ES2596260B1 - Sistema y método de caracterización distribuida de perfil de dispersión de una fibra óptica - Google Patents

Sistema y método de caracterización distribuida de perfil de dispersión de una fibra óptica Download PDF

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Sonia Martín López
Miguel González Herráez
Aitor VILLAFRANCA VELASCO
Pedro CORREDERA GUILLEN
Hugo Fidalgo MARTINS
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Consejo Superior de Investigaciones Cientificas CSIC
Universidad de Alcala de Henares UAH
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    • G01D5/353—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre

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Abstract

Sistema y método de caracterización distribuida de perfil de dispersión de una fibra óptica.#Método y sistema que permiten caracterizar el perfil de dispersión (scattering) de una fibra óptica (2) mediante comparación de la amplitud y la fase de una luz pulsada (9) y una luz generada por dispersión Rayleigh (10). La luz generada por dispersión Rayleigh (10) se caracteriza mediante al menos un detector fotónico diferencial (7). Implementaciones particulares incluyen codificación de pulsos y desplazamientos frecuenciales para aumentar la resolución espacial. La invención proporciona una caracterización de alta resolución y sensibilidad sin recurrir a estados de referencia de la fibra bajo análisis.

Description

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SISTEMA Y METODO DE CARACTERIZACION DISTRIBUIDA DE PERFIL DE DISPERSION DE UNA FIBRA OPTICA
D E S C R I P C I O N
OBJETO DE LA INVENCION
La presente invention se aplica al campo de las telecomunicaciones y, en particular, al area industrial del sensado y caracterizacion distribuida de fibras opticas.
ANTECEDENTES DE LA INVENCION
La medida del perfil de dispersion (del ingles 'scattering') de una fibra optica proporciona information util para la caracterizacion distribuida de fibra, asl como para esquemas de sensado distribuido como la reflectometrla en el dominio del tiempo sensible a la fase (OTDR, del ingles 'Optical Time Domain Reflectometry'). Los esquemas OTDR sensibles a la fase, como el que se describe en US 5,194,847 A, se basan en el analisis de la senal dispersada generada por dispersion Rayleigh al propagarse la luz pulsada por la fibra bajo test. Cuando se produce una perturbation en la fibra, el perfil de dispersion de la fibra cambia. Esto afecta a las fases relativas de los campos reflejados por cada centro de dispersion, y por lo tanto, la fase y la intensidad de la senal dispersada medida cambia. Esta informacion permite comparar dos estados de la fibra, y por lo tanto, detectar cambios de temperatura o vibraciones a lo largo de ella, tales como los generados por ondas acusticas o intrusos traspasando un perlmetro.
Aunque los sistemas OTDR sensibles a la fase estan basados exclusivamente en la
intensidad de la senal dispersada, existen tecnicas recientes que tienen en cuenta la fase de la
senal. Es el caso del dispositivo de deteccion de ondas acusticas que se describe en US
2014/0255023 A1, el cual incorpora una unidad de detection coherente para caracterizar la
fase y la amplitud de la senal dispersada. Sin embargo, los metodos ya conocidos de
recuperation de la fase de la senal dispersada, tales como separation I/Q (separation en fase
y cuadratura), proporcionan una resolution temporal limitada. Dichos metodos se basan en la
division de la senal de interes en varios componentes, e introduciendo una diferencia de
camino optico (t) entre las componentes divididas de la senal antes de ser recombinadas de
nuevo. En este caso, la resolucion temporal del perfil de variation de fase recuperado esta
determinado por la diferencia de camino optico introducido entre las componentes divididas de
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la senal. Por lo tanto, dicha tecnica es adecuada para una predeterminada forma de pulso y resolution espacial. Ademas, las variaciones en la diferencia de camino optico inducido se anadiran a la fase recuperada, introduciendo asl un error. Por esta razon, la diferencia de camino optico debe de ser controlada de forma precisa con una precision por debajo de la longitud de onda de la frecuencia optica usada (tlpicamente alrededor de 1 micrometro). Estos metodos de recuperacion de fase son sensibles a cambios ambientales. Ademas, los metodos interferometricos han sido extendidos para permitir la recuperation de perfiles de senal arbitrarios, pero estas tecnicas requieren el uso de un oscilador local precisamente sincronizado. En el caso de la caracterizacion del perfil de dispersion de una fibra optica, implica una mayor demanda de sincronizacion y control, debido al ruido anadido como resultado del ruido de fase del oscilador local.
Adicionalmente, para los sistemas de largo alcance basados en sensado OTDR, la resolucion espacial esta limitada por la anchura del pulso, o la anchura de un bit individual, en el caso de un pulso codificado. No obstante, los fotodetectores de intensidad convencionales estan limitados a anchuras espectrales de ~50GHz y los moduladores opticos industriales pueden proveer velocidades de modulation del mismo orden. Esto limita la resolucion espacial de las tecnicas basadas en OTDR a unos pocos millmetros, que puede resultar insuficiente en algunos escenarios exigentes.
Ademas, los esquemas de OTDR sensibles a la fase que se encuentran en el estado del arte son solo capaces de comparar dos estados diferentes de una fibra optica, pero no proporcionan una medida absoluta de un unico estado de la fibra. Esta medida absoluta no solo proporciona una poderosa herramienta para el sensado distribuido de alta resolucion, sino tambien para la caracterizacion de la calidad de la fibra optica. Ademas, cualquier resultado que pueda ser proporcionado de una medida relativa entre dos estados puede ser tambien obtenido comparando dos medidas absolutas.
Hasta ahora, el perfil de dispersion de una fibra ha sido caracterizado con alta
resolucion espacial mediante reflectometrla optica en el dominio de la frecuencia (OFDR, del
ingles 'Optical Frequency Domain Reflectometry'). Tal es el caso, por ejemplo, del dispositivo
de obtencion de information espacial de una fibra descrito en US 6,160,826 A1. El OFDR
presenta una resolucion espacial inversamente proporcional al rango de barrido de frecuencias
del laser, mientras que la longitud de fibra a monitorizar es inversamente proporcional a la
variation minima de frecuencia sobre la cual se garantiza buena linealidad. Dada la dificultad
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de mantener una buena linealidad para variaciones pequenas de frecuencia en un amplio rango de barrido de frecuencias, una mayor resolution espacial implica una caracterizacion de fibra optica de menor alcance. Ademas, dada la necesidad de batir la senal recibida de la fibra con un oscilador local, la longitud de coherencia de la fuente de luz utilizada tiene que ser mayor que el orden del tamano de la fibra. En este caso, han sido alcanzadas resoluciones espaciales de unas pocas decenas de micrometros, pero el rango de sensado esta limitado a unos pocos centenares de metros. Por lo tanto, todavla existe la necesidad en el estado del arte de una tecnica de caracterizacion distribuida de fibra optica capaz de medir el perfil de dispersion absoluto en un rango de sensado largo con alta resolucion espacial y temporal. Ademas, tambien existe la necesidad de sistemas de caracterizacion estables con alta sensibilidad y reducido impacto de los cambios ambientales.
