本發(fā)明涉及光纖防竊聽領(lǐng)域,具體涉及一種防竊聽光纖報警系統(tǒng)。
背景技術(shù):
光纖通信安全已經(jīng)成為影響作戰(zhàn)指揮和國家安全主要因素。美國在1989年初,美國國家安全局就召集了全美的項尖光纖通信專家進(jìn)行光纖光纜竊聽的研究工作。美國研發(fā)的核動力潛艇“吉米卡特”號中具備進(jìn)行海底光纜竊聽的特殊掛艙,可以對海底光纜進(jìn)行數(shù)據(jù)盜取,潛艇上有大型計算機(jī)可以進(jìn)行解密計算。最新的情報表明美國新的技術(shù)已經(jīng)可以在1-2秒就可以實(shí)現(xiàn)與線路物理連接,這種技術(shù)不但可以竊取數(shù)據(jù)也可以侵入鏈路發(fā)出破壞性指令,如果侵入指揮系統(tǒng)將可以改變戰(zhàn)局后果不堪設(shè)想;侵入軌道交通系統(tǒng)可以發(fā)出錯誤指令制造火車相撞事故,戰(zhàn)時同時發(fā)起多條線路侵入可以導(dǎo)致整個鐵路系統(tǒng)癱瘓,從而使得部隊無法進(jìn)行鐵路調(diào)遣,甚至造成社會混亂,達(dá)到不戰(zhàn)而勝的目的。
陸地線路入侵防護(hù)更加困難。我軍通信線路上萬公里,有大量線路都在老百姓的農(nóng)田里,入侵者只需要蓋個蔬菜大棚就可以很隱蔽的實(shí)施竊聽。因此保障我軍通信線路的安全成為一個緊要的任務(wù)。
一般情況下,入侵事件都會引起信道信號衰減和功率波動變化等。有些入侵事件會導(dǎo)致通信突然中斷等現(xiàn)象出現(xiàn);安裝竊聽裝置的過程中將會引起突發(fā)誤碼和突發(fā)功率波動,當(dāng)竊聽裝置部署完畢后誤碼和功率波動將在一個新的水平上溫和變化。現(xiàn)有光纖竊聽檢測技術(shù)主要是針對這些特性進(jìn)行防范的。
由于敵人入侵時采用的多種方法是不造成光纖切斷的且造成衰減非常小,因此現(xiàn)有技術(shù)很難偵測出入侵事件,即使偵測出來事件發(fā)生也很難對入侵位置進(jìn)行準(zhǔn)確定位。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷,本發(fā)明提供的防竊聽光纖報警系統(tǒng),通過在光纜的外護(hù)套內(nèi)加載另一路光纖,并利用分布式傳感的方式監(jiān)測入侵者實(shí)施入侵時產(chǎn)生的震動及壓力等物理量變化,確認(rèn)入侵行為,并實(shí)現(xiàn)對入侵點(diǎn)準(zhǔn)確定位,實(shí)現(xiàn)對整個通信光路進(jìn)行保護(hù)保護(hù)層內(nèi)光纖的斷點(diǎn)及應(yīng)力發(fā)生,從而對整個通信光路進(jìn)行保護(hù)。通過光路環(huán)形感應(yīng)層設(shè)計加強(qiáng)了對中心通訊層的防護(hù),有效提高了入侵偵測的準(zhǔn)確率,降低了誤報率。
本發(fā)明提供的一種防竊聽光纖報警系統(tǒng),包括:激光器、環(huán)形器、光纜、光電轉(zhuǎn)換模塊、信號處理模塊和報警模塊;所述光纜包括通信光纖和傳感光纖;所述激光器的光輸出端通過所述環(huán)形器與所述傳感光纖的光入射端連接,所述傳感光纖的光入射端通過所述環(huán)形器與所述光電轉(zhuǎn)換模塊連接,所述光電轉(zhuǎn)換模塊與所述信號處理模塊連接,所述信號處理模塊與所述報警模塊連接;所述通信光纖用于正常通信;所述傳感光纖用于監(jiān)測侵?jǐn)_情況;所述激光器用于產(chǎn)生脈沖激光;所述光電轉(zhuǎn)換模塊用于接收所述傳感光纖內(nèi)的反射光,并將光信號轉(zhuǎn)換為電信號;所述信號處理模塊用于接收所述光電轉(zhuǎn)換模塊輸出的電信號,對所述電信號進(jìn)行處理,得到監(jiān)測結(jié)果;所述報警模塊用于根據(jù)所述監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行報警。
優(yōu)選地,所述通信光纖外包裹有外護(hù)套,所述傳感光纖以絞合纏繞的方式嵌在所述外護(hù)套中。
優(yōu)選地,包括多路所述傳感光纖,多路所述傳感光纖分別以不同的方向絞合纏繞在所述外護(hù)套中。
優(yōu)選地,多路所述傳感光纖分別采用不同涂層的光纖。
優(yōu)選地,所述信號處理模塊具體用于:接收所述電信號,進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到監(jiān)測數(shù)據(jù);若所述監(jiān)測數(shù)據(jù)大于所述閾值,則確定所述監(jiān)測數(shù)據(jù)對應(yīng)的點(diǎn)為入侵點(diǎn);根據(jù)所述監(jiān)測數(shù)據(jù)的時間信息,計算得到入侵點(diǎn)坐標(biāo)。
