[发明专利]一种光纤侧向散射信号的获取装置及探测方法

说明书

一种光纤侧向散射信号的获取装置及探测方法，装置包括：信号采集装置，用于采集光纤通信中的传输信号的散射光；环境光底噪隔绝装置，用于覆盖所述的信号采集装置，使信号采集装置处于一个隔光隔音的封闭环境中；数据处理平台，用于接收信号采集结构装置传输的模拟信号，处理后输出数字信号；信号恢复输出端，用于接收数据处理平台传输的数字信号，并输出整形的数字信号。本发明利用光传输介质的散射效应，通过散射空间内的高效率收集，探测通信光纤的侧向散射信号，提取信号波形，并根据传输光信号与散射信号的强度一致性，恢复光纤中的传输信息。可方便快捷地对光纤传输信号进行探测，为光纤安全性的建设和未来光通信的系统搭建多样性提供了可能。

技术领域

本发明涉及光纤的信号探测与恢复技术，特别是一种光纤侧向散射信号的获取装置及探测方法。

背景技术

依靠着宽带宽、大容量、高速率等优势，光纤通信已成为现代通信网络的重要支柱。尤其是在全光网络(AON)和自动交换光网络(ASON)出现之后，光网络又集成了透明性、智能化和栅格化等更多优点，其应用前景更加广泛、长久。目前，全球90％以上的信息都由光网络承载。随着现代社会对光纤网络通信的依赖性不断增强，光纤通信的信息安全成为许多领域内通信业务关注的重点，光纤通信“天然”安全性并不能100％地得到保障。

目前，探测光纤信息主要有以下几个方法：光纤弯曲法是其中的代表，通过控制光纤弯曲半径取出光功率来实现对光纤信息的获取，当光纤受到很大弯折时，弯曲半径与其纤芯直径存在可比性，传输特性会发生变化，大量传导模被转化为辐射模，不再继续传输，而是进入包层被包层或涂覆层吸收，但弯曲过程势必造成机械特性的变化；V型槽切口法，V型槽切口法是通过一个接近纤芯的V型槽导出光纤信号进行窃听的方法。它要求V型槽的切面与光纤信号传输方向之间的夹角大于完全反射的临界角。当达到这个条件后，在保护层中传输的部分信号和在V型槽切面发生迭加效应的信号发生完全反射，导致信号通过光纤边界泄露。此方法需要精密的切入光纤和抛光，而且安装需要很长时间；光栅法，利用紫外激光器产生紫外光进行相干叠加，进而在目标光纤纤芯上形成布拉格光栅。再利用另一根光纤捕获目标光纤中由光栅反射出的部分光信号，从而实现对目标光纤信号获取，该方法对技术精确性要求较高

光纤通信中，光纤纤芯、包层、涂覆层的折射率参数设定不同，由于光纤材料和结构中的固有属性，当光通过不均匀介质时会向各个方向传播，这就是光的散射现象。当光纤传输的信号光功率较小(此时介质极化强度与光场电场强度呈线性关系)时，会产生米氏散射和瑞利散射，这两种散射效应产生的散射光与入射光的频率相同；也产生布里渊散射和喇曼散射，这时散射光出现新的频率成分。按照惠更斯次波理论，光照射到均匀介质中的杂质微粒上，该微粒相当于一个新的子波源，继续发射球面波。这些微粒间隔要比光波长大得多的杂质微粒次波源发射的次波都是漫无规律、随机分布的，所以各次波之间没有固定相位关系。这些次波遵循非相干叠加原则，不会出现干涉相消现象，因而出现各个方向传播的散射光，当次级波源微粒尺寸比较小时，即是瑞利散射；当次级波源微粒尺寸比较大时，即是米氏散射。与通信信号强相关的散射光是通信光纤外部探测的基础。

发明内容

针对上述的不足，本发明提供一种光纤侧向散射信号的获取装置及方法。该装置及方法在经过处理的通信光纤探测点使用信号采集结构装置对光纤的侧向散射光进行反射汇聚收集，环境光底噪隔绝装置将环境光噪声降至最低，安装在信号采集结构装置上的高性能光电倍增模块接收散射光信号，并将散射光信号转换为电平信号输入至数据处理平台，数据处理平台对电平信号运算后形成数字波形，在信号恢复输出端显示。可在光纤通信过程中实时探测提取光纤中的传输数据，为热运行状态下的光纤通信信息外部探测提供了可能。

本发明的技术解决方案如下：

一种光纤侧向散射信号的获取装置，其特点在于，包括：

信号采集装置，用于采集光纤通信中的传输信号的散射光；

环境光底噪隔绝装置，用于覆盖所述的信号采集装置，使信号采集装置处于一个隔光隔音的封闭环境中；