CN101051869A - 光缆通信线路安防监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光缆通信线路安防监控系统，包括：光源模块和干涉模块，监控线路，包括单一光纤，用于传输干涉载波；末端模块，用于接收干涉载波，平衡系统频谱范围、调整光路偏振态、高强度反射入射光信号，实现同一扰动对往返光信号的扰动叠加，得到有用的干涉信号；检测和放大模块，用于把干涉模块输出的光信号进行光电转换并进行低噪声放大，转化成适合运算处理器采集和运算的电信号；数据采集和信号分析模块，对来自检测和放大模块的两路波形信号进行高速数字化数据采集，对扰动引起的光程差引起的相位变化进行解调还原，经频谱变换得出线路全程的信号全谱频域数据，找出各阶频率缺损点，确定扰动发生的位置。采用上述技术方案，可以了解到关联通信线路上的各种扰动位置和扰动类型信息，同时记录下时间等附加信息，通过信息存储模块保存到数据库中，并经网络实时发送到管理监控终端。

Description

光缆通信线路安防监控系统

技术领域

本申请涉及通信线路的监控系统，尤其是光缆通信线路安防监控系统。

背景技术

现代光纤通信网络已经得到广泛应用，在全球范围内铺设光缆长达几百万公里，传输着众多重要保密的信息，涉及政府，军事，金融和私人生活等领域。最初人们认为光纤传输的安全性是勿庸置疑的，然而实际情况并非如此。在光纤的任何一处只要稍微进行弯曲或夹持，就可以得到其泄漏的光从而截取其传输的信息，这样，在不影响光纤正常传输信息的情况下就能获取其中的信息而不被人察觉。

在常见的光缆信号窃取过程中，只须0.2db的光功率就可以鉴别出光信号及其传输方向；即使1％的光信号就包含了所有的原始信息。仅需一台光纤网络分析仪就可以测定并破译其中的通信协议。

早在1989年，美国等国就成立了专门的研究机构寻找切开光缆、窃取光缆中所传输信息的办法，并在其后的数年中不遗余力地开发窃听海底光缆的技术和设备，并取得成功。

当前光缆监控技术主要是基于OTDR和光功率的测量方法，只能测量静态和非常缓慢的参数变化，以及光缆中光纤断裂、光纤衰减和连接器衰耗突增等，不能监测到对光纤的微小扰动以及对光缆系统传输信息的窃取，也无法对损害光缆的行为发出预警。

因此，如何在各种突发破坏事件发生前进行及时可靠的预警，并在事发时准确定位和确定事件性质已成为保障光纤通信系统可靠性迫切需要解决的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明一方面采用了单芯定位技术，经干涉模块分光处理并形成固定延时，经扰动后形成相拉干涉，将扰动点信息传至系统端。通过光在单根光纤的往返传播，实现振动叠加，根据非单频扰动信号存在较宽的频谱特性这一规律，通过频率缺损点确定扰动位置。另一方面，本发明还从多方面解决了稳定性问题，通过准确还原相位，降低外界信号的影响。

为了实现上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案，一种光缆通信线路安防监控系统，其特征在于，包括：光源模块，用于产生稳定波长的宽光谱激光，并注入到干涉模块；干涉模块，将所述光源模块的宽光谱激光进行分光、延时控制处理，生成具有固定相位差的两路干涉光波，并耦合成干涉载波，并通过监控线路向末端模块进行传输，并接收由所述末端模块反射回来的携带线路全程扰动信息的光信号，经逆向分光、延时控制处理，形成相位干涉信号光输出，以及另一路无干涉直流光输出检测和分析；监控线路，包括单一光纤，用于传输所述干涉载波；末端模块，用于接收所述干涉载波，平衡系统频谱范围、调整光路偏振态、高强度反射入射光信号，实现同一扰动对往返光信号的扰动叠加，得到有用的干涉信号；检测和放大模块，用于把所述干涉模块输出的光信号进行光电转换并进行低噪声放大，转化成适合运算处理器采集和运算的电信号；数据采集和信号分析模块，对来自所述检测和放大模块的两路波形信号进行高速数字化数据采集，对扰动引起的光程差引起的相位变化进行解调还原，经频谱变换得出线路全程的信号全谱频域数据，找出各阶频率缺损点，确定扰动发生的位置。

比较好的是，所述数据采集和信号分析模块进一步包括：信息存储和发布模块，用于记录微动位置、类型、时长等信息，并根据订阅列表实时将信息推送到监管终端，并为历史查询、分析、报表提供服务。

