【技术实现步骤摘要】
本申请实施例涉及光通信领域和光纤传感领域，尤其涉及分布式光纤传感系统以及光纤传感设备。
技术介绍
1、分布式光纤传感系统，是利用光纤作为传感敏感元件和传输信号介质，基于瑞利散射、布里渊散射和拉曼散射的产生机制，利用光时域反射(optical time domainreflectometer，otdr)技术实现对光纤周边物理量(振动、应力、温度)的测量、分析、监控和定位的系统。在分布式光纤传感系统中，光纤即传感器的感测单元，因此，分布式光纤传感系统中的光纤常称为传感光纤(sensing fiber)，常用于长距离的传感场景。
2、如图1a所示，传统技术中的分布式光纤传感系统主要包括光纤传感设备(例如，光时域反射仪otdr)和传感光纤。光纤传感设备向传感光纤发送一连串的光突波(即沿传感光纤正向传输的脉冲探测光)，光突波遇到不同折射率的介质会产生散射光信号(或反射光信号)。然后，由发送光突波的同一侧接收散射光信号(或反射光信号)，由于光纤传感设备基于收到的散射光信号(或反射光信号)能够展示出散射光信号(或反射光信号)的光功率随着时间的变化规律，因此，计算设备能够基于光纤传感设备输出的信息确定光纤中的故障点到光纤传感设备的距离，即能够定位故障点的位置。
3、然而，分布式光纤传感系统的感测单元是长距离铺设的传感光纤，如图1b所示，当传感光纤被破坏(例如，断纤)时，故障点及之后的部分传感光纤(即图1b所示的传感光纤中的不可检测段)无法工作，导致故障点之后的防区监控失效。
4、因此，如何提高分布式光纤传感系
技术实现思路
1、本申请提供了一种分布式光纤传感系统以及光纤传感设备，用于提高分布式光纤传感系统的可靠性和鲁棒性。
2、第一方面，本申请提供了一种分布式光纤传感系统，该分布式光纤传感系统包括光纤传感设备和多条光纤路径。其中，光纤传感设备通过多个端口与多条光纤路径连接，光纤路径经过多个防区，多条光纤路径中的至少一条光纤路径包括至少一段工作光纤段和至少一段保护光纤段，同一光纤路径的工作光纤段和保护光纤段分别位于不同的防区，同一防区中的一条光纤路径的保护光纤段的铺设路径和另一条光纤路径的工作光纤段的铺设路径不同。此外，光纤传感设备，用于获取多条光纤路径中故障光纤路径的故障位置信息，故障位置信息用于指示故障光纤路径中位于工作光纤段的故障点所在的防区；光纤传感设备，还用于通过目标光纤路径对应的端口发送检测光信号，该目标光纤路径为多条光纤路径中的一条光纤路径，目标光纤路径的保护光纤段位于故障位置信息指示的防区。
3、可选的，故障位置信息包括防区的标识信息。
4、可选的，工作光纤段用于感测周边物理量，保护光纤段用于保护位于同一防区中的工作光纤段。
5、本申请中，在光纤传感设备检测到系统中故障光纤路径的故障位置信息的情况下，该光纤传感设备能够切换至目标光纤对应的端口发送检测光信号。由于，同一防区铺设有一条光纤路径的保护光纤段和另一条光纤路径的工作光纤段，在基于故障位置信息确定故障光纤中位于工作光纤段的故障点所在的防区情况下，光纤传感设备切换至的目标光纤路径的保护光纤段恰好位于故障位置信息指示的防区。又由于，同一光纤路径的所述工作光纤段和所述保护光纤段分别位于不同的防区，因此，目标光纤路径的工作光纤段又不在该故障位置信息指示的防区。因此，目标光纤路径的保护光纤段恰好能够绕过故障光纤路径的工作光纤段的故障点，且，目标光纤路径的工作光纤段能够在其他防区继续工作。因此，有利于提升分布式光纤传感系统的可靠性和鲁棒性。
6、在一种可能的实施方式中，一条光纤路径中位于一个防区的保护光纤段与位于相邻的另一个防区的工作光纤段通过无源光交箱连接。例如，位于一个防区的作为保护光纤段的纤芯与位于相邻的另一个防区的作为工作光纤段的纤芯通过无源光交箱连接，构成一条光纤路径。
7、本实施方式中，由于，通过无源光交箱连接相邻防区的光纤段，而不是通过有源器件连接相邻防区的光纤段，有利于降低甚至避免分布式光纤传感系统对电源的依赖，进而有利于该分布式光纤传感系统应用于无电源的极端场景。此外，通过无源光交箱连接相邻防区的光纤段，而非通过光开关等光器件连接光纤段，有利于降低插损，提高光信号传输效率。
8、在一种可能的实施方式中，一条光纤路径中位于一个防区的工作光纤段与位于相邻的另一个防区的工作光纤段通过无源光交箱连接。例如，位于一个防区的作为工作光纤段的纤芯与位于相邻的另一个防区的作为工作光纤段的纤芯通过无源光交箱连接，构成一条光纤路径。
