具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图5为本实施例提供的一种通信系统的结构示意图，该通信系统可以应用于海底光纤通信，也可以应用于其它通信场景，此处不一一列举。如图5所示，该通信系统包括第一主路端站1、第二主路端站2和N个支路端站3，以及M个级联的光分插复用分支器4，其中，N=M。第一主路端站1与第二主路端站2之间的信号传输通路为主干线路， M个级联的光分插复用分支器4与N个支路端站3之间的信号传输通路为分支线路，第一主路端站1、第二主路端站2和N个支路端站3输出的信号都需要经过M个级联的光分插复用分支器4中相应的光分插复用分支器，以得到处理后的信号，并发送至目标端站。

以图6为例，对图5中各端站之间传输的信号进行描述，如图6所示，该通信系统包括第一主路端站1、第二主路端站2、支路端站3（可以是图5中N个支路端站中的任意一个）和光分插复用分支器4（可以是图5中M个光分插复用分支器中的任意一个），在本实施例中，限定各端站之间的业务信号与信号传输方向具有对应关系，信号传输方向可以用一个端站向另一个端站输出信号来描述，如图6所示（图中的箭头表示信号传输方向），第一主路端站1向第二主路端站2输出的业务信号为第一业务信号A1（后续简称为A1），第一主路端站1向支路端站3输出的业务信号为第二业务信号A2（后续简称为A2），第二主路端站2向第一主路端站1输出的业务信号为第三业务信号B1（后续简称为B1），第二主路端站2向支路端站3输出的业务信号为第四业务信号B2（后续简称为B2），支路端站3向第一主路端站1输出的业务信号为第五业务信号C1（后续简称为C1），支路端站向第二主路端站2输出的业务信号为第六业务信号C2（后续简称为C2）。

实施例一

在本实施例中，如图6所示的海底光纤通信系统中，支路端站3与第一主路端站1和第二主路端站2分别进行信号传输。

各端站在输出业务信号之前，首先需要将业务信号加载于相应的频带上，由此，端站首先按照预设带宽分配比例，将总带宽划分为三个子带（第一子带、第二子带、第三子带）。示例地，第一子带用于承载第一主路端站1与支路端站3之间传输的信号（A2和C1），第二子带用于承载第一主路端站1与第二主路端站2之间传输的信号（A1和B1），第三子带用于承载第二主路端站2与支路端站3之间传输的信号（B2和C2）。也就是说，每个子带承载互为目标端站的两个端站之间的业务信号。根据上述子带与业务信号之间的承载关系，第一主路端站1输出的第一合路信号包括承载于第一子带的A2、承载于第二子带的A1，以及承载于第三子带的用于平衡光功率的第一负载信号L1（后续简称为L1），第二主路端站2输出的第二合路信号包括承载于第一子带的用于平衡光功率的第二负载信号L2（后续简称为L2）、承载于第二子带的B1，以及承载于第三子带的B2，支路端站3输出的第三合路信号包括承载于第一子带的C1、承载于第二子带的用于平衡光功率的第三负载信号L3（后续简称为L3），以及承载于第三子带的C2。如图6所示，第一合路信号、第二合路信号和第三合路信号经过光分插复用分支器4的处理，得到传输至第一主路端站1的第四合路信号、传输至第二主路端站2的第五合路信号、以及传输至支路端站3的第六合路信号。第四合路信号、第五合路信号和第六合路信号均由目标业务信号和至少两个非目标业务信号组成，目标业务信号是指目的端站与接收端站一致的业务信号，非目标业务信号是指目的端站与接收端站不一致的业务信号。其中，光分插复用分支器4中的滤波器只对第一合路信号、第二合路信号和第三合路信号中的负载信号承载于的子带进行阻断，即只过滤掉负载信号，而会完全保留各个业务信号，从而保留完整的目标业务信号，以及为后续非目标业务信号之间的串扰处理奠定基础。具体地，目标业务信号与至少两个非目标业务信号需要满足条件：目标业务信号与至少两个非目标业务信号承载于不同的子带，且该至少两个非目标业务信号全部承载于同一个子带。这样，位于同一个子带的至少两个非目标业务信号之间会产生同频串扰，以在该子带上形成业务信息难以恢复的乱码信号。

