CN115900785A - 基于分布式光传感技术的电力opgw光缆数据采集装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于分布式光传感技术的电力OPGW光缆数据采集装置及方法，涉及光缆数据采集技术领域。本发明的技术要点包括：OPGW光缆数据采集装置包括宽带激光器、第一波分复用器、声光调制器、第一掺铒光纤放大器、第一环形器、第二波分复用器、待测光纤、窄线宽激光器、第一耦合器、脉冲发生器、第二掺铒光纤放大器、拉曼放大器、第一数据采集卡、第一光电探测器、第三波分复用器、第二耦合器、第二环形器、第二光电探测器、第一光学滤波器、第三环形器、第二光学滤波器、微波源、电光调制器、光衰减器、第三耦合器、第三光电探测器、第二数据采集卡。本发明采用一根纤芯即可实现OPGW光缆的温度、应变、振动和衰耗信号的同步采集。

Description

基于分布式光传感技术的电力OPGW光缆数据采集装置及方法

技术领域

本发明涉及光缆数据采集技术领域，具体涉及一种基于分布式光传感技术的电力OPGW光缆数据采集装置及方法。

背景技术

OPGW光缆将光纤置于架空高压输电线路的地线中，构成输电线路上的光纤通信网，兼具地线与通信双重功能，作为电力***的信息传输媒介在智能电网建设中发挥着重要的作用。置于塔顶的OPGW光缆承受着来自于冰、风、雷击等自然环境变化带来的危害，同时受施工质量、光缆结构、耐张段内杆塔的地理位置差异等因素的影响，使OPGW面临着静态与动态张力、高温及雷电流的侵害，引起金具损伤、断股断纤、倒塔等事故，为OPGW光缆的安全稳定运行带来了隐患。

传统监测技术包括图像处理法、GPS传感法、光纤光栅法等，图像处理法易受天气影响，恶劣环境下无法工作，可靠性较差；GPS***基站的修建及日常维护费用高，经济性不足；光纤光栅的传感距离有限。现有传感器的信号传输方式、传输距离和容量有限，且容易受到电磁干扰，需要线路供电，无法满足监测需求。分布式光纤传感技术利用既有的光纤可实现百公里量级的分布式传感，具有无源、抗强电磁干扰、线路无需供电、本质安全等天然优势，在电力***中应用前景广阔。

目前利用BOTDR(Brillouin optical time-domain reflectometer)进行应力、温度、覆冰、雷击监测，利用Φ-OTDR(phase-sensitive optical time-domainreflectometer)进行振动、舞动、覆冰监测等已在OPGW光缆中开展了试点应用。然而由于光缆面临的复杂气候环境影响，单一的测量参量无法准确反映线路受到的危害，因此融合多种传感机制进行多参量的传感对线路状态的评估具有重要的意义。

发明内容

为此，本发明提出一种基于分布式光传感技术的电力OPGW光缆数据采集装置及方法，用以解决现有测量装置不能同时且准确地采集光缆的温度、应变、振动和衰耗信号的技术问题。

根据本发明的一方面，提供一种基于分布式光传感技术的电力OPGW光缆数据采集装置，该装置包括：

宽带激光器、第一波分复用器、声光调制器、第一掺铒光纤放大器、第一环形器、第二波分复用器、待测光纤、窄线宽激光器、第一耦合器、脉冲发生器、第二掺铒光纤放大器、拉曼放大器、第一数据采集卡、第一光电探测器、第三波分复用器、第二耦合器、第二环形器、第二光电探测器、第一光学滤波器、第三环形器、第二光学滤波器、微波源、电光调制器、光衰减器、第三耦合器、第三光电探测器、第二数据采集卡；

宽带激光器的光信号输出端与第一波分复用器的一号端口连通，窄线宽激光器的光信号输出端与第一耦合器连通，第一耦合器分别同时与第一波分复用器的二号端口和电光调制器的光信号输入端连通，第一波分复用器的三号端口与声光调制器的光信号输入端连通，脉冲发生器的微波信号输出端与声光调制器的微波信号加载端连通，声光调制器的光信号输出端与第一掺铒光纤放大器的光信号输入端连通，第一掺铒光纤放大器的光信号输出端与第一环形器的一号光信号端口连通，第一环形器的二号光信号端口与第二波分复用器的一号端口连通，拉曼放大器的光信号输出端与第一波分复用器的二号端口连通，第一波分复用器的三号端口与待测光纤连通；

