CN115550084B - 基于水下混合通信的并联触发式光纤收发唤醒系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于水下混合通信的并联触发式光纤收发唤醒系统及方法，其光纤‑水声混合通信装置中包括光纤模块、水声模块及微处理器；光纤模块包括光纤收发器B、光纤通信请求监控装置及光强检测模块；光纤收发器B和光强检测模块均与光纤通信请求监控装置连接；还包括光纤收发器B的电源开关；光纤收发器B的电源开关和光强检测模块均与微处理器连接。本发明可以光纤‑水声混合通信装置为水下通信基站搭建水下光纤‑水声混合通信网络，形成所需的信息覆盖区域，可实现与外部远端装置远距离、大带宽、传输延时小、性能稳定的信息传输，同时通过并联触发式的唤醒机制，在水下通信网络中巧妙实现了水声通信与光纤通信的结合使用，功耗低，兼容性好。

Description

基于水下混合通信的并联触发式光纤收发唤醒系统及方法

技术领域

本发明涉及水下通信技术领域，具体涉及一种水下光纤收发唤醒系统及方法。

背景技术

水下平台如潜标、浮标、无人潜器等之间常常存在数据交互的需求，声波是目前水下能够远距离传播的最有效信息载体。传统的水声通信方式具有灵活的数据传输能力，但是其在远程通信时数据率低、误码率高、传播延时大，不利于水下平台的数据交换。

光纤通信具有传输距离远、带宽大、传输延时小等特点。现有技术中，普通的光纤通信速度高达100M、1000M，使用百兆千兆以太网通信协议，光纤通信具有带宽大，抗干扰能力强的特点。不过现有技术中市售光纤收发器在开机后为维持链路正常，光源就持续打开，始终有光信号发出，由于光纤收发器光源常态时处于开启状态，功耗大，造成很大的能源消耗，使其应用于水下这种能源受限的地方受到非常大的限制，特别是在水下无人值守，仅靠几块电池供电，要想做到水下长时间工作显然是不合适的，因此对于水下以电池提供能源的无人平台而言，直接应用现有技术中提供的光纤收发器受到极大的制约。

值得强调的是，目前现有技术中的光纤收发器的速率多在10M、100M、1000M等，而在陆地上实现kbps速率通信的手段有很多，所以基于本领域技术人员的普遍存在的技术认知，通常认为，从来不用光纤来实现kbps级别的速率通信，以免浪费。基于此，也不会想到将光纤通信应用到kbps级别的水声通信中去。同时，将这样的光纤收发器和水声通信系统结合使用，本领域技术人员普遍存在的技术认知通常认为，一是速率过高没必要，二是速率远远高于水声通信系统，速率的不匹配可能会造成数据的拥塞，三是现有技术中的光纤收发器功耗高，如前所述，无法有效适用于水下通信的复杂应用环境。

因此是否可以克服本领域的常规技术认知和偏见，考虑将有缆光纤通信应用到水下通信中去，或者是否可以考虑在水下通信网络中结合使用水声通信与有缆光纤通信，如结合使用又该如何保证通信灵活的同时实现远程高效的数据传输，且克服前述制约应用的难点……以上这些问题，亟待逐步解决。

发明内容

发明目的：本发明为了解决现有技术的不足，提供了一种基于水下混合通信的并联触发式光纤收发唤醒系统，同时提供了一种基于水下混合通信的并联触发式光纤收发唤醒方法，还提供了一种具有并联触发式光纤收发唤醒及休眠的水下混合通信网络。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供的一种基于水下混合通信的并联触发式光纤收发唤醒系统，其包括光纤-水声混合通信装置；所述光纤-水声混合通信装置中包括光纤模块、水声模块以及微处理器；所述光纤模块、水声模块均与微处理器连接；

所述光纤模块包括光纤收发器B、光纤通信请求监控装置以及光强检测模块；所述光纤收发器B和光强检测模块均与光纤通信请求监控装置连接；

还包括光纤收发器B的电源开关；所述光纤收发器B的电源开关和光强检测模块均与微处理器连接。

优选的，所述光纤-水声混合通信装置的水声模块中设有水声模块值班电路；所述水声模块值班电路与微处理器连接。

作为优选的，所述光纤通信请求监控装置包括光纤耦合器；

所述光纤耦合器的输入端口通过光纤与外部远端的光纤收发器A的光口连接；

光纤耦合器的其中一路输出端口与本地的光纤收发器B的光口连接，其中另一路输出端口与光强检测模块连接；

所述光强检测模块与本地的微处理器信号连接。

优选的，所述光纤耦合器为1x2形式或2x2形式的光纤耦合器。

作为优选的，所述光强检测模块包括光电检测元器件。

进一步优选的，其中光纤耦合器的第一输出端口占所有输出端口的光束能量比例大于50％；光纤耦合器的第二输出端口占所有输出端口的光束能量比例小于50％；光纤耦合器的第一输出端口与本地的光纤收发器B的光口连接，光纤耦合器的第二输出端口与光强检测模块连接。