由此，不仅可以保证支路端站3的纤对数量与主路端站的纤对数量一致，不必增加纤对数量才能够完成业务信号的传输。同时，各个端站所接收的合路信号中，由于非目标业务信号之间互相串扰，形成乱码信号，由此各个端站仅可以获取到目标业务信号中携带的业务信息，而无法获得非目标业务信号中携带的业务信息，从而保证业务信号传输的安全性，以防止各端站对非目标端站（不是所传输的业务信号目的端站的端站）的监控。

示例地，可以按照端站间传输的业务信号量（主路端站之间的业务信号量较多，主路端站与支路端站之间的业务信号量较少）来划分子带，为主路端站之间传输的业务信号分配较宽的子带，为主路端站与支路端站之间传输的业务信号分配较窄的子带。假设总带宽对应频带0~15，其中，第一子带对应频带0~3，第二子带对应频带3~12，第三子带对应频带12~15，三个子带的波长范围不同。

如图6所示，光分插复用分支器4包括第一分路器411、第一滤波器412、第二滤波器413、第一合路器414、第二分路器421、第三滤波器422、第四滤波器423、第二合路器424、第三分路器431、第五滤波器432、第六滤波器433和第三合路器434。

第一分路器411、第二分路器421、第三分路器431可以按照一定的光功率比例分别对第一合路信号、第二合路信号、第三合路信号进行分配，且分光比与波长无关。各分路器具有至少一个输入端口和至少两个输出端口，以将一个输入的合路信号拆分为多个分路信号输出，并将各分路信号分别发送到光分插复用分支器4中不同的路由路径上。

第一滤波器412、第二滤波器413、第三滤波器422、第四滤波器423、第五滤波器432、第六滤波器433可以为固定滤波器，也可以为可重构的滤波器，例如可重构的波长阻断器（Wavelength Blocker，WB），各滤波器可以阻断指定子带，同时将指定子带上承载的业务信号的光功率进行衰减。各滤波器的设置需要满足条件：令后续通过合路器形成的合路信号中的至少两个非目标业务信号的光功率谱密度的总和与每个目标业务信号的光功率谱密度相等，以平衡光功率。

在一些实施例中，至少两个非目标业务信号在串扰时，其串扰质量受各非目标业务信号的光功率的影响，即各非目标业务信号的光功率越接近，串扰质量越高，非目标业务信号的传输安全性越高，由此，为了提高串扰质量，可以令同一合路信号中的每个非目标业务信号在经过滤波器衰减后的光功率相等，例如，同一合路信号中包括两个非目标业务信号，滤波器被设置为将每一个非目标业务信号的光功率衰减为原来的一半（即3dB），这样，两个非目标业务信号衰减后的光功率相等，在同一子带上的串扰质量最高。

第一合路器414、第二合路器424、第三合路器434可以将滤波后的分路信号合并到一起，合路器具有波长无关性。合路器通常具有至少两个输入端口和至少一个输出端口，在本实施例中，各个合路器包括两个输入端口和一个输出端口，以通过两个输入端口接收两个分路信号，并将合并为一路的合路信号通过输出端口发往对应的端站。

结合图6（图6中由虚曲线和实直线构成的异形中的矩形表示总带宽，该矩形内部的各个小矩形表示子带，每个小矩形的宽度表示子带的带宽，每个小矩形的高度表示子带所承载业务信号的光功率谱密度），对各端站输出的合路信号在光分插复用分支器4进行分路传输的过程进行描述，具体如下：