DESCRIPCION DE LA INVENCION
La presente invention soluciona los problemas mencionados al divulgar un sistema y un metodo de caracterizacion distribuida de fibras opticas que proporciona una medida absoluta del perfil de dispersion (del ingles 'scattering') de la fibra, mediante comparacion de la fase y amplitud de una luz pulsada y de la dispersion Rayleigh generada por dicha luz pulsada, siendo al menos la dispersion Rayleigh medida a traves de diferenciacion fotonica.
En un primer aspecto de la invencion, se presenta un sistema de caracterizacion distribuida de fibra optica que comprende:
-Medios de emision que generan luz pulsada de alta coherencia y transmiten dicha luz pulsada a traves de un primer extremo de la fibra optica bajo test.
-Medios de recepcion que reciben la luz Rayleigh retrodispersada generada por dispersion Rayleigh al propagarse la luz pulsada por la fibra bajo test. Los medios de reception estan conectados al mismo extremo de la fibra que los medios de emision, por ejemplo, a traves de un circulador optico.
-Al menos un detector fotonico diferencial que mide la fase y la amplitud de la luz
Rayleigh retrodispersada, utilizando una tecnica de diferenciacion fotonica como por
ejemplo una tecnica de reconstruction de fase utilizando diferenciacion optica
ultrarrapida (PROUD, del ingles 'Phase Reconstruction Using Optical Ultrafast
Differentiation'). En una primera option preferente, un primer detector fotonico
diferencial mide la fase y amplitud de la luz pulsada y un segundo detector fotonico
diferencial mide la fase y amplitud de la luz Rayleigh retrodispersada. En una segunda
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option preferente, un unico detector fotonico diferencial mide tanto la luz Rayleigh retrodispersada como la luz pulsada. Medios de guiado de luz, tales como combinadores, conmutadores y/o retardos opticos son incorporados al sistema para alimentar la luz pulsada y la luz Rayleigh retrodispersada en una entrada del detector fotonico diferencial sin superposition temporal entre ambas senales. En una tercera opcion preferente, un unico detector fotonico diferencial mide la fase y amplitud de la luz Rayleigh retrodispersada, mientras que la fase y amplitud de la luz pulsada son parametros fijos almacenados en una memoria del sistema, y por lo tanto no medidos directamente.
-Medios de computation para calcular el perfil de dispersion absoluto de la fibra optica comparando la fase y la amplitud de la luz pulsada y la luz Rayleigh retrodispersada.
Con el fin de mejorar la resolution espacial del sistema, se presentan dos opciones preferentes:
-Codification binaria. El pulso o pulsos generados por los medios de emision son codificados con una pluralidad de bits, aumentando el ancho de banda del pulso de luz y permitiendo que los medios de computacion aumenten la resolucion espacial del sistema.
-Desplazamiento de frecuencia. Se incorporan medios sintonizables de emision para proporcionar a cada pulso de la luz pulsada una frecuencia central distintiva. Notese que esta opcion es compatible tanto con sistemas con codificacion binaria como con sistemas sin dicha codificacion. Preferentemente, el desplazamiento de frecuencia se implementa con una fuente de luz sintonizable, si bien es posible utilizar cualquier otra configuration conocida en el estado del arte que genere luz coherente sintonizable en frecuencia. Adicionalmente, un desplazador de frecuencia puede ser implementado para un control mas fino de la frecuencia de los pulsos, utilizando para ello un modulador externo y un filtro optico. El modulador externo genera bandas laterales de la senal emitida por una fuente de luz, desplazando asl el espectro de dicha senal. Las bandas laterales son filtradas por el filtro optico.
Preferentemente, el sistema comprende ademas medios de amplification distribuida, tales como amplificacion Raman, que amplifica la luz pulsada dentro de la fibra optica. Puesto que la distancia maxima de medida esta limitada por la potencia de los pulsos propagados, esta configuracion permite caracterizar mayores longitudes de fibra.
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Con el fin de implementar los esquemas de detection mediante diferenciacion fotonica de la invention y proporcionar medidas de amplitud y fase de alta sensibilidad en tiempo real, el detector (o detectores) comprende un divisor, un filtro espectral lineal invariante en el tiempo, medios de deteccion y medios de digitalization, tales como un osciloscopio. Se presentan a continuation algunas opciones preferentes para dichos esquemas. Estas configuraciones son validas tanto para sistemas con un unico detector fotonico diferencial como para sistemas con dos detectores independientes.
-La senal a medir (es decir, bien la senal pulsada emitida por los medios de emision, bien la luz Rayleigh retrodispersada generada mediante dispersion Rayleigh) se divide mediante el divisor en dos brazos. El primer brazo es medido directamente por un primer fotodetector, cuya salida sirve de entrada de un primer puerto de los medios de digitalizacion. El segundo brazo comprende un filtro espectral lineal, tal como un multiplexor por division en longitud de onda (WDM, del ingles 'Wavelength Division Multiplexer'), una red de Bragg en fibra o un interferometro Mach-Zehnder desbalanceado. La salida del filtro espectral lineal se mide en un segundo fotodetector y se transmite a los medios de digitalizacion a traves de un segundo puerto.
-Un retardo optico incluido en el primer brazo, siendo las senales generadas por el retardo optico y el filtro espectral lineal combinadas por un combinador y medidas por un unico fotodetector y alimentadas a los medios de digitalizacion.
-Un conmutador optico anterior a un fotodetector unico, seleccionando alternativamente el primer y el segundo brazo.
-Un detector balanceado en el segundo brazo, siendo dos salidas del filtro espectral lineal utilizadas como entradas del detector balanceado. La salida diferencial proporcionada por el detector balanceado sirve de entrada de uno de los puertos de los medios de digitalizacion, mientras que la medida directa del primer brazo a traves de un fotodetector sirve de entrada del otro puerto de los medios de digitalizacion.
-Un retardo optico se incluye en el primer brazo, siendo las senales generadas por el retardo optico y una primera salida del filtro espectral lineal combinadas por un combinador e introducidas en un primer puerto de entrada de un detector balanceado. Una segunda salida del filtro espectral lineal sirve de entrada de un segundo puerto del detector balanceado.
