光纖擾動入侵監(jiān)測系統(tǒng)地地研究

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1、實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案光纖擾動入侵監(jiān)測系統(tǒng)研究摘要：一定強(qiáng)度的光信號通過光纖，當(dāng)外界擾動入侵時(shí)光纖中光的強(qiáng)度將發(fā)生變化，根據(jù)光強(qiáng)度的變化可以探測這種外界擾動的入侵。對功能型光強(qiáng)調(diào)制的檢測可以利用一種特殊的監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)能對光纖中光信號的變化進(jìn)行精確檢測而達(dá)到入侵監(jiān)測的目的。在此設(shè)計(jì)一種光纖自動監(jiān)測系統(tǒng)，針對不同入侵對象擾動信號的頻率的不同，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對光纖鏈路的自動監(jiān)測、入侵定位和網(wǎng)管告警等功能，實(shí)現(xiàn)了對外界入侵?jǐn)_動信號的實(shí)時(shí)監(jiān)測。關(guān)鍵詞：光纖、擾動、入侵監(jiān)測、調(diào)制、自動監(jiān)測系統(tǒng)0引言光纖通信具有很多優(yōu)點(diǎn)，通信容量大、傳送信息質(zhì)量高、傳輸距離遠(yuǎn)、性能穩(wěn)定、防

2、電磁干擾、抗腐蝕能力強(qiáng)，因此近年來光纖通信得到大力發(fā)展。由于光纖光纜線路本身極易受外界環(huán)境（入侵?jǐn)_動信號）的影響，所以就可以通過光纖檢測這種外界入侵。光纖傳感包含對外界信號的感知和傳輸兩種功能。所謂感知是指外界信號按照其變化規(guī)律使光纖中傳輸?shù)墓獠ǖ奈锢韰⒘?如強(qiáng)度、波長、頻率、相位和偏振態(tài)等)發(fā)生變化后，我們就可以測量到這種光參量的變化。這種感知實(shí)質(zhì)上是外界信號對光纖中傳播的光波實(shí)施調(diào)制。根據(jù)被外界信號調(diào)制的光波的物理參量的變化情況，可以將光波的調(diào)制分為光強(qiáng)度調(diào)制、光頻率調(diào)制、光波長調(diào)制以及光相位和偏振調(diào)制等五種類型。外界擾動(如振動、彎曲、擠壓等情況)

3、對光纖中光通量的影響屬于功能型光強(qiáng)調(diào)制。光纖擾動入侵檢測精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案的目的是檢測入侵，不需要很高的精度，只需要檢測到這種入侵即可。在此提出一種利用不同入侵對象（如人、風(fēng)等）的擾動調(diào)制頻率的范圍不同，采用一般多模光纖（同時(shí)允許多個(gè)方向的光線在其中傳送的光纖），傳感探測單元主要由監(jiān)測中心MC、監(jiān)測站MS、光纖光纜通信網(wǎng)絡(luò)3個(gè)部分組成，它們分別完成不同的功能。根據(jù)對入侵對象及入侵頻率的分析，對0.1——30Hz的外界擾動信號進(jìn)行采集探測分析，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)光纖入侵?jǐn)_動檢測系統(tǒng)。1光纖特性光纖是由折射率不同的石英材料組成的細(xì)圓柱體，圓柱體的內(nèi)層稱為纖

4、芯，外層稱為包層，光線（或光信號）在纖芯內(nèi)進(jìn)行傳輸。設(shè)纖芯的折射率為n1，包層的折射率為n2，要使光線只在纖芯內(nèi)傳輸而不致通過包層逸出，必須在纖芯與包層的界面處形成全反射的條件，即滿足n1>n2。光纖除了折射率參數(shù)外還有其它參數(shù)，如相對折射率、數(shù)值孔徑NA、衰減、模式(單模、多模)等。光功率在光纖中的衰減的原因很多,如材料的吸收、彎曲損耗和散射損耗等,光纖擾動入侵檢測主要是利用不同外界擾動對光纖的微擾損耗而產(chǎn)生的不同強(qiáng)度的調(diào)制頻率來探測擾動入侵的。當(dāng)光從空氣入射到光纖端面時(shí)，只有入射方向處于某一光錐內(nèi)的光線在進(jìn)入光纖之后才能留在纖芯內(nèi)，而從光錐外入射的光

