CN101764665A - 时钟信号发送、接收方法、光发射机、光接收机及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及一种时钟信号发送、接收方法、光发射机、光接收机及系统，其中发送方法包括：将待发送的时钟信号通过光幅度调制叠加到光载波上形成调顶光载波；将待发送的业务信号通过光幅度调制加载到所述调顶光载波上形成光调制业务信号；将所述光调制业务信号通过光纤链路进行发送。接收方法包括：从光纤链路接收光调制业务信号；将接收到的光调制业务信号通过光电转换及电幅度解调后，输出包含有业务信号与时钟信号的混合电信号；将所述混合电信号进行滤波分离，得到所述时钟信号。实现了对时钟信号的接收或透传，不需要占用光传输系统其他额外带宽或通道资源，大大降低了网络建设成本和维护成本，并且易于实现。

Description

时钟信号发送、接收方法、光发射机、光接收机及系统

技术领域

本发明涉及一种时钟信号发送、接收方法、光发射机、光接收机及光传输系统，属于光通信技术领域。

背景技术

现有采用同步数字体系(Synchronous Digital Hierarchy，简称：SDH)的光传输系统要求实现全网时钟同步，因此需要能够为外部的同步信号或同步设备的定时源提供接入功能，并能够在存储局域网(Storage Area Network，简称：SAN)中承载或传输定时源发送的高精度的时钟信号。

在现有的光传输系统中，常见的时钟信号传输方式主要有如下几种：

1、在SDH网络中，占用一个2M时隙传送时钟信号，如：准同步数字体系(Plesiochronous Digital Hierarchy，简称：PDH)时钟信号；

2、在波分复用(Wavelength Division Multiplex，简称：WDM)光传输系统中，利用监控信道(Optical Supervisory Channel，简称：OSC)的一个2M时隙或占用一个独立波长通道传送时钟信号，如：PDH时钟信号或SAN网络时钟信号。

上述现有的时钟信号传输方式由于需要占用一定的时隙或波长实现，因此，带宽利用率低，浪费网络资源，提高了网络建设成本。另外，采用OSC传输时钟信号的方式与现行的通信标准规定不一致，且实现起来比较复杂，而且对于没有配置OSC功能的城域波分复用系统，还需要另行配置OSC，从而造成系统成本的进一步上升。

