一种埋地光缆故障地面定位仪及定位方法技术

技术编号:19969608 阅读:26 留言:0更新日期:2019-01-03 15:46
本发明专利技术属于光缆故障点定位技术领域,涉及一种埋地光缆故障地面定位仪及定位方法。所述定位仪包括超窄线宽激光器、分布式反馈激光器、可调衰减器、光开关、声光调制器、掺铒光纤放大器、环形器、波分复用器、拉曼放大器、雪崩光电二极管、采集卡、驱动器、计算机。本发明专利技术能够精确定位到指定光缆故障位置,有效减少找寻光缆故障点位置过程中所需要消耗的财力物力;对OTDR与ФOTDR的光路进行充分整合,通过不同模式下器件所用参数不同来达到以相同的器件来同时实现两种功能。

A Ground Locator for Buried Optical Cable Fault and Its Location Method

The invention belongs to the technical field of optical cable fault location, and relates to a ground locator for buried optical cable fault and a locating method. The positioner includes ultra-narrow linewidth laser, distributed feedback laser, adjustable attenuator, optical switch, acoustooptic modulator, erbium-doped fiber amplifier, ring, wavelength division multiplexer, Raman amplifier, avalanche photodiode, acquisition card, driver and computer. The invention can accurately locate the designated fault location of the optical cable, effectively reduce the financial and material resources needed in the process of finding the fault location of the optical cable, fully integrate the optical path of OTDR and OTDR, and achieve two functions simultaneously with the same device through different parameters of the device under different modes.

