CN109813525B - 一种光缆识别装置及识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光缆识别装置，包括测试终端和敲击终端；所述测试终端包括第一无线通信模块、第一微控制单元和非平衡Mach‑Zehder干涉仪；所述非平衡Mach‑Zehder干涉仪用于将采集自待测光缆的振动信号转化为电信号，所述第一微控制单元用于处理所述电信号并根据所述电信号生成敲击控制信息和测试信息，所述第一无线通信模块用于发射敲击控制信息和匹配结果信息；敲击终端包括第二无线通信模块、第二微控制单元和振动敲击模块。本发明是基于光纤干涉式振动传感技术，采用振动发生器，结合无线通信技术，实现对光缆精准敲击、敲击频率精准识别，构建同步反馈机制，进行频率有效选择，避开干扰频段，提高了光缆识别的准确性和效率。

Description

一种光缆识别装置及识别方法

技术领域

本发明涉及光纤通信技术领域，特别是涉及一种光缆识别装置及识别方法。

背景技术

光纤通信的迅猛发展推动着越来越多的光缆敷设，巨量光缆的维护就成了一个巨大的难题，特别是随着城镇化步伐的不断加快、城市基础设施的迅猛升级，工程施工经常导致光缆标签的破损、丢失，甚至造成光缆的毁坏。

在光缆修复以及光缆资源普查统计过程中，往往需要准确查找和识别铺设于管道(人井)、隧道和电杆架空等环境下的目标光缆，快速找出目标光缆不仅有利于减轻施工难度，还有利于加快光缆修复时间，减少通信中断带来的损失，因此，探求一种可靠迅速的光缆识别技术在光缆修复中有着非常重要的实际工程意义。

同时，城市中，常常需要在两个监控机房中间，若干公里长范围内的任意人孔或者线架上，找出目标光缆并进行割接分路，为了更好地进行维护和管理工作，保证光缆***的正常运行，快速、准确地查找目标光缆也显得非常重要。

目前，在光缆链路修复或改造过程中，针对光纤识别，主要有以下几种方法：

①人工拽拉，从光缆的起始位置，逐步进行拽拉排查；

②弯曲、冷冻光缆，在应用时采用把光缆进行微弯曲或冻结两种方式，将光缆进行大幅度的物理性弯曲，制造人为衰减，再利用OTDR进行判断；

③利用光纤传感原理，通过敲击光缆进行判断。

这几种方法都存在一定缺陷，拽拉光缆不仅费时费力，效率低下，还容易对光缆造成损伤，弯曲、冷冻光缆也容易光缆造成损伤。基于光纤传感原理进行识别，虽然方法比较新颖，但是光缆的识别是靠人为判断是否有敲击信号的存在，人员经验的因素影响较大，且当光缆缠绕在一起的时候，或者光缆周围环境存在一定的振动干扰时，很容易出现误判。

发明内容

基于此，有必要针对上述提到的至少一个问题，提供一种光缆识别装置及识别方法。

一种光缆识别装置，包括测试终端和敲击终端；

所述测试终端包括第一无线通信模块、第一微控制单元和非平衡 Mach-Zehder干涉仪；所述非平衡Mach-Zehder干涉仪用于将采集自待测光缆的振动信号转化为电信号，所述第一微控制单元用于处理所述电信号并根据所述电信号生成敲击控制信息和测试信息，所述第一无线通信模块用于发射敲击控制信息和匹配结果信息；

敲击终端包括第二无线通信模块、第二微控制单元和振动敲击模块，所述第二微控制单元用于分析所述敲击控制信息并据以控制所述振动敲击模块在待对接光缆上产生敲击信号，所述第二无线通信模块用于接收所述敲击控制信息和匹配结果信息。

在其中一个实施例中，所述非平衡Mach-Zehder干涉仪包括探测模块、宽带光源、耦合器和延时光纤；所述非平衡Mach-Zehder干涉仪用于将振动信号转化为模拟电信号。

