ES2970377T3 - Procedimiento para detección acústica distribuida - Google Patents
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Abstract
En el presente documento se describe un método y sistema de detección acústica distribuida, tal como en un área urbana o metropolitana que involucra una red de comunicaciones de fibra óptica dedicada y establecida que incluye un centro de datos. En general, el método y sistema divulgados incluyen las etapas de (a) seleccionar una instalación de cable de fibra óptica que tiene un camino que se extiende a través de un área geográfica seleccionada, incluyendo la instalación de cable de fibra óptica un haz de fibras ópticas y formando parte de una red de fibra óptica. red de comunicaciones, (b) determinar las características asociadas con la fibra óptica y/o la instalación de fibra óptica seleccionada, (c) transmitir luz saliente en la fibra óptica, (d) recibir luz reflejada dispersada a lo largo de la fibra óptica, y (e) en base a la luz reflejada y las características determinadas, generando una señal de alerta representativa de un evento acústico. El método y sistema divulgados pueden ser útiles en la detección de eventos acústicos cerca o dentro del área geográfica seleccionada. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Procedimiento para detección acústica distribuida
Campo de la invención
La presente invención se refiere en general a un procedimiento de detección acústica distribuida basado en una o más fibras ópticas. Más particularmente, la presente invención se refiere a un procedimiento de detección acústica distribuida basado en uno o más cables de fibra óptica instalados.
Antecedentes de la invención
La detección acústica distribuida por fibra óptica puede detectar eventos acústicos en regiones circundantes a lo largo de una fibra óptica. Un evento acústico puede ser causado por incidentes tales como una excavación subterránea cerca de una tubería de gas, una tubería de agua o un cable eléctrico, o actividades de peatones y tráfico rodado. Diferentes tipos de incidentes pueden causar diferentes firmas acústicas en el evento acústico. Por tanto, la monitorización de eventos acústicos permite generar alertas para la prevención o identificación de estas incidencias, o para el seguimiento de los usuarios de la vía en el caso de peatones y tráfico rodado.
El procedimiento de desplegar una fibra óptica dedicada para la detección acústica distribuida puede tener sentido desde una perspectiva de diseño, de modo que las condiciones y parámetros de la fibra óptica (por ejemplo, uniformidad espacial a lo largo de la fibra óptica, profundidades de las zanjas y niveles de atenuación acústica) sean conocidos o bien controladas durante la instalación. Sin embargo, la instalación de una fibra óptica dedicada a la detección acústica distribuida puede resultar costosa y perjudicial, especialmente en un centro urbano y sus alrededores.
La solicitud de patente de EE. UU. Núm. US 2010/158431 A1 describe un sistema de vigilancia de fibra construido a propósito que incluye una única fibra óptica dedicada utilizada, por ejemplo, en la detección de señales acústicas asociadas con vibraciones u otra actividad. La fibra está dispuesta en una topología bidimensional curva para mejorar la resolución espacial del sistema. La señal de retorno se recibe desde la fibra que está colocada de acuerdo con el sistema de vigilancia de fibra y puede estar asociada con una tecnología de dispersión de vigilancia de fibra como la dispersión de Raleigh o la Reflectividad Óptica en el Dominio del Tiempo (OTDR) para permitir la determinación de ubicaciones específicas. de la fuente de señales en función de su distancia a lo largo de la fibra.
La publicación de patente internacional Núm. WO 2011/058313 A2 describe técnicas para determinar el desplazamiento lateral de la fuente de perturbaciones acústicas en un sensor de fibra óptica acústico distribuido construido expresamente en el contexto de una aplicación de tubería. En particular, el sensor divulgado comprende una fuente óptica para interrogar a una fibra óptica y un detector y procesador dispuestos para detectar cualquier radiación retrodispersada y determinar una señal de medición para una pluralidad de porciones longitudinales de detección discretas de la fibra óptica. El procesador también está dispuesto para analizar las señales de medición para identificar señales correspondientes a una misma onda acústica que llega a diferentes partes de la fibra y determinar a partir del momento de llegada de la citada onda acústica la dirección y/o distancia del origen de la citada onda acústica. de la fibra óptica para determinar la extensión del desplazamiento lateral.
La referencia a cualquier técnica anterior en la memoria descriptiva no es, y no debe tomarse como un reconocimiento o cualquier forma de sugerencia de que esta técnica anterior forma parte del conocimiento general común en cualquier jurisdicción o que se podría esperar razonablemente que esta técnica anterior sea entendida, considerada relevante y/o combinada con otras piezas del estado de la técnica por un experto en la técnica.
Sumario de la invención
La invención se refiere a un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1. En las reivindicaciones dependientes se describen realizaciones adicionales.
De acuerdo con un primer aspecto de la presente divulgación, se proporciona un procedimiento de detección acústica distribuida, incluyendo el procedimiento:
seleccionar una instalación de cable de fibra óptica existente que tenga un trayecto que se extienda a través de un área geográfica seleccionada, incluyendo la instalación de cable de fibra óptica un haz de fibras ópticas y formando parte de una red de comunicaciones de fibra óptica establecida y dedicada, incluyendo el haz de fibras ópticas una fibra que no está iluminada para la comunicación o que incluye canales de tiempo o longitud de onda que no se utilizan para la comunicación;
determinar características asociadas a la fibra óptica, incluyendo:
calibrar geoespacialmente la fibra óptica para el mapeo entre una o
más posiciones a lo largo de la longitud de la fibra óptica y una o más ubicaciones correspondientes en el área geográfica; calibrar acústicamente la fibra óptica para reducir el impacto de interferencias acústicas no deseadas, calibrar físicamente la fibra óptica, en el que el paso de calibrar físicamente incluye obtener propiedades del núcleo y/o propiedades de atenuación de la fibra óptica, en el que las propiedades del núcleo incluyen el diámetro del núcleo y/o la apertura numérica, y las propiedades de atenuación incluyen pérdida de propagación, fallos existentes y/o puntos de corte y medios de calibración acústica y/o sísmica variables ubicados entre una fuente de perturbación y la fibra óptica mediante la determinación de las funciones de transferencia que genera este medio, de manera que al menos una de entre la posición espacial, la cinética y las frecuencias de origen de la perturbación se pueda determinar teniendo en cuenta las variaciones en la impedancia acústica y/o sísmica de los medios,
usar la fibra óptica o los canales no utilizados en la fibra óptica para la detección acústica distribuida, incluyendo
transmitir luz saliente en la fibra óptica;
recibir luz reflejada dispersada a lo largo de la fibra óptica, incluyendo la luz reflejada fluctuaciones en el tiempo; y
en base a las fluctuaciones y las características determinadas, generar una señal de alerta representativa de un evento acústico.
La red de comunicaciones por fibra óptica puede ser una red urbana o de área metropolitana. Alternativa o adicionalmente, la red de comunicaciones por fibra óptica puede ser una red empresarial. La red empresarial puede incluir uno o más centros de datos. Cuando la red empresarial incluye varios centros de datos, estos están interconectados mediante instalaciones de fibra óptica.
