CN111404598A - 基于相位敏感光时域反射用工程施工通讯光缆定位*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于相位敏感光时域反射用工程施工通讯光缆定位***,包括传感单元、管理终端和控制处理器,所述传感单元与管理终端实现双向连接,本发明涉及光电子及信息技术领域。该基于相位敏感光时域反射用工程施工通讯光缆定位***,利用信号产生单元对通讯光缆在使用过程中出现故障的时候,实时对通讯光缆产生的信号进行采集,采集的信号进入信号分析单元中,利用信号分析单元中的信号对比程序可以对信号数据进行初步的对比分析,接着利用高速的数据传输,在***中利用处理器从光缆定位***中获取故障光缆的定位信息,同时通过信号分析单元对获取的信号进行分析,从而可以***光缆的故障信息,提高对光缆维修的效率。
Description
技术领域
本发明涉及光电子及信息技术领域,具体为基于相位敏感光时域反射用工程施工通讯光缆定位***。
背景技术
信息化条件下,光缆通信是保密单位通信的重要手段,经过多年建设,我国在有线通信网络体系建设方面取得了快速发展,已建成以陆光缆为主、海光缆为辅的多路由、大容量,纵穿南北、横贯东西的大通路干线网络,为保密单位信息传输提供了较优质的通信信道,为国家安全建设提供了基础的通信保障,对通信光缆形成影响的基本包括三种原因,分别为人为、自然以及光缆自身的原因,人为影响因素涉及有意或无意造成光缆故障的行为,有意的破坏行为主要有罪犯恶意盗窃光缆,抑或别的破坏光缆阻碍光缆正常通讯的行为,无意造成通讯光缆损坏的行为一般指的是部分工程在进行建设时,由于没有将通讯光缆保护好,或是根本不了解地下存在通讯光缆而组织工程建设最终破坏了电缆,使得通讯中断。其次因为经济建设发展的需要,很多项目施工无法避免,由此势必会对原来的光纤通道形成负面的影响。
由于很多光缆线路基本都已经铺设完成投入使用较长时间,原始相关维护信息材料难以保存完整,基本都存在一定的缺失,这导致在通讯光缆出现故障的时候无法对光缆故障的位置进行定位,大大加大了对光缆故障的排查难度,造成光缆维修的时效性大大降低。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足,本发明提供了基于相位敏感光时域反射用工程施工通讯光缆定位***,解决了现有技术中在通讯光缆出现故障的时候,由于原始相关维护信息材料的缺失,导致无法对光缆故障的位置进行定位,大大加大了对光缆故障的排查难度,造成光缆维修时效性降低的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:基于相位敏感光时域反射用工程施工通讯光缆定位***,包括传感单元、管理终端和控制处理器,所述传感单元与管理终端实现双向连接,并且管理终端与控制处理器实现双向连接,所述控制处理器分别与光缆定位***、信号分析单元实现双向连接,并且信号分析单元与数据库实现双向连接,所述控制处理器的输出端与数据库的输入端连接,所述控制处理器与信号确认单元实现双向连接,并且信号确认单元的输入端与信号产生单元的输出端连接,所述信号确认单元包括数据接收模块、信号对比程序和信号传输模块,所述信号产生单元包括振动传感器、光探测模块和数据传输模块,所述信号分析单元包括信号接收模块、信号波长提取模块、波长数据对比模块和监测分析报警模块,所述光缆定位***包括GPRS定位数据库、信号源定位模块和定位传输模块,所述管理终端包括控制服务器、数据显示单元、信号采集模块和传感接口,所述传感单元包括传感光纤和光调制解调仪。
优选的,所述光调制解调仪的输出端与传感光纤的输入端连接,并且传感光纤的输出端与传感接口的输入端连接。
优选的,所述传感接口的输出端与信号采集模块的输入端连接,并且信号采集模块的输出端与数据显示单元的输入端连接,所述数据显示单元分别与控制服务器、控制处理器实现双向连接,并且信号采集模块与控制处理器实现双向连接。
优选的,所述定位传输模块的输入端与信号源定位模块的输出端连接,并且信号源定位模块与GPRS定位数据库实现双向连接,所述定位传输模块与控制处理器实现双向连接。
优选的,所述信号接收模块的输出端与信号波长提取模块的输入端连接,并且信号波长提取模块的输出端与波长数据对比模块的输入端连接,所述波长数据对比模块与数据库实现双向连接,并且波长数据对比模块的输出端与监测分析报警模块的输入端连接,所述监测分析报警模块的输出端与控制处理器的输入端连接,并且控制处理器的输出端与信号接收模块的输入端连接。
优选的,所述信号传输模块与控制处理器实现双向连接,并且信号传输模块的输入端与信号对比程序的输出端连接,所述信号对比程序的输入端与数据接收模块的输出端连接。
