CN115765853A - 冗余数据的传输装置及方法 - Google Patents

Abstract

本申请揭示了一种冗余数据的传输装置及方法，一种冗余数据的传输装置，包括：光电转换模块、合路器、中继节点、采集传输节点、分路器和电光转换模块；光电转换模块接收光纤传递光信号并转化为电信号；合路器接收两路电信号后合成为一路电信号；通过中继节点发送给采集传输节点；分路器接收电信号，本发明通过合路器将两组光电转换模块转换的电信号合成一路，经过中继节点和采集传输节点发送给分路器，并由分路器将电信号一分为二，分别发送给两组电光转换模块并转换为两路光信号后，分别通过一上行光纤发送该光信号。通过冗余设计的分路器和合路器，使得上行数据和下行命令在光纤传输部分均有备份链路，提高了系统可靠性。

Description

冗余数据的传输装置及方法

技术领域

本发明涉及光通信技术相关领域，特别涉及一种冗余数据的传输装置及方法。

背景技术

光纤通信因其具有大容量通信、远距离传输、信号串扰小、保密性能好、传输质量佳，在这个注重安全可信传输的时代备受青睐，发展非常迅速。现有拖线阵数据传输方案在首部光电转换段内通过光电、电光转换模块对传输信号进行介质的光电转换。上行数据和下行命令在拖缆内部通过多模光纤传输。光电转换段内部的上下行光纤均为单一使用，即所有的拖线阵数据传输都通过一路光纤进行传输，但是由于光纤的不耐弯折特性，在阵段收放过程中可能会发生光纤折断的情况，导致拖线阵数据传输的可靠性相对较低。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种冗余数据的传输装置及方法，旨在解决阵段收放过程中可能会发生光纤折断的情况，导致拖线阵数据传输的可靠性相对较低的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种冗余数据的传输装置，包括：光电转换模块、合路器、中继节点、采集传输节点、分路器和电光转换模块；

所述光电转换模块的数量为两个，分别接收一下行光纤传递的一路光信号并转化为一路电信号，并传输到所述合路器；

所述合路器接收两个所述光电转换模块发送的两路电信号后，合成为一路电信号，并传输到所述中继节点；

所述中继节点接收所述合路器发送的一路电信号进行中继传输，并传输到所述采集传输节点；

所述采集传输节点接收所述中继节点发送的电信号，并传输到所述分路器；

所述分路器接收所述采集传输节点发送的电信号，并分为两路电信号；

所述电光转换模块的数量为两个，分别接收所述分路器发送的两路电信号中的一路，并转换为一路光信号后，分别通过一上行光纤发送该光信号。

进一步地，所述合路器包括第一处理器、第一物理层芯片和第二物理层芯片；

所述第一处理器连接于所述第一物理层芯片和所述第二物理层芯片之间，所述第一物理层芯片和所述第二物理层芯片分别接收两个所述光电转换模块发送的电信号，所述第二物理层芯片通过所述第一处理器传输电信号到所述第一物理层芯片，所述第一物理层芯片传输电信号到所述所述中继节点；

其中，所述第一处理器通过所述第一物理层芯片的工作状态控制所述第二物理层芯片的工作状态。

进一步地，所述分路器主包括第二处理器、第三物理层芯片和第四物理层芯片；

所述第二处理器连接于所述第三物理层芯片和所述第四物理层芯片之间，所述第三物理层芯片接收到所述采集传输节点的电信号后分发到一组所述电光转换模块和第二处理器，所述第二处理器将接收到的电信号发送到所述第四物理层芯片，所述第四物理层芯片将接收到电信号发送到另一组电光转换模块。

进一步地，所述合路器内部设有报警装置。

本发明还提供了一种冗余数据的传输方法，所述冗余数据的传输方法应用于冗余数据的传输装置，所述冗余数据的传输装置包括光电转换模块、合路器、中继节点、采集传输节点、分路器和电光转换模块；

两个光电转换模块分别接收一个下行光纤传递的一路光信号，并分别将光信号转换为一路电信号，然后将电信号发送给合路器，其中，两路光信号承载的信息一致；

合路器接收两个光电转换模块发送的两路电信号后，合成为一路电信号，并传输到中继节点；

中继节点接收合路器发送的一路电信号进行中继传输，并传输到采集传输节点；

采集传输节点接收由中继节点转发的电信号，并将接收的电信号上传给分路器；

分路器将由采集传输节点上传的电信号分为两路电信号，分别发送给两组电光转换模块；

电光转换模块将接收的电信号转换为光信号，并通过上行光纤发送出去。

进一步地，合路器与采集传输节点之间存在多个中继节点。

进一步地，所述合路器包括第一处理器、第一物理层芯片和第二物理层芯片，所述合路器接收两个光电转换模块发送的两路电信号后，合成为一路电信号，并传输到中继节点的步骤中：

