CN111585655B - 一种海底设备远程交互控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海底设备远程交互控制系统及方法，涉及海洋通信技术领域。该系统中，岸基设备用于：接收NMS系统下发的控制交互指令，将控制交互指令与目标海底设备的识别码按照特定帧格式进行编码；并采用波长λ1作为控制信道，通过对λ1进行调制，将编码后的信息向所有海底设备广播发送。海底设备用于：收到岸基设备的广播后，滤出控制信道λ1，对λ1进行光电转换后，解码出目标海底设备的识别码与控制交互指令；若目标海底设备的识别码与本设备的识别码相同，则按照控制交互指令查找需要动作的终端器件，并下发相应动作的电信号给终端器件，完成相应动作。本发明能高效率、高可靠、实时的对海底设备进行交互控制，满足了实际应用需求。

Description

一种海底设备远程交互控制系统及方法

技术领域

本发明涉及海洋通信技术领域，具体来讲是一种海底设备远程交互控制系统及方法。

背景技术

随着全球网络IP化、宽带多媒体业务驱动数据通信尤其是互联网的爆发式发展，国际间通信对传输容量的要求不断提升。海缆作为当代国际通信的重要手段，承载了包括互联网业务、语音业务、以及跨国公司专线业务等90％以上的国际通信业务，是国际信息化发展的主要载体。

典型的有中继海缆通信系统，是指海光缆中含有向中继器、分支器馈电的导体和水下有源中继放大器、海底分支器以及路基信号传输设备的系统，如图1所示。这种有中继海缆通信系统适合超远距离传输，系统的端到端传输距离可超过10000km。典型的有中继海缆通信系统包括几大关键系统设备：SLM(Submarine Line Monitor，海缆线路监控系统)；SLTE(Submarine Line Terminal Equipment，海缆线路业务终端设备)；NMS(NetworkManage System，网络管理系统)；PFE(Power Feeding Equipment，馈电设备)；RPT(Repeater，海底中继器)；BU(Branding Unit，海底分支器)；OGB(Ocean Grand Box，海洋地)等。

其中，海底分支器是海缆通信系统重要设备，承担岸基间业务上下话以及供电的切换功能。海缆通信系统一般采用双端供电，海底分支器的加入引入了三个站点，三个方向均有供电要求。针对带有海底分支器的系统一般采取主干双端供电，分支单端供电方式。那么，在系统上电过程中就需要海底分支器及时进行电切换，同时当海底传输主干光缆故障时，需要能具备故障隔离和供电转换能力，保障维修安全性以及没有中断的分支及主干间业务不能受影响。海底分支器除了业务波长的上下话之外，供电状态的切换也是其重要的一个功能，传输系统有海底分支器下的供电情况会存在多种可能性，如图2所示。这就既需要保证上电安全，也要求能进行维修切换或者检修切换，同时由于海底环境复杂，高压水密性要求高，打捞成本高昂，这都要求对海底分支器进行实时精准的控制及状态进行实时的监测。

传统现有海底分支器的电切换控制一般采用两种方式：电流控制和岸基命令控制，两种控制方式不仅单一，而且效率低、可靠性差。随着海底分支器的应用范围越来越宽，对海底分支器的功能性要求越来越高，现有的控制方式已经很难满足要求。

因此，如何高效率、高可靠、实时的对海底分支器等海底设备进行交互控制，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种海底设备远程交互控制系统及方法，能高效率、高可靠、实时的对海底设备进行交互控制，满足了实际应用需求。

为达到以上目的，本发明提供一种海底设备远程交互控制系统，包括岸基设备以及至少一个与岸基设备通信的海底设备；

所述岸基设备，用于：接收NMS系统下发的控制交互指令，将控制交互指令与目标海底设备的识别码按照特定帧格式进行编码；并采用波长λ1作为控制信道，通过对λ1进行连续调制，将编码后的信息向所有海底设备广播发送；

所述海底设备，用于：收到岸基设备的广播后，滤出控制信道λ1，对λ1进行光电转换后，解码出目标海底设备的识别码与控制交互指令；若目标海底设备的识别码与本设备的识别码相同，则按照控制交互指令查找需要动作的终端器件，并下发相应动作的电信号给终端器件，完成相应动作。

在上述技术方案的基础上，所述岸基设备内设置有第一激光器、逻辑处理器、驱动电路和调制设备；第一激光器，用于：产生控制波长λ1，并将其作为控制信道接入调制设备；逻辑处理器，用于：接收NMS系统下发的控制交互指令，将控制交互指令与目标海底设备的识别码按照特定帧格式进行数字编码后，传递给驱动电路；驱动电路，用于：接收逻辑处理器发来的编码信息的数字信号，并进行相应的模拟电信号编程后驱动调制设备；调制设备，用于：在驱动电路的控制下，通过调制λ1的光功率强度，按照一定的比例深度在时域上进行周期性波动，从而将编码信息的模拟电信号转变为光层信息，并向所有海底设备进行广播发送。

