一种光纤传输系统及信息传输的方法与流程

本文涉及但不限于光通信技术，尤指一种光纤传输的系统及信息传输的方法。

背景技术：

光纤传输系统是一种利用光波作载波、以光纤作为传输媒质，将信息从一个设备传至另一设备的通信系统，被称之为有线光通信系统。光纤以其传输频带宽、抗干扰性高和信号衰减小，而远优于电缆、微波通信的传输，已成为通信中主要传输方式。

目前，光纤传输系统的通信过程大致是：系统中的一端设备首先将要传送给另一端设备的数据信息转换为电信号，之后调制到激光器发出的激光束上，进而通过光纤发送出去传输至另一端设备；在另一端设备，先将接收到的光信号作光电转换后经解调恢复出原数据信息。其中，通信的两端设备之间通常采用单纤或双纤连接。采用单纤连接方式时，双向传输的光信号的波长需不同，也即一根光纤里同时传输波长不同的收发两个方向的光信号。采用双纤连接方式时，一根光纤传输一个方向的光信号，其波长可相同或不同。

如图1所示的单纤双向光传输系统中，主站和从站经各自对应的合分波器后光纤连接，监控信号光收发器1和监控信号光收发器2之间的通信通道组成了主站与从站间独立的光监控通道，该光监控通道同时占用两个波长(例如1490纳米(nm)和1510nm)，负责监控信息的发送和接收。

然而，现有的光纤传输系统中，通信双方的设备(更具体来说为两设备侧成对使用的收发器)均要存在相应波长的激光源，功耗大、成本高。

技术实现要素：

以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

本发明实施例提供一种光纤传输系统及方法，能够简化光网络的组成，降低数据传输的功率消耗。

本发明实施例提供了一种光纤传输系统，包括：第一站点和第二站点；其中，

所述第一站点包括第一收发器，用于：产生第一光信号；接收来自第二收发器的第二光信号；解调所述第二光信号，以获得所述第二光信号中承载的第二数据；

所述第二站点包括第二收发器，用于：按照预设策略对来自第一收发器的所述第一光信号进行环回处理，以获得用于承载第二数据的第二光信号。

其次，本发明实施例还提供了一种信息传输的方法，包括：

第一站点产生第一光信号，并将产生的第一光信号发送至第二站点；

第二站点按预设策略对来自第一站点的所述第一光信号进行环回处理，以获得用于承载第二数据的第二光信号；

第二站点发送承载第二数据的第二光信号至第一站点；

第一站点从接收到的第二光信号中解调获得第二数据。

不同于相关技术，本发明实施例中互相通信的两个站点中的一个站点能够复用来自对端站点的光信号，将其作为本地光源，进而通过通断调制的方式使其承载发送数据发送给对端站点，无需额外配置激光器，简化光网络组成，且能够降低数据传输过程中的光功率消耗。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为相关技术中光传输系统的组成示意图；

图2为本发明实施例提供的一种光纤传输系统中第一站点侧第一收发器的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种光纤传输系统中第二站点侧的第二收发器的一种结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种光纤传输系统中第二站点侧的第二收发器的另一种结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种光纤传输系统中第二站点侧的第二收发器的再一种结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种光纤传输系统中第二站点侧的第二收发器的再一种结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种信息传输的方法的流程示意图；

图8为本发明具体应用示例提供的一种光纤传输系统的示意图；

图9为本发明实施例提供的另一种光纤传输系统示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

本发明实施例提供一种光纤传输系统，该系统包括光纤连接的第一站点和第二站点。其中，所述光纤可以为单纤或双纤。示例性的，第一站点和第二站点可以是具有业务往来的互为主从的主站和从站。主站可具有监控从站的功能。可选的：

第一站点包括第一收发器，用于：产生第一光信号；接收来自第二收发器的第二光信号；解调所述第二光信号，以获得所述第二光信号中承载的第二数据；本发明实施例第一光信号和第二光信号通过光纤传输；

第二站点包括第二收发器，用于：按照预设策略对来自第一收发器的所述第一光信号进行环回处理，以获得用于承载第二数据的第二光信号。本发明实施例预设策略可以包括预置的环回通断控制策略。

可选的，本发明实施例第一收发器和第二收发器成对使用，可以均为业务信号光收发器，第二数据作为第二站点的发送数据，为业务数据；也可以均为监控信号光收发器，第二数据为监控数据。对此，本实施例对此不作限定。下面分别就两个站点侧的收发器作示例说明。

