CN114362876B - 一种基于码分复用的波长标签传输方法、设备及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于码分复用的波长标签传输方法、设备及系统，涉及波长标签领域，该方法包括：将不同波长的光传输信号利用正交码组中不同的正交码加载对应的标签信号，生成波长标签信号；将各波长标签信号合波形成波分复用信号以进行传输。本发明可以优化光标签系统的性能，提高其实用性以及稳定性。

Description

一种基于码分复用的波长标签传输方法、设备及系统

技术领域

本发明涉及波长标签领域，具体涉及一种基于码分复用的波长标签传输方法、设备及系统。

背景技术

随着光纤通信系统的快速发展，对系统的可靠性和稳定性提出了更高的要求。为了保证光网络的正常运行和维护，在线性能监测和网络管理信息的传输至关重要。由于光标签信号对传输信号本身影响较小，因此，光标签标记技术在这样的环境下就可以发挥重要作用。通常情况下光标签技术主要基于子载波复用光标签、频移键控(Frequency-shiftkeying，FSK)调制光标签和光时分复用光标签等。

近年来，实际应用中对光标签技术提出更高的要求，在满足原有功能的同时，需要对系统结构简化以及性能提升，如需要在单一接收端的条件下对所有的标签信号进行接收，并且能够完全恢复所有标签信号。同时这些标签信号都能够实现透明的传输，即可自定义可需要的格式，满足不同传输协议的传输要求。然而这些功能是原有的标签系统不能，或者不能完全实现的。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明第一方面提供一种基于码分复用的波长标签传输方法，其可以优化光标签系统的性能，提高其实用性以及稳定性。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种基于码分复用的波长标签传输方法，该方法包括以下步骤：

将不同波长的光传输信号利用正交码组中不同的正交码加载对应的标签信号，生成波长标签信号；

将各波长标签信号合波形成波分复用信号以进行传输。

一些实施例中，所述将不同波长的光传输信号利用正交码组中不同的正交码加载对应的标签信号，生成波长标签信号，包括：

根据光传输信号的波长种类确定正交码组包括的正交码数量和正交码维度；

为每个波长下的光传输信号选择一个正交码作为该波长的发送正交码；

建立每个波长下对应的标签信号和发送正交码的映射关系，完成从标签信号到正交码信号的映射；

将正交码信号作为调制信号对光传输信号进行调制生成波长标签信号。

一些实施例中，所述建立每个波长下对应的标签信号和发送正交码的映射关系，完成从标签信号到正交码信号的映射，包括：

当标签信号为比特序列时，若标签信号的发送信号为1，正交码信号为发送正交码本身，若标签信号的发送信号为0，正交码信号为发送正交码的反码。

本发明第二方面提供一种基于码分复用的波长标签传输设备，其可以优化光标签系统的性能，提高其实用性以及稳定性。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种基于码分复用的波长标签传输设备，包括：

多个波长标签生成装置，其用于将不同波长的光传输信号利用正交码组中不同的正交码加载对应的标签信号，生成波长标签信号；

一合波器，其用于将各个所述波长标签生成装置输出的波长标签信号进行合波，以形成波分复用信号。

本发明第三方面还提供另一种基于码分复用的波长标签传输方法，其可以优化光标签系统的性能，提高其实用性以及稳定性。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种基于码分复用的波长标签传输方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

