面向智能光网络中的分布式振动传感及信号传输基础研究

【摘要】： 智能光网络是当今光网络的发展趋势和重要研究方向,将更广泛的应用于下一代网络“物联网”之中。传感和传输是智能光网络的两个重要部分。本文的研究涉及这两个部分,主要包括分布式光纤振动传感,以及基于多业务传输平台的光传输网络中的告警电路。分布式光纤振动传感可以对铺设传感光纤的空间内发生振动的情况进行监测,可以应用于通信光缆、高压电网、输油管道、建筑以及发电机的监测领域。基于多业务传输平台的光传输技术是城域网的主流技术,网元是多业务传输平台光传输网络中的核心设备,告警控制板是网元内用来管理和控制网元工作的设备,使系统更加稳定智能的工作。 在分布式光纤振动传感方面,本文对基于萨格纳克干涉仪的分布式光纤振动传感系统的基本原理进行了详细的分析,在此基础上设计了新的光路,搭建了传感系统。传感系统由单模传感光纤、光纤耦合器、激光二极管脉冲光源、探测器、压电陶瓷模拟振动源等部分构成。传感系统光路的特别之处是采用了一个由2×2光纤耦合器构成的非线性光纤环镜来提升返回到光探测器的光功率,从而增加传感器的探测距离。本文对搭建的系统进行了实验分析,验证了系统的可行性,并证明所采用的方法可以提升探测距离。 在基于多业务传输平台的光传输方面,论文设计并完成了应用于光传输网络中网元设备内部的告警控制板。论文分析了系统对告警控制电路的具体需求,设计了系统所需的各项功能,包括缓启动、电压转换、电压检测、输入/输出隔离电路等。然后,对制作出的告警控制板进行了调试,并对告警控制板进行了上电测试、信号质量测试、功能测试、程序烧写测试和极端测试。针对测试中发现的问题,进行设计改进和重新测试,最终完成的告警控制板通过所有测试项,达到了系统的要求。