? ? ? ? 為了便于實(shí)現(xiàn)光纖光柵傳感網(wǎng)的傳感信號的遠(yuǎn)程傳輸和通信，本文提出了利用現(xiàn)有通信網(wǎng)的成熟技術(shù)對有線光纖光柵傳感信號的傳輸和融入通信網(wǎng)的方案進(jìn)行了研究。該方案是一種新型的基于吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)GPON (Gigabit Passive Optical Network)的有線接入方案，它利用現(xiàn)有已鋪設(shè)的通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，避免了大規(guī)模鋪設(shè)專用光纖傳感信道的巨大代價，節(jié)約了人力和物力資源，同時也增加了傳感網(wǎng)組網(wǎng)的靈活性。方案中僅用一個監(jiān)控中心實(shí)現(xiàn)對多個傳感網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控，不僅克服了現(xiàn)場監(jiān)控范圍有限的缺陷，而且便于實(shí)施集中統(tǒng)一的管理，為傳感現(xiàn)場提供了可靠的安全保障。本文對傳感網(wǎng)絡(luò)自身的特點(diǎn)進(jìn)行了研究，同時也分析了現(xiàn)有接入網(wǎng)的接入現(xiàn)狀，對傳感網(wǎng)如何接入GPON進(jìn)行了具體分析。

? ? ? ? 光纖光柵傳感器是對布拉格反射波長進(jìn)行編碼，當(dāng)光柵周圍的溫度、應(yīng)變、應(yīng)力或其它待測物理量發(fā)生變化時，光柵周期或纖芯折射率也會發(fā)生變化，從而使光柵布拉格信號的波長產(chǎn)生位移，通過該波長位移情況，就可推測得到待測物理量的變化情況。圖2.1為波分復(fù)用/解復(fù)用技術(shù)的原理圖。寬譜光源或波長可調(diào)諧光源入射到光纖的一端，經(jīng)耦合器照射到光纖光柵上，經(jīng)光纖光柵傳感器陣列反射的信號經(jīng)過濾波器解調(diào)，將多個波長復(fù)用的光信號逐一解調(diào)為單個波長信號，而其與光纖光柵陣列中的探測點(diǎn)是一一對應(yīng)的，將解調(diào)的信號經(jīng)光電探測器探測后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，即可得到所測物理量的分布式傳感信息。

? ? ? ?波分復(fù)用就是把不同波長的信號復(fù)用在一根光纖上傳輸，從而提高光纖帶寬資源的利用率。由于每一個測量點(diǎn)即光纖光柵傳感器的工作光譜空間互不重合，因此每個測量點(diǎn)的反射光和透射光所在的光譜范圍也不同，利用這個特點(diǎn)就可把測量值與測量點(diǎn)對應(yīng)起來。此種方式比較簡單，可靠性較強(qiáng)，對光信號的檢測也簡便可行，信噪比較高。但傳感點(diǎn)數(shù)受光源的帶寬和光纖的通光窗口的限制，一般的LD光源可允許的傳感點(diǎn)數(shù)為幾個到十幾個。

? ? ? ? 首先，分析了光纖光柵FBG(Fiber Bragg grating)傳感器原理，傳感網(wǎng)絡(luò)的性能，并對傳感網(wǎng)的復(fù)用技術(shù)和解調(diào)技術(shù)進(jìn)行了研究。

??? 其次，考慮傳感網(wǎng)的固有特性和 GPON的對各種業(yè)務(wù)通用適配的特點(diǎn)，選取了GPON作為最佳接入網(wǎng)。提出了多種傳感網(wǎng)接入GPON的方案，但因傳感子網(wǎng)數(shù)據(jù)幀相對GPON上行幀時間資源較豐富，最終采用時分復(fù)接這一最優(yōu)方案，同時各傳感子網(wǎng)和傳感子網(wǎng)之間采用碼分復(fù)用方式接入傳感子網(wǎng)數(shù)據(jù)幀；對FBG傳感網(wǎng)融入GPON系統(tǒng)的接入處理模塊進(jìn)行了設(shè)計(jì)，給出了適合在通信網(wǎng)中傳輸?shù)膫鞲袛?shù)據(jù)包、傳感復(fù)用幀的結(jié)構(gòu)，為遠(yuǎn)程監(jiān)控中心提取有效的傳感信息節(jié)省了時間；綜合考慮GPON可接入的多種業(yè)務(wù)和適配方式，傳感復(fù)用幀最終采用光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)的快速以太網(wǎng)(FE)端口接入GPON進(jìn)行傳輸。

最后，利用Matlab仿真軟件，對傳感子網(wǎng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，經(jīng)信道傳送到遠(yuǎn)程的監(jiān)控中心并將傳感數(shù)據(jù)解調(diào)出來，分析了其誤碼率，驗(yàn)證了傳感信息接入GPON并在遠(yuǎn)程監(jiān)控中心解調(diào)具有可行性。

A01-68

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的基于GPON的光纤光栅通信网与传感网融合技术研究的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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