第一环形器的三号光信号端口与第二掺铒光纤放大器的光信号输入端连通，第二掺铒光纤放大器的光信号输出端与第二波分复用器的三号端口连通，第二波分复用器的一号端口与第一光电探测器的光信号输入端连通，第一光电探测器的电信号输出端与第一数据采集卡的电信号输入端连通，脉冲发生器的触发信号输出端与第一数据采集卡的触发信号输入端连通；

第二波分复用器的二号端口与第二耦合器的一号端口连通，第二耦合器的二号光信号端口与第二环形器的一号端口连通，第二环形器的二号端口与第一光学滤波器连通，第二环形器的三号端口与第二光电探测器的光信号输入端连通，第二光电探测器的电信号输出端与第二数据采集卡的电信号输入端连通，脉冲发生器的触发信号输出端与第二数据采集卡的触发信号输入端连通；

第二耦合器的三号端口与第三环形器的一号端口连通，第三环形器的二号端口与第二光学滤波器连通，第三环形器的三号端口与第三耦合器连通，脉冲发生器的触发信号输出端与微波源的同步信号输入端连通；微波源的微波信号输出端与电光调制器的微波信号加载端连通，电光调制器的光信号输出端与光衰减器连通，光衰减器与第三耦合器连通，第三耦合器与第三光电探测器的光信号输入端连通，第三光电探测器的电信号输出端与第二数据采集卡的电信号输入端连通。

进一步地，所述宽带激光器输出光功率为20mW，中心波长为1570nm；所述窄线宽激光器采用单频窄线宽光纤激光器，输出光功率为11mW，波长为1550.12nm。

进一步地，所述第一波分复用器的透射波长为1550.12nm，透射带宽为0.22nm，反射波长为1552nm～1590nm；所述第二波分复用器的透射波长为1550nm～1590nm，透射带宽为0.22nm，反射波长为1480nm；所述第三波分复用器的透射波长为1550.12nm，透射带宽为0.22nm，反射波长为1552nm～1590nm。

进一步地，所述声光调制器的移频为200MHz，消光比为50dB；所述第一耦合器的耦合比为90:10、所述第二耦合器的耦合比为50:50、所述第三耦合器的耦合比为50:50。

进一步地，所述拉曼放大器的输出光功率为300mW，波长为1480nm。

进一步地，所述第一光电探测器的探测带宽为50MHz、所述第二光电探测器的探测带宽为50MHz、所述第三光电探测器的探测带宽为500MHz。

进一步地，所述第一光学滤波器的中心波长为1550.12nm，带宽为2GHz；所述第二光学滤波器的中心波长为1550.22nm，带宽为2GHz。

根据本发明的另一方面，提供一种基于分布式光传感技术的电力OPGW光缆数据采集方法，所述电力OPGW光缆数据采集方法基于所述电力OPGW光缆数据采集装置实现；

所述电力OPGW光缆数据采集装置包括：宽带激光器、第一波分复用器、声光调制器、第一掺铒光纤放大器、第一环形器、第二波分复用器、待测光纤、窄线宽激光器、第一耦合器、脉冲发生器、第二掺铒光纤放大器、拉曼放大器、第一数据采集卡、第一光电探测器、第三波分复用器、第二耦合器、第二环形器、第二光电探测器、第一光学滤波器、第三环形器、第二光学滤波器、微波源、电光调制器、光衰减器、第三耦合器、第三光电探测器、第二数据采集卡；

所述电力OPGW光缆数据采集方法包括：

窄线宽激光器输出的连续光经第一耦合器分为上下两支路，下支路的连续光信号经电光调制器进行调制后经光衰减器输出作为参考光信号，上支路的连续光与宽带激光器输出的宽带连续光信号经第一波分复用器合束后由声光调制器调制为脉冲光信号，并由第一掺饵光纤放大器进行峰值功率放大后经过第一环形器注入第二波分复用器与拉曼放大器输出的拉曼光信号同时注入待测光纤中，拉曼光信号实现对待测光纤中由于布里渊散射和瑞利散射而产生的后向散射光信号的分布式放大；分布式放大后的后向散射光信号经过第二波分复用器反射滤除拉曼光信号，其余光信号透射后经第一环形器注入第二掺饵光纤放大器中进行光功率放大，然后经过第三波分复用器将宽带光信号滤出，由第一光电探测器进行实时探测，输出的光电流由第一数据采集卡进行实时采集，形成OTDR***；

