[发明专利]光传感与通信一体化有源光电传输系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线通信基站和信息传输的系统，尤其涉及一种光传感与通信一体化有源光电传输系统，能够实现对移动通信天馈系统高可靠性的供能和信息传输。

背景技术

移动通信是现代通信系统中不可缺少的重要组成部分。移动通信基站与天馈系统对信息通信、能源传输与安全运营有着严格的要求，是移动通信网络不可或缺的组成部分。基站与天馈系统的电力设施由于人为（如盗窃）和自然（如雷击）等原因造成电源以及信息传送的故障，直接影响其正常工作，降低了移动通信网络可靠性。复合光电缆将光纤与金属导线有机结合，可同时满足通信基站建设与运行中能源与信息传输的需求。光电缆中金属导线部分除了能保证正常的电能传输，满足一般电力线缆对温度、拉力的要求之外，还能为光纤提供可靠的机械支撑，承受安装、使用时所遭受的外力，确保其稳定性和可靠性，满足在野外工作时气候和环境的变化。因此混合光电缆同时满足了通信基站建设中能源与信息传输的需求，是移动通信建设不可或缺的组成。

然而，传统光电缆仅将光纤和金属导线集成，缺乏有源光接口及对其工作状态的监测，难以满足大数据、长距离、高可靠现代移动通信基站与天馈系统的需求。 

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种光传感与通信一体化有源光电传输系统，本发明在光纤中集成了光收发组件(TOSA/ROSA)实现的有源光接口，同时在通信光纤中集成光纤光栅温度、振动传感器，能够实现对无线基站及其周围环境进行有效的监控，并具自供能功能，无需外接供电，提高了传感系统的可靠性。

本发明采用如下技术方案：

一种光传感与通信一体化有源光电传输系统，包括集成于一体的通信传输系统、传感数据传输系统及输电线缆，所述的通信传输系统包括第一光电发送/接收组件TOSA/ROSA和第二光电发送/接收组件TOSA/ROSA，且第一光电发送/接收组件TOSA/ROSA的一端通过第一光缆与第二光电发送/接收组件TOSA/ROSA 的一端连接，当第一光电发送/接收组件TOSA/ROSA作为通信的输入端时，第一光电发送/接收组件TOSA/ROSA将通信电信号转换成通信电光信号并传输给第二光电发送/接收组件TOSA/ROSA，第二光电发送/接收组件TOSA/ROSA再将通信电光信号转换成通信电信号后输出；当第二光电发送/接收组件TOSA/ROSA作为通信的输入端时，第而光电发送/接收组件TOSA/ROSA将通信电信号转换成通信电光信号并传输给第一光电发送/接收组件TOSA/ROSA，第一光电发送/接收组件TOSA/ROSA再将通信电光信号转换成通信电信号后输出，所述的传感数据传输系统包括光栅温度传感器、光纤光栅振动传感器、宽带光源、光纤耦合器、光环形器、边缘滤波器、模拟光电接收机、低功耗微处理器和太阳能电池，所述光纤耦合器使用光纤耦合器的a端口接收来自宽带光源的光，并且，将其中一部分光通过光纤耦合器的c端口送入太阳能电池并被转换为电能供给低功耗微处理器，同时将其中另一部分光通过第二光纤耦合器的b端口及光环形器的a端口送入光环形器，再由光环形器的b端口经过光缆送入光纤光栅温度传感器和光纤光栅振动传感器，光纤光栅温度传感器和光纤光栅振动传感器的载有温度及振动信息的反射光经第二光缆及光环形器的b端口进入光环形器，再由光环形器的c端口进入边缘滤波器，在边缘滤波器中形成一个与载有温度及振动信息的反射光的中心波长成正比的光强度信号，所述的光强度信号由边缘滤波器的输出至模拟光电接收机，模拟光电接收机生产一个与输入光信号功率成正比的电压信号并送入微处理器中，并由微处理器计算出传感检测的温度或振动信号，最终由微处理器将温度或振动信号送入计算机中。

本发明将有源光纤技术和传感技术嫁接于传统的混合光电缆中，使其具有环境监控能力，并实现与各类通信接口的无缝链接，形成一种新型的应用于基站的有源光电传输系统。传输系统包含电力传输、光传输和光电传感三部分。电力传输实现电力能源传输。光传输在光纤的两端放置光电收发组件(TOSA/ROSA)，实现光/电和电/光转换。使光纤与通信仪器接口无缝链接。光电传感在光纤上集成了光纤光栅传感器，将传感器集成于光缆中，实现对周围环境各种物理量的有效监控，包括温度、振动等。同时，针对基站实际情况，提出了基于光自供能的光纤光栅传感系统，采用光供能的方式对传感器信号处理电路提供能源，摆脱系统对环境的依赖，系统无需外接供电，保证了传感系统的独立性和可靠性。 

附图说明