[发明专利]一种用于传输系统的多芯感传一体光纤

说明书

本发明公开了一种用于传输系统的多芯感传一体光纤，包括包层和纤芯，包层包围纤芯的外周面，纤芯分为三组，分别用于实现数字通信传输、模拟通信传输和传感功能；控制相邻组纤芯间的芯间串扰以满足通信要求；纤芯结构选用阶跃型、渐变型、沟壑辅助阶跃型、沟壑辅助渐变型中的一种；不同组纤芯的结构可以混搭；不同组纤芯的纤芯半径、所传输的模式数、折射率分布不同。将本发明提供的多芯感传一体光纤用于实现模拟、数字、传感同时共传的传输系统中，可以将监测所得的数据信息集成并完成终端所在地和控制中心间的信息交互以及终端系统所处特种环境下的组网实现临时通信与组网等多重任务。

技术领域

本发明涉及一种光纤，尤其是涉及一种用于传输系统的多芯感传一体光纤。

背景技术

上个世纪90年代末，数字地球(Digital Earth)的概念首次被提出，这在全球范围内引起了强烈震动。而目前，在我国的数字油田就是从数字地球这一概念为基础衍生出来的。所谓数字油田，是数字地球理念在石油行业的一个具体展现，是数字地球理论实际应用的一个分支。智慧油田是由数字油田发展而来，数字油田是智慧油田的基础。数字油田的核心是数字化和智能化，数字油田的主要功能包括：

(1)宏观信息管理：油田数据的覆盖面积大，环境差异大，动态变化范围大，要对油田信息进行客观真实的宏观信息管理，需要借助数字油田的信息集成能力；

(2)油田生产管理：油田资源和设施分散于边远的戈壁、沙漠、海洋等特种环境，管理层难于感知油田的自然环境、建设等真实情况，数字油田可以将信息实时传递给管理者进行分析；

(3)油田自动监控：数字油田支持下的油田自动监控系统，可以将油井生产信息与地质信息结合优化开采方案，提供闭环监测与反馈。

为了将油田监测所得的数据信息集成并完成油田所在地和控制中心间的信息交互以及油田所处特种环境下的组网实现临时通信等多重任务，需要开发感传一体光纤。

专利公布号为CN111385024A，公布日为2020年7月7日，发明创造名称为《一种多芯少模的传感通信融合接入传输系统》的中国专利文献中披露的技术方案是利用多芯少模光纤，结合光纤空分复用技术，通过设计和分配纤芯及模式实现光纤传感与通信的融合，并将该技术应用到环境信息的监测与传输，以实现对复杂的环境多参量(温度、弯曲和应变等)实时感知，有助于实时掌握外界因素对于通信情况的影响，可以为信号稳定传输提供帮助。该技术方案仅对多芯光纤的传感、通信纤芯进行了分配，没有模拟信号芯，没有结合传感、数字通信、模拟通信各自的特点对纤芯进行优化设计。无法实现模拟、数字、传感同时共传。

专利公布号为CN111404611A，公布日为2020年7月10日，发明创造名称为《双信号传输光纤及应用该光纤的传输装置和方法》的专利文献中披露的技术方案是通过一种双信号传输光纤为载体的正交式模分复用技术[2]可以分别在新型光纤的中芯和环芯上进行传感与通信信号的传输。该技术方案通过波分复用实现在单芯光纤中同时进行传感和通信信号的传输。通信容量和传感能够感知的参数会有限制。

参考文献(Tobita,Y.,et al.Optimum design of 4LP-mode multicore fiberswith low differential mode delay for high spatial multiplicity.2016:IEEE)中记披露了一种通过对具有低差分群延迟的四模多芯光纤进行设计的技术方案，发现六角形布局的四模19芯光纤在包层直径(CD)小于250pm的情况下可以获得最高的相对芯重因数(RCMF)，多芯光纤的RCMF随CD变化。该技术方案只考虑纤芯的空间多重性而进行布局设计，未结合各纤芯具体的功能设计其布局，未能使多芯光纤的优势充分体现。

总之，目前针对实现模拟、数字、传感同时共传的传输系统，需要开发出可以实现集成数字通信、模拟通信、传感网络于一体的多芯感传一体光纤。

发明内容