本發(fā)明屬于光纖光柵傳感技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種超大容量（光纖光柵復(fù)用數(shù)量10000左右）的時(shí)分光纖光柵傳感系統(tǒng)，具體地指一種基于光放大中繼的超大容量光纖光柵傳感系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
隨著光纖光柵傳感應(yīng)用規(guī)模不斷擴(kuò)展、傳感需求多樣化，光纖光柵傳感技術(shù)正朝著高性能、集約化和網(wǎng)絡(luò)化的方向持續(xù)發(fā)展；隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的推廣和深入發(fā)展，尋求新一代大容量、長(zhǎng)距離光纖光柵傳感器網(wǎng)絡(luò)已成為信息獲取技術(shù)的重大課題。常規(guī)光纖光柵傳感系統(tǒng)多采用波分復(fù)用方式，受光源帶寬限制，該方法復(fù)用的光纖光柵數(shù)量有限，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足大容量要求。最近，武漢理工大學(xué)光纖傳感技術(shù)中心申請(qǐng)了基于時(shí)分復(fù)用能力強(qiáng)的弱反射率光纖光柵構(gòu)建大容量傳感系統(tǒng)的發(fā)明專利（公開號(hào)為CN10290525A，名稱為“超大容量時(shí)分波分光纖光柵傳感系統(tǒng)及其查詢方法”）。由于時(shí)分復(fù)用方法基于不同位置光纖光柵的反射光到達(dá)探測(cè)器的時(shí)間不同進(jìn)行信號(hào)解調(diào)，所以同一波長(zhǎng)上能復(fù)用多個(gè)光纖光柵；隨著光纖光柵反射率的降低，同一波長(zhǎng)上光纖光柵的復(fù)用數(shù)量會(huì)成倍增加，從而實(shí)現(xiàn)光纖光柵傳感系統(tǒng)的大復(fù)用量，再結(jié)合多個(gè)不同中心波長(zhǎng)的全同弱反射光纖光柵陣列即可實(shí)現(xiàn)超大容量光纖光柵傳感系統(tǒng)。然而，基于時(shí)分復(fù)用的方法一方面存在上游光纖光柵插入損耗影響（陰影效應(yīng)）的問(wèn)題，使下游光纖光柵的反射信號(hào)強(qiáng)度減弱、反射譜形退化，導(dǎo)致下游光纖光柵的波長(zhǎng)難以準(zhǔn)確解調(diào)。另一方面，同波長(zhǎng)的光纖光柵間因多次反射會(huì)出現(xiàn)信號(hào)串?dāng)_的情況；并且，隨著光纖光柵復(fù)用數(shù)量的增加，這種信號(hào)串?dāng)_現(xiàn)象會(huì)增強(qiáng)，一定程度上會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)信號(hào)的失真。參考文獻(xiàn)[1]（YunmiaoWang，JianminGong，BoDong，DorothyY.Wang，TylerJ.Shillig，andAnboWang，SeniorMember，IEEE.ALargeSerialTime-DivisionMultiplexedFiberBraggGratingSensorNetwork.JournalofLightwaveTechnology，30(17):2751-2756(2012)）雖然報(bào)道了，在光纖光柵反射率低于-40dB的條件下，復(fù)用容量1000的光纖光柵陣列中陰影效應(yīng)以及信號(hào)串?dāng)_可不用考慮，但1000的光纖光柵復(fù)用數(shù)量無(wú)法滿足超大容量傳感的需求。上述公開號(hào)為CN10290525A的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)借助兩個(gè)SOA的高速開關(guān)及光放大特性，通過(guò)控制兩個(gè)SOA的開關(guān)時(shí)延鎖定光纖光柵陣列中的某光纖光柵對(duì)其反射信號(hào)進(jìn)行采集，并通過(guò)掃描各光纖光柵的時(shí)延實(shí)現(xiàn)光纖光柵陣列的信號(hào)解調(diào)。