一、第一站点侧的收发器(第一收发器)

对于第一站点侧的第一收发器而言，可通过激光器产生第一光信号发往与第二站点连接的光纤中。可选的，当第一站点仅作为第二站点的数据接收方，而并不作为数据发送方向第二站点发送数据时，第一光信号不承载任何数据信息，可以是具有固定光特性参数取值的光信号，本发明实施例将其设定为原始光信号。若第一站点作为数据发送方需要发送数据(设为第一数据)给第二站点时，第一光信号承载有第一数据，是光特性参数的取值按照发送数据的比特位0和1的不同而规律变化的光信号。其中，光特性参数可以是幅度、强度等。可选的，第一光信号可以是将第一数据的信号叠加到原始光信号上幅度调制得到的光信号。

另外，第一收发器还接收第二站点通过第二收发器发送过来的光信号，进而从中解调出所携带的数据信息。可选的，由于第二站点是基于光信号的有无变化来承载第二数据的，属于一种通断调制方式，所以第一站点上的第一收发器对接收光信号的解调也是一种通断解调，例如当第二收发器发送数据比特位1时，连通对第一光信号的环回，比特位为0时关断对第一光信号的环回，那么第一收发器的解调过程可以包括：若检测出接收到的第二光信号的功率为0时，确定其承载的第二数据的比特位为0；反之，若检测出接收到的第二光信号的功率不为0时，确定其承载的第二数据的比特位为1。

作为一种可选实施方式，连接两个站点的光纤为单纤，如图2所示，第一收发器包括：激光器、第一光环行器、第一光探测器以及第一控制器；其中：

激光器，用于产生第一光信号；

第一光环行器，其输入端口与激光器的输出端口连接，输出端口与第一光探测器的输入端口连接，共用端口与光纤连接，用于将来自激光器的第一光信号发送到光纤，以及将来自光纤的第二光信号发送到第一光探测器；

第一光探测器，其输出端口与第一控制器的输入端口连接，用于将接收到的第二光信号转换为第二电信号后发送至第一控制器；

第一控制器，用于将来自第一光探测器的第二电信号与预设的第一判决门限进行比较，以确定接收到的第二数据的数据比特位。

作为另一种可选实施方式，连接两个站点的光纤为双纤，其中传输第一光信号的光纤为第一光纤，传输第二光信号的光纤为第二光纤。不同于单纤，双纤连接方式下的第一收发器无需设置光环行器，而仅包括激光器、第一光探测器以及第一控制器即可。其中：

激光器，用于产生第一光信号，发往第一光纤；

第一光探测器，其输出端口与第一控制器的输入端口连接，用于将接收到的来自第二光纤的第二光信号转换为第二电信号后发送至第一控制器；

第一控制器，用于将来自第一光探测器的第二电信号与预设的第一判决门限进行比较，以确定接收到的第二数据的数据比特位。

可选的，第一控制器包括电连接的第一处理器和激光驱动模块；其中：

第一处理器，其输出端口与所述激光驱动模块的输入端口电连接，输入端口与所述第一光探测器的输出端口电连接，用于：所述第一站点发送所述第一数据时，产生承载所述第一数据的第一电信号，将产生的所述第一电信号发送给所述激光驱动模块；将来自所述第一光探测器的所述第二电信号与预设的第一判决门限进行比较，以确定接收到的所述第二数据的数据比特位；这里，第一处理器可以是微处理器；

激光驱动模块，其输出端口与激光器的输入端口电连接，用于：在未接收到所述第一处理器输入的所述第一电信号时，驱动所述激光器持续发出预设波长下的具有预设功率的第一光信号；在接收到所述第一处理器输入的第一电信号时，驱动所述激光器发出所述预设波长下的功率随输入所述第一电信号的变化而变化的第一光信号。

二、第二站点侧的收发器(第二收发器)

在本发明实施例中，第二收发器不再设置诸如激光器之类的光源产生器，而是直接复用接收到的来自对端第一站点的第一光信号来得到承载第二数据的第二光信号。可选的，第二收发器采用通断调制的方式将第二数据的比特位信息调制到第一光信号上，进而作为第二光信号发送给第一站点进行数据接收。其中，通断调制过程是按照一种环回通断控制策略控制对第一光信号的环回实现的。可选的，环回通断控制策略包括：第二数据的比特位取值不同，对第一光信号的环回通断状态不同。在此，需要特别说明的是，本发明实施例中第二收发器不仅不需要设置光源产生器，而且不必对所复用的第一光信号进行数据擦除等特殊处理，无论第一光信号承载第一数据与否，均不作关注，只是通过简单地连通或关断对第一光信号的环回来将第二数据调制进去。

