CN210724802U - 一种光时域反射的光纤传感监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种光信号传输技术领域，具体涉及一种光时域反射的光纤传感监控系统及存储介质，其中，一种光时域反射的光纤传感监控系统，其特征在于，包括：传输处理单元，用以接受一标准光信号，用以对所述标准信号做处理并传输至预定传输通道，或者，用以接受一反向光信号，并将所述反向光信号输出；反向处理单元，用以接受所述反向光信号，并对所述反向光信号做处理以形成一反向光电信号；显示单元，用以接受所述反向光电信号，并显示一与所述反向光电信号匹配的显示信息输出。

Description

一种光时域反射的光纤传感监控系统

技术领域

本实用新型涉及一种光信号传输技术领域，具体涉及一种光时域反射的光纤传感监控系统、方法及存储介质。

背景技术

光纤通信技术从光通信中脱颖而出，成为现代通信的重要支柱，在现代电信网中起着举足轻重的作用。光纤作为该技术的传输媒介，在骨干网、城域网上广泛部署，时刻承载着海量数据的传输和交互。光纤通信除了通信容量大、通信距离远、抗干扰能力强等诸多优点之外，还存在着质地脆、机械强度差的不足。光纤一旦被意外损坏，造成的损失不可估量。现有的监控系统，根据Φ-OTDR(光时域反射)技术，利用光的后向散射与菲涅耳反向原理，通过光在光纤中传播时产生的后向散射光来获取衰减的信息。通过该信息可以定位出发生震动的位置点。然而仅仅获取到震动点的位置是不够的，因为光纤震动既包含了正常事件(比如车辆行驶造成的)，又包含了危险事件(比如挖掘机施工、偷盗光纤等)。基于这一问题，在监测光纤传输环境中，主要有两种监控方法，一种为主动监控方法，即实时观测光传输环境的实时状态，一旦出现异常即立刻报警，例如一旦光纤所处物理环境发生震动，此时监控系统即发出警报，工作人员会立刻前去维系，此种其中情况发生的误报概率较高，大大浪费人力成本；另一种是被动监控，即在光纤环境发生实质无法传输的客观情况时才报警，此时造成的损失已经无法弥补。这两种监控方式都相对较为极端，其维护成本或造成的损失相对较高。