剩余的窄带散射光信号经过第二耦合器分为两路，第一路窄带散射光信号经第二环形器一号光信号端口输入，经第二环形器的二号光信号端口注入第一光学滤波器滤波，获得瑞利散射光信号，并由第二光电探测器探测，输出的光电流由第二数据采集卡进行实时采集，形成Φ-OTDR***；

第二路窄带散射光信号经第三环形器一号光信号端口输入，经第二环形器的二号光信号端口注入第二光学滤波器滤波，获得布里渊散射光信号，并由第三光电探测器探测，输出的光电流由第二数据采集卡进行实时采集，形成BOTDR***；

脉冲发生器分别实现对声光调制器、微波源、第一数据采集卡和第二数据采集卡的控制；微波源实现对电光调制器的控制，从而采用同一纤芯实现温度、应变、振动和衰耗信号同步采集。

本发明的有益技术效果是：

本发明采用BOTDR、Φ-OTDR和OTDR技术，结合前端分布式一阶拉曼放大技术实现长距离多参量的OPGW光缆监测，综合反映光缆的安全状态，若同一位置处即存在静态应变、动态应变和损耗异常，则光缆存在重大安全隐患，进而实现了仅利用同一装置、同一纤芯即可获得OPGW光缆的温度、应变、振动和衰耗信号的同步采集。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，其中：

图1是本发明实施例基于分布式光传感技术的电力OPGW光缆数据采集装置的结构示意图；

图2是本发明实施例中OTDR技术测量的光纤衰耗曲线图；

图3是本发明实施例中利用BOTDR技术测得的布里渊频移结果图；

图4是本发明实施例中利用BOTDR技术获得的应变结果图；

图5是本发明实施例中Φ-OTDR技术探测到的信号结果图；

图6是本发明实施例中Φ-OTDR技术测量的差分三维谱图。

具体实施方式

下面将参考若干示例性实施方式来描述本发明的原理和精神。应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本发明，而并非以任何方式限制本发明的范围。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

本发明实施例提供一种基于分布式光传感技术的电力OPGW光缆数据采集装置，如图1所示，该数据采集装置包括：宽带激光器1、第一波分复用器2、声光调制器3、第一掺铒光纤放大器4、第一环形器5、第二波分复用器6、待测光纤7、窄线宽激光器8、第一耦合器9、脉冲发生器10、第二掺铒光纤放大器11、拉曼放大器12、第一数据采集卡13、第一光电探测器14、第三波分复用器15、第二耦合器16、第二环形器17、第二光电探测器18、第一光学滤波器19、第三环形器20、第二光学滤波器21、微波源22、电光调制器23、光衰减器24、第三耦合器25、第三光电探测器26、第二数据采集卡27；其中，

宽带激光器1的光信号输出端与第一波分复用器2的一号端口连通，窄线宽激光器8的光信号输出端与第一耦合器9连通，第一耦合器9分别同时与第一波分复用器2的二号端口和电光调制器23的光信号输入端连通，第一波分复用器2的三号端口与声光调制器3的光信号输入端连通，脉冲发生器10的微波信号输出端与声光调制器3的微波信号加载端连通，声光调制器3的光信号输出端与第一掺铒光纤放大器4的光信号输入端连通，第一掺铒光纤放大器4的光信号输出端与第一环形器5的一号光信号端口5-1连通，第一环形器5的二号光信号端口5-2与第二波分复用器6的一号端口连通，拉曼放大器12的光信号输出端与第一波分复用器6的二号端口连通，第一波分复用器6的三号端口与待测光纤7连通；

第一环形器5的三号光信号端口5-3与第二掺铒光纤放大器11的光信号输入端连通，第二掺铒光纤放大器11的光信号输出端与第二波分复用器15的三号端口连通，第二波分复用器15的一号端口与第一光电探测器14的光信号输入端连通，第一光电探测器14的电信号输出端与第一数据采集卡13的电信号输入端连通，脉冲发生器10的触发信号输出端与第一数据采集卡13的触发信号输入端连通；第一数据采集卡13采集获得OTDR数据；

