光纖光柵傳感扇形子網模塊的製作方法
2023-07-10 10:41:06 2
專利名稱：光纖光柵傳感扇形子網模塊的製作方法
技術領域：
本發明涉及一類用於需要實時監測的國家重點工程和重要裝備的傳感監測網絡系統的傳感網絡模型，隸屬於工業控制與傳感技術領域。
背景技術：
光纖光柵(FBG)傳感器被認為是最有希望應用於實際的新型光纖傳感技術之一。與傳統的電子傳感器相比，它不僅具有不受電磁幹擾、遠距離全光測量、高測量精度和傳感器檢測量是波長信息等特點，而且可以將多個傳感器分布成傳感網絡。傳統上，光纖光柵傳感網絡一般都採用串聯(波分復用)和並聯(空分復用)的形式，網絡結構簡單，理論分析表明其可滿足大規模遠距離傳感網絡的需要。
然而，對於那些需實時監測的工程和裝備，如大壩等，工作環境相對惡劣，而且對傳感網絡的生存性提出了很高的要求，希望網絡一個或幾個鏈路失效時，仍能正常運行。目前面向工程應用現場所構建的各類光纖光柵傳感網絡尚未考慮其生存性問題，也沒有相應的保護措施和策略。
發明內容
為了克服目前基於光纖光柵傳感網絡在生存性方面的不足，本發明提出了一種實時性能更好的光纖光柵傳感扇形子網模塊，保證網絡的一處或幾處鏈路失效的情況下，網絡中的各個傳感器仍可以正常工作。
本發明採用如下技術方案一種用於傳感監測網絡系統的光纖光柵傳感扇形子網模塊，包括主節點和至少2個從節點，主節點分別通過傳輸支路與從節點連接，在相鄰的從節點之間連接有傳感支路。
與現有技術相比，本發明具有如下優點針對目前基於光纖光柵傳感器網絡的生存性能不足的缺點提出了扇形子網模型。本發明很好的考慮了網絡的生存性能，保證網絡在-處或多處鏈路發生失效的時候，網絡中的傳感器可以正常工作。
其中，針對實際使用中對不同的生存性能和實時性能需求，設計了四種不同的從節點。其中方案c、d的網絡較方案a、b的網絡的生存性能要更為突出，這是由於方案c、d中允許光通過不同的傳感支路，從而可以承受網絡中更多的鏈路失效。而網絡從節點採用方案d和方案b較網絡從節點採用方案a和c的實時性能更為突出，這主要是為方案b、d中可以使用耦合器，使光通過該節點時可以-分為二同時送入不同的傳感支路中，而不必像方案a、c那樣需要光開關在不同的傳感支路中往復切換，從而節省了時間。
為了進一步的提高網絡的生存性能，以適用於那些對網絡生存性能要求較高的場合，將傳感支路設計成環形結構。採用環形模型後可以保證當傳感支路中的一處或多處鏈路發射失效時傳感器能夠正常工作。同時，為了將光引入環中，設計了兩種不同的環入口節點，不同的節點光在環中的運行的方向也有所不同。入口節點的優點是簡單可靠，並且結構上扇形子網的從節點大體相似，從而可以節約生產成本。
圖1是本發明總體框圖。
圖2是本發明主節點結構圖，其中，(a)為主節點的一個實施例，5為1×N耦合器；(b)為主節點的另一個實施例，6為1×N光開關。
圖3是本發明從節點結構圖，其中，(a)為從節點第一個實施例，(b)為從節點的第二個實施例，(c)為從節點第三個實施例，(d)為從節點第四個實施例。
圖4是本發明實施例的結構示意圖。
圖5是本發明入口節點結構圖，其中，(a)為入口節點的一個實施例，(b)為入口節點的另一個實施例。
具體實施例方式
參照圖1，一種用於傳感監測網絡系統的光纖光柵傳感扇形子網模塊，包括主節點1和至少2個從節點3，主節點1分別通過傳輸支路2與從節點3連接，在相鄰的從節點3之間連接有傳感支路4。
參照圖3，從節點3可以採用下列之一的技術方案方案b參照圖3b，從節點3由3×3光開關9和1×2耦合器8組成，3×3光開關9的a埠與傳輸支路2連接，b埠及c埠分別連接於與其相鄰的傳感支路4，1×2耦合器8的三個埠分別與3×3光開關9的其餘三個埠連接。
方案c參照圖3c，從節點3由三個1×2光開關7組成，其中第一光開關的第二埠與第二光開關的第二埠連接，第二光開關的第三埠與第三光開關的第三埠連接，第三光開關的第二埠與第一光開關的第三埠連接，三個1×2光開關7的第一埠分別作為從節點3的a埠、b埠及c埠，從節點3的a埠與傳輸支路2連接，從節點3的b埠及c埠分別連接於與其相鄰的傳感支路4。
方案d參照圖3d，從節點3由1×2耦合器8及兩個1×2光開關7組成，1×2耦合器8的兩個輸出端分別與兩個1×2光開關7中的一個埠連接，兩個1×2光開關7中的另一個埠相互連接，1×2耦合器8的輸入端、兩個1×2光開關7中的第三個埠分別作為從節點3的a埠、b埠及c埠，從節點3的a埠與傳輸支路2連接，從節點3的b埠及c埠分別連接於與其相鄰的傳感支路4。
方案a參照圖3a，從節點3採用1×2光開關。
參照圖4，上述傳感支路4採用光纖光柵傳感器18，光纖光柵傳感器18通過入口節點10與從節點3連接。
