CN208623671U - 一种埋地光缆故障地面定位仪 - Google Patents
一种埋地光缆故障地面定位仪 Download PDFInfo
- Publication number
- CN208623671U CN208623671U CN201821572463.5U CN201821572463U CN208623671U CN 208623671 U CN208623671 U CN 208623671U CN 201821572463 U CN201821572463 U CN 201821572463U CN 208623671 U CN208623671 U CN 208623671U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- port
- output
- output port
- acousto
- optic modulator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Locating Faults (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
本实用新型属于光缆故障点定位技术领域，涉及一种埋地光缆故障地面定位仪。所述定位仪包括超窄线宽激光器、分布式反馈激光器、可调衰减器、光开关、声光调制器、掺铒光纤放大器、环形器、波分复用器、拉曼放大器、雪崩光电二极管、采集卡、驱动器、计算机。本实用新型能够精确定位到指定光缆故障位置，有效减少找寻光缆故障点位置过程中所需要消耗的财力物力；对OTDR与ФOTDR的光路进行充分整合，通过不同模式下器件所用参数不同来达到以相同的器件来同时实现两种功能。
Description
技术领域
本实用新型属于光缆故障点定位技术领域，涉及一种埋地光缆故障地面定位仪。
背景技术
随着通信技术的发展，光纤通信网络线路日益复杂。而面对复杂的社会环境，加重了光缆维护的工作量，因此对埋地光缆的故障点进行更快速和更精确地检测成为需求。
传统的光缆故障定位及查找常使用光时域反射计(OTDR)测量故障点长度及故障点位置。OTDR是通过对测量曲线的分析，了解光纤的均匀性、缺陷、断裂、接头耦合等若干性能的仪器。它利用光在光纤中传播时产生的后向散射光来获取衰减的信息，可用于测量光纤衰减、接头损耗、光纤故障点定位以及了解光纤沿长度的损耗分布情况等，是光缆施工、维护及监测中必不可少的工具。
然而光缆在铺设过程中由于盘留、熔接、弯曲等不可控的因素往往导致故障点的实际位置与OTDR测出来的故障点的光缆长度有较大差距，在工程实践中定位光缆断点首先利用OTDR测量断点距离，通过该测量值到达相近的地点，挖洞找到光缆并再次利用OTDR继续进行测量直至找到光缆断点，该方法工作效率低，寻找断点过程中需要多次挖洞与更换地点，工作量巨大同时浪费了大量财力物力。
相位敏感型光时域反射仪(ФOTDR)具有定位精确、数据处理简单等优点，适合大范围、长距离的实时监测。其原理是利用超窄线宽激光器作为入射光源，因此该系统的输出为瑞利散射光的相干干涉的结果。当振动导致光缆内光纤应变引起光纤中的光场相位产生变化，通过对相位的变化解调便可还原振动信号。因此ФOTDR可用于光缆的故障监测。
实用新型内容
本实用新型提供一种埋地光缆故障地面定位仪，首先通过OTDR来确定距离故障点的光纤长度，通过该测量值到达相近的地点，然后切换成ФOTDR功能来获取整条光缆上的振动信息，在相近的地点通过使用锤子等工具振动地面使用ФOTDR功能监测出振动点；通过比较OTDR监测出的故障点和ФOTDR监测出的振动点可以得知故障点与振动地点的距离；向故障点的方向移动，重复振动地面直到监测出的故障点与振动点位置重合，即为故障点的实际位置。