可选的，第二收发器可包括：

第二控制器，与环回模块电连接，用于产生承载第二数据的第二电信号，输入给环回模块；

环回模块，与所述光纤光路连接，用于根据第二控制器产生的所述第二电信号的电平高低，连通或关断所述第一光信号的环回光路，以获得承载所述第二数据的所述第二光信号。即在第二电信号的控制下，连通或关断对所述光纤传输过来的第一光信号的环回光路，以使环回的第二光信号承载第二数据。

其中，第二数据的比特位取值不同时，第二电信号的电平高低不同，环回光路的通断状态不同。举例而言：若第二数据的比特位取值为1，第二电信号的电平为高电平，环回光路为连通状态，相应的环回模块将光纤传输过来的第一光信号作为第二光信号直接环回回去，此时第二光信号的功率不为0；若第二数据的比特位取值为0，第二电信号的电平为低电平，环回光路为关断状态，相应的环回模块不再对光纤传输过来的第一光信号进行环回，此时因环回光路的关断使得发往光纤的第二光信号的功率为0。当然也可以是：比特位取值为0时，第二电信号的电平为高电平，环回光路为连通状态；比特位取值为1时，第二电信号的电平为低电平，环回光路为关断状态。又或者：比特位取值为0时，第二电信号的电平为低电平，环回光路为连通状态；比特位取值为1时，第二电信号的电平为高电平，环回光路为关断状态。需要说明的是，本实施例中，第二电信号的产生为相关技术，在此不再赘述。

作为一种可选实施方式，如图3所示，连接两个站点的光纤为单纤，第二收发器包括环回模块以及第二控制器，还包括第二光环行器；环回模块包括第一光开关；其中：

第二光环行器，其共用端口与光纤光路连接，输出端口与第一光开关的第一光端口光路连接，输入端口与第一光开关的第二光端口光路连接，用于将光纤传输过来的第一光信号发送到第一光开关的第一光端口，以及将来自第一光开关的第二光端口的第二光信号发往所述光纤中传输；

第一光开关，用于根据所述第二电信号的电平高低，连通或关断所述第一光端口与所述第二光端口之间的光路；即第一光开关，用于在第二电信号的控制下，连通或关断第一光端口与第二光端口之间的光路。

其中，第一光开关可以用于：根据第二电信号电平高低的不同，连通或关断第一光端口与第二光端口之间的光路。示例性的，第二数据的比特位为1时，第二电信号的电平为高电平，连通第一光端口与第二光端口之间的光路，第二收发器会将接收到的来自光纤的第一光信号环回至光纤中传输至第一站点的第一收发器，反之，第二数据的比特位为0时，第二电信号的电平为低电平，关断第一光端口与第二光端口之间的光路，如此不再环回来自光纤的第一光信号。

作为另一种可选实施方式，如图4所示，连接两个站点的光纤为双纤，其中传输第一光信号的光纤为第一光纤，传输第二光信号的光纤为第二光纤，第二收发器包括第二控制器和环回模块；其中，环回模块包括第二光开关，第二光开关的第一光端口与所述第一光纤光路连接，第二光端口与所述第二光纤光路连接，用于：根据所述第二电信号的电平高低，连通或关断所述第一光端口与第二光端口之间的光路。即环回模块用于：在第二电信号的控制下，连通或关断第一光端口与第二光端口之间的光路。其控制方法与单纤方式下的控制方法一致，在此不再赘述。

另外，本发明实施例提供的光纤传输系统还支持第一站点作为发送方向第二站点发送承载第一数据的第一光信号。相应的，在以上技术方案的基础上，该光纤传输系统中第二站点侧的第二收发器还用于作为接收方，解调第一光信号所携带的第一数据。如此，第一站点经光纤发送过来的第一光信号将会被分成两路：一路用作本地光源，另一路用于恢复第一站点的发送数据(即第一数据)。

