[發明專利]一種基于波分復用無源光網絡WDM-PON的光纖、無線融合傳感系統及其工作方法

在審

• 申請號: 201510028489.8
• 申請日: 2015-01-20
• 公開（公告）號: CN104540048A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 季偉;侯慶飛
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H04Q11/00
• 分類號: H04Q11/00;H04J14/02;H04L29/08
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 王緒銀

1.一種基于波分復用無源光網絡WDM-PON的光纖、無線融合傳感系統，其特征在于，包括光纖布拉格光柵FBG傳感器、第一光網絡單元ONU、第一波長復用/解復用器WDM、ZigBee終端節點、ZigBee主節點、第二光網絡單元ONU、光分配網絡ODN、第二波長復用/解復用器WDM、放大自發輻射ASE光源、波長解調分析儀、光線路終端OLT、數據庫服務器、Web服務器、客戶端設備，所述ZigBee終端節點設有傳感器，光分配網絡ODN設有波長復用/解復用器WDM，所述光纖布拉格光柵FBG傳感器、所述第一光網絡單元ONU分別連接所述第一波長復用/解復用器WDM，所述ZigBee終端節點、所述ZigBee主節點、所述第二光網絡單元ONU依次連接，所述第一波長復用/解復用器WDM、所述第二光網絡單元ONU分別連接所述光分配網絡ODN，所述光分配網絡ODN連接所述第二波長復用/解復用器WDM，所述放大自發輻射ASE光源連接所述第二波長復用/解復用器WDM，所述第二波長復用/解復用器WDM分別連接所述波長解調分析儀和所述光線路終端OLT，所述波長解調分析儀和所述光線路終端OLT連接所述數據庫服務器，所述數據庫服務器、所述Web服務器、所述客戶端設備依次連接。

2.根據權利要求1所述傳感系統，其特征在于，所述第一波長復用/解復用器WDM通過光纖連接所述光分配網絡ODN，所述ZigBee主節點通過網線連接所述第二光網絡單元ONU，所述光線路終端OLT通過網口連接所述數據庫服務器，所述波長解調分析儀通過USB接口連接所述數據庫服務器。

3.根據權利要求1所述傳感系統，其特征在于，所述光纖布拉格光柵FBG傳感器用于發生反射產生光纖傳感信號；所述第一光網絡單元ONU用于產生上行光載波；所述第一波長復用/解復用器WDM及第二波長復用/解復用器WDM用于復用或解復用；所述ZigBee終端節點用于獲取傳感信息并把傳感器信息發送到所述ZigBee主節點；所述ZigBee主節點用于接收傳感信息并將傳感信息上傳至所述第二光網絡單元ONU；所述第二光網絡單元ONU用于將傳感信息調制到1310nm的光載波上，產生無線傳感信號；所述光分配網絡ODN用于復用；所述放大自發輻射ASE光源用于產生C波段寬譜光，所述C波段寬譜光的波長范圍為1525nm-1565nm；所述波長解調分析儀用于將不同的波長分離，將不同的波長的光信號轉換成電信號，將電信號進行處理并通過USB接口與所述數據庫服務器進行通信；所述光線路終端OLT一方面用于產生1490nm的下行光波，另一方面用于將承載ZigBee無線傳感信號進行匯聚，按照一定的信號格式送入數據庫服務器；所述數據庫服務器用于統一存儲光波；所述客戶端設備用于Internet訪問所述Web服務器來瀏覽傳感數據。

4.根據權利要求1所述傳感系統，其特征在于，所述第一光網絡單元ONU內設有激光二極管LD，所述激光二極管LD光源產生波長1310nm的上行光載波。

5.根據權利要求1所述傳感系統，其特征在于，所述波長解調分析儀包括光譜分析部分、探測陣列部分及電信號處理部分，所述光譜分析部分用于將不同的波長分離，所述探測陣列部分用于將不同的波長的光信號轉換成電信號，所述電信號處理部分用于將電信號進行處理并通過USB接口與所述數據庫服務器進行通信。

6.根據權利要求1-5任一所述傳感系統的工作方法，其特征在于，包括下行傳輸和上行傳輸，具體步驟包括：

下行傳輸，具體步驟包括：

(1)所述放大自發輻射ASE光源產生C波段寬譜光，所述C波段寬譜光的波長范圍為1525nm-1565nm，所述光線路終端OLT產生1490nm的下行光波；

(2)步驟(1)產生的C波段寬譜光與波長為1490nm的下行光波通過所述第二復用/解復用器WDM復用到同一條光纖上，并傳輸至所述光分配網絡ODN進行解復用，解復用后進入所述第一復用/解復用器WDM再一次進行解復用，解復用產生1550nm的復用光波和1490nm的復用光波；

(3)步驟(2)解復用產生的1550nm的復用光波進入所述光纖布拉格光柵FBG傳感器，進入所述光纖布拉格光柵FBG傳感器1550nm的復用光波發生反射，步驟(2)解復用產生的1490nm的復用光波下行到所述第一光網絡單元ONU；

上行傳輸，具體步驟包括：

(4)所述光纖布拉格光柵FBG傳感器中發生反射產生1550nm光纖傳感信號，1550nm光纖傳感信號與所述第一光網絡單元ONU的1310nm的上行光載波通過所述第一復用/解復用器WDM進行復用，產生的信號發送至所述光分配網絡ODN；

(5)所述ZigBee終端節點上設置的傳感器獲取傳感信息并把傳感器信息發送到所述ZigBee主節點，所述ZigBee主節點接收傳感信息并將傳感信息上傳至所述第二光網絡單元ONU，在所述第二光網絡單元ONU內傳感信息被調制到1310nm的光載波上，產生無線傳感信號，無線傳感信號、步驟(4)發送至所述光分配網絡ODN的信號及其余的不同波長的光網絡單元ONU的上行光波通過所述光分配網絡ODN進行復用，復用后產生的光波發送至所述第二復用/解復用器WDM進行解復用，解復用產生的承載光纖傳感信息的C波段光波輸入所述波長解調分析儀，承載傳感信息的光波直接進入所述光線路終端OLT；

(6)解復用產生的承載光纖傳感信息的C波段光波通過所述波長解調分析儀轉換成電信號，并發送至所述數據庫服務器，所述數據庫服務器將電信號轉化為傳感信息并存儲，再發送至所述Web服務器，所述光線路終端OLT將承載傳感信息的光波進行匯聚，并發送至所述數據庫服務器，再發送至所述Web服務器，通過B/S架構進行網絡發布，通過所述客戶端設備Internet訪問所述Web服務器來瀏覽傳感數據。