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基于光纖拉曼散射效應的光纜識別定位方法及設備的制作方法
【專利摘要】一種基于光纖拉曼散射效應的光纜識別定位方法及設備。本發明利用光纖拉曼散射效應實現光纜識別和定位。識別定位設備包括：光纜識別定位儀主機110，其與待識別光纜150中某光纜140近端的某根光纖120相連接；帶狀或環狀加熱裝置130，其對待識別光纜150中某光纜140遠端的某處或多處位置包裹加熱。由于溫度場對光纖中的背向拉曼散射光強（斯托克斯光與反斯托克斯光）進行調制，利用光纜識別定位儀主機110對背向拉曼散射光強進行檢測并處理，解調待識別某光纜140鏈路加熱位置及強度分布，若能檢測到加熱的溫度場，則實現對待識別某光纜140識別和加熱位置定位。本發明具有信噪比高、測量范圍大、無損等優點，適于多種場合的光纜識別及定位。
【專利說明】基于光纖拉曼散射效應的光纜識別定位方法及設備
【技術領域】
[0001]本發明屬于光纖傳感領域，特別涉及一種新型光纜識別定位方法及設備。
【背景技術】
[0002]當前，光纜已成為世界范圍內通信網的主要傳輸工具，成為信息高速路的基石。隨著城市建設及地鐵隧道等工程的日益增長，光纜網被挖斷裂時常發生。大容量傳輸光纜一旦發生故障，會給通信部門及人民群眾造成巨大損失和不便。然而在進行通信故障線路檢修時，由于光纜的標示牌脫落，同一路由上同時出現多條未標示光纜，搶修人員無法識別定位光纜，延誤光纜線路的及時搶修。
[0003]現有光纜普查儀的原理大都是基于光的干涉原理，其包括近端的識別儀及遠端的敲擊或諧波發生裝置。通過在目標光纜遠端鏈路上產生敲擊或諧振波時，光纜普查儀通過對敲擊信號進行分析，并通過波形變化、聲音等進行識別。在目標光纜遠端逐一輕輕敲擊光纜，普查儀內置系統可將敲擊信息轉換為音頻和視頻信號，在光纜近端的普查儀確定目標。現有光纜普查儀在使用時，存在很多問題，由于光纜堆放較為接近，當敲擊其中一根光纜時，其他光纜也會產生串擾，容易造成信號誤判；現有光纜普查儀由于利用光的干涉原理，在沒有形成回路的情況下，并不能實現遠端目標光纜的定位；當一根目標光纜在多處位置同時出現敲擊時，現有光纜普查儀是無法一一識別的。

【發明內容】

[0004]本發明的目的是解決現有光纜普查儀因串擾而容易造成信號誤判以及對多處位置同時出現敲擊時無法一一識別的問題，提供了一種基于光纖拉曼散射效應的新型光纜識別定位方法及設備。
[0005]發明原理
基于光纖拉曼散射效應的新型光纜識別定位儀可以對未標示或斷裂的待識別光纜進行識別并定位，其利用光纖拉曼散射原理，解決光纜識別和定位的問題。其原理是當激光在光纖中傳輸時會發生拉曼散射，拉曼散射光又分為斯托克斯光和反斯托克斯光。對光纜某位置加熱后，溫度場會對光纖中背向傳輸的拉曼散射光強度進行調制，其中反斯托克斯光強的變化幅度相對斯托克斯光強的幅度變化大很多。利用反斯托克斯光強與斯托克斯光強的關系可以解調加熱的溫度場信息，實現對光纖線路上溫度場的的分布式測量，實現對待識別目標光纜的識別；再利用背向拉曼散射光到達光電探測器的時間不同解調位置信息，實現對目標光纜加熱位置的定位。
[0006]技術方案
首先，本發明提供了一種基于光纖拉曼散射效應的光纜識別定位方法，該方法包括:將待識別光纜150中某光纜140近端的某根光纖120連接到光纜識別定位儀主機110，將待識別某光纜140遠端的一處或者多處位置采用帶狀或環狀加熱裝置130纏繞包裹；利用所述的加熱裝置130設定加熱溫度，調制光纜光纖中的背向拉曼散射光強；利用所述的光纜識別定位儀主機110檢測所述的背向拉曼散射光強并進行處理，解調待識別光纜鏈路上溫度場強度分布及位置信息，根據解調出來的溫度場分布信息，實現對待識別某光纜140的識別和加熱位置的定位。
[0007]其中所述的光纜識別定位儀主機110利用檢測攜帶溫度信息的背向拉曼散射光強實現對待識別某光纜140光纜線路溫度場分布解調和定位。
[0008]所述的帶狀或環狀加熱裝置130對待識別光纜150中某光纜140纏繞包裹的長度是0.5-10m ;可設定20-200°C范圍加熱；并對外表面絕熱。