针对于第一主路端站1：

第一主路端站1的输出接口11与第一分路器411通过光纤形成信号传输通路，第一分路器411接收第一主路端站1输出的第一合路信号（承载于第一子带的A2+承载于第二子带的A1+承载于第三子带的L1）。第一分路器411按照分光比（本实施例中的分路器均以分光比1:1为例，在其它实施例中，也可以根据需要采用其它的分光比）将第一合路信号分解为功率相等的两路信号（第一分路信号和第二分路信号），第一分路信号和第二分路信号与第一合路信号包含相同的信号，只是光功率不同。其中，第一分路信号将传输至第二主路端站2，第二分路信号将传输至支路端站3。

第一分路信号经过第一滤波器412，第一滤波器412设定为完全阻断第三子带，以及将第一子带所承载的业务信号的光功率衰减为原来的一半（本实施例中的滤波器均以将光功率衰减为原来的一半，即令各需要衰减光功率的非目标业务信号衰减后的光功率相等为例，在其它实施例中，也可以按需采用其它的衰减方式），即过滤掉L1，并通过A1和A2，其中，A2的光功率减半（滤波后的第一分路信号包括承载于第一子带的光功率减半的A2和承载于第二子带的A1）。通过第一滤波器412处理后的第一分路信号将继续传输至第二主路端站2。

第二分路信号经过第二滤波器413，第二滤波器413设定为完全阻断第三子带，以及将第二子带所承载的业务信号的光功率衰减为原来的一半，即过滤掉L1，并通过A1和A2，其中，A1的光功率减半（滤波后的第二分路信号包括承载于第一子带的A2和承载于第二子带的功率减半的A1）。通过第二滤波器413处理后的第二分路信号将继续传输至支路端站3。

针对于第二主路端站2：

第二主路端站2的输出接口21与第二分路器421通过光纤形成信号传输通路，第二分路器421接收第二主路端站2输出的第二合路信号（承载于第一子带的L2+承载于第二子带的B1+承载于第三子带的B2）。第二分路器421按照分光比将第二合路信号分解为功率相等的两路信号（第三分路信号和第四分路信号），第三分路信号和第四分路信号与第二合路信号包含相同的信号，只是光功率不同。其中，第三分路信号将传输至第一主路端站1，第四分路信号将传输至支路端站3。

第三分路信号经过第三滤波器422，第三滤波器422设定为完全阻断第一子带，以及将第三子带所承载的业务信号的光功率衰减为原来的一半，即过滤掉L2，并通过B1和B2，其中，B2的光功率减半（滤波后的第三分路信号包括承载于第二子带的B1和承载于第三子带的功率减半的B2）。通过第三滤波器422处理后的第三分路信号将继续传输至第一主路端站1。

第四分路信号经过第四滤波器423，第四滤波器423设定为完全阻断第一子带，以及将第二子带所承载的业务信号的光功率衰减为原来的一半，即过滤掉L2，并通过B1和B2，其中，B1的光功率减半（滤波后的第四分路信号包括承载于第二子带功率减半的B1和承载于第三子带的B2）。通过第四滤波器423处理后的第四分路信号将继续传输至支路端站3。

针对于支路端站3：

支路端站3的输出接口31与第三分路器431通过光纤形成信号传输通路，第三分路器431接收支路端站3输出的第三合路信号（承载于第一子带的C1+承载于第二子带的L3+承载于第三子带的C2）。第三分路器431按照分光比将第三合路信号分解为功率相等的两路信号（第五分路信号和第六分路信号），第五分路信号和第六分路信号与第三合路信号包含相同的信号，只是光功率不同。其中，第五分路信号将传输至第一主路端站1，第六分路信号将传输至第二主路端站2。

第五分路信号经过第五滤波器432，第五滤波器432设定为完全阻断第二子带，以及将C2的光功率衰减为原来的一半，即过滤掉L3，并通过C1和C2，其中，C2的光功率减半（滤波后的第五分路信号包括承载于第一子带的C1和承载于第三子带的功率减半的C2）。通过第五滤波器432处理后的第五分路信号将继续传输至第一主路端站1。

