利用FBG解调仪检测光缆状态的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种利用FBG解调仪检测光缆状态的方法及系统，该方法用于FBG检测系统中，所述系统包括光源、分束器、探测器、第一光开关、第二光开关、耦合器、FBG解调仪、光纤光栅、光缆及中央控制器，所述光纤光栅设置在光缆中，所述方法包括：所述中央控制器控制第一光开关、第二光开关打开的时间延时Δt，对光源的脉宽进行控制；针对所述脉宽，按照一固定的时间周期T进行扫描，在每个时间周期T中，所述FBG解调仪接收一次光能量；并且依据所述扫描，形成光能量沿着光纤的分布图；依据所述分布图，判断光缆的状态。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种利用FBG解调仪检测光缆状态的方法及系统，该方法用于FBG检测系统中，所述系统包括光源、分束器、探测器、第一光开关、第二光开关、耦合器、FBG解调仪、光纤光栅、光缆及中央控制器，所述光纤光栅设置在光缆中，所述方法包括：所述中央控制器控制第一光开关、第二光开关打开的时间延时Δt，对光源的脉宽进行控制；针对所述脉宽，按照一固定的时间周期T进行扫描，在每个时间周期T中，所述FBG解调仪接收一次光能量；并且依据所述扫描，形成光能量沿着光纤的分布图；依据所述分布图，判断光缆的状态。【专利说明】利用FBG解调仪检测光缆状态的方法及系统
本专利技术涉及利用FBG解调仪检测光缆状态的方法，所述状态包括光缆衰耗故障、光 缆末端、光缆中断、光缆衰减等，属于光纤故障诊断技术邻域和FBG传感器领域，用于光纤通 信故障诊断，尤其适用于大规模光纤传感器网络的诊断中。
技术介绍
近年来，FBG(光纤光栅)传感器大量使用于各测温、测压等环境，FBG传感器数据传 输需要光纤作为传输通道，但是当连接FBG传感器的光纤中断或者衰耗时就需要OTDR进行 测试，这就增加了传感器系统的成本和工序。 例如在现有技术中，对于PON网络，进行监控时一般都采用融入OTDR的集中式监控 方式，将OTDR设置在局方光线路OLT处，通过瑞利反射和菲涅尔反射来监控各分支链路状 况，对出现的中断或者故障进行监测，而这种方式中往往通过分光器处理测试信号，为降低 衰减，必须增大OTDR的动态范围，增加了OTDR成本，同时增加了盲区大小，并且随着监控的 支路的数量增加，OTDR无法有效应对测试得到的曲线相互叠加引起的检测误差。 在例如申请号为CN201410776821.4的专利申请中，其对光网络的测试仍然采用 OTDR结合波峰检测的方式，对光网络中的点进行测试;又如在申请号为CN201310170697.2 的专利申请中，其采用OTDR本次检测信号反射峰与以往测试信号的反射峰进行对比，获知 发生变化的反射峰，从而实现故障或中断定位。上述方法中，均是通过OTDR以及与OTDR配合 使用的复杂外部设备，通过寻峰等算法，实现对故障点或中断点的检测，其设备应用成本 高，系统运维难度大，且检测效果一般，对于复杂网络，尤其复杂的FBG传感器网络，效果欠 佳。 如果能够直接采用FBG解调仪进行光缆中断和衰耗等状态检测将拓展FBG解调仪 的功能，就能够有效降低传感器系统的成本。
技术实现思路
为解决上述现有技术中存在的技术问题，本专利技术提出了一种直接采用FBG解调仪 实现对光纤光栅传感器网络进行中断或故障定位的方法，避免了 OTDR设备及其辅助设备的 使用，有效降低了系统成本。 需要指出的是，本专利技术说明书中记载的公式，其中所涉及到的特定参数的表示形 式，并不作为本专利技术保护范围的限定，所有将上述参数表述形式以及算式的简单替换表示 方式或常规推演，均应视为不超出本专利技术给出的算法思想的范围，均应视为落入本专利技术的 保护范围之内。 具体而言，本专利技术提供了一种利用FBG解调仪检测光缆终端和衰耗故障的方法，该 方法用于FBG检测系统中，所述系统包括光源、分束器、探测器、第一光开关、第二光开关、耦 合器、FBG解调仪、光纤光栅、光缆及中央控制器，所述光纤光栅设置在光缆中，其特征在于， 所述检测方法包括： 所述中央控制器控制第一光开关、第二光开关打开的时间延时At，对光源的脉宽 进tx控制； 针对所述脉宽，按照一固定的时间周期T进行扫描，在每个时间周期T中，所述FBG 解调仪接收一次光能量;并且依据所述扫描，形成光能量沿着光纤的分布图； 依据所述分布图，判断光缆的状态，所述状态包括光缆衰耗故障、光缆末端、光缆 中断、光缆衰减等。 