【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光网络数字化编码领域，涉及电力光纤网络、网络供应商、大型企业等全光网络数字化的应用领域，具体为一种基于弱反射率光栅阵列密集编码的全光链路监测系统。
技术介绍
1、光纤编码是实现全光网络数字化的基础和核心技术。光纤链路安全是保证光接入网安全的基础，有研究表明光网络故障中约有三分之一是由光纤线缆故障引起，因此为光接入网中每一条光纤链路以及光纤链路上无源器件进行数字化编码并利用此编码对网络状态实施监测，实现更精准、可靠、智能、高效的全光网络数字化管理是光接入网可以高效稳定运行的前提。
2、电力光纤网络系统做为电力通信信息和智能控制的基础组成部分，其支撑着电网调度、营销、生产等核心业务，是电网稳定可靠运行的基础。由于光纤网络具有“暗网络”和“哑资源”的属性，目前主要采用电子标签、纸质标签、otdr(光时域反射)技术对光纤网络进行管理。但是电子标签或纸质标签的管理方式非常依赖人工，容易出错、且不具有光纤网络自动识别管理功能，从而造成现有光纤网络管理效率低下，大量的光纤网络甚至处于“脱管”状态；而otdr技术也只能对光网络进行部分管理和维护，特别是在光纤网络进行故障定位时，存在依赖特定人员、光缆故障地理定位误差大、室内光纤故障不能精确定位等一系列问题。因此，更精准、可靠、智能、高效的全光链路数字化管理技术是智能电网光纤网络管理的要求。
3、但是光纤不可识别特性以及光纤资源与业务的不匹配，造成实际运行中存在“共模”现象的危害。如在电力光通信网中，为了保证重要业务的可靠性，一般会铺设多张通信网络。比如，在铺
4、光纤编码可以实现电力光纤网络的光学数字化，其以波分复用、时分复用、空分复用等方式实现光纤网络各组成部件的唯一编码，提高光纤网络的综合保障能力，提升光纤网络的资源利用率，降低光纤网络的共模风险。但是目前所使用的光纤编码技术大多只利用光纤光栅对监测光脉冲进行一维或二维波长编码。一维编码波长编码只能为一条链路分配单一的波长作为其唯一标签，其优点是结构简单实现方便，编码器只包含一个布置于用户端的光纤光栅；缺点则显而易见，使用的光谱资源随编码链路数线性增长，只能适用于小规模光网络的编码需求。二维波长编码使用了一个由光纤光栅和一分二光分路器所构成的光编码器，编码器被放置于接入网中的局端，采用集中式编码降低了用户端的复杂度，编码效率相比一维编码大大提高，但在实际使用中受限于光谱资源依然只能实现对数百条链路的编码。
5、因此现有的编码技术并不能适用于实现对大规模、可靠性要求高全光网络的实时编码。
技术实现思路
1、针对上述编码规模受可使用波长限制的问题，本专利技术提供了一种基于弱反射率光栅阵列密集编码的全光链路监测系统，通过将现有光纤光栅编码技术和弱反射率光纤光栅的特点结合，利用弱反射光栅阵列从波长域提高光纤光栅编码技术的效率，进而提高在一条光纤链路上可编码的光学节点数量，解决目前技术实时编码规模受限、无法满足大规模网络使用要求的问题，能够满足高实时性密集光网络链路监测的需求。
2、一种基于弱反射率光栅阵列密集编码的全光链路监测系统，分为光监测终端和分支链路两部分；具体包括l波段的多波长脉冲光源、脉冲发生器、环形器、波分解复用器、波分复用器、探测器阵列、多通道采集卡、上位机、1×n光开关和分支链路，n≥1。
3、所述l波段的多波长脉冲光源设置于光监测终端内，接受脉冲发生器的控制产生m个不同波长的光脉冲；光脉冲是由多波长脉冲光源中激光器阵列产生的m个在时域上宽度、功率、周期相同，在波长域上中心波长不同、3db带宽相同的光脉冲，且相邻光脉冲中心波长的间隔大于其带宽以保证各脉冲在波长域不会混叠，各光脉冲同时离开激光器并合束为时域上的一个待编码光脉冲；这种待编码光脉冲分布在l波段且与通信光(通信常用波段的光)的中心波长不重叠，m＞1。
4、所述环形器的端口1接多波长脉冲光源，通过端口2将待编码光脉冲输出至1×n光开关完成分路；环形器的端口3连接波分解复用器的输入端口。
5、所述1×n光开关和波分复用器设置于光监测终端内，完成待编码光脉冲的选路并将选路后的待编码光脉冲同通信光一一对应耦合，光开光有1个，波分复用器共n个：
