熟和发展，5g前传网络中，光纤直驱型方案需用大量光纤在基站与机房间通信。对于光纤资源紧缺的问题，现有技术通过采用波分复用技术(wavelength division multiplexing，简称 wdm)，实现在一根共享光纤上承载多个不同波长的光信号。现有的波分复用技术主要有三种：有源wdm、无源wdm和半有源wdm。
3.目前，对于半有源wdm，主要缺乏针对光通路进行有效的监控管理和保护，导致后期的网络维护管理带来很大的困难。


技术实现要素：

4.针对上述技术中存在的不足之处，本申请提供了一种5g光信号监测装置及系统，可以提高光信号传输过程中的开放性、透明性和稳定性。
5.为解决上述技术问题，本申请采用的技术方案是：
6.一种5g光信号监测装置，包括：传输光纤，用于传输所述光信号；光开关，与所述传输光纤连接；合波分波器，与所述光开关连接，用于对所述光信号进行合波、分波处理；以及监控管理模块，与所述合波分波器、所述传输光纤和所述光开关连接，用于对位于各个光通路中的所述光信号进行检测，以获取所述光信号的特征参数，并根据所述特征参数控制所述光开关工作；其中，所述特征参数为光功率、中心波长、时钟信号中的至少一种。
7.在本申请的一实施例中，所述光开关包括第一端口、第二端口和第三端口，所述传输光纤包括第一光纤和第二光纤，所述第一光纤与所述第一端口连接，所述第二光纤与所述第二端口连接；其中，所述光开关用于切换所述第一端口或者所述第二端口与所述第三端口的连接，以使所述第一光纤和所述第二光纤交替与所述合波分波器导通。
8.在本申请的一实施例中，所述合波分波器包括第一光通路、第二光通路和第三光通路，所述第一光通路与所述第三端口连接；其中，所述合波分波器用于对从所述第三光通路接收到的所述光信号进行复用，并通过第一光通路发送给所述光开关；或者所述合波分波器用于对从所述第一光通路接收到的所述光信号进行解复用，并传输至所述第二光通路。
9.在本申请的一实施例中，还包括两个分别设于所述第一光纤和所述第二光纤的光通路中的第一分光器，所述第一分光器用于将所述第一光纤和所述第二光纤的光通路分成第一检测通路和第一传输通路，所述第一光纤的第一传输通路与所述第一端口连接，所述第二光纤的第一传输通路与所述第二端口连接；其中，所述监控管理模块包括：两个分别设于所述第一检测通路中的第一探测器，用于检测位于所述第一检测通路中的所述光信号；以及第一信号处理电路，与所述第一探测器连接，用于对从所述第一探测器接收到的所述光信号进行编码处理。
10.在本申请的一实施例中，还包括多个设于所述第二光通路中的第二分光器，所述第二分光器用于将所述第二光通路分成第二检测通路和第二传输通路；其中，所述监控管理模块包括多个分别设于所述第二检测通路中的第二探测器，用于检测位于所述第二检测通路中的所述光信号；以及第二信号处理电路，与所述第二探测器连接，用于对从所述第二探测器接收到的所述光信号进行编码处理。
11.在本申请的一实施例中，还包括多个设于所述第三光通路中的第三分光器，所述第三分光器用于将所述第三光通路分成第三检测通路和第三传输通路；其中，所述监控管理模块包括多个分别设于所述第三检测通路中的第三探测器，用于检测位于所述第三检测通路中的所述光信号；以及第三信号处理电路，与所述第三探测器连接，用于对从所述第三探测器接收到的所述光信号进行编码处理。
12.在本申请的一实施例中，所述监控管理模块还包括控制器，所述控制器分别与所述第一信号处理电路、所述第二信号处理电路和所述第三信号处理电路连接，用于对所述光信号进行解码处理，以获取各个光通路中所述光信号对应的所述特征参数。
13.在本申请的一实施例中，所述第一信号处理电路、所述第二信号处理电路和所述第三信号处理电路至少一个包括：
14.一级放大电路，用于对所述光信号中的电压值进行放大；
15.二级放大电路，与所述一级放大电路连接，用于对从所述一级放大电路接收到的所述光信号中的功率值进行放大；以及
16.比较电路，分别与所述二级放大电路和所述控制器连接，用于对从所述二级放大电路接收到的所述光信号进行数模转换，并发送给所述控制器。
17.为解决上述技术问题，本申请提出的另一个解决方案是：
18.一种5g光信号传输系统，包括局端设备、远端设备以及传输光纤，所述局端设备和所述远端设备通过所述光纤连接；其中，所述局端设备包括如前所述的光信号监测装置。
19.本申请与现有技术相比，其有益效果是：
