一種基于poe供電的雙制式五類線直放站的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于POE供電的雙制式五類線直放站，包括：主單元1、擴(kuò)展單元2和遠(yuǎn)端單元3，所述主單元1通過光纖和所述擴(kuò)展單元2通信連接；所述擴(kuò)展單元2通過五類線和所述遠(yuǎn)端單元3通信連接。實(shí)施本實(shí)用新型的有益效果是，利用POE技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對所述遠(yuǎn)端單元通信連接的供電，省去鋪設(shè)電纜所需的資金和人力；可以實(shí)現(xiàn)對模擬攝像頭的供電；可以實(shí)現(xiàn)在一條五類線上同時傳輸數(shù)據(jù)信號和模擬信號，解決模擬攝像頭必須單獨(dú)鋪設(shè)電纜進(jìn)行信號傳輸?shù)碾y題；可以實(shí)現(xiàn)對密集低矮建筑群進(jìn)行多業(yè)務(wù)的信號覆蓋，有效解決城中村等密集建筑群之間的信號補(bǔ)盲難題；通過增益調(diào)整實(shí)現(xiàn)在不同五類線長時，保證整個系統(tǒng)的增益不變。
【專利說明】—種基于POE供電的雙制式五類線直放站
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及無線通信【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于POE供電的雙制式五類線
直放站。
【背景技術(shù)】
[0002]一方面，隨著個人移動通訊技術(shù)的發(fā)展及個人對移動業(yè)務(wù)的依賴越來越大，只有不斷優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)覆蓋才能向客戶提供優(yōu)質(zhì)的覆蓋信號，提高用戶滿意率。另一方面，隨著現(xiàn)在城市的快速發(fā)展，高密度樓宇建筑群特別是城中村的出現(xiàn)，給現(xiàn)行的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化覆蓋帶來了新的難題:單獨(dú)鋪設(shè)供電電線成本太高，信號容易出現(xiàn)盲區(qū)等等；為了解決這些難題，需要研究對直放站的供電和對室內(nèi)及室外密集建筑場所的信號補(bǔ)盲。
[0003]一、利用POE技術(shù)進(jìn)行直放站的供電
[0004]POE (Power Over Ethernet)指的是在現(xiàn)有的以太網(wǎng)Cat.5布線基礎(chǔ)架構(gòu)不作任何改動的情況下，在為一些基于IP的終端(如IP電話機(jī)、無線局域網(wǎng)接入點(diǎn)AP、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)等)傳輸數(shù)據(jù)信號的同時，還能為此類設(shè)備提供直流供電的技術(shù)。POE也被稱為基于局域網(wǎng)的供電系統(tǒng)(POL,Power over LAN)或有源以太網(wǎng)(Active Ethernet),有時也被簡稱為以太網(wǎng)供電，這是利用現(xiàn)存標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)傳輸電纜的同時傳送數(shù)據(jù)和電功率的最新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，并保持了與現(xiàn)存以太網(wǎng)系統(tǒng)和用戶的兼容性。
[0005]POE供電的特點(diǎn):
[0006]POE技術(shù)能在確?，F(xiàn)有結(jié)構(gòu)化布線安全的同時保證現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)作，最大限度地降低成本。IEEE802.3af標(biāo)準(zhǔn)是基于以太網(wǎng)供電系統(tǒng)POE的新標(biāo)準(zhǔn)，它在IEEE802.3的基礎(chǔ)上增加了通過網(wǎng)線直接供電的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，是現(xiàn)有以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展，也是第一個關(guān)于電源分配的國際標(biāo)準(zhǔn)。
[0007]相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
[0008]POE早期應(yīng)用沒有標(biāo)準(zhǔn)，采用空閑供電的方式。
[0009]1、IEEE802.3af
[0010]IEEE802.3af(15.4W)成為了首個POE供電標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了以太網(wǎng)供電標(biāo)準(zhǔn)，是現(xiàn)在POE應(yīng)用的主流實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)。
[0011]IEEE在1999年開始制定該標(biāo)準(zhǔn),最早參與的廠商有3Com, Intel, PowerDsine,Nortel, Mitel和National Semiconductor。但是，該標(biāo)準(zhǔn)的缺點(diǎn)一直制約著市場的擴(kuò)大。直到2003年6月，IEEE批準(zhǔn)了 802.3af標(biāo)準(zhǔn)，它明確規(guī)定了遠(yuǎn)程系統(tǒng)中的電力檢測和控制事項(xiàng)，并對路由器、交換機(jī)和集線器通過以太網(wǎng)電纜向IP電話、安全系統(tǒng)以及無線LAN接入點(diǎn)等設(shè)備供電的方式進(jìn)行了規(guī)定。IEEE802.3af的發(fā)展包含了許多公司專家的努力，這也使得該標(biāo)準(zhǔn)可以在各方面得到檢驗(yàn)。
[0012]2、IEEE802.3at
[0013]IEEE802.3at (25.5W)應(yīng)大功率終端的需求而誕生，在兼容802.3af的基礎(chǔ)上，提供更大的供電需求，滿足新的需求。[0014]為了遵循IEEE802.3af規(guī)范，受電設(shè)備(PD)上的POE功耗被限制為12.95W，這對于傳統(tǒng)的IP電話以及網(wǎng)絡(luò)攝像頭而言足以滿足需求，但隨著雙波段接入、視頻電話、PTZ視頻監(jiān)控系統(tǒng)等高功率應(yīng)用的出現(xiàn)，13W的供電功率顯然不能滿足需求，這就限制了以太網(wǎng)電纜供電的應(yīng)用范圍。為了克服POE對功率預(yù)算的限制，并將其推向新的應(yīng)用，IEEE成立了一個新的任務(wù)組，旨在探求提高該國際電源標(biāo)準(zhǔn)的功率限值的方法。IEEE802.3工作組為了在技術(shù)及經(jīng)濟(jì)上對IEEE802.3at實(shí)現(xiàn)的可能性進(jìn)行評估，于2004年11月創(chuàng)立了 POEPIus的研究小組。之后又于2005年7月批準(zhǔn)了建立IEEE802.3at調(diào)查委員會的計劃。新標(biāo)準(zhǔn)稱為 Power-over-Ethernet Plus (POEP) IEEE802.3at,它將功率要求高于 12.95W 的設(shè)備定義為Class4 (該級別在IEEE802.3af中有描述，但留作將來使用)，可將功率水平擴(kuò)展到25W或更聞。
[0015]POE的系統(tǒng)構(gòu)成:
[0016]POE 供電
[0017]一個完整的POE系統(tǒng)包括供電端設(shè)備(PSE, Power Sourcing Equipment)和受電端設(shè)備(PD，PoWered Device)兩部分。PSE設(shè)備是為以太網(wǎng)客戶端設(shè)備供電的設(shè)備，同時也是整個POE以太網(wǎng)供電過程的管理者。而H)設(shè)備是接受供電的PSE負(fù)載，即POE系統(tǒng)的客戶端設(shè)備，如IP電話、網(wǎng)絡(luò)安全攝像機(jī)、AP及掌上電腦(PDA)或移動電話充電器等許多其他以太網(wǎng)設(shè)備(實(shí)際上，任何功率不超過13W的設(shè)備都可以從RJ45插座獲取相應(yīng)的電力)。兩者基于IEEE802.3af標(biāo)準(zhǔn)建立有關(guān)受電端設(shè)備H)的連接情況、設(shè)備類型、功耗級別等方面的信息聯(lián)系，并以此為根據(jù)PSE通過以太網(wǎng)向H)供電。
[0018]特性參數(shù)
