JP7597574B2 - A repeater submarine optical fiber cable vibration monitoring system based on time and space division multiplexing - Google Patents
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Description
本発明は、分布型光ファイバセンシングシステム、特に時分割及び空間分割多重化に基づく中継海底光ファイバケーブル振動監視システムに関する。それは、アップリンク伝送振動監視信号の時分割及び空間分割多重化を組合せ、長区間の物理的セキュリティ監視及び陸上設備による検出に使用される。 The present invention relates to a distributed optical fiber sensing system, in particular to a repeater submarine optical fiber cable vibration monitoring system based on time division and space division multiplexing. It combines time division and space division multiplexing of uplink transmission vibration monitoring signals and is used for long-distance physical security monitoring and detection by land-based facilities.
海底光ファイバケーブルは、海底に配置された通信伝送ケーブルであり、インターネット及び他の水中光ネットワークの重要な部分をなす。しかし、海底光ファイバケーブルは、容易に損傷し、地震、船舶の錨、及び漁網のようなものによって、又は人によってさえ損傷することがある。現在、電気中継海底光ファイバケーブルにおいて、各光ファイバセクションは、このセクションに亘る光信号伝送減衰を補うために、そして光信号を元のパワーレベルに増幅するために中継増幅器に接続されている。この型の電気中継海底光ファイバケーブルでは、一般にＣＯＴＤＲ（コヒーレント光時間領域反射率計）を使用し、光ファイバリンクの健全性検出を行う。ＣＯＴＤＲは、光ファイバリンク全体に亘って各増幅器の信号利得を監視し、光ファイバケーブルの破断の有無、破断位置等を見つける機能を果たす。 Submarine fiber optic cables are communication transmission cables deployed on the ocean floor and are an important part of the Internet and other underwater optical networks. However, submarine fiber optic cables are easily damaged and can be damaged by things like earthquakes, ship anchors, and fishing nets, or even by humans. Currently, in electrically repeating submarine fiber optic cables, each optical fiber section is connected to a repeating amplifier to compensate for the optical signal transmission attenuation over this section and to amplify the optical signal to its original power level. In this type of electrically repeating submarine fiber optic cable, a COTDR (coherent optical time domain reflectometer) is generally used to detect the health of the optical fiber link. The COTDR monitors the signal gain of each amplifier over the entire optical fiber link and functions to find the presence and location of breaks in the optical fiber cable.
しかし、ＣＯＴＤＲは、Φ－ＯＴＤＲと類似の光ファイバケーブル振動監視機能を実現できないので、妨害行為のリアルタイムでの警告、従って妨害行為を停止させるための技術的な保証を提供しないだろう。 However, COTDRs cannot provide the same optical fiber cable vibration monitoring capabilities as Φ-OTDRs, and therefore would not provide real-time warning of sabotage and therefore the technical assurance to stop it.
陸上で使用されている現在の光ファイバケーブル振動監視技術は約１００ｋｍの最大監視範囲に対応できるだけであり、ダブルエンド検出は２００ｋｍに到達できるだけであり、海底光ファイバケーブルのための中継増幅器の向こう側に及ぶことができず、極端に長い監視範囲に応じた電気中継海底光ファイバケーブルの要件を満たすことができない。 Current fiber optic cable vibration monitoring technology used on land can only support a maximum monitoring range of about 100 km, and double-ended detection can only reach 200 km, which cannot extend beyond the repeater amplifiers for submarine fiber optic cables and cannot meet the requirements of electrically repeatered submarine fiber optic cables for extremely long monitoring ranges.
光周波数領域反射率計ＯＦＤＲは、１９９０年代に徐々に開発され、高分解能の光ファイバ測定技術を利用している。一般に使用されている光時間領域反射率計ＯＴＤＲは、時間領域パルス信号を伝送し、パルス移動時間を検出し、パルス移動時間とターゲット距離間の比例関係を利用することで光ファイバ診断測定を行う。ＯＴＤＲと違って、ＯＦＤＲは、連続的に周波数変調されたレーザ信号を伝送し、ターゲットでの反射光と局部発振器光間のビート周波数を検出し、ビート周波数とターゲット距離間の比例関係を利用することで光ファイバ診断測定を行う。ＯＦＤＲはＯＴＤＲより高い感度及び高い分解能を有する。しかし、ＯＦＤＲにおいて、周波数変調光源技術は困難で高くつき、振動信号の位相復調も困難である。現在、海底光ファイバケーブル振動監視におけるＯＦＤＲの利用に関する報告はない。 Optical frequency domain reflectometer (OFDR) was gradually developed in the 1990s and utilizes high-resolution optical fiber measurement technology. The commonly used optical time domain reflectometer (OTDR) transmits a time domain pulse signal, detects the pulse travel time, and utilizes the proportional relationship between the pulse travel time and the target distance to perform optical fiber diagnostic measurement. Unlike OTDR, OFDR transmits a continuously frequency modulated laser signal, detects the beat frequency between the reflected light and the local oscillator light at the target, and utilizes the proportional relationship between the beat frequency and the target distance to perform optical fiber diagnostic measurement. OFDR has higher sensitivity and higher resolution than OTDR. However, in OFDR, the frequency modulated light source technology is difficult and expensive, and the phase demodulation of the vibration signal is also difficult. At present, there are no reports on the use of OFDR in submarine optical fiber cable vibration monitoring.
現在開発されている水中サンプリングに基づく中継海底光ファイバケーブル振動監視システムはＯＦＤＲ技術を採用している。陸地に配置された光源によって出力された検出光信号は中継器を通ってダウンリンクで伝送され、海底光ファイバケーブルの振動はセグメント化されて検出され、各セクションはデジタルサンプリングバックホールを使用する。このようにして、１０００ｋｍを上回る長区間を有する電気中継海底光ファイバケーブルの振動監視が実現される。ＯＴＤＲ延長技術に比べて、周波数変調連続波技術を使用した水中サンプリングのための中継海底光ファイバケーブル振動監視システムは、光信号増幅に関して、高い平均パワー、高い信号対雑音比を有し、中継器を経由した長距離検出に適している。しかし、デジタルサンプリングバックホールを使用すると、海底中継増幅器又は水中ノードにアクティブモジュールを付加しなければならず、海底中継器又は水中ノードの信頼性が低下する。 The currently developed repeater submarine optical fiber cable vibration monitoring system based on underwater sampling adopts OFDR technology. The detection optical signal output by the light source located on land is transmitted in the downlink through the repeater, and the vibration of the submarine optical fiber cable is segmented and detected, and each section uses a digital sampling backhaul. In this way, vibration monitoring of an electrical repeater submarine optical fiber cable with a long section of more than 1000 km is realized. Compared with the OTDR extension technology, the repeater submarine optical fiber cable vibration monitoring system for underwater sampling using frequency modulation continuous wave technology has high average power, high signal-to-noise ratio in terms of optical signal amplification, and is suitable for long-distance detection via repeaters. However, the use of digital sampling backhaul requires the addition of an active module to the undersea repeater amplifier or underwater node, which reduces the reliability of the undersea repeater or underwater node.
現在開発されている陸上設備による検出に基づく中継海底光ファイバケーブル振動監視システムは、多波長周波数変調パルス光源を使用し、ダウンリンク検出光信号を生成し、振動監視のためのアナログ光信号を直接に返す。隣接したセクションでは、振動監視信号の時分割多重化を行うだけでなく、振動監視信号の波長を交互に選択することでアップリンク伝送を行う。この技術によって、単一のファイバを多重化できないことだけでなく、各セクションの振動監視光信号に対するビートスペクトル及び光波長の重なりという問題が回避される。この技術では、ＤＷＤＭ方式で海底ケーブル中継区間振動監視を実現するために、一対の光ファイバの数個の光波長チャネルのみが占有される。しかし、それは多波長周波数変調パルス光源を構成及び使用しなければならないため、海底光ファイバケーブル振動監視装置のための費用が高くつくという問題がある。 Currently developed repeater submarine optical fiber cable vibration monitoring systems based on detection by land facilities use a multi-wavelength frequency-modulated pulse light source to generate a downlink detection optical signal and directly return an analog optical signal for vibration monitoring. Adjacent sections not only perform time division multiplexing of the vibration monitoring signal, but also perform uplink transmission by alternately selecting the wavelength of the vibration monitoring signal. This technology avoids the problems of beat spectrum and optical wavelength overlap for the vibration monitoring optical signal of each section as well as the inability to multiplex a single fiber. In this technology, only a few optical wavelength channels of a pair of optical fibers are occupied to realize vibration monitoring of a repeater section of a submarine cable in a DWDM manner. However, it has a problem that the cost of a submarine optical fiber cable vibration monitoring device is high because it must configure and use a multi-wavelength frequency-modulated pulse light source.
