一种海底观测网主干线路光信号传输装置及传输方法

摘要

本发明公开了一种海底观测网主干线路光信号传输装置及传输方法，用于实现岸基站与主基站之间的通信，所述装置采用独立的光纤对连接岸基站和每个主基站；在岸基站和每个主基站的主干光纤通路上依次设置中继器和分支器；独立的光纤对包括由岸基站至主基站的下行光纤和由主基站至岸基站的上行光纤。本发明使得多个主基站到岸基站的光传输链路相互独立，当某些主基站发生光路故障时，其他主基站仍可正常进行光信号传输，从而解决了传统波分复用方式组网的海底观测网中部分主基站故障导致其他主基站无法正常光传输的问题。

权利要求

1.一种海底观测网主干线路光信号传输方法，基于一种海底观测网主干线路光信号传输装置实现，所述装置用于实现两个岸基站与多个主基站之间的通信，所述装置采用双端组网方式，分别采用一对独立的光纤连接第一岸基站与每个主基站，同时分别采用一对独立的光纤连接第二岸基站和每个主基站；在第一岸基站和每个主基站的主干光纤通路上均设置中继器，在第二岸基站和每个主基站的光纤通路上均设置中继器；在连接每个主基站的主干光纤通路上均设置分支器；所述一对独立的光纤包括由岸基站至主基站的下行光纤和由主基站至岸基站的上行光纤；

每个岸基站均设置通讯设备、下行光放大器和上行光放大器；其中岸基站的通讯设备用于向主基站发出下行光信号以及接收主基站发出的上行光信号；

所述主基站设置通讯设备、光开关和分光器，其中，通讯设备用于接收岸基站发出的下行光信号，并向岸基站的通讯设备发出上行光信号；光开关用于当两个岸基站发出的下行光信号进入主基站时，选择光功率强的下行光信号进入主基站通讯设备；分光器用于将主基站通讯设备发出的上行光信号分成相同的两束光分别发送到两个岸基站；

所述中继器设置光放大模块，该光放大模块包括下行光放大器和上行光放大器；

所述分支器用于将主干光纤通路中的下行光信号分配到每个主基站，并将主基站发出的上行光信号汇聚至主干光纤通路；

所述方法包括：

第一岸基站的通讯设备和第二岸基站的通讯设备均向每个主基站发出下行光信号，经海底光缆中对应的下行光纤，分别进入每个主基站的光开关，由光开关选择一路光信号进入该主基站的通讯设备；

每个主基站的通讯设备发出上行光信号，经该主基站的分光器分成功率相等的两束光，分别经海底光缆中对应的上行光纤，进入第一岸基站的通讯设备和第二岸基站的通讯设备；

所述第一岸基站的通讯设备和第二岸基站的通讯设备均向每个主基站发出下行光信号，经海底光缆中对应的下行光纤，分别进入每个主基站的光开关，由光开关选择一路光信号进入该主基站的通讯设备；具体包括：第一岸基站的通讯设备发出下行光信号，由第一岸基站的下行光放大器放大后，经海底光缆中与其相连的下行光纤，进入该下行光纤路径上的中继器内的光放大模块；由该放大模块中的下行光放大器放大后，进入每个分支器，下行光信号沿分支路径进入每个主基站的光开关；

第二岸基站的通讯设备发出下行光信号，由第二岸基站的下行光放大器放大后，经海底光缆中与其相连的下行光纤，进入该下行光纤路径上的中继器内的光放大模块；由该放大模块中的下行光放大器放大后，进入每个分支器，下行光信号沿分支路径进入每个主基站的光开关；

每个主基站的光开关均监测上述两个岸基站发出的下行光信号的光功率，选择光功率大的一路光信号进入该主基站的通讯设备；

所述每个主基站的通讯设备发出上行光信号，经该主基站的分光器分成功率相等的两束光，分别经海底光缆中对应的上行光纤，进入该主基站对应的第一岸基站的通讯设备和第二岸基站的通讯设备；具体包括：每个主基站的通讯设备发出上行光信号，到达该主基站的分光器；由该分光器将该光信号分成功率相等的两束光，分别进入海底光缆中与两个岸基站相连的上行光纤，经过对应的分支器后，其中一束光进入该主基站与第一岸基站相连的上行光纤路径上的中继器内的光放大模块；由该放大模块中的上行光放大器放大后，进入第一岸基站，经第一岸基站内的上行光放大器进行前置放大后，进入第一岸基站的通讯设备；

另一束光进入该主基站与第二岸基站相连的上行光纤路径上的中继器内的光放大模块，由该放大模块中的上行光放大器放大后，进入第二岸基站；经第二岸基站内的上行光放大器进行前置放大后，进入第二岸基站的通讯设备。

2.一种海底观测网主干线路光信号传输方法，基于一种海底观测网主干线路光信号传输装置实现，所述装置用于实现一个岸基站的两套通讯设备与多个主基站之间的通信，所述装置采用环形组网方式，分别采用一对独立的光纤连接岸基站的第一通讯设备与每个主基站，同时分别采用一对独立的光纤连接岸基站的第二通讯设备与每个主基站；在所述岸基站的第一通讯设备和每个主基站的主干光纤通路上均设置中继器，在所述岸基站的第二通讯设备和每个主基站的主干光纤通路上均设置中继器；在连接每个主基站的主干光纤通路上均设置分支器；所述一对独立的光纤包括由岸基站至主基站的下行光纤和由主基站至岸基站的上行光纤；

