Волоконно-оптическая линия связи

Оптоволоконная линия связи, предназначенная для установки вблизи протяженного объекта, включающая предназначенные для заглубления в почву i1 пассивных кабельных участков линейного тракта с расчетным количеством n оптических волокон в кабеле, и телекоммуникационное оборудование, предназначенное для установки на входе и выходе пассивных кабельных участков линейного тракта, в которой пассивные кабельные участки линейного тракта снабжены когерентными рефлектометрами и выполнены с mn+1 оптических волокон в кабеле, по крайней мере одно из которых имеет соединение с когерентным рефлектометром. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Полезная модель относится к области связи, в частности, к волоконно-оптическим линиям связи, заглубленным в землю вблизи протяженных транспортных систем, таких как трубопроводы (для транспортировки, например, воды, нефти, газа и т.д.), железнодорожные и иные путепроводы, подземные электрические кабели и т.п.

Известна волоконно-оптическая линия связи, заглубленная в землю вблизи железнодорожной магистрали [www.ttk.ru].

К достоинствам такой организации линии связи следует отнести то, что ее наземная/подземная инфраструктура весьма устойчива ко многим природным катаклизмам, что важно с точки зрения надежности системы.

Недостатком системы является ее функциональная ограниченность - исключительно функция связи.

Наиболее близким техническим решением - прототипом - выбрана технологическая волоконно-оптическая линия связи газопровода, предназначенная для установки вблизи газопровода и включающая пассивные кабельные участки линейного тракта с расчетным количеством оптических волокон, предназначенные для заглубления в почву, и телекоммуникационное оборудование, предназначенное для установки на входе и выходе пассивных кабельных участков линейного тракта [Инструкция по проектированию и строительству волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) газопроводов ВСН 51-1.15-004-97, http://www.opengost.ru/iso/11500-vsn-51-1.15-004-97-instrukciya-po-proektirovaniyu-i-stroitelstvu-volokonno-opticheskih-liniy-svyazi-vols-gazoprovodov.html].

К достоинствам прототипа следует отнести то, что его наземная/подземная инфраструктура привязана к существующему протяженному объекту, что существенно снижает монтажные и эксплуатационные издержки, а так же весьма устойчива ко многим природным катаклизмам, что важно с точки зрения надежности.

Недостатком прототипа является его функциональная ограниченность - исключительно функция связи.

Задача полезной модели - расширение функциональных возможностей волоконно-оптической линии связи.

Технический результат полезной модели - возможность регистрации технологических и техногенных параметров протяженных объектов, вдоль которых проложена волоконно-оптическая линия связи, путем измерения сигналов вибро-акустической эмиссии, их трансформации в электрический сигнал и интерпретации.

Технический результат достигается тем, что в оптоволоконной линии связи, предназначенной для установки вблизи протяженного объекта, включающей 11 предназначенных для заглубления в почву пассивных кабельных участков линейного тракта с расчетным количеством n оптических волокон в кабеле, и телекоммуникационное оборудование, предназначенное для установки на входе и выходе пассивных кабельных участков линейного тракта, пассивные кабельные участки линейного тракта снабжены когерентными рефлектометрами и выполнены с mn+1 оптических волокон в кабеле, по крайней мере одно из которых имеет соединение с когерентным рефлектометром, кроме того когерентный рефлектометр установлен между пассивными кабельными участками линейного тракта с возможностью попеременного соединения с pq оптических волокон, где q - количество пассивных кабельных участков линейного тракта, сходящихся в месте установки когерентного рефлектометра, кроме того пассивный кабельный участок линейного тракта содержит два оптических волокна, соединенных с когерентными рефлектометрами, расположенными с противоположных сторон пассивного кабельного участка, кроме того пассивный кабельный участок линейного тракта содержит одно оптическое волокно, предназначенное для попеременного соединения с когерентными рефлектометрами, расположенными с противоположных сторон пассивного кабельного участка. Полезная модель поясняется чертежами, где:

На Фиг. 1 показана принципиальная схема волоконно-оптической линии связи;

На Фиг. 2 показан вариант установки когерентного рефлектометра между пассивными кабельными участками линейного тракта для количества пассивных кабельных участков линейного тракта, сходящихся в месте установки когерентного рефлектометра, больше одного;

На Фиг. 3 показан вариант схемы соединения с рефлектометрами волокон кабеля пассивного кабельного участка большой длины.