实用新型内容

针对上述的技术问题，本实用新型提供一种光时域反射的光纤传感监控系统，其中，包括：

传输处理单元，用以接受一标准光信号，用以对所述标准信号做处理并传输至预定传输通道，或者，用以接受一反向光信号，并将所述反向光信号输出；

反向处理单元，用以接受所述反向光信号，并对所述反向光信号做处理以形成一反向光电信号；

显示单元，用以接受所述反向光电信号，并显示一与所述反向光电信号匹配的显示信息输出。

优选地，上述的一种光时域反射的光纤传感监控系统，其中，还包括，

声光调制单元，用以接受一光信号，控制所述光信号于超声场作用下形成一等效相位光栅信号输出；

第一光纤放大器，用以接受所述光栅信号，并对所述光栅信号做放大处理以形成第一放大信号输出；

第一补偿器，用以接受所述第一放大信号，并对所述第一放大信号做分析补偿以形成第一补偿信号输出；

第一滤波器，用以接受所述第一补偿信号，并对所述第一补偿信号做滤波处理以形成一标准光信号输出。

优选地，上述的一种光时域反射的光纤传感监控系统，其中，还包括：

触发单元，用以形成一触发信号输出

驱动单元，于所述触发信号的作用下形成一控制所述声光调制单元开启的驱动信号输出至所述声光调制单元。

优选地，上述的一种光时域反射的光纤传感监控系统，其中，所述传输处理单元包括：

环形器：用以接受一标准光信号，或者用以接受一反向光信号；

光波分复用器：用以对所述标准信号做放大处理并传输至预定的光纤传输通道，或者，并将所述反向光信号输出所述环形器。

优选地，上述的一种光时域反射的光纤传感监控系统，其中，所述反向处理单元包括：

第二掺铒放大器，用以接受所述反向光信号，并对所述反向光信号做放大处理以形成反向放大光信号；

第二滤波器，用以接受所述反向放大光信号，并对所述反相放大光信号做滤波处理以形成反向滤波光信号；

第二补偿器，用以接受所述反向滤波光信号，并对所述反向滤波光信号做功率补偿以形成所述反向光电信号。

本实用新型中，通过传输处理单元用以接受一反向光信号，并将所述反向光信号输出；对所述反向光信号做时域分析处理以形成一反向光电信号，对光电信号做匹配处理以形成与之匹配的显示信息输出。通过对反向信号的比较则可判断出当前震动产生原因，进而可实施较为合理的处理方案，大大降低了维护成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例中的一种光时域反射的光纤传感监控系统结构示意图；

图2为本实用新型实施例中的一种光时域反射的光纤传感监控系统的时域分析波形图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

现有技术中，之所以出现较为极端的监控方法，其主要原因在于，光纤震动产生的信号相对较难被检测和分析出来，进而采取相对较为极端的监控方法。

如图1所示，本实用新型提供一种光时域反射的光纤传感监控系统，该光纤传感监控系统可按照预制的距离安装于光纤传输通路上，每个安装有该光纤传输监控系统的区域可被定为光纤传输监控点，具体的监控方法包括：

传输处理单元，用以接受一标准光信号，用以对所述标准信号做处理并传输至预定传输通道，或者，用以接受一反向光信号，并将所述反向光信号输出；其中：所述标准光信号既包括载有数据信息的传输光信号，也包括带有震动信息的传输光信号。反向光信号为标准光信号中的一部分，标准光信号到达光纤传感单元后，有一部分光继续向前传输进入光纤传输通道，有一小部标准光信号则反向回传至传输处理单元。

反向处理单元，用以接受所述反向光信号，并对所述反向光信号做时域分析处理以形成一反向光电信号；其中，所述反向处理单元包括一光电转换器，当有震动产生的状态下，利用反向光信号的后向散射获取反向光信号衰减信息，基于该衰减信息判断当前是否有震动产生的原因。

显示单元，用以接受所述反向光电信号，并显示一与所述反向光电信号匹配的显示信息输出。

本实用新型中，通过传输处理单元用以接受一反向光信号，并将所述反向光信号输出；对所述反向光信号做时域分析处理以形成一反向光电信号，对光电信号做匹配处理以形成与之匹配的显示信息输出。通过对反向信号的比较则可判断出当前震动产生原因，进而可实施较为合理的处理方案，大大降低了维护成本。

作为进一步优选实施方案，上述的一种光时域反射的光纤传感监控系统，其中，还包括，

触发单元，用以形成一触发信号输出；

驱动单元，于所述触发信号的作用下形成一控制所述声光调制单元开启的驱动信号输出至所述声光调制单元，

声光调制单元，用以接受一光信号，控制所述光信号于超声场作用下形成一等效相位光栅信号输出；所述光信号可由一窄带光纤激光器形成。

第一光纤放大器，用以接受所述光栅信号，并对所述光栅信号做放大处理以形成第一放大信号输出；第一光纤放大器可由掺铒光纤放大器形成；

第一补偿器，用以接受所述第一放大信号，并对所述第一放大信号做分析补偿以形成第一补偿信号输出；在光传输单元可能会因为外界环境等因素的影响导致光栅信号传输失真，基于此首先对光栅信号做放大处理，然后对光栅信号做补偿处理以补偿失真部分；

