專利名稱：一種采用光路保護的數字光纖直放站及實現方法
技術領域：
本發明涉及移動通信網絡覆蓋及優化領域，主要是一種采用光路保護的數字光纖 直放站及實現方法。
背景技術：
隨著3G運營的全面啟動和GSM運營的持續推進，直放站作為信號延伸覆蓋的有效 手段，對提高移動網絡的覆蓋能力發揮著重要的作用。根據傳輸方式的不同，直放站可分為 光纖直放站和無線直放站。數字光纖直放站是一種新型的光纖直放站產品，它采用先進的 數字信號處理技術和數字信號光纖傳輸技術，可以實現多載波移動通信號的遠距離傳輸和 大容量、大動態范圍的信號覆蓋。與傳統模擬光纖直放站相比，數字光纖直放站光纖中傳輸的是數字信號，光纖中 傳輸的是數字信號，數字信號不隨光信號的衰減而衰減，因此它的遠端設備可以將下行的 數字信號接收后繼續向下一級的遠端進行傳輸。因此組網時相對傳統直放站產品要方便得 多，特別是在鏈形組網方式上，即不用考慮接收光信號的大小，也不用考慮光耦合器的跳接 分配以及光纖的數量是否足夠，例如對于鐵路即有線路的改造來說，只需原來備有一根光 纖就可以滿足產品的工程需求，大大地降低的工程成本。鏈形組網是數字光纖直放站的一種基本組網形式，通過一臺近端機和多臺遠端機 節點級聯，可以實現非常遠距離的、多點的覆蓋范圍。但是鏈形組網方式有一個弊端，就是 當鏈路中有一臺遠端機節點斷電或者發生故障時，就會造成自該節點開始以后的光纖鏈路 通信中斷，移動信號覆蓋失敗。

發明內容
本發明的目的正是要克服上述技術的不足，而提供一種采用光路保護的數字光纖 直放站及實現方法，保證數字光纖直放站移動信號延伸覆蓋網絡的穩健性和可靠性。本發明解決其技術問題采用的技術方案這種采用光路保護的數字光纖直放站， 數字光纖直放站采用一臺近端機和多個遠端機節點的一拖多鏈形組網結構，每一個遠端機 節點都有兩條光路，與上一級遠端機節點或者近端機相連的為主光路，相應的光纖接口 OPi 稱為主光路接口，右側與下一級遠端機節點相連的為副光路，相應的光纖接口 0P2稱為副 光路接口 ；在遠端機內安裝有光旁路器，光旁路器與數字板、監控板和兩個連接器相連接， 未發生光旁路時，光信號經過交叉路徑傳輸，形成OPl到光模塊A、0P2到光模塊B的光信號 通路，數字板是一個信號處理模塊，它由光模塊A接收主光路信號，進行光電轉換，并且把 光信號接力傳輸給下一級遠端節點的數字板；當發生光旁路時，光信號經過直通路徑傳輸， 形成從OPl到0P2的光信號通路，光信號不經過數字板直接傳往下一級遠端節點。作為優選，光旁路器包括一個2X2微機械光開關，一塊印制電路板和一組控制信 號線，控制信號線的另一端連接數字光纖直放站的監控板，由監控板的單片機芯片控制光 傳輸路徑的切換；交叉路徑是指該裝置編號為Pl P4的四個光纖接頭的P1-P4、P2-P3的
3通路，而直通路徑是指P1-P3的通路；連接方式為，Pl和P3分別與遠端機面板上0P1、0P2 的光接口的接頭相連，P4和P2分別與遠端機內部的數字板上的光模塊A和光模塊B相連， 光路從交叉路徑切換到直通路徑，P1-P3連通，也即0P1-0P2連通，光信號不經過當前遠端 機節點的數字板，稱為光旁路。本發明所述的采用光路保護的數字光纖直放站的實現方法，在鏈形一拖多的數字 光纖直放站應用中，當發生斷電或者故障事故時，可以自動或者人為地控制光信號跳過當 前遠端機節點，直接傳往下一結點，使得除了該節點以外的數字光纖直放站設備的光路仍 能正常通信，保證數字光纖直放站移動信號延伸覆蓋網絡的穩健性和可靠性。步驟如下1)當發生斷電事故時。監控板沒有電源供電，因此該裝置也沒有電源輸入，此時光 信號經由交叉路徑傳輸，不經過當前遠端機節點的數字板，而直接傳往下一級的遠端機節 點。在恢復供電后，又可以切換回直通路徑，重新接入當前遠端機節點。2)有內部硬件部件需要更換時。首先，切斷電源，光路切換到交叉路徑；然后對故 障硬件部件進行更換，更換完畢后再打開電源；光路自動切換回直通路徑，設備正常工作。3)軟件升級更新時。軟件的更新升級，也會導致當前遠端機節點暫時無法工作，從 而使自該節點以后的遠端機節點光路無法通信。安裝了光旁路器的數字光纖遠端機，在軟 件升級時，通過監控板的MCU控制光路切換到交叉路徑，而在升級完成后又恢復到直通路 徑，這樣就可以避免某個遠端機節點更新軟件，所導致的光路通信中斷。