在上述技术方案的基础上，所述海底设备内设置有滤波光路结构、光电转换模块、检测电路和逻辑处理器；滤波光路结构，用于：收到岸基设备的广播后，滤出控制信道λ1；光电转换模块，用于：接收控制信道λ1的光层信息并将其转换为模拟电信号，输出至检测电路；检测电路，用于：将接收到的模拟电信号进行电信号解调和检测，过滤出编码信息后，将编码信息的模拟电信号转换为数字信号后传递给逻辑处理器；逻辑处理器，用于：对编码信息的数字信号进行解码，得到目标海底设备的识别码与控制交互指令；若目标海底设备的识别码与本设备的识别码相同，则按照控制交互指令查找需要动作的终端器件，并下发相应动作的电信号给终端器件，完成相应动作。

在上述技术方案的基础上，所述岸基设备，还用于：当接收的控制交互指令中包含有设备状态查询指令时，利用控制信道λ1，将设备状态查询指令向所有海底设备进行广播发送；同时，将波长λ2作为查询信道，传输至目标海底设备，并在收到目标海底设备通过查询信道λ2返回的状态信息后，进行解码并显示在NMS系统上；

所述海底设备，还用于：收到岸基设备通过控制信道λ1广播的设备状态查询指令后，若本设备为目标海底设备，则根据设备状态查询指令获取当前海底设备的状态信息，将状态信息进行编码后调制到查询信道λ2上进行回传。

在上述技术方案的基础上，所述岸基设备内设置有第一激光器、逻辑处理器、驱动电路、调制设备、第二激光器、光电转换模块和检测电路；

第一激光器，用于：产生控制波长λ1，并将其作为控制信道接入调制设备；逻辑处理器，用于：接收NMS系统下发的控制交互指令，将控制交互指令与目标海底设备的识别码按照特定帧格式进行数字编码后，传递给驱动电路；对检测电路传来的状态信息的数字信号进行解码，并将解码后的目标海底设备的状态信息显示在NMS系统上；驱动电路，用于：接收逻辑处理器发来的编码信息的数字信号，并进行相应的模拟电信号编程后驱动调制设备；调制设备，用于：在驱动电路的控制下，通过调制λ1的光功率强度，按照一定的比例深度在时域上进行周期性波动，从而将编码信息的模拟电信号转变为光层信息，并向所有海底设备进行广播发送；第二激光器，用于：产生查询波长λ2，并将其作为查询信道传输至目标海底设备；光电转换模块，用于：接收目标海底设备通过查询信道λ2返回的带有状态信息的光层信息，将其转换为模拟电信号输出至检测电路；检测电路，用于：将接收到的模拟电信号进行电信号解调，过滤出状态信息的模拟电信号后转换为数字信号传递给逻辑处理器。

在上述技术方案的基础上，所述海底设备内设置有滤波光路结构、光电转换模块、检测电路、逻辑处理器、驱动电路和调制设备；

滤波光路结构，用于：对控制波长λ1进行分离以及对查询波长λ2进行合入；光电转换模块，用于：接收控制信道λ1的光层信息并将其转换为模拟电信号，输出至检测电路；检测电路，用于：将接收到的模拟电信号进行电信号解调和检测，过滤出编码信息后，将编码信息的模拟电信号转换为数字信号后传递给逻辑处理器；逻辑处理器，用于：对编码信息的数字信号进行解码，得到目标海底设备的识别码与控制交互指令；若目标海底设备的识别码与本设备的识别码相同，则按照控制交互指令查找需要动作的终端器件，并下发相应动作的电信号给终端器件，完成相应动作；若解码得到的控制交互指令中包含状态查询指令，则根据设备状态查询指令获取当前海底设备的状态信息，对其进行数字编码后，传递给驱动电路；驱动电路，用于：接收逻辑处理器发来的状态信息的数字信号，进行相应的模拟电信号编程后驱动调制设备；调制设备，用于：在驱动电路的控制下，通过调制λ2的光功率强度，按照一定的比例深度在时域上进行周期性波动，从而将状态信息的模拟电信号转变为光层信息，并通过滤波光路结构回传至岸基设备。

在上述技术方案的基础上，所述滤波光路结构包括CP器件、FIL器件和WDM器件；所述CP器件与FIL器件共同实现控制波长λ1的分离，所述WDM器件用于实现查询波长λ2的合入，且所述滤波光路结构具备主干双向、分支方向三个方向的任意分离与合入。

在上述技术方案的基础上，所述特定帧格式包括：帧头、目标海底设备识别码、控制码元以及结束码。

本发明还提供一种基于上述系统的海底设备远程交互控制方法，包括以下步骤：

A、岸基设备接收工作人员通过NMS系统下发的控制交互指令；将控制交互指令与目标海底设备的识别码按照特定帧格式进行编码；并采用波长λ1作为控制信道，通过对λ1进行连续调制，将编码后的信息向所有海底设备进行广播发送；

B、海底设备收到岸基设备的广播后，滤出控制信道λ1，对λ1进行光电转换后解码出目标海底设备的识别码与控制交互指令；将目标海底设备的识别码与本设备的识别码进行比对，若一致则按照控制交互指令查找需要动作的终端器件，并下发相应动作的电信号给终端器件，完成相应动作。