发明内容

本发明实施例提供一种时钟信号发送、接收方法、光发射机、光接收机及光传输系统，无需占用额外的时隙或波长，且易于实现。

本发明的一个实施例提供了一种时钟信号发送方法，其中包括：

将待发送的时钟信号通过光幅度调制叠加到光载波上形成调顶光载波；

将待发送的业务信号通过光幅度调制加载到所述调顶光载波上形成光调制业务信号；

将所述光调制业务信号通过光纤链路进行发送。

本发明的另一个实施例提供了一种时钟信号接收方法，其中包括：

从光纤链路接收光调制业务信号；

将接收到的光调制业务信号通过光电转换及电幅度解调后，输出包含有业务信号与时钟信号的混合电信号；

将所述混合电信号进行滤波分离，得到所述时钟信号。

本发明的又一个实施例提供了一种光发射机，其中包括：

第一调制模块，用于将待发送的时钟信号通过光幅度调制叠加到光载波上形成调顶光载波；

第二调制模块，用于将待发送的业务信号通过光幅度调制加载到由第一调制模块形成的所述调顶光载波上形成光调制业务信号；

发送模块，用于将第二调制模块形成的所述光调制业务信号通过光纤链路进行发送。

本发明的再一个实施例提供了一种光接收机，其中包括：

接收模块，用于从光纤链路接收光调制业务信号；

解调模块，用于将接收模块接收到的光调制业务信号通过光电转换及电幅度解调后，输出包含有业务信号与时钟信号的混合电信号；

分离模块，用于将所述混合电信号进行滤波分离，得到所述时钟信号。

本发明的再一个实施例提供了一种包括本发明上述实施例中的任一种光发射和任一种光接收机的光传输系统，其中所述光发射机和所述光接收机通过光纤链路连接。

通过本发明实施例，采用调顶(Pilot Tone)方式将时钟信号光幅度调制到光载波上，进而与业务信号一起在光纤链路中随路传输，使得时钟信号可以在光传输网络任何站点选择上下或者穿通，从而实现了对时钟信号的接收或透传；并且，由于时钟信号与业务信号是在同一波长上同时传输的，因此不需要占用光传输系统其他额外带宽或通道资源，大大降低了网络建设成本和维护成本，并且易于实现。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明方法实施例一所述时钟信号传输方法的流程图；

图2为本发明方法实施例二所述时钟信号传输方法的流程图；

图3为本发明装置及系统实施例一所述光传输系统的结构示意图；

图4为本发明装置及系统实施例二所述光传输系统的结构示意图；

图5为本发明装置及系统实施例三所述光传输系统的结构示意图。

具体实施方式

方法实施例一

本实施例提供了一种时钟信号传输方法，如图1所示，包括如下步骤，其中的步骤101～103为时钟信号的发送方法；步骤111～113为时钟信号的接收方法：

步骤101，将待发送的时钟信号通过光幅度调制叠加到光载波上形成调顶光载波。

其中，时钟信号是指用于为光传输系统或设备实现同步的电信号，通常为低频、小幅度的模拟或数字电信号。例如但不限于SAN网络服务器的综合系统(Sysplex)定时器的8MHz时钟信号、PDH的2.048MHz、2.048Mbit时钟信号等。在本步骤中，时钟信号作为调顶信号来调制光载波，使光载波的顶部包络随时钟信号变化。

具体地，作为电信号的上述时钟信号可以通过光传输网络的站点设备的背板接入单板或其他部件所支持的同轴电缆(例如为2M的同轴电缆)的电口接入，通过阻容网络直接将其按照一定的幅度交流耦合到光发射机激光器的偏置电流上，形成了调顶信号对激光器输出光信号的光幅度调制，以实现时钟信号到光载波的叠加。其中，采用背板接入单板接入时钟信号有利于实现对板间的时钟信号的保护功能，并且也有于降低设备成本。

步骤102，将待发送的业务信号通过光幅度调制加载到上述调顶光载波上形成光调制业务信号。

业务信号是包含有业务信息的电信号，而光调制业务信号是指经光幅度调制后的光信号。上述时钟信号的幅度可以通过调制深度来衡量，调制深度是时钟信号的幅度与业务信号的幅度之比。实验表明，为了避免时钟信号的幅度过大而对业务信号造成影响，可以将调制深度控制在5％以内。

步骤103，将上述光调制业务信号通过光纤链路进行发送。

进一步地，本发明的实施例还可以包括：

步骤111，从光纤链路接收光调制业务信号。

步骤112，将接收到的光调制业务信号通过光电转换及电幅度解调后，输出包含有业务信号与时钟信号的混合电信号。

其中，上述光调制业务信号是承载有业务信号与时钟信号的光信号，光电转换可以通过PIN光电二级管或雪崩光电二极管(Avalanche Photo Diode，简称：APD)等光电探测器实现。

步骤113，将上述混合电信号进行滤波分离，得到上述时钟信号。

具体地，由于上述混合电信号中的时钟信号和业务信号具有不同的频率，因此可以通过阻容网络或电耦合单元将上述业务信号与时钟信号进行滤波分离，从而恢复出时钟信号。

此处需要说明的是，时钟信号的频率不宜过低，如果频率过低，则时钟信号将无法透明穿越光传输系统中的放大器，并且也容易导致放大器不能正常工作；另外，时钟信号的频率也不宜过高，如果频率过高，则会与业务信号的频率比较接近，在接收端有可能会对业务信号造成一定的干扰，导致接收端的业务信号眼图出现双眼皮，影响业务信号传输的性能。