将不同波长的光传输信号利用正交码组中不同的正交码加载对应的标签信号，生成波长标签信号；

将各波长标签信号合波形成波分复用信号以进行传输；

利用一光电探测器接收所述波分复用信号，进行解复用以恢复各波长标签信号。

一些实施例中，所述将不同波长的光传输信号利用正交码组中不同的正交码加载对应的标签信号，生成波长标签信号，包括：

根据光传输信号的波长种类确定正交码组包括的正交码数量和正交码维度；

为每个波长下的光传输信号选择一个正交码作为该波长的发送正交码；

建立每个波长下对应的标签信号和发送正交码的映射关系，完成从标签信号到正交码信号的映射；

将正交码信号作为调制信号对光传输信号进行调制生成波长标签信号。

一些实施例中，所述建立每个波长下对应的标签信号和发送正交码的映射关系，完成从标签信号到正交码信号的映射，包括：

当标签信号为比特序列时，若标签信号的发送信号为1，正交码信号为发送正交码本身，若标签信号的发送信号为0，正交码信号为发送正交码的反码。

一些实施例中，所述利用一光电探测器接收所述波分复用信号，进行解复用以恢复各波长标签信号，包括；

利用一光电探测器接收所述波分复用信号，并将所述波分复用信号恢复为电信号；

对电信号通过采样得到数字信号；

对采样得到的信号进行基于数字处理的码分解复用算法以恢复各波长标签信号。

一些实施例中，在对电信号通过采样得到数字信号前，还包括：

使用电滤波器滤波消除光传输信号产生的拍频信号的影响。

本发明第四方面还提供另一种基于码分复用的波长标签传输系统，其可以优化光标签系统的性能，提高其实用性以及稳定性。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种基于码分复用的波长标签传输系统，包括：

发送端传输设备，其包括，

-多个波长标签生成装置，其用于将不同波长的光传输信号利用正交码组中不同的正交码加载对应的标签信号，生成波长标签信号；

-一合波器，其用于将各个所述波长标签生成装置输出的波长标签信号进行合波，以形成波分复用信号；

接收端传输设备，其包括一用于接收所述波分复用信号的光电探测器，且所述接收端传输设备还用于对所述波分复用信号进行解复用以恢复各波长标签信号。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明中的基于码分复用的波长标签传输方法，其利用正交码的性能特点，即在发送端调制的标签信号在时域采用强度调制加载，且易于复用进行合并传输，与原有系统相兼容，因此有效的提升了波长标签系统在实际应用中的实用性都有利于提升系统的稳定性，可靠性以及可扩展性。

附图说明

图1为本发明实施例中一种基于码分复用的波长标签传输方法的流程图；

图2为图1中步骤S1的流程图；

图3为本发明实施例中另一种基于码分复用的波长标签传输方法的流程图；

图4为本发明实施例中基于码分复用的波长标签传输系统的流结构框图。

具体实施方式

针对为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

参见图1所示，本发明实施例提供一种基于码分复用的波长标签传输方法，该方法包括以下步骤：

S1.将不同波长的光传输信号利用正交码组中不同的正交码加载对应的标签信号，生成波长标签信号。

S2.将各波长标签信号合波形成波分复用信号以进行传输。

值得说明的是，本发明实施例在发送端使不同波长的光传输信号利用不同的正交码加载对应的标签信号，这样就能够使得不同波长的光传输信号合波后，其标签信号能实现码分复用。而且在接收端仅通过一个光电探测器对复用信号进行接收就能获取全部的标签信号，之后通过数字信号处理算法即可对不同波长的标签信号分别进行解调，实现标签信号的恢复。

在具体的实现中，参见图2所示，步骤S1具体包括：

S11.根据光传输信号的波长种类确定正交码组包括的正交码数量和正交码维度。

也就是说，如果光传输信号的波长种类有N种，那么正交码数量为N，正交码的维度也为N。

S12.为每个波长下的光传输信号选择一个正交码作为该波长的发送正交码。

S13.建立每个波长下对应的标签信号和发送正交码的映射关系，完成从标签信号到正交码信号的映射。

S14.将正交码信号作为调制信号对光传输信号进行调制生成波长标签信号。

下面以一个具体的例子来进行说明：

本发明实施例基于码分复用，设定一种正交码有以下特征，其为一组有N个相互正交的码组即{S₁,S₂,……S_N}，其中每一个正交码包括N位比特，即S_i＝{a₁,a₂,……，a_N},其中a_i为1或者-1；其码组满足下面特征：

当i＝j时S_i*S_j＝N；当i≠j时S_i*S_j＝0；

参见图所示，因此，根据上述关系，以第i路信号为例，当标签信号发送数据为‘1’时，正交码信号为正交码本身S_i即生成{a₁,a₂,……，a_N}输出数据，当标签信号发送数据为‘0’时，正交码信号为正交码S_i反码即生成{-a1,-a2,……，-aN}输出数据。其他波长依次类推，这样就完成从标签信号到正交码信号的映射。然后正交码信号作为调制信号分别输入到强度调制器中对已调光信号即光传输信号进行光标签信号调制，完成调制后输出每个波长的光传输信号都携带基于特定正交码编码后的标签信号。之后通过合波器合波形成波分复用信号，输入光纤进行传输。这样就完成发送端的波长标签生成步骤。此时光传输信号通过波分复用进行传输，而光标签信号通过码分复用进行传输。

综上所述，本发明中的基于码分复用的波长标签传输方法，其利用正交码的性能特点，即在发送端调制的标签信号在时域采用强度调制加载，且易于复用进行合并传输，与原有系统相兼容，因此有效的提升了波长标签系统在实际应用中的实用性都有利于提升系统的稳定性，可靠性以及可扩展性。

与此同时，本发明实施例还提供一种基于码分复用的波长标签传输设备，其包括多个波长标签生成装置和一合波器。

其中，多个波长标签生成装置用于将不同波长的光传输信号利用正交码组中不同的正交码加载对应的标签信号，生成波长标签信号。合波器用于将各个所述波长标签生成装置输出的波长标签信号进行合波，以形成波分复用信号。

具体地，每个波长标签生成装置均包括正交码映射器和强度调制器，正交码映射器基于正交码组中不同的正交码将与光传输信号对应的标签信号进行正交码映射，以完成标签信号到正交码信号的映射，强度调制器用于将正交码信号作为调制信号对已调光信号即光传输信号进行光标签信号调制，完成调制后输出每个波长的光传输信号都携带基于特定正交码编码后的标签信号。之后通过合波器合波形成波分复用信号，输入光纤进行传输。

综上所述，本发明中的基于码分复用的波长标签传输设备，其利用正交码的性能特点，即在发送端调制的标签信号在时域采用强度调制加载，且易于复用进行合并传输，与原有系统相兼容，因此有效的提升了波长标签系统在实际应用中的实用性都有利于提升系统的稳定性，可靠性以及可扩展性。

与此同时，参见图3所示，本发明实施例还提供另一种基于码分复用的波长标签传输方法，该方法包括以下步骤：

S1’.将不同波长的光传输信号利用正交码组中不同的正交码加载对应的标签信号，生成波长标签信号。

具体实现中，步骤S1’包括：

根据光传输信号的波长种类确定正交码组包括的正交码数量和正交码维度；为每个波长下的光传输信号选择一个正交码作为该波长的发送正交码；建立每个波长下对应的标签信号和发送正交码的映射关系，完成从标签信号到正交码信号的映射；将正交码信号作为调制信号对光传输信号进行调制生成波长标签信号。

值得说明的是，为了建立每个波长下对应的标签信号和发送正交码的映射关系，完成从标签信号到正交码信号的映射，可以是：

当标签信号为比特序列时，若标签信号的发送信号为1，正交码信号为发送正交码本身，若标签信号的发送信号为0，正交码信号为发送正交码的反码。

S2’.将各波长标签信号合波形成波分复用信号以进行传输。

S3’.利用一光电探测器接收所述波分复用信号，进行解复用以恢复各波长标签信号。

具体实现中，步骤S3’包括：

利用一光电探测器接收所述波分复用信号，并将所述波分复用信号恢复为电信号；对电信号通过采样得到数字信号；对采样得到的信号进行基于数字处理的码分解复用算法以恢复各波长标签信号。

值得说明的是，为了消除干扰，在对电信号通过采样得到数字信号前，还包括：使用电滤波器滤波消除光传输信号产生的拍频信号的影响。

下面以一个具体的例子来进行说明：

本发明实施例基于码分复用，设定一种正交码有以下特征，其为一组有N个相互正交的码组即{S₁,S₂,……S_N}，其中每一个正交码包括N位比特，即S_i＝{a₁,a₂,……，a_N},其中a_i为1或者-1；其码组满足下面特征：

当i＝j时S_i*S_j＝N；当i≠j时S_i*S_j＝0；

因此，根据上述关系，以第i路信号为例，当标签信号发送数据为‘1’时，正交码信号为正交码本身S_i即生成{a₁,a₂,……，a_N}输出数据，当标签信号发送数据为‘0’时，正交码信号为正交码S_i反码即生成{-a1,-a2,……，-aN}输出数据。其他波长依次类推，这样就完成从标签信号到正交码信号的映射。然后正交码信号作为调制信号分别输入到强度调制器中对已调光信号即光传输信号进行光标签信号调制，完成调制后输出每个波长的光传输信号都携带基于特定正交码编码后的标签信号。之后通过合波器合波形成波分复用信号，输入光纤进行传输。这样就完成发送端的波长标签生成步骤。此时光传输信号通过波分复用进行传输，而光标签信号通过码分复用进行传输。

在接收端，接收信号首先通过光电探测器将发送的光信号转换为电信号，之后通过电滤波器进行滤波以去除带外噪声，然后再通过模数转换器对其进行采样，然后对采样后的信号进入数字信号处理器进行波长标签的检测。其具体检测方法如下，当设定收到数据为X，其中一串长度为N的序列为{X₁,X₂,……，X_N},该序列是不大于N组的正交序列叠加的结果，因此将其分别于N组正交序列做相关运算，即：

X*S_i＝a₁x₁+a₂x₂+……+a_Nx_N,其中i＝1,2,3……N

当X*S_i>L时候，表明第i个正交码有信号，且输出为符号1；

当X*S_i>-L时候，表明第i个正交码有信号，且输出为符号-1；

其中L为常数，最佳值取决于实际系统的噪声。

这样对N组正交码分别做相关运算后，可以了解到N个波长是否含有标签信号，且标签信号是什么。在对X进行长度为N滑动窗口计算，就可依次得到不同波长输出标签信号具体比特流，这样就能实现多波长标签信号码分复用的解复用算法。

综上所述，本发明中的另一种基于码分复用的波长标签传输方法，利用正交码的性能特点，即在发送端调制的标签信号在时域采用强度调制加载，且易于复用进行合并传输，与原有系统相兼容，而在接收端解调正交码时解调算法简单有利于优化系统结构，且其调制方案对信号透明适用于不同格式信号的传输，有利于系统协议升级应用。因此，该方法有效的提升了波长标签系统在实际应用中的实用性，简化接收端系统结构，扩展其标签信号的适用范围，这些都有利于提升系统的稳定性，可靠性以及可扩展性。

与此同时，参见图4所示，本发明实施例还提供一种基于码分复用的波长标签传输系统，其包括发送端传输设备和接收端传输设备。发送端传输设备包括多个波长标签生成装置和一合波器。

其中，多个波长标签生成装置用于将不同波长的光传输信号利用正交码组中不同的正交码加载对应的标签信号，生成波长标签信号。合波器用于将各个所述波长标签生成装置输出的波长标签信号进行合波，以形成波分复用信号。

具体地，每个波长标签生成装置均包括正交码映射器和强度调制器，正交码映射器基于正交码组中不同的正交码将与光传输信号对应的标签信号进行正交码映射，以完成标签信号到正交码信号的映射，强度调制器用于将正交码信号作为调制信号对已调光信号即光传输信号进行光标签信号调制，完成调制后输出每个波长的光传输信号都携带基于特定正交码编码后的标签信号。之后通过合波器合波形成波分复用信号，输入光纤进行传输。

接收端传输设备包括一用于接收所述波分复用信号的光电探测器，且所述接收端传输设备还用于对所述波分复用信号进行解复用以恢复各波长标签信号。

具体而言，接收端传输设备还包括电滤波器、模数转换器和数字信号处理器。

电滤波器用于消除光传输信号产生的拍频信号的影响，模数转换器用于对电信号通过采样得到数字信号，数字信号处理器用于对采样得到的信号进行基于数字处理的码分解复用算法以恢复各波长标签信号。

综上所述，本发明中的基于码分复用的波长标签传输系统，利用正交码的性能特点，即在发送端调制的标签信号在时域采用强度调制加载，且易于复用进行合并传输，与原有系统相兼容，而在接收端解调正交码时解调算法简单有利于优化系统结构，且其调制方案对信号透明适用于不同格式信号的传输，有利于系统协议升级应用。因此，该方法有效的提升了波长标签系统在实际应用中的实用性，简化接收端系统结构，扩展其标签信号的适用范围，这些都有利于提升系统的稳定性，可靠性以及可扩展性。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种基于码分复用的波长标签传输方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