本発明の目的は、時分割及び空間分割多重化に基づく中継海底光ファイバケーブル振動監視システムを提供することにある。時分割多重化及び空間分割多重化に基づく電気中継海底光ファイバケーブル振動監視システムはＯＦＤＲ技術を採用している。検出光源は、周波数変調パルス光信号を出力し、ダウンリンク伝送光ファイバに接続される。各中継セクションのダウンリンク伝送光ファイバは、ダウンリンク中継増幅器に、それから光ファイバ干渉計に、その後にダウンリンク伝送光ファイバを介して次のセクションのダウンリンク中継増幅器に接続される。検出光信号は各中継セクションのダウンリンク伝送光ファイバで後方レイリー散乱信号を生成し、後方レイリー散乱信号は、光ファイバ干渉計で局部光信号と干渉し、この中継セクションの海底光ファイバケーブルに対する振動監視信号を生成する。振動監視信号は、この中継セクションのフィルタに入力され、それからこの中継セクションの光ファイバカプラを通ってアップリンク伝送光ファイバの１つに入り、その後にこのセクションのこのアップリンク伝送光ファイバに接続されたアップリンク中継増幅器に入り、最終的にアップリンク光ファイバを通って復調装置に返される。周波数変調レーザパルス幅は中継セクションの海底ケーブルに対する往復遅延時間のｎ倍である。アップリンク伝送光ファイバは少なくともｎ個のアップリンク光ファイバを含み、各中継セクションの海底光ファイバケーブルに対する振動監視信号はｎ個のアップリンク光ファイバにおける空間分割多重化を用いて返される。アップリンク光ファイバ及びパルス立ち上がりエッジ時間の違いによって、復調装置は各セクションに対する振動監視信号を区別し、データを分析及び復調し、各中継セクションの海底光ファイバケーブルの安全状態を早期に警告する。本発明は、海底光ファイバケーブル振動のセグメント化された検出を実現し、時分割及び時空分割多重化によって陸地に配置された復調装置に振動監視信号を直接に返し、従って１０００ｋｍを上回る海底光ファイバケーブルのセグメント化された振動監視及び測位を達成する。 The object of the present invention is to provide a repeater submarine optical fiber cable vibration monitoring system based on time division and space division multiplexing. The electrical repeater submarine optical fiber cable vibration monitoring system based on time division and space division multiplexing employs OFDR technology. The detection light source outputs a frequency modulated pulsed optical signal and is connected to a downlink transmission optical fiber. The downlink transmission optical fiber of each repeater section is connected to a downlink repeater amplifier, then to an optical fiber interferometer, and then to a downlink repeater amplifier of the next section through a downlink transmission optical fiber. The detection optical signal generates a backward Rayleigh scattering signal in the downlink transmission optical fiber of each repeater section, and the backward Rayleigh scattering signal interferes with the local optical signal in the optical fiber interferometer to generate a vibration monitoring signal for the submarine optical fiber cable of this repeater section. The vibration monitoring signal is input to a filter of this repeater section, then enters one of the uplink transmission optical fibers through the optical fiber coupler of this repeater section, then enters an uplink repeater amplifier connected to this uplink transmission optical fiber of this section, and finally returns to the demodulator through the uplink optical fiber. The frequency modulated laser pulse width is n times the round trip delay time for the undersea cable of the repeater section. The uplink transmission optical fiber includes at least n uplink optical fibers, and the vibration monitoring signal for the undersea optical fiber cable of each repeater section is returned using space division multiplexing in the n uplink optical fibers. Due to the difference in the uplink optical fiber and the pulse rising edge time, the demodulator distinguishes the vibration monitoring signal for each section, analyzes and demodulates the data, and provides early warning of the safety status of the undersea optical fiber cable of each repeater section. The present invention realizes the segmented detection of the vibration of the undersea optical fiber cable, and directly returns the vibration monitoring signal to the demodulator located on land by time division and space-time division multiplexing, thus achieving segmented vibration monitoring and positioning of the undersea optical fiber cable of more than 1000 km.
本発明は、時分割及び空間分割多重化に基づく中継海底光ファイバケーブル振動監視システムを提供する。当該システムは、検出光源、中継増幅器、ダウンリンク伝送光ファイバ、光ファイバ干渉計、アップリンク伝送光ファイバ、及び復調装置を備え、検出光源は、検出光信号を出力し、海底光ファイバケーブルのダウンリンク伝送光ファイバに接続され、各セクションのダウンリンク伝送光ファイバは、まず、長距離伝送を確実にするために、検出光源でのパワーレベルに検出光信号を増幅するダウンリンク中継増幅器に接続され、ダウンリンク中継増幅器は、それから光ファイバ干渉計に、その後に次に来るセクションのダウンリンク伝送光ファイバに接続され、２つの隣接したダウンリンク中継増幅器間の光ファイバ長は１００ｋｍ以下であり、それは中継セクションと称され、このシステムの各中継セクションはフィルタ及び光ファイバカプラをさらに備え、フィルタの透過波長は検出光信号の中心波長と一致し、検出光源は狭線幅周波数変調パルス光源であり、検出光信号の周波数変調パルス幅は１つの中継セクションの海底光ファイバケーブルに対する往復遅延時間のｎ倍であり、ｎは２から８までの範囲に及ぶ整数であり、周波数変調パルス周期は監視される中継海底光ファイバケーブルの全長に対する往復遅延時間を上回り、各中継セクションのアップリンク伝送光ファイバは少なくともｎ個のアップリンク光ファイバを含み、検出光源によって出力された検出光信号は特定の中継セクションの光ファイバ干渉計に入った後に２つのビームに分岐され、一方のビームはこのセクションのダウンリンク伝送光ファイバに沿ってダウンリンクで伝送され、他方のビームは局部光信号として使用され、この中継セクションのダウンリンク伝送光ファイバで生成された後方レイリー散乱信号は、光ファイバ干渉計内で局部光信号と干渉し、この中継セクションの海底光ファイバケーブルに対する振動監視信号を生成し、この中継セクションの光ファイバ干渉計によって出力された振動監視信号はこの中継セクションのフィルタに入力され、フィルタは振動監視信号のみを伝送し、フィルタの出力端は、この中継セクションの光ファイバカプラを介してアップリンク伝送光ファイバの１つに、その後にアップリンク光ファイバに接続されたアップリンク中継増幅器に接続される。ｎ個の連続した中継セクションの振動監視信号は第１から第ｎのアップリンク伝送光ファイバを通って順番に返され、次のｎ個の連続した中継セクションの振動監視信号もさらに第１から第ｎのアップリンク光ファイバを通って順番に返され、同じアップリンク伝送光ファイバ内の隣接した振動監視信号の時間領域における重なりが回避される。アップリンク伝送光ファイバを経由して返された各中継セクションに対する振動監視信号は、それぞれ、アップリンクのサンプリング装置のｎ個のサンプリングチャネルを経由してデジタルサンプリングされ、その後に復調装置に伝送され、サンプリング装置は光電変換モジュール及びアナログデジタル変換モジュールを備え、当該サンプリング装置において、光信号は、光電変換によって電気信号に、それからアナログデジタル変換によってデジタル信号に変換される。復調装置は、各中継セクションの振動監視信号を区別し、データを分析及び復調し、各中継セクションの海底光ファイバケーブルの安全状態を早期に警告する。 The present invention provides a repeater submarine optical fiber cable vibration monitoring system based on time division and space division multiplexing. The system includes a detection light source, a repeater amplifier, a downlink transmission optical fiber, an optical fiber interferometer, an uplink transmission optical fiber, and a demodulator. The detection light source outputs a detection optical signal and is connected to the downlink transmission optical fiber of the submarine optical fiber cable. The downlink transmission optical fiber of each section is first connected to a downlink repeater amplifier that amplifies the detection optical signal to a power level at the detection light source to ensure long-distance transmission. The downlink repeater amplifier is then connected to an optical fiber interferometer and then to the downlink transmission optical fiber of the next section. The optical fiber length between two adjacent downlink repeater amplifiers is 100 km or less, which is called a repeater section. Each repeater section of the system further includes a filter and an optical fiber coupler, the transmission wavelength of the filter coincides with the center wavelength of the detection optical signal, the detection light source is a narrow-linewidth frequency-modulated pulse light source, and the frequency-modulated pulse width of the detection optical signal is n times the round-trip delay time of one repeater section for the submarine optical fiber cable, n being an integer ranging from 2 to 8, and the frequency the modulation pulse period exceeds the round trip delay time for the entire length of the relay submarine optical fiber cable to be monitored, the uplink transmission optical fiber of each relay section includes at least n uplink optical fibers, the detection optical signal output by the detection light source is branched into two beams after entering the optical fiber interferometer of a particular relay section, one beam is transmitted downlink along the downlink transmission optical fiber of this section, and the other beam is used as a local optical signal, the backward Rayleigh scattering signal generated in the downlink transmission optical fiber of this relay section interferes with the local optical signal in the optical fiber interferometer to generate a vibration monitoring signal for the submarine optical fiber cable of this relay section, the vibration monitoring signal output by the optical fiber interferometer of this relay section is input to a filter of this relay section, and the filter transmits only the vibration monitoring signal, and the output end of the filter is connected to one of the uplink transmission optical fibers via the optical fiber coupler of this relay section, and then to an uplink relay amplifier connected to the uplink optical fiber. The vibration monitoring signals of n consecutive repeater sections are returned in sequence through the first to nth uplink transmission optical fibers, and the vibration monitoring signals of the next n consecutive repeater sections are also returned in sequence through the first to nth uplink optical fibers, so as to avoid overlapping in the time domain of adjacent vibration monitoring signals in the same uplink transmission optical fiber. The vibration monitoring signals for each repeater section returned through the uplink transmission optical fiber are respectively digitally sampled through n sampling channels of the uplink sampling device, and then transmitted to a demodulator, where the sampling device includes an opto-electrical conversion module and an analog-to-digital conversion module, in which the optical signal is converted into an electrical signal through opto-electrical conversion, and then into a digital signal through analog-to-digital conversion. The demodulator distinguishes the vibration monitoring signals of each repeater section, analyzes and demodulates the data, and provides an early warning of the safety status of the submarine optical fiber cable of each repeater section.