第六分路信号经过第六滤波器433，第六滤波器433设定为完全阻断第二子带，以及将C1的光功率衰减为原来的一半，即过滤掉L3，并通过C1和C2，其中，C1的光功率减半（滤波后的第六分路信号包括承载于第一子带的功率减半的C1和承载于第三子带的C2）。通过第六滤波器433处理后的第六分路信号将继续传输至第二主路端站2。

基于上述过程，对各端站接收的合路信号在光分插复用分支器4进行合路处理的过程进行描述，具体如下：

针对于第一主路端站1：

第一合路器414接收滤波后的第三分路信号（承载于第二子带的B1和承载于第三子带的功率减半的B2）和滤波后的第五分路信号（承载于第一子带的C1和承载于第三子带的功率减半的C2），并将滤波后的第三分路信号与滤波后的第五分路信号合并为第四合路信号。第四合路信号包括承载于第一子带的C1、承载于第二子带的B1以及承载于第三子带的B2和C2。在合路B2与C2时，由于均由第三子带承载两路业务信号，频带完全重合，因此，在合路时形成同频串扰，导致第三子带承载的数据码流完全被扰乱，形成乱码信号，而且这种乱码信号将无法被恢复。

第一合路器414与第一主路端站1的输入接口12通过光纤形成信号传输通路，第四合路信号通过该信号传输通路传输至第一主路端站1，由此，第一主路端站1可以接收到第二主路端站2发送的B1以及支路端站3发送的C1，同时，由于第二主路端站2本来要发往支路端站3的B2与支路端站3本来要发往第二主路端站2的C2在合路时发生同频串扰，形成乱码业务信号，这样，即使第一主路端站1接收到该乱码业务信号也无法恢复，从而保证第二主路端站2与支路端站3之间通信业务的安全性。

针对于第二主路端站2：

第二合路器424接收滤波后的第一分路信号（承载于第一子带的功率减半的A2和承载于第二子带的A1）和滤波后的第六分路信号（承载于第一子带的功率减半的C1和承载于第三子带的C2），并将滤波后的第一分路信号与滤波后的第六分路信号合并为第五合路信号。第五合路信号包括承载于第一子带的A2和C1、承载于第二子带的A1以及承载于第三子带的C2。在合路A2与C1时，由于均由第一子带承载两路业务信号，频带完全重合，因此，在合路时形成同频串扰，导致第一子带承载的数据码流完全被扰乱，而且这种乱码业务信号将无法被恢复。

第二合路器424与第二主路端站2的输入接口22通过光纤形成信号传输通路，第五合路信号通过该信号传输通路传输至第二主路端站2，由此，第二主路端站2可以接收到第一主路端站1发送的A1以及支路端站3发送的C2，同时，由于第一主路端站1本来要发往支路端站3的A2与支路端站3本来要发往第一主路端站1的C1在合路时发生同频串扰，形成乱码业务信号，这样，即使第二主路端站2接收到该乱码业务信号也无法恢复，从而保证第一主路端站1与支路端站3之间通信业务的安全性。

针对于支路端站3：

第三合路器434接收滤波后的第二分路信号（承载于第一子带的A2和承载于第二子带的功率减半的A1）和滤波后的第四分路信号（承载于第二子带的功率减半的B1和承载于第三子带的B2），并将滤波后的第二分路信号与滤波后的第四分路信号合并为第六合路信号。第六合路信号包括承载于第一子带的A2、承载于第二子带的A1和B1，以及承载于第三子带的B2。在合路A1与B1时，由于均由第二子带承载两路业务信号，频带完全重合，因此，在合路时形成同频串扰，导致第二子带承载的数据码流完全被扰乱，而且这种乱码业务信号将无法被恢复。

