CN205912058U - 一种光纤在线监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光纤在线监测系统，包括控制器，分别与控制器连接的实时监测系统、故障分析系统、数据库、监控中心和辅助设备，实时监测系统包括线性扫频光源、与线性扫频光源连接的第一光纤耦合器、与第一光纤耦合器连接的迈克尔逊干涉仪、分别与迈克尔逊干涉仪连接的固定反射镜和待测光纤以及与所述待测光纤连接的光功率计，故障分析系统包括与待测光纤连接的第二光纤耦合器、与第二光纤耦合器连接的光电探测器以及与光电探测器连接的信号处理单元；可以实现长距离、mm级分辨率光纤链路检测，并且能实现在线实时检测，能够实时对光纤进行监测和故障分析，具有实时在线检测、灵敏度高、测量精度高、可靠性高优点。

Description

一种光纤在线监测系统

技术领域

本实用新型属于光纤监测技术领域，具体是涉及一种光纤在线监测系统。

背景技术

随着数据通信量的急剧增长，作为信息高速公路的传输媒介，光纤通信的作用越来越重要，由于其速率高、容量大，如果光纤发生故障，中断了较长时间，将会造成极大损失，在不可避免的发生光纤中断时，如何迅速地发现故障以及定位故障点缩短故障修复时间显得非常重要。光纤监测系统是光缆线路维护发展的需要，它把光缆线路纳到实时集中的监测维护中，它能实时检测光纤的衰减情况，在出现故障时及时告警，并通过光衰减曲线辅助分析故障原因。

分布式光纤测量技术因其独特的特性更被广泛应用于各种应用中，分布式光纤测量技术是通过测量光纤对激励信号的回波响应来实现光纤沿线物理参量的分布测量，根据采用的技术手段，可分为光时域反射技术（OTDR），低相干光反射技术（OLCR）和光频域反射技术（OFDR），光时域反射技术（OTDR）的优点是技术难度相对低，测量距离长，但是距离分辨率有限，只能实现低距离分辨率的分布式测量；低相干光反射技术（OLCR）具有微米级的距离分辨率，但受限于机械扫描范围，可测量的距离范围非常有限，不适合光纤链路以及大尺度构件的测量；光频域反射技术（OFDR）作为一种基于频域分析的后向反射测量技术，从原理上克服了OTDR在距离分辨率以及OLCR在测量距离上的不足，可实现高距离分辨率（数十微米～毫米量级）、高灵敏度和中等距离（数百米～数十公里）的测量。

现有技术中的光纤监测系统都存在测量距离分辨率有限、不适合光纤链路以及大尺度构件的测量等问题，且不能实现光纤的实时检测，不能及时对光纤故障进行修复。

因此，需要提出一种新型的光纤监测系统。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型公开了一种光纤在线监测系统，可以实现长距离、mm级分辨率光纤链路检测，并且能实现在线实时检测，能够实时对光纤进行监测和故障分析。

为了达到以上目的，本实用新型提供如下技术方案：一种光纤在线监测系统，包括控制器，分别与所述控制器连接的实时监测系统、故障分析系统、数据库、监控中心和辅助设备，所述实时监测系统包括线性扫频光源、与所述线性扫频光源连接的第一光纤耦合器、与所述第一光纤耦合器连接的迈克尔逊干涉仪、分别与所述迈克尔逊干涉仪连接的固定反射镜和待测光纤以及与所述待测光纤连接的光功率计，所述故障分析系统包括与所述待测光纤连接的第二光纤耦合器、与所述第二光纤耦合器连接的光电探测器以及与所述光电探测器连接的信号处理单元。

进一步地，所述实时监测系统包括主时钟以及与所述主时钟连接的脉冲发生器，所述脉冲发生器与所述线性扫频光源连接。

进一步地，所述监控中心设有用户界面和故障报警装置。

进一步地，所述辅助设备包括GIS系统，所述GIS系统与所述控制器连接。

本实用新型与现有技术比较，具有的优点是：可以实现长距离、mm级分辨率光纤链路检测，并且能实现在线实时检测，能够实时对光纤进行监测和故障分析，具有实时在线检测、灵敏度高、测量精度高、可靠性高优点。