进一步的，所述测试终端还包括数据采集模块，所述数据采集模块用于将所述模拟电信号转化为数字电信号。

在其中一个实施例中，所述敲击控制信息包括敲击信号属性信息，所述第二微控制单元根据所述敲击信号属性信息生成包含执行预定频率敲击动作的敲击指令。

在其中一个实施例中，所述第一微控制单元还用于判断所述测试信息与所述敲击控制信息是否对应。

一种光缆识别方法，采用如上述的光缆识别装置，执行下列步骤：

采集待测光缆的环境振动信号，根据所述环境振动信号分析出环境振动频率，根据所述环境振动频率确定敲击控制信息；

根据所述敲击控制信息生成敲击指令，根据所述敲击指令敲击待对接光缆；

采集待测光缆的振动信号，根据所述振动信号生成与所述待测光缆对应的测试信息，根据所述测试信息判断到与所述待测光缆对应的待对接光缆。

在其中一个实施例中，所述根据所述敲击指令敲击待对接光缆的步骤包括同时在若干根待对接光缆上执行所述敲击指令。

在其中一个实施例中，所述根据所述测试信息判断到与所述待测光缆对应的待对接光缆的步骤包括：

检测到所述测试信息中包含的振动频率与所述敲击控制信息中包含的振动频率相同，将根据所述敲击控制信息中包含的振动频率敲击的待对接光缆设定为目标光缆。

本发明是基于光纤干涉式振动传感技术，采用振动发生器，结合无线通信技术，实现对光缆精准敲击、敲击频率精准识别，构建同步反馈机制，进行频率有效选择，避开干扰频段，提高了光缆识别的准确性和效率。

附图说明

图1为本发明一实施例中光缆识别装置的结构示意图；

图2为本发明一实施例中非平衡Mach-Zehder干涉仪的工作原理示意图；

图3为本发明一实施例中光缆识别方法的方法流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明一实施例中提供了一种光缆识别装置，如图1所示，其包括测试终端和敲击终端。其中测试终端包括第一无线通信模块、第一微控制单元(MCU1) 和非平衡Mach-Zehder干涉仪。非平衡Mach-Zehder干涉仪用于将采集自待测光缆的振动信号转化为电信号，第一微控制单元用于处理上述的电信号并据以生成敲击控制信息和测试信息，第一无线通信模块用于发射敲击控制信息和匹配结果信息，匹配结果信息为待对接光缆与待测光缆是否匹配的信息。具体实施过程中，MCU1先在未敲击待测光缆的情况下，对检测到的信号进行分析，确定被测光缆的环境振动频率，经过分析后摒弃该环境振动频率的干扰，生成敲击控制信息，该敲击控制信息中包括即将进行的敲击动作中的振动频率；MCU1 再在敲击终端开始敲击待对接光缆后，对检测到的信号进行分析生成测试信息。敲击终端包括第二无线通信模块、第二微控制单元(MCU2)和振动敲击模块， MCU2用于分析前面的第一无线通信模块传输来的敲击控制信息，该敲击控制信息由第二无线通信模块接收到并传输至MCU2当中，MCU2根据敲击控制信息控制振动敲击模块在待对接光缆上产生敲击信号，如此在待对接光缆上敲击后会产生振动信号。待测光缆只有一根，而待对接光缆可能有若干根，在若干根待对接光缆中只有一根是与待测光缆匹配的，本发明提供的光缆识别装置的作用就是找出与待测光缆匹配的待对接光缆。

如图2所示，非平衡Mach-Zehder干涉仪包括探测模块、宽带光源、耦合器和延时光纤，该非平衡Mach-Zehder干涉仪具体用于将振动信号转化为模拟电信号。耦合器包括第一耦合器和第二耦合器，宽带光源发出的光经过第一耦合器后分为两路，一路直接进入第二耦合器，另一路经过延时模块后再进入第二耦合器，两路光经过耦合器进入被探测光缆，然后被探测光缆末端的菲涅尔反射后，原路返回第二耦合器，经过第二耦合器后，两路光变成四路，再进入第一耦合器，被探测模块转换成电信号，具体为模拟电信号。其中光路相等的两路发生干涉，被探测光缆上的振动会转换成光信号强度的变化，进而转换成电压信号的变化。电压信号被采集模块采集，输送到MCU1，由MCU1对信号进行分析。被探测光缆即待测光缆上的振动包括本身的机械振动以及环境因素产生的干扰振动，经过MCU1的分析，将干扰振动摒除。进一步的，测试终端还包括数据采集模块，该数据采集模块用于将模拟电信号转化为数字电信号。

敲击控制信息包括敲击信号属性信息，该敲击信号属性信息由MCU1排除了因环境因素导致的干扰振动生成，第二微控制单元根据敲击信号属性信息生成包含执行预定频率敲击动作的敲击指令。

第一微控制单元还用于判断敲击控制信息与测试信息是否对应。采用第一微控制单元执行这一操作，MCU1在敲击终端开始敲击待对接光缆后，对检测到的信号进行分析生成测试信息，如果测试信息中包含的振动频率与之前的敲击控制信息中包含的振动频率相同，则表明已经找到与待测光缆匹配的待对接光缆，发出匹配结果信息。如果测试信息中包含的振动频率与之前的敲击控制信息中包含的振动频率不相同，发出待测光缆与当前待对接光缆匹配不成功的结果信息，则更换一根待对接光缆继续执行敲击指令并检测信号生成测试信息，重新进行判断。当遍历所有待对接光缆后仍然未出现匹配的光缆，则发出匹配失败的结果信息。因此，光缆识别装置上还设有显示模块，该显示模块用来显示匹配结果信息或者匹配失败的结果信息。

