CN107289978B - 一种基于potdr的测扰动的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于POTDR的测扰动的系统，通过引入一个偏振分束器和一个偏振合束器，将探测脉冲先分成两个能量相等的正交偏振分量，再经过少量延时后合成在一起，合成的探测脉冲光经环形器由连接光纤传输后进入检偏器。检偏器设置在传感光纤的前端，探测脉冲通过检偏器后再进入光纤，光纤的背向瑞利散射光将由环形器进入雪崩探测器并通过信号分析对光纤沿线的偏振信号进行传感。通过引入耦合器和不同长度的连接光纤，可实现对多路光纤中扰动的同时测量。本发明还公开了一种基于POTDR的测扰动方法，本发明消除POTDR系统与传感光纤间连接光纤上的无关扰动对传感检测的影响，抗干扰能力强；通过多路复用，该系统可同时探测多个相互独立区域的扰动。

Description

一种基于POTDR的测扰动的系统及方法

技术领域

本发明涉及光纤传感技术领域，特别是一种基于POTDR的测扰动的系统及方法。

背景技术

光纤传感技术是从20世纪70年代发展而来的一门崭新的技术，随着光导纤维的实用化和光通信技术的发展，光纤传感技术以多元化的姿态迅猛发展。当光在光纤中传输时，由于光纤受外界扰动、温度、应变、位移等环境因素的影响，光信号的偏振态、功率、波长、相位等参数会发生变化。通过检测光纤中光的这些参数，就可以获得光纤周围环境的变化信息，从而实现传感。

当一束短脉冲光入射到光纤时，它沿着光纤传播并被散射到各个方向，一部分散射光沿着光纤传输并返回到入射端，这部分散射光称为背向瑞利散射光，背向瑞利散射光携带有传感光纤沿线受扰动的信息。基于瑞利散射的光时域传感技术就是通过监测光纤中背向瑞利散射光的特性来实现分布式传感的一种传感技术。

偏振光时域反射技术就是通过检测背向瑞利散射光的偏振态来实现传感的一种光时域反射技术。1980年，Rogers提出了偏振光时域反射技术(POTDR)的思想。激光器发出的光受声光调制器调制后变为脉冲光，经掺铒光纤放大器放大到一定功率后由环形器入射到待测光纤，传输过程中的背向瑞利散射光由环形器返回，通过偏振分束器检偏后被光电探测器接收。当光纤受到外界扰动时，光纤中光的偏振态将发生变化。同时，由于光脉冲在光纤中传输时发生背向瑞利散射，因此通过探测器探测背向瑞利散射光偏振态的变化，便可以得到光纤受扰动的信息。

由于光纤中光的偏振态会随着外部对POTDR连接光纤的扰动产生变化，所以POTDR系统的稳定性较差，且光在光纤中传输时，偏振态的变化是具有连续性的，若连接光纤有扰动，从待测光纤传回的瑞利散射信号将会被掩盖，传感的准确性就会受到影响。传统POTDR传感技术存在抗干扰能力差的缺陷。所以如何提高抗干扰能力，是POTDR传感系统中一个需要重点解决的难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种基于POTDR的测扰动的系统及方法，本发明提高了POTDR系统的抗干扰能力和远程测量能力。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

根据本发明提出的一种基于POTDR的测扰动的系统，包括激光模块、偏振控制器、偏振分束器、保偏光纤、偏振合束器、环形器、连接光纤、检偏器、雪崩光电探测器、采集卡和处理器；其中，

激光模块，用于将输出的完全偏振的脉冲光经偏振控制器输出至偏振分束器；

偏振分束器，用于经偏振控制器的控制，输出两路偏振态相互正交且功率相等的脉冲光；其中，一路脉冲光输出至偏振合束器；另一路脉冲光经保偏光纤输出至偏振合束器；

偏振合束器，用于将接收到的两路脉冲光进行合成，合成后的脉冲光经环形器、连接光纤、检偏器后输出至外部的传感光纤，由检偏器输出的脉冲光在传感光纤中传输产生的背向瑞利散射光反向再次通过检偏器后经环形器输出至雪崩光电探测器；