在上述技术方案的基础上，该方法还包括以下操作：

当岸基设备接收的控制交互指令中包含有设备状态查询指令时，岸基设备利用控制信道λ1，将设备状态查询指令向所有海底设备进行广播发送；同时，将波长λ2作为查询信道，传输至目标海底设备；

海底设备收到岸基设备通过控制信道λ1广播的设备状态查询指令后，若本设备为目标海底设备，则根据设备状态查询指令获取当前海底设备的状态信息，将状态信息进行编码后调制到查询信道λ2上进行回传；

岸基设备收到目标海底设备通过查询信道λ2返回的状态信息后，进行解码并显示在NMS系统上。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明中，采用较为独特的通过波长标签编码技术来传递控制交互指令，不但高效率、高可靠，而且实时性好，满足了实际应用需求。

(2)本发明在实现海底设备的实时控制的基础上，还能实现主动查询海底设备状态的功能，使得岸基设备可以实时或定时获取海底设备的状态信息，实现海底设备的主动式性能监控。与当前传统的被动式方案相比，这种主动式性能监控能对海底设备故障做到提前预警，大大降低了运维的难度，节省故障后的维修成本，提高产品竞争力。

(3)本发明中，无论是岸基设备还是海底设备，均只采用单独的一颗逻辑处理器来实现相应的功能，不涉及MCU/CPU等复杂芯片电路，极大地简化了电路设计复杂度，可靠性更高,实现更为简便。特别是运用于海底设备上时，简化了电路和器件的使用，降低整体的故障发生概率，具有独特的高可靠性优势。

(4)与陆地波长标签技术相比，本发明在海底设备中将传统的波长激光器进行剥离放置于远端岸基设备上，通过回路系统送至海底调制设备，减少了海底设备内器件的使用，降低整体的故障发生概率，可靠性更高。

附图说明

图1为典型的有中继海缆通信系统的示意图；

图2为传输系统有海底分支器下的多种供电情况示意图；

图3为本发明实施例中海底设备远程交互控制系统的结构框图；

图4为本发明实施例中特定帧格式的示意图；

图5为本发明实施例中岸基设备的结构示意图；

图6为本发明实施例中海底设备的硬件设备结构的示意图；

图7为本发明另一实施例中岸基设备的结构示意图；

图8为本发明另一实施例中海底设备的硬件设备结构的示意图；

图9为本发明另一实施例中海底设备内滤波光路结构的示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合说明书附图以及具体的实施例对本发明的技术方案进行详细的说明。

但需说明的是：接下来要介绍的示例仅是一些具体的例子，而不作为限制本发明的实施例必须为如下具体的步骤、数值、条件、数据、顺序等。本领域技术人员可以通过阅读本说明书来运用本发明的构思来构造本说明书中未提到的更多实施例。

实施例一

参见图3所示，本实施例提供了一种海底设备远程交互控制系统，包括岸基设备以及至少一个与岸基设备通信的海底设备。

其中，岸基设备，用于：接收NMS系统下发的控制交互指令，将控制交互指令与目标海底设备的识别码按照特定帧格式进行编码；并采用波长λ1作为控制信道，通过对λ1进行连续调制，将编码后的信息向所有海底设备进行广播发送。

海底设备，用于：收到岸基设备的广播后，滤出控制信道λ1，对λ1进行光电转换后解码出目标海底设备的识别码与控制交互指令；若目标海底设备的识别码与本设备的识别码相同，则按照控制交互指令查找需要动作的终端器件，并下发相应动作的电信号给终端器件，完成相应动作。实际操作中，若目标海底设备的识别码与本设备的识别码不相同，则该海底设备不进行任何操作。

可以理解的是，实际应用中，海底设备包括但不限于：海底分支器、海底中继器、海底信息汇聚设备等。并且，实际操作时，为了保证传输信号的可靠性，岸基设备在对控制交互指令与目标海底设备的识别码进行编码后，会做相应校验操作，校验无误后才会采用波长λ1作为控制信道将编码后信息进行广播发送。同理，海底设备在解码出目标海底设备的识别码与控制交互指令后，也会做相应校验操作，校验无误后才会按照解码后的控制交互指令查找需要动作的终端器件，并下发相应动作的电信号给终端器件，完成相应动作。

进一步地，作为一种可选的实施方式，将控制交互指令与目标海底设备的识别码按照特定帧格式进行编码时，该特定帧格式包括：

帧头：为帧开始码，表示岸基设备要发送控制交互指令；

目标海底设备识别码：海底设备上通过SN(Serial Number，产品序列码)写入整个网络中唯一的身份标识，海底设备根据帧结构中对应的字节确认是否属于对本端设备的控制；

控制码元：表示要发送的控制交互指令的信号，可扩展；

结束码：表示本次发送结束。

优选地，实际操作中，当岸基设备、海底设备会分别对编码信息、解码信息进行校验操作时，则对应的特定帧格式如图4所示，还包括冗余校验字段。该冗余校验字段采用CRC或奇偶校验码，用以确保传输的可靠性。

