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1、(10)申请公布号 CN 103326775 A (43)申请公布日 2013.09.25 CN 103326775 A *CN103326775A* (21)申请号 201210077852.1 (22)申请日 2012.03.22 H04B 10/071(2013.01) (71)申请人 中兴通讯股份有限公司 地址 518057 广东省深圳市南山区高新技术 产业园科技南路中兴通讯大厦法务部 (72)发明人 朱梅冬 陆建鑫 (74)专利代理机构 北京安信方达知识产权代理 有限公司 11262 代理人 李健 龙洪 (54) 发明名称 光网络故障在线检测方法及装置 (57) 摘要 本发明提供了一。
2、种光网络故障在线检测方法 及装置， 其中， 该光网络故障在线检测方法包括 ： 使用生成的具有二值相关特性的伪随机序列对待 发送的数据信号进行调制后连续发送至光纤 ； 在 发送完第一组所述伪随机序列之后， 对所述光纤 中反射或散射回来的调制后的光信号进行光电转 换、 放大、 滤波处理处理后的模拟信号进行同步采 样处理获得采样数据， 对所述采样数据进行累加 及相关处理后获得光时域反射 (OTDR) 曲线数据 用于事件检测。上述光网络故障在线检测方法及 装置， 使用具有二值相关特性的伪随机序列对数 据信号进行调制， 在接收端进行解调和相关处理， 较好地解决了现有技术中存在的波形质量差等问 题。 (5。
3、1)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 8 页 附图 5 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书8页 附图5页 (10)申请公布号 CN 103326775 A CN 103326775 A *CN103326775A* 1/2 页 2 1. 一种光网络故障在线检测装置， 其特征在于， 该装置包括 ： 测试控制器， 用于向伪随机序列发生器发送控制信号， 以及在检测到所述伪随机序列 发生器发送完第一组伪随机序列之后， 向模数转换器发送同步采样信号， 接收所述模数转 换器发送的采样数据， 对所述采样数据进行累加及相关处理后得到光时域反射 (O。
4、TDR) 曲 线数据， 再通过通信接口输出至用于事件检测的设备 ； 所述伪随机序列发生器， 与所述测试控制器相连， 用于根据所述测试控制器发送的所 述控制信号生成具有二值相关特性的伪随机序列， 并向调制驱动器发送所述伪随机序列 ； 所述调制驱动器， 与所述伪随机序列发生器相连， 用于接收所述伪随机序列发生器发 送的所述伪随机序列， 使用所述伪随机序列对待发送的数据信号进行调制后连续发送至光 纤 ； 所述模拟信号接收处理模块， 用于接收所述光纤中反射或散射回来的光信号， 对所述 光信号进行光电转换、 放大及滤波后输出至模数转换器 ； 所述模数转换器， 与所述测试控制器和模拟信号接收处理模块均相连。
5、， 用于根据所述 测试控制器发送的同步采样信号， 对所述模拟信号接收处理模块处理后的模拟信号进行同 步采样处理获得采样数据， 将所述采样数据发送给所述测试控制器。 2. 根据权利要求 1 所述的装置， 其特征在于 ： 所述测试控制器， 具体用于根据所述通信接口输入的测量参数向伪随机序列发生器发 送控制信号 ； 所述测量参数包括脉冲宽度和序列长度 ； 或者， 脉冲宽度和产生所述伪随机 序列寄存器的个数。 3. 根据权利要求 1 所述的装置， 其特征在于 ： 所述测试控制器， 具体用于对所述采样数据进行加法累加后计算出平均值 ； 将所述伪 随机序列变换成双极性伪随机序列， 将所述平均值与所述双极性。