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)施成本低；同時(shí)因能夠避免大量非光纖光柵處冗余數(shù)據(jù)的采集及處理，提高了系統(tǒng)的解調(diào)速度。在提高系統(tǒng)信噪比方面，其雙開關(guān)時(shí)延掃描解調(diào)方法采用了多脈沖入射技術(shù)，即通過(guò)對(duì)同一光纖光 柵的多個(gè)反射脈沖進(jìn)行信號(hào)累積來(lái)增強(qiáng)信噪比。然而，多脈沖入射技術(shù)易造成其它光纖光柵的反射脈沖錯(cuò)誤地記入被解調(diào)的光纖光柵。為避免上述情況發(fā)生，該發(fā)明專利申請(qǐng)采用了限制多脈沖入射頻率的方法，即第一個(gè)入射光脈沖的所有光纖光柵反射信號(hào)在行程上到達(dá)取樣光開關(guān)后再發(fā)送第二個(gè)入射光脈沖。雖然此方法能有效避免上述信號(hào)串?dāng)_情況的發(fā)生，但多脈沖入射頻率卻受到了光纖光柵陣列復(fù)用容量、傳感距離的制約；隨著光纖光柵陣列復(fù)用容量增加、傳感距離延長(zhǎng)，勢(shì)必導(dǎo)致多脈沖入射頻率的顯著降低（即SOA的調(diào)制頻率降低），進(jìn)而引起信噪比降低。另外，公開號(hào)為CN10290525A的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)采用多個(gè)不同中心波長(zhǎng)的全同光纖光柵陣列復(fù)用來(lái)實(shí)現(xiàn)超大容量光纖光柵傳感系統(tǒng)?？紤]到給予每個(gè)波長(zhǎng)工作帶寬，則需要帶寬較寬的光源。然而，隨著光源帶寬變寬，光開關(guān)SOA的功率增益特性隨之變差，將較難對(duì)反射率小于1％的光纖光柵的弱信號(hào)理想放大；而且，對(duì)于大容量、長(zhǎng)距離的光信號(hào)傳輸而言，光纖本身的傳輸損耗對(duì)光信號(hào)的衰減作用也凸顯出來(lái)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題就是提供一種基于光放大中繼的超大容量光纖光柵傳感系統(tǒng)，能夠克服現(xiàn)有時(shí)分復(fù)用的光纖光柵傳感系統(tǒng)中陰影效應(yīng)及信號(hào)串?dāng)_對(duì)光纖光柵陣列信號(hào)解調(diào)造成的不良影響，并滿足光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)對(duì)大容量、長(zhǎng)距離檢測(cè)的要求。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的一種基于光放大中繼的超大容量光纖光柵傳感系統(tǒng)，包括SLED光源、脈沖發(fā)生器、調(diào)制光開關(guān)、光纖環(huán)形器、超大容量光纖光柵陣列、取樣光開關(guān)、解調(diào)儀和計(jì)算機(jī)；所述SLED光源依次經(jīng)調(diào)制光開關(guān)和光纖環(huán)形器與超大容量光纖光柵陣列相連，其特征在于：所述超大容量光纖光柵陣列由多個(gè)中等容量光纖光柵陣列構(gòu)成，相鄰中等容量光纖光柵陣列之間依次設(shè)有：光放大器，用于對(duì)其上游中等容量光纖光柵陣列的透射光脈沖實(shí)現(xiàn)功率放大及整形，使功率密度分布恢復(fù)到初始入射光脈沖的功率密度分布；以及光纖環(huán)形器，用于將各中等容量光纖光柵陣列相互隔離，在保證入射光脈沖在超大容量光纖光柵陣列中傳播的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)各中等容量光纖光柵陣列反射信號(hào)的相互隔離，將陰影效應(yīng)及信號(hào)串?dāng)_限制在中等容量光纖光柵陣列內(nèi)；各光纖環(huán)形器的另一輸出端通過(guò)合波器與所述解調(diào)儀連接，解調(diào)儀的信號(hào)輸出端與計(jì)算機(jī)連接。