优选的,所述振动传感器的输出端与光探测模块的输入端连接,并且光探测模块的输出端与数据传输模块的输入端连接,所述数据传输模块的输出端与数据接收模块的输入端连接。
优选的,所述信号对比程序内部接入采集信号,对采集信号进行种类分为移动信号、持续性信号和暂时性信号,分别对移动信号持续时间T1和暂时性信号持续时间T2与设定的持续时间K1、K2进行比对,若T1≥K1、T2≥K2,则进入信号强度对比程序中,对信号的强度F与设定的参数N进行对比,若F≥N,则将信号进行输出到控制处理器中进行分析定位。
(三)有益效果
本发明提供了基于相位敏感光时域反射用工程施工通讯光缆定位***。与现有技术相比具备以下有益效果:
(1)、该基于相位敏感光时域反射用工程施工通讯光缆定位***,通过控制处理器分别与光缆定位***、信号分析单元实现双向连接,并且信号分析单元与数据库实现双向连接,控制处理器的输出端与数据库的输入端连接,控制处理器与信号确认单元实现双向连接,并且信号确认单元的输入端与信号产生单元的输出端连接,信号确认单元包括数据接收模块、信号对比程序和信号传输模块,信号产生单元包括振动传感器、光探测模块和数据传输模块,信号分析单元包括信号接收模块、信号波长提取模块、波长数据对比模块和监测分析报警模块,光缆定位***包括GPRS定位数据库、信号源定位模块和定位传输模块,管理终端包括控制服务器、数据显示单元、信号采集模块和传感接口,传感单元包括传感光纤和光调制解调仪,利用信号产生单元对通讯光缆在使用过程中出现故障的时候,实时对通讯光缆产生的信号进行采集,采集的信号送入信号分析单元中,利用信号分析单元中的信号对比程序可以对信号数据进行初步的对比分析,接着利用高速的数据传输,在***中利用处理器从光缆定位***中获取故障光缆的定位信息,同时通过信号分析单元对获取的信号进行分析,从而可以***光缆的故障信息,提高对光缆维修的效率。
(2)、该基于相位敏感光时域反射用工程施工通讯光缆定位***,通过光调制解调仪的输出端与传感光纤的输入端连接,并且传感光纤的输出端与传感接口的输入端连接,传感接口的输出端与信号采集模块的输入端连接,并且信号采集模块的输出端与数据显示单元的输入端连接,数据显示单元分别与控制服务器、控制处理器实现双向连接,并且信号采集模块与控制处理器实现双向连接,定位传输模块的输入端与信号源定位模块的输出端连接,并且信号源定位模块与GPRS定位数据库实现双向连接,定位传输模块与控制处理器实现双向连接,光调制解调仪、光探测模块、信号采集模块、控制处理器、监测分析报警模块和传感光纤等组成相位敏感光时域反射的干涉机理,对干涉信号进行高速的多点采样,采集的数据送控制处理器中进行进一步分析,***根据分析结果就能确定是否有外力破坏事件的发生,并且利用信号源定位模块从GPRS定位数据库中获取故障光缆的定位信息。
(3)、该基于相位敏感光时域反射用工程施工通讯光缆定位***,通过信号接收模块的输出端与信号波长提取模块的输入端连接,并且信号波长提取模块的输出端与波长数据对比模块的输入端连接,波长数据对比模块与数据库实现双向连接,并且波长数据对比模块的输出端与监测分析报警模块的输入端连接,监测分析报警模块的输出端与控制处理器的输入端连接,并且控制处理器的输出端与信号接收模块的输入端连接,信号对比程序内部接入采集信号,对采集信号进行种类分为移动信号、持续性信号和暂时性信号,分别对移动信号持续时间T1和暂时性信号持续时间T2与设定的持续时间K1、K2进行比对,若T1≥K1、T2≥K2,则进入信号强度对比程序中,对信号的强度F与设定的参数N进行对比,若F≥N,则将信号进行输出到控制处理器中进行分析定位,利用***中的信号分析模块和信号确认单元中的信号对比程序对数据信号进行分析对比,从而可以获取故障光缆受到的损坏原因。
附图说明
图1为本发明通讯光缆定位***的结构原理框图;
图2为本发明传感单元和管理终端的结构原理框图;
图3为本发明光缆定位***的结构原理框图;
图4为本发明信号分析单元的结构原理框图;
图5为本发明信号确认单元和信号产生单元的结构原理框图;
图6为本发明信号对比程序的结构程序框图。
