【技術實現步驟摘要】
本申請涉及光交換、光互連網絡，具體涉及一種基于相干光通信的傳感定位方法及系統。
技術介紹
1、隨著過去三十年里光通信產業的蓬勃發展，全球各大電信運營商已經在陸地和海洋環境中部署了數百萬公里的各類光纖，光纖作為通信基礎設施構成了遍布全球的龐大通信網絡。
2、盡管光纖最初是用于通信的，但它們也可以作為分布式傳感器，因為光纖上的機械應變和溫度波動會導致光纖波導特性的局部變化，從而導致傳輸光信號產生可感知的變化，如相移或偏振變化等。通常，分布式光纖傳感系統具有覆蓋面積廣、抗電磁干擾、靈敏度高、帶寬大的優點，可以實現很高空間分辨率。
3、但是，由于實現傳感功能需要依賴特定的波長信道或光電器件，還可能會對已有的通信業務產生干擾，使得在基于現有的電信網絡部署時會產生較高的建設和運營成本。而基于sop(state?of?polarization，光信號偏振態)變化的傳感技術可以基于通信信號實現，無需增加專用的傳感信號和器件，就可以實現對震動、雷擊等外界環境因素的感知，是未來建設感通一體化網絡的有效技術方案。目前，偏振態監測功能是在相干光通信鏈路的接收端數字信號處理中實現的，可以對偏振態變化的快慢、幅度進行感知，但是事件定位需要依賴雙向通信以及精確的時間同步來實現，無法運用在單向通信鏈路中。
技術實現思路
1、本申請提供一種基于相干光通信的傳感定位方法及系統，其可在單向傳輸鏈路中對偏振態變化事件進行定位，或者在雙向傳輸鏈路中無時間同步情況下進行事件定位。
2、第一
3、在發送端和接收端之間沿第一方向和第二方向布置多個監控區；
4、利用2n+1段光纖，在傳輸鏈路的兩端構成信號的往返傳輸，使得第一方向布置的監控區的傳輸鏈路一點發生偏振態變化事件時，對光信號產生2n+1次偏振態變化，其中，n為第一方向布置的監控區的序號；
5、利用2m段光纖，在傳輸鏈路的兩端構成信號的往返傳輸，使得第二方向布置的監控區的傳輸鏈路一點發生偏振態變化事件時，對光信號產生2m次偏振態變化，其中，m為第二方向布置的監控區的序號；
6、提取各個監控區的濾波器系數計算當前光信號的斯托克斯向量，基于斯托克斯向量的時域波形的變化情況，獲取偏振態變化的發生時間，以確定監控區入侵點位置。
7、結合第一方面，在一種實施方式中，所述提取各個監控區的濾波器系數計算當前光信號的斯托克斯向量，包括：
8、提取濾波器x偏振的系數或y偏振的系數，根據濾波器x偏振的系數或y偏振的系數計算斯托克斯向量的分量。
9、結合第一方面，在一種實施方式中，當提取濾波器x偏振的系數時：
10、根據公式：計算濾波器x偏振的系數{fxx,fxy}，其中l為濾波器長度；
11、根據公式：
12、s0＝|fxx|2+|fxy|2、s1＝[|fxx|2-|fxy|2]/s0、s2＝-2re(fxx·fxy)/s0和s3＝-2im(fxx·fxy)/s0，得到斯托克斯向量{s1，s2，s3}，其中s0、s1、s2和s3為斯托克斯向量的4個分量。
13、結合第一方面，在一種實施方式中，所述基于斯托克斯向量的時域波形的變化情況，獲取偏振態變化的發生時間，以確定監控區入侵點位置，包括：
14、當為第一方向布置的監控區，且斯托克斯向量的時域波形出現三次波動時，記錄三次偏振態變化的發生時為t1、t2和t3；
15、根據公式：和確定入侵點位置，其中，在傳輸鏈路中，a為輸入點，b為輸出點，c為入侵點，lac是ac之間的距離，lbc是bc之間的距離，lab是ab之間的距離，v是光信號在光纖中的傳輸速率。
16、結合第一方面，在一種實施方式中，所述基于斯托克斯向量的時域波形的變化情況，獲取偏振態變化的發生時間，以確定監控區入侵點位置，包括：
17、當為第二方向布置的監控區，且斯托克斯向量的時域波形出現兩次波動時，記錄兩次偏振態變化的發生時為t1和t2，
18、根據公式：和確定入侵點位置，其中，在傳輸鏈路中，a為輸入點，b為輸出點，c為折返點，d為入侵點，lcd是cd之間的距離，lad是ad之間的距離，lbd是bd之間的距離，lac是ac之間的距離，v是光信號在光纖中的傳輸速率。
19、結合第一方面，在一種實施方式中，所述第一方向為光信號的傳輸方向，所述第二方向為垂直于傳輸方向的垂直方向。
20、第二方面，本申請實施例提供了一種基于相干光通信的傳感定位系統，所述基于相干光通信的傳感定位系統包括：
21、發送端和接收端，所述發送端用于輸出光信號，且在發送端和接收端之間沿第一方向和第二方向布置有多個監控區；
