[发明专利]一种实现全分布式光纤传感网络的光交换路由结构及其方法

说明书

本发明提供了一种实现全分布式光纤传感网络的光交换路由结构，包括：至少一组光交换路由模块，每组光交换路由模块包括：正向光交换路由模块，用于对输入的经前段传感光纤衰弱的正向激励光进行光纤波长路由选择、中继放大后输出至后段传感光纤；基于所述正向光的反向光交换路由模块，用于对输入的后段传感光纤的反向传感光进行光纤波长路由选择、中继放大后输出至前段传感光纤。本发明还提供了一种利用上述光交换路由结构实现全分布式光纤传感的方法，该光交换路由结构的结构简单，能够对全分布式光纤传感的正向激励光和反向传感光分别进行光纤波长路由选择、中继放大，能多次路由和中继放大，可广泛应用于全分布式光纤传感网络。

技术领域

本发明涉及分布式光纤传感领域，尤其涉及一种实现全分布式光纤传感网络的光交换路由结构及其方法。

背景技术

全分布式光纤传感技术是光纤传感的突出的优势之一，能够检测到被测物理量在空间和时间上的连续分布信息，具有普通传感器所无法替代的独特应用前景。在实际应用中，如周边防护、管道泄漏检测、油气油井温度分布检测等领域，需要检测多条甚至网络分布的传感线路，这是普通全分布式光纤传感器难以有效实现的，需要构建全分布式光纤传感网络，以达到(连续)全分布式环境的监测。这里所说的全分布式光纤传感网络不是由点式光纤传感器复合构成的分布式光纤传感网络，而是实现连续光纤测量的全分布式光纤传感网络。

全分布式光纤传感网络的实现不仅需要全分布式光纤传感器端机，而且需要传感光信号的中继和路由。虽然基于密集波分复用和光中继放大在光纤传感网络的传输上已经被广泛应用，传输容量得到大幅度提高，现在已有成熟的双向对称的光中继和路由技术。但是，对于全分布式光纤传感网络，正向激励光和反向传感光在功率上有很大的差异，例如布里渊分布式光纤传感器的激励光脉冲峰值在几百毫瓦以上，而传感检测的布里渊散射光在微瓦以下，难以采用光通信的对称结构进行光中继和路由，需要适合的全分布式传感的信号路由交换和中继。

申请公布号为201611245739的专利申请文件公布了一种实现长距离分布式光纤传感的中继放大装置及其方法。该装置实现对正向激励光和反向传感光的分别中继放大。但是装置只能实现中继放大，不能实现路由选择，且只能应用到长距离分布式光纤传感系统中。

发明内容

针对全分布式光纤传感网络的路由交换需要，并考虑到全分布式光纤传感的正反方向光的不对称性，本发明的目的是提供一种实现全分布式光纤传感网络的光交换路由结构及其方法，该光交换路由结构的结构简单，能够对全分布式光纤传感的正向激励光和反向传感光分别进行光纤波长路由选择、中继放大，能多次路由和中继放大，可广泛应用于全分布式光纤传感网络。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案为：

本发明提供了一种实现全分布式光纤传感网络的光交换路由结构，所述光交换路由结构包括至少一组光交换路由模块，每组光交换路由模块包括：

正向光交换路由模块，用于对输入的经前段传感光纤衰弱的正向激励光进行光纤波长路由选择、中继放大后输出至后段传感光纤；

基于所述正向光的反向光交换路由模块，用于对输入的后段传感光纤的反向传感光进行光纤波长路由选择、中继放大后输出至前段传感光纤。

第一个实施方式，所述光交换路由结构包括：

第一端口，用于将经前段传感光纤衰弱的正向激励光输入至第一密集波分复用器，还用于将经过光纤波长路由选择、中继放大后的反向传感光输出至前段传感光纤；

第一密集波分复用器，用于对输入的正向激励光解复用单根光纤到不同波长通道后输出至光开关，还用于对输入的反向传感光复用不同波长通道到单根光纤后输出至第一端口；

光开关，用于对输入的正向激励光进行光纤波长路由选择后输出至第二密集波分复用器，还用于对输入的反向传感光进行光纤波长路由选择后输出至第一密集波分复用器；