一种用于光纤水听器阵列的无中继传输系统及方法

技术领域

本发明涉及水下探测技术领域，尤其涉及一种用于光纤水听器阵列的无中继传输系统及方法。

背景技术

声波是唯一能够在水下进行远距离传播的能量辐射形式，光纤水听器是利用声波对水下目标进行探测、定位和识别的新型传感器，是现代军事中的水下雷达。海底岸基固定式光纤声呐系统作为光纤水听器阵列的主要应用形式之一，是目前最先进的海洋被动式探测系统。近年来，随着舰艇目标降噪技术的不断提升以及对声呐系统探测距离和探测精度要求的不断提高，海底岸基固定式光纤声呐系统的规模不断扩大，基元数上升至几千甚至几万，传输距离也逐步扩展至几百甚至几千公里。

无中继传输是海底岸基固定式光纤声呐系统远距离传输的主要应用形式之一，为近海海底探测提供了解决方案。其中，光纤水听器阵列通常采用时分、波分和空分混合复用的组阵方式，但随着岸基固定式光纤声呐系统朝着大规模、远距离的方向发展，阵列多采用时分和波分混合复用方式，通过单纤对复用64基元、128基元甚至256基元光纤水听器阵列，极大地减少了光缆纤对数，降低了系统复杂度和成本。

但是大规模密集复用的光纤水听器阵列本身固有损耗大，以单纤对复用64基元的光纤水听器阵列为例，其固有损耗通常大于20dB，并且单纤对复用基元数越多，光纤水听器阵列本身的固有损耗越大。当海底岸基固定式光纤声呐系统的光纤传输距离超过百公里时，整个传输系统的光功率损耗将大于60dB。

传统地，基于集中式有源掺饵光纤放大器或分布式光纤拉曼放大器的无中继传输系统无法实现密集复用光纤水听器阵列离岸超过百公里的无中继传输需求。通常为保证光纤水听器阵列对微弱信号到的探测能力，必须对远距离传输的模拟光信号进行有效地放大。因此，需要一种无中继传输系统，既能实现密集复用光纤水听器阵列模拟光信号的有效放大，又能突破传统光放大方法在无中继传输距离上的限制。

发明内容

本发明旨在解决上面描述的问题。本发明的一个目的是提供一种解决以上问题中的任何一个的无中继传输系统及方法。具体地，本发明提供能够满足离岸超过百公里的海底岸基固定式光纤声呐无中继传输系统及无中继传输方法。

根据本发明的一方面，本发明提供了一种用于光纤水听器阵列的无中继传输系统，所述无中继传输系统包括由传输光纤依次连接的光发射机、光放大组件、光纤水听器阵列、远程增益单元以及光接收机，所述远程增益单元和所述光纤水听器阵列位于湿端，所述光发射机、所述光接收机和所述光放大组件位于干端；所述光放大组件将所述光发射机发出的信号光进行放大后输送至所述光纤水听器阵列，所述光纤水听器阵列输出的信号光由所述远程增益单元进行放大后，输送至所述光放大组件，再由所述光放大组件放大后输送至所述光接收机；

其中，所述光放大组件包括控制单元、光功率放大器、光前置放大器和随路泵浦单元，所述光功率放大器与所述光发射机的输出端光纤连接，并通过传输光纤与所述光纤水听器阵列连接，用于提高入纤光功率；所述光前置放大器通过传输光纤与所述远程增益单元连接，并与所述光接收机的输入端光纤连接，用于提高所述光接收机的灵敏度；所述随路泵浦单元与所述远程增益单元和所述光前置放大器之间的传输光纤光耦合连接；所述控制单元与所述光功率放大器、所述光前置放大器、所述随路泵浦单元信号连接，用于配置所述光功率放大器、所述光前置放大器、所述随路泵浦单元的增益和/或输出功率；

所述随路泵浦单元包括随路远程泵浦模块，所述随路远程泵浦模块用于提供可到达所述远程增益单元的远程泵浦光，所述远程增益单元利用来自所述随路远程泵浦模块的远程泵浦光对信号光进行放大。

