CN112363282B

CN112363282B - 一种挂接光纤采集链的光缆及数据采集系统

Info

Publication number: CN112363282B
Application number: CN202011166653.9A
Authority: CN
Inventors: 李勤; 王云翔
Original assignee: Third Research Institute Of China Electronics Technology Group Corp
Current assignee: Third Research Institute Of China Electronics Technology Group Corp
Priority date: 2020-10-27
Filing date: 2020-10-27
Publication date: 2022-08-16
Anticipated expiration: 2040-10-27
Also published as: CN112363282A

Abstract

本方案公开了一种挂接光纤采集链的光缆，包括依次连接的多段光缆；及设于每段所述光缆上的多个连接部，所述连接部用于将光纤采集链与所述光缆连接；其中，所述连接部上设有光缆插座；所述连接部具有中空腔体，所述腔体内容纳有光上载分路器和光下载分路器；所述光纤采集链与所述光缆之间通过所述光上载分路器完成光信号的上载，通过所述光下载分路器完成光信号的下载。通过在光缆上挂接光纤采集链，降低检波器阵列的总体损耗，提高系统的带道能力，实现光纤检波器阵列的模块化，增强设备的便携性及系统的实用性。

Description

一种挂接光纤采集链的光缆及数据采集系统

技术领域

本发明涉及光纤通信设备技术领域，特别涉及一种挂接光纤采集链的光缆及含有该光缆的数据采集系统。

背景技术

目前中国能源矿产供给储备目标层的深度达到3000米，但进行深部探测的关键装备和数据处理高端软件90％以上依赖进口，因此勘探技术总体处于“跟跑”状态。为此，亟待开发3000米及以下的深地地质结构勘探设备，提升地球科学探测仪器自主创新能力和装备水平。

此外，针对深部矿产和油气资源探查等应用，由于矿区、油气产区等区域地形环境复杂，还要求地震数据采集设备具备轻便、易于携带的特点。

目前，以动圈为主流的地震数据采集设备存在供电困难、电磁干扰大、数据传输慢等问题，在一定程度上限制地震勘探技术的发展。而光纤地震数据采集系统具有检波器阵列无需供电、抗电磁干扰能力强、数据传输快等优势。

发明内容

本方案的一个目的在于提供一种挂接光纤采集链的光缆，有利于降低光纤检波器阵列的总体损耗，实现光纤检波器阵列的模块化，增强设备的便携性及系统的实用性。

本方案的另一个目的在于提供一种数据采集系统。

为达到上述目的，本方案如下：

第一个方面，提供一种挂接光纤采集链的光缆，包括：

依次连接的多段光缆；及

设于每段所述光缆上的多个连接部，所述连接部用于将光纤采集链与所述光缆连接；

其中，

所述连接部上设有光缆插座；

所述连接部具有中空腔体，所述腔体内容纳有光上载分路器和光下载分路器；

所述光纤采集链与所述光缆之间通过所述光上载分路器完成光信号的上载，通过所述光下载分路器完成光信号的下载；

在一个优选地实施例中，每段光缆通过光缆两端设置的光缆连接器彼此连接；

所述光缆包括传感光纤和通信光纤。

在一个优选地实施例中，所述光纤采集链通过所述光缆插座挂接于所述连接部。

在一个优选地实施例中，所述光纤采集链包括数据采集单元和数据传输单元。

在一个优选地实施例中，通过波分复用的方式实现每段所述光缆与连接在该段光缆上的多个所述光纤采集链之间的光信号传输。

在一个优选地实施例中，通过空分复用的方式实现依次连接的每段所述光缆中的光信号传输。

在一个优选地实施例中，所述连接部为封装盒，所述封装盒包括相互配合的上下壳体。

在一个优选地实施例中，所述上下壳体之间加装有硅橡胶垫，所述壳体外表面做黑色硬质氧化处理。

在一个优选地实施例中，所述封装盒内部安装有盘纤板，所述盘纤板上固设有光上载分路器和光下载分路器；在围绕所述光上载分路器和光下载分路器的一周则设有盘纤节点，所述盘纤节点的布设可以满足盘绕节点的光纤的弯曲半径要求。