本实用新型采用的技术方案为：一种埋地光缆故障地面定位仪，包括超窄线宽激光器101、分布式反馈激光器(DFB)102、可调衰减器103、光开关104、声光调制器105、掺铒光纤放大器(EDFA)106、环形器107、波分复用器108、拉曼放大器109、雪崩光电二极管(APD)110、采集卡111、驱动器112、计算机113。所述超窄线宽激光器101的输出端口211连接到所述可调衰减器103的输入端口231，所述可调衰减器103的输出端口232连接到所述光开关104的第一输入端口241，所述分布式反馈激光器(DFB)102的输出端口221连接到所述光开关104的第二输入端口242，所述光开关104的输出端口243连接到所述声光调制器105的输入端口251，所述声光调制器105的输出端口252连接到所述掺铒光纤放大器(EDFA)106输入端口261，所述掺铒光纤放大器(EDFA)106的输出端口262连接到所述环形器107的输入端口271，所述环形器107的第一输出端口272连接到所述波分复用器108的透射端口(PassPort)281，所述波分复用器108的公共端口(Common Port)282连接到外部待测光缆，所述拉曼放大器109的输出端口291连接到所述波分复用器108的反射端口(Reflection Port)283，所述环形器107的第二输出端口273连接到所述雪崩光电二极管(APD)110的入射端口301，所述雪崩光电二极管(APD)110的输出端口302连接到所述采集卡111的入射端口311，所述采集卡111的网络输出端口312连接到所述计算机113的网络输入端口311，所述采集卡111的触发输出端口302连接到所述驱动器112的入射端口321，所述驱动器112的输出端口322连接到所述声光调制器105的调制信号端口253。
所述驱动器112为所述声光调制器105的标准声光调制器驱动。
采用如上所述装置对埋地光缆故障点进行定位的方法，包括以下步骤：
S1通过装置的OTDR功能监测整条光缆上的光衰减以确定距离故障点的光纤长度，OTDR功能的具体实施过程如下：
S1.1：分布式反馈激光器(DFB)102发射激光到光开关104；
S1.2：切换光开关104至分布式反馈激光器(DFB)102输出端，光开关104输出分布式反馈激光器(DFB)102的激光至声光调制器105；
S1.3：采集卡111发送200ns的脉冲宽度的脉冲信号给驱动器112；
S1.4：驱动器112发送驱动信号给声光调制器105；
S1.5：声光调制器105将激光调制成脉冲光输出给掺铒光纤放大器(EDFA)106；
S1.6：掺铒光纤放大器(EDFA)106将脉冲光放大输出给环形器107的输入端口271；
S1.7：脉冲光从环形器107的第一输出端口272输出到波分复用器108的透射端口(Pass Port)281；
S1.8：拉曼放大器109输出激光到波分复用器108的反射端口(Reflection Port)283；
S1.9：波分复用器108复用环形器输出的脉冲光和拉曼放大器109的输出激光后将光输出到待测光缆中；
S1.10：由于激光的瑞利散射原理，待测光缆会有背向散射光返回，返回的背向散射光经过波分复用器108传输到环形器107的第一输出端口272；
S1.11：返回的背向散射光从环形器107的第二输出端口273输出到雪崩光电二极管(APD)110；
S1.12：雪崩光电二极管(APD)110将光信号转化为电信号输出给采集卡111；
S1.13：采集卡111对电信号的数据进行平均运算后通过网络端口传输给计算机113；
S1.14：计算机113对S1.13输出的数据进行差分运算后取最大值，计算机113记录下该最大值所对应的长度值，该值为定位仪与光缆故障点之间光缆的长度。
S2通过ФOTDR功能来获取整条待测光缆的振动信息，ФOTDR功能的具体实施过程如下：
S2.1：超窄线宽激光器101发射激光到可调衰减器103，可调衰减器103将光衰减后输出到光开关104；
S2.2：切换光开关104至超窄线宽激光器101输出端，光开关104输出超窄线宽激光器101的激光至声光调制器105；
S2.3：采集卡111发送200ns的脉冲宽度的脉冲信号给驱动器112；
S2.4：驱动器112发送驱动信号给声光调制器105；
S2.5：声光调制器105将激光调制成脉冲光输出给掺铒光纤放大器(EDFA)106；
S2.6：掺铒光纤放大器(EDFA)106将脉冲光放大输出给环形器107的输入端口271；
S2.7：脉冲光从环形器107的第一输出端口272输出到波分复用器108的透射端口(Pass Port)281；
S2.8：拉曼放大器109输出激光到波分复用器108的反射端口(Reflection Port)283；
S2.9：波分复用器108复用环形器107输出的脉冲光和拉曼放大器109的输出激光后将光输出到待测光缆中；
S2.10：光缆的返回光经过波分复用器108传输到环形器107的第一输出端口272；