其中，所述随路泵浦单元还包括随路拉曼泵浦模块和随路合波器，所述随路拉曼泵浦模块输出拉曼泵浦光，用于对所述随路远程泵浦模块输出的远程泵浦光进行同向分布式拉曼放大，并对所述远程增益单元输出的信号光进行反向分布式拉曼放大；所述随路合波器用于将所述随路远程泵浦模块输出的远程泵浦光和所述随路拉曼泵浦模块输出的拉曼泵浦光合并输出。

其中，所述光放大组件还包括前向拉曼泵浦单元，所述前向拉曼泵浦单元与所述光功率放大器和所述光纤水听器阵列之间的传输光纤光耦合连接，用于对所述光功率放大器输出的信号光进行同向分布式拉曼放大；所述控制单元还用于配置所述前向拉曼泵浦单元的输出功率。

其中，所述光放大组件还包括至少一个旁路泵浦单元，每个所述旁路泵浦单元均通过传输光纤与所述远程增益单元连接，所述控制单元还用于配置所述旁路泵浦单元的输出功率。

其中，所述旁路泵浦单元包括旁路远程泵浦模块，所述旁路远程泵浦模块用于提供可到达所述远程增益单元的额外远程泵浦光，所述远程增益单元利用来自所述旁路远程泵浦模块的额外远程泵浦光对信号光进行进一步放大。

其中，所述旁路泵浦单元还包括旁路拉曼泵浦模块和旁路合波器，其中，所述旁路拉曼泵浦模块输出拉曼泵浦光，用于对所述旁路远程泵浦模块输出的额外远程泵浦光进行同向分布式拉曼放大；所述旁路合波器用于将所述旁路远程泵浦模块输出的额外远程泵浦光和所述旁路拉曼泵浦模块输出的拉曼泵浦光合并输出。

其中，所述无中继传输系统采用的传输光纤为单模光纤。

其中，所述随路拉曼泵浦模块包括一阶拉曼泵浦激光源组、二阶拉曼泵浦激光源组、三阶拉曼泵浦激光源组中的一种或多种。

其中，所述前向拉曼泵浦单元包括一阶拉曼泵浦激光源组、二阶拉曼泵浦激光源组、三阶拉曼泵浦激光源组中的一种或多种。

其中，所述旁路拉曼泵浦模块包括一阶拉曼泵浦激光源组、二阶拉曼泵浦激光源组、三阶拉曼泵浦激光源组中的一种或多种。

其中，所述光功率放大器为掺饵光纤放大器或掺饵波导光放大器，所述光前置放大器为掺饵光纤放大器或掺饵波导光放大器。

其中，所述远程增益单元为掺杂增益介质单元，所述远程增益单元中的增益介质为掺铒光纤或掺饵波导器件。

根据本发明的另一方面，本发明还提供了一种无中继传输方法，所述无中继传输方法通过如以上内容所述的无中继传输系统实现。

本发明的无中继传输系统及方法综合应用了掺杂介质光放大技术、光纤分布式拉曼放大技术和远程光泵浦放大技术，利用掺杂介质光放大器作为光功率放大器和光前置放大器，分别提高信号光入纤光功率及光接收机的灵敏度，应用光纤分布式拉曼放大技术对信号光和远程泵浦光在传输光纤中进行分布式拉曼放大，同时应用远程增益单元在传输链路中的增益介质对信号光进行远程无源放大，有效保证光纤水听器阵列对微弱信号的探测能力，大幅延长岸基固定式光纤声呐系统中密集复用光纤水听器阵列的无中继传输距离。

参照附图来阅读对于示例性实施例的以下描述，本发明的其他特性特征和优点将变得清晰。

附图说明

并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与描述一起用于解释本发明的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。下面描述中的附图是本发明的一些实施例，而不是全部实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示例性地示出了本发明的无中继传输系统的一种实施例的结构示意图；

图2示例性地示出了随路泵浦单元的一种结构示意图；

图3示例性地示出了本发明的无中继传输系统的第二种实施例的结构示意图；

图4示例性地示出了本发明的无中继传输系统的第三种实施例的结构示意图；

图5示例性地示出了本发明的无中继传输系统的第四种实施例的结构示意图；

图6示例性地示出了本发明的无中继传输系统的第五种实施例的结构示意图；

图7示例性地示出了旁路泵浦单元的一种结构示意图；

图8示例性地示出了本发明的无中继传输系统的第六种实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地描述，显然，所描述的实施例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。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。

