[发明专利]一种超长光缆的故障监测系统及方法

权利要求书

1.一种超长光缆的故障监测系统，其特征在于，包括：第一布里渊光时域检测系统、第二布里渊光时域检测系统、上行通路光纤、下行通路光纤以及设置于所述上行通路光纤和下行通路光纤各分段内的多个光中继器，所述上行通路光纤和下行通路光纤的两端分别与所述第一布里渊光时域检测系统和第二布里渊光时域检测系统连接，所述第一布里渊光时域检测系统、第二布里渊光时域检测系统用于发射探测脉冲光到所述上行通路光纤和下行通路光纤，收集所述光纤通路中的探测脉冲光散射的背散布里渊光信号以及分析得到光纤通路上各点的监测数据。

2.根据权利要求1所述的一种超长光缆的故障监测系统，其特征在于，所述第一布里渊光时域检测系统和/或第二布里渊光时域检测系统包括：

脉冲光发射模块，用于发射探测脉冲光到所述上行通路光纤和下行通路光纤；

布里渊测量模块，用于收集所述光纤通路中探测脉冲光散射的背散布里渊光信号获得布里渊频移信息；

分析模块，用于分析所述布里渊频移信息得到所述光纤通路上各点的监测数据，并生成监测曲线，所述监测数据为原始温度数据和应变数据，所述监测曲线为温度均值曲线和应变均值曲线。

3.根据权利要求2所述的一种超长光缆的故障监测系统，其特征在于，所述布里渊频移信息与原始温度数据和应变数据的线性关系为：

υ_B(T,ε)＝υ_B(T₀,ε₀)+C_vTΔT+C_vεΔε

其中υ_B(T,ε)是处于温度T和应变ε下的光纤中的布里渊频移；υ_B(T₀,ε₀)是处于初始温度T₀和初始应变ε₀下的光纤中的布里渊初始频移；C_vT是布里渊频移的温度系数；C_vε是布里渊频移的应变系数；ΔT和Δε分别是相对于初始温度和初始应变的变化量。

4.根据权利要求1-3任一所述的一种超长光缆的故障监测系统，其特征在于，所述光中继器包括第一掺铒光纤放大器、第二掺铒光纤放大器和连接所述第一掺铒光纤放大器、第二掺铒光纤放大器的连接通道，所述第一掺铒光纤放大器、第二掺铒光纤放大器均为单向放大器，用于放大所述探测脉冲光信号，所述第一掺铒光纤放大器设置于所述上行通路光纤，所述第二掺铒光纤放大器设置于所述下行通路光纤。

5.根据权利要求4所述的一种超长光缆的故障监测系统，其特征在于，所述第一掺铒光纤放大器内部设置有第一隔离器，所述第二掺铒光纤放大器内部设置有第二隔离器，所述第一隔离器、第二隔离器用于隔离逆向传输的探测脉冲光的散射光信号。

6.根据权利要求4所述的一种超长光缆的故障监测系统，其特征在于，所述光中继器还包括第一光开关和第二光开关，设置于所述连接通道上，所述第一光开关和第二光开关相连接，用于控制不同连接通道的切换。

7.根据权利要求6所述的一种超长光缆的故障监测系统，其特征在于，

当所述第一光开关连通所述第一掺铒光纤放大器的输出端，所述第二光开关连通所述第二掺铒光纤放大器的输入端时，第一连接通道接通，形成第一上行通路测试回路，所述第一上行通路测试回路为从第一布里渊光时域检测系统经过上行通路光纤、第一掺铒光纤放大器、下行通路光纤回到第一布里渊光时域检测系统；

当所述第一光开关连通所述第一掺铒光纤放大器的输出端，所述第二光开关连通连通所述第二掺铒光纤放大器的输出端时，第二连接通道接通，形成第二上行通路测试回路，所述第二上行通路测试回路为从第一布里渊光时域检测系统经过上行通路光纤、第一掺铒光纤放大器、第二掺铒光纤放大器、下行通路光纤回到第一布里渊光时域检测系统。