第二波分复用器15的二号端口与第二耦合器16的一号端口连通，第二耦合器16的二号光信号端口与第二环形器17的一号端口17-1连通，第二环形器17的二号端口17-2与第一光学滤波器19连通，第二环形器17的三号端口17-3与第二光电探测器18的光信号输入端连通，第二光电探测器18的电信号输出端与第二数据采集卡27的电信号输入端连通，脉冲发生器10的触发信号输出端与第二数据采集卡27的触发信号输入端连通；第二数据采集卡27第一通道采集获得Φ-OTDR数据；

第二耦合器16的三号端口与第三环形器20的一号端口20-1连通，第三环形器20的二号端口20-2与第二光学滤波器21连通，第三环形器20的三号端口20-3与第三耦合器25连通，脉冲发生器10的触发信号输出端与微波源22的同步信号输入端连通；微波源22的微波信号输出端与电光调制器23的微波信号加载端连通，电光调制器23的光信号输出端与光衰减器24连通，光衰减器24与第三耦合器25连通，第三耦合器25与第三光电探测器26的光信号输入端连通，第三光电探测器26的电信号输出端与第二数据采集卡27的电信号输入端连通；第二数据采集卡27第二通道采集获得BOTDR数据。

本实施例中，优选的，所述宽带激光器1输出光功率为20mW，中心波长为1570nm。

本实施例中，优选的，所述第一波分复用器2的透射波长为1550.12nm，透射带宽为0.22nm，反射波长为1552nm～1590nm。

本实施例中，优选的，所述声光调制器3的移频为200MHz，消光比为50dB。

本实施例中，优选的，所述第二波分复用器6的透射波长为1550nm～1590nm，反射波长为1480nm，透射带宽为0.22nm。

本实施例中，所述窄线宽激光器8采用单频窄线宽光纤激光器，输出光功率为11mW，波长为1550.12nm。

本实施例中，优选的，所述第一耦合器9的耦合比为90:10。

本实施例中，优选的，所述拉曼放大器12的输出光功率为300mW，波长为1480nm。

本实施例中，优选的，所述第一光电探测器14的探测带宽为50MHz。

本实施例中，优选的，所述第三波分复用器15的透射波长为1550.12nm，透射带宽为0.22nm，反射波长为1552nm～1590nm。

本实施例中，优选的，所述第二耦合器16的耦合比为50:50。

本实施例中，优选的，所述第二光电探测器18的探测带宽为50MHz。

本实施例中，优选的，所述第一光学滤波器19的中心波长为1550.12nm，带宽为2GHz。

本实施例中，优选的，所述光学滤波器21的中心波长为1550.22nm，带宽为2GHz。

本实施例中，优选的，所述第三耦合器25的耦合比为50:50。

本实施例中，优选的，所述第三光电探测器26的探测带宽为500MHz。

本发明实施例所述的基于分布式光传感技术的电力OPGW光缆数据采集装置，结合BOTDR、Φ-OTDR和OTDR技术，实现温度、应变、振动、衰耗的多参量传感；利用上述电力OPGW光缆数据采集装置实现光缆数据采集的过程为：

窄线宽激光器8输出的连续光经第一耦合器9分为上下两支路，下支路的连续光信号经电光调制器23进行调制后经光衰减器24输出作为参考光信号，上支路的连续光与宽带激光器1输出的宽带连续光信号经第一波分复用器2合束后由声光调制器3调制为脉冲光信号，并由第一掺饵光纤放大器4进行峰值功率放大后经过第一环形器5注入第二波分复用器6与拉曼放大器12输出的拉曼光信号同时注入待测光纤7中，拉曼光信号实现对待测光纤中由于布里渊散射和瑞利散射而产生的后向散射光信号的分布式放大，提升信号质量和传感距离；分布式放大后的后向散射光信号经过第二波分复用器6反射滤除拉曼光信号，其余光信号透射后经第一环形器5注入第二掺饵光纤放大器11中进行光功率放大，然后经过第三波分复用器15将1570nm波段的宽带光信号滤出，由第一光电探测器14进行实时探测，输出的光电流由第一数据采集卡13进行实时采集，形成OTDR***；通过对OTDR信号取对数处理，实现对OPGW光缆的距离以及沿线的衰减、熔接位置的定位与测量；