6、伪随机序列进行相关， 获 得所述 OTDR 曲线数据。 4. 一种光网络故障在线检测方法， 其特征在于， 该方法包括 ： 使用生成的具有二值相关特性的伪随机序列对待发送的数据信号进行调制后连续发 送至光纤 ； 在发送完第一组所述伪随机序列之后， 对所述光纤中反射或散射回来的调制后的光信 号进行光电转换、 放大、 滤波处理处理后的模拟信号进行同步采样处理获得采样数据， 对所 述采样数据进行累加及相关处理后获得光时域反射 (OTDR) 曲线数据用于事件检测。 5. 根据权利要求 4 所述的方法， 其特征在于 ： 所述使用生成的具有二值相关特性的伪随机序列对待发送的数据信号进行调制后连 续发送至光纤。
7、包括 ： 根据设置的测量参数生成具有二值相关特性的正序列， 使用所述正序列对待发送的数 据信号进行调制后连续发送至光纤 ； 以及， 根据设置的测量参数生成具有二值相关特性的 反序列， 使用所述反序列对待发送的数据信号进行调制后连续发送至所述光纤。 6. 根据权利要求 5 所述的方法， 其特征在于 ： 所述在发送完第一组所述伪随机序列之后， 对所述光纤中反射或散射回来的调制后的 光信号进行光电转换、 放大、 滤波处理处理后的模拟信号进行同步采样处理获得采样数据， 对所述采样数据进行累加及相关处理后获得光时域反射 (OTDR) 曲线数据用于事件检测， 权 利 要 求 书 CN 103326775 。
8、A 2 2/2 页 3 包括 ： 从发送完第一组所述正序列之后， 对所述光纤中反射或散射回来的调制后的光信号进 行光电转换、 放大、 滤波处理处理后的模拟信号进行同步采样处理获得第一采样数据， 对所 述第一采样数据进行加法累加后计算出第一平均值， 从发送完第一组所述反序列之后， 对 所述光纤中反射或散射回来的调制后的光信号进行光电转换、 放大、 滤波处理处理后的模 拟信号进行同步采样处理获得第二采样数据， 对所述第二采样数据进行加法累加后计算出 第二平均值， 将所述正序列与所述第一平均值和所述第二平均值的差值序列进行相关， 获 得所述 OTDR 曲线数据。 7. 根据权利要求 4 所述的方法，。
9、 其特征在于 ： 所述使用生成的具有二值相关特性的伪随机序列对待发送的数据信号进行调制后连 续发送至光纤包括 ： 根据设置的测量参数生成具有二值相关特性的伪随机序列， 使用所述伪随机序列对待 发送的数据信号进行调制后连续发送至光纤 ； 所述对所述采样数据进行累加及相关处理后获得光时域反射 (OTDR) 曲线数据用于事 件检测， 包括 ： 对所述采样数据进行加法累加后计算出平均值 ； 将所述伪随机序列变换成双极性伪随 机序列， 将所述平均值与所述双极性伪随机序列进行相关， 获得所述 OTDR 曲线数据。 8. 根据权利要求 6 所述的方法， 其特征在于 ： 所述将所述正序列与所述第一平均值和所述。
10、第二平均值的差值序列进行相关包括 ： 将所述正序列扩展成两组完全相同的序列后与所述差值序列进行相关 ； 或者 将所述差值序列扩展成两组完全相同的序列后与所述正序列进行相关。 9. 根据权利要求 5-8 任一权利要求所述的方法， 其特征在于， 所述方法还包括 ： 所述根据设置的测量参数生成具有二值相关特性的伪随机序列、 正序列或反序列之 后， 在对应伪随机序列中每个码元前插入一个或多个码元， 或者， 在对应伪随机序列中每个 码元后插入一个或多个码元 ； 所述码元为固定数值。 10. 根据权利要求 9 所述的方法， 其特征在于 ： 所述固定数值包括零。 权 利 要 求 书 CN 103326775。
11、 A 3 1/8 页 4 光网络故障在线检测方法及装置 技术领域 0001 本发明涉及光纤通信技术领域， 尤其涉及一种光网络故障在线检测方法及装置。 背景技术 0002 光纤通信是现代通信网的主要传输手段， 它的诞生和发展是电信史上的一次重要 革命， 与卫星通信、 移动通信并列为 20 世纪 90 年代的技术。 0003 随着光纤通信技术的成熟发展和 “三网融合” 服务需求的不断推动， 在很多通信网 络中广泛采用光纤介质进行传输， 而目前在光网络测试、 诊断上， 基本上都采用离线方式。 这种方法需要逼迫断开业务， 影响范围大、 效率低， 所以急需在光网络中具有在线检测的功 能。时下也有一些光网。
