CN112923958A - 瑞利散射光强度的确定方法、装置和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请提出一种瑞利散射光强度的确定方法、装置和存储介质，一种瑞利散射光强度的确定方法包括：确定光纤的第一测试位置处的反射装置的反射光功率，根据反射光功率以及预先确定的反射光功率与瑞利散射光功率的比例关系，确定第一测试位置的瑞利散射光功率，实现了通过测量第一测试位置的反射光功率确定第一测试位置的瑞利散射光功率，由于反射信号的强度远高于瑞利散射信号强度，因此，可以比较容易测量第一位置处的反射装置的反射光功率，再通过反射光功率确定瑞利散射光功率，既简化了测试，同时，信噪比也会有较大提升，提高了测量的精度。
Description
技术领域
本申请涉及分布式光纤传感技术领域，具体涉及一种瑞利散射光强度的确定方法、装置和存储介质。
背景技术
光纤传感技术是从上个世纪70年代发展起来的一种新型传感技术，已经广泛应用于建筑结构、煤矿、电网、核工业、航空工业等领域的故障诊断、健康检测等方向。目前的时域分布式光纤传感技术一般都是以瑞利散射(Rayleigh scattering)、拉曼散射(Ramanscattering)、布里渊散射(Brillouin scattering)为基础的分布式光纤传感技术。其中，基于背向瑞利散射的测量在分布式光纤传感技术有广泛的应用。
目前，可以采用测量设备测量光纤中的瑞利散射光功率，以根据测量到的瑞利散射光功率进行后续应用。
但是，在某些实际应用场景中，背向瑞利散射较小，瑞利散射的测量信号经常会被其他干扰信号淹没，在这种情况下，采用目前传统方法测量瑞利散射光强度存在测量难度较大和精度差的问题。
发明内容
本申请提供一种瑞利散射光强度的确定方法、装置和存储介质，以解决目前测量瑞利散射光强度存在测量难度较大和精度差的技术问题。
本申请实施例提供一种瑞利散射光强度的确定方法，包括：
确定光纤的第一测试位置处的反射装置的反射光功率；
根据所述反射光功率以及预先确定的反射光功率与瑞利散射光功率的比例关系，确定第一测试位置的瑞利散射光功率。
本申请实施例提供一种瑞利散射光强度的确定装置，包括：
第一确定模块，被配置为确定光纤的第一测试位置处的反射装置的反射光功率；
第二确定模块，被配置为根据所述反射光功率以及预先确定的反射光功率与瑞利散射光功率的比例关系，确定第一测试位置的瑞利散射光功率。
本申请实施例提供了一种计算机设备，包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如本申请实施例中的任意一种瑞利散射光强度的确定方法。
本申请实施例提供了一种瑞利散射光强度的确定设备，包括：
反射装置及处理装置；
所述反射装置设置于光纤的第一测试位置处；
所述处理装置实现如本申请实施例中的任意一种瑞利散射光强度的确定方法。
本申请实施例提供了一种存储介质，存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现本申请实施例中的任意一种瑞利散射光强度的确定方法。
关于本申请的以上实施例和其他方面以及其实现方式，在附图说明、具体实施方式和权利要求中提供更多说明。
附图说明
图1为一实施例提供的一种瑞利散射光强度的确定方法的流程图；
图2为一实施例提供的另一种瑞利散射光强度的确定方法的流程图；
图3A为一实施例提供的一种瑞利散射光强度的确定方法的一种应用场景的示意图；
图3B为一实施例提供的一种瑞利散射光强度的确定方法的另一种应用场景的示意图；
图4为一实施例提供的又一种瑞利散射光强度的确定方法的流程图；
图5为一实施例提供的一种瑞利散射光强度的确定方法的又一种应用场景的示意图；
图6为一实施例提供的一种瑞利散射光强度的确定装置的结构示意图；
图7为一实施例提供的另一种瑞利散射光强度的确定装置的结构示意图；
图8为一实施例提供的又一种瑞利散射光强度的确定装置的结构示意图；
图9为一实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本申请的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
图1为一实施例提供的一种瑞利散射光强度的确定方法的流程图。本实施例适用于在分布式光纤中测量瑞利散射光强度的场景。本实施例可以由瑞利散射光强度的确定装置来执行，该瑞利散射光强度的确定装置可以由软件和/或硬件的方式实现，该瑞利散射光强度的确定装置可以集成于计算机设备中。如图1所示，本实施例提供的瑞利散射光强度的确定方法包括如下步骤：