S2.11：由于激光的瑞利散射原理，待测光缆会有背向散射光返回，与OTDR不同的是由于ФOTDR所用光源为相干性极强的超窄线宽激光器101，因此返回光为瑞利散射光相干干涉的结果。返回光从环形器107的第二输出端口273输出到雪崩光电二极管(APD)110；
S2.12：雪崩光电二极管(APD)110将光信号转化为电信号输出给采集卡111；
S2.13：采集卡111对电信号的数据进行差分运算和平均运算后通过网络端口传输给计算机113；
S2.14：计算机113对2.13输出的数据取最大值，计算机113记录下该最大值所对应的长度值，该值为光缆的振动点与定位仪之间的光缆长度。当光缆出现故障导致断裂，光缆故障点之后将都没有返回光即没有信息，
S3在ФOTDR功能下通过锤子等工具敲击地面以产生振动信号，通过与S1所测得的长度值比较来寻找故障地点。S3具体步骤如下：
S3.1：操作定位仪的工作人员使用S1得到定位仪到故障点的光缆长度；
S3.2：敲击地面的工作人员前往工作点附近并敲击地面，工作点距离定位仪的距离为S1所测得的长度值。
S3.3：操作定位仪的工作人员使用S2监测光缆的振动信息。若S2没有敲击的振动信息，则代表敲击地面的工作人员在光缆故障点之后。若S2所测长度小于S1所测长度，则代表敲击地面的工作人员在光缆故障点之前；
S3.4：向故障点的方向移动一段距离，并再次敲击地面；
S3.5：重复S3.3和S3.4直到S2所测长度值与S1所测长度值相等，此时的工作点即为故障光缆所在地点。
本实用新型基于以下原理：
OTDR与ФOTDR功能分别只能监测故障点和振动点到定位仪之间的光缆长度，而光缆在铺设过程中存在着盘留、弯曲的情况，OTDR与ФOTDR所测长度并不代表定位点到故障点或者振动点所在地点的距离。因此本实用新型所述定位仪通过结合两种功能，先使用OTDR功能确定故障点的位置，再让另一位工作人员通过敲击并结合ФOTDR功能不断监测振动点来确定地面位置与光缆位置的对应关系。当振动点位置与故障点位置重合，即代表光缆故障点在所敲击的地面之下。
本实用新型具有以下技术效果：
1.通过结合OTDR与ФOTDR的技术来实现光缆故障点精确定位，精确定位到指定光缆故障位置，有效减少找寻光缆故障点位置过程中所需要消耗的财力物力；
2.对OTDR与ФOTDR的光路进行充分整合，通过不同模式下器件所用参数不同来达到以相同的器件来同时实现两种功能。
附图说明
图1为本实用新型所述一种埋地光缆故障地面定位仪的结构组成图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。
图1为本实用新型所述一种埋地光缆故障地面定位仪的结构组成图。
如图1所示，本实用新型提供一种埋地光缆故障地面定位仪，包括超窄线宽激光器101、分布式反馈激光器(DFB)102、可调衰减器103、光开关104、声光调制器105、掺铒光纤放大器(EDFA)106、环形器107、波分复用器108、拉曼放大器109、雪崩光电二极管(APD)110、采集卡111、驱动器112、计算机113。所述超窄线宽激光器101的输出端口211连接到所述可调衰减器103的输入端口231，所述可调衰减器103的输出端口232连接到所述光开关104的第一输入端口241，所述分布式反馈激光器(DFB)102的输出端口221连接到所述光开关104的第二输入端口242，所述光开关104的输出端口243连接到所述声光调制器105的输入端口251，所述声光调制器105的输出端口252连接到所述掺铒光纤放大器(EDFA)106输入端口261，所述掺铒光纤放大器(EDFA)106的输出端口262连接到所述环形器107的输入端口271，所述环形器107的第一输出端口272连接到所述波分复用器108的透射端口(Pass Port)281，所述波分复用器108的公共端口(Common Port)282连接到外部待测光缆，所述拉曼放大器109的输出端口291连接到所述波分复用器108的反射端口(Reflection Port)283，所述环形器107的第二输出端口273连接到所述雪崩光电二极管(APD)110的入射端口301，所述雪崩光电二极管(APD)110的输出端口302连接到所述采集卡111的入射端口311，所述采集卡111的网络输出端口312连接到所述计算机113的网络输入端口311，所述采集卡111的触发输出端口302连接到所述驱动器112的入射端口321，所述驱动器112的输出端口322连接到所述声光调制器105的调制信号端口253。
所述驱动器112为所述声光调制器105的标准声光调制器驱动。
