[发明专利]拉曼散射实现光缆故障点精确定位的方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种光缆故障点精确定位方法，具体是用拉曼散射实现光缆故障点精确定位的方法。

背景技术

虽然现在的光缆已经做得足够结实，但是在发生狂风暴雨、山石坍塌、动物啃咬、施工作业等情况时很容易导致光缆故障。一旦发现光缆故障，维护人员必须马上找到故障点，进行检修工作。目前，维护人员一般使用基于瑞利散射的光时域反射仪来定位光缆故障点。光时域反射仪通过在光纤中注入窄脉冲宽度的激光信号，检测光纤中背向反射的瑞利散射光功率信号，经过光电转换和信号处理，得到光纤中每一点的距离和衰减或反射等特征信息。维护人员可以根据测得的光纤时域反射特性曲线上的异常事件精确确定光纤故障点距离光缆起点的长度，但却很难精确定位光缆故障点的位置。原因在于：

首先，在制造光缆的过程中，光缆缆皮的收缩将会使光缆中各根光纤有不同程度的微小弯曲，光缆的长度并不等于每根光纤的长度，如图1所示。特别是光缆长度越长，光缆长度与缆中光纤长度的差别越不可忽略，另外，不同的光缆可能会有不同的绞缩率，因此，使用光时域反射仪定位光缆故障点会产生较大的误差。

其次，绝大多数的光缆在布线时都不是直线，而是复杂多变的线段，并且实际施工时会在各个节点附近留有几米~几十米不定的光缆裕量，以方便日后的线路维修，这也给光缆故障点的精确定位带来困难。如果故障点出现在节点或者附近，那么根据光缆布线竣工图纸上的路由标识可以比较精确确定光缆故障点的位置，但若是故障点出现在节点中间而且节点间距较长时，或者故障点在野外时，或者故障点在海底时，很难精确定位光缆故障点。

最后，实际施工时，在竣工图纸上用于定位的光缆路由标识不可能太短，定位参考物不会太多也不一定足够准确，因此，整个线路的定位精度不够高，例如，陆地光缆的定位误差一般为40米~50米，甚至更大，而海底光缆的定位误差一般为几百米~几千米。

使用常规的基于瑞利散射的光时域反射仪并配合竣工图纸，确实可以定位光缆故障点的位置，但其定位精确度不够，误差较大，会给光缆故障抢通工作带来很多不便，抢通时间长，维修成本高，效率低。本发明使用基于拉曼散射原理的光时域反射仪，利用反斯托克斯拉曼散射的温度敏感特性，配合升温、测试、比较、逼近等步骤，最终实现光缆故障点的精确定位。

发明内容

本发明提供一种拉曼散射实现光缆故障点精确定位的方法，该方法在不破坏光缆的情况下，通过有限的几次探测，最终实现光缆故障点的精确定位。

实现本发明目的的技术方案是：

拉曼散射实现光缆故障点精确定位的方法，它是采用基于拉曼散射原理的光时域反射技术，由被测光缆的某根光纤中的背向反射的反斯托克斯拉曼散射光功率信号所携带的光纤位置特征信息，初步确定光纤故障点的位置，并以光纤故障点的距离乘以一个80%~90%的系数作为光缆故障点的位置。在此点对光缆升温，由于拉曼散射的温度效应，将得到此处光缆所对应的光纤位置，通过不断的与光纤故障点位置相比较和不断的使探测点逼近故障点，最终使探测点与故障点重合，从而达到精确定位光缆故障点的目的。

具体方法包括如下步骤：

（1）采用拉曼散射的光时域反射仪，利用被测光纤中背向反射的反斯托克斯拉曼散射光功率信号，得到光纤中各点的位置特征信息，形成光纤链路的衰减和反射事件特性曲线；

（2）根据曲线中异常事件点的位置确定光纤故障点的位置；记光纤故障点与测量地点的距离为光纤故障点距离L，记光纤故障点处对应的光缆位置为G点；

（3）在光纤故障点距离80%~90%处的光缆上取一点作为初始探测点D1，在此点使用升温设备，使光缆温度逐渐升高，使光缆温度比环境温度高30℃~90℃，并不断测量与记录升温过程中的曲线，直至在曲线中找到探测点处所对应的光纤升温点；

（4）在升温特征曲线中，确定光纤升温点位置，记此处的光纤长度为L1，记此处的光缆位置为Z1点； 

（5）将光纤故障点位置L减去光缆初始探测点所对应的光纤位置L1，得到故障点和探测点之间的光纤长度L-L1；

（6）以初始探测点为起点，在（L-L1）×（80%~90%）处，取光缆的一点为第二探测点D2；重复（3）（4）（5）中的升温、测试、定位和比较步骤，得到一系列的探测点D1，D2，… ，Dn所对应的光纤升温点长度L1，L2，… ，Ln以及光缆位置Z1，Z2，… ，Zn, 直到第（5）步中发现光缆故障点和探测点之间的光纤长度L-Ln为零，此时升温探测点与光缆故障点重合，即可实现光缆故障点的精确定位。