波長標籤傳輸方法及裝置的製作方法

2023-12-07 01:32:36

專利名稱：波長標籤傳輸方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及波長標籤技術，尤其涉及一種波長標籤傳輸方法及裝置。
背景技術：
波長標籤技術用於實現波分復用網絡尤其是波長可動態重構的光分插復用系統中的純光層的波長蹤跡功能，其能區分和識別來自系統中不同地址的波長。波長標籤技術通過在波分復用光交換系統的波長路徑源端為每個波長信號附加波長標籤信號，並在波長路徑經過的各點來檢測和識別經過該點的各個波長的標籤，來實現波長路徑的監測及自動發現等功能。波長標籤可以通過在波長信號上附加調頂信號的方法實現，這種方法可以將波長標籤與對應的波長信號綁定，同時對原有信號質量影響較小。波長標籤技術涉及到的調頂技術介紹如下波分復用系統中為每個波長加載一個調頂(pilot tone)信號，可以實現多種特殊的應用，這在業界早有研究。調頂信號有時也叫低頻微擾(low-frequency dither)信號，波長信號加載調頂信號對傳輸性能的影響幾乎可以忽略不計。例如1993年英國BT實驗室、瑞典Ericsson等多家單位在光波技術學報上聯合發表的「A transport networklayer based on optical network elements (一種基於光網絡網兀的傳送網絡層)」，提出了利用調頂信號實現波分復用系統中故障管理所需的波長信道的確認和功率管理。還有公開號為US005513029A
公開日期為1996年4月30日、申請人為加拿大Nortel公司的KimB. Roberts 的發明專利申請涉及 「method and apparatus for monitoring performanceof optical transmission systems」(光傳輸系統的性能監測的方法和裝置)，其提出了一種監測光放大器性能的方法，即監測已知調製深度的調頂信號，能實現光放大器的信號和噪聲分量的預估。此外，1996年美國貝爾實驗室的Fred Heismann等人在EC0C』96會議上發表了 「signal tracking and performance monitoring in multi-wavelength opticalnetworks (多波長光網絡的信號跟蹤和性能監測)」，論文編號為WeB2. 2，公開了一種波分復用網絡實現在線式波長路由跟蹤的方案，即每個波長調製一個獨一無二的調頂信號，並通過頻移鍵控方式進行數字信息的編碼，在光網絡中的任意站點監測調頂信號，從而可以獲知全網的波長路由信息。公開號為US20030067647A
公開日期為2003年4月10日、發明名稱為「Channelidentification in communications networks」的美國專利申請中描述了一種識別波長通道的方法，即通過兩個或兩個以上的低頻調頂頻率來標識一個波長通道。波分復用光交換系統所能支持的波長通道數量雖然是一定的，但是系統所包含的網元數目要根據應用的要求來確定。對於具有多個網元的波分復用光交換網絡來說，採用該專利的方法來標識波長通道，所需的低頻頻率資源隨著系統波長數的增加而增加，也隨網元數的增加而增加，因此這種波長標識系統的可擴展性不是很好。此外，由於該專利方法所需的低頻頻率較多，導致在低頻段各低頻頻率之間的間隔較小，在接收端做頻譜分析變換時所需達到的精度較高，從而頻譜分析的計算量較大，接收端做頻譜解析所需時間較多，所需的硬體資源也較多。
公開號為CN101330485A