进一步地，作为一种可选的实施方式，如图5所示，岸基设备内设置有第一激光器、逻辑处理器、驱动电路和调制设备。其中，第一激光器用于：产生控制波长λ1，并将其作为控制信道接入调制设备。逻辑处理器用于：接收NMS系统下发的控制交互指令，将控制交互指令与目标海底设备的识别码按照特定帧格式进行数字编码后，传递给驱动电路。驱动电路用于：接收逻辑处理器发来的编码信息的数字信号，并进行相应的模拟电信号编程后驱动调制设备。调制设备用于：在驱动电路的控制下，通过调制λ1的光功率强度，按照一定的比例深度在时域上进行周期性波动，从而将编码信息的模拟电信号转变为光层信息，并向所有海底设备进行广播发送。

可以理解的是，本实施例中，调制设备在驱动电路的控制下调制λ1的光功率强度，会使其按照一定的比例深度在时域上进行周期性波动，通过周期性功率波动可实现0/1编码，从而可将编码信息(即，控制交互指令与目标海底设备的识别码按照特定帧格式进行数字编码后的信息)的模拟电信号转变为光层信息，进而实现了一种波长标签编码技术。

再进一步地，作为一种可选的实施方式，海底设备内设置有滤波光路结构、光电转换模块、检测电路和逻辑处理器。其中，光电转换模块、检测电路和逻辑处理器构成海底设备的硬件设备结构，如图6所示。具体来说，滤波光路结构用于：收到岸基设备的广播后，滤出控制信道λ1。光电转换模块用于：接收控制信道λ1的光层信息并将其转换为模拟电信号，输出至检测电路。检测电路用于：将接收到的模拟电信号进行电信号解调和检测，过滤出编码信息后，将编码信息的模拟电信号转换为数字信号后传递给逻辑处理器。逻辑处理器用于：对编码信息的数字信号进行解码，得到目标海底设备的识别码与控制交互指令；若目标海底设备的识别码与本设备的识别码相同，则按照控制交互指令查找需要动作的终端器件，并下发相应动作的电信号给终端器件，完成相应动作；若目标海底设备的识别码与本设备的识别码不相同，则不进行操作。

从上述技术内容可以看出，本实施例采用较为独特的通过波长标签编码技术来传递控制交互指令，不但高效率、高可靠，而且实时性好，满足了实际应用需求。另外，由于海洋系统中，施工难度大等方面原因，对产品的可靠性要求非常高，通常需要具备25年的使用寿命。除了采用高规格(军品级、宇航级)器件之外，也需要采用尽量简单的电路来实现这些复杂的功能，CPU、DSP、单片机等复杂度高的芯片不可能运用于海底设备中。因此，本实施例中的海底设备只采用单独的一颗逻辑处理器来实现相应的功能。与传统波长标签电路相比，极大简化了电路设计复杂度，特别是运用于海底设备上时，简化了电路和器件的使用，降低整体的故障发生概率，具有独特的高可靠性优势。

实施例二

由于传统的海底设备的控制基本都是被动式的，也就是只能从岸基设备收到用于控制的信道，而没有返回通道，无法对海底设备的状态进行实时的回传和查询。因此，为了使传统被动式的信息交互海底设备转变为主动式的，能够使岸基设备和人员对海底所有运行设备进行实时的监控和管理，本实施例提供一种海底设备远程交互控制系统，其基本结构与实施例一相同，不同之处在于，作为一种优选的实施方式，该系统还具备主动查询海底设备状态的功能。

具体来说，在实施例一的基础上，所述岸基设备，还用于：当接收的控制交互指令中包含有设备状态查询指令时，利用控制信道λ1，将设备状态查询指令向所有海底设备进行广播发送(即，将包含有设备状态查询指令的控制交互指令与目标海底设备的识别码按照特定帧格式进行编码后，采用波长λ1作为控制信道，通过对λ1进行连续调制，将编码后的信息向所有海底设备进行广播发送)；同时，将波长λ2作为查询信道，传输至目标海底设备；并在收到目标海底设备通过查询信道λ2返回的状态信息后，进行解码并显示在NMS系统上。海底设备，还用于：收到岸基设备通过控制信道λ1广播的设备状态查询指令后，若本设备为目标海底设备，则根据设备状态查询指令获取当前海底设备的状态信息，将状态信息进行编码后调制到查询信道λ2上进行回传。

进一步地，作为一种可选的实施方式，如图7所示，岸基设备内还设置有第二激光器、光电转换模块和检测电路。其中，第二激光器用于：产生查询波长λ2，并将其作为查询信道传输至目标海底设备。光电转换模块用于：接收目标海底设备通过查询信道λ2返回的带有状态信息的光层信息，并将其转换为模拟电信号输出至检测电路。检测电路用于：将接收到的模拟电信号进行电信号解调和检测，过滤出状态信息的模拟电信号后，将其转换为数字信号后传递给逻辑处理器。并且，岸基设备内的逻辑处理器还用于：对检测电路传来的状态信息的数字信号进行解码，并将解码后的目标海底设备的状态信息显示在NMS系统上。