剩余的窄带散射光信号经过第二耦合器16分为两路，第一路窄带散射光信号经第二环形器17一号光信号端口输入，经第二环形器17的二号光信号端口注入第一光学滤波器19滤波，获得瑞利散射光信号，并由第二光电探测器18探测，输出的光电流由第二数据采集卡27进行实时采集，形成Φ-OTDR***；通过对瑞利信号进行平均和差分处理，实现对OPGW光缆沿线振动的实时定位与测量；

第二路窄带散射光信号经第三环形器20一号光信号端口输入，经第二环形器17的二号光信号端口注入第二光学滤波器21滤波，获得布里渊散射光信号，并由第三光电探测器26探测，输出的光电流由第二数据采集卡27进行实时采集，形成BOTDR***；通过对布里渊信号进行洛伦兹拟合，得出布里渊谱，通过布里渊谱的移动大小实现对OPGW光缆沿线温度、应变的实时定位与测量；

脉冲发生器10分别实现对声光调制器3、微波源22、第一数据采集卡13和第二数据采集卡27的控制；微波源22实现对电光调制器23的控制，从而实现温度、应变、振动和衰耗信号同步采集。

利用第一数据采集卡13采集OTDR信号，利用上位机进行事件测量和分析。OTDR利用瑞利散射和菲涅耳反射的原理，可以用来测量光纤的长度/衰减/断裂、回波损耗、熔接损耗、反射率等信息。光在光纤中传输时，由于光纤本身的缺陷和掺杂成分的非均匀性使光发生瑞利散射，另外，当光遇到两种不同折射率介质的边界，如连接器、机械接续、断裂或光纤中断时会发生菲涅耳反射，散射和反射的部分光会沿着光纤返回，是目前电力通信光缆最主要的检测技术，用来测量是否存在断芯、大损耗、大衰减的情况。

利用第二采集卡27采集BOTDR时域信号，BOTDR***利用光纤中的自发布里渊散射光频移变化量与光纤所受的轴向应变和温度之间的线性关系，实现光纤沿线的温度和应变的测量。利用微波源控制扫频频率，获得不同频率下的时域信号，构造成光纤沿线各位置处的“频率-距离-强度”的三维布里渊散射功率谱，将光纤沿线各位置点处的频域信号进行洛伦兹曲线拟合，得到布里渊散射频移，利用光纤中的自发布里渊散射光频移变化量与光纤所受的轴向应变和温度之间的线性关系，实现光纤沿线的温度和应变的测量，根据结果反映光缆是否存在应变区域，测得光缆的静态应力区域。

利用第二采集卡27采集Φ-OTDR时域信号，Φ-OTDR利用光纤中的瑞利散射效应，当传感光纤受到外界振动影响时，对应位置处光纤的折射率将会发生变化，从而引起对应位置的光相位的变化，进一步引起后向瑞利散射干涉信号的振幅的变化。最终的干涉结果将会直接反应出扰动点所在的位置，这样就可以判断出外界干扰的具***置。上位机获得的时域信号与上一组时域信号进行差分，得到差分信号，判断差分信号是否大于阈值，如果大于阈值，保存一段时间内的差分信号，对差分信号大于阈值处的多个差分信号组成差分三维谱进行傅里叶变换，获得扰动区域的频率，以此来判断光缆是否受到动态应力的影响，光缆是否发生振动。

结合OTDR、BOTDR、Φ-OTDR的测试结果，综合反映光缆的安全状态，若同一位置处即存在静态应变、动态应变和损耗异常，则光缆存在重大安全隐患，进而实现了仅利用同一装置、同一纤芯即可获得OPGW光缆的温度、应变、振动和衰耗信号的同步采集。

虽然已经参考若干具体实施方式描述了本发明的精神和原理，但是应该理解，本发明并不限于所公开的具体实施方式，对各方面的划分也不意味着这些方面中的特征不能组合以进行受益，这种划分仅是为了表述的方便。本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。

Claims (9)

