專利名稱：光纜實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通信光纜實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，屬于光通信技術(shù)領(lǐng)域。
作為光傳輸主體的光纜線路常有纜線接續(xù)不良、水氣滲入光纖芯線、接頭接點(diǎn)不良和光纜被挖斷等故障。在光纜線路有問(wèn)題后，就急需知道故障原因和線路斷點(diǎn)在哪里。通常故障并不立即引起光纜傳輸信號(hào)的中斷，而是導(dǎo)致光纜系統(tǒng)慢慢變壞，但對(duì)其修復(fù)又必須在很緊急的情況下進(jìn)行，這一方面需要在維修對(duì)能盡快知道故障的類型和地點(diǎn)；另一方面最好能做到防患于未然，對(duì)正在緩慢變壞的光纖采取更換或維修，以避免喪失服務(wù)和昂貴的修復(fù)。
目前，已有一批光纜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)用來(lái)進(jìn)行光纜故障的早期預(yù)報(bào)和定位，如采用水分感測(cè)信號(hào)發(fā)生器檢測(cè)對(duì)接合攏封閉體的水分浸入，或者應(yīng)用永久性地裝于光纜端部的電光測(cè)量裝置來(lái)長(zhǎng)期地連續(xù)測(cè)量光纜的衰減，但都難以達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的目的。另外，第一種方法由于只從一根光纖取樣，不能全面反映光纜中每一根光纖的傳輸情況，第二種方法需要添加輔助光源而對(duì)原傳輸設(shè)備進(jìn)行改動(dòng)，且不能告知光纖的故障點(diǎn)在何處。經(jīng)檢索專利93104451等屬上述類型。
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述問(wèn)題，提出監(jiān)測(cè)每一根光纖的光功率值，根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果控制光開關(guān)，達(dá)到只用一臺(tái)光時(shí)域反射計(jì)(OTDR)對(duì)多根光纖進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的目的。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這種光纜實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要包括光信號(hào)取樣，光功率測(cè)試、分析，以及OTDR檢測(cè)，其特征是每根光纖與一個(gè)波分復(fù)用器(WDM)的輸入端連接，每個(gè)WDM的一個(gè)輸出端都與光信號(hào)取樣器連接，或者每根光纖先與光信號(hào)取樣器連接，光信號(hào)取樣器的輸出再與一個(gè)WDM的輸入端連接，光信號(hào)取樣器的另一個(gè)輸出至光功率監(jiān)測(cè)器，共N(N為被監(jiān)測(cè)的光纖根數(shù))個(gè)光功率監(jiān)測(cè)器的輸出均送至一個(gè)前端控制器進(jìn)行比較和計(jì)算，前端控制器的輸出至光開關(guān)的電控制端，光開關(guān)的輸入端與一臺(tái)OTDR相連，光開關(guān)的輸出端與連接每根光纖的WDM的另一個(gè)輸入端相連。
上述的光纜實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是前端控制器的輸出可以與顯示部件和聲光報(bào)警裝置連接，也可通過(guò)串行通訊與上一級(jí)監(jiān)控中心的工控機(jī)連接。
上述的光纜實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是OTDR測(cè)試輸出可通過(guò)GP-IB接口傳輸?shù)焦た貦C(jī)中進(jìn)行數(shù)據(jù)保存、對(duì)比分析和控制處理。
上述的光纜實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是光信號(hào)取樣器一般采用光耦合器，當(dāng)光纖中傳輸?shù)男盘?hào)包含有監(jiān)測(cè)信號(hào)時(shí)，采用與監(jiān)測(cè)信號(hào)相適應(yīng)的波分復(fù)用器。
上述的光纜實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是光功率監(jiān)測(cè)器包括電光探測(cè)器、前置放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和微處理器(CPU)，電光探測(cè)器的輸入接光信號(hào)取樣器，輸出至前置放大器，經(jīng)放大的信號(hào)送模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，由CPU對(duì)該信號(hào)采集再通過(guò)串行數(shù)據(jù)通訊送至前端控制器。
上述的的光纜實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是光功率監(jiān)測(cè)器也可只包括電光探測(cè)器和前置放大器，將輸入光信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào)輸出，光功率監(jiān)測(cè)器輸出經(jīng)過(guò)電模擬開關(guān)送至共用的模數(shù)轉(zhuǎn)換器再與前端控制器相連。
