基于DVS的光缆预警系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术涉及光纤通信技术领域，公开了一种基于DVS的光缆预警系统及其控制方法。该方法包括：信息采集终端用于控制振动传感矩阵模块采集环境中产生的振动源信号和采集振动源信号对应的采集时间，以及将振动源信号进行模数转换为振动数字信号，并依据采集时间，将振动数字信号进行时间差计算以及进制转换为对应的数字发送信号，基于数字发送信号生成对应频率的微振动信号，并将微振动信号加载在光缆上，以使光缆产生后向散射光信号；监测主机用于将后向散射光信号转换为对应的数字电信号，并对数字电信号进行频率特征分析和振动特征匹配，得到对应的预警信息。本发明专利技术通过利用信息采集终端和监测主机，实现了对通信光缆振动源信号的高精度监控。源信号的高精度监控。源信号的高精度监控。

【技术实现步骤摘要】
基于DVS的光缆预警系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及光纤通信
，尤其涉及一种基于DVS的光缆预警系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]随着光纤通信技术的快速发展和市场经济发展的需要，用于通信信息传输的光缆建设，也在加强总线的延伸、以及不断的扩大铺设范围。但是随着光缆铺设范围的扩大，受到了愈来愈多外力破坏造成的通信中断等负面影响，其中造成通信光缆破坏的外部因素主要有：野蛮的工程施工作业、有意无意的人为因素（如盗窃光缆、恶意破坏等）和自然灾害（如地震、台风等）等。由此，通过相关预警方法来预防外力破坏通信光缆，对于监测和保护通信光缆线路的正常运行的安全性和可靠性是非常必要的。
[0003]当前，对于通信光缆外力破坏的预警监控，主要是DVS（分布式光纤振动传感系统（Distributed Optical Fiber Vibration Sensing System, DVS）)以光纤作为传感器进行振动感知的光学仪器或者在待探测光缆上增加采集终端，通过利用单根光纤和采集终端实现振动的监测和信号的传输，解析光纤传输回来的后向散射信号来判断外界干扰的具体位置。但是这种监控方法存在着误告和漏告警率高、无法所识别识别振动源与光缆的距离及具体危害等级等问题。即现有的利用采集终端的方式，对通信光缆外力破坏程度的监控精度较差。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于解决现有的利用采集终端的方式，对通信光缆外力破坏程度的监控精度较差的问题。
[0005]本专利技术第一方面提供了一种基于DVS的光缆预警系统，所述基于DVS的光缆预警系统包括基于光缆通信连接的信息采集终端和监测主机，所述信息采集终端包括振动传感矩阵模块，所述信息采集终端设于所述光缆的表面，所述监测主机设于所述光缆的端部；所述信息采集终端用于控制所述振动传感矩阵模块采集环境中产生的振动源信号和采集振动源信号对应的采集时间，以及将所述振动源信号进行模数转换为振动数字信号，并依据所述采集时间，将所述振动数字信号进行时间差计算以及进制转换为对应的数字发送信号，基于所述数字发送信号生成对应频率的微振动信号，并将所述微振动信号加载在所述光缆上，以使所述光缆产生后向散射光信号；所述监测主机用于将所述后向散射光信号转换为对应的数字电信号，并对所述数字电信号进行频率特征分析和振动特征匹配，得到对应的预警信息。
[0006]可选的，在本专利技术第一方面的第一种实现方式中，所述信息采集终端包括信号采集模块、微处理器模块和定频振动发生器模块，所述信号采集模块包括模数转换电路，所述振动传感矩阵模块与所述模数转换电路连接，所述模数转换电路与所述微处理器模块连接，所述微处理器模块与所述定频振动发生器模块连接，所述定频振动发生器模块作用于