对采集卡111的参数配置对系统性能影响的说明：
所述采集卡111的触发输出端口302连接到所述驱动器112的入射端口321，所述驱动器112的输出端口322连接到所述声光调制器105的调制信号端口253，同时采集卡111触发A/D进行数据采集，依据时间序列重构各个单元的原始数据。设脉冲宽度200ns，脉冲重复频率2kHz(间隔500us)，纤芯折射率n＝1.5，真空中光速3×108m/s。则传感光纤距离：
t＝1/(2kHz)＝2*n*l/c
l＝50km。
系统分辨率：最大脉冲宽度n*L/c＝200ns，则系统分辨率为40m。
A/D采样率：脉冲宽度200ns，脉宽时间光程40m，决定空间分辨率40m，50km传感光纤对应1250个传感单元，一个单元即一个脉冲宽度内至少采样一个点，对应的最小采样率2kHz×1250＝2.5MHz。
Claims (2)
1.一种埋地光缆故障地面定位仪，其特征在于：包括超窄线宽激光器(101)、分布式反馈激光器(102)、可调衰减器(103)、光开关(104)、声光调制器(105)、掺铒光纤放大器(106)、环形器(107)、波分复用器(108)、拉曼放大器(109)、雪崩光电二极管(110)、采集卡(111)、驱动器(112)、计算机(113)；所述超窄线宽激光器(101)的输出端口(211)连接到所述可调衰减器(103)的输入端口(231)，所述可调衰减器(103)的输出端口(232)连接到所述光开关(104)的第一输入端口(241)，所述分布式反馈激光器(102)的输出端口(221)连接到所述光开关(104)的第二输入端口(242)，所述光开关(104)的输出端口(243)连接到所述声光调制器(105)的输入端口(251)，所述声光调制器(105)的输出端口(252)连接到所述掺铒光纤放大器(106)输入端口(261)，所述掺铒光纤放大器(106)的输出端口(262)连接到所述环形器(107)的输入端口(271)，所述环形器(107)的第一输出端口(272)连接到所述波分复用器(108)的透射端口(281)，所述波分复用器(108)的公共端口(282)连接到外部待测光缆，所述拉曼放大器(109)的输出端口(291)连接到所述波分复用器(108)的反射端口(283)，所述环形器(107)的第二输出端口(273)连接到所述雪崩光电二极管(110)的入射端口(301)，所述雪崩光电二极管(110)的输出端口(302)连接到所述采集卡(111)的入射端口(311)，所述采集卡(111)的网络输出端口(312)连接到所述计算机(113)的网络输入端口(331)，所述采集卡(111)的触发输出端口(302)连接到所述驱动器(112)的入射端口(321)，所述驱动器(112)的输出端口(322)连接到所述声光调制器(105)的调制信号端口(253)。
2.根据权利要求1所述埋地光缆故障地面定位仪，其特征在于：所述驱动器(112)为所述声光调制器(105)的标准声光调制器驱动。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201821572463.5U CN208623671U (zh) | 2018-09-26 | 2018-09-26 | 一种埋地光缆故障地面定位仪 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201821572463.5U CN208623671U (zh) | 2018-09-26 | 2018-09-26 | 一种埋地光缆故障地面定位仪 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN208623671U true CN208623671U (zh) | 2019-03-19 |
Family
ID=65717631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201821572463.5U Active CN208623671U (zh) | 2018-09-26 | 2018-09-26 | 一种埋地光缆故障地面定位仪 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN208623671U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109120335A (zh) * | 2018-09-26 | 2019-01-01 | 昆仑杰信（北京）科技有限责任公司 | 一种埋地光缆故障地面定位仪及定位方法 |