各中継セクションのダウンリンク伝送光ファイバの各点における後方レイリー散乱信号のコヒーレントヘテロダイン積分時間はその点の各光ファイバ干渉計までの距離に反比例する。従って、距離が長いほどコヒーレントヘテロダイン積分時間が短くなり、それは中継セクション内の光ファイバ干渉計から離れた光ファイバの振動検出に不利となる。このため、本発明は、時分割多重化と空間分割多重化を組み合わせる解決策を採用する。 The coherent heterodyne integration time of the backward Rayleigh scattering signal at each point of the downlink transmission optical fiber in each repeater section is inversely proportional to the distance to each optical fiber interferometer at that point. Therefore, the longer the distance, the shorter the coherent heterodyne integration time, which is detrimental to vibration detection of optical fibers far from the optical fiber interferometer in the repeater section. For this reason, the present invention adopts a solution that combines time division multiplexing and space division multiplexing.
特定の中継セクションのダウンリンク伝送光ファイバ内の検出光信号によって生成された後方レイリー散乱信号は局部光信号と干渉する。検出光信号のパルス立ち上がりエッジが光ファイバ干渉計に入り、振動監視光信号が出力される。検出光信号のパルス立ち下がりエッジが光ファイバ干渉計に入る状況は、局部光信号がもはや存在しない状況に相当する。このため、干渉によって生成された振動監視信号は、検出光源から出力された検出光信号のパルス幅と同じパルス幅を有するパルス信号である。そのパルス幅は１つの中継セクションの海底光ファイバケーブルに対する往復遅延時間を上回るので、特定の中継セクションの海底光ファイバケーブルの最も遠い部分における後方レイリー散乱信号もコヒーレントに受信され得ることが保証される。 The backward Rayleigh scattering signal generated by the detection optical signal in the downlink transmission optical fiber of a particular repeater section interferes with the local optical signal. The pulse rising edge of the detection optical signal enters the optical fiber interferometer, and the vibration monitoring optical signal is output. The situation where the pulse falling edge of the detection optical signal enters the optical fiber interferometer corresponds to the situation where the local optical signal is no longer present. Therefore, the vibration monitoring signal generated by the interference is a pulse signal having the same pulse width as the pulse width of the detection optical signal output from the detection light source. Since the pulse width exceeds the round trip delay time for the submarine optical fiber cable of one repeater section, it is guaranteed that the backward Rayleigh scattering signal at the farthest part of the submarine optical fiber cable of a particular repeater section can also be received coherently.
アップリンク伝送光ファイバは少なくともｎ個のアップリンク光ファイバを含み、海底光ファイバケーブルに対する振動検出信号のアップリンク伝送に関係するｎ個のアップリンク光ファイバがあり、ｎは、１つの中継セクションの海底光ファイバケーブルの往復遅延時間で検出光信号のパルス幅を割ったときの商の倍数である。第１から第ｎの中継セクションのフィルタは、各セクションに対して結果として生じる振動監視信号を伝送し、１つのセクションのフィルタはこのセクションの１×２光ファイバカプラに接続され、第Ｘの中継セクションの１×２光ファイバカプラはビーム結合のために第Ｙのアップリンク光ファイバに接続され、Ｙ＝Ｘｍｏｄ ｎ、つまり、ＹはＸをｎで割ることによって得られた余りであり、Ｙ≠０であり、Ｘがｎで割り切れる場合、Ｙ＝ｎである。同じアップリンク光ファイバ内の異なる中継セクションに対する振動監視信号は、中継セクションの位置の違いのため、異なるパルス遅延時間を有する。隣接した中継セクションに対する振動監視信号パルスの立ち上がりエッジ間には、１つの中継セクションに対する往復遅延時間差がある。本発明において、第１から第ｎの中継セクションに対する振動監視パルス信号は第１から第ｎのアップリンク伝送光ファイバで伝送され、これにより、振動監視信号が同じ波長を有し、かつパルス幅が隣接した中継セクションに対するパルス遅延時間差を上回るという条件の下で、振動監視パルス信号の時間領域における重なりが回避される。つまり、各中継セクションに対する振動監視信号は空間分割及び時分割多重によってｎ個のアップリンク光ファイバにおいて多重化される。アップリンク光ファイバ及びパルス立ち上がり時間の違いによって、復調装置は異なる中継セクションに対する振動監視信号を区別する。 The uplink transmission optical fiber includes at least n uplink optical fibers, and there are n uplink optical fibers involved in the uplink transmission of the vibration detection signal to the submarine optical fiber cable, where n is a multiple of the quotient of the pulse width of the detection optical signal divided by the round trip delay time of the submarine optical fiber cable of one repeater section. The filters of the first to nth repeater sections transmit the resulting vibration monitoring signal for each section, the filter of one section is connected to the 1×2 optical fiber coupler of this section, and the 1×2 optical fiber coupler of the Xth repeater section is connected to the Yth uplink optical fiber for beam combining, where Y=Xmod n, that is, Y is the remainder obtained by dividing X by n, and Y≠0, and if X is divisible by n, then Y=n. The vibration monitoring signals for different repeater sections in the same uplink optical fiber have different pulse delay times due to the difference in the positions of the repeater sections. There is a round trip delay time difference for one repeater section between the rising edges of the vibration monitoring signal pulses for adjacent repeater sections. In the present invention, the vibration monitoring pulse signals for the first to nth repeater sections are transmitted in the first to nth uplink transmission optical fibers, thereby avoiding overlap in the time domain of the vibration monitoring pulse signals, under the condition that the vibration monitoring signals have the same wavelength and the pulse width exceeds the pulse delay time difference for adjacent repeater sections. That is, the vibration monitoring signals for each repeater section are multiplexed in n uplink optical fibers by space division and time division multiplexing. Due to the difference in the uplink optical fibers and pulse rise times, the demodulator distinguishes the vibration monitoring signals for different repeater sections.
第１の中継セクションにおける、ダウンリンク中継増幅器、光ファイバ干渉計、フィルタ、光ファイバカプラ、及びアップリンク中継増幅器、並びに、検出光源、サンプリング装置、復調装置は、陸地に配置されたローカル装置である。 The downlink repeater amplifier, optical fiber interferometer, filter, optical fiber coupler, and uplink repeater amplifier in the first repeater section, as well as the detection light source, sampling device, and demodulation device, are local devices located on land.
最適解はｎ＝２であり、検出光信号の周波数変調パルス幅は１つの中継セクションの海底光ファイバケーブルに対する往復遅延時間の２倍であり、アップリンク伝送光ファイバは少なくとも２つのアップリンク光ファイバを含み、１つのセクションのフィルタはこのセクションの１×２光ファイバカプラに接続され、１×２光ファイバカプラは、ビーム結合のために、１つの中継セクションだけこの中継セクションから離れた中継セクションのフィルタに接続されたアップリンク光ファイバに接続される。 The optimal solution is n=2, the frequency modulated pulse width of the detected optical signal is twice the round trip delay time for the submarine optical fiber cable of one repeater section, the uplink transmission optical fiber includes at least two uplink optical fibers, the filter of one section is connected to a 1x2 optical fiber coupler of this section, and the 1x2 optical fiber coupler is connected to an uplink optical fiber connected to a filter of a repeater section one repeater section away from this repeater section for beam combining.
検出光源のパルス幅は中継セクションに対する往復遅延時間のｎ倍をわずかに下回り、パルス幅と中継セクションに対する往復遅延時間のｎ倍との差は２０ナノ秒から１マイクロ秒までの範囲に及ぶ。従って、隣接した中継セクションに対する検出光信号パルス間に一定の時間の隔たりが保たれ、それにより、隣接した中継セクションに対する振動監視信号パルスの重なりが回避され、異なる中継セクションに対する振動監視信号の区別が容易になる。 The pulse width of the detection light source is slightly less than n times the round trip delay time for the relay section, and the difference between the pulse width and n times the round trip delay time for the relay section ranges from 20 nanoseconds to 1 microsecond. Thus, a constant time gap is maintained between detection light signal pulses for adjacent relay sections, thereby avoiding overlap of vibration monitoring signal pulses for adjacent relay sections and facilitating distinction of vibration monitoring signals for different relay sections.