20.本申请提出一种5g光信号监测装置及传输系统，该5g光信号监测装置通过设置了监控管理模块，监控管控模块分别与传输光纤和合波分波器连接，可以实时对各光通路中的光信号的特征参数进行监控，从而提高了在光信号传输过程中的开放性和透明性；进一步，监控管理模块还与光开关进行连接，可以根据获取的特征参数，控制光开关的工作，从而实现对整个传输装置的有效控制，提高光信号传输的可靠性。
附图说明
21.为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
22.图1是本申请提出的一种5g光信号监测装置的框架结构示意图；
23.图2是本申请提出的一种5g光信号监测装置又一实施方式下的框架结构示意图；
24.图3是图3中光信号在第一检测通路中的处理过程；
25.图4是本申请提出的一种5g光信号传输系统的框架结构示意图。
具体实施方式
26.为使本申请的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图，对本申请的具体实施方式做详细的说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
27.本申请中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
28.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
29.请参阅图1，图1是本申请提出的一种5g光信号监测装置100的框架结构示意图。其中，5g光信号监测装置100可以包括传输光纤110、光开关120、合波分波器130和监控管理模块140。其中，传输光纤110 用于传输光信号；光开关120与传输光纤110和合波分波器130连接，用于将传输光纤110中的光信号导通至合波分波器130；合波分波器140 用于对接收到的光信号进行合波、分波处理；监控管理模块140分别与合波分波器130、传输光纤110以及光开关120连接，用于对位于各个光通路中的光信号进行检测，以获取光信号的特征参数，并根据该特征参数控制光开关120控制。
30.由于本申请中的5g光信号监测装置100设置了监控管理模块，监控管控模块140分别与传输光纤110和合波分波器130连接，可以实时对各光通路中的光信号的特征参数进行监控，从而提高了在光信号传输过程中的开放性和透明性；进一步，监控管理模块140还与光开关120 进行连接，可以根据获取的特征参数，控制光开关120的工作，从而实现对整个5g光信号监测装置100的有效控制，提高光信号传输的可靠性。
31.请参阅图2，图2是本申请中的一种5g光信号监测装置200的又一框架结构示意图。在本申请中，光开关220包括第一端口221、第二端口222和第三端口223，传输光纤210包括第一光纤211和第二光纤 212；其中，第一光纤211与第一端口221连接，第二光纤212与第二端口222连接。光开关220用于切换第一端口221或者第二端口222与第三端口223连接，使得第一光纤211和第二光纤212交替与合波分波器230导通。
32.本申请中的第一光纤211可以作为主用光纤与合波分波器230进行光信号的传输，第二光纤212可以作为备用光纤与合波分波器230进行光信号的传输。举例来说，当光信号传输过程发送故障，监控管理模块 240可以在根据位于传输光纤210和合波分波器230的光通路中的光信号的特征参数(如光功率值)判断得出是哪条传输路线故障，并通过控制光开关220，将传输线路切换至另外一个光纤上。再例如，监控管理模块240中具有时钟模块，按照预设的时序在第一光纤211和第二光纤 212上切换光信号传输的路径。
33.进一步，合波分波器230可以包括第一光通路231、第二光通路232 和第三光通路233。其中，第一光通路231与光开关220的第三端口223 连接，第二光通路232可以作为合波
分波器230的发射光通路，第三光通路233可以作为合波分波器230的接收光通路。
34.具体来说，第一光通路231用于将经过第三端口223传输的光信号传输至合波分波器230，合波分波器230可以对第一光通路231接收到的光信号进行解复用，并通过第二光通路232发射出去，从而实现同时传输多波长的光信号；第三光通路233从外部接收多束不同波长的光信号，并传递给合波分波器230，合波分波器230可以对多束光信号进行复用，从而形成单束具有多个波长的光信号，并发生给第一光通路231；在经过光开关220后，发生至第一光纤211或第二光纤212，从而实现单根光纤同时接收或发送多种波长的光信号。
35.由此，本申请中的5g光信号监测装置200由于设置了合波分波器 230，可以节省光纤的使用。