所述岸基站的第一通讯设备和第二通讯设备均用于向主基站发出下行光信号以及接收主基站发出的上行光信号；所述岸基站还设置与第一通讯设备对应的第一下行光放大器和第一上行光放大器，以及与第二通讯设备对应的第二下行光放大器和第二上行光放大器；

所述主基站设置通讯设备、光开关和分光器；其中，通讯设备用于接收岸基站发送的下行光信号，并向岸基站的通讯设备发出上行光信号；光开关用于当两套通讯设备发出的下行光信号进入主基站时，选择光功率强的下行光信号进入主基站通讯设备；分光器用于将主基站通讯设备发出的上行光信号分成相同的两束光分别发送到岸基站的第一通讯设备和第二通讯设备；

所述中继器设置光放大模块，该光放大模块包括下行光放大器和上行光放大器；

所述分支器，用于将主干光纤通路中的下行光信号分配到每个主基站，并将主基站发出的上行光信号汇聚至主干光纤通路；

所述方法包括：

岸基站的第一通讯设备和第二通讯设备均向每个主基站发出下行光信号，经海底光缆中对应的下行光纤，分别进入每个主基站的光开关，由光开关选择一路光信号进入该主基站的通讯设备；

每个主基站的通讯设备发出上行光信号，经该主基站的分光器分成功率相等的两束光，分别经海底光缆中对应的上行光纤，进入岸基站的第一通讯设备和第二通讯设备；

所述岸基站的第一通讯设备和第二通讯设备均向每个主基站发出下行光信号，经海底光缆中对应的下行光纤，分别进入每个主基站的光开关，每个主基站的光开关选择一路光信号进入该主基站的通讯设备；具体包括：岸基站的第一通讯设备向每个主基站发出下行光信号，由岸基站的第一下行光放大器放大后，经海底光缆中与每个主基站相连的下行光纤，进入该下行光纤路径上的中继器内的光放大模块；由该放大模块中的下行光放大器放大后，进入对应的分支器，下行光信号沿分支路径进入每个主基站的光开关；

岸基站的第二通讯设备向每个主基站发出下行光信号，由岸基站的第二下行光放大器放大后，经海底光缆中与每个主基站相连的下行光纤，进入该下行光纤路径上的中继器内的光放大模块；由该放大模块中的下行光放大器放大后，进入对应的分支器，下行光信号沿分支路径进入每个主基站的光开关；

每个主基站的光开关均监测上述两套通讯设备发出的下行光信号的光功率，选择光功率大的一路光信号进入该主基站的通讯设备；

所述每个主基站的通讯设备发出上行光信号，经该主基站的分光器分成功率相等的两束光，分别经海底光缆中对应的上行光纤，进入岸基站的第一通讯设备和第二通讯设备；具体包括：

每个主基站的通讯设备发出上行光信号，到达该主基站的分光器；由该分光器将该光信号分成功率相等的两束光，分别进入海底光缆中的上行光纤，经过对应的分支器后，其中一束光经该主基站与第一通讯设备相连的上行光纤路径上的中继器内的光放大模块，由该放大模块中的上行光放大器放大后，进入岸基站，经岸基站内的第一上行光放大器进行前置放大后，进入岸基站的第一通讯设备；

另一束光经该主基站与第二通讯设备相连的上行光纤路径上的中继器内的光放大模块，由该放大模块中的上行光放大器放大后，进入岸基站，经岸基站内的第二上行光放大器进行前置放大后，进入岸基站的第二通讯设备。

说明书

一种海底观测网主干线路光信号传输装置及传输方法

技术领域

[0001] 本发明属于海底观测网光通信技术领域，具体涉及一种海底观测网主干线路光信号传输装置及传输方法。

背景技术

[0002] 海底观测网主干线路光通信设备包括岸基站、海底光缆、中继器、主基站、分支器等，其中：(1)岸基站内具有供电、通信、授时、存储等设备，通过海底光缆连接各中继器和主
基站；(2)海底光缆内具有铜导体和光纤，分别用于传输电能和通讯信号；(3)中继器内具有
光放大模块，用于补偿光信号长距离传输时产生的衰减；(4)主基站为海底观测网的主要通
信节点，通过海底光缆中的光纤连接岸基站内的通讯设备，负责接收岸基站的指令并完成
所在观测区域数据的汇聚和转发；(5)分支器内具有光学上路、下路单元和电开关，负责将
海底光缆中的下行光信号和电能分配到每个主基站，并将主基站发出的上行光信号汇聚到
海底光缆中。