-Un conmutador optico selecciona alternativamente uno de los dos brazos a los que
transmitir la senal a medir. El segundo brazo comprende un filtro espectral lineal. Las
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senales generadas por el primer brazo y una primera salida del filtro espectral lineal combinadas por un combinador e introducidas en un primer puerto de entrada de un detector balanceado. Una segunda salida del filtro espectral lineal sirve de entrada de un segundo puerto del detector balanceado.
En un segundo aspecto de la invention, se presenta un metodo de caracterizacion distribuida del perfil de dispersion de una fibra optica. El metodo comprende:
-Transmitir luz pulsada a traves de una fibra bajo test. Preferentemente, el metodo comprende ademas codificar cada pulso de la luz pulsada en una pluralidad de bits, y/o desplazar la frecuencia de cada pulso de la luz pulsada.
-Recibir la luz Rayleigh retrodispersada generada mediante dispersion Rayleigh en la fibra optica. La transmision y la reception se realizan en un mismo extremo de la fibra.
-Medir la fase y la amplitud de luz Rayleigh retrodispersada utilizando un esquema de diferenciacion fotonica como PROUD.
-Dependiendo de la option preferente escogida, el metodo puede comprender bien medir la fase y amplitud de la luz pulsada mediante diferenciacion fotonica, bien utilizar luz pulsada con fase y amplitud conocidas.
-Calcular el perfil de dispersion de la fibra optica comparando la fase y la amplitud de la luz pulsada y de la luz Rayleigh retrodispersada. A pesar de que el metodo puede implementarse con un unico pulso, el metodo comprende preferentemente promediar multiples pulsos para mejorar la relation senal a ruido.
Si el metodo no comprende desplazamiento frecuencial de la luz pulsada, el paso de calcular el perfil de dispersion de la fibra preferentemente comprende:
-Calcular una primera transformada de Fourier de la luz pulsada; utilizando la fase y amplitud medidas o recuperadas de memoria de dicha luz pulsada.
-Calcular una segunda transformada de Fourier de la luz Rayleigh dispersada; utilizando la fase y amplitud medidas de dicha luz Rayleigh dispersada.
-Calcular una transformada de Fourier inversa del resultado de dividir la primera y la segunda transformada de Fourier.
Si el metodo comprende desplazamiento frecuencial, el paso de calcular el perfil de
dispersion es repetido para cada frecuencia disponible. Es decir, se calculan una pluralidad
de perfiles de dispersion auxiliares, estando cada perfil auxiliar asociado a una frecuencia,
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utilizando tanto la fase como la amplitud de la luz Rayleigh retrodispersada. Los pasos utilizados para cada frecuencia son los mismos descritos para el caso de una unica frecuencia. La pluralidad de perfiles auxiliares resultantes, se utilizan para calcular una pluralidad de coeficientes de Fourier del perfil de dispersion final. Esta tecnica permite reconstruir el perfil de dispersion con una mayor resolution que utilizando una unica frecuencia.
Finalmente, en un tercer aspecto de la invention, se presenta un programa de ordenador que comprende medios de codigo de programa de ordenador adaptados para implementar el metodo descrito, al ejecutarse en un procesador digital de la senal, un circuito integrado especlfico de la aplicacion, un microprocesador, un microcontrolador o cualquier otra forma de hardware programable. Notese que cualquier option preferente e implementacion particular del dispositivo de la invencion puede ser aplicado al metodo y al programa de ordenador de la invencion, y viceversa.
Con el sistema, metodo y programa de ordenador de la invencion, se proporciona un perfil de dispersion absoluto de alta resolucion y alta sensibilidad. El rango de medida esta limitado unicamente por la intensidad de la luz pulsada, permitiendo incorporar sistemas de amplification distribuida. Adicionalmente, la fibra optica bajo test se caracteriza de manera absoluta y continua, sin comparar multiples estados, y los resultados se puedes proporcionar en tiempo real. Estas y otras ventajas resultaran aparentes a la luz de la descripcion detallada de la invencion.
DESCRIPCION DE LAS FIGURAS
Con objeto de ayudar a una mejor comprension de las caracterlsticas de la invencion de acuerdo con un ejemplo preferente de realization practica de la misma, y para complementar esta descripcion, se acompanan como parte integrante de la misma las siguientes figuras, cuyo caracter es ilustrativo y no limitativo:
La figura 1 presenta los componentes principales de una realizacion preferente del sistema de la invencion, asl como la fibra optica sobre la que se aplica dicho sistema.
La figura 2 muestra con mayor detalle una implementation particular del modulador externo de la invencion que incorpora codification binaria para aumentar la resolucion espacial.
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La figura 3 presenta un esquema de una senal pulsada de ejemplo empleada por una implementation particular de la invention.
La figura 4 muestra otra realization preferente de la invention en la que se incorpora desplazamiento frecuencial para aumentar la resolution espacial.
La figura 5 ejemplifica una realization preferente de los medios de desplazamiento frecuencial de la invencion.
La figura 6 presenta otra realization preferente de la invention que incorpora amplification distribuida para aumentar la distancia de caracterizacion.
La figura 7 muestra una primera implementation preferente de los detectores fotonicos diferenciales de la invention basada en dos fotodetectores independientes.
La figura 8 muestra una segunda implementation preferente de los detectores fotonicos diferenciales de la invention basada en un unico fotodetector y un retardo optico.
La figura 9 muestra una tercera implementation preferente de los detectores fotonicos diferenciales de la invention basada en un unico fotodetector y un conmutador optico.
La figura 10 muestra una cuarta implementation preferente de los detectores fotonicos diferenciales de la invention basada en un fotodetector y un detector balanceado.
La figura 11 muestra una quinta implementation preferente de los detectores fotonicos diferenciales de la invention basada en un detector balanceado y un retardo optico.
La figura 12 muestra una sexta implementation preferente de los detectores fotonicos diferenciales de la invention basada en un detector balanceado y un conmutador optico.
La figura 13 presenta una realization particular del sistema de la invention con un unico detector fotonico diferencial para medir tanto la senal pulsada como la luz Rayleigh retrodispersada.
La figura 14 presenta una realization particular del sistema de la invention con un unico detector fotonico diferencial y una senal pulsada de caracterlsticas conocidas.
REALIZACION PREFERENTE DE LA INVENCION
En este texto, el termino "comprende" y sus derivaciones (como "comprendiendo", etc.) no deben entenderse en un sentido excluyente, es decir, estos terminos no deben interpretarse como excluyentes de la posibilidad de que lo que se describe y define pueda incluir mas elementos, etapas, etc.
