光纤信息传输方法和系统与流程

本发明涉及光纤通信技术领域，特别涉及一种利用单光纤和通讯卡进行信息传输的方法和系统。

背景技术：

光纤通信是指在发送端首先要把传送的信息(如话音)变成电信号，然后调制到激光器发出的激光束上，使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化，并通过光纤发送出去；在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息.

随着信息技术传输速度日益更新，光纤技术已得到广泛的重视和应用。在多微机电梯系统中，光纤的应用充分满足了大量的数据通信正确、可靠、高速传输和处理的要求。

光纤全双工(Full Duplex)通信是在微处理器与外围设备之间采用发送线和接受线各自独立的方法，可以使数据在两个方向上同时进行传送操作。指在发送数据的同时也能够接收数据，两者同步进行，这好像我们平时打电话一样，说话的同时也能够听到对方的声音。

光纤全双工以太网使用两条光纤，而不是像半双工方式那样使用一条光纤线。全双工方式在发送设备的发送方和接收设备的接收方之间采取点到点的连接，这意味着在全双工的传送方式下，可以得到更高的数据传输速度。但是在某些恶劣的环境中，端到端的连接光纤仅有一根，且区间连接的若干中继收发器都是收发分离的类型，由于距离较远，若是再增加一根光纤，或者将所有中继收发器全部换成收发共享模式的，成本非常昂贵。

目前还没有一种技术方案，可以在中继收发器工作在收发分离模式时，不增加光纤就能实现信息内容的传输。

技术实现要素：

针对在恶劣的环境中，只有一根光纤的情况下，中继收发器工作在收发分离模式时，无法完成信息传输的问题提出一种光纤信息传输方法和系统，采用数据通道与控制通道分离的方式，在单纤发送端系统和接收端系统设置通信单元，来发送链接请求和数据请求，光纤传输请求端请求的数据包，并对请求数据包进行构造，在光纤接收端对传输过来的数据包进行校验，最大程度地保证了数据传输的有效性性，仅有少量的控制命令通过通信单元传输，节省了流量，降低了成本。

一方面，本发明提供了一种光纤信息传输方法，来详细阐述单光纤收发分离信息传输的实现方案。

一种光纤信息传输方法，包括

单纤接收端系统通过第一通信单元向单纤发送端系统发连接请求和数据请求；

所述单纤发送端系统准备被请求的数据，构造信息传输数据包；

将构造好的数据包经单根光纤和光中继器发送到单纤接收端系统；

所述单纤接收端系统接收数据包，并对数据包进行校验。

如本发明所述的一种光纤信息传输方法，所述单纤接收端系统通过第一通信单元向单纤发送端系统发连接请求和数据请求，包括：

所述单纤接收端系统处理器传输连接或数据请求指令到第一通信单元；

所述第一通信单元通过无线通信技术将连接或数据请求指令发送到单纤发送端系统的第二通信单元。

如本发明所述的一种光纤信息传输方法，所述单纤发送端系统准备被请求的数据，构造信息传输数据包，包括：

在数据包头部加入对当前被请求数据的控制信息和校验信息；

设置数据包的报文头部和报文段。

如本发明所述的一种光纤信息传输方法，所述单纤接收端系统接收数据包，并对数据包进行校验，包括：

第一处理器根据报文头部中字段的长度判断接收到的数据包的完整性；

所述第一处理器根据报文头部校验信息判断接收的数据包是否出错；

所述第一处理器根据上述两步骤的判断结果决定是否发送重新传输数据包请求。

如本发明所述的一种光纤信息传输方法，所述单纤信息传输系统中光中继器为收发分离工作模式。

如本发明所述的一种光纤信息传输方法，所述第一、二通信单元为移动通讯卡。

一种光纤信息传输系统，包括：

单纤发送端系统：与单纤接收端系统进行无线通信，处理请求指令，通过单根光纤与光中继器连接，用于将信源电信号转换成光信号，通过单根光纤发送出去；

单纤光中继器：通过单根光纤与所述单纤发送端系统和接收端系统连接，用于保证光通信质量，对衰减和失真达到一定程度的光信号进行放大和恢复；

单纤接收端系统：与单纤发送端系统进行无线通信，发送请求指令，通过单根光纤与光中继器连接，用于将信源光信号转换成电信号，通过单根光纤发送出去。

如本发明所述的一种光纤信息传输系统，所述单纤发送端系统包括第二处理器以及第二通信单元，所述第二处理器与所述第二通信单元连接，用于处理所述第二通信单元传输过来的单纤接收端系统的连接或数据请求指令。

