一种基于差分自动消除噪声的光纤编码识别系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于差分自动消除噪声的光纤编码识别系统及方法，系统包括：发射模块，发射模块包括宽谱光源、脉冲光源、第一SOA光开关、第一波分复用器；环形器；分光器，分光器具有主分光端和副分光端，主分光端用于连接带有光纤编码的光纤；反射镜；接收模块，接收模块包括第二波分复用器、光电探测器、第二SOA光开关、波长探测器、主控制器。通过波分复用器对不同波长段光波进行耦合，利用分光器和反射镜，计算出波长探测器所采集的能量与光电探测器所采集的能量比值Kn，结合光电探测器不能识别波长能量而只能识别窄谱脉冲光波的特性，将光电探测器采集的光波能量作为本底噪声进行差分消除，便可得出光纤编码的波长能量。

An optical fiber coding recognition system and method based on differential automatic noise elimination

【技术实现步骤摘要】
一种基于差分自动消除噪声的光纤编码识别系统及方法
本专利技术涉及光纤通讯领域，特别涉及一种基于差分自动消除噪声的光纤编码识别系统及方法。
技术介绍
在光纤通讯领域，光纤编码是由多个不同波长的光纤光栅组成的，光纤编码识别系统是准确识别其光纤光栅波长和能量的光学检测系统。由于光纤编码识别系统在接收侧依赖光开关控制波长和能量的检测，而光开关不可避免的会有噪声混入，导致系统识别出的光纤编码波长能量不够准确。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种基于差分自动消除噪声的光纤编码识别系统，可高效、准确消除噪声干扰；本专利技术还提供了一种光纤编码识别系统基于差分自动消除噪声的方法。根据本专利技术第一方面实施例的一种基于差分自动消除噪声的光纤编码识别系统，包括：发射模块，所述发射模块包括宽谱光源、脉冲光源、第一SOA光开关、第一波分复用器，所述宽谱光源通过所述第一SOA光开关与所述第一波分复用器连接，所述脉冲光源与所述第一波分复用器连接，所述第一波分复用器用于实现宽谱光源和窄谱脉冲光源的耦合合波；环形器，所述环形器具有第一端口、第二端口、第三端口，所述第一端口与所述第一波分复用器的输出端连接；分光器，所述分光器输入端与所述环形器的第二端口连接，所述分光器具有主分光端和副分光端，所述主分光端用于连接带有光纤编码的光纤；反射镜，与所述分光器的副分光端连接；接收模块，所述接收模块包括第二波分复用器、光电探测器、第二SOA光开关、波长探测器，所述第二波分复用器的输入端与所述环形器的第三端口连接并用于回向光波的分波，所述第二波分复用器的其中一输出端与所述光电探测器连接、另一输出端通过所述第二SOA光开关连接所述波长探测器；主控制器，分别与所述脉冲光源、第一SOA光开关、光电探测器、第二SOA光开关、波长探测器电性连接。根据本专利技术第一实施例的基于差分自动消除噪声的光纤编码识别系统，至少具有如下有益效果：通过波分复用器对不同波长段光波进行耦合，利用分光器和反射镜，计算出波长探测器所采集的能量与光电探测器所采集的能量比值Kn，结合光电探测器不能识别波长能量而只能识别窄谱脉冲光波的特性，将光电探测器采集的光波能量作为本底噪声进行差分消除，便可得出光纤编码的波长能量。根据本专利技术第一方面的一些实施例，所述宽谱光源采用与所述光纤编码所使用波长段一致的波长段光源。根据本专利技术第一方面的一些实施例，所述分光器的主分光端与副分光端的分光比例为99:1。根据本专利技术第一方面的一些实施例，所述波长探测器采用解调仪，用于实现光波的分离和波长测量。根据本专利技术第一方面的一些实施例，所述主控制器采用FPGA控制器。根据本专利技术第二方面实施例的一种光纤编码识别系统基于差分自动消除噪声的方法，包括以下步骤：由主控制器同步控制脉冲光源和第一SOA光开关启动，经第一波分复用器实现宽谱光源和窄谱脉冲光源的耦合合波，并输出给环形器；环形器输出耦合合波至分光器，利用分光器将光波输出分为两路，一路输出给带光纤编码的光纤，另一路输出给反射镜；在T1时刻由主控制器同步控制光电探测器、第二SOA光开关启动，使波长探测器和光电探测器分别采集所述反射镜所反射的光波信号强度，并反馈给主控制器，由主控制器得出波长探测器所采集的能量与光电探测器所采集的能量比值Kn；在T2时刻由主控制器同步控制光电探测器、第二SOA光开关启动，使波长探测器和光电探测器分别采集所述光纤编码所反射的光波能量，并反馈给主控制器，由主控制器得出波长探测器所采集的波长Fn的能量Pn＝(pn-W*Kn)/m，其中，pn为波长探测器采集的波长Fn的原始能量，W为光电探测器采集到原始能量，m为分光器输出给带光纤编码的光纤分光系数。根据本专利技术第二实施例的光纤编码识别系统基于差分自动消除噪声的方法，至少具有如下有益效果：通过波分复用器对不同波长段光波进行耦合，利用分光器和反射镜，计算出波长探测器所采集的能量与光电探测器所采集的能量比值Kn，结合光电探测器不能识别波长能量而只能识别窄谱脉冲光波的特性，将光电探测器采集的光波能量作为本底噪声进行差分消除，便可得出光纤编码的波长能量。根据本专利技术第二方面的一些实施例，所述T1为光波自第一SOA光开关传输至反射镜、再由反射镜反射至第二SOA光开关的所需的时间。根据本专利技术第二方面的一些实施例，所述T2为光波自第一SOA光开关传输至光纤编码、再由光纤编码反射至第二SOA光开关的所需的时间。根据本专利技术第二方面的一些实施例，所述T1时刻波长探测器采集所述反射镜所反射的光波能量包括光纤瑞利回向散射能量、拉曼回向散射能量和第二SOA光开关的噪声能量，所述T1时刻光电探测器采集所述反射镜所反射的光波能量包括光纤瑞利回向散射能量、拉曼回向散射能量。