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A la vista de esta description y figuras, el experto en la materia podra entender que la invention ha sido descrita segun algunas realizaciones preferentes de la misma, pero que multiples variaciones pueden ser introducidas en dichas realizaciones preferentes, sin salir del objeto de la invention tal y como ha sido reivindicada. Asimismo, las descripciones de funciones y elementos perfectamente conocidos en el estado del arte pueden haber sido omitidos por claridad y concision.
La Figura 1 muestra los componentes principales de una primera implementation particular del sistema 1 de la invention, el cual implementa los pasos de una realization particular del metodo de la invention. Se presenta tambien una fibra optica 2 que ejemplifica un posible escenario de operation. El sistema 1 comprende medios de emision 3 que generan una luz pulsada 9, la cual comprende uno o mas pulsos opticos. En la primera implementation, los medios de emision 3 comprenden una fuente continua laser coherente 31, medios de modulation externos 32 que convierten la luz continua en luz pulsada, y medios de control de potencia 33 que adaptan la potencia optica de salida al rango de medida deseado, evitando no linealidades. Los medios de control de potencia 33 pueden comprender un amplificador optico, tal como un amplificador dopado con erbio; seguido por un filtro optico centrado en la longitud de onda de la fuente laser coherente 31, tal como un multiplexor por division en longitud de onda (WDM, del ingles 'Wavelength Division Multiplexer') o un filtro basado en red de Bragg (FBG, del ingles ' Fibre Bragg Grating') trabajando en reflexion, seguido de un atenuador optico variable. La banda de transmision del filtro permite el paso del espectro de los pulsos filtrando el ruido introducido por el amplificador y el atenuador optico variable permite ajustar la potencia optica de salida.
La luz pulsada 9 generada se divide mediante un primer divisor 4 en dos brazos. El
primer brazo se introduce en la fibra optica 2, mientras que el segundo brazo se introduce en
un primer detector fotonico diferencial 6. La luz Rayleigh retrodispersada 10 generada dentro
de la fibra optica 2 por la luz pulsada 9 mediante efecto Rayleigh es recibida por unos medios
de reception 5 en el mismo puerto de la fibra usado para la transmision, y se introduce en un
segundo detector fotonico diferencial 7. Para este proposito, los medios de reception 5
comprenden un circulador optico 51 de tres puertos de tal manera que la luz pulsada 9 es
recibida de los medios de emision 3 en el primer puerto y transmitida a la fibra optica 2 a traves
del segundo puerto. La luz Rayleigh retrodispersada 10 es recibida en el segundo puerto y
transmitida al segundo detector fotonico diferencial 7 a traves del tercer puerto del circulador
optico 51. Cualquier tecnica de guiado de luz conocida en el estado del arte, que logre una
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distribution equivalente de las senales, podrla ser utilizada de forma alternativa. Ademas, los medios de reception pueden comprender cualquier etapa de acondicionamiento de senal y/o de amplification 52.
El primer detector fotonico diferencial 6 y el segundo detector fotonico diferencial 7 son detectores fotonicos diferenciales que miden tanto la fase como la amplitud de sus respectivas entradas (luz pulsada 9 y luz Rayleigh retrodispersada 10) mediante tecnicas de reconstruction de fase utilizando diferenciacion optica ultrarrapida (PROUD, del ingles 'Phase Reconstruction Using Optical Ultrafast Differentiation'). Determinando el campo complejo (intensidad y fase del campo) del pulso optico de entrada y de la luz Rayleigh retrodispersada, es posible determinar el perfil de dispersion complejo (intensidad y fase) de la fibra optica que genera la luz Rayleigh retrodispersada, con una resolution espacial del orden del pulso de entrada. El rango de sensado esta limitado unicamente por la intensidad de la luz Rayleigh retrodispersada. El ruido de la medida puede ser reducido promediando la luz Rayleigh retrodispersada de multiples medidas obtenidas bajo las mismas condiciones (esto es, mismo pulso optico de entrada y sin alterar la fibra optica). Notese que, si los pulsos generados por los medios de emision 3 no cambian en el tiempo, es suficiente con medir la fase y la amplitud de un unico pulso y usar los mismos datos para cualquier comparacion posterior con la senal Rayleigh dispersada.
Los medios de modulation externos 32 pueden no solo dar forma a los pulsos sino tambien codificar una pluralidad de bits para mejorar la resolution espacial, como se detalla en la Figura 2. Para este proposito, los medios de modulation externa 32 comprenden un generador de pulsos 321 y un codificador de bits 322 sincronizados mediante un generador de senales 323. El generador de pulsos 321 y el codificador de bits 322 pueden ser implementados con dos moduladores externos con diferentes frecuencias. Denotar que el orden del generador de pulsos 321 y el codificador de bits 322 es intercambiable. Como se observa en la Figura 3, la luz pulsada 9 resultante comprende uno o mas pulsos 91 de longitud Tpuise, separados por una duration de pulso tt. Cada pulso 91 comprende una pluralidad de bits 92, donde cada bit 92 presenta una longitud de Tbit. Debe garantizarse que la longitud de coherencia de la fuente de luz coherente 31 sea mayor que la longitud del pulso. Ademas, el tiempo entre los pulsos tt debe verificar:
2 n L / c < A
g T
donde c es la velocidad de la luz en el vaclo, ng es el Indice medio de refraction de grupo de la fibra 2 a la longitud de onda de la fuente de luz 31, y L es la longitud de la fibra 2. Esto
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asegura que unicamente la senal generada a partir de un pulso o una secuencia de pulsos codificados se recupera de la fibra en un mismo instante, evitando asl la superposicion de senales de diferentes regiones de la fibra. Para un disparo de un unico pulso, dividiendo el pulso optico de entrada en una serie de pulsos mas pequenos (bits), puede alcanzarse una mayor resolution (resolution espacial del orden del tamano del bit en lugar del tamano del pulso entero) mientras que se proporciona suficiente energla al pulso para conseguir realizar la caracterizacion de fibra a un rango mayor. Observese que pueden ser aplicados otros medios de emision alternativos conocidos en el estado del arte para la generation del pulso de la presente invention dentro del alcance reivindicado.
La medida de la fase y la amplitud proporcionada por el primer detector fotonico diferencial 6 y el segundo detector 7 son transmitidas a los medios de computation 8, que calculan el perfil de dispersion absoluto de la fibra optica 2 aplicando la siguiente relation:
donde r(t) es el perfil de dispersion en funcion del tiempo, e(t) es la senal compleja de la luz Rayleigh retrodispersada 10 medida en el segundo detector fotonico diferencial 7, p(t) es la medida compleja de la luz pulsada 9 de entrada en el primer detector fotonico diferencial 6, FT es la transformada de Fourier (FT, del ingles 'Fourier Transform') y FT-1 es la transformada de Fourier inversa, z es la position a lo largo de la fibra 2, ng es el Indice medio de refraction de grupo de la fibra 2 y c es la velocidad de la luz en el vaclo. Debido a que las senales e(t) y p(t) recuperadas tienen sus espectros centrados alrededor de 0 (y no alrededor de la frecuencia central de la luz pulsada 9 de entrada), el espectro de r(t) esta desplazado espectralmente por una frecuencia igual a la frecuencia central de la luz pulsada 9.