El paso de calibración geoespacial puede incluir generar una señal de calibración acústica en, o adyacente a, una o más posiciones a lo largo de la fibra óptica y detectar las fluctuaciones correspondientes en una o más ubicaciones en el área geográfica. Puede incluir además determinar y registrar las ubicaciones geoespaciales de las posiciones en términos de coordenadas geográficas en la superficie terrestre, detectar las fluctuaciones correspondientes en una o más ubicaciones en el área geográfica en
la luz recibida reflejada retrodispersada a lo largo de la fibra óptica, y determinar la longitud del trayecto de la fibra óptica correspondiente a una o más ubicaciones geoespaciales.
El paso de calibración geoespacial puede comprender además correlacionar la longitud del trayecto de la fibra óptica con las coordenadas geográficas de una o más ubicaciones para generar una tabla de consulta que correlaciona la longitud del trayecto óptico con las coordenadas geográficas.
El paso de generación de alerta puede incluir determinar una ubicación de ocurrencia de un incidente en el área geográfica en base a una fluctuación correspondiente detectada en base al mapeo.
El paso de determinación de las características incluye calibrar acústicamente la fibra óptica para reducir el impacto de la interferencia acústica no deseada. El paso de calibración acústica puede incluir la aplicación de un filtro espectral a las fluctuaciones para el paso de banda o el rechazo de banda de la interferencia acústica no deseada.
El área geográfica seleccionada puede incluir múltiples zonas correspondientes a múltiples secciones de la fibra óptica, y el paso de aplicación del filtro espectral puede incluir la aplicación del filtro espectral con características de paso de banda o rechazo de banda basadas en una de las múltiples zonas o secciones correspondientes. Alternativa o adicionalmente, el paso de aplicación del filtro espectral puede incluir la aplicación del filtro espectral con características de paso de banda o rechazo de banda basadas en la hora de un día y/o el día de una semana.
El paso de determinación de las características incluye la calibración física de la fibra óptica. El paso de calibración física incluye la obtención de una o más de las siguientes propiedades de la fibra óptica: propiedades del núcleo, propiedades de atenuación y propiedades de zanja. Las propiedades del núcleo incluyen el diámetro del núcleo y/o la apertura numérica. Las propiedades de atenuación incluyen pérdida de propagación, fallas existentes y/o puntos empalmados. El paso de calibración física puede incluir la obtención de la siguiente propiedad de la fibra óptica: propiedades de zanja. Las propiedades de zanja pueden incluir condiciones de enterramiento y/o condiciones de cerramiento de cables.
Se apreciará que existen variaciones significativas en el material que rodea la zanja y el cable, incluyendo roca, grava, hormigón, arena, agua, tierra, arcilla, asfalto o una combinación de uno o más de estos. La impedancia acústica de estos materiales varía significativamente, con el resultado de que habrá variaciones de impedancia entre la perturbación o fuente de interés y el cable de fibra óptica.
La calibración sísmica del medio circundante se realiza de una manera similar al perfilado sísmico del tipo realizado en la prospección de petróleo y gas, involucrando técnicas conocidas para caracterizar la impedancia acústica alrededor de los revestimientos de los pozos. En el presente caso, el objetivo no es determinar los tipos y estados de los materiales circundantes sino más bien las funciones de transferencia acústica y sísmica que estos materiales forman espacialmente entre la fibra y las perturbaciones de interés. Tales funciones de transferencia permiten tener en cuenta los medios heterogéneos y, por lo tanto, permiten una estimación precisa de la posición espacial, la cinética y la fuente de frecuencias presentes de cualquier perturbación dada alrededor de la fibra óptica. Los tres pasos precursores de calibración que se pueden realizar incluyen la calibración óptica de la misma fibra, la calibración geoespacial y la calibración sísmica de los medios circundantes.
El paso de generación de señales de alerta incluye clasificar la señal de alerta en una o más clases de alertas basándose en firmas acústicas de las fluctuaciones. El área geográfica seleccionada puede incluir múltiples zonas correspondientes a múltiples secciones de la fibra óptica, estando asociada cada zona o sección correspondiente con la generación de una o más clases seleccionadas de alertas. Alternativa o adicionalmente, el área geográfica seleccionada puede incluir múltiples zonas correspondientes a múltiples secciones de la fibra óptica, estando asociada cada zona o sección correspondiente con la no generación de una o más clases de alertas excluidas.
La una o más clases de alertas seleccionadas o excluidas correspondientes a cada zona o sección de la fibra óptica pueden estar relacionadas con la monitorización ferroviaria, la monitorización de carreteras y la detección de intrusiones perimetrales.
El procedimiento puede incluir además cambiar la transmisión de la luz saliente y la recepción de la luz reflejada a otro canal no utilizado o fibra óptica no iluminada para la comunicación, estando la otra fibra óptica en otro haz de fibras ópticas en otra instalación de cable de fibra óptica seleccionada que tiene otro trayecto que se extiende a través de otra zona geográfica seleccionada. El paso de conmutación puede incluir multiplexar en el tiempo la transmisión de la luz saliente y la recepción de la luz reflejada a múltiples instalaciones de cable de fibra óptica.
El procedimiento puede incluir además el paso de derivación del empalme para derivar la infraestructura de conexión. La infraestructura de conexión también puede incluir uno o más paneles de transferencia de fibra (FTP) o paneles de conexión. Ajustar el paso de banda o el rango de frecuencia de rechazo de banda del filtro espectral y la determinación del nivel de ruido resultante basándose en el rango de frecuencia ajustado.
El procedimiento incluye además determinar una velocidad del evento acústico y, basándose en la determinación, suprimir o permitir la generación de la señal de alerta representativa del evento acústico.
Se proporciona un sistema ejemplar para detección acústica distribuida, el sistema no forma parte de la invención y el sistema incluye:
una unidad de detección distribuida para:
transmitir luz saliente en una fibra óptica;
recibir luz reflejada dispersada a lo largo de la fibra óptica, incluyendo la luz reflejada fluctuaciones en el tiempo; y
en base a las fluctuaciones, generar una señal de alerta representativa de un evento acústico, y
un conmutador óptico para acoplar la unidad de detección distribuida a una instalación seleccionada de múltiples instalaciones de cable de fibra óptica, teniendo cada instalación un trayecto que se extiende a través de un área geográfica seleccionada respectiva e incluye un haz de fibras ópticas y forma parte de una red de comunicaciones de fibra óptica, incluyendo el haz de fibras ópticas un canal no utilizado o fibra óptica no iluminada para comunicación.
El conmutador óptico y la unidad de detección distribuida pueden estar ubicados en un centro de datos que se conecta a una red empresarial.
Las múltiples instalaciones de cables de fibra pueden conectarse a, o terminar en el centro de datos.
Otros aspectos de la presente invención y otras realizaciones de los aspectos descritos en los párrafos anteriores resultarán evidentes a partir de la siguiente descripción, dada a modo de ejemplo y con referencia a los dibujos que se acompañan.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1a ilustra un ejemplo que no forma parte de la invención de un sistema para detección acústica distribuida.