9、本实施方式中，相邻防区的用于构成一条光纤路径的工作光纤段通过无源光交箱连接，而不是直接使用一条完整的物理纤芯，便于在某一个防区中的工作光纤段出现故障时更换故障的工作光纤段的纤芯。
10、在一种可能的实施方式中，光纤传感设备，还用于基于故障位置信息确定目标光纤路径的端口。
11、本实施方式中，由于，故障位置信息能够指示位于工作光纤段的故障点所在的防区，光纤传感设备基于该故障位置信息能够准确地确定出绕过故障点所在防区的目标光纤，进而准确地确定目标光纤路径的端口，有利于提高分布式光纤传感系统在光纤路径出现故障时的切换效率。
12、在一种可能的实施方式中，光纤传感设备存储有第一对应关系，第一对应关系用于指示故障光纤路径的故障位置信息与目标光纤路径的端口号之间的对应关系；光纤传感设备，具体用于基于故障位置信息和第一对应关系确定目标光纤路径的端口。
13、本实施方式中，光纤传感设备存储有第一对应关系，光纤传感设备能够基于收到的故障光纤路径的故障位置信息和第一对应关系查找到与该故障位置信息对应的目标光纤路径的端口，有利于光纤传感设备快速准确地查找到能够绕过故障点所在防区的目标光纤路径，有利于提高分布式光纤传感系统在光纤路径出现故障时的切换效率。
14、在一种可能的实施方式中，光纤传感设备存储有光纤路由表，光纤路由表包括多个故障点的故障位置信息和每个所述故障点的故障位置信息对应的候选光纤路径的端口，所述候选光纤路径为所述多条光纤路径中包含绕过所述故障点的保护光纤段的光纤路径，不同的候选光纤路径的保护光纤段位于不同的防区。可选的，光纤路由表还包括每条候选光纤路径的端口对应的光纤路径的序号，也称为候选光纤路径的纤芯序号。
15、本实施方式中，提出光纤传感设备存储有光纤路由表，该光纤路由表针对不同的故障点所在的防区配置了不同的候选光纤路径，每条候选光纤路径都能够绕过该故障点所在的防区。因此，当分布式光纤系统中的任意一条光纤故障时，该光纤传感设备总能够基于光纤路由表查找到一条能够绕过该故障点所在防区的候选光纤路径作为目标光纤路径，有利于保证分布式光纤传感系统在光纤路径出现故障时的切换的可靠性和切换效率。
16、在一种可能的实施方式中，多条光纤路径还包括至少一条第一光纤路径，第一光纤路径仅包括工作光纤段。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种分布式光纤传感系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的分布式光纤传感系统，其特征在于，一条光纤路径中位于一个防区的保护光纤段与位于相邻的另一个防区的工作光纤段通过无源光交箱连接。
3.根据权利要求1或2所述的分布式光纤传感系统，其特征在于，所述光纤传感设备，还用于基于所述故障位置信息确定所述目标光纤路径的端口。
4.根据权利要求3所述的分布式光纤传感系统，其特征在于，所述光纤传感设备存储有第一对应关系，所述第一对应关系用于指示所述故障光纤路径的故障位置信息与所述目标光纤路径的端口之间的对应关系；
5.根据权利要求4所述的分布式光纤传感系统，其特征在于，所述光纤传感设备存储有光纤路由表，所述光纤路由表包括多个故障点的故障位置信息和每个所述故障点的故障位置信息对应的候选光纤路径的端口，所述候选光纤路径为所述多条光纤路径中包含绕过所述故障点的保护光纤段的光纤路径，不同的候选光纤路径的保护光纤段位于不同的防区。
6.根据权利要求5所述的分布式光纤传感系统，其特征在于，所述光纤路由表还包括每条所述候选光纤路径的端
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的分布式光纤传感系统，其特征在于，所述多条光纤路径还包括至少一条第一光纤路径，所述第一光纤路径仅包括所述工作光纤段。
8.根据权利要求7所述的分布式光纤传感系统，其特征在于，
9.根据权利要求1至8中任意一项所述的分布式光纤传感系统，其特征在于，所述故障位置信息包括防区的标识信息。
10.根据权利要求1至9中任意一项所述的分布式光纤传感系统，其特征在于，同一光纤路径中的保护光纤段的长度与所述保护光纤段保护的防区的数量和所述防区的长度相关。
11.根据权利要求1至10中任意一项所述的分布式光纤传感系统，其特征在于，任意两条光纤路径中位于同一防区的工作光纤段的铺设路径相同。
12.根据权利要求1至11中任意一项所述的分布式光纤传感系统，其特征在于，同一防区中作为工作光纤段的纤芯封装在一根光缆中，同一防区中作为保护光纤段的纤芯封装在另一根光缆中，相邻防区之间用于构成同一光纤路径的纤芯通过无源光交箱连接。
