[發明專利]一種能信共傳光纖的激光供能方法及其系統

在審

• 申請號: 202210199400.4
• 申請日: 2021-12-23
• 公開（公告）號: CN114675380A
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 肖子洋;張治國;顧雪亮;李月梅;李路明;梁良;王華;李健;吳志平;譚如超;周洋;楊濤
• 申請（專利權）人: 國網江西省電力有限公司信息通信分公司;國家電網有限公司;北京郵電大學
• 主分類號: G02B6/42
• 分類號: G02B6/42;G02B6/44;G02B6/293;H02J50/30;H02J7/35;H02J7/34
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 何世磊

1.一種能信共傳光纖的激光供能方法，應用于能信共傳光纖的激光供能系統，所述系統包括變電站側、桿塔側，所述變電站側設有激光光源，所述桿塔側設有與所述激光光源光纖連接的接線盒、以及與所述接線盒光纖連接的多個傳感器節點，所述接線盒設有與所述激光光源光纖連接的波分復用器、光電池、節點中央處理芯片、以及分光器，其特征在于：所述方法包括：

將在所述變電站側、所述桿塔側、以及在所述變電站側與所述桿塔側之間的光纖設置成激光能量信號與信息通信信號在同一光纖光纜中，且所述激光能量信號的能量光中心波長在1400納米以上且大于所述信息通信信號的信息光中心波長；

將所述光電池并聯連接超級電容、以及節點中央處理芯片；

將所述變電站側的激光能量信號和信息通信信號經過光纖傳輸至所述接線盒的波分復用器；

由所述波分復用器區分激光能量信號和信息通信信號分別傳輸至所述光電池和所述節點中央處理芯片；

由所述光電池將激光能量信號的光能量轉換成電能量輸入至所述超級電容，通過所述超級電容供電至所述節點中央處理芯片及傳感器節點；

當所述超級電容處在充電狀態時，與所述超級電容并聯的所述傳感器節點處于低功耗模式，由所述光電池轉換成的電能量傳輸并存儲到所述超級電容中；當所述超級電容兩端電壓達到放電閾值后，所述超級電容處于放電狀態，此時所述傳感器節點處于運行模式，所述傳感器節點從所述超級電容和所述光電池中同時獲取能量，當完成所述運行模式后，所述傳感器節點處于低功耗模式，所述超級電容開始充電；

其中，在所述傳感器節點安裝有光纖傳感器，通過分析光纖中的數據處理來獲得傳感信號。

2.根據權利要求1所述的能信共傳光纖的激光供能方法，其特征在于，所述光電池采用與InGaAs晶格匹配的InP材料制備；其中，所述InP材料對所述能量光中心波長在1400納米以上波段的激光全透過。

3.根據權利要求1所述的能信共傳光纖的激光供能方法，其特征在于，在每個所述傳感器節點還安裝有多種微瓦量級功耗傳感器和/或毫瓦量級功耗傳感器。

4.根據權利要求1所述的能信共傳光纖的激光供能方法，其特征在于，在每個所述傳感器節點還安裝有溫度傳感器、濕度傳感器、氣壓傳感器、光強傳感器、風速傳感器中一種或多種傳感器。

5.根據權利要求1所述的能信共傳光纖的激光供能方法，其特征在于，在每個所述傳感器節點還安裝有溫度傳感器、濕度傳感器、氣壓傳感器、光強傳感器、風速傳感器、攝像頭或圖像傳感器中一種或多種傳感器。

6.一種采用權利要求1所述的能信共傳光纖的激光供能系統，所述系統包括變電站側、桿塔側，所述變電站側設有激光光源，所述桿塔側設有與所述激光光源光纖連接的接線盒、以及與所述接線盒光纖連接的多個傳感器節點，所述接線盒設有與所述激光光源光纖連接的波分復用器、光電池、桿塔側光通信模塊、節點中央處理芯片以及分光器，其特征在于：在所述變電站側、所述桿塔側、以及在所述變電站側與所述桿塔側之間的光纖設置成激光能量信號與信息通信信號在同一光纖光纜中，且所述激光能量信號的能量光中心波長在1400納米以上且大于所述信息通信信號的信息光中心波長，以及與所述光電池并聯連接超級電容、以及節點中央處理芯片；在所述傳感器節點安裝有光纖傳感器，通過分析光纖中的數據處理來獲得傳感信號。

7.根據權利要求6所述的能信共傳光纖的激光供能系統，其特征在于，所述光電池采用與InGaAs晶格匹配的InP材料制備；其中，所述InP材料對所述能量光中心波長在1400納米以上波段的激光全透過。

8.根據權利要求6所述的能信共傳光纖的激光供能系統，其特征在于，在每個所述傳感器節點還安裝有多種微瓦量級功耗傳感器和/或毫瓦量級功耗傳感器。

9.根據權利要求6所述的能信共傳光纖的激光供能系統，其特征在于，在每個所述傳感器節點還安裝有溫度傳感器、濕度傳感器、氣壓傳感器、光強傳感器、風速傳感器中一種或多種傳感器。

10.根據權利要求6所述的能信共傳光纖的激光供能系統，其特征在于，在每個所述傳感器節點還安裝有溫度傳感器、濕度傳感器、氣壓傳感器、光強傳感器、風速傳感器、攝像頭或圖像傳感器中一種或多種傳感器。