第三合路器434与支路端站3的输入接口32通过光纤形成信号传输通路，第六合路信号通过该信号传输通路传输至支路端站3，由此，支路端站3可以接收到第一主路端站1发送的A2以及第二主路端站2发送的B2，同时，由于第一主路端站1本来要发往第二主路端站2的A1与第二主路端站2本来要发往第一主路端站1的B1在合路时发生同频串扰，形成乱码业务信号，这样，即使支路端站3接收到该乱码业务信号也无法恢复，从而保证第一主路端站1与第二主路端站2之间通信业务的安全性。

由上述技术方案可知，可以通过令每个端站所接收的合路信号中的非目标业务信号在同一个子带上进行串扰，以避免端站获取到非目标业务信号中的业务信息，从而保证各个端站之间传输业务信号的安全性。

实施例二

在实施例一中，仅根据预设条件（例如历史业务信号量）划分出子带，可以将这种粗略划分的子带称为初始子带。但是，在实际使用的过程中，端站之间的业务信号量是动态变化的，如果始终采用初始子带进行信号传输，则将难以适应业务信号量的动态变化。初始子带在使用的过程中，通常可以分为两部分，即占用带宽（真正用于传输信号）和空闲子带（还未用于传输信号），为了适应各端站业务信号量的动态变化，即一旦某一初始子带所承载的信号量超出其所对应的带宽，则可以使用其它初始子带的空闲子带来传输超出带宽所对应的多余信号。此时，可以通过各个滤波器将空闲子带进行重新划分，由此，本实施例中的滤波器特指可重构的滤波器，例如WB。将空闲子带定义为第四子带，该第四子带用于承载第一子带、第二子带或者第三子带所对应的多余信号，其中，第四子带可以与该多余信号对应的初始子带相邻，也可以与该多余信号对应的初始子带相间。

示例地，如图7所示的初始子带，假设总带宽对应频带0~15，其中，第一子带对应频带0~3，第二子带对应频带3~12，第三子带对应频带12~15，在实际使用中，第一主路端站1与支路端站3之间传输的信号将第一子带完全占用，第一主路端站1与第二主路端站2之间传输的信号将第二子带完全占用，但是，第二主路端站2与支路端站3之间传输的信号仅占用了第三子带中的部分带宽，例如图7所示，仅占用了12~13的带宽，那么，第三子带中13~15即为空闲子带。当第一主路端站1与支路端站3之间传输的信号量增加时，就可以利用该空闲子带传输增加的信号，此时，如图8所示，将该空闲子带重新设定为第四子带，第四子带与第一子带相间，该第四子带用于承载第一主路端站1与支路端站3之间传输的信号。或者，当第一主路端站1与第二主路端站2之间传输的信号量增加时，就可以利用该空闲子带传输增加的信号，此时，子带划分方式也可以参考图8，将该空闲子带重新设定为第四子带，第四子带与第二子带相间，该第四子带用于承载第一主路端站1与第二主路端站2之间传输的信号。

在一些实施例中，第三子带仅占用了13~15的带宽，那么，第三子带中12~13即为空闲子带。此时，当第一主路端站1与支路端站3之间传输的信号量增加时，就可以利用该空闲子带传输增加的信号，此时，如图9所示，将该空闲子带重新设定为第四子带，第四子带与第一子带相间，该第四子带用于承载第一主路端站1与支路端站3之间传输的信号。或者，当第一主路端站1与第二主路端站2之间传输的信号量增加时，就可以利用该空闲子带传输增加的信号，此时，子带划分方式也可以参考图9，将该空闲子带重新设定为第四子带，第四子带与第二子带相邻，该第四子带用于承载第一主路端站1与第二主路端站2之间传输的信号。

