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专利号: 2016100922573
申请人: 南京晓庄学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-08-18
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种复合型光纤通信线路故障监测系统,其特征是包括主激光器模块(1)、第一光耦合器(2)、第二光耦合器(3)、脉冲调制+扰偏控制模块(4)、混沌激光信号生成控制模块(5)、第三光耦合器(6)、第一波分复用器WDM1(7)、掺铒光纤放大器EDFA(8)、环形器(9)、多中继待测光纤通信线路(10)、第二波分复用器WDM2(11)、第四光耦合器(12)、平衡光电探测器模块(13)、第一光电探测器模块(14)、第二光电探测器模块(15)、数据采集模块(16)、数据分析处理模块(17)和显示装置(18);

光路连接方式如下:主激光器模块(1)的输出端口接包含1个输入端口、2个输出端口的第一光耦合器(2)的输入端口,第一光耦合器(2)的第1输出端口接包含1个输入端口、2个输出端口的第二光耦合器(3)的输入端口,第二光耦合器(3)的第1输出端口接包含2个输入端口、2个输出端口的第四光耦合器(12)的第1输入端口,第二光耦合器(3)的第2输出端口接脉冲调制+扰偏控制模块(4)的输入端口,脉冲调制+扰偏控制模块(4)的输出端口接包含2个输入端口、1个输出端口的第一波分复用器(WDM1)(7)的第1输入端口;第一光耦合器(2)的第2输出端口接混沌激光信号生成控制模块(5)的输入端口,混沌激光信号生成控制模块(5)的输出端口接包含1个输入端口、2个输出端口的第三光耦合器(6)的输入端口,第三光耦合器(6)的第1输出端口接第一光电探测器模块(14)的输入端口,第三光耦合器(6)的第2输出端口接第一波分复用器WDM1(7)的第2输入端口;第一波分复用器WDM1(7)的输出端口接EDFA(8)的输入端口,EDFA(8)的输出端口接环形器(9)的第1端口,环形器(9)的第2端口接多中继待测光纤通信线路(10),环形器(9)的第3端口接包含1个输入端口、2个输出端口的第二波分复用器WDM2(11);第二波分复用器WDM2(11)的第1输出端口与第四光耦合器(12)的第2输入端口相连,第四光耦合器(12)的两路输出端分别接平衡光电探测器模块(13)的两个光耦合输入端;平衡光电探测器模块(13)的差分输出端口连接数据采集模块(16)的第1输入端口;第二波分复用器WDM2(11)的第2输出端口与第二光电探测器模块(15)相连;第一、第二光电探测器模块的输出端口分别接数据采集模块(16)的第2、3输入端口;

数据采集模块的输出端连接数据分析处理模块(17);数据分析处理模块(17)的输出端口连接显示装置(18)。

2.根据权利要求1所述的复合型光纤通信线路故障监测系统,其特征在于系统基于波分复用器WDM的复用与解复用功能可同时实现两种传感:基于相干探测的分布式光时域传感方法及系统和基于混沌光源的分布式光时域传感方法及系统。

3.根据权利要求1所述的复合型光纤通信线路故障监测系统,其特征是主激光器模块(1)除作为混沌激光信号生成控制模块(5)的注入光源外,还作为相干光时域反射仪的探测光源使用。

4.根据权利要求1所述的新复合型光纤通信线路故障监测系统,其特征在于系统中混沌激光信号生成控制模块(5)中包含副激光器模块、偏振控制器模块、隔离器模块、环形器模块和放大器模块。

5.根据权利要求1所述的复合型光纤通信线路故障监测系统,其特征在于系统中主激光器模块(1)的输出信号与混沌激光信号生成控制模块(5)所生成的混沌激光信号的波长范围均位于光通信波段范围内,主激光器模块的输出波长与混沌激光信号生成控制模块中的副激光器模块的输出波长存在波长差,此波长差可通过WDM区分开来。

6.根据权利要求1所述的复合型光纤通信线路故障监测系统,其特征在于系统中的第一波分复用器WDM1(7)将脉冲调制+扰偏控制模块(4)输出的探测信号与第三光耦合器(6)的第2输出端口输出的探测信号合波后经环形器(9)送至待监测系统或经EDFA放大后再经环形器(9)送至多中继监测光纤通信线路(10)。

7.根据权利要求1所述的复合型光纤通信线路故障监测系统,其特征在于系统中的第二波分复用器WDM2(11)将相干光时域反射仪的监测信号与混沌光时域反射仪的监测信号分离后分别送至第四光耦合器(12)和第二光电探测器模块(15)。

8.根据权利要求1所述的复合型光纤通信线路故障监测系统,其特征在于当系统用于测量多中继光纤通信线路时,系统结构有三点调整,一是环形器(9)不再使用,二是第一波分复用器(WDM1)(7)输出端口接或经EDFA(8)放大后接待测光纤通信线路(10)的下行链路,三是第二波分复用器(WDM2)(11)的输入端口接待测光纤通信线路(10)的上行链路。

9.根据权利要求1-8之一所述的系统进行光纤传感方法,其特征在于基于相干探测的分布式光时域传感方法和基于混沌光源的分布式光时域传感方法同时实现:

1)主激光器模块(1)发射的信号被第一光耦合器(2)分成两路;

2)第一光耦合器(2)的第一路输出被第二光耦合器(2)分为直流参考光和探测光信号两路;第一光耦合器的第2路输出接到混沌激光信号生成控制模块(5);

3)第二光耦合器(3)输出的探测光(第2路输出)被脉冲调制+扰偏控制模块(4)调制成探测光脉冲,第二光耦合器(3)输出的参考光(第1路输出)接第四光耦合器(12)的其中第1输入端;

4)主激光器模块(1)与混沌激光信号生成控制模块(5)生成的混沌光信号进入第三光耦合器(6);

5)第三光耦合器(6)将混沌信号将其分为混沌探测光和混沌参考光,混沌参考光经光纤由第一光电探测器模块(14)直接探测;

6)由第二光耦合器(3)的第2输出端输出的脉冲探测光和由第三光耦合器(6)的第2路输出端输出的混沌探测光被第一波分复用器WDM1(7)合波进入EDFA(8)放大后/或不经EDFA放大直接进入环形器(9),后进入多中继待测光纤通信线路(10);

7)多中继待测光纤通信线路(10)散射/反射回探测端的光信号经环形器(9)的第3端口进入第二波分复用器WDM2(11)并且被第二波分复用器WDM2(11)被分离,分离后探测光脉冲所形成的散射信号接第四光耦合器(12)的第2输入端,混沌信号生成的监测信号接第二光电探测器模块(15)模块;

8)第四光耦合器(12)的两输出信号分别送至平衡光电探测器模块(13)的两光耦合接入口;

9)平衡光电探测器模块(13)的差分输出信号、第一光电探测器模块(14)和第二光电探测器模块(15)的输出信号分别由数据采集模块(16)的第1、2、3输入端口进行采集;

10)数据采集模块(16)将电信号进行模数转换并存储后送到数据分析处理模块(17);

11)数据分析处理模块(17)通过对数据进行放大、降噪、滤波等基本处理后对传感器的监测数据进行特征识别、关键点提取等分析处理找出相应的可疑故障点,并通过显示装置(18),同时给出两种测量方法的监测结果。