光路选择器、光纤通信系统及方法与流程

本发明涉及单点系泊系统通信技术领域，具体涉及一种光路选择器、光纤通信系统及方法。

背景技术：

海洋核动力平台为海洋资源开发提供安全、可靠、经济、便利的能源供应，具有广阔的市场应用前景，对维护我国海洋主权，实现海洋强国具有重要意义。

由于海洋核动力平台的作业环境处在远离陆地的海洋环境，为了具有一定的环境适应能力，保证海洋环境下的作业要求，常用的技术手段多为在海洋核动力平台上设置单点系泊系统。

海底的脐带缆通过单点系泊系统与海洋核动力平台实现交互通信和能源输送。在实际工程应用中，由于脐带缆一般都是最后铺设的，与单点系泊系统连接的脐带缆，实际连接的光纤中，有光信号的光纤具有不确定性，需要从多根光纤中选出有光信号的光纤。

现有技术中，一般是工作人员现场测试光纤，选出有光信号的光纤，再将其与单点系泊系统连接。但是，当需要变换有信号的光纤时，需要人员再次进行现场测试和连接，而单点系泊系统一般属于无人值守平台，人工现场测试和连接的方法耗费人力物力。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种光路选择器、光纤通信系统及方法，不需要人员现场测试和连接，就能从n芯光纤中选出有光信号传输的m个光纤，具有很好的适应性和兼容性。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种光路选择器，其用于从n芯光纤中选出有光信号传输的m个光路，包括：

n个1×m光开关，每个所述1×m光开关设有1个输入端和m个输出端，其中n和m为正整数，且n＞m；

m个1×n光开关，每个所述1×n光开关设有n个输入端和1个输出端；所述1×m光开关的输出端和所述1×n光开关的输入端通过预设映射关系连接；

光开关切换器，其接收控制信号，将所述1×m光开关的输入端和输出端连接，将所述1×n光开关的输入端和输出端连接。

在上述技术方案的基础上，所述1×m光开关的输出端和所述1×n光开关的输入端通过预设映射关系为：第i个所述1×m光开关的第j个输出端与第j个所述1×n光开关的第i个输入端连接，其中i和j为正整数，且i≤n，j≤m。

在上述技术方案的基础上，所述n为4，m为2。

本发明的目的在于还提供一种使用上述光路选择器的光纤通信系统，包括：

固定甲板接线箱，其包括，

-光路选择器，其用于从n芯光纤中选出有光信号传输的m个光路，所述光路选择器包括：

-n个1×m光开关，每个所述1×m光开关设有1个输入端和m个输出端，其中n和m为正整数，且n＞m；

-m个1×n光开关，每个所述1×n光开关设有n个输入端和1个输出端；所述1×m光开关的输出端和所述1×n光开关的输入端通过预设映射关系连接；

-光开关切换器，其接收控制信号，将所述1×m光开关的输入端和输出端连接，将所述1×n光开关的输入端和输出端连接；

-第一波分复用装置，其与所述光路选择器连接，所述第一波分复用装置用于将所述光路选择器输入的m个光信号和1个控制信号转化为1个复合光信号输出，或者将输入的1个复合光信号转化为m个光信号和1个控制信号输出给光路选择器；

集控中心，其包括，

-第二波分复用装置，所述第二波分复用装置与所述第一波分复用装置连接，所述第二波分复用装置将第一波分复用装置输入的复合光信号转化为m个光信号和1个控制信号输出，或者将输入的m个光信号和1个控制信号转化为1个复合光信号输出；

-调度中心，其与所述第二波分复用装置连接，用于接收或者发送m个光信号和1个控制信号；

光滑环，其用于将所述固定甲板接线箱和所述集控中心连接。

在上述技术方案的基础上，所述第一波分复用装置包括m个波长转换器、1个光电转换器和1个波分复用器，所述波长转换器分别与所述1×n光开关连接；所述光电转换器与所述光开关切换器连接；所述波长转换器和所述光电转换器均与所述波分复用器连接。

