CN108599839A - 一种光纤通信中检测光波信号提取方法及系统 - Google Patents

一种光纤通信中检测光波信号提取方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种光纤通信中检测光波信号提取方法及系统，包括，通过检测模块识别、接收检测光，并将检测光的光信号转换为电信号，得一次电信号；对所述一次电信号进行放大处理，得到二次电信号；对所述二次电信号进行高、低通滤波处理；通过处理模块对所述指定波长范围内的电信号的原始编码进行解码，同时从本地获取节点编码，并将所述节点编码加上所述指定波长范围内的电信号的原始编码进行重组新编码。本发明能够在极低的远低于通信信号强度的情况下非正向条件下能拾取检测信号。

Description

一种光纤通信中检测光波信号提取方法及系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别是一种光纤通信中检测光波信号提取方法及系统。
背景技术
近年来，在通信领域，可进行高速、大容量传输的光纤成为传输线路主流，并在进一步的发展。随之而来的，特别是在数据中心或电信机房等的光通信相关设备中频繁的进行光传输路径的变更或废弃、增加等施工工作，目前的管理方式是通过在跳线上打上纸质标签，管理本端口的光纤通信方向地址和传输内容，但因为大量的变更或拆建业务需要重新打纸质标签而造成的工作量剧增，而实际操作人员的失误，或者不尽责而造成纸质标签内容和实际光传输内容相去甚远，错误百出，对后来施工者的施工造成了极大的困扰，同时也极大的降低了工作效率，增加的运维成本。
在这种光通信结构中传输的通信光为不可见光，且标签内容错误与否对施工人员来说无法判断，从而施工过程增加了很多危险因素，给施工人员加大了施工难度，给运营商增加了施工管理增加了成本。
目前所有的光通信的光波都是顺着光纤径向方向传播，接收器也是正对这光纤径向接收通过光纤传输过来的通信光进行光电转化信号。但由于无源光网无法对路由节点进行监控，导致线路路由凌乱无法管理。从而催生出对无源光网节点路由监控的需求。在此基础上不得对原有通信线路上传输的光信号产生严重损耗或干扰。且还能监控的了上游传输过来的检测光波信号。主要有下面几项：1、监控探测部分得垂直于光传输方向；2、对通信光的隔离；3、对检测光波信号的拾取。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述和/或现有的光传输路径中的线路管路、监控中存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明其中的一个目的是提供一种光纤通信中检测光波信号提取方法，其在远低于通信信号强度的情况下非正向条件下能拾取检测信号，并能够通过编解码使得每个路由节点均具有一个独一无二的光子标签，以便于对各条光传输路径的管理、监控。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种光纤通信中检测光波信号提取方法，其包括：远端的发射机依据控制模块的请求，向各条光传输路径发送经过原始编码的检测光，并在各条所述光传输路径上的光接口位置处提取所述检测光；所述光传输路径中的所述检测光通过取光模块进行提取，被提取的所述检测光能够进入检测模块；所述检测模块识别、接收所述检测光，并将所述检测光的光信号转换为电信号，得到一次电信号；对所述一次电信号进行放大处理，得到二次电信号；对信号放大后的所述二次电信号同时进行高通滤波和低通滤波处理，以保留指定波长范围内的电信号；通过处理模块对所述指定波长范围内的电信号的原始编码进行解码，同时从本地获取节点编码，并将所述节点编码加上所述指定波长范围内的电信号的原始编码进行重组新编码；将所述新编码回传至所述控制模块，以标定各条所述光传输路径中的路由节点的唯一信号码作为光子标签。
作为本发明所述光纤通信中检测光波信号提取方法的一种优选方案，其中：所述检测模块的检测接收方向垂直于所述光传输路径方向。
作为本发明所述光纤通信中检测光波信号提取方法的一种优选方案，其中：所述一次电信号通过运放进行放大处理，得二次电信号，所述二次电信号通过滤波器进行高通滤波和低通滤波处理。
作为本发明所述光纤通信中检测光波信号提取方法的一种优选方案，其中：所述指定波长范围内的电信号，其波长范围在1600nm-1750nm之间。
作为本发明所述光纤通信中检测光波信号提取方法的一种优选方案，其中：各条所述光传输路径中的各个所述处理模块均与所述控制模块进行握手通讯，并将所述处理模块各自的独有位置信息上传至所述控制模块作为基础数据存储；所述节点编码由所述处理模块根据其所对应的路由节点位置进行自动分配，并使得每个所述路由节点均对应有一个且唯一的节点编码。
作为本发明所述光纤通信中检测光波信号提取方法的一种优选方案，其中：所述电信号为模拟信号，所述解码是通过比较器将所述模拟信号转化为数字信号，所述数字信号为高、低电平的脉冲信号；所述重组新编码为将所述原始编码与所述节点编码两者各自对应的数字信号结合，并再次逆过程转化为模拟信号。
作为本发明所述光纤通信中检测光波信号提取方法的一种优选方案，其中：所述取光模块包括，取光机构，包括取光部件，以及套设于所述取光部件外围的所述固定部件，所述取光部件包括外围的插芯体以及贯穿过所述插芯体的中心位置的轴向预制通道，所述光纤穿过并埋设于所述预制通道内，所述取光部件的两端均设置有选择膜，所述选择膜能够对特定波长的检测光进行过滤，并对传输至此的所述检测光形成传输阻挡；以及，机械接续机构，所述光接口位于光纤接头的外端，且彼此正对的两个光接口所对应的光纤接头之间通过所述机械接续机构进行连接；所述固定部件沿其纵向具有容许缝口，所述检测模块位于容许缝口的正上方。
