1-2 研究方向

慶鴻主要的研究領域著重於光纖微波(RoF)傳輸系統與長距離離散式光纖感測(Fiber Sensor)系統的整合與創新。主要的研究目標為建構更加實用的RoF傳輸架構及簡化長距離、大範圍光纖感測網路，期待能以提升資料傳輸效率、改善訊號傳輸品質、強化遠端感測能力及自我斷線保護功能。總計近五年（2017-2022）所發表的國際期刊論文有9篇，國際研討會論文7篇。這些論文大都為探討RoF傳輸系統及長距離光纖感測網路的成果，代表著計畫主持人在這兩個研究領域已有一定的研究與貢獻。與本計畫相關的研究貢獻包括：

1.具有斷線保護的混合式環形與樹狀光纖微波傳輸系統:

計畫主持人及其研究團隊利用WDM技術與優化後的單線雙向光塞取多工器(SBOADM)搭建出如圖二所示的混合式環形與樹狀RoF傳輸系統。此傳輸架構會先透過SBOADM及2對N分光器來取代原先樹狀RoF傳輸系統的遠端節點，再透過環形光纖迴路來將CO與各個SBOADM串接在一起。透過SBOADM的特殊光路由功能，CO端可以透過WDM的技術來讓數個RoF子網路共用一條環形光纖線路來傳遞上、下行的光訊號。且能在環形光纖迴路因故中斷時，僅需變更CO端的一個2×2光開關狀態就能迅速恢復中斷的訊號鏈接。本研究成果在優化光纖線路與自我斷線保護等方面具有相當的貢獻。相關的研究已發表於: (1) Sensors, April 2021. (2) Photonics, Nov. 2021.

2.具有斷線保護與波長再利用的光纖微波傳輸系統:

計畫主持人及其研究團隊利用光學倍頻技術、波長再利用技術及自建的新形態單線雙向光塞取多工器(SBOADM)搭建出如圖二所示的混合式環形與樹狀RoF傳輸系統。此系統能大幅度的提升光載波使用效率且當系統的環形光纖迴路因故中斷時，僅需改變RN中的一個2×2光開關狀態即可讓上、下行的光訊號立即的避過光纖斷點的干擾，讓整個傳輸系統回復連線，進一步的確保網路服務品質。本研究成果在RoF傳輸系統與自我斷線保護等方面具有相當的貢獻。相關的研究已發表於: IEEE Photonics Journal, Oct. 2020。

3.   斷線偵測演算法與具有斷線保護功能的光纖微波傳輸系統:

計畫主持人及其研究團隊針對雙環型RoF傳輸系統提出了一個能自動偵測光纖健康狀態、能自動定位光纖斷點位置及自動切換光路由路徑來避開斷點影響的傳輸架構與演算法(分別如圖三 (a)與(b)所示)。透過FBG遠端感測的技術與預先安裝在主要節點的光開關，中控端可透過探測光訊號與演算法自動偵測系統中的光纖健康狀態，並在光纖斷點產生時，即時的找出斷點位置及切換預設的光開關來重新建構光路由路徑，藉此來規避光纖斷點的影響。本研究成果在光纖線路的健康偵測、斷線保護與多波長路由控制等方面具有相當的貢獻。相關的研究已發表於: Sensors, Sep. 2019。

4.   具有可重構光路徑功能的大範圍光纖感測網路:

計畫主持人及其研究團隊提出了一個長距離、大範圍的混合式星狀與多環形FBG光纖感測系統(如圖四所示)。透過合理的將分佈在不同區域的FBG感測器分區串並聯在一起，並在感測系統的合理位置布置光開關，本感測系統可以在各個區段(Region A、B與C)發生不超過四個斷點時，即時透過變更光開關狀態來重構光路由路徑，讓失聯的FBG感測器即時恢復與中控端的連接。本研究成果在大範圍離散式光纖感測系統與斷點保護機制等方面具有相當的貢獻。相關的研究已發表於: IEEE Photonics Journal, June 2019。

5.   具有斷線保護功能的全被動式光纖感測網路:

計畫主持人及其研究團隊創先利用光循環器與FGB建構出第二代單線雙向的光塞取多工器(SBOADM)並利用此SBOADM建構出一個具有斷線保護功能的全被動式光纖感測網路(如圖五(a)、(b)與(c)所示)。透過特殊的設計，不管光訊號是由左側或右側注入SBOADM，目標光訊號皆會被截取且上載的光訊號皆會沿著下行光路徑的相反方向傳輸。透過這個特點，當感測網路有斷點時，僅需切換遠端節點中的一個光開關狀態即可迅速回復訊號的連接。本研究成果在多波長路由控制與遠端光纖感測系統等方面具有相當的貢獻。相關的研究已發表於: IEEE Photonics Journal, Aug. 2018。