优选的，相互通信的不同光纤-水声混合通信装置之间通过光纤连接；各光纤-水声混合通信装置与外部潜器之间通过水声通信方式传输数据。

本发明同时提供了一种具有并联触发式光纤收发唤醒及休眠的水下混合通信网络，其包括若干潜器，以及在海域布放的、作为水下通信基站的、如权利要求1～5任一所述的基于水下混合通信的并联触发式光纤收发唤醒系统中的若干光纤-水声混合通信装置，形成所需的信息覆盖区域；

该水下混合通信网络中，相互通信的光纤-水声混合通信装置之间通过光纤连接；

该水下混合通信网络中，所述潜器和光纤-水声混合通信装置之间通过水声通信方式传输数据。

本发明同时提供了一种基于水下混合通信的并联触发式光纤收发唤醒方法，其包括如下步骤：光纤收发器进入休眠模式的步骤，以及唤醒光纤收发器进入工作模式的步骤；

所述光纤收发器进入休眠模式的步骤中：当位于水下的光纤收发器无通信任务时，断开光纤收发器电源使其处于休眠模式等待唤醒；其包括：

初始化进入休眠模式的步骤；

水声唤醒执行通信任务结束后进入休眠模式的步骤；

光唤醒执行通信任务结束后进入休眠模式的步骤；

所述唤醒光纤收发器进入工作模式的步骤，包括：打开本地的光纤收发器B的电源开关，实现唤醒使其处于工作模式执行通信任务；其包括两种唤醒模式：水声唤醒模式和光唤醒模式；

其中水声唤醒模式和光唤醒模式为并联触发模式，并联控制光纤收发器B的电源实现系统唤醒；

所述唤醒光纤收发器进入工作模式的步骤的优先级，高于光纤收发器进入休眠模式的步骤的优先级，本地光纤收发器执行通信任务的工作模式的优先级高于休眠模式的优先级。

进一步优选的，所述光纤收发器进入休眠模式的步骤中：

所述初始化进入休眠模式的步骤，具体包括：初始化时，断开本地光纤收发器B的电源开关，使光纤收发器B进入休眠模式等待唤醒；

所述水声唤醒执行通信任务结束后进入休眠模式的步骤，具体包括：当水声唤醒模式启动的水声链路方向的通信任务执行结束，水声模块进入值班状态，此时如也没有其他通信任务，则断开本地光纤收发器B的电源开关，使光纤收发器B进入休眠模式等待下一次唤醒；

所述光唤醒执行通信任务结束后进入休眠模式的步骤，具体包括：当光唤醒模式启动的光纤链路方向的通信任务执行结束，光强检测模块通过光纤通信请求监控装置监控到远端的光纤收发器A没有通信请求时，此时如也没有其他通信任务，则断开本地光纤收发器B的电源开关，使光纤收发器B进入休眠模式等待下一次唤醒。

进一步优选的，所述唤醒光纤收发器进入工作模式的步骤中：

所述水声唤醒模式，包括：当在休眠模式下处于值班状态的水声模块接收到水声激活信号时，打开本地光纤收发器B的电源开关，实现本地光纤收发器B的唤醒使其处于工作模式以执行水声链路方向的通信任务；

所述光唤醒模式，包括：当光强检测模块通过光纤通信请求监控装置监控到远端的光纤收发器A有通信请求时，打开本地光纤收发器B的电源开关，实现光纤收发器B的唤醒使其处于工作模式以执行光纤链路方向的通信任务。

优选的，其中水声唤醒模式和光唤醒模式的优先级相同。

进一步优选的，光强检测模块通过光纤通信请求监控装置监控远端的光纤收发器是否有通信请求，包括：当光强检测模块检测到的光强高于某一预设阈值时，表示通过光纤与该光纤耦合器的输入端口连接的远端的光纤收发器A有通信请求；当光强检测模块检测到的光强小于等于某一预设阈值时，表示通过光纤与该光纤耦合器的输入端口连接的远端的光纤收发器A没有通信请求。