第一物理层芯片和第二物理层芯片分别接收两个光电转换模块发送的电信号；

第一处理器对第一物理层芯片的工作状态进行监测；

当第一处理器监测到第一物理层芯片接收到电信号时，第一物理层芯片将电信号直接发送给中继节点；

当第一处理器监测到第一物理层芯片无法接收到光电转换模块发送的电信号时，第一处理器控制第二物理层芯片开始接收信号，第二物理层芯片接收到电信号，第一处理器将第二物理层芯片接收的电信号传输给第三物理层芯片，并由第三物理层芯片将电信号发送给中继节点。

进一步地，所述分路器主包括第二处理器、第三物理层芯片和第四物理层芯片，所述分路器将由采集传输节点上传的电信号分为两路电信号，分别发送给两组电光转换模块的步骤包括：

第三物理层芯片接收采集传输节点的电信号，将电信号分发到一组电光转换模块和第二处理器。

第二处理器将接收到的电信号发送到第四物理层芯片，第四物理层芯片将接收到电信号发送到另一组电光转换模块。

进一步地，所述合路器、所述中继节点、所述采集传输节点和所述分路器之间通过网线进行信号传输。

进一步地，所述上行光纤和所述下行光纤为多模光纤。

本发明提供的冗余数据的传输装置及方法，下行光纤传递的光信号经过两组光电转换模块转换为电信号，本发明通过合路器将两组光电转换模块转换的电信号合成一路，经过中继节点和采集传输节点发送给分路器，并由分路器将电信号一分为二，分别发送给两组电光转换模块并转换为两路光信号后，分别通过一上行光纤发送该光信号。通过冗余设计的分路器和合路器，使得上行数据和下行命令在光纤传输部分均有备份链路，提高了系统可靠性。

附图说明

图1是本发明一实施例冗余数据的传输方法流程图；

图2是本发明一实施例合路器的工作流程图；

图3是本发明一实施例分路器的工作流程图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”“上述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件、单元、模块和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、单元、模块、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

参照图1至3，本发明一实施例中，一种冗余数据的传输装置，包括光电转换模块100、合路器200、中继节点300、采集传输节点400、分路器500和电光转换模块600；

所述光电转换模块100的数量为两个，分别接收一下行光纤传递的一路光信号并转化为一路电信号，并传输到所述合路器200；

所述合路器200接收两个所述光电转换模块100发送的两路电信号后，合成为一路电信号，并传输到所述中继节点300；

所述中继节点300接收所述合路器200发送的一路电信号进行中继传输，并传输到所述采集传输节点400；

所述采集传输节点400接收所述中继节点300发送的电信号，并传输到所述分路器500；

所述分路器500接收所述采集传输节点400发送的电信号，并分为两路电信号；

所述电光转换模块600的数量为两个，分别接收所述分路器500发送的两路电信号中的一路，并转换为一路光信号后，分别通过一上行光纤发送该光信号。

光纤通信因其具有大容量通信、远距离传输、信号串扰小、保密性能好、传输质量佳，在这个注重安全可信传输的时代备受青睐，发展非常迅速。现有拖线阵数据传输方案在首部光电转换段内通过光电、对传输信号进行介质的光电转换。上行数据和下行命令在拖缆内部通过多模光纤传输。光电转换段内部的上下行光纤均为单一使用，即所有的拖线阵数据传输都通过一路光纤进行传输，但是由于光纤的不耐弯折特性，在阵段收放过程中可能会发生光纤折断的情况，导致拖线阵数据传输的可靠性相对较低。

两个光电转换模块100分别接收一个下行光纤传递的一路光信号，并分别将光信号转换为一路电信号，然后将电信号发送给合路器200；合路器200接收两个光电转换模块100发送的两路电信号后，合成为一路电信号，并传输到中继节点300；中继节点300接收合路器200发送的一路电信号进行中继传输，并传输到采集传输节点400；采集传输节点400接收由中继节点300转发的电信号，并将接收的电信号上传给分路器500；分路器500将由采集传输节点400上传的电信号分为两路电信号，分别发送给两组电光转换模块600；电光转换模块600将接收的电信号转换为光信号，并通过上行光纤发送出去。

综上，下行光纤传递的光信号经过两组光电转换模块100转换为电信号，本发明通过合路器200将两组光电转换模块100转换的电信号合成一路，经过中继节点300和采集传输节点400发送给分路器500，并由分路器500将电信号一分为二，分别发送给两组电光转换模块600并转换为两路光信号后，分别通过一上行光纤发送该光信号。通过冗余设计的分路器和合路器，使得上行数据和下行命令在光纤传输部分均有备份链路，提高了系统可靠性。

在一个实施例中，所述合路器200包括第一处理器201、第一物理层芯片202和第二物理层芯片203；

所述第一处理器201连接于所述第一物理层芯片202和所述第二物理层芯片203之间，所述第一物理层芯片202和所述第二物理层芯片203分别接收两个所述光电转换模块100发送的电信号，所述第二物理层芯片203通过所述第一处理器201传输电信号到所述第一物理层芯片202，所述第一物理层芯片202传输电信号到所述所述中继节点300；

其中，所述第一处理器201通过所述第一物理层芯片202的工作状态控制所述第二物理层芯片203的工作状态。

在本实施例中，两组光电转换模块100分别接收一下行光纤传递的一路光信号并转化为一路电信号，并传输到合路器200，第一物理层芯片202和第二物理层芯片203分别接收两个光电转换模块100发送的电信号，当第一物理层芯片202接收到电信号时，第一物理层芯片202将电信号直接发送给中继节点300；当第一物理层芯片202所对应的下行光纤发生断裂时，第一物理层芯片202无法接收到光电转换模块100发送的电信号时，第一处理器201控制第二物理层芯片203开始接收信号，第二物理层芯片203接收到电信号，第一处理器201将第二物理层芯片203接收的电信号传输给第三物理层芯片502，并由第三物理层芯片502将电信号发送给中继节点300，通过第二物理层芯片203所对应的下行光纤辅助信号传输，信号传输的可靠性更高。

在一个实施例中，所述分路器500主包括第二处理器501、第三物理层芯片502和第四物理层芯片503；

所述第二处理器501连接于所述第三物理层芯片502和所述第四物理层芯片503之间，所述第三物理层芯片502接收到所述采集传输节点400的电信号后分发到一组所述电光转换模块600和第二处理器501，所述第二处理器501将接收到的电信号发送到所述第四物理层芯片，所述第四物理层芯片503将接收到电信号发送到另一组电光转换模块600。

在本实施例中，采集传输节点400将接收到电信号上传给分路器500，第三物理层芯片502接收到采集传输节点400的电信号后分发到一组电光转换模块600和第二处理器501，第二处理器501将接收到的电信号发送到第四物理层芯片，第四物理层芯片503将接收到电信号发送到另一组电光转换模块600。通过将采集传输节点400上传的数据进行一分为二，分别送至两个电光转换模块600，实现两路光信号的冗余备份，提高了信号传输的可靠性。

在一个实施例中，所述合路器200内部设有报警装置。

报警装置可以对第一物理层芯片202进行监测，报警装置上设有警示灯，当第一物理层芯片202物理层芯片没有接收到由光电转换模块100转换的电信号时，警示灯亮起，提醒工作人员及时对传输线路进行维修。

本发明还提供了一种冗余数据的传输方法，所述冗余数据的传输方法应用于冗余数据的传输装置，所述冗余数据的传输装置包括光电转换模块100、合路器200、中继节点300、采集传输节点400、分路器500和电光转换模块600；

两个光电转换模块100分别接收一个下行光纤传递的一路光信号，并分别将光信号转换为一路电信号，然后将电信号发送给合路器200，其中，两路光信号承载的信息一致；

合路器200接收两个光电转换模块100发送的两路电信号后，合成为一路电信号，并传输到中继节点300；

中继节点300接收合路器200发送的一路电信号进行中继传输，并传输到采集传输节点400；

采集传输节点400接收由中继节点300转发的电信号，并将接收的电信号上传给分路器500；

分路器500将由采集传输节点400上传的电信号分为两路电信号，分别发送给两组电光转换模块600；

电光转换模块600将接收的电信号转换为光信号，并通过上行光纤发送出去。

在一个实施例中，所述合路器200与采集传输节点400之间存在多个中继节点300。

合路器200发送的电信号被中继节点300接收并重新发送给下一个中继节点300，电信号在通过多个中继节点300的接收和重新发送后被采集传输节点400接收。通过对电信号的多次重新发送或者转发，扩大网络传输的距离，补偿信号衰减，支持远距离的通信。

在一个实施例中，所述合路器200包括第一处理器201、第一物理层芯片202和第二物理层芯片203，所述合路器200接收两个光电转换模块100发送的两路电信号后，合成为一路电信号，并传输到中继节点300的步骤中：

第一物理层芯片202和第二物理层芯片203分别接收两个光电转换模块100发送的电信号；

第一处理器201对第一物理层芯片202的工作状态进行监测；

当第一处理器201监测到第一物理层芯片202接收到电信号时，第一物理层芯片202将电信号直接发送给中继节点300；

当第一处理器201监测到第一物理层芯片202无法接收到光电转换模块100发送的电信号时，第一处理器201控制第二物理层芯片203开始接收信号，第二物理层芯片203接收到电信号，第一处理器201将第二物理层芯片203接收的电信号传输给第三物理层芯片502，并由第三物理层芯片502将电信号发送给中继节点300。

在本实施例中，通过第一处理器201对第一物理层芯片202的工作状态进行监测控制第二物理层芯片203的工作状态，以第二物理层芯片203对应的下行光纤作为备用线路，当第一物理层芯片202对应的下行光纤断裂时，会有另一组第二物理层芯片203对应的下行光纤作为备份，保证了信号的稳定传输，提高了系统的可靠性。

在一个实施例中，所述分路器500主包括第二处理器501、第三物理层芯片502和第四物理层芯片503，所述分路器500将由采集传输节点400上传的电信号分为两路电信号，分别发送给两组电光转换模块的步骤包括：

第三物理层芯片502接收采集传输节点400的电信号，将电信号分发到一组电光转换模块600和第二处理器501；

第二处理器501将接收到的电信号发送到第四物理层芯片503，第四物理层芯片503将接收到电信号发送到另一组电光转换模块600。

在本实施例中，第三物理层芯片502和第四物理层芯片503对应的上行光纤都可以将光信号发送出去，当一组上行光纤断裂时，会有另一组上行光纤作为备份，保证了信号的稳定传输，提高了系统的可靠性。

在一个实施例中，所述合路器200、所述中继节点300、所述采集传输节点400和所述分路器500之间通过网线进行信号传输。

电信号采用ATM传输机制，ATM是以信元为基础的一种分组交换和复用技术，它是一种为了多种业务设计的通用的面向连接的传输模式。它适用于局域网和广域网，它具有高速数据传输率和支持许多种类型如声音、数据、传真、实时视频、CD质量音频和图像的通信。在声学段中，ATM采用电信号通过网线进行传输，网线焊接可靠性较高。

在一个实施例中，所述上行光纤和所述下行光纤为多模光纤。

多模光缆的安装、操作和维护成本更低。它还在更短的距离上提供更高的速度和更高的带宽。与单模光纤相比，多模光纤比单模光纤芯径粗，不易断裂，数值孔径大，能从光源耦合更多的光功率。网络中连接器、耦合器用量大，单模光纤无源器件比多模光纤贵，而且相对精密、允差小，操作不如多模器件方便可靠，保证了信号的稳定传输。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种冗余数据的传输装置，其特征在于，包括：光电转换模块(100)、合路器(200)、中继节点(300)、采集传输节点(400)、分路器(500)和电光转换模块(600)；

所述光电转换模块(100)的数量为两个，分别接收一下行光纤传递的一路光信号并转化为一路电信号，并传输到所述合路器(200)；

所述合路器(200)接收两个所述光电转换模块(100)发送的两路电信号后，合成为一路电信号，并传输到所述中继节点(300)；

所述中继节点(300)接收所述合路器(200)发送的一路电信号进行中继传输，并传输到所述采集传输节点(400)；

所述采集传输节点(400)接收所述中继节点(300)发送的电信号，并传输到所述分路器(500)；

所述分路器(500)接收所述采集传输节点(400)发送的电信号，并分为两路电信号；

所述电光转换模块(600)的数量为两个，分别接收所述分路器(500)发送的两路电信号中的一路，并转换为一路光信号后，分别通过一上行光纤发送该光信号。

2.根据权利要求1所述的冗余数据的传输装置，其特征在于，所述合路器(200)包括第一处理器(201)、第一物理层芯片(202)和第二物理层芯片(203)；

所述第一处理器(201)连接于所述第一物理层芯片(202)和所述第二物理层芯片(203)之间，所述第一物理层芯片(202)和所述第二物理层芯片(203)分别接收两个所述光电转换模块(100)发送的电信号，所述第二物理层芯片(203)通过所述第一处理器(201)传输电信号到所述第一物理层芯片(202)，所述第一物理层芯片(202)传输电信号到所述所述中继节点(300)；

其中，所述第一处理器(201)通过所述第一物理层芯片(202)的工作状态控制所述第二物理层芯片(203)的工作状态。

3.根据权利要求1所述的数据冗余的传输装置，其特征在于，所述分路器(500)主包括第二处理器(501)、第三物理层芯片(502)和第四物理层芯片(503)；

所述第二处理器(501)连接于所述第三物理层芯片(502)和所述第四物理层芯片(503)之间，所述第三物理层芯片(502)接收到所述采集传输节点(400)的电信号后分发到一组所述电光转换模块(600)和第二处理器(501)，所述第二处理器(501)将接收到的电信号发送到所述第四物理层芯片，所述第四物理层芯片(503)将接收到电信号发送到另一组电光转换模块(600)。

4.根据权利要求2所述的数据冗余的传输装置，其特征在于，所述合路器(200)内部设有报警装置。

5.一种数据冗余的传输方法，其特征在于，所述数据冗余的传输方法应用于冗余数据的传输装置，所述冗余数据的传输装置包括光电转换模块(100)、合路器(200)、中继节点(300)、采集传输节点(400)、分路器(500)和电光转换模块(600)；

两个光电转换模块(100)分别接收一个下行光纤传递的一路光信号，并分别将光信号转换为一路电信号，然后将电信号发送给合路器(200)，其中，两路光信号承载的信息一致；

合路器(200)接收两个光电转换模块(100)发送的两路电信号后，合成为一路电信号，并传输到中继节点(300)；

中继节点(300)接收合路器(200)发送的一路电信号进行中继传输，并传输到采集传输节点(400)；

采集传输节点(400)接收由中继节点(300)转发的电信号，并将接收的电信号上传给分路器(500)；

分路器(500)将由采集传输节点(400)上传的电信号分为两路电信号，分别发送给两组电光转换模块(600)；

电光转换模块(600)将接收的电信号转换为光信号，并通过上行光纤发送出去。

6.根据权利要求5所述的数据冗余的传输方法，其特征在于，合路器(200)与采集传输节点(400)之间存在多个中继节点(300)。

7.根据权利要求5所述的数据冗余的传输方法，其特征在于，所述合路器(200)包括第一处理器(201)、第一物理层芯片(202)和第二物理层芯片(203)，所述合路器(200)接收两个光电转换模块(100)发送的两路电信号后，合成为一路电信号，并传输到中继节点(300)的步骤中：

第一物理层芯片(202)和第二物理层芯片(203)分别接收两个光电转换模块(100)发送的电信号；

第一处理器(201)对第一物理层芯片(202)的工作状态进行监测；

当第一处理器(201)监测到第一物理层芯片(202)接收到电信号时，第一物理层芯片(202)将电信号直接发送给中继节点(300)；

当第一处理器(201)监测到第一物理层芯片(202)无法接收到光电转换模块(100)发送的电信号时，第一处理器(201)控制第二物理层芯片(203)开始接收信号，第二物理层芯片(203)接收到电信号，第一处理器(201)将第二物理层芯片(203)接收的电信号传输给第三物理层芯片(502)，并由第三物理层芯片(502)将电信号发送给中继节点(300)。

8.根据权利要求7所述的数据冗余的传输方法，其特征在于，所述分路器(500)主包括第二处理器(501)、第三物理层芯片(502)和第四物理层芯片(503)，所述分路器(500)将由采集传输节点(400)上传的电信号分为两路电信号，分别发送给两组电光转换模块的步骤包括：

第三物理层芯片(502)接收采集传输节点(400)的电信号，将电信号分发到一组电光转换模块(600)和第二处理器(501)；

第二处理器(501)将接收到的电信号发送到第四物理层芯片(503)，第四物理层芯片(503)将接收到电信号发送到另一组电光转换模块(600)。

9.根据权利要求5所述的数据冗余的传输方法，其特征在于，所述合路器(200)、所述中继节点(300)、所述采集传输节点(400)和所述分路器(500)之间通过网线进行信号传输。

10.根据权利要求5所述的数据冗余的传输方法，其特征在于，所述上行光纤和所述下行光纤为多模光纤。

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