CN102624479A - 波长标签传输方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种波长标签传输方法及装置，方法包括：将波长标签信息封装为波长标签信息帧，对波长标签信息帧进行编码；根据波长标签信息帧的波长信道确定波长标签的低频微扰调制频率，并将编码后的波长标签信息帧调制到低频微扰调制频率上，并通过波长信道发送。对于接收到的光信号进行分光，并对其中一路光信号进行光电转换和模数转换；对转换后的光信号进行频谱分析，得到光信号中的低频微扰频率的频率值及其所携带的比特信息；对比特信息进行解码，得到波长标签信息帧，从而获取波长标签信息。本发明可以利用较少的低频微扰频率完成波长标签信号的调制，通过波长标签上所携带的数据帧传送波长信号源地址等信息，并通过校验位及时发现波长标签传输错误的情况。

Description

波长标签传输方法及装置

技术领域

本发明涉及波长标签技术，尤其涉及一种波长标签传输方法及装置。

背景技术

波长标签技术用于实现波分复用网络尤其是波长可动态重构的光分插复用系统中的纯光层的波长踪迹功能，其能区分和识别来自系统中不同地址的波长。波长标签技术通过在波分复用光交换系统的波长路径源端为每个波长信号附加波长标签信号，并在波长路径经过的各点来检测和识别经过该点的各个波长的标签，来实现波长路径的监测及自动发现等功能。

波长标签可以通过在波长信号上附加调顶信号的方法实现，这种方法可以将波长标签与对应的波长信号绑定，同时对原有信号质量影响较小。波长标签技术涉及到的调顶技术介绍如下：波分复用系统中为每个波长加载一个调顶(pilot tone)信号，可以实现多种特殊的应用，这在业界早有研究。调顶信号有时也叫低频微扰(low-frequency dither)信号，波长信号加载调顶信号对传输性能的影响几乎可以忽略不计。例如1993年英国BT实验室、瑞典Ericsson等多家单位在光波技术学报上联合发表的“A transport network layer based onoptical network elements(一种基于光网络网元的传送网络层)”，提出了利用调顶信号实现波分复用系统中故障管理所需的波长信道的确认和功率管理。还有公开号为US005513029A、公开日期为1996年4月30日、申请人为加拿大Nortel公司的Kim B.Roberts的发明专利申请涉及“method and apparatus for monitoringperformance of optical transmission systems”(光传输系统的性能监测的方法和装置)，其提出了一种监测光放大器性能的方法，即监测已知调制深度的调顶信号，能实现光放大器的信号和噪声分量的预估。此外，1996年美国贝尔实验室的FredHeismann等人在ECOC’96会议上发表了“signal tracking and performancemonitoring in multi-wavelength optical networks(多波长光网络的信号跟踪和性能监测)”，论文编号为WeB2.2，公开了一种波分复用网络实现在线式波长路由跟踪的方案，即每个波长调制一个独一无二的调顶信号，并通过频移键控方式进行数字信息的编码，在光网络中的任意站点监测调顶信号，从而可以获知全网的波长路由信息。

公开号为US20030067647A1、公开日期为2003年4月10日、发明名称为“Channel identification in communications networks”的美国专利申请中描述了一种识别波长通道的方法，即通过两个或两个以上的低频调顶频率来标识一个波长通道。波分复用光交换系统所能支持的波长通道数量虽然是一定的，但是系统所包含的网元数目要根据应用的要求来确定。对于具有多个网元的波分复用光交换网络来说，采用该专利的方法来标识波长通道，所需的低频频率资源随着系统波长数的增加而增加，也随网元数的增加而增加，因此这种波长标识系统的可扩展性不是很好。此外，由于该专利方法所需的低频频率较多，导致在低频段各低频频率之间的间隔较小，在接收端做频谱分析变换时所需达到的精度较高，从而频谱分析的计算量较大，接收端做频谱解析所需时间较多，所需的硬件资源也较多。

公开号为CN101330485A、公开日期为2008年12月24日、申请人为华为技术有限公司的的专利申请公开了一种光标识及调制、解调方法及装置，其描述了一种波长标签的实现，即对于不同波长使用不同频率进行区分；对于不同节点的相同波长使用相同的频率、不同间隔时间的方式来区分。根据该专利的方法，实现为全网每个波长进行唯一标识仅需等于网络波长数目的频率数目。但是该方法仍有如下缺陷：在接收端波长标签的时间长度随系统网元数目的增加而增加，在全网中存在相同波长的网元数目较多的情况下，如64个网元，则需要至少64个间隔时间来区分来自这64个网元的相同波长，因此接收端的检测效率和检测时间不能很好地控制。