作为本发明所述光纤通信中检测光波信号提取方法的一种优选方案，其中：所述插芯体的中间位置处设置有溢出口，所述溢出口自所述取光部件的外表面向内凹陷，且保持所述取光部件内部的光纤不暴露出来。
作为本发明所述光纤通信中检测光波信号提取方法的一种优选方案，其中：所述取光部件上设置有V型槽，且所述V型槽的两侧坡面上设置有选择膜。
本发明的另一个目的是提供一种光纤通信中检测光波信号提取系统，其在不改变原有通信线路的前提下从侧面探测到检测信号。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种光纤通信中检测光波信号提取系统，其包括，取光模块，包括机械接续机构，所述机械接续机构能够连接彼此正对的两个光接口，所述彼此正对的两个光接口之间设置有所述取光机构，并通过所述取光机构形成接续，所述取光机构能够在所述光接口的位置处提取来自发射机并经过原始编码的检测光，并将所提取的经过原始编码的检测光传递至检测模块；检测模块，位于所述取光机构的上方，并识别和接收来自所述取光机构所提取的检测光，并对其进行光电信号转化，将光脉冲信号转化为电脉冲信号，所述检测模块设置于处理模块上，并与其形成电路连接；处理模块，包括运放、滤波器和比较器，且三者以及所述检测模块均设置于电路板上，所述处理模块对指定波长范围内的电信号的原始编码进行解码，同时从本地获取节点编码，将所述节点编码加上所述指定波长范围内的电信号的原始编码进行重组新编码，以回传至控制模块；以及，控制模块，与所述处理模块相连，并接收来自所述处理模块的所述新编码。
本发明能够在远低于通信用的信号动态强度下，完成各个光传输路径上的检测信号的拾取分辨，并将上游接收来的信号结合本地信息并加以重新封装编码上传服务器，形成对每条光传输路径中的路由节点的唯一信号码作为其独一无二的光子标签。由于光子标签的设定，使得每条光传输路径都拥有了其自身的属性信息以及坐标信息，因此能够通过服务器实现对光纤路由端口、光口的路线查找以及远端管理，同时也能够对端口的实现接续状态进行实时监控，当光强度较弱时，能够实现提前预测故障，并通过服务器中标签信息进行提前维护，从而减少故障对用户造成影响。此外，本发明还具有如下有益效果：1、在不改变原有通信线路的前提下从侧面探测到检测信号；2、在不人为增加路由节点损耗的前提下实现对光纤线路中检测信号的拾取；3、解码检测信号的同时，可根据路由节点的位置重新编码信息上传服务器；4、在极低的远低于通信信号强度的情况下非正向条件下能拾取检测信号。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明光纤通信中检测光波信号提取方法及系统第一、二个实施例所述的流程线框示意图。
图2为本发明光纤通信中检测光波信号提取方法及系统第一、二个实施例所述的系统分部示意图。
图3为本发明光纤通信中检测光波信号提取方法及系统第一、二个实施例所述的检测光波信号提取示意图。
图4为本发明光纤通信中检测光波信号提取方法及系统第一、二个实施例所述的取光模块平面图。
图5为本发明光纤通信中检测光波信号提取方法及系统第一个实施例所述的取光机构内部结构示意图。
图6为本发明光纤通信中检测光波信号提取方法及系统第一个实施例所述的光散射路径的模拟实验图。
图7为本发明光纤通信中检测光波信号提取方法及系统第一个实施例所述的取光机构整体结构示意图。
图8为本发明光纤通信中检测光波信号提取方法及系统第一个实施例所述的取光机构整体结构剖面示意图。
图9为本发明光纤通信中检测光波信号提取方法及系统第一个实施例所述的选择膜作用示意图。
图10为本发明光纤通信中检测光波信号提取方法及系统第三个实施例所述的溢出口分布示意图。
图11为本发明光纤通信中检测光波信号提取方法及系统第三个实施例所述的溢出口剖面示意图。
图12为本发明光纤通信中检测光波信号提取方法及系统第三个实施例所述的溢出口作用示意图。
图13为本发明光纤通信中检测光波信号提取方法及系统第四个实施例所述的V型槽分布示意图。
图14中的14(a)～14(c)为本发明光纤通信中检测光波信号提取方法及系统第四个实施例所述的不同槽深的V型槽结构对比图。
图15为本发明光纤通信中检测光波信号提取方法及系统第四个实施例所述的V型槽作用示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
参照图1～9，为本发明第一个实施例，该实施例提供了一种光纤通信中检测光波信号提取方法，其主要包括微弱信号的接收、解码光波信号，以及编码新的数据上传服务器等重要环节。本发明能够在远低于通信用的信号动态强度下，完成各个光传输路径上的检测信号的拾取分辨，并将上游接收来的信号结合本地信息并加以重新封装编码上传服务器，形成对每条光传输路径中的路由节点的唯一信号码作为其独一无二的光子标签。
由于光子标签的设定，使得每条光传输路径都拥有了其自身的属性信息以及坐标信息，因此能够通过服务器实现对光纤路由端口、光口的路线查找以及远端管理，同时也能够对端口的实现接续状态进行实时监控，当光强度较弱时，能够实现提前预测故障，并通过服务器中标签信息进行提前维护，从而减少故障对用户造成影响。
如图1～4，所述光纤通信中检测光波信号提取方法包括：
发光与取光：远端的发射机依据控制模块M-400的请求，向各条光传输路径发送经过原始编码的检测光λ2，并在各条光传输路径上的光接口A位置处提取检测光λ2；光传输路径中的检测光λ2通过取光模块M-100进行提取，被提取的检测光λ2能够进入检测模块M-200；
