摘要：基于干涉技术的通信光缆险情预警的设计与运用是本文讨论的主要问题。光缆是实现通信的重要媒介，一旦出现问题，通信的畅通性将会受到严重影响，因此，做好险情预警工作非常必要，对此，文章第一部分进行了详细的分析。第二与第三部分文章主要针对通信光缆自身的险情预警技术以及基于干涉技术的险情预警的设计与运用问题进行了分析，重点对后者进行了强调，希望能够为有关领域提供参考。
关键词：干涉技术；通信光缆；险情预警；设计；运用
前言：通信技术的发展密切了人与人之间的联系，光缆在通信过程中属于一个非常重要的部分。近些年来，光缆出现被盗以及恶意挖掘的现象并不少见，这些情况均属于光缆险情，预警方式的缺失为通信领域带来了巨大的损失，同时也阻碍了人与人之间沟通的顺利性，因此，做好预警工作开始成为了社会较为关注的一项问题。基于干涉技术的通信光缆险情预警的设计具有较好的预警效果，因此，对其进行设计与运用非常必要。
1 通信光缆险情预警的重要性
通信光缆险情预警的重要性可以从通信行业以及用户两个角度进行分析。
首先，对于通信行业而言，一旦光缆出现了险情，例如被盗、被破坏等，必定会指派技术人员去进行维修，这一方面增加了工作人员的工作难度，同时维修以及更换光缆所带来的费用也会对企业经济效益的提高带来极大的损失。做好通信光缆险情预警工作能够使危险发生时被及时感知，因此险情也就能够被及时制止，这对于通信行业的长远发展具有重要价值。
其次，对于用户而言，其对于信息的获取以及与他人沟通的实现均需要依靠光缆来完成，因此，一旦光缆出现了问题，便相当于上述两种目的的达成途径被切断，严重时会对用户造成非常巨大的损失。
由此可见，通信光缆险情预警十分重要。
2 通信光缆自主实现险情预警的技术分析
通信光缆自主实现险情预警的技术主要包括光缆光栅技术以及干涉技术等很多中，文章本部分重点对上述两种技术进行了分析。
2.1 光缆光栅技术
这一技术预警作用的实现主要需要依靠光栅来完成。光栅中心具有一定的波长，在光缆出现问题时，其波长会相应的出现变化，凭借这一点，预警作用便能够实现[1]。光缆光栅技术的原理图如下：
图1 光缆光栅技术原理图.png)
通过图1可以看出，光缆光栅技术的应用需要具备光谱仪、同时还要保证能够对数据进行处理，这样才能准确的分析出险情是否存在，从而实现预警作用。这一预警方法的缺陷在于受地点限制过于严重，一旦超出一定的范围，预警功能便无法实现，因此，想要扩大其预警范围，必须通过增加设置数量的方式来实现，这必定会导致成本的增加，因此目前，这一技术并没有得到大量的应用。
2.2 干涉技术
干涉技术主要包括Sagnac干涉技术与M-Z干涉技术两种，两者的原理图分别如下[2]：
图2 Sagnac干涉技术原理图.png)
图3 M-Z干涉技术原理图.png)
上水两种干涉技术均是通过干涉效应实现对险情的预警的技术。在光缆的运行过程中，外界的作用必定会对其运行状态产生影响，在干涉技术下，光缆前进的两光波的状态会被实时监控，这样一来，一旦出现问题，便能够被及时的发现。就目前的情况看，这一技术在国内得到了较好的应用反响，因此有必要对其进行深入分析。
3 基于干涉技术的通信光缆险情预警的设计与运用
从上文中可以看出，传统的通信光缆险情预警技术在应用过程中存在较大的缺陷，干涉在吸取传统技术的优势的同时，对其进行了进一步的改革，在应用过程中有效的避免了缺陷的发生。对以干涉技术为基础的预警系统的设计能够为其功能的发挥带来优势，对于技术应用效果的提高具有积极的促进作用。
3.1 设计与运用优势
干涉技术的实现需要依赖于以其为基础所产生的分布式传感技术，利用分布式传感技术进行光缆险情预警的优势在于不需要对传感器进行设置[3]。例如：某工程需要对长度为12公里的光缆进行监控，此时只需要在这一光缆的两端各加一对设备便能够实现。这一方式极大程度的节约了成本，同时也达到了预警的目的。在这一技术下，如果监控范围内的光缆出现险情，设备会及时的提供告警信息，并对险情进行定位，以为工作人员对险情的解决提供指导。
3.2 具体设计与运用
基于干涉技术的通信光缆险情预警的实现需要依靠相应的系统来完成，下图分别为预警系统的原理及硬件组成[4]：
图4 基于干涉技术的通信光缆险情预警原理图.png)
通过上图可以看出，基于干涉技术的通信光缆险情预警的实现首先需要通过激光器这一部件来实现。激光器的主要作用在于发射传感信号，这部分信号在经过光纤放大器后会被环形器所接收，进而进入到波分复用器1中，此时，激光器所发射出的传感信号会与普通信号相结合一同进入波分复用器2。如这部分信号不存在问题，则可以直接通过分路器传出，而一旦出现问题，则会通过检测处理过程与光用户单元，回归到波分复用器，并将险情信号最终反馈给有关人员，从而实现报警[5]。
图5 基于干涉技术的通信光缆险情预警系统硬件组成图.png)
具体设计过程中可以以图5为参考。在对险情预警系统进行运用的过程中，一定要保证工作人员具有一定程度的专业性，要使其能够具备分析险情的能力，同时还要具备对险情进行处理的能力，这样才能从根本上提高险情处理的水平，从而为最大程度的保证光缆的性能以及使用寿命。
结论：
光缆险情主要包括被盗以及被破坏等很多种，前者主要由人为原因所引起，后者则包括人为与自然两种原因。险情的存在无论对于通信行业而言还是对于用户而言都极其不利，想要有效的解决问题，必须做好险情预警。传统的险情预警技术具有覆盖面小。且对成本需求高的特点，基于干涉技术的光缆险情预警设计有效的解决了上述问题，在扩大的覆盖范围的同时，使应用成本得到了很大的降低，因此，有关领域有必要考虑将其大面积应用到光缆险情预警工作中。
参考文献：
[1]王培国,杨斌,李泽,卢大兴. 基于Φ-OTDR技术的通信光缆险情定位与预警系统设计与实现[J]. 光学仪器,2012,02:61-66.
[2]郑军,王培国,黄炜. 基于光纤干涉技术的通信光缆险情预警系统设计[J]. 通信与信息技术,2009,06:76-78.
[3]郑军,王培国,黄炜. 基于光纤干涉技术的通信光缆险情预警系统的设计[A]. 四川省通信学会.四川省通信学会2009年学术年会论文集[C].四川省通信学会:,2009:4.
[4]周会娟. 基于自发布里渊散射的分布式光纤传感关键技术研究[D].国防科学技术大学,2008.
[5]李楚瑞. 基于分布式全光纤振动传感技术的井下事故后救援监测系统[D].复旦大学,2012.
论文作者:朱金建
论文发表刊物:《基层建设》2016年18期
论文发表时间:2016/11/21
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