比较好的是，所述系统进一步包括：系统支撑模块，用于监控所述各模块的运行状态，消除系统的单点故障。

比较好的是，所述光源模块产生的激光光谱宽度至少为30nm，中心波长至少为1310nm。

比较好的是，所述光源模块进一步包括：一激光器，包括激光器制冷器，用于发出稳定的宽光谱激光，为系统提供单路光信号；中央控制器和协处理器，用于对所述激光器进行自动温度控制和自动功率控制；激光器驱动器和电流检测电路，用于为所述激光器提供适当的稳定电流；制冷器驱动器和温度控制器，用于控制所述激光器的制冷器，使激光器始终工作在最合适状态。

比较好的是，所述干涉模块进一步包括：分光器，用于将所述光源模块提供的单路光信号分解为多路光信号，且功率分配均衡；合光器，用于将固定相位差的多路光信号合成为检测用单路光；延时线，用于将不同路径光程进行可控的精确调整延时；真空悬挂封装装置，设置在所述分光器、合光器和延时线的外部，用于消除环境噪声的影响。

比较好的是，所述末端模块进一步包括：系统光纤假线，对系统进行频率适配，用于提高系统精度；法拉第偏振旋转反射镜，用于消除线路偏振态影响，高强度反射入射光信号。

比较好的是，所述检测和放大模块进一步包括：放大器，具有差分输入、单向输出、共模抑制功能，用于将两路电信号差进行放大处理；光电检测器PIN，将光信号转换为电信号；高通滤波电路，滤掉多余的直流电平和低频电平。

比较好的是，所述信号采集和分析模块：至少包括：数据采集模块，以至少每秒400K的速率采集信号；相位解调还原算法，采用拉格朗日微分法进行相位的解调和还原；组合的“陷波点”频率计算算法，组合算法为：welch功率谱估算+功率谱小波降噪+二次曲线最小二乘拟合，用于准确计算“陷波点”频率值；扰动距离判定算法，根据理论分析和计算，定位的距离L和缺损频率f_null(k)成反比。其余各项为常数，简化后可得：L＝k/f，其中，k为一常量，k≈50677。f为成奇次倍频关系的一系列缺损频率的基频。经相位还原得到的振动信号，在频域存在陷波点。通过精确获得的陷波点的频率值，就可计算出扰动发生的准确位置；智能扰动模式识别模块，包括在数据采集和分类的基础上，确立扰动模型的维度及结构模式数据形成基础语料库，LBG算法、欧氏距离分类定义，用于判别发生的扰动类型，包括：振动或触碰光缆、剧烈振动或敲击光缆、刮擦或开剥光缆、触碰接头盒、触动光芯等，并具有学习功能。

采用上述技术方案，可以了解到关联通信线路上的各种扰动位置和扰动类型信息，同时记录下时间等附加信息，通过信息存储模块保存到数据库中，并经网络实时发送到管理监控终端。

附图说明

下面，参照附图，对于熟悉本技术领域的人员而言，从对本发明的详细描述中，本发明的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。

图1是本发明的光缆通信线路安防监控系统结构框图；

图2是一个示意在监控线路20中存在有扰动点D的示意图；

图3是图1中定位和模式识别模块的工作流程图；

图4是本发明中干涉模块的组成框图。

具体实施方式

附图1所示为光缆通信线路安防监控系统结构，包括主控模块10，该主控模块10由光源模块11、干涉模块12、检测和放大模块13、数据采集和信号分析模块14和系统支撑模块15组成，主控模块10通过监控线路20与末端模块30进行通信。

光源模块11包括，用于发出稳定的宽光谱激光，并可根据系统状态进行人工调节稳定光源；用于进行人机交互，对激光器进行自动温度控制和自动功率控制的中央控制器和协处理器；用于为激光器供给适当的稳定电流的激光器驱动器和电流检测电路；用于控制激光器的制冷器，使激光器始终工作在最合适状态的制冷器驱动器和温度控制器。其中该光源模块11产生的激光谱宽至少为30nm，中心波长至少为1310nm，由光谱宽度完全消除偏振模色散(PMD)引起的扰动，保证系统长期稳定性。