[0019]供電特性參數(shù)
[0020]POE標(biāo)準(zhǔn)供電系統(tǒng)的主要供電特性參數(shù)為:
[0021]類別802.3af (POE) 802.3at (POE plus)
[0022]分級(Classification)0 ?3 0 ?4
[0023]最大電流350mA600mA
[0024]PSE 輸出電壓 44 ?57V DC 44 ?57V DC
[0025]PSE 輸出功率〈=15.4W <=30ff
[0026]PD 輸入電壓 36 ?57V DC 42.5 ?57V DC
[0027]PD 最大功率 12.95W 25.5W
[0028]線纜要求Unstructured CAT-5e or better
[0029]供電線纜對2 2
[0030]供電工作過程
[0031]當(dāng)在一個網(wǎng)絡(luò)中布置PSE供電端設(shè)備時，POE以太網(wǎng)供電工作過程如下所示。
[0032]1.檢測:一開始，PSE設(shè)備在端口輸出很小的電壓，直到其檢測到線纜終端的連接為一個支持IEEE802.3af標(biāo)準(zhǔn)的受電端設(shè)備。
[0033]2.PD端設(shè)備分類:當(dāng)檢測到受電端設(shè)備H)之后，PSE設(shè)備可能會為H)設(shè)備進(jìn)行分類,并且評估此ro設(shè)備所需的功率損耗。
[0034]3.開始供電:在一個可配置時間(一般小于15ys)的啟動期內(nèi)，PSE設(shè)備開始從低電壓向ro設(shè)備供電，直至提供48V的直流電源。[0035]4.供電:為ro設(shè)備提供穩(wěn)定可靠48V的直流電，滿足H)設(shè)備不越過15.4W的功
率消耗。
[0036]5.斷電:若H)設(shè)備從網(wǎng)絡(luò)上斷開時，PSE就會快速地(一般在300~400ms之內(nèi))停止為ro設(shè)備供電，并重復(fù)檢測過程以檢測線纜的終端是否連接ro設(shè)備。
[0037]供電的原理:
[0038]標(biāo)準(zhǔn)的五類網(wǎng)線有四對雙絞線，但是在IOM BASE-T和100M BASE-T中只用到其中的兩對。IEEE802.3af允許兩種用法，應(yīng)用空閑腳供電時，4、5腳連接為正極，7、8腳連接為負(fù)極。
[0039]應(yīng)用數(shù)據(jù)腳供電時，將DC電源加在傳輸變壓器的中點(diǎn)，不影響數(shù)據(jù)的傳輸。在這種方式下線對1、2和線對3、6可以為任意極性。
[0040]標(biāo)準(zhǔn)不允許同時應(yīng)用以上兩種情況。電源提供設(shè)備PSE只能提供一種用法，但是電源應(yīng)用設(shè)備ro必須能夠同時適應(yīng)兩種情況。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定供電電源通常是48V、13W的。PD設(shè)備提供48V到低電壓的轉(zhuǎn)換是較容易的，但同時應(yīng)有1500V的絕緣安全電壓。
[0041]供電方法:
[0042]POE的兩種供電方法:
[0043]POE標(biāo)準(zhǔn)為使用以太網(wǎng)的傳輸電纜輸送直流電到POE兼容的設(shè)備定義了兩種方法:
[0044]中間跨接法
[0045]一種稱作“中間跨接法”(Mid-Span)，使用獨(dú)立的POE供電設(shè)備，跨接在交換機(jī)和具有POE功能的終端設(shè)備之間，一般是利用以太網(wǎng)電纜中沒有被使用的空閑線對來傳輸直流電。Midspan PSE是一個專門的電源管理設(shè)備，通常和交換機(jī)放在一起。它對應(yīng)每個端口有兩個RJ45插孔，一個用短線連接至交換機(jī)(此處指傳統(tǒng)的不具有POE功能的交換機(jī))，另一個連接遠(yuǎn)端設(shè)備。
[0046]末端跨接法:
[0047]另一種方法是“末端跨接法”(End-Span)，是將供電設(shè)備集成在交換機(jī)中信號的出口端，這類集成連接一般都提供了空閑線對和數(shù)據(jù)線對“雙”供電功能。其中數(shù)據(jù)線對采用了信號隔離變壓器，并利用中心抽頭來實(shí)現(xiàn)直流供電?？梢灶A(yù)見，End-Span會迅速得到推廣，這是由于以太網(wǎng)數(shù)據(jù)與輸電采用公用線對，因而省去了需要設(shè)置獨(dú)立輸電的專用線，這對于僅有8芯的電纜和相配套的標(biāo)準(zhǔn)RJ-45插座意義特別重大。
[0048]最新發(fā)展
[0049]以太網(wǎng)供電芯片廠商PowerDsine將召開一個IEEE會議，正式提交“大功率以太網(wǎng)供電”標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)將支持為筆記本電腦等設(shè)備供電。PowerDsine將提交一份白皮書，建議把802.3af標(biāo)準(zhǔn)的48v輸入、13w的可用功率極限提高I倍。除筆記本電腦外，新標(biāo)準(zhǔn)還有可能為液晶顯不器和視頻電話等供電。
[0050]最近IEEE出了一個最新的802.3AT，其中規(guī)定了 POE可以提供更高的功率，超過了13W，可以達(dá)到30W !
[0051]二、對信號補(bǔ)盲
[0052]現(xiàn)有技術(shù)中對信號補(bǔ)盲的方法有:
[0053](I)由主單元和遠(yuǎn)端單元組成信號補(bǔ)盲系統(tǒng)，其中，主單元從基站耦合信號后通過光纖傳輸?shù)竭h(yuǎn)端單元；遠(yuǎn)端單元選址在樓頂，以對周圍的樓宇進(jìn)行信號覆蓋。
[0054]這一方法的缺點(diǎn)為:不能徹底解決信號補(bǔ)盲問題，對于7層以上的密集建筑，只能對4層以上有比較明顯的信號覆蓋，而I到3層的信號仍然很弱，特別是地面的信號覆蓋效果最差，通話斷續(xù)現(xiàn)象比較嚴(yán)重，不能夠?qū)δ繕?biāo)區(qū)域進(jìn)行有效的信號覆蓋。
[0055](2)由主單元、中繼擴(kuò)展單元及遠(yuǎn)端單元組成信號補(bǔ)盲系統(tǒng)。其中，主單元通過光纖將從基站耦合的信號傳輸?shù)街欣^擴(kuò)展單元，中繼擴(kuò)展單元再通過光纖將信號傳輸?shù)竭h(yuǎn)端單元。遠(yuǎn)端單元布設(shè)在樓宇建筑間，以實(shí)現(xiàn)對密集樓宇建筑間的信號覆蓋。
[0056]這一方法的缺點(diǎn)為:在城中村的密集建筑群進(jìn)行光纖的布線，成本居高不下，施工難度大，工期無法保障；由于人們對基站信號輻射的一種擔(dān)憂和抵抗情緒，會導(dǎo)致物業(yè)協(xié)商所引起的誤工、工期延期等一系列導(dǎo)致施工難度加大的情況；建設(shè)成本高。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0057]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述對直放站的供電困難；對室內(nèi)及室外密集建筑場所的信號補(bǔ)盲時覆蓋效果差；不能夠?qū)δ繕?biāo)區(qū)域進(jìn)行有效的信號覆蓋；建設(shè)成本高、施工難度大等缺陷，提供基于POE供電的雙制式五類線直放站。
[0058]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種基于POE供電的雙制式五類線直放站，包括:主單元、擴(kuò)展單元和遠(yuǎn)端單元，所述主單元通過光纖和所述擴(kuò)展單元通信連接；所述擴(kuò)展單元通過五類線和所述遠(yuǎn)端單元通信連接；
[0059]所述主單元用于將從基站或基站拉遠(yuǎn)系統(tǒng)耦合到的下行信號通過光纖傳輸?shù)剿鰯U(kuò)展單元，以及用于接收所述擴(kuò)展單元上傳的上行信號并發(fā)送到基站或基站拉遠(yuǎn)系統(tǒng)；
[0060]所述擴(kuò)展單元用于將所述主單元傳輸?shù)南滦行盘栠M(jìn)行變頻、放大和濾波處理后，通過五類線傳輸?shù)剿鲞h(yuǎn)端單元，以及用于將所述遠(yuǎn)端單元通過五類線傳輸?shù)纳闲行盘栠M(jìn)行變頻、放大和濾波處理后，通過光纖傳輸?shù)剿鲋鲉卧?；所述遠(yuǎn)端單元用于通過功率檢測確定擴(kuò)展單元和遠(yuǎn)端單元間所接的五類線的長度，并根據(jù)所述長度對所述擴(kuò)展單元通過五類線傳輸?shù)南滦行盘栠M(jìn)行變頻、增益補(bǔ)償和放大處理后對目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行信號覆蓋，以及用于根據(jù)所述長度將通過天線耦合的上行信號進(jìn)行變頻、增益補(bǔ)償和放大處理后通過五類線傳輸?shù)剿鰯U(kuò)展單元。