公開日期為2008年12月24日、申請人為華為技術有限公司的的專利申請公開了一種光標識及調製、解調方法及裝置，其描述了一種波長標籤的實現，即對於不同波長使用不同頻率進行區分；對於不同節點的相同波長使用相同的頻率、不同間隔時間的方式來區分。根據該專利的方法，實現為全網每個波長進行唯一標識僅需等於網絡波長數目的頻率數目。但是該方法仍有如下缺陷在接收端波長標籤的時間長度隨系統網元數目的增加而增加，在全網中存在相同波長的網元數目較多的情況下，如64個網元，則需要至少64個間隔時間來區分來自這64個網元的相同波長，因此接收端的檢測效率和檢測時間不能很好地控制。另外，上述專利為代表的現有技術還存在如下 缺陷，即在實際系統存在噪聲的情況下接收端有可能發生誤判，對波長標籤所攜帶的波長和/或其源地址的信息進行了錯誤的解析，但是接收端在接收錯誤的情況下卻不能主動發現及糾正錯誤。綜上，現有波長標籤技術不能充分滿足大規模波分復用光交換網絡中可靠地、可擴展地傳輸波長標籤的要求。

發明內容
有鑑於此，本發明的主要目的在於提供一種波長標籤傳輸方法及裝置，能有效地支持波分復用系統中的波長路徑監測和自動發現，還能及時發現波長標籤接收錯誤的情況。為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的—種波長標籤傳輸方法，包括將波長標籤信息封裝為波長標籤信息巾貞；根據所述波長標籤信息幀的波長信道確定所述波長標籤的低頻微擾調製頻率，將所述波長標籤信息幀調製到所述低頻微擾調製頻率上，並通過所述波長信道發送。在將所述波長標籤信息幀調製到所述低頻微擾調製頻率上之前，所述方法還包括對所述波長標籤信息幀進行編碼。所述將波長標籤信息封裝為波長標籤信息幀，為為所述波長標籤信息分別添加幀頭和幀校驗位而封裝成幀。所述對所述波長標籤信息幀進行編碼，為對所述波長標籤信息幀除幀頭外的其餘信息進行編碼。所述方法還包括為每一波長信道分別設置承載所述波長標籤信息幀的低頻微擾調製頻率。—種波長標籤傳輸方法，包括對於接收到的光信號進行分光，並對其中一路光信號進行光電轉換和模數轉換；對轉換後的光信號進行頻譜分析，得到光信號中的低頻微擾頻率的頻率值及其所攜帶的比特信息；從所述比特信息中獲取波長標籤信息幀，並從所述波長標籤信息巾貞中獲取波長標籤信息。從所述比特信息中獲取波長標籤信息幀，為若發送方對所述波長標籤信息幀進行了編碼，則通過對所述比特信息進行解碼，而組幀成波長標籤信息幀；若發送方對所述波長標籤信息幀未進行編碼，則直接對所述比特信息進行組幀而獲取波長標籤信息幀。對其中一路光信號進行光電轉換後模數轉換之前，所述方法還包括對所述其中一路光信號進行放大、採樣。一種波長標籤傳輸裝置，包括封裝單元、頻率生成單元、調製單元和加載單元；其中封裝單元，用於將波長標籤信息封裝為波長標籤信息幀；頻率生成單元，用於生成所述波長標籤信息幀的波長信道對應的低頻微擾調製頻率；調製單元，用於將所述波長標籤信息幀調製到所述低頻微擾調製頻率上；加載單元，用於將調製後的所述波長標籤信息幀信號加載到所述波長信道中發送。所述裝置還包括編碼單元，用於對所述波長標籤信息幀進行編碼；所述調製單元還用於，用於將編碼後的所述波長標籤信息幀調製到所述低頻微擾調製頻率上。所述封裝單元還用於，為所述波長標籤信息分別添加幀頭和幀校驗位而封裝成幀。所述編碼單元還用於，對所述波長標籤信息幀除幀頭外的其餘信息進行編碼。—種波長標籤傳輸裝置，包括分光單元、處理單元、頻譜解析單元和組幀單元；其中分光單元，用於對於接收到的光信號進行分光；處理單元，用於對其中一路光信號進行光電轉換和模數轉換；頻譜解析單元，用於對轉換後的光信號進行頻譜分析，得到光信號中的低頻微擾頻率的頻率值及其所攜帶的比特信息；組幀單元，用於將所述比特信息組幀得到波長標籤信息幀，從所述波長標籤信息中貞中獲取波長標籤信息。所述裝置還包括解碼單元，用於在所述比特信息進行了解碼時，對所述比特信息進行解碼。