图中,1-传感单元、11-传感光纤、12-光调制解调仪、2-管理终端、21-控制服务器、22-数据显示单元、23-信号采集模块、24-传感接口、3-控制处理器、4-光缆定位***、41-GPRS定位数据库、42-信号源定位模块、43-定位传输模块、5-信号分析单元、51-信号接收模块、52-信号波长提取模块、53-波长数据对比模块、54-监测分析报警模块、6-数据库、7-信号确认单元、71-数据接收模块、72-信号对比程序、73-信号传输模块、8-信号产生单元、81-振动传感器、82-光探测模块、83-数据传输模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1和图6,本发明实施例提供技术方案:基于相位敏感光时域反射用工程施工通讯光缆定位***,包括传感单元1、管理终端2和控制处理器3,传感单元1与管理终端2实现双向连接,并且管理终端2与控制处理器3实现双向连接,控制处理器3分别与光缆定位***4、信号分析单元5实现双向连接,并且信号分析单元5与数据库6实现双向连接,控制处理器3的输出端与数据库6的输入端连接,控制处理器3与信号确认单元7实现双向连接,并且信号确认单元7的输入端与信号产生单元8的输出端连接,信号确认单元7包括数据接收模块71、信号对比程序72和信号传输模块73,信号对比程序72内部接入采集信号,对采集信号进行种类分为移动信号、持续性信号和暂时性信号,分别对移动信号持续时间T1和暂时性信号持续时间T2与设定的持续时间K1、K2进行比对,若T1≥K1、T2≥K2,则进入信号强度对比程序中,对信号的强度F与设定的参数N进行对比,若F≥N,则将信号进行输出到控制处理器3中进行分析定位,信号产生单元8包括振动传感器81、光探测模块82和数据传输模块83,信号分析单元5包括信号接收模块51、信号波长提取模块52、波长数据对比模块53和监测分析报警模块54,光缆定位***4包括GPRS定位数据库41、信号源定位模块42和定位传输模块43,管理终端2包括控制服务器21、数据显示单元22、信号采集模块23和传感接口24,传感单元1包括传感光纤11和光调制解调仪12,同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
请参阅图2和图3,光调制解调仪12的输出端与传感光纤11的输入端连接,并且传感光纤11的输出端与传感接口24的输入端连接,传感接口24的输出端与信号采集模块23的输入端连接,并且信号采集模块23的输出端与数据显示单元22的输入端连接,数据显示单元22分别与控制服务器21、控制处理器3实现双向连接,并且信号采集模块23与控制处理器3实现双向连接,定位传输模块43的输入端与信号源定位模块42的输出端连接,并且信号源定位模块42与GPRS定位数据库41实现双向连接,定位传输模块43与控制处理器3实现双向连接。
请参阅图4和图5,信号接收模块51的输出端与信号波长提取模块52的输入端连接,并且信号波长提取模块52的输出端与波长数据对比模块53的输入端连接,波长数据对比模块53与数据库6实现双向连接,并且波长数据对比模块53的输出端与监测分析报警模块54的输入端连接,监测分析报警模块54的输出端与控制处理器3的输入端连接,并且控制处理器3的输出端与信号接收模块51的输入端连接,信号传输模块73与控制处理器3实现双向连接,并且信号传输模块73的输入端与信号对比程序72的输出端连接,信号对比程序72的输入端与数据接收模块71的输出端连接,振动传感器81的输出端与光探测模块82的输入端连接,并且光探测模块82的输出端与数据传输模块83的输入端连接,数据传输模块83的输出端与数据接收模块71的输入端连接。
工作时,将传感单元1中的传感光纤11与管理终端2中的传感接口24进行连接,根据后向散射光原理,由光调制解调仪12输出的大功率窄脉冲光注入到传感光纤11中,会在传感光纤11中产生后向瑞利散射光,后向瑞利散射光经光调制解调仪12分离后得到携带振动信号的光信号的叠加,从光调制解调仪12后向反射回来的瑞利散射光进入光接收模块进行光/电转换,再经前级放大,此时信号已由光信号转换成了电信号,再分别进入信号产生单元8中进行A/D转换,利用信号产生单元8对通讯光缆在使用过程中出现故障的时候,振动传感器81配合光探测模块82实时对通讯光缆产生的信号进行采集,并且通过数据传输模块83将采集的信号送入信号分析单元7中,在信号分析单元7中,数据接收模块71对信号产生单元8中送入的信号进行接收,信号进入信号对比程序72中,在信号对比程序72内部接入采集信号,对采集信号进行种类分为移动信号、持续性信号和暂时性信号,分别对移动信号持续时间T1和暂时性信号持续时间T2与设定的持续时间K1、K2进行比对,若T1≥K1、T2≥K2,则进入信号强度对比程序中,对信号的强度F与设定的参数N进行对比,若F≥N,则将信号进行输出到控制处理器3中,进入到控制处理器3中的数据在利用光缆定位***4进行定位的同时,数据信号进入信号分析单元5中,利用信号波长提取模块52对数据信号中的波长数据进行提取,并且通过波长数据对比模块53对提取的波长数据与数据库6中的数据信息进行对比,通过对信号模式、信号强度、信号持续时间、信号强度变化的分析对比,提高对通讯光缆故障的报警准确率,接着利用光缆定位***4中的信号源定位模块42从GPRS定位数据库41中获取光缆的定位数据,对于光缆的故障信息和定位信息均通过管理终端2中的数据显示单元22进行显示。