一种射频突发发光控制装置和方法与流程

【】本发明涉及射频光发射，特别是涉及一种射频突发发光控制装置和方法。

背景技术

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背景技术：

1、在电信网中，各种光纤接入技术已经得到了广泛应用，其中无源光网络技术是最主流的解决方案，目前还在向10gbps速率的无源光网络继续发展演进。而在有线电视网中，虽然目前的主流仍然是cable接入，但运营商也在基于其前端设备的特点积极推进“光进铜退”和双向改造，以期能为用户提供视频、数据和语音等各项业务。运营商一方面希望尽量维持现有网络构架，充分利用现有平台确保业务的正常运营，收回前期投入的建设成本，另一方面又希望通过技术升级为用户提供更大带宽、更多业务，争取更大市场，同时这种技术升级还能为在未来通过一种经济高效的方式平滑升级到高速无源光网络打好基础。

2、如图1所示是目前有线电视运营商基于混合光纤同轴电缆网(hybrid fiber－coaxial，简写为：hfc)通过同轴电缆实现宽带接入的解决方案，该方案通过前端的光发射机1实现视频信号的下行光传输，通过前端回传光接收机2实现回传光信号的接收，通过双向光节点3完成用户端的光电信号转换，然后通过同轴电缆分配网4实现入户接入，这种方案存在的缺点是：(1)线路上有源器件多，建设和维护成本极高；(2)同轴电缆的带宽资源有限，无法将带宽进一步扩展至1.2ghz甚至1.7ghz；(3)多个用户共用同一台光收发节点，汇聚噪声严重影响通讯质量。

3、针对有线电视运营商在接入网建设中遇到的问题，美国有线通信工业协会(scte)基于同轴电缆接入的特点提出射频光纤传输光纤到户规范(radio frequency over glassfiber-to-the-home specification，简写为：rfog)和有线电视系统数据结构规范(dataover cable system interface specification，简写为：docsis)，从物理层和协议层为有线电视运营商制定了宽带接入的实现方案。如图2所示，该方案采用无源光网络的构架，通过在每个家庭布置小型化的双向光收发模块，即拿图2中的射频光网络单元(rf onu)5来取代图1中所示的双向光节点3，使得光纤深入到了每个家庭，室内仍然使用电缆覆盖，如图2所示。这一方案仅将用户分配系统改造为光纤到户方案，对前端设备、传输网络、播控系统均未作任何调整，数据传输协议也与现有协议兼容，同时兼顾了未来带宽和速率的提升。这样，既能在维持现有构架和模式的基础上为用户提供更多业务，又按照无源光网络的拓扑结构将光纤引入家庭，为未来升级打好了技术基础。但该方案的问题也同样明显，在采用时分复用的系统中，不同用户的rf onu中使用的rfog光模块需要按照协议的时序要求，及时调整激光器的发光状态，否则会导致不同用户的onu同时发光，影响到用户的正常通讯，现有技术中缺少相应的具备较高射频功率检测精度、较大电流驱动能力和高速开关响应时间的突发发光控制装置。

4、鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。

技术实现思路

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技术实现要素：

1、本发明要解决的技术问题是在采用时分复用的系统中，不同用户的rf onu中使用的rfog光模块需要按照协议的时序要求，及时调整激光器的发光状态，否则会导致不同用户的onu同时发光，影响到用户的正常通讯。

2、本发明采用如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一种射频突发发光控制装置，包括射频功率分配器、突发功率检测电路、参考电压源、滞回反馈调整电路和突发电流控制电路组成，具体包括：

4、所述射频功率分配器用于将同轴接入网中上行传输的射频信号滤除出来，分配一部分功率到突发功率检测电路；另一部分则用于驱使激光器工作，完成正常光信号的传送；

5、突发功率检测电路输出相应的功率电压，所述功率电压与参考电压源提供的参考电压经高速比较器比较后，按参考电压对应的阈值以及高速比较器中设计的迟滞时间来控制突发电流控制电路的电流开关，进而实现对光收发模块中激光器发光和不发光的状态控制；

6、其中，所述迟滞时间由滞回反馈调整电路产生，所述滞回反馈调整电路并接在所述高速比较器中连接有参考电压源的输入端一端，以及输出端之间。

7、优选的，所述滞回反馈调整电路由第一热敏电阻和与所述第一热敏电阻并联的至少一个基准电阻，以及串接在突发功率检测电路和高速比较器第一输入端口之间的输入电阻共同构成；其中，所述第一热敏电阻和基准电阻分别并接在所述高速比较器第一输入端口和高速比较器的输出端口之间。

