CN111510209B - 一种光纤震动监测方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种光纤震动监测方法和装置，所述方法包括：在被测光纤线路的接收端进行偏振分集探测和光信号接收，获取基于偏振分集接收的双路电压信号；其中，所述光信号为将所述被测光纤线路的发送端输入的测试光信号与通信光信号合路后，且经过所述被测光纤线路传输的光信号；使用两个时刻的所述双路电压信号计算偏振旋转速率；根据偏振旋转速率确定被测光纤线路的震动状态。该方案能够实现对各种光纤线路震动状态的监测。

Description

一种光纤震动监测方法和装置
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种光纤震动监测方法和装置。
背景技术
光纤通信系统和光网络是承载所有互联网通信与信息业务进行远距离传输的骨干基础设施，在信息社会中承担大带宽提供和调度者的角色。光纤通信网络物理层面临的安全威胁主要包括服务破坏和非法窃听两个方面，其中由于光纤光缆遭到损坏，例如自然灾害、挖掘施工或人为破坏等，而导致的光网络故障和互联网服务中断的事故屡见不鲜，由此导致的经济损失和社会影响不容忽视。
光网络中所使用的光缆在光纤纤芯之外使用涂覆层、包层、非金属护套和金属铠装等多种技术手段提升了光纤本身的机械强度，同时对整个光缆线路进行机械加固和物理保护，使得光纤光缆对于外力导致的物理损坏具有一定的抵抗能力。因此由上述原因导致光纤光缆损坏的过程中，在发生光纤断裂和光信号中断之前，光纤光缆必然经历强烈的异常震动。通过对光纤震动状态的监测和告警，能够实现对于即将发生的光纤断裂和光信号中断故障的实时预警，并为上层网管，网络操作系统或SDN控制器进行损伤感知重路由或保护倒换等操作提供监测保障。
现有的光纤震动监测主要基于干涉仪信号测量，相敏时域反射信号分析和相干检测偏振跟踪分析等技术方案，其中的技术方案和监测设备复杂昂贵，主要应用于周界安防和入侵探测等高灵敏度要求的光纤传感领域，难以应用于光网络节点和光纤线路进行分布式的光纤链路安全性监测，对光纤线路的损坏预警和故障定位带来困难。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种光纤震动监测方法和装置，能够实现对各种光纤线路震动状态的监测。
为解决上述技术问题，本申请的技术方案是这样实现的：
在一个实施例中，提供了一种光纤震动监测方法，所述方法包括：
在被测光纤线路的接收端进行偏振分集探测和光信号接收，获取基于偏振分集接收的双路电压信号；其中，所述光信号为将所述被测光纤线路的发送端输入的测试光信号与通信光信号合路后，且经过所述被测光纤线路传输的光信号；
使用两个时刻的所述双路电压信号计算偏振旋转速率；
根据偏振旋转速率确定被测光纤线路的震动状态。
在另一个实施例中，提供了一种光纤震动监测装置，所述装置包括：分波模块、偏振分集模块、信号探测模块和信号处理模块；
所述分波模块，用于对被测光纤线路的发送端输入的，且经过所述被测光纤线路传输的测试光信号和通信光信号进行波长分离处理；
所述偏振分集模块，用于将所述分波模块分离出的测试光信号分为垂直偏正态和水平偏振态的两路信号；
所述信号探测模块，用于将所述偏振分集模块中的双路测试光信号进行光电转化，以及电压幅度增益，并进行采样处理；
所述信号处理模块，用于将所述信号探测模块中双路电压采样进行缓存处理，使用缓存的两个时刻的双路电压信号计算偏振旋转速率；并根据偏振旋转速率确定被测光纤线路的震动状态。
在另一个实施例中，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现光纤震动监测方法的步骤。
在另一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现光纤震动监测方法的步骤。
由上面的技术方案可见，上述实施例中在被测光纤线路的接收端对被测光纤线路的发送端发送的测试光信号进行偏振分集探测和采样接收处理，以确定被测光纤线路的偏振旋转速率来实现被测光纤线路震动的监测。该方案能够实现对各种光纤线路震动状态的监测。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例中光纤震动监测流程示意图；
图2为本申请实施例中应用于上述技术的一种装置结构示意图；
图3为本申请实施例中应用于上述技术的另一种装置结构示意图；
