CN109768827B - 一种二维光编解码系统的链路状态识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种二维光编解码系统的链路状态识别方法，步骤为：获取监测系统各用户的链路长度，根据获取的链路长度计算各用户信号到达信号接收端的时间；根据各用户信号到达信号接收端的时间和信号脉宽，确定各用户信号有无叠加；根据各用户信号的叠加情况，计算每个叠加区域对应的相关系数；根据相关系数和编码规则判断出具体的断路编号。本发明通过构建具有补偿系数的相关系数，有效判别叠加信号的断路编号，从而能够判断出绝大多数等距离的链路状态，且误判率很低。

Description

一种二维光编解码系统的链路状态识别方法

技术领域

本发明属于光纤通信领域，特别涉及了一种二维光编解码系统的链路状态识别方法。

背景技术

随着光纤通信的大规模推进，无源光网络作为一种新型有效的技术被广泛应用在光接入网中。但与此同时，伴随着接入网光纤数量的不断增加，结构也愈发的复杂，从而使得对各分支链路进行监测维护也变得越来越重要。传统的检测维护方法主要使用光时域反射计，使用于点到点的网络结构，不能满足无源光网络系统所采用的点到多点接入方式的监测要求。

为了解决无源光网络光纤链路监测问题，基于光分路器的大分光比无源光网络链路监测系统出现，但是对于解决等距离用户状态判别问题还是无法取得良好的效果。之前的监测技术主要根据接收到的监测信号大小来判别断路个数，对于无等距离用户系统，此方法可以有效解决链路状态识别问题。但是对于等距离或者距离相近的用户，由于各用户判别阈值不同以及信号以及噪声叠加的影响，很难通过此方法进行判别。

基于光时域反射仪的等距离链路状态识别算法之前被提出应用于此领域，但是光时域反射仪价格较高，所以判别成本也较高。基于二维光编解码系统的无源光网络链路监测系统近年来被提出，该监测系统是一种集中式、用于对大分光比网络链路状态进行监测的系统。但是由于噪声等因素的影响，此系统并不能很好地解决等距离用户状态判别问题。

发明内容

为了解决上述背景技术提出的技术问题，本发明提供了一种二维光编解码系统的链路状态识别方法，改善了等距离用户状态判别的精确性。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

一种二维光编解码系统的链路状态识别方法，包括以下步骤：

(1)获取监测系统各用户的链路长度，根据获取的链路长度计算各用户信号到达信号接收端的时间；

(2)根据各用户信号到达信号接收端的时间和信号脉宽，确定各用户信号有无叠加；

(3)根据各用户信号的叠加情况，计算每个叠加区域对应的相关系数；

(4)根据相关系数和编码规则判断出具体的断路编号。

进一步地，在步骤(1)中，所述用户的链路长度为铺设光纤时所测出的实际距离，按下式计算各用户信号到达信号接收端的时间：

上式中，t_i为第i个用户信号到达信号接收端的时间，l_i为第i个用户的链路长度，c为真空中的光速。

进一步地，在步骤(2)中，首先计算两个用户到达信号接收端的时间间隔：

上式中，Δt_ij为第i个用户与第j个用户信号达到信号接收端的时间间隔；

若Δt_ij小于信号脉宽，则两个信号发生叠加。

进一步地，对于多个信号叠加的情况，设其中最短用户链路长度为l_min，最长用户链路长度为l_max，计算最早到达时间t_min和最晚到达时间t_max：

则信号叠加的时域为[t_min,t_max]。

进一步地，其特征在于，在步骤(3)中，按下式计算相关系数：

上式中，c_M为相关系数，M为信号叠加区域的信号个数，P_i(t)为第i路正常信号，P_i'(t)为第i路被检测信号，r_i为补偿系数，

K为用户个数，积分区间(0,T)为存在信号的时域。

进一步地，在步骤(4)中，首先根据相关系数计算断路个数：

m＝n(1-c_M)

上式中，m为断路个数；

然后根据断路个数和编码规则判断断路编号。

进一步地，在步骤(4)中，所述编码规则的表达式如下：

上式中，O_k为第k个用户的编码信号，λ_P+1表示第P+1路检测光脉冲波长，满足K＝2^P；q为自然数，根据断路个数求出q的值，再根据k＝1+∑2^q确定断路编号k。

采用上述技术方案带来的有益效果：

(1)现有技术对等距离用户链路状态的判别所采用的方法都是对信号峰值进行判别，对于叠加信号的判别效果较差。而本发明以相关系数为基础，通过定义具有补偿系数的相关系数，可以有效判别叠加信号的断路个数，从而判断出绝大多数等距离的链路状态，误判率很低。

(2)本发明解决了距离相近用户检测信号叠加，相关系数计算有偏差的问题。通过获取每个用户链路长度，首先判断出有无信号叠加，而后根据检测信号到达时间确定计算区域，从而保证了相关系数计算的正确性。