[0003] 现有海底观测网的主干光传输技术包含两类方法。第一类是主基站内采用分组交换设备，参考文献[1](申请号为“201910410151.7”的发明专利《一种海底观测网通信系
统》)和参考文献[2](授权公告号为“CN 102938719B”，授权公告日为2015.02.04的发明专
利《海底观测网络的多节点通信系统》)提出了在主基站与主基站、主基站和岸基站之间构
成基于分组交换的传输及组网系统，如图1所示。主基站和主基站之间的交换机采用一对光
纤逐段连接。基于该传输组网方法，由于不同主基站至岸基站的光通信业务共享同一光纤
对中的同一波长或不同波长，当某一段主干海缆出现故障时，不同主基站之间的传输业务
共享同一光纤中的波长带宽。当网络中任意一个主基站节点或任意两个相邻的主基站之间
的光通信出现故障，则其他下游节点至岸基站的传输业务均出现故障，导致大面积通信故
障。第二类采用基于波分复用的光传输组网方法，其中各海底主基站与岸基站之间的通信
连接采用不同波长在同一对光纤中独立承载，在业务级别保证了海底观测网业务传输承载
的独立性，其主要结构如图2所示。在该方案中，由于不同主基站与岸基站之间的波长连接
经过波分复用在海底光缆上传输，在长距离传输过程中经过波分复用之后的信号需要中继
器进行光功率放大。该传输组网方法与目前海底光缆通信系统的现有结构基本一致，均面
临当上游主干海底光缆出现故障或海底主基站光通信模块功能出现故障时，后续海底光缆
链路由于上游传输的波长丢失，而导致后续海底链路中的波长数量减少的问题(即海底光
缆链路中的“掉波”现象)。和现有陆地波分复用系统不同，海底光缆系统中由于中继器采用
输出光功率恒定的模式，发生掉波现象后，由于后续现有海底光缆中的波长数量减少，经过
现有中继器后承载的剩余波长光功率将显著提升，导致剩余波长中的光纤非线性效应显著
提升，从而造成接收端传输性能的严重劣化。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提出了一种海底观测网主干线路光信号传输装置及传输方法。该装置及方法避免了现有技术中，各海底主基站传输业务之间的业务
及性能相关性，显著提高了海底观测网主干传输业务的独立性、可靠性和稳定性。

[0005] 为了实现上述目的，本发明的实施例1提出了一种海底观测网主干线路光信号传输装置，用于实现一个岸基站与多个主基站之间的通信，所述装置采用一对独立的光纤连
接岸基站和每个主基站；在所述岸基站和每个主基站的主干光纤通路上依次设置中继器和
分支器；所述一对独立的光纤包括由岸基站至主基站的下行光纤和由主基站至岸基站的上
行光纤；

[0006] 所述岸基站设置通讯设备、下行光放大器和上行光放大器；其中，岸基站的通讯设备用于向主基站发出下行光信号以及接收主基站发出的上行光信号；

[0007] 所述主基站设置通讯设备，用于接收岸基站发出的下行光信号，并向岸基站发出上行光信号；

[0008] 所述中继器设置光放大模块，该光放大模块包括下行光放大器和上行光放大器；

[0009] 所述分支器用于将主干光纤通路中的下行光信号分配到每个主基站，并将对应的主基站发出的上行光信号汇聚至主干光纤通路。

[0010] 本发明的实施例1还提出了一种海底观测网主干线路光信号传输方法，基于上述装置实现，所述方法包括：

[0011] 岸基站通讯设备向每个主基站发出下行光信号，由岸基站的下行光放大器放大后，经海底光缆中与各主基站相连的下行光纤，分别进入中继器内对应各主基站的光放大
模块；由放大模块中的下行光放大器放大后，分别进入与各主基站对应的分支器，下行光信
号沿分支路径进入各主基站的通讯设备；

[0012] 每个主基站的通讯设备发出上行光信号，进入海底光缆中的上行光纤，经过对应的分支器后汇入主干光纤通路，由中继器内对应的光放大模块中的上行光放大器放大后，
进入岸基站；经岸基站的上行光放大器进行前置放大后，进入岸基站通讯设备。

[0013] 本发明的实施例2提出了一种海底观测网主干线路光信号传输装置，用于实现两个岸基站与多个主基站之间的通信，所述装置分别采用一对独立的光纤连接第一岸基站与
每个主基站，同时分别采用一对独立的光纤连接第二岸基站和每个主基站；在第一岸基站
和每个主基站的主干光纤通路上均设置中继器，在第二岸基站和每个主基站的光纤通路上
均设置中继器；在连接每个主基站的主干光纤通路上均设置分支器；所述一对独立的光纤
包括由岸基站至主基站的下行光纤和由主基站至岸基站的上行光纤；

[0014] 每个岸基站均设置通讯设备、下行光放大器和上行光放大器；其中岸基站的通讯设备用于向主基站发出下行光信号以及接收主基站发出的上行光信号；

[0015] 所述主基站设置通讯设备、光开关和分光器，其中，通讯设备用于接收岸基站发出的下行光信号，并向岸基站的通讯设备发出上行光信号；光开关用于当两个岸基站发出的
下行光信号进入主基站时，选择光功率强的下行光信号进入主基站通讯设备；分光器用于
将主基站通讯设备发出的上行光信号分成相同的两束光分别发送到两个岸基站；

[0016] 所述中继器设置光放大模块，该光放大模块包括下行光放大器和上行光放大器；

[0017] 所述分支器用于将主干光纤通路中的下行光信号分配到每个主基站，并将主基站发出的上行光信号汇聚至主干光纤通路。

[0018] 本发明的实施例2还提出了一种海底观测网主干线路光信号传输方法，基于上述装置实现，所述方法包括：

[0019] 第一岸基站的通讯设备和第二岸基站的通讯设备均向每个主基站发出下行光信号，经海底光缆中对应的下行光纤，分别进入每个主基站的光开关，由光开关选择一路光信
号进入该主基站的通讯设备；

[0020] 每个主基站的通讯设备发出上行光信号，经该主基站的分光器分成功率相等的两束光，分别经海底光缆中对应的上行光纤，进入第一岸基站的通讯设备和第二岸基站的通
讯设备。