转换与放大：检测模块M-200能够识别、接收检测光λ2，并将检测光λ2的光信号转换为电信号，得到一次电信号；对一次电信号进行放大处理，得到二次电信号；
滤波处理：对信号放大后的二次电信号同时进行高通滤波和低通滤波处理，以保留指定波长范围内的电信号；
编解码：通过处理模块M-300对指定波长范围内的电信号的原始编码进行解码，同时从本地主板获取节点编码，并将节点编码加上指定波长范围内的电信号的原始编码进行重组新编码；
节点标定：将新编码回传至控制模块M-400，以标定各条光传输路径中的路由节点的唯一信号码作为光子标签。
具体的，本发明中的光接口A为光纤接头外露的的插芯，在光传输路径上的每个路由节点的位置处，两个相对的光接口A互相正对，通过中间的取光机构100形成对接和连续，最后通过机械接续机构200来连接两个光纤接头，能够对此处光接口A的连接点形成紧固和稳定。上述的取光机构100用于在光接口A的对接处提取检测光λ2，以传输至检测模块M-200。本发明中的检测模块M-200可以采用PD(光电二极管)，其检测接收检测光λ2的方向垂直于光传输路径的方向，并位于取光机构100的正上方。
用户可以首先通过控制模块M-400向发射机发送请求指令，使得发射机向各条光传输路径发送脉冲检测光λ2，此处的脉冲检测光λ2为带有原始统一编码的脉冲光信号。当检测光λ2在光传输路径中传播的同时，能够在各个路由节点处被取光模块M-100中的取光机构100进行部分提取。本发明中的“路由节点”为每组(一对)光纤接头所正对连接的连接点位置，且本发明中的光纤接头可以采用SC接口的光纤接头。
所提取的检测光λ2能够被检测模块M-200所接收和识别，此处的“识别”为：由于少数自然光以及其他杂波信号的存在，使得传输至检测模块M-200处的光源并非本发明所需的指定的“纯净”检测光λ2信号，因此可以通过在检测模块M-200的窗口处设置光学薄膜，初步过滤一部分自然光等杂光，以得到经过初步过滤的且带有原始编码的检测光λ2。因此“识别”的过程为容许检测光λ2通过，而阻隔其他一部分杂波的初步过滤的过程。
经过上述初步“识别”的检测光λ2在被检测模块M-200接收后，能够在检测模块M-200的作用下，将光信号转换为电信号，得到了一次电信号。此处的一次电信号为带有原始编码的点脉冲信号，且其中仍旧存在一部分杂波信号。
实践发现，一次电信号的信号强度较微弱，所以转化后的电信号同样也较微弱，为了更好的读取信号，必须对一次电信号借助于有源运放M-301进行二次放大处理，以得到信号较强的二次电信号。此处的运放M-301为运算放大器，在实际电路中，通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。
显而易见的，跟随一次电信号进行放大的不仅仅是所需指定的检测光λ2，还有其他不需要的杂波信号也被一同放大。因此为了更好的提取所需信号，需要对二次电信号进行二次过滤。由于本发明所需指定的检测光λ2信号是按照一定的频率进行发送的，那就可以通过高、低通滤波，把不属于指定的检测光λ2信号的波形滤掉，其具体为：在电路上设置滤波器M-302，并通过滤波器M-302对二次电信号进行高通滤波和低通滤波处理，这里所述的高、低通滤波是相对指定检测光λ2传输信号的频率而言，因为传输信号集中在某一个固定频率，那么对于高于或者低于所需要的频率的信号可以进行滤除，更容易获得指定波长范围内的电信号。
需要注意的是：本发明中“指定波长范围内的电信号”，其波长范围在1600nm-1750nm之间。
得到上述指定波长范围内的电信号之后，就需要对其进行解码和重新整合编码，以获得唯一的信号码作为光子标签。其实质为：在解码检测信号的同时，可根据路由节点的本地芯片内录入的节点地址，重新编码，并将新编码上传服务器。由于各节点地址不同，因此每个路由节点的新编码各不相同，使得各路由节点与其独有的新编码一一对应，通过服务器对其储存和管理，即可实时监控各个路由节点的实时状况。由于新编码对其路由节点具有唯一的代表性，因此可以标定为其独有的“光子标签”。
若要实现上述的解码和重新编码过程，需要通过数字信号实现。本发明上述中的所有的电信号均为模拟信号，若要进行逻辑信号传输那就必须进行模数转化，而通过比较器M-303即可将模拟信号转化为数字信号。
其中，比较器M-303是将一个模拟电压信号与一个基准电压相比较的电路。比较器的两路输入为模拟信号，输出则为二进制信号0或1，当输入电压的差值增大或减小且正负符号不变时，其输出保持恒定。在本发明中，电信号高于基准电压的直接抬升为高电平，低于基准电压的降低为低电平，由此可以变化为数字信号。由于本发明中的检测光λ2为脉冲激光，因此所转变而得的数字信号为高、低电平的脉冲信号。
根据上述的过程，经过原始编码的检测光λ2被比较器M-303解码为数字信号，同时，在各条光传输路径中，各个路由节点及其处理模块M-300都具有其各自的独有位置信息，若针对各个路由节点均分配一个独有的本地节点编码，且将节点编码解码后与检测光λ2的数字信号结合、重新编码，即可产生各不相同的新编码。此处的“独有位置信息”包括路由节点的GPS位置箱号、单元箱号、层号等基础位置信息。
在本发明中，初次安装处理模块M-300时，各条光传输路径中的各个处理模块M-300均与控制模块M-400进行握手通讯，并将处理模块M-300各自的独有位置信息上传至控制模块M-400作为基础数据存储。与此同时，“节点编码”可以从本地获取，此处的“本地”是指处理模块M-300，即电路板或者芯片，具体的，节点编码是由处理模块M-300根据其所对应的路由节点位置进行自动分配的随机编码，并使得每个路由节点均对应有一个且唯一的节点编码。