步骤101：确定光纤的第一测试位置处的反射装置的反射光功率。
步骤102：根据反射光功率以及预先确定的反射光功率与瑞利散射光功率的比例关系，确定第一测试位置的瑞利散射光功率。
一实施例中，这里的光纤指的是分布式光纤。第一测试位置处安装有反射装置。第一测试位置指的是需要测量瑞利散射光强度的位置。示例性地，反射装置可以为反射片。可以通过测量设备确定光纤的第一测试位置处的反射装置的反射光功率。本实施例中，通过瑞利散射光功率来衡量瑞利散射光强度。
一实施例中，该测量设备可以为第一光时域反射仪(Optical Time-DomainReflectometer，OTDR)。
在某些场景中，由于第一测试位置处的瑞利散射较小，一方面，如果瑞利散射光功率小于测量设备能测量到的最小光功率，则采用测量设备无法直接测量到第一测试位置处的瑞利散射光功率，另一方面，如果第一测试位置处容易接收到其他信号的干扰，则测量到的信号的信噪比较低，测量精度差。
因此，本实施例中，先测量出第一测试位置处的反射装置的反射光功率，再根据该测得的反射光功率以及预先确定的反射光功率与瑞利散射光功率的比例关系，确定第一测试位置的瑞利散射光功率。由于反射信号的强度远高于瑞利散射信号强度，因此，可以比较容易测量第一位置处的反射装置的反射光功率，再通过反射光功率确定瑞利散射光功率，既简化了测试，同时，信噪比也会有较大提升，提高了测量的精度。
以下对本申请的理论依据进行说明。与发射端相距L的位置处的瑞利散射光功率的公式为：
其中，p0为光射入光纤中的峰值功率，s为背向光功率捕获因子，as为单模光纤的瑞利散射系数，w为发送端发送的光的脉宽，vg表示光纤中的光速度，α表示光纤的损耗系数，L为与发射端的距离。与发射端相距L的位置处的反射光功率的公式为：pR＝p0Lre-2αL，其中，Lr为反射装置的反射率。基于瑞利散射光功率的公式与反射光功率的公式，可以得到：
背向光功率捕获因子
其中，λ为光纤中的光的波长，q为光纤的线芯折射率，r为光纤的模场半径。
一实施例中，在步骤102之前，可以根据光纤的瑞利散射系数、光纤中的光速度、光纤中光的脉宽、反射装置的反射率、光纤中光的波长、光纤的线芯折射率以及光纤的模场半径确定比例关系。具体根据公式
确定反射光功率与瑞利散射光功率的比例关系。在该实现方式中，在测量出第一测试位置处的反射装置的反射光功率后，用该测量得到的反射光功率乘以该比例关系，即可得到第一测试位置的瑞利散射光功率。
瑞利散射系数as、背向光功率捕获因子s、光纤中的光速度υg只与光纤本身特性有关，对于确定的光纤，可通过理论计算和实际测试得到，并且受环境影响小，稳定性高，偏差小。反射装置可以选择反射率偏差小的反射片，以保证Lr的准确性。因此对于已知脉宽W的光脉冲，反射光功率pR与瑞利散射光功率ps成正比，这样反射装置处的瑞利散射光功率ps可以通过反射光功率pR计算得到。
本实施例提供的瑞利散射光强度的确定方法，通过确定光纤的第一测试位置处的反射装置的反射光功率，根据反射光功率以及预先确定的反射光功率与瑞利散射光功率的比例关系，确定第一测试位置的瑞利散射光功率，实现了通过测量第一测试位置的反射光功率确定第一测试位置的瑞利散射光功率，由于反射信号的强度远高于瑞利散射信号强度，因此，可以比较容易测量第一位置处的反射装置的反射光功率，再通过反射光功率确定瑞利散射光功率，既简化了测试，同时，信噪比也会有较大提升，提高了测量的精度。
图2为一实施例提供的另一种瑞利散射光强度的确定方法的流程图。在该实施例中，可以根据第一测试位置的瑞利散射光功率测试光纤衰减。如图2所示，本实施例提供的瑞利散射光强度的确定方法包括如下步骤：
步骤201：确定光纤的第一测试位置处的反射装置的反射光功率。
步骤202：根据反射光功率以及预先确定的反射光功率与瑞利散射光功率的比例关系，确定第一测试位置的瑞利散射光功率。
步骤201与步骤101、步骤202与步骤102的实现过程和技术原理类似，此处不再赘述。
一实施例中，第一测试位置的瑞利散射光功率小于第一OTDR能测量到的最小光功率。
步骤203：确定光纤的第二测试位置处的瑞利散射光功率。
一实施例中，可以通过第二OTDR测量光纤的第二测试位置处的瑞利散射光功率。
步骤204：根据第一测试位置的瑞利散射光功率以及第二测试位置的瑞利散射光功率，确定第二测试位置与第一测试位置之间的光纤衰减。