如图5所示，单纤方式下，第二收发器除了包括第二控制器、第一光开关以及第二光环行器之外，还可以包括：第一光分路器和第二光探测器；其中：

所述第一光分路器，设置在所述第二光环行器的输出端口与所述第一光开关的第一光端口之间，并与所述第二光探测器光路连接，用于：将第二光环行器输出的第一光信号按照预设的功率比例划分为两路；其中，划分获得的第一路第一光信号输出至所述第一光开关，划分获得的第二路第一光信号输出至所述第二光探测器；

所述第二光探测器，其输出端口与所述第二控制器的输入端口电连接，用于将输入的第二路第一光信号转换为电信号后发送至所述第二控制器。

如图6所示，双纤方式下，第二收发器除了包括第二控制器和第二光开关之外，还可以包括第二光分路器和第三光探测器；其中，所述第二光开关的第一光端口通过所述第二光分路器与所述第一光纤光路连接；

所述第二光分路器，与所述第三光探测器光路连接，用于：将接收到的所述第一光信号按照预设的功率比例划分为两路；其中，划分获得的第一路第一光信号输出至所述第二光开关，划分获得的第二路第一光信号输出至所述第三光探测器；

所述第三光探测器，其输出端口与所述第二控制器的输入端口电连接，用于将输入的第一光信号转换为电信号后发送至所述第二控制器。

在本发明实施例中，无论是单纤还是双纤方式连接两个站点，光分路器与光开关之间只是光信号的单向传输，即光分路器输出光信号给光开关，而光开关输出的光信号并未回送给光分路器，而是经第二光环行器的输入端口沿发送光路发往单纤或者直接发往双纤中的第二光纤。可选的，在接收到的第一收发器通过光纤传输过来的第一光信号中，其中送往环回模块的光信号的功率占比大于送往第二光探测器的光信号的功率占比，具体取值可以由本领域技术人员根据经验得到。

可选的，第二控制器还用于：将来自第二光探测器的电信号与预设的第二判决门限比较，以确定接收到的第一数据的数据比特位。其中，第二控制器对接收到的数据比特位的确定，可视为是一种数据解调过程，其与第一站点的第一收发器对第一数据的光调制方式有关，具体可参考相关的数据解调技术实现。例如，当第一数据比特位为0时第一光信号的功率为p+δp1，当第一数据比特位为1时第一光信号的功率为p+δp2，其中δp2大于δp1且均大于0，第二光探测器输出的电信号为电压信号，当其电压值高于第二判决门限值时，接收到的数据比特位为1，当其电压值低于第二判决门限值时，接收到的数据比特位为0。

需要注意的是，因光分路器的存在而导致送入第二光探测器的第一光信号不再是来自光纤的全部的第一光信号，而仅为对应分光比例下的第一光信号，所以第二判决门限的取值可以依据通常的未分路情形下的第二判决门限的取值w以及对应第二光探测器的支路的分光比例k来设定。在实际应用中，光信号经光分路器这一器件后会存在一些光损耗，所以第二判决门限值还要结合该损耗值进一步确定，以能够准确解调出第一数据的比特位为准，具体可以由本领域技术人员根据经验参考w、k以及所述损耗值预先设置，也可预先通过样本学习的方式自动取得，其中学习过程的实现可参见相关技术，在此不再赘述。

基于以上提供的包括光纤连接的第一站点和第二站点的光纤传输系统，本发明实施例还提供一种信息传输的方法，参见图7，该方法包括：

步骤701、第一站点产生第一光信号，并将产生的第一光信号发送至第二站点；

步骤702、第二站点按预设策略对来自第一站点的第一光信号进行环回处理，以获得用于承载第二数据的第二光信号；

步骤703、第二站点发送承载第二数据的第二光信号至第一站点；

步骤704、第一站点从接收到的第二光信号中解调获得第二数据。

可选的，第二站点按预设策略对来自第一收发器的所述第一光信号进行环回处理包括：

第二站点产生承载第二数据的第二电信号；

根据产生的所述第二电信号的电平高低，连通或关断对所述第一光信号进行的环回光路，以获得承载所述第二数据的所述第二光信号。

作为一种可选实施方式，第一站点与第二站点单纤连接；环回光路包括：由所述第二站点中的光环行器的共用端口与所述单纤连接时，所述光环行器的输出端口与输入端口之间的光路。。