作為優選，光路切換由監控板的信號控制，其中“V5”是+5V的供電電源， “Control”是控制信號，“GND”是共地連線，正常未發生光旁路時，控制信號狀態為“V5”有 +5V供電，“Control”為低電平，三種突發狀況下，開啟光旁路功能時，控制信號狀態為1)當發生斷電事故時“V5”沒有供電，“Control”為低電平，發生光旁路；2)有內部硬件部件需要更換時切斷電源后，“V5”沒有供電，“Control”為低電 平，發生光旁路；3)軟件升級更新時“V5”有+5V供電，“Control”為高電平，發生光旁路。本發明有益的效果是本發明實現原理是，由遠端機設備的監控板控制，可以自動 或者人為地旁路當前設備的光路。采用這種保護機制，可以最大程度地減小在鏈型組網結 構中，數字光纖遠端機斷電或者故障維修對整個網絡產生的影響，提高數字光纖直放站系 統的可靠性。


圖1是數字光纖直放站鏈形組網示意圖；圖2是本發明安裝到數字光纖直放站遠端機內部的連接示意圖；圖3是本發明的電路原理圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明圖1是數字光纖直放站鏈形組網示意圖。一拖多鏈形組網方式包括一臺近端機和 多個遠端機節點，每一個遠端機節點都有兩條光路，圖中左側與上一級遠端機節點或者近 端機相連的為主光路，相應的光纖接口 OPl稱為主光路接口，右側與下一級遠端機節點相連的為副光路，相應的光纖接口 0P2稱為副光路接口。從基站到遠端天線的下行鏈路信號 傳輸過程為，首先近端機耦合基站射頻信號，轉換為光信號，然后通過光纖傳遞到遠端機節 點1的0P1，遠端機節點1把光信號轉換為射頻信號從天線口發射出去，同時它也把接收到 的光信號從0P2傳輸給遠端機節點2。對于每一個遠端機節點，光信號都是從OPl進從0P2 出，因此光信號可以在鏈形網絡中逐級傳遞。但是當某一臺遠端機斷電或者發生故障時，自 此以后的遠端機節點就無法收到光信號，從而導致光通信中斷，移動信號覆蓋失敗。圖2數字光纖直放站遠端機內部結構及連線示意圖。與光旁路器相連的部件有 數字板、監控板和兩個連接器。未發生光旁路時，光信號經過交叉路徑傳輸，形成OPl到光 模塊A、0P2到光模塊B的光信號通路。數字板是一個信號處理模塊，它由光模塊A接收主 光路信號，進行光電轉換，并且把光信號接力傳輸給下一級遠端節點的數字板。當發生光旁 路時，光信號經過直通路徑傳輸，形成從OPl到0P2的光信號通路，光信號不經過數字板直 接傳往下一級遠端節點。該光旁路器(光路切換裝置)的組成包括一個2X2微機械光開關，一塊印制電路 板和一組控制信號線，控制信號線的另一端連接數字光纖直放站(以下未經說明，涉及的 都是三維通信的數字光纖直放站產品)的監控板，由監控板的單片機(MCU)芯片控制光傳 輸路徑的切換。光傳輸路徑分為兩種，一種是直通路徑，另一種是交叉路徑。交叉路徑是指 該裝置編號為Pl P4的四個光纖接頭的P1-P4、P2-P3的通路，而直通路徑是指P1-P3的 通路。接頭的類型，P1、P3為FC/PC連接器，P2、P4為LC/PC連接器。該裝置的連接方式為， Pl和P3分別與數字光纖遠端機面板上標識為0P1、0P2的光接口的機箱內側的接頭相連， P4和P2分別與數字光纖遠端機內部的信號處理模塊(即數字板)上的光模塊A和光模塊 B相連。光路從交叉路徑切換到直通路徑，P1-P3連通，也即0P1-0P2連通，光信號不經過當 前遠端機節點的數字板，稱為光旁路。光旁路器的光路切換功能，由監控板的信號控制，其中“V5”是+5V的供電電源， “Control”是控制信號，“GND”是共地連線。正常未發生光旁路時，控制信號狀態為“V5” 有+5V供電，“Control”為低電平。三種突發狀況下，開啟光旁路功能時，控制信號狀態為4)當發生斷電事故時。“V5”沒有供電，“Control”為低電平，發生光旁路。5)有內部硬件部件需要更換時。切斷電源后，“V5”沒有供電，“Control”為低電 平，發生光旁路。6)軟件升級更新時。“V5”有+5V供電，“Control”為高電平，發生光旁路。圖3是本發明的電路原理圖。圖中，J2是監控板連接到光旁路器的供電電源和控 制信號接插口。Jl是一個2X2微機械光開關，管腳Jl_l的電壓控制光路的切換，電壓為 高(3V)時光開關切換到交叉路徑，電壓為低(OV)時切換到直通路徑，J1_3、J1_4是兩個狀 態監控管腳，光路切換到交叉路徑時Jl_3、Jl_4導通，切換到直通路徑時Jl_3、Jl_4斷開。 Q1、Q2是NPN型晶體管，在電路中工作在開關模式。當控制信號“Control”為低電平時，Ql 開關為斷路，在穩壓管Dl的作用下，Jl_l穩定在3V左右，光路切換到交叉路徑；此時Jl_3、 Jl_4導通，Q2開關為通路，LED燈發光。控制信號“Control”變為高電平時，Ql開關為通 路，Jl_l電壓為0，光路切換到直通路徑。除上述實施例外，凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發明要 求的保護范圍。