如本发明所述的一种光纤信息传输系统，所述单纤接收端系统包括第一处理器以及第一通信单元，所述第一处理器与所述第一通信单元连接，用于通过所述第一通信单元将数据请求指令发送到单纤发送端系统。

实施本发明提供的一种光纤信息传输方法和系统，通过在信息传输系统的单纤发送端系统和接收端系统中设置通信单元，使信息传输系统在光中继器工作在收发分离模式时单纤接收端系统与发送端系统通过无线通信技术进行通信，传输控制和请求指令等流量占用少的信息数据，而单纤接收端系统请求数据内容通过单根光纤传输，并在请求的数据包结构加入校验信息，保证了接收端系统的数据的有效性，节省了流量，降低了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明中一种光纤信息传输方法实施例的流程示意图；

图2是本发明中一种光纤信息传输方法实施例中步骤S1的子步骤流程示意图；

图3是本发明中一种光纤信息传输方法实施例中步骤S2的子步骤流程示意图；

图4是本发明中一种光纤信息传输方法实施例中步骤S4的子步骤流程示意图；

图5是本发明中一种光纤信息传输系统实施例中的组成逻辑连接示意图；

图6是本发明中一种光纤信息传输系统实施例的另一实施例示意图；

图7是本发明中一种光纤信息传输系统实施例中的数据包实施例示意图。

具体实施方式

光纤通信是指在发送端首先要把传送的信息(如话音)变成电信号，然后调制到激光器发出的激光束上，使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化，并通过光纤发送出去；在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息.

随着信息技术传输速度日益更新，光纤技术已得到广泛的重视和应用。在多微机电梯系统中，光纤的应用充分满足了大量的数据通信正确、可靠、高速传输和处理的要求。

光纤全双工(Full Duplex)通信是在微处理器与外围设备之间采用发送线和接受线各自独立的方法，可以使数据在两个方向上同时进行传送操作。指在发送数据的同时也能够接收数据，两者同步进行，这好像我们平时打电话一样，说话的同时也能够听到对方的声音。

光纤全双工以太网使用两条光纤，而不是像半双工方式那样使用一条光纤线。全双工方式在发送设备的发送方和接收设备的接收方之间采取点到点的连接，这意味着在全双工的传送方式下，可以得到更高的数据传输速度。但是在某些恶劣的环境中，端到端的连接光纤仅有一根，且区间连接的若干中继收发器都是收发分离的类型，由于距离较远，若是再增加一根光纤，或者将所有中继收发器全部换成收发共享模式的，成本非常昂贵。

本发明要解决的技术问题是：在恶劣的环境中，只有一根光纤的情况下，中继收发器工作在收发分离模式时，无法完成信息传输的问题。

本发明提出的技术方案是：提出一种光纤信息传输方法和系统，光纤信息传输系统包括单纤接收端系统510、光中继器520、单根光纤540以及单纤发送端系统530；单纤接收端系统510包括第一处理器511、第一通信单元512，单纤发送端系统530包括第二处理器531、第二通信单元532；单纤接收端系统510中的第一处理器511传输控制或数据请求指令到第一通信单元512，第一通信单元512通过无线通信技术把控制或数据请求发送到单纤发送端系统530的第二通信单元532，第二通信单元532将控制或数据请求指令传输到第二处理器531，第二处理构造用于在单根光纤540传输的数据包，数据包的电信号转换成光信号经单根光纤540传输，数据包的光信号传输到光中继器520后，光中继器520根据实际情况，对衰减和失真后的数据包光信号进行放大和恢复，然后再经单根光纤540传输到单纤接收端系统510，单纤接收端系统510将数据包光信号转换成电信号后，根据校验信息对接收到的数据包进行校验，根据校验结果判断是否充分数据请求，并将校验结果经过无线通信技术传输到单纤接收端系统510中；本发明采用数据通道与控制通道分离的方式，在单纤发送端系统530和接收端系统设置通信单元，来发送链接请求和数据请求，光纤传输请求端请求的数据包，并对请求数据包进行构造，在光纤接收端对传输过来的数据包进行校验，最大程度地保证了数据传输的有效性性，仅有少量的控制命令通过通信单元传输，节省了流量，降低了成本。下面将结合附图对本发明进行详细的说明。

