[发明专利]基于时分/波分混合复用系统的错位组合解复用方法

说明书

本发明公开了一种基于时分/波分混合复用系统的错位组合解复用方法，将经过相位调制的光脉冲通过分光器分成多路，然后通过延迟光纤进入多路传感器阵列，返回带有振动信息的光信号经过解复用器分解为多个单波长光信号，将这些单波长光信号几个为一组重新错位组合，耦合成多个多波长光信号，再经过光电探测器将多波长光信号转化为电信号，然后将信号传入数据采集和处理模块，进行信号的解调。本发明通过对波长的错位组合，降低通道间串扰，增强了系统的稳定性，提高了传感器阵列的探测能力。

技术领域

本发明属于光纤传感技术领域，具体涉及一种基于时分/波分混合复用系统的错位组合解复用方法。

背景技术

光纤传感技术在国际上是七十年代后期迅速发展起来的新技术，与传统检波器相比，光纤传感器具有重量轻、抗电磁干扰、灵敏度高、安全可靠、耐腐蚀，同时复用能力强，可以实现长距离分布式应用的优点。它已经被应用在油井温度与压力测量、输油管道监测、测井技术、地震波监测、桥梁及建筑监测等方面。光纤传感器的分布式应用是近几年研究和工程应用的热点。

分布式传感多采用时分/波分复用等复用技术进行混合复用方式，这也是未来大规模阵列或超大规模阵列的首选方案。发表在《Journal of Lightwave Technology》中的《Large-Scale Multiplexing of Interferometric Fiber-Optic Sensors Using TDMand DWDM》和《Highly Scalable Amplified Hybrid TDM/DWDM Array Architecture forInterferometric Fiber-Optic Sensor Systems》都指出了这一点，在传感器进行时分/波分混合复用时，无论采用哪种复合结构，一般都是采用解波分复用器将返回的光脉冲按照波长进行拆分，然后相同波长的光脉冲进入同一个光电探测器，相邻光脉冲之间有一定的时间延迟。最后利用解调算法，例如PGC解调法，3x3解调法等解时分复用，最终提取有效信号。在时分复用系统中，系统输出的每个脉冲对应一个通道，在任意时刻都只有一个导通，而其他通道关断。实际上由于光开关消光比有限，使得光开关在关断时，有少许光泄露，这些连续泄露光在解调时把某一通道或者多个通道的光接收到的有效信息带入到别的通道，从而对该通道的信号形成串扰，串扰光和信号光之间相互干涉，形成相干叠加，使得解调出的信号严重劣化，严重影响到系统工作的稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于时分/波分混合复用系统的错位组合解复用方法，通过对波长的错位组合，降低通道间串扰，提高传感器阵列的探测能力。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于时分/波分混合复用系统的错位组合解复用方法，步骤如下：

步骤1、打开激光光源，信号发生器分别与光开关和相位调制器连接，由信号发生器产生脉冲信号作用于光开关，产生光脉冲信号，同时作用于相位调制器，产生相位调制信号，激光光源发出的光依次经过隔离器、光开关和相位调制器，形成经相位调制的光脉冲。

步骤2、经过相位调制的光脉冲经过分光器后经不同长度的延时光纤进入多路传感器阵列，每个传感器阵列返回带有振动信号的光信号进入解复用器，分离出不同波长的光信号，将多路传感器阵列分离出的单波长光信号按照波长进行重新错位组合，重新组合后的多组单波长光脉冲分别进入多个复用器，耦合成多波长光信号，每个复用器接收来自不同传感器阵列的某一波长的信号，且来自不同传感阵列的光信号波长互不相同。来自不同阵列的不同波长的光信号因为延迟光纤长度的不同在时间上分隔开。复用器的输出光进入光电探测器转换为电信号，电信号进入数据采集和处理系统，利用对应的解调方法，解调出有效振动信号，最后传输到计算机。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：利用对不同波长的错位组合，避免串扰光和信号光的相互干涉，降低通道间的串扰，增强了系统的稳定性，提高传感器阵列的探测能力。

附图说明