基于DVS的光纤长度确定方法、装置及系统与流程

本发明涉及光纤，尤其涉及一种基于dvs的光纤长度确定方法、装置及系统。

背景技术：

1、分布式光纤振动传感系统(distributed optical fiber vibration sensingsystem,dvs)是以光纤作为传感器进行振动感知的光学仪器，广泛应用于光缆路由普查领域，并可以方便地定位故障发生位置。在单条光缆的路由普查过程中，会出现多人同时操作的情况，为了确认所普查的光缆为同一条，通常需要辅助测试该条光缆的光纤长度。

2、目前主要的光纤长度测试设备为光时域反射仪(otdr)，otdr设备使用带宽为数十纳米的宽带光源作为测试光源，而dvs设备通常采用的窄线宽激光器作为测试光源，因此，在路由普查中需要额外连接otdr设备才能进行光纤长度的确定，工作效率低。

技术实现思路

1、本发明提供了一种基于dvs的光纤长度确定方法、装置及系统，用于利用dvs直接确定光缆的光纤长度，不需要外接otdr设备，提高光缆路由普查的工作效率。

2、本发明第一方面提供了一种基于dvs的光纤长度确定方法，包括：获取待测试光缆的dvs端口波形图，dvs端口波形图以采样点数为横坐标，以采样信号的频率幅值为纵坐标；对dvs端口波形图进行波形分析，得到有效反射峰信息，有效反射峰信息包括每个有效反射峰对应的采样点数和有效反射峰的数量；根据有效反射峰信息划分dvs端口波形图，得到目标波形区域；根据有效反射峰的数量和目标波形区域确定dvs端口波形；根据dvs端口波形和有效反射峰对应的采样点数确定待测试光缆的光纤长度。

3、在一种可行的实施方式中，获取待测试光缆的dvs端口波形图，dvs端口波形图以采样点数为横坐标，以采样信号的频率幅值为纵坐标包括：对待测试光缆的每个采样点进行多次采样，得到每个采样点的采样信息，每个采样点的采样信息包括多帧采样信号和对应的采样点数；将每个采样点的多帧采样信号进行傅立叶变换，得到采样信号的频率幅值；将每个采样点的采样点数确定为横坐标，并将对应的频率幅值确定为纵坐标，得到dvs端口波形图。

4、在一种可行的实施方式中，对dvs端口波形图进行波形分析，得到有效反射峰信息，有效反射峰信息包括每个有效反射峰对应的采样点数和有效反射峰的数量包括：计算dvs端口波形图中每个采样点的波形斜率；根据每个采样点的波形斜率和预设的波形斜率阈值确定有效反射峰，得到有效反射峰的数量；读取有效反射峰对应的采样点数，并将有效反射峰对应的采样点数和有效反射峰的数量确定为有效反射峰信息。

5、在一种可行的实施方式中，对dvs端口波形图进行波形分析，得到有效反射峰信息，有效反射峰信息包括每个有效反射峰对应的采样点数和有效反射峰的数量包括：根据预设的频率幅值阈值对dvs端口波形图进行筛选；将频率幅值大于频率幅值阈值的反射峰，确定为有效反射峰，得到有效反射峰的数量；读取有效反射峰对应的采样点数，并将有效反射峰对应的采样点数和有效反射峰的数量确定为有效反射峰信息。

6、在一种可行的实施方式中，根据有效反射峰信息划分dvs端口波形图，得到目标波形区域包括：根据有效反射峰信息划分dvs端口波形图；当有效反射峰的数量为一个时，将有效反射峰对应的采样点数和dvs端口波形图的末端采样点数之间的波形区域确定为目标波形区域；当有效反射峰的数量为两个时，将两个有效反射峰之间的波形区域确定为目标波形区域；当有效反射峰的数量大于两个时，将最后三个有效反射峰之间的波形区域确定为目标波形区域。

7、在一种可行的实施方式中，根据有效反射峰的数量和目标波形区域确定dvs端口波形包括：当有效反射峰的数量为一个时，对目标波形区域进行波形分析，得到第一类dvs端口波形，第一类dvs端口波形为未连接光纤的端口波形或光纤长度超量程的端口波形或存在断纤的端口波形；当有效反射峰的数量为两个时，对目标波形区域进行波形分析，得到第二类dvs端口波形，第二类dvs端口波形为单段光纤的端口波形；当有效反射峰的数量大于两个时，对目标波形区域进行波形分析，得到第三类dvs端口波形，第三类dvs端口波形为多段光纤的端口波形或末端接头存在幻峰的端口波形。

8、在一种可行的实施方式中，当有效反射峰的数量大于两个时，对目标波形区域进行波形分析，得到第三类dvs端口波形，第三类dvs端口波形为多段光纤的端口波形或末端接头存在幻峰的端口波形包括：当有效反射峰的数量大于两个时，目标波形区域包括第一波形区域和第二波形区域，第一波形区域为倒数第三个有效反射峰至倒数第二个有效反射峰之间的波形区域，第二波形区域为倒数第二个有效反射峰至倒数第一个有效反射峰之间的波形区域；当第一波形区域和第二波形区域的横坐标长度差在预设范围内，且第二波形区域的波形平滑时，判定dvs端口波形为末端接头存在幻峰的端口波形；当第一波形区域和第二波形区域的波形存在抖动时，判定dvs端口波形为多段光纤的端口波形。

9、在一种可行的实施方式中，根据dvs端口波形和有效反射峰对应的采样点数确定待测试光缆的光纤长度包括：当dvs端口波形为多段光纤的端口波形或单段光纤的端口波形时，根据倒数第一个有效反射峰对应的采样点数确定待测试光缆的光纤长度；当dvs端口波形为末端接头存在幻峰的端口波形时，根据倒数第二个有效反射峰对应的采样点数确定待测试光缆的光纤长度。

