專利名稱：有線電視光發(fā)射機及其網(wǎng)絡管理軟件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種有線電視光發(fā)射機及其網(wǎng)絡管理方法，應用于光纖傳輸領域。
背景技術：
隨著國家信息化進程的加快，光纖傳輸?shù)膽靡苍絹碓綇V泛，特別是有線電視(CATV，即Cable TV)已成為我國家庭入戶率高的信息工具，更促進了光纖傳輸?shù)陌l(fā)展，所以使光發(fā)射機成為了必備產(chǎn)品。CATV光發(fā)射機是構(gòu)建有線電視網(wǎng)絡的重要設備，主要用于電視圖像信號、數(shù)字電視信號、電話語音信號和數(shù)據(jù)(或壓縮數(shù)據(jù))信號的遠距離光纖傳輸。目前有線電視網(wǎng)絡下行傳輸中廣泛使用的是多路調(diào)幅的模擬光發(fā)射機。其輸入信號是殘留邊帶的頻分復用(AM-VSB-FDM)的多路射頻電路信號。目前市場上CATV光發(fā)射機主要由射頻(RF)放大、電控衰減、射頻(RF)信號補償、激光器及其功率自動調(diào)節(jié)(APC)電路、自動溫度控制(ATC)電路組成。但由于設備的運行環(huán)境不同和設備的分散性和遠距離，給設備的檢測和維護帶來了很大的困難。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的主要目的就是為了解決現(xiàn)有技術中的問題，提供一種有線電視光發(fā)射機及其遠程管理方法，能夠?qū)崿F(xiàn)遠距離監(jiān)控和管理。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的一種有線電視光發(fā)射機，包括射頻信號驅(qū)動模塊和激光發(fā)生模塊，所述激光發(fā)生模塊響應射頻信號驅(qū)動模塊的輸出控制，其光輸出端用于與光纖網(wǎng)絡連接，還包括微控制器和網(wǎng)管接口，所述微控制器的輸入口分別與射頻信號驅(qū)動模塊和激光發(fā)生模塊相連，輸出口與網(wǎng)管接口連接，所述網(wǎng)管接口還用于連接遠端的網(wǎng)管主機。
所述射頻信號驅(qū)動模塊包括順序連接的射頻信號輸入接口、射頻信號放大電路、電控衰減電路和寬帶驅(qū)動與預失真補償電路，還包括連接在電控衰減電路的輸出端和微控制器輸入口之間、用于采集電壓信號的電平檢測電路。
所述激光發(fā)生模塊包括激光器、激光器功率自動調(diào)節(jié)電路和自動溫度控制電路，所述激光器和寬帶驅(qū)動與預失真補償電路連接，激光器的光輸出端用于與光纖網(wǎng)絡連接，所述激光器功率自動調(diào)節(jié)電路輸入端直接與激光器PIN二極管相連，一輸出端與激光器偏流電路連接，另一輸出端與寬帶驅(qū)動與預失真補償電路連接；所述激光器功率自動調(diào)節(jié)電路包括光功率采樣單元和激光器偏流采樣單元；所述光功率采樣單元的輸入端與光功率輸出端連接，輸出端與微控制器連接；所述激光器偏流采樣單元的輸入端與激光器的偏流輸出端連接，輸出端與微控制器連接；自動溫度控制電路采樣激光器的溫度，輸出端與微控制器連接。
進一步地，所述激光器功率自動調(diào)節(jié)電路還包括光功率切斷電路，所述微控制器還與光功率切斷電路連接用于控制切斷激光器的電源。
所述自動溫度控制電路包括溫度采樣單元和制冷電流采樣單元；所述溫度采樣單元采樣溫度變化的所引起的電壓變化信號，輸出端與微控制器連接；所述制冷電流采樣單元采樣制冷電流，輸出端與微控制器連接。