8、优选的，所述射频功率分配器采用检波二极管d1、检波二极管d2、检波二极管d3和检波二极管d4组成，通过第二热敏电阻分压为检波二极管提供偏压，补偿二极管在不同温度条件下的检波输出电流的变化；检波二极管d1和检波二极管d2组成的电路用于消除因二极管内阻差异引起的检测电压偏差，最终经检波二极管d3的输出电压可反映出实时检测到的射频功率。

9、优选的，射频功率分配器包括射频双工器和功率分配器，具体包括：

10、所述射频双工器用于将同轴接入网中上行传输的射频信号滤除出来传递给所述功率分配器；

11、所述功率分配器用于按照预设的功率分配比例，从主路信号中分配出一部分信号到突发功率检测电路中，用于对通道内射频功率的检测；另一份信号则在经过相应处理后加载到激光器上，用于正常信号的传送。

12、优选的，所述突发功率检测电路输出相应的功率电压，具体包括：

13、突发功率检测电路用于检测经射频功率分配器分配过来的射频信号功率，将射频信号的功率值转换为后端电路可以识别的直流电压值，所述直流电压值将用于跟参考电压源设定的阈值电压在高速比较器中进行比较，以判决射频信号功率是否达到了调整激光器发光状态的水平。

14、优选的，所述高速比较器中当功率电压大于阈值电压时，高速比较器输出高电平，当检测电压小于作为阈值电压的参考电压时，高速比较器输出低电平；其中，通过滞回反馈调整电路，调整高速比较器输出高低电平之间的滞回区间，避免了单限比较电路中，输入电压在阈值电压附近有微小变化时引起的输出电压的翻转。

15、优选的，当输出电平为高电平时，突发电流控制电路控制电流源导通，电流源开始给激光器供电，激光器开始发光；输出电平为低电平时，模拟开关截止，突发电流控制电路控制电流源停止给激光器供电，激光器停止发光。

16、优选的，还包括背光探测器和采样保持电路，其中背光探测器设置在激光器对应位置，所述采样保持电路与控制器相连，具体包括：

17、采样保持电路通过模拟/数字转换器对激光器的背光电流采样得到采样值，控制器和电流驱动器将根据该采样值的变化调整激光器的发射光功率大小。

18、优选的，所述电流驱动器包括运算放大器、射频衰减器和射频放大器构成，具体包括：

19、所述运算放大器的两个输入端分别连接到控制器和参考电压源；所述运算放大器的输出端与射频功率分配器一并导入射频衰减器；所述射频衰减器的输出端与射频放大器相连；所述射频放大器的输出端与激光器相连，提供所述激光器工作的驱动电压。

20、第二方面，本发明还提供了一种射频突发发光控制方法，使用如第一方面所示的射频突发发光控制装置，方法包括：

21、控制器基于采样保持电路反馈的直流功率采样值，并结合温度补偿表调整电流源的输出值，保证激光器在全温范围内发光功率的稳定；

22、控制器基于采样保持电路反馈的采样值，调整运算放大器的输出电压，进而调整射频衰减器的衰减值；其中，当采样值与参考电压源的电压值相等时才会停止调整，保证了射频调制信号的稳定。

23、第三方面，本发明还提供了一种智能装置，用于实现第二方面所述的射频突发发光控制方法，所述装置包括：

24、至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行，用于执行第一方面所述的射频突发发光控制方法。

25、第四方面，本发明还提供了一种非易失性计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行，用于完成第一方面所述的射频突发发光控制方法。

26、本发明通过采用一系列射频元器件和模拟元器件的组合设计出了具备该功能的电路装置，并具备一定的滞回空间，拥有良好的抗干扰能力，满足了协议中对rfog光模块突发发光控制的时序要求。

27、在本发明优选实现方案中采用低成本的射频检波二极管及其温度补偿方法，实现了对射频突发功率的精确检测，采用低成本的高速比较器，配合外部滞回调整及温度补偿电路，实现了具备一定抗干扰能力和温度补偿能力的高速滞回反馈调整电路。通过两者的搭配增加了滞回控制时间，提高了整个电路的抗干扰能力和容错能力，避免了外部环境干扰信号较多，导致比较器输出端电压随意翻转，引起激光器发光状态不按实际情况随意开关，发生影响系统正常工作的情况。同时，该方案不需使用单片机来调整滞回时间，不仅成本更低，而且响应时间更快。