10、本发明第二方面提供了一种基于dvs的光纤长度确定装置，包括：获取模块，用于获取待测试光缆的dvs端口波形图，dvs端口波形图以采样点数为横坐标，以采样信号的频率幅值为纵坐标；第一分析模块，用于对dvs端口波形图进行波形分析，得到有效反射峰信息，有效反射峰信息包括每个有效反射峰对应的采样点数和有效反射峰的数量；区域划分模块，用于根据有效反射峰信息划分dvs端口波形图，得到目标波形区域；第二分析模块，用于根据有效反射峰的数量和目标波形区域确定dvs端口波形；长度确定模块，用于根据dvs端口波形和有效反射峰对应的采样点数确定待测试光缆的光纤长度。

11、在一种可行的实施方式中，获取模块具体用于：对待测试光缆的每个采样点进行多次采样，得到每个采样点的采样信息，每个采样点的采样信息包括多帧采样信号和对应的采样点数；将每个采样点的多帧采样信号进行傅立叶变换，得到采样信号的频率幅值；将每个采样点的采样点数确定为横坐标，并将对应的频率幅值确定为纵坐标，得到dvs端口波形图

12、在一种可行的实施方式中，第一分析模块具体用于：计算dvs端口波形图中每个采样点的波形斜率；根据每个采样点的波形斜率和预设的波形斜率阈值确定有效反射峰，得到有效反射峰的数量；读取有效反射峰对应的采样点数，并将有效反射峰对应的采样点数和有效反射峰的数量确定为有效反射峰信息。

13、在一种可行的实施方式中，第一分析模块具体用于：根据预设的频率幅值阈值对dvs端口波形图进行筛选；将频率幅值大于频率幅值阈值的反射峰，确定为有效反射峰，得到有效反射峰的数量；读取有效反射峰对应的采样点数，并将有效反射峰对应的采样点数和有效反射峰的数量确定为有效反射峰信息。

14、在一种可行的实施方式中，区域划分具体用于：根据有效反射峰信息划分dvs端口波形图；当有效反射峰的数量为一个时，将有效反射峰对应的采样点数和dvs端口波形图的末端采样点数之间的波形区域确定为目标波形区域；当有效反射峰的数量为两个时，将两个有效反射峰之间的波形区域确定为目标波形区域；当有效反射峰的数量大于两个时，将最后三个有效反射峰之间的波形区域确定为目标波形区域。

15、在一种可行的实施方式中，第二分析模块括：第一波形单元，用于当有效反射峰的数量为一个时，对目标波形区域进行波形分析，得到第一类dvs端口波形，第一类dvs端口波形为未连接光纤的端口波形或光纤长度超量程的端口波形或存在断纤的端口波形；第二波形单元，用于当有效反射峰的数量为两个时，对目标波形区域进行波形分析，得到第二类dvs端口波形，第二类dvs端口波形为单段光纤的端口波形；第三波形单元，用于当有效反射峰的数量大于两个时，对目标波形区域进行波形分析，得到第三类dvs端口波形，第三类dvs端口波形为多段光纤的端口波形或末端接头存在幻峰的端口波形。

16、在一种可行的实施方式中，第三波形单元具体用于：当有效反射峰的数量大于两个时，目标波形区域包括第一波形区域和第二波形区域，第一波形区域为倒数第三个有效反射峰至倒数第二个有效反射峰之间的波形区域，第二波形区域为倒数第二个有效反射峰至倒数第一个有效反射峰之间的波形区域；当第一波形区域和第二波形区域的横坐标长度差在预设范围内，且第二波形区域的波形平滑时，判定dvs端口波形为末端接头存在幻峰的端口波形；当第一波形区域和第二波形区域的波形存在抖动时，判定dvs端口波形为多段光纤的端口波形。

17、在一种可行的实施方式中，长度确定模块具体用于当dvs端口波形为多段光纤的端口波形或单段光纤的端口波形时，根据倒数第一个有效反射峰对应的采样点数确定待测试光缆的光纤长度；当dvs端口波形为末端接头存在幻峰的端口波形时，根据倒数第二个有效反射峰对应的采样点数确定待测试光缆的光纤长度。

18、本发明第三方面提供了一种基于dvs的光纤长度确定系统，包括：窄线宽激光器，用于发射窄线宽激光；脉冲调制器，用于将窄线宽激光调制成脉冲光信号；光放大器，用于对脉冲光信号进行放大；环形器，用于将放大的脉冲光信号和待测试光缆的后向瑞利散射光信号隔离；光电探测器，用于探测待测试光缆的后向瑞利散射光信号；数据采集卡，用于对后向瑞利散射光信号进行数据采集，并将采集数据发送至处理单元进行处理；处理单元包括存储器和至少一个处理器，存储器中存储有指令；至少一个处理器调用存储器中的指令，以使得处理单元执行上述的基于dvs的光纤长度确定方法。

19、本发明的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有指令，指令在被读取并运行时执行上述的基于dvs的光纤长度确定方法。

20、本发明提供的技术方案中，获取待测试光缆的dvs端口波形图，dvs端口波形图以采样点数为横坐标，以采样信号的频率幅值为纵坐标；对dvs端口波形图进行波形分析，得到有效反射峰信息，有效反射峰信息包括每个有效反射峰对应的采样点数和有效反射峰的数量；根据有效反射峰信息划分dvs端口波形图，得到目标波形区域；根据有效反射峰的数量和目标波形区域确定dvs端口波形；根据dvs端口波形和有效反射峰对应的采样点数确定待测试光缆的光纤长度。本发明实施例中，利用dvs直接确定光缆的光纤长度，不需要外接otdr设备，提高光缆路由普查的工作效率。