以下介绍本实施例提供的瑞利散射光强度的确定方法的两种具体的应用场景。
图3A为一实施例提供的一种瑞利散射光强度的确定方法的一种应用场景的示意图。如图3A所示，其为点对多点的光网络。主路光纤31与支路光纤32通过分光器33连接。如果采用OTDR直接测量支路光纤32上的瑞利散射光功率，测得的精度很差。这是因为在经过分光器之后，实际检测到的瑞利散射是多支路背向散射之和，并且，通常各支路背向散射强度差异不大，无法从总的散射信息中推测某一支路散射信息。
在该场景中，第二测试位置A点设置于点对多点光网络的主路光纤上。第一测试位置有多个，设置于点对多点光网络的各支路光纤上。图3A中以D点、E点、F点及G点进行示例性说明。A点和B点之间为主路光纤，C点和D点、C点和E点、C点和F点以及C点和G点之间为支路光纤。反射装置34有多个，分别设置于各第一测试位置处。
以下对按照现有的测试方法确定A点与D点之间的衰减的误差以及按照本实施例提供的方法确定A点与D点之间的衰减造成的误差分别进行说明。
将A点与D点之间的双向衰减率设为LD，p0为光射入光纤中的峰值功率，瑞利散射率为Ls(Ls特别小)，则A点测量得到的瑞利散射光功率psA＝Ls*p0。将与D点同距离的其他支路的双向衰减率分别设为Lm，其中，m＝1...n-1，4<n<64。
如果D点不加反射装置，D点瑞利散射光功率psD＝(L1+L2+…+Ln-1+LD)*Ls*p0。则测量得到的A点与D点之间光纤的双向衰减为：
其中，-10lgLD表示A点与D点之间光纤的实际双向衰减。可以看到，如果采用现有的方式直接测量A点的瑞利散射光功率与D点的瑞利散射光功率，再根据测得的值确定A点与D点之间光纤衰减存在较大误差。示例性地，对于32条支路来说，假设Lm均相等，则双向衰减误差为：
如果在D点加反射装置，该反射装置的反射率为Lr，则测量得到D点的反射装置的反射光功率pRD＝(L1+L2+…+Ln-1)*Ls*p0+LD*Lr*p0。由于LD*Lr＞＞(L1+L2+…+Ln-1)*Ls，因此：
pRD＝(L1+L2+…+Ln-1)*Ls*p0+LD*Lr*p0≈LD*Lr*p0
则测量得到的A点与D点之间光纤的双向衰减为：
由于
因此，E'A-D≈-10lgLD
Ls*p0对应A点的OTDR数据，(L1+L2+…+Ln-1)*Ls*p0+LD*Lr*p0对应D点的OTDR数据。pRD表示D点的反射光功率，psD表示D点的瑞利散射光功率。对于固定脉宽，
比较固定。
在D点加反射装置的方案中，测量得到的衰减引入的误差为：
考虑到LD*Lr＞＞(L1+L2+…+Ln-1)*Ls，因此，引入的误差较小，采用本实施例的方案提高了测量到的光纤衰减的精度。
对于单向衰减来说，
这样测量支路衰减计算公式为：
其中A’表示起始点瑞利散射高度，D’表示D点反射高度，
表示修正常数，对于普通单模光纤5ns大约为37dB。
一实施例中，第一测试位置处的反射装置的反射信号要高于底噪并且不饱和。
一实施例中，在点对多点的光网络中，各第一测试位置的反射装置之间的距离要大于第一OTDR的事件盲区。
一实施例中，步骤204中可以确定第一测试位置的瑞利散射光功率对应的第一分贝值，以及，确定第二测试位置的瑞利散射光功率对应的第二分贝值，再将第一分贝值与第二分贝值的差作为第二测试位置与第一测试位置之间的光纤衰减。
图3B为一实施例提供的一种瑞利散射光强度的确定方法的另一种应用场景的示意图。如图3B所示，在该场景中，K点的瑞利散射光功率小于OTDR能测量到的最小光功率，即，超出了测量设备的动态范围。
在该场景中，在K点设置反射装置40。由于反射强度远大于背向散射，这时瑞利散射虽然由于动态范围过小淹没在噪声中，但是该处的反射光功率高出噪声，同时有较高的信噪比，能够较准确测量到，再根据反射光功率和瑞利散射光功率的比例关系，可以得到该点的瑞利散射，这样就能很准确测量H点与K点之间的衰减和波动。
以下对按照本实施例提供的方法确定H点与K点之间的衰减造成的误差进行说明。
将H点与K点之间的双向衰减率设为Lb，则K点测量得到的反射光功率pRK＝Lb*Lr*p0。H点测量得到的瑞利散射光功率psH＝Ls*p0。
则测量得到的H点与K点之间光纤的双向衰减为：
pRK表示K点的反射光功率，psK表示K点的瑞利散射光功率。可以看到，测量得到的衰减即为H点与K点之间实际的衰减。
对于单向衰减来说，
这样测量支路衰减计算公式为：