再进一步地，作为一种可选的实施方式，如图8所示，海底设备的硬件设备结构内还包括有驱动电路和调制设备。并且，海底设备内的滤波光路结构还用于：对控制波长λ1进行分离以及对查询波长λ2进行合入。硬件设备结构内的逻辑处理器还用于：收到岸基设备通过控制信道λ1广播的设备状态查询指令后，若本设备为目标海底设备，则根据设备状态查询指令获取当前海底设备的状态信息，并对状态信息进行数字编码后，传递给驱动电路。驱动电路用于：接收逻辑处理器发来的状态信息的数字信号，并进行相应的模拟电信号编程后驱动调制设备。调制设备用于：在驱动电路的控制下，通过调制λ2的光功率强度，按照一定的比例深度在时域上进行周期性波动，从而将状态信息的模拟电信号转变为光层信息，并通过滤波光路结构回传至岸基设备。

更进一步地，作为一种优选的实施方式，滤波光路结构包括CP(Coupler，耦合器)器件、FIL(Filter，滤波器)器件和WDM(Wavelength Division Multipler，波分复用器)器件。所述CP器件与FIL器件共同实现控制波长λ1的分离，所述WDM器件用于实现查询波长λ2的合入，且该滤波光路结构具备主干双向、分支方向三个方向的任意分离与合入。具体来说，如图9所示，图中A、B、C均为岸基站点，其中A、B为主干光路站点，C为分支光路站点，该海底设备内的滤波光路结构具备三个方向(主干双向及分支方向)均可向海底设备发送控制波长λ1和查询波长λ2。其中，CP器件用于：对滤波光路结构中整体信号做分光处理，将一小部分的光信号分出来后进入FIL器件。FIL器件是一个光学窄带滤波器，主要用于：将控制信道λ1滤除出来并送入海底设备的硬件设备结构内做一系列的解调处理。WDM器件也是一个光学滤波器件，与FIL器件不同的是具备分合双向功能，图中的WDM1、WDM2、WDM3均为同一类器件，只是通过的光波长不同，主要用于：查询信道λ2波长的下话与上话。举例来说，以A向B发送一路光学结构为例，A发向B的WDM1用于将查询信道λ2下话至海底设备的硬件设备结构内做调制处理，经过调制后的λ2波长，再经过B发向A的WDM1器件合入后送往A端进行解调处理。通过上述的滤波光路结构能够将控制信道与查询信道在岸站与海底设备之间形成完整的回路，以在实现海底设备的实时控制的基础上，还能实现主动查询海底设备状态的功能。

从上述技术内容可以看出，本实施例中，除了具备接收岸基设备过来的控制信道λ1之外，还增加了查询信道λ2作为回传通道。通过控制信道λ1实现控制交互指令(包括控制及查询指令)的分发，通过查询信道λ2实现海底设备状态信息的回传上报。使得岸基设备可以实时或定时获取海底设备的状态信息，实现海底设备的主动式性能监控。与当前传统的被动式方案相比，这种主动式性能监控能对海底设备故障做到提前预警，大大降低了运维的难度，节省故障后的维修成本，提高产品竞争力。

实施例三

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种海底设备远程交互控制方法，该方法可基于实施例一或实施例二的系统，具体包括以下步骤：

A、岸基设备接收工作人员通过NMS系统下发的控制交互指令；将控制交互指令与目标海底设备的识别码按照特定帧格式进行编码；并采用波长λ1作为控制信道，通过对λ1进行连续调制，将编码后的信息向所有海底设备进行广播发送；

B、海底设备收到岸基设备的广播后，滤出控制信道λ1，对λ1进行光电转换后解码出目标海底设备的识别码与控制交互指令；将目标海底设备的识别码与本设备的识别码进行比对，若一致则按照控制交互指令查找需要动作的终端器件，并下发相应动作的电信号给终端器件，完成相应动作。

通过上述步骤可知，本实施例采用较为独特的通过波长标签编码技术来传递控制交互指令，不但高效率、高可靠，而且实时性好，满足了实际应用需求。

进一步地，实际操作时，为了保证传输信号的可靠性，步骤A中，岸基设备在对控制交互指令与目标海底设备的识别码进行编码后，可进行相应校验操作，校验无误后再采用波长λ1作为控制信道将编码后信息进行广播发送。同理，步骤B中，海底设备在解码出目标海底设备的识别码与控制交互指令后，也可做相应校验操作，校验无误后再按照解码后的控制交互指令查找需要动作的终端器件，并下发相应动作的电信号给终端器件，完成相应动作。

实施例四

本实施例提供的一种海底设备远程交互控制方法，其基本步骤与实施例三相同，不同之处在于，作为一种优选的实施方式，该方法还包括以下操作：

(1)当岸基设备接收的控制交互指令中包含有设备状态查询指令时，岸基设备利用控制信道λ1，将设备状态查询指令向所有海底设备进行广播发送(即，将包含有设备状态查询指令的控制交互指令与目标海底设备的识别码按照特定帧格式进行编码后，采用波长λ1作为控制信道，通过对λ1进行连续调制，将编码后的信息向所有海底设备进行广播发送)；同时，将波长λ2作为查询信道，传输至目标海底设备；