本发明中的重新编码过程即为：将原始编码与节点编码两者各自所得的数字信号结合，回传至控制模块M-400。例如，本发明中可以将“1ms高电平+1ms低电平”代表1、“1ms高电平+2ms低电平”代表0的规律，并以每8bit组成一个字节(byte)进行编码。
上述中的控制模块M-400为服务器，处理模块M-300为实现滤波、编解码等过程的电路板，其包括上述的运放M-301、滤波器M-302和比较器M-303，且均通过集成电路方式设置在处理模块M-300的电路板M-304上。进一步的，检测模块M-200作为PD也被集成于处理模块M-300上。
进一步的，上述的取光模块M-100包括取光机构100和机械接续机构200。其中，取光机构100包括取光部件101，以及套设于取光部件101外围的固定部件102，取光部件101包括外围的插芯体101a以及贯穿过插芯体101a的中心位置的轴向预制通道101b，光纤穿过并埋设于预制通道101b内；取光部件101的两端均设置有选择膜103，选择膜103能够对特定波长的检测光λ2进行过滤，并对传输至此的检测光λ2形成传输阻挡。固定部件102沿其纵向具有容许缝口102a，检测模块M-200位于容许缝口102a的正上方。光接口A位于光纤接头的外端，且彼此正对的两个光接口A所对应的光纤接头之间通过机械接续机构200进行连接。此处的机械接续机构200为光纤法兰适配器。
本发明中检测光λ2通过取光机构100进行提取，并反馈给检测模块M-200。如图3、5～9，本发明中若采用取光机构100在光接口A的对接处提取检测光λ2涉及到一种检测光提取方法。所述检测光提取方法，主要包括：
S1：在彼此正对的两个光接口A端头之间设置取光部件101，取光部件101的两端分别与光接口A的端头对接，取光部件101与光接口A的内部均设置有光纤，且光纤的外端互相对接；
S2：在取光部件101的两端均设置有选择膜103，选择膜103能够对特定波长的检测光λ2进行过滤，并对传输至此的检测光λ2形成部分阻挡；
S3：通过发射机向其中任意一个光接口A同时发送波长不等的通讯光λ1和检测光λ2，通讯光λ1和检测光λ2同时向取光部件101的方向传输；
S4：通讯光λ1能够从一端的光接口A的光纤中穿过取光部件101内的光纤，进入另一端的光接口A内，而检测光λ2被选择膜103阻挡，从光接口A端头与取光部件101端头之间所形成的不完全耦合的缝隙中传导出去，被检测模块M-200所接收。
具体的，上述的光接口A为光纤接头的插芯，且插芯内部的中心位置具有第一光纤A-1，当两个光接口A的外端互相正对时，可以通过取光部件101进行对接连通，并通过固定部件102进行固定限位、保持轴心统一(固定部件102为开口套管状，可用陶瓷制成，并套设于取光部件101与光接口A的对接处)。
因此，这里需要注意的是：取光部件101内部的中心位置具有轴向的预制通道101b，第二光纤101b-1穿过并埋设于预制通道101b内，取光部件101的两端头部研磨成UPC接头，并与两个光接口A分别对接，保持三者内部的光纤端头互相对准，实现传输。
其中，上述的取光部件101两端均镀有选择膜103，选择膜103能够对特定波长的检测光λ2进行过滤，并对传输至此的检测光λ2形成部分阻挡。这里的选择膜103为光学薄膜，光学薄膜是指在光学零件上沉积一层或多层的厚度薄而均匀的电介质膜或金属膜或电介质与金属膜组合的膜堆。
同时，上述“并对传输至此的检测光λ2形成部分阻挡”中的“部分”的工作原理为：光在通过分层媒质时，来自不同界面的反射光、透射光在光的入射及反射方向产生光的干涉现象，而通过利用这种干涉现象，通过改变材料及其厚度等特性来人为的控制光的干涉，根据需要来实现光能的重新分配。因此，通过对选择膜103的厚度、材质等因素的选择可以将所需特定波长的检测光λ2全部反射或者部分反射出来，而让通讯光λ1透过选择膜103继续传输。
基于上述，当通过发射机向其中任意一个光接口A发送波长不同于通讯光λ1的检测光λ2时，通讯光λ1和检测光λ2从此端的第一光纤A-1内传向取光部件101的一端。由于此端的光接口A外端头与取光部件101的端头之间，以及两个端面的纤芯耦合度不可能达到100％(工艺原因导致)，加之取光部件101端面处选择膜103的选择性、合理性(不完全过滤检测光λ2)过滤反射，导致检测光λ2有一部分从不完全耦合的缝隙中反射出去，另一部分进入第二光纤101b-1以及陶瓷内(取光部件101由陶瓷制成)，参与后续的接续点的提取利用。其中，反射出去的检测光λ2被设置于固定部件102正上方的检测模块M-200所接收，这里的检测模块M-200可以采用光电二极管。
进一步的，固定部件102沿其纵向具有容许缝口102a，容许缝口102a用于保证在固定部件102能够抱紧取光部件101及其两端光接口A的同时，还能容许：来自光接口A端头与取光部件101端头之间所形成的不完全耦合的缝隙中所传导出来的检测光λ2能够通过容许缝口102a，并被位于容许缝口102a的正上方的检测模块M-200所接收。
本发明中，检测模块M-200的有效检测范围覆盖取光部件101的总长度，即包括其左右两端的范围，以保证无论光从哪一侧入射，都能产生相同的上述过程，并被检测模块M-200所接收。
本发明中的取光部件101长度在2～3mm之间，其原因在于：
目前常用尺寸的PD(光电二极管)窗口直径包括3.9±0.3mm这种规格，当把PD安装于固定部件102的正上方时，出于实际因素，取光机构100整体会由于外界的扰动而导致PD的微量位移。由上述实施例可知，PD窗口的有效检测范围必须覆盖取光部件101的总长度，即包括其左右两端的范围，因此取光部件101本身的尺寸不能设置地太大，需要保证当PD进行微量位移时，取光部件101整体始终能够包含在PD窗口的有效检测范围内(比如，当需要保证取光部件101两端的容许位移至少为0.5mm时，若取光部件101初始位于PD窗口下的正中间位置，则取光部件101的长度为2.9mm左右)。