所述處理單元在對其中一路光信號進行光電轉換後模數轉換之前，還用於，對所述其中一路光信號進行放大、採樣。本發明中，在發送端，將波長標籤信息封裝為波長標籤信息幀，對波長標籤信息幀進行編碼；根據波長標籤信息幀的波長信道確定波長標籤的低頻微擾調製頻率，並將編碼後的波長標籤信息幀調製到低頻微擾調製頻率上，並通過波長信道發送。在接收端，對於接收到的光信號進行分光，並對其中一路光信號進行光電轉換和模數轉換；對轉換後的光信號進行頻譜分析，得到光信號中的低頻微擾頻率的頻率值及其所攜帶的比特信息；對比特信息進行解碼，得到波長標籤信息幀，從而獲取波長標籤信息。本發明可以利用較少的低頻微擾頻率完成波長標籤信號的調製，並且可以通過波長標籤上所攜帶的數據幀傳送波長信號源地址等信息，通過數據幀中的校驗位及時發現波長標籤傳輸錯誤的情況。



圖I為本發明實施例的波長標籤傳輸方法的流程圖；圖2為本發明實施例的波長標籤傳輸裝置的組成結構示意圖；圖3為本發明實施例的另一波長標籤傳輸裝置的組成結構示意圖。具體實施 方式本發明的基本思想為將波長標籤信息封裝為波長標籤信息幀，對波長標籤信息幀進行編碼；根據波長標籤信息幀的波長信道確定波長標籤的低頻微擾調製頻率，並將編碼後的波長標籤信息幀調製到低頻微擾調製頻率上，並通過波長信道發送。為使本發明的目的，技術方案和優點更加清楚明白，以下舉實施例並參照附圖，對本發明進一步詳細說明。圖I為本發明實施例的波長標籤傳輸方法的流程圖，如圖I所示，本示例的波長標籤傳輸方法包括以下步驟 步驟101，封裝波長標籤信息幀。在波長標籤發送端，將所要傳輸的波長標籤的源地址信息填入幀數據中，添加上幀頭和幀校驗位，組成波長標籤信息幀。幀頭是一個特殊的序列，這個特殊序列不會出現在後續經過編碼的幀數據中，因而可以通過這個特殊序列識別出一個波長標籤信息幀的起始。例如，若幀數據採用4B5B編碼方式進行編碼，則幀頭可取4B5B編碼中的違法碼字，如1100001101。本示例中的巾貞校驗採用實現簡單的循環冗餘校驗(CRC,Cyclical RedundancyCheck),也可以採用其他檢錯/糾錯方法，如前向糾錯(FEC,Forward Error Correction)。步驟102，對波長標籤信息幀進行編碼。對上述波長標籤信息幀除幀頭外的字節，即數據部分和幀校驗位，根據編碼規則進行編碼，使得編碼後不會出現長連O和長連I的現象，便於後續的接收端進行處理。本示例中，編碼方式採用4B5B編碼，還可以採用其他方式，如8B10B、擾碼等。步驟103，根據波長信道確定調製頻率。根據上述波長標籤信息幀所對應的波長信道確定該波長信道對應的低頻微擾調製頻率，可通過數字頻率合成器產生該頻率，並將編碼後的波長標籤信息幀信號調製到該低頻微擾調製頻率上，調製的方式可選用較易實現的幅度調製，也可以是其他的調製方式，如頻率調製等。由於本發明中所需頻率數最少僅需與系統的波長數相同，故在可選的低頻頻段IOKHz IMHz內可取較大的頻率間隔，這對數字頻率合成器的頻率精度要求較低。步驟104，將波長標籤信息幀信號加載到光信道上。使用調製後的低頻微擾信號控制波長標籤加載器件如可調光衰減器，以合適的調製深度(取值範圍為3% 8%，可根據經驗設置或通過仿真方式確定)將低頻微擾信號加載到所對應的波長信道，並發送。以上步驟，為波長標籤的發送方法，上述方法適用於各種光通信系統的發送端。本發明中，雖然以圖I所示的流程圖說明的波長標籤傳輸方法，但波長標籤的發送方法可作為單獨的方法應用於各種光信號發送端。只是為描述的便宜，將波長標籤的發送方法及接收方法一併作了描述。以下，描述波長標籤的接收方法。步驟105，對所接收光信號分光、光電轉換、放大、採樣。在波長標籤接收端，對於接收到的光信號通過耦合器進行分光，將其中一小部分(如5% )光信號取出來，送到PIN接收器進行光電轉換，然後進行放大並做採樣和模數轉換。