上述技術(shù)方案中，所述各光纖環(huán)形器的另一輸出端通過(guò)合波器與一個(gè)取樣光開關(guān)連接，取樣光開關(guān)的輸出端依次連有解調(diào)儀、計(jì)算機(jī)；所述脈沖發(fā)生器為雙通道脈沖發(fā)生器，雙通 道脈沖發(fā)生器與計(jì)算機(jī)雙向互聯(lián)，其兩個(gè)輸出端分別與調(diào)制光開關(guān)和取樣光開關(guān)連接。上述技術(shù)方案中，所述各光纖環(huán)形器的另一輸出端分別通過(guò)取樣光開關(guān)與一臺(tái)合波器連接，合波器的輸出端依次連有解調(diào)儀、計(jì)算機(jī)；所述脈沖發(fā)生器為多通道脈沖發(fā)生器，多通道脈沖發(fā)生器與計(jì)算機(jī)雙向互聯(lián)，其多個(gè)輸出端分別與調(diào)制光開關(guān)和各取樣光開關(guān)連接。上述技術(shù)方案中，所述各光纖環(huán)形器的另一輸出端通過(guò)兩個(gè)以上合波器與一個(gè)取樣光開關(guān)連接，每相鄰兩個(gè)光纖環(huán)形器接入不同合波器；兩個(gè)以上合波器的輸出端通過(guò)磁光開關(guān)與一個(gè)取樣光開關(guān)連接，取樣光開關(guān)的輸出端依次連有解調(diào)儀、計(jì)算機(jī)；所述脈沖發(fā)生器為多通道脈沖發(fā)生器，多通道脈沖發(fā)生器與計(jì)算機(jī)雙向互聯(lián)，其多個(gè)輸出端分別與調(diào)制光開關(guān)、磁光開關(guān)和取樣光開關(guān)連接。上述技術(shù)方案中，所述中等容量光纖光柵陣列的光纖光柵復(fù)用量為500～1000個(gè)。上述技術(shù)方案中，所述光放大器為拉曼光纖激光放大器或者布里淵光纖激光放大器，以避免光放大器中常用的EDFA，其自發(fā)輻射噪聲對(duì)后端解調(diào)信噪比的不利影響。上述技術(shù)方案中，所述超大容量光纖光柵陣列由同一波長(zhǎng)的光纖光柵構(gòu)成，或者由多個(gè)波長(zhǎng)不同的中等容量光纖光柵陣列構(gòu)成，相鄰中等容量光纖光柵陣列中光纖光柵的波長(zhǎng)間隔為0.2～0.5nm。本發(fā)明借助了公開號(hào)為CN10290525A的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)的部分技術(shù)思想，通過(guò)雙開關(guān)時(shí)延掃描實(shí)現(xiàn)對(duì)光纖光柵信號(hào)的采集解調(diào)，并針對(duì)其單一大容量全同光柵陣列中突出的陰影效應(yīng)及信號(hào)串?dāng)_問(wèn)題，以及多脈沖入射技術(shù)難以在大容量、長(zhǎng)傳感距離的光纖光柵陣列中實(shí)施的技術(shù)難點(diǎn)，提出了該基于光放大中繼的超大容量光纖光柵傳感系統(tǒng)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：1）借助光放大器的功率放大功能，將經(jīng)過(guò)上游中等容量光纖光柵陣列的透射光脈沖功率恢復(fù)到初始入射狀態(tài)，有效克服了單一大容量全同光柵陣列中的陰影效應(yīng)以及長(zhǎng)距離光纖傳輸損耗對(duì)光信號(hào)的衰減作用，為下游中等容量光纖光柵陣列的信號(hào)解調(diào)提供了功率保障；2）由于經(jīng)光放大器的透射光脈沖恢復(fù)至初始入射狀態(tài)，下游中等容量光纖光柵陣列可以繼續(xù)采用與上游中等容量光纖光柵陣列相同的波長(zhǎng)，為光纖光柵陣列的制備提供了方便；3）由于超大容量光纖光柵陣列可以由同一波長(zhǎng)的光纖光柵構(gòu)成，系統(tǒng)光源的帶寬能夠控制在較窄范圍內(nèi)，以充分發(fā)揮SOA對(duì)窄帶光功率增益的特性；同時(shí)，窄帶寬能有效減少后端信號(hào)解調(diào)的數(shù)據(jù)處理量，在一定程度上提高了系統(tǒng)解調(diào)速度；4）由于采用光纖環(huán)形器將超大容量光纖光柵傳感陣列分隔成了多個(gè)中等容量、傳感距離適中的光纖光柵陣列，多級(jí)反射造成的信號(hào)串?dāng)_被限制在中等容量光纖光柵陣列中，有效降 低了光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)串?dāng)_程度；5）超大容量光纖光柵傳感陣列被分隔成多個(gè)中等容量、傳感距離適中的光纖光柵陣列，能有效保障多脈沖入射具有理想的脈沖調(diào)制頻率，從而使各光纖光柵的解調(diào)具有好的信噪比。