1.基于分布式光传感技术的电力OPGW光缆数据采集装置，其特征在于，包括：

宽带激光器(1)、第一波分复用器(2)、声光调制器(3)、第一掺铒光纤放大器(4)、第一环形器(5)、第二波分复用器(6)、待测光纤(7)、窄线宽激光器(8)、第一耦合器(9)、脉冲发生器(10)、第二掺铒光纤放大器(11)、拉曼放大器(12)、第一数据采集卡(13)、第一光电探测器(14)、第三波分复用器(15)、第二耦合器(16)、第二环形器(17)、第二光电探测器(18)、第一光学滤波器(19)、第三环形器(20)、第二光学滤波器(21)、微波源(22)、电光调制器(23)、光衰减器(24)、第三耦合器(25)、第三光电探测器(26)、第二数据采集卡(27)；

宽带激光器(1)的光信号输出端与第一波分复用器(2)的一号端口连通，窄线宽激光器(8)的光信号输出端与第一耦合器(9)连通，第一耦合器(9)分别同时与第一波分复用器(2)的二号端口和电光调制器(23)的光信号输入端连通，第一波分复用器(2)的三号端口与声光调制器(3)的光信号输入端连通，脉冲发生器(10)的微波信号输出端与声光调制器(3)的微波信号加载端连通，声光调制器(3)的光信号输出端与第一掺铒光纤放大器(4)的光信号输入端连通，第一掺铒光纤放大器(4)的光信号输出端与第一环形器(5)的一号光信号端口(5-1)连通，第一环形器(5)的二号光信号端口(5-2)与第二波分复用器(6)的一号端口连通，拉曼放大器(12)的光信号输出端与第一波分复用器(6)的二号端口连通，第一波分复用器(6)的三号端口与待测光纤(7)连通；

第一环形器(5)的三号光信号端口(5-3)与第二掺铒光纤放大器(11)的光信号输入端连通，第二掺铒光纤放大器(11)的光信号输出端与第二波分复用器(15)的三号端口连通，第二波分复用器(15)的一号端口与第一光电探测器(14)的光信号输入端连通，第一光电探测器(14)的电信号输出端与第一数据采集卡(13)的电信号输入端连通，脉冲发生器(10)的触发信号输出端与第一数据采集卡(13)的触发信号输入端连通；

第二波分复用器(15)的二号端口与第二耦合器(16)的一号端口连通，第二耦合器(16)的二号光信号端口与第二环形器(17)的一号端口(17-1)连通，第二环形器(17)的二号端口(17-2)与第一光学滤波器(19)连通，第二环形器(17)的三号端口(17-3)与第二光电探测器(18)的光信号输入端连通，第二光电探测器(18)的电信号输出端与第二数据采集卡(27)的电信号输入端连通，脉冲发生器(10)的触发信号输出端与第二数据采集卡(27)的触发信号输入端连通；

第二耦合器(16)的三号端口与第三环形器(20)的一号端口(20-1)连通，第三环形器(20)的二号端口(20-2)与第二光学滤波器(21)连通，第三环形器(20)的三号端口(20-3)与第三耦合器(25)连通，脉冲发生器(10)的触发信号输出端与微波源(22)的同步信号输入端连通；微波源(22)的微波信号输出端与电光调制器(23)的微波信号加载端连通，电光调制器(23)的光信号输出端与光衰减器(24)连通，光衰减器(24)与第三耦合器(25)连通，第三耦合器(25)与第三光电探测器(26)的光信号输入端连通，第三光电探测器(26)的电信号输出端与第二数据采集卡(27)的电信号输入端连通。

2.根据权利要求1所述的基于分布式光传感技术的电力OPGW光缆数据采集装置，其特征在于，所述宽带激光器(1)输出光功率为20mW，中心波长为1570nm；所述窄线宽激光器(8)采用单频窄线宽光纤激光器，输出光功率为11mW，波长为1550.12nm。

3.根据权利要求1所述的基于分布式光传感技术的电力OPGW光缆数据采集装置，其特征在于，所述第一波分复用器(2)的透射波长为1550.12nm，透射带宽为0.22nm，反射波长为1552nm～1590nm；所述第二波分复用器(6)的透射波长为1550nm～1590nm，透射带宽为0.22nm，反射波长为1480nm；所述第三波分复用器(15)的透射波长为1550.12nm，透射带宽为0.22nm，反射波长为1552nm～1590nm。

