一种双向无源激光电话音频传输网络及其音源定位方法技术

本发明专利技术公开了一种双向无源激光电话音频传输网络及其定位方法，传输网络包括上行回路和下行回路；上行回路及下行回路具有共用的传输光纤、合束单元及分束单元；合束单元用于将不同波段的激光合并到传输光纤中；分束单元用于根据波段将传输光纤中的不同波段的光信号分解并传输到不同的通道中；上行回路包括位于下级终端且对应于多个上行终端节点的多个音频拾音设备，还包括位于上级设备端的通道选择单元及逻辑处理单元；下行回路包括位于下级终端且对应于多个下行终端节点的多个音频输出单元，还包括位于上级设备端的音频输入单元及激光器。本发明专利技术能够在同一根光纤上对不同终端节点进行音源定位和定点发送，大大降低了对光纤资源的浪费。纤资源的浪费。纤资源的浪费。

【技术实现步骤摘要】
一种双向无源激光电话音频传输网络及其音源定位方法


[0001]本专利技术涉及光纤通信
，尤其是涉及一种双向无源激光电话音频传输网络及其音源定位方法。

技术介绍

[0002]激光电话是利用激光将语音信号转换为光信号再通过光纤进行传输，从而实现音频信号在光纤上下行的双向通信。相比较传统同轴双绞线为载体的固定电话，激光电话可以利用光纤的低损耗特性来实现超长跨距的音频传输。无源激光电话，则是在激光电话的基础上，进一步利用各种光纤传感和光通信载波技术实现通信终端节点的无源化，通常利用这样技术的网络架构对于终端节点可以无需外部供电即可保证终端节点的语音交互，从而使得激光电话技术能够适用于某些因为条件限制而无法供电的特殊应用场合。例如在可能存在甲烷和其它易燃易爆气体的煤矿领域，利用绝缘性较高且无电火花特性的石英光纤来传输声音和数据信号，无疑是一种最佳的选择；另外在国家安全领域，利用光纤的绝缘特性和低损耗传输特性，也可以实现在特定场合对特定目标的全无源测听。
[0003]除了单点通信的应用外，对于无源激光电话来说，还希望在某些场合能够实现点对多的音频上下行双向通信。在这样的应用中，可以实现音频解调设备同时对多个终端节点进行音频的双向传输，类似这样的需求可以采用“光纤到户”这样的成熟光纤功率分配组网技术来实现，其网络架构参照图1所示，通过多根光纤逐个和每个终端节点双向通信。然而如果在这样的网络架构中还存在需要对多个终端节点的音源溯源或者点对点精准通话的要求，通常只能依靠空分或时分复用技术来实现，即需要对不同的终端节点采用不同的光纤先进行物理空间上的分离，再分别对每一根光纤上的信号进行单独解调从而实现音源溯源和定位。这样的方式无疑极大的增加了整个网络的复杂度，并且对于已经存在的现有光纤网络架构由于无法重新铺设新光纤而不能直接使用。