一方面，本发明提供了一种光纤信息传输方法，来详细阐述单光纤收发分离信息传输的实现方案。

图1是本发明中一种光纤信息传输方法实施例的流程示意图，请参考图1，一种光纤信息传输方法，包括

S1、单纤接收端系统510通过第一通信单元512向单纤发送端系统530发连接请求和数据请求。图2是本发明中一种光纤信息传输方法实施例中步骤S1的子步骤流程示意图，请参考图2，步骤S1包括：S11、单纤接收端系统510处理器传输连接或数据请求指令到第一通信单元512；S12、第一通信单元512通过无线通信技术将请求指令发送到单纤发送端系统530的第二通信单元532。

在单纤发送端系统530和接收端系统中分别设置第一通信单元512、第二通信单元532，用于传输控制请求和数据请求指令，在传统的光纤通信传输中，全双工通信方式采用两条光纤，发送光纤线和接收光纤线各自独立，可以使数据在两个方向上同时进行传送操作，在发送数据的同时也能够接收数据，两者同步进行，但是在某些恶劣的环境中，端到端的连接光纤仅有一根，且区间连接的若干中继收发器都是收发分离的类型，由于距离较远，若是再增加一根光纤，或者将所有中继收发器全部换成收发共享模式的，成本非常昂贵。本发明采用数据通道与控制通道分离的方式，光中继器520采用收发分离，第一、二通信单元(512，532)用于控制和数据请求指令的小流量数据传输，单根光纤540传输请求内容等大流量数据包，实现了单纤数据传输，节省了费用。

S2、单纤发送端系统530准备被请求的数据，构造信息传输数据包。图3是本发明中一种光纤信息传输方法实施例中步骤S2的子步骤流程示意图，请参考图3，步骤S2包括：S21、在数据包头部加入对当前被请求数据的控制信息和校验信息，S22、设置数据包的报文头部和报文段。

在光纤通信技术的数据传输中，由于受到干扰和传输距离的影响，数据包在光-电转换以及传输的过程中，即使通过光中继器520进行放大和恢复，仍不可避免地出现数据错误，因此在准备传输数据包时需要对数据包进行构造，在包头部加入对当前被请求数据的描述控制信息和校验信息。经单根光纤540发送出去。单纤发送端系统530发出的数据包，在Ethernet层以下，是数据报文。每个数据报文由两部分组成：报文头部+报文段。报文头部用来描述整个数据报文，报文段装载的是客户端请求的数据结果。报文头部包含但不限于以下两个属性：数据报文长度、校验和。

S3、将构造好的数据包经单根光纤540和光中继器520发送到单纤接收端系统510。

单根光纤540传输请求数据内容数据包，光中继器520根据实际情况，对衰减和失真后的数据包光信号进行放大和恢复，然后再经单根光纤540传输到单纤接收端系统510。

S4、单纤接收端系统510接收数据包，并对数据包进行校验。图4是本发明中一种光纤信息传输方法实施例中步骤S4的子步骤流程示意图，请参考图4，步骤S4包括S41、第一处理器511根据报文头部中字段的长度判断接收到的数据包的完整性，S42、第一处理器511根据报文头部校验信息判断接收的数据包是否出错，S43、第一处理器511根据上述两步骤的判断结果决定是否发送重新传输数据包请求。

在单纤接收端系统510收到数据包后，根据报文头部中的长度字段，检验当前数据包是否完整。如果出现偏长或者偏短，说明当前数据包在传输中出错了，以此保证数据的完整性；根据报文头部中的校验和字段，校验当前数据包在传输过程中是否发生字节乱序、反转等错误行为，以此保证数据的正确性。之后经第一通信单元512将当前信息的检验结果告知单纤发送端系统530，若接收的数据包出现错误，则重新发送数据请求，请求单纤发送端系统530重新发送数据包。

图7是本发明中一种光纤信息传输系统实施例中的数据包实施例示意图，请参考图7，单纤接收端系统510经第一通信单元512发出连接和数据请求，数据请求中捎带了当前请求的ID：N。

单纤发送端系统经第二通信单元532接收到请求后，准备数据。封装报文。

报文中的ReqID＝N。表示是对哪条请求的应答。

报文中的Sequence根据要发送数据的分片顺序配置。从0开始，每发送一片递增一次。

报文中的Length＝整个数据报文长度。

报文中的CheckSum是对整个报文的校验。包括但不限于以下这种计算方式：先将校验和部分填0，然后将整个数据报文划分成16位的一个16进制数，尾数不够16位的补0。再将这些16进制数逐个相加，溢出的部分加到最低位上。最后将循环相加得到的结果取反，即生成整个数据报文的校验和，填充到CheckSum。

