一種基於光纖線路的通信光源實現傳感的系統和方法
2023-05-06 23:16:06
專利名稱：一種基於光纖線路的通信光源實現傳感的系統和方法
技術領域：
本發明涉及一種光纖周界傳感技術，特別是基於光纖線路的通信光源實現傳感的方法和系統。
背景技術：
目前的光纖周界傳感系統都自帶光發射模塊(光源)，將其注入到傳感光纖中，通過測量光傳輸後參數的變化以實現光纖傳感。如圖1所示，一般的光纖傳感系統具有如下結構主要包含(1)光源雷射器( 傳感光纖( 探測接收分析系統(4)光學處理組件 2(5)光分路器；光源雷射器發出的雷射經過兩個光分路器到達傳感光纖，然後到達光學處理組件2，光沿原路返回，被探測接收分析系統接收。
發明內容
為了解決上述不足，本發明的目的是無需自帶光源，直接使用線路中的通信光信號實現光纖傳感，提供一種基於光纖線路的通信光源實現傳感的方法和系統。採用的技術方案一種基於光纖線路的通信光源實現傳感的方法，第一光纖處理組件將光纖中的光信號分取出來，用於光纖傳感。所述分取出來的光信號小於光纖中光信號的10%。所述通信光源發出的雷射經過第一光纖處理組件，變成兩路相干光源，分別進入兩芯等長的傳感光纖，然後到達第二光學處理組件，光沿原路返回，被探測接收器接收。該系統包括通信光源，第一個光學處理組件，第一個光分路器，傳感光纖，通信光纖，第二個光學組件及探測接收器，其中第一光學處理組件分別與探測接收器以及第一光分路器通信連接，第一個光分路器與第一光學處理組件通信連接。所述第一個光學處理組件包括兩個光分路器，其中一個光分路器與另一個光分路器、探測接收器、第一光分路器通信連接。所述第一光個光學處理組件包括一個光分路器和一個光環形器，其中所述光環形器與一個光分路器、探測接收器、第一光分路器通信連接。所述的第二光學組件為光反射裝置。所述光反射裝置包括兩個法拉第旋轉鏡。本發明的優點1.通過已有通信系統的光源，利用光分路器的特性，將通信用光纖中的一部分光信號分路出來，用於實現光纖傳感的功能。通過光分路器的特性(必須是小的分光比，小於 10 %，在不影響正常通信的前提下)，利用系統裡現有光源，無需增加額外的光源雷射器，且普通光分路器價格是光源價格的的10%以下，因此該方案可以大大降低系統的成本。2.利用光纖環行器，替代原有的光分路器(也稱光耦合器)。以實現光能量的分配。由於光纖環行器埠通光方向的不可逆性，有效的隔離了輸出埠對輸入埠光源的影響，從而保證雷射器的壽命和光纖系統的穩定性。光纖環行器有較低的插入損耗，從而節約了光資源，提高了傳感系統的靈敏度、並延長了傳感光纖的防護距離，增加了光纖防護範圍，提高了系統的穩定性。
為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例。圖1現有光纖傳感系統的結構示意圖；圖2本發明基於光纖線路的通信光源傳感系統一實施例的結構示意圖；圖3本發明基於光纖線路的通信光源傳感系統一另一實施例的結構示意圖；圖4圖3中第一個光學處理組件的結構示意圖；圖5圖2中第二個光學處理組件的結構示意圖；圖6根據本發明實現光纖周界報警的原理框圖。
具體實施例方式為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。本發明的中心思想通過光分路器分取通信光纖中的極少部分光信號(不會影響原來通信質量)，用於光纖傳感。不但不影響通信的性能，而且還可以利用通信光纜作為振動傳感器實時監測。如圖2所示，一實施例一種基於光纖線路的通信光源實現傳感的系統，該系統包括通信光源，第一個光學處理組件，第一個光分路器，傳感光纖，通信光纖，第二個光學組件及探測接收器，如圖5所示，第二光學處理組件是光反射裝置。所述光反射裝置包括型號 FM-31-2-L-1的兩個法拉第旋轉鏡，完成光源反射功能；完成消除光纖偏振衰落功能。第一光學處理組件包括兩個光分路器。其中第一光纖處理組件的一個光分路器與另一個光分路器、探測接收器、第一光分路器通信連接。通信光源發出的雷射經過第一光纖處理組件，變成兩路相干光源，分別進入兩芯等長的傳感光纖，然後到達第二光學處理組件，光沿原路返回，被接收器檢測。其中另一個光分路器必須是小於10%的分光比，這樣才不影響正常通信。如圖3所示，另一實施例，一種基於光纖線路的通信光源實現傳感的系統，該系統與上述圖2所示的實施例基本相同，不同之處在於，如圖4所示，第一光學處理組件包括一光分路器和光環形器。