4.根据权利要求1所述的基于分布式光传感技术的电力OPGW光缆数据采集装置，其特征在于，所述声光调制器(3)的移频为200MHz，消光比为50dB。

5.根据权利要求1所述的基于分布式光传感技术的电力OPGW光缆数据采集装置，其特征在于，所述第一耦合器(9)的耦合比为90:10、所述第二耦合器(16)的耦合比为50:50、所述第三耦合器(25)的耦合比为50:50。

6.根据权利要求1所述的基于分布式光传感技术的电力OPGW光缆数据采集装置，其特征在于，所述拉曼放大器(12)的输出光功率为300mW，波长为1480nm。

7.根据权利要求1所述的基于分布式光传感技术的电力OPGW光缆数据采集装置，其特征在于，所述第一光电探测器(14)的探测带宽为50MHz、所述第二光电探测器(18)的探测带宽为50MHz、所述第三光电探测器(26)的探测带宽为500MHz。

8.根据权利要求1所述的基于分布式光传感技术的电力OPGW光缆数据采集装置，其特征在于，所述第一光学滤波器(19)的中心波长为1550.12nm，带宽为2GHz；所述第二光学滤波器(21)的中心波长为1550.22nm，带宽为2GHz。

9.基于分布式光传感技术的电力OPGW光缆数据采集方法，其特征在于，所述电力OPGW光缆数据采集方法基于所述电力OPGW光缆数据采集装置实现；

所述电力OPGW光缆数据采集装置包括：宽带激光器(1)、第一波分复用器(2)、声光调制器(3)、第一掺铒光纤放大器(4)、第一环形器(5)、第二波分复用器(6)、待测光纤(7)、窄线宽激光器(8)、第一耦合器(9)、脉冲发生器(10)、第二掺铒光纤放大器(11)、拉曼放大器(12)、第一数据采集卡(13)、第一光电探测器(14)、第三波分复用器(15)、第二耦合器(16)、第二环形器(17)、第二光电探测器(18)、第一光学滤波器(19)、第三环形器(20)、第二光学滤波器(21)、微波源(22)、电光调制器(23)、光衰减器(24)、第三耦合器(25)、第三光电探测器(26)、第二数据采集卡(27)；

所述电力OPGW光缆数据采集方法包括：

窄线宽激光器(8)输出的连续光经第一耦合器(9)分为上下两支路，下支路的连续光信号经电光调制器(23)进行调制后经光衰减器(24)输出作为参考光信号，上支路的连续光与宽带激光器(1)输出的宽带连续光信号经第一波分复用器(2)合束后由声光调制器(3)调制为脉冲光信号，并由第一掺饵光纤放大器(4)进行峰值功率放大后经过第一环形器(5)注入第二波分复用器(6)与拉曼放大器(12)输出的拉曼光信号同时注入待测光纤(7)中，拉曼光信号实现对待测光纤(7)中由于布里渊散射和瑞利散射而产生的后向散射光信号的分布式放大；分布式放大后的后向散射光信号经过第二波分复用器(6)反射滤除拉曼光信号，其余光信号透射后经第一环形器(5)注入第二掺饵光纤放大器(11)中进行光功率放大，然后经过第三波分复用器(15)将宽带光信号滤出，由第一光电探测器(14)进行实时探测，输出的光电流由第一数据采集卡(13)进行实时采集，形成OTDR***；

剩余的窄带散射光信号经过第二耦合器(16)分为两路，第一路窄带散射光信号经第二环形器(17)一号光信号端口输入，经第二环形器(17)的二号光信号端口注入第一光学滤波器(19)滤波，获得瑞利散射光信号，并由第二光电探测器(18)探测，输出的光电流由第二数据采集卡(27)进行实时采集，形成Φ-OTDR***；

第二路窄带散射光信号经第三环形器(20)一号光信号端口输入，经第二环形器(17)的二号光信号端口注入第二光学滤波器(21)滤波，获得布里渊散射光信号，并由第三光电探测器(26)探测，输出的光电流由第二数据采集卡(27)进行实时采集，形成BOTDR***；

脉冲发生器(10)分别实现对声光调制器(3)、微波源(22)、第一数据采集卡(13)和第二数据采集卡(27)的控制；微波源(22)实现对电光调制器(23)的控制，从而采用同一纤芯实现温度、应变、振动和衰耗信号同步采集。

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