(2)海底设备收到岸基设备通过控制信道λ1广播的设备状态查询指令后，若本设备为目标海底设备，则根据设备状态查询指令获取当前海底设备的状态信息，将状态信息进行编码后调制到查询信道λ2上进行回传；

(3)岸基设备收到目标海底设备通过查询信道λ2返回的状态信息后，进行解码并显示在NMS系统上。

通过上述步骤可知，本实施例采在实现海底设备的实时控制的基础上，还能实现主动查询海底设备状态的功能。该方法中，通过控制信道λ1实现控制交互指令(包括控制及查询指令)的分发，通过查询信道λ2实现海底设备状态信息的回传上报，使得岸基设备可以实时或定时获取海底设备的状态信息，实现海底设备的主动式性能监控。与当前传统的被动式方案相比，这种主动式性能监控能对海底设备故障做到提前预警，大大降低了运维的难度，节省故障后的维修成本，提高产品竞争力。

为了更清楚的理解本发明，下面结合海底设备远程交互控制系统，对本发明的海底设备远程交互控制方法进行举例说明。具体来说，包括以下步骤：

S1、工作人员通过NMS系统对岸基设备下达相应控制交互指令；

S2、岸基设备内的逻辑处理器接收控制交互指令，将控制交互指令与目标海底设备的识别码按照特定帧格式进行数字编码；编码完成后进行校验操作，校验无误后传递给驱动电路；

S3、岸基设备内的驱动电路接收逻辑处理器发来的编码信息的数字信号，并进行相应的模拟电信号编程后驱动调制设备；调制设备在驱动电路的控制下，通过调制第一激光器产生的λ1的光功率强度，按照一定的比例深度在时域上进行周期性波动，从而将编码信息的模拟电信号转变为光层信息，并通过海底主干或分支光缆向所有海底设备进行广播发送；

S4、海底设备内的滤波光路结构收到岸基设备的广播后，滤出控制信道λ1，并传递至光电转换模块；光电转换模块将控制信道λ1的光层信息转换为模拟电信号后，输出至检测电路进行电信号解调，解调后传递给逻辑处理器进行解码，得到目标海底设备的识别码与控制交互指令；

S5、海底设备内的逻辑处理器将目标海底设备的识别码与本设备的识别码进行比对，若一致，再按照控制交互指令查找需要动作的终端器件，并下发相应动作的电信号给终端器件，完成相应动作；

S6、若海底设备解码得到的控制交互指令中包含有设备状态查询指令时，海底设备内的逻辑处理器会根据设备状态查询指令获取当前海底设备的状态信息(即，收集相应终端光电器件当前的状态信息并汇总)，并对状态信息进行数字编码后，传递给驱动电路；

S7、海底设备内的驱动电路接收到逻辑处理器发来的状态信息的数字信号后，进行相应的模拟电信号编程后驱动调制设备；调制设备在驱动电路的控制下，通过调制λ2的光功率强度，按照一定的比例深度在时域上进行周期性波动，从而将状态信息的模拟电信号转变为光层信息，并通过滤波光路结构回传至岸基设备；

S8、岸基设备内的光电转换模块接收目标海底设备通过查询信道λ2返回的带有状态信息的光层信息，并将其转换为模拟电信号输出至检测电路进行电信号解调，解调后传递给逻辑处理器；岸基设备内的逻辑处理器对检测电路传来的状态信息的数字信号进行解码，并将解码后的目标海底设备的状态信息显示在NMS系统上。

注意：上述的具体实施例仅是例子而非限制，且本领域技术人员可以根据本发明的构思从上述分开描述的各个实施例中合并和组合一些步骤和装置来实现本发明的效果，这种合并和组合而成的实施例也被包括在本发明中，在此不一一描述这种合并和组合。

本发明实施例中提及的优点、优势、效果等仅是示例，而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本发明的各个实施例必须具备的。另外，本发明实施例公开的上述具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本发明实施例必须采用上述具体的细节来实现。

本发明实施例中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子，并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。本发明实施例所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。本发明实施例所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。

本发明实施例中的步骤流程图以及以上方法描述仅作为例示性的例子，并且不意图要求或暗示必须按照给出的顺序进行各个实施例的步骤。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意顺序进行以上实施例中的步骤的顺序。诸如“其后”、“然后”、“接下来”等等的词语不意图限制步骤的顺序；这些词语仅用于引导读者通读这些方法的描述。此外，例如使用冠词“一个”、“一”或者“该”对于单数的要素的任何引用不被解释为将该要素限制为单数。

另外，本发明各个实施例中的步骤和装置并非仅限定于某个实施例中实行，事实上，可以根据本发明的概念来结合本文中的各个实施例中相关的部分步骤和部分装置，以构思新的实施例，而这些新的实施例也包括在本发明的范围内。

本发明实施例中的各个操作可以通过能够进行相应的功能的任何适当的手段而进行。该手段可以包括各种硬件和/或软件组件和/或模块，包括但不限于硬件的电路或处理器。

本发明实施例的方法包括用于实现上述的方法的一个或多个动作。方法和/或动作可以彼此互换而不脱离权利要求的范围。换句话说，除非指定了动作的具体顺序，否则可以修改具体动作的顺序和/或使用而不脱离权利要求的范围。

本发明实施例中的功能可以按硬件、软件、固件或其任意组合而实现。如果以软件实现，功能可以作为一个或多个指令存储在切实的计算机可读介质上。存储介质可以是可以由计算机访问的任何可用的切实介质。通过例子而不是限制，这样的计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光碟存储、磁碟存储或其他磁存储器件或者可以用于携带或存储指令或数据结构形式的期望的程序代码并且可以由计算机访问的任何其他切实介质。如在此使用的，碟(disk)和盘(disc)包括紧凑盘(CD)、激光盘、光盘、DVD(Digital Versatile Disc，数字多功能光盘)、软碟和蓝光盘，其中碟通过磁再现数据，而盘利用激光光学地再现数据。

因此，计算机程序产品可以进行在此给出的操作。例如，这样的计算机程序产品可以是具有有形存储(和/或编码)在其上的指令的计算机可读的有形介质，该指令可由一个或多个处理器执行以进行在此所述的操作。计算机程序产品可以包括包装的材料。

其他例子和实现方式在本发明实施例和所附权利要求的范围和精神内。例如，由于软件的本质，以上所述的功能可以使用由处理器、硬件、固件、硬连线或这些的任意的组合执行的软件实现。实现功能的特征也可以物理地位于各个位置，包括被分发以便功能的部分在不同的物理位置处实现。

本领域技术人员可以不脱离由所附权利要求定义的教导的技术而进行对在此所述的技术的各种改变、替换和更改。此外，本公开的权利要求的范围不限于以上所述的处理、机器、制造、事件的组成、手段、方法和动作的具体方面。可以利用与在此所述的相应方面进行基本相同的功能或者实现基本相同的结果的当前存在的或者稍后要开发的处理、机器、制造、事件的组成、手段、方法或动作。因而，所附权利要求包括在其范围内的这样的处理、机器、制造、事件的组成、手段、方法或动作。

提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本发明。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本发明的范围。因此，本发明不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本发明的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。且本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (8)

1.一种海底设备远程交互控制系统，包括岸基设备以及至少一个与岸基设备通信的海底设备，其特征在于：

所述岸基设备，用于：接收NMS系统下发的控制交互指令，将控制交互指令与目标海底设备的识别码按照特定帧格式进行编码；并采用波长λ1作为控制信道，通过对λ1进行连续调制，将编码后的信息向所有海底设备广播发送；

所述海底设备，用于：收到岸基设备的广播后，滤出控制信道λ1，对λ1进行光电转换后，解码出目标海底设备的识别码与控制交互指令；若目标海底设备的识别码与本设备的识别码相同，则按照控制交互指令查找需要动作的终端器件，并下发相应动作的电信号给终端器件，完成相应动作；

所述岸基设备，还用于：当接收的控制交互指令中包含有设备状态查询指令时，利用控制信道λ1，将设备状态查询指令向所有海底设备进行广播发送；同时，将波长λ2作为查询信道，传输至目标海底设备，并在收到目标海底设备通过查询信道λ2返回的状态信息后，进行解码并显示在NMS系统上；

所述海底设备，还用于：收到岸基设备通过控制信道λ1广播的设备状态查询指令后，若本设备为目标海底设备，则根据设备状态查询指令获取当前海底设备的状态信息，将状态信息进行编码后调制到查询信道λ2上进行回传。

2.如权利要求1所述的海底设备远程交互控制系统，其特征在于，所述岸基设备内设置有第一激光器、逻辑处理器、驱动电路和调制设备；

第一激光器，用于：产生控制波长λ1，并将其作为控制信道接入调制设备；

逻辑处理器，用于：接收NMS系统下发的控制交互指令，将控制交互指令与目标海底设备的识别码按照特定帧格式进行数字编码后，传递给驱动电路；

驱动电路，用于：接收逻辑处理器发来的编码信息的数字信号，并进行相应的模拟电信号编程后驱动调制设备；

调制设备，用于：在驱动电路的控制下，通过调制λ1的光功率强度，按照一定的比例深度在时域上进行周期性波动，从而将编码信息的模拟电信号转变为光层信息，并向所有海底设备进行广播发送。

3.如权利要求1所述的海底设备远程交互控制系统，其特征在于，所述海底设备内设置有滤波光路结构、光电转换模块、检测电路和逻辑处理器；

滤波光路结构，用于：收到岸基设备的广播后，滤出控制信道λ1；

光电转换模块，用于：接收控制信道λ1的光层信息并将其转换为模拟电信号，输出至检测电路；

检测电路，用于：将接收到的模拟电信号进行电信号解调和检测，过滤出编码信息后，将编码信息的模拟电信号转换为数字信号后传递给逻辑处理器；

逻辑处理器，用于：对编码信息的数字信号进行解码，得到目标海底设备的识别码与控制交互指令；若目标海底设备的识别码与本设备的识别码相同，则按照控制交互指令查找需要动作的终端器件，并下发相应动作的电信号给终端器件，完成相应动作。