12、络系统中采用外置传统的光时域反射仪 (OTDR)， 使用第三波长进行 在线光路检测， 但是这种方法成本高， 操作和组网较为复杂。 0004 传统的 OTDR 测量方法是单脉冲法， 通过发射单个脉冲来获得光纤网络事件点的 具体细节信息， 如光纤接头、 弯曲及断点等。 0005 现有的在线OTDR测量的专利有专利号为EP1884758A1的欧洲专利， 它描述了使用 正弦扫频方式的OTDR测量的光模块控制环路， 是一种正弦波扫频的方案。 如图1所示， 以高 速数据作为载波， 正弦波作为调制信号， 在接收处获取某频率信号的频响 ( 幅度和相位 )， 再逐个频点进行测试， 这样就可以获得一定的频率响应，。
13、 最后进行反傅里叶变换， 就可以得 到其相应时域的冲击响应曲线。 0006 虽然上述方法是可以识别出光纤中强事件点， 但上述方案采用正弦信号扫频， 所 扫描的频点有限， 实际电路中的误差使得变换后的波形在一定程度上恶化， 难以分辨出是 什么样的事件， 也就限制了它的应用范围。 发明内容 0007 本发明实施例提供了一种光网络故障在线检测方法及装置， 以克服使用正弦波扫 频法在反傅里叶变换后出现的波形差的缺点。 0008 本发明实施例提供了一种光网络故障在线检测装置， 该装置包括 ： 0009 测试控制器， 用于向伪随机序列发生器发送控制信号， 以及在检测到所述伪随机 序列发生器发送完第一组伪随。
14、机序列之后， 向模数转换器发送同步采样信号， 接收所述模 数转换器发送的采样数据， 对所述采样数据进行累加及相关处理后得到光时域反射 (OTDR) 曲线数据， 再通过通信接口输出至用于事件检测的设备 ； 0010 所述伪随机序列发生器， 与所述测试控制器相连， 用于根据所述测试控制器发送 的所述控制信号生成具有二值相关特性的伪随机序列， 并向调制驱动器发送所述伪随机序 列 ； 0011 所述调制驱动器， 与所述伪随机序列发生器相连， 用于接收所述伪随机序列发生 器发送的所述伪随机序列， 使用所述伪随机序列对待发送的数据信号进行调制后连续发送 至光纤 ； 说 明 书 CN 103326775 A。
15、 4 2/8 页 5 0012 所述模拟信号接收处理模块， 用于接收所述光纤中反射或散射回来的光信号， 对 所述光信号进行光电转换、 放大及滤波后输出至模数转换器 ； 0013 所述模数转换器， 与所述测试控制器和模拟信号接收处理模块均相连， 用于根据 所述测试控制器发送的同步采样信号， 对所述模拟信号接收处理模块处理后的模拟信号进 行同步采样处理获得采样数据， 将所述采样数据发送给所述测试控制器。 0014 优选地， 所述测试控制器， 具体用于根据所述通信接口输入的测量参数向伪随机 序列发生器发送控制信号 ； 所述测量参数包括脉冲宽度和序列长度 ； 或者， 脉冲宽度和产 生所述伪随机序列寄存。
16、器的个数。 0015 优选地， 所述测试控制器， 具体用于对所述采样数据进行加法累加后计算出平均 值 ； 将所述伪随机序列变换成双极性伪随机序列， 将所述平均值与所述双极性伪随机序列 进行相关， 获得所述 OTDR 曲线数据。 0016 本发明实施例还提供了一种光网络故障在线检测方法， 该方法包括 ： 0017 使用生成的具有二值相关特性的伪随机序列对待发送的数据信号进行调制后连 续发送至光纤 ； 0018 在发送完第一组所述伪随机序列之后， 对所述光纤中反射或散射回来的调制后的 光信号进行光电转换、 放大、 滤波处理处理后的模拟信号进行同步采样处理获得采样数据， 对所述采样数据进行累加及相关。
17、处理后获得光时域反射 (OTDR) 曲线数据用于事件检测。 0019 优选地， 所述使用生成的具有二值相关特性的伪随机序列对待发送的数据信号进 行调制后连续发送至光纤包括 ： 0020 根据设置的测量参数生成具有二值相关特性的正序列， 使用所述正序列对待发送 的数据信号进行调制后连续发送至光纤 ； 以及， 根据设置的测量参数生成具有二值相关特 性的反序列， 使用所述反序列对待发送的数据信号进行调制后连续发送至所述光纤。 0021 优选地， 所述在发送完第一组所述伪随机序列之后， 对所述光纤中反射或散射回 来的调制后的光信号进行光电转换、 放大、 滤波处理处理后的模拟信号进行同步采样处理 获得采。