作为另一种可选实施方式，第一站点与第二站点双纤连接，其中，所述第一光信号通过第一光纤传输，所述第二光信号通过第二光纤传输；

所述环回光路包括：所述第一光纤与所述第二光纤之间的光路。

可选的，第二站点按预设策略对来自第一收发器的所述第一光信号进行环回处理之前，本发明实施例方法还包括：

第二站点将来自所述第一站点的所述第一光信号按照预设的功率比例分为两路；

其中，划分获得的第一路第一光信号用于解调获得所述第一数据；划分获得的第二路第一光信号用于通过环回处理获得承载所述第二数据的所述第二光信号。

可选的，第一站点从接收到的第二光信号中解调获得第二数据包括：

所述第一站点通过第一光探测器对接收到的所述第二光信号进行光电转换后，对光电转换获得的电信号进行解调，以获得第二数据。即第一站点通过第一光环行器将产生的第一光信号沿发送光路发送到光纤中，将来自光纤中的第二光信号沿接收光路发送给第一光探测器进行光电转换，以使第一控制器基于转换结果进行第二数据的解调。

以下通过应用示例对本发明实施例提供的技术方案进行清楚详细的说明，应用示例仅用于陈述本发明，并不用于限定本发明的保护范围。

应用示例

以下在光纤监控信息的传输过程中应用本发明方案，对本发明实施例进行说明，本应用示例系统包括光纤连接的主站和从站，其中所述光纤为单纤，主站作为第一站点，从站作为第二站点。当然，也可主站和从站互换，此时第一站点为从站，第二站点为主站，本应用示例仅作为本发明技术方案的一种具体实施例示出。图8为本应用示例系统的组成结构示意图，如图8所示，系统包括主站部分和从站部分；其中，

主站包括：第一控制器、激光器、第一光环行器和第一光探测器；激光器的输入端口与第一控制器的输出端口电连接，输出端口与第一光环行器的输入端口光路连接；第一光环行器的输出端口与第一光探测器的输入端口光路连接，共用端口通过光纤与从站光路连接；第一光探测器的输出端口与第一控制器的输入端口电连接。

从站包括：第二控制器、光开关、第二光环行器、光分路器和第二光探测器。其中，第二光环行器的共用端口与光纤光路连接，输出端口与光分路器的网络侧端口光路连接，输入端口与光开关的第二光端口光路连接；光分路器的一个本地侧端口(第一分路输出端口)与光开关的第一光端口光路连接，另一个本地侧端口(第二分路输出端口)与第二光探测器的输入端口光路连接；第二光探测器的输出端口与第二控制器的输入端口电连接；第二控制器的输出端口与光开关电连接。以下分别从主站侧和从站侧的信息处理过程，对本应用示例进行简要说明；其中，

主站侧信息处理过程包括：

激光器：在第一控制器的控制下产生第一光信号；这里，第一光信号可以是符合要求的任意波长的光信号，以传输监控数据为例，可以是波长为1490纳米或1510纳米的光信号；

第一光环行器：将来自激光器的第一光信号沿发送光路发送到光纤中；并且，将来自光纤的第二光信号沿接收光路发送给第一光探测器；

第一光探测器：将接收的第二光信号转换为电信号后发送给第一控制器；

第一控制器：驱动激光器持续发出第一光信号；当产生主站发送的第一数据时，通过第一光信号承载第一数据；并且，将接收的来自第一光探测器的电信号与第一判决门限比较，以判断收到的比特位是1或0，由接收的连续比特位组成接收的第二数据(即从站发送的数据)。

从站侧信息处理过程包括：

第二光环行器：将来自光纤的第一光信号沿接收光路发送到光分路器中；并且，将来自光开关的第二光端口的第二光信号沿发送光路发送到光纤中；

光分路器：接收第一光信号，将第一光信号按预设功率比例分成两路，其中一路输出给光开关的第一光端口，另一路输出给第二光探测器；

第二光探测器：将输入的第一光信号转换为电信号后发送给第二控制器；

光开关：在第二控制器的控制下，连通或关断第一光端口和第二光端口之间的光路；

第二控制器：将来自第二光探测器的电信号与第二判决门限比较，以获取接收数据帧(即主站发送数据帧)；并且，产生从站发送数据(第二数据)，控制光开关得到携带该从站发送第二数据的光信号以发往主站。

其中，光开关的第二光端口输出的光信号即为第二光信号。当光开关的两个光端口之间的光路连通时，输入到光开关的第一光信号即为第二光信号，输出至第二光环行器的输入端口；当光开关的两个光端口之间的光路关断时，光开关无光信号输出，此时可视为输出给第二光环行器的输入端口的第二光信号功率为0。