[0021] 作为上述方法的一种改进，所述第一岸基站的通讯设备和第二岸基站的通讯设备均向每个主基站发出下行光信号，经海底光缆中对应的下行光纤，分别进入每个主基站的
光开关，由光开关选择一路光信号进入该主基站的通讯设备；具体包括：

[0022] 第一岸基站的通讯设备发出下行光信号，由第一岸基站的下行光放大器放大后，经海底光缆中与其相连的下行光纤，进入该下行光纤路径上的中继器内的光放大模块；由
该放大模块中的下行光放大器放大后，进入每个分支器，下行光信号沿分支路径进入每个
主基站的光开关；

[0023] 第二岸基站的通讯设备发出下行光信号，由第二岸基站的下行光放大器放大后，经海底光缆中与其相连的下行光纤，进入该下行光纤路径上的中继器内的光放大模块；由
该放大模块中的下行光放大器放大后，进入每个分支器，下行光信号沿分支路径进入每个
主基站的光开关；

[0024] 每个主基站的光开关均监测上述两个岸基站发出的下行光信号的光功率，选择光功率大的一路光信号进入该主基站的通讯设备。

[0025] 作为上述方法的一种改进，所述每个主基站的通讯设备发出上行光信号，经该主基站的分光器分成功率相等的两束光，分别经海底光缆中对应的上行光纤，进入该主基站
对应的第一岸基站的通讯设备和第二岸基站的通讯设备；具体包括：

[0026] 每个主基站的通讯设备发出上行光信号，到达该主基站的分光器；由该分光器将该光信号分成功率相等的两束光，分别进入海底光缆中与两个岸基站相连的上行光纤，经
过对应的分支器后，其中一束光进入该主基站与第一岸基站相连的上行光纤路径上的中继
器内的光放大模块；由该放大模块中的上行光放大器放大后，进入第一岸基站，经第一岸基
站内的上行光放大器进行前置放大后，进入第一岸基站的通讯设备；

[0027] 另一束光进入该主基站与第二岸基站相连的上行光纤路径上的中继器内的光放大模块，由该放大模块中的上行光放大器放大后，进入第二岸基站；经第二岸基站内的上行
光放大器进行前置放大后，进入第二岸基站的通讯设备。

[0028] 本发明的实施例3提出了一种海底观测网主干线路光信号传输装置，用于实现一个岸基站的两套通讯设备与多个主基站之间的通信，所述装置分别采用一对独立的光纤连
接岸基站的第一通讯设备与每个主基站，同时分别采用一对独立的光纤连接岸基站的第二
通讯设备与每个主基站；在所述岸基站的第一通讯设备和每个主基站的主干光纤通路上均
设置中继器，在所述岸基站的第二通讯设备和每个主基站的主干光纤通路上均设置中继
器；在连接每个主基站的主干光纤通路上均设置分支器；所述一对独立的光纤包括由岸基
站至主基站的下行光纤和由主基站至岸基站的上行光纤；

[0029] 所述岸基站的第一通讯设备和第二通讯设备均用于向主基站发出下行光信号以及接收主基站发出的上行光信号；所述岸基站还设置与第一通讯设备对应的第一下行光放
大器和第一上行光放大器，以及与第二通讯设备对应的第二下行光放大器和第二上行光放
大器；

[0030] 所述主基站设置通讯设备、光开关和分光器；其中，通讯设备用于接收岸基站发送的下行光信号，并向岸基站的通讯设备发出上行光信号；光开关用于当两套通讯设备发出
的下行光信号进入主基站时，选择光功率强的下行光信号进入主基站通讯设备；分光器用
于将主基站通讯设备发出的上行光信号分成相同的两束光分别发送到岸基站的第一通讯
设备和第二通讯设备；

[0031] 所述中继器设置光放大模块，该光放大模块包括下行光放大器和上行光放大器；

[0032] 所述分支器，用于将主干光纤通路中的下行光信号分配到每个主基站，并将主基站发出的上行光信号汇聚至主干光纤通路。

[0033] 本发明的实施例3还提出了一种海底观测网主干线路光信号传输方法，基于上述装置实现，所述方法包括：

[0034] 岸基站的第一通讯设备和第二通讯设备均向每个主基站发出下行光信号，经海底光缆中对应的下行光纤，分别进入每个主基站的光开关，由光开关选择一路光信号进入该
主基站的通讯设备；

[0035] 每个主基站的通讯设备发出上行光信号，经该主基站的分光器分成功率相等的两束光，分别经海底光缆中对应的上行光纤，进入岸基站的第一通讯设备和第二通讯设备。

[0036] 作为上述方法的一种改进，所述岸基站的第一通讯设备和第二通讯设备均向每个主基站发出下行光信号，经海底光缆中对应的下行光纤，分别进入每个主基站的光开关，每
个主基站的光开关选择一路光信号进入该主基站的通讯设备；具体包括：

[0037] 岸基站的第一通讯设备向每个主基站发出下行光信号，由岸基站的第一下行光放大器放大后，经海底光缆中与每个主基站相连的下行光纤，进入该下行光纤路径上的中继
器内的光放大模块；由该放大模块中的下行光放大器放大后，进入对应的分支器，下行光信
号沿分支路径进入每个主基站的光开关；