El metodo es valido para regiones del espectro donde P(w)^0, siendo P(w) el espectro de la luz pulsada 9 como funcion de la frecuencia angular. Por lo tanto, la resolucion con la que r(t) puede ser recuperada, depende del ancho de banda de P(w). Cuando se emplean pulsos codificados, el ancho de banda de p(t) se incrementa permitiendo, por lo tanto, una resolucion mayor en la r(t) recuperada. Mas alla de incrementar la precision, el proceso de computacion sigue siendo el mismo para pulsos codificados y no codificados.
Ademas, el ancho de banda P(w) se vuelve dependiente del ancho y la forma del pulso, asl como de la forma y secuencia de bits en el caso de la codification binaria. Por ejemplo, el
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uso de pulsos y/o bits con un perfil temporal rectangular da como resultado un espectro en forma de seno cardinal (sinc), el cual tiene ceros en regiones donde la energia espectral es aun relevante. Una solution preferente consiste en usar pulsos Gaussianos y/o bits (en el dominio temporal), dando como resultado un espectro Gaussiano sin ceros que permite una mejor reconstruction de la funcion r(t). Ademas, se pueden usar diversos algoritmos para maximizar la anchura espectral de la senal recibida, tales como una secuencia binaria pseudoaleatoria. Usando este metodo, la resolution espacial de r(z) puede ser determinada con una precision del orden del pulso en el caso de pulsos no codificados, y del orden del bit en el caso de pulsos codificados.
La Figura 4 presenta los componentes principales de una segunda implementation particular del sistema 1 de la invention, que incorpora la posibilidad de desplazar la frecuencia central de la luz pulsada de entrada para mejorar la resolucion espacial. Cambiando de forma precisa la frecuencia de la luz pulsada de entrada, el perfil de dispersion puede ser recuperado con una resolucion espacial inversamente proporcional al rango de barrido de frecuencias, y por lo tanto, por debajo del tamano del pulso optico de entrada (o del bit, en el caso del uso de codification binaria). Para un barrido de frecuencia con un paso constante del orden del ancho de banda del pulso optico de entrada (o del bit, en el caso de uso de codificacion binaria), el incremento de la resolucion espacial sera por lo tanto del orden del numero de frecuencias distintas usadas para la frecuencia central de la luz pulsada de entrada.
En el caso particular de la Figura 4, una fuente de luz sintonizable 31 es empleada para desplazar la frecuencia central de la senal pulsada de entrada. Adicionalmente, se usa un desplazador de frecuencia 34 para un ajuste fino de la frecuencia, que a su vez puede comprender un modulador externo 341 adicional y un filtro optico 342 como se observa en la Figura 5. El modulador externo 341 adicional genera unas bandas de frecuencia laterales desplazadas alrededor de la emision de la fuente de luz 31, siendo dichas bandas laterales seleccionadas por el filtro optico 342. Notese que el desplazador de frecuencia 34 es opcional. Notese ademas que el desplazador de frecuencia 34 puede ser implementado con cualquier otra configuracion conocida en el estado del arte para una emision selectiva de frecuencia. Por ejemplo, una fuente de luz fija 31 conectada a un desplazador de frecuencia 34 puede ser usado en el caso de que se requiera un menor rango de barrido de frecuencias.
En el caso de pulsos con diferentes frecuencias, para cada frecuencia angular central
wn de la luz pulsada de entrada, la medida de la fase y la amplitud proporcionada por el primer
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detector fotonico diferencial 6 y el segundo detector fotonico diferencial 7 son transmitidas a los medios de computation 8, que calculan el perfil de dispersion absoluto de la fibra optica 2 aplicando la siguiente relation:
FT (^
FT (pn _
donde rn(t) es el perfil de dispersion en funcion del tiempo (desplazado frecuencialmente por w„), en(t) es la senal compleja de la luz Rayleigh retrodispersada 10 medida en el segundo detector fotonico diferencial 7 y pn(t) es la medida compleja de la luz pulsada 9 de entrada en el primer detector fotonico diferencial 6.
Cabe senalar que la frecuencia central del filtro espectral lineal 62 invariante en el tiempo en el primer detector fotonico diferencial 6 y en el segundo detector 7 debe de ser actualizada en cada medida para que coincida con w„. Asl, ya sea los medios de computacion 8 o los medios adicionales de sincronizacion deberan comunicarse con los medios de emision 3, el primer detector fotonico diferencial 6 y el segundo detector 7 para sincronizar sus frecuencias de operacion.
imagen1
rn (t) = rn (2ngz/c) = FT
En el caso de emplear un conjunto de frecuencias centradas en w0 separadas entre si por un paso constante Aw, u„=[w0-m*Aw, w0-(m-1)*Aw,..., w0, ..., ... w0+(m-1)*Aw, w+m*A w], el perfil de dispersion r(t) de la fibra (espectralmente desplazado por w0), puede ser reconstruido, empleando el rn(t), mediante teorla basica de Fourier:
m
r (t) = r {2ngzlc) = ^
n=-m
imagen2
J
La resolucion de r(t) es inversamente proporcional al rango de barrido de frecuencias
total rc . En este caso, se maximiza la eficiencia del metodo (medidas mlnimas
(2m+ 1)A®
2m+1, con un error en r(t) bajo) cuando la inversa del paso en frecuencia (2^/Aw) es del orden de la resolucion de rn(t), por ejemplo, del orden del tamano del pulso de entrada (o del bit, en el caso del uso de codificacion binaria). Por lo tanto, si se usa codificacion binaria, puede emplearse un paso de frecuencia Aw mayor, y se requeriran menos medidas para una reconstruccion de r(t) equivalente. Esto constituye una ventaja sobre un OFDR, que requiere buena linealidad sobre las variaciones de frecuencia inversamente proporcionales a la longitud de fibra monitorizada. Estas variaciones en la frecuencia del OFDR son por lo tanto mucho
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menores que las variaciones de frecuencia requeridas en el metodo de la presente invention.