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.基于相位敏感光时域反射用工程施工通讯光缆定位***,包括传感单元(1)、管理终端(2)和控制处理器(3),所述传感单元(1)与管理终端(2)实现双向连接,并且管理终端(2)与控制处理器(3)实现双向连接,其特征在于:所述控制处理器(3)分别与光缆定位***(4)、信号分析单元(5)实现双向连接,并且信号分析单元(5)与数据库(6)实现双向连接,所述控制处理器(3)的输出端与数据库(6)的输入端连接,所述控制处理器(3)与信号确认单元(7)实现双向连接,并且信号确认单元(7)的输入端与信号产生单元(8)的输出端连接,所述信号确认单元(7)包括数据接收模块(71)、信号对比程序(72)和信号传输模块(73),所述信号产生单元(8)包括振动传感器(81)、光探测模块(82)和数据传输模块(83),所述信号分析单元(5)包括信号接收模块(51)、信号波长提取模块(52)、波长数据对比模块(53)和监测分析报警模块(54),所述光缆定位***(4)包括GPRS定位数据库(41)、信号源定位模块(42)和定位传输模块(43),所述管理终端(2)包括控制服务器(21)、数据显示单元(22)、信号采集模块(23)和传感接口(24),所述传感单元(1)包括传感光纤(11)和光调制解调仪(12)。
2.根据权利要求1所述的基于相位敏感光时域反射用工程施工通讯光缆定位***,其特征在于:所述光调制解调仪(12)的输出端与传感光纤(11)的输入端连接,并且传感光纤(11)的输出端与传感接口(24)的输入端连接。
3.根据权利要求1所述的基于相位敏感光时域反射用工程施工通讯光缆定位***,其特征在于:所述传感接口(24)的输出端与信号采集模块(23)的输入端连接,并且信号采集模块(23)的输出端与数据显示单元(22)的输入端连接,所述数据显示单元(22)分别与控制服务器(21)、控制处理器(3)实现双向连接,并且信号采集模块(23)与控制处理器(3)实现双向连接。
4.根据权利要求1所述的基于相位敏感光时域反射用工程施工通讯光缆定位***,其特征在于:所述定位传输模块(43)的输入端与信号源定位模块(42)的输出端连接,并且信号源定位模块(42)与GPRS定位数据库(41)实现双向连接,所述定位传输模块(43)与控制处理器(3)实现双向连接。
5.根据权利要求1所述的基于相位敏感光时域反射用工程施工通讯光缆定位***,其特征在于:所述信号接收模块(51)的输出端与信号波长提取模块(52)的输入端连接,并且信号波长提取模块(52)的输出端与波长数据对比模块(53)的输入端连接,所述波长数据对比模块(53)与数据库(6)实现双向连接,并且波长数据对比模块(53)的输出端与监测分析报警模块(54)的输入端连接,所述监测分析报警模块(54)的输出端与控制处理器(3)的输入端连接,并且控制处理器(3)的输出端与信号接收模块(51)的输入端连接。
6.根据权利要求1所述的基于相位敏感光时域反射用工程施工通讯光缆定位***,其特征在于:所述信号传输模块(73)与控制处理器(3)实现双向连接,并且信号传输模块(73)的输入端与信号对比程序(72)的输出端连接,所述信号对比程序(72)的输入端与数据接收模块(71)的输出端连接。
7.根据权利要求1所述的基于相位敏感光时域反射用工程施工通讯光缆定位***,其特征在于:所述振动传感器(81)的输出端与光探测模块(82)的输入端连接,并且光探测模块(82)的输出端与数据传输模块(83)的输入端连接,所述数据传输模块(83)的输出端与数据接收模块(71)的输入端连接。
8.根据权利要求1所述的基于相位敏感光时域反射用工程施工通讯光缆定位***,其特征在于:所述信号对比程序(72)内部接入采集信号,对采集信号进行种类分为移动信号、持续性信号和暂时性信号,分别对移动信号持续时间T1和暂时性信号持续时间T2与设定的持续时间K1、K2进行比对,若T1≥K1、T2≥K2,则进入信号强度对比程序中,对信号的强度F与设定的参数N进行对比,若F≥N,则将信号进行输出到控制处理器(3)中进行分析定位。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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