[0009]該方法可實現對待識別光纜150中某光纜140線路上50km范圍內的任意位置溫度場的識別和定位；利用拉曼散射效應對待識別某光纜140識別的同時也可對加熱位置進行定位；可對待識別某光纜140的多處加熱位置同時識別和定位。
[0010]
其次，本發明提供了一種基于拉曼散射效應的光纜識別定位設備，包括與待識別光纜150的某光纜140近端的其中某根光纖120連接的光纜識別定位儀主機110，待識別某光纜140遠端的一處或者多處位置纏繞的帶狀或環狀加熱裝置130。加熱裝置130對待識別某光纜進行加熱，溫度場對光纖中的背向拉曼散射光強進行調制，光纜識別定位儀110主機檢測拉曼散射光強解調待識別光纜鏈路溫度場強度分布。
[0011]其中所述的光纜識別定位儀主機110結構包括:光源，波分復用器WDM，光電探測器及信號處理單元。所述的波分復用器WDM的1550nm端口與光源用光纖相連接，com端口與待識別某光纜140中某光纖120相連接；1450nm和1663nm端口分別與光電探測器用光纖相連接，光電探測器將轉換的電信號傳輸給信號處理單元進行解調。
[0012]所述的帶狀或環狀加熱裝置130對待識別某光纜140纏繞包裹的長度是0.5-10m ；加熱溫度范圍為20-200°C可控；帶狀或環狀加熱裝置130對外絕熱，不會對其他待識別光纜產生干擾。
[0013]
本發明的優點和積極效果:
利用帶狀或環狀加熱器纏繞光纜加熱，并且對外絕熱，不會對其他光纜的溫度進行干擾；基于光纖拉曼散射的原理，可對目標光纜的一處或多處位置同時加熱，光纜識別定位儀主機可以對目標光纜線路上所有的溫度分布情況進行解調和識別；可以對目標光纜的加熱位置進行定位；提高系統的信噪比，在復雜情況下可綜合識別和定位信息減少對目標光纜的誤判。
[0014]
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發明的光纜識別定位設備示意圖。
[0016]圖2是光纜識別定位儀主機檢測到待識別光纜500-700m及IOkm末端兩處位置加熱40°C的波形圖。
[0017]圖3是本發明的光纜識別定位方法過程示意圖。
[0018]【具體實施方式】
[0019]為能進一步了解本發明的技術內容、特點及功效，配合參照附圖1、圖2和圖3，茲列舉實例并詳細說明如下:
實施例1:一種基于光纖拉曼散射原理的新型光纜識別定位設備如圖1所示，該設備包括:與待識別光纜150中的某光纜140近端中的某根光纖120相連接的光纜識別定位儀主機110。待識別光纜150種某光纜140遠端任選兩處位置包帶狀或環狀加熱裝置130。
[0020]其中光纜識別定位儀主機包括:光源、波分復用器WDM、光電探測器及信號處理單元。WDM的1550nm端口與光源用光纖相連接；com端口與光纖120相連接；1450nm和1663nm端口與分別與光電探測器用光纖相連接,光電探測器將轉換的電信號傳輸給信號處理單元進行解調。
[0021]其中帶狀加熱裝置130對待識別某光纜140遠端任選的兩處位置進行加熱溫度范圍為2(T200°C可控。
[0022]在對待識別光纜140加熱后，溫度場會對光纖120中的背向拉曼散射光強(斯托克斯光與反斯托克斯光)進行調制，利用光纜識別定位儀主機110對背向拉曼散射光強進行檢測并處理，得到待識別某光纜140線路加熱溫度場強度分布及加熱位置信息，若能在待識別光纜上檢測到溫度場的調制并定位其加熱位置，則實現對待識別目標光纜的識別，并定位出溫度場調制的位置信息。
[0023]如圖2所示為本實施例中光纜定位識別儀主機110檢測到待識別某光纜140遠端兩處溫度場信息的波形示意圖。根據波形圖可知在待識別目標光纜的遠端500-700m，10000m附近有溫度場，溫度大約為40°C，由此可以識別在這兩處加熱的待識別光纜即為目標光纜，并且定位出了兩處溫度場的位置信息。
[0024]實施例2、一種基于散射效應的新型光纜識別定位方法
如圖3所示為本發明方法的過程示意圖，所涉及的設備如圖3所示，具體方法包括:將待識別光纜150中某光纜140近端的某根光纖120連接到光纜識別定位儀主機110(步驟210)；
