[发明专利]纤维光缆监测系统

说明书

本申请是中国专利申请号为93104451.0、申请日为1993年4月14日、题为“纤维光缆监测系统”的专利申请案的分案申请。

本发明涉及通信电缆的监测，更具体地涉及光纤通信缆线的监测。

电话及其它一些通信电缆要经受环境和人为造成的损坏和磨耗。诸如大风、冰雪、雨水洪流、以及雷电等恶劣天气环境会损坏暴露的电缆。危害可能来自于附近的建筑物或破坏行为。雨水或地下水浸入受损之处电缆芯或接头件中是导致服务中断(断线)的一个主要原因。因此，人们作出了各种努力来保持电缆处于维修良好的状态，并防止水进入电缆结构之中。

经常地，损坏并不立即引起服务的丧失，但却导致电缆系统慢慢变坏，这种慢慢变坏常常导致电缆失效和服务中断。以后对其的修复则必须在很紧急的情况下进行。这一方面要开支很高的修复费用，一方面也造成收益上的损失。

从第一批主电缆设备开始到现在，已经在使用一些维护监测系统以提供电缆故障的早期警报。这使得人们可以排定维护的时间而避免丧失服务和昂贵的修复。最早的系统使用空气压力来防止水突破电缆或接头件，并通过测量进入电缆截面的气流速度来检测故障。

现代的电话电缆，包括纤维光缆，常常由隔水混合物填充，以防止水流进电缆芯之中。虽然对于水侵害提供了良好的阻力，但填充的组合物也阻止或严重地限制了空气的流动，因而使空气压力监测系统变得无用。为了克服这种限制，并为被填充的电话电缆提供维护监测，开发了一些全电子系统，如McNaughton等人的美国专利4，480,251号和Vokey等人的美国专利5,077,526号所描述的那些系统。

为某些应用情况下构造成的纤维光缆，包括如在高架电力传输固定导线或在发射塔上的悬挂式低相电导体(below phase conduc-tors)中的情况，纤维光缆都采用介电绝缘材料。因此，那些诸如McNaughton等人和Vokey等人专利所描述的需要金属电导体部件的传统电缆及接头监测方法就不再适用了。

OTDR技术已被用来监测光缆和接头，这种技术将光脉冲射入光纤，再测量反射的能量，以测定能量损失的增多。这些方法成本很高，且需要在接头件中检测光纤弯曲装置的特定湿度，以试图监测水的浸入，此外，接头弯曲装置的特性并不总是可以预料的，而且必须精确地知道至每一接头的确切光学距离。尽管在接头点处最好能采用有源检测装置，但存在的主要困难是对于所有介电电缆而言，没有实用的手段来向接头处提供电源以操作这些装置。

本发明是针对上述的这些问题而提出的，并根据本发明的各方面在这里提供一种用于监测电缆结构和对接合拢封闭体损坏的机构。

本申请涉及一种水分感测信号发生器，用于检测对接合拢封闭体的水份侵入并发出沿着光纤有水份侵入的信号。

根据本发明的一个方面，在这里提供一种纤维光缆监测系统，用于监测至少一条单模光纤的物理状况，所述的光纤具有第一和第二端部，所述的纤维光缆监测系统包括：

光信号发生装置，用于产生具有不同波长的光的第一和第二监测信号，所述的第一信号具有的波长是根据传送所述第一信号的光纤的宏弯曲而选择的，以便产生明显的衰减，所述的第二信号具有的波长是根据传送所述第一和第二信号的光纤的宏弯曲而选择的，以便提供出比所述第一信号较少的衰减，以及所述的第一和第二信号的波长是根据传送这两种信号的光纤的微弯曲而选择的，以便产生相同的衰减量；

用于同时发送所述的两种监测信号进入所述光纤的第一端部的装置；

光接收机装置，光学上耦合到所述光纤的第二端部，用于同时接收所述的两种监测信号；

信号处理装置，它包括：

用于分离所述的两种监测信号的装置；和

用于测量所述的已被分离的信号的幅度的装置。

信号的损失程度表明光缆的状况，例如，对于波长为1300nm和1550nm的信号而言，在两个波长上相同的损失可以认为是微弯曲造成的。微弯曲可能是由于光缆挤压或与导致光缆结构变化有关的某个温度引起的。只在1550nm时明显的损失增加可能与宏弯曲有关，宏弯曲通常是由于光缆的扭弯或光缆卷挠造成的。

光信号最好以选定的频率进行调制。在接收时，组合信号被转换成为光信号，然后被滤波，以便分离出所述的两种信号。

光信号可以由两个激光器产生，并被分配给许多条光纤。然后，各光纤由各自的接收机来监测，接收机的输出由一个复用器扫描，复用器的输出提供给一个常规的监测造警提示单元。

根据本发明的另一个方面，这里提供一种用于监测单模光纤的方法，所述的光纤具有一个终端端部和一个接收端部，所述的方法包括以下步骤：