其中H’表示起始点瑞利散射高度，K’表示K点反射高度，
表示修正常数，对于普通单模光纤5ns大约为37dB。
一实施例中，为了避免瑞利散射光饱和，可以在第一测试位置处的反射装置之前设置衰减器。相应地，步骤202具体为：根据反射光功率、比例关系以及衰减器的衰减系数，确定第一测试位置的瑞利散射光功率。
本实施例提供的瑞利散射光强度的确定方法，提高了确定出的第二测试位置与第一测试位置之间的光纤衰减的精度。
图4为一实施例提供的又一种瑞利散射光强度的确定方法的流程图。在该实施例中，可以根据第一测试位置的瑞利散射光功率对温度传感光纤测量得到的温度进行修正。如图4所示，本实施例提供的瑞利散射光强度的确定方法包括如下步骤：
步骤401：确定光纤的第一测试位置处的反射装置的反射光功率。
步骤402：根据反射光功率以及预先确定的反射光功率与瑞利散射光功率的比例关系，确定第一测试位置的瑞利散射光功率。
步骤401与步骤101、步骤402与步骤102的实现过程和技术原理类似，此处不再赘述。
步骤403：根据第一测试位置的瑞利散射光功率，对温度传感光纤通过拉曼散射测量的温度进行修正，获取修正后的温度。
本实施例中，光纤为温度传感光纤，第一测试位置位于该温度传感光纤的末端。
分布式光纤温度传感器采用光纤拉曼散射效应测温。光纤所处空间各点的温度场调制了光纤中的背向拉曼散射的强度，经波分复用器和光电检测器采集带有温度信息的背向拉曼散射光电信号，再经信号处理，解调出光纤温度信息。
从分布式拉曼光纤温度传感系统的结构可知，自发拉曼散射信号从产生到传输再到采集的过程中，每一个环节都不可避免的引入了噪声，根据噪声来源则可以把噪声分为光路噪声和电路噪声，其中光路噪声包括非线性效应噪声、瑞利散射噪声和光纤损耗噪声等，电路噪声包括雪崩二极管噪声和放大器噪声等。
本实施例采用测量反射光功率计算瑞利散射光功率的方法，可以较准确测量瑞利散射噪声，然后精准补偿拉曼散射中的瑞利散射，减小瑞利散射噪声对温度的影响，提升测温精度。
图5为一实施例提供的一种瑞利散射光强度的确定方法的又一种应用场景的示意图。如图5所示，分布式光纤测温系统(Distributed Temperature Sensing，DTS)的末端V点设置有反射装置51。
一实施例中，为了避免反射过大，在反射装置51之前还设置了衰减器52。DTS的起始端U点还设置有波分复用(Wavelength Division Multiplexing，WDM)装置。
假设U点与V点之间的双向衰减率为Le，WDM装置的隔离度对于瑞利散射光损耗率为Lw，衰减器的衰减率为La。
光纤终端瑞利散射光功率psV＝p0*Le*Ls*Lw。该值跟测量设备环境、光源、线路损耗、雪崩光电二极管、WDM装置的隔离度都有关系，其中WDM装置的隔离度、设备环境可能会对瑞利散射光功率产生较大的误差。衰减器对瑞利散射光功率没有进行衰减。
光纤终端反射光功率pRV＝p0*Le*Lr*Lw*La。
因此只要测量到光纤终端反射光功率就可以较准确估算光纤终端的瑞利散射光功率。其他位置的瑞利散射可以通过光纤衰减进行修正，然后精准补偿拉曼散射，减小瑞利散射噪声对温度的影响，提升测温精度。
本实施例提供的瑞利散射光强度的确定方法，采用末端反射光功率推算瑞利散射光功率，误差跟衰减、反射稳定性、线路损耗稳定性、瑞利回损一致性相关，跟测量设备环境、光源、雪崩光电二极管、WDM装置的隔离度相关较小，因此，该方法有较高的测试准确度，大幅提升温度测试准确性。
图6为一实施例提供的一种瑞利散射光强度的确定装置的结构示意图。如图6所示，本实施例提供的瑞利散射光强度的确定装置包括如下模块：第一确定模块61以及第二确定模块62。
第一确定模块61，被配置为确定光纤的第一测试位置处的反射装置的反射光功率。
一实施例中，第一确定模块61具体设置为：通过第一OTDR确定第一测试位置处的反射装置的反射光功率。
第二确定模块62，被配置为根据反射光功率以及预先确定的反射光功率与瑞利散射光功率的比例关系，确定第一测试位置的瑞利散射光功率。
一实施例中，该装置还包括第五确定模块，被配置为根据光纤的瑞利散射系数、光纤中的光速度、光纤中光的脉宽、反射装置的反射率、光纤中光的波长、光纤的线芯折射率以及光纤的模场半径确定反射光功率与瑞利散射光功率的比例关系。
本实施例提供的瑞利散射光强度的确定装置用于实现图1所示实施例的瑞利散射光强度的确定方法，本实施例提供的瑞利散射光强度的确定装置实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