干涉模块12，包括用于将单路光信号分解为多路光信号，且功率分配均衡的若干分光器121、122、124；用于将多路固定相位差的光合成为检测用单路光的合光器123、125，用于将不同路径光程进行可控的精确调整延时的光纤延时线126、127；以及用于消除环境噪声对系统的影响的真空悬挂封装装置128，请参见附图4。该干涉模块12将光源模块11的白光(宽光谱激光)进行分光、延时控制处理，生成具有固定相位差的两路干涉光波，并耦合成干涉载波，然后传输到监测光纤光缆线路中的单一光纤中；同时，接收由末端模块反射回来的携带线路全程扰动信息的光信号，再经逆向分光、延时控制处理，形成相位干涉信号光输出，以及另一路无干涉直流光输出，用于检测和分析。

末端模块，包括对系统进行频率适配，用于提高系统精度的系统光纤假线，以及用于消除线路偏振态影响，高强度反射入射光信号的法拉第偏振旋转反射镜；该末端模块用于平衡系统频谱范围、调整光路偏振态、高强度反射入射光信号，是系统实现单芯定位的关键要素之一，实现同一扰动对往返光信号的扰动叠加，使之得到有用的干涉信号，提高定位精度。

检测和放大模块，包括具有差分输入、单向输出、共模抑制功能，用于将两路电信号差进行放大处理的放大模块仪器放大器；将光信号转换为电信号的光电检测器PIN；滤掉多余的直流电平和低频电平的高通滤波电路；该监测和放大模块用于把干涉模块输出的光信号进行光电转换并经仪器放大器进行低噪声放大，转化成适合运算处理器采集和运算的电信号。

数据采集和信号分析模块，包括以至少每秒400K的速率采集信号的数据采集模块；相位解调还原算法，采用拉格朗日微分法进行相位的解调和还原；组合的“陷波点”频率计算算法，组合算法为：welch功率谱估算+功率谱小波降噪+二次曲线最小二乘拟合，用于准确计算“陷波点”频率值；扰动距离判定算法，根据理论分析和计算，定位的距离L和缺损频率f_null(k)成反比。其余各项为常数，简化后可得：L＝k/f，其中，k为一常量，k≈50677。f为成奇次倍频关系的一系列缺损频率的基频。经相位还原得到的振动信号，在频域存在陷波点。通过精确获得的陷波点的频率值，就可计算出扰动发生的准确位置；智能扰动模式识别模块，包括在数据采集和分类的基础上，确立扰动模型的维度及结构模式数据形成基础语料库，LBG算法、欧氏距离分类定义，用于判别发生的扰动类型，包括：振动或触碰光缆、剧烈振动或敲击光缆、刮擦或开剥光缆、触碰接头盒、触动光芯等，并具有学习功能。该数据采集和分析模块对来自检测和放大模块的两路波形信号进行高速数字化数据采集，对扰动引起的光程差进而引起的相位变化进行解调还原，经频谱变换得出线路全程的信号全谱频域数据，经复杂算法找出各阶频率缺损点，精确计算出扰动发生的位置；在模块中，内嵌智能扰动模式识别模块组件，对扰动的类型进行计算、分类。下面详细说明整个系统的工作过程，从而可以对本发明的系统有个较清晰的认识。

首先介绍单芯定位原理。本发明的系统从原理上讲是一个光纤干涉型传感器。由于系统属于相位调制型，只有形成干涉的光才能够携带扰动点的相位信息。如图2所示，由于干涉光路来回两次通过扰动点，所获取的扰动信息实际上是叠加后形成的合扰动信息，其频率特性与扰动位置密切相关。

分析形成干涉的两路光，显然对于光在光纤中的传播时间，下式成立：

$T=\frac{2n_{\mathrm{eff}}(l_0-l)}{c}=\frac{2n_{\mathrm{eff}}L}{e}...\left(6.1\right)$

其中T是光从D点到6再返回D所需时间(单位μs)，l为D和5间距(单位m)，l₀整段光纤长度(单位m)，n_eff有效折射率(无量纲)。普遍情况下，由于光线的敏感性，D点的准静态应变可以激发出为多个正弦频率的扰动。现考虑其中频率为ω的扰动，则有：

                   (t)＝₀sin(ωt)               (6.2)

其中(t)是某时刻由于准静态应变而产生的光相位移动(无量纲)，₀(无量纲)、ω(单位Hz)是与扰动源和光纤特性相关的常量。由于两束相干光都经过了两次调制，前者在t、t+T时刻，后者在t+τ、t+τ+T时刻，则有：