光ファイバ干渉計は、ＭＺ光ファイバ干渉計（マッハツェンダー光ファイバ干渉計）であり、（５／９５）～（５０／５０）の分岐比を有する光ファイバスプリッタ、光ファイバサーキュレータ、及び３ｄＢ光ファイバカプラを備え、光ファイバスプリッタにおいて、検出光信号は２つの経路に分岐され、大きな分岐割合を有する検出光信号は、光ファイバサーキュレータの第１ポートに入力され、それから光ファイバサーキュレータの第２ポートから出力され、その後にダウンリンク伝送光ファイバに入力されてダウンリンク伝送を続け、小さな分岐割合を有する検出光信号は局部光信号として３ｄＢ光ファイバカプラに入力され、ダウンリンク伝送光ファイバで生成された後方レイリー信号は、光ファイバサーキュレータの第２ポートを通って光ファイバサーキュレータに返され、それから光ファイバサーキュレータの第３ポートを通って３ｄＢ光ファイバカプラに入力されて局部光信号と干渉し、３ｄＢ光ファイバカプラはこの中継セクションのダウンリンク伝送光ファイバに対する海底光ファイバケーブル振動監視信号を出力する。 The optical fiber interferometer is an MZ optical fiber interferometer (Mach-Zehnder optical fiber interferometer), and includes an optical fiber splitter with a branching ratio of (5/95) to (50/50), an optical fiber circulator, and a 3 dB optical fiber coupler. In the optical fiber splitter, the detection optical signal is branched into two paths, the detection optical signal with a large branching ratio is input to the first port of the optical fiber circulator, then output from the second port of the optical fiber circulator, and then input to the downlink transmission optical fiber to continue the downlink transmission, and the detection optical signal with a small branching ratio is input to the 3 dB optical fiber coupler as a local optical signal, and the backward Rayleigh signal generated in the downlink transmission optical fiber is returned to the optical fiber circulator through the second port of the optical fiber circulator, then input to the 3 dB optical fiber coupler through the third port of the optical fiber circulator to interfere with the local optical signal, and the 3 dB optical fiber coupler outputs a submarine optical fiber cable vibration monitoring signal for the downlink transmission optical fiber of this relay section.
ＭＺ光ファイバ干渉計において、光ファイバスプリッタから３ｄＢ光ファイバカプラに向かう局部発振器光のための干渉アームで、光ファイバスプリッタは３ｄＢ光ファイバカプラに接続される前にデポラライザに接続され、光ファイバサーキュレータから３ｄＢ光ファイバカプラに向かう後方レイリー散乱信号のための干渉アームで、光ファイバサーキュレータは３ｄＢ光ファイバカプラに接続される前にデポラライザに接続される。従って、偏光変調の影響が低減され、コヒーレンス特性が向上する。 In the MZ optical fiber interferometer, in the interference arm for the local oscillator light going from the optical fiber splitter to the 3 dB optical fiber coupler, the optical fiber splitter is connected to a depolarizer before being connected to the 3 dB optical fiber coupler, and in the interference arm for the backward Rayleigh scattering signal going from the optical fiber circulator to the 3 dB optical fiber coupler, the optical fiber circulator is connected to a depolarizer before being connected to the 3 dB optical fiber coupler. Therefore, the effect of polarization modulation is reduced and the coherence characteristics are improved.
このシステムは分岐海底光ファイバケーブルのための振動監視分岐部を付加され、特定の中継セクションの基幹海底光ファイバケーブルは分岐海底光ファイバケーブルに接続され、それに応じて、アップリンク伝送光ファイバは分岐海底光ファイバケーブルに対する振動監視信号の伝送のための１つ又は２つのアップリンク光ファイバを付加され、ダウンリンク伝送光ファイバのための１×２光ファイバスプリッタにおいて、検出光信号は２つの経路に分岐され、一方の経路において、検出光信号は、ダウンリンク伝送光ファイバに沿ってダウンリンク伝送を続け、この中継セクションの光ファイバ干渉計に入り、他方の経路において、検出光信号は、分岐海底ケーブル光ファイバ干渉計に入り、それから分岐海底光ファイバケーブルに沿ってダウンリンクで連続的に伝送され、分岐海底光ファイバケーブルで生成された後方レイリー散乱信号は、分岐海底ケーブル光ファイバ干渉計内で、その局部光信号と干渉し、分岐海底光ファイバケーブルに対する振動監視信号が得られ、分岐海底光ファイバケーブルに対する振動監視信号は、分岐ケーブルフィルタを経由して伝送及びフィルタリングされ、それから基幹海底光ファイバケーブルの１×２光ファイバカプラを通って分岐海底光ファイバケーブルに対する振動監視信号を伝送するためのアップリンク光ファイバに入力され、それから陸地に配置されたサンプリング装置にアップリンクで伝送され、その後に復調装置に入力される。 This system is added with a vibration monitoring branch for the branch submarine optical fiber cable, and the trunk submarine optical fiber cable of a particular relay section is connected to the branch submarine optical fiber cable, and accordingly, the uplink transmission optical fiber is added with one or two uplink optical fibers for transmitting a vibration monitoring signal to the branch submarine optical fiber cable, and in the 1x2 optical fiber splitter for the downlink transmission optical fiber, the detection optical signal is split into two paths, in one path, the detection optical signal continues downlink transmission along the downlink transmission optical fiber and enters the optical fiber interferometer of this relay section, and in the other path, the detection optical signal enters the branch submarine cable optical fiber interferometer. , then continuously transmitted along the branch submarine optical fiber cable in the downlink, the back Rayleigh scattering signal generated in the branch submarine optical fiber cable interferes with the local optical signal in the branch submarine cable optical fiber interferometer to obtain a vibration monitoring signal for the branch submarine optical fiber cable, the vibration monitoring signal for the branch submarine optical fiber cable is transmitted and filtered via the branch cable filter, and then input to an uplink optical fiber for transmitting the vibration monitoring signal for the branch submarine optical fiber cable through a 1x2 optical fiber coupler of the trunk submarine optical fiber cable, then transmitted by uplink to a sampling device located on land, and then input to a demodulation device.
基幹海底光ファイバケーブルはＮ個の分岐装置に接続され、Ｎはシステムの中継セクションの総数を下回り、各分岐装置を接続するための分岐海底光ファイバケーブルの長さが中継セクションの基幹海底光ファイバケーブルの長さ以下であり、かつ２つの隣接した分岐装置間の距離が中継セクションの基幹海底光ファイバケーブルの長さの２倍を上回る場合、１つのアップリンク光ファイバを付加し、時分割多重方式によって各分岐海底光ファイバケーブルに対する振動監視信号を伝送することだけが必要であり、各分岐装置を接続するための分岐海底光ファイバケーブルの長さが中継セクションの基幹海底光ファイバケーブルの長さ以下であり、かつ、２つの隣接した分岐装置間の距離が、中継セクションの基幹海底光ファイバケーブルの長さを上回り、中継セクションの基幹海底光ファイバケーブルの長さの２倍を下回る場合、２つのアップリンク光ファイバを付加し、空間分割多重と時分割多重を組み合わせた方式によって各分岐海底光ファイバケーブルに対する振動監視信号を伝送することだけが必要である。従って、２つの隣接した分岐装置の分岐海底光ファイバケーブルに対する振動監視信号パルスの重なりが回避されるだろう。 When the trunk submarine optical fiber cable is connected to N branching devices, where N is less than the total number of repeater sections of the system, and the length of the branching submarine optical fiber cable for connecting each branching device is less than or equal to the length of the trunk submarine optical fiber cable of the repeater section, and the distance between two adjacent branching devices is more than twice the length of the trunk submarine optical fiber cable of the repeater section, it is only necessary to add one uplink optical fiber and transmit a vibration monitoring signal for each branching submarine optical fiber cable by a time division multiplexing method; when the length of the branching submarine optical fiber cable for connecting each branching device is less than or equal to the length of the trunk submarine optical fiber cable of the repeater section, and the distance between two adjacent branching devices is more than the length of the trunk submarine optical fiber cable of the repeater section and less than twice the length of the trunk submarine optical fiber cable of the repeater section, it is only necessary to add two uplink optical fibers and transmit a vibration monitoring signal for each branching submarine optical fiber cable by a combined method of space division multiplexing and time division multiplexing. Thus, the overlap of vibration monitoring signal pulses for the branching submarine optical fiber cables of two adjacent branching devices will be avoided.