18、样数据， 对所述采样数据进行累加及相关处理后获得光时域反射 (OTDR) 曲线数据 用于事件检测， 包括 ： 0022 从发送完第一组所述正序列之后， 对所述光纤中反射或散射回来的调制后的光 信号进行光电转换、 放大、 滤波处理处理后的模拟信号进行同步采样处理获得第一采样数 据， 对所述第一采样数据进行加法累加后计算出第一平均值， 从发送完第一组所述反序列 之后， 对所述光纤中反射或散射回来的调制后的光信号进行光电转换、 放大、 滤波处理处理 后的模拟信号进行同步采样处理获得第二采样数据， 对所述第二采样数据进行加法累加后 计算出第二平均值， 将所述正序列与所述第一平均值和所述第二平均值的差值。
19、序列进行相 关， 获得所述 OTDR 曲线数据。 0023 优选地， 所述使用生成的具有二值相关特性的伪随机序列对待发送的数据信号进 行调制后连续发送至光纤包括 ： 0024 根据设置的测量参数生成具有二值相关特性的伪随机序列， 使用所述伪随机序列 对待发送的数据信号进行调制后连续发送至光纤 ； 0025 所述对所述采样数据进行累加及相关处理后获得光时域反射 (OTDR) 曲线数据用 于事件检测， 包括 ： 说 明 书 CN 103326775 A 5 3/8 页 6 0026 对所述采样数据进行加法累加后计算出平均值 ； 将所述伪随机序列变换成双极性 伪随机序列， 将所述平均值与所述双极性伪。
20、随机序列进行相关， 获得所述 OTDR 曲线数据。 0027 优选地， 所述将所述正序列与所述第一平均值和所述第二平均值的差值序列进行 相关包括 ： 0028 将所述正序列扩展成两组完全相同的序列后与所述差值序列进行相关 ； 或者 0029 将所述差值序列扩展成两组完全相同的序列后与所述正序列进行相关。 0030 优选地， 所述方法还包括 ： 0031 所述根据设置的测量参数生成具有二值相关特性的伪随机序列、 正序列或反序列 之后， 在对应伪随机序列中每个码元前插入一个或多个码元， 或者， 在对应伪随机序列中每 个码元后插入一个或多个码元 ； 所述码元为固定数值。 0032 优选地， 所述固定。
21、数值包括零。 0033 上述光网络故障在线检测方法及装置， 使用具有二值相关特性的伪随机序列对数 据信号进行调制， 在接收端进行解调和相关处理， 较好地解决了现有技术中存在的波形质 量差， 检波要求高， 扫频时间长、 算法复杂等问题。 附图说明 0034 图 1 为现有正弦波调制高速数据信号的输出光信号波形示意图 ； 0035 图 2 为本发明的光网络故障在线检测装置实施例的结构示意图 ； 0036 图 3a 为本发明伪随机序列测量方法实施例一的流程图 ； 0037 图 3b 为本发明伪随机序列测量方法实施例二的流程图 ； 0038 图 4a 为本发明伪随机序列的波形示意图 ； 0039 图 。
22、4b 为本发明使用伪随机序列调制后的波形示意图 ； 0040 图 4c 为本发明使用伪随机序列解调后的包络波形示意图 ； 0041 图 5 为本发明伪随机序列的变换波形图 ； 0042 图 6 为本发明伪随机序列自相关后的波形图。 具体实施方式 0043 为使本发明的目的、 技术方案和优点更加清楚明白， 下文中将结合附图对本发明 的实施例进行详细说明。 需要说明的是， 在不冲突的情况下， 本申请中的实施例及实施例中 的特征可以相互任意组合。 0044 如图 2 所示， 为本发明的光网络故障在线检测装置实施例的结构示意图， 该装置 包括 ： 测试控制器 21、 伪随机序列发生器 22、 调制驱动。