其中Δ(ω，t)为由频率为ω的扰动在t时刻引起的干涉系统中的光的相移。6.3式仅仅考虑了频率为ω的扰动，若考虑所有频率的扰动，由于实施的扰动是可叠加的，因此得到：

6.4式中(t)是总的相移，Δ_i(ω，t)即(4-13)式中Δ(ω，t)，m_i是由频率为ω的扰动信号幅度大小决定的一个加权系数，而(t)则是整个准静态应变产生的光相位移动。我们得到PIN接收到的光功率为：

                P(ω，t)＝A{1+cos[ψ+(t)]}             (6.5)

其中P(ω，t)是3×3光纤耦合器的输出端口得到的随时间变化的输出功率(单位μW)，A是与输入光功率大小有关的一个常量，ψ为由整个整个系统决定的初始相位(无量纲)，为常数；因此，输出的交流分量只与干涉系统中的相移(t)(与扰动相关)有关。对6.5式作泰勒级数展开并取前两项，得：

      P(ω，t)＝A[1+cosψ-sinψ·sin(t)]

              ＝A[1+cosψ-sinψ·(t)]

              ＝A(1+cosψ)-Asinψ·(t)          (6.6)

对照6.3、6.4、6.5式，即得PIN接收到的光功率P(ω，t)与D点准静态应变的关系式，它是一个与以时间t和扰动频率ω为变量的二元函数，因此存在时域谱和频域谱。

由6.3式可知：当 $\cos \frac{\mathrm{\ωT}}{2}\sin \frac{\mathrm{\ω\τ}}{2}=0$ 时，频域谱上与频率ω对应的光强度其交流量始终为零，在频域谱上表现为对应的该特征扰动频率ω对应的光强明显小于周边频率对应的光强，存在所谓“陷波点”。而这种情况又分为以下两种可能：

I.当 $\cos \frac{\mathrm{\ωT}}{2}=0$ 时， $\frac{\mathrm{\ωT}}{2}=\mathrm{k\π}-\frac{\mathrm{\π}}{2}$ (其中k为自然数)；将6.1式代入，记特征频率为f_null(k)，则得到一系列的特征频率：

$f_{\mathrm{null}}\left(k\right)=\frac{\mathrm{\ω}}{2\mathrm{\π}}=\frac{2k-1}{2T}=\frac{2k-1}{2}\·\frac{c}{2n_{\mathrm{eff}}L}(k=\mathrm{1,2,3}\·\·\·\·\·\·)...\left(6.7\right)$

由此式可见，扰动点的位置(用L表示)与特征频率f_null(k)密切对应，其大小为：

$L=\frac{(2k-1)\·c}{4n_{\mathrm{eff}}{f}_{\mathrm{null}}\left(k\right)}(k=\mathrm{1,2,3}\·\·\·\·\·\·)...\left(6.8\right)$

II.当 $\sin \frac{\mathrm{\ω\τ}}{2}=0$ 时， $f^{\′}\left(k\right)=\frac{k-1}{\mathrm{\τ}}$ (τ为延迟时间)，也存在陷波点。但是，由于τ可以取得很小(可调节)，与其对应的第一个特征频率f′(1)就非常大，即在频谱上，相应的陷波点频率位置远离零点；因此，只要选取适当的τ值(在本次实验中取9.783μs)就可避免f′(k)对f_null(k)的干扰。

因此，对光强度信号作离散化的数据采集得到信号的时域谱，进而作傅立叶变换得到频域谱，即可找出缺损频率f_null(k)，从而依据6.8式计算出L值，判定发生准静态应变的位置。

相位还原

从上述“单芯定位技术原理”的描述中可知，为了获得扰动特征，需要对所获得数字信号进行相位解调。

如果以(t)表示外界扰动信息，那么在系统所采用的干涉仪(一个3×3耦合器)的两输出端将产生一定相位差的干涉信号，经光电转换后，电路部分滤去了信号的直流部分，输出两路交流信号，可以表示为：

其中，(t)为外界信号，A(t)和B(t)是经两路放大器分别放大之后所产生幅度系数，φ为系统初始相位。相位还原的任务就是从两路调相信号中解调出外界扰动信号(t)。