为实现光纤水听器阵列超过百公里的无中继传输需求，本发明提供了一种用于光纤水听器阵列的无中继传输系统，综合应用了光纤分布式拉曼放大技术、掺杂介质光放大技术和远程光泵浦放大技术，利用掺杂介质光放大器作为光功率放大器和光前置放大器，分别提高信号光入纤光功率及光接收机灵敏度，应用光纤分布式拉曼放大技术对信号光和远程泵浦光在传输光纤中进行分布式拉曼放大，同时应用远程增益单元在传输链路中的增益介质对信号光进行远程无源放大，这三种技术的综合应用使系统的光信噪比劣化达到最小，突破了传统光放大方法在无中继传输距离上的限制，实现了海底岸基固定式光纤声呐系统超过百公里的无中继传输需求。

下面结合附图，对根据本发明所提供的用于光纤水听器阵列的无中继传输系统及方法进行详细说明。

图1示出了本发明的用于光纤水听器阵列的无中继传输系统的一种结构示意图，如图1所示，该无中继传输系统包括由传输光纤依次连接的光发射机1、光放大组件2、光纤水听器阵列3、远程增益单元4以及光接收机5，其中，远程增益单元4和光纤水听器阵列3位于湿端，光发射机1、光接收机5和光放大组件2位于干端。光发射机1发出的信号光经过光放大组件2放大后，依次经过光纤水听器阵列3前的传输光纤10a、光纤水听器阵列3、光纤水听器阵列3与远程增益单元4之间的传输光纤10b，到达远程增益单元4的信号光再次得到放大，然后进入传输光纤10c，信号光经传输光纤10c进入光放大组件2进一步放大，最后再进入光接收机5被接收。

其中，远程增益单元4为掺杂增益介质单元，其核心部件为掺杂增益介质器件，可以在远程泵浦光的作用下使信号光得到放大。远程增益单元4中掺杂的增益介质为无源介质，可以是一段掺饵光纤，也可以是掺饵波导或者其它掺杂增益介质。该远程增益单元4也为无源模块，无需供电，通常可安装在海光缆接续盒或阵缆接续盒中。

在图1所示的实施例中，光放大组件2包括控制单元21、光功率放大器22、光前置放大器23和随路泵浦单元24，光功率放大器22与光发射机1的输出端光纤连接，并通过传输光纤10a与光纤水听器阵列3连接；光前置放大器23通过传输光纤10c与远程增益单元4连接，并与光接收机5的输入端光纤连接；随路泵浦单元24与远程增益单元4和光前置放大器23之间的传输光纤10c光耦合连接，即随路泵浦单元24发出的远程泵浦光经波分复用器件耦合入传输光纤10c中；控制单元21与光功率放大器22、光前置放大器23、随路泵浦单元24信号连接，用于配置光功率放大器22、光前置放大器23、随路泵浦单元24的增益和/或输出功率等参数。

其中，光功率放大器22用于提高入纤光功率，光前置放大器23用于提高光接收机5的灵敏度。在本发明中，光功率放大器22可以选用常规的掺饵光纤放大器，也可以选用掺饵波导光放大器或者其它类型的掺杂介质光放大器；相应的，光前置放大器23可以选用常规的掺饵光纤放大器，也可以选用掺饵波导光放大器或者其它类型的掺杂介质光放大器。

随路泵浦单元24包括随路远程泵浦模块241，随路远程泵浦模块241用于提供可到达远程增益单元4的远程泵浦光，远程增益单元4利用来自随路远程增益模块24的远程泵浦光对光信号进行放大。具体地，随路远程泵浦模块241用于提供远程泵浦光，该远程泵浦光在传输光纤10c中沿与信号光相反的方向传输，到达远程增益单元4，远程增益单元4利用其增益介质与远程泵浦光及信号光的相互作用，对该信号光进行放大。

