技术领域

[0001] 本发明涉及信号传输领域， 更具体地说， 涉及一种光传输网络。

背景技术

[0002] 光纤通信系统是利用光波作为载体来传递信息 的通信在发送端， 把用户要传送 的信号 （如声音、 数据等） 变为电信号， 调制到光源上， 使发出的光强随电信 号变化， 把电信号变为光信号， 利用光纤把该光信号传送到远方； 在接收端， 用光探测器接收光信号， 进行解调， 把光信号还原为携带用户信息 （如声音、 数据等） 的电信号， 再变成用户能理解的信息 （如声音、 数据等） 。 一般来讲 ， 光纤通信系统通常由光发射机、 光纤、 光中继器和光接收机组成。 光发射机 的作用是把电信号转变为光信号注入光纤传输 。 光接收机的作用是把经光纤传 输后的微弱光信号转变为电信号， 对其放大并解调出原基带信号。 光中继器的 作用是对光信号进行放大。 常规光纤通信系统都是采用非相干的强度调制 -直接 检测 (IM/DD)方式， 工作于 OOK体制， 采用幵关键控 (OOK， On-Off Keying)调 制方式， 即二进制启闭键控 (OOK:On-Off Keying) , 以数字光信号 0和 1来传递用 户信息。 在发送端， 电信号直接调制 （IM) 光载波的强度； 在接收端， 光信号 被光电二极管直接探测 （DD) ， 从而恢复发射端的电信号。 虽然现有技术中的 上述传输方式也能够实现信息的传输， 但是， 在传输光纤出现光泄露的情况下 ， 传输的信号能够被外部取得并取得传输的信息 内容。 因此， 在现有技术中， 光纤传输系统存在不安全、 传输信息内容容易被盗取的缺陷。

技术问题

[0003] 在此处键入技术问题描述段落。

问题的解决方案

技术解决方案

[0004] 本发明要解决的技术问题在于， 针对现有技术的上述不安全、 传输信息内容容 易被盗取的缺陷， 提供一种安全、 传输内容不易被盗取的一种光传输网络。 [0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 构造一种光传输网络， 包括光信 号发射部分、 光信号接收部分以及连接在所述光发射部分和 光接收部分之间的 传输光纤； 所述光发射部分包括窄脉冲光信号处理模块和 光编码变换模块， 携 带用户信息的光信号进入所述光发射部分， 首先通过窄脉冲光信号处理模块被 变换为窄脉宽的归零光信号， 再通过光编码变换模块被转换为适宜传输的光 编 码信号， 并通过所述传输光纤传输到所述光接收部分； 所述光接收部分包括光 编码反变换模块和窄脉冲光信号扩展模块， 经过所述传输光纤传输的光编码信 号在所述光编码反变换模块中进行与所述光编 码变换模块中的转换相反的解码 ， 得到窄脉宽的归零光信号； 得到的窄脉宽的归零光信号通过所述窄脉冲光 信 号扩展模块进行处理， 得到携带有用户信息的光信号并输出。

[0006] 更进一步地， 所述窄脉冲光信号处理模块通过光脉冲压缩使 得其输入的光信号 转换为归零的窄脉宽光脉冲系列； 所述光脉冲压缩包括使用非线性光纤、 光栅 或光逻辑处理输入的光信号， 得到归零的窄脉宽光脉冲系列。

[0007] 更进一步地， 所述窄脉冲光信号处理模块包括分路单元、 定吋延吋单元和合路 单元； 所述携带用户信息的光信号进入所述分路单元 后， 被分为两路相同的光 信号， 一路直接输送到所述合路单元的一个输入端， 另一路通过所述定吋延吋 单元后输送到所述合路单元的另一个输入端； 所述合路单元将输入的两路光信 号进行与门运算后得到归零的窄脉宽光脉冲系 列输出。

[0008] 更进一步地， 所述定吋延迟单元对通过的光信号产生的延迟 吋间， 使得一个 比特光信号脉冲在其延迟后的光信号与未经延 迟的光信号经过合路单元后得到 一个比特延吋 N分之一脉宽的码片光脉冲， N是所述光编码信号模块输出编码的 码长。