雪崩光电探测器，用于将接收到的背向瑞利散射光转换为电信号后输出至采集卡；

采集卡，用于将采集的电信号输出至处理器进行分析处理，从而得到传感光纤沿线的扰动传感信息。

作为本发明所述的一种基于POTDR的测扰动的系统进一步优化方案，所述激光模块包括脉冲激光器和起偏器；其中，

脉冲激光器，用于输出光脉冲至起偏器；

起偏器，用于保证脉冲光经过其后，输出完全偏振的脉冲光经偏振控制器输出至偏振分束器。

基于上述的一种基于POTDR的测扰动系统的方法，包括以下步骤：

步骤(1)、向传感光纤以相同的时间间隔注入脉冲光，处理器持续收到多组背向瑞利散射光信号，取连续的多组背向瑞利散射光信号做累加平均；

步骤(2)、对步骤(1)中得到的平均后的背向瑞利散射光信号，利用将相邻信号进行差分的方式实现对扰动点的定位；

步骤(3)、将步骤(1)中得到的平均后的背向瑞利散射光信号，采用频谱分析的方法对扰动信号的频率和位置进行测量。

一种基于POTDR的测扰动的系统，包括激光模块、偏振控制器、偏振分束器、保偏光纤、偏振合束器、环形器、1×N耦合器、多个连接光纤、多个检偏器、雪崩光电探测器、采集卡和处理器；连接光纤的一端与1×N耦合器的输出端分别一一连接，连接光纤的另一端与检偏器分别一一连接，连接光纤和检偏器的个数均为N，N为大于1的整数，连接光纤的长度均不同；其中，

激光模块，用于将输出的完全偏振的脉冲光经偏振控制器输出至偏振分束器；

偏振分束器，用于经偏振控制器的控制，输出两路偏振态相互正交且功率相等的脉冲光；其中，一路脉冲光输出至偏振合束器；另一路脉冲光经保偏光纤输出至偏振合束器；

偏振合束器，用于将接收到的两路脉冲光进行合成，合成后的脉冲光经环形器、1×N耦合器后，输出N路光分别依次经与1×N耦合器的输出端分别连接的连接光纤、检偏器后输出至外部的多个传感光纤，由检偏器输出的脉冲光在传感光纤中传输产生的背向瑞利散射光反向再次通过检偏器后经环形器输出至雪崩光电探测器；各个传感光纤产生的背向瑞利散射光在时域上是错开的；

雪崩光电探测器，用于将背向瑞利散射光转换为电信号后输出至采集卡；

采集卡，用于将采集的电信号输出至处理器进行分析处理，从而实现对多个传感光纤沿线的扰动传感信息的同时测量。

作为本发明所述的一种基于POTDR的测扰动的系统进一步优化方案，所述激光模块包括脉冲激光器和起偏器；其中，

脉冲激光器，用于输出光脉冲至起偏器；

起偏器，用于保证脉冲光经过其后，输出完全偏振的脉冲光经偏振控制器输出至偏振分束器。

作为本发明所述的一种基于POTDR的测扰动的系统进一步优化方案，复用各路的信号在时域上是错开的，相互不干扰，每一路的连接光纤的长度大于或等于复用结构中前一路的连接光纤和传感光纤长度之和。

基于上述的一种基于POTDR的测扰动系统的方法，包括以下步骤：

步骤(1)、向传感光纤以相同的时间间隔注入脉冲光，处理器持续收到多组背向瑞利散射光信号，取连续的多组背向瑞利散射光信号做累加平均；

步骤(2)、对步骤(1)中得到的平均后的背向瑞利散射光信号，对相邻信号进行差分的方式实现对扰动点的定位；

步骤(3)、将步骤(1)中得到的平均后的背向瑞利散射光信号，采用频谱分析的方法对扰动信号的频率和位置进行测量。

一种基于POTDR的测扰动方法，包括以下步骤：

步骤一、将两路偏振态相互正交且功率相等的脉冲光进行合成；

步骤二、合成后的脉冲光经环形器、连接光纤、检偏器后输出至外部的传感光纤，由检偏器输出的脉冲光在传感光纤中传输产生的背向瑞利散射光反向再次通过检偏器后经环形器输出至接收端；