23、器 23、 模拟信号接收处理模块 24 和模数转换器 (ADC)25， 该模拟信号接收处理模块可以包括光电二极管 (PD)、 跨阻放大器 (TIA)、 增益可调放大器和滤波器， 其中 ： 0045 测试控制器， 用于向伪随机序列发生器发送控制信号， 以及在检测到所述伪随机 序列发生器发送完第一组伪随机序列之后， 向模数转换器发送同步采样信号， 接收所述模 数转换器发送的采样数据， 对所述采样数据进行累加及相关处理后得到光时域反射 (OTDR) 曲线数据， 再通过通信接口输出至用于事件检测的设备 ； 0046 所述伪随机序列发生器， 与所述测试控制器相连， 用于根据所述测试控制器发送 说 明 书。
24、 CN 103326775 A 6 4/8 页 7 的所述控制信号生成具有二值相关特性的伪随机序列， 并向调制驱动器发送所述伪随机序 列 ； 0047 所述调制驱动器， 与所述伪随机序列发生器相连， 用于接收所述伪随机序列发生 器发送的所述伪随机序列， 使用所述伪随机序列对待发送的数据信号进行调制后连续发送 至光纤 ； 0048 所述模拟信号接收处理模块， 用于接收所述光纤中反射或散射回来的光信号， 对 所述光信号进行光电转换、 放大及滤波后输出至模数转换器 ； 0049 所述模数转换器， 与所述测试控制器和模拟信号接收处理模块均相连， 用于根据 所述测试控制器发送的同步采样信号， 对所述模拟。
25、信号接收处理模块处理后的模拟信号进 行同步采样处理获得采样数据， 将所述采样数据发送给所述测试控制器。 0050 上述滤波器可以为带通滤波器或低通滤波器 ； 上述装置位于测量点。 0051 上述测试控制器可以根据所述通信接口输入的测量参数向伪随机序列发生器发 送控制信号 ； 所述测量参数包括脉冲宽度和序列长度 ； 或者， 脉冲宽度和产生所述伪随机 序列寄存器的个数， 所述寄存器的个数可以采用如下公式计算 ： 0052 0053 其中， m 为所述寄存器的个数， Lmax为所述测量点到所述装置测量的光网络的最远 点的距离， v 为光在所述光纤中的传播速度，x 为空间分辨率。 0054 本发明实施。
26、例还提供了一种光网络故障在线检测方法， 该方法利用伪随机序列来 调制待发送的高速数据信号的幅度， 在接收时， 用低通滤波器来过滤光纤中反射、 后向散射 回来的高速信号， 保留与伪随机序列相关的低频成分。这里的伪随机序列自相关具有二值 特性， 通过对伪随机序列进行简单变换处理， 使相关后的波形为 OTDR 曲线波形， 因此利用 这种伪随机序列就可以再现 OTDR 曲线。 0055 本发明提供的光网络故障在线检测方法包括 ： 0056 步骤一、 使用生成的具有二值相关特性的伪随机序列对待发送的数据信号进行调 制后连续发送至光纤 ； 0057 该步骤可以为 ： 根据输入的测量参数生成具有二值相关特性。
27、的伪随机序列 ； 所述 使用生成的具有二值相关特性的伪随机序列对待发送的数据信号进行调制后连续发送至 光纤包括 ： 根据设置的测量参数生成具有二值相关特性的正序列， 使用所述正序列对待发 送的数据信号进行调制后连续发送至光纤 ； 以及， 根据设置的测量参数生成具有二值相关 特性的反序列， 使用所述反序列对待发送的数据信号进行调制后连续发送至所述光纤。 0058 步骤二、 在发送完第一组所述伪随机序列之后， 对所述光纤中反射或散射回来的 调制后的光信号进行光电转换、 放大、 滤波处理处理后的模拟信号进行同步采样处理获得 采样数据， 对所述采样数据进行累加及相关处理后获得 OTDR 曲线数据用于事。
28、件检测。 0059 在发送完第一组所述伪随机序列之后， 根据测量参数对所述光纤中反射或散射回 来的调制后的光信号进行光电转换、 放大、 滤波处理处理后的模拟信号进行同步采样处理 获得采样数据， 对所述采样数据进行累加相关处理后获得 OTDR 曲线数据。 0060 所述在发送完第一组所述伪随机序列之后， 对所述光纤中反射或散射回来的调制 后的光信号进行光电转换、 放大、 滤波处理处理后的模拟信号进行同步采样处理获得采样 说 明 书 CN 103326775 A 7 5/8 页 8 数据， 对所述采样数据进行累加及相关处理后获得光时域反射 (OTDR) 曲线数据用于事件 检测， 包括 ： 0061。