[0009] 更进一步地， 在所述光编码变换模块和所述光解码反变换模 块中分别进行对应 的光信号编码和解码， 包括固定的编码和解码或可变化重构的编码和 解码。

[0010] 更进一步地， 在所述编码和解码中， 选择的码字包括双极性码的 m系列、 Gold 系列、 单极性码的光正交码、 素数码、 或代数同余码。

[0011] 更进一步地， 所述光编码变换模块和所述光解码反变换模块 包括超结构光栅光 纤、 光栅光纤阵列、 光延吋线、 可调光延吋线、 波导光栅阵列或波长选择幵关 [0012] 更进一步地， 所述窄脉冲光信号扩展模块通过对输入的窄脉 宽的归零光信号进 行脉冲扩展得到携带有用户信息的光信号。

[0013] 更进一步地， 所述窄脉冲光信号扩展模块包括光栅、 光滤波器或光非线性器件 发明的有益效果

有益效果

[0014] 实施本发明的一种光传输网络， 具有以下有益效果： 由于将输入的光信号通过 对其自身的光逻辑运算转换为窄脉宽的窄脉冲 光信号， 然后再将得到的窄脉冲 光信号进行光编码变换， 得到类似噪声的光编码信号进行传输； 然后在接收端 进行上述光编码变换的光解码反变换， 得到输入的光信号。 由于上述过程中得 到的编码光信号是类噪声， 只有合法用户利用匹配解码， 才能获得用户信息， 即使是在传输过程中出现光泄露， 也不会被非合法用户解读出光编码信号中携 带的用户信息。 因而其安全、 传输内容不易被盗取。

对附图的简要说明

附图说明

[0015] 图 1是本发明一种光传输网络实施例的结构示意� �；

[0016] 图 2是所述实施例中发射部分的结构示意图。

实施该发明的最佳实施例

本发明的最佳实施方式

[0017] 在此处键入本发明的最佳实施方式描述段落。

本发明的实施方式

[0018] 下面将结合附图对本发明实施例作进一步说明 。

[0019] 如图 1和图 2所示， 在本发明的一种光传输网络实施例中， 该光传输网络是在现 有的任何光传输网络的基础上， 对其连接在传输光纤两端的光发射端和光接收 端的结构进行修改， 进而得到一种结构改变而安全性能得到极大的 改善的光传 输网络的。 由于不需要对原先的光传输网络的机制进行修 改， 而仅仅只是在原 先的光发射端、 光接收端和传输光纤之间加入设定的部件， 就能够得到改进性 能的光传输网络， 因而其使用范围较为广泛， 基本上能够在现有的几乎所有光 纤传输网络中使用， 节省对现有光纤传输网络的改造步骤或费用， 提高了现有 光纤传输网络的安全性能。 具体来讲， 在本实施中的光纤传输网络中， 增加的 部分包括光信号发射部分 1和光信号接收部分 2， 所述光发射部分和光接收部分 之间通过传输光纤 （在改造现有光传输网络的情况下， 可以是原先网络的传输 光纤） ； 所述光发射部分包括窄脉冲光信号处理模块 11和光编码变换模块 12， 携带用户信息的光信号进入所述光发射部分， 首先通过窄脉冲光信号处理模块 1 1被变换为窄脉宽的光信号， 再通过光编码变换模块 12被转换为适宜传输的、 归 零的光编码信号， 也就是类似噪声的光编码信号； 得到的光编码信号通过所述 传输光纤传输到所述光接收部分 2; 所述光接收部分 2包括光解码反变换模块 21 和窄脉冲光信号扩展模块 22， 经过所述传输光纤传输的光编码信号在所述光 解 码反变换模块 21中进行与所述光编码变换模块中的转换相反� ��解码操作， 得到 窄脉宽的光信号； 得到的窄脉宽的光信号通过所述窄脉冲光信号 扩展模块进行 处理， 得到携带有用户信息的光信号并输出。 总体上来讲， 在本实施例中， 就 是将任何一种光传输网络本来进行传输的光信 号在传输到光纤之前进行处理、 变换， 使其形成一个类似噪声的光编码信号， 然后再通过光纤进行传输， 在接 收端进行与发射端对应且顺序相反的处理或变 换， 使得接收到的光信号转换为 在发射端输入的光信号， 从而既达到传输信号， 又达到提高传输过程中的安全 性能的目的。 由于在整个转换过程中并不涉及光电转换， 所以可以视为全光网 络， 其传输速度或带宽能够得到较好的保证。

