[发明专利]一种用于光缆状态的趋势分析方法

权利要求书

1.一种用于光缆状态的趋势分析方法，其特征在于步骤包括：

1)利用延迟匹配采样法从辅助参考信号中提取相位噪声；

2)利用非线性变换去除测量信号的相噪，获取故障点信息；

3)根据不同故障情况，预设的阈值和模式识别算法，判别出故障类型。

2.根据权利要求1所述的一种用于光缆状态的趋势分析方法，其特征在于步骤1)具体为：扫频激光器的输出光信号可表示为其中E₀为光场振幅，e为自然对数的底，j为虚数单位，为激光器输出光信号的相位，t为时间，γ为扫频速率，ω₀t为起始频率，ε(t)为相位噪声项，输入90度混合光耦合器两路信号设为S和L，则且其中T_ref为第二光耦合器耦合点与90度混合光耦合器耦合点之间两路的延迟差，经两个参数一致的差分光电探测器接收输出的电信号分别为：其中σ为差分光电探测器的灵敏度；经数据采集卡采集的离散信号则为：其中t_i为数据采集卡第i个采样时刻，将这两个信号合成复信号S_ref(t_i)＝S_ref1(t_i)+jS_ref2(t_i)，求取其相位，可得在t_i时刻的相位为：将X(t_i)做累加，则有：故相位噪声项为：

3.根据权利要求1所述的一种用于光缆状态的趋势分析方法，其特征在于步骤2)具体为：扫频激光器的输出光信号通过OFDR得到的信号正比为：

其中τ为待测光纤的往返延迟，R(τ)为待测光纤在往返延迟为τ处的后向瑞利散射率，T_m为最远测量距离的往返延迟，由此得到ε(t)，令e(t)＝e^-jε(t)，令S₁(t)＝S(t)e(t)，对S₁(t)进行傅里叶变换：

引入残余视频相位项exp(jπf²/γ)，变为：

以上φC₁，φC₂为固定相位项，令则：

${\tilde{S}}_{1_{RVP}}\left(f\right)={\∫}_0^{{\mathrm{\τ}}_m}R\left(\mathrm{\τ}\right){\tilde{e}}_{RVP}(f-\mathrm{\γ}\mathrm{\τ})\exp \left({\mathrm{j\φ}}_{C_2}\right)d\mathrm{\τ}$

对其做傅里叶逆变换：

$S_{1_{RVP}}\left(f\right)={\∫}_0^{{\mathrm{\τ}}_m}R\left(\mathrm{\τ}\right)e_{RVP}\left(t\right)\exp (-2\mathrm{\π}\mathrm{\γ}\mathrm{\τ}t)\exp \left({\mathrm{j\φ}}_{C_2}\right)d\mathrm{\τ}$

设的傅里叶逆变换为e_RVP(f)，令：

$\begin{array}{c}{S}_2\left(t\right)=S_{1_{RVP}}\left(t\right)/{\mathrm{\ϵ}}_{RVP}\left(t\right)\\ ={\∫}_0^{{\mathrm{\τ}}_m}R\left(\mathrm{\τ}\right)\exp (-j2\mathrm{\π}\mathrm{\γ}\mathrm{\τ}t+{\mathrm{j\φ}}_{C_2})\]d\mathrm{\τ}\end{array}.$