[0038] 岸基站的第二通讯设备向每个主基站发出下行光信号，由岸基站的第二下行光放大器放大后，经海底光缆中与每个主基站相连的下行光纤，进入该下行光纤路径上的中继
器内的光放大模块；由该放大模块中的下行光放大器放大后，进入对应的分支器，下行光信
号沿分支路径进入每个主基站的光开关；

[0039] 每个主基站的光开关均监测上述两套通讯设备发出的下行光信号的光功率，选择光功率大的一路光信号进入该主基站的通讯设备。

[0040] 作为上述方法的一种改进，所述每个主基站的通讯设备发出上行光信号，经该主基站的分光器分成功率相等的两束光，分别经海底光缆中对应的上行光纤，进入岸基站的
第一通讯设备和第二通讯设备；具体包括：

[0041] 每个主基站的通讯设备发出上行光信号，到达该主基站的分光器；由该分光器将该光信号分成功率相等的两束光，分别进入海底光缆中的上行光纤，经过对应的分支器后，
其中一束光经该主基站与第一通讯设备相连的上行光纤路径上的中继器内的光放大模块，
由该放大模块中的上行光放大器放大后，进入岸基站，经岸基站内的第一上行光放大器进
行前置放大后，进入岸基站的第一通讯设备；

[0042] 另一束光经该主基站与第二通讯设备相连的上行光纤路径上的中继器内的光放大模块，由该放大模块中的上行光放大器放大后，进入岸基站，经岸基站内的第二上行光放
大器进行前置放大后，进入岸基站的第二通讯设备。

[0043] 与现有技术相比，本发明的优势在于：

[0044] 1、本发明使得多个主基站到岸基站的光传输链路相互独立，当某些主基站发生光路故障，包括光收发链路故障、激光器故障、光功率变低等情况时，其他主基站仍可正常进
行光信号传输，从而解决了传统波分复用方式组网的海底观测网中部分主基站故障导致其
他主基站无法正常光传输的问题；

[0045] 2、本发明的技术方案可用于海底观测网的单端组网、双端组网和环形组网，其中双端组网和环形组网方式可在海底光缆某处发生断缆故障时保证系统仍可正常运行，进一
步提高主干链路的可靠性。

