[发明专利]一种通信光缆故障点地面位置快速查找和精确定位的方法

说明书

技术领域

本发明专利涉及检测技术领域,尤其涉及一种通信光缆故障点地面位置快速查找和精确定位的方法。

背景技术

目前，在光缆故障点的定位和查找过程中，常采用OTDR仪表进行故障位置测量。

OTDR又称光时域反射技术，该技术通过对测量光纤发射光脉冲，利用光脉冲在光纤中传播时遇到故障点引发的瑞利散射和和菲涅尔反射现象，实现对光纤衰减和断点的检测，并根据脉冲发射时间到检测到异常散射或反射光信号所消耗的时间实现光纤中衰减点、断点位置的距离测量。该OTDR系统是光缆施工、维护及监测中必不可少的工具。

但由于OTDR仪表给出的数值为光缆中光纤的长度，然而，光纤的长度并不是等于光缆路由实际地面的长度，原因如下：其一，由于光纤在光缆中的保护塑管中有一定弯曲，因此光纤的长度大于光缆的长度，其二，光缆施工过程中，光缆在沟中随机弯曲，因此光缆的长度大于光缆沟的长度，其三，光缆在施工中，光缆接头位置往往存有一定长度的盘留。因此OTDR仪表给出的光路长度(也就是光纤的实际长度)数值大于光缆埋设路由的实际地面长度，对于光缆线路维护 人员来说，通过OTDR仪表测量光纤故障点的长度，不可能精确地确定光缆故障点对应的地面实际位置，而进一步的故障点地面位置查找，就需要根据OTDR仪表给出的光纤长度数值估计一个地面位置，估算误差一般都在几十米到几百米，也就是说，要想挖出光缆故障点，需要开挖几十米到几百米的地面沟，这种查找方法，施工量大，并大量破坏地面植被和农作物，造成大量的施工赔补，施工成本高，施工周期长(找到一个故障点的时间一般是十几个小时、几天到几十天不等)，整改效率非常低下，严重影响光缆通信网络通信质量。

相干光振动检测技术是一种基于光干涉的振动检测技术，该技术利用超窄线宽激光脉冲在光纤中发生的散射对振动敏感产生干涉的现象，可以实现对光纤沿线的振动环境的分布式传感，通过光时域反射技术实现振动事件的定位。使用相干光振动检测技术能够对光缆附近的振动信号进行准确检测和定位，特别是对于埋地光缆，通过在光缆沟地表施加人工振动，根据系统对振动事件的定位估计出当前点的光缆长度。但相干瑞利振动检测技术并不能检测静态的光缆故障点或断点，因此不能用于光缆故障点的查找和定位。

针对现有相干光振动检测技术和传统OTDR应用于光缆故障位置检测遇到的问题，在通过在现有的相干光振动检测技术系统和传统OTDR系统进行改造的基础上，可以实现对地表振动、光缆故障点位置的同时检测，本发明方法提供一种能够精确定位光缆故障点位置的准则和算法，给出故障点的地面精确位置，实现通信光缆故障点的非开挖方式快速高效的查找。

发明内容

本发明为了能够精确定位光缆故障点位置的准则和算法，给出故障点的地面精确位置，实现通信光缆故障点的非开挖方式快速高效的查找。

具体的采用以下的方法：

宽谱光源发出连续光源进入脉冲调制器实现光信号的脉冲调制，脉冲激光经放大模块完成功率放大后经过环形器进入测量光纤。

在测量光纤中，脉冲激光遇到光缆故障点形成后向散射瑞利光的光强变化，多个脉冲重复测量并通过降噪算法后得到一条光纤损耗特征欧冠的光功率曲线。

超窄线宽光源发出连续光源进入脉冲调制器实现光信号的脉冲调制，脉冲激光经放大模块完成功率放大后经过环形器进入测量光纤；在该测量光纤中，一个超窄线宽脉冲激光内部空间上不同的部分发生的散射同时到达光电转换装置时发生干涉现象，形成能够反映光缆沿线振动情况的后向散射瑞利光的光强变化曲线，通过对该曲线进行分析可以获得光缆沿线振动信号强度图，准确给出振动发生的位置点。

测量脉冲发出时间与探测到光强变化的时间差，通过光纤折射率求出光纤中的光速值，结合时间差和光速值准确得到光缆故障点的光路长度值

将光缆沿线振动信号强度图与此前记录的光纤损耗特征有关的光功率曲线放置于同一坐标系内进行比较，根据算好测定的光缆故障 点与当前振动事件发生位置之间的相互偏差，同时指导振动测试人员逼近和定位光缆故障点，从而最终准确的找到光缆的故障点。

优选的，所述宽谱光源发出连续光源，经过光开关进入脉冲调制器实现光信号的脉冲调制，而后的，所述超窄线宽光源发出连续光源，也同样经过光开关进入脉冲调制器实现光信号的脉冲调制。

本发明的有益效果在于：通过使用不同的光源，在完成光缆故障点光路距离测试的同时，可以通过在地面制造人为振动的方式实现振动位置和故障位置的逐渐逼近，特别对于埋地光缆，在不进行地面开挖的情况下能够快速准确的实现光缆故障点的查找，查找效率高、定位误差小。