图4为本申请实施例中被测光纤线路被监测结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种电子设备的实体结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
下面以具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面几个具体实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
本申请实施了中提供了一种光纤震动监测方法，应用于光纤震动监测装置上，所述检测装置可以单独部署，也可以于端到端通过光纤线路进行通信光信号传输的设备中。
下面结合附图，详细说明本申请实施例中实现光纤震动监测过程。
参见图1，图1为本申请实施例中光纤震动监测流程示意图。具体步骤为：
步骤101，在被测光纤线路的接收端进行偏振分集探测和光信号接收，获取基于偏振分集接收的双路电压信号。
其中，所述光信号为将所述被测光纤线路的发送端输入的测试光信号与通信光信号合路后，且经过所述被测光纤线路传输的光信号。
在被测光纤线路的输入端输入测试光信号，测试光信号与光纤线路中传输的通信光信号合路后，经过被测光纤线路输出，被测光纤线路的接收端探测接收。
其中，所述测试光信号为：采用激光器直接输出的线偏振光信号；或，使用激光器输出线偏振光信号经过强度调制或者相位调制之后的调制光信号。
对于包含光监控通道(OSC)信道的光传输系统和光网络，可以直接使用其监控光信号作为监测光纤震动状态的测试光信号。
测试光信号输入时采用波分复用方式输入；其中，所述测试光信号波长位于通信光信号波段之外。
例如通信光信号为C波段或L波段，则测试光信号位于C波段和L波段之外的波段，测试光信号不影响通信光信号的功率和光放大器的增益。
所述被测光纤线路为包含多根光纤的光缆；被测光纤线路为光通信设备之间或放大器之间的点到点光传输段。
由于同一根光缆中的不同光纤所处物理环境基本一致，并且在异常震动环境中受到的影响也基本相同，因此，本申请实施例中在监测时，基于所述光缆中的一根光纤进行测试光信号的输入和探测，即可实现对整个光缆，即被测光纤线路的震动状态进行监测。
被测光纤线路可以是用于骨干或城域网络长距离传输的单模光纤，也可以是用于数据中心网络或接入网短距离传输的多模光纤，还可以是基于多芯复用或少模复用的空分复用光纤。
本步骤中在被测光纤线路的接收端进行偏振分集探测和光信号接收，获取基于偏振分集接收的双路电压信号，包括：
基于带通滤波的光路处理，将所述测试光信号与通信光信号进行分离；
对分离出的所述测试光信号进行偏振分集处理；
对偏振分路的双路测试光信号进行光电转换和电信号放大处理，获取双路电压信号。
步骤102，使用两个时刻的所述双路电压信号计算偏振旋转速率。
本步骤中计算偏振旋转速率PR的公式如下：
Figure GDA0003063658030000051
其中，
Figure GDA0003063658030000052
t1和t2为两个时刻，且t2＞t1，V1(t1)和V2(t1)为时刻t1的双路电压信号；V1(t2)和V2(t2)为时刻t2的双路电压信号。
本申请实施例中，测试光信号在被测光纤线路中的实时偏振旋转状态以偏振旋转速率PR来表征。
在无异常震动的正常工作状态下，被测光纤线路中的测试光信号同样存在一定程度的慢变的偏振旋转，其PR值的统计特性呈现斯托克斯分布。在出现异常震动的情况下，测试光信号的偏振旋转速率PR将大幅度超出偏振旋转正常值的分布范围区间，其偏振旋转速率的大小与异常震动的强弱相关。
步骤103，根据偏振旋转速率确定被测光纤线路的震动状态。
本申请实施例中在进行光纤线路的震动状态监测时，预先设置两个速率阈值，分别为：第一速率阈值、第二速率阈值，且第一速率阈值大于第二速率阈值。
测试光信号实时偏振旋转状态由参数PR表征，与光纤的震动强度成正比。此外，参数PR还与被测光纤线路的其他特性有关，例如被测光纤线路越长，则参数PR越大，被测光纤的模场直径非圆度越高，则参数PR越大。所以，在参数PR监测判定之前，首先需要对被测光纤线路的正常工作状态下的参数PR范围进行标定，然后根据不同应用场景选定的不同级别的标准震动模式，即设置第一速率阈值和第二速率阈值。
若将监控光作为测试光信号进行监测，则得到的测试PR小于使用线偏振光作为测试光信号时获得的PR，因此，在使用监测光进行本申请实施例的监测时，设置的第一速率阈值和第二速率阈值均比在使用线偏振光进行本申请实施例的监测时设置的第一速率阈值和第二速率阈值时要小。