由于1550nm波段的信号光能借助光放大器提高光功率，而且在标准单模光纤中的单位距离固有衰减更低，因此，在长距离信号传输中多采用1550nm波段的信号光。示例性地，对于掺饵增益介质而言，要放大1550nm波段的信号光，泵浦光一般为980nm或1480nm波段，因为1480nm波段的泵浦光在传输光纤中的传输损耗相对更小，因此，随路远程泵浦模块241的泵浦激光源组的波长通常选择为1480nm波段。

在工作时，光发射机1发出的信号光经过光功率放大器22放大后，依次经过传输光纤10a、光纤水听器阵列3和传输光纤10b，到达远程增益单元4中得到再次放大，之后进入传输光纤10c；经过传输光纤10c传输至光前置放大器23进一步放大，最终进入光接收机5中被接收。传统的远距离无中继传输系统主要受限于光功率和光信噪比而难以达到预期传输距离，光功率可以通过光放大器得到很好的解决，而光信噪比则难以满足预期。本发明采用了远程光泵浦放大技术，以保证在信号光功率比较高的情况下得到放大，降低远距离传输对光信噪比的劣化，大大延长了岸基固定式光纤声呐系统中光纤水听器阵列的无中继传输距离。

图2示出了本发明中的随路泵浦单元24的一种具体实施例的结构示意图，在本实施例中，随路泵浦单元24包括随路远程泵浦模块241，还包括随路拉曼泵浦模块242和随路合波器243。

综合图1和图2所示，随路远程泵浦模块241用于提供可到达远程增益模块4的远程泵浦光，该远程泵浦光在传输光纤10c中沿与信号光相反的方向传输，到达远程增益模块4处，利用增益介质与远程泵浦光及信号光的相互作用，对信号光进行放大。随路拉曼泵浦模块242用于提供拉曼泵浦光，该拉曼泵浦光在传输光纤10c中沿与随路远程泵浦模块241输出的远程泵浦光相同的方向传输，即该拉曼泵浦光在传输光纤10c中的传输方向与远程增益模块4输出的信号光的传输方向相反。随路拉曼泵浦模块242发出的拉曼泵浦光应用于对随路远程泵浦模块241输出的远程泵浦光进行同向分布式拉曼放大，并对远程增益单元4输出的信号光进行反向分布式拉曼放大。随路合波器243用于将随路远程泵浦模块241输出的远程泵浦光和随路拉曼泵浦模块242输出的拉曼泵浦光合并输出。

示例性地，随路拉曼泵浦模块242包括一阶拉曼泵浦激光源组、二阶拉曼泵浦激光源组、三阶拉曼泵浦激光源组中的一种或多种，例如可以只包括一阶拉曼泵浦激光源组，也可以包括一阶拉曼泵浦激光源组和二阶拉曼泵浦激光源组，也可以包括一阶拉曼泵浦激光源组、二阶拉曼泵浦激光源组和三阶拉曼泵浦激光源组。其中，一阶拉曼泵浦激光源组的波长为14xxnm，二阶拉曼泵浦激光源组的波长为13xxnm，三阶拉曼泵浦激光源组的波长为12xxnm。

对于光纤分布式拉曼放大而言，其增益谱为连续谱，峰值增益波长比所提供的拉曼泵浦波长长约100nm，增益带宽约300nm，要对1480nm波段的远程泵浦光和1550nm波段的信号光进行分布式拉曼放大，拉曼泵浦光波长选择14xxnm，为一阶拉曼泵浦激光源组；二阶拉曼泵浦激光源组波长选择13xxnm，对一阶拉曼泵浦激光源组14xxnm拉曼泵浦光进行分布式拉曼放大；三阶拉曼泵浦激光源组波长选择12xxnm，对二阶拉曼泵浦激光源组13xxnm拉曼泵浦光进行分布式拉曼放大。

图3示出了本发明的无中继传输系统的第二种实施例的结构示意图，与图1所示的实施例相较，在本实施例中，光放大组件2还包括前向拉曼泵浦单元25。相应的，还可以将图2所示的随路泵浦单元24的结构与图3所示的无中继传输系统进行综合，即，在随路泵浦单元24包括随路远程泵浦模块241、随路拉曼泵浦模块242和随路合波器243的无中继传输系统中，再增设前向拉曼泵浦单元25。