La Figura 1b ilustra un ejemplo de un gráfico de densidad de señales eléctricas generadas por el sistema ejemplar de la Figura 1a a lo largo del tiempo.
La Figura 2 ilustra un ejemplo de un procedimiento divulgado de detección acústica distribuida.
La Figura 3a es un diagrama esquemático de un grupo de centros de datos que incluye varios edificios de centros de datos.
La Figura 3b es un diagrama esquemático de un único edificio de centro de datos.
La Figura 4 ilustra un mapa aéreo de diferentes condiciones de la zanja.
La Figura 5 ilustra un ejemplo del sistema ejemplar de la Figura 1 acoplado ópticamente a un conmutador óptico y múltiples instalaciones de cable de fibra óptica.
Descripción detallada de realizaciones.
El principio de la detección acústica distribuida por fibra óptica se basa en la aparición de un evento acústico que provoca la correspondiente perturbación localizada del índice de refracción de una fibra óptica. Debido al índice de refracción perturbado, una señal de interrogación óptica transmitida a lo largo de una fibra óptica y a continuación retrodispersada de manera distribuida (por ejemplo, mediante dispersión de Rayleigh u otros fenómenos de dispersión similares) a lo largo de la fibra se manifestará en fluctuaciones (por ejemplo, en intensidad y/o fase) a lo largo del tiempo en la luz reflejada. La magnitud de las fluctuaciones está relacionada con la severidad o proximidad del evento acústico. La temporización de las fluctuaciones a lo largo de la escala de tiempo de retrodispersión distribuida se relaciona con la ubicación del evento acústico.
En un ejemplo, en la Figura 1 a se ilustra una unidad 100 para uso de detección acústica distribuida (DAS). La unidad DAS 100 incluye un reflectómetro óptico en el dominio del tiempo (OTDR) 102. El OTDR 102 incluye una fuente de luz 104 para emitir una señal de interrogación óptica 106. La señal de interrogación 106 que se enviará a la fibra óptica 105 puede tener la forma de un pulso óptico corto. El OTDR 102 incluye un fotodetector 108 configurado para detectar la luz reflejada 110 y producir una señal eléctrica correspondiente 112 con una amplitud proporcional a la intensidad óptica reflejada. La unidad DAS 100 también incluye una unidad de procesamiento 114, dentro o separada del OTDR 102, configurada para medir las fluctuaciones en la señal eléctrica 112 para determinar el evento acústico basándose en las fluctuaciones medidas 116 en intensidad en comparación entre dos momentos diferentes (t1 y t2). La Figura 1 b ilustra un gráfico de densidad ejemplar que combina señales eléctricas 112 generadas por la unidad DAS 100 a lo largo del tiempo. El eje horizontal (etiquetado "Canal") representa la posición a lo largo de la fibra, el eje vertical (etiquetado "Tiempo") representa el tiempo y la amplitud codificada por colores del gráfico representa la intensidad reflejada. En la Figura 1b, características tales como líneas rectas con gradientes relativamente constantes están asociadas con objetos en movimiento (siendo los gradientes indicativos de velocidad) que causan los eventos acústicos relevantes detectados por la unidad DAS 100. Si el OTDR es sensible a la fase, las fluctuaciones en la luz reflejada pueden ser medidas de manera adicional o alternativa. La Figura 1b también está desplazada para eliminar la pendiente de atenuación en la señal eléctrica 112 presente en la Figura 1a. El evento acústico que se determina puede ser indicativo de sucesos estacionarios o en movimiento específicos, tales como excavaciones, perforaciones, cavaduras, flujos de tráfico, trenes que pasan y flujos de peatones.
En la presente memoria descriptiva se describe un procedimiento de detección acústica distribuida. En la Figura 2 se ilustra una disposición del procedimiento divulgado 200. En general, el procedimiento divulgado incluye los pasos de (a) seleccionar una instalación de cable de fibra óptica que tiene un trayecto que se extiende a través de un área geográfica seleccionada, incluyendo la instalación de cable de fibra óptica un haz de fibras ópticas y que forma parte de una red de comunicaciones de fibra óptica (paso 202), (b) determinar las características asociadas con la fibra óptica y/o la fibra óptica seleccionada en la instalación (paso 204), (c) transmitir luz saliente en la fibra óptica (paso 206), (d) recibir luz reflejada retrodispersada a lo largo de la fibra óptica (paso 208), y (e) basándose en la luz reflejada y las características determinadas, generar una señal de alerta representativa de un evento acústico (paso 210). El procedimiento divulgado puede ser útil en la detección de eventos acústicos cerca o dentro del área geográfica seleccionada.
En lugar de implementar una fibra óptica dedicada para la detección acústica distribuida, el procedimiento descrito se basa en seleccionar una instalación de cable de fibra óptica existente que forma parte de la red de comunicaciones de fibra óptica. Por ejemplo, la red de comunicaciones de fibra óptica puede ser una red de comunicaciones de datos (por ejemplo, hacia o desde un centro de datos o entre centros de datos) o una red de telecomunicaciones (por ejemplo, hacia o desde una central local) o una red empresarial (por ejemplo, hacia o desde grandes empresas y proveedores de centros de datos y nube o entre empresas). Aunque seleccionar una instalación de una red de comunicaciones existente para la detección acústica distribuida evita el gasto de instalar un cable dedicado, es posible que sea necesario superar una serie de dificultades técnicas. Como resultado, un experto no estaría motivado a la hora de seleccionar una red de comunicaciones de fibra óptica existente para la detección acústica distribuida. Además, el experto no reconocería las dificultades técnicas en el uso de una red de comunicaciones de fibra óptica existente para la detección acústica distribuida y no reconocería cómo abordar estas dificultades técnicas.
Selección de instalación de cable de fibra óptica.
En un ejemplo, el procedimiento 200 divulgado implica, en el paso 202, seleccionar una instalación de fibra óptica existente. La instalación de cable de fibra óptica seleccionada tiene un trayecto que se extiende a lo largo de un área geográfica seleccionada. El área geográfica seleccionada podrá ser un área urbana o metropolitana. En una disposición, la instalación de cable de fibra óptica incluye un haz de fibras ópticas en el que una fibra óptica está no iluminada para fines de comunicaciones. Por tanto, la fibra óptica no iluminada se puede utilizar para la detección acústica distribuida. En otra disposición, la instalación de cable de fibra óptica incluye un haz de fibras ópticas en el que una o más de las fibras ópticas incluyen canales de tiempo o longitud de onda que no se utilizan para comunicaciones. Por ejemplo, en una red empresarial en la que se emplea multiplexación por división de longitud de onda densa (DWDM), solo algunos, pero no todos los canales DWDM transportan tráfico de comunicaciones. El resto de canales DWDM pueden quedar sin uso. Por lo tanto, uno o más de los canales no utilizados pueden usarse para detección acústica distribuida. Otras referencias al uso de canales no utilizados o fibras ópticas no iluminadas son aplicables a cualquiera de las disposiciones.
