[发明专利]一种网络型分布式光纤多状态感知系统

说明书

本发明公开了一种网络型分布式光纤多状态感知系统，包括由多个路由模块和多个传感光纤段组成的网络型分布式光纤系统，该网络型分布式光纤系统的每个节点端口可连接有多路多机理分布式光纤传感端机，该多路多机理分布式光纤传感端机用于产生至少一路分布式光纤传感需要的激励光并经预处理后传入网络型分布式光纤网络，同时接收激励光在网络型分布式光纤网络传输返回的至少一路传感检测光，并对传感检测光进行解调和处理得到传感信息。所述传感信息包括温度、应变、振动等。通过增加多路多机理分布式光纤传感端机，能够对2维/3维网络型分布的光纤/缆进行各段传感光纤的不同传感参量的有效检测。

技术领域

本发明属于分布式光纤传感领域，尤其涉及一种网络型分布式光纤多状态感知系统。

背景技术

随着光纤到户、5G通信、卫星宽带通信和物联网等普及，光纤(缆)已铺设到社会各地方，承担着骨干数据传输任务。对于这些2维/3维网络分布的光纤光缆，除了承担基本的信号传输，如也能同时实现分布式(温度、应变、振动等)信息传感，这不仅是光缆防外破的需要，而且对安全监测等具有非常重要的意义。但这需要针对网络分布特点实现多机理多参量、实时多路复用、大容量可重配置的分布式传感。

分布式光纤传感器[Rogers A.J.,“Distributed Optical-fibre Sensing:AReview”,Journal Of Measurement Science and Technology,1999,10(8),pp.75-99.]不仅具有一般光传感器的优点：无辐射干扰、抗电磁干扰、化学稳定性好等，而且充分利用了光纤的传和感能力，沿光纤可同时得到被测量场在时间和一维空间上的分布信息，具有普通传感器所无法替代的应用特性。分布式光纤传感器因此得到许多关注和研究，以期实现更好的性能和合适的应用，例如，信号处理得到高分辨率[Huijuan Wu,Xiangrong Liu,YaoXiao,and Yunjiang Rao,A Dynamic Time Sequence Recognition and KnowledgeMining Method Based on the Hidden Markov Models(HMMs)for Pipeline SafetyMonitoring WithΦ-OTDR,Journal of Lightwave Technology,Vol.37,No.19,Oct 1,2019,pp.4991-5000.]、多机理多参量[M.N.Alahbabi,Y.T.Cho,and T.P.Newson,Simultaneous temperature and strain measurement with combined spontaneousRaman and Brillouin scattering,OPTICS LETTERS,Vol.30,No.11,June 1,2005,pp.1276-1278.]、采用光放大提高性能[Arik Bergman,Roy Davidi,Avraham ItzhakShalev,Lior Ovadia,Tomi Langer,and Moshe Tur,Increasing the MeasurementDynamic Range of Rayleigh-Based OFDR Interrogator Using an Amplifying Add-OnModule,IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS,VOL.28,NO.22,p.2621,NOVEMBER 15,2016.]、分段/时检测[Dewei Meng and Farhad Ansari,Interference anddifferentiation of the neighboring surface microcracks in distributed sensingwith PPP-BOTDA,Applied Optics,Vol.55,No.34,p.9782,December 1 2016.]等，但难以真正达到2维/3维的网络型分布式传感。

发明内容