優(yōu)選地,所述信號處理模塊具體用于:接收所述電信號,進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到監(jiān)測數(shù)據(jù);對所述監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行降噪處理;提取降噪處理后的監(jiān)測數(shù)據(jù)的特征值;將所述特征值輸入預(yù)先訓(xùn)練好的分類器,得到分類結(jié)果;若所述分類結(jié)果為人為侵?jǐn)_,則標(biāo)記所述監(jiān)測數(shù)據(jù)對應(yīng)的點(diǎn)為疑似入侵點(diǎn),根據(jù)所述監(jiān)測數(shù)據(jù)的時間信息,計算得到疑似入侵點(diǎn)坐標(biāo),并輸出入侵預(yù)警;若所述分類結(jié)果為已遭入侵,則根據(jù)所述監(jiān)測數(shù)據(jù)的時間信息,計算得到入侵點(diǎn)坐標(biāo),并輸出入侵警報;若所述分類結(jié)果為外界侵?jǐn)_,則不進(jìn)行坐標(biāo)計算。
優(yōu)選地,所述提取降噪處理后的監(jiān)測數(shù)據(jù)的特征值,包括:將降噪處理后的監(jiān)測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為頻域信號,提取所述頻域信號的頻譜信息作為特征值。
優(yōu)選地,在降噪處理和提取特征值之間還包括以下步驟:將降噪處理后的監(jiān)測數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)做差值計算,若差值大于預(yù)警閾值,則進(jìn)行降噪處理。
優(yōu)選地,所述分類器的訓(xùn)練步驟包括:采集大量數(shù)據(jù)作為樣本數(shù)據(jù),對樣本數(shù)據(jù)的類型進(jìn)行標(biāo)記;對所述樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行降噪處理;提取降噪處理后的樣本數(shù)據(jù)的特征值;將樣本數(shù)據(jù)的特征值輸入分類器,得到分類測試結(jié)果;若分類測試結(jié)果與標(biāo)記的樣本數(shù)據(jù)的類型不同,則調(diào)整所述分類器的參數(shù);獲取下一組樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練,直到所述分類器的輸出結(jié)果滿足條件。
優(yōu)選地,所述報警模塊具體用于:若監(jiān)測結(jié)果為監(jiān)測到入侵信號,則將所述監(jiān)測結(jié)果中的入侵點(diǎn)坐標(biāo)發(fā)送給衛(wèi)星,并接收衛(wèi)星回傳的所述入侵點(diǎn)坐標(biāo)處的圖像信息,進(jìn)行報警警情確認(rèn),若確認(rèn)發(fā)生竊聽事件,則發(fā)布報警信息。
附圖說明
圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的防竊聽光纖報警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖;
圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的帶有傳感光纖的光纜的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的帶有傳感光纖的光纜的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的帶有傳感光纖的光纜的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案,因此只是作為示例,而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
需要注意的是,除非另有說明,本申請使用的技術(shù)術(shù)語或者科學(xué)術(shù)語應(yīng)當(dāng)為本發(fā)明所屬領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的通常意義。