结合图1的组成，光源模块11发出稳定的宽谱白光，经过反射隔离器送至核心的3×3分光干涉模块12；该干涉模块12把一路光分成两路，并加入一个固定的延时，再合并到一起，送至被监测线路20的由单根光纤组成的监控线路20中；合并的两路光传送并经末端模块30中的法拉第偏振反射器进行反射后，回传至干涉模块12，再在干涉模块12中分为两路后，输出至检测和放大模块13中的光电检测器，经检测和放大模块13获得的数据逐一进入各个模块进行处理。在整个过程中，一旦在监控线路20上出现扰动时，光信号由于弹光效应出现相位变化，因而将扰动相关信息携带回到检测端，进行定位和模式识别处理，经检测得到的数据送入数据采集和信号分析模块14进行分析。

在数据采集和信号分析模块14中包括信号采集和分析模块141、相位解调还原算法模块142、Welch法频谱变换模块143、智能扰动模式识别模块144和信息储存和发布模块145。该模块首先对模块13送来的数据进行相位还原后得到解调的相位数据，然后将相位数据经过Welch法频谱变换得到功率谱，在功率谱上找出缺损的频点后计算出具体的扰动位置，并将相位数据通过智能扰动模式识别模块144识别出扰动的类型，同时记录下时间等信息后由信息存储模块保存到数据库中，并通过网络发送到管理监控台。具体请参见如下说明。

相位还原模块采用拉格朗日微分法计算出解调的相位数据。一旦得到了相位数据，在频谱变换模块143中对相位数据进行Welch功率谱变换得到功率谱，然后将相位数据和功率谱数据输入到定位和模式识别模块144，在该模块中进行如图3所示的工作流程如下：

步骤31，得到相位数据的非零部分；

步骤32，生成新的数组保留首端非零相位信息；

步骤33，新数据进行降采样处理；

步骤34，进行Welch变换做能量谱；

步骤35，进行能量谱梳状滤波；

步骤36，对信号求对数谱；

步骤37，进行小波降噪处理，得到小波降噪谱的波谷信息；

步骤38，根据能量谱修正谷深信息；

步骤39，判断是否有超过设定谷深阈值的谷深？如果没有转入步骤45；

步骤40，如果有，得到最大谷深的位置索引、以及一定范围内谷深信息和所有谷深信息；

步骤41，循环得到最大谷深的3倍频和5倍频位置索引；

步骤42，求得可信度，并判定是否可信度小于4？

步骤43，如果可信度小于4，根据最大谷深位置求出距离；

步骤44，如果可信度不小于4，根据多阶位置点平均得出距离；

步骤45，结束流程。

从以上工作流程中可得到位置和扰动类型信息，同时记录下时间等附加信息，通过信息存储模块保存到数据库中，并经网络实时发送到管理监控终端。所发生的扰动类型包括：振动或触碰光缆、剧烈振动或敲击光缆、刮擦或开剥光缆、触碰接头盒、触动光芯。

上述的光源模块进一步包括激光器，用于发出稳定的宽光谱激光；中央控制器和协处理器，用于进行人机交互，对所述激光器进行自动温度控制和自动功率控制；激光器驱动器和电流检测电路，用于为所述激光器供给适当的稳定电流；制冷器驱动器和温度控制器，用于控制激光器的制冷器，使激光器始终工作在最合适状态。

上述的干涉模块进一步包括分光器，用于将单路光分解为多路固定相位差的光；合光器，用于将多路固定相位差的光合成为检测用单路光。

上述的末端模块进一步包括系统光纤假线，用于提高系统精度；法拉第偏振旋转反射镜，用于消除线路偏振态影响。

本发明的光缆通信线路安防监控系统，通过检测针对光纤光缆的各种外界扰动(包括直接或间接的触动或振动等)，获取外界扰动信号的特征信息并进行智能化分析处理，对扰动的性质做出判断，实现对光纤光缆环境的安全监测、预警和管理。

前面提供了对较佳实施例的描述，以使本领域内的任何技术人员可使用或利用本发明。对这些实施例的各种修改对本领域内的技术人员是显而易见的，可把这里所述的总的原理应用到其他实施例而不使用创造性。因而，本发明将不限于这里所示的实施例，而应依据符合这里所揭示的原理和新特征的最宽范围。

Claims (9)

1、一种光缆通信线路安防监控系统，其特征在于，包括：

光源模块，用于产生稳定波长的宽光谱激光，并注入到干涉模块；

干涉模块，将所述光源模块的宽光谱激光进行分光、延时控制处理，生成具有固定相位差的两路干涉光波，并耦合成干涉载波，并通过监控线路向末端模块进行传输，并接收由所述末端模块反射回来的携带线路全程扰动信息的光信号，经逆向分光、延时控制处理，形成相位干涉信号光输出，以及另一路无干涉直流光输出检测和分析；