本步骤中根据偏振旋转速率确定被测光纤线路的震动状态，具体包括：
当所述偏振旋转速率大于第一速率阈值时，确定所述被测光纤线路处于一级震动状态；
当所述偏振旋转速率不大于第一速率阈值，且大于第二速率阈值时，确定所述被测光纤线路处于二级震动状态；
当所述偏振旋转速率不大于速率第二阈值时，确定所述被测光纤线路处于非震动状态。
本申请实施例中，当确定所述被测光纤线路的震动状态后，还可以根据震动状态来确定是否告警，如何告警，具体实现如下：
当确定所述被测光纤线路处于一级震动状态时，进行严重级别状态告警；被测光纤线路处于这种状态时需要触发光层保护倒换或者电层顺上感知重路由，通过进行严重级别状态告警来实现；
当确定所述被测光纤线路处于二级震动状态时，进行普通级别状态告警；被测光纤线路处于这种状态时，确定这种震动为一种偶然震动，通过进行普通级别状态告警来实现；
当预设时间内，确定所述被测光纤线路处于二级震动状态的次数大于预设次数阈值时，进行重要级别状态告警。被测光纤线路处于这种状态时，震动尚未达到引发断缆故障程度，通过进行重要级别状态告警实现。
如预设次数阈值为3，在预设时间内，被测光纤线路第一次处于二级震动状态时，进行普通级别状态告警；当被测光纤线路处于第二次二级震动状态时，进行普通级别状态告警，被测光纤线路第三次处于二级震动状态时，进行普通级别状态告警；当被测光纤线路第四次处于二级震动状态时，进行重要级别状态告警。
监测装置进行告警时，可以将告警信息通过OSC通道上报网管，网络操作系统或SDN控制器，具体实现时可以根据光纤通信网络的组网，以及配置实现。
本申请实施例中通过对测试光信号的偏振分集探测和采样接收处理，以其偏振旋转速率实现被测光纤线路震动的监测，并划分震动等级，进行不同级别的告警，以便预先处理。该方案能够实现对光纤线路震动状态的监测，以及光纤线路故障的预警上报。
基于同样的发明构思，本申请实施例中还提供一种光纤震动监测装置。参见图2，图2为本申请实施例中应用于上述技术的一种装置结构示意图。所述装置包括：分波器模块201、偏振分集模块202、信号探测模块203和信号处理模块204；
分波模块201，用于对被测光纤线路的发送端输入的，且经过所述被测光纤线路传输的测试光信号和通信光信号进行波长分离处理；
偏振分集模块202，用于将分波模块201分离出的测试光信号分为垂直偏正态和水平偏振态的两路信号；
信号探测模块203，用于将偏振分集模块202中的双路测试光信号进行光电转化，以及电压幅度增益，并进行采样处理；
信号处理模块204，用于将信号探测模块203中双路电压采样进行缓存处理，使用缓存的两个时刻的双路电压信号计算偏振旋转速率；并根据偏振旋转速率确定被测光纤线路的震动状态。
参见图3，图3为本申请实施例中应用于上述技术的另一种装置结构示意图。所述装置包括：分波器模块201、偏振分集模块202、信号探测模块203、信号处理模块204、生成模块205和合波模块206；
分波模块201，用于对被测光纤线路的发送端输入的，且经过所述被测光纤线路传输的测试光信号和通信光信号进行波长分离处理；
偏振分集模块202，用于将分波模块201分离出的测试光信号分为垂直偏正态和水平偏振态的两路信号；
信号探测模块203，用于将偏振分集模块202中的双路测试光信号进行光电转化，以及电压幅度增益，并进行采样处理；
信号处理模块204，用于将信号探测模块203中双路电压采样进行缓存处理，使用缓存的两个时刻的双路电压信号计算偏振旋转速率；并根据偏振旋转速率确定被测光纤线路的震动状态。
生成模块205，用于产生与通信光信号波长不同的测试光信号；
这里的测试光信号可以采用可调谐波长激光器产生线偏振光信号，对于包含监控通道的光传输系统，也可以直接使用监控光信号作为测试光信号。
合波模块206，用于将将生产模块205产生的测试光信号和通信光信号进行合波处理，并将处理后的信号输入被测光纤线路中进行传输。
这里的被测光纤线路与分波模块对应的光纤线路可以相同，也可以不同。
合波模块206，可以使用复合波器件实现。
图2和图3中的分波模块201可以使用分波器实现，在被测光纤线路中采用光耦合部分光功率，典型值为10％，具体实现时对此不进行限制，之后采用中心波长和滤波带宽匹配的光通滤波器将测试光信号和通信光信号进行滤波分离。
信号处理模块204，可以基于可编程门阵列(FPGA)处理器将双路电压采样信号进行缓存处理。
其中，所述被测光纤线路为包含多根光纤的光缆；
在监测时，基于所述光缆中的一根光纤进行测试光信号的输入和探测。