在上述技术方案的基础上，所述第一波分复用装置用于将所述光路选择器输入的m个光信号和1个控制信号转化为1个备用复合光信号输出。

在上述技术方案的基础上，所述固定甲板接线箱还设有第一主控单元和第一网络传输设备，所述第一主控单元分别与第一网络传输设备连接；

所述集控中心还设有第三主控单元和第四网络传输设备，所述第三主控单元与第四网络传输设备连接；所述第四网络传输设备和第一网络传输设备通过所述光滑环连接。

在上述技术方案的基础上，所述光滑环和集控中心之间还设有旋转甲板接线箱，所述旋转甲板接线箱设有第二主控单元、第二网络传输设备和第三网络传输设备，所述第二主控单元分别与第二网络传输设备和第三网络设备连接；所述第二网络传输设备通过所述光滑环与第一网络传输设备连接；所述第三网络传输设备与第四网络传输设备连接。

在上述技术方案的基础上，所述光滑环和旋转甲板接线箱通过光路转接设备与所述集控中心连接。

本发明的目的在于还提供一种上述的光纤通信系统的通信方法，包括以下步骤：

将光路选择器中的n个1×m光开关的每种连接方式和m个1×n光开关的每种连接方式，进行排列组合，形成包含多个指令的指令集，每个指令为n个1×m光开关和m个1×n光开关的一种连接方式；

依次遍历指令集的指令，对光路选择器中的光开关的连接方式进行控制，当一指令使光路选择器输出m路光信号时，停止遍历指令集。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的光路选择器用于海底光纤与海洋平台通信，在有光信号的光纤不确定的情况下，或者变换有信号的纤芯时，不需要人员现场测试和接续，就能从n芯光纤中选出有光信号传输的m个光路，具有很好的适应性和兼容性，经济效益好。

附图说明

图1为本发明实施例中光纤通信系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中光路选择器的原理示意图；

图3为本发明实施例中另一种光路选择器的原理示意图；

图4为本发明实施例中第一波分复用设备原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例一

参见图2所示，本发明实施例提供一种光路选择器，其用于从n芯光纤中选出有信号传输的m个光路，其特征在于，包括：

n个1×m光开关，每个1×m光开关设有1个输入端和m个输出端，其中n和m为正整数，且n＞m。

m个1×n光开关，每个1×n光开关设有n个输入端和1个输出端；1×m光开关的输出端和1×n光开关的输入端通过预设映射关系连接，可选的映射关系为：第i个1×m光开关的第j个输出端与第j个1×n光开关的第i个输入端连接，其中i和j为正整数，且i≤n，j≤m。

光开关切换器，其接收控制信号，将1×m光开关的输入端和输出端连接，将1×n光开关的输入端和输出端连接。

与现有技术相比，本发明实施例的光路选择器：用于海底光纤与海洋平台通信，在有光信号的光纤不确定的情况下，或者变换有信号的光纤时，不需要人员现场测试和接续，就能从n芯光纤中选出有光信号传输的m个光路，具有很好的适应性和兼容性，经济效益好。

实施例二

如图3所示，在实施例一的技术上，可选择n为4，m为2。

4个1×2光开关，每个1×4光开关设有1个输入端和2个输出端。

2个1×4光开关，每个1×4光开关设有2个输入端和1个输出端；1×2光开关的输出端和1×4光开关的输入端通过预设映射关系连接，如图所示。

光开关切换器，其接收控制信号，将1×2光开关的输入端和输出端连接，将1×4光开关的输入端和输出端连接。

光路选择器的工作方式为：将光路选择器中的4个1×2光开关的每种连接方式和2个1×4光开关的每种连接方式，进行排列组合，形成包含多个指令的指令集，每个指令为4个1×2光开关和2个1×4光开关的一种连接方式；例如a1b1c1d1e1f1为其中一种组合，表示a的光开关在1号连接位，b的光开关在1号连接位，c的光开关在1号连接位，d的光开关在1号连接位，e的光开关在1号连接位，f的光开关在1号连接位。

依次遍历指令集的指令，对光路选择器中的光开关的连接方式进行控制，当一指令使光路选择器输出2路光信号时，停止遍历指令集。例如，当前指令集为a1b1c2d1e1f3，从4芯光纤选出有信号传输的2个光路。