(3)本发明中的相关系数计算剔除了无信号时的噪声影响，可以根据时域区间首先确定链路长度，即可以首先确定用户范围，而后根据编码规则进行具体求解，可以做到精确判别。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为实施例中原始信号和补偿后信号示意图；

图3为实施例中补偿后的正常信号和4用户信号叠加时的断路信号示意图；

图4为16用户相关系数与断路个数的关系图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。

本发明提出了一种二维光编解码系统的链路状态识别方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤1：获取监测系统各用户的链路长度，根据获取的链路长度计算各用户信号到达信号接收端的时间；

步骤2：根据各用户信号到达信号接收端的时间和信号脉宽，确定各用户信号有无叠加；

步骤3：根据各用户信号的叠加情况，计算每个叠加区域对应的相关系数；

步骤4：根据相关系数和编码规则判断出具体的断路编号。

下文以16用户以及以下编码规则为例对本发明进行说明，但是本发明不限于16用户和以下的编码规则，编码规则如下：

上式中，O_k为第k个用户的编码信号，λ_P+1表示第P+1路检测光脉冲波长，满足K＝2^P；q为自然数，根据断路个数求出q的值，再根据k＝1+∑2^q确定断路编号k。在本实施例中，K＝16，因此P＝4，则具体的编码规则如下：

如果有四路用户链路长度相同，用户分别为3，4，8，10，且第4、8路用户断路。λ₅信道的正常信号示意图如图2所示，从图中可以看出由于分路器分光比以及链路噪声的影响，各信号并不是近似相等的。因此首先需要对信号进行补偿，使每个信号近似相等，这样才能有利于相关系数的计算，补偿处理后的信号如图2所示。图3为经过补偿处理后的的正常信号和检测信号的示意图。对于16路用户，对总体信号进行相关系数的计算，得到如图4所示的16路用户相关系数随断路个数的关系图。

因为每个用户均包含λ₅，所以对λ₅信道进行相关系数的计算，计算结果为0.5，由此可以确定用户3,4,8,10叠加区域中断路用户个数为2个。对其余四通道λ₁～λ₄用户进行相关系数的计算，发现从λ₁到λ₅信道用户3，4，8，10叠加区域计算结果分别为1，0.75，0.5，0.5，0.5，由此可以确定各信道显示的断路个数分别为0，1，2，2，2，由此可以判断两断路信号分别为{λ₂,λ₃,λ₄,λ₅}和{λ₃,λ₄,λ₅}。对于{λ₂,λ₃,λ₄,λ₅}，计算出q＝0,1,2，此时k＝1+1+2+4＝8，即第8路断路；同理，对于{λ₃,λ₄,λ₅}，计算出q＝0,1，此时k＝1+1+2，即第四路断路。所以最终断路编号为第4路与第8路。

实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (4)

1.一种二维光编解码系统的链路状态识别方法，包括以下步骤：

(1)获取监测系统各用户的链路长度，根据获取的链路长度计算各用户信号到达信号接收端的时间；

(2)根据各用户信号到达信号接收端的时间和信号脉宽，确定各用户信号有无叠加；

(3)根据各用户信号的叠加情况，计算每个叠加区域对应的相关系数；所述相关系数按下式计算：

上式中，c_M为相关系数，M为信号叠加区域的信号个数，P_i(t)为第i路正常信号，P_i'(t)为第i路被检测信号，r_i为补偿系数，

K为用户个数，积分区间(0,T)为存在信号的时域；

(4)根据相关系数和编码规则判断出具体的断路编号：

首先根据相关系数计算断路个数：

m＝M(1-c_M)

上式中，m为断路个数；

然后根据断路个数和编码规则判断断路编号，所述编码规则的表达式如下：

上式中，O_k为第k个用户的编码信号，λ_P+1表示第P+1路检测光脉冲波长，满足K＝2^P；q为自然数，根据断路个数求出q的值，再根据k＝1+∑2^q确定断路编号k。

2.根据权利要求1所述二维光编解码系统的链路状态识别方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述用户的链路长度为铺设光纤时所测出的实际距离，按下式计算各用户信号到达信号接收端的时间：

上式中，t_i为第i个用户信号到达信号接收端的时间，l_i为第i个用户的链路长度，c为真空中的光速。

3.根据权利要求2所述二维光编解码系统的链路状态识别方法，其特征在于，在步骤(2)中，首先计算两个用户到达信号接收端的时间间隔：

上式中，Δt_ij为第i个用户与第j个用户信号达到信号接收端的时间间隔；

若Δt_ij小于信号脉宽，则两个信号发生叠加。

4.根据权利要求3所述二维光编解码系统的链路状态识别方法，其特征在于，对于多个信号叠加的情况，设其中最短用户链路长度为l_min，最长用户链路长度为l_max，计算最早到达时间t_min和最晚到达时间t_max：

则信号叠加的时域为[t_min,t_max]。

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