监控线路，包括单一光纤，用于传输所述干涉载波；

末端模块，用于接收所述干涉载波，平衡系统频谱范围、调整光路偏振态、高强度反射入射光信号，实现同一扰动对往返光信号的扰动叠加，得到有用的干涉信号；

检测和放大模块，用于把所述干涉模块输出的光信号进行光电转换并进行低噪声放大，转化成适合运算处理器采集和运算的电信号；

数据采集和信号分析模块，对来自所述检测和放大模块的两路波形信号进行高速数字化数据采集，对扰动引起的光程差引起的相位变化进行解调还原，经频谱变换得出线路全程的信号全谱频域数据，找出各阶频率缺损点，确定扰动发生的位置。

2、根据权利要求1所述的光缆通信线路安防监控系统，其特征在于，所述数据采集和信号分析模块进一步包括：

信息存储和发布模块，用于记录微动位置、类型、时长等信息，并根据订阅列表实时将信息推送到监管终端，并为历史查询、分析、报表提供服务。

3、根据权利要求2所述的光缆通信线路安防监控系统，其特征在于，所述系统进一步包括：

系统支撑模块，用于监控所述各模块的运行状态，消除系统的单点故障。

4、根据权利要求3所述的光缆扰动信号监测定位系统，其特征在于，

所述光源模块产生的激光光谱宽度至少为30nm，中心波长至少为1310nm。

5、根据权利要求4所述的光缆通信线路安防监控系统，其特征在于，所述光源模块进一步包括：

一激光器，包括激光器制冷器，用于发出稳定的宽光谱激光，提供单路光信号；

中央控制器和协处理器，用于对所述激光器进行自动温度控制和自动功率控制；

激光器驱动器和电流检测电路，用于为所述激光器提供适当的稳定电流；

制冷器驱动器和温度控制器，用于控制所述激光器的制冷器，使激光器始终工作在最合适状态。

6、根据权利要求4或5所述的光缆通信线路安防监控系统，其特征在于，所述干涉模块进一步包括：

分光器，用于将所述光源模块提供的单路光信号分解为多路光信号，且功率分配均衡；

合光器，用于将固定相位差的多路光信号合成为检测用单路光；

延时线，用于将不同路径光程进行可控的精确调整延时；

真空悬挂封装装置，设置在所述分光器、合光器和延时线的外部，用于消除环境噪声的影响。

7、根据权利要求6所述的光缆通信线路安防监控系统，其特征在于，所述末端模块进一步包括：

系统光纤假线，对系统进行频率适配，用于提高系统精度；

法拉第偏振旋转反射镜，用于消除线路偏振态影响，高强度反射入射光信号。

8、根据权利要求1所述的光纤光缆扰动信号监测定位系统，其特征在于，所述检测和放大模块进一步包括：

放大器，具有差分输入、单向输出、共模抑制功能，用于将两路电信号差进行放大处理；

光电检测器PIN，将光信号转换为电信号；

高通滤波电路，滤掉多余的直流电平和低频电平。

9、根据权利要求7所述的光缆通信线路安防监控系统，其特征在于，所述信号采集和分析模块至少包括：

数据采集模块，以至少每秒400K的速率采集信号；

相位解调还原算法，采用拉格朗日微分法进行相位的解调和还原；

组合的“陷波点”频率计算算法，组合算法为：welch功率谱估算+功率谱小波降噪+二次曲线最小二乘拟合，用于准确计算“陷波点”频率值；

扰动距离判定算法，根据理论分析和计算，定位的距离L和缺损频率f_null(k)成反比，其余各项为常数，简化后可得：L＝k/f，其中，k为一常量，k≈50677，f为成奇次倍频关系的一系列缺损频率的基频。经相位还原得到的振动信号，在频域存在陷波点。通过精确获得的陷波点的频率值，就可计算出扰动发生的准确位置；

智能扰动模式识别模块，包括在数据采集和分类的基础上，确立扰动模型的维度及结构模式数据形成基础语料库，LBG算法、欧氏距离分类定义，用于判别发生的扰动类型，包括：振动或触碰光缆、剧烈振动或敲击光缆、刮擦或开剥光缆、触碰接头盒、触动光芯等，并具有学习功能。

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