实施例三

如图1所示，本发明实施例提供一种使用光路选择器的光纤通信系统，包括：

固定甲板接线箱，其包括，

-光路选择器，其用于从n芯光纤中选出有信号传输的m个光路，光路选择器包括：

-n个1×m光开关，每个1×m光开关设有1个输入端和m个输出端，其中n和m为正整数，且n＞m；

-m个1×n光开关，每个1×n光开关设有n个输入端和1个输出端；1×m光开关的输出端和1×n光开关的输入端通过预设映射关系连接；

-光开关切换器，其接收控制信号，将1×m光开关的输入端和输出端连接，将1×n光开关的输入端和输出端连接；

-第一波分复用装置，其与光路选择器连接，第一波分复用装置用于将光路选择器输入的m个光信号和1个控制信号转化为1个复合光信号输出，或者将输入的1个复合光信号转化为m个光信号和1个控制信号输出给光路选择器；参见图4所示，第一波分复用装置包括m个波长转换器、1个光电转换器和1个波分复用器，波长转换器分别与1×n光开关连接；光电转换器与光开关切换器连接；波长转换器和光电转换器均与波分复用器连接。

集控中心，其包括，

-第二波分复用装置，第二波分复用装置与第一波分复用装置连接，第二波分复用装置将第一波分复用装置输入的复合光信号转化为m个光信号和1个控制信号输出，或者将输入的m个光信号和1个控制信号转化为1个复合光信号输出；

-调度中心，其与第二波分复用装置连接，用于接收或者发送m个光信号和1个控制信号；

光滑环，其用于将固定甲板接线箱和集控中心连接。

与现有技术相比，本发明实施例的光纤通信系统：用于海底光纤与海洋平台的集控中心通信，在有光信号的纤芯不确定的情况下，或者变换有信号的纤芯时，不需要人员现场测试和接续，就能从n芯光纤中选出有光信号传输的m个光路，具有很好的适应性和兼容性，经济效益好。

实施例四

作为优选的实施方式，在实施例三的技术上，第一波分复用装置用于将光路选择器输入的m个光信号和1个控制信号转化为1个备用复合光信号输出，增加冗余设计，提高系统的可靠性。

实施例五

作为优选的实施方式，在实施例三的技术上，固定甲板接线箱还设有第一主控单元和第一网络传输设备，第一主控单元分别与第一网络传输设备连接；

集控中心还设有第三主控单元和第四网络传输设备，第三主控单元与第四网络传输设备连接；第四网络传输设备和第一网络传输设备通过光滑环连接。

光滑环和集控中心之间还设有旋转甲板接线箱，旋转甲板接线箱设有第二主控单元、第二网络传输设备和第三网络传输设备，第二主控单元分别与第二网络传输设备和第三网络设备连接；第二网络传输设备通过光滑环与第一网络传输设备连接；第三网络传输设备与第四网络传输设备连接。

光滑环和旋转甲板接线箱通过光路转接设备与集控中心连接。

固定甲板接线箱的第一主控单元与固定甲板上需要通信的设备连接，旋转甲板接线箱的第二主控单元与旋转甲板上需要通信的设备连接，第一主控单元、第二主控单元以及第三主控单元通过第一网络传输设备、第二网络传输设备、第三网络传输设备、第四网络传输设备组成以太网，该以太网与海底光纤通信相互独立，实现了信息的安全隔离传输。

实施例六

本发明实施例提供一种使用上述的光纤通信系统的通信方法，包括以下步骤：

将光路选择器中的n个1×m光开关的每种连接方式和m个1×n光开关的每种连接方式，进行排列组合，形成包含多个指令的指令集，每个指令为n个1×m光开关和m个1×n光开关的一种连接方式；

依次遍历指令集的指令，对光路选择器中的光开关的连接方式进行控制，当一指令使光路选择器输出m路光信号时，停止遍历指令集。

将光路选择器中的4个1×2光开关的每种连接方式和2个1×4光开关的每种连接方式，进行排列组合，形成包含多个指令的指令集，每个指令为4个1×2光开关和2个1×4光开关的一种连接方式；例如a1b1c1d1e1f1为其中一种组合，表示a的光开关在1号连接位，b的光开关在1号连接位，c的光开关在1号连接位，d的光开关在1号连接位，e的光开关在1号连接位，f的光开关在1号连接位。

依次遍历指令集的指令，对光路选择器中的光开关的连接方式进行控制，当一指令使光路选择器输出2路光信号时，停止遍历指令集。例如，当前指令集为a1b1c2d1e1f3，从4芯光纤选出有信号传输的2个光路。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。