附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明中光放大中繼部分的結(jié)構(gòu)暨工作原理示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)暨工作原理示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例2的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)暨工作原理示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例3的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)暨工作原理示意圖；圖中：1—入射光脈沖，2—光纖環(huán)形器，3—中等容量光纖光柵陣列，4—透射光脈沖，5—光放大器，6—放大整形后的光脈沖，7—光纖光柵陣列反射脈沖串，8—調(diào)制光開關(guān)，9—取樣光開關(guān)，10—合波器，11—解調(diào)儀，12—SLED光源，13—調(diào)制光開關(guān)與取樣光開關(guān)之間的時(shí)延，14—雙通道脈沖發(fā)生器，15—多通道脈沖發(fā)生器，16—磁光開關(guān)。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)描述：本發(fā)明中光放大中繼部分如圖1所示，初始入射光脈沖1經(jīng)光纖環(huán)形器2進(jìn)入由n個(gè)同波長(zhǎng)光纖光柵（G11，G21，….，Gn1）構(gòu)成的中等容量光纖光柵陣列3中，入射光脈沖1被每個(gè)光纖光柵反射掉部分光后，光脈沖在繼續(xù)向前傳播的過(guò)程中強(qiáng)度逐漸減弱。由于光纖光柵反射譜在不同波長(zhǎng)處的反射率不同，所以光脈沖經(jīng)過(guò)中等容量光纖光柵陣列3后不僅其整體強(qiáng)度減弱，而且在光纖光柵Bragg波長(zhǎng)處的強(qiáng)度減少最大，從而導(dǎo)致光脈沖經(jīng)過(guò)中等容量光纖光柵陣列3后，其功率分布呈現(xiàn)中心波長(zhǎng)處弱、兩側(cè)強(qiáng)的透射光脈沖4。若以該功率密度分布的透射光脈沖4繼續(xù)作為下游中等容量光纖光柵陣列3的入射光，將會(huì)導(dǎo)致光纖光柵反射譜形退化，光纖光柵的波長(zhǎng)難以準(zhǔn)確解調(diào)；另外，透射光脈沖4整體強(qiáng)度的下降會(huì)導(dǎo)致下游中等容量光纖光柵陣列3的反射信號(hào)強(qiáng)度減弱，從而對(duì)后端檢測(cè)單元的靈敏度、動(dòng)態(tài)范圍等提出很高要求。因此，本發(fā)明提出了基于光放大器5的中繼方式實(shí)現(xiàn)對(duì)透射光脈沖4的功率放大及整形，使其恢復(fù)到具有初始入射光脈沖1功率密度分布的光脈沖，即圖1中放大整形后的光脈沖6，以實(shí)現(xiàn)對(duì)后續(xù)中等容量光纖光柵陣列3的理想檢測(cè)。入射光脈沖1經(jīng)過(guò)每一光纖光柵時(shí)，部分光被光纖光柵反射并沿途返回，形成的光纖光柵陣列反射脈沖串7經(jīng)光纖環(huán)形器2的第三端口進(jìn)入后端檢測(cè)單元；反射光在返程中同樣受到光纖光柵的反射，形成多次反射，會(huì)造成基于同波長(zhǎng)光纖光柵陣列的時(shí)分復(fù)用中因多次反射引起的信號(hào)串?dāng)_；隨著光纖光柵復(fù)用數(shù)量的增加，該信號(hào)串?dāng)_也會(huì)增加，在陰影效應(yīng)的共 同作用下會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)信號(hào)失真。