【技术实现步骤摘要】
一种埋地光缆故障地面定位仪及定位方法
本专利技术属于光缆故障点定位
,涉及一种埋地光缆故障地面定位仪及定位方法。
技术介绍
随着通信技术的发展,光纤通信网络线路日益复杂。而面对复杂的社会环境,加重了光缆维护的工作量,因此对埋地光缆的故障点进行更快速和更精确地检测成为需求。传统的光缆故障定位及查找常使用光时域反射计(OTDR)测量故障点长度及故障点位置。OTDR是通过对测量曲线的分析,了解光纤的均匀性、缺陷、断裂、接头耦合等若干性能的仪器。它利用光在光纤中传播时产生的后向散射光来获取衰减的信息,可用于测量光纤衰减、接头损耗、光纤故障点定位以及了解光纤沿长度的损耗分布情况等,是光缆施工、维护及监测中必不可少的工具。然而光缆在铺设过程中由于盘留、熔接、弯曲等不可控的因素往往导致故障点的实际位置与OTDR测出来的故障点的光缆长度有较大差距,在工程实践中定位光缆断点首先利用OTDR测量断点距离,通过该测量值到达相近的地点,挖洞找到光缆并再次利用OTDR继续进行测量直至找到光缆断点,该方法工作效率低,寻找断点过程中需要多次挖洞与更换地点,工作量巨大同时浪费了大量财力物力。相位敏感型光时域反射仪(ФOTDR)具有定位精确、数据处理简单等优点,适合大范围、长距离的实时监测。其原理是利用超窄线宽激光器作为入射光源,因此该系统的输出为瑞利散射光的相干干涉的结果。当振动导致光缆内光纤应变引起光纤中的光场相位产生变化,通过对相位的变化解调便可还原振动信号。因此ФOTDR可用于光缆的故障监测。
技术实现思路
本专利技术提供一种埋地光缆故障地面定位仪及定位方法,首先通过OTDR来确定距离故障点的光纤长度,通过该测量值到达相近的地点,然后切换成ФOTDR功能来获取整条光缆上的振动信息,在相近的地点通过使用锤子等工具振动地面使用ФOTDR功能监测出振动点;通过比较OTDR监测出的故障点和ФOTDR监测出的振动点可以得知故障点与振动地点的距离;向故障点的方向移动,重复振动地面直到监测出的故障点与振动点位置重合,即为故障点的实际位置。为了实现上述方法,本专利技术提供一种埋地光缆故障地面定位仪,包括超窄线宽激光器101、分布式反馈激光器(DFB)102、可调衰减器103、光开关104、声光调制器105、掺铒光纤放大器(EDFA)106、环形器107、波分复用器108、拉曼放大器109、雪崩光电二极管(APD)110、采集卡111、驱动器112、计算机113。所述超窄线宽激光器101的输出端口211连接到所述可调衰减器103的输入端口231,所述可调衰减器103的输出端口232连接到所述光开关104的第一输入端口241,所述分布式反馈激光器(DFB)102的输出端口221连接到所述光开关104的第二输入端口242,所述光开关104的输出端口243连接到所述声光调制器105的输入端口251,所述声光调制器105的输出端口252连接到所述掺铒光纤放大器(EDFA)106输入端口261,所述掺铒光纤放大器(EDFA)106的输出端口262连接到所述环形器107的输入端口271,所述环形器107的第一输出端口272连接到所述波分复用器108的透射端口(PassPort)281,所述波分复用器108的公共端口(CommonPort)282连接到外部待测光缆,所述拉曼放大器109的输出端口291连接到所述波分复用器108的反射端口(ReflectionPort)283,所述环形器107的第二输出端口273连接到所述雪崩光电二极管(APD)110的入射端口301,所述雪崩光电二极管(APD)110的输出端口302连接到所述采集卡111的入射端口311,所述采集卡111的网络输出端口312连接到所述计算机113的网络输入端口311,所述采集卡111的触发输出端口302连接到所述驱动器112的入射端口321,所述驱动器112的输出端口322连接到所述声光调制器105的调制信号端口253。所述驱动器112为所述声光调制器105的标准声光调制器驱动。本专利技术还提供一种采用如上所述装置对埋地光缆故障点进行定位的方法,包括以下步骤:S1通过装置的OTDR功能监测整条光缆上的光衰减以确定距离故障点的光纤长度,OTDR功能的具体实施过程如下:S1.1:分布式反馈激光器(DFB)102发射激光到光开关104;S1.2:切换光开关104至分布式反馈激光器(DFB)102输出端,光开关104输出分布式反馈激光器(DFB)102的激光至声光调制器105;S1.3:采集卡111发送200ns的脉冲宽度的脉冲信号给驱动器112;S1.4:驱动器112发送驱动信号给声光调制器105;S1.5:声光调制器105将激光调制成脉冲光输出给掺铒光纤放大器(EDFA)106;S1.6:掺铒光纤放大器(EDFA)106将脉冲光放大输出给环形器107的输入端口271;S1.7:脉冲光从环形器107的第一输出端口272输出到波分复用器108的透射端口(PassPort)281;S1.8:拉曼放大器109输出激光到波分复用器108的反射端口(ReflectionPort)283;S1.9:波分复用器108复用环形器输出的脉冲光和拉曼放大器109的输出激光后将光输出到待测光缆中;S1.10:由于激光的瑞利散射原理,待测光缆会有背向散射光返回,返回的背向散射光经过波分复用器108传输到环形器107的第一输出端口272;S1.11:返回的背向散射光从环形器107的第二输出端口273输出到雪崩光电二极管(APD)110;S1.12:雪崩光电二极管(APD)110将光信号转化为电信号输出给采集卡111;S1.13:采集卡111对电信号的数据进行平均运算后通过网络端口传输给计算机113;S1.14:计算机113对S1.13输出的数据进行差分运算后取最大值,计算机113记录下该最大值所对应的长度值,该值为定位仪与光缆故障点之间光缆的长度。S2通过ФOTDR功能来获取整条待测光缆的振动信息,ФOTDR功能的具体实施过程如下:S2.1:超窄线宽激光器101发射激光到可调衰减器103,可调衰减器103将光衰减后输出到光开关104;S2.2:切换光开关104至超窄线宽激光器101输出端,光开关104输出超窄线宽激光器101的激光至声光调制器105;S2.3:采集卡111发送200ns的脉冲宽度的脉冲信号给驱动器112;S2.4:驱动器112发送驱动信号给声光调制器105;S2.5:声光调制器105将激光调制成脉冲光输出给掺铒光纤放大器(EDFA)106;S2.6:掺铒光纤放大器(EDFA)106将脉冲光放大输出给环形器107的输入端口271;S2.7:脉冲光从环形器107的第一输出端口272输出到波分复用器108的透射端口(PassPort)281;S2.8:拉曼放大器109输出激光到波分复用器108的反射端口(ReflectionPort)283;S2.9:波分复用器108复用环形器107输出的脉冲光和拉曼放大器109的输出激光后将光输出到待测光缆中;S2.10:光缆的返回光经过波分复用器108传输到环形器107的第一输出端口272;S2.11:由于激光的瑞利散射原理,待测光缆会有背向散射光返回,与OTDR不同的是由于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种埋地光缆故障地面定位仪,其特征在于:包括超窄线宽激光器(101)、分布式反馈激光器(102)、可调衰减器(103)、光开关(104)、声光调制器(105)、掺铒光纤放大器(106)、环形器(107)、波分复用器(108)、拉曼放大器(109)、雪崩光电二极管(110)、采集卡(111)、驱动器(112)、计算机(113);所述超窄线宽激光器(101)的输出端口(211)连接到所述可调衰减器(103)的输入端口(231),所述可调衰减器(103)的输出端口(232)连接到所述光开关(104)的第一输入端口(241),所述分布式反馈激光器(102)的输出端口(221)连接到所述光开关(104)的第二输入端口(242),所述光开关(104)的输出端口(243)连接到所述声光调制器(105)的输入端口(251),所述声光调制器(105)的输出端口(252)连接到所述掺铒光纤放大器(106)输入端口(261),所述掺铒光纤放大器(106)的输出端口(262)连接到所述环形器(107)的输入端口(271),所述环形器(107)的第一输出端口(272)连接到所述波分复用器(108)的透射端口(281),所述波分复用器(108)的公共端口(282)连接到外部待测光缆,所述拉曼放大器(109)的输出端口(291)连接到所述波分复用器(108)的反射端口(283),所述环形器(107)的第二输出端口(273)连接到所述雪崩光电二极管(110)的入射端口(301),所述雪崩光电二极管(110)的输出端口(302)连接到所述采集卡(111)的入射端口(311),所述采集卡(111)的网络输出端口(312)连接到所述计算机(113)的网络输入端口(311),所述采集卡(111)的触发输出端口(302)连接到所述驱动器(112)的入射端口(321),所述驱动器(112)的输出端口(322)连接到所述声光调制器(105)的调制信号端口(253)。...