[0061]優(yōu)選的，所述擴(kuò)展單元包括RJ45分路模塊、第一上行信號處理模塊、第一下行信號處理模塊、第一功分器、第二功分器、第一光模塊和第二光模塊；其中，所述RJ45分路模塊分別與所述第一上行信號處理模塊和第一下行信號處理模塊連接；所述第一功分器分別與所述第一下行信號處理模塊和第一光模塊連接；所述第二功分器分別與所述第一上行信號處理模塊和第一光模塊連接；所述第二光模塊分別與所述第一功分器和第二功分器連接;
[0062]所述第一上行信號處理模塊用于將所述RJ45分路模塊合路后的信號進(jìn)行放大、濾波和變頻處理后傳輸?shù)剿龅诙Ψ制鳎?br> [0063]所述第二功分器用于將所述第一上行信號處理模塊處理后的信號與第二光模塊傳輸來的信號進(jìn)行合路后傳輸?shù)剿龅谝还饽K；
[0064]所述第一光模塊用于將所述第二功分器傳輸?shù)男盘栒{(diào)制到光信號上并通過光纖傳輸?shù)剿鲋鲉卧?，以及用于將所述主單元通過光纖傳輸?shù)恼{(diào)制光信號進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換為射頻信號并傳輸?shù)剿龅谝还Ψ制鳎?br> [0065]所述第一功分器用于將所述第一光模塊傳輸?shù)纳漕l信號分為兩路，并將其中一路傳輸?shù)剿龅诙饽K，將另一路傳輸?shù)剿龅谝幌滦行盘柼幚砟K；所述第一下行信號處理模塊用于將第一功分器傳輸?shù)男盘栠M(jìn)行濾波、變頻和放大處理后傳輸?shù)剿鯮J45分路豐吳塊；
[0066]所述RJ45分路模塊用于將所述第一下行信號處理模塊傳輸?shù)男盘栠M(jìn)行分路后通過五類線傳輸?shù)剿鲞h(yuǎn)端單元，以及用于將所述遠(yuǎn)端單元通過五類線傳輸?shù)纳闲行盘栠M(jìn)行合路后傳輸?shù)剿龅谝簧闲行盘柼幚砟K；
[0067]所述第二光模塊用于將所述第一功分器傳輸?shù)男盘栒{(diào)制到光信號上，傳輸?shù)脚c所述擴(kuò)展單元串聯(lián)的下一級擴(kuò)展單元，以及用于將所述串聯(lián)的下一級擴(kuò)展單元傳輸過來的上行光信號轉(zhuǎn)換為射頻信號后傳輸?shù)剿龅诙Ψ制鳌?br> [0068]優(yōu)選的，所述第一上行信號處理模塊包括依次連接的第一增益調(diào)節(jié)及放大濾波電路、第一放大濾波電路和第一變頻電路；
[0069]所述第一下行信號處理模塊包括依次連接的第二增益調(diào)節(jié)及放大濾波電路、第二變頻電路和濾波電路；
[0070]其中，所述第一變頻電路和第二變頻電路均包括混頻器，用于將接收到的信號與本振信號混頻以對信號進(jìn)行變頻處理。
[0071]優(yōu)選的，所述擴(kuò)展單元還包括:分別與所述第一光模塊、第一功分器、第二功分器、第一上行信號處理模塊和第一下行信號處理模塊連接的監(jiān)控模塊；所述監(jiān)控模塊用于對整個擴(kuò)展單元的各個參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控和設(shè)置。
[0072]優(yōu)選的，一個所述主單元連接八個所述擴(kuò)展單元；一個所述擴(kuò)展單元連接八個所述遠(yuǎn)端單元。
[0073]優(yōu)選的，八個所述擴(kuò)展單元間通過光纖尾纖串聯(lián)，或通過主單元的一拖八光模塊并聯(lián)，或先通過主單元I的一拖八光模塊并聯(lián)，再通過光纖尾纖進(jìn)行串聯(lián)。
[0074]優(yōu)選的，所述RJ45分路模塊包括:第一二功分器、第二二功分器、第三二功分器、第四二功分器、第五二功分器、第六二功分器、第一平衡不平衡轉(zhuǎn)換器、、第二平衡不平衡轉(zhuǎn)換器、第三平衡不平衡轉(zhuǎn)換器、第四平衡不平衡轉(zhuǎn)換器、第五平衡不平衡轉(zhuǎn)換器、第六平衡不平衡轉(zhuǎn)換器、第七平衡不平衡轉(zhuǎn)換器、第八平衡不平衡轉(zhuǎn)換器、第一 RJ45網(wǎng)口、第二 RJ45網(wǎng)口、第三RJ45網(wǎng)口和第四RJ45網(wǎng)口 ；
[0075]其中，所述第一二功分器分別連接第二二功分器和第三二功分器；第二二功分器分別與第一平衡不平衡轉(zhuǎn)換器和第二平衡不平衡轉(zhuǎn)換器連接；第三二功分器分別與第三平衡不平衡轉(zhuǎn)換器和第四平衡不平衡轉(zhuǎn)換器連接；
[0076]所述第四二功分器分別連接第五二功分器和第六二功分器；第五二功分器分別與第五平衡不平衡轉(zhuǎn)換器和第六平衡不平衡轉(zhuǎn)換器連接；第六二功分器分別與第七平衡不平衡轉(zhuǎn)換器和第八平衡不平衡轉(zhuǎn)換器連接；
[0077]所述第一平衡不平衡轉(zhuǎn)換器和第五平衡不平衡轉(zhuǎn)換器與第一 RJ45網(wǎng)口連接；第二平衡不平衡轉(zhuǎn)換器和第六平衡不平衡轉(zhuǎn)換器與第二 RJ45網(wǎng)口連接；第三平衡不平衡轉(zhuǎn)換器和第七平衡不平衡轉(zhuǎn)換器與第三RJ45網(wǎng)口連接；第四平衡不平衡轉(zhuǎn)換器和第八平衡不平衡轉(zhuǎn)換器與第四RJ45網(wǎng)口連接；[0078]所述第一二功分器與所述第一下行信號處理模塊連接；所述第四二功分器與所述第一上行信號處理模塊連接。
[0079]優(yōu)選的，所述遠(yuǎn)端單元包括信號分離模塊、雙工器、第二上行信號處理模塊、第二下行信號處理模塊、信號檢測模塊和MCU ；
[0080]所述信號分離模塊分別與所述第二上行信號處理模塊和第二下行信號處理模塊連接；所述第二上行信號處理模塊和第二下行信號處理模塊分別與所述雙工器連接；所述MCU與所述信號檢測模塊連接；所述信號檢測模塊與所述信號分離模塊連接；
[0081]所述信號分離模塊用于對所述擴(kuò)展單元傳輸?shù)南滦行盘栠M(jìn)行分離并傳輸?shù)剿龅诙滦行盘柼幚砟K，以及用于對第二上行信號處理模塊傳輸來的上行信號進(jìn)行合路和差分變換處理后通過五類線傳輸?shù)剿鰯U(kuò)展單元；
[0082]所述第二下行信號處理模塊用于將所述信號分離模塊分離出的下行信號進(jìn)行濾波、放大和變頻處理后傳輸?shù)剿鲭p工器；
[0083]所述雙工器用于將所述第二下行信號處理模塊傳輸來的信號饋送到天線上進(jìn)行發(fā)射，以及用于將天線從空中耦合的上行信號傳輸?shù)降诙闲行盘柼幚砟K；
[0084]所述第二上行信號處理模塊用于將雙工器傳輸?shù)纳闲行盘栠M(jìn)行放大、濾波和變頻處理后傳輸?shù)剿鲂盘柗蛛x模塊；
[0085]所述信號檢測模塊用于對24MHz同步時鐘的輸入進(jìn)行檢波；
[0086]所述MCU用于通過所述檢波電壓判斷所述擴(kuò)展單元和遠(yuǎn)端單元間的五類線的線長，以及用于根據(jù)所述線長調(diào)節(jié)所述第二上行信號處理模塊和所述第二下行信號處理模塊的增益，以實(shí)現(xiàn)下行和上行鏈路的自動增益控制。
[0087]優(yōu)選的，所述第二下行信號處理模塊包括依次連接的第三增益調(diào)節(jié)及放大濾波電路、第三變頻電路和第二放大濾波電路；
[0088]所述第二上行信號處理模塊包括依次連接的第三放大濾波電路、第四變頻電路和放大及增益調(diào)整電路；
[0089]所述第三變頻電路和第四變頻電路均包括混頻器，用于將接收到的信號與本振信號混頻以對信號進(jìn)行變頻處理；
[0090]所述第三增益調(diào)節(jié)及放大濾波電路和放大及增益調(diào)整電路根據(jù)所述MCU的調(diào)節(jié)進(jìn)行增益調(diào)整。
[0091]優(yōu)選的，所述信號檢測模塊包括功率檢測器。
[0092]實(shí)施本實(shí)用新型的基于POE供電的雙制式五類線直放站，具有以下有益效果:可以實(shí)現(xiàn)對密集低矮建筑群進(jìn)行多業(yè)務(wù)的信號覆蓋，有效解決城中村等密集建筑群之間的信號補(bǔ)盲難題；能夠降低成本，降低施工難度以及物業(yè)協(xié)調(diào)難度；通過變頻傳輸處理能夠減低傳輸損耗；通過增益調(diào)整實(shí)現(xiàn)在不同五類線長時，保證整個系統(tǒng)的增益不變。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0093]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，附圖中:
[0094]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的基于POE供電的雙制式五類線直放站的結(jié)構(gòu)圖；
[0095]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的主單元、擴(kuò)展單元和遠(yuǎn)端單元的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖；
