CN212391610U - 一种基于光纤编码的光缆接头盒定位系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于光纤编码的光缆接头盒定位系统，系统包括：光源、环形器、通信光纤、信号发生器，设置于光缆接头盒内具有光纤编码的光纤段一侧，用于生成包含位置数据和光纤编码编号的物理信号并作用于通信光纤的外层以使光纤编码回传的光波信号发生应变；光电探测器，用于接收光波信号；主控模块，以用于控制光源的输出、控制光电探测器的接收以及识别按规则应变的光波信号。本方案将光纤定位、光纤传感、光纤编码技术与光缆接头盒相结合，将光缆接头盒的位置数据和光纤编码编号组合编码后在光缆外层进行应变激励，利用光纤编码的唯一识别特性和传感特性，从而实现光缆接头盒定位的唯一身份识别和地理位置自动定位。
Description
技术领域
本实用新型涉及光纤通讯领域，特别涉及一种基于光纤编码的光缆接头盒定位系统。
背景技术
光缆接头盒是将两根或多根光缆连接在一起，并具有保护部件的接续部分，是光缆线路工程建设中必须采用的，而且是非常重要的器材之一，光缆接头盒的质量直接影响光缆线路的质量和光缆线路的使用寿命。传统光缆接头盒不能实现自动位置定位，需要人工测量进行定位。
实用新型内容
本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种基于光纤编码的光缆接头盒定位系统，可实现光缆接头盒的唯一身份识别和地理位置自动定位。
根据本实用新型第一方面实施例的一种基于光纤编码的光缆接头盒定位系统，包括：光源，用于输出光波信号；环形器，所述环形器具有第一端口、第二端口、第三端口；所述环形器的第一端口与光源的输出端之间设置有第一SOA光开关；通信光纤，所述通信光纤的一端与所述环形器的第二端口连接，所述通信光纤的另一端至少从一个光缆接头盒穿设且光缆接头盒内的光纤段设置有光纤编码；信号发生器，设置于所述光缆接头盒内具有光纤编码的光纤段一侧，用于生成包含位置数据和光纤编码编号的物理信号并作用于所述通信光纤的外层以使光纤编码回传的光波信号按一定规则发生应变；光电探测器，所述光电探测器的输入端与所述环形器的第三端口之间设置有第二SOA光开关，用于接收所述光纤编码回传的按规则应变的光波信号；主控模块，分别于所述光源、光电探测器电性连接以用于控制光源的输出、控制光电探测器的接收以及识别按规则应变的光波信号。
根据本实用新型第一实施例的基于光纤编码的光缆接头盒定位系统，至少具有如下有益效果：本方案将光纤定位、光纤传感、光纤编码技术与光缆接头盒相结合，将光缆接头盒的位置数据和光纤编码编号组合编码后在光缆外层进行应变激励，利用光纤编码的唯一识别特性和传感特性，从而实现光缆接头盒定位的唯一身份识别和地理位置自动定位。
根据本实用新型第一方面的一些实施例，所述信号发生器包括固定板以及设置在所述固定板上的电源、控制芯片、应变器、定位芯片，所述电源为所述控制芯片、应变器和定位芯片供电，所述定位芯片用于采集所述光缆接头盒的位置数据以提供给所述控制芯片，所述控制芯片将光纤编码编号与所述光缆接头盒的位置数据按照一定规则组合编码并控制所述应变器输出相应的物理信号，所述通信光纤上光纤编码的一侧固定于所述固定板上并与所述应变器相接触。
根据本实用新型第一方面的一些实施例，所述固定板上设置有控制所述电源供电的触发开关。
根据本实用新型第一方面的一些实施例，所述应变器为电磁振动器、加热器或应力发生器。
根据本实用新型第一方面的一些实施例，所述应变器为电磁振动器，所述电磁振动器的开关时间差为一个基础信号元，基础信号元的持续时间为T0，相邻两个基础信号元的等待时间为n*T0，其中n为正整数。
根据本实用新型第一方面的一些实施例，所述第一SOA光开关和第二SOA光开关的开关脉冲时间为T，所述第一SOA光开关和第二SOA光开关之间的开关时间差为n*T，所述光纤编码距离所述光电探测器的长度L＝n*T*c*r/2，其中n为正整数，c为光速，r为光纤群折射率。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本实用新型第一方面实施例的光缆接头盒定位系统原理图；
图2为本实用新型第一方面实施例的信号发生器示意图；
图3为本实用新型第一方面实施例的光缆接头盒光纤段示意图；
图4为本实用新型第二方面实施例的光缆接头盒定位方法流程图。
附图标记：
光源100、环形器200、第一SOA光开关210、第二SOA光开关220、通信光纤300、光纤编码310、保护管320、尾管330、信号发生器400、固定板410、电源420、控制芯片430、应变器440、定位芯片450、触发开关460、光电探测器500、主控模块600、光缆接头盒700。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