如圖1所示,本發(fā)明實(shí)施例提供的一種防竊聽光纖報警系統(tǒng),包括:激光器1、環(huán)形器2、光纜6、光電轉(zhuǎn)換模塊3、信號處理模塊4和報警模塊5。光纜6包括通信光纖8和傳感光纖7,其中通信光纖8和傳感光纖7的數(shù)量不做限定,可以是一路或多路。
其中,通信光纖8用于正常通信。傳感光纖7用于監(jiān)測侵?jǐn)_情況。激光器1用于產(chǎn)生脈沖激光。光電轉(zhuǎn)換模塊3用于接收傳感光纖7內(nèi)的反射光,并將光信號轉(zhuǎn)換為電信號。信號處理模塊4用于接收光電轉(zhuǎn)換模塊3輸出的電信號,基于光時域反射(OTDR)原理對電信號進(jìn)行處理,得到監(jiān)測結(jié)果,監(jiān)測結(jié)果包括是否發(fā)生入侵事件,以及入侵事件發(fā)生的地點(diǎn)。報警模塊5用于根據(jù)監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行報警。
激光器1的光輸出端通過環(huán)形器2與傳感光纖7的光入射端連接,傳感光纖7的光入射端通過環(huán)形器2與光電轉(zhuǎn)換模塊3連接,光電轉(zhuǎn)換模塊3與信號處理模塊4連接,信號處理模塊4與報警模塊5連接。激光器1輸出的脈沖激光經(jīng)過輸入傳感光纖7,脈沖激光在傳感光纖7中遇到障礙點(diǎn)后會發(fā)生反射,反射回的光被光電轉(zhuǎn)換模塊3接收后,由信號處理模塊4進(jìn)行分析計算,得到障礙點(diǎn)對應(yīng)的坐標(biāo)。
本實(shí)施例提供的防竊聽光纖報警系統(tǒng),通過在光纜6的保護(hù)層內(nèi)加載另一路光纖,并利用分布式傳感的方式監(jiān)測入侵者實(shí)施入侵時產(chǎn)生的震動及壓力等物理量變化,確認(rèn)入侵行為,并實(shí)現(xiàn)對入侵點(diǎn)準(zhǔn)確定位,實(shí)現(xiàn)對整個通信光路進(jìn)行保護(hù)保護(hù)層內(nèi)光纖的斷點(diǎn)及應(yīng)力發(fā)生,從而對整個通信光路進(jìn)行保護(hù)。通過光路環(huán)形感應(yīng)層設(shè)計加強(qiáng)了對中心通訊層的防護(hù),有效提高了入侵偵測的準(zhǔn)確率,降低了誤報率。
其中,報警模塊5若具體用于:監(jiān)測結(jié)果為監(jiān)測到入侵信號,則將監(jiān)測結(jié)果中的入侵點(diǎn)坐標(biāo)發(fā)送給衛(wèi)星,并接收衛(wèi)星回傳的入侵點(diǎn)坐標(biāo)處的圖像信息,進(jìn)行報警警情確認(rèn),若確認(rèn)發(fā)生竊聽事件,則發(fā)布報警信息,報警信息可以通過網(wǎng)絡(luò)短信等多種形式發(fā)布。通過后臺大數(shù)據(jù)平臺進(jìn)行報警設(shè)計分析、入侵位置鎖定、為警戒車輛、衛(wèi)星、無人機(jī)等提供精準(zhǔn)的入侵點(diǎn)坐標(biāo),并將相關(guān)圖像信息回傳,進(jìn)行報警警情確認(rèn),大大降低了分布式傳感的誤報率。
如圖2所示,通信光纖8外包裹有外護(hù)套,傳感光纖7以絞合纏繞的方式嵌在外護(hù)套中,纏繞的方向可以是順時針的,也可以是逆時針的,纏繞的密度可以根據(jù)不同的防護(hù)需要來設(shè)計。通過分層設(shè)計能更好保護(hù)核心通信線路。目前針對光纜6竊聽的方案有個共同特點(diǎn),都需要剝離通信光纖8的外護(hù)套,才能安裝竊聽裝置。因此,入侵者在對外護(hù)套進(jìn)行破壞的過程中,必定會觸動傳感光纖7,甚至?xí)蹟鄠鞲泄饫w7,產(chǎn)生很強(qiáng)的擾動信號,這樣機(jī)房內(nèi)的監(jiān)控主機(jī)可以相對容易的采集到特征明顯的入侵信號,再通過后臺大數(shù)據(jù)平臺計算得到準(zhǔn)確位置坐標(biāo),發(fā)出報警信息。
復(fù)數(shù)根數(shù)的傳感光纖7可以以相同或不同的方向纏繞于通信光纖8的外護(hù)套中,增加傳感光纖7纏繞的密度,使竊聽者剝離外護(hù)套的過程中不可避免的會破壞傳感光纖7。
多根傳感光纖7可以采用不同涂層,不同的涂層能夠增加光纖對不同物理量的感應(yīng)能力,如溫度、應(yīng)力等,以滿足不同檢測設(shè)備的需求,使得本實(shí)施例的防竊聽光纜6能夠同時采用多種監(jiān)測手段,有助于提高監(jiān)測靈敏度和準(zhǔn)確率。如采用雙層涂層工藝,優(yōu)選地內(nèi)層涂層為鍍鎳層,外層涂層為SiO2/EA/PUA(二氧化硅/環(huán)氧丙稀酸酯/聚氨酯丙烯酸酯)雜化材料。這種雙涂層,使得傳感光纖溫度靈敏度系數(shù)高,對溫度具有較好的穩(wěn)定性,應(yīng)力靈敏度系數(shù)高,提高了溫度的測量精度和準(zhǔn)確度。
