[发明专利]光缆通信线路安防监控系统

说明书

技术领域

本申请涉及通信线路的监控系统，尤其是光缆通信线路安防监控系统。

背景技术

现代光纤通信网络已经得到广泛应用，在全球范围内铺设光缆长达几百万公里，传输着众多重要保密的信息，涉及政府，军事，金融和私人生活等领域。最初人们认为光纤传输的安全性是勿庸置疑的，然而实际情况并非如此。在光纤的任何一处只要稍微进行弯曲或夹持，就可以得到其泄漏的光从而截取其传输的信息，这样，在不影响光纤正常传输信息的情况下就能获取其中的信息而不被人察觉。

在常见的光缆信号窃取过程中，只须0.2db的光功率就可以鉴别出光信号及其传输方向；即使1％的光信号就包含了所有的原始信息。仅需一台光纤网络分析仪就可以测定并破译其中的通信协议。

早在1989年，美国等国就成立了专门的研究机构寻找切开光缆、窃取光缆中所传输信息的办法，并在其后的数年中不遗余力地开发窃听海底光缆的技术和设备，并取得成功。

当前光缆监控技术主要是基于OTDR和光功率的测量方法，只能测量静态和非常缓慢的参数变化，以及光缆中光纤断裂、光纤衰减和连接器衰耗突增等，不能监测到对光纤的微小扰动以及对光缆系统传输信息的窃取，也无法对损害光缆的行为发出预警。

因此，如何在各种突发破坏事件发生前进行及时可靠的预警，并在事发时准确定位和确定事件性质已成为保障光纤通信系统可靠性迫切需要解决的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明一方面采用了单芯定位技术，经干涉模块分光处理并形成固定延时，经扰动后形成相拉干涉，将扰动点信息传至系统端。通过光在单根光纤的往返传播，实现振动叠加，根据非单频扰动信号存在较宽的频谱特性这一规律，通过频率缺损点确定扰动位置。另一方面，本发明还从多方面解决了稳定性问题，通过准确还原相位，降低外界信号的影响。

为了实现上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案，一种光缆通信线路安防监控系统，其特征在于，包括：光源模块，用于产生稳定波长的宽光谱激光，并注入到干涉模块；干涉模块，将所述光源模块的宽光谱激光进行分光、延时控制处理，生成具有固定相位差的两路干涉光波，并耦合成干涉载波，并通过监控线路向末端模块进行传输，并接收由所述末端模块反射回来的携带线路全程扰动信息的光信号，经逆向分光、延时控制处理，形成相位干涉信号光输出，以及另一路无干涉直流光输出检测和分析；监控线路，包括单一光纤，用于传输所述干涉载波；末端模块，用于接收所述干涉载波，平衡系统频谱范围、调整光路偏振态、高强度反射入射光信号，实现同一扰动对往返光信号的扰动叠加，得到有用的干涉信号；检测和放大模块，用于把所述干涉模块输出的光信号进行光电转换并进行低噪声放大，转化成适合运算处理器采集和运算的电信号；数据采集和信号分析模块，对来自所述检测和放大模块的两路波形信号进行高速数字化数据采集，对扰动引起的光程差引起的相位变化进行解调还原，经频谱变换得出线路全程的信号全谱频域数据，找出各阶频率缺损点，确定扰动发生的位置。

比较好的是，所述数据采集和信号分析模块进一步包括：信息存储和发布模块，用于记录微动位置、类型、时长等信息，并根据订阅列表实时将信息推送到监管终端，并为历史查询、分析、报表提供服务。

比较好的是，所述系统进一步包括：系统支撑模块，用于监控所述各模块的运行状态，消除系统的单点故障。

比较好的是，所述光源模块产生的激光光谱宽度至少为30nm，中心波长至少为1310nm。

比较好的是，所述光源模块进一步包括：一激光器，包括激光器制冷器，用于发出稳定的宽光谱激光，为系统提供单路光信号；中央控制器和协处理器，用于对所述激光器进行自动温度控制和自动功率控制；激光器驱动器和电流检测电路，用于为所述激光器提供适当的稳定电流；制冷器驱动器和温度控制器，用于控制所述激光器的制冷器，使激光器始终工作在最合适状态。

比较好的是，所述干涉模块进一步包括：分光器，用于将所述光源模块提供的单路光信号分解为多路光信号，且功率分配均衡；合光器，用于将固定相位差的多路光信号合成为检测用单路光；延时线，用于将不同路径光程进行可控的精确调整延时；真空悬挂封装装置，设置在所述分光器、合光器和延时线的外部，用于消除环境噪声的影响。

比较好的是，所述末端模块进一步包括：系统光纤假线，对系统进行频率适配，用于提高系统精度；法拉第偏振旋转反射镜，用于消除线路偏振态影响，高强度反射入射光信号。