参考图1所示，为本技术方案第一方面实施例的一种基于光纤编码的光缆接头盒定位系统，包括：光源100，用于输出光波信号；环形器200，所述环形器200具有第一端口、第二端口、第三端口；所述环形器200的第一端口与光源100的输出端之间设置有第一SOA光开关210；通信光纤300，所述通信光纤300的一端与所述环形器200的第二端口连接，所述通信光纤300的另一端至少从一个光缆接头盒700穿设且光缆接头盒700内的光纤段设置有光纤编码310；信号发生器400，设置于所述光缆接头盒700内具有光纤编码310的光纤段一侧，用于生成包含位置数据和光纤编码编号的物理信号并作用于所述通信光纤300的外层以使光纤编码310回传的光波信号按一定规则发生应变；光电探测器500，所述光电探测器500的输入端与所述环形器200的第三端口之间设置有第二SOA光开关220，用于接收所述光纤编码310回传的按规则应变的光波信号；主控模块600，分别于所述光源100、光电探测器500电性连接以用于控制光源100的输出、控制光电探测器500的接收以及识别按规则应变的光波信号。
上述光源100根据光纤编码所使用波长段，选择相应的波长段光源；环形器200用于实现光波的耦合，将输入光波输出到光纤，并光纤中回向反射、散射光波输出到光电探测器端，信号发生器400用于产生一定规则的包含位置数据和光纤编码编号的应变频率序列，当发生应变时光纤编码所反射和散射的光波信号会伴随应变频率同步发生波长变化，主控模块600控制光电探测器500的接收以及识别按规则应变的光波信号。
本实施例将光纤定位、光纤传感、光纤编码技术与光缆接头盒相结合，将光缆接头盒的位置数据和光纤编码编号组合编码后在光缆外层进行应变激励，利用光纤编码的唯一识别特性和传感特性，从而实现光缆接头盒定位的唯一身份识别和地理位置自动定位。
在本实用新型第一方面的一些实施例中，如图2所示，所述信号发生器400包括固定板410以及设置在所述固定板410上的电源420、控制芯片430、应变器440、定位芯片450，所述电源420为所述控制芯片430、应变器440和定位芯片450供电，所述定位芯片450用于采集所述光缆接头盒700的位置数据以提供给所述控制芯片440，所述控制芯片440将光纤编码编号与所述光缆接头盒700的位置数据按照一定规则组合编码并控制所述应变器440输出相应的物理信号，所述通信光纤300上光纤编码310的一侧固定如胶水或其他紧固件于所述固定板410上并与所述应变器440相接触。其中控制芯片430控制应变器400按一定规则进行应变，按一定时间规则进行应变，将该规则转换成相应的长短信号或者0、1信号，结合系统的可操作性和方便性，最终优选0、1信号将二进制码转换成应变信号。定位芯片450可采用GPS芯片、北斗卫星定位芯片等现有的器件。
在本实用新型第一方面的一些实施例中，所述固定板410上设置有控制所述电源420供电的触发开关460。触发开关460使用压条进行压触，压触时电源供电关闭，当智能接头盒使用时需拔出压条，压条拔出后电源开始供电，系统正常工作。
如图3所示，在本实用新型第一方面的一些实施例中，光缆接头盒700内通信光纤300的光纤段外设置有保护管320，可以保护光纤编码310，保护管320的两端设置有锥形的尾管330，保护尾纤不宜折断。
在本实用新型第一方面的一些实施例中，所述应变器440为电磁振动器、加热器或应力发生器。但考虑时间控制、耗能控制等因素(如由于加热器不利于散热控制)，最终考虑使用电磁控制的振动器；单次振动，其振动波形存在一定的特征，但是由于其受干扰和距离等因素影响，要识别到准确的特征点其准确率有风险，但是，本方案只是识别到振动和连续振动时间，这就容易实现。
在本实用新型第一方面的一些实施例中，所述第一SOA光开关210和第二SOA光开关220的开关脉冲时间为T，所述第一SOA光开关210和第二SOA光开关220之间的开关时间差为n*T，所述光纤编码310距离所述光电探测器500的长度L＝n*T*c*r/2，其中n为正整数，c为光速，r为光纤群折射率。
在本实用新型第一方面的一些实施例中，所述应变器440为电磁振动器，所述电磁振动器的开关时间差为一个基础信号元，基础信号元的持续时间为T0，相邻两个基础信号元的等待时间为n*T0，其中n为正整数。
如图4所示，根据本实用新型第二方面实施例的一种基于光纤编码的光缆接头盒定位方法，包括以下步骤：控制光源发送光波信号；光波信号经第一SOA光开关产生脉冲光波经环形器进入通信光纤；生成包含位置数据(如经纬度)和光纤编码编号的物理信号(按照一定的二进制编组规则，形成应变时间和间隔时间组合)并作用于光缆接头盒内光纤编码所在位置的通信光纤外层，以使光纤编码回传的光波信号按一定规则发生应变；通过第二SOA光开关的开关时间控制光电探测器接收所述通信光纤中经环形器回传的光波信号生成按规则应变的脉冲光波；光电探测器将其接收的按规则应变的脉冲光波传输给主控模块，并由主控模块识别按规则应变的脉冲光波。
本实施例将光纤定位、光纤传感、光纤编码技术与光缆接头盒相结合，将光缆接头盒的位置数据和光纤编码编号组合编码后在光缆外层进行应变激励，利用光纤编码的唯一识别特性和传感特性，从而实现光缆接头盒定位的唯一身份识别和地理位置自动定位。
