一種海底光纜故障點定位方法技術

本發明專利技術公開了一種海底光纜故障點定位方法，包括：S01、獲取初步探測信號：其中，初步探測信號在故障點有強反射光；S02、故障點初步定位：根據初步探測信號獲取故障點相對于光時域反射裝置的第一空間距離；S03、選擇振動點：在故障點附近選擇一處振動點振動光纜，記錄光纜振動時光時域反射裝置收到的二次探測信號；S04、振動點定位和故障點更新：根據二次探測信號和初步探測信號獲取振動點相對故障點的第二空間距離，并據此更新故障點位置；S05、判斷振動點信號是否淹沒在故障點信號中，當振動點信號被淹沒則定位完成；否則，重復步驟S03使新的振動點更靠近故障點。本發明專利技術只需在多個振動點振動海底光纜，不會對光纜產生彎曲扭轉等物理性侵害，可行性高。

Fault location method for submarine optical fiber cable

The invention discloses a submarine cable fault location method, including: S01, get the initial detection signal: the preliminary detection signal at the fault point have strong reflection; preliminary localization of S02, the fault point: according to the first space preliminary detection signal acquiring fault point relative to the optical time domain reflection device, select the S03 distance; vibration: the choice of a vibration vibration cable at the fault point near record two detection signal cable vibration time domain reflection device is received; S04, vibration point positioning and fault point update: according to the two detection signal and preliminary detection signal to obtain vibration point relative to the fault point second space distance, and update the fault location; S05, judging whether the signal submerged in the vibration fault signal, when the vibration signal is drowned is completed; otherwise, repeat steps S03 to make the new The vibration point is closer to the fault point. The invention only needs to vibrate the submarine optical fiber cable at a plurality of vibration points, and has no high physical resistance to the bending, torsion and the like of the optical cable, and the feasibility is high.