具体地，前向拉曼泵浦单元25与光功率放大器22和光纤水听器阵列3之间的传输光纤10a光耦合连接，即前向拉曼泵浦单元25发出的拉曼泵浦光经波分复用器件耦合入传输光纤10a中，用于对光功率放大器22输出的信号光进行同向分布式拉曼放大。前向拉曼泵浦单元25与控制单元21、光功率放大器22、光前置放大器23、随路泵浦单元24均位于干端，并且前向拉曼泵浦单元25也与控制单元21信号连接，由控制单元21对前向拉曼泵浦单元25的泵浦激光源组的输出功率等参数进行配置。

示例性地，前向拉曼泵浦单元25包括一阶拉曼泵浦激光源组、二阶拉曼泵浦激光源组、三阶拉曼泵浦激光源组中的一种或多种，例如可以只包括一阶拉曼泵浦激光源组，也可以包括一阶拉曼泵浦激光源组和二阶拉曼泵浦激光源组，也可以包括一阶拉曼泵浦激光源组、二阶拉曼泵浦激光源组和三阶拉曼泵浦激光源组。其中，一阶拉曼泵浦激光源组的波长为14xxnm，二阶拉曼泵浦激光源组的波长为13xxnm，三阶拉曼泵浦激光源组的波长为12xxnm。在一个可选的实施例中，前向拉曼泵浦单元25包括一阶拉曼泵浦激光源组，发出14xxnm波段的拉曼泵浦光。

具体地，前向拉曼泵浦单元25发出的拉曼泵浦光耦合入光功率放大器22和光纤水听器阵列3之间的传输光纤10a中，与信号光同向传输，信号光在传输光纤10a中与14xxnm拉曼泵浦光相互作用，发生分布式拉曼放大。采用本实施例的技术方案，可以降低光功率放大器22的输出功率，即减小入纤光功率。由于入纤光功率的大小与光纤非线性效应紧密相关，因而减小入纤光功率，可以有效减小光纤非线性效应对信号光的影响，提高信号光质量，为将信号光传输更远的距离提供支撑。

在本发明的无中继传输系统中，光放大组件2还可以包括至少一个与控制单元21信号连接的旁路泵浦单元26，图4示出了本发明的无中继传输系统的第三种实施例的结构示意图，图5则示出了该无中继传输系统的第四种实施例的结构示意图，图6示出了该无中继传输系统的第五种实施例的结构示意图。在图4所示的实施例中，是在图1所示实施例的无中继传输系统结构基础上，设置有两个旁路泵浦单元26；而图5所示的实施例，则是在图3所示实施例的基础上，设置有一个旁路泵浦单元26；图6所示的实施例则是在图3所示实施例的光放大组件2中，增设两个旁路泵浦单元26所构成的无中继传输系统。

综合图4-图6所示，每个旁路泵浦单元26均位于干端，且均通过传输光纤10d与远程增益单元4连接，即多个旁路泵浦单元26之间为并联关系。相应的，控制单元21还用于配置旁路泵浦单元26的泵浦激光源组的输出功率等参数。

在一个可选的具体实施例中，旁路泵浦单元26包括旁路远程泵浦模块261，旁路远程泵浦模块261用于提供可到达远程增益单元4的额外远程泵浦光，例如1480nm波段的额外远程泵浦光，远程增益单元4利用来自旁路远程泵浦模块261的额外远程泵浦光进一步放大信号光。旁路远程泵浦模块261所提供的额外远程泵浦光，用以提高远程增益单元4中信号光的增益，为将信号光传输更远的距离提供支撑。

图7示出了旁路泵浦单元26的一种具体实施例的示意图，在本实施例中，旁路泵浦单元26包括旁路远程泵浦模块261，还包括旁路拉曼泵浦模块262和旁路合波器263。其中，旁路拉曼泵浦模块262输出拉曼泵浦光，用于在传输光纤10d中对旁路远程泵浦模块261输出的额外远程泵浦光进行同向分布式拉曼放大，以进一步提高到达远程增益单元4的1480nm波段的远程泵浦光功率；旁路合波器263用于将旁路远程泵浦模块261输出的额外远程泵浦光和旁路拉曼泵浦模块262输出的拉曼泵浦光合并输出。