步骤三、向传感光纤以相同的时间间隔注入脉冲光，接收端持续收到多组背向瑞利散射光信号，取连续的多组背向瑞利散射光信号做累加平均；

步骤四、对步骤三中得到的平均后的背向瑞利散射光信号，对相邻信号进行差分的方式实现对扰动点的定位；

步骤五、将步骤三中得到的平均后的背向瑞利散射光信号，采用频谱分析的方法对扰动信号的频率和位置进行测量。

一种基于POTDR的测扰动方法，包括以下步骤：

步骤一、将两路偏振态相互正交且功率相等的脉冲光进行合成；

步骤二、合成后的脉冲光经环形器、1×N耦合器后，输出N路光分别依次经与1×N耦合器的输出端连接的连接光纤、检偏器后输出至外部的多个传感光纤，由检偏器输出的脉冲光在传感光纤中传输产生的背向瑞利散射光反向再次通过检偏器后经环形器输出至接收端；连接光纤和检偏器的个数均为N，连接光纤的一端与1×N耦合器的输出端分别一一连接，连接光纤的另一端与检偏器分别一一连接，N为大于1的整数，连接光纤的长度均不同，各个传感光纤产生的背向瑞利散射光在时域上是错开的；

步骤三、向传感光纤以相同的时间间隔注入脉冲光，接收端持续收到多组背向瑞利散射光信号，取连续的多组背向瑞利散射光信号做累加平均；

步骤四、对步骤三中得到的平均后的背向瑞利散射光信号，对相邻信号进行差分的方式实现对扰动点的定位；

步骤五、将步骤三中得到的平均后的背向瑞利散射光信号，采用频谱分析的方法对扰动信号的频率和位置进行测量。

作为本发明所述的一种基于POTDR的测扰动方法进一步优化方案，复用各路的信号在时域上是错开的，相互不干扰，每一路的连接光纤的长度大于或等于复用结构中前一路的连接光纤和传感光纤长度之和。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

(1)本发明中偏振合束器与检偏器之间的环形器和连接光纤在受到外部扰动时，不会对传感信号产生影响，极大提高了POTDR系统的抗干扰能力和远程测量能力；

(2)本发明可以于待测光纤上任意位置的扰动进行分布式测量，识别其扰动频率并进行定位；

(3)通过耦合器还可以实现多路复用，能对多个独立区域同时进行互不干扰的分布式传感测量。

附图说明

图1是本发明的试验装置图。

图2是实验采集的两点振动POTDR传感信号经过傅里叶变换后的频谱图。

图3是对连接光纤添加扰动干扰时的POTDR传感信号傅里叶变换后的频谱图。

图4是引入一个3dB耦合器的两路复用实验装置图。

图5a是双路复用第二路传感光纤540m处加振动的时域图。

图5b是双路复用第二路传感光纤540m处加振动的差分时域图。

图6是双路复用两路分别加振动的POTDR传感信号傅里叶变换后的频谱图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

如图1所示，基于POTDR的测扰动的传感系统包括：脉冲激光器、起偏器、偏振控制器、偏振分束器、保偏光纤、偏振合束器、环形器、连接光纤检偏器、雪崩光电探测器和采集卡；脉冲激光器的输出接起偏器，再通过偏振控制器，经过偏振分束器后被分为两路，第一路直通，第二路接一段延长保偏跳线，之后两路再通过一个偏振合束器合成一路光，进入环形器1端口，环形器2端口接检偏器再进入待测光纤，背向瑞利散射光回来再经过检偏器和环形器2端口，从环形器3端口出射进入雪崩光电探测器，由采集卡采集背向瑞利散射光信号，传至PC机做信号分析，得到光纤沿线的传感信息。此外当脉冲激光器为完全保偏输出时，可以省略起偏器。所述待测光纤为传感光纤。

