[發明專利]一種實現長距離分布式光纖傳感的中繼放大裝置及其方法

有效

• 申請號: 201611245739.4
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN106788752B
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發明（設計）人: 宋牟平;夏俏蘭
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H04B10/297
• 分類號: H04B10/297;H04B10/291
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

1.一種實現長距離分布式光纖傳感的中繼放大裝置，其特征在于：由強激勵光放大模塊、弱傳感光放大模塊組成；經前段傳感光纖衰減的強激勵光信號輸入至強激勵光放大模塊，經強激勵光放大模塊放大后再輸出至后段傳感光纖；后段傳感光纖的衰弱傳感光信號輸入至所述的弱傳感光放大模塊，經弱傳感光放大模塊放大后再輸出至前段傳感光纖，完成強激勵光與弱傳感光信號的分別中繼放大；

其中，所述的強激勵光放大模塊由在光路上依次設置的第一光環形器、第一濾波器、光功率放大器、第二濾波器、分布式光放大器、以及第二光環形器組成，首先，經前段傳感光纖衰減的強激勵光信號經第一光環形器輸入至強激勵光放大模塊，然后，強激勵光信號經第一濾波器濾波后輸入至光功率放大器進行信號放大，接下來，放大的強激勵光信號經過第二濾波器濾除光纖中其他頻率的光信號后再輸入至分布式光放大器，與分布式光放大器的泵浦光匯合后再由第二光環形器輸出至后段傳感光纖，完成強激勵光信號的放大；

所述的弱傳感光放大模塊由在光路上依次設置的第二光環形器、第三濾波器、前置光放大器、第四濾波器以及第一光環形器組成，首先，后段傳感光纖的衰弱傳感光信號經第二光環形器輸入至弱傳感光放大模塊，接著，衰弱傳感光信號經第三濾波器濾波后輸入至前置光功率放大器進行信號放大，然后，放大的傳感光信號經過第四濾波器濾除噪聲后再經第一光環形器輸出至前段傳感光纖，完成弱傳感光信號的放大。

2.根據權利要求1所述的實現長距離分布式光纖傳感的中繼放大裝置，其特征在于：所述的弱傳感光放大模塊還包括分布式光放大器，用于對傳感光信號進行分布式放大；當第一光環形器的承受功率較大且工作波長寬度足夠時，分布式光放大器置于第一光環形器與第四濾波器之間；當第一光環形器的承受功率較小或工作波長寬度不夠，且分布式光放大器的泵浦功率較大時，分布式光放大器在光路上置于第一光環形器之后。

3.一種實現長距離分布式光纖傳感的中繼放大裝置，其特征在于：由強激勵光放大模塊、弱傳感光放大模塊組成；經前段傳感光纖衰減的強激勵光信號輸入至強激勵光放大模塊，經強激勵光放大模塊放大后再輸出至后段傳感光纖；后段傳感光纖的衰弱傳感光信號輸入至所述的弱傳感光放大模塊，經弱傳感光放大模塊放大后再輸出至前段傳感光纖，完成強激勵光與弱傳感光信號的分別中繼放大；

其中，所述的強激勵光放大模塊由在光路上依次設置的第一光環形器、第一濾波器、光功率放大器、第二濾波器、第二光環形器、以及分布式光放大器組成，首先，經前段傳感光纖衰減的強激勵光信號經第一光環形器輸入至強激勵光放大模塊，然后，強激勵光信號經第一濾波器濾波后輸入至光功率放大器進行信號放大，接下來，放大的強激勵光信號經過第二濾波器濾除光纖中其他頻率的光信號后再經第二光環形器輸入至分布式光放大器，與分布式光放大器的泵浦光匯合后輸出至后段傳感光纖，完成強激勵光信號的放大；

所述的弱傳感光放大模塊由在光路上依次設置的第二光環形器、第三濾波器、前置光放大器、第四濾波器以及第一光環形器組成，首先，后段傳感光纖的衰弱傳感光信號經第二光環形器輸入至弱傳感光放大模塊，接著，衰弱傳感光信號經第三濾波器濾波后輸入至前置光功率放大器進行信號放大，然后，放大的傳感光信號經過第四濾波器濾除噪聲后再經第一光環形器輸出至前段傳感光纖，完成弱傳感光信號的放大。

4.一種利用權利要求1~3任一所述的中繼放大裝置進行長距離分布式光纖傳感的方法，包括以下步驟：

（1）在分布式光纖傳感系統的傳感光纖中途設置一個或多個中繼放大裝置，該中繼放大裝置的輸入輸出接口分別與前后兩段傳感光纖相連接；

（2）中繼放大裝置的前段傳感光纖的正向傳輸強激勵光信號經過光纖傳輸后，輸入到中繼放大裝置，強激勵光信號經過中繼放大裝置進行信號放大，然后輸入到后段傳感光纖，完成強激勵光信號的放大過程；

（3）中繼放大裝置的后段傳感光纖的反向傳輸弱傳感光信號經過中繼放大裝置的輸出端輸入到中繼放大裝置，弱傳感光信號經中繼放大裝置進行信號放大，被放大的弱傳感光信號從中繼放大裝置的輸入端輸出到前段傳感光纖，完成弱傳感光信號的放大過程。