附图说明

图1是本实用新型提出的光纤在线监测系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本实用新型，应理解下述具体实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。

参照图1，一种光纤在线监测系统，包括控制器，分别与所述控制器连接的实时监测系统、故障分析系统、数据库、监控中心和辅助设备，所述实时监测系统包括线性扫频光源、与所述线性扫频光源连接的第一光纤耦合器、与所述第一光纤耦合器连接的迈克尔逊干涉仪、分别与所述迈克尔逊干涉仪连接的固定反射镜和待测光纤以及与所述待测光纤连接的光功率计，所述故障分析系统包括与所述待测光纤连接的第二光纤耦合器、与所述第二光纤耦合器连接的光电探测器以及与所述光电探测器连接的信号处理单元；

所述实时监测系统负责光缆工作状态监测，主要由分别安装在光纤两端的光源和光功率计完成对光缆的周期性测试，在光源前端连接有主时钟和脉冲发生器，主时钟和脉冲发生器连接以及脉冲发生器与所述线性扫频光源连接，主时钟产生标准时钟信号给脉冲发生器，脉冲发生器根据该标准时钟信号产生符合要求的窄脉冲，并用该窄脉冲调制光源，线性扫频光源发送光信号至光方向的第一光纤耦合器，线性扫频光源发送的光信号是以频率为w为中心进行线性扫频的连续光，该连续光经过第一光纤耦合器耦合后经过迈克尔逊干涉仪被分成两束，其中一束光经过所述固定反射镜返回，其光程是固定的，称为固定光，另一束光则进入待测光纤，由于待测光纤存在折射率的微观不均匀性，会产生瑞利散射，其中部分光信号会到达光纤另一端的光功率计，光功率计将接收到的光功率值传送到控制器，控制器将功率值和预先设定的阈值进行比较，当小于阈值时，判定光纤运行正常，否则运行不正常即光纤出现故障，进而启动故障分析系统，主要是进入待测光纤的光会有部分后向散射，后向散射光满足光纤数值孔径而注入端返回，称为信号光，如果传播长度满足光的相干条件，则信号光和参考光通过第二光纤耦合器进入到故障分析系统的光电探测器中并在光电探测器的光敏面上发生混频，光电探测器就会输出相应频率的光电流，从而得到沿待测光纤各处的散射衰减特性，同时可以通过测试频率的最大值推测出待测光纤的长度；

沿待测光纤各处的散射衰减特性以及待测光纤的长度等测量数据最后经过与所述光电探测器连接的信号处理单元返还到控制器上，控制器将该测量数据和数据库中储存的正常数据进行对比和分析，快速定位故障点，生成故障分析图表和报告，并将该故障数据信息和结果传送到监控中心，所述监控中心设有用户界面和故障报警装置，用户界面用于显示故障数据信息和结果，故障报警装置用于故障报警。

本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种光纤在线监测系统，其特征在于：包括控制器，分别与所述控制器连接的实时监测系统、故障分析系统、数据库、监控中心和辅助设备，所述实时监测系统包括线性扫频光源、与所述线性扫频光源连接的第一光纤耦合器、与所述第一光纤耦合器连接的迈克尔逊干涉仪、分别与所述迈克尔逊干涉仪连接的固定反射镜和待测光纤以及与所述待测光纤连接的光功率计，所述故障分析系统包括与所述待测光纤连接的第二光纤耦合器、与所述第二光纤耦合器连接的光电探测器以及与所述光电探测器连接的信号处理单元。

2.根据权利要求1所述的光纤在线监测系统，其特征在于：所述实时监测系统包括主时钟以及与所述主时钟连接的脉冲发生器，所述脉冲发生器与所述线性扫频光源连接。

3.根据权利要求1所述的光纤在线监测系统，其特征在于：所述监控中心设有用户界面和故障报警装置。

4.根据权利要求1所述的光纤在线监测系统，其特征在于：所述辅助设备包括GIS系统，所述GIS系统与所述控制器连接。