6、光开光含有1个输入端口和n个输出端口，同一时刻只将一个输出端口与输入端口接通，输入端口接入环形器的2端口，n个输出端口分别一一对应n个波分复用器的输入端口；光开光接受上位机控制完成通道的切换，切换时间小于15ms以及分支链路切换次数大于109，能够完成在n条分支链路(光纤)中稳定快速切换。
7、波分复用器含有1个反射口、1个通带口和1个com口，通信光接入反射口，将经光开关某一端口输出的待编码脉冲光接入通带口，两路光耦合形成耦合光后经com口输出至分支链路，分支链路对应共计n个。
8、所述分支链路均设有至少一个弱反射率光栅阵列，每个弱反射率光栅阵列为一个编码节点，弱反射率光栅阵列将来自光监测终端的≤1％的一部分待编码脉冲光反射，得到该编码节点的编码光脉冲，编码光脉冲经环形器的3端口输出至波分解复用器；剩余部分的待编码脉冲光以及其他波长的光完全透射，继续向前传输至下一个弱反射率光栅阵列。
9、弱反射率光栅阵列通过在各分支链路的光纤上刻写一个或多个弱反射率光栅制成，弱反射率光栅的反射率≤1％，各光栅除中心波长外其他参数相同，光栅的中心波长取多波长光源m种中心波长中的一个或多个；在不影响相邻波长信道编码脉冲光的前提下，光栅的反射带宽为光源发射光线宽的1.5倍以上，保证即使光栅发生了一定的波长偏移也能够维持相对稳定的反射率，提高编码器对中心波长差的容忍度。
10、所述波分解复用器为m通道，即有一个输入端口和m个输出端口，接收从分支链路各个编码节点处反射回的编码光脉冲，按m种不同的波长分为m路，并一一对应的输出至m通道的探测器阵列。
11、所述探测器阵列为m通道，接收波分解复用器输入的m路编码光脉冲，并对每一路的光完成光电转换，光电转换之后的各路信号通过由脉冲发生器控制同步的多通道采集卡采样获得数字信号。
12、所述多通道采集卡为m通道，将探测器阵列输入的电信号转化为数字信号，并通过相应接口传送给上位机，以进行后续的信号编码识别及处理操作。
13、进一步的，所述弱反射率光栅阵列通过熔接或耦合器设置于分支链路上本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于弱反射率光栅阵列密集编码的全光链路监测系统，其特征在于：分为光监测终端和分支链路两部分；具体包括L波段的多波长脉冲光源、脉冲发生器、环形器、波分解复用器、波分复用器、探测器阵列、多通道采集卡、上位机、1×N光开关和分支链路，N≥1；
2.如权利要求1所述基于弱反射率光栅阵列密集编码的全光链路监测系统，其特征在于：所述弱反射率光栅阵列通过熔接或耦合器设置于分支链路上。
3.如权利要求1所述基于弱反射率光栅阵列密集编码的全光链路监测系统，其特征在于，所述弱反射率光栅阵列有两种编码形式：
4.如权利要求1所述基于弱反射率光栅阵列密集编码的全光链路监测系统，其特征在于：
5.如权利要求1所述基于弱反射率光栅阵列密集编码的全光链路监测系统，其特征在于：所述m波长脉冲光源所使用的光脉冲波长选择1565nm～1575nm，按照ITU-TG.691标准中所列出各信道中心波长选择，以避开通信光。
6.如权利要求1所述基于弱反射率光栅阵列密集编码的全光链路监测系统，其特征在于，工作流程为：
【技术特征摘要】
1.一种基于弱反射率光栅阵列密集编码的全光链路监测系统，其特征在于：分为光监测终端和分支链路两部分；具体包括l波段的多波长脉冲光源、脉冲发生器、环形器、波分解复用器、波分复用器、探测器阵列、多通道采集卡、上位机、1×n光开关和分支链路，n≥1；
2.如权利要求1所述基于弱反射率光栅阵列密集编码的全光链路监测系统，其特征在于：所述弱反射率光栅阵列通过熔接或耦合器设置于分支链路上。
3.如权利要求1所述基于弱反射率光栅阵列密集编码的全光链路监测系统，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴宇，王粤晖，白京城，饶云江，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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