出于將該信號(hào)串?dāng)_及陰影效應(yīng)控制在允許范圍內(nèi)的角度考慮，借助光纖環(huán)形器2入射、反射光路不同的特點(diǎn)將超大容量光纖光柵陣列分割成多個(gè)中等容量光纖光柵陣列3，從而將多次反射現(xiàn)象限制在中等容量光纖光柵陣列3中，通過(guò)減小光柵陣列的復(fù)用基數(shù)實(shí)現(xiàn)信號(hào)串?dāng)_的減弱。如圖2至圖4所示，本發(fā)明的基于光放大中繼的超大容量光纖光柵傳感系統(tǒng)，包括SLED光源12、脈沖發(fā)生器、調(diào)制光開關(guān)8、光纖環(huán)形器2、超大容量光纖光柵陣列、取樣光開關(guān)9、解調(diào)儀11和計(jì)算機(jī)。SLED光源12依次經(jīng)調(diào)制光開關(guān)8和光纖環(huán)形器2與超大容量光纖光柵陣列相連，超大容量光纖光柵陣列由多個(gè)中等容量光纖光柵陣列3構(gòu)成，相鄰中等容量光纖光柵陣列3之間依次設(shè)有光放大器5以及光纖環(huán)形器2。各光纖環(huán)形器2的另一輸出端通過(guò)合波器10與解調(diào)儀11連接，解調(diào)儀11的信號(hào)輸出端與計(jì)算機(jī)連接。下面以光纖光柵復(fù)用數(shù)量為10000的超大容量傳感系統(tǒng)為例進(jìn)行說(shuō)明，該超大容量傳感系統(tǒng)被分成十個(gè)中等容量光纖光柵陣列3，每一中等容量光纖光柵陣列3的光纖光柵復(fù)用量為1000個(gè)。實(shí)施例1如圖2所示，圖中超大容量光纖光柵陣列的光纖光柵編碼n=1000，m=10。系統(tǒng)構(gòu)成中通過(guò)九個(gè)光放大器5對(duì)經(jīng)過(guò)上游中等容量光纖光柵陣列3的透射光脈沖4進(jìn)行功率放大整形，使放大整形后的光脈沖6與初始入射光脈沖1有相同的功率密度分布；并通過(guò)十個(gè)光纖環(huán)形器2將十個(gè)復(fù)用容量1000的中等容量光纖光柵陣列3相互隔離。每一光纖光柵陣列反射脈沖串7經(jīng)過(guò)其對(duì)應(yīng)的光纖環(huán)形器2的第三端口進(jìn)入合波器10，并從合波器10輸出端進(jìn)入取樣光開關(guān)9；通過(guò)雙通道脈沖發(fā)生器14對(duì)調(diào)制光開關(guān)與取樣光開關(guān)的時(shí)延13掃描實(shí)現(xiàn)不同位置光纖光柵的反射脈沖進(jìn)入解調(diào)儀11，從而實(shí)現(xiàn)光纖光柵傳感系統(tǒng)的波長(zhǎng)解調(diào)。利用雙光開關(guān)時(shí)延掃描實(shí)現(xiàn)光纖光柵陣列信號(hào)解調(diào)的詳細(xì)介紹與公開號(hào)為CN10290525A的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)相應(yīng)內(nèi)容相同，這里不再重復(fù)描述。假定光纖光柵陣列的Bragg波長(zhǎng)為1550nm，反射率為0.05%，光纖光柵相互間隔3m，光纖傳輸損耗為0.5dB/km。根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]中光纖光柵反射功率公式Ii(λ)=(1-R(λ))2(i-1)R(λ)I0(λ)可以推導(dǎo)出經(jīng)過(guò)光纖光柵陣列后的光透射功率公式Ii(λ)=(1-R(λ))(2i-1)I0(λ)，從而可以計(jì)算出入射光脈沖1經(jīng)過(guò)1000個(gè)反射率0.05％的光纖光柵后，陰影效應(yīng)導(dǎo)致透射光脈沖4在Bragg波長(zhǎng)1550nm處的功率衰減了4.4dB左右，而光纖傳輸雙程損耗導(dǎo)致的功率衰減約3dB，入射光脈沖1經(jīng)過(guò)上述中等容量光纖光柵陣列3后 的功率衰減總和為7.4dB(在1550nm處)。