进一步优选的，当光强检测模块判断远端的光纤收发器A有通信请求时，通过微处理器打开本地光纤收发器B的电源开关，实现光纤收发器B的唤醒使其处于工作模式以执行光纤链路方向的通信任务；当该光纤链路方向的通信任务执行结束，光强检测模块判断远端的光纤收发器A没有通信请求时，此时如也没有其他通信任务，则通过微处理器断开本地光纤收发器B的电源开关，使光纤收发器B进入休眠模式等待下一次唤醒。

作为优选的，当位于水下的光纤收发器无通信任务时，关断光纤收发器电源使其处于休眠模式等待唤醒，包括：当光强检测模块判断远端的光纤收发器A、和本地处于值班状态的水声模块均没有通信请求时，断开本地的光纤收发器B的电源开关，使其处于休眠模式等待下一次唤醒。

本发明同时提供了任一上述的基于水下混合通信的并联触发式光纤收发唤醒方法在通过光纤连接的大于100公里的两个光纤-水声混合通信装置之间的应用。

本发明同时提供了一种计算机设备，其包括：一个或多个处理器；以及一个或多个存储器；以及一个或多个程序，其中所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述程序被处理器执行时实现如上任一所述的基于水下混合通信的并联触发式光纤收发唤醒方法的步骤。

本发明同时提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一所述的基于水下混合通信的并联触发式光纤收发唤醒方法的步骤。

有益效果：相比于现有技术，本发明提供的基于水下混合通信的并联触发式光纤收发唤醒系统及方法，克服了本领域的常规技术认知和技术偏见，将具有休眠与唤醒功能的水下光纤通信和水声通信巧妙结合起来应用在水下通信中，克服了传统单一水声通信的不足，结合了光纤通信和水声通信的优点，一方面可以以光纤-水声混合通信装置为水下通信基站搭建水下光纤-水声混合通信网络，形成所需的信息覆盖区域，另一方面可以实现光纤-水声混合通信装置与外部远端装置/设备(如另一个光纤-水声混合通信装置或水面船上的光纤收发器或控制装置等)远距离、大带宽、传输延时小、性能稳定的信息传输，第三方面混合通信装置之间通过光纤连接传输数据的同时，可通过水声模块接收水声无线数据，水声与有缆光纤在水下通信网络中结合使用，结构合理巧妙，可保证通信灵活的同时实现远程高效的数据传输，有效结合了光纤通信和水声通信的双重优势。

同时，本发明提供的并联触发式光纤收发唤醒方法及系统中，光纤收发器使用现有技术中的光纤收发器即可，无需额外设计开发，性能稳定，成本较低，技术成熟，兼容性好。

更为重要的是，在本发明提供的并联触发式光纤收发唤醒方法及系统构造中，当位于水下的光纤收发器无通信任务时，关断光纤收发器电源使其处于休眠模式等待唤醒，相对于传统光纤收发器的工作模式而言，极大降低了功耗，节能环保，且使其可以有效应用于能源受限的水下环境，不再被水下能源有限的问题掣肘，从而可以有效适用于水下通信的复杂应用环境，使得光纤通信在水下应用、以及结合水下光纤通信和水声通信实现水下混合通信提供了技术实现基础。

同时值得强调的是，在本发明提供的并联触发式光纤收发唤醒方法及系统构造中，具有光唤醒和水声唤醒两种模式，且水声唤醒模式和光唤醒模式为并联触发模式，并联控制本地光纤收发器的电源实现光纤收发器的唤醒(使其处于工作模式执行通信任务)，系统控制更为灵活且合理高效。

附图说明

图1为实施例提供的具有并联触发式光纤收发唤醒及休眠的水下混合通信网络的场景示意图；

图2为实施例提供的基于水下混合通信的并联触发式光纤收发唤醒系统的结构原理示意框图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，本实施列对本发明不构成限定。

本实施例提供的一种基于水下混合通信的并联触发式光纤收发唤醒系统(亦可称为水下光纤收发器休眠与唤醒系统)，其包括光纤-水声混合通信装置；所述光纤-水声混合通信装置中包括光纤模块、水声模块以及微处理器；所述光纤模块、水声模块均与微处理器连接；

所述光纤模块包括光纤收发器B、光纤通信请求监控装置以及光强检测模块；所述光纤收发器B和光强检测模块均与光纤通信请求监控装置连接；

如图2所示，所述光纤模块还包括光纤收发器B的电源开关；所述光纤收发器B的电源开关和光强检测模块均与微处理器连接。

本系统中，上述光纤收发器B的电源开关可以直接设在光纤收发器B上，也可以是如图2所示，设于外部供电电源(此处的外部是相对光纤收发器B而言)与光纤收发器B之间。

上述光纤-水声混合通信装置的水声模块中设有水声模块值班电路；所述水声模块值班电路与微处理器连接。也即上述水声模块值班电路和其所在的光纤-水声混合通信装置中的微处理器信号连接。

