[发明专利]混合波分时分复用无源传感光网络

说明书

技术领域

本发明涉及光纤传感技术领域，尤其涉及一种混合波分时分复用无源传感光网络构架、 数据处理方法及实现装置。

背景技术

进入21世纪以来，随着光通信技术的高速发展，光通信中的一些最新技术逐渐为传感领 域提供了新的技术平台。以光通信技术的发展为助推器的光纤传感正成为传感器研究领域中 的一大热点。光纤传感器是20世纪70年代中期发展起来的一种新型传感器，与其他电传感 器相比，它是用光而不是电来作为敏感信息的载体；利用光纤而不是用导线作为传递敏感信 息的媒介。光纤传感器的原理是利用光纤在受到外界环境的影响下，对光纤中传播光的相位、 偏振、光强、波长等物理参量的变化，进行测量从而感知环境变化的装置。光纤传感器一般 由光源、调制器、光纤、光电探测器和信号处理系统组成。来自光源的光信号，经过一定调 制后进入光纤，然后将探测器检测的参数调制成幅度、相位、波长或偏振信息，最后利用微 处理器或计算机进行信息处理。

光纤围栏是光纤传感技术众多应用中的一种，其中，光纤既是传感介质，又是传输介质。 光纤围栏可以在传感光纤布设范围内，对突发事件进行远程和实时的检测。因此，在军事国 防、石油管道以及民用安全防护监测方面有着重要的应用前景。针对大范围区域的周界监控 要求，最好的方式是采用分布式光纤传感技术或多点准分布式光纤传感技术。全分布式光纤 传感主要有基于后向拉曼散射、布里散射的后向时域反射技术，以及长距离萨格奈克、迈克 尔逊及马赫-泽德等干涉型传感器的复用技术，但这些传感方式系统实现成本高、稳定性和可 靠性较差。多点准分布式光纤传感技术主要包括时分复用(TDM)、波分复用(WDM)、及空分 复用(SDM)等，但都仅限于利用这些复用技术将多个传感单元串行或并行连接构成多点准分 布传感，复用容量非常有限，监测范围较小。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种混合波分时分复用无源传感光网络，本发明混 合了波分、时分复用技术和光纤传感技术，复用容量大，监测范围广。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：混合波分时分复用无源传感光网络包括光 终端设备、无源光网络和光传感单元，光终端设备的双向端口通过光纤接至无源光网络的一 个双向端口，无源光网络还与光传感单元相连。

光终端设备包括高功率多波长脉冲调制光源、光纤环形器、OLT波分模块、光电探测器、 多通道高速数据采集卡和工控机；高功率多波长脉冲调制光源的输出端接至光纤环形器的输 入端，光纤环形器的输出端接至OLT波分模块的输入端，光纤环形器的双向端口接至无源光 网络的一个双向端口，OLT波分模块的输出端通过光电探测器接至多通道高速数据采集卡的 输入端，多通道高速数据采集卡的输出端接至工控机的输入端。

无源光网络包括光时分模块、PON波分模块，光时分模块的一个双向端口接至光终端设 备的双向端口，光时分模块的其余双向端口接至PON波分模块，PON波分模块还与光传感单 元相连。

该发明与现有技术相比，具有以下主要优点：

其一，以混合波分时分复用无源光网络结构组建传感光网络，集传、感于一体，有效地 提高了光纤传感网络的容量，实现长距离、大范围、多区域监测；

其二，各传感单元之间相互独立，互不影响，提高传感系统的可靠性、稳定性及容错性；

其三，网络化结构便于多传感单元系统化的集中管理与控制，

其四，传感光网络的无源化消除了户外环境对有源器件可能造成的影响，使整个光纤传 感系统更加可靠稳定；

其五，采用普通光纤光缆作为警戒触发装置，利用非对称马赫-泽德/萨格奈克干涉传感 分区检测技术，其优势在于整个传感光缆沿线都是监测单元，因此通过无源传感光网络连接 后整个防区周界沿线全部具有高灵敏度的振动传感监测功能，是一种全分布式无盲区的监控；

其六，采用环境自适应阈值动态调整技术，大大降低传感系统误报率和虚警率。

附图说明

图1是本发明网络架构结构示意图。

图2是本发明光传感单元路由寻址方法示意图。

图3是本发明的混合波分时分复用无源传感光网络传感数据管理方法示意图。

图4是本发明应用于光纤振动传感周界防入侵系统中的实现装置示意图。