先行技術と比較して、本発明による時分割及び空間分割多重化に基づく中継海底光ファイバケーブル振動監視システムは次の利点を有する。(i)それは、海底光ファイバケーブル振動監視システムが各セクションの海底光ファイバケーブルの中継器を通過できないという問題を扱い、海底光ファイバケーブル振動監視システムの検出距離を１００ｋｍ以内から数千ｋｍまで増加させ、それにより、長区間海底光ファイバケーブルで要求されるような物理的な安全性のリアルタイム監視要件が満たされ、(ii)本監視システムは全経路に対する水中光信号伝送を行うので、デジタルサンプリングモジュールの必要性はなく、海底アクティブデバイスを増やす必要はなく、(iii)検出光源は１つの波長のみを使用し、それにより装置の費用が削減され、(iv)ダウンリンク周波数変調パルス信号は、ダウンリンク光ファイバの１つのチャネルのみを占有し、他のデジタル通信サービス信号と共に波長分割多重化され得、アップリンク海底ケーブル監視信号は、ｎ個のアップリンク光ファイバのそれぞれの１つのチャネルのみを占有し、他のデジタル通信サービス信号と共に波長分割多重化され得、(v)それは、海底光ファイバケーブルの分岐海底光ファイバケーブルの振動監視に対応し、基幹ケーブルの振動監視及びその分岐海底光ファイバケーブルの振動監視の両方を実現し、(vi)ＯＦＤＲ技術に基づく本発明の解決策は、ＣＯＴＤＲ装置に完全に取って代わることができるだけでなく、振動のリアルタイム監視及び測位、並びに海底ケーブルの故障点の測位を実現でき、その装置における単位時間毎のコヒーレント積分時間はＣＯＴＤＲコヒーレント積分時間の１０００倍を上回り、数秒内でコヒーレント信号のサンプリング及び信号処理を完了でき、従って、ＣＯＴＤＲの１０分程度の応答速度と比較して、この装置はその応答速度及び応答感度を大幅に向上させる。 Compared with the prior art, the repeater submarine optical fiber cable vibration monitoring system based on time division and space division multiplexing according to the present invention has the following advantages: (i) it deals with the problem that the submarine optical fiber cable vibration monitoring system cannot pass through the repeaters of each section of the submarine optical fiber cable, and increases the detection distance of the submarine optical fiber cable vibration monitoring system from within 100 km to several thousand km, thereby meeting the real-time monitoring requirements of physical safety as required for long-distance submarine optical fiber cables; (ii) since the present monitoring system performs underwater optical signal transmission for the entire route, there is no need for a digital sampling module and no need to increase the submarine active devices; (iii) the detection light source uses only one wavelength, thereby reducing the cost of the device; (iv) the downlink frequency modulated pulse signal occupies only one channel of the downlink optical fiber and can be wavelength division multiplexed with other digital communication service signals, and the uplink submarine cable monitoring signal is It occupies only one channel of each of the n uplink optical fibers and can be wavelength division multiplexed with other digital communication service signals; (v) it corresponds to vibration monitoring of the branch submarine optical fiber cable of a submarine optical fiber cable, realizing both vibration monitoring of the trunk cable and vibration monitoring of its branch submarine optical fiber cable; (vi) the solution of the present invention based on OFDR technology can not only completely replace the COTDR device, but also realize real-time monitoring and location of vibration, and location of fault points of submarine cables; the coherent integration time per unit time in the device is more than 1000 times the COTDR coherent integration time, and can complete sampling and signal processing of the coherent signal within a few seconds; therefore, compared with the response speed of COTDR of about 10 minutes, the device greatly improves its response speed and response sensitivity.
時分割及び空間分割多重化に基づく中継海底光ファイバケーブル振動監視システムの第１の実施形態
図１は、本発明の第１の実施形態による時分割及び空間分割多重化に基づく中継海底光ファイバケーブル振動監視システムの構成模式図を示す。検出光源によって出力された検出光信号は、海底光ファイバケーブルのダウンリンク伝送光ファイバに入力される。各セクションのダウンリンク伝送光ファイバは、まずダウンリンク中継増幅器に、それから光ファイバ干渉計に、その後に次に来るセクションのダウンリンク伝送光ファイバに接続される。この実施形態において、２つの隣接したダウンリンク中継増幅器間のダウンリンク伝送光ファイバの長さは１００ｋｍであり、それは中継セクションと称される。この実施形態における検出光源は狭線幅周波数変調パルス光源である。検出光信号の周波数変調パルス幅は１つの中継セクションの海底光ファイバケーブルに対する往復遅延時間の２倍であり、その周波数変調パルス周期は監視される中継海底光ファイバケーブルの全長に対する往復遅延時間を上回る。
First embodiment of a repeater submarine optical fiber cable vibration monitoring system based on time division and space division multiplexing Figure 1 shows a schematic diagram of a repeater submarine optical fiber cable vibration monitoring system based on time division and space division multiplexing according to a first embodiment of the present invention. The detection light signal output by the detection light source is input to the downlink transmission optical fiber of the submarine optical fiber cable. The downlink transmission optical fiber of each section is first connected to a downlink repeater amplifier, then to an optical fiber interferometer, and then to the downlink transmission optical fiber of the next section. In this embodiment, the length of the downlink transmission optical fiber between two adjacent downlink repeater amplifiers is 100 km, which is called a repeater section. The detection light source in this embodiment is a narrow linewidth frequency modulated pulse light source. The frequency modulated pulse width of the detection light signal is twice the round trip delay time for the submarine optical fiber cable of one repeater section, and its frequency modulated pulse period exceeds the round trip delay time for the entire length of the repeater submarine optical fiber cable to be monitored.
この実施形態において、各中継セクションのアップリンク伝送光ファイバは、各中継セクションに対する振動監視信号の伝送に関与する２つのアップリンク光ファイバを含む。 In this embodiment, the uplink transmission optical fiber of each relay section includes two uplink optical fibers involved in transmitting the vibration monitoring signal to each relay section.
図１はこの実施形態における中継セクションＩ及び中継セクションＩＩの構成模式図を示す。検出光源は、検出光信号を出力し、中継セクションＩのダウンリンク中継増幅器Ｉ（即ちダウンリンクＥＤＦＡＩ）に、それから光ファイバ干渉計Ｉに、その後にセクションＩのダウンリンク伝送光ファイバに接続される。検出光信号は中継セクションＩのダウンリンク伝送光ファイバで後方レイリー散乱信号を生成し、後方レイリー散乱信号は、光ファイバ干渉計Ｉ内で局部光信号と干渉し、中継セクションＩの海底光ファイバケーブルに対する振動監視信号を生成する。光ファイバ干渉計Ｉによって出力された振動監視信号は中継セクションＩのフィルタＩに入力される。フィルタＩは、セクションＩの海底光ファイバケーブルに対する振動監視信号を伝送する。振動監視信号は、この中継セクションＩの光ファイバカプラＩを通ってアップリンク伝送光ファイバＩのアップリンク光ファイバａのアップリンクＥＤＦＡＩａに入り、それからアップリンク光ファイバａを通ってサンプリング装置のサンプリングチャネルに返され、最終的にデジタルサンプリングされて復調装置に出力される。中継セクションＩＩの光ファイバ干渉計ＩＩの構成は中継セクションＩの光ファイバ干渉計Ｉのものと同様である。光ファイバ干渉計ＩＩによって出力された振動監視信号は中継セクションＩＩのフィルタＩＩに入力される。フィルタＩＩによって伝送された振動監視信号は、中継セクションＩＩの光ファイバカプラＩＩを通ってアップリンク光ファイバＩＩｂのアップリンクＥＤＦＡＩＩｂに入り、そしてアップリンク光ファイバｂからサンプリング装置のサンプリングチャネルｂに返され、最終的にデジタルサンプリングされて復調装置に出力される。一方のアップリンク伝送光ファイバａは、Ｉ、ＩＩＩ、Ｖ、ＶＩＩなどの中継セクションに対する振動監視信号を伝送し、他方のアップリンク光ファイバｂは、ＩＩ、ＩＶ、ＶＩ、ＶＩＩＩなどの中継セクションに対する振動監視信号を伝送する。アップリンク光ファイバ及び信号パルス立ち上がりエッジ時間の違いによって、復調装置は異なる中継セクションに対する振動監視信号を区別する。図２は、この実施形態における２つのアップリンク光ファイバで伝送される振動監視信号パルスの時間領域における構成模式図を示す。 1 shows a schematic diagram of the repeater section I and repeater section II in this embodiment. The detection light source outputs a detection optical signal and is connected to a downlink repeater amplifier I (i.e., downlink EDFAI) of the repeater section I, then to an optical fiber interferometer I, and then to the downlink transmission optical fiber of section I. The detection optical signal generates a backward Rayleigh scattering signal in the downlink transmission optical fiber of the repeater section I, and the backward Rayleigh scattering signal interferes with the local optical signal in the optical fiber interferometer I to generate a vibration monitoring signal for the submarine optical fiber cable of the repeater section I. The vibration monitoring signal output by the optical fiber interferometer I is input to the filter I of the repeater section I. The filter I transmits the vibration monitoring signal for the submarine optical fiber cable of section I. The vibration monitoring signal passes through the optical fiber coupler I of this repeater section I into the uplink EDFAIa of the uplink optical fiber a of the uplink transmission optical fiber I, then passes through the uplink optical fiber a and is returned to the sampling channel of the sampling device, and is finally digitally sampled and output to the demodulation device. The configuration of the optical fiber interferometer II in the repeater section II is the same as that of the optical fiber interferometer I in the repeater section I. The vibration monitoring signal output by the optical fiber interferometer II is input to the filter II in the repeater section II. The vibration monitoring signal transmitted by the filter II passes through the optical fiber coupler II in the repeater section II into the uplink EDFA IIb of the uplink optical fiber IIb, and is returned from the uplink optical fiber b to the sampling channel b of the sampling device, and is finally digitally sampled and output to the demodulator. One uplink transmission optical fiber a transmits vibration monitoring signals for repeater sections I, III, V, VII, etc., and the other uplink optical fiber b transmits vibration monitoring signals for repeater sections II, IV, VI, VIII, etc. The demodulator distinguishes between vibration monitoring signals for different repeater sections due to the difference in the uplink optical fiber and the signal pulse rising edge time. Figure 2 shows a schematic diagram of the configuration in the time domain of vibration monitoring signal pulses transmitted by two uplink optical fibers in this embodiment.