22、監控區被配置為：
23、利用2n+1段光纖，在傳輸鏈路的兩端構成信號的往返傳輸，使得第一方向布置的監控區的傳輸鏈路一點發生偏振態變化事件時，對光信號產生2n+1次偏振態變化，其中，n為第一方向布置的監控區的序號；
24、利用2m段光纖，在傳輸鏈路的兩端構成信號的往返傳輸，使得第二方向布置的監控區的傳輸鏈路一點發生偏振態變化事件時，對光信號產生2m次偏振態變化，其中，m為第二方向布置的監控區的序號；
25、提取濾波器系數計算當前光信號的斯托克斯向量，基于斯托克斯向量的時域波形的變化情況，獲取偏振態變化的發生時間，以確定監控區入侵點位置。
26、結合第二方面，在一種實施方式中，所述監控區提取濾波器系數計算當前光信號的斯托克斯向量，包括：
27、提取濾波器x偏振的系數或y偏振的系數，根據濾波器x偏振的系數或y偏振的系數計算斯托克斯向量的分量。
28、結合第二方面，在一種實施方式中，當提取濾波器x偏振的系數時：
29、根據公式：計算濾波器x偏振的系數{fxx,fxy}，其中l為濾波器長度；
30、根據公式：
31、s0＝|fxx|2+|fxy|2、s1＝[|fxx|2-|fxy|2]/s0、s2＝-2re(fxx·fxy)/s0和s3＝-2im(fxx·fxy)/s0，得到斯托克斯向量{s1，s2，s3}，其中s0、s1、s2和s3為斯托克斯向量的4個分量。
32、結合第二方面，在一種實施方式中，所述第一方向為光信號的傳輸方向，所述第二方向為垂直于傳輸方向的垂直方向。
33、本申請實施例提供的技術方案帶來的有益效果至少包括：
34、本申請中的基于相干光通信的傳感定位方法，其通過在發送端和接收端之間沿第一方向和第二方向布置多個監控區；利用2n+1段光纖，在傳輸鏈路的兩端構成信號的往返傳輸，使得第一方向布置的監控區的傳輸鏈路一點發生偏振態變化事件時，對光信號產生2n+1次偏振態變化，其中，n為第一方向布置的監控區的序號；利用2m段光本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于相干光通信的傳感定位方法，其特征在于，所述基于相干光通信的傳感定位方法包括：
2.如權利要求1所述的基于相干光通信的傳感定位方法，其特征在于：所述提取各個監控區的濾波器系數計算當前光信號的斯托克斯向量，包括：
3.如權利要求2所述的基于相干光通信的傳感定位方法，其特征在于，當提取濾波器x偏振的系數時：
4.如權利要求1所述的基于相干光通信的傳感定位方法，其特征在于，所述基于斯托克斯向量的時域波形的變化情況，獲取偏振態變化的發生時間，以確定監控區入侵點位置，包括：
5.如權利要求1所述的基于相干光通信的傳感定位方法，其特征在于，所述基于斯托克斯向量的時域波形的變化情況，獲取偏振態變化的發生時間，以確定監控區入侵點位置，包括：
6.如權利要求1所述的基于相干光通信的傳感定位方法，其特征在于：
7.一種基于相干光通信的傳感定位系統，其特征在于，所述基于相干光通信的傳感定位系統包括：
8.如權利要求7所述的基于相干光通信的傳感定位系統，其特征在于：所述監控區提取濾波器系數計算當前光信號的斯托克
9.如權利要求8所述的基于相干光通信的傳感定位系統，其特征在于，當提取濾波器x偏振的系數時：
10.如權利要求7所述的基于相干光通信的傳感定位系統，其特征在于：
...【技術特征摘要】
1.一種基于相干光通信的傳感定位方法，其特征在于，所述基于相干光通信的傳感定位方法包括：
2.如權利要求1所述的基于相干光通信的傳感定位方法，其特征在于：所述提取各個監控區的濾波器系數計算當前光信號的斯托克斯向量，包括：
3.如權利要求2所述的基于相干光通信的傳感定位方法，其特征在于，當提取濾波器x偏振的系數時：
4.如權利要求1所述的基于相干光通信的傳感定位方法，其特征在于，所述基于斯托克斯向量的時域波形的變化情況，獲取偏振態變化的發生時間，以確定監控區入侵點位置，包括：
5.如權利要求1所述的基于相干光通信的傳感定位方法，其特征在于，所述基...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張旭，羅鳴，李婕，邱英，曾韜，
申請(專利權)人：武漢郵電科學研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：
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