入口節點10可以採用下列之一的技術方案方案1，參照圖5a，入口節點10由三個1×2光開關7組成，其中第一光開關的第二埠與第二光開關的第二埠連接，第二光開關的第三埠與第三光開關的第三埠連接，第三光開關的第二埠與第一光開關的第三埠連接，三個1×2光開關7的第一埠分別作為入口節點10的a埠、b埠及c埠，入口節點10的a埠與從節點3連接，入口節點10的b埠及c埠分別與光纖光柵傳感器18的兩端連接。
方案2，參照圖5b，入口節點10由1×2耦合器8及兩個1×2光開關7組成，1×2耦合器8的兩個輸出端分別與兩個1×2光開關7中的一個埠連接，兩個1×2光開關7中的另一個埠相互連接，1×2耦合器8的輸入端、兩個1×2光開關7中的第三個埠分別作為入口節點10的a埠、b埠及c埠，入口節點10的a埠與從節點3連接，入口節點10的b埠及c埠分別與光纖光柵傳感器18的兩端連接。
權利要求
1.一種用於傳感監測網絡系統的光纖光柵傳感扇形子網模塊，包括主節點(1)和至少2個從節點(3)，主節點(1)分別通過傳輸支路(2)與從節點(3)連接，其特徵在於在相鄰的從節點(3)之間連接有傳感支路(4)。
2.根據權利要求1所述的光纖光柵傳感扇形子網模塊，其特徵在於從節點(3)由3×3光開關(9)和1×2耦合器(8)組成，3×3光開關(9)的a埠與傳輸支路(2)連接，b埠及c埠分別連接於與其相鄰的傳感支路(4)，1×2耦合器(8)的三個埠分別與3×3光開關(9)的其餘三個埠連接。
3.根據權利要求1所述的光纖光柵傳感扇形子網模塊，其特徵在於從節點(3)由三個1×2光開關(7)組成，其中第一光開關的第二埠與第二光開關的第二埠連接，第二光開關的第三埠與第三光開關的第三埠連接，第三光開關的第二埠與第一光開關的第三埠連接，三個1×2光開關(7)的第一埠分別作為從節點(3)的a埠、b埠及c埠，從節點(3)的a埠與傳輸支路(2)連接，從節點(3)的b埠及c埠分別連接於與其相鄰的傳感支路(4)。
4.根據權利要求1所述的光纖光柵傳感扇形子網模塊，其特徵在於從節點(3)由1×2耦合器(8)及兩個1×2光開關(7)組成，1×2耦合器(8)的兩個輸出端分別與兩個1×2光開關(7)中的一個埠連接，兩個1×2光開關(7)中的另一個埠相互連接，1×2耦合器(8)的輸入端、兩個1×2光開關(7)中的第三個埠分別作為從節點(3)的a埠、b埠及c埠，從節點(3)的a埠與傳輸支路(2)連接，從節點(3)的b埠及c埠分別連接於與其相鄰的傳感支路(4)。
5.根據權利要求1至4任意一項所述的光纖光柵傳感扇形子網模塊，其特徵在於傳感支路(4)採用光纖光柵傳感器(18)，光纖光柵傳感器(18)通過入口節點(10)與從節點(3)連接。
6.根據權利要求5所述的光纖光柵傳感扇形子網模塊，其特徵在於入口節點(10)由三個1×2光開關(7)組成，其中第一光開關的第二埠與第二光開關的第二埠連接，第二光開關的第三埠與第三光開關的第三埠連接，第三光開關的第二埠與第一光開關的第三埠連接，三個1×2光開關(7)的第一埠分別作為入口節點(10)的a埠、b埠及c埠，入口節點(10)的a埠與從節點(3)連接，入口節點(10)的b埠及c埠分別與光纖光柵傳感器(18)的兩端連接。
7.根據權利要求5所述的光纖光柵傳感扇形子網模塊，其特徵在於入口節點(10)由1×2耦合器(8)及兩個1×2光開關(7)組成，1×2耦合器(8)的兩個輸出端分別與兩個1×2光開關(7)中的一個埠連接，兩個1×2光開關(7)中的另一個埠相互連接，1×2耦合器(8)的輸入端、兩個1×2光開關(7)中的第三個埠分別作為入口節點(10)的a埠、b埠及c埠，入口節點(10)的a埠與從節點(3)連接，入口節點(10)的b埠及c埠分別與光纖光柵傳感器(18)的兩端連接。
全文摘要
本發明公開了一種用於傳感監測網絡系統的光纖光柵傳感扇形子網模塊，包括主節點(1)和至少2個從節點(3)，主節點(1)分別通過傳輸支路(2)與從節點(3)連接，在相鄰的從節點(3)之間連接有傳感支路(4)，針對目前基於光纖光柵傳感器網絡的生存性能不足的缺點提出了扇形子網模型，本發明很好的考慮了網絡的生存性能，保證網絡在一處或多處鏈路發生失效的時候，網絡中的傳感器可以正常工作，為了進一步的提高網絡的生存性能，將傳感支路設計成環形結構，採用環形模型後可以保證當傳感支路中的一處或多處鏈路發射失效時傳感器能夠正常工作。
文檔編號H04Q11/00GK101030821SQ200710019918
公開日2007年9月5日 申請日期2007年2月2日 優先權日2007年2月2日
發明者孫小菡, 韋樸 申請人:東南大學