针对于第四子带与多余信号对应的子带相邻的情况，重新划分子带后，各端站之间的信号传输过程可以直接参考实施例一，此处不再赘述。

针对于第四子带与多余信号对应的子带相间的情况，以第四子带用于承载第一主路端站1与第二主路端站2之间传输的信号，且第四子带与第二子带相间的情况为例，为了便于描述，将第二子带承载的业务信号A1和B1用A1-1和B1-1表示，将第四子带承载的多余业务信号用A1-2和B1-2表示，其余子带所承载的业务信号参考实施例一。此时，各端站之间信号的传输过程可以参考图10，各子带上业务信号的分路、过滤以及合路过程均可以参考实施例一，此处不再赘述。

实施例三

基于实施例一所提供的光分插复用分支器4，该光分插复用分支器4还可以实现支路端站3仅与第一主路端站1和第二主路端站2中的一个主路端站进行信号传输。此时，可以通过各个滤波器对实施例一中的初始子带（第一子带、第二子带和第三子带）进行重构，以将无需承载信号（端站之间无信号传输关系）的子带与相邻子带进行合并，得到重构后的两个子带，并利用重构后的子带承载相应的信号，以进行信号传输。由此，本实施例中的滤波器特指可重构的滤波器，例如WB。

示例地，以阻断第一主路端站1与支路端站3之间的信号传输，保持第二主路端站2与支路端站3之间的信号传输为例，此时通过子带重构，可以将第一子带与第二子带合并，保持第三子带，可以将合并后的第一子带和第二子带称为第五子带。在一些实施例中，第三子带可以保持原带宽不变，也可以根据实际需要重新调整第五子带和第三子带的带宽。此时，第三子带仍然用于承载第二主路端站2与支路端站3之间的信号，而第五子带则用于承载第一主路端站1与第二主路端站2之间的信号，此时，将不再有用于承载第一主路端站1与支路端站3之间的信号的子带。在一些实施例中，也可以使用第三子带承载第一主路端站1与第二主路端站2之间的信号，用第五子带承载第二主路端站2与支路端站3之间的信号。以第三子带用于承载第二主路端站2与支路端站3之间的信号，第五子带用于承载第一主路端站1与第二主路端站2之间的信号为例，各端站之间的信号传输过程可以参考图11，其中，各子带上业务信号的分路、滤波以及合路过程均可以参考实施例一，此处不再赘述。

基于本实施例重构后的子带，如果再次需要支路端站3分别与第一主路端站1和第二主路端站2之间传输信号，则可以再次对当前的子带进行重构，将当前的任意一个子带进行拆分，拆分后的部分子带用于承载被拆分的子带当前所承载的业务信号，而其余的子带用于承载新加入的业务信号（再次与支路端站建立信号传输关系的主路端站所对应的业务信号），再次重构后的子带上业务信号的分路、滤波以及合路过程均可以参考实施例一，此处不再赘述。

由上述技术方案可知，通过将两个主路端站之间、两个主路端站与支路端站之间通信的业务信号分别加载在不同的子带上传输，规避了波长冲突的问题，相应子带信号可以合并在一根光纤上传输，因此干路段和分支段可以使用数量相等的纤对，以支持两个主路端站与支路端站的通信，降低了海缆系统的复杂性和成本。

同时，由于各业务信号在合路的过程中，各端站的非目标业务信号均承载于同一子带，且各非目标业务信号分别来自不同的端站，由此，各非目标业务信号之间可以形成串扰，以形成无法恢复的乱码信号，以保证非目标业务信号中所携带的业务信息无法被端站获取，进而保证各端站之间业务信息的传输安全性。该扰码方案不需要额外添加解复用器/复用器、耦合器等器件，因此不会引起OADM/ROADM中间级插损变化而使系统传输性能劣化。

而且，可以通过重构子带的方式，来调整各端站之间的连接性（阻断或者连接），而无需重新设计网络物理层，即仅通过网管下发命令控制信号改变WB的子带设置，就可以根据业务需求的变化，灵活地分配各个端站间的通信带宽，支撑支路端站与一个或两个主路端站通信，从而有效地避免了带宽匮乏和波长闲置同时存在的情况，提高了系统带宽利用率，降低了建网初期业务预测准确性的要求。

以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。