同时，如图6所示，根据实验模拟数据可知，当光接口A端头与取光部件101端头之间不完全耦合时，散射进插芯体101a内的检测光λ2在距离入射端面1～2mm的位置处光强最大。由于需要保证左右两边无论是哪一端入射检测光λ2，都能被PD接收，因此根据长度需要在1～2mm以外的范围。
另外，两光纤插头插入法兰后，两跳线插头之间得空隙为3mm左右，而目前成品罐封PD标准的外径是4.6mm左右，再加上适当的生产冗余，中间取光机构长度不得低于1.8mm。
此外，兼顾到取光部件101在实际生产加工的难易和成本问题，其长度最好不低于2mm(因为若取光部件101长度小于2mm，则成品加工较难，工艺要求高，其两端面难以夹持，且生产处的产品两端难以同轴，造成部件不合格)。
综上因素，以及考虑到取光部件101、PD的安装问题，优选取光部件101的尺寸为2～3mm之间。
在上述的一种检测光提取方法中，可以针对其中的取光机构100进行详细说明如下：如图7～9，一种取光机构100，且此取光机构100为用于上述检测光提取方法中的取光机构100。
该取光机构100包括取光部件101，以及套设于取光部件101外围的固定部件102，取光部件101的外侧壁与固定部件102的内侧壁紧密贴合。
其中，取光部件101用于传输通讯光λ1，同时辅助阻隔并提取检测光λ2，取光部件101包括外围的插芯体101a以及贯穿过插芯体101a的中心位置的轴向预制通道101b。本实施例中的插芯体101a由陶瓷制成，其可以设置为圆柱状，圆柱两端分别都与光接口A对接；本实施例中的预制通道101b为插芯体101a中轴线位置处的穿透性孔道。
光接口A为光纤接头的插芯，其内部具有第一光纤A-1，而取光部件101的内部具有第二光纤101b-1，且第二光纤101b-1穿过并埋设于预制通道101b内。这里需要注意的是：本发明中的第一光纤A-1与第二光纤101b-1均为用于传输光路的光纤，为便于光路的区分和标识，进行区别命名。当取光部件101与光接口A对接时，第一光纤A-1与第二光纤101b-1能够正好互相对接。
取光部件101的两端均设置有选择膜103，选择膜103为光学薄膜，能够对特定波长的检测光λ2进行一定程度的过滤，并对传输至此的检测光λ2形成传输阻挡。本实施例中的选择膜103对检测光λ2的过滤程度可通过选择膜103厚度、材质等因素的预先设置来进行确定。
进一步的，固定部件102为开口套管状，可用陶瓷制成，此处的“开口”即为沿其纵向的容许缝口102a，检测模块M-200位于容许缝口102a的正上方。其中，容许缝口102a用于保证在固定部件102能够抱紧取光部件101及其两端光接口A的同时，还能容许：来自光接口A端头与取光部件101端头之间所形成的不完全耦合的缝隙中所传导出来的检测光λ2能够通过容许缝口102a，并被位于容许缝口102a的正上方的检测模块M-200所接收。检测模块M-200可以采用光电二极管。
在本发明中，通讯光λ1和检测光λ2波长不一致，且不会产生互相的干扰，如检测光λ2波长为1625nm；通讯光λ1波长为1310nm或1550nm。
在OLT的光模块处向光接口A发射通讯光λ1的基础上，本发明还用发射机向光接口A发射检测光λ2,通讯光λ1和检测光λ2均从其中一端的光接口A的第一光纤A-1中射出，并射向插芯体101a内的第二光纤101b-1。
由于在插芯体101a此端处具有选择膜103，其可以选择性的进行过滤：能够让通讯光λ1无过滤通过，能够让检测光λ2一部分反射出去，另一部分可以进入取光部件101继续传输(此部分主要还可以分为两路，第一路进入第二光纤101b-1内进行光纤传输，参与后续路径上的检测光λ2提取；第二路散射进插芯体101a的陶瓷内)。
本实施中可以将上述的“检测光λ2一部分反射出去”定为第一光路G1；将“进入第二光纤101b-1内进行光纤传输”定为第二光路G2；将“散射进插芯体101a的陶瓷内”定为第三光路G3。因此，上述的第一光路G1为检测模块M-200对检测光λ2的主要提取路径。
综上可知，本发明所述取光机构100，在不需要破坏内部光纤结构、路径(人为制造检测光λ2)的情况下，能够根据需求选择性提取出检测光λ2，并根据选择膜103的作用进行合理提取，使得后续的检测光λ2还有传播的空间，具有利用的可持续性。同时，本发明在选择膜103的使用前提下，采用发射机发射不干扰通讯光λ1的检测光λ2，而不是直接提取通讯光λ1作为检测主体，因此保证了通讯光λ1的传输质量和低损耗率，也保证了终端的信号质量。
参照图1～4，为本发明第二个实施例，该实施例提供了一种光纤通信中检测光波信号提取系统，其基于上述的光纤通信中检测光波信号提取方法。一种光纤通信中检测光波信号提取系统，其包括，
取光模块M-100，包括机械接续机构200，机械接续机构200能够连接彼此正对的两个光接口A，所述彼此正对的两个光接口A之间设置有取光机构100，并通过取光机构100形成接续；取光机构100能够在光接口A的位置处提取来自发射机并经过原始编码的检测光λ2，并将所提取的经过原始编码的检测光λ2传递至检测模块M-200；
检测模块M-200，位于取光机构100的上方，并接收和识别来自取光机构100所提取的检测光λ2，并对其进行光电信号转化，将光信号转化为电脉冲信号；检测模块M-200设置于处理模块M-300上，并与其形成电路连接；
