光学监测系统的制作方法_2

文档序号:8417376阅读:来源:国知局
多个询问信号,每个询问信号处于不同波长。在图1中所示意性地示出的示例中,第一询问信号源105输出波长1-4,而第二询问信号源106输出波长5-8。这些波长数量是任意的并且仅作为示例。在下文中给出了波长方案的特定示例。
[0025]询问器系统100还包括第一接收器系统和第二接收器系统107、108。在从传感器阵列101、102返回信号后,第一接收器系统107被配置为接收来自第一询问信号源105的信号(图1的示例中的波长1-4),并且第二接收器系统108被配置为接收来自第二询问信号源106的信号(图1的示例中的波长5-8)。
[0026]第一信号源105和第二接收器系统108连接到波长复用器109。复用器109被配置为将来自第一信号源105的波长1-4耦合到主干光纤103上,并且被配置为将来自主干光纤103的波长5-8耦合到第二接收器系统108。第二信号源106和第一接收器系统107连接到波长复用器110。复用器110被配置为将来自第二信号源106的波长5-8耦合到主干光纤104,并且被配置为将来自主干光纤104的波长1-4耦合到第一接收器系统107。
[0027]主干光纤103在其远端连接到光学环形器111的端口 I。
[0028]环行器111的端口 2(到达端口 I的光被导向到该端口 )耦合到第一传感器阵列101,第一传感器阵列101被配置为由第一信号源105输出的波长(图1的示例中的波长1-4)询问。第一传感器阵列101的输出親合到光学环行器112的端口 3,以使从第一传感器阵列101输出的信号通过环行器112的端口 I被导向到主干104,并且然后被复用器110导向到第一接收器系统107。
[0029]环行器112的端口 2(到达端口 I的光被导向到该端口)耦合到第二传感器阵列102,以使来自第二信号源106的信号经由复用器110而耦合到第二传感器阵列102,第二传感器阵列102被配置为由第二信号源106输出的波长询问。第二传感器阵列102的输出耦合到环行器111的端口 3,以使从第二传感器阵列102输出的信号通过环行器111的端口 I而被导向到主干103,并且然后被复用器109导向到第二接收器系统108。
[0030]提供图1中的方框图来示出图1的系统中的波长以及它们的相对功率。这些仅是示例性的,并且不将波长方案限制到所示的那些波长方案。
[0031]图1的布置由此能够经由单对主干光纤利用不同组的波长来实现两个传感器阵列的询问,而不增加每根光纤所传输的高功率信号的数量。每根主干光纤均传输用于传感器阵列的其中之一的高功率询问信号、和从另一个传感器阵列返回的低功率询问信号。由于传感器阵列的损耗的原因,与发射的信号相比,返回信号的功率很小。因此,每根主干光纤中的光学功率实际上与仅询问单个阵列的常规系统相同。因此可以保持每个信号的功率而不会引起非线性损失,同时使每对主干光纤询问的阵列的数量加倍。此外,向高功率信号反向传播的返回信号处于与那些高功率信号不同的波长。因此,返回信号的OSNR不受来自高功率信号的散射光的影响。g卩,由于光纤中的瑞利散射,高功率信号容易在它们的波长处产生反向传播的光学噪声。如果该噪声与返回信号处于同一波长,则该噪声会使返回信号的OSNR下降。同样,环行器在光学路径中用作隔离器,防止在部分反射部件之间形成可能导致系统劣化的谐振腔。
[0032]可以如在常规系统中那样利用时分复用,以使每个波长可以询问多个传感器。
[0033]图2示出了用于图1中所示的系统内的示例性波长方案。为了与电信部件方便地兼容,每个传感器阵列由100GHz ITU波长上的16个波长询问。在两组波长之间留出2信道空间,其是复用器的相交区域。如果在图1的系统中实施图2的波长方案,第一光源105会输出ITU信道41-48和50-57,并且第二光源106会输出ITU信道22-29和31-38。如将要领会的,这仅是示例性系统,并且可以利用能够产生适合的复用器的任何波长分组。
[0034]在替代的系统中,可以利用波分复用器替代光学环行器111、112。将利用与复用器109具有相同特性的复用器替代环行器111,并且利用与复用器110具有相同特性的复用器替代环行器112。所产生的信号通路与参考图1所描述的相同。如果使用波长复用器替换环行器,则在系统中的特定点处可能需要光学隔离器,以防止在部分反射器之间形成可能发生谐振并且降低光学性能的光学谐振腔。
[0035]图3示出了图1系统的替代的配置,其提供冗余以使得感测操作在发生光纤断裂或故障时能够继续。
[0036]如上文参考图1所描述的那样连接传感器阵列300、301,但是可以由两个不同波长组询问阵列,并且可以经由两个不同光学路径来询问每个阵列中的每个传感器。因此每个传感器阵列具有输入和输出,用于感测前述高波长组和低波长组处的信号。传感器阵列中的每个传感器均经由适当的连接部来连接到如上所述的环行器111、112,以使得能够由如上所述的波长询问。然而,其它输入和输出(用于传感器阵列300的低波长,用于传感器阵列301的高波长)连接到环行器302、303,环行器302、303连接到如上所述的主干光纤304,305ο主干光纤304、305和环行器302、303由此提供从询问器位置306到传感器阵列的冗余路径。
[0037]如果在“主要”系统(主干光纤103、104、环行器111、112)中出现故障,可以在询问器位置处重新连接系统,以经由光纤304、305和环行器302、303询问传感器。此外,在传感器阵列内出现故障时,利用传感器阵列的其它输入/输出端口可以继续进行操作。在共同待决的申请N0.PCT/GB2011/050789中详细描述了该原理,通过引用将该申请的公开内容并入本文中。
[0038]如果光纤103或104中出现故障,则询问器306处的连接部可以被重新配置为将复用器I1连接到光纤304并且将复用器109连接到光纤305。重新配置的结果是,传感器阵列300由来自发射器105的低波长询问,并且传感器阵列301由来自发射器106的高波长询问。如果传感器阵列300、301内出现故障,则询问器306可以被重新配置为经由光纤103、104导向特定波长信号,并且经由光纤304、305导向特定波长信号,从而从两“端”完成传感器阵列300、301的询问,如共同待决的申请N0.PCT/GB2011/050789中所描述的。所执行的重新配置由传感器阵列的配置和故障的位置确定,并且可以根据那些因素从逻辑上确定。
[0039]图4示出了图1中所示的系统的扩展的示意图。假设每次仅有50%的阵列活动,图4的系统使能够被询问的传感器阵列的数量加倍,而不增大主干光纤的数量。询问器400包括信号源401、402,信号源401、402输出多个询问信号,每个询问信号均处于不同波长。在图4的示例中,源401输出“低”组波长,而源402输出“高”组波长。词语低和高用于指示两组波长,并且不一定反映所利用的波长的实际关系。
[0040]询问器系统400还包括第一和第二接收器系统403、404。在信号从传感器阵列返回后,第一接收器系统403被配置为从第一询问信号源401接收信号(即“低”波长),并且第二接收器系统404被配置为从第二询问信号源402接收信号(即“高”波长)。<
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