附图说明

[0046] 图1是现有技术的基于交换机的海底观测网光传输组网架构图；

[0047] 图2是现有技术的基于波长独立承载的海底观测网光传输组网架构图；

[0048] 图3是实施例1提供的一个岸基站与多个主基站的海底观测网架构图；

[0049] 图4是实施例2提供的两个岸基站与多个主基站的海底观测网架构图；

[0050] 图5是实施例3提供的一个有两套通讯设备的岸基站与多个主基站的海底观测网架构图；

[0051] 图6是实施例1、2和3提供的中继器光路结构图；

[0052] 图7是实施例1提供的一个岸基站与多个主基站的海底观测网光路结构图；

[0053] 图8是实施例2提供的两个岸基站与多个主基站的海底观测网光路结构图；

[0054] 图9是实施例3提供的一个有两套通讯设备的岸基站与多个主基站的海底观测网光路结构图。

[0055] 附图标识：

[0056] 101、与主基站1对应的岸基站通讯设备

[0057] 102、与主基站1对应的上行光放大器

[0058] 103、与主基站1对应的下行光放大器

[0059] 104、主基站1通讯设备

[0060] 201、与主基站2对应的岸基站通讯设备

[0061] 202、与主基站2对应的上行光放大器

[0062] 203、与主基站2对应的下行光放大器

[0063] 204、主基站2通讯设备

[0064] A101、第一岸基站内与主基站1对应的通讯设备

[0065] A102、第一岸基站内与主基站1对应的上行光放大器

[0066] A103、第一岸基站内与主基站1对应的下行光放大器

[0067] A201、第一岸基站内与主基站2对应的通讯设备

[0068] A202、第一岸基站内与主基站2对应的上行光放大器

[0069] A203、第一岸基站内与主基站2对应的下行光放大器

[0070] B101、第二岸基站内与主基站1对应的通讯设备

[0071] B102、第二岸基站内与主基站1对应的上行光放大器

[0072] B103、第二岸基站内与主基站1对应的下行光放大器

[0073] B201、第二岸基站内与主基站2对应的通讯设备

[0074] B202、第二岸基站内与主基站2对应的上行光放大器

[0075] B203、第二岸基站内与主基站2对应的下行光放大器

[0076] P101、主基站1内的光开关

[0077] P102、主基站1内的分光器

[0078] P103、主基站1通讯设备

[0079] P201、主基站2内的光开关

[0080] P202、主基站2内的分光器

[0081] P203、主基站2通讯设备

[0082] A’101、岸基站第一通讯设备内与主基站1对应的通讯设备

[0083] A’102、岸基站第一通讯设备内与主基站1对应的上行光放大器

[0084] A’103、岸基站第一通讯设备内与主基站1对应的下行光放大器

[0085] A’201、岸基站第一通讯设备内与主基站2对应的通讯设备

[0086] A’202、岸基站第一通讯设备内与主基站2对应的上行光放大器

[0087] A’203、岸基站第一通讯设备内与主基站2对应的下行光放大器

[0088] B’101、岸基站第二通讯设备内与主基站1对应的通讯设备

[0089] B’102、岸基站第二通讯设备内与主基站1对应的上行光放大器

[0090] B’103、岸基站第二通讯设备内与主基站1对应的下行光放大器

[0091] B’201、岸基站第二通讯设备内与主基站2对应的通讯设备

[0092] B’202、岸基站第二通讯设备内与主基站2对应的上行光放大器

[0093] B’203、岸基站第二通讯设备内与主基站2对应的下行光放大器

具体实施方式

[0094] 本发明提供了一种海底观测网干路设备组网的光传输装置。该装置将岸基站与每个主基站之间分别采用一对独立的光纤进行连接，使得每个主基站的业务波长仅在各自的
光纤对内传输，如图3所示。采用本方法时，任意数量、任意位置的主基站故障都不会影响其
他主基站与岸基站的通信。当海底观测网设置两处岸基站时，可采用双端组网方式，主基站
通过独立的光纤对可分别与两个岸基站通信，如图4所示；当海底观测网仅设置一处岸基站
时，可采用环形组网方式，在岸基站内设置两套通讯设备，主基站通过独立的光纤对从两个
方向分别与岸基站通信，如图5所示；图4与图5所示传输方式可在海底光缆某处发生断缆故
障时使得系统仍可正常运行，进一步提高线路可靠性。

[0095] 另一方面，本发明提供一种纤对独立型架构的传输方法。由于岸基站与每个主基站之间均使用一对独立的光纤通信，因此海底光缆中的光纤对数量与主基站数量一致，也
与中继器所能支持的纤对数一致，所使用的中继器内部光路如图6所示。具体到每个主基站
时，岸基站通讯设备向主基站发送下行业务波长，经中继器和分支器进入主基站通讯设备；
主基站通讯设备发出的上行业务波长经过分支器和中继器进入主基站通讯设备。对于双端
组网和环形组网的主基站，通过双发选收方式与岸基站通讯，即接收时通过光开关选择光
功率较强的下行信号进入主基站通讯设备，发送时通过分光器将上行信号分成相同的两束
光分别发送到两个岸基站或同一岸基站的两套通讯设备。

[0096] 下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进行详细的说明。

[0097] 需要说明的是，以下实施例均以2个主基站为例，实际应用中主基站可以为3个及以上，原理相同，并定义岸基站至主基站为下行方向，主基站至岸基站为上行方向；此外各
实施例中的中继器数目均为示意，实际通讯链路中应根据传输距离、光纤损耗、通讯设备发
光功率等确定。

[0098] 实施例1

[0099] 一种海底观测网主干线路光传输装置，架构如图3所示，具体光路如图7所示。该实施例实现一个岸基站与多个主基站之间的通信，采用一对独立的光纤连接岸基站和每个主
基站；在岸基站和每个主基站的光纤通路上依次设置中继器和分支器；其中一对独立的光
纤包括由岸基站至主基站的下行光纤和由主基站至岸基站的上行光纤；

[0100] 岸基站设置对应主基站1的通讯设备101，下行光放大器103，上行光放大器102；对应主基站2的通讯设备201，下行光放大器203，上行光放大器202；其中岸基站通讯设备用于
向主基站发出下行光信号以及接收主基站发出的上行光信号；

[0101] 中继器设置光放大模块，光放大模块的数目与主基站数目一致，该光放大模块包括下行光放大器和上行光放大器；

[0102] 分支器用于将主干光纤通路中的下行光信号分配到每个主基站，并将主基站发出的上行光信号汇聚至主干光纤通路；分支器的数目与主基站数目一致；

[0103] 主基站设置通讯设备，用于接收岸基站发送的下行光信号，并向岸基站通讯设备发出上行光信号；主基站1设置通讯设备104，主基站2设置通讯设备204。

[0104] 光传输方法包括下行光路和上行光路。

[0105] 下行光路：

[0106] 与主基站1对应的岸基站通讯设备101发出下行光信号，经岸基站下行光放大器103放大后进入海底光缆中与其相连的下行光纤；经过中继器光放大模块的下行光放大器
放大后，进入第一分支器，沿分支路径进入主基站1的通讯设备104；

[0107] 与主基站2对应的岸基站通讯设备201发出下行光信号，经岸基站下行光放大器203放大后进入海底光缆中与其相连的下行光纤；经过中继器光放大模块的下行光放大器
放大后进入第二分支器，沿分支路径进入主基站2的通讯设备204。

[0108] 上行光路：

[0109] 主基站1的通讯设备104发出的上行光信号，进入海底光缆中的上行光纤，经过第一分支器，由中继器光放大模块的上行光放大器OA放大后进入岸基站；经岸基站内的上行
光放大器102进行前置放大后，进入主基站1对应的岸基站通讯设备101；

[0110] 主基站2的通讯设备204发出的上行光信号，进入海底光缆中的上行光纤，经过第二分支器，由中继器光放大模块的上行光放大器放大后进入岸基站；经岸基站内的上行光
放大器202进行前置放大后，进入主基站2对应的岸基站通讯设备201。

[0111] 实施例2

[0112] 一种海底观测网主干线路光传输装置，架构如图4所示，具体光路如图8所示。与实施例1的区别在于本实施例采用双端组网，适用于具有两个岸基站的海底观测网。当主基站
与岸基站A的通讯因海缆被破坏或中继器失效而中断时，仍可保证与岸基站B的通讯畅通，
反之亦然。为此需在主基站内部增加光开关与分光器。以主基站1为例，光开关P101分别监
测岸基站A与岸基站B发出的下行业务波长的光功率，并使光功率较强的光信号通过并到达
主基站1通讯设备P103，当二者光功率相同时则使来自岸基站A的光信号通过。分光器P102
将主基站1通讯设备P103发出的上行业务波长分成功率相等的两束光分别进入光纤并传送
至岸基站A和岸基站B。

