本申請(qǐng)涉及海纜監(jiān)測(cè)，具體涉及一種海纜系統(tǒng)的環(huán)境擾動(dòng)監(jiān)測(cè)方法及海纜系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、分布式聲波傳感技術(shù)（distributed?fiber?acoustic?sensing，das）基于瑞利散射原理，利用光纖對(duì)聲音（振動(dòng)）敏感的特性來(lái)實(shí)現(xiàn)感知功能。

2、在有中繼海纜系統(tǒng)（repeatered?cable?system）中，由于das技術(shù)的探測(cè)光采用了脈沖光的模式，脈沖光在光纖中的往返時(shí)間可限制das探測(cè)光脈沖的發(fā)射頻率和可監(jiān)測(cè)的擾動(dòng)信號(hào)頻率。然而，脈沖光的往返時(shí)間由脈沖光經(jīng)過(guò)整個(gè)海纜光纖的時(shí)間確定，在長(zhǎng)距離海纜系統(tǒng)中，das探測(cè)光的往返時(shí)間較長(zhǎng)，導(dǎo)致das探測(cè)光脈沖的發(fā)射頻率較低，從而使得海纜系統(tǒng)對(duì)周?chē)h(huán)境擾動(dòng)的可監(jiān)測(cè)頻率范圍較小，影響對(duì)海纜事件的感知。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N海纜系統(tǒng)的環(huán)境擾動(dòng)監(jiān)測(cè)方法及海纜系統(tǒng)，可以提高長(zhǎng)距離的有中繼海纜系統(tǒng)的響應(yīng)頻率，從而全面獲取海纜光纖周?chē)h(huán)境的環(huán)境擾動(dòng)信息，提高感知和識(shí)別海洋事件的精度。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N海纜系統(tǒng)的環(huán)境擾動(dòng)監(jiān)測(cè)方法，該方法包括：獲取監(jiān)測(cè)海纜系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)信息；根據(jù)監(jiān)測(cè)信息確定海纜系統(tǒng)中的第一目標(biāo)中繼器；控制第一目標(biāo)中繼器中的第一目標(biāo)光開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，其中，第一目標(biāo)光開(kāi)關(guān)為第一目標(biāo)中繼器中的環(huán)回光路的光開(kāi)關(guān)；控制das設(shè)備向海纜光纖發(fā)送探測(cè)光信號(hào)；控制das設(shè)備接收和解析經(jīng)過(guò)第一目標(biāo)光開(kāi)關(guān)返回的背向散射光信號(hào)；背向散射光信號(hào)為探測(cè)光信號(hào)在海纜光纖前向傳輸過(guò)程中產(chǎn)生的光信號(hào)；根據(jù)探背向散射光信號(hào)，確定海纜系統(tǒng)的環(huán)境擾動(dòng)信息。

3、根據(jù)上述實(shí)施例，獲取監(jiān)測(cè)海纜系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)信息；根據(jù)監(jiān)測(cè)信息確定海纜系統(tǒng)中的第一目標(biāo)中繼器；控制第一目標(biāo)中繼器中的第一目標(biāo)光開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，控制das設(shè)備向海纜光纖發(fā)送探測(cè)光信號(hào)，并接收和解析經(jīng)過(guò)第一目標(biāo)光開(kāi)關(guān)返回的背向散射光信號(hào)；根據(jù)背向散射光信號(hào)確定海纜系統(tǒng)的環(huán)境擾動(dòng)信息。這樣一來(lái)，可以通過(guò)控制特定區(qū)域的第一目標(biāo)中繼器中的光開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通和閉合，使得探測(cè)光信號(hào)產(chǎn)生的背向散射光信號(hào)只能通過(guò)第一目標(biāo)中繼器的環(huán)回光路，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)特定區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測(cè)，提高海纜系統(tǒng)的響應(yīng)頻率，進(jìn)而提高海纜系統(tǒng)環(huán)境擾動(dòng)信息的準(zhǔn)確度。