この実施形態において、Ｉ、ＩＩＩ、Ｖ、ＶＩＩなどの中継セクションに対する振動監視信号はアップリンク光ファイバａに結び付けられ、ＩＩ、ＩＶ、ＶＩ、ＶＩＩＩなどの中継セクションの振動監視信号はアップリンク光ファイバｂに結び付けられる。 In this embodiment, the vibration monitoring signals for relay sections I, III, V, VII, etc. are coupled to uplink optical fiber a, and the vibration monitoring signals for relay sections II, IV, VI, VIII, etc. are coupled to uplink optical fiber b.
この実施形態において、検出光信号のパルス幅は、中継セクションの海底光ファイバケーブルに対する往復遅延時間の２倍をわずかに下回り、即ち２ｍｓ～０．５μｓである。 In this embodiment, the pulse width of the detection optical signal is slightly less than twice the round trip delay time for the undersea optical fiber cable in the repeater section, i.e., 2 ms to 0.5 μs.
この実施形態において、図３に示されるように、光ファイバ干渉計は、ＭＺ干渉計であり、９０：１０の分岐比を有する光ファイバスプリッタ、光ファイバサーキュレータ、及び３ｄＢ光ファイバカプラを含む。光ファイバスプリッタにおいて、検出光信号は２つの経路に分岐される。大きな分岐割合を有する一方の検出光信号は、光ファイバサーキュレータの第１ポート(1)に入力され、それから光ファイバサーキュレータの第２ポート(2)から出力され、その後にダウンリンク伝送光ファイバに入力されてダウンリンク伝送を続け、小さな分岐割合を有する他方の検出光信号は局部光信号として３ｄＢ光ファイバカプラに入力される。ダウンリンク伝送光ファイバで生成された後方レイリー信号は、光ファイバサーキュレータの第２ポート(2)から光ファイバサーキュレータに返され、光ファイバサーキュレータの第３ポート(3)を通って３ｄＢ光ファイバカプラに入力される。３ｄＢ光ファイバカプラにおいて、後方レイリー信号は局部光信号と干渉する。３ｄＢ光ファイバカプラはこの中継セクションのダウンリンク伝送光ファイバに対する海底光ファイバケーブル振動監視信号を出力する。 In this embodiment, as shown in FIG. 3, the optical fiber interferometer is an MZ interferometer, and includes an optical fiber splitter with a branching ratio of 90:10, an optical fiber circulator, and a 3 dB optical fiber coupler. In the optical fiber splitter, the detection optical signal is branched into two paths. One detection optical signal with a large branching ratio is input to the first port (1) of the optical fiber circulator, then output from the second port (2) of the optical fiber circulator, and then input to the downlink transmission optical fiber to continue the downlink transmission, and the other detection optical signal with a small branching ratio is input to the 3 dB optical fiber coupler as a local optical signal. The backward Rayleigh signal generated in the downlink transmission optical fiber is returned to the optical fiber circulator from the second port (2) of the optical fiber circulator, and input to the 3 dB optical fiber coupler through the third port (3) of the optical fiber circulator. In the 3 dB optical fiber coupler, the backward Rayleigh signal interferes with the local optical signal. The 3 dB optical fiber coupler outputs a submarine optical fiber cable vibration monitoring signal for the downlink transmission optical fiber of this repeater section.
この実施形態のＭＺ光ファイバ干渉計において、光ファイバスプリッタから３ｄＢ光ファイバカプラに向かう局部発振器光のための干渉アームで、光ファイバスプリッタは３ｄＢ光ファイバカプラに接続される前にデポラライザに接続され、光ファイバサーキュレータから３ｄＢ光ファイバカプラに向かう後方レイリー散乱信号のための干渉アームで、光ファイバサーキュレータは３ｄＢ光ファイバカプラに接続される前にデポラライザに接続される。この例では、Ｌｙｏｔデポラライザが使用されている。 In this embodiment of the MZ fiber optic interferometer, in the interference arm for the local oscillator light from the fiber optic splitter to the 3 dB fiber optic coupler, the fiber optic splitter is connected to a depolarizer before being connected to the 3 dB fiber optic coupler, and in the interference arm for the backward Rayleigh scattering signal from the fiber optic circulator to the 3 dB fiber optic coupler, the fiber optic circulator is connected to a depolarizer before being connected to the 3 dB fiber optic coupler. In this example, a Lyot depolarizer is used.
時分割及び空間分割多重化に基づく中継海底光ファイバケーブル振動監視システムの第２の実施形態
そのシステムの基本構成は、第１の実施形態のものと同様であるが、分岐装置に接続された分岐海底光ファイバケーブルのための振動監視分岐部を付加される。図４は、基幹海底光ファイバケーブルが特定の分岐装置に接続された中継セクションの構成模式図を示す。この実施形態において、基幹海底光ファイバケーブルは５つの分岐装置と接続される。各分岐装置に接続された分岐海底光ファイバケーブルの長さが中継セクションの基幹海底光ファイバケーブルの長さ以下であり、かつ２つの隣接した分岐装置間の距離が中継セクションの基幹海底光ファイバケーブルの長さの２倍を上回る場合、１つのアップリンク光ファイバｃを付加し、時分割多重方式によって５つの分岐海底光ファイバケーブルに対する振動監視信号を伝送することだけが必要である。図４において、中継セクションは１つの分岐装置を介して１つの分岐海底光ファイバケーブルに接続される。１×２光ファイバスプリッタにおいて、検出光信号は２つの経路に分岐される。一方の経路において、検出光信号は、基幹海底光ファイバケーブルのダウンリンク伝送光ファイバに沿ってダウンリンク伝送を続け、他方の経路において、検出光信号は分岐ケーブル光ファイバ干渉計に入力され、検出光信号は、分岐ケーブル光ファイバ干渉計を通過し、それから分岐海底光ファイバケーブルに沿ってダウンリンクで連続的に伝送され、分岐海底光ファイバケーブルで生成された後方レイリー散乱信号は、分岐海底ケーブル光ファイバ干渉計内で、その局部光信号と干渉し、この中継セクションの分岐海底光ファイバケーブルに対する振動監視信号が得られる。分岐海底光ファイバケーブルに対する振動監視信号は、分岐ケーブルフィルタを経由して分岐ケーブル光ファイバカプラに入力され、それからアップリンク伝送光ファイバ内で分岐海底光ファイバケーブルに対する振動監視信号を伝送するアップリンク光ファイバｃからの信号と結合され、その後に分岐海底光ファイバケーブルのサンプリング装置のサンプリングチャネルｃにアップリンクで伝送され、最終的にサンプリング後に復調装置に送られる。
Second embodiment of relay submarine optical fiber cable vibration monitoring system based on time division and space division multiplexing The basic configuration of the system is similar to that of the first embodiment, but a vibration monitoring branch section for the branch submarine optical fiber cable connected to the branching device is added. Figure 4 shows a schematic configuration diagram of a relay section in which a trunk submarine optical fiber cable is connected to a specific branching device. In this embodiment, the trunk submarine optical fiber cable is connected to five branching devices. If the length of the branch submarine optical fiber cable connected to each branching device is equal to or less than the length of the trunk submarine optical fiber cable of the relay section, and the distance between two adjacent branching devices is more than twice the length of the trunk submarine optical fiber cable of the relay section, it is only necessary to add one uplink optical fiber c and transmit the vibration monitoring signal for the five branch submarine optical fiber cables by time division multiplexing. In Figure 4, the relay section is connected to one branch submarine optical fiber cable through one branching device. In the 1x2 optical fiber splitter, the detection optical signal is branched into two paths. In one path, the detection optical signal continues to be transmitted downlink along the downlink transmission optical fiber of the trunk submarine optical fiber cable, and in the other path, the detection optical signal is input to the branch cable optical fiber interferometer, the detection optical signal passes through the branch cable optical fiber interferometer, and then is continuously transmitted downlink along the branch submarine optical fiber cable, and the back Rayleigh scattering signal generated in the branch submarine optical fiber cable interferes with the local optical signal in the branch submarine cable optical fiber interferometer, and a vibration monitoring signal for the branch submarine optical fiber cable of this repeater section is obtained. The vibration monitoring signal for the branch submarine optical fiber cable is input to the branch cable optical fiber coupler via the branch cable filter, and then combined with a signal from the uplink optical fiber c that transmits the vibration monitoring signal for the branch submarine optical fiber cable in the uplink transmission optical fiber, and then transmitted uplink to the sampling channel c of the sampling device of the branch submarine optical fiber cable, and finally sent to the demodulation device after sampling.