權利要求
一種采用光路保護的數字光纖直放站，數字光纖直放站采用一臺近端機和多個遠端機節點的一拖多鏈形組網結構，每一個遠端機節點都有兩條光路，與上一級遠端機節點或者近端機相連的為主光路，相應的光纖接口OP1稱為主光路接口，右側與下一級遠端機節點相連的為副光路，相應的光纖接口OP2稱為副光路接口；其特征是在遠端機內安裝有光旁路器，光旁路器與數字板、監控板和兩個連接器相連接，未發生光旁路時，光信號經過交叉路徑傳輸，形成OP1到光模塊A、OP2到光模塊B的光信號通路，數字板是一個信號處理模塊，它由光模塊A接收主光路信號，進行光電轉換，并且把光信號接力傳輸給下一級遠端節點的數字板；當發生光旁路時，光信號經過直通路徑傳輸，形成從OP1到OP2的光信號通路，光信號不經過數字板直接傳往下一級遠端節點。
2.根據權利要求1所述的采用光路保護的數字光纖直放站，其特征在于光旁路器包 括一個2X2微機械光開關，一塊印制電路板和一組控制信號線，控制信號線的另一端連接 數字光纖直放站的監控板，由監控板的單片機芯片控制光傳輸路徑的切換；交叉路徑是指 該裝置編號為Pl P4的四個光纖接頭的P1-P4、P2-P3的通路，而直通路徑是指P1-P3的 通路；連接方式為，Pl和P3分別與遠端機面板上0P1、0P2的光接口的接頭相連，P4和P2 分別與遠端機內部的數字板上的光模塊A和光模塊B相連，光路從交叉路徑切換到直通路 徑，P1-P3連通，也即0P1-0P2連通，光信號不經過當前遠端機節點的數字板，稱為光旁路。
3.一種采用如權利要求1所述的采用光路保護的數字光纖直放站的實現方法，其特征 在于步驟如下1)當發生斷電事故時監控板沒有電源供電，因此該裝置也沒有電源輸入，此時光信 號經由交叉路徑傳輸，不經過當前遠端機節點的數字板，而直接傳往下一級的遠端機節點， 在恢復供電后，又切換回直通路徑，重新接入當前遠端機節點；2)有內部硬件部件需要更換時首先，切斷電源，光路切換到交叉路徑；然后對故障硬 件部件進行更換，更換完畢后再打開電源；光路自動切換回直通路徑，設備正常工作；3)軟件升級更新時在軟件升級時，通過監控板的MCU控制光路切換到交叉路徑，而在 升級完成后又恢復到直通路徑。
4.根據權利要求3所述的采用光路保護的數字光纖直放站的實現方法，其特征在于 光路切換由監控板的信號控制，其中“V5”是+5V的供電電源，“Control”是控制信號，“GND” 是共地連線，正常未發生光旁路時，控制信號狀態為“V5”有+5V供電，"Control"為低電 平，三種突發狀況下，開啟光旁路功能時，控制信號狀態為1)當發生斷電事故時“V5”沒有供電，“Control”為低電平，發生光旁路；2)有內部硬件部件需要更換時切斷電源后，“V5”沒有供電，“Control”為低電平，發 生光旁路；3)軟件升級更新時“V5”有+5V供電，“Control”為高電平，發生光旁路。
全文摘要
本發明公開了一種采用光路保護的數字光纖直放站及實現方法，在遠端機內安裝有光旁路器，光旁路器與數字板、監控板和兩個連接器相連接，未發生光旁路時，光信號經過交叉路徑傳輸，形成OP1到光模塊A、OP2到光模塊B的光信號通路，數字板是由光模塊A接收主光路信號，進行光電轉換，并且把光信號接力傳輸給下一級遠端節點的數字板；當發生光旁路時，光信號經過直通路徑傳輸，形成從OP1到OP2的光信號通路，光信號不經過數字板直接傳往下一級遠端節點。本發明有益的效果是由遠端機設備的監控板控制，可以旁路當前設備的光路。采用這種保護機制，可以最大程度地減小在鏈型組網結構中，遠端機斷電或者故障維修對整個網絡產生的影響，提高直放站的可靠性。
文檔編號H04B10/08GK101969347SQ20101053769
公開日2011年2月9日 申請日期2010年11月3日 優先權日2010年11月3日
發明者金淮東, 陶士杰 申請人:三維通信股份有限公司