所述光缆；所述模数转换电路用于将所述振动传感矩阵模块传输的所述振动源信号模数转换为所述振动数字信号，并将所述振动数字信号传输至所述微处理器模块；所述微处理器模块用于依据所述采集时间，将所述振动数字信号进行时间差计算，并根据计算的结果将所述振动数字信号调制成数字发送信号，并将所述数字发送信号传输至所述定频振动发生器模块；所述定频振动发生器模块用于将所述数字发送信号转换为所述微振动信号，以及将所述微振动信号加载在所述光缆上。
[0007]可选的，在本专利技术第一方面的第二种实现方式中，所述振动传感矩阵模块用于将采集环境中产生的对应振动强度的振动波转换为对应信号强度的模拟电信号，并基于所述模拟电信号生成振动源信号，以及记录生成所述振动源信号对应的采集时间，将各所述振动源信号传输至所述模数转换电路。
[0008]可选的，在本专利技术第一方面的第三种实现方式中，所述振动传感矩阵模块包括多个在空间位置上相对设置的振动传感器，所述振动传感器包括与所述光缆相隔预置距离的上端平行线位置和下端平行线位置；各所述振动传感器分别采集环境中产生的振动波以及对应的采集时间；所述微处理器模块基于各所述振动传感器的空间位置和对应的采集时间，计算各所述振动传感器之间振动波对应的采集距离以及采集时间差，并根据所述采集距离以及所述采集时间差，计算所述振动波对应的振动源相对于所述振动传感矩阵模块的时间差距离；所述微处理器模块基于所述时间差距离对各所述振动数字信号进行振动源距离的信号整合，生成振动时间差信号。
[0009]可选的，在本专利技术第一方面的第四种实现方式中，所述微处理器模块还用于对各所述振动传感器对应的振动时间差信号提取对应的振动特征，以及基于信号特征提取的结果，整合为单个初始数字发送信号，并将所述初始数字发送信号进行二进制转换，得到数字发送信号，并将所述数字发送信号传输至所述定频振动发生器模块。
[0010]可选的，在本专利技术第一方面的第五种实现方式中，所述定频振动发生器模块包括数模转换模块和振动发生器，所述数模转换模块分别与所述振动发生器和所述微处理器模块连接，所述振动发生器作用于所述光缆；所述数模转换模块用于将所述数字发送信号中第一数值转换为第一振动波信号，并将所述第一振动波信号传输至所述振动发生器，以及将所述数字发送信号中第二数值转换为第二振动波信号，并将所述第二振动波信号传输至所述振动发生器；所述振动发生器用于将所述第一振动波信号转换为第一频率的微振动信号以及将所述第二振动波信号转换为第二频率的微振动信号，并将所述第一频率的微振动信号和所述第二频率的微振动信号加载到所述光缆上。
[0011]可选的，在本专利技术第一方面的第六种实现方式中，所述监测主机包括解调模块和信号分析模块，所述解调模块与所述信号分析模块连接；所述解调模块用于接收所述光缆传输的后向散射光信号，将所述后向散射光信号转换为高频电信号，并将所述高频电信号解调为数字基带信号，将所述数字基带信号传输至所述信号分析模块；所述信号分析模块用于将所述数字基带信号进行频率特征分析和振动特征匹配，得到对应的预警信息。
[0012]可选的，在本专利技术第一方面的第七种实现方式中，所述解调模块包括收发合路模块、EDFA模块、光电探测模块、模拟信号处理模块和数字采集模块，所述收发合路模块分别与所述光缆的端部和所述EDFA模块连接，所述EDFA模块与所述光电探测模块连接，所述光电探测模块与所述模拟信号处理模块连接，所述模拟信号处理模块与所述数字采集模块连
接，所述数字采集模块与所述信号分析模块连接；所述收发合路模块用于接收所述光缆传输的后向散射光信号，并将所述后向散射光信号传输至所述EDFA模块；所述EDFA模块用于将所述后向散射光信号的光功率放大，并将光功率放大后的后向散射光信号传输至所述光电探测模块；所述光电探测模块用于将所述后向散射光信号转换为高频电信号，并将所述高频电信号传输至所述模拟信号处理模块；所述模拟信号处理模块用于将所述高频电信号进行信号放大和信号滤波，得到基带模拟信号，并将所述基带模拟信号传输至所述数字采集模块；所述数字采集模块用于将所述基带模拟信号模数转换为数字基带信号，并将所述数字基带信号传输至所述信号分析模块。