第二个方面，提供一种数据采集系统，包括上述任一项所述的光缆。

本方案的有益效果如下：

本方案通过采用以光纤作为数据传输介质的数据采集系统，解决传统地震数据采集及深地地质数据采集设备中地震检波器需要供电的问题，通过在光缆上挂接光纤采集链，降低检波器阵列的总体损耗，提高系统的带道能力，实现光纤检波器阵列的模块化，增强设备的便携性及系统的实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本方案的实施，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方案的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例中每段光缆的连接示意图；

图2为实施例中封装盒结构示意图；

图3为实施例中一段光缆的封装盒内光信号波分复用光路示意图；

图4为实施例中光缆空分复用光纤分配示意图；

图5为实施例中盘纤板的结构示意图；

1-封装盒；

2-光纤采集链；

3-光缆；

4-光上载分路器；

5-光下载分路器

6-光缆连接器；

7-光缆插座；

8-硅橡胶垫；

9-盘纤板；

10-盘纤节点；

11-螺孔；

12-光缆压槽；

13-分路器压槽。

具体实施方式

下面将结合附图对本方案的实施方式作进一步地详细描述。显然，所描述的实施例仅是本方案的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本方案中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”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，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。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它步骤或单元。

由于以光纤作为传输介质的检波器无需电源供电，在3000米深度以下的深地地质结构勘探及深部矿产和油气资源探查中，采用以光纤作为数据传输介质的数据采集设备可以有效解决传统地震数据采集及深地地质数据采集设备需要供电的问题。

本方案通过将光纤检波器阵列拆解成光纤采集链和光纤主缆，将光纤采集链挂接在光纤主缆上，其中光纤主缆通过波分复用、空分复用混合复用的方式，增加检波器阵列的规模。而光纤检波器阵列拆解成光纤采集链和光纤主缆则便于携带。

本方案的光缆由多段光缆通过设在两端的光缆连接器依次连接组成，每段光缆上设有多个用于连接光纤采集链的连接部，连接部上设有光缆插座，光纤采集链通过光缆插座连接在连接部上，因而每段光缆可以通过连接部挂接光纤采集链，连接部内部中空，设有光上载分路器和光下载分路器，光纤采集链将采集单元采集的数据通过传输单元传输至光缆，光纤采集链传输至光缆的光信号经光上载分路器和光下载分路器处理后在光缆中进行传播。

在一个实施例中，由于每段光缆上设有多个连接部，因而每段光缆可以同时挂接多段光纤采集链，通过波分复用的方式实现每段所述光缆与连接在该段光缆上的多个所述光纤采集链之间的光信号传输。

在一个实施例中，每段光缆皆为多芯光缆，包括多根传感光纤和两根通信光纤。每段光缆中用于与光下载分路器和光上载分路器连接的传感光纤编号不相同，为了便于识别，在每段光缆外部套装的热缩管上标注数字、文字和不同的颜色。优选标注在光缆上靠近两端的光缆连接器的部位。这些依次连接的每段光缆之间可以通过空分复用的方式实现光信号传输。

在一个实施例中，连接部采用封装盒，封装盒由上下壳体组成，通过螺钉固接，上下壳体的正投影皆为弧形，上下壳体之间通过螺钉固接，上下壳体之间加装一块硅橡胶垫，在螺钉压紧上下壳体的同时，利用硅橡胶垫的弹性，隔绝壳体的缝隙，可确保上下分部配合密切，保障设备的防水性。

在一个实施例中，封装盒内部安装有盘纤板，用于封装盒内光缆的盘绕和光学器件的排布，盘纤板上设有光上载分路器和光下载分路器，环绕光上载分路器和光下载分路器的周向布设有盘纤节点，光缆在封装盒内环绕盘纤节点布设，盘纤节点的布设要求为要满足所盘绕型号的光缆的弯曲半径。在盘纤板的左右两端，设有两个光缆尾部压槽，将光缆尾部铜制压接环在此处锁紧，确保封装盒接头处具有足够的抗拉强度。其中，光缆尾部压槽，及压槽边缘做圆角处理，防止光缆在盘绕过程中刮伤，引起不必要的损耗或故障。

本方案的实施可以降低光纤检波器阵列总体损耗，实现光纤检波器阵列的模块化，增强设备的便携性及系统的实用性。

结合附图，对本方案提供的挂接光纤采集链的光缆结构进一步说明如下：

本实施例中，如图1、图2和图4所示，优选使用的光缆由四段光缆3相互连接组成，多段依次连接的光缆3是通过设在每段光缆3两端的光缆连接器6彼此连接，每段光缆3上同时还设有4个封装盒1。封装盒1的内部设有光上载分路器4和光下载分路器5，封装盒1的一端还设有光缆插座7，光纤采集链2通过光缆插座7连接于封装盒1上，从而挂接在光缆3上。光缆连接器6采用12芯的光缆航插，光缆插座7采用2芯的光缆插座。

本实施例的光纤采集链2包括光纤耦合器、光纤地震检波器和传输光纤，可以实现8基元光纤地震检波器的时分复用，其中，光纤地震检波器用于敏感震动信号检测，如对地震波的检测。

光纤采集链2将光纤地震检波器采集的数据通过传输光纤传输至光缆3，光纤采集链2通过光上载分路器4和光下载分路器5完成与光缆3之间的光信号的上载与下载。如图3所示，由于每段光缆3上设有多个封装盒1，因而可以同时挂接多个光纤采集链2，通过波分复用的方式每段光缆3实现与挂接在该段光缆上的多个光纤采集链2之间的光信号传输。

如图4所示，本实施例中每段光缆3包括14根光纤，其中，第1-12号光纤作为传感光路，第13和14光纤作为通信光路。将每段光缆3中的12根传感光纤分为四组，每段光缆3中只有一组传感光纤是用于波分复用的，既与封装盒1中的光上载分路器4和光下载分路器5作用，其余光纤则与其他光缆中的光纤直接连通，第一段光缆3中对应12根传感光纤中用于波分复用的光纤为第1-3号光纤，第二段光缆3中对应12根传感光纤中用于波分复用的光纤为第4-6号光纤，第三段光缆3中对应12根传感光纤中用于波分复用的光纤为第7-9号光纤，第四段光缆3中对应12根传感光纤中用于波分复用的光纤为第10-12号光纤，第一段光缆3中的第4到14号光纤与连接的后段光缆中的光纤直接连通，第二段光缆3中的第7到14号光纤与连接的后段光缆中的光纤直接连通，第三段光缆3中的第10到14号光纤与连接的后段光缆中的光纤直接连通，为了便于区分每段光缆3在传感系统中连接的先后顺序，在每段光缆3与光缆连接器6连接的端部的热缩管上标注不同的数字，文字和颜色进行说明区分。对套装在第1段光缆3两端靠近光缆连接器6的部位的热缩管优选标记为红色，并在热缩管上标记“1号主缆”和相应的说明文字，对套装在第2段光缆3两端靠近光缆连接器6的部位的热缩管优选标记为黄色，并在热缩管上标记“2号主缆”和相应的说明文字，对套装在第3段光缆3两端靠近光缆连接器6的部位的热缩管优选标记为蓝色，并在热缩管上标记“3号主缆”和相应的说明文字，对套装在第4段光缆3两端靠近光缆连接器6的部位的热缩管优选标记为绿色，并在热缩管上标记“4号主缆”和相应的说明文字。

为方便施工时的识别，每段光缆3中的每根光纤涂覆有不同的颜色，光缆3中的光纤与光缆连接器6的陶瓷芯的对应关系如表1所示，由于光缆3中的第2，第5，第8和第11号纤芯只在波分复用连接光上载分路器时使用，形成完整的波分复用光路，不作为输入和输出光纤使用，因此不将这些光纤连接在光缆连接器6的陶瓷芯上，因而这几个编号的光纤没有相应的陶瓷芯编号。光缆连接器6是12芯的光缆航插，但由于需要与光缆连接器6连接的光纤为10根，所以只使用了1-10号的陶瓷芯。