29、 从发送完第一组所述正序列之后， 对所述光纤中反射或散射回来的调制后的光 信号进行光电转换、 放大、 滤波处理处理后的模拟信号进行同步采样处理获得第一采样数 据， 对所述第一采样数据进行加法累加后计算出第一平均值， 从发送完第一组所述反序列 之后， 对所述光纤中反射或散射回来的调制后的光信号进行光电转换、 放大、 滤波处理处理 后的模拟信号进行同步采样处理获得第二采样数据， 对所述第二采样数据进行加法累加后 计算出第二平均值， 将所述正序列与所述第一平均值和所述第二平均值的差值序列进行相 关， 获得所述 OTDR 曲线数据。 0062 需要说明的是， 发送完第一组所述伪随机序列之后包括 ： 开。
30、始发送第二组所述伪 随机序列时 ； 当然， 发送完第一组所述正序列之后包括 ： 开始发送第二组所述正序列时 ； 发 送完第一组所述反序列之后包括 ： 开始发送第二组所述反序列时。 0063 如图 3a 所示， 为本发明伪随机序列测量方法实施例一的流程图， 该过程包括 ： 0064 步骤 301a、 根据需要设置相关测量参数 ； 0065 测量之前要先设置伪随机序列发生器的参数， 所述测量参数包括脉冲宽度和序列 长度 ； 或者， 脉冲宽度和产生所述伪随机序列寄存器的个数。 计算伪随机序列的长度时需要 估算出光纤最远距离， 伪随机序列要求具有二值相关特性。 0066 步骤 302a、 根据测量参数。
31、生成伪随机码， 将伪随机码变换成正反两种序列， 例如 P 序列和 (1-P) 序列 ； 0067 步骤 303a、 使用 P 序列调制后连续发送 ； 0068 调制驱动器控制伪随机序列波形调制在高速数据信号之上， 而且在测量过程中， 伪随机序列是连续发送的。设归一化高速数据逻辑 “1” 对应的光功率为 1， 调制度为 A。一 般情况下， A 比较小， 为 5 15之间， 以保证不影响正常通信。伪随机序列的 “0” 对应 幅度为 1-A， 伪随机序列的 “1” 对应的幅度为 1+A。 0069 为了去除接收端额外的直流分量的影响， 这里采用双极性测量序列进行测量， 考 虑到光脉冲没有负信号， 这。
32、里发两种单极性序列， 在 ADC 之后对应相减， 这样就代替双极 性。 0070 步骤 304a- 步骤 305a、 模拟信号接收处理模块将接收的光信号转成电信号后， 用 低通或带通滤波器可以获取伪随机序列引起的系统响应信号， 再将最大信号放大到适合 ADC 采样的区间， 并在开始发送第二组序列时， 同步采样放大后的信号 ； 0071 步骤 306a、 对采样的序列进行加法累加， 多次测量后取平均 SA； 0072 设两种单极性序列中的第一种序列例如 P 序列测量 N 次， 那么第二种序列例如 (1-P)序列也要测量N次， 采样后， 将两种序列测量的数据相减后， 再求平均(或平均后再相 减亦可。
33、， 这时两种序列的测量次数可以不完全一致 )。 0073 这里以从连续的序列中采样一组完整的序列算一次测量， 也可以采样多组完整的 序列算一次测量。 0074 步骤 307a、 按照步骤 303a-3036a 所示的方法， 使用 1-P 序列调制数据信号， 并采 样， 进行加法累加， 多次测量取平均 SB； 0075 步骤 308a、 将原伪随机序列即 P 序列与 (SA-SB) 相关 ； 说 明 书 CN 103326775 A 8 6/8 页 9 0076 为了方便相关运算， 在相关运算之前， 对于采样一组完整的序列算一次测量的数 据， 至少扩展成两组相同的序列， 与原伪随机序列进行相关 。
34、； 或将原伪随机序列至少扩展成 两组相同的序列， 与所测的数据进行相关。如果在步骤 306a 中， 以采样多组完整的序列算 一次测量的话， 这里就可以直接与原伪随机序列进行相关， 无需要再扩展。 0077 步骤 309a、 将相关结果送到后续电路处理， 结束测量。 0078 该结果用于事件检测。 0079 如图 3b 所示， 为本发明伪随机序列测量方法实施例二的流程图， 该过程与图 2 所 示过程类似， 不同点是本过程只要发送一种序列， 而且只做加法累加， 平均后， 与它相关的 P 序列需要变换成双极性序列 (2P-1)。 0080 需要说明的是， 在实际测量时， 在上述两种实现过程中都可以做。