其中光環形器的輸入埠與一分光器通信連接，輸出埠與探測接收器通信連接，其中光環行器+光分路器，型號PI0C13T2S00+E型，完成通信光源分光功能；完成輸出光源與通信光源的反向隔離功能；完成輸出光和接收光合路進入一芯光纖傳輸的功能；完成降低光功率損耗，提高系統靈敏度的功能；由於光纖環形器各埠的通光方向不可逆性，可以有效地隔離輸出埠與輸入埠的光信號的互相干擾。如圖6所示，本發明在光纖周界預警的應用，光纖周界預警的系統，該系統上述基於光纖線路的通信光源實現的傳感系統，該系統的探測接收裝置依次與數據採集裝置、數據分析模塊、誤報排除模塊，觸發報警模塊以及聯動報警設備通信連接。其中光被探測接收器檢測後把光信號變成電信號，然後轉後成數據，被採集卡收集，通過數據分析模塊進行分析處理後，當滿足報警條件後，觸發報警模塊發出報警信息，同時聯動其他報警設備。當出現報警時，能聯動警燈、攝像頭、警號、錄像機等相關設備。誤報排除誤報是光纖傳感系統需要解決的另一個重要的關鍵技術，由於幹涉型光纖傳感系統靈敏度極高，微小的振動即可觸發報警，高靈敏度帶來的問題是一些自然現象可能引起誤報，比如颳風、下雨、機器轟鳴聲引起的柵欄共振等都會引起誤報。擾動信號的識別檢測是該傳感系統的重要功能，報警檢測的核心在於提取出擾動信號中所有符合入侵信號特徵的信號，對這類信號進行屏蔽。對於噪聲或不具備入侵特徵的信號，都應被系統過濾。信號特徵辨識技術，是一種模式識別技術，通過對不同輸入信號的特徵進行分析，對這些信號如噪聲、入侵信號、振動信號等建立特徵模板，將實時信號與模板進行比對，以確定實時信號類型，減少誤報。數據分析模塊和誤報排除模塊可以集成在一起也可以作為一獨立的模塊。該系統適用於易燃易爆以及強電磁幹擾等場所，可敷設在電網、鐵藝、鐵絲網、柵欄、圍牆等地表圍欄，也可適用與草坪、沙礫層、地磚、地板、水泥地面、普通土壤下。上述本發明實施例排序僅僅為了描述，不代表實施例的優劣。以上所述僅為本發明的較佳實施例，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。上述本發明實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優劣。
權利要求
1.一種基於光纖線路的通信光源實現傳感的方法，其特徵在於該方法是第一光纖處理組件將光纖中的光信號分取出來，用於光纖傳感。
2.根據權利要求1的方法，其特徵在於所述分取出來的光信號小於光纖中光信號的 10%。
3.根據權利要求1或2的方法，其特徵在於通信光源發出的雷射經過第一光纖處理組件，變成兩路相干光源，分別進入兩芯等長的傳感光纖，然後到達第二光學處理組件，光沿原路返回，被探測接收器接收。
4.實現權利要求1所述方法的系統，其特徵在於該系統包括通信光源，第一個光學處理組件，第一個光分路器，傳感光纖，通信光纖，第二個光學組件及探測接收器，其中第一光學處理組件分別與探測接收器以及第一光分路器通信連接，第一個光分路器與第一光學處理組件通信連接。
5.根據權利要求4所述的系統，其特徵在於所述第一個光學處理組件包括兩個光分路器，其中一個光分路器與另一個光分路器、探測接收器、第一光分路器通信連接。
6.根據權利要求4所述的系統，其特徵在於所述第一光個光學處理組件包括一個光分路器和一個光環形器，其中所述光環形器與一個光分路器、探測接收器、第一光分路器通信連接。
7.根據權利要求4所述的系統，其特徵在於所述的第二光學組件為光反射裝置。
8.根據權利要求7所述的系統，其特徵在於所述光反射裝置包括兩個法拉第旋轉鏡。
全文摘要
本發明公開了一種基於光纖線路通信光源實現傳感的方法，第一個光纖處理組件將光纖中的光信號分取出來，用於光纖傳感。本發明通過已有通信系統的光源，利用光分路器的特性，將通信用光纖中的一部分光信號分路(耦合)出來，用於實現光纖傳感的功能。通過光分路器的特性(採用小分光比，小於10％，也就是在不影響正常通信的前提下)，利用系統裡現有光源，無需增加額外的光源雷射器，且普通光分路器價格是光源價格的10％以下，因此該方案可以大大降低系統的成本。
文檔編號G08B13/00GK102221375SQ20111008707
公開日2011年10月19日 申請日期2011年4月8日 優先權日2011年4月8日
發明者白潔, 霍曉練 申請人:北京北郵國安寬帶網絡技術有限公司