[0113] 本实施例的装置分别采用一对独立的光纤连接第一岸基站与每个主基站，同时分别采用一对独立的光纤连接第二岸基站和每个主基站，在第一岸基站和每个主基站的光纤
通路上均设置中继器；在第二岸基站和每个主基站的光纤通路上均设置中继器；在连接每
个主基站的光纤通路上均设置分支器；一对独立的光纤包括上行光纤和下行光纤；

[0114] 每个岸基站均设置通讯设备、下行光放大器和上行光放大器；其中岸基站通讯设备用于向主基站发出下行光信号以及接收主基站发出的上行光信号；具体如下：

[0115] 岸基站A对应主基站1有通讯设备A101，下行光放大器A103，上行光放大器A102；对应主基站2有通讯设备A201，下行光放大器A203，上行光放大器A202；

[0116] 岸基站B对应主基站1有通讯设备B101，下行光放大器B103，上行光放大器B102；对应主基站2有通讯设备B201，下行光放大器B203，上行光放大器B202；

[0117] 每个主基站设置通讯设备、光开关和分光器，其中，通讯设备用于接收岸基站发送的下行光信号，并向岸基站通讯设备发出上行光信号；光开关用于当两个主基站发出的下
行光信号进入主基站时，选择光功率强的下行光信号进入主基站通讯设备；分光器用于将
主基站通讯设备发出的上行光信号分成相同的两束光分别发送到两个岸基站；具体为：

[0118] 主基站1设置光开关P101，分光器P102，通讯设备P103；

[0119] 主基站2设置光开关P201，分光器P202，通讯设备P203；

[0120] 中继器设置光放大模块，光放大模块的数目与主基站数目一致，该光放大模块包括下行光放大器和上行光放大器；

[0121] 分支器用于将主干光纤通路中的下行光信号分配到每个主基站，并将主基站发出的上行光信号汇聚至主干光纤通路；分支器的数目与主基站数目一致。

[0122] 光传输方法包括下行光路和上行光路。

[0123] 主基站1下行光路：

[0124] 与主基站1对应的岸基站A的通讯设备A101发出下行光信号，经岸基站A的下行光放大器A103放大后进入海底光缆中与其相连的下行光纤；经过中继器内的光放大模块，由
该放大模块的下行光放大器放大后，进入第一分支器，并沿分支路径进入主基站1的光开关
P101；

[0125] 与主基站1对应的岸基站B的通讯设备B101发出下行光信号，经岸基站B的下行光放大器B103放大后进入海底光缆中与其相连的下行光纤；经过中继器光放大模块，由该放
大模块的下行光放大器放大后，进入第一分支器，并沿分支路径进入主基站1的光开关
P101；

[0126] 主基站1的光开关P101分别监测上述两个岸基站发送的下行光信号的光功率；选择光功率大的一路下行光信号进入主基站1的通讯设备P103。

[0127] 主基站1上行光路：

[0128] 主基站1的通讯设备P103发出的上行光信号到达主基站1分光器P102；由该分光器将该光信号分成功率相等的两束光分别进入海底光缆中的上行光纤，经过第一分支器后一
条分支路径由中继器内的光放大模块的上行光放大器放大后，进入岸基站A，经岸基站A内
的上行光放大器A102进行前置放大后，进入主基站1对应的岸基站通讯设备A101；另一条分
支路径由中继器的光放大模块的上行光放大器放大后，进入岸基站B，经岸基站B内的上行
光放大器B102进行前置放大后，进入主基站1对应的岸基站通讯设备B101。

[0129] 主基站2下行光路：

[0130] 与主基站2对应的岸基站A的通讯设备A201发出下行光信号，经岸基站A的下行光放大器A203放大后进入海底光缆中与其相连的下行光纤；经过中继器内的光放大模块，由
该放大模块的下行光放大器放大后，进入第二分支器，并沿分支路径进入主基站2的光开关
P201；

[0131] 与主基站2对应的岸基站B的通讯设备B201发出下行光信号，经岸基站B的下行光放大器B203放大后进入海底光缆中与其相连的下行光纤；经过中继器光放大模块，由该放
大模块的下行光放大器放大后，进入第二分支器，并沿分支路径进入主基站2的光开关
P201；

[0132] 主基站2的光开关P201分别监测上述两个岸基站发送的下行光信号的光功率；选择光功率大的一路下行光信号进入主基站2的通讯设备P203。

[0133] 主基站2上行光路：

[0134] 主基站2的通讯设备P203发出的上行光信号到达主基站2分光器P202；由该分光器将该光信号分成功率相等的两束光分别进入海底光缆中的上行光纤，经过第二分支器后一
条分支路径由中继器内的光放大模块的上行光放大器放大后，进入岸基站A，经岸基站A内
的上行光放大器A202进行前置放大后，进入主基站2对应的岸基站通讯设备A201；另一条分
支路径由中继器的光放大模块的上行光放大器放大后，进入岸基站B，经岸基站B内的上行
光放大器B202进行前置放大后，进入主基站2对应的岸基站通讯设备B201；