更進一步地，還包括顯示模塊，所述微控制器還與顯示模塊連接。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的一種有線電視光發(fā)射系統(tǒng)，包括帶射頻信號輸入接口的射頻信號驅(qū)動模塊和激光發(fā)生模塊，所述激光發(fā)生模塊響應射頻信號驅(qū)動模塊的輸出控制，其光輸出端用于與光纖網(wǎng)絡連接，還包括微控制器、網(wǎng)管接口和網(wǎng)管主機，所述微控制器的輸入口分別與射頻信號驅(qū)動模塊和激光發(fā)生模塊相連，輸出口與網(wǎng)管接口連接，所述網(wǎng)管接口連接遠端的網(wǎng)管主機。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的一種有線電視光發(fā)射機的遠程管理方法，包括以下步驟1)采樣單元采集發(fā)射機的一種或一種以上參數(shù)的信號，輸出到微控制器；2)微控制器處理后將信號傳輸?shù)骄W(wǎng)管接口；3)網(wǎng)管主機輪詢網(wǎng)管接口傳輸?shù)男盘?，將接收的信號與該參數(shù)的標準比較；4)網(wǎng)管主機根據(jù)比較的結(jié)果做出相應處理。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的光發(fā)射機由于可與遠端的網(wǎng)管主機連接交換數(shù)據(jù)，可稱為帶網(wǎng)管的光發(fā)射機，可以對設備進行遠程直接管理。本發(fā)明可連續(xù)、實時的監(jiān)控網(wǎng)絡狀態(tài)，往復輪詢光發(fā)射機的各項參數(shù)，實現(xiàn)了網(wǎng)絡設備的監(jiān)測自動化，能夠自動定位發(fā)生故障的光節(jié)點，顯示故障參數(shù)，為復雜網(wǎng)絡的管理和維護提供了有力工具，并且為進行軟件管理提供了可能，通過網(wǎng)管系統(tǒng)軟件，可不斷地自動監(jiān)視網(wǎng)絡中設備的運行狀態(tài)，一旦設備發(fā)生故障，系統(tǒng)能主動故障上報并提供詳細的故障日志，方便故障定位和快速故障診斷，不同的故障采用不同的顯示顏色和不同的故障等級區(qū)分。通過網(wǎng)管接口可遠程開啟、關閉激光器，便于維護。
本發(fā)明的特征及優(yōu)點將通過實例結(jié)合附圖進行詳細說明。

圖1是本發(fā)明的CATV光發(fā)射機的組成方框圖；圖2是本發(fā)明的網(wǎng)管驅(qū)動模塊的電路圖；圖3是本發(fā)明的激光器功率自動調(diào)節(jié)電路和電流取樣、光功率取樣、激光器切斷控制電路的電路圖；圖4是本發(fā)明的自動溫度控制電路和溫度取樣、制冷電流取樣電路的電路圖；圖5是本發(fā)明的網(wǎng)管流程圖。
具體實施方式如圖1所示，光發(fā)射機為用于有線電視網(wǎng)絡下行傳輸中的CATV光發(fā)射機，所述射頻信號驅(qū)動模塊包括順序連接的射頻(RF)信號輸入接口、射頻(RF)信號放大電路、電控衰減電路和寬帶驅(qū)動與預失真補償電路，電平檢測電路連接在電控衰減電路的輸出端和微控制器輸入口之間。激光發(fā)生模塊包括激光器、激光器功率自動調(diào)節(jié)電路(APC)和自動溫度控制電路(ATC)，激光器和寬帶驅(qū)動與預失真補償電路連接，激光器的光輸出端用于與光纖網(wǎng)絡連接，激光器功率自動調(diào)節(jié)電路連接在激光器和寬帶驅(qū)動與預失真補償電路之間，用于光反饋。自動溫度控制電路采樣激光器的溫度，輸出端與微控制器連接。