本实施例中，光纤收发器B的电源开关受外部信号控制(此处的外部是相对光纤收发器B而言)，该外部控制信号由本地的微处理器来提供，该微处理器采用单片机、数字信号处理器或FPGA(现场可编程门阵列)等，光纤收发器B的电源开关采用具有开关功能的器件如继电器。

上述光纤通信请求监控装置包括具有分光功能的光纤耦合器，光纤耦合器可以将输入的光分成能量比为一定比例的多束光，如图2所示，光纤耦合器的其中一路输出端口与本地的光纤收发器B的光口连接，其中另一路输出端口与光强检测模块连接。所述光纤耦合器的输入端口通过光纤与外部远端(也可以说是外部远端装置/设备)的光纤收发器A的光口连接，外部远端(也可以说是外部远端装置/设备)的光纤收发器A的电口与远端控制装置(也即该远端装置/设备的控制装置)信号/电路连接。外部远端的光纤收发器A及远端控制装置，可能位于通过光纤通信连接的另一个光纤-水声混合通信装置中，也可能是通过光纤通信连接的水面船上的光纤收发器或控制装置等。

根据实际应用场景所需，上述光纤耦合器形式可以为1x2或2x2等。在本实施例中，光纤耦合器为1x2形式的光纤耦合器。1x2的光纤耦合器可以将输入的光分成能量比为一定比例的两束光。其中光纤耦合器的第一输出端口的光束占所有输出端口的光束能量比例大于50％；光纤耦合器的第二输出端口的光束占所有输出端口的光束能量比例小于50％。光纤耦合器的第一输出端口与本地的光纤收发器B的光口连接，使大于50％的主要能量输入给本地光纤收发器B进行光通信，光纤耦合器的第二输出端口与光强检测模块连接，使小于50％的少部分能量输入给光强检测模块实现对光强的检测。

上述光强检测模块与本地的(也即所在的光纤-水声混合通信装置中的)微处理器信号连接。上述光强检测模块，亦可称为光强检测单元，其包括光电检测元器件如光敏电阻、光电二极管和/或光电池等来实现对光强的检测。本实施例中，用于安装微处理器的电路板上集成有基于光电检测器件的光强检测模块。

本实施例中，本地的光纤-水声混合通信装置与外部的光纤-水声混合通信装置之间通过光纤连接，也即：相互通信的不同光纤-水声混合通信装置之间通过光纤连接。同时，各光纤-水声混合通信装置与外部潜器之间通过水声通信方式传输数据。

本某些优选实施例中，本地的光纤-水声混合通信装置与外部远端装置/设备(如另一个光纤-水声混合通信装置或水面船上的光纤收发器或控制装置等)之间均通过光纤连接实现数据传输。同时，各光纤-水声混合通信装置与外部潜器之间通过水声通信方式传输数据。

本实施例同时提供了一种具有并联触发式光纤收发唤醒及休眠的水下混合通信网络，其如图1所示，包括若干潜器，以及在海域水下预置布放的、作为水下通信基站的、如上任一所述的基于水下混合通信的并联触发式光纤收发唤醒系统中的若干光纤-水声混合通信装置，形成所需的信息覆盖区域。各光纤-水声混合通信装置之间通过光纤连接，同时可接收水声无线数据。

该水下混合通信网络中，相互通信的不同光纤-水声混合通信装置之间通过光纤连接，也即通过光纤通信连接实现数据传输；

该水下混合通信网络中，所述潜器和光纤-水声混合通信装置之间通过水声通信方式传输数据。

在某些优选实施例中，该水下混合通信网络中，远端装置/设备(如另一个光纤-水声混合通信装置或水面船上的光纤收发器或控制装置等)和与之光纤连接的光纤-水声混合通信装置之间通过光纤通信连接实现数据传输。