处理模块M-300，包括运放M-301、滤波器M-302和比较器M-303，且三者以及检测模块M-200均设置于电路板M-304上；处理模块M-300对指定波长范围内的电信号的原始编码进行解码，同时从本地获取节点编码，将节点编码加上指定波长范围内的电信号的原始编码进行重组新编码，以回传至控制模块M-400；以及，
控制模块M-400，与处理模块M-300相连，接收来自处理模块M-300的新编码，并存储各个所述处理模块M-300的独有位置信息。
具体的，取光模块M-100包括取光机构100和机械接续机构200，其用于在各个路由节点的光接口A位置处提取检测光λ2(此处的检测光λ2为经过原始编码的脉冲激光，且检测光λ2通过远端的发射机向光传输路径发送)。
其中，本实施例中的取光机构100为第一个实施例中的取光机构100，其用于直接提取检测光λ2，包括取光部件101和固定部件102。取光机构100的两端均连接有光接口A，光接口A为光纤接头外端的插芯，而两个正对的光纤接头通过机械接续机构200实现紧固连接，本发明中的机械接续机构200为光纤法兰适配器。
因此，两个光接口A的信号连接是通过取光机构100实现，两个光接口A的机械连接固定是通过机械接续机构200实现。
检测模块M-200为用于识别、接收检测光λ2。此处的“识别”为：由于少数自然光以及其他杂波信号的存在，使得传输至检测模块M-200处的光源并非本发明所需的指定的检测光λ2信号，因此可以通过在检测模块M-200的窗口处设置光学薄膜，初步过滤一部分自然光等杂光，以得到经过初步过滤的且带有原始编码的检测光λ2。
混杂其他信号的检测光λ2经过检测模块M-200的初步识别过滤之后，剩余部分被检测模块M-200所接收。本发明中的检测模块M-200可以采用PD(光电二极管)，因此其能够将接收进来的光信号转化为电脉冲信号，并将此电脉冲信号传输至处理模块M-300(检测模块M-200集成于处理模块M-300上)。
处理模块M-300包括运放M-301、滤波器M-302和比较器M-303，三者均与电路板M-304连接，形成集成电路板或者芯片。因此本发明中的处理模块M-300即为能够实现滤波、编解码等功能的集成电路板或者芯片。
其中，运放M-301为运算运算放大器，用于对来自检测模块M-200的电脉冲信号进行信号强度放大(附带杂波信号也被同时放大)；滤波器M-302用于对放大后的电脉冲信号同时进行高通滤波和低通滤波处理，以过滤掉放大后的电脉冲信号中所掺杂的杂波信号，获得指定波长范围内的电脉冲信号；比较器M-303用于将指定波长范围内的电脉冲信号转化为高、低电平的脉冲信号。上述中的“电信号”为模拟信号、“高、低电平的脉冲信号”为数字信号。比较器M-303将模拟信号转换为数字信号的过程即为“解码”过程。
处理模块M-300还可以将每个路由节点所对应的唯一节点编码与上述原始编码所对应的数字信号进行组合，再次重新编码。本发明中的节点编码是由处理模块M-300根据其所对应的路由节点位置进行自动分配的随机编码。初次安装处理模块M-300时，各条光传输路径中的各个处理模块M-300均与控制模块M-400进行握手通讯，并将处理模块M-300各自的独有位置信息上传至控制模块M-400作为基础数据存储。本发明中的重新编码为“解码”的逆过程，是将数字信号转换为模拟信号的过程。
控制模块M-400为用于终端管理的服务器。其能够储存各条光传输路径上的各个路由节点的独有位置信息，并能够对各个路由节点进行监控和管理。
参照图10～12，为本发明的第三个实施例，该实施例不同于第二个实施例的是：插芯体101a的中间位置处设置有溢出口101a-1，溢出口101a-1自取光部件101的外表面向内凹陷，且保持取光部件101内部的光纤不暴露出来。
具体的，由上述实施例可知：取光机构100包括取光部件101，以及套设于取光部件101外围的固定部件102。
其中，取光部件101包括外围的插芯体101a以及贯穿过插芯体101a的中心位置的轴向预制通道101b。本实施例中的插芯体101a由陶瓷制成，其两端分别与光接口A对接。
光接口A的内部具有第一光纤A-1，而取光部件101的内部具有第二光纤101b-1，且第二光纤101b-1穿过并埋设于预制通道101b内。本发明中的第一光纤A-1与第二光纤101b-1均为用于传输光路的光纤。当取光部件101与光接口A对接时，第一光纤A-1与第二光纤101b-1能够正好互相对接。
取光部件101的两端均设置有选择膜103，选择膜103为光学薄膜，能够对特定波长的检测光λ2进行一定程度的过滤，并对传输至此的检测光λ2形成传输阻挡。本实施例中的选择膜103对检测光λ2的过滤程度可通过选择膜103厚度、材质等因素的预先设置来进行确定。
进一步的，固定部件102为开口的套管状，可用陶瓷制成，此处的“开口”即为沿其纵向的容许缝口102a，检测模块M-200位于容许缝口102a的正上方。其中，容许缝口102a用于保证来自光接口A端头与取光部件101端头之间所形成的不完全耦合的缝隙中所传出的检测光λ2能够通过容许缝口102a，并被检测模块M-200所接收。检测模块M-200可以采用光电二极管。
在本发明中，通讯光λ1和检测光λ2波长不一致，且不会产生互相的干扰，如检测光λ2波长为1625nm；通讯光λ1波长为1310nm或1550nm。
在OLT的光模块向光接口A发射通讯光λ1的基础上，本发明还用发射机向光接口A发射检测光λ2,通讯光λ1和检测光λ2均从其中一端的光接口A的第一光纤A-1中射出，并射向插芯体101a内的第二光纤101b-1。
