[发明专利]一种少模光纤链路故障检测灵敏度的分析方法及装置

权利要求书

1.一种少模光纤链路故障检测灵敏度的分析方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1、确定少模光纤链路中存在的模式串扰参数，并根据多个预设空间模式的电场强度分布，构建模式串扰参数影响下的各空间模式之间在熔接故障点处的耦合系数矩阵；

S2、根据所构建的耦合系数矩阵，并结合少模光纤背向瑞利散射理论，得到各空间模式在熔接故障点处的损耗幅值模型；

S3、基于所得到的各空间模式在熔接故障点处的损耗幅值模型，构建模式串扰参数与各空间模式在熔接故障点处的损耗幅值之间的关系模型，并结合基于单端测量方式所构建的各空间模式不含串扰的损耗幅值理论模型，得到各空间模式故障检测灵敏度与空间模式串扰值之间的关系模型，且进一步根据所述各空间模式故障检测灵敏度与空间模式串扰值之间的关系模型，用以分析模式串扰对各空间模式故障损耗以及故障检测灵敏度特性的影响机制；

所述步骤S1包括：

确定少模光纤链路中存在的模式串扰参数；

根据拉盖尔-高斯模型，获取少模光纤各空间模式的电场强度分布，并利用各空间模式的电场强度分布进行重叠积分计算，得到不同熔接偏移量和旋转角度条件下，各空间模式之间在熔接故障点处的耦合系数矩阵；

所述模式串扰参数包括轴向偏移和旋转角度。

2.如权利要求1所述的少模光纤链路故障检测灵敏度的分析方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

利用微分思想，得到少模光纤熔接故障点前背向散射功率，并通过结合各空间模式之间在熔接故障点处的耦合系数矩阵，得到少模光纤熔接故障点后背向散射功率；

根据所得到的少模光纤熔接故障前背向散射功率和所得到的少模光纤熔接故障后背向散射功率，得到各空间模式在熔接故障点处的损耗幅值模型。

3.如权利要求1所述的少模光纤链路故障检测灵敏度的分析方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

基于所得到的各空间模式在熔接故障点处的损耗幅值模型，构建模式串扰参数与各空间模式在熔接故障点处的损耗幅值之间的关系模型；

基于单端测量方式，构建各空间模式不含串扰的损耗幅值理论模型；

根据所述模式串扰参数与各空间模式在熔接故障点处的损耗幅值之间的关系模型和所述各空间模式不含串扰的损耗幅值理论模型，得到各空间模式故障检测灵敏度与空间模式串扰值之间的关系模型；

根据所述各空间模式故障检测灵敏度与空间模式串扰值之间的关系模型，通过改变模式串扰参数的大小，分析模式串扰对各空间模式故障损耗以及故障检测灵敏度特性的影响机制。

4.一种少模光纤链路故障检测灵敏度的分析装置，其特征在于，包括：

耦合系数矩阵构建单元，用于确定少模光纤链路中存在的模式串扰参数，并根据多个预设空间模式的电场强度分布，构建模式串扰参数影响下的各空间模式之间在熔接故障点处的耦合系数矩阵；

损耗幅值模型构建单元，用于根据所构建的耦合系数矩阵，并结合少模光纤背向瑞利散射理论，得到各空间模式在熔接故障点处的损耗幅值模型；

故障检测灵敏度构建及分析单元，用于基于所得到的各空间模式在熔接故障点处的损耗幅值模型，构建模式串扰参数与各空间模式在熔接故障点处的损耗幅值之间的关系模型，并结合基于单端测量方式所构建的各空间模式不含串扰的损耗幅值理论模型，得到各空间模式故障检测灵敏度与空间模式串扰值之间的关系模型，且进一步根据所述各空间模式故障检测灵敏度与空间模式串扰值之间的关系模型，用以分析模式串扰对各空间模式故障损耗以及故障检测灵敏度特性的影响机制；

所述耦合系数矩阵构建单元包括：

模式串扰参数确定模块，用于确定少模光纤链路中存在的模式串扰参数；

耦合系数矩阵构建模块，用于根据拉盖尔-高斯模型，获取少模光纤各空间模式的电场强度分布，并利用各空间模式的电场强度分布进行重叠积分计算，得到不同熔接偏移量和旋转角度条件下，各空间模式之间在熔接故障点处的耦合系数矩阵；

所述模式串扰参数包括轴向偏移和旋转角度。