Tехнология распределенного оптоволоконного зондирования

В зависимости от направления распространения рассеянного света в настоящее время распространенные распределенные технологии оптоволоконного зондирования делятся на две категории: технология обратного рассеяния распределенного оптоволоконного зондирования и технология интерференционного распределенного оптоволоконного зондирования.

Технология обратного рассеяния распределенного оптоволоконного зондирования

Обратнорассеянный свет в оптоволокне в основном включает три типа: рэлеевское рассеяние, бриллюэновское рассеяние и рамановское рассеяние. В зависимости от различных методов измерения сигнала технология DOFS делится на две категории: оптическая технология частотной области и оптическая технология временной области. Оптическая технология частотной области обычно имеет высокое пространственное разрешение, но процесс измерения сложен, а расстояние обнаружения ограничено; в то время как оптическая технология временной области проста в реализации и имеет характеристики большого расстояния и высокой точности. DOFS на основе RBS в основном включает: оптический рефлектометр временной области (OTDR), когерентный оптический рефлектометр временной области (C-OTDR), фазочувствительный оптический рефлектометр временной области (Φ-OTDR) и оптический рефлектометр частотной области (OFDR) на основе рэлеевского рассеяния; Рамановский оптический рефлектометр во временной области (ROTDR) на основе рассеяния Рамана; Бриллюэновский оптический рефлектометр во временной области (BOTDR) на основе рассеяния Бриллюэна и Бриллюэновский оптический анализатор во временной области (BOTDA) на основе вынужденного рассеяния Бриллюэна.

Оптический рефлектометр во временной области (OTDR) В 1976 году в оптическое волокно был введен метод времени пролета светового импульса, который можно считать предшественником технологии OTDR; в 1977 году была официально предложена концепция OTDR. После запуска технологии OTDR она быстро стала стандартным средством диагностики и локализации неисправностей оптоволоконных линий связи. Сегодня технология OTDR очень зрелая. Основные научно-исследовательские институты включают Университет электронной науки и технологии Китая, Тяньцзиньский университет, Тайюаньский технологический университет, Китайскую академию наук, Нанкинский университет и т. д. Основные производственные компании включают канадскую EXFO, японскую ANRITSU, американскую VIAVI и китайскую Jilong Company, 34-й институт China Electronics Technology Group Corporation и т. д.

По сравнению с OTDR, который использует источник света широкого спектра и прямое детектирование, C-OTDR использует узкополосный лазер с высокой когерентностью и гетеродинную когерентную структуру оптического пути детектирования, что может эффективно улучшить помехоустойчивость системы. Его принцип показан на рисунке 1. В 1982 году система OTDR начала использовать технологию когерентного обнаружения и достигла расстояния обнаружения 30 км, но концепция C-OTDR не была официально предложена до 1984 года. С 1990-х годов C-OTDR постепенно превратился в основное устройство для систем оптической связи на большие расстояния, особенно систем онлайн-мониторинга для трансокеанских оптических систем связи.