| CN111404598A (zh) * | 2020-04-20 | 2020-07-10 | 深圳市特发信息股份有限公司 | 基于相位敏感光时域反射用工程施工通讯光缆定位系统 |
| CN113375903A (zh) * | 2021-05-14 | 2021-09-10 | 太原理工大学 | 一种光纤断点定位装置 |
-
2018
- 2018-09-26 CN CN201821572463.5U patent/CN208623671U/zh active Active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109120335A (zh) * | 2018-09-26 | 2019-01-01 | 昆仑杰信（北京）科技有限责任公司 | 一种埋地光缆故障地面定位仪及定位方法 |
| CN111404598A (zh) * | 2020-04-20 | 2020-07-10 | 深圳市特发信息股份有限公司 | 基于相位敏感光时域反射用工程施工通讯光缆定位系统 |
| CN113375903A (zh) * | 2021-05-14 | 2021-09-10 | 太原理工大学 | 一种光纤断点定位装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109120335A (zh) | 一种埋地光缆故障地面定位仪及定位方法 | |
| CN102425995B (zh) | 同时测量静态/动态应变、温度的光纤传感器系统及方法 | |
| CN208623671U (zh) | 一种埋地光缆故障地面定位仪 | |
| CN102759371B (zh) | 融合cotdr的长距离相干检测布里渊光时域分析仪 | |
| CN102829807B (zh) | Botda和potdr相结合的分布式光纤传感系统 | |
| CN110501062B (zh) | 一种分布式光纤声音传感及定位系统 | |
| CN102025416A (zh) | 一种定位海缆故障的方法、中继器及通信系统 | |
| CN105784195A (zh) | 单端混沌布里渊光时域分析的分布式光纤传感装置及方法 | |
| CN101858488A (zh) | 油气管道泄漏监测方法及监测系统 | |
| CN102761364A (zh) | 一种光时域探测信号的检测方法及装置 | |
| CN101555990A (zh) | 长距离管线安全监测系统 | |
| CA3036961A1 (en) | Wellbore distributed acoustic sensing system using a mode scrambler | |
| CN106612146A (zh) | 一种通信光缆故障点地面位置快速查找和精确定位的系统 | |
| CN207894512U (zh) | 基于φ-OTDR的振动传感装置 | |
| JPH04506405A (ja) | 光学的時間ドメイン反射計 | |
| CN108801305B (zh) | 基于阶梯脉冲自放大的布里渊光时域反射仪的方法及装置 | |
| CN107588926A (zh) | 一种超长光缆的故障监测系统及方法 | |
| CN103199920B (zh) | 一种光时域反射计系统 | |
| CN111049572A (zh) | 埋地光纤故障点地表定位系统和方法 | |
| CN211452794U (zh) | 定位光缆故障点的装置 | |
| CN108132094B (zh) | 一种基于脉冲光的分布式光纤振动传感装置和方法 | |
| CN104482858B (zh) | 一种高灵敏度和高精度的光纤识别标定方法及系统 | |
| CN217546052U (zh) | 一种结合光时域反射仪及光纤振动传感器的系统 | |
| CN113375903B (zh) | 一种光纤断点定位装置 | |
| CN112344972A (zh) | 一种分布式光纤传感器及预警监控系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |