[發明專利]一種鐵路通信光纜在線監測系統及方法

有效

• 申請號: 202010700565.6
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111884709B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 王超東;劉立海;王耀國;石先明;沈志凌
• 申請（專利權）人: 中鐵第四勘察設計院集團有限公司
• 主分類號: H04B10/071
• 分類號: H04B10/071;H04B10/077;H04B10/079
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224
• 代理人: 方可

本發明公開了一種鐵路通信光纜在線監測系統及方法，系統包括主控模塊、光功率監測模塊、OTDR監測模塊、光纜振動監測模塊、選通模塊和光波分復用模塊，待監測通信光纜包括多根待監測纖芯和功率監測專用纖芯，主控模塊分別與光功率監測模塊、選通模塊、OTDR監測模塊和光纜振動監測模塊連接，選通模塊分別與OTDR監測模塊、光纜振動監測模塊和光波分復用模塊連接，光波分復用模塊與多根待監測纖芯連接，光功率監測模塊與功率監測專用纖芯的一端連接，從而能對可能造成通信光纜損傷的振動事件進行早期預警，也能提高通信光纜故障排查的效率。

技術領域

本發明屬于光纖傳感技術領域，具體涉及一種鐵路通信光纜在線監測系統及方法。

背景技術

近年來鐵路通信網的業務需求增長迅猛，為了提高鐵路通信網服務質量，憑借光纖傳輸介質的抗強電磁干擾能力，光纖通信系統已成為鐵路基礎承載網的主體。鐵路光纖通信系統對擴大和提高鐵路運輸能力，提高行車密度和保障行車安全，改善調度指揮條件，為鐵路運輸部門實時、準確的傳輸、交換、處理各種信息，提高鐵路的運輸質量，促使鐵路運輸逐步由限制型向開拓型轉變，等各方面都具有重要的社會和經濟效益。鑒于鐵路光纖通信系統在鐵路運輸生產指揮中的重要性和光纜敷設環境的特殊性，鐵路光通信系統建設時考慮的首要問題是其安全性。隨著通信網絡中光纜數量的增加以及早期鋪設的光纜接近使用年限，因光纜接頭盒滲水，衰耗隨時間推移而增大等影響通信的現象時有發生，光纜線路因受到鐵路施工、建筑挖方、開采巖石、山體滑坡和其他意外事故造成的光纜中斷或損傷等事故也時有發生。因此，鐵路通信網絡運維部門需要隨時、快速和準確地了解光纖通斷狀況及主要參數，以便在光纖發生故障時及時的獲取故障信息，準確判斷故障點的地理位置，及時排除故障；或者在光纖特性發生劣化之前及時進行更換，確保光纖線路的傳輸質量。滿足這一需求的解決方案是建立光纜線路集中監測系統，實現對光纖線路的光層傳輸性能、衰減變化及光纖阻斷等的自動監測。

傳統的光纜線路維護模式是：當光纜線路發生故障后，機房值班人員根據設備的報警信息確定故障線路所在區段，然后用光時域反射儀(OTDR，Optical Time DomainReflectometer)在該區段光纜中光纖進行掃描確定故障光纜纖芯及測量光纜纖芯故障點大致距離，線路搶修人員在監測前站在故障纖芯對應端口上連接光纜普查儀再趕往大致地點通過敲擊光纜產生振動以確定故障光纜和光纜的損傷具體位置，在從而進行光纜的搶修。利用現有系統的故障排查大量依賴人工的故障纖芯判定與位置測量，當多根纖芯同時受損時故障排查將使得維護人員輾轉于監測前站與現場之間或需要兩人(監測前站與現場各一人)同時操作，故障排查效率低下。

在傳統的光纜實時在線監測系統中，需要在光功率監測設備檢測到功率監測專用纖芯的功率發生變化后，OTDR設備輪詢通信光纜中每一根纖芯，以保證發現受損的纖芯。光纜的實時在線監測系統一般采用光開關以實現OTDR監測的切換纖芯。但是功率監測專用纖芯光功率發生變化時，通信光纜已經受到損傷。所以現有的光纜實時在線監測系統不具有光纜損傷故障的早期預警能力。無法在光纜發生故障前就提示系統的使用者對通信光纜受到外界物理量變化而產生光信號變化的位置，采取提前的檢查。另外，此時傳統的光纜實時監測系統已經錯過捕獲通信光纜受損時的光纜周邊物理量變化的時機，所以傳統的光纜實時監測系統無法通過監測物理量及其變化規律以判斷事故現場的事故類型。尤其在特殊外部條件下，存在光纜的護套受損，但纖芯并未受損的情況。光功率監測系統無法捕獲這種光纜損傷事件。但是如果外皮損傷，外部的水、或具有腐蝕性物質會滲進光纜，加速光纜內容物老化，將會影響光纜的壽命。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種鐵路通信光纜在線監測系統及方法，通過系統的各模塊及對應的連接關系的設計，既能對可能造成通信光纜損傷的振動事件進行早期預警，也能提高通信光纜故障排查的效率。