如圖3所示,可以通過兩路分布式傳感光纖7進(jìn)行監(jiān)測,兩路傳感光纖7分別以不同的方向絞合纏繞在外護(hù)套中,在信號距離不長的情況下,可以把兩路傳感光纖7遠(yuǎn)離激光器1的端部相連,僅用一臺分布式傳感進(jìn)行監(jiān)測從而節(jié)約成本。
進(jìn)一步地,可以在通信層增加一路或多路傳感光纖7,將傳感光纖7和通信光纖8絞合纏繞,重新定義線序使入侵者很難分辨哪條是傳感光纖哪條是通信光纖8,增加入侵者安裝竊聽裝置時間為安全部門爭取更多處置時間,大大降低了入侵者入侵有效性。
如圖4所示,給出了光纜6更為具體的結(jié)構(gòu)圖,由內(nèi)到外依次是磷化鋼絲、通信層、鋁塑復(fù)合帶、聚乙烯內(nèi)護(hù)套、感應(yīng)層、聚乙烯外護(hù)套。感應(yīng)層和通信層均由多路光纖組成,一路光纖包括套在松套管內(nèi)多根光纖,光纖之間的空隙用纖膏填充,通信層和感應(yīng)層中的空隙處填充有纜膏。通信層中的光纖可以全部用來通信,或者一部分光纖作為傳感光纖7。感應(yīng)層僅僅需要1-3根光纖用來檢測,其余光纖可用于一些非涉密通信。光纜6中心的磷化鋼絲有助于增加光纜6的強(qiáng)度。
其中,信號處理模塊4中的處理步驟包括:
步驟S1,接收電信號,進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到監(jiān)測數(shù)據(jù)。
步驟S2,若監(jiān)測數(shù)據(jù)大于閾值,則確定監(jiān)測數(shù)據(jù)對應(yīng)的點(diǎn)為入侵點(diǎn);否則不計算入侵點(diǎn)坐標(biāo),對下一監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷。
步驟S3,根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)的時間信息,計算得到入侵點(diǎn)坐標(biāo),并發(fā)送給報警模塊5。
接著,報警模塊5接收信號處理模塊4輸出的入侵點(diǎn)坐標(biāo),將入侵點(diǎn)坐標(biāo)發(fā)送給衛(wèi)星,并接收衛(wèi)星回傳的入侵點(diǎn)坐標(biāo)處的圖像信息,進(jìn)行報警警情確認(rèn),若確認(rèn)發(fā)生竊聽事件,則發(fā)布報警信息。
其中,信號處理模塊4中的另一優(yōu)選處理步驟包括:
步驟S10,接收電信號,進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到監(jiān)測數(shù)據(jù)。
步驟S20,記錄同一監(jiān)測點(diǎn)的多次監(jiān)測數(shù)據(jù),若發(fā)現(xiàn)多次監(jiān)測數(shù)據(jù)的強(qiáng)度呈現(xiàn)遞增趨勢,則確定該監(jiān)測點(diǎn)為入侵點(diǎn)。
步驟S30,根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)的時間信息,計算得到入侵點(diǎn)坐標(biāo),并發(fā)送給報警模塊5。
接著,報警模塊5接收信號處理模塊4輸出的入侵點(diǎn)坐標(biāo),將入侵點(diǎn)坐標(biāo)發(fā)送給衛(wèi)星,并接收衛(wèi)星回傳的入侵點(diǎn)坐標(biāo)處的圖像信息,進(jìn)行報警警情確認(rèn),若確認(rèn)發(fā)生竊聽事件,則發(fā)布報警信息。
該優(yōu)選方法通過對同一監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行多次數(shù)據(jù)統(tǒng)計,提高了抗干擾能力,降低了誤報警的概率。在實(shí)時竊聽的過程中,竊聽者需要先挖開地面,然后破壞光纜進(jìn)行竊聽,這個過程中返回的信號會也來越強(qiáng),利用這種特性,進(jìn)行入侵能量累計統(tǒng)計(即同一地點(diǎn)的多次監(jiān)測數(shù)據(jù)呈現(xiàn)遞增趨勢),可以有效排除其它非入侵事件的干擾,達(dá)到準(zhǔn)確判斷竊聽事件的目的,提高了報警的準(zhǔn)確率。
