基于cwdm的地下管线多检测节点光纤供能方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及CWDM通信网络的光电能量转换领域，特涉及基于CWDM的地下管线检 测节点光纤供能方法及装置。
【背景技术】
[0002] 1、光电能量转换
[0003] 光电能量转换技术目前已经应用于3V和5V的砷化镓（GaAs)转换设备，这一技术 比较适合于传统供能应用中远距离铜线输电或现场电池供能容易受到复杂环境影响而不 能稳定持续的情况，进而由可灵活控制的光电能量转换来实现现场供能。
[0004] 在发送端，利用半导体激光二极管把电能转变为激光在光纤中传送，在接收端，用 太阳能电池作为接收器件。这种器件用300毫米厚的砷化镓作为绝缘基片，上面覆盖着20 毫米厚的太阳能电池，可以将其分为若干个独立的区域，这些独立的区域由镀金的空气桥 进行串联。当通过光纤传来的激光照射到太阳能电池时，光能就会转换成电能，每个独立区 域产生的电压可达1伏，3~5个区域串联起来就有3~5伏电压，可以满足绝大多数传感 器的检测电路使用，如需更高工作电压可以对多个区域累加串联，如需更高工作电流也可 以对多个区域累加并联。
[0005] 2、粗波分复用
[0006] 在城域网或与之相当的通信范围中，由于传输距离不算很长，传输距离通常处于 几十公里的范围，光纤中信号的衰减在容许范围内，因此不需要使用光纤放大器，增加一、 两根光纤的成本也不高。如果采用和广域网一样的DWDM设备来实现波分复用的效果，在设 备成本上是得不偿失的。由于在CWDM的应用中没有光纤放大器，波长数的增加和扩展也不 再受光放大器频带的限制，可以使用波长间隔较宽、波长精度及稳定度要求较低的光源，以 及合波器、分波器、波长转换器等元件，使元器件特别是器件的成本大幅度下降。
[0007] 总的来说，在城域网或与之相当的通信范围中，对WDM技术的成本需求很低。作 为DWDM技术的简化版本，CWDM适应了城域网传输距离普遍不长、对信号精密程度要求不高 的实际特点，无需配备价格高昂的放大器和收发器等设备，因此CWDM是一种中短距离、多 信道通信独立传输的经济型技术方案。
[0008] CWDM技术相关标准：
[0009] 2002年6月，ITU-TG.694.2建议提出了波长间隔为20nm，工作波长从1270nm到 1610nm的18个复用波长的分配方案。2003年，根据实际器件的情况，ITU-T又将中心波长 增加了lnm。2003年10月，针对点对点CWDM系统应用的光接口参数建议G. 695在ITU-T 15组获得通过。
[0010]CWDM器件及系统的主要参数指标如下表1和表2所示。
[0011] 表1CWDM合波/分波器件性能参数指标。
[0012]
[0013] 表2CWDM系统标称中心波长
[0014]
[0015] 从上表可以看出，目前标准化的CWDM波长数量为18,也就是说，一个CWDM系统，其 理论上的最大可用信道数量为18。
[0016] 3、地下管线供能的【背景技术】
[0017] 地下管线所处环境为地下封闭空间，且环境恶劣，要想为地下管线沿线的检测节 点提供工作电压或电流，既不方便连接输电过程中功率衰减较大的供能电缆，也不方便为 检测节点就地配备可长期持久供能且能耐受潮湿环境的电池。如果按照上面两种方法来实 现检测节点的供能，需要在技术、工艺和能耗等方面付出较大的设计和实施成本。
[0018] 中国发明专利《基于CWDM的地下管线检测节点光纤供能方法及装置》（【申请号】 201410786098.8)公开了一种通过信号光纤触发联动供能光纤对地下管线各处检测节点 进行供能以实现信号检测和数据采集的装置及方法，使检测节点在需要工作时才处于供能 状态，供能完成后便关断电源。但该方法只能给一路检测节点进行供电，不能同时给多路检 测点进行供电，且该方法中，供能光纤只有一路，如供能光纤发生故障，则整个系统供电就 会发生问题，降低了系统运行的可靠性，且不方便系统维护。
【发明内容】
[0019] 针对【背景技术】的不足，本发明通过多路信号光纤与对应的多路供能光纤对地下管 线各处多个检测节点进行供能以实现信号检测和数据采集，使多个检测节点在需要工作时 能同时处于供能状态，供能完成后便关断电源。本发明可以良好地解决地下管线检测节点 供能困难的问题，提高了系统运行的可靠性，且便于维护。
[0020] 本发明的技术方案是：基于CWDM的地下管线多检测节点光纤供能方法，包括供能 粗波分复用系统、信号粗波分复用系统和本地监控中心，其特征在于：它还包括以下步骤：
[0021] 步骤一、本地监控中心选择需要供能的多个检测节点，并通过供能粗波分复用系 统中的相应波长向所需供能的检测节点发送供能光；
[0022] 步骤二、所需供能的检测节点接收供能光进行光电转换，转换后的电能供检测节 点工作；