Uno o más factores pueden afectar la selección de la instalación de fibra óptica. Por ejemplo, una selección adecuada se basa en una instalación que forma parte de una red empresarial existente. A diferencia de una fibra óptica dedicada que tiene una geometría de extremo a extremo, una red empresarial se conecta a múltiples instalaciones de cables de fibra óptica, por ejemplo, por medio de uno o más centros de datos o concentradores. Un centro de datos representa la agregación de servidores y almacenamiento, con la ventaja de tener un gran volumen de fibras y cables de fibra. En una disposición, las múltiples instalaciones de cable de fibra óptica pueden abarcar diferentes regiones del área urbana o metropolitana. Por lo tanto, seleccionar una red empresarial facilita una cobertura geográfica relativamente grande para la detección acústica distribuida mediante el acceso a múltiples puntos de terminación o conexión de cables de fibra óptica en una ubicación central o cerca de ella (por ejemplo, un centro de datos o un concentrador).
En una disposición, la selección de una instalación de fibra óptica puede basarse en la selección de una ruta óptica que pasa a través de múltiples centros de datos. Por ejemplo, en una configuración de núcleo y radio, un centro de datos central está conectado a varios centros de datos cercanos. Como otro ejemplo, en un clúster de centros de datos, varios centros de datos cercanos están interconectados. La Figura 3a ilustra un ejemplo de un grupo de centros de datos 300 que incluye cuatro edificios de centros de datos 302a, 302b, 302c y 302d en comunicación de unos con los otros. Los edificios del centro de datos 302 dentro del clúster 300 comparten un cable de fibra de comunicación de tránsito 304 que permite la comunicación externa desde el clúster 300 a proveedores de servicios remotos (tales como operadores y proveedores de contenido). Dentro del clúster 300, los edificios 302 del centro de datos están interconectados comunicativamente mediante cables 306 de fibra de comunicación dentro del centro de datos en zanjas que contienen conexiones cruzadas entre bancos de servidores en diferentes edificios 302 del centro de datos. Dentro de cada edificio 302 del centro de datos hay conexiones cruzadas 308. Los cables de fibra de comunicación dentro del centro de datos 306 representan una infraestructura crítica para los operadores de centros de datos ya que los proveedores de servicios no son su responsabilidad y una rotura en los cables de fibra de comunicación dentro del centro de datos 306 afectará el alojamiento del cliente, en el que no hay protecciones superpuestas SDN como con las redes de malla portadora. Cada uno de los cables de fibra de comunicación de tránsito 304, los cables de fibra de comunicación dentro del centro de datos 306 y las conexiones cruzadas 308 representan un activo de fibra óptica. La selección de una instalación de fibra óptica puede basarse en la selección de una ruta óptica que pase por la mayoría, si no todos, los activos de fibra óptica a proteger.
Dentro de cada centro de datos, como el que se muestra en 302e en la Figura 3b, se muestran armarios de ruptura de fibra 310a y 310b para recibir cables respectivos de fibra óptica exteriores 312a y 312b en paneles de transferencia de fibra 314a y 314b. El procedimiento divulgado 200 puede incluir una paso de empalme en derivación. El empalme de derivación se refiere a un paso de empalme térmico en el que la fibra sensora 318 se empalma en 320 para evitar la infraestructura de conexión tal como uno o más paneles de transferencia de fibra (FTP) 314a y 314b o paneles de conexión. Algunos de los cables de fibra óptica 322 se extienden desde los armarios de conexión 310a y 310b hasta los armarios del cliente 324. Otros son cables ópticos de conexión cruzada como se muestra en 326.
La implementación de un OTDR coherente requiere una tolerancia más estricta a las retrorreflexiones que un transceptor de telecomunicaciones estándar (por ejemplo, el que se encuentra en una red empresarial). El uso de conectores planos, como FC-PC, que se encuentran comúnmente en FTP, crea niveles no deseados de retrorreflexiones. El paso de empalme de derivación proporciona que, en un entorno de centro de datos, la fibra sensora 105 en la instalación de cable seleccionada utilizada para la detección acústica distribuida (o la fibra sensora 118) no esté conectada a (los) FTP(s) o panel(es) de conexión). En una disposición, el empalme en derivación hace que la fibra sensora 105 o 118 sea continua desde el cable de conexión en la unidad DAS 110 hasta una unidad de terminación. El procedimiento divulgado 200 también puede incluir un paso para determinar si la fibra sensora 105 o 118 pasa a través de cualquier infraestructura de conexión. De acuerdo con la determinación, el procedimiento divulgado 200 puede incluir retirar partes de la fibra sensora 105 o 118 correspondientes a la infraestructura de conexión y empalmar una fibra de derivación como reemplazo.
Además, la selección de una red empresarial en lugar de una red de larga distancia se relaciona con la observación de que una red de alcance relativamente corto no requiere regeneración o amplificación y, por lo tanto, tiende a tener un número relativamente grande de fibras ópticas en el haz (es decir, una sección transversal relativamente grande). en el que existe una mayor probabilidad de que haya uno o más canales no utilizados o fibras ópticas no iluminadas. Es posible que los canales no utilizados o las fibras ópticas no iluminadas se hayan tendido como parte de un paquete de fibra óptica para actuar como capacidad adicional que permita el crecimiento futuro de la demanda de la red. En algunas realizaciones, si todas las fibras están desplegadas, entonces también es factible que una fibra desplegada, pero menos crítica, pueda reutilizarse. Por el contrario, una red de larga distancia puede no ser una selección adecuada ya que el largo alcance de la red requiere regeneración o amplificación. Por lo tanto, una red de larga distancia tiende a tener una sección transversal relativamente pequeña, en la que existe una menor probabilidad de que haya un canal no utilizado o una fibra no iluminada, o una fibra que no esté desempeñando un papel crítico.
Un ejemplo de un cable de fibra óptica de gran sección transversal es el cable de conductos de tubos sueltos múltiples de Prysmian (una marca registrada de Prysmian Cavi E Sistemi Engergia s.r.l.) que tiene de 216 a 624 fibras. En otros ejemplos, una sección transversal grande puede significar un cable de fibra óptica que tiene de 32 a 64 fibras ópticas. En algunas configuraciones, el alcance de una red de área urbana o metropolitana es inferior a aproximadamente 50 a 100 km. El alcance relativamente corto está limitado por la atenuación y la sensibilidad del receptor óptico cuando no se utiliza regeneración o amplificación. En otras configuraciones, la presente divulgación no se limita a una red de área urbana o metropolitana ni tiene un alcance limitado de 50 a 100 km. La presente divulgación es aplicable a otras redes de comunicación que tienen un canal no utilizado o fibra óptica no iluminada para fines de comunicación (por ejemplo, cables submarinos internacionales de fibra óptica).
Alternativa o adicionalmente, la selección de la instalación del cable de fibra óptica puede basarse en la proximidad a la infraestructura existente. Dicha infraestructura existente puede incluir, entre otros: carreteras, ferrocarriles, agua, energía, electricidad, telecomunicaciones, centros de datos, edificios, puentes, túneles, vías de acceso peatonal, ríos, puertos, lagos, muelles, sitios de construcción, parques industriales, e infraestructura crítica. Aún así, alternativa o adicionalmente, la selección de la instalación del cable de fibra óptica puede basarse en tipos de participantes de acuerdo con la audiencia de la señal de alerta. Los tipos de participantes pueden incluir, entre otros: gestión de emergencias y desastres, gestión de infraestructura crítica, servicios ciudadanos, servicios de administración pública, aplicación de la ley y gestión de activos y seguridad empresarial.
