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引用本文:

李岳阳,陈健,庞拂飞,等:提升Φ-OTDR系统空间分辨率的方法[J]. 光通信技术,2018,42(11):45-48

提升Φ-OTDR系统空间分辨率的方法

李岳阳,陈 健,庞拂飞,李迎春
(上海大学 通信与信息工程学院 特种光纤与光接入网重点实验室,上海 200072)

摘要:相位敏感光时域反射技术(Φ-OTDR)利用光的相位对外界因素变化敏感的特点,对外界扰动的探测效果很好。但探测场景中往往不止一个扰动点,因此需要提高Φ-OTDR系统对相邻两个扰动点的区分能力,也就是提高系统的空间分辨率。针对此问题,在可以正确探测外界扰动的Φ-OTDR系统基础上提出一种提升系统空间分辨率的数据处理方法。实验证明,使用新的数据处理方法之后的系统空间分辨率高于传统Φ-OTDR系统的理论空间分辨率。
关键词:相位敏感光时域反射技术;空间分辨率;探测灵敏度
中图分类号:TN915.62 文献标识码:A 文章编号:1002-5561(2018)11-0045-04
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2018.11.011

0 引言
       相比于传统的使用直接探测的光时域反射技 术(OTDR),相位敏感光时域反射技术(Φ-OTDR)由于利用了光的相位信息对外界因素变化极其敏感的特点,从而使得系统的响应时间更短、探测灵敏度更高、动弹探测范围更宽[1],因此Φ-OTDR技术被广泛应用在建筑健康监测、入侵监测等领域[2,3]。空间分辨率是反映Φ-OTDR系统性能的一个重要指标 [4],它体现系统分辨相邻两个事件的能力,对系统的定位精度和事件识别的准确性有很大影响。提升系统空间分辨率不仅能够准确地对外界事故信息进行定位分析,检测多个事故源,在事故排查上起到关键作用,而且还可以降低人力成本,更加精确地对光纤链路的状态进行诊断。理论上空间分辨率和探测光脉冲的脉冲宽度负相关,通过降低探测脉冲的宽度可以提升系统的空间分辨率。但是,由于系统探测信号的信噪比和探测脉冲宽度正相关,因此降低探测脉冲宽度又会导致系统探测信号的信噪比降低。针对这些问题,本文提出一种新的空间分辨率的优化算法,以在不降低探测脉冲宽度的前提下提升系统的空间分辨率。

4 结束语
       本文使用一种基于DAQ采样步长的数据处理方法提升Φ-OTDR系统的空间分辨率并且通过实际的实验验证了这种方法的可行性。在探测光脉冲宽度为100ns的情况下,将空间分辨率由探测光脉冲宽度决定的10m提升到2m。本文得出的结果为探测链路上多个扰动的区分提供了一种方案。