图7为一实施例提供的另一种瑞利散射光强度的确定装置的结构示意图。如图7所示，本实施例提供的瑞利散射光强度的确定装置在图6所示装置的基础上，还包括如下模块：第三确定模块71以及第四确定模块72。
第三确定模块71，被配置为通过第二OTDR确定光纤的第二测试位置处的瑞利散射光功率。
第四确定模块72，被配置为根据第一测试位置的瑞利散射光功率以及第二测试位置的瑞利散射光功率，确定第二测试位置与第一测试位置之间的光纤衰减。
一实施例中，第一测试位置的瑞利散射光功率小于第一OTDR能测量到的最小光功率。
一实施例中，第二测试位置设置于点对多点光网络的主路光纤上。第一测试位置有多个，设置于点对多点光网络的各支路光纤上，反射装置有多个，设置于第一测试位置处。主路光纤与各支路光纤通过分光器连接。
一实施例中，各第一测试位置的反射装置之间的距离大于第一OTDR的事件盲区。
一实施例中，第一测试位置处的反射装置之前还设置有衰减器。第二确定模块62具体是设置为根据反射光功率、比例关系以及衰减器的衰减系数，确定第一测试位置的瑞利散射光功率。
本实施例提供的瑞利散射光强度的确定装置用于实现图2所示实施例的瑞利散射光强度的确定方法，本实施例提供的瑞利散射光强度的确定装置实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
图8为一实施例提供的又一种瑞利散射光强度的确定装置的结构示意图。如图8所示，本实施例提供的瑞利散射光强度的确定装置在图6或图7所示装置的基础上，还包括第六确定模块81。
第六确定模块81，被配置为根据第一测试位置的瑞利散射光功率，对温度传感光纤通过拉曼散射测量的温度进行修正，获取修正后的温度。
该实施例中，光纤为温度传感光纤，第一测试位置位于温度传感光纤的末端。
本实施例提供的瑞利散射光强度的确定装置用于实现图4所示实施例的瑞利散射光强度的确定方法，本实施例提供的瑞利散射光强度的确定装置实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
图9为一实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。如图9所示，该计算机设备包括处理器91和存储器92；计算机设备中处理器91的数量可以是一个或多个，图9中以一个处理器91为例；计算机设备中的处理器91和存储器92；可以通过总线或其他方式连接，图9中以通过总线连接为例。
存储器92作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的瑞利散射光强度的确定方法对应的程序指令/模块(例如，瑞利散射光强度的确定装置中的第一确定模块61以及第二确定模块62)。处理器91通过运行存储在存储器92中的软件程序、指令以及模块，从而计算机设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的瑞利散射光强度的确定方法。
存储器92可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据计算机设备的使用所创建的数据等。此外，存储器92可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。
本申请实施例还提供一种瑞利散射光强度的确定设备，该设备包括：反射装置及处理装置。
反射装置设置于光纤的第一测试位置处。
处理装置用于实现本申请任意实施例提供的瑞利散射光强度的确定方法。
一实施例中，该设备还包括：第一OTDR。处理装置通过该第一OTDR确定第一测试位置处的反射装置的反射光功率。
一实施例中，该设备还包括：第二OTDR。处理装置通过第二OTDR确定光纤的第二测试位置处的瑞利散射光功率，再根据第一测试位置的瑞利散射光功率以及第二测试位置的瑞利散射光功率，确定第二测试位置与第一测试位置之间的光纤衰减。
一实施例中，第一测试位置有多个，相应地，该设备中的反射装置也有多个。
一实施例中，该设备还包括衰减器。相应地，处理装置根据反射光功率、比例关系以及衰减器的衰减系数，确定第一测试位置的瑞利散射光功率。
本实施例提供的瑞利散射光强度的确定设备中的处理装置用于实现本申请任意实施例的瑞利散射光强度的确定方法，实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