通常，后端解調(diào)單元的動(dòng)態(tài)檢測(cè)范圍在10dB左右，因此經(jīng)過(guò)上游中等容量光纖光柵陣列3的透射光脈沖4無(wú)法繼續(xù)作為下游中等容量光纖光柵陣列3的入射光脈沖1進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)，而必須對(duì)其進(jìn)行功率放大，并對(duì)其功率分布進(jìn)行濾波整形，使其恢復(fù)到初始入射光脈沖1的功率密度分布，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)下游中等容量光纖光柵陣列3的正常檢測(cè)。根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]中的信號(hào)串?dāng)_公式：Ci(λ)=(i-1)(i-2)R3(λ)(1-R(λ))(2i-4)I0(λ)/2可以計(jì)算出第1000個(gè)光纖光柵在Bragg波長(zhǎng)1550nm處受到的多級(jí)反射信號(hào)串?dāng)_的功率約為光脈沖功率I0(λ)的0.0023％左右；而根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]中的光柵反射功率公式：Ii(λ)=(1-R(λ))2(i-1)R(λ)I0(λ)可以計(jì)算出第1000個(gè)光纖光柵在Bragg波長(zhǎng)處的反射功率約為光脈沖功率I0(λ)的0.0184％左右。第1000個(gè)光纖光柵在Bragg波長(zhǎng)處因信號(hào)串?dāng)_引起的虛假信號(hào)功率占到真實(shí)信號(hào)的12.5％左右。顯然，若光纖光柵陣列復(fù)用數(shù)量加大，在陰影效應(yīng)的共同作用下，多級(jí)反射引起的虛假信號(hào)占真實(shí)信號(hào)的比例會(huì)顯著增加。采用多脈沖入射技術(shù)增強(qiáng)光纖光柵解調(diào)的信噪比需避免陣列中其它光纖光柵的反射脈沖錯(cuò)誤地記入被解調(diào)光柵，參考文獻(xiàn)[2]（ZhihuiLuo，HongqiaoWen，XiaofuLiandHuiyongGuo.Onlinereflectivitymeasurementofanultra-weakfiberBragggratingarray.MeasurementScienceandTechnology,24(2013)105102(5pp)）采用的方法是第一個(gè)入射光脈沖的光纖光柵陣列的所有反射信號(hào)返程達(dá)到取樣光開關(guān)后再發(fā)送第二個(gè)光脈沖。顯然，調(diào)制光開關(guān)8和取樣光開關(guān)9的工作頻率受中等容量光纖光柵陣列3的復(fù)用量和傳感距離限制。以復(fù)用量1000、光柵間隔3m，纖芯折射率1.5的光纖光柵陣列為例。相對(duì)于第一個(gè)光纖光柵，第1000個(gè)光纖光柵的反射信號(hào)到達(dá)取樣光開關(guān)9所需時(shí)間t約為2Ln/c=2×3000×1.5/(3×108)，即30μs，則入射光脈沖1的調(diào)制周期需大于30μs。因此，調(diào)制光開關(guān)8和取樣光開關(guān)9的最大工作頻率可以設(shè)定為32kHz；若光纖光柵陣列復(fù)用量增至2000，其它參數(shù)不變，則入射光脈沖1的調(diào)制周期要大于60μs，調(diào)制光開關(guān)8和取樣光開關(guān)9的最大工作頻率只能設(shè)定為16kHz，相對(duì)于復(fù)用量1000的光纖光柵陣列，光開關(guān)的調(diào)制頻率減小了一半，顯然，后端信號(hào)解調(diào)的信噪比將降低。綜上所述，本發(fā)明基于光放大中繼的超大容量、長(zhǎng)距離光纖光柵傳感系統(tǒng)在克服光柵陰影效應(yīng)、多級(jí)反射串?dāng)_以及保證信號(hào)信噪比等方面是對(duì)以公開號(hào)為CN10290525A的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)為代表的現(xiàn)有技術(shù)的完善和創(chuàng)新。