帶網(wǎng)管高性能CATV光發(fā)射機采用高性能帶內(nèi)部隔離的分布反饋式(DFB)激光器作為光源，以調(diào)幅(AM-VSB)方式傳送圖像與聲音信號進入光纖系統(tǒng)，經(jīng)光接收機轉(zhuǎn)換成電信號，再分配給一般用戶。射頻驅(qū)動部分采用了射頻功率自動處理技術和先進的射頻預失真電路，并內(nèi)置完善的微電腦自動監(jiān)控系統(tǒng)，微處理器采用PIC16C74B，從而確保了整機優(yōu)異的性能指標。微處理器及其部分外圍元件的電路如圖2所示，由微處理器、電源供給電路、晶振電路及匹配電路組成。微處理器的引腳23、24、25、26組成連接網(wǎng)管接口的網(wǎng)絡接口，傳輸數(shù)據(jù)給網(wǎng)管主機(也稱為網(wǎng)管模塊)。微處理器的引腳19、20、21、22、27、28、29、30、31、35、36、38組成連接顯示模塊的接口電路。
RF信號進入CATV光發(fā)射機后，經(jīng)耦合衰減及匹配電路、電平檢測電路將RF信號輸出到微處理器，微處理器處理后輸出到前面板的檢測口，檢測口檢測到信號后將信號的電壓參數(shù)顯示在熒光屏上，微處理器還通過網(wǎng)管接口將數(shù)據(jù)送往網(wǎng)管計算機，網(wǎng)管計算機隨時記錄輸入信號的波動情況，并可動態(tài)顯示信號的走向。當信號異常時自動報警。
激光器功率自動調(diào)節(jié)電路包括光功率采樣單元和激光器偏流采樣單元，光功率采樣單元的輸入端與激光器背向PIN檢測二極管的輸出端連接，輸出端與微控制器連接；激光器偏流采樣單元的輸入端與激光器的偏流輸出端連接，輸出端與微控制器連接。光功率自動調(diào)節(jié)電路通過電流反饋、自動調(diào)整激光器的偏置電流來實現(xiàn)，其工作電路如圖3所示，從激光器(LD)背向輸出的光功率，經(jīng)激光器的PIN二極管檢測由DFB(即分布反饋式，它是激光器所使用的一種先進技術)激光器的4腳輸出、經(jīng)放大器OPAMP7放大、放大器OPAMP8倒向后，輸出給三極管Q4以實現(xiàn)LD的偏流控制。為適應不同激光器光功率大小控制的需要以及背光光功率、PIN管靈敏度等的不一致因素的影響，在放大器OPAMP7上附加了由電阻R31、R38、R39、RF31、RF33組成的工作點設置電路。配合調(diào)整電位器RF 31、RF33可在額定光功率下使放大器OPAMP7有一理想工作區(qū)域。為提高輸入阻抗，放大器OPAMP7運放接成同向放大器。電容C31濾除高頻干擾；二極管D3和二極管D4抬高工作點；電容C35起延時作用；電阻R50限流和提供偏流取樣。放大器OPAMP9、電阻R44、R45、R46、R47、R48組成差動放大電路，完成非零點與零點參考電位之間的轉(zhuǎn)換，要求嚴格對稱。放大器OPAMP9的兩個輸入端連接電阻R50的兩端，采樣激光器的偏流，放大器OPAMP9的輸出端耦合至微處理器的引腳7。放大器OPAMP5、OPAMP6及其外圍電路元件組成光功率取樣單元，其輸出至微處理器的引腳4。微處理器通過接收這幾個引腳的信號并處理，將信息顯示在熒光屏上并通過網(wǎng)管接口傳遞給網(wǎng)管主機進行直接管理。正常狀態(tài)下，相應的指示燈顯示綠色，當信號出現(xiàn)較大變化時，相響應的指示燈顯示紅色，并在熒光屏上顯示故障信息。電阻R40、繼電器RY5W-K、二極管D2、三極管Q3和電阻R37組成光功率切斷電路，受微處理器引腳17控制。當出現(xiàn)異常時，微處理器接收網(wǎng)管主機的命令，控制光功率切斷電路切斷激光器的電源。