35、插 “0” 处理， 即在 每个码元的前(或后)插入单个或连续多个 “0” ， 它仍然可以保证变换后的伪随机序列具有 二值相关特性。 0081 采用上述方法可生成如图 4a 所示的伪随机序列， 采用图 4a 所示的序列可调制出 如图 4b 所示的波形， 图 4c 是解调后的包络波形。 0082 总之， 采用上述方法， 达到了改善所测波形质量的效果， 大大降低了测量时间及接 收算法的复杂度， 提高了事件识别的准确性。 0083 实施例一 0084 如图 5 所示， 为本发明伪随机序列的变换波形图， 测量所用的序列是利用伪随机 序列自相关后具有二值的特性， 如 15 位的 m 序列 10001001。
36、1010111 由伪随机序列发生器产 生， 经过变换后成两种序列P及1-P， 连续的P序列用f1(n)来表示， 连续的1-P序列用f2(n) 表示， 与前者的关系为 f2(n) 1-f1(n)， f1(n)-f2(n) 得到一组双极性的连续序列 f3(n)， 它 与 f1(n) 相关后也是双值， 如图 6 所示。 0085 0086 其中， m 为产生伪随机序列寄存器的个数， k 为任何整数。 0087 发送伪随机序列要有两个参数， 一是脉冲宽度 ； 二是序列长度 (2m-1)， 或是产生伪 随机序列寄存器的个数 m。根据需要的空间分辨率和数据速率来权衡设置脉冲宽度 T， 设综 合考虑之后的空。
37、间分辨率为 x， v 为光在光纤中的传播速度， 则另外需要估算出从测 量点到光网络的最远点的距离 Lmax。 0088 为了降低测量时间、 减少计算复杂度， 需要计算出最少所需寄存器的个数， 设 m 为 寄存器的个数， 则符合的 m 值， 称为最佳优选值。 0089 前两个参数设置完了， 可以测量了。 在开始测量时， 连续发送伪随机序列P， 前一组 序列与后一组序列不能有时间间隔， 或时间间隔为 0， 这样才能保证相关的二值特性不被破 坏。 0090 发送 P 序列， 在 ADC 之后进行加法累加， 测量时要注意要从发送完第一组 P 序列之 后， 开始发送第二组P序列时开始同步启动ADC采样进。
38、行采样， 发完一组序列P， 采样到一组 数据， 算一次测量， 再发送完另一组序列 P， 又采样到另一组数据， 算另一次测量。后一组数 说 明 书 CN 103326775 A 9 7/8 页 10 据要和前面测的数据进行对应加法累加。 0091 测量 N 次之后， 改发 1-P 序列， 在 ADC 之后进行减法累加， 根据前面所述的方法进 行测量， 把测量的数据对应累加到测量前一种序列 P 的数据上， 也测量 N 次。实际上就是将 两种不同序列的测量数据进行相减的操作， 再求平均， 平均后的数据为序列S。 P序列与1-P 序列的发送没有前后顺序， 只要注意加法还是减法即可。 0092 S 序列。
39、和 P 序列相关时， 为了相关运算方便， 至少需要将 S( 或 P) 扩展成两组完全 相同的序列， 再和另一种序列 P( 或 S) 进行相关。具体相关计算方法如下 ： 0093 或 0094 其中 S2 S， S， P2 P， P 0095 最后将相关后的数据送给后续处理电路分析处理。 0096 实施例二 0097 与实施例一的区别是， 在伪随机序列中每个码元前 ( 或后 ) 插入 “0” ， 可以插一个 “0” ， 也可以插多个连续的 “0” 。为了保证相关的二值特性， 需要做一些处理。这里为了说明 方便， 以插入一个 “0” 为例， 详细介绍与实施例 1 处理的不同点。 0098 为了说明。