以下对本应用示例系统中各组成的实现作简要说明。

本应用示例主站侧的第一控制器可包括：微处理器芯片(单片机)和激光器驱动芯片。其中，微处理器芯片：向激光器驱动芯片提供用于承载主站发往从站的第一数据的电信号；激光器驱动芯片：在未接收到微处理器芯片输入的电信号时，驱动激光器持续产生具有设定波长和固定功率p的光信号；在接收到微处理器芯片输入的电信号后，驱动激光器持续产生所述设定波长下的功率随输入电信号变化的光信号，一般的，该光信号的功率大于固定功率p，且与固定功率p的差值随输入电信号变化而变化。例如，当第一数据比特位为1时，激光器驱动芯片接收到的来自微处理器芯片的电信号为高电平，输出功率为p+δp1的光信号；当第一数据比特位为0时，激光器驱动芯片接收到的来自微处理器芯片的电信号为低电平，输出功率为p+δp2的光信号。其中，δp1与δp2表示的功率差值不同，且均大于0。

可选的，本发明应用示例激光器驱动芯片持续产生恒定的偏置电流，并产生随微处理器芯片输出的电信号变化的调制电流，将偏置电流和调制电流耦合叠加后输出给激光器。激光器在输入电流的驱动下持续产生对应于偏置电流和调整电流的和的设定波长的光信号，输出给第一光环行器。

本发明应用示例，第一控制器中的激光器驱动芯片将微处理器芯片输出的电信号转换为调制电流，并结合偏置电流，驱动激光器发光。激光器输出的光信号可视为是由两部分光信号叠加而成的，其中的一部分光信号，由恒定的偏置电流驱动产生，功率固定，只要激光驱动芯片和激光器正常工作，该部分光信号就始终存在，称之为持续光信号，而另一部分光信号，由调制电流驱动产生，其功率随调制电流的变化而相应变化，称之为幅度调制光信号。

两个站点侧的光环行器均属于一种多端口非互易光学器件，为偏振无关型的，其能够将两站点通信时两个传输方向的光信号区分开来，从而使得两方向上的光信号的波长可以为同一波长。当光信号由其输入端口输入时，光信号几乎毫无损失地由共用端口输出，其它端口处几乎没有光信号输出，该条从输入端口至共用端口的光路称之为发送光路；当光信号由其共用端口输入时，光信号几乎毫无损失地由输出端口输出，其它端口处几乎没有光输出，该条从共用端口至输出端口的光路称之为接收光路。

光分路器是用来实现光波能量的分路与合路的器件。它将一根光纤中传输的光能量按照既定的功率比例分配给两根或者是多根光纤，将多根光纤中传输的光能量合成到一根光纤中。本应用示例可以采用1×2光分路器。光信号的分光比例根据光信号的功率比例设定，即光分路器按照光功率占比将主站通过光纤发送过来的光信号(第一光信号)分路，分光比例较大的端口1连接光开关的输入，分光比例较小的端口2连接第二光探测器输入。光分路器端口1分光百分比与光分路器端口2分光百分比之和等于100％。

在满足系统正常工作的条件下，本应用示例为了避免光噪声和电噪声的影响，第一光探测器接收的光功率和第二光探测器接收的光功率应该越高越好。而在研究过程中发现，在光信号传输过程中，光纤线路损耗和光分路器分光比例对第一光探测器接收的光功率和第二光探测器接收的光功率影响较大。当光纤线路损耗较小，光分路器端口1与端口2分光之比可以较小，例如可以是60:40；当光纤线路损耗较大，光分路器端口1与端口2分光之比必须较大，例如90:10。光分路器端口1分光百分比范围一般为60％～90％，相应的分路器端口2分光百分比范围一般为10％～40％。具体的，分路器两个端口的分光比例(也即前述的预设的功率比例)可以由本领域技术人员基于传输光信号的光纤线路损耗情况依据经验从所述百分比范围中选取得到。

主站与从站中的两个光探测器(第一光探测器和第二光探测器)均包括光功率探测器件，用于将光信号转换为电流信号，但是，考虑到输出的电流往往比较小，不利于后续控制器的比特位判决。为提高判决的准确率，减小其复杂度，本应用示例主站和从站的光探测器均还可包括放大器芯片，用于将光功率探测器件输出的小电流放大并转换为电压信号后再输出给对应连接的控制器。