优选地，所述测试光信号为：
采用激光器直接输出的线偏振光信号；
或，使用激光器输出线偏振光信号经过强度调制或者相位调制之后的调制光信号。
其中，
所述测试光信号在输入时采用波分复用方式输入；其中，所述测试光信号波长位于信号光波段之外。
优选地，
信号处理单元204，具体用于使用两个时刻的所述双路电压信号计算偏振旋转速率时，包括：
计算偏振旋转速率PR的公式如下：
Figure GDA0003063658030000091
其中，
Figure GDA0003063658030000092
t1和t2为两个时刻，且t2＞t1，V1(t1)和V2(t1)为时刻t1的双路电压信号；V1(t2)和V2(t2)为时刻t2的双路电压信号。
优选地，
信号处理单元204，进一步用于设置第一速率阈值、第二速率阈值，其中，第一速率阈值大于第二速率阈值；根据偏振旋转速率确定被测光纤线路的震动状态，包括：
当所述偏振旋转速率大于第一速率阈值时，确定所述被测光纤线路处于一级震动状态；
当所述偏振旋转速率不大于第一速率阈值，且大于第二速率阈值时，确定所述被测光纤线路处于二级震动状态；
当所述偏振旋转速率不大于速率第二阈值时，确定所述被测光纤线路处于非震动状态。
优选地，
信号处理单元204，进一步用于当确定所述被测光纤线路处于一级震动状态时，进行严重级别状态告警；当确定所述被测光纤线路处于二级震动状态时，进行普通级别状态告警；当预设时间内，确定所述被测光纤线路处于二级震动状态的次数大于预设次数阈值时，进行重要级别状态告警。
本申请实施例中，监测装置可以为图2中只包括接收侧相关模块，也可以为图3中既包括接收端的相关模块，也包括发送端的相关模块，这里的发送端和接收端可以为针对同一光纤线路进行双向监测，也可以对应不同的光纤线路分别进行监测；监测装置还可以只包括图3中的生成模块205和合波模块206，作为发送测的监控装置。
上述实施例的单元可以集成于一体，也可以分离部署；可以合并为一个单元，也可以进一步拆分成多个子单元。
下面集合具体事例，详细说明一条监测一条光纤线路的震动的过程。参见图4，图4为本申请实施例中被测光纤线路被监测结构示意图。
图4中在被测光纤线路的接收端(发送端)，采用波长可调谐激光器401产生的线偏振光源作为测试光信号，其波长为λi，通过波分复用器402与波长为λj…λk的信号进行合波，之后经过被测光纤线路传输；
在被测光纤线路的发送端(接收端)，通过耦合器403，耦合出10％的光功率，再经过带通滤波器404，滤出测试光信号波长λi。在偏振分束器405中将测试光信号分为垂直偏振和水平偏振两路，经过光电探测器406和跨导放大器407进行光电转换和电压增益之后，双路电压信号在模数转换器408中进行数字信号采样，其中的采样时钟由信号处理器409提供，采样频率为200kHz。
这里的波长可调谐激光器401实现生成模块205实现的功能，波分复用器402实现合波模块206实现的功能；耦合器403和带通滤波器304实现分波模块201实现的功能；偏振分束器405实现偏振分集模块202实现的功能；光电探测器406、跨导放大器407和模数转换器408实现信号探测模块实现的功能；信号处理器409实现信号模块204实现的功能。
双路采样信号在信号处理器409中进行缓存处理和计算，得到偏振旋转速率PR参数。针对被测光纤线路进行正常状态和标准震动状态的PR参数测量和标定，在完成标定之后，可以根据标定值进行光纤线路震动状态进行实时监测和告警上报。
对于已经包含光监控通道的光传输线路，可以直接使用监控光信号作为测试光信号，此时波长可调谐激光器401、波分复用器402和带通滤波器404可以使用已有的光监控信道的监控光信号源，监控光合波器以及监控光滤波器代替，之后再通过耦合器403分离出部分接收监控光信号，输入偏振分束器405进行偏振分集接收，之后的处理方式与上述实施例相同，在PR参数标定测量过程中，由于监控光作为测试光信号得到的PR参数小于线偏振光测试光信号，所以其监测告警预置的设置不同。
本申请实施例中提供的光纤震动监测方法和装置，能够实现对于光纤线路异常震动的分布式实时监测、分级报警和故障定位。其优点在于系统架构简单，硬件设备成本低，能够在光纤线路中进行逐段分布式部署和实时监测告警，能够根据震动标定设置提供不同级别的异常震动事件监测和告警功能，为上层网管或SDN控制器提供保护倒换或损伤感知重路由的提供准备的预先告警和故障定位。
在另一个实施例中，还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述光纤震动监测方法的步骤。