Una vez que se selecciona una instalación de cable de fibra óptica, el procedimiento 200 divulgado implica acoplar ópticamente (no mostrado) la unidad DAS 100 a la instalación seleccionada. Dependiendo de los tipos de terminación de la fibra óptica 105, el acoplamiento óptico puede implicar empalme (si el tipo de terminación es una fibra desnuda) y/o conexión (si el tipo de terminación es un conector óptico tal como un conector SC o FC). Cuando se determina el evento acústico, se puede generar una señal de alerta representativa del evento acústico. El paso de generación de señales de alerta puede incluir clasificar la señal de alerta en una o más clases de alertas (por ejemplo, amenazas de excavación, tráfico intenso de peatones, tráfico intenso en carreteras, etc.) basándose en firmas acústicas de las fluctuaciones. Algunas técnicas de clasificación de alertas se resumen y se hace referencia a ellas en, por ejemplo, "Detección de Fibras: La fibra óptica monitoriza las redes arteriales del comercio", Laser Focus World, volumen-51, número-08, 8 de junio de 2015 (http://www.laserfocusworld.com/articles/print/volume-51/issue-08/features/fibersensing-optical-fiber-monitors-the-arterial-networks-of-commerce.html). En una configuración, el área geográfica se divide en múltiples zonas correspondientes a múltiples secciones de la fibra óptica. En esta configuración, cada zona o a sección correspondiente está asociada con la generación de una o más clases de alertas seleccionadas (o la no generación de una o más clases de alertas excluidas). Por ejemplo, cada zona puede estar representada por una parte interesada diferente. Cuando la parte interesada es un operador de conexión de servicios públicos (por ejemplo, para el suministro de gas, energía o agua), las clases de alertas seleccionadas para la generación pueden estar asociadas con perforación, excavación o cavadura cerca de un cable de suministro. Además, las clases de alertas excluidas para la generación pueden estar asociadas con el tráfico de peatones o el tráfico por carretera. Por otro lado, cuando la parte interesada es un operador de transporte (por ejemplo, un operador de autobús o ferrocarril), las clases de alertas seleccionadas para la generación pueden estar asociadas con el tráfico de peatones o el tráfico por carretera. Además, las clases de alertas excluidas para su generación pueden estar asociadas con perforaciones, excavaciones o cavaduras cerca de un cable de suministro. La una o más clases de alerta seleccionadas o excluidas a lo largo de la misma fibra óptica para diferentes zonas o tramos están relacionadas con la vigilancia ferroviaria, la vigilancia de carreteras y la detección de intrusiones perimetrales.
Calibración acústica
El procedimiento divulgado 200 también implica, en el paso 204, determinar las características asociadas con la fibra óptica y/o la fibra óptica seleccionada de la instalación. De acuerdo con la invención, este paso de determinación 204 incluye una calibración acústica.
Un área urbana o metropolitana sobre la cual se realiza la detección acústica distribuida probablemente sea un área con interferencia acústica no deseada. La interferencia acústica no deseada puede interferir, enmascarar o afectar de otro modo las características del evento acústico que se está determinando. En una configuración, para reducir el impacto de la interferencia acústica no deseada, el procedimiento divulgado 200 incluye aplicar filtrado espectral a las fluctuaciones detectadas para reducir o eliminar las fluctuaciones asociadas con la interferencia acústica no deseada. Por ejemplo, la interferencia acústica que surge del ruido del motor de un autobús normalmente puede oscilar entre 1 y 120 Hz debido a las bajas tasas de revoluciones del motor a bajas velocidades de desplazamiento. Las bajas velocidades de revolución dan como resultado frecuencias acústicas bajas que son más penetrantes en comparación con frecuencias acústicas más altas. Para reducir el impacto de dicho ruido penetrante, las fluctuaciones detectadas pueden filtrarse espectralmente para eliminar o atenuar las fluctuaciones de baja frecuencia mediante, por ejemplo, un filtro de paso bajo que tenga una frecuencia de corte de alrededor de 100-150 Hz.
Además, el procedimiento divulgado puede aplicar selectivamente el filtrado espectral a una o más zonas del área geográfica. Diferentes zonas del área geográfica pueden requerir un filtrado espectral diferente o nulo. Por ejemplo, lejos de una zona urbana y en una carretera, puede que no haya necesidad de aplicar el filtro de paso bajo, pero el procedimiento descrito puede aplicar un filtro de rechazo de banda para eliminar o atenuar el ruido de los neumáticos. Alternativa o adicionalmente, el procedimiento divulgado puede aplicar selectivamente el filtrado espectral a la fluctuación basada en el tiempo, por ejemplo , la hora del día o el día de la semana.
Para determinar las frecuencias de paso de banda o de rechazo de banda apropiadas para una zona particular o un tiempo particular, el paso 204 puede incluir la obtención de datos de referencia del contenido de frecuencia a lo largo de la fibra óptica. Los datos de referencia pueden obtenerse por separado para zonas individuales y/o momentos particulares. Los datos de referencia pueden obtenerse monitorizando las fluctuaciones durante un período específico. El contenido de frecuencia en los datos de referencia puede basarse en el promedio de varios conjuntos de datos medidos durante una duración específica. El filtro espectral específico que se utilizará en función de la zona o el tiempo se puede configurar para que tenga un perfil de paso de banda o de rechazo de banda que sea opuesto (por ejemplo, invertido) al contenido de frecuencia en los datos de referencia.
En una disposición, el procedimiento divulgado 200 incluye ajustar el rango de frecuencia de paso de banda o rechazo de banda. El procedimiento divulgado 200 puede incluir además determinar el nivel de ruido resultante en función del rango de frecuencia ajustado. El ajuste puede implementarse dinámicamente hasta que el nivel de ruido esté por debajo de un umbral particular. Alternativa o adicionalmente, el ajuste puede implementarse de forma recurrente hasta que el nivel de ruido esté por debajo del umbral particular u otro umbral. El nivel de ruido puede determinarse en función del ancho de banda de ruido en cada sitio de calibración. El ancho de banda del ruido puede determinarse mediante el análisis de canal y la funcionalidad de cascada acústica en el software DAS, y seleccionando frecuencias de excitación y cascada apropiadas para cada sitio de calibración. En una disposición, el ancho de banda del ruido se determina implementando un filtro que tiene un tiempo de integración que es significativamente mayor que las señales transitorias de interés. Por ejemplo, el ruido de fondo se puede calcular basándose en la integración del tiempo durante decenas de minutos para relacionarlo con el umbral del ruido de fondo en un rango de posiciones a lo largo de la longitud de la fibra (por ejemplo, correspondiente a un pozo de telecomunicaciones debajo del nivel del suelo). Las diferencias entre la intensidad acústica del ruido de fondo en comparación con la intensidad de la señal eléctrica 112 (por ejemplo, relacionada con el pozo de telecomunicaciones) proporciona una indicación del ancho de banda del ruido.
