光檢測技術

為了對各式系統架構進行系監控與性能分析，我們研究設計光電檢測系統，除 了較為熟悉之光時域反射儀之外也將利用多波道波長量測儀，結合了自製光纖光柵 感測點，對 WDM-PONs 作即時檢測，以維持服務品質，其中溫度補償光纖光柵為 實驗室自行開發的。關於被動光網路之檢測技術研究情況，因為 1×N 光分配器 (Optical Splitter)造成的高插入損耗(Insertion Loss)，使得 OTDR 需使用更高的脈衝寬 度(Pulse Width)以達到所需量測距離，本子計畫提出可以使用反射不同波長之光柵 濾波器（自製），配合不同波長之光柵濾波器使 OTDR 輸出不同波長之檢測光波，

增加其靈活性。而多波道量測儀同時監控多個 ONU 端，必定是新穎之嘗試。利用 自製溫度補償光纖光柵結合光時域反射儀作精確系統檢測。或構思利用多波道量測 儀，作多點 ONU 之及時檢測。隨著光網路的快速發展，網路結構複雜性日益提高，

如何確保光纖網路的正常運轉，以便及時發現光纖網路的故障，減少因故障帶來的 損失，針對此我們利用光時域反射儀結合了光纖光柵，並對光纖光柵做溫度補償，

使光纖光柵對環境變化的敏感度降低，讓它保持著穩定工作的功能，不至於誤判特 性。其原因在於光纖光柵具有高耐蝕性、可彎曲性、質量輕、體積小、不受周圍環 境之電磁雜訊干擾等特性，適合對被動光纖網路做即時監測，讓網路管理者即時的 線路故障所在，提高服務品質(QoS) [50~52]。第一個建議架構是陣列波導光柵之分 波多工被動光網路監控系統，重點在於利用陣列波導光柵之自由空間區（FSR），並 且以光開關來協助時間分工監控動作，討論摘錄如下：

圖 5.31 用於監控之寬頻光源頻譜(a)在 1310 nm 區間及(b)在 1550 nm 區間

圖 5.32 利用陣列波導光柵之自由空間區（FSR）。公式_n= '



下行訊號與監控信號及 (b)四個下行信號之頻譜。

圖 5.33 四組下行訊號與監控信號之頻譜，分別 (a) 在 ONU 1 處, (b)在 ONU 2 處, (c) 在 ONU 3 處以及(d) 在 ONU 4 處量得。

圖 5.34 誤碼率 BER 量測，針對 2.5-Gb/s x 27 km 傳輸，我們比較有沒有打開光時域反 射儀，背對背之量測也記錄下來。

第二個實驗是及時監控遠端泵激之分波多工被動光網路，同樣是利用光開關來實踐分時 多工技術。說明如下：

圖 5.35 內建之寬頻光源中心波長在 1543 nm. (b) 四個波道之薄膜濾波器剛剛好與四個 光纖光柵監測光信號相匹配。

圖 5.36 建議架構之二，此 WDM PON 包含光纖光柵，1x4 光開關與光時域反射儀。

(a) (b)

圖 5.38(a) 在不使用與使用遠端泵激光纖放大器之下，增益與波長之關係圖，其中 兩兩較高之曲線，表示殘餘泵激功率再重複使用，以及(b)比較誤碼率 BER 品質在 有或沒使用光時域反射儀之情形。

5.4 成果自評及與其他子計畫之交流

本子計畫四研究影像辨識與光纖技術在光電感應系統之應用，經由攝影機偵 測位置、煙霧、振動、濕度等，研究多重偵測、感應與智慧分析，來提供校園安 全與監控應用。本子計畫開發了煙霧偵測監控與學習狀態監控系統，提出影像異 動於振動與濕度偵測應用方法，並且發展被動光網路於影像資訊傳輸之技術，未 來可透過網路與子計畫一網路平台互通，進而提供影像資訊給其他子計畫使用。

本子計畫已經發表了國外學術期刊論文 7 篇，國外會議論文 5 篇，國內會議論文 2 篇，申請中之專利 1 件。