[發明專利]光纜通信線路安防監控系統

無效

• 申請號: 200710040760.5
• 申請日: 2007-05-17
• 公開（公告）號: CN101051869A
• 公開（公告）日: 2007-10-10
• 發明（設計）人: 賈波;倪作廷;何立強
• 申請（專利權）人: 上海光朗信通訊技術有限公司;中國人民解放軍總參謀部通信工程設計研究院
• 主分類號: H04B10/12
• 分類號: H04B10/12;H04B10/08
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司
• 代理人: 郭蔚

技術領域

本申請涉及通信線路的監控系統，尤其是光纜通信線路安防監控系統。

背景技術

現代光纖通信網絡已經得到廣泛應用，在全球范圍內鋪設光纜長達幾百萬公里，傳輸著眾多重要保密的信息，涉及政府，軍事，金融和私人生活等領域。最初人們認為光纖傳輸的安全性是勿庸置疑的，然而實際情況并非如此。在光纖的任何一處只要稍微進行彎曲或夾持，就可以得到其泄漏的光從而截取其傳輸的信息，這樣，在不影響光纖正常傳輸信息的情況下就能獲取其中的信息而不被人察覺。

在常見的光纜信號竊取過程中，只須0.2db的光功率就可以鑒別出光信號及其傳輸方向；即使1％的光信號就包含了所有的原始信息。僅需一臺光纖網絡分析儀就可以測定并破譯其中的通信協議。

早在1989年，美國等國就成立了專門的研究機構尋找切開光纜、竊取光纜中所傳輸信息的辦法，并在其后的數年中不遺余力地開發竊聽海底光纜的技術和設備，并取得成功。

當前光纜監控技術主要是基于OTDR和光功率的測量方法，只能測量靜態和非常緩慢的參數變化，以及光纜中光纖斷裂、光纖衰減和連接器衰耗突增等，不能監測到對光纖的微小擾動以及對光纜系統傳輸信息的竊取，也無法對損害光纜的行為發出預警。

因此，如何在各種突發破壞事件發生前進行及時可靠的預警，并在事發時準確定位和確定事件性質已成為保障光纖通信系統可靠性迫切需要解決的問題。

發明內容

針對上述問題，本發明一方面采用了單芯定位技術，經干涉模塊分光處理并形成固定延時，經擾動后形成相拉干涉，將擾動點信息傳至系統端。通過光在單根光纖的往返傳播，實現振動疊加，根據非單頻擾動信號存在較寬的頻譜特性這一規律，通過頻率缺損點確定擾動位置。另一方面，本發明還從多方面解決了穩定性問題，通過準確還原相位，降低外界信號的影響。

為了實現上述發明目的，本發明采用了如下的技術方案，一種光纜通信線路安防監控系統，其特征在于，包括：光源模塊，用于產生穩定波長的寬光譜激光，并注入到干涉模塊；干涉模塊，將所述光源模塊的寬光譜激光進行分光、延時控制處理，生成具有固定相位差的兩路干涉光波，并耦合成干涉載波，并通過監控線路向末端模塊進行傳輸，并接收由所述末端模塊反射回來的攜帶線路全程擾動信息的光信號，經逆向分光、延時控制處理，形成相位干涉信號光輸出，以及另一路無干涉直流光輸出檢測和分析；監控線路，包括單一光纖，用于傳輸所述干涉載波；末端模塊，用于接收所述干涉載波，平衡系統頻譜范圍、調整光路偏振態、高強度反射入射光信號，實現同一擾動對往返光信號的擾動疊加，得到有用的干涉信號；檢測和放大模塊，用于把所述干涉模塊輸出的光信號進行光電轉換并進行低噪聲放大，轉化成適合運算處理器采集和運算的電信號；數據采集和信號分析模塊，對來自所述檢測和放大模塊的兩路波形信號進行高速數字化數據采集，對擾動引起的光程差引起的相位變化進行解調還原，經頻譜變換得出線路全程的信號全譜頻域數據，找出各階頻率缺損點，確定擾動發生的位置。

比較好的是，所述數據采集和信號分析模塊進一步包括：信息存儲和發布模塊，用于記錄微動位置、類型、時長等信息，并根據訂閱列表實時將信息推送到監管終端，并為歷史查詢、分析、報表提供服務。

比較好的是，所述系統進一步包括：系統支撐模塊，用于監控所述各模塊的運行狀態，消除系統的單點故障。

比較好的是，所述光源模塊產生的激光光譜寬度至少為30nm，中心波長至少為1310nm。

比較好的是，所述光源模塊進一步包括：一激光器，包括激光器制冷器，用于發出穩定的寬光譜激光，為系統提供單路光信號；中央控制器和協處理器，用于對所述激光器進行自動溫度控制和自動功率控制；激光器驅動器和電流檢測電路，用于為所述激光器提供適當的穩定電流；制冷器驅動器和溫度控制器，用于控制所述激光器的制冷器，使激光器始終工作在最合適狀態。

比較好的是，所述干涉模塊進一步包括：分光器，用于將所述光源模塊提供的單路光信號分解為多路光信號，且功率分配均衡；合光器，用于將固定相位差的多路光信號合成為檢測用單路光；延時線，用于將不同路徑光程進行可控的精確調整延時；真空懸掛封裝裝置，設置在所述分光器、合光器和延時線的外部，用于消除環境噪聲的影響。

比較好的是，所述末端模塊進一步包括：系統光纖假線，對系統進行頻率適配，用于提高系統精度；法拉第偏振旋轉反射鏡，用于消除線路偏振態影響，高強度反射入射光信號。