因此，为了避免时钟信号对业务信号的影响，同时也保证了时钟信号在接收端的正常接收，可以在执行步骤101之前，先对时钟信号进行降频或倍频处理，使时钟信号的频率变为千赫兹(KHz)量级，具体地，可以将时钟信号的频率控制在10KHz～1000KHz量级之间。相应地，在接收端分离出时钟信号之后，也可以通过使用锁相环等装置执行相应的倍频或降频处理，将时钟信号恢复成原始的时钟信号。

通过本实施例所述方法，采用调顶(Pilot Tone)方式将时钟信号光幅度调制到光载波上，进而与业务信号一起在光纤链路中随路传输，通过板交叉等功能使得时钟信号可以在光传输网络任何站点选择上下或者穿通，从而实现了对时钟信号的接收或透传；并且，由于时钟信号与业务信号是在同一波长上同时传输的，因此不需要占用光传输系统其他额外带宽或通道资源，大大降低了网络建设成本和维护成本，并且易于实现。

方法实施例二

本实施例提供了另一种时钟信号传输方法，如图2所示，包括如下步骤，其中的步骤201～204为时钟信号的发送方法；步骤211～214为时钟信号的接收方法：

步骤201，将待发送的时钟信号分成位于多条支路上的多个支路时钟信号，将待发送的业务信号分成位于多条支路上的多个支路业务信号，上述支路时钟信号的个数与上述支路业务信号的个数相同。

例如，可以将待发送的时钟信号分成位于两条支路上的两个支路时钟信号；将待发送的业务信号分成位于两条支路上的两个支路业务信号。其中，支路时钟信号与原始的时钟信号相比，除了信号能量略有减少以外，其他信号参数，如频率等，均与原始的时钟信号相同；类似地，支路业务信号与原始的业务信号相比，除了信号能量略有减少以外，其他信号参数，如频率等，也均与原始的业务信号相同。

步骤202，将位于每一条支路上的上述支路时钟信号分别通过光幅度调制叠加到该路的光载波上形成该条支路的调顶光载波。

步骤203，将位于每一条支路上的上述支路业务信号通过光幅度调制加载到该条支路的上述调顶光载波上形成该条支路的支路光调制业务信号。

步骤204，将位于每一条支路上的上述支路光调制业务信号通过与该支路相应的光纤链路发送。

进一步地，本实施例还可以包括：

步骤211，在接收端，从每一条支路的光纤链路上分别接收上述支路光调制业务信号。

步骤212，将接收到的位于每一条支路上的支路光调制业务信号通过光电转换分别进行电幅度解调，分别输出多路包含有上述支路业务信号与上述支路时钟信号的混合支路电信号。

步骤213，从多条支路的上述混合支路电信号中选择一路混合支路电信号。

步骤214，将被选择的混合支路电信号进行滤波分离，得到上述时钟信号。

具体地，由于上述混合支路电信号中的支路时钟信号和支路业务信号具有不同的频率，因此可以通过阻容网络或电耦合单元将上述支路业务信号与支路时钟信号进行滤波分离，从而恢复出上述支路时钟信号，由于该支路时钟信号与未分成多条支路之前的待发送的时钟信号相同，因此，通过本步骤即可以得到在发送端待发送的时钟信号。

此处需要说明的是，本实施例中的时钟信号在发送之前也可以根据需要进行降频或倍频，具体说明请参见方法实施例一的相关内容，此处不再赘述。

通过本实施例所述方法，除了具有方法实施例一所述的优点以外，还通过源端多发、收端选收的方式，使时钟信号与业务信号一起实现了备份保护，当某一支路传输的时钟信号发生中断时，可以切换到另一支路的时钟信号，从而提高了时钟信号传输的可靠性。具体地，在进行时钟切换时，为了保证时钟信号质量，也可以通过延迟保持等方式增加时钟保持功能，这样在时钟信号切换前后，时钟信号不会发生跳变，保持时钟信号的稳定，确保时钟质量。另外，这种方式无需在现有的光传输系统中增加额外的设备，因此易于实现，且实现成本低。