在另一个实施例中，还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时可实现所述光纤震动监测方法中的步骤。
图5为本发明实施例提供的一种电子设备的实体结构示意图。如图5所示，该电子设备可以包括：处理器(Processor)510、通信接口(Communications Interface)520、存储器(Memory)530和通信总线540，其中，处理器510，通信接口520，存储器530通过通信总线540完成相互间的通信。处理器510可以调用存储器530中的逻辑指令，以执行如下方法：
在被测光纤线路的接收端进行偏振分集探测和光信号接收，获取基于偏振分集接收的双路电压信号；其中，所述光信号为将所述被测光纤线路的发送端输入的测试光信号与通信光信号合路后，且经过所述被测光纤线路传输的光信号；
使用两个时刻的所述双路电压信号计算偏振旋转速率；
根据偏振旋转速率确定被测光纤线路的震动状态。
此外，上述的存储器530中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (11)

1.一种光纤震动监测方法，其特征在于，所述方法包括：
在被测光纤线路的接收端进行偏振分集探测和光信号接收，获取基于偏振分集接收的双路电压信号；其中，所述光信号为将所述被测光纤线路的发送端输入的测试光信号与通信光信号合路后，且经过所述被测光纤线路传输的光信号；
使用两个时刻的所述双路电压信号计算偏振旋转速率；
根据偏振旋转速率确定被测光纤线路的震动状态；
其中，所述使用两个时刻的所述双路电压信号计算偏振旋转速率，包括：
计算偏振旋转速率PR为：
Figure FDA0003063658020000011
其中，
Figure FDA0003063658020000012
t1和t2为两个时刻，且t2＞t1，V1(t1)和V2(t1)为时刻t1的双路电压信号；V1(t2)和V2(t2)为时刻t2的双路电压信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述被测光纤线路为包含多根光纤的光缆；
在监测时，基于所述光缆中的一根光纤进行测试光信号的输入和探测。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测试光信号为：
采用激光器直接输出的线偏振光信号；
或，使用激光器输出线偏振光信号经过强度调制或者相位调制之后的调制光信号。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述测试光信号在输入时采用波分复用方式输入；其中，所述测试光信号波长位于信号光波段之外。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取基于偏振分集接收的双路电压信号，包括：
基于带通滤波的光路处理，将所述测试光信号与通信光信号进行分离；
对分离出的所述测试光信号进行偏振分集处理；
对偏振分路的双路测试光信号进行光电转换和电信号放大处理，获取双路电压信号。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
设置第一速率阈值、第二速率阈值，其中，第一速率阈值大于第二速率阈值；
所述根据偏振旋转速率确定被测光纤线路的震动状态，包括：
当所述偏振旋转速率大于第一速率阈值时，确定所述被测光纤线路处于一级震动状态；
当所述偏振旋转速率不大于第一速率阈值，且大于第二速率阈值时，确定所述被测光纤线路处于二级震动状态；
当所述偏振旋转速率不大于速率第二阈值时，确定所述被测光纤线路处于非震动状态。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
当确定所述被测光纤线路处于一级震动状态时，进行严重级别状态告警；
当确定所述被测光纤线路处于二级震动状态时，进行普通级别状态告警；
当预设时间内，确定所述被测光纤线路处于二级震动状态的次数大于预设次数阈值时，进行重要级别状态告警。
8.一种光纤震动监测装置，其特征在于，所述装置包括：分波模块、偏振分集模块、信号探测模块和信号处理模块；
所述分波模块，用于对被测光纤线路的发送端输入的，且经过所述被测光纤线路传输的测试光信号和通信光信号进行波长分离处理；
所述偏振分集模块，用于将所述分波模块分离出的测试光信号分为垂直偏正态和水平偏振态的两路信号；