具体的，对应如图1所述的场景示意图中，若干潜器包括：第一潜器1、第二潜器2和第三潜器3；在所需海域布放的若干光纤-水声混合通信装置包括：第一光纤-水声混合通信装置4、第二光纤-水声混合通信装置5、第三光纤-水声混合通信装置6和第四光纤-水声混合通信装置7，各光纤-水声混合通信装置中均分别具有光纤模块和水声模块；第二光纤-水声混合通信装置5、第三光纤-水声混合通信装置6和第四光纤-水声混合通信装置7均通过光纤8与第一光纤-水声混合通信装置4连接(也可以说是信号连接或通信连接)实现数据传输；各潜器在采集数据后向距离最近的某一光纤-水声混合通信装置通过水声通信方式传输数据(也即各光纤-水声混合通信装置通过水声模块接收水声无线数据)。上述各光纤-水声混合通信装置之间的距离可根据实际应用场景确定，可以是几十km，也可以是上百km。上述各光纤-水声混合通信装置之间可以直接或间接地相互控制/触发数据通信传输，也可以由光纤连接的其他装置如水面船上的光纤收发器或控制装置等触发数据通信传输。

由此可见，在本实施例提供的基于水下混合通信的并联触发式光纤收发唤醒系统，和具有并联触发式光纤收发唤醒及休眠的水下混合通信网络网络中，光纤主要负责远距离稳健数据传输。传统的水声通信在通信距离为几千米时，通信速率在kbps级别(约为几kbps)，距离更远时速率就要降得更低，否则误码率会非常高，通信会变得不可靠，本实施例利用光纤通信就有效解决了该问题，距离为上百公里时，通信速率仍然能达到几十kbps。

本实施例同时提供了一种基于水下混合通信的并联触发式光纤收发唤醒方法(亦可称为水下光纤收发器休眠与唤醒方法)，其用于如上任一所述的基于水下混合通信的并联触发式光纤收发唤醒系统中，包括：光纤收发器进入休眠模式的步骤(亦可称为使得/触发光纤收发器进入休眠模式的步骤)，以及唤醒光纤收发器进入工作模式的步骤。

上述光纤收发器进入休眠模式的步骤中：当位于水下的光纤收发器无通信任务时，断开(也即关闭或关断)光纤收发器电源使其处于休眠模式等待唤醒；其包括：

初始化进入休眠模式的步骤：初始化时，断开本地光纤收发器B的电源开关，使光纤收发器B进入休眠模式等待下一次唤醒；

水声唤醒执行通信任务结束后进入休眠模式的步骤：当水声唤醒模式启动的水声链路方向的通信任务执行结束，水声模块进入值班状态，此时如也没有其他(如光纤链路方向的)通信任务，则断开本地光纤收发器B的电源开关，使光纤收发器B进入休眠模式等待下一次唤醒；

光唤醒执行通信任务结束后进入休眠模式的步骤：当光唤醒模式启动的光纤链路方向的通信任务执行结束，光强检测模块通过光纤通信请求监控装置监控到远端的光纤收发器A没有通信请求时，此时如也没有其他(如水声链路方向的)通信任务，则通过微处理器断开本地光纤收发器B的电源开关，使光纤收发器B进入休眠模式等待下一次唤醒。

上述唤醒光纤收发器进入工作模式的步骤，包括：打开本地的光纤收发器B的电源开关，实现唤醒使其处于工作模式执行通信任务(如光纤链路方向的通信任务和/或水声链路方向的通信任务)；其包括两种唤醒模式：水声唤醒模式和光唤醒模式。

其中水声唤醒模式和光唤醒模式为并联触发模式，并联控制光纤收发器B的电源实现系统唤醒(也即系统中光纤收发器的唤醒)。

在本方法实施例中，上述唤醒光纤收发器进入工作模式的步骤的优先级，高于光纤收发器进入休眠模式的步骤的优先级，本地光纤收发器执行通信任务的工作模式的优先级高于休眠模式的优先级。也可以说是休眠命令的优先级低于唤醒命令(光唤醒和水声唤醒)的优先级，且休眠模式的优先级低于执行通信任务的工作模式的优先级，当水声通信链路方向或光纤通信链路方向任一存在未完成的通信任务时，休眠的命令将会被忽略也即不会被执行或者延迟询问再执行；若休眠命令与某一唤醒命令同时存在/触发时，则优先执行该唤醒操作，休眠的命令会被忽略。

在本实施例提供的方法和系统中，因为通信任务的触发可能来源于水声通信也可能来自于光纤通信。例如，上一级光纤-水声混合通信装置要触发下一级光纤-水声混合通信装置，则必须通过相互连接的光纤，即进行“光路唤醒(也即光唤醒)”；如果外部的潜器想触发光纤-水声混合通信装置工作，则必须利用水声无线的方式，即“水声唤醒”。因此本实施例中，水声唤醒模式和光唤醒模式为并联触发模式，是“或”的关系，“水声唤醒”和“光路唤醒(也即光唤醒)”两种模式任意一种都能将光纤-水声混合通信装置唤醒，在满足一定条件的前提下也能使其休眠；与此同时，因为本地光纤收发器执行通信任务的工作模式的优先级高于休眠模式的优先级，也即任务优先(可通过判断机制或优先级机制实现)，只要有通信任务启动或进行中，那么休眠命令就不会被执行或者延迟询问再执行，若休眠命令与某一唤醒命令同时存在/触发时，则优先执行唤醒操作，休眠的命令会被忽略。