【技術實現步驟摘要】
一種海底光纜故障點定位方法
本專利技術涉及光纜應用
，尤其涉及一種海底光纜故障點定位方法。
技術介紹
近年來，隨著我國海洋領域的重視，海洋產業快速發展，相關通信設施例如海底光纜的建設規模也逐漸擴大。然而，頻繁的船只作業和海底工程對近海光纜形成威脅，而且海底環境復雜，地震頻發，所以海纜故障事故可能性也在不斷增加，對國民經濟和國防建設帶來巨大損失。因此，海底光纜的故障定位及維護是至關重要的問題。現有陸上光纜故障定位技術主要是基于后向瑞利散射損耗探測的OTDR(光時域反射儀)技術，這種方式具有成本低、設備簡易、故障事件判別能力強、測試距離遠等優勢，由于OTDR測量的只是故障點的光纖長度，不是具體的故障點位置，而且光纜存在絞縮，因此需要根據光纜施工圖來查明具體位置。然而在海底，由于水下環境復雜，光纜布放位置不明，很難根據故障點光纖長度來尋找具體故障點位置，而且OTDR技術存在著定位精度低、耗時的缺點，故障點定位的不準確會導致光纜線路維護費用劇增，因此，需要改進故障定位技術。目前有一種基于拉曼散射和布里淵散射的光纜故障定位技術是基于加溫(或應變作用)的方法，這種方法通過測量加溫點(或應變作用點)與故障點的相位位置來實現逐步逼近，可大大提高故障定位精度。然而，對光纜加溫在海洋環境下操作困難，施工難度極大，海纜鎧甲結實，應變很難作用到光纖中，因此，這種基于拉曼散射和布里淵散射的故障定位方法很難在實際海洋環境中得以應用。
技術實現思路
鑒于現有技術存在的不足，本專利技術提供了一種海底光纜故障點定位方法，可用于海底光纜的故障定位，操作簡單且精度高。為了實現上述的目的，本專利技術采用了如下的技術方案：一種海底光纜故障點定位方法，包括：S01、獲取初步探測信號：啟動光時域反射裝置以發出脈沖光，獲得反射回的初步探測信號，所述初步探測信號在故障點有強反射光；S02、故障點初步定位：根據初步探測信號獲取故障點相對于光時域反射裝置的第一空間距離；S03、選擇振動點：在故障點附近選擇一處作為振動點并振動光纜，記錄光纜振動時光時域反射裝置收到的二次探測信號，其中，所述振動點在所述光時域反射裝置與所述故障點之間；S04、振動點定位和故障點更新：根據二次探測信號和初步探測信號獲取振動點相對于故障點的第二空間距離，并據此更新故障點位置；S05、判斷振動點信號是否淹沒在故障點信號中，如果振動點信號被淹沒，則定位完成，振動點與故障點位置相同；否則，重復步驟S03，使新的振動點更靠近故障點。作為其中一種實施方式，所述光時域反射裝置為φ-OTDR反射儀。作為其中一種實施方式，所述光時域反射裝置也可以為C-OTDR反射儀。作為其中一種實施方式，振動光纜的方式為通過打撈振動光纜。作為其中一種實施方式，所述步驟S05中，新的振動點將振動點與所述故障點之間的光纜分成的兩部分比例為7:1-10:1。作為其中一種實施方式，所述步驟S05中，新的振動點將振動點與所述故障點之間的光纜分成的兩部分比例為9:1。作為其中一種實施方式，所述步驟S02包括：S021、根據初步探測信號得出故障點與光時域反射裝置之間的第一纖長；S022、根據第一纖長、光纜絞縮率和施工圖確定故障點與光時域反射裝置之間的第一空間距離，其中，所述施工圖用于確定光纜彎折、迂回長度。作為其中一種實施方式，所述步驟S04包括：S041、矯正二次探測信號：對比二次探測信號與初步探測信號中故障點的位置，得出光時域反射裝置的長度測量偏離值，并對二次探測信號按照長度測量偏離值進行平移，使二次探測信號故障點的位置與初步探測信號中的故障點的位置一致；S042、平移后的二次探測信號減去初步探測信號，得出故障點與振動點之間的第二纖長；S043、根據第二纖長、光纜絞縮率和施工圖確定故障點與振動點之間的第二空間距離及方位；S044、根據故障點與振動點之間的第二空間距離及方位反推并更新故障點的位置。本專利技術基于瑞利散射相位敏感型光時域反射技術或相干光時域反射技術，通過人工振動海底光纜產生的信號來實現故障點的相對定位，并結合絕對定位，只需在多個振動點振動海底光纜，使振動點逐步逼近故障點來實現故障點的定位，不會對光纜產生彎曲扭轉等物理性侵害，操作簡單、可行性高。附圖說明圖1為本專利技術實施例的海底光纜故障點定位模型示意圖；圖2為本專利技術實施例的海底光纜故障點定位過程示意圖。具體實施方式為了使本專利技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本專利技術進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。參閱圖1，本專利技術實施例的海底光纜故障點定位時，只需在海底光纜的一端連接基于瑞利散射的相位敏感型(φ-OTDR)反射儀作為光時域反射裝置1發出脈沖光并接收反射信號，脈沖光在故障點A0產生強反射，通過φ-OTDR技術對反射信號進行探測，得到外界擾動信息和故障點反射信息，通過分析故障點A0反射信號的傳輸時間即可對故障點A0進行初步定位，得到故障點A0距離光時域反射裝置1的纖長，推算其大致空間位置；當在光時域反射裝置1所在端與故障點A0之間的某處打撈海底光纜時，打撈過程中產生一定幅度的振動信號，通過φ-OTDR技術對反射信號進行探測，得到外界擾動信息、故障點反射信息和打撈點的振動信息。該光時域反射裝置1也可以是C-OTDR反射儀。基于此原理，結合圖2所示，本實施例的海底光纜故障點定位方法包括：S01、獲取初步探測信號p：啟動光時域反射裝置以發出脈沖光，獲得反射回的初步探測信號p，初步探測信號p在故障點A0有強反射光；S02、故障點初步定位：根據初步探測信號p獲取故障點A0相對于光時域反射裝置的第一空間距離L；S03、選擇振動點An：在故障點A0附近選擇一處作為振動點An并振動光纜，記錄光纜振動時光時域反射裝置收到的二次探測信號q，其中，振動點An在光時域反射裝置與故障點A0之間；S04、振動點定位和故障點A0更新：根據二次探測信號q和初步探測信號p獲取振動點An相對于故障點A0的第二空間距離Ln，并據此更新故障點A0位置；S05、判斷振動點An信號是否淹沒在故障點A0信號中，如果振動點An信號被淹沒，則定位完成，振動點An與故障點A0位置相同；否則，重復步驟S03，更新振動點，使新的振動點更靠近故障點A0。本實施例中，具體操作時，振動光纜的方式為通過打撈光纜，使其產生一定幅度的振動。步驟S05中，新的振動點將前一次振動點An與故障點A0之間的光纜分成的兩部分比例為7:1-10:1，優選該比例為9:1，可以使振動點An很快接近故障點A0。步驟S02具體包括：S021、根據初步探測信號p得出得到故障點A0與光時域反射裝置之間的第一纖長a0；S022、根據第一纖長a0、光纜絞縮率和施工圖確定故障點A0與光時域反射裝置之間的第一空間距離L，其中，施工圖用于確定光纜彎折、迂回長度。步驟S04具體包括：S041、矯正二次探測信號q：對比二次探測信號q與初步探測信號p中故障點A0的位置，得出光時域反射裝置的長度測量偏離值d，并對二次探測信號q按照長度測量偏離值d進行平移，使二次探測信號q故障點A0的位置與初步探測信號p中的故障點A0的位置一致；S042、平移后的二次探測信號q減去初步探測信號p，得出故障點A0與本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種海底光纜故障點定位方法，其特征在于，包括：S01、獲取初步探測信號(p)：啟動光時域反射裝置以發出脈沖光，獲得反射回的初步探測信號(p)，所述初步探測信號(p)在故障點(A