基幹海底光ファイバケーブルが５つの分岐装置に接続される場合、各分岐装置を接続するための分岐海底光ファイバケーブルの長さが中継セクションの基幹海底光ファイバケーブルの長さ以下であり、かつ、２つの隣接した分岐装置間の距離が、中継セクションの基幹海底光ファイバケーブルの長さを上回り、中継セクションの基幹海底光ファイバケーブルの長さの２倍を下回るという条件の下で、２つのアップリンク光ファイバを付加し、即ちアップリンク光ファイバｃ及びアップリンク光ファイバｄを付加し、空間分割多重と時分割多重を組み合わせた方式によって５つの分岐海底光ファイバケーブルに対する振動監視信号を伝送することだけが必要である。従って、２つの隣接した分岐装置に対する振動監視信号パルスが重ならないことが保証される。 When a trunk submarine optical fiber cable is connected to five branching devices, it is only necessary to add two uplink optical fibers, i.e., uplink optical fiber c and uplink optical fiber d, and transmit vibration monitoring signals for the five branching submarine optical fiber cables by a method combining space division multiplexing and time division multiplexing, under the condition that the length of the branching submarine optical fiber cables for connecting each branching device is equal to or less than the length of the trunk submarine optical fiber cable in the repeater section, and the distance between two adjacent branching devices is greater than the length of the trunk submarine optical fiber cable in the repeater section and less than twice the length of the trunk submarine optical fiber cable in the repeater section. Therefore, it is guaranteed that the vibration monitoring signal pulses for two adjacent branching devices do not overlap.
上述の実施形態は、さらに、本発明の目的、技術的解決策、及び有益な効果を詳細に説明するための具体例にすぎず、本発明はこれに限定されない。本発明の開示の範囲内でなされた変更、均等置換、改良等は、全て本発明の保護範囲に含まれる。 The above-mentioned embodiments are merely specific examples for further illustrating the objectives, technical solutions, and beneficial effects of the present invention, and the present invention is not limited thereto. All modifications, equivalent replacements, improvements, etc. made within the scope of the disclosure of the present invention are included in the scope of protection of the present invention.
Claims (8)
各中継セクションはフィルタ及び光ファイバカプラをさらに備え、前記フィルタの透過波長は前記検出光信号の中心波長と一致し、
前記検出光源は狭線幅周波数変調パルス光源であり、前記検出光信号の周波数変調パルス幅は１つの中継セクションの前記中継海底光ファイバケーブルに対する往復遅延時間のｎ倍であり、ｎは２から８までの範囲に及ぶ整数であり、周波数変調パルス周期は前記中継海底光ファイバケーブルの全長に対する往復遅延時間を上回り、
各中継セクションのアップリンク伝送光ファイバは少なくともｎ個のアップリンク光ファイバを含み、前記検出光源によって出力された前記検出光信号は特定の中継セクションの光ファイバ干渉計に入った後に２つのビームに分岐され、一方のビームはこのセクションのダウンリンク伝送光ファイバに沿ってダウンリンクで伝送され、他方のビームは局部光信号として使用され、この中継セクションのダウンリンク伝送光ファイバで生成された後方レイリー散乱信号は、前記光ファイバ干渉計内で前記局部光信号と干渉し、この中継セクションの前記中継海底光ファイバケーブルに対する振動監視信号を生成し、この中継セクションの前記光ファイバ干渉計によって出力された前記振動監視信号はこの中継セクションの前記フィルタに入力され、前記フィルタは前記振動監視信号のみを伝送し、前記フィルタの出力端は、この中継セクションの前記光ファイバカプラを介して前記アップリンク伝送光ファイバの１つに、その後に前記アップリンク伝送光ファイバに接続されたアップリンク中継増幅器に接続され、ｎ個の連続した中継セクションの振動監視信号は第１から第ｎのアップリンク伝送光ファイバを通って順番に返され、次のｎ個の連続した中継セクションの振動監視信号もさらに第１から第ｎのアップリンク光ファイバを通って順番に返され、前記アップリンク伝送光ファイバを経由して返された各中継セクションに対する前記振動監視信号は、それぞれ、アップリンクのサンプリング装置のｎ個のサンプリングチャネルを経由してデジタルサンプリングされ、その後に復調装置に伝送され、前記サンプリング装置は光電変換モジュール及びアナログデジタル変換モジュールを備え、前記サンプリング装置において、光信号は、光電変換によって電気信号に、それからアナログデジタル変換によってデジタル信号に変換され、前記復調装置は、各中継セクションに対する前記振動監視信号を区別し、データを分析及び復調し、各中継セクションの前記中継海底光ファイバケーブルの安全状態を早期に警告し、
第１から第ｎの中継セクションのフィルタは、各セクションに対して結果として生じる前記振動監視信号を伝送し、１つのセクションの前記フィルタはこのセクションの１×２光ファイバカプラに接続され、第Ｘの中継セクションの前記１×２光ファイバカプラはビーム結合のために第Ｙのアップリンク光ファイバに接続され、Ｙ＝Ｘｍｏｄ ｎ、つまり、ＹはＸをｎで割ることによって得られた余りであり、Ｙ≠０であり、Ｘがｎで割り切れる場合、Ｙ＝ｎであることを特徴とする、時分割及び空間分割多重化に基づく中継海底光ファイバケーブル振動監視システム。 A repeater submarine optical fiber cable vibration monitoring system based on time division and space division multiplexing, monitoring vibration of a repeater submarine optical fiber cable , comprising: a detection light source, a repeater amplifier, a downlink transmission optical fiber, an optical fiber interferometer, an uplink transmission optical fiber, and a demodulator; the detection light source outputs a detection optical signal and is connected to the downlink transmission optical fiber of the repeater submarine optical fiber cable; the optical fiber length between two adjacent downlink repeater amplifiers is 100 km or less, which is called a repeater section; in the downlink transmission optical fiber of each repeater section, first the downlink repeater amplifier is connected , then the optical fiber interferometer is connected , and then the downlink transmission optical fiber of this section is connected ;
Each repeating section further includes a filter and an optical fiber coupler, the transmission wavelength of the filter being consistent with the center wavelength of the detection optical signal;
the detection light source is a narrow-linewidth frequency-modulated pulse light source, the frequency-modulated pulse width of the detection light signal is n times the round-trip delay time of one repeater section for the repeater submarine optical fiber cable, n being an integer ranging from 2 to 8, and the frequency-modulated pulse period is greater than the round-trip delay time for the entire length of the repeater submarine optical fiber cable;
The uplink transmission optical fiber of each repeater section includes at least n uplink optical fibers, the detection optical signal output by the detection light source is branched into two beams after entering the optical fiber interferometer of a particular repeater section, one beam is transmitted downlink along the downlink transmission optical fiber of this section, and the other beam is used as a local optical signal, the backward Rayleigh scattering signal generated in the downlink transmission optical fiber of this repeater section interferes with the local optical signal in the optical fiber interferometer to generate a vibration monitoring signal for the repeater submarine optical fiber cable of this repeater section, the vibration monitoring signal output by the optical fiber interferometer of this repeater section is input to the filter of this repeater section, and the filter transmits only the vibration monitoring signal, the output end of the filter is input to one of the uplink transmission optical fibers through the optical fiber coupler of this repeater section, and then to the uplink transmission optical fiber. the vibration monitoring signals of the n consecutive repeater sections are returned in sequence through the first to nth uplink transmission optical fibers, and the vibration monitoring signals of the next n consecutive repeater sections are also returned in sequence through the first to nth uplink optical fibers; the vibration monitoring signals for each repeater section returned through the uplink transmission optical fibers are respectively digitally sampled through the n sampling channels of the uplink sampling device, and then transmitted to a demodulation device; the sampling device includes an opto-electrical conversion module and an analog-digital conversion module; in the sampling device, the optical signal is converted into an electrical signal through opto-electrical conversion, and then into a digital signal through analog-digital conversion; the demodulation device distinguishes the vibration monitoring signals for each repeater section, analyzes and demodulates the data, and provides an early warning of the safety status of the repeater submarine optical fiber cable of each repeater section;
a filter in a first to n-th repeater section transmits the resulting vibration monitoring signal to each section, the filter in one section is connected to a 1×2 optical fiber coupler in this section, and the 1×2 optical fiber coupler in an X-th repeater section is connected to a Y-th uplink optical fiber for beam combining, and Y=X mod n, that is, Y is the remainder obtained by dividing X by n, Y≠0, and if X is divisible by n, then Y=n.