装置及系统实施例一

本实施例提供了一种光传输系统，如图3所示，包括通过光纤链路连接的光发射机10和光接收机20。其中，光发射机10包括第一调制模块11、第二调制模块12和发送模块13；光接收机20包括接收模块21、解调模块22和分离模块23。其工作原理如下：

在发送端，光发射机10的第一调制模块11将待发送的时钟信号通过光幅度调制叠加到光载波上形成调顶光载波；第二调制模块12将待发送的业务信号通过光幅度调制加载到由第一调制模块11形成的所述调顶光载波上形成光调制业务信号；发送模块13将第二调制模块12形成的所述光调制业务信号通过光纤链路进行发送。

在接收端，光接收机20的接收模块21从光纤链路接收光调制业务信号；解调模块22将接收模块21接收到的光调制业务信号通过光电转换及电幅度解调后，输出包含有业务信号与时钟信号的混合电信号；分离模块23将所述混合电信号进行滤波分离，得到所述时钟信号。

通过本实施例所述装置和系统，采用调顶(Pilot Tone)方式将时钟信号光幅度调制到光载波上，进而与业务信号一起在光纤链路中随路传输，通过板交叉等功能使得时钟信号可以在光传输网络任何站点选择上下或者穿通，从而实现了对时钟信号的接收或透传；并且，由于时钟信号与业务信号是在同一波长上同时传输的，因此不需要占用光传输系统其他额外带宽或通道资源，大大降低了网络建设成本和维护成本，并且易于实现。

装置及系统实施例二

本实施例提供了另一种光传输系统，如图4所示，包括装置及系统实施例二中所述的光发射机10和光接收机20。另外，光发射机10中还包括发送端变频模块14；光接收机20中还包括接收端变频模块24。其工作原理如下：

在送端，当光发射机10的第一调制模块11将待发送的时钟信号通过光幅度调制叠加到光载波上形成调顶光载波之前，由发送端变频模块14对所述时钟信号进行降频或倍频处理，使时钟信号的频率变为千赫兹(KHz)量级，具体地，可以将时钟信号的频率控制在10KHz～1000KHz量级之间。

在接收端，当光接收机20的分离模块23得到所述时钟信号后，由接收端变频模块24对该时钟信号进行倍频或降频处理，以恢复出在发送端的发送端变频模块14进行降频或倍频之前的时钟信号。

通过本实施例所述装置和系统，避免了时钟信号对业务信号的影响，同时也保证了时钟信号在接收端的正常接收。

装置及系统实施例三

本实施例提供了另一种光传输系统，如图5所示，包括装置及系统实施例一所述的光发射机10和光接收机20。

其中，光发射机10中还包括分路模块15，其第一调制模块11具体为多个第一支路调制模块111，其第二调制模块12具体为多个第二支路调制模块122，其发送模块13具体为多个支路发送模块133。相应地，光接收机20中还包括选择模块25，其接收模块21具体为多个支路接收模块211，解调模块22具体为多个支路解调模块222。其工作原理如下：

在发送端，光发射机10中的分路模块15将待发送的时钟信号分成位于多条支路上的多个支路时钟信号，将待发送的业务信号分成位于多条支路上的多个支路业务信号，上述支路时钟信号的个数与上述支路业务信号的个数相同，为了便于说明，图中仅表示出两条支路，更多条支路的情况原理相同，此处不再赘述；分别位于由分路模块15分成的多条支路上的第一支路调制模块111将位于该条支路上的支路时钟信号分别通过光幅度调制叠加到该路的光载波上形成该条支路的调顶光载波；相应支路上的第二支路调制模块122将位于该条支路上的上述支路业务信号通过光幅度调制加载到该条支路的第一支路调制模块111形成的调顶光载波上，形成该条支路的支路光调制业务信号；该条支路上的支路发送模块133将该条支路的第二支路调制模块122形成的所述支路光调制业务信号通过与该条支路相应的光纤链路发送。