在本实用新型第二方面的一些实施例中，所述物理信号为振动信号、温度信号或应力信号。由于当光纤受到外界环境(如温度，压力，振动等)影响时，光纤中传输光的强度，相位，频率，偏振态等参量将会相应的发生变化。
在本实用新型第二方面的一些实施例中，第一SOA光开关和第二SOA光开关的开关脉冲时间为T，所述第一SOA光开关和第二SOA光开关之间的开关时间差为n*T，所述光纤编码距离所述光电探测器的长度L＝n*T*c*r/2，其中n为正整数，c为光速，r为光纤群折射率。测量精度l为SOA开关脉冲时间T所传输的光纤长度，l＝T*c*r/2。
在本实用新型第二方面的一些实施例中，还包括根据所述主控模块识别按规则应变的脉冲光波进行解码，解码出光缆接头盒的位置数据和光纤编码编号。
在本实用新型第二方面的一些实施例中，还包括将所述位置数据和光纤编码编号与系统测量的光纤编码进行匹配以实现光缆接头盒的光纤编码和位置数据自动采集。
在本实用新型第二方面的一些实施例中，所述物理信号为振动信号，所述振动信号的开关时间差为一个基础信号元，基础信号元的持续时间为T0，相邻两个基础信号元的等待时间为n*T0，其中n为正整数。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种基于光纤编码的光缆接头盒定位系统，其特征在于，包括：
光源(100)，用于输出光波信号；
环形器(200)，所述环形器(200)具有第一端口、第二端口、第三端口；所述环形器(200)的第一端口与光源(100)的输出端之间设置有第一SOA光开关(210)；
通信光纤(300)，所述通信光纤(300)的一端与所述环形器(200)的第二端口连接，所述通信光纤(300)的另一端至少从一个光缆接头盒(700)穿设且光缆接头盒(700)内的光纤段设置有光纤编码(310)；
信号发生器(400)，设置于所述光缆接头盒(700)内具有光纤编码(310)的光纤段一侧，用于生成包含位置数据和光纤编码编号的物理信号并作用于所述通信光纤(300)的外层以使光纤编码(310)回传的光波信号按一定规则发生应变；
光电探测器(500)，所述光电探测器(500)的输入端与所述环形器(200)的第三端口之间设置有第二SOA光开关(220)，用于接收所述光纤编码(310)回传的按规则应变的光波信号；
主控模块(600)，分别于所述光源(100)、光电探测器(500)电性连接以用于控制光源(100)的输出、控制光电探测器(500)的接收以及识别按规则应变的光波信号。
2.根据权利要求1所述的基于光纤编码的光缆接头盒定位系统，其特征在于：所述信号发生器(400)包括固定板(410)以及设置在所述固定板(410)上的电源(420)、控制芯片(430)、应变器(440)、定位芯片(450)，所述电源(420)为所述控制芯片(430)、应变器(440)和定位芯片(450)供电，所述定位芯片(450)用于采集所述光缆接头盒(700)的位置数据以提供给所述控制芯片(430)，所述控制芯片(430)将光纤编码编号与所述光缆接头盒(700)的位置数据按照一定规则组合编码并控制所述应变器(440)输出相应的物理信号，所述通信光纤(300)上光纤编码(310)的一侧固定于所述固定板(410)上并与所述应变器(440)相接触。
3.根据权利要求2所述的基于光纤编码的光缆接头盒定位系统，其特征在于：所述固定板(410)上设置有控制所述电源(420)供电的触发开关(460)。
4.根据权利要求2所述的基于光纤编码的光缆接头盒定位系统，其特征在于：所述应变器(440)为电磁振动器、加热器或应力发生器。
5.根据权利要求2所述的基于光纤编码的光缆接头盒定位系统，其特征在于：所述应变器(440)为电磁振动器，所述电磁振动器的开关时间差为一个基础信号元，基础信号元的持续时间为T0，相邻两个基础信号元的等待时间为n*T0，其中n为正整数。
6.根据权利要求1所述的基于光纤编码的光缆接头盒定位系统，其特征在于：所述第一SOA光开关(210)和第二SOA光开关(220)的开关脉冲时间为T，所述第一SOA光开关(210)和第二SOA光开关(220)之间的开关时间差为n*T，所述光纤编码(310)距离所述光电探测器(500)的长度L＝n*T*c*r/2，其中n为正整数，c为光速，r为光纤群折射率。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111812626A (zh) * | 2020-07-24 | 2020-10-23 | 中山水木光华电子信息科技有限公司 | 一种基于光纤编码的光缆接头盒定位系统及方法 |
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2020
- 2020-07-24 CN CN202021481511.7U patent/CN212391610U/zh active Active
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