[0096]圖3是圖1所示的基于POE供電的雙制式五類線直放站的主單元的結(jié)構(gòu)圖；[0097]圖4是圖1所示的基于POE供電的雙制式五類線直放站的擴(kuò)展單元的結(jié)構(gòu)圖；
[0098]圖5是圖4所示的擴(kuò)展單元中供電模塊的結(jié)構(gòu)圖；
[0099]圖6是圖4所示的擴(kuò)展單元中RJ45分路模塊的結(jié)構(gòu)圖；
[0100]圖7是圖1所示的基于POE供電的雙制式五類線直放站的遠(yuǎn)端單元的結(jié)構(gòu)圖；
[0101]圖8是圖7所示的遠(yuǎn)端單元實(shí)現(xiàn)上下行鏈路自動增益調(diào)整的原理結(jié)構(gòu)圖；
[0102]圖9是圖7所示的遠(yuǎn)端單元中信號分離模塊的原理結(jié)構(gòu)圖；
[0103]圖10是圖7所示的遠(yuǎn)端單元的供電示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0104]參見圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的基于POE供電的雙制式五類線直放站的結(jié)構(gòu)圖。本實(shí)用新型實(shí)施例的基于POE供電的雙制式五類線直放站適用于對密集低矮建筑群進(jìn)行多業(yè)務(wù)的無線信號覆蓋。本實(shí)用新型實(shí)施例的基于POE供電的雙制式五類線直放站包括主單元1、擴(kuò)展單元2及遠(yuǎn)端單元3。
[0105]參見圖2，本實(shí)用新型實(shí)施例的主單元1、擴(kuò)展單元2和遠(yuǎn)端單元3的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖。主單元I可通過光纖、同軸電纜、無線等方式接入信源，同時通過光纖與擴(kuò)展單元2連接。擴(kuò)展單元2通過五類線連接遠(yuǎn)端單元3。一個主單元I至少可帶8個擴(kuò)展單元2，一個擴(kuò)展單元2可帶8個遠(yuǎn)端單元3。主單元1、擴(kuò)展單元2和遠(yuǎn)端單元3之間的組網(wǎng)方式，可根據(jù)設(shè)備安裝點(diǎn)的現(xiàn)有資源與覆蓋區(qū)域的大小進(jìn)行選擇。主單元I與擴(kuò)展單元2之間的連接方式包括:(I)串聯(lián)組網(wǎng):擴(kuò)展單元2與擴(kuò)展單元2之間通過光纖尾纖串聯(lián)；(2)并聯(lián)組網(wǎng):擴(kuò)展單元2與擴(kuò)展單元2之間在主單元通過一拖八光模塊并聯(lián)，此時，主單元I有八個接口以分別與擴(kuò)展單元I連接；(3)兩級結(jié)構(gòu)組網(wǎng):擴(kuò)展單元2與擴(kuò)展單元2之間先在主單元I通過一拖八光模塊并聯(lián)，再在擴(kuò)展單元2處通過光纖尾纖進(jìn)行串聯(lián)。
[0106]同時在擴(kuò)展單元2上可以將WIFI上網(wǎng)的透傳信號合路到遠(yuǎn)端單元3，通過共用一根五類線同時傳輸基站信號和WIFI信號，在遠(yuǎn)端單元3的實(shí)現(xiàn)基站信號和WIFI透傳信號的分離，通過外接AP實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)區(qū)域的無線上網(wǎng)覆蓋。
[0107]主單元I用于將從基站或基站拉遠(yuǎn)系統(tǒng)耦合到的下行信號通過光纖傳輸?shù)綌U(kuò)展單元2，以及用于接收擴(kuò)展單元2上傳的上行信號并發(fā)送到基站或基站拉遠(yuǎn)系統(tǒng)。
[0108]擴(kuò)展單元2用于將主單元I傳輸?shù)南滦行盘栠M(jìn)行變頻、放大和濾波處理后，通過五類線傳輸?shù)竭h(yuǎn)端單元3，以及用于將遠(yuǎn)端單元3通過五類線傳輸?shù)纳闲行盘栠M(jìn)行變頻、放大和濾波處理后，通過光纖傳輸?shù)街鲉卧狪。
[0109]遠(yuǎn)端單元3用于通過功率檢測確定擴(kuò)展單元2和遠(yuǎn)端單元3間所接的五類線的長度，并根據(jù)所述長度對擴(kuò)展單元2通過五類線傳輸?shù)南滦行盘栠M(jìn)行變頻、增益補(bǔ)償和放大處理后對目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行信號覆蓋，以及用于根據(jù)所述長度將通過天線耦合的上行信號進(jìn)行變頻、增益補(bǔ)償和放大處理后通過五類線傳輸?shù)綌U(kuò)展單元2。
[0110]參見圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的主單元的結(jié)構(gòu)圖。本實(shí)用新型實(shí)施例的主單元I包括雙工器105、上行信號處理模塊107、下行信號處理模塊106、監(jiān)控模塊103、調(diào)制解調(diào)器(M0DEM)104、電源模塊102、光電轉(zhuǎn)換模塊101。其中，監(jiān)控模塊103分別與上行信號處理模塊107、下行信號處理模塊106、調(diào)制解調(diào)器(MODEM) 104、電源模塊102以及光電轉(zhuǎn)換模塊101電性連接。[0111]下行信號處理模塊106包括依次連接的衰減器(ATT)、電平控制電路(ALC)、第一級放大器、聲表面波濾波器(SAW)和第二級放大器，還包括分別與雙工器105和監(jiān)控模塊103連接的下行輸入檢波模塊、以及與分別與第二級放大器和監(jiān)控模塊103連接的下行輸出檢波模塊。第二級放大器分別與光電轉(zhuǎn)換模塊101和電源模塊102連接。衰減器與監(jiān)控模塊連接。
[0112]上行信號處理模塊105包括依次連接的第一級放大器、電平控制電路(ALC)、衰減器(ATT)、聲表面波濾波器(SAW)和第二級放大器，還包括分別與雙工器105和監(jiān)控模塊103連接的上行輸出檢波模塊。第一級放大器分別與光電轉(zhuǎn)換模塊101和電源模塊102連接。衰減器與監(jiān)控模塊連接。
[0113]在工作過程中，當(dāng)主單元I進(jìn)行下行鏈路信號處理時，主單元I從基站或基站拉遠(yuǎn)系統(tǒng)(如RRU)等信源處通過耦合器耦合的下行射頻信號依次經(jīng)過下行輸入檢波模塊的檢波、ATT數(shù)字衰減控制、ALC電平控制以及放大濾波后，進(jìn)入到光電轉(zhuǎn)換模塊101 ;光電轉(zhuǎn)換模塊101將射頻信號調(diào)制到光電轉(zhuǎn)換模塊101的激光器所產(chǎn)生的光信號上，通過光纖傳輸?shù)綌U(kuò)展單元2。
[0114]當(dāng)主單元I進(jìn)行上行鏈路信號處理時，光電轉(zhuǎn)換模塊ιο?的ro光電探測器通過解調(diào)擴(kuò)展單元2發(fā)射的激光信號得到上行射頻信號，該射頻信號依次通過放大濾波、ALC控制、ATT衰減控制、上行輸出功率檢測等處理后被耦合到基站或RRU等信源處。
[0115]在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，監(jiān)控模塊103用于對整個主單元I的數(shù)據(jù)處理和功能進(jìn)行監(jiān)控。監(jiān)控模塊103監(jiān)控當(dāng)前主單元I的下行輸入功率、上行的輸出功率、模塊告警、模塊監(jiān)控、各模塊功能的查詢及設(shè)置等，同時也用于對下級單元(擴(kuò)展單元2和所有的遠(yuǎn)端單元3)的通信進(jìn)行監(jiān)控。
[0116]在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，調(diào)整解調(diào)模塊(MODHM) 104負(fù)責(zé)與后臺通過短信查詢或設(shè)置當(dāng)前設(shè)備的狀態(tài)及功能。電源模塊102負(fù)責(zé)對主單元所有模塊的電源供給。光電轉(zhuǎn)換模塊101采用一拖八激光組件，光電轉(zhuǎn)換模塊101的MCU部分可采用ST公司的STM32F101，通訊部分可采用TI的CC1000無線收發(fā)芯片進(jìn)行FSK透明傳輸，通訊頻率設(shè)置為433.79MHz，用于監(jiān)控模塊13查詢/設(shè)置參數(shù)命令的透明傳輸。光電轉(zhuǎn)換模塊101采用一拖八組件，能夠拖帶八個擴(kuò)展單元，發(fā)光功率仍有_6dBm，且預(yù)留有5dB的光AGC補(bǔ)償，能夠補(bǔ)償實(shí)際工程上光纖拉遠(yuǎn)及跳纖引起的光損，收光靈敏度可達(dá)到-18dBm。