本实施例中，所述水声链路方向的通信任务即为来源于水声通信触发的通信任务，如外部的潜器利用水声无线的方式触发光纤-水声混合通信装置工作来执行通信任务；所述光纤链路方向的通信任务即为来源于光纤通信触发的通信任务，如上一级光纤-水声混合通信装置通过相互连接的光纤触发下一级光纤-水声混合通信装置工作来执行通信任务(此处下一级相对而言为本地)，当然也可以是水面船上的光纤收发器或控制装置等通过相互连接的光纤触发本地的光纤-水声混合通信装置工作来执行通信任务。

本方法实施例中，上述唤醒光纤收发器进入工作模式的步骤中：

所述水声唤醒模式，包括：当本地光纤收发器B在休眠模式下处于值班状态的水声模块接收到水声激活信号时，通过微处理器打开本地光纤收发器B的电源开关，实现本地光纤收发器B的唤醒使其处于工作模式以执行水声链路方向的通信任务；

所述光唤醒模式，包括：当光强检测模块通过光纤通信请求监控装置监控到远端的光纤收发器A有通信请求时，通过微处理器打开本地光纤收发器B的电源开关，实现光纤收发器B的唤醒使其处于工作模式以执行光纤链路方向的通信任务。

其中水声唤醒模式和光唤醒模式的优先级相同。光纤链路方向的通信任务和水声链路方向的通信任务按照时间先后陆续执行或交替执行。

在本方法实施例中，光强检测模块通过光纤通信请求监控装置监控远端的光纤收发器是否有通信请求，具体包括：当与光纤通信请求监控装置中的光纤耦合器的第二输出端口连接的光强检测模块检测到的光强高于某一预设阈值时，表示通过光纤与该光纤耦合器的输入端口连接的远端的光纤收发器A有通信请求；当光强检测模块检测到的光强小于等于某一预设阈值时，表示通过光纤与该光纤耦合器的输入端口连接的远端的光纤收发器A没有通信请求。

当光强检测模块判断远端的光纤收发器A有通信请求时，光强检测模块的输出信号触发本地微处理器的中断，微处理器打开本地光纤收发器B的电源开关(也可以说是光强检测模块输出触发信号，来触发微处理器打开本地光纤收发器B的电源开关)，实现光纤收发器B的唤醒使其处于工作模式以执行光纤链路方向的通信任务；当该光纤链路方向的通信任务执行结束，光强检测模块判断远端的光纤收发器A没有通信请求时，此时如也没有其他(如水声链路方向的)通信任务，则通过微处理器断开本地光纤收发器B的电源开关，使光纤收发器B进入休眠模式等待下一次唤醒。

在本方法实施例光纤收发器进入休眠模式的步骤中，当位于水下的光纤收发器无通信任务时，关断/关闭/断开光纤收发器电源使其处于休眠模式等待唤醒，具体包括：当光强检测模块判断远端的光纤收发器A没有通信请求，同时本地处于值班状态的水声模块也没有通信请求时(也即当光强检测模块判断远端的光纤收发器A，和本地处于值班状态的水声模块均没有通信请求时)，断开本地的光纤收发器B的电源开关，使其处于休眠模式等待下一次唤醒。

本实施例同时提供了上述基于水下混合通信的并联触发式光纤收发唤醒方法和系统，在通过光纤连接的大于100公里的两个光纤-水声混合通信装置之间的应用。

本发明同时提供了一种计算机设备，其包括：一个或多个处理器；以及一个或多个存储器；以及一个或多个程序，其中所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述程序被处理器执行时实现如上任一所述的基于水下混合通信的并联触发式光纤收发唤醒方法的步骤。

本发明同时提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一所述的基于水下混合通信的并联触发式光纤收发唤醒方法的步骤。

文中所述光纤-水声混合通信装置，亦可简称为光纤水声混合通信装置。文中所述水声模块，亦可称为水声通信模块。文中所述光纤模块，亦可称为光纤通信模块。文中所述本地，也即所在的光纤-水声混合通信装置中。文中所述光纤收发器B，亦可称为第一光纤收发器。文中所述光纤收发器A，亦可称为第二光纤收发器。文中所述km为千米。文中所述“/”，表示或。