由于在插芯体101a此端处具有选择膜103，其可以选择性的进行过滤：能够让通讯光λ1无过滤通过，能够让检测光λ2一部分反射出去，另一部分可以进入取光部件101继续传输(此部分主要还可以分为两路，第一路进入第二光纤101b-1内进行光纤传输，参与后续路径上的检测光λ2提取；第二路散射进插芯体101a的陶瓷内)。
本实施中可以将上述的“检测光λ2一部分反射出去”定为第一光路G1；将“进入第二光纤101b-1内进行光纤传输”定为第二光路G2；将“散射进插芯体101a的陶瓷内”定为第三光路G3。因此，上述的第一光路G1为检测模块M-200对检测光λ2的主要提取路径。
根据本实施的上述内容，由于检测光λ2主要可以分为三路，其中第三光路G3能够进入插芯体101a的陶瓷内，因此可以在插芯体101a的中间位置处开挖一个溢出口101a-1，用于配合选择膜103同步提取检测光λ2，以使得检测模块M-200能够检测到更强、更稳定的检测光波信号。
溢出口101a-1自取光部件101的外表面向内凹陷，且保持取光部件101内部的光纤不被暴露出来。因此，上述的第三光路G3在进入插芯体101a并向前传播的过程中，遇到中间的溢出口101a-1，使得部分检测光λ2能够从溢出口101a-1折射出来，进入到溢出口101a-1正上方的检测模块M-200内。
显而易见的，若本实施例中的取光部件101的两端不设置选择膜103，仅通过溢出口101a-1的作用，也同样具有提取检测光λ2的功能。在此情况下，取光部件101的两端可以直接对接光接口A，最后通过固定部件102紧固。
上述的取光部件101长度在2～3mm之间。
参照图13～15，为本发明的第四个实施例，该实施例不同于第二个实施例的是：取光部件101上设置有V型槽101a-2，且V型槽101a-2的两侧坡面上设置有选择膜103。
具体的，由上述实施例可知：取光机构100包括取光部件101，以及套设于取光部件101外围的固定部件102。
其中，取光部件101包括外围的插芯体101a以及贯穿过插芯体101a的中心位置的轴向预制通道101b。本实施例中的插芯体101a由陶瓷制成，其两端分别与光接口A对接。
光接口A的内部具有第一光纤A-1，而取光部件101的内部具有第二光纤101b-1，且第二光纤101b-1穿过并埋设于预制通道101b内。本发明中的第一光纤A-1与第二光纤101b-1均为用于传输光路的光纤。当取光部件101与光接口A对接时，第一光纤A-1与第二光纤101b-1能够正好互相对接。
取光部件101的两端均设置有选择膜103，选择膜103为光学薄膜，能够对特定波长的检测光λ2进行一定程度的过滤，并对传输至此的检测光λ2形成传输阻挡。本实施例中的选择膜103对检测光λ2的过滤程度可通过选择膜103厚度、材质等因素的预先设置来进行确定。
进一步的，固定部件102为开口的套管状，可用陶瓷制成，此处的“开口”即为沿其纵向的容许缝口102a，检测模块M-200位于容许缝口102a的正上方。其中，容许缝口102a用于保证来自光接口A端头与取光部件101端头之间所形成的不完全耦合的缝隙中所传出的检测光λ2能够通过容许缝口102a，并被检测模块M-200所接收。检测模块M-200可以采用光电二极管。
在本发明中，通讯光λ1和检测光λ2波长不一致，且不会产生互相的干扰，如检测光λ2波长为1625nm；通讯光λ1波长为1310nm或1550nm。
在OLT的光模块向光接口A发射通讯光λ1的基础上，本发明还用发射机向光接口A发射检测光λ2,通讯光λ1和检测光λ2均从其中一端的光接口A的第一光纤A-1中射出，并射向插芯体101a内的第二光纤101b-1。
由于在插芯体101a此端处具有选择膜103，其可以选择性的进行过滤：能够让通讯光λ1无过滤通过，能够让检测光λ2一部分反射出去，另一部分可以进入取光部件101继续传输(此部分主要还可以分为两路，第一路进入第二光纤101b-1内进行光纤传输，参与后续路径上的检测光λ2提取；第二路散射进插芯体101a的陶瓷内)。
本实施中可以将上述的“检测光λ2一部分反射出去”定为第一光路G1；将“进入第二光纤101b-1内进行光纤传输”定为第二光路G2；将“散射进插芯体101a的陶瓷内”定为第三光路G3。因此，上述的第一光路G1为检测模块M-200对检测光λ2的主要提取路径。
根据本实施的上述内容，由于检测光λ2主要可以分为三路，其中第三光路G3能够进入插芯体101a的陶瓷内传播，因此可以在插芯体101a的中间位置处开挖一个V型槽101a-2，用于配合选择膜103同步提取检测光λ2，以使得检测模块M-200能够检测到更强、更稳定的检测光波信号。
V型槽101a-2为取光部件101上开挖的一个V形截面的缺口，且相对的一对槽切面上均镀有一层选择膜103。因此，上述的第三光路G3在进入插芯体101a并向前传播的过程中，即可遇到中间的V型槽101a-2。
由于V型槽101a-2的槽切面上均镀有一层选择膜103，选择膜103能够对传输至此的检测光λ2进行部分通过，部分阻隔变向。其中，透过选择膜103的部分检测光λ2能够进入到V型槽101a-2的沟槽之间，又由于V型槽101a-2为V形缺口，具有坡面，因此检测光λ2经过不短反射变向之后，能够进入到V型槽101a-2正上方的检测模块M-200内。
进一步的，如图14中的14(a)～14(c)所示，本发明中的V型槽101a-2的槽深可以取不同值，比如：一、槽深较小，不足以使得第二光纤101b-1暴露出来，如图14(c)；二、槽深适中，能够使得第二光纤101b-1暴露出来，但未切断插芯体101a，如图14(b)；三、槽深最大，能够直接切断插芯体101a整体，将插芯体101a一分为二，如图14(a)。
显而易见的，若本实施例中的取光部件101的两端不设置选择膜103，仅通过V型槽101a-2的作用，也同样具有提取检测光λ2的功能。在此情况下，取光部件101的两端可以直接对接光接口A，最后通过固定部件102紧固。
上述的取光部件101长度在2～3mm之间。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种光纤通信中检测光波信号提取方法，其特征在于：包括，
远端的发射机依据控制模块(M-400)的请求，向各条光传输路径发送经过原始编码的检测光，并在各条所述光传输路径上的光接口(A)位置处提取所述检测光；所述光传输路径中的所述检测光通过取光模块(M-100)进行提取，被提取的所述检测光能够进入检测模块(M-200)；
所述检测模块(M-200)识别、接收所述检测光，并将所述检测光的光信号转换为电信号，得到一次电信号；对所述一次电信号进行放大处理，得到二次电信号；
对信号放大后的所述二次电信号同时进行高通滤波和低通滤波处理，以保留指定波长范围内的电信号；
通过处理模块(M-300)对所述指定波长范围内的电信号的原始编码进行解码，同时从本地获取节点编码，并将所述节点编码加上所述指定波长范围内的电信号的原始编码进行重组新编码；
将所述新编码回传至所述控制模块(M-400)，以标定各条所述光传输路径中的路由节点的唯一信号码作为光子标签。
2.如权利要求1所述的光纤通信中检测光波信号提取方法，其特征在于：所述检测模块(M-200)的检测接收方向垂直于所述光传输路径方向。
3.如权利要求1或2所述的光纤通信中检测光波信号提取方法，其特征在于：所述一次电信号通过运放(M-301)进行放大处理，得二次电信号，所述二次电信号通过滤波器(M-302)进行高通滤波和低通滤波处理。
4.如权利要求3所述的光纤通信中检测光波信号提取方法，其特征在于：所述指定波长范围内的电信号，其波长范围在1600nm-1750nm之间。
5.如权利要求1、2或4任一所述的光纤通信中检测光波信号提取方法，其特征在于：各条所述光传输路径中的各个所述处理模块(M-300)均与所述控制模块(M-400)进行握手通讯，并将所述处理模块(M-300)各自的独有位置信息上传至所述控制模块(M-400)作为基础数据存储；
所述节点编码由所述处理模块(M-300)根据其所对应的路由节点位置进行自动分配，并使得每个所述路由节点均对应有一个且唯一的节点编码。
6.如权利要求5所述的光纤通信中检测光波信号提取方法，其特征在于：所述电信号为模拟信号，所述解码是通过比较器(M-303)将所述模拟信号转化为数字信号，所述数字信号为高、低电平的脉冲信号；所述重组新编码为将所述原始编码与所述节点编码两者各自对应的数字信号结合。
7.如权利要求1、2、4或6任一所述的光纤通信中检测光波信号提取方法，其特征在于：所述取光模块(M-100)包括，
取光机构(100)，包括取光部件(101)，以及套设于所述取光部件(101)外围的所述固定部件(102)，所述取光部件(101)包括外围的插芯体(101a)以及贯穿过所述插芯体(101a)的中心位置的轴向预制通道(101b)，所述光纤穿过并埋设于所述预制通道(101b)内；所述取光部件(101)的两端均设置有选择膜(103)，所述选择膜(103)能够对特定波长的检测光进行过滤，并对传输至此的所述检测光形成传输阻挡；以及，
机械接续机构(200)，所述光接口(A)位于光纤接头的外端，且彼此正对的两个光接口(A)所对应的光纤接头之间通过所述机械接续机构(200)进行连接；
所述固定部件(102)沿其纵向具有容许缝口(102a)，所述检测模块(M-200)位于容许缝口(102a)的正上方。
8.如权利要求7所述的光纤通信中检测光波信号提取方法，其特征在于：所述插芯体(101a)的中间位置处设置有溢出口(101a-1)，所述溢出口(101a-1)自所述取光部件(101)的外表面向内凹陷，且保持所述取光部件(101)内部的光纤不暴露出来。
9.如权利要求7所述的光纤通信中检测光波信号提取方法，其特征在于：所述取光部件(101)上设置有V型槽(101a-2)，且所述V型槽(101a-2)的两侧坡面上设置有选择膜(103)。
10.一种光纤通信中检测光波信号提取系统，其特征在于：包括，
取光模块(M-100)，包括机械接续机构(200)，所述机械接续机构(200)能够连接彼此正对的两个光接口(A)，所述彼此正对的两个光接口(A)之间设置有所述取光机构(100)，并通过所述取光机构(100)形成接续；所述取光机构(100)能够在所述光接口(A)的位置处提取来自发射机并经过原始编码的检测光，并将所提取的经过原始编码的检测光传递至检测模块(M-200)；
检测模块(M-200)，位于所述取光机构(100)的上方，并识别和接收来自所述取光机构(100)所提取的检测光，并对其进行光电信号转化，将光信号转化为电脉冲信号；所述检测模块(M-200)设置于处理模块(M-300)上，并与其形成电路连接；
处理模块(M-300)，包括运放(M-301)、滤波器(M-302)和比较器(M-303)，且三者以及所述检测模块(M-200)均设置于电路板(M-304)上；所述处理模块(M-300)对指定波长范围内的电信号的原始编码进行解码，同时从本地获取节点编码，将所述节点编码加上所述指定波长范围内的电信号的原始编码进行重组新编码，以回传至控制模块(M-400)；以及，
控制模块(M-400)，与所述处理模块(M-300)相连，并接收来自所述处理模块(M-300)的所述新编码。
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