在本实施例中， 所述窄脉冲光信号处理模块 11通过光脉冲压缩使得其输入的光 信号转换为窄脉宽光脉冲系列； 所述光脉冲压缩包括使用非线性光纤、 光栅或 光逻辑处理输入的光信号， 得到归零的窄脉宽的码片光脉冲系列。 所述窄脉冲 光信号处理模块 11包括分路单元 111、 定吋延吋单元 112和合路单元 113; 所述携 带用户信息的光信号进入所述分路单元 111后， 被分为两路相同的光信号， 一路 直接输送到所述合路单元 113的一个输入端， 另一路通过所述定吋延吋单元 112 后输送到所述合路单元 113的另一个输入端； 所述合路单元 112将输入的两路光 信号进行与门运算后得到归零的窄脉宽的码片 光脉冲系列输出。

[0021] 在本实施例中， 所述定吋延迟单元 112对通过的光信号产生的延迟吋间是设定 的， 该设定的延迟吋间使得一个比特光信号脉冲在 其延迟后的光信号与未经延 迟的光信号经过合路单元 113处理或运算后得到一个比特延吋 N分之一脉宽的码 片光脉冲， N是所述光编码信号模块输出编码的码长。 换句话说， 在本实施例中 ， 窄脉冲光信号处理模块 11和光编码变换模块 12是有机地联系在一起的， 窄脉 冲光信号处理模块 11中产生的窄脉冲光信号的目的是为下一步的� ��编码变换打 下基础， 因此其产生的窄光脉冲信号的参数与光编码变 换模块 12中的选择的编 码参数是相关的。 对于一个具体的设备而言， 上述光编码变换模块 12选择的编 码是确定的， 因此窄脉冲光信号处理模块 11产生的窄脉冲光信号的参数也是确 定的。 此外， 一个具体设备中的编码也有可能是按照某种规 律变换的， 在这种 情况下， 上述窄脉冲光信号处理模块 11输出的窄脉冲光信号的参数按照同样的 规律变换即可。

[0022] 在本实施例中， 在所述光编码变换模块和所述光解码反变换模 块中分别进行对 应的光信号编码和解码， 包括固定的编码和解码或可变化重构的编码和 解码。 在所述编码和解码中， 选择的码字包括双极性码的 m系列、 Gold系列、 单极性码 的光正交码、 素数码、 或代数同余码。

[0023] 当上述发射端产生光编码信号后， 该光编码信号通过传输光纤输送到接收端。

在接收端对接收到的光编码信号的处理， 和发射端的处理是相对应且顺序相反 的。 在发射端， 首先对输入的光信号进行窄光脉冲转换， 然后再进行光编码变 换； 而在接受端， 首先进行的是光解码变换， 然后再将经过光解码变换的窄光 脉冲信号转换为光信号 （该光信号和发射端输入的光信号在格式上和 内容上均 相同） 。 总之， 在发射端， 是将现有光传输系统的光信号转换为适宜传输 的。 类似噪声的光编码信号， 并通过传输光纤传输到接收端； 而在接收端， 是将上 述光编码信号转换为现有光传输系统的光信号 。 在相对的步骤中， 例如上述编 码和解码， 上述光信号转换为窄光脉冲和窄光脉冲转换为 光信号中， 其转换是 对应的和相逆的。 [0024] 在本实施例中， 所述光编码变换模块 12和所述光解码反变换模块 21包括超结构 光栅光纤、 光栅光纤阵列、 光延吋线、 可调光延吋线、 波导光栅阵列或波长选 择幵关。 即光编码变换模块 12和所述光解码反变换模块 21可以由超结构光栅光 纤、 光栅光纤阵列、 光延吋线、 可调光延吋线、 波导光栅阵列或波长选择幵关 之中的一种来实现。 而所述窄脉冲光信号扩展模块 22通过对输入的窄脉宽的光 信号进行脉冲扩展得到携带有用户信息的光信 号。 窄脉冲光信号扩展模块 22可 以由光栅、 光滤波器或光非线性器件中的一种来实现。

[0025] 在本实施例中， 一个较为典型的例子是用于构建一种全光型光 纤通信安全防护 系统， 其适用于各种光纤通信系统， 能够增加通信防护能力。 构建的全光型光 纤通信安全防护系统的突出优点是对光信号进 行全光信息处理， 不需进行光电 、 电光变换， 由窄脉冲光信号处理模块直接产生窄脉冲光码 片， 用于光编码， 不仅防护安全性好， 而且对数据格式透明、 结构简单、 维护方便、 成本低廉， 但对全光信息处理技术要求高。

[0026] 同样地， 该全光型光纤通信防护系统由防护光发射端机 和防护光接收端机组成 ， 防护光发送端机包含窄脉冲光信号处理模块和 光编码变换模块。 防护光接收 端机包含光解码反变换模块和窄脉冲光信号扩 展模块。

[0027] 携带用户信息的光信号进入防护光发射端机， 由窄脉冲处理模块将光信号处理 成为窄脉宽的归零光信号， 再由光编码变换模块进行光编码和码字变换， 输出 的光编码信号进入光纤缆作长距离传输， 到达接收端， 由光解码反变换模块进 行反变换， 获得具有窄光脉冲的信号序列， 再经窄脉冲光信号码型变换模块将 归零的窄脉冲序列变化为原光信号输出。 光解码反变换模块必须与光编码变换 模块匹配， 方能还原原来的光信号， 若不匹配， 则得到的是不具有用户信息的 噪声。

[0028] 窄脉冲光信号处理模块对光信号进行窄脉宽处 理， 获得光编码变换所需的归零 窄脉宽码片光脉冲序列。 常规光纤通信系统中所传输的携带用户信息的 光信号 是具有一定脉宽的非归零光脉冲序列， 不适合进行光编码变换， 必须变成与码 字相适应的窄脉宽的归零的码片光脉冲。

[0029] 窄脉冲光信号处理模块一般采用光脉冲压缩技 术， 用非线性光纤进行光脉冲压 缩， 或光栅对进行光脉冲压缩。 在本实施例中， 优先采用光逻辑处理， 将光信 号分为 2路， 其中 1路可作适当延吋， 再将 2路光信号进行光与门处理， 即可获得 所需的窄脉宽、 归零光脉冲序列。 窄脉冲处理模块产生 1个比特吋延 N分之一脉 宽的码片光脉冲， N为所选用码的码长， 可达 PS量级。

[0030] 光编码变换模块和光解码反变换模块对光信号 进行全光信息处理， 实现光编码 和光解码， 根据实际需求不同， 有多种类型， 包括固定的编码和解码， 和可变 化重构的编码和解码； 采用的编解码技术包括一维吋域、 频域的编码和解码， 包括二维吋频域的编码和解码。 码字有多种类型包括双极性码的 m序列和 Gold序 歹 |J， 单极性码的光正交码、 素数码、 代数同余码等。 光编码变换器和光解码变 换器的结构有多种类型， 包括超结构光纤光栅、 光纤光栅阵列、 光延吋线、 可 调光延吋线、 波导光栅阵列、 波长选择幵关等。

[0031] 窄脉冲光信号扩展模块使窄的码片光脉冲还原 为标准的比特光脉冲序列的原光 信号。 可采用多种光信号处理方法实现， 如光栅、 光滤波、 光非线性等任意波 形处理技术。

[0032] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方 式， 其描述较为具体和详细， 但 并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制 。 应当指出的是， 对于本领域的 普通技术人员来说， 在不脱离本发明构思的前提下， 还可以做出若干变形和改 进， 这些都属于本发明的保护范围。 因此， 本发明专利的保护范围应以所附权 利要求为准。

工业实用性

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序列表自由内容

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