第一滤波器，用以接受所述第一补偿信号，并对所述第一补偿信号做滤波处理以形成一标准光信号输出。滤波信号旨在滤波噪声信号，实现增益均衡。

环形器：用以接受一标准光信号，或者用以接受一反向光信号；

光波分复用器：用以对所述标准信号做放大处理并传输至预定的光纤传输通道，或者，并将所述反向光信号输出所述环形器。光波分复用器内置有拉曼放大器，拉曼放大器对标准光信号做进一步放大以保证标准信号和/或反向光信号的强度，放大标准信号和/或反向光信号。

第二掺铒放大器，用以接受所述反向光信号，并对所述反向光信号做放大处理以形成反向放大光信号；

第二滤波器，用以接受所述反向放大光信号，并对所述反相放大光信号做滤波处理以形成反向滤波光信号；

第二补偿器，用以接受所述反向滤波光信号，并对所述反向滤波光信号做功率补偿以形成所述反向光电信号。所述第二补偿器可由可变光衰补偿器形成。

本实施中，因后向散射光相对较小，在进入传输单元前就对光栅信号做放大处理，被环形器采集回来的反向光继续做放大处理，旨在将较小的后向散射光进行放大处理，进而使得因震动引起的光信号被监控发现。

列举一具体实施例，在50KM的光纤传输通道上安装有4096个光纤传感监控系统，此时可获取4096组反向光电信号，通过观察如图2所示的波形图即可至，在500m～1000m的区域(方框部分)，波形变化处于异常状态，此处仅有震动产生。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

虽然本实用新型的各个方面在独立权利要求中给出，但是本实用新型的其它方面包括来自所描述实施方式的特征和/或具有独立权利要求的特征的从属权利要求的组合，而并非仅是权利要求中所明确给出的组合。

这里所要注意的是，虽然以上描述了本实用新型的示例实施方式，但是这些描述并不应当以限制的含义进行理解。相反，可以进行若干种变化和修改而并不背离如所附权利要求中所限定的本实用新型的范围。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (5)

1.一种光时域反射的光纤传感监控系统，其特征在于，包括：

传输处理单元，用以接受一标准光信号，用以对所述标准信号做处理并传输至预定传输通道，或者，用以接受一反向光信号，并将所述反向光信号输出；

反向处理单元，用以接受所述反向光信号，并对所述反向光信号做处理以形成一反向光电信号；

显示单元，用以接受所述反向光电信号，并显示一与所述反向光电信号匹配的显示信息输出。

2.根据权利要求1所述的一种光时域反射的光纤传感监控系统，其特征在于，还包括，

声光调制单元，用以接受一光信号，控制所述光信号于超声场作用下形成一等效相位光栅信号输出；

第一光纤放大器，用以接受所述光栅信号，并对所述光栅信号做放大处理以形成第一放大信号输出；

第一补偿器，用以接受所述第一放大信号，并对所述第一放大信号做分析补偿以形成第一补偿信号输出；

第一滤波器，用以接受所述第一补偿信号，并对所述第一补偿信号做滤波处理以形成一标准光信号输出。

3.根据权利要求2所述的一种光时域反射的光纤传感监控系统，其特征在于，还包括：

触发单元，用以形成一触发信号输出；

驱动单元，于所述触发信号的作用下形成一控制所述声光调制单元开启的驱动信号输出至所述声光调制单元。

4.根据权利要求1所述的一种光时域反射的光纤传感监控系统，其特征在于，所述传输处理单元包括：

环形器：用以接受一标准光信号，或者用以接受一反向光信号；

光波分复用器：用以对所述标准信号做放大处理并传输至预定的光纤传输通道，或者，并将所述反向光信号输出所述环形器。

5.根据权利要求1所述的一种光时域反射的光纤传感监控系统，其特征在于，所述反向处理单元包括：

第二掺铒放大器，用以接受所述反向光信号，并对所述反向光信号做放大处理以形成反向放大光信号；

第二滤波器，用以接受所述反向放大光信号，并对所述反相放大光信号做滤波处理以形成反向滤波光信号；

第二补偿器，用以接受所述反向滤波光信号，并对所述反向滤波光信号做功率补偿以形成所述反向光电信号。

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