本申请实施例还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种瑞利散射光强度的确定方法，该方法包括：
确定光纤的第一测试位置处的反射装置的反射光功率；
根据所述反射光功率以及预先确定的反射光功率与瑞利散射光功率的比例关系，确定第一测试位置的瑞利散射光功率。
当然，本申请所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本申请任意实施例所提供的瑞利散射光强度的确定方法中的相关操作。
以上所述，仅为本申请的示例性实施例而已，并非用于限定本申请的保护范围。
一般来说，本申请的多种实施例可以在硬件或专用电路、软件、逻辑或其任何组合中实现。例如，一些方面可以被实现在硬件中，而其它方面可以被实现在可以被控制器、微处理器或其它计算装置执行的固件或软件中，尽管本申请不限于此。
本申请的实施例可以通过移动装置的数据处理器执行计算机程序指令来实现，例如在处理器实体中，或者通过硬件，或者通过软件和硬件的组合。计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码。
本申请附图中的任何逻辑流程的框图可以表示程序步骤，或者可以表示相互连接的逻辑电路、模块和功能，或者可以表示程序步骤与逻辑电路、模块和功能的组合。计算机程序可以存储在存储器上。存储器可以具有任何适合于本地技术环境的类型并且可以使用任何适合的数据存储技术实现，例如但不限于只读存储器(ROM)、随机访问存储器(RAM)、光存储器装置和系统(数码多功能光碟DVD或CD光盘)等。计算机可读介质可以包括非瞬时性存储介质。数据处理器可以是任何适合于本地技术环境的类型，例如但不限于通用计算机、专用计算机、微处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑器件(FGPA)以及基于多核处理器架构的处理器。
通过示范性和非限制性的示例，上文已提供了对本申请的示范实施例的详细描述。但结合附图和权利要求来考虑，对以上实施例的多种修改和调整对本领域技术人员来说是显而易见的，但不偏离本发明的范围。因此，本发明的恰当范围将根据权利要求确定。
Claims (14)
1.一种瑞利散射光强度的确定方法，其特征在于，所述方法包括：
确定光纤的第一测试位置处的反射装置的反射光功率；
根据所述反射光功率以及预先确定的反射光功率与瑞利散射光功率的比例关系，确定第一测试位置的瑞利散射光功率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定光纤的第一测试位置处的反射装置的反射光功率，包括：
通过第一光时域反射仪OTDR确定所述第一测试位置处的反射装置的反射光功率。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过第二OTDR确定所述光纤的第二测试位置处的瑞利散射光功率；
根据所述第一测试位置的瑞利散射光功率以及第二测试位置的瑞利散射光功率，确定所述第二测试位置与所述第一测试位置之间的光纤衰减。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一测试位置的瑞利散射光功率小于第一OTDR能测量到的最小光功率。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二测试位置设置于点对多点光网络的主路光纤上；
所述第一测试位置有多个，设置于所述点对多点光网络的各支路光纤上，所述反射装置有多个，设置于所述第一测试位置处；所述主路光纤与各所述支路光纤通过分光器连接。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，各所述第一测试位置的反射装置之间的距离大于所述第一OTDR的事件盲区。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一测试位置处的反射装置之前还设置有衰减器；
所述根据所述反射光功率以及预先确定的反射光功率与瑞利散射光功率的比例关系，确定第一测试位置的瑞利散射光功率，包括：
根据所述反射光功率、所述比例关系以及所述衰减器的衰减系数，确定所述第一测试位置的瑞利散射光功率。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述光纤为温度传感光纤，所述第一测试位置位于所述温度传感光纤的末端。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述反射光功率、所述比例关系以及所述衰减器的衰减系数，确定第一测试位置的瑞利散射光功率之后，所述方法还包括：
根据所述第一测试位置的瑞利散射光功率，对所述温度传感光纤通过拉曼散射测量的温度进行修正，获取修正后的温度。
10.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述反射光功率以及预先确定的反射光功率与瑞利散射光功率的比例关系，确定第一测试位置的瑞利散射光功率之前，所述方法还包括：
根据所述光纤的瑞利散射系数、所述光纤中的光速度、所述光纤中光的脉宽、所述反射装置的反射率、所述光纤中光的波长、所述光纤的线芯折射率以及所述光纤的模场半径确定所述比例关系。
11.一种瑞利散射光强度的确定装置，其特征在于，所述装置包括：
第一确定模块，被配置为确定光纤的第一测试位置处的反射装置的反射光功率；
第二确定模块，被配置为根据所述反射光功率以及预先确定的反射光功率与瑞利散射光功率的比例关系，确定第一测试位置的瑞利散射光功率。
12.一种计算机设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-10中任一所述的瑞利散射光强度的确定方法。
13.一种瑞利散射光强度的确定设备，其特征在于，包括：
反射装置及处理装置；
所述反射装置设置于光纤的第一测试位置处；
所述处理装置实现如权利要求1-10中任一所述的瑞利散射光强度的确定方法。
14.一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如权利要求1-10中任一所述的瑞利散射光强度的确定方法。
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Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0028669A1 (de) * | 1979-11-08 | 1981-05-20 | Philips Kommunikations Industrie AG | Verfahren und Vorrichtung zum Konstanthalten der in einer Lichtleitfaser geführten Lichtleistung |
| CN1172254A (zh) * | 1995-11-01 | 1998-02-04 | 住友电气工业株式会社 | 激光光源装置和时域反射测量装置及光通信线检验系统 |
| CN101329198A (zh) * | 2007-06-20 | 2008-12-24 | 中国计量科学研究院 | 一种光器件回波损耗测量方法 |
| CN102354900A (zh) * | 2011-11-09 | 2012-02-15 | 中国计量学院 | 一种随机分布反馈光纤激光器 |
| CN102589459A (zh) * | 2012-02-21 | 2012-07-18 | 中国计量学院 | 融合光纤拉曼频移器和拉曼放大器的全分布式光纤传感器 |
| CN102879706A (zh) * | 2012-10-24 | 2013-01-16 | 上海市电力公司 | 基于光纤弯曲损耗原理的导线断股和损伤的检测方法 |
| CN103954308A (zh) * | 2014-05-09 | 2014-07-30 | 南京发艾博光电科技有限公司 | 光纤扰动探测方法及装置 |
| CN105067104A (zh) * | 2015-09-17 | 2015-11-18 | 天津大学 | 一种复合型光纤传感系统和传感方法 |
| US20160258839A1 (en) * | 2013-03-19 | 2016-09-08 | Intuitive Surgical Operations Inc. | Methods and apparatus for measurement of modal characteristics of multimode fiber using rayleigh scatter |
| CN105953916A (zh) * | 2016-06-17 | 2016-09-21 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 一种激光功率采样方法和设备 |
-
2019
- 2019-12-06 CN CN201911243385.3A patent/CN112923958B/zh active Active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0028669A1 (de) * | 1979-11-08 | 1981-05-20 | Philips Kommunikations Industrie AG | Verfahren und Vorrichtung zum Konstanthalten der in einer Lichtleitfaser geführten Lichtleistung |
| CN1172254A (zh) * | 1995-11-01 | 1998-02-04 | 住友电气工业株式会社 | 激光光源装置和时域反射测量装置及光通信线检验系统 |
| CN101329198A (zh) * | 2007-06-20 | 2008-12-24 | 中国计量科学研究院 | 一种光器件回波损耗测量方法 |
| CN102354900A (zh) * | 2011-11-09 | 2012-02-15 | 中国计量学院 | 一种随机分布反馈光纤激光器 |
| CN102589459A (zh) * | 2012-02-21 | 2012-07-18 | 中国计量学院 | 融合光纤拉曼频移器和拉曼放大器的全分布式光纤传感器 |
| CN102879706A (zh) * | 2012-10-24 | 2013-01-16 | 上海市电力公司 | 基于光纤弯曲损耗原理的导线断股和损伤的检测方法 |
| US20160258839A1 (en) * | 2013-03-19 | 2016-09-08 | Intuitive Surgical Operations Inc. | Methods and apparatus for measurement of modal characteristics of multimode fiber using rayleigh scatter |
| CN103954308A (zh) * | 2014-05-09 | 2014-07-30 | 南京发艾博光电科技有限公司 | 光纤扰动探测方法及装置 |
| CN105067104A (zh) * | 2015-09-17 | 2015-11-18 | 天津大学 | 一种复合型光纤传感系统和传感方法 |
| CN105953916A (zh) * | 2016-06-17 | 2016-09-21 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 一种激光功率采样方法和设备 |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| 吕月兰等: "相位光时域反射计瑞利散射波形特性研究", 《光学学报》 * |
| 吕月兰等: "相位光时域反射计瑞利散射波形特性研究", 《光学学报》, vol. 31, no. 08, 10 August 2011 (2011-08-10), pages 1 - 5 * |
| 尹志国 等: "用OTDR进行光纤测试时出现假峰现象的分析", 黑龙江电力, vol. 24, no. 3, pages 205 - 212 * |
| 李亚明: "基于OTDR的混凝土面板堆石坝面板接缝变形监测方法研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑》 * |
| 李亚明: "基于OTDR的混凝土面板堆石坝面板接缝变形监测方法研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑》, no. 12, 31 December 2018 (2018-12-31), pages 48 - 50 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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