[發(fā)明專利]基于CWDM的地下管線多檢測節(jié)點光纖供能方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510214533.4
• 申請日: 2015-04-30
• 公開（公告）號: CN104980227B
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發(fā)明（設計）人: 羅振;桑梓勤;向智宇;劉武
• 申請（專利權）人: 武漢郵電科學研究院
• 主分類號: H04B10/80
• 分類號: H04B10/80;H04J14/02
• 代理公司: 武漢帥丞知識產(chǎn)權代理有限公司42220
• 代理人: 朱必武,沈小川

技術領域

本發(fā)明涉及CWDM通信網(wǎng)絡的光電能量轉換領域，特涉及基于CWDM的地下管線檢測節(jié)點光纖供能方法及裝置。

背景技術

1、光電能量轉換

光電能量轉換技術目前已經(jīng)應用于3V和5V的砷化鎵(GaAs)轉換設備，這一技術比較適合于傳統(tǒng)供能應用中遠距離銅線輸電或現(xiàn)場電池供能容易受到復雜環(huán)境影響而不能穩(wěn)定持續(xù)的情況，進而由可靈活控制的光電能量轉換來實現(xiàn)現(xiàn)場供能。

在發(fā)送端，利用半導體激光二極管把電能轉變?yōu)榧す庠诠饫w中傳送，在接收端，用太陽能電池作為接收器件。這種器件用300毫米厚的砷化鎵作為絕緣基片，上面覆蓋著20毫米厚的太陽能電池，可以將其分為若干個獨立的區(qū)域，這些獨立的區(qū)域由鍍金的空氣橋進行串聯(lián)。當通過光纖傳來的激光照射到太陽能電池時，光能就會轉換成電能，每個獨立區(qū)域產(chǎn)生的電壓可達1伏，3～5個區(qū)域串聯(lián)起來就有3～5伏電壓，可以滿足絕大多數(shù)傳感器的檢測電路使用，如需更高工作電壓可以對多個區(qū)域累加串聯(lián),如需更高工作電流也可以對多個區(qū)域累加并聯(lián)。

2、粗波分復用

在城域網(wǎng)或與之相當?shù)耐ㄐ欧秶校捎趥鬏斁嚯x不算很長，傳輸距離通常處于幾十公里的范圍，光纖中信號的衰減在容許范圍內(nèi)，因此不需要使用光纖放大器，增加一、兩根光纖的成本也不高。如果采用和廣域網(wǎng)一樣的DWDM設備來實現(xiàn)波分復用的效果，在設備成本上是得不償失的。由于在CWDM的應用中沒有光纖放大器，波長數(shù)的增加和擴展也不再受光放大器頻帶的限制，可以使用波長間隔較寬、波長精度及穩(wěn)定度要求較低的光源，以及合波器、分波器、波長轉換器等元件，使元器件特別是器件的成本大幅度下降。

總的來說，在城域網(wǎng)或與之相當?shù)耐ㄐ欧秶校瑢DM技術的成本需求很低。作為DWDM技術的簡化版本，CWDM適應了城域網(wǎng)傳輸距離普遍不長、對信號精密程度要求不高的實際特點，無需配備價格高昂的放大器和收發(fā)器等設備，因此CWDM是一種中短距離、多信道通信獨立傳輸?shù)慕?jīng)濟型技術方案。

CWDM技術相關標準:

2002年6月，ITU-T G.694.2建議提出了波長間隔為20nm，工作波長從1270nm到1610nm的18個復用波長的分配方案。2003年，根據(jù)實際器件的情況，ITU-T又將中心波長增加了1nm。2003年10月，針對點對點CWDM系統(tǒng)應用的光接口參數(shù)建議G.695在ITU-T 15組獲得通過。

CWDM器件及系統(tǒng)的主要參數(shù)指標如下表1和表2所示。

表1 CWDM合波/分波器件性能參數(shù)指標。

表2 CWDM系統(tǒng)標稱中心波長

從上表可以看出，目前標準化的CWDM波長數(shù)量為18，也就是說，一個CWDM系統(tǒng)，其理論上的最大可用信道數(shù)量為18。

3、地下管線供能的背景技術

地下管線所處環(huán)境為地下封閉空間，且環(huán)境惡劣，要想為地下管線沿線的檢測節(jié)點提供工作電壓或電流，既不方便連接輸電過程中功率衰減較大的供能電纜，也不方便為檢測節(jié)點就地配備可長期持久供能且能耐受潮濕環(huán)境的電池。如果按照上面兩種方法來實現(xiàn)檢測節(jié)點的供能，需要在技術、工藝和能耗等方面付出較大的設計和實施成本。

中國發(fā)明專利《基于CWDM的地下管線檢測節(jié)點光纖供能方法及裝置》(申請?zhí)枺?01410786098.8)公開了一種通過信號光纖觸發(fā)聯(lián)動供能光纖對地下管線各處檢測節(jié)點進行供能以實現(xiàn)信號檢測和數(shù)據(jù)采集的裝置及方法，使檢測節(jié)點在需要工作時才處于供能狀態(tài)，供能完成后便關斷電源。但該方法只能給一路檢測節(jié)點進行供電，不能同時給多路檢測點進行供電，且該方法中，供能光纖只有一路，如供能光纖發(fā)生故障，則整個系統(tǒng)供電就會發(fā)生問題，降低了系統(tǒng)運行的可靠性，且不方便系統(tǒng)維護。

發(fā)明內(nèi)容

針對背景技術的不足，本發(fā)明通過多路信號光纖與對應的多路供能光纖對地下管線各處多個檢測節(jié)點進行供能以實現(xiàn)信號檢測和數(shù)據(jù)采集，使多個檢測節(jié)點在需要工作時能同時處于供能狀態(tài)，供能完成后便關斷電源。本發(fā)明可以良好地解決地下管線檢測節(jié)點供能困難的問題，提高了系統(tǒng)運行的可靠性，且便于維護。

本發(fā)明的技術方案是：基于CWDM的地下管線多檢測節(jié)點光纖供能方法，包括供能粗波分復用系統(tǒng)、信號粗波分復用系統(tǒng)和本地監(jiān)控中心，其特征在于：它還包括以下步驟：

步驟一、本地監(jiān)控中心選擇需要供能的多個檢測節(jié)點，并通過供能粗波分復用系統(tǒng)中的相應波長向所需供能的檢測節(jié)點發(fā)送供能光；