將帶狀或環狀加熱裝置130包裹在待識別某光纜140遠端的一處或者多處位置(步驟220)，包裹長度為0.5-10m ；
利用帶狀或環狀加熱裝置130對待識別光纜包裹處加熱，溫度范圍為20-20(TC (步驟230)；
光纜識別定位儀主機110解調待識別某光纜140線路上溫度場的強度及分布波形圖(步驟240)；
在光纜識別定位儀主機110顯示的目標光纜線路溫度場分布上判斷是否有溫度場調制，并定位溫度場調制位置(步驟250)；
若沒有在波形圖上判斷出溫度場強度及溫度場位置信息，則從待識別光纜150中選擇的另一根光纜從步驟220重新開始；
若在波形圖上能夠判斷出如圖2所示的溫度場強度及溫度場位置信息，則完成對待識別目標光纜140的識別和定位，(步驟260)；
盡管本發明依照優選實施方式描述，但是存在符合本發明范圍內的改變、置換和各種替代等同物。這里提供的示例僅是說明性的，而不是對本發明的限制。
【權利要求】
1.一種基于光纖拉曼散射效應的光纜識別定位方法，其特征是:將待識別光纜(150)中某光纜(140)近端的某根光纖(120)連接到光纜識別定位儀主機(110)，將待識別某光纜(140)遠端的一處或者多處位置采用帶狀或環狀加熱裝置(130)纏繞包裹；利用所述的加熱裝置(130)設定加熱溫度，調制光纜光纖中的背向拉曼散射光強；利用所述的光纜識別定位儀主機(110)檢測所述的背向拉曼散射光強并進行處理，解調待識別光纜鏈路上溫度場強度分布，實現對待識別某光纜(140)的識別和加熱位置的定位。
2.根據權利要求1所述的光纜識別定位方法，其特征在于光纜識別定位儀主機(110)利用檢測攜帶溫度信息的背向拉曼散射光強實現對待識別某光纜(140)光纜線路溫度場分布解調和定位。
3.根據權利要求1所述的光纜識別定位方法，其特征在于所述的帶狀或環狀加熱裝置(130)對待識別光纜(150)中某光纜(140)纏繞包裹的長度是0.5-10m。
4.根據權利要求3所述的光纜識別定位方法，其特征在于所述的帶狀或環狀加熱裝置(130)并可設定20-200°C范圍加熱；外表面絕熱。
5.根據權利要求1所述的光纜識別定位方法，其特征在于:該方法可實現對待識別光纜(150)線路50km范圍內的任意位置溫度場的識別和定位；利用拉曼散射效應實現對待識別某光纜(140)識別的同時也可對加熱位置進行定位；能夠對待識別某光纜(140)的多處加熱位置同時識別和定位。
6.一種基于拉曼散射效應的光纜識別定位設備，其特征包括與待識別光纜(150)中某光纜(140)近端的其中一根光纖(120)連接的光纜識別定位儀主機(110)，待識別某光纜(140)遠端的一處或者多處位置纏繞的帶狀或環狀加熱裝置(130);加熱裝置(130)對待識別某光纜進行加熱，溫度場對光纖中的背向拉曼散射光強進行調制，光纜識別定位儀(110)主機檢測拉曼散射光強解調待識別光纜鏈路溫度場強度分布。
7.根據權利要求6所述的光纜識別定位設備，其特征在于光纜識別定位儀主機(110)結構包括:光源，波分復用器WDM，光電探測器及信號處理單元；所述的波分復用器WDM的1550nm端口與光源用光纖相連接，com端口與待識別某光纜(140)中的某光纖(120)相連接；1450nm和1663nm端口分別與光電探測器用光纖相連接，光電探測器將轉換的電信號傳輸給信號處理單元進行解調。
8.根據權利要求6所述的光纜識別定位設備，其特征在于所述的帶狀或環狀加熱裝置(130)對待識別某光纜(140)纏繞包裹的長度是0.5-10m。
9.根據權利要求8所述的光纜識別定位設備，其特征在于所述的帶狀或環狀加熱裝置(130)加熱溫度范圍為20-200°C可控；帶狀或環狀加熱裝置(130)對外絕熱，不會對其他待識別光纜產生干擾。
【文檔編號】G01M11/00GK103868673SQ201410094222
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月14日 優先權日:2014年3月14日
【發明者】劉波, 劉海鋒, 王虎, 張寧 申請人:南開大學