請求項１に記載の時分割及び空間分割多重化に基づく中継海底光ファイバケーブル振動監視システム。 n=2, a frequency-modulated pulse width of the detected optical signal is twice the round trip delay time for the repeater submarine optical fiber cable of one repeater section, the uplink transmission optical fiber includes at least two uplink optical fibers, the filter of one repeater section is connected to a 1×2 optical fiber coupler of this repeater section, and the 1×2 optical fiber coupler is connected to an uplink optical fiber connected to a filter of a repeater section that is one repeater section away from this repeater section for beam combining.
2. A repeater submarine optical fiber cable vibration monitoring system based on time division and space division multiplexing as claimed in claim 1.
請求項１に記載の時分割及び空間分割多重化に基づく中継海底光ファイバケーブル振動監視システム。 The pulse width of the detection light source is less than n times the round trip delay time for one repeater section, and the difference between the pulse width and n times one round trip delay time for the repeater section ranges from 20 nanoseconds to 1 microsecond.
2. A repeater submarine optical fiber cable vibration monitoring system based on time division and space division multiplexing as claimed in claim 1.
請求項１から３の何れかに記載の時分割及び空間分割多重化に基づく中継海底光ファイバケーブル振動監視システム。 the downlink repeater amplifier, the optical fiber interferometer, the filter, the optical fiber coupler, and the uplink repeater amplifier, as well as the detection light source, the sampling device, and the demodulation device in the first repeater section, are local devices disposed on land;
4. A repeater submarine optical fiber cable vibration monitoring system based on time division and space division multiplexing according to claim 1.
請求項１から３の何れかに記載の時分割及び空間分割多重化に基づく中継海底光ファイバケーブル振動監視システム。 the optical fiber interferometer is an MZ optical fiber interferometer, and comprises an optical fiber splitter having a branching ratio of (5/95) to (50/50), an optical fiber circulator, and a 3 dB optical fiber coupler; in the optical fiber splitter, the detection optical signal is branched into two paths, the detection optical signal having a large branching ratio is input to a first port of the optical fiber circulator, then output from a second port of the optical fiber circulator, and then input to the downlink transmission optical fiber to continue downlink transmission, the detection optical signal having a small branching ratio is input to the 3 dB optical fiber coupler as a local optical signal, the backward Rayleigh scattering signal generated in the downlink transmission optical fiber is returned to the optical fiber circulator through the second port of the optical fiber circulator, then input to the 3 dB optical fiber coupler through a third port of the optical fiber circulator to interfere with the local optical signal, and the 3 dB optical fiber coupler outputs the vibration monitoring signal for the downlink transmission optical fiber of this relay section.
4. A repeater submarine optical fiber cable vibration monitoring system based on time division and space division multiplexing according to claim 1.
請求項５に記載の時分割及び空間分割多重化に基づく中継海底光ファイバケーブル振動監視システム。 In the MZ optical fiber interferometer, an interference arm for a local oscillator light from the optical fiber splitter toward the 3 dB optical fiber coupler is connected to a depolarizer before being connected to the 3 dB optical fiber coupler, and an interference arm for a backward Rayleigh scattering signal from the optical fiber circulator toward the 3 dB optical fiber coupler is connected to a depolarizer before being connected to the 3 dB optical fiber coupler.
6. A repeater submarine optical fiber cable vibration monitoring system based on time division and space division multiplexing as claimed in claim 5.
請求項１から３の何れかに記載の時分割及び空間分割多重化に基づく中継海底光ファイバケーブル振動監視システム。 The relay submarine optical fiber cable vibration monitoring system is added with a vibration monitoring branch for a branch submarine optical fiber cable, and the trunk submarine optical fiber cable of a specific relay section is connected to the branch submarine optical fiber cable, and accordingly, the uplink transmission optical fiber is added with one or two uplink optical fibers for transmitting a vibration monitoring signal to the branch submarine optical fiber cable, and in the 1×2 optical fiber splitter for the downlink transmission optical fiber, the detection optical signal is split into two paths, in one path, the detection optical signal continues downlink transmission along the downlink transmission optical fiber and enters the optical fiber interferometer of this relay section, and in the other path, the detection optical signal is split into a branch submarine cable optical fiber interferometer. a backscattered signal generated in the branch submarine optical fiber cable interferes with the local optical signal in the branch submarine optical fiber interferometer to obtain the vibration monitoring signal for the branch submarine optical fiber cable; the vibration monitoring signal for the branch submarine optical fiber cable is transmitted and filtered via a branch cable filter, and then input to an uplink optical fiber for transmitting the vibration monitoring signal for the branch submarine optical fiber cable through a 1×2 optical fiber coupler of the trunk submarine optical fiber cable, and then transmitted by an uplink to the sampling device located on land, and then input to the demodulation device.
4. A repeater submarine optical fiber cable vibration monitoring system based on time division and space division multiplexing according to claim 1.
請求項７に記載の時分割及び空間分割多重化に基づく中継海底光ファイバケーブル振動監視システム。 said trunk submarine optical fiber cable is connected to N branching devices, N being less than the total number of relay sections of said relay submarine optical fiber cable vibration monitoring system; when the length of the branching submarine optical fiber cable for connecting each branching device is less than the length of the trunk submarine optical fiber cable of said relay section and the distance between two adjacent branching devices is more than twice the length of the trunk submarine optical fiber cable of said relay section, it is only necessary to add one uplink optical fiber and transmit said vibration monitoring signal for each branching submarine optical fiber cable by a time division multiplexing method; when the length of the branching submarine optical fiber cable for connecting each branching device is less than the length of the trunk submarine optical fiber cable of said relay section and the distance between two adjacent branching devices is more than the length of the trunk submarine optical fiber cable of said relay section and less than twice the length of the trunk submarine optical fiber cable of said relay section, it is only necessary to add two uplink optical fibers and transmit said vibration monitoring signal for each branching submarine optical fiber cable by a combined method of space division multiplexing and time division multiplexing.
8. A repeater submarine optical fiber cable vibration monitoring system based on time division and space division multiplexing according to claim 7.
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| TWI811094B (en) * | 2022-09-07 | 2023-08-01 | 中華電信股份有限公司 | Distributed fiber sensor for multi-wavelength communication |
| CN115694626B (en) * | 2022-10-10 | 2026-03-27 | 中北大学 | A fiber optic cable disturbance monitoring system and method based on equivalent sampling and precise time delay |
| CN116311811A (en) * | 2022-11-16 | 2023-06-23 | 国网福建省电力有限公司厦门供电公司 | A pipeline monitoring and early warning system and method based on optical fiber sensing time domain segmentation |
| CN116840938A (en) * | 2023-06-30 | 2023-10-03 | 北京大学东莞光电研究院 | Distributed optical fiber sensing system and data recovery method thereof |
| WO2025010267A1 (en) * | 2023-07-05 | 2025-01-09 | Subcom, Llc | Monitoring in distributed acoustic sensing systems |
| CN116707583B (en) * | 2023-07-31 | 2023-10-13 | 国家海洋技术中心 | Deep sea coupling relay transmission system applied to underwater platform |
| CN118155350A (en) * | 2023-12-11 | 2024-06-07 | 云南保利天同水下装备科技有限公司 | Partition detection method, partition detection system and defense detection assembly thereof |
| CN117768018B (en) * | 2023-12-22 | 2024-07-02 | 北京交科公路勘察设计研究院有限公司 | Expressway optical cable digital monitoring and intelligent application system and method |
| CN118936614B (en) * | 2024-10-14 | 2025-02-28 | 济南量子技术研究院 | A method for optical frequency precision measurement of optical fiber vibration sensing for simultaneous identification of multiple disturbances |
| CN120890506B (en) * | 2025-09-28 | 2026-02-17 | 中山大学 | Offshore wind power sea cable monitoring method and system based on distributed optical sensing |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016021689A1 (en) | 2014-08-07 | 2016-02-11 | 古河電気工業株式会社 | Optical fiber sensor, seismic prospecting method, method for measuring distribution of petroleum/natural gas reservoir layer, strain detection method, and method for specifying position of fissure in stratum |
| JP2016161512A (en) | 2015-03-04 | 2016-09-05 | 日本電信電話株式会社 | Optical fiber vibration measurement method and system |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016021689A1 (en) | 2014-08-07 | 2016-02-11 | 古河電気工業株式会社 | Optical fiber sensor, seismic prospecting method, method for measuring distribution of petroleum/natural gas reservoir layer, strain detection method, and method for specifying position of fissure in stratum |
| JP2016161512A (en) | 2015-03-04 | 2016-09-05 | 日本電信電話株式会社 | Optical fiber vibration measurement method and system |
| JP2019525181A (en) | 2016-08-25 | 2019-09-05 | 上海交通大学Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｊｉａｏ Ｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ | Distributed optical fiber sensing system and vibration detection positioning method thereof |
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