另外，上述专利为代表的现有技术还存在如下缺陷，即在实际系统存在噪声的情况下接收端有可能发生误判，对波长标签所携带的波长和/或其源地址的信息进行了错误的解析，但是接收端在接收错误的情况下却不能主动发现及纠正错误。综上，现有波长标签技术不能充分满足大规模波分复用光交换网络中可靠地、可扩展地传输波长标签的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种波长标签传输方法及装置，能有效地支持波分复用系统中的波长路径监测和自动发现，还能及时发现波长标签接收错误的情况。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种波长标签传输方法，包括：将波长标签信息封装为波长标签信息帧；根据所述波长标签信息帧的波长信道确定所述波长标签的低频微扰调制频率，将所述波长标签信息帧调制到所述低频微扰调制频率上，并通过所述波长信道发送。

在将所述波长标签信息帧调制到所述低频微扰调制频率上之前，所述方法还包括：对所述波长标签信息帧进行编码。

所述将波长标签信息封装为波长标签信息帧，为：为所述波长标签信息分别添加帧头和帧校验位而封装成帧。

所述对所述波长标签信息帧进行编码，为：对所述波长标签信息帧除帧头外的其余信息进行编码。

所述方法还包括：为每一波长信道分别设置承载所述波长标签信息帧的低频微扰调制频率。

一种波长标签传输方法，包括：对于接收到的光信号进行分光，并对其中一路光信号进行光电转换和模数转换；对转换后的光信号进行频谱分析，得到光信号中的低频微扰频率的频率值及其所携带的比特信息；从所述比特信息中获取波长标签信息帧，并从所述波长标签信息帧中获取波长标签信息。

从所述比特信息中获取波长标签信息帧，为：若发送方对所述波长标签信息帧进行了编码，则通过对所述比特信息进行解码，而组帧成波长标签信息帧；若发送方对所述波长标签信息帧未进行编码，则直接对所述比特信息进行组帧而获取波长标签信息帧。

对其中一路光信号进行光电转换后模数转换之前，所述方法还包括：对所述其中一路光信号进行放大、采样。

一种波长标签传输装置，包括封装单元、频率生成单元、调制单元和加载单元；其中：

封装单元，用于将波长标签信息封装为波长标签信息帧；

频率生成单元，用于生成所述波长标签信息帧的波长信道对应的低频微扰调制频率；

调制单元，用于将所述波长标签信息帧调制到所述低频微扰调制频率上；

加载单元，用于将调制后的所述波长标签信息帧信号加载到所述波长信道中发送。

所述装置还包括：

编码单元，用于对所述波长标签信息帧进行编码；

所述调制单元还用于，用于将编码后的所述波长标签信息帧调制到所述低频微扰调制频率上。

所述封装单元还用于，为所述波长标签信息分别添加帧头和帧校验位而封装成帧。

所述编码单元还用于，对所述波长标签信息帧除帧头外的其余信息进行编码。

一种波长标签传输装置，包括分光单元、处理单元、频谱解析单元和组帧单元；其中：

分光单元，用于对于接收到的光信号进行分光；

处理单元，用于对其中一路光信号进行光电转换和模数转换；

频谱解析单元，用于对转换后的光信号进行频谱分析，得到光信号中的低频微扰频率的频率值及其所携带的比特信息；

组帧单元，用于将所述比特信息组帧得到波长标签信息帧，从所述波长标签信息帧中获取波长标签信息。

所述装置还包括：解码单元，用于在所述比特信息进行了解码时，对所述比特信息进行解码。

所述处理单元在对其中一路光信号进行光电转换后模数转换之前，还用于，对所述其中一路光信号进行放大、采样。

本发明中，在发送端，将波长标签信息封装为波长标签信息帧，对波长标签信息帧进行编码；根据波长标签信息帧的波长信道确定波长标签的低频微扰调制频率，并将编码后的波长标签信息帧调制到低频微扰调制频率上，并通过波长信道发送。在接收端，对于接收到的光信号进行分光，并对其中一路光信号进行光电转换和模数转换；对转换后的光信号进行频谱分析，得到光信号中的低频微扰频率的频率值及其所携带的比特信息；对比特信息进行解码，得到波长标签信息帧，从而获取波长标签信息。本发明可以利用较少的低频微扰频率完成波长标签信号的调制，并且可以通过波长标签上所携带的数据帧传送波长信号源地址等信息，通过数据帧中的校验位及时发现波长标签传输错误的情况。