5、線即使進(jìn)入光纖，也會從包層逸出（在光纖中發(fā)生折射）。這個(gè)光錐半角的正弦稱為光纖的數(shù)值孔徑NA。2微擾損耗精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案光纖中的微擾損耗是指由光纖的幾何不均勻性引起的損耗，其中包括由內(nèi)部因素和外部干擾引起的不均勻性，如宏觀結(jié)構(gòu)上折射率和直徑的不均勻性、微彎曲等。根據(jù)光纖傳輸理論，這種不均勻性引起的損耗或以散射形式出現(xiàn)，或以模式耦合的形式出現(xiàn)。模式耦合是指光纖的傳導(dǎo)模之間、傳導(dǎo)模（導(dǎo)波模）與輻射模（截止模）之間的能量交換或能量傳遞，這就意味著通過光纖的光會受到衰減。一般情況下，制造和使用光纖時(shí)要減小和避免這些損耗，而光纖擾動入侵檢測正是利用這些耗損對光

6、的衰減來探測入侵的存在，因此研究這些耗損，特別是外部干擾引起的微彎損耗是比較重要的。微彎損耗是模式間的機(jī)械感應(yīng)耦合引起的，光纖中的傳導(dǎo)模變換成包層模，并從纖芯中消失。當(dāng)沿光纖的機(jī)械微擾的空間周期與光纖內(nèi)相鄰的模式的波數(shù)相差一致時(shí)，這種損耗就增加。3系統(tǒng)的組成光纖擾動入侵探測系統(tǒng)主要由監(jiān)測中心MC、監(jiān)測站MS、光纖通信網(wǎng)絡(luò)3個(gè)部分組成，它們分別完成不同的功能。監(jiān)測中心（MC）負(fù)責(zé)對整個(gè)光纖網(wǎng)絡(luò)覆蓋地區(qū)的各監(jiān)測站進(jìn)行控制和管理，是收集和處理數(shù)據(jù)的中心。監(jiān)測中心負(fù)責(zé)接收監(jiān)測站的告警信號及測試數(shù)據(jù)，并作相應(yīng)的處理。它由控制器（服務(wù)器、客戶機(jī)、工作站）、路由器、集

7、線器、網(wǎng)絡(luò)適配器、相應(yīng)的軟件等組成。精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案監(jiān)測站（MS）在監(jiān)測中心控制下，對光信號在光纖中傳輸?shù)膿p耗的變化進(jìn)行監(jiān)測，并將告警及時(shí)上報(bào)監(jiān)測中心。按照安裝地點(diǎn)的不同，監(jiān)測站分為本地監(jiān)測站和遠(yuǎn)程監(jiān)測站。監(jiān)測站由告警監(jiān)測模塊（含光功率采集單元AIU和光功率控制單元ACU）、OTDR模塊、控制模塊、電源模塊、程控光開關(guān)（OSU）、波分復(fù)用器（WDM）、濾波器、路由器、網(wǎng)絡(luò)適配器及相應(yīng)的軟件（含OTDR仿真軟件）等組成，通常安裝于傳輸機(jī)房用的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架內(nèi)。光纖通信網(wǎng)絡(luò)主要為監(jiān)測站與各級監(jiān)測中心之間的通信提供通道，并利用不同外界擾動對光纖的微擾損耗而產(chǎn)生的

8、不同強(qiáng)度的調(diào)制頻率來探測擾動入侵的。4工作原理及技術(shù)特點(diǎn)4.1系統(tǒng)工作原理根據(jù)人