[0117]參見圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例的擴(kuò)展單元的結(jié)構(gòu)圖。擴(kuò)展單元包括:第一光模塊201、第二光模塊202、第一功分器203、第二功分器204、監(jiān)控模塊205、PLL_VC0206、LPF濾波器207、RJ45分路模塊208、供電模塊209、第一下行信號處理模塊211和第一上行信號處理模塊212。其中，監(jiān)控模塊205分別與第一光模塊201、第二光模塊202、第一上行信號處理模塊212、第一下行信號處理模塊211和PLL_VC0206連接。LPF濾波器207分別與PLL_VC0206和第一上行信號處理模塊212連接。第一下行信號處理模塊211分別與第一功分器203、第一光模塊201、RJ45分路模塊208連接。第一上行信號處理模塊212分別與RJ45分路模塊208、第二功分器204連接。第一功分器203分別與第一光模塊201、第二光模塊202連接。第二功分器204與第二光模塊連接。
[0118]參見圖4，第一下行信號處理模塊211包括依次連接的第二增益調(diào)節(jié)及放大濾波電路2112、第二變頻電路2111和濾波電路2110。其中，濾波電路2110包括相連接的ALC和SAW ;第二變頻電路2111包括混頻器；第二增益調(diào)節(jié)及放大濾波電路2112包括依次連接的LPF、ATT、第一級放大器、第二級放大器和LPF。
[0119]在工作過程中，由主單元I的光電轉(zhuǎn)換模塊101傳輸過來的調(diào)制光信號在第一光模塊201中經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換后轉(zhuǎn)換為射頻信號，并經(jīng)過第一功分器203將射頻信號分成兩路；其中的一路信號輸入到第二光模塊202，以將射頻信號調(diào)制到光信號上，傳輸?shù)脚c擴(kuò)展單元級聯(lián)的下一個擴(kuò)展單元，通過這種方式可擴(kuò)展單元間的級聯(lián)組網(wǎng)；另一路信號，依次經(jīng)第一下行信號處理模塊211的ALC控制電路、SAW聲表面波濾波處理后，進(jìn)入到混頻器；在混頻器中該信號與944.5MHz的本振信號混頻，輸出一個中頻信號；該中頻信號經(jīng)LPF低通濾波單元，以有效的濾除通過混頻器泄露的本振和射頻信號；經(jīng)過濾波后，該中頻信號經(jīng)過ATT數(shù)控衰減器，調(diào)節(jié)鏈路的增益；該中頻信號從ATT出來后經(jīng)過第一級放大器(BG18C)放大，并進(jìn)入到第二級放大器(BG09AG)進(jìn)行驅(qū)動放大輸出，然后通過耦合電路耦合信號給下行輸出檢波(AD8314)進(jìn)行檢波；此外，該中頻信號經(jīng)過第二級放大器(BG09AG)放大輸出后經(jīng)過一個LPF (低通濾波器)濾波后輸入到RJ45分路模塊208 ；RJ45分路模塊208對信號進(jìn)行一分八的分路處理，再經(jīng)過一個巴倫將信號進(jìn)行差分處理后通過網(wǎng)口輸出。
[0120]對于上行信號，遠(yuǎn)端單元3通過普通五類線將中頻信號傳輸?shù)絉J45分路模塊208。RJ45分路模塊208對信號進(jìn)行的差分變換處理以及合路處理后，將其輸入到第一上行信號處理模塊212。該信號經(jīng)第一上行信號處理模塊212的一個由分立器件搭建的雙工電路的高通部分，輸入到第一級放大器(BG18C)放大后，經(jīng)115M的中頻聲表濾波器對信號進(jìn)行濾波，之后再經(jīng)過第二級放大器(BG18D)的放大后輸入到ALC電平控制電路，之后進(jìn)入到混頻器和944.5M的本振信號進(jìn)行混頻,輸出800多MHz的信號；該信號經(jīng)SAW聲表面波濾波器濾波，以對115M的中頻和944.5M的本振信號進(jìn)行濾除；經(jīng)濾波后的信號經(jīng)過ATT數(shù)控衰減器后，進(jìn)入到第三級放大器(BG18D)進(jìn)行放大輸出，并通過上行輸出檢波(AD8314)檢波反饋ALC來控制上行的輸出功率；另一方面，經(jīng)過第三級放大器(BG18D)輸出的信號通過第二功分器(Η)0900υ03) 204,以和第二光模塊202的上行輸出信號合路后輸入到第一光模塊201 ;第一光模塊201將合路后的信號調(diào)制到光信號后通過光纖傳輸回主單元I。
[0121]第二光模塊202的上行輸出信號為串聯(lián)的下一級擴(kuò)展單元2傳輸過來的上行信號。通過使用第一光模塊201和第二光模塊202，可以實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展單元2間的級聯(lián)組網(wǎng)。其中第一光模塊201的發(fā)光波長是1310nm收光,收光波長是1550nm。第二光模塊202的發(fā)光波長是1550nm，收光的波長是1310nm。
[0122]本實(shí)用新型的實(shí)施例中，PLL_VC0206的本振信號的頻率由監(jiān)控模塊205進(jìn)行設(shè)置。擴(kuò)展單元2和遠(yuǎn)端單元之3之間的通訊，是通過SI4432收發(fā)芯片進(jìn)行通信。其通信信號在下行的中頻輸出處的雙工電路和下行中頻信號進(jìn)行合路后輸出。
[0123]在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，監(jiān)控模塊205可采用型號為LPC2368FBD100或MAX3232通訊芯片。監(jiān)控模塊205用于對整個擴(kuò)展單元2的各個參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控和設(shè)置，具體包括:PLL_VC026的VCO頻綜的設(shè)置、上下行ATT的控制查詢、SI4432通訊數(shù)據(jù)的處理、光模塊的通訊查詢等功能；同時響應(yīng)主單元I發(fā)過來的查詢和設(shè)置命令等。
[0124]供電模塊209用于對擴(kuò)展單元2的所有模塊的供電。參見圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例的擴(kuò)展單元中的供電模塊的結(jié)構(gòu)圖。供電模塊209包括開關(guān)電源、分別與開關(guān)電源連接的PSE供電模塊和DC/DC模塊、分別與DC/DC模塊連接的第一低壓線性穩(wěn)壓器和第二低壓線性穩(wěn)壓器。其中第一低壓線性穩(wěn)壓器可選用型號為AMS1117-3.3的穩(wěn)壓器，第二低壓線性穩(wěn)壓器可選用型號為NJU7775F03的穩(wěn)壓器。220V的電壓經(jīng)開關(guān)電源處理后輸出的+48V直流電輸出到PSE供電模塊；PSE供電模塊對RJ45分路模塊供電，以通過普通五類線負(fù)責(zé)給遠(yuǎn)端單元3進(jìn)行POE供電，具有短路保護(hù)和斷開關(guān)斷功能。經(jīng)開關(guān)電源處理后輸出的+12V直流電通過DC/DC模塊轉(zhuǎn)換為+5V直流電。其中+5V直流電用于給擴(kuò)展單元2的放大器供電。+5V直流電經(jīng)過第一低壓線性穩(wěn)壓器轉(zhuǎn)換為+3.3V直流電，該直流電用于給監(jiān)控模塊供電。+5V直流電經(jīng)過第二低壓線性穩(wěn)壓器轉(zhuǎn)換為+3V直流電，該直流電用于給PLL_VC0供電。
[0125]參見圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例的RJ45分路模塊208的結(jié)構(gòu)圖。RJ45分路模塊208包括:第一二功分器501、第二二功分器502、第三二功分器503、第四二功分器504、第五二功分器505、第六二功分器506、第一平衡不平衡轉(zhuǎn)換器601、第二平衡不平衡轉(zhuǎn)換器602、第三平衡不平衡轉(zhuǎn)換器603、第四平衡不平衡轉(zhuǎn)換器604、第五平衡不平衡轉(zhuǎn)換器605、第六平衡不平衡轉(zhuǎn)換器606、第七平衡不平衡轉(zhuǎn)換器607、第八平衡不平衡轉(zhuǎn)換器608、第一 RJ45網(wǎng)口 701、第二 RJ45 網(wǎng) 口 702、第三 RJ45 網(wǎng) 口 703 和第四 RJ45 網(wǎng) 口 704。
[0126]其中，第一二功分器501分別連接第二二功分器502和第三二功分器503 ;第二二功分器502分別與第一平衡不平衡轉(zhuǎn)換器601和第二平衡不平衡轉(zhuǎn)換器602連接；第三二功分器503分別與第三平衡不平衡轉(zhuǎn)換器603和第四平衡不平衡轉(zhuǎn)換器連接604 ;第四二功分器504分別連接第五二功分器505和第六二功分器506 ;第五二功分器505分別與第五平衡不平衡轉(zhuǎn)換器605和第六平衡不平衡轉(zhuǎn)換器606連接；第六二功分器506分別與第七平衡不平衡轉(zhuǎn)換器607和第八平衡不平衡轉(zhuǎn)換器608連接；第一平衡不平衡轉(zhuǎn)換器601和第五平衡不平衡轉(zhuǎn)換器605與第一 RJ45網(wǎng)口連接701 ;第二平衡不平衡轉(zhuǎn)換器602和第六平衡不平衡轉(zhuǎn)換器606與第二 RJ45網(wǎng)口 702連接；第三平衡不平衡轉(zhuǎn)換器603和第七平衡不平衡轉(zhuǎn)換器607與第三RJ45網(wǎng)口 703連接；第四平衡不平衡轉(zhuǎn)換器和604第八平衡不平衡轉(zhuǎn)換器608與第四RJ45網(wǎng)口 704連接；第一二功分器501與第一下行信號處理模塊211連接；第四二功分器504與第一上行信號處理模塊212連接。