文中所述基于水下混合通信的并联触发式光纤收发唤醒系统/方法，亦可称为基于/用于水下混合通信的并联触发式光纤收发休眠唤醒系统/方法，或简称为基于水下混合通信的光纤收发器休眠与唤醒系统/方法，或称为水下混合通信中并联触发式光纤收发唤醒休眠系统/方法，或简称为水下混合通信中光纤收发器休眠与唤醒系统/方法，或简称为并联触发式水下光纤收发器的休眠与唤醒系统/方法，或进一步简称为水下光纤收发器的休眠与唤醒系统/方法。文中所述具有并联触发式光纤收发唤醒及休眠的水下混合通信网络，亦可简称为具有光纤收发唤醒及休眠的水下混合通信网络。

文中所述休眠唤醒系统/方法，亦可称为休眠与唤醒系统/方法，或唤醒休眠系统/方法，或唤醒与休眠系统/方法，或简称为唤醒系统/方法。文中所述光纤收发唤醒及休眠，亦可称为光纤收发休眠及唤醒，或简称为光纤收发唤醒。

本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中。在本发明的上下文中，所述计算机可读存储介质可以被认为是有形的且非暂时性的。非暂时性有形计算机可读存储介质的非限制性示例包括非易失性存储器电路(例如闪存电路、可擦除可编程只读存储器电路或掩膜只读存储器电路)、易失性存储器电路(例如静态随机存取存储器电路或动态随机存取存储器电路)、磁存储介质(例如模拟或数字磁带或硬盘驱动器)和光存储介质(例如CD、DVD或蓝光光盘)等。

用于实施本发明的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

此外，文中如采用特定次序描绘了部分操作，应当理解为要求相关操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行，或者要求相关图示的操作均被执行以取得期望的结果。在一定环境下，多任务和并行处理可能是有利的。同样地，虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本发明的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实现中。相反地，在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实现中。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出以上实施列对本发明不构成限定，相关工作人员在不偏离本发明技术思想的范围内，所进行的等同变换、多样变化和修改，均落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于水下混合通信的并联触发式光纤收发唤醒方法，其特征在于包括如下步骤：光纤收发器进入休眠模式的步骤，以及唤醒光纤收发器进入工作模式的步骤；

所述光纤收发器进入休眠模式的步骤中：当位于水下的光纤收发器无通信任务时，断开光纤收发器电源使其处于休眠模式等待唤醒；其包括：

初始化进入休眠模式的步骤；

水声唤醒执行通信任务结束后进入休眠模式的步骤；

光唤醒执行通信任务结束后进入休眠模式的步骤；

所述唤醒光纤收发器进入工作模式的步骤，包括：打开本地的光纤收发器B的电源开关，实现唤醒使其处于工作模式执行通信任务；其包括两种唤醒模式：水声唤醒模式和光唤醒模式；

其中水声唤醒模式和光唤醒模式为并联触发模式，并联控制光纤收发器B的电源实现系统唤醒；

所述唤醒光纤收发器进入工作模式的步骤的优先级，高于光纤收发器进入休眠模式的步骤的优先级，本地光纤收发器执行通信任务的工作模式的优先级高于休眠模式的优先级；

所述光纤收发器进入休眠模式的步骤中：

所述初始化进入休眠模式的步骤，具体包括：初始化时，断开本地光纤收发器B的电源开关，使光纤收发器B进入休眠模式等待唤醒；

所述水声唤醒执行通信任务结束后进入休眠模式的步骤，具体包括：当水声唤醒模式启动的水声链路方向的通信任务执行结束，水声模块进入值班状态，此时如也没有其他通信任务，则断开本地光纤收发器B的电源开关，使光纤收发器B进入休眠模式等待下一次唤醒；

所述光唤醒执行通信任务结束后进入休眠模式的步骤，具体包括：当光唤醒模式启动的光纤链路方向的通信任务执行结束，光强检测模块通过光纤通信请求监控装置监控到远端的光纤收发器A没有通信请求时，此时如也没有其他通信任务，则断开本地光纤收发器B的电源开关，使光纤收发器B进入休眠模式等待下一次唤醒；

所述唤醒光纤收发器进入工作模式的步骤中：

所述水声唤醒模式，包括：当在休眠模式下处于值班状态的水声模块接收到水声激活信号时，打开本地光纤收发器B的电源开关，实现本地光纤收发器B的唤醒使其处于工作模式以执行水声链路方向的通信任务；