36.可以理解地，本申请中的合波分波器230可以为各种类型，如稀疏波分复用(coarsewavelength division multiplexing，简称cwdm)、密集波分复用(dense wavelength division multiplexing，简称dwdm)、中等波分复用(multiwavelength division multiplexing，简称mwdm) 等。本领域的技术人员可以根据实际情况选择合波分波器230的类型。
37.进一步，本申请中的第二光通路232和第三光通路233的数量取决于合波分波器230的端口数量。例如，合波分波器230可以是1*2、1*4、 1*6、1*8、1*12、1*16、1*18等类型。以图2所示的合波分波器230为例，合波分波器230为1*6型，具有一个第一光通路231，三个第二光通路232和三个第三光通路233。当然，在其他实施例中，本领域的技术人员可以根据需求，选择第二光通路232和第三光通路233的数量。
38.下面以合波分波器230为1*6型对本申请中的5g光信号监测装置 200做进一步说明。
39.考虑到本申请中的监控管理模块240需要对第一光纤211和第二光纤212的光通路进行监控。基于此，在一实施例中，5g光信号监测装置200还包括两个第一分光器250，监控管理模块240包括第一探测器 241和第一信号处理电路242。由于本申请中的传输光纤210包括了第一光纤211和第二光纤212，因此，第一探测器241和第一信号处理电路242的数量为两个，分别用于检测对应光通路中的光信号。
40.其中，一个第一分光器250设于第一光纤211与第一端口221之间，用于将第一光纤211的光通路分成第一传输通路2112和第一检测通路 2111，第一光纤211的第一传输通路2112与光开关220的第一端口221 连接，第一光纤211的第一检测通路2111与第一探测器241连接；另外一个第一分光器250设于第二光纤212与第二端口222之间，用于将第二光纤212的光通路分成第一传输通路2122和第一检测通路2121，第二光纤212的第一传输通路2122与光开关220的第二端口222连接，第二光纤212的第一检测通路2121与第一探测器241连接。
41.由此，对于第一光纤211和第二光纤212两条传输通路，均分别通过第一分光器250分出第一检测通路(2111和2121)进行检测，从而实现对传输光纤210的光通路中的光信号检测。
42.考虑到本申请中的监控管理模块240需要对合波分波器230的第二光通路232进行监控。基于此，在一实施例中，5g光信号监测装置200 还包括三个第二分光器260，监控管理模块240包括第二探测器243和第二信号处理电路244。由于本申请中的合波分波器230的第
二光通路 232为3条，因此，第二探测器243和第二信号处理电路244的数量为 3个，分别用于检测对应光通路中的光信号。
43.其中，每一第二分光器260设于每条第二光通路232中，用于将第二光通路232分成第二传输通路2322和第二检测通路2321，第二探测器243和第二信号处理电路244位于第二检测通路2321上，第二传输通路2322作为发射光通路，将经过解复用后的光信号发射出去。
44.对于三条第二光通路232，均分别通过第二分光器260分出的第二检测通路2321进行检测，从而实现对合波分波器230的第二光通路232 中的光信号检测。
45.考虑到本申请中的监控管理模块240需要对合波分波器230的第三光通路233进行监控。基于此，在一实施例中，5g光信号监测装置200 还包括三个第三分光器270，监控管理模块240包括第三探测器245和第三信号处理电路246。由于本申请中的合波分波器230的第三光通路 233为3条，因此，第三探测器245和第三信号处理电路246的数量为 3个，分别用于检测对应光通路中的光信号。
46.其中，每一第三分光器270设于每条第三光通路233中，用于将第三光通路233分成第三传输通路2332和第三检测通路2331，第三探测器245和第三信号处理电路246位于第三检测通路2331上，第三传输通路2332作为接收光通路，将接收到光信号发送给合波分波器230进行复用，形成单束多波长的光信号。
47.对于三条第三光通路233，均分别通过第三分光器270分出的第三检测通路2331进行检测，从而实现对合波分波器230的第三光通路233 中的光信号检测。