[0023] 步骤三、本地监控中心通过信号粗波分复用系统中的相应波长向所需供能的检测 节点发送信号光，通过信号光对检测节点进行通信和控制；
[0024] 步骤四、本地监控中心根据接收的检测节点回传数据确认对所需供能的检测节点 的信号进行检测和数据采集过程，如检测节点供能完成，则自动关断对该节点的供能光和 信号光，如检测节点供能未完成，则延续对该节点供能光和信号光。
[0025] 如上所述的基于CWDM的地下管线多检测节点光纤供能方法，其特征在于：所述步 骤三的具体功能过程为：本地监控中心对需要供能的多个检测节点发出供能光之后，通过 信号粗波分复用系统中的相应波长与向所述的所需供能的检测节点发送信号光，本地监控 中心与多个检测节点通过各自信号光进行通信和控制。
[0026] 如上所述的基于CWDM的地下管线多检测节点光纤供能方法，其特征在于：所述的 多检测节点中每一个检测节点分别与供能粗波分复用系统、信号粗波分复用系统中的一路 光纤相连。
[0027] 本发明还公开了基于CWDM的地下管线多检测节点光纤供能装置，包括供能粗波 分复用系统、信号粗波分复用系统、本地监控中心和n路地下管线检测节点，供能粗波分复 用系统包含供能粗波分复用器、供能粗波分解复用器；信号粗波分复用系统包含信号粗波 分复用器、信号粗波分解复用器；本地监控中心包括供能收发器及其光/电/光波长转换器 和信号收发器及其光/电/光波长转换器；其特征在于：所述的多检测节点中每一个检测 节点分别与供能粗波分复用系统、信号粗波分复用系统中的一路光纤相连；所述的供能收 发器及其光/电/光波长转换器、供能粗波分复用系统以及与其连接的供能光纤，用于对多 个检测节点传输光能来供电；信号收发器及其光/电/光波长转换器、信号粗波分复用系统 以及与其相连的信号光纤，用于对多个检测节点进行控制和通信；所述的本地监控中心通 过采集信号收发器的信号对供能收发器进行控制，进而对一个或多个检测节点同时进行供 电，其中，1 <n彡18。
[0028] 如上所述的基于CWDM的地下管线多检测节点光纤供能装置，其特征在于：所述的 本地监控中心接收检测节点的数据之后确认数据采集过程是否完成，如完成则关闭该波长 对应的供能收发器，没有完成则继续供能。
[0029] 本发明具有能同时对多路检测节点进行同时供能的优点，如进行N个方向的拓 展，起检测点可以为18的N倍，同时本发明的线路结构简单，所用元器件相对较少，所以本 发明还具有系统可靠性高、便于维护等特点。
【附图说明】
[0030] 图1为针对一段地下管线对其多个检测节点进行光纤供能的局部构成；
[0031] 图2为系统结构图。
【具体实施方式】
[0032] 本发明涉及一种对地下管线沿线的检测节点进行可选择、可控制的光纤供能，以 实现对管线沿途各处节点的远程信号检测的系统拓扑及实现方法。
[0033] 如图1所示，对于地线管线沿线的若干个检测节点，通过n路供能光纤实现供能光 纤连接，以及n路带耦合开关的CWDM波长实现信号光纤连接。1路CWDM点对点子系统，最 多包含18路波长，所以本地监控中心一个方向最多可以部署18个监测节点，两个方向最多 可以部署36个监测节点，以此类推。
[0034] 如附图1所示，本发明的基于CWDM的地下管线多检测节点光纤供能方法，包括供 能粗波分复用系统、信号粗波分复用系统和本地监控中心，本发明中供能粗波分复用系统 包括供能粗波分复用器、供能粗波分解复用。本发明中信号粗波分复用系统包括信号粗波 分复用器、信号粗波分解复用器。其中每一个检测节点分别与供能粗波分复用系统、信号粗 波分复用系统中的一路光纤相连。本地监控中心包括供能收发器及其光/电/光波长转换 器和信号收发器及其光/电/光波长转换器，本地监控中心通过采集信号收发器的信号对 供能收发器进行控制，进而实现同时对一个或多个检测节点进行供电。。
[0035] 步骤一、本地监控中心选择需要供能的多个检测节点，并通过供能粗波分复用系 统中的相应波长向所需供能的检测节点发送供能光。即本地监控中心根据业务需求，选择 需要进行信号检测和数据采集的多个节点，通过供能粗波分复用系统中与这些检测节点对 应的多路波长，分别向这些检测节点发出供能光。
[0036] 步骤二、检测节点接收供能光进行光电转换，转换后的电能供检测节点工作。即多 个检测节点接收来自于供能粗波分复用系统中相应波长的供能光，进行能量光电转换，将 转换后获得的电能供给检测节点工作。
[0037] 步骤三、本地监控中心通过信号粗波分复用系统中的相应波长向所需供能的检测 节点发送信号光，通过信号光对检测节点进行通信和控制。即本地监控中心对需要供能的 多个检测节点发出供能光之后，通过信号粗波分复用系统中的相应波长与这些检测节点发 送信号光，本地监控中心与多个检测节点通过各自信号光进行通信和控制，实