所述光唤醒模式，包括：当光强检测模块通过光纤通信请求监控装置监控到远端的光纤收发器A有通信请求时，打开本地光纤收发器B的电源开关，实现光纤收发器B的唤醒使其处于工作模式以执行光纤链路方向的通信任务；

其中水声唤醒模式和光唤醒模式的优先级相同。

2.根据权利要求1所述的基于水下混合通信的并联触发式光纤收发唤醒方法，其特征在于：

光强检测模块通过光纤通信请求监控装置监控远端的光纤收发器是否有通信请求，包括：当光强检测模块检测到的光强高于某一预设阈值时，表示通过光纤与光纤耦合器的输入端口连接的远端的光纤收发器A有通信请求；当光强检测模块检测到的光强小于等于某一预设阈值时，表示通过光纤与该光纤耦合器的输入端口连接的远端的光纤收发器A没有通信请求；

当光强检测模块判断远端的光纤收发器A有通信请求时，通过微处理器打开本地光纤收发器B的电源开关，实现光纤收发器B的唤醒使其处于工作模式以执行光纤链路方向的通信任务；当该光纤链路方向的通信任务执行结束，光强检测模块判断远端的光纤收发器A没有通信请求时，此时如也没有其他通信任务，则通过微处理器断开本地光纤收发器B的电源开关，使光纤收发器B进入休眠模式等待下一次唤醒；

当位于水下的光纤收发器无通信任务时，关断光纤收发器电源使其处于休眠模式等待唤醒，包括：当光强检测模块判断远端的光纤收发器A，和本地处于值班状态的水声模块均没有通信请求时，断开本地的光纤收发器B的电源开关，使其处于休眠模式等待下一次唤醒。

3.权利要求1~2任一所述的基于水下混合通信的并联触发式光纤收发唤醒方法在通过光纤连接的大于100公里的两个光纤-水声混合通信装置之间的应用。

4.一种基于水下混合通信的并联触发式光纤收发唤醒系统，其特征在于，使用如权利要求1~2任一所述的基于水下混合通信的并联触发式光纤收发唤醒方法；包括光纤-水声混合通信装置；所述光纤-水声混合通信装置中包括光纤模块、水声模块以及微处理器；所述光纤模块、水声模块均与微处理器连接；

所述光纤模块包括光纤收发器B、光纤通信请求监控装置以及光强检测模块；所述光纤收发器B和光强检测模块均与光纤通信请求监控装置连接；

还包括光纤收发器B的电源开关；所述光纤收发器B的电源开关和光强检测模块均与微处理器连接；

所述光纤通信请求监控装置包括光纤耦合器；

所述光纤耦合器的输入端口通过光纤与外部远端的光纤收发器A的光口连接；

光纤耦合器的其中一路输出端口与本地的光纤收发器B的光口连接，其中另一路输出端口与光强检测模块连接。

5.根据权利要求4所述的基于水下混合通信的并联触发式光纤收发唤醒系统，其特征在于：

所述光纤-水声混合通信装置的水声模块中设有水声模块值班电路；所述水声模块值班电路与微处理器连接。

6.根据权利要求4所述的基于水下混合通信的并联触发式光纤收发唤醒系统，其特征在于：

所述光纤耦合器为1x2形式或2x2形式的光纤耦合器；

所述光强检测模块包括光电检测元器件；

其中光纤耦合器的第一输出端口占所有输出端口的光束能量比例大于50%；光纤耦合器的第二输出端口占所有输出端口的光束能量比例小于50%；光纤耦合器的第一输出端口与本地的光纤收发器B的光口连接，光纤耦合器的第二输出端口与光强检测模块连接。

7.根据权利要求4所述的基于水下混合通信的并联触发式光纤收发唤醒系统，其特征在于：相互通信的不同光纤-水声混合通信装置之间通过光纤连接；

各光纤-水声混合通信装置与外部潜器之间通过水声通信方式传输数据。

8.一种具有并联触发式光纤收发唤醒及休眠的水下混合通信网络，其特征在于：包括若干潜器，以及在海域布放的、作为水下通信基站的、如权利要求4~7任一所述的基于水下混合通信的并联触发式光纤收发唤醒系统中的若干光纤-水声混合通信装置，形成所需的信息覆盖区域；使用如权利要求1~2任一所述的基于水下混合通信的并联触发式光纤收发唤醒方法；

该水下混合通信网络中，相互通信的光纤-水声混合通信装置之间通过光纤连接；

该水下混合通信网络中，所述潜器和光纤-水声混合通信装置之间通过水声通信方式传输数据。

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