[0127]在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，第一二功分器501、第二二功分器502和第三二功分器503均用于對信號進(jìn)行分路。第四二功分器504、第五二功分器505和第六二功分器506均用于對信號進(jìn)行合路。第一平衡不平衡轉(zhuǎn)換器601、第二平衡不平衡轉(zhuǎn)換器602、第三平衡不平衡轉(zhuǎn)換器603、第四平衡不平衡轉(zhuǎn)換器604、第五平衡不平衡轉(zhuǎn)換器605、第六平衡不平衡轉(zhuǎn)換器606、第七平衡不平衡轉(zhuǎn)換器607和第八平衡不平衡轉(zhuǎn)換器608均用于進(jìn)行差分處理。第一 RJ45網(wǎng)口 701和第二 RJ45網(wǎng)口 702用于將經(jīng)功分器和平衡不平衡轉(zhuǎn)換器處理后的信號傳輸?shù)竭h(yuǎn)端單元3。第三RJ45網(wǎng)口 703和第四RJ45網(wǎng)口 704用于傳輸接收到遠(yuǎn)端單兀3傳輸來的信號。
[0128]在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，RJ45分路模塊208除了用于完成下行中頻信號的分路和上行中頻信號的合路，還用于完成PSE供電模塊對遠(yuǎn)端單元3供電的饋入以及WIFI透傳信號的饋入等。通過RJ45分路模塊208，能夠?qū)崿F(xiàn)上下行中頻信號、WIFI透傳信號以及PSE供電都集合到一個網(wǎng)口上，其中RJ45網(wǎng)口的1、2、3和6線用于WIFI透傳信號的傳輸，4、5、7和8線用于中頻信號的傳輸和PSE供電。
[0129]參見圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例的遠(yuǎn)端單元的結(jié)構(gòu)圖。本實(shí)用新型實(shí)施例的遠(yuǎn)端單兀包括MCU303、雙工器306、信號分離模塊305、第二上行信號處理模塊301、第二下行信號處理模塊302和信號檢測模塊304,還包括:SI4432通信模塊(未標(biāo)號)、POE受電模塊(未標(biāo)號)、DC/DC模塊和PLL_VCO (未標(biāo)號)。
[0130]信號分離模塊305分別與第二上行信號處理模塊301和第二下行信號處理模塊302連接；第二上行信號處理模塊301和第二下行信號處理模塊302分別與雙工器306連接；MCU303與信號檢測模塊304連接；信號檢測模塊304與信號分離模塊305連接。SI4432通信模塊分別與MCU303和信號分離模塊305連接；Ρ0Ε受電模塊分別與DC/DC模塊和信號分離模塊305連接；DC/DC模塊與MCU303和PLL_VC0連接，用于為MCU303和PLL_VC0提供電能。PLL_VC0用于產(chǎn)生944.5MHz本振信號。
[0131]信號分離模塊305用于對擴(kuò)展單兀2傳輸?shù)南滦行盘栠M(jìn)行分離并傳輸?shù)降诙滦行盘柼幚砟K302，以及用于對第二上行信號處理模塊301傳輸來的上行信號進(jìn)行合路和差分變換處理后通過五類線傳輸?shù)綌U(kuò)展單元2。
[0132]第二下行信號處理模塊302用于將信號分離模塊305分離出的下行信號進(jìn)行濾波、放大和變頻處理后傳輸?shù)诫p工器306。
[0133]雙工器306用于將第二下行信號處理模塊302傳輸來的信號饋送到天線上進(jìn)行發(fā)射，以及用于將天線從空中耦合的上行信號傳輸?shù)降诙闲行盘柼幚砟K301。
[0134]第二上行信號處理模塊301用于將雙工器306傳輸?shù)纳闲行盘栠M(jìn)行放大、濾波和變頻處理后傳輸?shù)叫盘柗蛛x模塊305。
[0135]信號檢測模塊304用于對24MHz同步時鐘的輸入進(jìn)行檢波。信號檢測模塊304包括功率檢測器。
[0136]MCU303用于通過所述檢波電壓判斷擴(kuò)展單元2和遠(yuǎn)端單元3間的五類線的線長，以及用于根據(jù)所述線長調(diào)節(jié)第二上行信號處理模塊301和第二下行信號處理模塊302的增益，以實(shí)現(xiàn)下行和上行鏈路的自動增益控制。參見圖8為本實(shí)用新型的實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)上下行鏈路自動增益調(diào)整的原理結(jié)構(gòu)圖。RJ45網(wǎng)口將通過五類線傳輸?shù)男盘杺鬏斨列盘柗蛛x模塊305，經(jīng)信號分離模塊305的處理后，功率檢測器通過對24MHz同步時鐘的輸入進(jìn)行檢波，并將檢波電壓傳輸給MCU303 ；MCU303根據(jù)檢波電壓判斷線長以確定擴(kuò)展單元2和遠(yuǎn)端單元3之間所接的五類線的長度，并根據(jù)五類線的長度，通過調(diào)節(jié)ATT (衰減器)實(shí)現(xiàn)上下行的自動增益(AGC)調(diào)整。應(yīng)理解，為了保證上下行鏈路的平衡，自動增益(AGC)控制時，上下行鏈路同時進(jìn)行。其中，ATT包括設(shè)置于上行信號處理模塊301中的ATT和設(shè)置于下行信號處理模塊302中的ATT。
[0137]參見圖7，第二下行信號處理模塊302包括依次連接的第三增益調(diào)節(jié)及放大濾波電路3022、第三變頻電路3021和第二放大濾波電路3020。其中，第三增益調(diào)節(jié)及放大濾波電路3022包括依次連接的LPF、第一級放大器(BG18C)、ATT、放大器(BG18C)、ALC、70M中頻聲表濾波器和放大器(BG18D)。第三變頻電路3021包括混頻器，用于將接收到的信號與本振信號混頻以對信號進(jìn)行變頻處理。第二放大濾波電路3020包括依次連接的SAW、放大器(BG18D)、SAW、射頻放大器(TQP7M9103)、SAW 和線性放大器(AH420)。
[0138]第二上行信號處理模塊301包括依次連接的第三放大濾波電路3010、第四變頻電路3011和放大及增益調(diào)整電路3012。其中，第三放大濾波電路3010包括依次連接的低噪聲放大器(ATF55143)、SAW、低噪聲放大器(SGA6586)、ALC、放大器(BG18C)和SAW。第四變頻電路3011包括混頻器，用于將接收到的信號與本振信號混頻以對信號進(jìn)行變頻處理。放大及增益調(diào)整電路3012包括驅(qū)動放大器(BG09AG)和ATT。
[0139]第三增益調(diào)節(jié)及放大濾波電路3022中的ATT和放大及增益調(diào)整電路3012中的ATT根據(jù)MCU303的調(diào)節(jié)進(jìn)行增益調(diào)整。
[0140]在工作過程中，由擴(kuò)展單元2通過五類線傳輸過來的下行中頻信號及24M同步時鐘、SI4432通訊信號、WIFI透傳數(shù)據(jù)等信號，經(jīng)過信號分離模塊305的電路后，實(shí)現(xiàn)各種信號的分離以及POE供電的輸出；分離出的下行中頻信號經(jīng)過LPF (低通濾波器)和第一級放大器(BG18C)放大后進(jìn)入到ATT數(shù)控衰減器；之后經(jīng)過第一級放大器放大后輸入到70MHz中頻聲表濾波器，對下行中頻信號進(jìn)行選頻處理，濾除帶外的干擾信號；經(jīng)過濾波處理后的下行中頻信號依次輸入到ALC電平控制單元和第三級放大器被放大后，輸入到混頻器和944.5M的本振信號混頻，并輸出869?880MHz的射頻信號；該射頻信號依次經(jīng)過聲表面波濾波器(SAW)、放大器(型號為BG18D)、聲表面波濾波器(SAW)、射頻放大器(型號為TQP7M9103)、聲表面波濾波器(SAW)和線性濾波器(型號為AH420)的濾波和放大后通過雙工器306輸出至天線發(fā)射，對周圍的區(qū)域進(jìn)行覆蓋。
[0141]在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，線性濾波器采用的型號為AH420，是因?yàn)?，AH420的P_1達(dá)到36dBm，其輸出在27dBm時，線性仍然非常不錯，ACPR可以達(dá)到_50dBc，能夠滿足指標(biāo)要求；同時在輸出+27dBm時，電流只有900mA。
