隨著光纖傳感組網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，構(gòu)建大容量、長(zhǎng)距離、高精度的光纖傳感網(wǎng)絡(luò)成為當(dāng)下光纖傳感技術(shù)的研究熱點(diǎn)之一。近年來(lái)，時(shí)分復(fù)用、波分復(fù)用、頻分復(fù)用以及混合復(fù)用技術(shù)等在準(zhǔn)分布式光纖傳感組網(wǎng)技術(shù)中得到了極為廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)傳感網(wǎng)絡(luò)中的時(shí)分復(fù)用技術(shù)常需要各類調(diào)制器以產(chǎn)生信號(hào)光脈沖，其大大增加了傳感組網(wǎng)的成本。同時(shí)現(xiàn)有傳感網(wǎng)絡(luò)需耗費(fèi)更多的人力與物力對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)的故障監(jiān)測(cè)，這無(wú)疑阻礙著光纖傳感網(wǎng)絡(luò)在工程實(shí)際應(yīng)用中的生存性。

武漢光電國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、光學(xué)與電子信息學(xué)院夏歷副教授領(lǐng)導(dǎo)的研究組設(shè)計(jì)出一種基于光學(xué)混沌及混合時(shí)分波分復(fù)用技術(shù)的大容量準(zhǔn)分布式光纖傳感網(wǎng)絡(luò)（圖1）。該設(shè)計(jì)中，探測(cè)光不再是脈沖光，而是由SOA環(huán)腔產(chǎn)生的一種類噪聲的連續(xù)寬譜光信號(hào)，即寬譜混沌光。通過(guò)采用混合時(shí)分波分復(fù)用技術(shù)，傳感網(wǎng)絡(luò)中傳感單元啁啾布拉格光纖光柵的復(fù)用量得到極大的提升，理論分析可支持512個(gè)傳感節(jié)點(diǎn)的同時(shí)接入能力。結(jié)合啁啾布拉格光柵的強(qiáng)度解調(diào)技術(shù)及混沌光的互相關(guān)算法，可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)分布式的光纖傳感參量的測(cè)量，也可對(duì)各個(gè)傳感單元進(jìn)行精確定位。同時(shí)，該傳感網(wǎng)絡(luò)自身具有實(shí)時(shí)光纖故障監(jiān)測(cè)功能，故障點(diǎn)測(cè)量空間分辨率高達(dá)2.8 厘米（圖2），這一獨(dú)特優(yōu)勢(shì)極大地提升其在工程應(yīng)用中的生存性與可靠性。

2015年2月9日，該項(xiàng)研究成果“光學(xué)混沌及混合時(shí)分波分復(fù)用技術(shù)用于具有實(shí)時(shí)故障監(jiān)測(cè)功能的大容量準(zhǔn)分布式光纖傳感網(wǎng)絡(luò)”（Optical chaos and hybrid WDM/TDM based large capacity quasi-distributed sensing network with real-time fiber fault monitoring）在Optics Express （Vol. 23, No. 3，2015）上發(fā)表。

該項(xiàng)工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：61290315）的資助。

圖1 大容量準(zhǔn)分布式傳感網(wǎng)絡(luò)原理圖

圖2 (a)不受應(yīng)力作用與受應(yīng)力作用下的相關(guān)譜；（b）自相關(guān)峰的半高全寬

來(lái)源：武漢光電國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(籌)

作者：羅亦楊