示例性地，旁路拉曼泵浦模块262包括一阶拉曼泵浦激光源组、二阶拉曼泵浦激光源组、三阶拉曼泵浦激光源组中的一种或多种，例如可以只包括一阶拉曼泵浦激光源组，也可以包括一阶拉曼泵浦激光源组和二阶拉曼泵浦激光源组，也可以包括一阶拉曼泵浦激光源组、二阶拉曼泵浦激光源组和三阶拉曼泵浦激光源组。其中，一阶拉曼泵浦激光源组的波长为14xxnm，二阶拉曼泵浦激光源组的波长为13xxnm，三阶拉曼泵浦激光源组的波长为12xxnm。返回参照图4和图6所示的实施例，若该实施例中的旁路泵浦单元26采用图7所示的结构，则可以进一步增加到达远程增益单元4的1480nm波段的泵浦光功率，即进一步增大远程增益单元4中信号光的增益，提高信号光功率水平，进一步延长信号光的传输距离。

图8示出了本发明的无中继传输系统的第六种具体实施例的结构示意图，在本实施例中，该无中继传输系统的光放大组件2包括随路泵浦单元24，也包括前向拉曼泵浦单元25，还包括旁路泵浦单元26。此时，随路泵浦单元24可以如图所示的包括随路远程泵浦模块241、随路拉曼泵浦模块242和随路合波器243，也可以只包括随路远程泵浦模块241；旁路泵浦单元26可以包括旁路远程泵浦模块261、旁路拉曼泵浦模块262和旁路合波器263，也可以只包括旁路远程泵浦模块261。

需要指出的是，在本发明的无中继传输系统中采用的传输光纤为单模光纤，例如，可以是G.652或G.654单模光纤。

示例性地，若光功率放大器22与光纤水听器阵列3之间的传输光纤10a的长度为L1，光纤水听器阵列3与远程增益单元4之间的传输光纤10b的长度为L2，远程增益单元4与光前置放大器23之间的传输光纤10c的长度为L3，每个旁路泵浦单元26与远程增益单元4之间的传输光纤10d的长度均为L4，则满足如下关系：

L1＝L2+L3，且L2≥0；L4＝L3。

相适应于上述用于光纤水听器阵列的无中继传输系统，本发明还提供了一种用于光纤水听器阵列的无中继传输方法，该无中继传输方法通过上述的无中继传输系统实现。在该无中继传输方法中，综合应用了光纤分布式拉曼放大技术、掺杂介质光放大技术和远程泵浦光放大技术，具体包括如下步骤：

光功率放大器22对光发射机1发出的信号光进行功率放大后，进入传输光纤10a进行传输；

前向拉曼泵浦单元25向传输光纤10a中输出拉曼泵浦光，对传输光纤10a中的信号光进行同向分布式拉曼放大；被同向分布式拉曼放大后的信号光经光纤水听器阵列3传输至远程增益单元4；

远程增益单元4利用其增益介质和随路泵浦单元24发出的远程泵浦光或者随路泵浦单元24及至少一个旁路泵浦单元26发出的远程泵浦光与光纤水听器阵列3输出的信号光的相互作用，对信号光进行放大，其中，远程泵浦光的传输方向与信号光的传输方向相反；

随路泵浦单元24中的随路拉曼泵浦模块242发出的拉曼泵浦光在传输光纤10c中对随路远程泵浦模块241发出的远程泵浦光进行同向分布式拉曼放大，并对远程增益单元4输出的信号光进行反向分布式拉曼放大；

而若设置有旁路泵浦模块26时，每个旁路泵浦模块26中的旁路拉曼泵浦模块262对旁路远程泵浦模块261发出的额外远程泵浦光在各自的传输光纤10d中进行同向分布式拉曼放大；

光前置放大器23对由传输光纤10c输送来的信号光进行再次预防大后，输送进入光接收机5。

上面描述的内容可以单独地或者以各种方式组合起来实施，而这些变型方式都在本发明的保护范围之内。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包含一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。