附图说明

图1为本发明实施例的波长标签传输方法的流程图；

图2为本发明实施例的波长标签传输装置的组成结构示意图；

图3为本发明实施例的另一波长标签传输装置的组成结构示意图。

具体实施方式

本发明的基本思想为：将波长标签信息封装为波长标签信息帧，对波长标签信息帧进行编码；根据波长标签信息帧的波长信道确定波长标签的低频微扰调制频率，并将编码后的波长标签信息帧调制到低频微扰调制频率上，并通过波长信道发送。

为使本发明的目的，技术方案和优点更加清楚明白，以下举实施例并参照附图，对本发明进一步详细说明。

图1为本发明实施例的波长标签传输方法的流程图，如图1所示，本示例的波长标签传输方法包括以下步骤：

步骤101，封装波长标签信息帧。

在波长标签发送端，将所要传输的波长标签的源地址信息填入帧数据中，添加上帧头和帧校验位，组成波长标签信息帧。帧头是一个特殊的序列，这个特殊序列不会出现在后续经过编码的帧数据中，因而可以通过这个特殊序列识别出一个波长标签信息帧的起始。例如，若帧数据采用4B5B编码方式进行编码，则帧头可取4B5B编码中的违法码字，如1100001101。本示例中的帧校验采用实现简单的循环冗余校验(CRC，Cyclical Redundancy Check)，也可以采用其他检错/纠错方法，如前向纠错(FEC，Forward Error Correction)。

步骤102，对波长标签信息帧进行编码。

对上述波长标签信息帧除帧头外的字节，即数据部分和帧校验位，根据编码规则进行编码，使得编码后不会出现长连0和长连1的现象，便于后续的接收端进行处理。本示例中，编码方式采用4B5B编码，还可以采用其他方式，如8B10B、扰码等。

步骤103，根据波长信道确定调制频率。

根据上述波长标签信息帧所对应的波长信道确定该波长信道对应的低频微扰调制频率，可通过数字频率合成器产生该频率，并将编码后的波长标签信息帧信号调制到该低频微扰调制频率上，调制的方式可选用较易实现的幅度调制，也可以是其他的调制方式，如频率调制等。由于本发明中所需频率数最少仅需与系统的波长数相同，故在可选的低频频段10KHz～1MHz内可取较大的频率间隔，这对数字频率合成器的频率精度要求较低。

步骤104，将波长标签信息帧信号加载到光信道上。

使用调制后的低频微扰信号控制波长标签加载器件如可调光衰减器，以合适的调制深度(取值范围为3％～8％，可根据经验设置或通过仿真方式确定)将低频微扰信号加载到所对应的波长信道，并发送。

以上步骤，为波长标签的发送方法，上述方法适用于各种光通信系统的发送端。

本发明中，虽然以图1所示的流程图说明的波长标签传输方法，但波长标签的发送方法可作为单独的方法应用于各种光信号发送端。只是为描述的便宜，将波长标签的发送方法及接收方法一并作了描述。

以下，描述波长标签的接收方法。

步骤105，对所接收光信号分光、光电转换、放大、采样。

在波长标签接收端，对于接收到的光信号通过耦合器进行分光，将其中一小部分(如5％)光信号取出来，送到PIN接收器进行光电转换，然后进行放大并做采样和模数转换。

步骤106，对转换后的光信号进行频率分析。

通过线性调频Z变换(CZT，Chirp Z Transform)变换或快速傅里叶变换(FFT，Fast Fourier Transform)变换等方法对采样信号进行频谱分析，根据频谱分析的结果得到低频微扰频率的频率值及其所携带的比特信息，恢复出低频微扰频率所对应的波长信道信息。

步骤107，对解析的比特信息进行解码。

在频谱分析后得到的比特信息中寻找帧头所对应的特殊比特序列，此处是1100001101，然后根据解码规则对帧头后面的帧数据进行解码处理；对应于发送端采用4B5B编码的数据，此处用相应的4B5B解码规则进行解码处理。如果某一个码字不在4B5B的编码表格中，即发生错码时，则将此帧数据丢弃，并报告解码错误。如果在解码时没有错误，则将此解码后的数据进行组帧。

步骤108，恢复波长标签信息帧。

对解码后的信息进行组帧，并进行校验。对应于发送端采用CRC校验生成的帧校验字节，此处通过CRC校验规则进行帧校验，如果帧内数据通过了CRC校验，则将帧内的波长源地址字节等帧内净荷作为有效信息提取出来。反之，则上报CRC校验错误，并将此错误帧丢弃。如果发送端采用FEC校验，则接收端以FEC校验规则进行校验。由于FEC、CRC校验方式均为现有技术，这里不再赘述其实现细节。