La Figura 6 muestra otra implementation del metodo de invencion, en el cual el rango de sensado es incrementado mediante amplification distribuida, tal como la amplification Raman. El rango de sensado esta limitado unicamente por la intensidad de la luz Rayleigh retrodispersada y puede ser por lo tanto extendido empleando esta propuesta. En el caso particular de la Figura 6, el sistema comprende un amplificador distribuido 11 bidireccional. La primera salida del amplificador distribuido 11 se introduce en el primer extremo de la fibra optica 2 con la senal pulsada 9 mediante un combinador 12, y la segunda salida del amplificador distribuido 11 se introduce por el segundo extremo de la fibra optica 2. Notese que cualquier otra tecnica de amplificacion distribuida conocida en el estado del arte puede ser usada, como por ejemplo la combination de amplificacion Raman y Brillouin. Se pueden alcanzar distancias tlpicamente superiores a 100 km con esta configuration.
Existen multiples configuraciones que permiten implementar tecnicas de diferenciacion fotonica en el primer detector fotonico diferencial 6 y en el segundo detector fotonico diferencial 7 para la medida de fase y amplitud de la luz pulsada 9 y de la luz Rayleigh retrodispersada 10 respectivamente. La Figura 7 presenta una primera implementacion del primer detector fotonico diferencial 6 y el segundo detector fotonico diferencial 7 empleando detection PROUD directa en el dominio del tiempo. La senal de interes, es decir la luz pulsada 9 o la luz Rayleigh retrodispersada 10 dependiendo del detector, se separa en dos brazos mediante un divisor 61. El divisor 61 puede ser implementado, por ejemplo, mediante un acoplador 50/50.
La primera salida del divisor 61 se conecta a un primer fotodetector 63, que permite
caracterizar la intensidad de la senal de interes, |x (t )|2. La segunda salida del divisor 61 pasa
a traves de un filtro espectral lineal 62, el cual puede ser un multiplexor por division en longitud de onda (WDM, del ingles 'Wavelength Division Multiplexer'), una red de Bragg (FBG, del ingles 'Fibre Bragg Grating') o un interferometro Mach-Zhender (MZI, del ingles 'Mach-Zhender Interferometer'), caracterizado por una funcion de trasferencia espectral
D(®):
D (®) = A (® + Am)
donde A es la pendiente del filtro (positiva o negativa) y A® es el desplazamiento positivo en frecuencia de la senal de interes x(t) y la frecuencia donde D(®) llega a cero. La salida del
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filtro espectral lineal 62 invariante en el tiempo es la senal diferenciada. En el dominio espectral, la senal diferenciada se denota como Y(®), y es dada por:
Y (o) = X (o)D (o) = AaX (o) + AAaX (o)
Usando teorla basica de Fourier, la senal diferenciada en el dominio temporal, notada como y(t), es dada por:
y(t) = -jA^Xii-l + AA®x(t) = Ae
dt
A®|x(t)| + |x(t)\rnimt (t')- j-
:(t )|
dt
donde ®inst (t)= es la frecuencia angular instantanea de la senal de interes. La salida
dt
del filtro espectral lineal 62 invariante en el tiempo se conecta al segundo fotodetector 63, el cual permite caracterizar la intensidad de la senal diferenciada |y (t)|2. |y (t)|2 depende de
|x (t )|2 de la siguiente forma:
imagen3
d| x (t )| dt
+ |X (t(t) + A®]2
Las salidas del primer y del segundo fotodetector 63 se conectan a unos medios de digitalizacion 64, tales como un osciloscopio, proporcionando a los medios de computation 8 datos digitalizados que describen la fase y la amplitud de las senales implicadas.
Es importante asegurar que A® satisface que A® > \®inst (t)| a lo largo de la toda la duration de la senal de interes x(t), para ser capaz de recuperar ®inst (t) (y por lo tanto O(t)) sin ambiguedades. De esta dependencia, la frecuencia angular instantanea ®inst (t) puede
ser expresada en terminos de las intensidades detectadas |x(t)| e |y (t)| :
S*( t)
®,n.st (t)= ^ =+S (t)- A®
donde
y
r \
<(' )l
,x,,
v y
y (t)
A
s| x (t |
dt
2
2
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Tras recuperar la frecuencia angular instantanea ainst (t), el perfil de fase temporal del pulso puede ser recuperado como:
t
t)=\®tnst (r)dT + 0o
Para la recuperation numerica de 0(t), es importante que las funciones |x (t)|2 e
|y (t )|2 esten sincronizadas. Sin embargo, la sincronizacion no tiene por que ser realizada
flsicamente, ajustando los caminos opticos entre el primer y el segundo fotodetector 63. Alternativamente, la diferencia de camino optico entre los fotodetectores 63 puede ser medida usando una senal optica de calibration. El retardo correspondiente entre las
funciones |x (t)|2 e |y (t)|2 , recuperado en los fotodetectores 63, puede ser entonces
compensado numericamente. Esto constituye una ventaja sobre los metodos convencionales (como I/Q), los cuales para recuperar las variaciones de fase requieren un retardo en llnea flsico, con unas diferencias de camino optico controladas con precisiones por debajo de la longitud de onda de la senal de interes.
A fin de reducir la presencia de ruido en la medida de |x (t)|2 e |y (t)|2, se pueden
promediar las senales dispersadas reflejadas de la fibra optica. Esto incrementa la precision de la reconstruction del perfil de fase O(t), pero tambien reduce el ancho de banda para el que el sistema puede detectar cambios en el perfil de dispersion de la fibra 2.
La Figura 8 muestra una implementation alternativa que solamente requiere un unico fotodetector 63. Las salidas del primer puerto del divisor 61 se pasan a traves de un retardo optico 65 antes de ser recombinadas con la salida del filtro espectral lineal 62 en el combinador 66. El retardo optico 65 puede ser implementado, por ejemplo, con una fibra monomodo con mas del doble del tamano de la fibra optica 2, para asegurar que x(t) e y(t) no se solapen en el tiempo. Ademas, la limitation en el periodo del pulso tt para asegurar evitar la superposition de x(t) e y(t) en medidas diferentes, estara dada ahora por:
2 n L / c + D < tT
g t
donde D es el retardo inducido por el retardo optico 65. Otra implementacion alternativa a fin de utilizar un unico fotodetector 63 sin un retardo optico 65 se presenta en la Figura 9. Un
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conmutador optico 67 alterna la llegada al fotodetector 63 de las senales x(t) e y(t). En este caso, la senal recibida de la fibra necesita ser constante al menos durante dos medidas, una medida para medir x(t) y otra medida para medir y(t).