将不同波长的光传输信号利用正交码组中不同的正交码加载对应的标签信号，生成波长标签信号；

将各波长标签信号合波形成波分复用信号以进行传输；

其中，所述将不同波长的光传输信号利用正交码组中不同的正交码加载对应的标签信号，生成波长标签信号，包括：

根据光传输信号的波长种类确定正交码组包括的正交码数量和正交码维度；

为每个波长下的光传输信号选择一个正交码作为该波长的发送正交码；

建立每个波长下对应的标签信号和发送正交码的映射关系，完成从标签信号到正交码信号的映射；

将正交码信号作为调制信号对光传输信号进行调制生成波长标签信号；

所述建立每个波长下对应的标签信号和发送正交码的映射关系，完成从标签信号到正交码信号的映射，包括：

设置一组有N个相互正交的码组{S₁,S₂,……S_N}，其中每一个正交码包括N位比特，S_i＝{a₁,a₂,……，a_N}，其中a_i为1或者-1，且码组满足：当i＝j时S_i*S_j＝N；当i≠j时S_i*S_j＝0；

当标签信号为比特序列时，若标签信号的发送信号为1，正交码信号为正交码本身S_i，生成{a₁,a₂,……，a_N}输出数据，若标签信号的发送信号为0，正交码信号为发送正交码的反码，生成{-a1,-a2,……，-a_N}输出数据。

2.一种实现如权利要求1所述的基于码分复用的波长标签传输方法的基于码分复用的波长标签传输设备，其特征在于，包括：

多个波长标签生成装置，其用于将不同波长的光传输信号利用正交码组中不同的正交码加载对应的标签信号，生成波长标签信号；

一合波器，其用于将各个所述波长标签生成装置输出的波长标签信号进行合波，以形成波分复用信号。

3.一种基于码分复用的波长标签传输方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

将不同波长的光传输信号利用正交码组中不同的正交码加载对应的标签信号，生成波长标签信号；

将各波长标签信号合波形成波分复用信号以进行传输；

利用一光电探测器接收所述波分复用信号，进行解复用以恢复各波长标签信号；

其中，所述将不同波长的光传输信号利用正交码组中不同的正交码加载对应的标签信号，生成波长标签信号，包括：

根据光传输信号的波长种类确定正交码组包括的正交码数量和正交码维度；

为每个波长下的光传输信号选择一个正交码作为该波长的发送正交码；

建立每个波长下对应的标签信号和发送正交码的映射关系，完成从标签信号到正交码信号的映射；

将正交码信号作为调制信号对光传输信号进行调制生成波长标签信号；

所述建立每个波长下对应的标签信号和发送正交码的映射关系，完成从标签信号到正交码信号的映射，包括：

设置一组有N个相互正交的码组{S₁,S₂,……S_N}，其中每一个正交码包括N位比特，S_i＝{a₁,a₂,……，a_N}，其中a_i为1或者-1，且码组满足：当i＝j时S_i*S_j＝N；当i≠j时S_i*S_j＝0；

当标签信号为比特序列时，若标签信号的发送信号为1，正交码信号为正交码本身S_i，生成{a₁,a₂,……，a_N}输出数据，若标签信号的发送信号为0，正交码信号为发送正交码的反码，生成{-a1,-a2,……，-a_N}输出数据。

4.如权利要求3所述的一种基于码分复用的波长标签传输方法，其特征在于，所述利用一光电探测器接收所述波分复用信号，进行解复用以恢复各波长标签信号，包括；

利用一光电探测器接收所述波分复用信号，并将所述波分复用信号恢复为电信号；

对电信号通过采样得到数字信号；

对采样得到的信号进行基于数字处理的码分解复用算法以恢复各波长标签信号。

5.如权利要求4所述的一种基于码分复用的波长标签传输方法，其特征在于，在对电信号通过采样得到数字信号前，还包括：

使用电滤波器滤波消除光传输信号产生的拍频信号的影响。

6.一种实现如权利要求3所述的基于码分复用的波长标签传输方法的基于码分复用的波长标签传输系统，其特征在于，包括：

发送端传输设备，其包括，

-多个波长标签生成装置，其用于将不同波长的光传输信号利用正交码组中不同的正交码加载对应的标签信号，生成波长标签信号；

-一合波器，其用于将各个所述波长标签生成装置输出的波长标签信号进行合波，以形成波分复用信号；

接收端传输设备，其包括一用于接收所述波分复用信号的光电探测器，且所述接收端传输设备还用于对所述波分复用信号进行解复用以恢复各波长标签信号。