40、与实施例 1 的区别， 此处仍以 15 位 m 序列为例， 对产生的伪随机序列进 行插 “0” 操作， 15 位的 P 序列 (100010011010111) 变换为 30 位的 P序列 (1X-0X-0X-0X-1 X-0X-0X-1X-1X-0X-1X-0X-1X-1X-1X)， 15 位的 1-P 序列 (011 101100101000) 变换为 30 位 的 (1-P)序列 (0X-1X-1X-1X-0X-1X-1X-0X-0X-1X-0X-1X-0X-0X-0X)。发送测量序列时就 连续发送这两种序列 P和 (1-P)， 接收电路 AD 采样时钟需要与此序列发送时钟同步。 009。
41、9 这里解释一下上述插 “0” 方法中可以插 “X” 的原因是双极性伪随机序列插 “0” 后 仍能保持相关的二值特性， 在本实施例中， 只要保证两种序列相减后， 所要插 “0” 的位置的 值为 0 就行， 即如果两序列对应位置值一样， 那它们相减后的值就是 0。这里的 X 理论上可 以取任何值， 只要不影响数据业务的通信即可。 0100 接收电路部分相关处理前， 也要预先把 P 序列变成 P序列， 其它的操作步骤与实 施例一相同。 0101 对产生伪随机序列的寄存器个数， 其计算方式同样也需要调整一下。设光在光纤 中的速度为 v， 脉冲宽度为 T， m 为寄存器的个数， 每位码插入连续 “0”。
42、 的个数为 n， 则最佳优 选值为符合不等式的 m 值。 0102 实施例三 0103 为了说明与实施例一的区别， 此处还以 15 位的 m 序列为例， 发射端只发送连续的 P 序列 (100010011010111)， 即实施例一中的 f1(n)， 接收端也只接收一种序列， 进行累加平 均之后再进行相关运算。 相关时的另一序列要做一下变换， 变成连续的2P-1序列(1-1-1-1 1-1-1 1 1-1 1-1 1 1 1)， 即实施例 1 中的 f3(n)， 其他的方法步骤同实施例一。 0104 这种方法测量时， 只要发送一种连续的伪随机序列， 简化了发送和接收器的复杂 度。 缺点是对接收。
43、端引入的额外的直流分量比较敏感， 所以实际应用时， 要注意尽可能地降 低额外的直流分量， 当然， 也可以通过特定的算法来消除额外的直流分量。 说 明 书 CN 103326775 A 10 8/8 页 11 0105 本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令 相关硬件完成， 上述程序可以存储于计算机可读存储介质中， 如只读存储器、 磁盘或光盘 等。可选地， 上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应 地， 上述实施例中的各模块 / 单元可以采用硬件的形式实现， 也可以采用软件功能模块的 形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。。
44、 0106 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制， 仅仅参照较佳实施例对本发 明进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解， 可以对本发明的技术方案进行修改 或者等同替换， 而不脱离本发明技术方案的精神和范围， 均应涵盖在本发明的权利要求范 围当中。 说 明 书 CN 103326775 A 11 1/5 页 12 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103326775 A 12 2/5 页 13 图 3a 说 明 书 附 图 CN 103326775 A 13 3/5 页 14 图 3b 图 4a 说 明 书 附 图 CN 103326775 A 14 4/5 页 15 图 4b 图 4c 图 5 说 明 书 附 图 CN 103326775 A 15 5/5 页 16 图 6 说 明 书 附 图 CN 103326775 A 16 。