在接收端，光接收机20中的相应支路上的支路接收模块211从该条支路的光纤链路上接收支路光调制业务信号；该条支路上的支路解调模块222将支路接收模块211接收到的该条支路的支路光调制业务信号通过光电转换分别进行电幅度解调，分别输出多路包含有支路业务信号与支路时钟信号的混合支路电信号；选择模块25从多条支路的支路解调模块222输出的所述混合支路电信号中选择一路混合支路电信号；分离模块23将选择模块25选择的混合支路电信号进行滤波分离，得到所述时钟信号。

通过本实施例所述装置和系统，除了具有装置及系统实施例一所述的优点以外，还通过源端多发、收端选收的方式，使时钟信号与业务信号一起实现了备份保护，当某一支路传输的时钟信号发生中断时，可以切换到另一支路的时钟信号，从而提高了时钟信号传输的可靠性。另外，这种方式无需在现有的光传输系统中增加额外的设备，因此易于实现，且实现成本低。

需要说明的是，本发明上述各实施例可以应用于但不限于SDH、WDM等多种光传输系统中。具体地，在WDM光传输系统中，还可以采用本实施例所述方法在不同波长的光载波上分别加载不同的业务信号和时钟信号，利用波分复用原理同时实现多路时钟信号的随路、透明传输。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (19)

1.一种时钟信号发送方法，其特征在于包括：

将待发送的时钟信号通过光幅度调制叠加到光载波上形成调顶光载波；

将待发送的业务信号通过光幅度调制加载到所述调顶光载波上形成光调制业务信号；

将所述光调制业务信号通过光纤链路进行发送。

2.根据权利要求1所述时钟信号发送方法，其特征在于所述将待发送的时钟信号通过光幅度调制叠加到光载波上形成调顶光载波包括：

对待发送的时钟信号进行降频或倍频处理；

将进行降频或倍频处理后的所述待发送的时钟信号通过光幅度调制叠加到光载波上形成调顶光载波。

3.根据权利要求2所述时钟信号发送方法，其特征在于所述对待发送的时钟信号进行降频或倍频处理包括：

对待发送的时钟信号进行降频或倍频处理，使该时钟信号的频率变为10KHz～1000KHz量级之间。

4.根据权利要求1所述时钟信号发送方法，其特征在于所述将待发送的时钟信号通过光幅度调制叠加到光载波上形成调顶光载波包括：

将待发送的时钟信号分成位于多条支路上的多个支路时钟信号，将待发送的业务信号分成位于多条支路上的多个支路业务信号，所述支路时钟信号的个数与所述支路业务信号的个数相同；