4、一種可選的實(shí)施方式中，根據(jù)背向散射光信號(hào)，確定海纜光纖的環(huán)境擾動(dòng)信息，包括：對(duì)背向散射光信號(hào)進(jìn)行處理，得到時(shí)域信號(hào)和/或頻域信號(hào)；提取時(shí)域信號(hào)和/或頻域信號(hào)的擾動(dòng)特征，擾動(dòng)特征包括時(shí)間、振幅、相位和頻率中至少一個(gè)；根據(jù)擾動(dòng)特征確定海纜光纖的環(huán)境擾動(dòng)信息。這樣，根據(jù)背向散射光信號(hào)確定海纜系統(tǒng)的環(huán)境擾動(dòng)信息，進(jìn)而精準(zhǔn)感知海洋事件。

5、一種可選的實(shí)施方式中，監(jiān)測(cè)信息包括待監(jiān)測(cè)區(qū)域信息和待監(jiān)測(cè)事件信息；根據(jù)監(jiān)測(cè)信息確定海纜系統(tǒng)中的第一目標(biāo)中繼器，包括：根據(jù)待監(jiān)測(cè)區(qū)域信息確定待監(jiān)測(cè)范圍；根據(jù)待監(jiān)測(cè)事件信息和待監(jiān)測(cè)范圍確定最大監(jiān)測(cè)范圍；根據(jù)待監(jiān)測(cè)范圍和最大監(jiān)測(cè)范圍，確定在待監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)的第一目標(biāo)中繼器。這樣，根據(jù)待監(jiān)測(cè)區(qū)域信息和待監(jiān)測(cè)事件信息可確定傳感跨段，進(jìn)而確定傳感跨段中的第一目標(biāo)中繼器，以便對(duì)第一目標(biāo)中繼器中的光開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制。

6、一種可選的實(shí)施方式中，根據(jù)待監(jiān)測(cè)范圍和最大監(jiān)測(cè)范圍，確定在待監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)的第一目標(biāo)中繼器，包括：響應(yīng)于待監(jiān)測(cè)范圍小于等于最大監(jiān)測(cè)范圍，將待監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)的每個(gè)中繼器作為第一目標(biāo)中繼器。這樣，當(dāng)待監(jiān)測(cè)范圍小于最大監(jiān)測(cè)范圍時(shí)，只需對(duì)待監(jiān)測(cè)范圍發(fā)送一次探測(cè)光信號(hào)即可監(jiān)測(cè)海纜事件。

7、一種可選的實(shí)施方式中，根據(jù)待監(jiān)測(cè)范圍和最大監(jiān)測(cè)范圍，確定在待監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)的第一目標(biāo)中繼器，還包括：響應(yīng)于待監(jiān)測(cè)范圍大于最大監(jiān)測(cè)范圍，根據(jù)最大監(jiān)測(cè)范圍對(duì)待監(jiān)測(cè)范圍進(jìn)行劃分，得到n個(gè)待監(jiān)測(cè)子范圍；每個(gè)待監(jiān)測(cè)子范圍小于等于最大監(jiān)測(cè)范圍，n為大于等于2的正整數(shù)；將待監(jiān)測(cè)范圍中的每個(gè)中繼器作為第一目標(biāo)中繼器，將每個(gè)待監(jiān)測(cè)子范圍中的中繼器作為目標(biāo)子中繼器。這樣，當(dāng)待監(jiān)測(cè)范圍大于最大監(jiān)測(cè)范圍時(shí)，為了保障監(jiān)測(cè)事件的準(zhǔn)確性，可對(duì)待監(jiān)測(cè)范圍進(jìn)行分段，分別獲取海纜系統(tǒng)周?chē)h(huán)境的環(huán)境擾動(dòng)信息，在犧牲時(shí)效性的前提下，也可以在不影響監(jiān)測(cè)擾動(dòng)頻率范圍的前提下，擴(kuò)大可監(jiān)測(cè)的空間范圍。