【技術特征摘要】
1.一種海底光纜故障點定位方法，其特征在于，包括：S01、獲取初步探測信號(p)：啟動光時域反射裝置以發出脈沖光，獲得反射回的初步探測信號(p)，所述初步探測信號(p)在故障點(A0)有強反射光；S02、故障點初步定位：根據初步探測信號(p)獲取故障點(A0)相對于光時域反射裝置的第一空間距離(L)；S03、選擇振動點(An)：在故障點(A0)附近選擇一處作為振動點(An)并振動光纜，記錄光纜振動時光時域反射裝置收到的二次探測信號(q)，其中，所述振動點(An)在所述光時域反射裝置與所述故障點(A0)之間；S04、振動點定位和故障點更新：根據二次探測信號(q)和初步探測信號(p)獲取振動點(An)相對于故障點(A0)的第二空間距離(Ln)，并據此更新故障點(A0)位置；S05、判斷振動點(An)信號是否淹沒在故障點(A0)信號中，如果振動點(An)信號被淹沒，則定位完成，振動點(An)與故障點(A0)位置相同；否則，重復步驟S03，使新的振動點更靠近故障點(A0)。2.根據權利要求1所述的海底光纜故障點定位方法，其特征在于，所述光時域反射裝置為φ-OTDR反射儀。3.根據權利要求1所述的海底光纜故障點定位方法，其特征在于，所述光時域反射裝置也可以為C-OTDR反射儀。4.根據權利要求1所述的海底光纜故障點定位方法，其特征在于，振動光纜的方式為通過打撈振動光纜。5.根據權利要求1所述的海底光纜故障點定位方法，其特征在于，所述步驟S05中，新的振動點將振動點(...

【專利技術屬性】
技術研發人員：董玉明，張亮，魯遠甫，焦國華，呂建成，羅阿郁，
申請(專利權)人：中國科學院深圳先進技術研究院，
類型：發明
國別省市：廣東,44