一种分布式光纤通信系统和光纤通感一体化系统的制作方法

本申请涉及通信，尤其涉及一种分布式光纤通信系统和光纤通感一体化系统。

背景技术：

1、在隧道、矿井等特殊环境中，由于电磁干扰或信号屏蔽等原因，传统无线通信和有线通信手段往往难以正常工作，这导致在灾害发生时，隧道内或井下的人员无法及时与地面指挥中心取得联系，增加了救援难度和风险。因此，开发一种能够在隧道内或井下等无信号或低信号的恶劣环境中稳定工作的通信系统显得尤为重要且迫切。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本申请提供了一种分布式光纤通信系统和光纤通感一体化系统，以实现在无信号或低信号环境中进行稳定、可靠的通信。具体方案如下：

2、本申请第一方面提供一种分布式光纤通信系统，包括：光纤、信号发射及处理装置、n个点式语音采集模块、n个调制驱动复合电路和n个固定于所述光纤上的机械振子，n≥1；

3、第i个点式语音采集模块用于将所捕获的语音信号转换为电信号，所述电信号的波形特性能够反映所述语音信号的声学特性；i=1,2,3,……,n；

4、第i个点式语音采集模块的输出端与第i个调制驱动复合电路的输入端相连，第i个调制驱动复合电路的输出端与第i个机械振子的输入端相连；调制驱动复合电路用于将点式语音采集模块转换出的电信号调制成能够驱动机械振子产生机械振动波的驱动信号，所述机械振动波的频率或幅度能够反映点式语音采集模块转换出的电信号的波形特性；

5、所述信号发射及处理装置包括信号发射采集装置和信号分析装置；所述信号发射采集装置连接于所述光纤的一端与所述信号分析装置的输入端之间，用于向所述光纤发射光信号，并采集所述光纤中因外界振动引起的光信号变化，输出至所述信号分析装置。

6、在一种可能的实现中，所述信号发射采集装置包括：脉冲光源、光环行器和光探测器；

7、所述脉冲光源发出的光信号的线宽低于预设值；

8、所述光环行器具有端口1、端口2和端口3，其中：由端口1输入的光信号由端口2输出，由端口2输入的光信号由端口3输出；

9、所述脉冲光源的输出端接入所述光环行器的端口1；

10、所述光环行器的端口2与所述光纤的一端相连；

11、所述光环行器的端口3与所述光探测器的输入端相连；

12、所述光探测器的输出端接入所述信号分析装置的输入端。

13、在一种可能的实现中，所述信号发射采集装置还包括：分光器；

14、所述光探测器替换为平衡光电探测器；所述脉冲光源的输出端接入所述分光器的输入端；所述分光器的第一输出端与所述光环行器的端口1相连，所述分光器的第二输出端与所述平衡光电探测器的又一输入端相连。

15、在一种可能的实现中，点式语音采集模块转换出的电信号为电流或电压信号。

16、在一种可能的实现中，机械振子通过夹具固定于所述光纤上。

17、在一种可能的实现中，各机械振子均独立供电。

18、本申请第二方面提供又一种分布式光纤通信系统，包括：光开关、信号发射及处理装置、m条光纤、固定于第j条光纤上的至少一个机械振子、与每个机械振子一对一设置的调制驱动复合电路，以及与每个调制驱动复合电路一对一设置的点式语音采集模块；j=1,2,3,……,m；m≥2；

19、所述点式语音采集模块用于将所捕获的语音信号转换为电信号，所述电信号的波形特性能够反映所述语音信号的声学特性；

20、每个点式语音采集模块的输出端接入其对应的调制驱动复合电路的输入端，每个调制驱动复合电路的输出端接入其对应的机械振子的输入端；调制驱动复合电路用于将点式语音采集模块转换出的电信号调制成能够驱动机械振子产生机械振动波的驱动信号，并且所述机械振动波的频率或幅度能够反映点式语音采集模块转换出的电信号的波形特性；

21、所述信号发射及处理装置包括信号发射采集装置和信号分析装置；所述信号发射采集装置通过所述光开关进行时分复用接入不同的光纤；所述信号发射采集装置还与所述信号分析装置相连；所述信号发射采集装置用于向光纤发射光信号，并采集光纤中因外界振动引起的光信号变化，输出至所述信号分析装置。

22、本申请第三方面提供一种光纤通感一体化系统，包括：第一光合波分波器、第二光合波分波器、第一光通信设备、第二光通信设备，以及如上述第一方面、第二方面、第一方面任一实现方式或第二方面任一实现方式的分布式光纤通信系统；

23、所述第一光合波分波器与所述第一光通信设备、所述分布式光纤通信系统中的光纤的一端以及所述分布式光纤通信系统中的信号发射及处理装置相连；

24、所述第二光合波分波器与所述第二光合波分波器以及所述光纤的另一端相连。

25、借由上述技术方案，本申请提供的分布式光纤通信系统先通过点式语音采集模块将人员发出的语音信号转化为电信号，再通过调制驱动复合电路和机械振子将该电信号转化为机械振动波施加到光纤上，最后利用分布式光纤振动传感技术捕获并解析该机械振动波，识别出该语音信号。由于光纤传感具有抗电磁干扰能力强、传输距离远等优点，因此该系统能够在无信号或低信号环境中提供稳定、可靠的通信服务。

技术特征：

1.一种分布式光纤通信系统，其特征在于，包括：光纤、信号发射及处理装置、n个点式语音采集模块、n个调制驱动复合电路和n个固定于所述光纤上的机械振子，n≥1；

2.根据权利要求1所述的分布式光纤通信系统，其特征在于，所述信号发射采集装置包括：脉冲光源、光环行器和光探测器；

3.根据权利要求2所述的分布式光纤通信系统，其特征在于，所述信号发射采集装置还包括：分光器；

4.根据权利要求1至3中任一项所述的分布式光纤通信系统，其特征在于，点式语音采集模块转换出的电信号为电流或电压信号。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的分布式光纤通信系统，其特征在于，机械振子通过夹具固定于所述光纤上。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的分布式光纤通信系统，其特征在于，各机械振子均独立供电。

7.一种分布式光纤通信系统，其特征在于，包括：光开关、信号发射及处理装置、m条光纤、固定于第j条光纤上的至少一个机械振子、与每个机械振子一对一设置的调制驱动复合电路，以及与每个调制驱动复合电路一对一设置的点式语音采集模块；j=1,2,3,……,m；m≥2；

8.一种光纤通感一体化系统，其特征在于，包括：第一光合波分波器、第二光合波分波器、第一光通信设备、第二光通信设备，以及如权利要求1至7中任意一项所述的分布式光纤通信系统；

技术总结本申请公开了一种分布式光纤通信系统和光纤通感一体化系统，实现了在无信号或低信号环境中进行稳定可靠的通信。该分布式光纤通信系统包括：光纤、信号发射及处理装置、n个点式语音采集模块、n个调制驱动复合电路和n个固定于光纤上的机械振子，n≥1；第i个点式语音采集模块用于将所捕获的语音信号转换为电信号；i=1,2,3,……,n；第i个点式语音采集模块的输出端与第i个调制驱动复合电路的输入端相连，第i个调制驱动复合电路的输出端与第i个机械振子的输入端相连；信号发射及处理装置包括信号发射采集装置和信号分析装置；信号发射采集装置向光纤发射光信号，并采集光纤中因外界振动引起的光信号变化，输出至信号分析装置。技术研发人员：肖家宾受保护的技术使用者：北京泛在云科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/12/2