8、一種可選的實(shí)施方式中，海纜系統(tǒng)的環(huán)境擾動(dòng)監(jiān)測(cè)方法還包括：遍歷執(zhí)行以下步驟，直至i=n，其中，i為大于0的正整數(shù)：控制第i個(gè)待監(jiān)測(cè)子范圍內(nèi)的第i光開(kāi)關(guān)同時(shí)導(dǎo)通，控制das設(shè)備向海纜光纖發(fā)送第i探測(cè)光信號(hào)，并控制das設(shè)備接收和解析經(jīng)過(guò)每個(gè)第i光開(kāi)關(guān)的第i背向散射光信號(hào)；其中，第i光開(kāi)關(guān)為第i個(gè)待監(jiān)測(cè)子范圍內(nèi)每個(gè)目標(biāo)子中繼器的環(huán)回光路的光開(kāi)關(guān)；在第i背向散射光信號(hào)經(jīng)過(guò)所有第i光開(kāi)關(guān)后，控制所有第i光開(kāi)關(guān)同時(shí)斷開(kāi)。這樣，對(duì)每個(gè)待監(jiān)測(cè)子范圍內(nèi)的光開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制，可實(shí)現(xiàn)背向散射光分段經(jīng)過(guò)，在不影響監(jiān)測(cè)擾動(dòng)頻率范圍的前提下，擴(kuò)大可監(jiān)測(cè)的空間范圍，提高海纜事件監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。

9、一種可選的實(shí)施方式中，海纜系統(tǒng)的環(huán)境擾動(dòng)監(jiān)測(cè)方法還包括：設(shè)置多個(gè)時(shí)間片；根據(jù)時(shí)間片的數(shù)量對(duì)海纜光纖進(jìn)行劃分，得到多個(gè)海纜跨段，其中，每個(gè)海纜跨段包括至少一個(gè)第二目標(biāo)中繼器，時(shí)間片的數(shù)量與海纜跨段的數(shù)量相同；在每個(gè)時(shí)間片內(nèi)，控制與時(shí)間片對(duì)應(yīng)的海纜跨段內(nèi)的第二目標(biāo)光開(kāi)關(guān)同時(shí)導(dǎo)通，其中，第二目標(biāo)光開(kāi)關(guān)為海纜跨段內(nèi)的第二目標(biāo)中繼器的環(huán)回光路的光開(kāi)關(guān)；控制das設(shè)備向海纜光纖發(fā)送探測(cè)光信號(hào)，并控制das設(shè)備接收和解析經(jīng)過(guò)海纜跨段的每個(gè)第二目標(biāo)光開(kāi)關(guān)返回的背向散射光信號(hào)；根據(jù)背向散射光信號(hào)確定海纜跨段的環(huán)境擾動(dòng)信息。這樣，可設(shè)置多個(gè)時(shí)間片以完成對(duì)整個(gè)海纜系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)。

10、第二方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N海纜系統(tǒng)，包括：海纜光纖，用于光信號(hào)的傳輸和傳感；至少一個(gè)中繼器用于放大光信號(hào)，中繼器設(shè)置至少一個(gè)環(huán)回光路，環(huán)回光路設(shè)置光開(kāi)關(guān)；das設(shè)備，用于發(fā)送探測(cè)光信號(hào)和接收和解析背向散射光信號(hào)；背向散射光信號(hào)為探測(cè)光信號(hào)在海纜光纖前向傳輸過(guò)程中產(chǎn)生的光信號(hào)；控制器，用于獲取監(jiān)測(cè)海纜系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)信息；根據(jù)監(jiān)測(cè)信息確定海纜系統(tǒng)中的第一目標(biāo)中繼器；控制第一目標(biāo)中繼器的第一目標(biāo)光開(kāi)關(guān)導(dǎo)通；其中，第一目標(biāo)光開(kāi)關(guān)為每個(gè)第一目標(biāo)中繼器中的環(huán)回光路的光開(kāi)關(guān)；控制das設(shè)備向海纜光纖發(fā)送探測(cè)光信號(hào)；控制das設(shè)備接收和解析經(jīng)過(guò)第一目標(biāo)光開(kāi)關(guān)返回的背向散射光信號(hào)；根據(jù)背向散射光信號(hào)，確定海纜光纖的環(huán)境擾動(dòng)信息。