相应的，本发明同时提供一种光缆识别方法，采用如上述的光缆识别装置，如图3所示，执行下列步骤S100～步骤S300：

步骤S100：采集待测光缆的环境振动信号，根据环境振动信号分析出环境振动频率，根据所述环境振动频率确定敲击控制信息。光缆使用有具体场合，该场合中会有环境振动，因而存在环境振动信号，采集未进行敲击的待测光缆的环境振动信号，根据环境振动信号分析出环境振动频率，然后根据环境振动频率确定一条带有与环境振动频率不同频率的敲击控制信息。

步骤S200：根据敲击控制信息生成敲击指令，根据敲击指令敲击待对接光缆。

步骤S300：采集待测光缆的振动信号，根据振动信号生成与待测光缆对应的测试信息，根据测试信息判断到与待测光缆对应的待对接光缆。如上面描述的，当单次判断过程中找到相互匹配的两段光缆时，输出匹配结果信息，当单次判断未找到匹配情形时，再选择其他待对接光缆重新执行步骤S200和步骤 S300，直至找到相互匹配的两端光缆，或者输出匹配失败的结果信息。

当然，由于计算机的处理效率较高，上述的根据敲击指令敲击待对接光缆的步骤可包括同时在若干根待对接光缆上执行敲击指令，同时执行该敲击指令，也能够同时接收并分析若干反馈信号，从中选择出匹配的待对接光缆，提高分析识别的效率。

另外，需要说明的是，根据测试信息判断到与待测光缆对应的待对接光缆的步骤包括：检测到测试信息中包含的振动频率与敲击控制信息中包含的振动频率相同，将根据敲击控制信息中包含的振动频率敲击的待对接光缆设定为目标光缆。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种光缆识别装置，其特征在于，包括测试终端和敲击终端；

所述测试终端包括第一无线通信模块、第一微控制单元和非平衡Mach-Zehder干涉仪；所述非平衡Mach-Zehder干涉仪用于将采集自待测光缆的振动信号转化为电信号，所述第一微控制单元用于处理所述电信号并根据所述电信号生成敲击控制信息和测试信息，所述第一无线通信模块用于发射敲击控制信息和匹配结果信息；

敲击终端包括第二无线通信模块、第二微控制单元和振动敲击模块，所述第二微控制单元用于分析所述敲击控制信息并据以控制所述振动敲击模块在待对接光缆上产生敲击信号，所述第二无线通信模块用于接收所述敲击控制信息和匹配结果信息;

所述敲击控制信息包括敲击信号属性信息，敲击控制信息中包括即将进行的敲击动作中的振动频率，所述第二微控制单元根据所述敲击信号属性信息生成包含执行预定频率敲击动作的敲击指令，敲击信号属性信息由第一微控制单元排除了因环境因素导致的干扰振动生成。

2.根据权利要求1所述的光缆识别装置，其特征在于，所述非平衡Mach-Zehder干涉仪包括探测模块、宽带光源、耦合器和延时光纤；所述非平衡Mach-Zehder干涉仪用于将振动信号转化为模拟电信号。

3.根据权利要求2所述的光缆识别装置，其特征在于，所述测试终端还包括数据采集模块，所述数据采集模块用于将所述模拟电信号转化为数字电信号。

4.根据权利要求1所述的光缆识别装置，其特征在于，所述第一微控制单元还用于判断所述测试信息与所述敲击控制信息是否对应。

5.一种光缆识别方法，其特征在于，采用如权利要求1~4任一所述的光缆识别装置，执行下列步骤：

采集待测光缆的环境振动信号，根据所述环境振动信号分析出环境振动频率，根据所述环境振动频率确定敲击控制信息；

根据所述敲击控制信息生成敲击指令，根据所述敲击指令敲击待对接光缆；

采集待测光缆的振动信号，根据所述振动信号生成与所述待测光缆对应的测试信息，根据所述测试信息判断到与所述待测光缆对应的待对接光缆。

6.根据权利要求5所述的光缆识别方法，其特征在于，所述根据所述敲击指令敲击待对接光缆的步骤包括同时在若干根待对接光缆上执行所述敲击指令。

7.根据权利要求5所述的光缆识别方法，其特征在于，所述根据所述测试信息判断到与所述待测光缆对应的待对接光缆的步骤包括：

检测到所述测试信息中包含的振动频率与所述敲击控制信息中包含的振动频率相同，将根据所述敲击控制信息中包含的振动频率敲击的待对接光缆设定为目标光缆。

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