图2为本发明实施例的波长标签传输装置的组成结构示意图，如图2所示，本示例的波长标签传输装置包括封装单元20、编码单元21、频率生成单元22、调制单元23和加载单元24；其中：

封装单元20，用于将波长标签信息封装为波长标签信息帧；

封装单元20为要发送的波长标签信息添加上帧头和校验位后组成一个波长标签信息帧，本示例中的帧校验采用实现简单的CRC，也可以采用其他检错/纠错方法，如FEC等。波长标签信息帧数据中除完成波长追踪和波长路径发现所必须的波长信号的源地址信息外，也可以根据其他应用需要将相应的扩展信息加入到波长标签信息帧的帧数据中。

编码单元21，用于对所述波长标签信息帧进行编码；

编码单元21对除波长标签信息帧帧头外的帧内容进行编码，本示例中采用4B5B编码，根据需要也可以采用其他编码格式，如8B10B、扰码等。当采用4B5B编码时，可将帧头设置为1100001101，该序列是4B5B编码中的违法码字，因而不会在编码后的帧数据中出现。

本示例中，编码单元21并非是实现技术方案的必要技术特征，在波长信道性能较佳的情况下，不必对波长标签信息帧进行编码而直接由调制单元23将波长标签信息帧调制到对应的低频微扰调制频率上。

频率生成单元22，用于生成所述波长标签信息帧的波长信道对应的低频微扰调制频率；

频率生成单元22首先根据波长信号的波长信息确定其所对应的低频微扰频率，然后控制数字频率合成器生成此低频频率。由于本发明中所需频率数最少仅需与系统的波长数相同，故在可选的低频频段10KHz～1MHz内可取较大的频率间隔，这对数字频率合成器的频率精度要求较低。

调制单元23，用于将所述波长标签信息帧调制到所述低频微扰调制频率上；

调制单元23将经过编码后的或未经编码波长标签信息帧信号采用幅度调制方式调制到低频微扰频率上，此处的调制方式也可以采用频率调制方式等其他调制方式。

加载单元24，用于将调制后的所述波长标签信息帧信号加载到所述波长信道中发送。

加载单元24将调制后的信号以一个合适的调制深度加载到波长信道信号上去，并控制调制深度的稳定性，具体的，加载单元24可以通过用调制信号控制可调光衰减器等器件来实现。

本发明中，需为每一波长信道分别设置承载所述波长标签信息帧的低频微扰调制频率。

本领域技术人员应当理解，图2为本发明实施例的波长标签传输装置主要用于光网络的发送端。

本领域技术人员应当理解，图2中所示的波长标签传输装置中的各处理单元的实现功能可参照前述波长标签传输方法的相关描述而理解。本领域技术人员应当理解，图2所示的波长标签传输装置中各处理单元的功能可通过运行于处理器上的程序而实现，也可通过具体的逻辑电路而实现。

图3为本发明实施例的另一波长标签传输装置的组成结构示意图，如图3所示，本示例的波长标签传输装置包括分光单元30、处理单元31、频谱解析单元32、解码单元33和组帧单元34；其中：

分光单元30，用于对于接收到的光信号进行分光；

分光单元30由光纤耦合器构成，其将5％的光功率取出用于波长标签检测和接收。

处理单元31，用于对其中一路光信号(如整个光信号的5％)进行光电转换和模数转换；

处理单元31包括用于实现光电转换的PIN管、放大器和模拟数字转换器(ADC)等。将其中一路光信号取出来，送到PIN管进行光电转换，然后进行放大(由放大器进行放大)并做采样和模数转换(具体由模拟数字转换器进行模数转换)。

频谱解析单元32，用于对转换后的光信号进行频谱分析，得到光信号中的低频微扰频率的频率值及其所携带的比特信息；

频谱解析单元32读取处理单元31中的ADC的输出信号，并采用线性调频Z变换(CZT)进行频谱分析，得到信号中所存在的低频微扰频率的频率值和频率信号幅度信息，并恢复出低频微扰频率所对应的波长信道信息和其上的码流信息。

解码单元33，用于在所述比特信息进行了解码时，对所述比特信息进行解码。

解码单元33解码时，首先在码流信号中寻找帧头，此示例中是帧头为1100001101，然后对帧头后面的帧数据进行4B5B解码。在解码时，如果某一个码字不在4B5B的编码表格中，即发生错码时，则将此帧数据丢失，并报告解码错误。