所述信号探测模块，用于将所述偏振分集模块中的双路测试光信号进行光电转化，以及电压幅度增益，并进行采样处理；
所述信号处理模块，用于将所述信号探测模块中双路电压采样进行缓存处理，使用缓存的两个时刻的双路电压信号计算偏振旋转速率；并根据偏振旋转速率确定被测光纤线路的震动状态；
其中，所述信号处理模块，具体用于使用两个时刻的所述双路电压信号计算偏振旋转速率时，包括：计算偏振旋转速率PR为：
Figure FDA0003063658020000031
其中，
Figure FDA0003063658020000032
t1和t2为两个时刻，且t2＞t1，V1(t1)和V2(t1)为时刻t1的双路电压信号；V1(t2)和V2(t2)为时刻t2的双路电压信号。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括：生成模块和合波模块；
所述生成模块，用于产生与通信光信号波长不同的测试光信号；
所述合波模块，用于将所述生成模块生成的测试光信号和通信光信号进行合波处理，并将处理后的信号输入被测光纤线路中进行传输。
10.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7任一项所述的方法。
11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-7任一项所述的方法。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117061003A (zh) * 2022-05-06 2023-11-14 华为技术有限公司 光信号的状态信息检测方法和运行该检测方法的光电装置
CN117478238B (zh) * 2023-12-26 2024-04-02 万事通科技(杭州)有限公司 一种光纤信道窃听检测装置及方法

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101825560A (zh) * 2010-04-09 2010-09-08 苏州光环科技有限公司 一种检测保偏光纤的装置
CN102425995A (zh) * 2011-11-22 2012-04-25 无锡成电光纤传感科技有限公司 同时测量静态/动态应变、温度的光纤传感器系统及方法
CN103048512A (zh) * 2012-12-20 2013-04-17 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种传感光纤环以及Sagnac式全光纤电流互感器
CN103148795A (zh) * 2013-02-19 2013-06-12 上海亨通宏普通信技术有限公司 光纤应变与光缆变形监测装置及监测方法
CN103729959A (zh) * 2013-12-18 2014-04-16 公安部第三研究所 一种偏振入侵报警装置
JP2017063247A (ja) * 2015-09-24 2017-03-30 キヤノン株式会社 撮像装置およびフィルタの制御方法
CN106989852A (zh) * 2017-04-11 2017-07-28 北京交通大学 一种测量应力方向的光纤传感器
CN107576341A (zh) * 2017-08-09 2018-01-12 武汉隽龙科技股份有限公司 Ofdr中消除偏振衰落的装置和方法
CN108287056A (zh) * 2017-12-15 2018-07-17 北京交通大学 光纤敏感环偏振模耦合特性测评系统及测评方法
CN109579972A (zh) * 2018-12-19 2019-04-05 深圳供电规划设计院有限公司 一种管线震动预警定位装置和方法
CN109916832A (zh) * 2019-03-25 2019-06-21 南安智能蓝工业设计有限公司 一种高功率光纤检测及其报警装置
CN110120838A (zh) * 2019-05-08 2019-08-13 杭州电子科技大学 具有偏振旋转以及相位和强度混沌的双向安全通信系统

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103389084B (zh) * 2013-07-19 2015-09-30 哈尔滨工程大学 基于双耦合光纤环形谐振腔相干效应的谐振式光纤陀螺
CN105547277B (zh) * 2016-03-07 2018-08-28 东北林业大学 基于自干涉光纤环形谐振腔的光纤陀螺
