隨著光纖傳感組網技術的發展，構建大容量、長距離、高精度的光纖傳感網絡成為當下光纖傳感技術的研究熱點之一。近年來，時分復用、波分復用、頻分復用以及混合復用技術等在準分布式光纖傳感組網技術中得到了極為廣泛的應用。傳統傳感網絡中的時分復用技術常需要各類調制器以產生信號光脈沖，其大大增加了傳感組網的成本。同時現有傳感網絡需耗費更多的人力與物力對網絡進行實時的故障監測，這無疑阻礙著光纖傳感網絡在工程實際應用中的生存性。

武漢光電國家實驗室、光學與電子信息學院夏歷副教授領導的研究組設計出一種基于光學混沌及混合時分波分復用技術的大容量準分布式光纖傳感網絡（圖1）。該設計中，探測光不再是脈沖光，而是由SOA環腔產生的一種類噪聲的連續寬譜光信號，即寬譜混沌光。通過采用混合時分波分復用技術，傳感網絡中傳感單元啁啾布拉格光纖光柵的復用量得到極大的提升，理論分析可支持512個傳感節點的同時接入能力。結合啁啾布拉格光柵的強度解調技術及混沌光的互相關算法，可實現準分布式的光纖傳感參量的測量，也可對各個傳感單元進行精確定位。同時，該傳感網絡自身具有實時光纖故障監測功能，故障點測量空間分辨率高達2.8 厘米（圖2），這一獨特優勢極大地提升其在工程應用中的生存性與可靠性。

2015年2月9日，該項研究成果“光學混沌及混合時分波分復用技術用于具有實時故障監測功能的大容量準分布式光纖傳感網絡”（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）上發表。

該項工作得到了國家自然科學基金重大項目（項目編號：61290315）的資助。

圖1 大容量準分布式傳感網絡原理圖

圖2 (a)不受應力作用與受應力作用下的相關譜；（b）自相關峰的半高全寬

來源：武漢光電國家實驗室(籌)

作者：羅亦楊