Una implementation alternativa para el primer detector fotonico diferencial 6 y el segundo detector fotonico diferencial 7 mediante detection PROUD balanceada en el dominio del tiempo se presenta en la Figura 10. La senal de interes se separa en dos senales mediante un divisor 61. La primera salida del divisor se conecta al fotodetector 63, el cual permite caracterizar la intensidad de x(t). La segunda salida del divisor 61 pasa a traves de un filtro espectral lineal 62 con dos salidas diferenciales y + (t), y_ (t). Cada una de
las senales diferenciadas resultan de pasar por dos funciones de trasferencia espectral de signos opuestos D+ and D_:
D+ (a) = +1A(® + A®) D_(a) = -\A(a-Ao)
Esto puede ser implementado, por ejemplo, con un multiplexor por division en longitud de onda. De forma similar al caso de deteccion PROUD directa, la dependencia de
|y+ (t )|2,| y~(t )|2 con |x (t )|2 esta dada por:
|y±(t )|2=a1
d | x (t )| dt
+ x
(t (t)± A®]2
Las salidas de filtro espectral lineal 62 estan conectadas a las entradas del detector balanceado 68, tambien conocido como detector diferencial. La salida del detector
balanceado 68 es la senal diferenciada balanceada |y (t)|2 dada por:
|y (t f = \y+ (t f -1 y- (t f = 4 a2a®\x (t f (t)
A fin de cancelar eficientemente los terminos comunes de ambas entradas del detector balanceado 68, la intensidad en la frecuencia central (o = 0 (a>sign =a>o) y el camino optico
entre las dos entradas deben ser iguales.
En la practica, el desajuste tolerable del camino optico o la intensidad entre las senales, estara determinado por la precision prevista en las medidas de la fase O(t). Tlpicamente, el desajuste en el camino optico requerido debera estar por debajo del tamano del pulso (o del bit, en el caso del uso de codificacion binaria).
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La frecuencia angular instantanea coinst (t) se puede expresar en terminos de las intensidades |x (t )|2 e |y (t )|2 como:
nst (t) =
dftt) dt
\y(t )f
4 A2( A®)| x (t )|2
Se puede obtener una determination de coinst (t) mas robusta en comparacion con
detection PROUD directa, debido a la dependencia lineal con |y (t)|2. Ademas, debido a
que no aparecen terminos de derivation temporal de |x (t )| y otros terminos 1/|x (t )|2, el
sistema es mas estable frente a ruido o puntos de desvanecimiento (donde |x(t)|2 es proximo a cero).
La Figura 11 presenta otra alternativa implementation de los detectores fotonicos diferenciales 6,7 de la invention que permite implementar los medios de deteccion con un solo detector balanceado 68. De forma similar a ejemplos previos, un divisor 61 separa la senal bajo analisis en dos brazos. El primero de ellos incorpora un filtro espectral lineal 62 con dos salidas, mientras que el segundo brazo incorpora un retardo optico 65. La primera salida del filtro espectral lineal 62 se dirige a la primera entrada del detector balanceado 68. La segunda salida del filtro espectral lineal 62 se combina con la salida del retardo optico 65 con un combinador 66 y se introduce en la segunda entrada del detector balanceado 68. Esta configuration permite medir la senal filtrada con un detector balanceado 68, como en la configuracion de la Figura 10, usando el mismo detector para medir la senal no filtrada, evitando superposiciones gracias al retardo introducido.
Finalmente, la Figura 12 muestra una implementacion alternativa de los detectores fotonicos diferenciales 6,7, implementado tambien con un unico detector balanceado 68. El divisor 61 se reemplaza por un conmutador optico 67 que dirige la senal de forma alternante entre la primera entrada y la segunda entrada del detector. El resto de la configuracion es similar a la presentada en la Figura 11, excepto por la ausencia de un retardo optico en el segundo brazo, al ser innecesario por el uso de un conmutador optico 67.
La Figura 13 presenta otra implementacion del sistema y metodo de la invencion en
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la cual un unico detector fotonico diferencial 6 se usa para medir la fase y la amplitud de la luz pulsada 9 y la luz Rayleigh retrodispersada 10. Ambas senales se combinan con un combinador optico 14 antes de enviarse al detector. Para evitar cualquier solapamiento entre la luz pulsada 9 y la luz Rayleigh retrodispersada 10, un retardo optico 13 se anade entre el divisor 4 y el circulador optico 51. Destacar que los medios de computation 8 manejan cualquier sincronizacion y ajustes necesarios para la medida de ambas senales, alternativamente, con el mismo detector fotonico diferencial 6.
Cualquier implementation alternativa que permita enviar ambas senales al mismo detector fotonico diferencial 6 sin superposition puede ser empleada alternativamente. Por ejemplo, el combinador optico 14 puede ser reemplazado por un conmutador optico, permitiendo ambas configuraciones con o sin el retardo optico 13. Ademas, el retardo optico 13 puede ser implementado en otra posiciones del sistema alcanzando un efecto similar, tal y como el camino seguido por la luz Rayleigh retrodispersada 10 dentro del sistema 1. Por ejemplo, el retardo optico 13 podrla estar situado entre el circulador optico 51 y el combinador 14. Hay que tener en cuenta que, si los pulsos enviados por los medios de emision 3 no varlan a lo largo del tiempo, el conmutador optico puede ser programado para mandar la luz pulsada 9 al detector 6 una unica vez durante la medida.
Ademas, destacar que cualquier caracterlstica o implementacion presentada para los medios de emision, como la codification binaria, desplazamiento de frecuencia, implementacion de detection PROUD, amplification distribuida, etc. puede ser aplicada a cualquiera de los esquemas con un solo detector de diferenciacion optica.
Finalmente, la Figura 14 presenta una ultima implementacion del sistema y metodo de
la invention en la cual la luz pulsada 9 es una senal con fase y amplitud conocida. Por lo tanto,
el sistema comprende un unico detector fotonico diferencial 7 el cual mide la fase y la amplitud
de la luz Rayleigh retrodispersada 10. La fase y la amplitud de la luz pulsada 9 no se mide
directamente. Dicha fase y amplitud son previamente almacenadas en los medios de
computacion 8 o en una memoria del sistema. Observese que multiples datos de fases y
amplitudes de multiples configuraciones de los medios de emision 3 pueden ser guardados y
seleccionados. Ademas, las variaciones en dichos datos almacenados con otros factores, tales
como los factores ambientales, pueden ser almacenadas en memoria y aplicadas en
consecuencia. Los calculos realizados por los medios de computacion 8 son los mismos
indistintamente de si la fase y la amplitud de la luz pulsada 9 son medidas o simplemente
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recuperadas de la memoria.
Notese que las tecnicas PROUD autoreferenciadas descritas no requieren un oscilador local. Esto es una ventaja sobre las tecnicas que emplean un oscilador local, en cuyo caso el 5 ruido de fase del oscilador local serla anadido al ruido de la medida.