上述的光纜實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是光耦合器對(duì)輸入光纖的光功率按一定的分支比3％∶97％-10％∶90％分給其兩個(gè)輸出端，其中較小光功率輸出端與光功率監(jiān)測(cè)器相連。
上述的光纜實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是WDM屬高隔離度型，其隔離度大于或等于40dB。
上述的光纜實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是光耦合器具有的附加插入損耗小于或等于0.3dB。
上述的光功率監(jiān)測(cè)器，其特征是所述電光探測(cè)器的為高靈敏度，其響應(yīng)度大于0.8A/W，所述前置放大器的輸入阻抗應(yīng)為400kΩ以上，使電光探測(cè)裝置能探測(cè)最小達(dá)到-70dBm的光功率。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是采用光耦合器或波分復(fù)用器將光纖中傳輸?shù)墓庑盘?hào)分出一小部分進(jìn)入光功率監(jiān)測(cè)器，測(cè)試其光功率，達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每一根光纖中光功率變化的目的，同時(shí)對(duì)光纜中光信號(hào)的傳輸影響較小。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中只使用了一套價(jià)格較高的OTDR，通過(guò)控制光開關(guān)的切換就實(shí)現(xiàn)了用一套OTDR檢測(cè)光纜中的多路光纖的目的，體積小、成本低。為了避免OTDR測(cè)試時(shí)因光纜中傳輸光信號(hào)的影響而要停止原傳輸設(shè)備端的光源，通過(guò)高隔離度的波分復(fù)用器(WDM)來(lái)實(shí)現(xiàn)光纖中傳輸兩個(gè)不同波長(zhǎng)的光信號(hào)，即在OTDR測(cè)試中使用的光信號(hào)波長(zhǎng)與光纜中傳輸?shù)墓庑盘?hào)波長(zhǎng)不同，這樣也避免了OTDR檢測(cè)用的光信號(hào)影響光功率監(jiān)測(cè)器的測(cè)試。
本發(fā)明提出的光纜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是提供一種新的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)光纜的實(shí)時(shí)監(jiān)控與檢測(cè)。這種方法的第一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是采用光無(wú)源器件來(lái)實(shí)現(xiàn)上述功能，性能穩(wěn)定可靠。第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)是用電信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)性，測(cè)試速度快，如果直接使用光開關(guān)來(lái)循環(huán)測(cè)試多根光纖，光開關(guān)一刻不停的頻繁開關(guān)將縮短其工作壽命，而且當(dāng)光路數(shù)目較多且每次測(cè)完留有緩沖期時(shí)，每一通路的測(cè)試時(shí)間間隔就較長(zhǎng)，可能無(wú)法及時(shí)測(cè)出光纜故障。第三個(gè)優(yōu)點(diǎn)是整套系統(tǒng)體積小，安裝方便，不必引出傳輸設(shè)備的告警信號(hào)，因此不用對(duì)原設(shè)備硬件進(jìn)行改動(dòng)，還可根據(jù)用戶要求任意多路數(shù)組合。
附圖中

圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例的系統(tǒng)框圖；圖2是第一實(shí)施例中監(jiān)測(cè)任一根光纖的光路和電路連接圖；圖3是第二實(shí)施例的系統(tǒng)框圖；圖4是第二實(shí)施例中監(jiān)測(cè)任一條光纖的光路和電路連接圖；圖5為光功率監(jiān)測(cè)器的原理圖；圖6為光功率監(jiān)測(cè)器的另一種實(shí)施例與前端控制器連接的原理圖；圖7是前端控制器的軟件邏輯框圖；圖8是光功率監(jiān)測(cè)器和前端控制器的電原理圖。