Calibración espacial
Una instalación de cable de fibra óptica no se extiende en una línea recta. Además, a diferencia del uso de una fibra dedicada en la que la correlación entre una posición a lo largo de la longitud de la fibra y una ubicación correspondiente dentro del área geográfica se puede conocer durante la instalación, la selección de un cable de fibra óptica existente presenta cierta incertidumbre en esta correlación. Por ejemplo, las fibras ópticas en una red de telecomunicaciones en una central pueden enrollarse en carretes para proporcionar longitud adicional y flexibilidad para fines de reparación o empalme. Además, las longitudes de las fibras ópticas pueden cambiar tras la reparación o el empalme. Por lo tanto, es necesario calibrar esta correlación para mapear con precisión cualquier fluctuación detectada en las posiciones a lo largo de la fibra con las ubicaciones correspondientes de cualquier evento acústico.
En una configuración, el paso 204 incluye calibrar espacialmente entre una posición a lo largo de la fibra óptica y una ubicación en el área geográfica. La calibración espacial puede incluir la generación de una señal de calibración acústica (por ejemplo, un tono de frecuencia única a 420 Hz /- 5 Hz seleccionado para que sea distinto de las fuentes de ruido típicas en los centros urbanos) en ubicaciones específicas del área geográfica para provocar fluctuaciones para la detección a lo largo de la longitud de la fibra óptica. Al restringir la frecuencia de la señal de calibración acústica a 420 Hz /- 5 Hz, se pueden eliminar otras fuentes de ruido acústico en el centro urbano. Con la eliminación de otras fuentes de ruido acústico, se puede detectar una señal fuerte que corresponde al tono de una sola frecuencia, como se puede observar en la Figura 1b alrededor del Canal 1990. Como ejemplo ilustrativo, un operador puede viajar a ubicaciones específicas, por ejemplo a pozos de cables a lo largo de la instalación de cable de fibra óptica seleccionada, en el que el cable generalmente se enrolla en un pozo con tapa para permitir que se realicen tendidos de cable adicionales desde ese punto cuando sea necesario. En cada pozo se pueden enrollar hasta 50 m o más de cable, los cuales están espaciados a intervalos de x-y m a lo largo de la zanja de cable. El resultado es que existe una discrepancia significativa (hasta el 15% o más) entre la longitud del trayecto del cable y la longitud del trayecto geográfico.
En el proceso de calibración geoespacial, la señal acústica de calibración se genera en cada ubicación sucesiva del pozo y se toman las coordenadas GPS de latitud y longitud en grados decimales en los sucesivos pozos de cable. Alternativamente, se pueden utilizar otras ubicaciones a lo largo del trayecto del cable, en las que la señal acústica de calibración sea fácilmente detectable, siempre que se registren o anoten las coordenadas GPS. Se espera que se detecte una fluctuación óptica correspondiente a la señal acústica de calibración en una posición específica a lo largo de la fibra óptica. El par de coordenadas correspondiente a una ubicación dentro de una región geográfica y la posición a lo largo de la fibra óptica en la que se detecta la fluctuación forma un punto de referencia de calibración geoespacial, que posteriormente forma parte de una tabla de consulta del tipo que se indica a continuación, que incluye puntos de calibración espacial adicionales a lo largo de la fibra y dentro del área geográfica.
TABLA 1 - TABLA DE BÚSQUEDA DE CALIBRACIÓN GEOESPACIAL
En la tabla anterior, cada punto es identificado con una marca de fecha y hora y un nombre o referencia que está asociado de manera similar con las coordenadas GPS capturadas por el registrador de datos en un dispositivo habilitado para GPS apropiado, tal como un teléfono inteligente. El registrador de fechas transmite esta información al centro de datos en el que se mapea. Se registra el punto máximo de la fluctuación en la fibra óptica, junto con las distancias ópticas final e inicial en el caso de que se registre un pozo donde es probable que esté presente un bucle de fibra. La lectura del ancho representa la longitud de ese bucle. La columna de tipo indica si la lectura se toma en un cable (en cuyo caso el punto de pico de energía es relevante) o en un pozo (en cuyo caso las distancias ópticas de inicio y fin y el ancho son relevantes).
Si se detecta un evento acústico en una posición a lo largo de la fibra entre dos puntos de calibración, se puede usar una interpolación (por ejemplo, lineal o no lineal) para estimar la ubicación del suceso correspondiente dentro del área geográfica. Si se detecta un evento acústico en una posición a lo largo de la fibra más allá del primer y último punto de calibración, se puede usar una extrapolación (por ejemplo, lineal o no lineal) para estimar la ubicación del suceso correspondiente dentro del área geográfica. Al utilizar el procedimiento de calibración geoespacial anterior, se pueden reducir las variaciones sustanciales que se encuentran en el caso de redes de fibra óptica que no están dedicadas a realizar funciones de detección y detección de ubicación, sino que son comunicaciones dedicadas y redes empresariales del tipo contemplado en la presente divulgación. y la precisión de la detección de ubicación se puede mejorar sustancialmente en toda la red. Esta calibración de la longitud del trayecto óptico a la posición geoespacial permite hacer una fila de espera precisa con el personal ante eventos de amenaza o rotura de cable de una manera que el solicitante entiende que no es posible con los procedimientos existentes para determinar la ubicación de eventos de cable.
Calibración física
El paso 204 incluye además la calibración física de la fibra óptica seleccionada para la detección acústica distribuida. A diferencia del despliegue de fibra dedicada, el procedimiento 200 divulgado implica el uso de una fibra óptica de propiedades generalmente no caracterizadas. Por ejemplo, sus propiedades centrales, propiedades de atenuación y propiedades de zanja generalmente se desconocen. Las propiedades obtenidas se pueden utilizar para la calibración de las fluctuaciones detectadas.
En una configuración, el paso 204 incluye obtener las propiedades del núcleo de la fibra óptica. Las propiedades del núcleo pueden incluir el diámetro del núcleo y/o la apertura numérica. Las propiedades centrales pueden afectar el lanzamiento de la potencia de la fuente de luz, lo que a su vez afecta la intensidad de la luz reflejada. Por ejemplo, la intensidad mínima reflejada, que puede aumentar mediante la potencia de lanzamiento, está limitada por el ruido de fondo del fotodetector. En función de las propiedades centrales, la potencia de lanzamiento de la fuente de luz se puede ajustar en consecuencia en el paso 206 para lograr el alcance deseado. Alternativa o adicionalmente, el paso 204 incluye obtener propiedades de atenuación de la fibra óptica. Las propiedades de atenuación pueden incluir pérdidas de propagación por unidad de longitud, fallos existentes y/o puntos empalmados. Las propiedades de atenuación pueden afectar el alcance de la detección acústica distribuida. Por ejemplo, una mayor pérdida de propagación reduce el alcance. Además, los fallos existentes y/o los puntos empalmados pueden causar una fluctuación diferente (amplificada o reducida) en la luz reflejada en comparación con las fluctuaciones en una fibra que de otro modo estaría libre de fallos o libre de empalmes.