48.进一步，各个光通路中的信号处理电路(242、244和246)用于对对应的探测器(241、243进而245)获取的光信号进行编码处理。以位于第一检测通路2111中的第一信号处理电路242为例，请结合图2并参阅图3，图3是本申请中光信号在第一检测通路2111中的处理过程。其中，第一信号处理电路242可以包括一级放大电路2421、二级放大电路 2422和比较电路2423。第一探测器241用于探测第一检测通路2111中光信号的特征参数，例如光功率、中心波长、时钟信号等模拟信号，并发送给一级放大电路242；一级放大电路2412对模拟信号中的电压值进行放大处理，并过滤背景噪声，发送给二级放大电路2421；二级放大电路2413对模拟信号的功率值进行放大，形成电压波形图并发生给比较电路2423；比较电路2423中将电压波形图与预设的阈值进行比较。大于预设阈值时输出信号，小于预设阈值时不输出信号，从而实现模拟信号转换为数字信号的过程，完成对光信号特征参数的编码过程。
49.可以理解地，第二信号处理电路244和第三信号处理电路246也可以与第一信号处理电路242的实现方式一致。当然，在其他实施例中，本领域的技术人员可以选择其他方式获得光信号的特征参数，在此不一一赘述。
50.请继续参阅图2，监控管理模块240还包括控制器247，控制器247 分别与两个第一信号处理电路242、三个第二信号处理电路244、三个第二信号处理电路244以及光开关220连接，用于接收上述各个光通路中的编码后的数字信号，并进行解码处理，从而获取对应各个光通路中的光信号的特征参数，实现对各个光通路中的光信号的监控。此外，控制器247还可以接收到的光信号的特征参数控制光开关220的工作，从而节省维护成本。
51.本申请中的控制器247可以为微控制单元(microcontroller unit； mcu)。本领域的技术人员可以根据实际情况选取诸如cpu、内存、 usb接口等配置参数，在此不一一赘述。
52.此外，本申请中的第一分光器250、第二分光器260和第三分光器 270的分光比为均为2:98。也就是说，2％的光信号流向对应的检测通路，作为取样信号；98％的光信号流向对应的传输通路，作为主信号。当然，在其他实施例中，第一分光器250、第二分光器260和第三分光器270 的分光比也可以不同，取值可以为1:99或者3:97。本领域的技术人员可以根据实际情况做调整，在此不一一赘述。
53.需要说明的是，本申请中是以1*6型合波分波器230进行举例说明的。当合波分波器230为其他端口数量时，第二分光器260、第三分光器270、第二探测器243、第二信号处理电路244、第三探测器245、第三信号处理电路246的数量也会对应改变，只需要保证每条检测通路中至少包括一个探测器和信号处理电路接口。
54.举例来说，对于1*12型合波分波器230，可以同时传输6种不同波长的光信号。其中，发射光通路和接收光通路的数量分别为6个，则第二分光器260、第三分光器270、第二探测器243、第二信号处理电路 244、第三探测器245、第三信号处理电路246的数量均为6个。具体的连接方式与1*6型合波分波器230类似，在此不一一赘述。
55.举例来说，对于1*18型合波分波器230，可以同时传输9种不同波长的光信号。其中，发射光通路和接收光通路的数量分别为9个，则第二分光器260、第三分光器270、第二探测器243、第二信号处理电路 244、第三探测器245、第三信号处理电路246的数量均为9个。具体的连接方式与1*6型合波分波器230类似，在此不一一赘述。
56.请参阅图4，图4是本申请提出的一种5g光传输系统300的框架结构示意图。该5g光传输系统300应用于5g前传网络，可以包括局端设备310、远端设备320和传输光纤330。局端设备310通过传输光纤 330与远端设备320连接。局端设备310可以是基站，远端设备320可以是机房，传输光纤330可以是掺铒光纤。其中，局端设备310包括如前所述的5g光信号监测装置，具体的实现方式请参见上述实施例。
57.综上所述，本申请提出一种5g光信号监测装置及传输系统，该光 5g信号监测装置通过设置了监控管理模块，监控管控模块分别与传输光纤和合波分波器连接，可以实时对各光通路中的光信号的特征参数进行监控，从而提高了在光信号传输过程中的开放性和透明性；进一步，监控管理模块还与光开关进行连接，可以根据获取的特征参数，控制光开关的工作，从而实现对整个传输系统的有效控制，提高光信号传输的可靠性。
58.以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。