本应用示例提供的光纤传输系统可同时支持主站与从站的半双工和全双工两种通信模式；无论采用其中的何种通信模式，第一站点侧(在本应用示例中为主站侧)的激光器始终处于持续发光状态。

在半双工通信模式下：

在主站作为发送端发送第一数据给从站的时间段内，第二控制器控制从站中的光开关关断环回光路，第二控制器正常处理第二光探测器传递的电信号，以解调出主站发送的第一数据；

在从站作为发送端发送第二数据给主站的时间段内，从站中的光开关在第二控制器的控制下随着第二数据中比特位0或1的不同而动态的连通或关断环回光路；另外，第二控制器此时可不再执行解调操作，也即解调功能可被禁用以节省资源。

在全双工通信模式下：初始化时，从站中的光开关可关断环回光路；之后，从站中的光开关在第二控制器的控制下随着第二数据中比特位0或1的不同而动态的连通或关断环回光路。在该模式下，从站侧的第二控制器的解调功能一直处于使能态，第二控制器正常处理第二光探测器传递的电信号。需要说明的一点是，即使主站并未向从站发送第一数据时，从站的第二控制器也会因主站长发光而接收到由光分路器分路得到的一路光信号转换得到的电信号，进而进行数据解调，但是并不会识别得到第一数据，因为第一数据往往都具有由特定比特序列组成的帧头和帧尾，只有能够解调出帧头和帧尾时第二控制器才认为是主站发送给自己的第一数据。

需要说明的是，本发明实施例主站与从站中的控制器作为数据的接收方时，虽然均涉及将输入的电信号与判决门限比较的操作，但是对于主站和从站而言，其控制器对判决门限的设置是不同的。从站并未独立部署光源而是复用主站光源，向主站发送的光信号依然源于主站。所以，主站作为发送方，向从站发送的光信号应是持续不断的，当主站的第一控制器无发送数据帧时，控制激光器发出一功率恒定的光信号，当需要向从站发送数据帧时，可控制激光器在功率恒定的光信号基础上进一步叠加调制光信号，从而产生携带主站发送数据帧的功率变化的光信号，一般的可以是幅度调制信号，所以从站中的第二控制器解调接收到的信号所用到的第二判决门限，往往由在主站向从站发送样本数据时从站分路得到的输入至第二光探测器的光信号的平均光功率决定，随平均光功率变化而变化。其中，所述样本数据中的比特位不能够全部为0或全部为1，比特位为0的个数和比特位为1的个数应大致相当，典型的二者相等。

而从站作为发送方，向主站发送数据帧时，则是对光信号进行通断调制，所以主站中的第一控制器解调接收到的电信号时，第一判决门限用于判决从站发送的光信号功率的有或无，例如：有光信号功率时，来自第一光探测器的电信号的电压值大于或等于第一判决门限值，第一控制器判断收到的比特位为1；无光信号功率时，来自第一光探测器电信号的电压值小于第一判决门限，第一控制器判断收到的比特位为0。理论上来说，若光信号功率为0时，对应转换得到的电信号的电压值也为0，否则均不为0，所以第一判决门限可设置为0伏。然而，由于光噪声和电噪声的影响，在实际应用当中该判决门限不能设置为0伏，一般设置为大于最大噪声电压10％～30％。其中，噪声电压值可以由多次试验统计得到。

在本应用示例中，主站的控制器与从站的控制器分别对来自第一光探测器和第二光探测器的电信号进行处理，二者之间的区别在于：第一控制器判断环回光的有或无，因此第一判决门限是绝对值；第二控制器判断叠加在功率恒定的光信号之上的调制光功率变化，因此判决门限是相对值。

在本应用示例中，系统所实现的可以是主站对从站的监控功能，相应的，主站与从站之间的通道即为监控通道，两者交互的数据帧所携带的信息为监控信息。当然，该系统也可实现主站与从站之间的业务传输，相应的，主站与从站之间的通道即为业务通道，两者交互的数据帧所携带的信息为业务数据。

基于以上光纤传输系统，提供一种信息传输的方法，包括：

主站的第一控制器产生第一数据，以幅度调制的方式将其转换为激光器驱动信号，驱动激光器连续发光，沿第一光环行器发送光路发送到光纤中。通过光纤传输到从站，实现主站至从站的数据帧发送。