单纤接收端系统接收到报文后，提取出Ethernet层以上的部分，得到数据报文。按照图7格式，比较Length是否等于当前数据报文的总长度。如果不等，则表示数据不完整，丢弃；否则检查校验和，如果不符，则表示数据不正确。将校验结果经第一通信单元512告知单纤发送端系统。单纤接收端系统检查校验和的方式包括但不限于以下几种计算方式：将整个数据报文划分成16位的一个个16进制数，不足的补0，将这些16进制数逐个累加，溢出的部分加到最低位上；在单纤接收端系统510对传输过来的数据包进行校验，最大程度地保证了接收到的数据的有效性性。

根据本发明的一种光纤信息传输方法，第一、二通信单元(512，532)为移动通讯卡。

第一、二通信单元(512，532)可以为一般的移动终端中的通讯卡，例如SIM卡，通过SIM卡对两端系统的身份、地址进行认证以及在两端之间发送控制或数据请求指令。

图5是本发明中一种光纤信息传输系统实施例中的组成逻辑连接示意图，请参考图5，一种光纤信息传输系统，包括：

单纤发送端系统530：与单纤接收端系统510进行无线通信，处理请求指令，通过单根光纤540与光中继器520连接，用于将信源电信号转换成光信号，通过单根光纤540发送出去；

单纤光中继器520：通过单根光纤540与单纤发送端系统530和接收端系统连接，用于保证光通信质量，对衰减和失真达到一定程度的光信号进行放大和恢复；

单纤接收端系统510：与单纤发送端系统530进行无线通信，发送请求指令，通过单根光纤540与光中继器520连接，用于将信源光信号转换成电信号，通过单根光纤540发送出去。

根据本发明的一种光纤信息传输系统，单纤发送端系统530包括第二处理器531以及第二通信单元532，第二处理器531与第二通信单元532连接，用于处理第二通信单元532传输过来的单纤接收端系统510的数据请求指令；单纤接收端系统510包括第一处理器511以及第一通信单元512，第一处理器511与第一通信单元512连接，用于通过第一通信单元512将数据请求指令发送到单纤发送端系统530。

图6是本发明中一种光纤信息传输系统实施例的另一实施例示意图，请参考图6，本发明提出的一种光纤信息传输系统和方法也可以但不限于应用在数据采集系统与数据中的数据通信，数据采集系统610中的数据采集终端611与数据中心620中的控制模块623通过无线通信技术进行通信，例如安装移动通信卡传输控制或数据请求指令；数据中心620中的数据接收模块621与数据采集系统610中的数据发送模块612通过单根光纤540传输数据包数据中心620接收的数据包数据存储在存储在数据存储系统622中，数据中心620还设有显示模块624，用以显示接收到的数据包数据。

实施本发明提供的一种光纤信息传输方法和系统，单纤接收端系统510中的第一处理器511传输控制或数据请求指令到第一通信单元512，第一通信单元512通过无线通信技术把控制或数据请求发送到单纤发送端系统530的第二通信单元532，第二通信单元532将控制或数据请求指令传输到第二处理器531，第二处理构造用于在单根光纤540传输的数据包，数据包的电信号转换成光信号经单根光纤540传输，数据包的光信号传输到光中继器520后，光中继器520根据实际情况，对衰减和失真后的数据包光信号进行放大和恢复，然后再经单根光纤540传输到单纤接收端系统510，单纤接收端系统510将数据包光信号转换成电信号后，根据校验信息对接收到的数据包进行校验，根据校验结果判断是否充分数据请求，并将校验结果经过无线通信技术传输到单纤接收端系统510中；本发明采用数据通道与控制通道分离的方式，通过在信息传输系统的单纤发送端系统530和接收端系统中设置第一、二通信单元(512，532)，使信息传输系统在光中继器520工作在收发分离模式时单纤接收端系统510与发送端系统通过无线通信技术进行通信，传输控制和请求指令等流量占用少的信息数据，而单纤接收端系统510请求数据内容通过单根光纤540传输，并在请求的数据包结构加入校验信息，保证了接收端系统的数据的有效性，节省了流量，降低了成本。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

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，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。