[0142]在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，上行信號通過天線從空中耦合進(jìn)入遠(yuǎn)端單元2后，首先經(jīng)過前端的低噪聲放大器(ATF55143)放大，然后經(jīng)過聲表面波濾波器(SAW)后進(jìn)入到下一級低噪聲放大器(SGA6586)放大；經(jīng)放大的信號通過ALC電平控制電路后進(jìn)入下一級放大器(BG18C)進(jìn)行信號的放大，之后進(jìn)入到混頻器和944.5M的本振信號進(jìn)行混頻，輸出115M的中頻信號，最后通過末級的驅(qū)動放大器(BG09AG)放大，放大之后的信號經(jīng)過上行檢波(AD8361)后輸出；另一方面，放大之后的信號經(jīng)過信號分離模塊304以對上行中頻信號進(jìn)行合路、差分變換等處理后輸入到RJ45網(wǎng)口，并通過五類線傳輸回擴(kuò)展單元2。
[0143]在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，信號分離模塊的原理參見圖9。從RJ45網(wǎng)口接收到的信號經(jīng)過隔直流后，進(jìn)行差分變換。差分變換由巴倫(平衡不平衡轉(zhuǎn)換器)完成平衡到非平衡的阻抗變換，然后進(jìn)行低通濾波或高通濾波后分離出SI4432信號、下行中頻信號、24M同步時鐘信號或上行中頻信號。
[0144]在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，信號分離模塊305中的低通濾波和高通濾波由各種數(shù)值的電感和電容等分立器件實(shí)現(xiàn)，所用到的電感均為高Q值的繞線電感，以提高整個濾波單元的矩形系數(shù)。
[0145]參見圖10為本實(shí)用新型實(shí)施例的遠(yuǎn)端單元的供電示意圖。擴(kuò)展單元2的PSE供電模塊通過五類線的4、5、7和8線進(jìn)行POE供電，經(jīng)過信號和電源分離后進(jìn)入到H)受電模塊。其中PSE供電模塊通過檢測遠(yuǎn)端單元的ro受電模塊，只有檢測到ro受電模塊為標(biāo)準(zhǔn)的POE受電模塊后，才會對ro受電模塊進(jìn)行供電。POE受電模塊正常工作后輸出+12V的直流電壓，經(jīng)過DC/DC模塊進(jìn)行電壓變換后，輸出+5V直流電，供給遠(yuǎn)端單元3的放大管工作。同時通過LDO (線性穩(wěn)壓器)將+5V電壓轉(zhuǎn)換為+3.3V和+3V兩種電壓，分別供給MCU和鎖相環(huán)VCO。DC/DC模塊包括電源轉(zhuǎn)換芯片，其型號為MP2565。
[0146]參見圖7，在本實(shí)用新型實(shí)施例中，上行檢波和下行檢波采用型號為hmcl0101p4的芯片實(shí)現(xiàn)，該芯片為RMS均值檢波，能夠?qū)SM、CDMA2000等制式的信號進(jìn)行有效的檢波。檢波輸出的電壓除了送回MCU進(jìn)行處理外，還輸入到運(yùn)算放大器和設(shè)定的電平進(jìn)行積分及比較運(yùn)算，最后輸出用來控制電路的射頻輸出，即ALC電平控制。
[0147]SI4432通信模塊包括無線收發(fā)芯片SI4432，通過MCU303對SI4432進(jìn)行數(shù)據(jù)的配置及收發(fā)控制。該通信信號通過一個高通濾波電路后耦合到下行鏈路上并通過五類線傳輸至擴(kuò)展單元，實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展單元和遠(yuǎn)端單元的通信。
[0148]在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，PLL_VC0采用型號為LMX2531PLL_VC0的芯片，該芯片具有相當(dāng)?shù)偷南辔辉肼?，低功耗，寬范圍的頻率可調(diào)范圍等特點(diǎn)，輸出可以達(dá)到+5dBm?；祛l器選用型號為MAMXSS0012的芯片，該芯片具有P_1高，0IP3高，端口隔離度高，性價比高，頻率應(yīng)用范圍寬等特點(diǎn)，非常適合在移動通訊領(lǐng)域使用。
[0149]本實(shí)用新型的實(shí)施例的基于POE供電的雙制式五類線直放站，在擴(kuò)展單元中采用變頻處理，使信號的頻率適應(yīng)五類線的傳輸，不會導(dǎo)致大的傳輸損耗。在遠(yuǎn)端單元中采用變頻和增益調(diào)整(AGC)，且上行和下行鏈路的增益調(diào)整同步。通過檢測輸入?yún)⒖紩r鐘的幅度來判斷遠(yuǎn)端單元和擴(kuò)展單元之間所接五類線的長度，從而對ATT數(shù)控衰減進(jìn)行合理的衰減設(shè)置，以保持系統(tǒng)增益的保持不變，可實(shí)現(xiàn)在各種線長的情況下保持系統(tǒng)增益的基本不變。
[0150]本實(shí)用新型的實(shí)施例的基于POE供電的雙制式五類線直放站，可以實(shí)現(xiàn)對密集低矮建筑群中直放站的直接供電；可以實(shí)現(xiàn)對模擬攝像頭的供電；可以實(shí)現(xiàn)模擬信號與數(shù)字信號的同時傳輸，解決模擬攝像頭需要鋪設(shè)信號線的難題；可以進(jìn)行多業(yè)務(wù)的信號覆蓋，解決城中村等密集建筑群之間的移動通話和AP熱點(diǎn)上網(wǎng)等難題；且能夠降低成本，降低施工難度以及物業(yè)協(xié)調(diào)難度；通過增益調(diào)整實(shí)現(xiàn)在不同五類線長時，保證整個系統(tǒng)的增益不變。
[0151]應(yīng)當(dāng)理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于POE供電的雙制式五類線直放站，其特征在于，包括:主單元(1)、擴(kuò)展單元(2)和遠(yuǎn)端單元(3)，所述主單元(1)通過光纖和所述擴(kuò)展單元(2)通信連接；所述擴(kuò)展單元(2)通過五類線和所述遠(yuǎn)端單元(3)通信連接； 所述主單元(1)用于將從基站或基站拉遠(yuǎn)系統(tǒng)耦合到的下行信號通過光纖傳輸?shù)剿鰯U(kuò)展單元(2)，以及用于接收所述擴(kuò)展單元(2)上傳的上行信號并發(fā)送到基站或基站拉遠(yuǎn)系統(tǒng)； 所述擴(kuò)展單元(2)用于將所述主單元(1)傳輸?shù)南滦行盘栠M(jìn)行變頻、放大和濾波處理后，通過五類線傳輸?shù)剿鲞h(yuǎn)端單元(3)，以及用于將所述遠(yuǎn)端單元(3)通過五類線傳輸?shù)纳闲行盘栠M(jìn)行變頻、放大和濾波處理后，通過光纖傳輸?shù)剿鲋鲉卧?1); 所述遠(yuǎn)端單元(3)用于通過功率檢測確定擴(kuò)展單元(2)和遠(yuǎn)端單元(3)間所接的五類線的長度，并根據(jù)所述長度對所述擴(kuò)展單元(2)通過五類線傳輸?shù)南滦行盘栠M(jìn)行變頻、增益補(bǔ)償和放大處理后對目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行信號覆蓋，以及用于根據(jù)所述長度將通過天線耦合的上行信號進(jìn)行變頻、增益補(bǔ)償和放大處理后通過五類線傳輸?shù)剿鰯U(kuò)展單元(2); 所述擴(kuò)展單元(2)包括RJ45分路模塊(208)、第一上行信號處理模塊(212)、第一下行信號處理模塊(211)、第一功分器(203)、第二功分器(204)、第一光模塊(201)和第二光模塊(202)； 其中，所述RJ45分路模塊(208)分別與所述第一上行信號處理模塊(212)和第一下行信號處理模塊(211)連接；所述第一功分器(203)分別與所述第一下行信號處理模塊(211)和第一光模塊(201)連接；所述第二功分器(204)分別與所述第一上行信號處理模塊(212)和第一光模塊(201)連接；所述第二光模塊(202)分別與所述第一功分器(203)和第二功分器(204)連接； 所述第一上行信號處理模塊(212)用于將所述RJ45分路模塊(208)合路后的信號進(jìn)行放大、濾波和變頻處理后傳輸?shù)剿龅诙Ψ制?204)； 所述第二功分器(204)用于將所述第一上行信號處理模塊(212)處理后的信號與第二光模塊(202)傳輸來的信號進(jìn)行合路后傳輸?shù)剿龅谝还饽K(201)； 所述第一光模塊(201)用于將所述第二功分器(204)傳輸?shù)男盘栒{(diào)制到光信號上并通過光纖傳輸?shù)剿鲋鲉卧?1)，以及用于將所述主單元(1)通過光纖傳輸?shù)恼{(diào)制光信號進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換為射頻信號并傳輸?shù)剿龅谝还Ψ制?203)； 所述第一功分器(203)用于將所述第一光模塊(201)傳輸?shù)纳漕l信號分為兩路，并將其中一路傳輸?shù)剿龅诙饽K(202)，將另一路傳輸?shù)剿龅谝幌滦行盘柼幚砟K(211)； 所述第一下行信號處理模塊(211)用于將第一功分器(203)傳輸?shù)男盘栠M(jìn)行濾波、變頻和放大處理后傳輸?shù)剿鯮J45分路模塊(208)； 