US10097263B2 (en) * 2017-01-18 2018-10-09 Ciena Corporation User defined applications executed on optical modules for performance monitoring in optical networks
JP6659613B2 (ja) * 2017-03-31 2020-03-04 日本電信電話株式会社 偏波状態推定方法及び偏波状態推定装置
CN107579780B (zh) * 2017-08-28 2020-01-17 哈尔滨工业大学深圳研究生院 基于半径导向卡尔曼的参数自适应偏振态跟踪和均衡方法
US10554309B2 (en) * 2018-01-18 2020-02-04 Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. Pilot-aided carrier phase estimation for optical communications
CN109556594B (zh) * 2018-10-19 2022-10-25 上海新跃联汇电子科技有限公司 基于光纤环形谐振腔感应透明及吸收效应的光纤陀螺
CN110645934A (zh) * 2019-08-16 2020-01-03 交通运输部公路科学研究所 位移传感器的在线校准方法

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101825560A (zh) * 2010-04-09 2010-09-08 苏州光环科技有限公司 一种检测保偏光纤的装置
CN102425995A (zh) * 2011-11-22 2012-04-25 无锡成电光纤传感科技有限公司 同时测量静态/动态应变、温度的光纤传感器系统及方法
CN103048512A (zh) * 2012-12-20 2013-04-17 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种传感光纤环以及Sagnac式全光纤电流互感器
CN103148795A (zh) * 2013-02-19 2013-06-12 上海亨通宏普通信技术有限公司 光纤应变与光缆变形监测装置及监测方法
CN103729959A (zh) * 2013-12-18 2014-04-16 公安部第三研究所 一种偏振入侵报警装置
JP2017063247A (ja) * 2015-09-24 2017-03-30 キヤノン株式会社 撮像装置およびフィルタの制御方法
CN106989852A (zh) * 2017-04-11 2017-07-28 北京交通大学 一种测量应力方向的光纤传感器
CN107576341A (zh) * 2017-08-09 2018-01-12 武汉隽龙科技股份有限公司 Ofdr中消除偏振衰落的装置和方法
CN108287056A (zh) * 2017-12-15 2018-07-17 北京交通大学 光纤敏感环偏振模耦合特性测评系统及测评方法
CN109579972A (zh) * 2018-12-19 2019-04-05 深圳供电规划设计院有限公司 一种管线震动预警定位装置和方法
CN109916832A (zh) * 2019-03-25 2019-06-21 南安智能蓝工业设计有限公司 一种高功率光纤检测及其报警装置
CN110120838A (zh) * 2019-05-08 2019-08-13 杭州电子科技大学 具有偏振旋转以及相位和强度混沌的双向安全通信系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PolarizationMode Dispersion Penalties Associated with Rotation of Principal States of Polarizationin Optical Fiber;L.E.Nelson,R.M.Jopson,and H.Kogelnik;《IEEE》;20020806;全文 *
基于相干检测的偏振光时域反射光纤振动传感系统;何剑，王二伟;《传感技术学报》;20170731;全文 *

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