技术实现思路

[0004]为解决上述
技术介绍
中提出的问题，本专利技术的目的在于提供一种双向无源激光电话音频传输网络及光纤传输网络。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0006]一种双向无源激光电话音频传输网络，包括上行回路和下行回路；
[0007]所述上行回路及下行回路具有共用的传输光纤、合束单元及分束单元；
[0008]所述合束单元用于将不同波段的激光合并到所述传输光纤中；
[0009]所述分束单元用于根据波段将所述传输光纤中的不同波段的光信号分解并传输到不同的通道中；
[0010]所述上行回路包括位于下级终端且对应于多个上行终端节点的多个音频拾音设备，还包括位于上级设备端的通道选择单元及逻辑处理单元；
[0011]所述音频拾音设备用于将外部的声信号转换为光信号，所述通道选择单元用于根
据不同的波长分离出对应于来自不同的音频拾音设备的光信号，所述逻辑处理单元用于将数据解调为声信号；
[0012]所述下行回路包括位于下级终端且对应于多个下行终端节点的多个音频输出单元，还包括位于上级设备端的音频输入单元及激光器；
[0013]所述音频输入单元用于将音频信号转换为电信号，所述激光器用于将电信号转换为光信号，以分别传输至不同的音频输出单元。
[0014]在一些实施例中，所述上行回路还包括位于上级设备端的光源、环形器、采样单元，以及位于下级终端的分光单元；
[0015]所述光环形器用于使得输入光透射而返回光从另外的通道传输；
[0016]所述光源提供的输入光经过光环形器后，依次经过合束单元、传输光纤、分束单元及分光单元后，分别到达多个音频拾音设备；
[0017]所述分光单元用于对输入光信号进行波长划分，使得入射到每个音频拾音设备的光波长均不同；
[0018]所述音频拾音设备用于将外部的声音振动信号转换成光信号，实现对光源提供的输入光的调制及反射；
[0019]所述音频拾音设备提供的调制后的返回光，原路返回到所述光环形器后，从另外的通道到达所述通道选择单元，所述通道选择单元将返回光按照不同的波长分离；
[0020]所述采样单元用于对所述通道选择单元分离出来的不同波长的光信号进行采样，并传输至所述逻辑处理单元进行分类解调。
[0021]在一些实施例中，所述光源采用一个宽谱光源或者多个不同波长的窄带光源；
[0022]所述分光单元采用多个光波长分束器或一个阵列波导光栅；
[0023]所述音频拾音设备采用无源的法布里
‑
珀罗音频探头；
[0024]所述通道选择单元采用多个光波长分束器或一个阵列波导光栅。
[0025]在一些实施例中，所述下行回路还包括位于下级终端的与多个音频输出单元对应的多个光电转换器，以及位于上级设备端的多路音频开关；
[0026]所述激光器包括多个分别用于输出的不同波长的音频激光器；
[0027]所述音频输入单元将声信号转换为电信号后，所述多路音频开关将由音频输入单元输入的电信号切换到不同波长的所述音频激光器上，所述音频激光器将电信号转换为对应波长的光信号，并依次经过合束单元、传输光纤及分束单元后，分配到对应波长的光电转换器上，光电转换器将光信号转换为电信号，并传输至对应的音频输出单元。
[0028]在一些实施例中，所述音频输入单元为麦克风；
[0029]所述光电转换器中包括多个光电池；
[0030]所述音频输出单元为耳机或扬声器。
[0031]在一些实施例中，所述激光器输出的光信号中包括直流光能量信号和交流光音频信号；直流光能量信号用于为终端的负载供电，交流光音频信号由音频输出单元转换为声信号输出。
[0032]本专利技术另一方面提供了一种无源激光电话的音频定位方法，其采用上述的双向无源激光电话音频传输网络；
[0033]对于上行回路，利用波分复用技术，通过将不同波长的激光分别入射到不同位置
的音频拾音设备上，再对反射回来的不同波长的返回光分别进行解调后，根据解调得到的波长来获得音源位置信息，从而实现音频定位；
[0034]对于下行回路，利用波分复用技术，对处于不同位置的音频输出单元进行选择，使得对应于不同位置的音频输出单元输出不同波长的光信号，从而实现对任意位置的音频输出单元的音频定位和音频发送。
[0035]与现有技术相比，本专利技术所提供的双向无源激光电话音频传输网络及其定位方法，能够在同一根或者多根单模光纤上对不同位置的上下行终端节点进行音源甄别定位和定点发送，能够大大降低对光纤资源的浪费，另外还可以在现有光纤网络架构上直接使用，而无需铺设新的光缆。
附图说明
[0036]图1为采用传统空分复用技术进行音源溯源和定位的音频网络框架图；
[0037]图2本专利技术提供的第一种实施例中的双向无源激光电话音频传输网络的网络架构图；
[0038]图3为第一种实施例中的上行回路的网络架构图；
[0039]图4为第一种实施例中的下行回路的网络架构图；
[0040]图5为法布里
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双向无源激光电话音频传输网络，其特征在于，包括上行回路和下行回路；所述上行回路及下行回路具有共用的传输光纤(3)、合束单元(24)及分束单元(25)；所述合束单元(24)用于将不同波段的激光合并到所述传输光纤(3)中；所述分束单元(25)用于根据波段将所述传输光纤(3)中的不同波段的光信号分解并传输到不同的通道中；所述上行回路包括位于下级终端且对应于多个上行终端节点的多个音频拾音设备(5)，还包括位于上级设备端的通道选择单元(6)及逻辑处理单元(8)；所述音频拾音设备(5)用于将外部的声信号转换为光信号，所述通道选择单元(6)用于根据不同的波长分离出对应于来自不同的音频拾音设备(5)的光信号，所述逻辑处理单元(8)用于将数据解调为声信号；所述下行回路包括位于下级终端且对应于多个下行终端节点的多个音频输出单元(27)，还包括位于上级设备端的音频输入单元(21)及激光器(23)；所述音频输入单元(21)用于将音频信号转换为电信号，所述激光器(23)用于将电信号转换为光信号，以分别传输至不同的音频输出单元(27)。2.根据权利要求1所述的双向无源激光电话音频传输网络，其特征在于，所述上行回路还包括位于上级设备端的光源(1)、环形器(2)、采样单元(7)，以及位于下级终端的分光单元(4)；所述光环形器(2)用于使得输入光透射而返回光从另外的通道传输；所述光源(1)提供的输入光经过光环形器(2)后，依次经过合束单元(24)、传输光纤(3)、分束单元(25)及分光单元(4)后，分别到达多个音频拾音设备(5)；所述分光单元(4)用于对输入光信号进行波长划分，使得入射到每个音频拾音设备(5)的光波长均不同；所述音频拾音设备(5)用于将外部的声音振动信号转换成光信号，实现对光源(1)提供的输入光的调制及反射；所述音频拾音设备(5)提供的调制后的返回光，原路返回到所述光环形器(2)后，从另外的通道到达所述通道选择单元(6)，所述通道选择单元(6)将返回光按照不同的波长分离；所述采样单元(7)用于对所述通道选择单元(6)分离出来的不同波长的光信号进行采样，并传输至所述逻辑处理单元(8)进行分类解调。3.根据权利要求2所述的双向无源激光电话音频传输网...

【专利技术属性】
技术研发人员：官成钢，姚书慧，彭耐，陈小威，吕辉，陈浩，柴世一，郭灿，
申请(专利权)人：武汉凹伟能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：