En función de las propiedades de atenuación, la potencia de lanzamiento se puede ajustar en consecuencia en el paso 206 para lograr el alcance deseado. Aún de forma alternativa o adicional, el paso 204 incluye obtener propiedades de zanja de la fibra óptica. Las propiedades de la zanja incluyen propiedades afectadas por las condiciones de enterramiento y/o condiciones del recinto del cable. Por ejemplo, una fibra óptica puede estar encerrada en un conducto de PVC de 100 mm y/o enterrada en una zanja de cemento, gres y un túnel subterráneo. Las propiedades de la zanja pueden enmascarar o afectar de otro modo la firma acústica de un evento acústico. La Figura 4 ilustra un mapa aéreo en el área de Circular Quay en Sydney, Australia. El mapa aéreo está superpuesto con múltiples secciones de fibra óptica (representadas por al menos las etiquetas "ch1346" y "ch1384"), cada una correspondiente a una ubicación (esquina de las calles Bent y Bligh, y esquina de las calles Macquarie y Bridge, respectivamente) cerca la zona de Circular Quay. Aquí, diferentes secciones de las fibras ópticas están sujetas a diferentes condiciones de zanja, que pueden obtenerse del proveedor del cable o de mediciones acústicas realizadas en el sitio de prueba. Las propiedades de la zanja, obtenidas por ejemplo mediante mediciones acústicas, se pueden usar para la calibración de las fluctuaciones detectadas en el paso 210, tal como en conjunto con algunas técnicas en clasificación de alertas descritas en ''Fiber Sensing: Optical fiber monitors the arterial networks of commerce" ("Detección de Fibras: La Fibra Óptica monitoriza las redes arteriales del comercio") a las que se hace referencia más arriba.
Sucesos estacionarios, de movimiento lento o de movimiento rápido
Como se ha mencionado más arriba, los eventos acústicos (incluidos los objetos) que se están determinando pueden ser indicativos de eventos estacionarios o en movimiento específicos. Por ejemplo, como se ilustra en la Figura 1b, características tales como líneas rectas con gradientes relativamente constantes están asociadas con los objetos en movimiento (siendo los gradientes indicativos de la velocidad) que causan los eventos acústicos relevantes detectados por la unidad DAS 100. El procedimiento divulgado 200 puede incluir el paso de determinar si un evento acústico es estacionario o está en movimiento. Esta determinación puede incluir si un evento acústico en movimiento se relaciona con una fuente de ruido que se mueve lentamente (por ejemplo, perforación, excavación, tunelización de túneles, etc.) o una fuente de ruido que se mueve rápidamente (por ejemplo, automóviles, trenes, etc.). Por ejemplo, la determinación puede incluir comparar una velocidad estimada (por ejemplo, basada en la pendiente de una línea recta) del evento acústico con un valor de velocidad umbral. Cuando la velocidad estimada del evento acústico está por debajo del valor de velocidad umbral, se determina que el evento acústico se mueve lentamente o está estacionario; en caso contrario, se determina que se mueve rápidamente. El procedimiento divulgado 200 puede incluir además el paso de, en base a la determinación, suprimir la generación de la señal de alerta representativa del evento acústico. Esta supresión es útil para evitar falsas alarmas, particularmente en un entorno urbano en el que el número de ocurrencias de actividades urbanas benignas (por ejemplo, peatones y autobuses y trenes en movimiento) puede ser mucho mayor que el de amenazas genuinas (por ejemplo, técnicos o ingenieros que trabajan). sobre fibras ópticas, perforación, excavación y cavadura).
Por ejemplo, en el contexto de la infraestructura de telecomunicaciones, la detección de una fuente de ruido estacionaria o que se mueve lentamente indica una mayor probabilidad de que esa fuente de ruido sea una amenaza, mientras que la detección de una fuente de ruido que se mueve rápidamente indica una menor probabilidad de que esa fuente de ruido sea una amenaza. La probabilidad de amenaza puede clasificarse (por ejemplo, en una escala de baja, media y alta, o en una escala de 1 a 10). El grado de umbral más allá del cual se genera (o no) una alerta de amenaza puede ser ajustable, por ejemplo dinámicamente, de acuerdo con el contexto del caso de uso. Sin dicha supresión, se puede generar un gran número de falsas alarmas hasta el punto de que el procedimiento descrito resulte ineficaz. En una disposición, el valor umbral de velocidad y/o la pendiente umbral se pueden ajustar para reducir el número de falsas alarmas.
Conmutación
Para aumentar la longitud total del cable de fibra óptica existente que se puede monitorizar desde una unidad DAS 100, en una configuración, el procedimiento divulgado incluye además cambiar la transmisión de la luz saliente y la recepción de la luz reflejada a otro canal no utilizado o fibra óptica no iluminada. para comunicación, estando la otra fibra óptica en otro haz de fibras ópticas en otra instalación de cable de fibra óptica seleccionada que tiene otra ruta que se extiende a través de otra área geográfica seleccionada.
La Figura 5 ilustra esquemáticamente un ejemplo de la unidad DAS 100 acoplada ópticamente, por ejemplo por medio de una fibra óptica, a un interruptor óptico 500 para formar un sistema 400 de detección acústica de distribución, no siendo el sistema parte de la invención. El conmutador óptico 500 puede estar ubicado en un centro de datos o concentrador, que se conecta a múltiples instalaciones de fibra óptica (502a, 502b, 502c, 502d y 502e). La unidad DAS 100 puede ubicarse junto con el conmutador óptico 500 o ubicarse por separado del mismo. En el caso en que la unidad DAS 100 esté ubicada junto con el conmutador óptico 500 en un centro de datos o concentrador, la unidad DAS 100 está muy cerca de un ecosistema. de redes de comunicación óptica (por ejemplo, redes empresariales, redes de proveedores de nube, redes de proveedores de tránsito IP, redes de proveedores de servicios de Internet y redes de operadores de telecomunicaciones, incluidas redes regionales, metropolitanas y de larga distancia). En consecuencia, la unidad DAS 100 en el centro o concentrador de datos puede configurarse para acceder selectivamente a uno o más tipos de redes de comunicaciones diferentes para detección acústica distribuida. Como se mencionó, en un ejemplo, la selección de una red empresarial proporciona la ventaja de una sección transversal de fibra óptica relativamente grande.
El conmutador óptico 500 está configurado para acoplar luz entre la unidad DAS 100 y cualquiera de las múltiples instalaciones de fibra óptica (502a, 502b, 502c, 502d y 502e). Las múltiples instalaciones de fibra óptica 502 abarcan juntas un área geográfica más grande que la que de otro modo abarcaría cualquiera de las instalaciones de fibra 502 sola. En una configuración, el conmutador óptico 500 multiplexa en el tiempo las múltiples instalaciones de fibra óptica. Por ejemplo, la transmisión de luz saliente y la recepción de luz reflejada se ciclan por medio de múltiples instalaciones de fibra óptica y se conmutan a una instalación siguiente a intervalos regulares.