激光脈沖在光纖中傳輸時,在時域里,入射光經(jīng)過背向散射返回到光纖入射端所需時間為t,激光脈沖在光纖中所走過的路程為2L,有:
2L=V·t
其中,V為光在光纖中傳輸速度;C為真空中的光速;n為光纖折射率。因此,根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)對應(yīng)的的時間信息即可得到入侵點(diǎn)坐標(biāo)。
由于,采用本實(shí)施例中的光纜6,在破壞光纜6外護(hù)套的過程中一定會破壞傳感光纖,因此,信號處理模塊4可以相對容易地采集到特征明顯的入侵信號,進(jìn)行報警。因此,本實(shí)施例的防竊聽光纖報警系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)方式簡單、成本低,入侵信號明顯,能夠大大提高檢測效率和準(zhǔn)確率。
自然環(huán)境中存在各種各樣的信號干擾,從慢變型的溫度變化導(dǎo)致的應(yīng)力變化,到廣泛存在車輛震動,都使得分布式傳感監(jiān)視的真正竊聽信號淹沒在眾多的背景噪聲之中。這使得各種分布式傳感在真實(shí)環(huán)境應(yīng)用的過程中,往往誤報嚴(yán)重甚至無法使用。基于上述缺陷,本實(shí)施例構(gòu)建了一個基于機(jī)器學(xué)習(xí)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的分類器,對不同的應(yīng)力信號的產(chǎn)生與特征進(jìn)行分析,并利用目前計算機(jī)高速數(shù)據(jù)處理的優(yōu)勢,進(jìn)行大數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)比對,通過不斷地更新數(shù)據(jù)的自學(xué)習(xí)過程使誤報率控制在一個合理的范圍內(nèi)。
分類器的訓(xùn)練步驟包括:采集大量數(shù)據(jù)作為樣本數(shù)據(jù),對樣本數(shù)據(jù)的類型進(jìn)行標(biāo)記;對樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行降噪處理;提取降噪處理后的樣本數(shù)據(jù)的特征值;將樣本數(shù)據(jù)的特征值輸入分類器,得到分類測試結(jié)果;若分類測試結(jié)果與標(biāo)記的樣本數(shù)據(jù)的類型不同,則調(diào)整分類器的參數(shù);獲取下一組樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練,直到分類器的輸出結(jié)果滿足條件。
其中,采用現(xiàn)場測試的手段,將常見的農(nóng)耕作業(yè)、重車輛通過、挖掘、下雨等振動結(jié)果通過系統(tǒng)記錄下來作為樣本數(shù)據(jù),各種噪聲的振動頻譜與強(qiáng)度不同,通過對大量樣本數(shù)據(jù)的進(jìn)行分析得到各種類干擾類型的基本特征,經(jīng)過大量樣本數(shù)據(jù)訓(xùn)練后的分類器,能夠區(qū)分具體的信號是由于環(huán)境事件引發(fā)還是由于入侵者破壞產(chǎn)生的,降低誤報率。
基于上述分類器,信號處理模塊4中的處理步驟包括:
步驟S100,接收電信號,進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到監(jiān)測數(shù)據(jù)。
步驟S200,對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行降噪處理。
步驟S300,提取降噪處理后的監(jiān)測數(shù)據(jù)的特征值。
步驟S400,將特征值輸入預(yù)先訓(xùn)練好的分類器,得到分類結(jié)果。
步驟S500,若分類結(jié)果為人為侵?jǐn)_,則標(biāo)記監(jiān)測數(shù)據(jù)對應(yīng)的點(diǎn)為疑似入侵點(diǎn),根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)的時間信息,計算得到疑似入侵點(diǎn)坐標(biāo),并輸出入侵預(yù)警;若分類結(jié)果為已遭入侵,則根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)的時間信息,計算得到入侵點(diǎn)坐標(biāo),并輸出入侵警報;若分類結(jié)果為外界侵?jǐn)_,則不進(jìn)行坐標(biāo)計算。