附圖中λ1代表光纖中傳輸光信號(hào)的波長(zhǎng)，λ2代表OTDR檢測(cè)時(shí)所發(fā)射的光信號(hào)波長(zhǎng)， 代表光連接， 代表電連接，圖8中的連線上的數(shù)字為連線的數(shù)目。下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的原理和實(shí)施例，圖中WDM將被監(jiān)測(cè)光纖中傳輸?shù)墓庑盘?hào)與OTDR用的光信號(hào)通過(guò)波長(zhǎng)的不同進(jìn)行選擇后實(shí)現(xiàn)分向傳輸，且互不干擾；光耦合器從被監(jiān)測(cè)光纖中分出3-10％的光信號(hào)作為監(jiān)測(cè)光信號(hào)；光功率監(jiān)測(cè)器用來(lái)對(duì)每路監(jiān)測(cè)光信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)功率測(cè)試，并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出；前端控制器不斷循環(huán)地對(duì)每個(gè)光功率監(jiān)測(cè)器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，來(lái)記錄每路光信號(hào)功率值，然后進(jìn)行分析處理，達(dá)到設(shè)定的光功率門限值就報(bào)警，并控制光開關(guān)的切換，同時(shí)，還可與上一級(jí)監(jiān)控中心進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，及時(shí)報(bào)告各根光纖的當(dāng)前光功率值，或按監(jiān)控中心的要求將OTDR連接到指定的光纖進(jìn)行測(cè)試等；光開關(guān)將OTDR切換到故障光纖或指定光纖進(jìn)行測(cè)量；OTDR用來(lái)對(duì)傳輸光纖進(jìn)行測(cè)試和分析；光功率顯示部件同步顯示各條光纖的當(dāng)前光功率值；聲光報(bào)警部件完成報(bào)警功能。
圖1中同時(shí)監(jiān)測(cè)了光纜中的N條光纖，由前端控制器起中心控制作用，它由微處理器(CPU)及輔助電路組成。通過(guò)測(cè)試監(jiān)測(cè)光信號(hào)而得到此條光纖中傳輸光信號(hào)的光功率值后，送至前端控制器進(jìn)行運(yùn)算，判斷出哪條光纖線路有故障，或者正在逐漸變壞，如果需要用OTDR測(cè)試時(shí)，光開關(guān)將OTDR測(cè)試用光信號(hào)接通到被測(cè)光纖，這樣OTDR發(fā)射出的特定波長(zhǎng)的光信號(hào)就通過(guò)WDM沿著傳輸光信號(hào)的光纖反方向行進(jìn)，對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行探測(cè)。具體每條光纖的光路圖示于圖2，其中標(biāo)出了測(cè)試時(shí)傳輸光信號(hào)與測(cè)試光信號(hào)的行進(jìn)方向，以及監(jiān)測(cè)和控制電路的連接。從中可看出，測(cè)試光信號(hào)的傳輸方向是反方向的，即相當(dāng)于從傳輸光信號(hào)的接收端向上朝發(fā)射端行進(jìn)，這種工作方式稱為WDM上行。
圖3中第二實(shí)施例與圖1中的第一實(shí)施例的不同在于，通過(guò)WDM后OTDR測(cè)試的并不是本級(jí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的光纜中的光纖，而是由本監(jiān)測(cè)站向下進(jìn)一步傳輸信號(hào)所用的光纜，這種工作方式稱為WDM下行，其控制信息來(lái)自于下一級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)測(cè)試后經(jīng)數(shù)據(jù)通訊而得到的結(jié)果，比如下一級(jí)系統(tǒng)報(bào)告接收信號(hào)光纜中某一條光纖有故障，本級(jí)系統(tǒng)得到信息后控制OTDR切換到此光纖，從傳輸?shù)纳隙送露藖?lái)進(jìn)行測(cè)試，同樣達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的目的。從圖4中具體某一條光纖的光路圖可看到，光纖中傳輸光信號(hào)與OTDR用的光信號(hào)同向發(fā)射傳輸。
圖5為光功率監(jiān)測(cè)器的原理框圖。其第一種實(shí)施例是由電光探測(cè)器將輸入的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電信號(hào)，經(jīng)過(guò)前置放大器進(jìn)行放大后送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器，將其轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)(二進(jìn)制編碼)，再由CPU對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集并通過(guò)串行通訊接口將其傳送到前端控制器。圖6是另一種實(shí)施例，光功率監(jiān)測(cè)器僅包括圖5中虛線框內(nèi)的部分，即電光探測(cè)器將輸入的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)過(guò)前置放大器放大后直接以模擬電信號(hào)的方式輸出，這樣，光功率監(jiān)測(cè)器與前端控制器的連接就與上不同，圖6就是相對(duì)應(yīng)的光功率監(jiān)測(cè)器與前端控制器連接的原理圖。在圖6中，在光功率監(jiān)測(cè)器與前端控制器之間添加了一個(gè)共用的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，通過(guò)前端控制器控制的電模擬開關(guān)將上述的每路模擬信號(hào)與模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接，前端控制器再?gòu)哪?shù)轉(zhuǎn)換器中得到對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，同樣采樣到每路光纖的光功率值。
