一种基于水下采样的有中继海底光缆扰动监测系统技术方案

本实用新型专利技术为一种基于水下采样的有中继海底光缆扰动监测系统，线性调频的探测光信号经下行中继放大器、光纤干涉仪连接本中继段的下行传输光纤。探测光信号在各中继段下行传输光纤产生的后向瑞利散射信号在光纤干涉仪与本地光信号相干，光纤干涉仪输出该中继段海底光缆光纤的扰动监测信号，接入此中继段的采样模块，所得此段扰动监测信号的数字光信号分别占用不同的DWDM波长，通过复用设备复用进入上行传输光纤和/或下行传输光纤，传输至岸基解调设备，解调扰动监测信号，预警各段海底光缆安全状态。本方案基于OFDR技术，实现1000km以上的长跨距有中继海底光缆跨中继的扰动监测。

A disturbance monitoring system of submarine optical cable with relay based on underwater sampling

【技术实现步骤摘要】
一种基于水下采样的有中继海底光缆扰动监测系统
本技术涉及一种分布式光纤传感系统，具体涉及一种用于长跨距物理安全监测的有电中继海底光缆扰动监测系统。
技术介绍
海底光缆是铺设在海底的通信传输线缆，是国际互联网和其他水下光网络的重要组成部分。但是海底光缆很容易受损，如地震、船锚及渔网等均有可能破坏海底光缆，甚至还可能有人为破坏。目前有中继海底光缆的每一段都接有一个中继放大器，以补偿光信号在此段光纤上的传输损耗，将光信号放大至原有功率水平。此类有中继的海底光缆一般采用COTDR(CoherentDetectionOTDR相干检测光时域反射计，OTDROpticalTimeDomainReflectometer，光时域反射仪)实现光纤链路的健康检测，具有检查整个光纤链路上各放大器的信号增益、光缆是否断裂以及对断点定位等功能。但COTDR不能实现类似φ-OTDR的光缆扰动监测功能，也就无法对破坏行为实时预警，无法为制止破坏行为提供技术保障。当前陆地上使用的光缆扰动监测技术，最大仅支持约100km的监测范围，双端检测也仅能达到200km。无法满足海本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于水下采样的有中继海底光缆扰动监测系统，包括探测光源、中继放大器、光纤干涉仪和解调设备，探测光源连接海底光缆探测光信号的下行传输光纤，所述下行传输光纤每一段先接一个中继放大器；两个中继放大器之间的光纤长度小于或等于100km，称为中继段；每个中继段下行传输光纤的中继放大器之后接有光纤干涉仪，然后与作为本段光纤干涉仪的探测臂的下行传输光纤连接；其特征在于：/n所述系统还包括采样模块和复用设备，探测光信号在某个中继段下行传输光纤产生的后向瑞利散射信号、与光纤干涉仪的本地光信号相干，产生该中继段海底光缆光纤的扰动监测信号，经本段滤波器接入此中继段的采样模块，采样模块对扰动监测信号采样后输出...

【技术特征摘要】
1.一种基于水下采样的有中继海底光缆扰动监测系统，包括探测光源、中继放大器、光纤干涉仪和解调设备，探测光源连接海底光缆探测光信号的下行传输光纤，所述下行传输光纤每一段先接一个中继放大器；两个中继放大器之间的光纤长度小于或等于100km，称为中继段；每个中继段下行传输光纤的中继放大器之后接有光纤干涉仪，然后与作为本段光纤干涉仪的探测臂的下行传输光纤连接；其特征在于：
所述系统还包括采样模块和复用设备，探测光信号在某个中继段下行传输光纤产生的后向瑞利散射信号、与光纤干涉仪的本地光信号相干，产生该中继段海底光缆光纤的扰动监测信号，经本段滤波器接入此中继段的采样模块，采样模块对扰动监测信号采样后输出其数字光信号，接入复用设备，与本系统海底光缆各中继段的扰动监测信号的数字光信号分别复用于上、下行传输光纤，即经上行中继放大器进入上行传输光纤，传输至本端的光端机，解复用后接入解调设备；或者经下行中继放大器进入下行传输光纤，传输至对端的光端机，解复用后接入对端的解调设备。


2.根据权利要求1所述的基于水下采样的有中继海底光缆扰动监测系统，其特征在于：
所述光纤干涉仪为包括2×2的光纤耦合器和光纤反射镜的迈克尔逊光纤干涉仪；探测光信号接入2×2光纤耦合器的第1端口，分为2束，其中一束由2×2光纤耦合器的第3端口接入下行传输光纤继续下行传输，所产生的后向瑞利散射信号由该第3端口返回2×2光纤耦合器；2×2光纤耦合器分出的另一束的探测光信号由2×2光纤耦合器的第4端口输出到达光纤反射镜，被其反射回2×2光纤耦合器作为本地光信号，本地光信号与后向瑞利散射信号相干，干涉信号由2×2光纤耦合器第2端口输出，作为本段海底光缆的扰动监测信号；
或者所述光纤干涉仪为MZ光纤干涉仪，包括光纤分路器、光纤环形器和3dB光纤耦合器，光纤分路器的分光比为5比95至50比50，探测光信号在光纤分路器分为2路，其中一路大分光比的光信号接入光纤环形器的第一端口，之后由光纤环形第二端口输出，接入下行传输光纤继续下行传输；光纤分路器输出的小分光比的光信号作为本地光信号接入3dB光纤耦合器；下行传输光纤上产生的后向瑞利信号返回到光纤环形器第二端口，并由光纤环形器的第三端口端接入所述3dB光纤耦合器与本地光信号相干，3dB光纤耦合器输出的干涉信号为本段海底光缆扰动监测信号。


3.根据权利要求1所述的基于水下采样的有中继海底光缆扰动监测系统，其特征在于：
所述探测光源为单波长窄线宽调频连续波光源，其产生的探测光信号在光纤内的相干长度大于2倍的海底光缆中继段长，其调频范围产生的最大拍频频率小于采样模块最大采样频率的1/2；
每个中继段的采样模块输出的扰动监测信号的数字光信号分别占用不同DWDM波长，各中继段的光纤干涉仪输出的该中继段海底光缆扰动监测信号经过滤波器接入该采样模...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳耀笠，李沼云，吕宏伟，付益，阳华，童章伟，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十四研究所，
类型：新型
国别省市：广西;45