高可靠性可扩展的三角形光纤传感网设计方法

摘要

一种高可靠性可扩展的三角形光纤传感网设计方法。包括三角形光纤传感网的中心三角形设计，传感网的第1次扩展及第次扩展，经第次扩展后，得到内外层三角形，扩展度为的三角形光纤传感网。为了使三角形光纤传感网对称以简化结构，第层三角形每条边上各有个光纤传感器，整个传感网共有个光纤传感器；内层三角形中，每层三角形的每个顶点处都有1个从开关，共有个从开关；在最外层三角形其中一个顶点处有一个主开关。本发明提出的三角形光纤传感网方案结构简单，扩展性能好，扩展后规模大，所需要的光开关较少，扩展后结构保持自相似性，能简化光信号的问询过程和解调过程。自愈功能强，即使发生多个故障点仍能保持网络正常工作，网络可靠性高。

主权项

一种高可靠性可扩展的三角形光纤传感网设计方法，其特征在于该方法的设计步骤如下：第1、三角形光纤传感网的中心三角形设计首先设计一个等边三角形，在三角形的每一条边上都至少串联1个光纤传感器，在三角形亦即最外层三角形中的一个顶点处连接一个2×2的光开关，称为主开关，用于传递光源、传感器和解调系统之间的光信号以及实现光纤传感网的自愈功能，定义该结构是扩展度为1的三角形光纤传感网；第2、三角形光纤传感网的第1次扩展作第1步设计的中心三角形的外接三角形，使原三角形的三个顶点分别位于外接三角形三条边的中点，这样得到另外3个与中心三角形全等的三角形，构成内外两层三角形，新扩展的3个三角形分别与原三角形共用一条边，另两条边上每条边至少串联1个光纤传感器，外接大三角形亦即最外层三角形的其中一个顶点上连接一个2×2的光开关，称为主开关，内层三角形的每个顶点上各连接一个2×2的光开关，为了区分，称为从开关，主要用于实现三角形光纤传感网的自愈功能，并定义该结构是扩展度为2的三角形光纤传感网；第3、三角形光纤传感网的第i‑1次扩展按照第2步的扩展方法，逐次进行扩展；当对三角形光纤传感网进行第i‑1次扩展时，得到内外共计i层三角形，其中i>2，各层中的每个三角形的每条边至少串联1个光纤传感器，最外层三角形的其中一个顶点上连接一个2×2的光开关，称为主开关，各内层三角形的每个顶点上也各连接一个2×2的光开关，为了区分，称为从开关，主要用于实现三角形光纤传感网的自愈功能，并定义该结构是扩展度为i的三角形光纤传感网；所述的2×2的光开关有两种状态：交叉态和平行态，根据各2×2的光开关所在位置及光路的需要决定光开关状态；各2×2光开关状态由人工控制。