13.根据权利要求1至12中任意一项所述的分布式光纤传感系统，其特征在于，所述多个防区包括N个防区，所述多个端口包括M个端口；
14.一种光纤传感设备，应用于分布式光纤传感系统中，所述分布式光纤传感系统包括所述光纤传感设备和多条光纤路径，所述光纤传感设备通过多个端口与所述多条光纤路径连接，其特征在于，所述光纤路径经过多个防区，所述多条光纤路径中的至少一条光纤路径包括至少一段工作光纤段和至少一段保护光纤段，同一光纤路径的所述工作光纤段和所述保护光纤段分别位于不同的防区，同一防区中的一条光纤路径的保护光纤段的铺设路径和另一条光纤路径的工作光纤段的铺设路径不同；
15.根据权利要求14所述的光纤传感设备，其特征在于，一条光纤路径中位于一个防区的保护光纤段与位于相邻的另一个防区的工作光纤段通过无源光交箱连接。
16.根据权利要求14或15所述的光纤传感设备，其特征在于，所述处理模块，还用于基于所述故障位置信息确定目标光纤路径的端口。
17.根据权利要求16所述的光纤传感设备，其特征在于，所述光纤传感设备存储有第一对应关系，所述第一对应关系用于指示所述故障光纤路径的故障位置信息与所述目标光纤路径的端口之间的对应关系；
18.根据权利要求17所述的光纤传感设备，其特征在于，所述光纤传感设备存储有光纤路由表，所述光纤路由表包括多个故障点的故障位置信息和每个所述故障点的故障位置信息对应的候选光纤路径的端口，所述候选光纤路径为所述多条光纤路径中包含绕过所述故障点的保护光纤段的光纤路径，不同的候选光纤路径的保护光纤段位于不同的防区。
19.根据权利要求18所述的光纤传感设备，其特征在于，所述光纤路由表还包括每条所述候选光纤路径的端口对应的光纤路径的序号。
20.根据权利要求14至19中任意一项所述的光纤传感设备，其特征在于，所述多条光纤路径还包括至少一条第一光纤路径，所述第一光纤路径仅包括所述工作光纤段。
21.根据权利要求20所述的光纤传感设备，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种分布式光纤传感系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的分布式光纤传感系统，其特征在于，一条光纤路径中位于一个防区的保护光纤段与位于相邻的另一个防区的工作光纤段通过无源光交箱连接。
3.根据权利要求1或2所述的分布式光纤传感系统，其特征在于，所述光纤传感设备，还用于基于所述故障位置信息确定所述目标光纤路径的端口。
4.根据权利要求3所述的分布式光纤传感系统，其特征在于，所述光纤传感设备存储有第一对应关系，所述第一对应关系用于指示所述故障光纤路径的故障位置信息与所述目标光纤路径的端口之间的对应关系；
5.根据权利要求4所述的分布式光纤传感系统，其特征在于，所述光纤传感设备存储有光纤路由表，所述光纤路由表包括多个故障点的故障位置信息和每个所述故障点的故障位置信息对应的候选光纤路径的端口，所述候选光纤路径为所述多条光纤路径中包含绕过所述故障点的保护光纤段的光纤路径，不同的候选光纤路径的保护光纤段位于不同的防区。
6.根据权利要求5所述的分布式光纤传感系统，其特征在于，所述光纤路由表还包括每条所述候选光纤路径的端口对应的光纤路径的序号。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的分布式光纤传感系统，其特征在于，所述多条光纤路径还包括至少一条第一光纤路径，所述第一光纤路径仅包括所述工作光纤段。
8.根据权利要求7所述的分布式光纤传感系统，其特征在于，
9.根据权利要求1至8中任意一项所述的分布式光纤传感系统，其特征在于，所述故障位置信息包括防区的标识信息。
10.根据权利要求1至9中任意一项所述的分布式光纤传感系统，其特征在于，同一光纤路径中的保护光纤段的长度与所述保护光纤段保护的防区的数量和所述防区的长度相关。
11.根据权利要求1至10中任意一项所述的分布式光纤传感系统，其特征在于，任意两条光纤路径中位于同一防区的工作光纤段的铺设路径相同。
12.根据权利要求1至11中任意一项所述的分布式光纤传感系统，其特征在于，同一防区中作为工作光纤段的纤芯封装在一根光缆中，同一防区中作为保护光纤段的纤芯...
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