[发明专利]一种高灵敏度和高精度的光纤识别标定方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及光纤识别与标定技术领域，尤其涉及一种高灵敏度和高精度的光纤识别标定方法及系统。

背景技术

通信光缆在通信、能源和国防等关系国计民生的重大领域发挥着关键作用。通信光缆的维护需要对光缆进行识别和标定。

光缆的查询和识别：现场的光缆分布往往是多根光缆呈现束状混合分布。要在混合后的光缆中准确找出所要求的光缆具有很大的难度。而通信光缆的维修时间是很宝贵的，由于通信光缆维修时间过长引起的不便和损失是很大的。及时对众多光缆进行识别，查找到需要进行维护或测试的光缆过程，即是光缆的查询和识别。

光缆的标定：光缆的施工后的长期使用，可能导致光缆实际分布与施工记录存在一定差异。在工程实践中经常需要对光缆的长度进行标定，即通过一定的技术手段精确确定光缆从起点到测试位置处的长度。

目前的光缆一般通过OTDR(光时域反射仪)设备和光缆自身的米标来实现。其中，OTDR设备用于测试光缆光纤中的线路情况与光纤的长度。可以通过OTDR设备观察光纤中有无断点以及明显的损耗点，并确定该芯光纤的光学长度。而所测光纤的长度一般为光缆实际长度的1.005倍。根据沿线的竣工资料可以计算出所要路由的光缆的米标。再根据该信息核对众多光缆的米标信息，就可以查找出所要求的光缆，并进行竣工资料的完善或光缆的下一步维修。现有的光缆普查方法需要配备完整的竣工资料，而这是某些早期工程或特殊环境下的光缆施工所不具备的。由于需要结合OTDR的测试结果并通过光缆自身的米标来核查所需的光缆，所以需要光缆表面的米标保留完整，不能严重磨损，但在管道施工的通信光缆中，米标磨损的情况是很常见的。在这种情况下，就会给光缆的路由造成困难，从而耽误光缆的维修时间，引起不必要的经济损失。

目前还有基于传统OTDR进行改进的技术(相位敏感OTDR技术)，其原理如图1所示，激光器(LS)输出的光经声光调制器(AOM)转换成脉冲光，然后用掺铒光纤放大器(EDFA)对脉冲光功率进行放大，再通过环形器与敏感光纤(circulator)连接，敏感光纤(sensing fiber)产生的后向瑞利散射光经环形器到达光电探测器(PD)进行检测；虽然，该方案的相较于传统的OTDR技术提升了精度，但是该方案低灵敏度较低，导致其误报率较高。

因此，研发一种可以在保证定位精度的同时提高灵敏度的方案显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种高灵敏度和高精度的光纤识别标定方法及系统，其保证定位精度的同时提高灵敏度，降低了误报率。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种高灵敏度和高精度的光纤识别标定方法，该方法包括：

激光光源1输出的光源依次经过声光调制器AOM、光纤波分复用器WDM1与光纤耦合器1和环形器后射入光纤A中，在所述光纤A中产生背向瑞利散射光，并经过依次经过所述环形器与WDM2后，传送至光电探测器1；

激光光源2输出的光源依次经过WDM1与光纤耦合器1后分为两路，一路记为T1光，其通过环形器和光纤A，传送至光纤耦合器2；另一路记为T2光，其通过光纤B，传送至光纤耦合器2；T1光与T2光在光纤耦合器2中汇合产生干涉，并经过光纤C传送至光电探测器2中；

当所述光电探测器1与光电探测器2的输出结果均显示有外界扰动时，根据所述光电探测器1的数据来进行光纤的识别标定。

进一步的，所述根据所述光电探测器1的数据来进行光缆的识别标定包括：

当光纤A上未发生扰动时，对应的曲线稳定，当发生扰动时，该曲线的对应位置将发生剧烈的波动，通过比较扰动前后的曲线来进行扰动位置的识别标定。

进一步的，所述通过比较扰动前后的曲线来进行扰动位置的识别标定包括：

通过比较比较扰动前后的曲线，获得差分曲线；

所述差分曲线的波峰峰值点τ与扰动事件发生点到光纤A前端的距离L有如下关系：τ＝2nL/c；其中，n为光纤折射率，c为真空中的光速；

所述差分曲线的波峰宽度Δz与激光光源输出的光源宽度T_P相关，表示为：Δz＝cT_p/2n。

一种高灵敏度和高精度的光纤识别标定系统，该系统包括：激光光源1-2、声光调制器AOM、光纤波分复用器WDM1-2、光纤耦合器1-2、光纤A-C与光电探测器1-2；