11、一種可選的實(shí)施方式中，控制器還用于對(duì)背向散射光信號(hào)進(jìn)行處理，得到時(shí)域信號(hào)和/或頻域信號(hào)；提取時(shí)域信號(hào)和/或頻域信號(hào)的擾動(dòng)特征，擾動(dòng)特征包括時(shí)間、振幅、相位和頻率中的至少一個(gè)；根據(jù)擾動(dòng)特征確定海纜光纖的環(huán)境擾動(dòng)信息。

12、一種可選的實(shí)施方式中，控制器還用于根據(jù)待監(jiān)測(cè)區(qū)域信息確定待監(jiān)測(cè)范圍；根據(jù)待監(jiān)測(cè)事件信息和待監(jiān)測(cè)范圍確定最大監(jiān)測(cè)范圍；根據(jù)待監(jiān)測(cè)范圍和最大監(jiān)測(cè)范圍，確定在待監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)的第一目標(biāo)中繼器。

13、可以理解地，上述提供的第二方面的技術(shù)方案所能達(dá)到的有益效果，可參考第一方面及其任一種可選的實(shí)現(xiàn)方式中的有益效果，此處不再贅述。

技術(shù)特征：

1.一種海纜系統(tǒng)的環(huán)境擾動(dòng)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海纜系統(tǒng)的環(huán)境擾動(dòng)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述根據(jù)所述背向散射光信號(hào)，確定所述海纜光纖的環(huán)境擾動(dòng)信息，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海纜系統(tǒng)的環(huán)境擾動(dòng)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)信息包括待監(jiān)測(cè)區(qū)域信息和待監(jiān)測(cè)事件信息；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的海纜系統(tǒng)的環(huán)境擾動(dòng)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述根據(jù)所述待監(jiān)測(cè)范圍和所述最大監(jiān)測(cè)范圍，確定在所述待監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)的所述第一目標(biāo)中繼器，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的海纜系統(tǒng)的環(huán)境擾動(dòng)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述根據(jù)所述待監(jiān)測(cè)范圍和所述最大監(jiān)測(cè)范圍，確定在所述待監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)的所述第一目標(biāo)中繼器，還包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的海纜系統(tǒng)的環(huán)境擾動(dòng)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述海纜系統(tǒng)的環(huán)境擾動(dòng)監(jiān)測(cè)方法還包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海纜系統(tǒng)的環(huán)境擾動(dòng)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述海纜系統(tǒng)的環(huán)境擾動(dòng)監(jiān)測(cè)方法還包括：

8.一種海纜系統(tǒng)，其特征在于，包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的海纜系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器具體用于：

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的海纜系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)信息包括待監(jiān)測(cè)區(qū)域信息和待監(jiān)測(cè)事件信息；

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)涉及海纜系統(tǒng)監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，提供一種海纜系統(tǒng)的環(huán)境擾動(dòng)監(jiān)測(cè)方法及海纜系統(tǒng)，該方法包括獲取監(jiān)測(cè)海纜系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)信息；根據(jù)監(jiān)測(cè)信息確定海纜系統(tǒng)中的第一目標(biāo)中繼器；控制第一目標(biāo)中繼器中的第一目標(biāo)光開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，控制DAS設(shè)備向海纜光纖發(fā)送探測(cè)光信號(hào)；控制DAS設(shè)備接收經(jīng)過(guò)第一目標(biāo)光開(kāi)關(guān)返回的背向散射光信號(hào)；根據(jù)背向散射光信號(hào)，確定海纜光纖的環(huán)境擾動(dòng)信息。這樣，可以通過(guò)控制特定區(qū)域的第一目標(biāo)中繼器中的光開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通和閉合，使得探測(cè)光信號(hào)的背向散射光信號(hào)能通過(guò)第一目標(biāo)中繼器的環(huán)回光路，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)特定區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測(cè)，提高長(zhǎng)距離的有中繼海纜系統(tǒng)的響應(yīng)頻率，全面獲取海纜光纖周?chē)h(huán)境的環(huán)境擾動(dòng)信息，提高識(shí)別海洋事件的精度。

技術(shù)研發(fā)人員：孫宏波,張世桂,樊曉燕,高崇垚,秦曉勇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華海通信技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30