然后,若報警模塊5接受到入侵預(yù)警或入侵警報,則將疑似入侵點(diǎn)坐標(biāo)或入侵點(diǎn)坐標(biāo)發(fā)送給衛(wèi)星,并接收衛(wèi)星回傳的疑似入侵點(diǎn)坐標(biāo)或入侵點(diǎn)坐標(biāo)處的圖像信息,進(jìn)行報警警情確認(rèn),若確認(rèn)發(fā)生竊聽事件,則發(fā)布報警信息。這樣在入侵者刨開光纜6附近的泥土?xí)r,就會觸發(fā)預(yù)警警報,給抓捕人員提供了更充裕的時間,減少甚至避免入侵損失發(fā)生。
其中,步驟S300的優(yōu)選方式為:將降噪處理后的監(jiān)測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為頻域信號,提取頻域信號的頻譜信息作為特征值。
進(jìn)一步地,步驟S200和步驟S300之間還包括:將降噪處理后的監(jiān)測數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)做差值計算,若差值大于預(yù)警閾值,則進(jìn)行降噪處理,否則不進(jìn)行后續(xù)處理。其中,標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)可以是取多次無入侵事件時的監(jiān)測數(shù)據(jù)的平均值,在進(jìn)行步驟S300計算前,先對是否存在入侵事件作出預(yù)判,決定是否需要進(jìn)行后續(xù)處理,這樣可以降低數(shù)據(jù)處理量。
激光器容易受工作溫暖和工作電流的影響,導(dǎo)致功率和輸出的波長發(fā)生改變。當(dāng)激光器的中心波長發(fā)生變化時,在光纖傳播時的衰減也會發(fā)生變化,在光纖中自發(fā)拉曼散射產(chǎn)生的兩路散射光的波長也會發(fā)生改變,同時導(dǎo)致光纖中的損耗系數(shù)會發(fā)生變化,由于波分復(fù)用器中濾波器的帶寬的影響,會使兩路光在波分復(fù)用器的損耗也會發(fā)生變化,這些因素都會使最終解調(diào)的溫度產(chǎn)生誤差。因此,激光器的輸出光的穩(wěn)定性一定要高。本實(shí)施例中的激光器采用高功率的光纖激光器。光纖激光器輸出的光束質(zhì)量好、脈寬窄、能量高、頻率穩(wěn)定,從光源處降低干擾的引入,直接通過光纖輸出脈沖激光,減少了輸出過程中的光能量的損失。
激光器波長一般選擇980nm,1310nm或1550nm,其中,1550nm的激光在光纖的傳輸距離比較大,傳輸損耗比較小,本實(shí)施例的監(jiān)測系統(tǒng)中激光器的波長優(yōu)選為1550nm。
光電探測器在系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)光電信號的轉(zhuǎn)化,其性能的好壞直接與系統(tǒng)信號的信噪比,穩(wěn)定性有關(guān)。本系統(tǒng)中,需要檢測反射光的比較微弱,因此需要選用響應(yīng)度大,增益大的光電探測器。常用的的光電探測器主要是PIN光電二極管和APD雪崩光電二極管。其中,APD雪崩光電二極管具有高靈敏度、噪聲等效功率低的特點(diǎn),適合微弱信號的檢測,再通過放大電路對輸出的電信號進(jìn)行放大,其中,放大器也要滿足低噪聲、高增益、高帶寬和高轉(zhuǎn)換速率的特點(diǎn)。為了提高監(jiān)測系統(tǒng)的靈敏度和監(jiān)測距離,本實(shí)施例中的光電轉(zhuǎn)換模塊采用響應(yīng)度大高增益的APD雪崩光電二極管來檢測反射光,并為配有放大電路,用于放大APD雪崩光電二極管采集到的信號,放大電路中的放大器優(yōu)選具備低噪聲、高增益、高帶寬和高轉(zhuǎn)換速率的放大器。
綜合上述,本實(shí)施例提供的防竊聽光纖報警系統(tǒng),監(jiān)測的分辨率能夠達(dá)到到10米的量級,探測距離可達(dá)到50-90km。
最后應(yīng)說明的是:以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案,而非對其限制;盡管參照前述各實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改,或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍,其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求和說明書的范圍當(dāng)中。