将位于每一条支路上的所述支路时钟信号分别通过光幅度调制叠加到该条支路的光载波上形成该条支路的调顶光载波。

5.根据权利要求4所述时钟信号发送方法，其特征在于所述将待发送的业务信号通过光幅度调制加载到所述调顶光载波上形成光调制业务信号包括：

将位于每一条支路上的所述支路业务信号通过光幅度调制加载到该条支路的所述调顶光载波上形成该条支路的支路光调制业务信号。

6.根据权利要求5所述时钟信号发送方法，其特征在于所述将所述光调制业务信号通过光纤链路进行发送包括：

将位于每一条支路上的所述支路光调制业务信号通过与该条支路相应的光纤链路发送。

7.根据权利要求1～6任一所述时钟信号发送方法，其特征在于所述时钟信号的幅度与所述业务信号的幅度之比为5％以内。

8.一种时钟信号接收方法，其特征在于包括：

从光纤链路接收光调制业务信号；

将接收到的光调制业务信号通过光电转换及电幅度解调后，输出包含有业务信号与时钟信号的混合电信号；

将所述混合电信号进行滤波分离，得到所述时钟信号。

9.根据权利要求8所述时钟信号接收方法，其特征在于所述得到所述时钟信号之后还包括：

对所述时钟信号进行倍频或降频处理，以恢复出在发送端进行降频或倍频之前的时钟信号。

10.根据权利要求8所述时钟信号接收方法，其特征在于所述从光纤链路接收光调制业务信号包括：

从每一条支路的光纤链路上分别接收支路光调制业务信号。

11.根据权利要求10所述时钟信号接收方法，其特征在于所述将接收到的光调制业务信号通过光电转换及电幅度解调后，输出包含有业务信号与时钟信号的混合电信号包括：将接收到的每一条支路的支路光调制业务信号通过光电转换分别进行电幅度解调，分别输出多路包含有所述支路业务信号与所述支路时钟信号的混合支路电信号。

12.根据权利要求11所述时钟信号接收方法，其特征在于所述将所述混合电信号进行滤波分离，得到所述时钟信号包括：将被选择的混合支路电信号进行滤波分离，得到所述时钟信号。

13.一种光发射机，其特征在于包括：

第一调制模块，用于将待发送的时钟信号通过光幅度调制叠加到光载波上形成调顶光载波；

第二调制模块，用于将待发送的业务信号通过光幅度调制加载到由第一调制模块形成的所述调顶光载波上形成光调制业务信号；

发送模块，用于将第二调制模块形成的所述光调制业务信号通过光纤链路进行发送。

14.根据权利要求13所述光发射机，其特征在于还包括：发送端变频模块，用于在第一调制模块将待发送的时钟信号通过光幅度调制叠加到光载波上形成调顶光载波之前，对待发送的时钟信号进行降频或倍频处理。

15.根据权利要求13所述光发射机，其特征在于还包括：分路模块，用于将待发送的时钟信号分成位于多条支路上的多个支路时钟信号，将待发送的业务信号分成位于多条支路上的多个支路业务信号，所述支路时钟信号的个数与所述支路业务信号的个数相同；

所述第一调制模块具体为多个第一支路调制模块，分别位于由分路模块分成的所述多条支路上，用于将位于每一条支路上的支路时钟信号分别通过光幅度调制叠加到该条支路的光载波上形成该条支路的调顶光载波；

所述第二调制模块具体为多个第二支路调制模块，用于将位于每一条支路上的支路业务信号通过光幅度调制加载到该条支路的由第一支路调制模块形成的调顶光载波上，形成该条支路的支路光调制业务信号；

所述发送模块具体为多个支路发送模块，用于将每一条支路的第二支路调制模块形成的所述支路光调制业务信号通过与该条支路相应的光纤链路发送。

16.一种光接收机，其特征在于包括：

接收模块，用于从光纤链路接收光调制业务信号；

解调模块，用于将接收模块接收到的光调制业务信号通过光电转换及电幅度解调，输出包含有业务信号与时钟信号的混合电信号；

分离模块，用于将所述混合电信号进行滤波分离，得到所述时钟信号。

17.根据权利要求16所述光接收机，其特征在于还包括：接收端变频模块，用于对分离模块得到的所述时钟信号进行倍频或降频处理，以恢复出在发送端进行降频或倍频之前的时钟信号。

18.根据权利要求16所述光接收机，其特征在于还包括：选择模块；

所述接收模块具体为多个支路接收模块，用于从每一条支路的光纤链路上分别接收支路光调制业务信号；

所述解调模块具体为多个支路解调模块，用于将支路接收模块接收到的每一条支路的支路光调制业务信号通过光电转换分别进行电幅度解调，分别输出多路包含有支路业务信号与支路时钟信号的混合支路电信号；

所述选择模块，用于从多条支路的支路解调模块输出的所述混合支路电信号中选择一路混合支路电信号；

所述分离模块还用于将选择模块选择的混合支路电信号进行滤波分离，得到所述时钟信号。

19.一种包括权利要求13所述光发射机和权利要求16所述光接收机的光传输系统，其特征在于：所述光发射机和所述光接收机通过光纤链路连接。

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