表1

为了便于彼此连接，四段光缆中的第一段到第三段光缆3两端的光缆连接器6两端的连接部分别设为一端是插座，一端是插头的形式，以方便每段光缆之间的连接，第四段光缆3两端的光缆连接器6两端的连接部都设为插头的形式。这样使得由四段光缆依次连接组成的光缆的两端的光缆连接器6上的连接部都能以光缆航插的形式和其他设备进行连接，例如与光纤解调仪连接。

如图2和图5所示，本实施例采用的封装盒1由上下壳体组成，优选上下壳体的尺寸为70mm*120mm，上下壳体皆为弧底式结构，通过螺钉固接，上下壳体在螺孔结合处，设有相应的螺纹安装台，使用六枚M3*10mm的盘头组合螺钉来固定上下壳体。上下壳体之间加装一块2mm厚的硅橡胶垫8，在螺丝压紧上下壳体的同时，利用硅橡胶垫的弹性，隔绝壳体的缝隙，可确保上下分部配合密切，保障设备的防水性。上下壳体的壁厚皆为4mm，材料选用6061铝，在满足野外高强度条件下尽量减轻重量。上下壳体外表面皆做黑色硬质氧化，可以保证外观并对金属表面起到保护作用。

壳体内安装有一块盘纤板9，用于封装盒内光纤的盘绕和光学器件的排布。在下壳体弧底内表面上设有四个凸台，每个凸台中间通过钢丝螺套的方式设置M3深8mm的螺孔11，搭配四颗M3*8mm的沉头螺钉，用于盘纤板9的安装和固定。盘纤板9主体为94mm*59mm*2mm的铝板，中央留有两个3.6mm宽的分路器压槽13，用于光学器件光上载分路器和光下载分路器的放置。围绕分路器压槽13的是一圈直径为3mm，高度为10mm的盘纤节点10，光纤在封装盒1内部的盘纤板9上环绕盘纤节点10周向布设，盘纤节点10的布设需要满足所盘绕型号光纤的弯曲半径要求。在盘纤板9的左右两端，还设有两个用于光缆尾部的光缆压槽12，采用双M2.5螺钉配合压块的方式，将光缆尾部铜制压接环在此处锁紧，确保封装盒1的接头处具有足够的抗拉强度。其中，光缆尾部的压槽边缘需做圆角处理，防止光缆在盘绕的过程中刮伤，引起不必要的损耗或故障。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims

1.一种挂接光纤采集链的光缆，其特征在于，包括：

依次连接的多段光缆；及

其中，

所述连接部上设有光缆插座；

所述光纤采集链包括数据采集单元和传输单元。

2.根据权利要求1所述的光缆，其特征在于，每段光缆通过光缆两端设置的光缆连接器彼此连接；

所述光缆包括传感光纤和通信光纤。

3.根据权利要求1所述的光缆，其特征在于，所述光纤采集链通过所述光缆插座挂接于所述连接部。

4.根据权利要求1所述的光缆，其特征在于，通过波分复用的方式实现每段所述光缆与连接在该段光缆上的多个所述光纤采集链之间的光信号传输。

5.根据权利要求1所述的光缆，其特征在于，通过空分复用的方式实现依次连接的每段所述光缆中的光信号传输。

6.根据权利要求1所述的光缆，其特征在于，所述连接部为封装盒，所述封装盒包括相互配合的上下壳体。

7.根据权利要求6所述的光缆，其特征在于，所述上下壳体之间加装有硅橡胶垫，所述上下壳体外表面做黑色硬质氧化处理。

8.根据权利要求6所述的光缆，其特征在于，所述封装盒内部安装有盘纤板，所述盘纤板上固设有光上载分路器和光下载分路器；在围绕所述光上载分路器和光下载分路器的一周则设有盘纤节点，所述盘纤节点的布设可以满足盘绕节点的光纤的弯曲半径要求。

9.一种数据采集系统，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的光缆。