所述RJ45分路模塊(208)用于將所述第一下行信號處理模塊(211)傳輸?shù)男盘栠M(jìn)行分路后通過五類線傳輸?shù)剿鲞h(yuǎn)端單元(3)，以及用于將所述遠(yuǎn)端單元(3)通過五類線傳輸?shù)纳闲行盘栠M(jìn)行合路后傳輸?shù)剿龅谝簧闲行盘柼幚砟K(212)； 所述第二光模塊(202)用于將所述第一功分器(203)傳輸?shù)男盘栒{(diào)制到光信號上，傳輸?shù)脚c所述擴(kuò)展單元(2)串聯(lián)的下一級擴(kuò)展單元(2)，以及用于將所述串聯(lián)的下一級擴(kuò)展單元(2)傳輸過來的上行光信號轉(zhuǎn)換為射頻信號后傳輸?shù)剿龅诙Ψ制?204)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于POE供電的雙制式五類線直放站，其特征在于，所述第一上行信號處理模塊(212)包括依次連接的第一放大濾波電路(2112)、第一變頻電路和第一增益調(diào)節(jié)及放大濾波電路(2112)； 所述第一下行信號處理模塊(211)包括依次連接的濾波電路(2110)、第二變頻電路(2111)和第二增益調(diào)節(jié)及放大濾波電路(2112)； 其中，所述第一變頻電路和第二變頻電路(2111)均包括混頻器，用于將接收到的信號與本振信號混頻以對信號進(jìn)行變頻處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于POE供電的雙制式五類線直放站，其特征在于，所述擴(kuò)展單兀(2)還包括:分別與所述第一光模塊(201)、第一功分器(203)、第二功分器(204)、第一上行信號處理模塊(212)和第一下行信號處理模塊(211)連接的監(jiān)控模塊(103)； 所述監(jiān)控模塊(103)用于對整個擴(kuò)展單元(2)的各個參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控和設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于POE供電的雙制式五類線直放站，其特征在于，一個所述主單元(I)連接八個所述擴(kuò)展單元(2);—個所述擴(kuò)展單元(2)連接八個所述遠(yuǎn)端單元⑶。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于POE供電的雙制式五類線直放站，其特征在于，八個所述擴(kuò)展單元(2)間通過光纖尾纖串聯(lián)，或通過主單元(I)的一拖八光模塊并聯(lián)，或通過主單元(1)1的一拖八光模塊并聯(lián)，再通過光纖尾纖進(jìn)行串聯(lián)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于POE供電的雙制式五類線直放站，其特征在于，所述RJ45分路模塊(208)包括:第一二功分器(501)、第二二功分器(502)、第三二功分器(503)、第四二功分器(504)、第五二功分器(505)、第六二功分器(506)、第一平衡不平衡轉(zhuǎn)換器(601)、第二平衡不平衡轉(zhuǎn)換器(602)、第三平衡不平衡轉(zhuǎn)換器(603)、第四平衡不平衡轉(zhuǎn)換器(604)、第五平衡不平衡轉(zhuǎn)換器(605)、第六平衡不平衡轉(zhuǎn)換器(606)、第七平衡不平衡轉(zhuǎn)換器(607)、第八平衡不平衡轉(zhuǎn)換器(608)、第一 RJ45網(wǎng)口(701)、第二 RJ45網(wǎng)口(702)、第三 RJ45 網(wǎng)口 (703)和第四 RJ45 網(wǎng)口 (704)； 其中，所述第一二功分器(501)分別連接第二二功分器(502)和第三二功分器(503)；第二二功分器(502)分別與第一平衡不平衡轉(zhuǎn)換器(601)和第二平衡不平衡轉(zhuǎn)換器(602)連接；第三二功分器(503)分別與第三平衡不平衡轉(zhuǎn)換器(603)和第四平衡不平衡轉(zhuǎn)換器(604)連接； 所述第四二功分器(504)分別連接第五二功分器(505)和第六二功分器(506);第五二功分器(505)分別與第五平衡不平衡轉(zhuǎn)換器(605)和第六平衡不平衡轉(zhuǎn)換器(606)連接；第六二功分器(506)分別與第七平衡不平衡轉(zhuǎn)換器(607)和第八平衡不平衡轉(zhuǎn)換器(608)連接； 所述第一平衡不平衡轉(zhuǎn)換器(601)和第五平衡不平衡轉(zhuǎn)換器(605)與第一 RJ45網(wǎng)口(701)連接；第二平衡不平衡轉(zhuǎn)換器(602)和第六平衡不平衡轉(zhuǎn)換器(606)與第二 RJ45網(wǎng)口(702)連接；第三平衡不平衡轉(zhuǎn)換器(603)和第七平衡不平衡轉(zhuǎn)換器(607)與第三RJ45網(wǎng)口(703)連接；第四平衡不平衡轉(zhuǎn)換器(604)和第八平衡不平衡轉(zhuǎn)換器(608)與第四RJ45 網(wǎng)口 (704)連 接； 所述第一二功分器(501)與所述第一下行信號處理模塊(211)連接；所述第四二功分器(504)與所述第一上行信號處理模塊連接(212)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于POE供電的雙制式五類線直放站，其特征在于，所述遠(yuǎn)端單元(3)包括信號分離(305)模塊、雙工器(306)、第二上行信號處理模塊(301)、第二下行信號處理模塊(302)、信號檢測模塊(304)和MCU (303)； 所述信號分離(305)模塊分別與所述第二上行信號處理模塊(301)和第二下行信號處理模塊(302)連接；所述第二上行信號處理模塊(301)和第二下行信號處理模塊(302)分別與所述雙工器(306)連接；所述MCU (303)與所述信號檢測模塊(304)連接；所述信號檢測模塊(304)與所述信號分離(305)模塊連接； 所述信號分離(305)模塊用于對所述擴(kuò)展單元(2)傳輸?shù)南滦行盘栠M(jìn)行分離并傳輸?shù)剿龅诙滦行盘柼幚砟K(302)，以及用于對第二上行信號處理模塊(301)傳輸來的上行信號進(jìn)行合路和差分變換處理后通過五類線傳輸?shù)剿鰯U(kuò)展單元(2); 所述第二下行信號處理模塊(302)用于將所述信號分離(305)模塊分離出的下行信號進(jìn)行濾波、放大和變頻處理后傳輸?shù)剿鲭p工器(306)； 所述雙工器(306)用于將所述第二下行信號處理模塊(302)傳輸來的信號饋送到天線上進(jìn)行發(fā)射，以及用于將天線從空中耦合的上行信號傳輸?shù)降诙闲行盘柼幚砟K(301)； 所述第二上行信號處理模塊(301)用于將雙工器(306)傳輸?shù)纳闲行盘栠M(jìn)行放大、濾波和變頻處理后傳輸?shù)剿鲂盘柗蛛x(305)模塊； 所述信號檢測模塊(304)用于對24MHz同步時鐘的輸入進(jìn)行檢波； 所述MCU(303)用于通過所述檢波電壓判斷所述擴(kuò)展單元(2)和遠(yuǎn)端單元(3)間的五類線的線長，以及用于根據(jù)所述線長調(diào)節(jié)所述第二上行信號處理模塊(301)和所述第二下行信號處理模塊(302)的增益，以實(shí)現(xiàn)下行和上行鏈路的自動增益控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于POE供電的雙制式五類線直放站，其特征在于，所述第二下行信號處理模塊(302)包括依次連接的第三增益調(diào)節(jié)及放大濾波電路(2112)、第三變頻電路(3021)和第二放大濾波電路(2112)； 所述第二上行信號處理模塊(301)包括依次連接的第三放大濾波電路(2112)、第四變頻電路(3011)和放大及增益調(diào)整電路(3012)； 所述第三變頻電路(3021)和第四變頻電路(3011)均包括混頻器，用于將接收到的信號與本振信號混頻以對信號進(jìn)行變頻處理； 所述第三增益調(diào)節(jié) 及放大濾波電路(2112)和放大及增益調(diào)整電路根據(jù)所述MCU (303)的調(diào)節(jié)進(jìn)行增益調(diào)整。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于POE供電的雙制式五類線直放站，其特征在于，所述信號檢測模塊(304)包括功率檢測器。
【文檔編號】H04B7/15GK203734665SQ201320804247
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2013年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月9日
【發(fā)明者】吳增鳴, 姜飛 申請人:深圳市皓華網(wǎng)絡(luò)通訊有限公司