根据本专利技术第二方面的一些实施例，所述T2时刻波长探测器采集所述光纤编码所反射的光波能量包括光纤编码波长能量、光纤瑞利回向散射能量、拉曼回向散射能量和第二SOA光开关的噪声能量，所述T2时刻光电探测器采集所述反射镜所反射的光波能量包括光纤瑞利回向散射能量、拉曼回向散射能量。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为本专利技术第一方面实施例的光纤编码识别系统原理图；图2为本专利技术第二方面实施例的光纤编码识别系统基于差分自动消除噪声的方法流程图；图3为本专利技术第二方面实施例的T1时刻波长探测器采集能量光谱图；图4为本专利技术第二方面实施例的T1时刻光电探测器采集能量光谱图。附图标记：发射模块100、宽谱光源110、脉冲光源120、第一SOA光开关130、第一波分复用器140环形器200、分光器300、光纤编码400、光纤500、反射镜600接收模块700、第二波分复用器710、光电探测器720、第二SOA光开关730、波长探测器740主控制器800。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。本专利技术的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属
技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本专利技术中的具体含义。参考图1所示，为本技术方案第一方面实施例的一种基于差分自动消除噪声的光纤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于差分自动消除噪声的光纤编码识别系统，其特征在于：包括/n发射模块(100)，所述发射模块(100)包括宽谱光源(110)、脉冲光源(120)、第一SOA光开关(130)、第一波分复用器(140)，所述宽谱光源(110)通过所述第一SOA光开关(130)与所述第一波分复用器(140)连接，所述脉冲光源(120)与所述第一波分复用器(140)连接，所述第一波分复用器(140)用于实现宽谱光源和窄谱脉冲光源的耦合合波；/n环形器(200)，所述环形器(200)具有第一端口、第二端口、第三端口，所述第一端口与所述第一波分复用器(140)的输出端连接；/n分光器(300)，所述分光器(300)输入端与所述环形器(200)的第二端口连接，所述分光器(300)具有主分光端和副分光端，所述主分光端用于连接带有光纤编码(400)的光纤(500)；/n反射镜(600)，与所述分光器(300)的副分光端连接；/n接收模块(700)，所述接收模块(700)包括第二波分复用器(710)、光电探测器(720)、第二SOA光开关(730)、波长探测器(740)，所述第二波分复用器(710)的输入端与所述环形器(200)的第三端口连接并用于回向光波的分波，所述第二波分复用器(710)的其中一输出端与所述光电探测器(720)连接、另一输出端通过所述第二SOA光开关(730)连接所述波长探测器(740)；/n主控制器(800)，分别与所述脉冲光源(120)、第一SOA光开关(130)、光电探测器(720)、第二SOA光开关(730)、波长探测器(740)电性连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于差分自动消除噪声的光纤编码识别系统，其特征在于：包括
发射模块(100)，所述发射模块(100)包括宽谱光源(110)、脉冲光源(120)、第一SOA光开关(130)、第一波分复用器(140)，所述宽谱光源(110)通过所述第一SOA光开关(130)与所述第一波分复用器(140)连接，所述脉冲光源(120)与所述第一波分复用器(140)连接，所述第一波分复用器(140)用于实现宽谱光源和窄谱脉冲光源的耦合合波；
环形器(200)，所述环形器(200)具有第一端口、第二端口、第三端口，所述第一端口与所述第一波分复用器(140)的输出端连接；
分光器(300)，所述分光器(300)输入端与所述环形器(200)的第二端口连接，所述分光器(300)具有主分光端和副分光端，所述主分光端用于连接带有光纤编码(400)的光纤(500)；
反射镜(600)，与所述分光器(300)的副分光端连接；
接收模块(700)，所述接收模块(700)包括第二波分复用器(710)、光电探测器(720)、第二SOA光开关(730)、波长探测器(740)，所述第二波分复用器(710)的输入端与所述环形器(200)的第三端口连接并用于回向光波的分波，所述第二波分复用器(710)的其中一输出端与所述光电探测器(720)连接、另一输出端通过所述第二SOA光开关(730)连接所述波长探测器(740)；
主控制器(800)，分别与所述脉冲光源(120)、第一SOA光开关(130)、光电探测器(720)、第二SOA光开关(730)、波长探测器(740)电性连接。


2.根据权利要求1所述的基于差分自动消除噪声的光纤编码识别系统，其特征在于：所述宽谱光源(110)采用与所述光纤编码(400)所使用波长段一致的波长段光源。


3.根据权利要求1所述的基于差分自动消除噪声的光纤编码识别系统，其特征在于：所述分光器(300)的主分光端与副分光端的分光比例为99:1。


4.根据权利要求1所述的基于差分自动消除噪声的光纤编码识别系统，其特征在于：所述波长探测器(700)采用解调仪，用于实现光波的分离和波长测量。


5.根据权利要求1所述的基于差分自动消除噪声的光纤编码识别系统，其特征在于：所述主控制器(800...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱惠君，薛鹏，白金刚，毛志松，邬耀华，
申请(专利权)人：中山水木光华电子信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44