4.如权利要求1所述的海底设备远程交互控制系统，其特征在于，所述岸基设备内设置有第一激光器、逻辑处理器、驱动电路、调制设备、第二激光器、光电转换模块和检测电路；

第一激光器，用于：产生控制波长λ1，并将其作为控制信道接入调制设备；

逻辑处理器，用于：接收NMS系统下发的控制交互指令，将控制交互指令与目标海底设备的识别码按照特定帧格式进行数字编码后，传递给驱动电路；对检测电路传来的状态信息的数字信号进行解码，并将解码后的目标海底设备的状态信息显示在NMS系统上；

驱动电路，用于：接收逻辑处理器发来的编码信息的数字信号，并进行相应的模拟电信号编程后驱动调制设备；

调制设备，用于：在驱动电路的控制下，通过调制λ1的光功率强度，按照一定的比例深度在时域上进行周期性波动，从而将编码信息的模拟电信号转变为光层信息，并向所有海底设备进行广播发送；

第二激光器，用于：产生查询波长λ2，并将其作为查询信道传输至目标海底设备；

光电转换模块，用于：接收目标海底设备通过查询信道λ2返回的带有状态信息的光层信息，将其转换为模拟电信号输出至检测电路；

检测电路，用于：将接收到的模拟电信号进行电信号解调，过滤出状态信息的模拟电信号后转换为数字信号传递给逻辑处理器。

5.如权利要求1所述的海底设备远程交互控制系统，其特征在于，所述海底设备内设置有滤波光路结构、光电转换模块、检测电路、逻辑处理器、驱动电路和调制设备；

滤波光路结构，用于：对控制波长λ1进行分离以及对查询波长λ2进行合入；

光电转换模块，用于：接收控制信道λ1的光层信息并将其转换为模拟电信号，输出至检测电路；

检测电路，用于：将接收到的模拟电信号进行电信号解调和检测，过滤出编码信息后，将编码信息的模拟电信号转换为数字信号后传递给逻辑处理器；

逻辑处理器，用于：对编码信息的数字信号进行解码，得到目标海底设备的识别码与控制交互指令；若目标海底设备的识别码与本设备的识别码相同，则按照控制交互指令查找需要动作的终端器件，并下发相应动作的电信号给终端器件，完成相应动作；若解码得到的控制交互指令中包含状态查询指令，则根据设备状态查询指令获取当前海底设备的状态信息，对其进行数字编码后，传递给驱动电路；

驱动电路，用于：接收逻辑处理器发来的状态信息的数字信号，进行相应的模拟电信号编程后驱动调制设备；

调制设备，用于：在驱动电路的控制下，通过调制λ2的光功率强度，按照一定的比例深度在时域上进行周期性波动，从而将状态信息的模拟电信号转变为光层信息，并通过滤波光路结构回传至岸基设备。

6.如权利要求5所述的海底设备远程交互控制系统，其特征在于：所述滤波光路结构包括CP器件、FIL器件和WDM器件；所述CP器件与FIL器件共同实现控制波长λ1的分离，所述WDM器件用于实现查询波长λ2的合入，且所述滤波光路结构具备主干双向、分支方向三个方向的任意分离与合入。

7.如权利要求1所述的海底设备远程交互控制系统，其特征在于，所述特定帧格式包括：帧头、目标海底设备识别码、控制码元以及结束码。

8.一种基于权利要求1至7中任一项所述系统的海底设备远程交互控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

A、岸基设备接收工作人员通过NMS系统下发的控制交互指令；将控制交互指令与目标海底设备的识别码按照特定帧格式进行编码；并采用波长λ1作为控制信道，通过对λ1进行连续调制，将编码后的信息向所有海底设备进行广播发送；

B、海底设备收到岸基设备的广播后，滤出控制信道λ1，对λ1进行光电转换后解码出目标海底设备的识别码与控制交互指令；将目标海底设备的识别码与本设备的识别码进行比对，若一致则按照控制交互指令查找需要动作的终端器件，并下发相应动作的电信号给终端器件，完成相应动作；

当岸基设备接收的控制交互指令中包含有设备状态查询指令时，岸基设备利用控制信道λ1，将设备状态查询指令向所有海底设备进行广播发送；同时，将波长λ2作为查询信道，传输至目标海底设备；

海底设备收到岸基设备通过控制信道λ1广播的设备状态查询指令后，若本设备为目标海底设备，则根据设备状态查询指令获取当前海底设备的状态信息，将状态信息进行编码后调制到查询信道λ2上进行回传；

岸基设备收到目标海底设备通过查询信道λ2返回的状态信息后，进行解码并显示在NMS系统上。

Images