En algunas circunstancias, diferentes instalaciones pueden detectar el mismo evento acústi
precisión espacial de la localización del evento acústico. Por ejemplo, un evento acústico puede ser detectado por ambas instalaciones 502b y 502c pero no por las instalaciones 502a, 502d y 502e. Dicha detección indica que el suceso correspondiente está ubicado en una región geográfica entre 502b y 502c. Si solo se interrogó la instalación 502b, la detección podría presentar una incertidumbre en cuanto a dónde (por ejemplo, entre las instalaciones 502a y 502b o entre las instalaciones 502b y 502c) se encuentra el suceso. Si el evento acústico genera ondas sísmicas, las ondas pueden propagarse a través de múltiples cables. En este caso, el epicentro se puede triangular basándose en una medición de la dirección de propagación y cálculos del tiempo de vuelo. Ahora que se describen las disposiciones de la presente divulgación, debería ser evidente para el experto en la técnica que las disposiciones descritas tienen las siguientes ventajas:
• Se evita el gasto de implementar una fibra óptica dedicada para la detección acústica distribuida.
• La capacidad de medir un activo o evento acústico en una ubicación particular en la que de otro modo no sería posible ubicar un sistema de sensores dedicado, ya que el bien inmueble o el terreno es propiedad de otra parte.
• Los pasos de calibración adaptan una instalación existente a características imperfectas o no ideales que de otro modo estarían ausentes en el despliegue de fibra óptica dedicada.
• Cuando se utiliza conmutación, el sistema se puede escalar fácilmente para ampliar el área geográfica de interés o la longitud total del cable a monitorizar. Además, la conmutación puede aumentar la precisión espacial de localizar un suceso fuera del cable.
Claims (12)
1. Un procedimiento de detección acústica distribuida, que incluye:
seleccionar una instalación de cable de fibra óptica existente que tiene un trayecto que se extiende a través de un área geográfica seleccionada, la instalación de cable de fibra óptica incluye un haz de fibras ópticas y forma parte de una red de comunicaciones de fibra óptica establecida y dedicada, el haz de fibras ópticas incluye una fibra (105) que está no está iluminada para la comunicación o que incluye canales de tiempo o longitud de onda que no se utilizan para la comunicación;
determinar características asociadas con la fibra óptica (105), incluyendo:
calibrar geoespacialmente la fibra óptica (105) para mapear entre una o más posiciones a lo largo de la fibra óptica (105) y una o más ubicaciones correspondientes en el área geográfica;
calibrar acústicamente la fibra óptica (105) para reducir el impacto de la interferencia acústica,
calibrar físicamente la fibra óptica (105), en el que el paso de calibrar físicamente incluye obtener propiedades del núcleo y/o propiedades de atenuación de la fibra óptica,
en el que las propiedades del núcleo incluyen el diámetro del núcleo y/o la apertura numérica, y
las propiedades de atenuación incluyen pérdida de propagación, fallos existentes y/o puntos empalmados, y
calibrar acústica y/o sísmicamente medios variables ubicados entre una fuente de perturbación y la fibra óptica (105) determinando las funciones de transferencia que genera este medio para que se pueda determinar al menos una de entre la posición espacial, la cinética y las frecuencias de la fuente de la perturbación, teniendo en cuenta las variaciones en la impedancia acústica y/o sísmica de los medios,
utilizar la fibra óptica (105) para detección acústica distribuida, incluyendo:
transmitir luz saliente (106) en la fibra óptica (105);
recibir luz reflejada (110) retrodispersada a lo largo de la fibra óptica (105), incluyendo la luz reflejada (110) fluctuaciones (116) con el tiempo; y
en base a las fluctuaciones (116) y las características determinadas, generar una señal de alerta representativa de un evento acústico, incluyendo clasificar la señal de alerta en una o más clases de alertas en base a firmas acústicas de las fluctuaciones (116).
2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la red de comunicaciones de fibra óptica es una red de área urbana o metropolitana establecida.
3. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en el que la red de comunicaciones de fibra óptica es una red empresarial que incluye una pluralidad de centros de datos interconectados mediante instalaciones de fibra óptica.
4. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el paso de calibración geoespacial incluye generar una señal de calibración acústica en o adyacente a una o más posiciones a lo largo de la fibra óptica (105), determinando y registrando las ubicaciones geoespaciales de las posiciones en términos de coordenadas geográficas en la superficie de la tierra, detectando las fluctuaciones correspondientes (116) en una o más ubicaciones en el área geográfica en la luz reflejada recibida (110) retrodispersada a lo largo de la fibra óptica (105), y determinando la longitud del trayecto de la fibra óptica (105). correspondiente a una o más ubicaciones geoespaciales.
5. El procedimiento de la reivindicación 4, en el que el paso de calibración geoespacial comprende correlacionar la longitud de la trayectoria de la fibra óptica (105) con las coordenadas geográficas de una o más ubicaciones para generar una tabla de consulta que correlaciona la longitud de la trayectoria óptica con las coordenadas geográficas.
6. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el paso de generación de alerta incluye determinar una ubicación de ocurrencia de un incidente en el área geográfica basándose en una fluctuación correspondiente (116) detectada basándose en el mapeo.
7. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el paso de calibración acústica incluye aplicar un filtro espectral a las fluctuaciones (116) para pasar o rechazar la interferencia acústica.
8. El procedimiento de la reivindicación 7, en el que el área geográfica seleccionada incluye múltiples zonas correspondientes a múltiples secciones de la fibra óptica (105), y en el que el paso de aplicación del filtro espectral incluye aplicar el filtro espectral con características de paso de banda o rechazo de banda basadas en una de las múltiples zonas de las secciones correspondientes.
9. El procedimiento de la reivindicación 8, en el que el paso de aplicación del filtro espectral incluye aplicar el filtro espectral con características de paso de banda o rechazo de banda basadas en la hora de un día y/o el día de una semana.
10. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el área geográfica seleccionada incluye múltiples zonas correspondientes a múltiples secciones de la fibra óptica (105), estando asociada cada zona o sección correspondiente con la generación de una o más clases seleccionadas de alertas, o no- generación de una o más clases de alertas excluidas.
11. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que incluye además:
conmutar la transmisión de la luz saliente (106) y la recepción de la luz reflejada (110) a otro canal no utilizado o fibra óptica no iluminada para comunicación, estando la otra fibra óptica en otro haz de fibras ópticas en otra instalación de cable de fibra óptica seleccionada que tiene otro trayecto que se extiende a través de otra área geográfica seleccionada, incluyendo opcionalmente el paso de conmutación la multiplexación en el tiempo de la transmisión de la luz saliente (106) y la recepción de la luz reflejada (110) a múltiples instalaciones de cable de fibra óptica.
12. El procedimiento de la reivindicación 1, que incluye además el paso de empalme en derivación para evitar la infraestructura de conexión, en el que la infraestructura de conexión incluye uno o más paneles de transferencia de fibra, FTP (314a, 314b) o paneles de conexión.
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