[0135] 实施例3

[0136] 一种海底观测网主干线路光传输装置，架构如图5所示，具体光路如图9所示。与实施例2的区别在于本实施例采用环形组网方式，适用于具有一个岸基站的海底观测网，该岸
基站内布设两套通讯设备，通讯过程与实施例2相同。

[0137] 本实施例的装置分别采用一对独立的光纤连接岸基站第一通讯设备与每个主基站，同时分别采用一对独立的光纤连接岸基站第二通讯设备和每个主基站，在岸基站第一
通讯设备和每个主基站的光纤通路上均设置中继器；在岸基站第二通讯设备和每个主基站
的光纤通路上均设置中继器；在连接每个主基站的光纤通路上均设置分支器；一对独立的
光纤包括上行光纤和下行光纤；

[0138] 岸基站第一通讯设备和第二通讯设备均用于向主基站发出下行光信号以及接收主基站发出的上行光信号；岸基站还设置下行光放大器和上行光放大器；具体如下：

[0139] 岸基站对应主基站1有第一通讯设备A’101，下行光放大器A’103，上行光放大器A’102；第二通讯设备B’101，下行光放大器B’103，上行光放大器B’102；

[0140] 岸基站对应主基站2有第一通讯设备A’201，下行光放大器A’203，上行光放大器A’202；第二通讯设备B’201，下行光放大器B’203，上行光放大器B’202；

[0141] 每个主基站设置通讯设备、光开关和分光器，其中，通讯设备用于接收岸基站发送的下行光信号，并向岸基站通讯设备发出上行光信号；光开关用于当两套通讯设备发出的
下行光信号进入主基站时，选择光功率强的下行光信号进入主基站通讯设备；分光器用于
将主基站通讯设备发出的上行光信号分成相同的两束光分别发送到两套通讯设备；具体如
下：

[0142] 主基站1设置光开关P101，分光器P102，通讯设备P103；

[0143] 主基站2设置光开关P201，分光器P202，通讯设备P203；

[0144] 中继器设置光放大模块，放大模块的数目与主基站数目一致，该光放大模块包括下行光放大器和上行光放大器；

[0145] 分支器，用于将主干光纤通路中的下行光信号分配到每个主基站，并将主基站发出的上行光信号汇聚至主干光纤通路，分支器的数目与主基站数目一致。

[0146] 光传输方法包括下行光路和上行光路。

[0147] 主基站1下行光路：

[0148] 与主基站1对应的岸基站通讯设备A’101发出下行光信号，经岸基站的下行光放大器A’103放大后进入海底光缆的下行光纤；经过中继器内的光放大模块，由该放大模块的下
行光放大器放大后进入第一分支器，并沿分支路径进入主基站1的光开关P101；

[0149] 与主基站1对应的岸基站通讯设备B’101发出下行光信号，经岸基站的下行光放大器B’103放大后进入海底光缆的下行光纤；经过中继器内的光放大模块，由该放大模块的下
行光放大器放大后进入第二分支器，并沿分支路径进入主基站1的光开关P101；

[0150] 主基站1的光开关P101分别监测两套通讯设备发出的下行光信号的光功率；选择光功率大的一路光信号进入主基站1的通讯设备P103。

[0151] 主基站1上行光路：

[0152] 主基站1的通讯设备P103发出的上行光信号到达主基站1分光器P102；由该分光器将该光信号分成功率相等的两束光分别进入海底光缆中的上行光纤，经过第一分支器后一
条分支路径由中继器内的光放大模块，由该放大模块的的上行光放大器放大后，进入岸基
站，经岸基站内的上行光放大器A’102进行前置放大后，进入主基站1对应的岸基站通讯设
备A’101；另一条分支路径由中继器内的光放大模块，由该放大模块的上行光放大器放大
后，进入岸基站，经岸基站内的上行光放大器，B’102，进行前置放大后，进入主基站1对应的
岸基站通讯设备B’101；

[0153] 主基站2下行光路：

[0154] 与主基站2对应的岸基站通讯设备A’201发出下行光信号，经岸基站的下行光放大器A’203放大后进入海底光缆的下行光纤；经过中继器内的光放大模块，由该放大模块的下
行光放大器放大后进入第二分支器，并沿分支路径进入主基站2的光开关P201；

[0155] 与主基站2对应的岸基站通讯设备B’201发出下行光信号，经岸基站的下行光放大器B’203放大后进入海底光缆的下行光纤；经过中继器内的光放大模块，由该放大模块的下
行光放大器放大后进入第二分支器，并沿分支路径进入主基站2的光开关P201；

[0156] 主基站2的光开关P201分别监测两套通讯设备发出的下行光信号的光功率；选择光功率大的一路光信号进入主基站2的通讯设备P203。

[0157] 主基站2上行光路：

[0158] 主基站2的通讯设备P203发出的上行光信号到达主基站2分光器P202；由该分光器将该光信号分成功率相等的两束光分别进入海底光缆中的上行光纤，经过第一分支器后一
条分支路径由中继器内的光放大模块，由该放大模块的上行光放大器放大后，进入岸基站，
经岸基站内的上行光放大器A’202进行前置放大后，进入主基站2对应的岸基站通讯设备A’
201；另一条分支路径由中继器内的光放大模块，由该放大模块的的上行光放大器放大后，
进入岸基站，经岸基站内的上行光放大器，B’202，进行前置放大后，进入主基站2对应的岸
基站通讯设备B’201。

[0159] 最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方
案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明
的权利要求范围当中。