[0013]可选的，在本专利技术第一方面的第八种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于DVS的光缆预警系统，其特征在于，所述基于DVS的光缆预警系统包括基于光缆通信连接的信息采集终端和监测主机，所述信息采集终端包括振动传感矩阵模块，所述信息采集终端设于所述光缆的表面，所述监测主机设于所述光缆的端部；所述信息采集终端用于控制所述振动传感矩阵模块采集环境中产生的振动源信号和采集振动源信号对应的采集时间，以及将所述振动源信号进行模数转换为振动数字信号，并依据所述采集时间，将所述振动数字信号进行时间差计算以及进制转换为对应的数字发送信号，基于所述数字发送信号生成对应频率的微振动信号，并将所述微振动信号加载在所述光缆上，以使所述光缆产生后向散射光信号；所述监测主机用于将所述后向散射光信号转换为对应的数字电信号，并对所述数字电信号进行频率特征分析和振动特征匹配，得到对应的预警信息。2.根据权利要求1所述的基于DVS的光缆预警系统，其特征在于，所述信息采集终端包括信号采集模块、微处理器模块和定频振动发生器模块，所述信号采集模块包括模数转换电路，所述振动传感矩阵模块与所述模数转换电路连接，所述模数转换电路与所述微处理器模块连接，所述微处理器模块与所述定频振动发生器模块连接，所述定频振动发生器模块作用于所述光缆；所述模数转换电路用于将所述振动传感矩阵模块传输的所述振动源信号模数转换为所述振动数字信号，并将所述振动数字信号传输至所述微处理器模块；所述微处理器模块用于依据所述采集时间，将所述振动数字信号进行时间差计算，并根据计算的结果将所述振动数字信号调制成数字发送信号，并将所述数字发送信号传输至所述定频振动发生器模块；所述定频振动发生器模块用于将所述数字发送信号转换为所述微振动信号，以及将所述微振动信号加载在所述光缆上。3.根据权利要求2所述的基于DVS的光缆预警系统，其特征在于，所述振动传感矩阵模块用于将采集环境中产生的对应振动强度的振动波转换为对应信号强度的模拟电信号，并基于所述模拟电信号生成振动源信号，以及记录生成所述振动源信号对应的采集时间，将各所述振动源信号传输至所述模数转换电路。4.根据权利要求2所述的基于DVS的光缆预警系统，其特征在于，所述振动传感矩阵模块包括多个在空间位置上相对设置的振动传感器，所述振动传感器包括与所述光缆相隔预置距离的上端平行线位置和下端平行线位置；各所述振动传感器分别采集环境中产生的振动波以及对应的采集时间；所述微处理器模块基于各所述振动传感器的空间位置和对应的采集时间，计算各所述振动传感器之间振动波对应的采集距离以及采集时间差，并根据所述采集距离以及所述采集时间差，计算所述振动波对应的振动源相对于所述振动传感矩阵模块的时间差距离；所述微处理器模块基于所述时间差距离对各所述振动数字信号进行振动源距离的信号整合，生成振动时间差信号。5.根据权利要求4所述的基于DVS的光缆预警系统，其特征在于，所述微处理器模块还用于对各所述振动传感器对应的振动时间差信号提取对应的振动特征，以及基于信号特征提取的结果，整合为单个初始数字发送信号，并将所述初始数字发送信号进行二进制转换，得到数字发送信号，并将所述数字发送信号传输至所述定频振动发生器模块。
6.根据权利要求2所述的基于DVS的光缆预警系统，其特征在于，所述定频振动发生器模块包括数模转换模块和振动发生器，所述数模转换模块分别与所述振动发生器和所述微处理器模块连接，所述振动发生器作用于所述光缆；所述数模转换模块用于将所述数字发送...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈雄颖，蔡俊，罗丁元，刘振河，刘德良，王满，李德炎，欧秀平，李英乐，吴宝锋，闫佐辉，唐根，
申请(专利权)人：高勘广州技术有限公司，
类型：发明
国别省市：