一种基于光开关和弱反射率光栅串的密集型光纤编码方法与流程

本发明属于光纤编码，尤其涉及一种基于光开关和弱反射率光栅串的密集型光纤编码方法。

背景技术：

1、光纤编码是实现全光网络数字化的基础和核心技术。光纤链路安全是保证光接入网安全的基础，有研究表明光网络故障中约有三分之一是由光纤线缆故障引起，因此为光接入网中每一条光纤链路进行数字化编码并利用此编码对网络状态实施监测，实现更精准、可靠、智能、高效的全光网络数字化管理是光接入网可以高效稳定运行的前提。光纤编码的效率直接影响到了全光网络数字化实现的效果，基于光开关和弱反射率光栅串的密集型光纤编码方法可以利用更少的波长资源完成对更多条链路编码，节省了频谱资源，在光纤信道紧张、用户数量逐步增加的当下可以大大提高全光网络数字化技术可监测网络的规模。

2、目前所使用的光纤编码技术大多只利用光纤光栅对监测光脉冲进行一维或二维波长编码。一维编码波长编码只能为一条链路分配单一的波长作为其唯一标签，其优点是结构简单实现方便，编码器只包含一个布置于用户端的光纤光栅，缺点则显而易见，使用的光谱资源随编码链路数线性增长，只能适用于小规模光网络的编码需求。二维波长编码使用了一个由光纤光栅和一分二光分路器所构成的光编码器，编码器被放置于接入网中的局端，采用集中式编码降低了用户端的复杂度，编码效率相比一维编码大大提高，但在实际使用中受限于光谱资源依然只能实现对数百条链路的编码。

3、通常使用的提高编码数量的方法主要为在时域上的复用，将多个用户分为一组，采用轮询方式，一段时间内只对某一组用户的光纤链路进行编码，通过设置合适的轮询周期使每条光纤链路都得到有效编码。结合时分复用波长编码方法的可以简单地通过光开光和控制电路便可实现有效地编码数量增加，但当监测链路较长时，为每一组用户分配的轮询窗口也需相应增加，此外用户数量增加也会需要轮询更多地分组来满足需求，这就使得轮询周期不可避免地延长，使得用户不被识别管理地时间增加，降低了故障监测的响应效率。

4、针对的编码技术并不能适用于实现对大规模、可靠性要求高全光网络的实时编码

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：提供一种基于光开关和弱反射率光栅串的密集型光纤编码方法，以解决现有技术不能适用于实现对大规模、可靠性要求高全光网络的实时编码；实时编码规模有限无法满足大规模网络使用要求等问题本发明的技术方案是：

2、本发明的有益效果：

3、本发明以多波长脉冲光源同步输出的多波长探测光脉冲作为编码信息的载体，通过光开关和弱反射率光纤光栅对光脉冲对脉冲波长进行编码，能在使用有限波长资源的情况下，实现对大量用户的编码。由光源模块发射出c波段脉冲信号，信号包含多个中心波长互不相同但在时域上相重叠的光脉冲，之后光脉冲通过分路器进入不同的光链路，在该链路上每经过一个光学节点放置一串弱反射率光纤光栅，有选择性地将脉冲波长反射一部分，形成该光学节点的唯一脉冲波长组合，其他未反射的脉冲光及反射剩下的脉冲光继续进行下一个光学节点的编码，对于某一条链路，进入每个光学节点的光脉冲在波长域波长组合类型以及每个波长在时域上分离共同构成其唯一编码信息。

4、解决了现有技术不能适用于实现对大规模、可靠性要求高全光网络的实时编码；实时编码规模有限无法满足大规模网络使用要求等问题。

技术特征：

1.一种基于光开关和弱反射率光栅串的密集型光纤编码方法，其特征在于：所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于光开关和弱反射率光栅串的密集型光纤编码方法，其特征在于：光源模块为多波长脉冲光源，接受外部信号控制，同时由总的激光器阵列产生一个以上在时域上宽度、功率和周期相同，在波长域上中心波长不同，3db带宽相同的光脉冲。

3.根据权利要求2所述的一种基于光开关和弱反射率光栅串的密集型光纤编码方法，其特征在于：相邻光脉冲中心波长的间隔大于带宽，各脉冲同时离开激光器并通过内置于光源模块中的耦合器合束成为时域上的一个脉冲。

4.根据权利要求1所述的一种基于光开关和弱反射率光栅串的密集型光纤编码方法，其特征在于：弱反射率光栅串由若干个弱反射率光栅串串联而成。

5.根据权利要求4所述的一种基于光开关和弱反射率光栅串的密集型光纤编码方法，其特征在于：每个弱反射率光栅串至少包含一个弱反射率光栅；弱反射率光栅的反射率不高于1％。

6.根据权利要求1所述的一种基于光开关和弱反射率光栅串的密集型光纤编码方法，其特征在于：采集卡为多端口采集卡，多端口采集卡和探测器阵列将时域上的包含多波长的光源信号通过阵列波导光栅在波长域分开，使得每个端口接收的信号只包含一个波长，并通过fpga高速采集卡上传到pc端。

7.根据权利要求1所述的一种基于光开关和弱反射率光栅串的密集型光纤编码方法，其特征在于：每个编码信号都包含至少一个波长的脉冲，一条光链路上使用包含n种波长的光脉冲总共产生2n-1种编码，每一个编码唯一地对应到一条光纤链路中的一个编码节点。

8.根据权利要求1所述的一种基于光开关和弱反射率光栅串的密集型光纤编码方法，其特征在于：一个光脉冲是由一个以上中心波长不同的脉冲组合而成，相邻中心波长之间的间距相同，各波长的主要频率成分互不重叠。

技术总结
发明公开了一种基于光开关和弱反射率光栅串的密集型光纤编码方法，包括：步骤1、光源模块发射出C波段脉冲信号，信号包含中心波长互不相同但在时域上相重叠的光脉冲；步骤2、利用弱反射率光栅串对每个节点进行编码，得到不同波长脉冲组合类型，同一链路上不同编码节点的编码信号在时域上间隔不同；步骤3、编码信号经光环行器注入阵列波导光栅，被分解为一个以上单一波长的脉冲信号；步骤4、采用探测器阵列和采集卡对编码脉冲信号进行光电转换，将采集到的信号输出至FPGA及上位机进行处理和显示；解决了现有技术不能适用于实现对大规模、可靠性要求高全光网络的实时编码；实时编码规模有限无法满足大规模网络使用要求等问题。

技术研发人员：潘祯,刘康,彭琳钰,刘育瑞,汤玮,石际,任贞,贺寅智
受保护的技术使用者：贵州电网有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13