圖7給出了前端控制器的工作流程圖。前端控制器不斷循環(huán)地與每個(gè)光功率監(jiān)測(cè)器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，來(lái)記錄每路光信號(hào)功率值，然后進(jìn)行分析處理，達(dá)到設(shè)定的光功率門限值就報(bào)警，并控制光開關(guān)切換到故障光纖進(jìn)行測(cè)量，然后繼續(xù)進(jìn)行循環(huán)監(jiān)測(cè)。圖7中不包括上一級(jí)監(jiān)控中心與前端控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的部分，這部分的工作可通過(guò)串行接口以中斷方式來(lái)完成，即前端控制器在進(jìn)行上述工作流程時(shí)，可隨時(shí)響應(yīng)串行中斷，與上一級(jí)監(jiān)控中心進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，及時(shí)報(bào)告各根光纖的當(dāng)前光功率值，或按監(jiān)控中心的要求將OTDR連接到指定的光纖進(jìn)行測(cè)試等。
圖8給出的實(shí)施例是采用圖5所示的光功率監(jiān)測(cè)器時(shí)，光功率監(jiān)測(cè)器和前端控制器的電原理圖，其中PIN為光探測(cè)器，前置放大器采用運(yùn)算放大器C7650，經(jīng)過(guò)放大后的模擬信號(hào)送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD0820，轉(zhuǎn)換成的8位數(shù)據(jù)以并行連接的方式由單片機(jī)87C51來(lái)進(jìn)行采集，完成光功率測(cè)試過(guò)程。圖8中的前端控制器也采用了一個(gè)單片機(jī)87C51，通過(guò)串行通訊接口來(lái)循環(huán)與每個(gè)光功率監(jiān)測(cè)器中的單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，記錄下每路光纖的光功率值，與上一級(jí)監(jiān)控中心的工控機(jī)之間的數(shù)據(jù)通訊也由此接口完成，同時(shí)這一單片機(jī)的輸入/輸出接口控制報(bào)警燈和光開關(guān)，也輸出到數(shù)碼管(LC5011)和其顯示驅(qū)動(dòng)電路(由MC14495和74LS138組成)。
本發(fā)明的光纜實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還具有可擴(kuò)展性，比如OTDR測(cè)試出的圖形也可通過(guò)GP-IB接口傳輸?shù)焦た貦C(jī)中進(jìn)行保存、對(duì)比分析和處理。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)還能做出其他一些實(shí)施例。例如，被監(jiān)測(cè)的光纖中傳輸?shù)男盘?hào)包含有監(jiān)控信號(hào)則采用與監(jiān)控信號(hào)相適應(yīng)的波分復(fù)用器(如SDH系統(tǒng)中有1510nm信號(hào)，就可采用1550/1510nm WDM)代替實(shí)施例中的光耦合器，從傳輸光信號(hào)中分出此信號(hào)來(lái)用于監(jiān)測(cè)，此處光耦合器的目的就是從被監(jiān)測(cè)光纖中提取出監(jiān)測(cè)光信號(hào)。同樣，本監(jiān)測(cè)系統(tǒng)框圖中的各個(gè)器件完成其相關(guān)的各項(xiàng)功能，任何起相同作用的其他器件均可以采用。
權(quán)利要求
1.一種光纜實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主要包括光信號(hào)取樣、光功率監(jiān)測(cè)、計(jì)算和輸出，其特征是每根光纖與一個(gè)波分復(fù)用器(WDM)的輸入端連接，WDM的一個(gè)輸出端與光信號(hào)取樣器連接，或者每根光纖先與光信號(hào)取樣器連接，光信號(hào)取樣器的輸出再與一個(gè)WDM的輸入端連接，光信號(hào)取樣器的另一個(gè)輸出至光功率監(jiān)測(cè)器，共N(N為被監(jiān)測(cè)的光纖根數(shù))個(gè)光功率測(cè)試器的輸出均送至一個(gè)前端控制器，前端控制器的輸出送至光開關(guān)的電控制端，光開關(guān)的輸入端與一個(gè)光時(shí)域反射計(jì)OTDR相連，光開關(guān)的輸出端與連接每根光纖的WDM的另一輸入端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纜實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是前端控制器的輸出可以與顯示部件和聲光報(bào)警裝置連接，也可通過(guò)串行通訊與上一級(jí)監(jiān)控中心的工控機(jī)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纜實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