Волоконно-оптическая линия связи (Фиг. 1) включает предназначенный для заглубления в грунт вблизи (над, под, сбоку, в теле или возможные комбинации указанных вариантов) протяженного объекта 1 волоконно-оптический кабель 2 с m оптических волокон, где n оптических волокон 3 соединены с общим телекоммуникационным оборудованием 4 на входе/выходе пассивного кабельного участка 5, а по крайней мере одно волокно 6 имеет с одной стороны свободный светопропускающий конец 7 (возможна светопоглощающая заглушка либо иное техническое решение), а с другой стороны соединено с когерентным рефлектометром 8, содержащим разветвитель 9, источник 10 когерентного излучения и приемник 11 рассеянного излучения с фотодетектором для преобразования рассеянного оптического излучения в электрический сигнал, подаваемый в блок обработки 12. Потребное количество n волоконно-оптических жил 3 рассчитывается исходя из требуемой пропускной способности волоконно-оптической линии связи. Общее количество m волоконно-оптических жил в кабеле 2 устанавливается как минимум на одну жилу 6 больше n. Это позволит регистрировать технологические и техногенные параметры протяженных объектов, вдоль которых проложена волоконно-оптическая линия связи, путем измерения сигналов вибро-акустической эмиссии, проявляющихся в виде модуляции рассеянного оптического излучения оптического волокна, их трансформации в электрический сигнал и интерпретации.

В случае, когда количество я пассивных кабельных участков линейного тракта 5, сходящихся в месте установки когерентного рефлектометра 8, больше одного (на Фиг. 2 q=3; p=2), когерентный рефлектометр 8 снабжен средством 13 попеременного соединения со всеми (или частью - по необходимости) оптическими волокнами 6 пассивных кабельных участков 5, сходящихся в месте установки когерентного рефлектометра 8. Это позволит обеспечить существенную экономию за счет использования одного когерентного рефлектометра на p пассивных кабельных участков линейного тракта.

Для пассивных кабельных участков большой длины целесообразно концы двух волокон с двух сторон пассивного кабельного участка 5 соединять с соответствующими когерентными рефлектометрами 8. Это позволит повысить чувствительность измерения за счет удвоения эффективной длины измерения. Такой же эффект может быть достигнут, если пассивный кабельный участок линейного тракта содержит одно оптическое волокно, предназначенное для попеременного соединения с когерентными рефлектометрами, расположенными с противоположных сторон пассивного кабельного участка.

Волоконно-оптическая линия связи работает следующим образом.

Информация передается/принимается по волоконно-оптическим жилам 3 волоконно-оптического кабеля 2 посредством телекоммуникационного оборудования 4.

Одновременно источник 10 когерентного рефлектометра 8 посылает оптические сигналы в оптические волокна 6. Сигналы, частично затухая, проходят через оптические волокна 6, при этом часть света, рассеиваясь на случайных неоднородностях (рэлеевское рассеяние) 6, возвращается обратно и через разветвитель 9 попадает в приемник 11 рассеянного излучения с фотодетектором для преобразования рассеянного оптического излучения в электрический сигнал, подаваемый в блок обработки 12. При работе вблизи расположенного протяженного объекта 1, находящегося в нормальном рабочем состоянии, на экране блока обработки 12 наблюдается фоновое значение рассеянного излучения, обусловленное совокупностью собственной характеристики оптического волокна 6 и воздействием на волокно 6 виброакустической эмиссии протяженного объекта 1. Любое отклонение от нормы (параметры работы протяженного объекта и/или события на нем и/или возле него) изменяет вибро-акустическую характеристику и, как следствие, уровень рассеянного оптического излучения, который, должным образом интерпретированный (например, по результатам экспериментов может быть составлена таблица значений уровня рассеянного оптического излучения в зависимости от характерных для протяженного объекта состояния и/или событий на нем и/или возле него), позволяет сделать вывод о неисправности или угрозе.

Таким образом, можно сделать вывод, что поставленная задача -расширение функциональных возможностей волоконно-оптической линии связи - решена, и заявленный технический результат полезной модели -возможность регистрации технологических и техногенных параметров протяженных объектов, вдоль которых проложена волоконно-оптическая линия связи, путем измерения сигналов вибро-акустической эмиссии, их трансформации в электрический сигнал и интерпретации - достигнут.

1. Волоконно-оптическая линия связи, предназначенная для установки вблизи протяженного объекта, включающая i1 предназначенных для заглубления в почву пассивных кабельных участков линейного тракта с расчетным количеством n оптических волокон в кабеле и телекоммуникационное оборудование, предназначенное для установки на входе и выходе пассивных кабельных участков линейного тракта, отличающаяся тем, что пассивные кабельные участки линейного тракта снабжены когерентными рефлектометрами и выполнены с mn+1 оптических волокон в кабеле, по крайней мере одно из которых имеет соединение с когерентным рефлектометром.

2. Волоконно-оптическая линия связи по п.1, отличающаяся тем, что когерентный рефлектометр установлен между пассивными кабельными участками линейного тракта с возможностью попеременного соединения с q оптических волокон, где q - количество пассивных кабельных участков линейного тракта, сходящихся в месте установки когерентного рефлектометра.

3. Волоконно-оптическая линия связи по п.1, отличающаяся тем, что пассивный кабельный участок линейного тракта содержит два оптических волокна, соединенных с когерентными рефлектометрами, расположенными с противоположных сторон пассивного кабельного участка.

4. Волоконно-оптическая линия связи по п.1, отличающаяся тем, что пассивный кабельный участок линейного тракта содержит одно оптическое волокно, предназначенное для попеременного соединения с когерентными рефлектометрами, расположенными с противоположных сторон пассивного кабельного участка.