专利名称：利用波分复用不对称相干光路实现光缆预警系统的方法
技术领域：
本发明涉及光纤长距离传感技术领域，具体地说是一种利用波分复用不对称相干光路实现光缆预警系统的方法，是一种属于长距离大范围高灵敏度的光纤传感技术。
背景技术：
目前国际上在研究利用相干光路进行大范围光纤传感方面取得了较大的进展的是澳大利亚的FFT公司，该公司所生产的利用相干光路的光缆长40公里，所利用的激光器的线宽极窄，为10-16m，而一般激光器的线宽为10-14m，两者相差100倍，所以FFT公司所采用的激光器是特殊制造的，价格昂贵，这个系统售价甚高。我国在边防地区和重要的军事禁区采用了FFT公司的这种光纤传感系统，但是效果不佳。冬天低温情况下整个传感系统根本不工作，夏天刮风下雨都产生全线报警，这种传感系统完全失败。而我国的边防前线、军事要塞和重要的国家机密部门都迫切需要新型的具有自主知识产权的长距离大范围高灵敏度光缆预警系统。
发明内容
本发明的目的就是提供一种利用波分复用不对称相干光路实现光缆预警系统的方法，这是在我国边防前线、军事要塞和重要的国家机密部门都迫切需要的一种长距离大范围高灵敏度光缆预警系统。
本发明利用波分复用不对称相干光路实现光缆预警系统是这样实现的
所谓的不对称，就是相干回路的两个臂处在不同的环境下。其中一个臂对外界环境的扰动极其敏感，而另一臂却处在特殊保护的环境中，对外界环境的影响极其不敏感。
本发明采用了n个波长波分复用的方法，使之每个相干光路光纤的长度减小n倍，这样采用普通的激光器就可以实现相干特性。
该波分复用相干光路光缆预警系统实际上是由四根光纤所组成，其中两根光纤分段组成不对称相干光路，第一根光纤处在敏感环境，第二根光纤处在不敏感环境，第三根光纤传输具有n个波长的光信息，在每段不对称相干光路的端点，利用分波器分下该段的波长信息。第四根光纤在每一个相干长度的终点，利用合波器连接该段的光信息传输至始端。
在该光缆预警系统中，也可同时利用光纤4反向传向每个不对称相干光路，反向传入该波长的信息。同时利用光纤3，将每个不对称相干光路的信息反向传输到始端。这样在距始端为X长度的位置发生干扰时，该干扰信号由双向光传输到始端的光程分别为X和L-X，这样就可以在始端的光信息处理系统中准确计算出X点的位置，完成了预警系统的任务，见附图。
该光缆预警系统可以浅埋在边防、要塞、重要军事基地的地面下，其预警线的宽度可以由预警光缆曲折迂回浅埋来实现，同时也可将光缆预警系统曲折迂回固定在铁丝网上。
该光缆预警系统的信息处理系统中具有特殊的软件，可以判断识别风、雨、沙、雹所造成的干扰而不报警。
本发明设计出预警光缆的最佳余长，能保证在严冬低温时本预警系统仍能正常工作。
附图所示为利用波分复用不对称相干光路实现光缆预警系统结构示意图。
具体实施例方式
1.该波分复用相干光路光缆预警系统由四根光纤所组成，其中两根光纤分段组成不对称相干光路，第一根光纤处在敏感环境，第二根光纤处在不敏感环境，第三根光纤传输具有n个波长的光信息，在每段不对称相干光路的端点，利用分波器分下该段的波长信息。第四根光纤在每一个相干长度的终点，利用合波器连接该段的光信息传输至始端。
2.如附图所示在该光缆预警系统中，也可同时利用光纤4反向传向每个不对称相干光路，反向传入该波长的信息。同时利用光纤3，将每个不对称相干光路的信息反向传输到始端。这样在距始端为X长度的位置发生干扰时，该干扰信号由双向光传输到始端的光程分别为X和L-X，这样就可以在始端的光信息处理系统中准确计算出X点的位置，完成了预警系统的任务。
该光缆预警系统在边防、要塞、重要军事基地的地面下曲折迂回浅埋时，该迂回光缆间的距离约1米左右，因为该系统在1米的范围内可以预警到人的脚步移动。预警圈的周围可以形成纵深宽度达数十米。该光缆预警系统也可绕制在铁丝网上，迂回光缆间的距离约1米左右。
该光缆预警系统可以浅埋在边防、要塞、重要军事基地的地面下，其预警线的宽度可以由预警光缆曲折迂回浅埋来实现，同时也可将光缆预警系统曲折迂回固定在铁丝网上。
该光缆预警系统的信息处理系统中具有特殊的软件，可以判断识别风、雨、沙、雹所造成的干扰而不报警。
本发明设计出预警光缆的最佳余长，能保证在严冬低温时本预警系统仍能正常工作。
权利要求
1.一种利用波分复用不对称相干光路实现光缆预警系统的方法，其特征在于该系统由四根光纤所组成，其中两根光纤分段组成不对称相干光路，第一根光纤处在敏感环境，第二根光纤处在不敏感环境，第三根光纤传输具有n个波长的光信息，在每段不对称相干光路的端点，利用分波器分下该段的波长信息，第四根光纤在每一个相干长度的终点，利用合波器连接该段的光信息传输至始端。
2.一种利用波分复用不对称相干光路实现光缆预警系统的方法，其特征在于在该光缆预警系统中，也可同时利用光纤(4)反向传向每个不对称相干光路，反向传入该波长的信息，同时利用光纤(3)，将每个不对称相干光路的信息反向传输到始端；这样在距始端为X长度的位置发生干扰时，该干扰信号由双向光传输到始端的光程分别为X和L-X，这样就可以在始端的光信息处理系统中准确计算出X点的位置，完成了预警系统的任务。
3.根据权利要求1和2所述的利用波分复用不对称相干光路实现光缆预警系统的方法，其特征在于该光缆预警系统可以浅埋在边防、要塞、重要军事基地的地面下，其预警线的宽度可以由预警光缆曲折迂回浅埋来实现，同时也可将光缆预警系统曲折迂回固定在铁丝网上。
4.根据权利要求1和2所述的利用波分复用不对称相干光路实现光缆预警系统的方法，其特征在于该光缆预警系统的信息处理系统中具有特殊的软件，可以判断识别风、雨、沙、雹所造成的干扰而不报警。
5.根据权利要求1和2所述的利用波分复用不对称相干光路实现光缆预警系统的方法，其特征在于本发明设计出预警光缆的最佳余长，能保证在严冬低温时本预警系统仍能正常工作。
全文摘要
利用波分复用不对称相干光路实现光缆预警系统的方法，采用了n个波长波分复用，使每个相干光路光纤的长度减小n倍，利用普通激光器就可实现相干特性。组成相干光路的两根光纤处在不同的环境中，对外加干扰极其敏感。对该系统采用了双向均发送光信息。在X点发生的干扰信息到达终端的光程分别为X和L－X。在始端的光信息处理系统中准确计算出X点的位置，完成预警系统的任务。光缆预警系统可在边防、要塞周围曲折迂回埋设，可形成纵深宽度达数十米的预警圈。该光缆预警系统也可绕制在铁丝网上，该光缆具有最佳余长，保证在严寒低温时预警系统正常工作，该光缆预警系统的信息处理系统，可以判断识别风、雨、沙、雹所造成的干扰而不报警。
文档编号H04J14/02GK101026421SQ20061016973
公开日2007年8月29日 申请日期2006年12月28日 优先权日2006年12月28日
发明者简水生, 刘艳, 谭中伟, 冯素春, 刘志明 申请人:北京交通大学