El perfil de dispersion absoluto recuperado por la invencion puede ser usado, por ejemplo, para evaluar la calidad de una fibra, o para implementar sensores distribuidos de vibraciones o temperatura, como los sistemas OTDR sensibles a la fase. Cualquier otro uso o 10 aplicaciones de la medida del perfil de dispersion conocidas en el estado del arte pueden tambien ser implementadas con el sistema y metodo de la invencion. Finalmente, notese que los esquemas de diferenciacion fotonica alternativos conocidos en el estado del arte pueden ser empleados en la presente invencion dentro del alcance reivindicado.
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Claims (14)

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    REIVINDICACIONES
    1. Sistema (1) de caracterizacion distribuida de un perfil de dispersion de una fibra optica (2) que comprende:
    -medios de emision (3) adaptados para transmitir luz pulsada (9) a traves de un primer extremo de la fibra optica (2);
    -y medios de recepcion (5) adaptados para recibir en el primer extremo de la fibra optica (2) una luz Rayleigh retrodispersada (10), generada mediante dispersion Rayleigh por la luz pulsada (9) al propagarse por la fibra optica (2); caracterizado por que el sistema comprende ademas:
    -al menos un detector fotonico diferencial (6, 7) adaptado para medir una fase y una amplitud de al menos la luz Rayleigh retrodispersada (10) ; y
    -medios de computation (8) configurados para calcular el perfil de dispersion absoluto de un estado de la fibra optica (2) por comparacion de la fase y la amplitud de la luz Rayleigh retrodispersada (10) y una fase y amplitud de la luz pulsada (9).
  2. 2. Sistema de acuerdo con la reivindicacion 1 caracterizado por que comprende un primer detector fotonico diferencial (6) adaptado para medir la fase y amplitud de la luz pulsada (9) y un segundo detector fotonico diferencial (7) adaptado para medir la fase y la amplitud de la luz Rayleigh retrodispersada (10)..
  3. 3. Sistema de acuerdo con la reivindicacion 1 caracterizado por que comprende:
    -un unico detector fotonico diferencial (7) adaptado para medir la fase y la amplitud de la luz pulsada (9) y de la luz Rayleigh retrodispersada (10);
    -medios de guiado de luz adaptados para alimentar la luz pulsada (9) y la luz Rayleigh retrodispersada (9) sin solapamiento temporal en una entrada del detector fotonico diferencial (7).
  4. 4. Sistema de acuerdo con la reivindicacion 1 caracterizado por que comprende un unico detector fotonico diferencial (7) adaptado para mediar la fase y la amplitud de la luz Rayleigh retrodispersada (10), y por que la luz pulsada presenta una fase y una amplitud conocidas almacenada en una memoria accesible por los medios de computacion (8).
  5. 5. Sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por
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    que los medios de emision (3) comprenden un codificador de bits (322) configurado para codificar al menos un pulso (91) de la luz pulsada con una pluralidad de bits (92).
  6. 6. Sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que los medios de emision (3) son medios de emision sintonizables configurados para desplazar la frecuencia central de cada pulso (91) de la luz pulsada (9).
  7. 7. Sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que comprende ademas un amplificador distribuido (11) adaptado para amplificar la luz pulsada (9) en la fibra optica (2).
  8. 8. Sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que al menos un detector fotonico diferencial (6, 7) comprende:
    -un divisor (61) con una primera salida conectada a un primer brazo del al menos un detector fotonico diferencial (6, 7) y una segunda salida conectada a un segundo brazo del al menos uno de los detectores fotonicos diferenciales (6, 7);
    -un filtro espectral lineal (62) temporalmente invariante en el primer brazo, estando el filtro espectral lineal (62) configurado para aplicar un variacion de amplitud lineal frecuencialmente dependiente;
    -medios de detection configurados para medir la potencia optica del primer brazo y del segundo brazo;
    -medios de digitalization (64) conectados a los medios de deteccion.
  9. 9. Sistema de acuerdo con la reivindicacion 8, caracterizado por que el al menos un detector fotonico diferencial (6, 7) comprende ademas:
    -un retardo optico (65) en la segunda salida del divisor (61);
    -un combinador (66), estando una primera entrada del combinador (66) conectada a una salida del filtro espectral lineal (62), una segunda entrada del combinador (66) conectada al retardo optico (65) y una salida del combinador (66) conectada a una entrada de los medios de deteccion.
  10. 10. Sistema de acuerdo con la reivindicacion 8, caracterizado por que el al menos un detector fotonico diferencial (6, 7) comprende ademas un conmutador optico (67), estando dos puertos del conmutador optico (67) conectados al primer brazo y el segundo brazo del al menos un detector fotonico diferencial (6, 7).
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  11. 11. Sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10 caracterizado por que los medios de detection comprenden un detector balanceado (68), estando al menos una entrada del detector balanceado (68) conectada a al menos una salida del filtro espectral lineal (62).
  12. 12. Sistema de acuerdo con la reivindicacion 8, caracterizado por que los medios de deteccion comprenden un primer fotodetector (63) conectado a una segunda salida del divisor (61) y un segundo fotodetector (63) conectado a la salida del filtro espectral lineal (62).
  13. 13. Metodo de caracterizacion distribuida de un perfil de dispersion de una fibra optica (2) que comprende:
    -transmitir luz pulsada (9) a traves de un primer extremo de la fibra optica (2);
    -recibir en el primer extremo de la fibra optica (2) una luz Rayleigh retrodispersada (10), generada mediante dispersion Rayleigh por la luz pulsada (9) al propagarse por la fibra optica (2);
    -medir una fase y una amplitud de la luz Rayleigh retrodispersada (10) mediante diferenciacion fotonica;
    -determinar una fase y una amplitud de la luz pulsada (9);
    -calcular el perfil de dispersion absoluto de un estado de la fibra optica (2) por comparacion de la fase y la amplitud de la luz Rayleigh retrodispersada (10) y una fase y amplitud de la luz pulsada (9),
    comprendiendo dicho paso de calcular el perfil de dispersion absoluto:
    -calcular al menos una primera transformada de Fourier de la luz pulsada (9);
    -calcular al menos una segunda transformada de Fourier de la luz Rayleigh retrodispersada (10);
    -calcular al menos una transformada de Fourier inversa de la division entre la al menos una primera transformada de Fourier y la al menos una segunda transformada de Fourier.
  14. 14. Programa de ordenador que comprende medios de codigo de programa de ordenador adaptados para realizar las etapas del metodo de la reivindicacion 13, cuando el mencionado programa se ejecuta en un procesador digital de la senal, un circuito integrado especlfico de la aplicacion, un microprocesador, un microcontrolador o un hardware programable.
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