步驟106，對轉換後的光信號進行頻率分析。通過線性調頻Z變換(CZT，Chirp Z Transform)變換或快速傅立葉變換(FFT，Fast Fourier Transform)變換等方法對採樣信號進行頻譜分析,根據頻譜分析的結果得到低頻微擾頻率的頻率值及其所攜帶的比特信息，恢復出低頻微擾頻率所對應的波長信道信息。
步驟107，對解析的比特信息進行解碼。在頻譜分析後得到的比特信息中尋找幀頭所對應的特殊比特序列，此處是1100001101，然後根據解碼規則對幀頭後面的幀數據進行解碼處理；對應於發送端採用4B5B編碼的數據，此處用相應的4B5B解碼規則進行解碼處理。如果某一個碼字不在4B5B的編碼表格中，即發生錯碼時，則將此幀數據丟棄，並報告解碼錯誤。如果在解碼時沒有錯誤，則將此解碼後的數據進行組幀。步驟108，恢復波長標籤信息幀。對解碼後的信息進行組幀，並進行校驗。對應於發送端採用CRC校驗生成的幀校驗字節，此處通過CRC校驗規則進行幀校驗，如果幀內數據通過了 CRC校驗，則將幀內的波長源地址字節等幀內淨荷作為有效信息提取出來。反之，則上報CRC校驗錯誤，並將此錯誤幀丟棄。如果發送端採用FEC校驗，則接收端以FEC校驗規則進行校驗。由於FEC、CRC校驗方式均為現有技術，這裡不再贅述其實現細節。圖2為本發明實施例的波長標籤傳輸裝置的組成結構示意圖，如圖2所示，本示例的波長標籤傳輸裝置包括封裝單元20、編碼單元21、頻率生成單元22、調製單元23和加載單元24 ;其中封裝單元20，用於將波長標籤信息封裝為波長標籤信息幀；封裝單元20為要發送的波長標籤信息添加上幀頭和校驗位後組成一個波長標籤信息幀，本示例中的幀校驗採用實現簡單的CRC，也可以採用其他檢錯/糾錯方法，如FEC等。波長標籤信息幀數據中除完成波長追蹤和波長路徑發現所必須的波長信號的源地址信息外，也可以根據其他應用需要將相應的擴展信息加入到波長標籤信息幀的幀數據中。編碼單元21，用於對所述波長標籤信息幀進行編碼；編碼單元21對除波長標籤信息幀幀頭外的幀內容進行編碼，本示例中採用4B5B編碼，根據需要也可以採用其他編碼格式，如8B10B、擾碼等。當採用4B5B編碼時，可將幀頭設置為1100001101，該序列是4B5B編碼中的違法碼字，因而不會在編碼後的幀數據中出現。本示例中，編碼單元21並非是實現技術方案的必要技術特徵，在波長信道性能較佳的情況下，不必對波長標籤信息幀進行編碼而直接由調製單元23將波長標籤信息幀調製到對應的低頻微擾調製頻率上。頻率生成單元22，用於生成所述波長標籤信息幀的波長信道對應的低頻微擾調製
頻率；頻率生成單元22首先根據波長信號的波長信息確定其所對應的低頻微擾頻率，然後控制數字頻率合成器生成此低頻頻率。由於本發明中所需頻率數最少僅需與系統的波長數相同，故在可選的低頻頻段IOKHz IMHz內可取較大的頻率間隔，這對數字頻率合成器的頻率精度要求較低。
調製單元23，用於將所述波長標籤信息幀調製到所述低頻微擾調製頻率上；調製單元23將經過編碼後的或未經編碼波長標籤信息幀信號採用幅度調製方式調製到低頻微擾頻率上，此處的調製方式也可以採用頻率調製方式等其他調製方式。加載單元24，用於將調製後的所述波長標籤信息幀信號加載到所述波長信道中發送。加載單元24將調製後的信號以一個合適的調製深度加載到波長信道信號上去，並控制調製深度的穩定性，具體的，加載單元24可以通過用調製信號控制可調光衰減器等 器件來實現。本發明中，需為每一波長信道分別設置承載所述波長標籤信息幀的低頻微擾調製頻率。本領域技術人員應當理解，圖2為本發明實施例的波長標籤傳輸裝置主要用於光網絡的發送端。本領域技術人員應當理解，圖2中所示的波長標籤傳輸裝置中的各處理單元的實現功能可參照前述波長標籤傳輸方法的相關描述而理解。本領域技術人員應當理解，圖2所示的波長標籤傳輸裝置中各處理單元的功能可通過運行於處理器上的程序而實現，也可通過具體的邏輯電路而實現。圖3為本發明實施例的另一波長標籤傳輸裝置的組成結構示意圖，如圖3所示，本示例的波長標籤傳輸裝置包括分光單元30、處理單元31、頻譜解析單元32、解碼單元33和組幀單元34 ;其中分光單兀30,用於對於接收到的光信號進行分光；分光單元30由光纖耦合器構成，其將5%的光功率取出用于波長標籤檢測和接收。處理單元31，用於對其中一路光信號(如整個光信號的5% )進行光電轉換和模數轉換；處理單元31包括用於實現光電轉換的PIN管、放大器和模擬數字轉換器(ADC)等。將其中一路光信號取出來，送到PIN管進行光電轉換，然後進行放大(由放大器進行放大)並做採樣和模數轉換(具體由模擬數字轉換器進行模數轉換)。頻譜解析單元32，用於對轉換後的光信號進行頻譜分析，得到光信號中的低頻微擾頻率的頻率值及其所攜帶的比特信息；頻譜解析單元32讀取處理單元31中的ADC的輸出信號，並採用線性調頻Z變換(CZT)進行頻譜分析，得到信號中所存在的低頻微擾頻率的頻率值和頻率信號幅度信息，並恢復出低頻微擾頻率所對應的波長信道信息和其上的碼流信息。解碼單元33，用於在所述比特信息進行了解碼時，對所述比特信息進行解碼。解碼單元33解碼時，首先在碼流信號中尋找幀頭，此示例中是幀頭為1100001101，然後對幀頭後面的幀數據進行4B5B解碼。在解碼時，如果某一個碼字不在4B5B的編碼表格中，即發生錯碼時，則將此幀數據丟失，並報告解碼錯誤。本示例中，解碼單元33並非是實現技術方案的必要技術特徵，在發送方未對波長標籤信息幀進行編碼的情況下，不必對解調出的比特信息進行解碼。組幀單元34，用於將所述比特信息組幀得到波長標籤信息幀，從所述波長標籤信息中貞中獲取波長標籤信息。組幀單元34在解碼時沒有錯誤時，將此解碼後的數據進行組幀，將4B5B解碼後的數據組成一幀，並進行CRC校驗，如果有錯誤，則上報CRC校驗錯誤。如果未發現錯誤，則將幀數據中的波長源地址提取出來，用于波長信號的源地址識別及其他應用。最終，在接收端將波長標籤所包含的波長信息和地址信息等其他信息恢復出來。本領域技術人員應當理解，圖3為本發明實施例的波長標籤傳輸裝置主要用於光網絡的接收端。 本領域技術人員應當理解，圖3中所示的波長標籤傳輸裝置中的各處理單元的實現功能可參照前述波長標籤傳輸方法的相關描述而理解。本領域技術人員應當理解，圖3所示的波長標籤傳輸裝置中各處理單元的功能可通過運行於處理器上的程序而實現，也可通過具體的邏輯電路而實現。以上所述，僅為本發明的較佳實施例而已，並非用於限定本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種波長標籤傳輸方法,其特徵在於,所述方法包括 將波長標籤信息封裝為波長標籤信息幀； 根據所述波長標籤信息幀的波長信道確定所述波長標籤的低頻微擾調製頻率，將所述波長標籤信息幀調製到所述低頻微擾調製頻率上，並通過所述波長信道發送。
2.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，在將所述波長標籤信息幀調製到所述低頻微擾調製頻率上之前，所述方法還包括 對所述波長標籤信息幀進行編碼。
3.根據權利要求I或2所述的方法，其特徵在於，所述將波長標籤信息封裝為波長標籤信息幀，為 為所述波長標籤信息分別添加幀頭和幀校驗位而封裝成幀。
4.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述對所述波長標籤信息幀進行編碼，為 對所述波長標籤信息幀除幀頭外的其餘信息進行編碼。
5.根據權利要求I或2所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括 為每一波長信道分別設置承載所述波長標籤信息幀的低頻微擾調製頻率。
6.—種波長標籤傳輸方法,其特徵在於,所述方法包括 對於接收到的光信號進行分光，並對其中一路光信號進行光電轉換和模數轉換； 對轉換後的光信號進行頻譜分析，得到光信號中的低頻微擾頻率的頻率值及其所攜帶的比特信息； 從所述比特信息中獲取波長標籤信息幀，並從所述波長標籤信息幀中獲取波長標籤信息。
7.根據權利要求6所述的方法，其特徵在於，從所述比特信息中獲取波長標籤信息幀，為 若發送方對所述波長標籤信息幀進行了編碼，則通過對所述比特信息進行解碼，而組幀成波長標籤信息幀；若發送方對所述波長標籤信息幀未進行編碼，則直接對所述比特信息進行組幀而獲取波長標籤信息幀。
8.根據權利要求6所述的方法，其特徵在於，對其中一路光信號進行光電轉換後模數轉換之前，所述方法還包括 對所述其中一路光信號進行放大、採樣。
9.一種波長標籤傳輸裝置，其特徵在於，所述裝置包括封裝單元、頻率生成單元、調製單元和加載單元；其中 封裝單元，用於將波長標籤信息封裝為波長標籤信息幀； 頻率生成單元，用於生成所述波長標籤信息幀的波長信道對應的低頻微擾調製頻率； 調製單元，用於將所述波長標籤信息幀調製到所述低頻微擾調製頻率上； 加載單元，用於將調製後的所述波長標籤信息幀信號加載到所述波長信道中發送。
10.根據權利要求9所述的裝置，其特徵在於，所述裝置還包括 編碼單元，用於對所述波長標籤信息幀進行編碼； 所述調製單元還用於，用於將編碼後的所述波長標籤信息幀調製到所述低頻微擾調製頻率上。
11.根據權利要求9或10所述的裝置，其特徵在於，所述封裝單元還用於，為所述波長標籤信息分別添加幀頭和幀校驗位而封裝成幀。
12.根據權利要求11所述的裝置，其特徵在於，所述編碼單元還用於，對所述波長標籤信息幀除幀頭外的其餘信息進行編碼。
13.一種波長標籤傳輸裝置，其特徵在於，所述裝置包括分光單元、處理單元、頻譜解析單元和組幀單元；其中 分光單元，用於對於接收到的光信號進行分光； 處理單元，用於對其中一路光信號進行光電轉換和模數轉換； 頻譜解析單元，用於對轉換後的光信號進行頻譜分析，得到光信號中的低頻微擾頻率的頻率值及其所攜帶的比特信息； 組幀單元，用於將所述比特信息組幀得到波長標籤信息幀，從所述波長標籤信息幀中獲取波長標籤信息。
14.根據權利要求13所述的裝置，其特徵在於，所述裝置還包括 解碼單元，用於在所述比特信息進行了解碼時，對所述比特信息進行解碼。
15.根據權利要求13或14所述的裝置，其特徵在於，所述處理單元在對其中一路光信號進行光電轉換後模數轉換之前，還用於，對所述其中一路光信號進行放大、採樣。
全文摘要
本發明公開了一種波長標籤傳輸方法及裝置，方法包括將波長標籤信息封裝為波長標籤信息幀，對波長標籤信息幀進行編碼；根據波長標籤信息幀的波長信道確定波長標籤的低頻微擾調製頻率，並將編碼後的波長標籤信息幀調製到低頻微擾調製頻率上，並通過波長信道發送。對於接收到的光信號進行分光，並對其中一路光信號進行光電轉換和模數轉換；對轉換後的光信號進行頻譜分析，得到光信號中的低頻微擾頻率的頻率值及其所攜帶的比特信息；對比特信息進行解碼，得到波長標籤信息幀，從而獲取波長標籤信息。本發明可以利用較少的低頻微擾頻率完成波長標籤信號的調製，通過波長標籤上所攜帶的數據幀傳送波長信號源地址等信息，並通過校驗位及時發現波長標籤傳輸錯誤的情況。
文檔編號H04J14/02GK102624479SQ20121009045
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月30日 優先權日2012年3月30日
發明者華鋒 申請人:中興通訊股份有限公司