【技术特征摘要】
1.一种埋地光缆故障地面定位仪,其特征在于:包括超窄线宽激光器(101)、分布式反馈激光器(102)、可调衰减器(103)、光开关(104)、声光调制器(105)、掺铒光纤放大器(106)、环形器(107)、波分复用器(108)、拉曼放大器(109)、雪崩光电二极管(110)、采集卡(111)、驱动器(112)、计算机(113);所述超窄线宽激光器(101)的输出端口(211)连接到所述可调衰减器(103)的输入端口(231),所述可调衰减器(103)的输出端口(232)连接到所述光开关(104)的第一输入端口(241),所述分布式反馈激光器(102)的输出端口(221)连接到所述光开关(104)的第二输入端口(242),所述光开关(104)的输出端口(243)连接到所述声光调制器(105)的输入端口(251),所述声光调制器(105)的输出端口(252)连接到所述掺铒光纤放大器(106)输入端口(261),所述掺铒光纤放大器(106)的输出端口(262)连接到所述环形器(107)的输入端口(271),所述环形器(107)的第一输出端口(272)连接到所述波分复用器(108)的透射端口(281),所述波分复用器(108)的公共端口(282)连接到外部待测光缆,所述拉曼放大器(109)的输出端口(291)连接到所述波分复用器(108)的反射端口(283),所述环形器(107)的第二输出端口(273)连接到所述雪崩光电二极管(110)的入射端口(301),所述雪崩光电二极管(110)的输出端口(302)连接到所述采集卡(111)的入射端口(311),所述采集卡(111)的网络输出端口(312)连接到所述计算机(113)的网络输入端口(311),所述采集卡(111)的触发输出端口(302)连接到所述驱动器(112)的入射端口(321),所述驱动器(112)的输出端口(322)连接到所述声光调制器(105)的调制信号端口(253)。2.根据权利要求1所述埋地光缆故障地面定位仪,其特征在于:所述驱动器(112)为所述声光调制器(105)的标准声光调制器驱动。3.一种采用如权利要求1所述装置对埋地光缆故障点进行定位的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:S1通过装置的OTDR功能监测整条光缆上的光衰减以确定距离故障点的光纤长度,OTDR功能的具体实施过程如下:S1.1:分布式反馈激光器(102)发射激光到光开关(104);S1.2:切换光开关(104)至分布式反馈激光器(102)输出端,光开关(104)输出分布式反馈激光器(102)的激光至声光调制器(105);S1.3:采集卡(111)发送200ns的脉冲宽度的脉冲信号给驱动器(112);S1.4:驱动器(112)发送驱动信号给声光调制器(105);S1.5:声光调制器(105)将激光调制成脉冲光输出给掺铒光纤放大器(106);S1.6:掺铒光纤放大器(106)将脉冲光放大输出给环形器(107)的输入端口(271);S1.7:脉冲光从环形器(107)的第一输出端口(272)输出到波分复用器(108)的透射端口(281);S1.8:拉曼放大器(109)输出激光到波分复用器(108)的反射端口(283);S1.9:波分复用器(108)复用环形器输出的脉冲光和拉曼放大器(109)的输出激光后将光输出到待测光缆中;S1.10:由于激光的瑞利散射原理,待测光缆会有背向散射光返回,返...

【专利技术属性】
技术研发人员:曾谷丰倪明陈宇中张学亮向俊贺一珉杨杉
申请(专利权)人:昆仑杰信北京科技有限责任公司
类型:发明
国别省市:北京,11

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