是OTDR測(cè)試輸出可通過(guò)GP-IB接口傳輸?shù)焦た貦C(jī)中進(jìn)行保存、對(duì)比分析和處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光纜實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是光信號(hào)取樣器一般采用光耦合器，當(dāng)光纖中傳輸?shù)男盘?hào)包含有監(jiān)測(cè)信號(hào)時(shí)，采用與監(jiān)測(cè)信號(hào)相適應(yīng)的波分復(fù)用器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的光纜實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是光信號(hào)取樣器一般采用光耦合器，當(dāng)光纖中傳輸?shù)男盘?hào)包含有監(jiān)測(cè)信號(hào)時(shí)，采用與監(jiān)測(cè)信號(hào)相適應(yīng)的波分復(fù)用器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纜實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是光功率監(jiān)測(cè)器包括電光探測(cè)器、前置放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和微處理器(CPU)，電光探測(cè)器的輸入端接光信號(hào)取樣器，輸出端至前置放大器，前置放大器的輸出端至模數(shù)轉(zhuǎn)換器，CPU對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集并將采樣數(shù)據(jù)通過(guò)串行接口送至前端控制器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纜實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是光功率監(jiān)測(cè)器也可只包括電光探測(cè)器和前置放大器，將輸入光信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào)輸出，光功率監(jiān)測(cè)器的輸出經(jīng)過(guò)電模擬開關(guān)和一個(gè)共用的模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接再與前端控制器相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纜實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是光耦合器對(duì)輸入光纖的光功率按一定的分支比3％97％-10％90％分給其兩個(gè)輸出端，其中較小光功率輸出端與光功率監(jiān)測(cè)器相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纜實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是WDM屬高隔離度型，其隔離度大于或等于40dB。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纜實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是光耦合器具有的附加插入損耗小于或等于0.3dB。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光功率監(jiān)測(cè)器，其特征是所述電光探測(cè)器屬很高靈敏型，其響應(yīng)度大于等于0.8A/W，而所述前置放大器屬高阻抗型，其輸入阻抗大于等于400kΩ。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光纜實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),它通過(guò)光耦合器等光取樣器對(duì)每根光纖的光信號(hào)取樣,然后對(duì)其光功率進(jìn)行測(cè)試,將對(duì)每根光纖的測(cè)試結(jié)果都送到前端控制器進(jìn)行計(jì)算、分析和處理,顯示出計(jì)算結(jié)果,并根據(jù)處理結(jié)果控制光開關(guān)進(jìn)行切換,通過(guò)波分復(fù)用器使故障光纖接入光時(shí)域反射計(jì)(OTDR)進(jìn)行測(cè)試。本實(shí)用新型利用一套OTDR監(jiān)測(cè)多根光纖,通過(guò)前端控制器實(shí)現(xiàn)循環(huán)控制,不僅達(dá)到了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)多路光纖的目的,而且穩(wěn)定可靠,體積小,成本低,安裝方便。
文檔編號(hào)G01J1/16GK1333454SQ0011469
公開日2002年1月30日 申請(qǐng)日期2000年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月12日
發(fā)明者黃龍波 申請(qǐng)人:信息產(chǎn)業(yè)部武漢郵電科學(xué)研究院