本示例中，解码单元33并非是实现技术方案的必要技术特征，在发送方未对波长标签信息帧进行编码的情况下，不必对解调出的比特信息进行解码。

组帧单元34，用于将所述比特信息组帧得到波长标签信息帧，从所述波长标签信息帧中获取波长标签信息。

组帧单元34在解码时没有错误时，将此解码后的数据进行组帧，将4B5B解码后的数据组成一帧，并进行CRC校验，如果有错误，则上报CRC校验错误。如果未发现错误，则将帧数据中的波长源地址提取出来，用于波长信号的源地址识别及其他应用。最终，在接收端将波长标签所包含的波长信息和地址信息等其他信息恢复出来。

本领域技术人员应当理解，图3为本发明实施例的波长标签传输装置主要用于光网络的接收端。

本领域技术人员应当理解，图3中所示的波长标签传输装置中的各处理单元的实现功能可参照前述波长标签传输方法的相关描述而理解。本领域技术人员应当理解，图3所示的波长标签传输装置中各处理单元的功能可通过运行于处理器上的程序而实现，也可通过具体的逻辑电路而实现。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种波长标签传输方法，其特征在于，所述方法包括：

将波长标签信息封装为波长标签信息帧；

根据所述波长标签信息帧的波长信道确定所述波长标签的低频微扰调制频率，将所述波长标签信息帧调制到所述低频微扰调制频率上，并通过所述波长信道发送。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将所述波长标签信息帧调制到所述低频微扰调制频率上之前，所述方法还包括：

对所述波长标签信息帧进行编码。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述将波长标签信息封装为波长标签信息帧，为：

为所述波长标签信息分别添加帧头和帧校验位而封装成帧。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对所述波长标签信息帧进行编码，为：

对所述波长标签信息帧除帧头外的其余信息进行编码。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

为每一波长信道分别设置承载所述波长标签信息帧的低频微扰调制频率。

6.一种波长标签传输方法，其特征在于，所述方法包括：

对于接收到的光信号进行分光，并对其中一路光信号进行光电转换和模数转换；

对转换后的光信号进行频谱分析，得到光信号中的低频微扰频率的频率值及其所携带的比特信息；

从所述比特信息中获取波长标签信息帧，并从所述波长标签信息帧中获取波长标签信息。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，从所述比特信息中获取波长标签信息帧，为：

若发送方对所述波长标签信息帧进行了编码，则通过对所述比特信息进行解码，而组帧成波长标签信息帧；若发送方对所述波长标签信息帧未进行编码，则直接对所述比特信息进行组帧而获取波长标签信息帧。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，对其中一路光信号进行光电转换后模数转换之前，所述方法还包括：

对所述其中一路光信号进行放大、采样。

9.一种波长标签传输装置，其特征在于，所述装置包括封装单元、频率生成单元、调制单元和加载单元；其中：

封装单元，用于将波长标签信息封装为波长标签信息帧；

频率生成单元，用于生成所述波长标签信息帧的波长信道对应的低频微扰调制频率；

调制单元，用于将所述波长标签信息帧调制到所述低频微扰调制频率上；

加载单元，用于将调制后的所述波长标签信息帧信号加载到所述波长信道中发送。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

编码单元，用于对所述波长标签信息帧进行编码；

所述调制单元还用于，用于将编码后的所述波长标签信息帧调制到所述低频微扰调制频率上。

11.根据权利要求9或10所述的装置，其特征在于，所述封装单元还用于，为所述波长标签信息分别添加帧头和帧校验位而封装成帧。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述编码单元还用于，对所述波长标签信息帧除帧头外的其余信息进行编码。

13.一种波长标签传输装置，其特征在于，所述装置包括分光单元、处理单元、频谱解析单元和组帧单元；其中：

分光单元，用于对于接收到的光信号进行分光；

处理单元，用于对其中一路光信号进行光电转换和模数转换；

频谱解析单元，用于对转换后的光信号进行频谱分析，得到光信号中的低频微扰频率的频率值及其所携带的比特信息；

组帧单元，用于将所述比特信息组帧得到波长标签信息帧，从所述波长标签信息帧中获取波长标签信息。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

解码单元，用于在所述比特信息进行了解码时，对所述比特信息进行解码。

15.根据权利要求13或14所述的装置，其特征在于，所述处理单元在对其中一路光信号进行光电转换后模数转换之前，还用于，对所述其中一路光信号进行放大、采样。

Images