激光器的自動溫度控制電路包括溫度采樣單元和制冷電流采樣單元，電路圖如圖4所示，激光器的熱沉與制冷器(DFB的6、7腳之間)的冷面靠在一起，當溫度變化時，通過熱敏電阻傳感元件(DFB的1、2腳之間)把熱沉溫度的變化傳遞給由組成的“換能”電路，將非電量的溫度變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏孔兓偻ㄟ^控制電路控制制冷器的工作狀態(tài)，使熱沉溫度穩(wěn)定在25℃。為防止熱敏電阻自身發(fā)熱帶來誤差，通過的電流值必須小于100μA。由組成高輸入阻抗差放電路，完成輸入級的放大取樣工作。及外圍元件組成推挽輸出級。25℃為平衡點，制冷電流為零。若LD溫度上升，通過以下平衡控制可使電路達到新的平衡。
控制過程為T↑→Ua↑→Ub↑→Uc↑→Ud↑→T↓上述T表示溫度。電阻R14、電阻R15、電阻R16、電位器RF1和放大器OPAMP4組成制冷電流采樣單元，取樣值指向微處理器引腳5，電阻R8、電阻R9、電阻R10、電阻R11、電位器RF2和放大器0PAMP2組成溫度采樣單元，采樣值指向微處理器引腳9，微處理器經(jīng)過處理，將采樣值送往熒光屏顯示和通過網(wǎng)管接口送往網(wǎng)管主機進行狀態(tài)監(jiān)視，網(wǎng)管主機將接收的信號與該參數(shù)的標準比較，根據(jù)比較的結(jié)果做出相應處理。網(wǎng)管主機的相應處理包括報告比較結(jié)果；發(fā)出控制信號以切斷相關電源，具體包括以下步驟如果網(wǎng)管主機輪詢到的信號與該參數(shù)的標準比較處于正常范圍，則繼續(xù)查詢下一個信號；如果網(wǎng)管主機輪詢到的信號與該參數(shù)的標準比較為異常，則發(fā)出相應的控制信號，切斷相關電源。報告比較的結(jié)果的方式包括聲音告警、指示燈告警及顯示屏顯示告警。
網(wǎng)管主機通過軟件直接對激光器工作狀態(tài)進行監(jiān)控。工作參數(shù)由面板顯示。一旦LD工作參數(shù)偏離軟件設定的允許范圍，微處理器將自動關閉激光器主電源，并告警指示，數(shù)字面板提示故障原因。其控制程序的流程圖如圖5所示。
權利要求
1.一種有線電視光發(fā)射機，包括射頻信號驅(qū)動模塊和激光發(fā)生模塊，所述激光發(fā)生模塊響應射頻信號驅(qū)動模塊的輸出控制，其光輸出端用于與光纖網(wǎng)絡連接，其特征在于還包括微控制器和網(wǎng)管接口，所述微控制器的輸入口分別與信號驅(qū)動模塊和激光發(fā)生模塊相連，輸出口與網(wǎng)管接口連接，所述網(wǎng)管接口還用于連接遠端的網(wǎng)管主機。
2.如權利要求1所述的有線電視光發(fā)射機，其特征在于所述射頻信號驅(qū)動模塊包括順序連接的射頻信號輸入接口、射頻信號放大電路、電控衰減電路和寬帶驅(qū)動與預失真補償電路，還包括連接在電控衰減電路的輸出端和微控制器輸入口之間、用于采集電壓信號的電平檢測電路。
3.如權利要求2所述的有線電視光發(fā)射機，其特征在于所述激光發(fā)生模塊包括激光器、激光器功率自動調(diào)節(jié)電路和自動溫度控制電路，所述激光器和寬帶驅(qū)動與預失真補償電路連接，所述激光器功率自動調(diào)節(jié)電路包括光功率采樣單元和激光器偏流采樣單元；所述光功率采樣單元的輸入端與激光器背向PIN檢測二極管的輸出端連接，輸出端與微控制器連接；所述激光器偏流采樣單元的輸入端與激光器的偏流電路輸出端連接，輸出端與微控制器連接；所述激光器功率自動調(diào)節(jié)電路的另一輸出端與寬帶驅(qū)動與預失真補償電路連接；自動溫度控制電路采樣激光器的溫度，輸出端與微控制器連接。