从站的光分路器沿第二光环行器接收光路接收自光纤的光信号，进而对其进行分光，例如以95:5或90:10的比例分为比例较大的光信号和比例较小的光信号。比例较小的光信号进入第二光探测器进行光功率检测，解调第一数据，实现主站至从站的第一数据的接收。

从站的第二控制器产生第二数据，通过控制光开关的通断动作，将比例较大的光信号由光开关发送到第二光环行器或者被阻断。如果被发送到第二光环行器，光信号会沿第二光环行器的发送光路经光纤回送到主站。如果被阻断，则光信号不会被环回。实现从站至主站的第二数据发送。

主站的第一光环行器将发射光和接收的环回光分离，第一光探测器对接收的环回光进行光功率检测，根据光功率的有无确定来自从站的各帧第二数据，实现从站至主站的第二数据的接收。

在以上各实施例基础上，本发明实施例还提供了一种兼具业务传输和监控功能的光纤传输系统。如图9所示，该光纤传输系统中，业务数据在原有结构上传输，监控数据采用以上本发明实施例提供的网络结构传输。可选的：

以上各实施例中第一站点上的第一收发器和第二站点上的第二收发器为成对使用的监控信号光收发器，第一数据和第二数据均属于监控数据；

除此之外，第一站点和第二站点均还包括业务信号光收发器，用于彼此交互承载有业务数据的光信号。业务信号光收发器收发的光信号与监控信号光收发器收发的光信号波长不同。第一站点与第二站点经各自的合分波器后通过光纤连接在一起，其中每个收发器光路连接到所在站点对应的合分波器。

以下仍以第一站点为主站，第二站点为从站为例，重点对监控数据在本系统中的传输过程作详细介绍。而业务数据的传输过程为现有技术，不再赘述。

在主站，激光器采用1510nm波长的激光器。第一控制器采用单片机控制激光驱动芯片对发送数据帧进行幅度调制以得到调制电流和偏置电流，进而驱动激光器发出光信号，调制深度一般为5％～30％。调制速率小于1兆比特每秒(mbit/s)。调制后的光信号沿第一光环行器发送光路进入光合分波器，与业务信号合波后发送到光纤。

其中，所述光纤可以为g.652或g.655标准光纤，长度为0～40公里。

在从站，来自主站的光信号，经合分波器分波，1510nm波长的光信号进入第二光环行器，并沿其接收光路到达光分路器，光分路器规格为90:10；其中，10％的光信号进入第二光探测器进行光功率检测，90％的光信号进入光开关。光探测器(pd)2用于光功率检测，将光信号转换为电流信号，经过电放大器后转换为电压信号，送入第二控制器与第二判决门限进行比较。第二控制器采用单片机判断收到的比特位是1或0，解调制第一数据。

在从站，第二控制器根据接收到的第一数据，产生回送主站的发送数据(第二数据)。第二控制器输出高电平或低电平控制光开关的通断，当连通时，光分路器输出的90％的光信号，经过光开关环回给第二光环行器，之后经光纤到达主站，实现从站向主站发送比特位1。当关断时，光分路器输出的90％的光信号完全被阻断，不被环回，实现从站向主站发送比特位0。目前受到光开关速度的限制，从站向主站发送数据帧的速率一般小于1千比特每秒(kbit/s)。

在主站，来自光纤的光信号，经过合分波器分波，1510nm波长的环回光信号进入第一光环行器，沿第一光环行器接收光路进入第一光探测器。光环行器的作用是将1510nm的发射光和接收光分离。第一光探测器将接收的环回光转换为电流信号，经过电放大器后转换为电压信号，送入第一控制器与第一判决门限进行比较。第一控制器采用单片机(mcu)判断收到的比特位是1或0，解调制数据帧。

综上，本发明实施例针对相关技术中光源多、功耗大、成本高的缺点，设计实现了一种光纤传输系统，其中一个站点的收发器不需要内置激光器，也不必由系统外接其它设备为其提供光源，降低了设备功耗和成本。并且，该系统中的两个站点之间可实现一种单纤单波双向通信，可只用一个特定波长完成双向光监控通道功能，减少了占用波长和合分波器的复杂性。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件(例如处理器)完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的每个模块/单元可以采用硬件的形式实现，例如通过集成电路来实现其相应功能，也可以采用软件功能模块的形式实现，例如通过处理器执行存储于存储器中的程序/指令来实现其相应功能。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。