實(shí)施例2實(shí)施例1中采用兩個(gè)光開關(guān)8、9實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)所有光纖光柵的信號(hào)解調(diào)，雖然對(duì)于單個(gè)中等容量光纖光柵陣列3而言，光纖光柵間的陰影效應(yīng)和信號(hào)串?dāng)_因光纖光柵陣列復(fù)用量變小被大大減弱，但由于所有中等容量光纖光柵陣列3的反射信號(hào)會(huì)通過(guò)合波器10匯合進(jìn)入取樣光開關(guān)9，所以多級(jí)反射一定程度上還是會(huì)引起中等容量光纖光柵陣列3之間的信號(hào)串?dāng)_。為避免此情況的發(fā)生，本實(shí)施例采用每個(gè)中等容量光纖光柵陣列3配備一個(gè)取樣光開關(guān)9的方式，完全實(shí)現(xiàn)了不同時(shí)延條件下對(duì)對(duì)應(yīng)的光纖光柵進(jìn)行信號(hào)采集解調(diào)，如圖3所示。通過(guò)多通道脈沖發(fā)生器15產(chǎn)生多路脈沖信號(hào)源S1，S2，…..，S11。當(dāng)調(diào)制光開關(guān)與取樣光開關(guān)之間的時(shí)延13與某個(gè)中等容量光纖光柵陣列3匹配時(shí)，將驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的取樣光開關(guān)9開始工作，該陣列的光纖光柵反射信號(hào)允許進(jìn)入合波器10，其它取樣光開關(guān)9處于關(guān)停狀態(tài)，對(duì)應(yīng)的中等容量光纖光柵陣列3的反射信號(hào)被禁止進(jìn)入波合器10，從而避免了多路光纖光柵陣列的反射信號(hào)同時(shí)進(jìn)入合波器10，有效避免了中等容量光纖光柵陣列3間的信號(hào)串?dāng)_。實(shí)施例3實(shí)施例2中過(guò)多的取樣光開關(guān)9會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)實(shí)施成本增加，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。為避免該情況發(fā)生，同時(shí)也能較好地避免中等容量光纖光柵陣列3間的信號(hào)串?dāng)_，考慮到中等容量光纖光柵陣列3間的信號(hào)串?dāng)_主要存在于相鄰中等容量光纖光柵陣列3之間，以及中等容量光纖光柵陣列3間的信號(hào)采集切換頻率相對(duì)較低，本實(shí)施例采用磁光開關(guān)16實(shí)現(xiàn)單個(gè)中等容量光纖光柵陣列3或相互間隔的中等容量光纖光柵陣列3的反射信號(hào)快速切換進(jìn)入取樣光開關(guān)9，從而達(dá)到簡(jiǎn)化系統(tǒng)的目的，如圖4所示。本發(fā)明的核心在于將超大容量光纖光柵陣列分割成多個(gè)中等容量光纖光柵陣列3，并依次用光放大器5和光纖環(huán)形器2隔離，顯著減小了現(xiàn)有時(shí)分復(fù)用的光纖光柵傳感系統(tǒng)中陰影效應(yīng)及信號(hào)串?dāng)_等對(duì)光纖光柵陣列信號(hào)解調(diào)造成的不良影響，并滿足光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)對(duì)大容量、長(zhǎng)距離檢測(cè)的要求。所以，其保護(hù)范圍并不限于上述實(shí)施例。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變形而不脫離本發(fā)明的范圍和精神，例如：中等容量光纖光柵陣列3的光纖光柵復(fù)用量不限于實(shí)施例中的1000個(gè)，根據(jù)超大容量光纖光柵傳感系統(tǒng)的規(guī)模，其復(fù)用量可在500～1000內(nèi)調(diào)整；實(shí)施例3情形下，合波器10的數(shù)量也不限于兩個(gè)，還可以是更多，只要確保相鄰兩個(gè)光纖環(huán)形器2接入不同合波器10即可等。倘若這些改動(dòng)和變形屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變形在內(nèi)。