优选地，当延时△ t对应的光能量出现陡降，则判断该延时△ t对应的光缆位置为 光缆的末端;也即，一个延时At所对应的接收到的可检测光能量出现明显的下降，则可以 判断为该At对应的所检测的光缆位置，即为一段连续光缆的末端;这一陡降，可以是通过 针对不同的光缆的性质而给出的一经验判断，或者一经验阈值，这是可以依据经验数据进 行常规设定的，例如对连线斜率的判定等方式，而陡降往往比普通衰耗所表现出来的能连 变化要剧烈的多； 如果该延时△ t对应的光缆位置的末端，小于该光缆原有的末端长度，则判断该末 端为光缆的中断位置。 优选地，当测得延时Δ t对应的光能量Et小于该光缆以前标定过的光能量值Ec^lJ 判断为该延时A t对应的光缆位置在本次测试中出现衰耗。 优选地，所述探测器检测来自所述分束器的一部分光，以对光源的光能量特性进 行检测，并将检测结果信号反馈给光源，以对光源形成闭环控制。 优选地，所述FBG解调仪处接受到的测试点反射的光能量的时间延时为：共中，汲长为λ.光的折射率，△ t为时间延时，每间隔Δ t测试一次，则相 当于在光缆中分布了η个测试点，测试点之间的距离为L，则测试点的位置为= Z1=IUCo为光 在真空中传播的速率。优选地，第i个测试点的反射功率为：[0021； 其中，Zi为第i个测试点位置，r(z, Ag)为反射系数，a(x, λ)为正向传播单位长度的 损耗系数，Ηζ，λ)是反射系数，(1(Χ，λ)是背向散射光单位长度衰减系数，这三个参量都是和 波长有关的参量，P(Xg)为入射光在波长Ag处的功率，Pi(Zi ,Ag)为第i个测试点在波长为Ag处 的反射功率。本专利技术还公开了一种利用FBG解调仪检测光缆状态的系统，所述系统包括光源、分 束器、探测器、第一光开关、第二光开关、耦合器、FBG解调仪、光纤光栅、光缆及中央控制器， 所述光纤光栅设置在光缆中，其特征在于:所述中央控制器与第一光开关、第二光开关相 连，第一光开关、第二光开关分别连接耦合器;所述FBG解调仪与第二光开关相连;光源可以 具体采用宽带光源，其与分束器相连，分束器分别与探测器和第一光开关相连，探测器将探 测结果反馈给光源;耦合器与待测光缆相连。 优选地，所述第一光开关、第二光开关对光源的脉冲进行控制;所述FBG解调仪接 收并解调反射光，并依据所述反射光参数判断光缆状态。 优选地，所述光纤光栅设置在光缆中，或者通过额外设备，将光纤光栅与光缆相 连，只要能够使得在光缆中检测到该光纤光栅即可。 优选地，所述状态包括光缆衰耗故障、光缆末端、光缆中断、光缆衰减等。 本专利技术的上述技术方案的有益效果如下：由于采用了上述技术方案，与现有技术 相比，本专利技术在满足光通信正常运行的情况下实现利用FBG解调仪测试光缆中断和衰耗故 障，且构简单，成本低廉，使用效果好。【附图说明】 图1为本专利技术一具体实施例的结构示意图；图2为检测的光能量沿着光纤长度的分布式示意图。【具体实施方式】 为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具 体实施例进行详细描述。本领域技术人员应当知晓，下述具体实施例或【具体实施方式】，是本 专利技术为进一步解释具体的
技术实现思路
而列举的一系列优化的设置方式，而该些设置方式之间 均是可以相互结合或者相互关联使用的，除非在本专利技术明确提出了其中某些或某一具体实 施例或实施方式无法与其他的实施例或实施方式进行关联设置或共同使用。同时，下述的 具体实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用FBG解调仪检测光缆状态的方法，该方法用于FBG检测系统中，所述系统包括光源、分束器、探测器、第一光开关、第二光开关、耦合器、FBG解调仪、光纤光栅、光缆及中央控制器，所述光纤光栅设置在光缆中，其特征在于，所述方法包括：所述中央控制器控制第一光开关、第二光开关打开的时间延时Δt，对光源的脉宽进行控制；针对所述脉宽，按照一固定的时间周期T进行扫描，在每个时间周期T中，所述FBG解调仪接收一次光能量；并且依据所述扫描，形成光能量沿着光纤的分布图；依据所述分布图，判断光缆的状态。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：毛志松，白金刚，薛鹏，朱惠君，
申请(专利权)人：北京中科光讯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11