4.如權利要求3所述的有線電視光發(fā)射機，其特征在于所述激光器功率自動調(diào)節(jié)電路還包括光功率切斷電路，所述微控制器還與光功率切斷電路連接用于控制切斷激光器的電源。
5.如權利要求3所述的有線電視光發(fā)射機，其特征在于所述自動溫度控制電路包括溫度采樣單元和制冷電流采樣單元；所述溫度采樣單元采樣溫度變化所引起的電壓變化信號，輸出端與微控制器連接；所述制冷電流采樣單元采樣制冷電流，輸出端與微控制器連接。
6.如權利要求1至5中任一項所述的有線電視光發(fā)射機，其特征在于還包括顯示模塊，所述微控制器還與顯示模塊連接。
7.一種有線電視光發(fā)射系統(tǒng)，包括射頻信號驅(qū)動模塊和激光發(fā)生模塊，所述激光發(fā)生模塊響應射頻信號驅(qū)動模塊的輸出控制，其光輸出端用于與光纖網(wǎng)絡連接，其特征在于還包括微控制器、網(wǎng)管接口和網(wǎng)管主機，所述微控制器的輸入口分別與射頻信號驅(qū)動模塊和激光發(fā)生模塊相連，輸出口與網(wǎng)管接口連接，所述網(wǎng)管接口連接遠端的網(wǎng)管主機。
8.一種有線電視光發(fā)射機的遠程管理方法，其特征在于包括以下步驟1)采樣單元采集發(fā)射機的一種或一種以上參數(shù)的信號，輸出到微控制器；2)微控制器處理后將信號傳輸?shù)骄W(wǎng)管接口；3)網(wǎng)管主機輪詢網(wǎng)管接口傳輸?shù)男盘枺瑢⒔邮盏男盘柵c該參數(shù)的標準比較；4)網(wǎng)管主機根據(jù)比較的結(jié)果做出相應處理。
9.如權利要求8所述的有線電視光發(fā)射機的遠程管理方法，其特征在于步驟4)所述的相應處理包括報告比較結(jié)果；發(fā)出控制信號以切斷相關電源，具體包括以下步驟如果網(wǎng)管主機輪詢到的信號與該參數(shù)的標準比較處于正常范圍，則繼續(xù)查詢下一個信號；如果網(wǎng)管主機輪詢到的信號與該參數(shù)的標準比較為異常，則發(fā)出相應的控制信號，切斷相關電源。
10.如權利要求8所述的有線電視光發(fā)射機的遠程管理方法，其特征在于報告比較的結(jié)果的方式包括聲音告警、指示燈告警及顯示屏顯示告警。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光發(fā)射機，包括射頻信號驅(qū)動模塊和激光發(fā)生模塊，所述激光發(fā)生模塊響應射頻信號驅(qū)動模塊的輸出控制，其光輸出端用于與光纖網(wǎng)絡連接，還包括微控制器和網(wǎng)管接口，所述微控制器的輸入口分別與射頻信號驅(qū)動模塊和激光發(fā)生模塊相連，輸出口與網(wǎng)管接口連接，所述網(wǎng)管接口還用于連接遠端的網(wǎng)管主機。本發(fā)明的光發(fā)射機由于可與遠端的網(wǎng)管模塊連接交換數(shù)據(jù)，所以可對設備進行遠程直接管理。本發(fā)明可連續(xù)、實時的監(jiān)控網(wǎng)絡狀態(tài)，往復輪詢光發(fā)射機的各項參數(shù)，實現(xiàn)了網(wǎng)絡設備的監(jiān)測自動化，通過網(wǎng)管接口可遠程開啟、關閉激光器，便于遠程監(jiān)控和維護。
文檔編號H04L29/00GK1728823SQ20051002020
公開日2006年2月1日 申請日期2005年1月17日 優(yōu)先權日2005年1月17日
發(fā)明者林錦芳, 王大永 申請人:林錦芳