进一步的，多路复用的装置需要在环形器的二端口后面插入耦合器，如图4所示的装置示意图，通过在环形器的2端口后面插入耦合器，使POTDR系统有多个输出相同分量的端口，再通过在复用的各路传感光纤前加上一段长度的连接光纤，可以使各段传感信号在时域上错开，从而实现多路复用，探测多个相互独立区域的不同扰动。基于POTDR测扰动的多路复用传感系统包括：脉冲激光器、起偏器、偏振控制器、偏振分束器、保偏跳线、偏振合束器、环形器、耦合器、第一连接光纤、第一检偏器、第二连接光纤、第二检偏器、雪崩光电探测器和采集卡。

脉冲激光器发出光脉冲，经过起偏器，保证经过起偏器后的光为完全偏振光，之后经过一个偏振控制器，再经过一个偏振分束器后脉冲光被分为两路偏振态相互正交的脉冲光，其中一路直通，另一路经过一小段保偏光纤进行延时，之后两路光经过一个偏振合束器进行合成，合成后的脉冲光经过环形器后通过连接光纤传输至位于待测光纤前端的检偏器，经过一个检偏器后，脉冲光在待测光纤中传输产生的背向瑞利散射光反向再次通过检偏器后经环形器进入雪崩光电探测器(APD)，通过雪崩光电探测器接收，再经由采集卡进行电信号采集。

通过调节偏振分束器前的偏振控制器控制入射进偏振分束器的光脉冲的偏振态，使偏振分束器的两路光在合光前功率相等。经过这样设置，即使环形器及连接光纤受到扰动后改变了其中光波的偏振态，合成脉冲光在通过检偏器进入待测光纤时的能量和偏振态始终保持恒定，可以极大提高POTDR传感系统的抗干扰能力。当待测传感光纤受到外界扰动时，光纤中光的偏振态将发生变化。同时，经检偏器返回的背向瑞利散射光的强度会发生变化，因此可以通过探测器探测到待测光纤中背向瑞利散射光偏振态的变化，从而实现对待测光纤上扰动事件的传感。

上述方法的要点在于，两个相互正交且能量相等的脉冲进行合成的合脉冲光在经过检偏器后，能保证连接光纤经受扰动时总能量及偏振方向保持不变，其原理如下。

假设入射脉冲光强度为I₀，可以用琼斯矢量表示为其中ν₀是光波的频率，脉冲光经过PBS分光后的两路脉冲光均为线偏振光，且其偏振态互相垂直。其中一路记为E₁，其琼斯矢量表示为另一路我们记为E₂，琼斯矢量表示为E₂与E₁正交，能量相等。连接环形器和检偏器的连接光纤可以视作一段波片，其传输矩阵记为该传输矩阵中φ是波片的相移，α是波片的旋转角度。检偏器的传输矩阵表示为其中β是检偏器的方位角。两路输出光可以分别表示为E_out1＝J_PJ_RE₁，E_out2＝J_PJ_RE₂。PBS中的延时保偏光纤会使两个脉冲在时域上产生时延错开，由于POTDR中探测脉冲的相干长度一般小于1cm，要远小于延时保偏光纤的长度，因此E_out1和E_out2互不相关，通过检偏器后的总光强I为其中表示复共轭，可以发现其值等于入射进PBS的脉冲光功率的一半，与连接光纤的传输矩阵无关，而偏振方向与检偏器的透光轴的方向一致，为线偏振光。因此通过本发明的POTDR系统，当POTDR系统与检偏器之间的连接光纤在受到外部扰动时，不会对传感信号产生影响，从而可以提高POTDR抗干扰的能力。

本发明的工作过程如下：

步骤一：采用如图1所示的系统，由激光器发出时间间隔为100us的10000组光脉冲信号，脉宽为20ns，经过起偏器，再通过偏振控制器，由偏振分束器分为两路光，其中偏振分束器的两个端口分别记为端口1和端口2，端口1经过一段2m的延时保偏光纤，端口2直通，两路光之后再经由一个偏振合束器合为一路。由于偏振分束器分开的两路光态相互正交，因此为了达到预期实验效果，使内部受到扰动时可以保持合光后的经过检偏器进入待测传感光纤的脉冲光总能量和偏振方向保持不变，我们只需调节两路光功率相等。具体做法是：首先将偏振分束器端口1与偏振合束器断开，端口2与偏振合束器保持连接，用功率计监测单路光在经过偏振合束器后的功率并记录为W1；再将偏振分束器端口2与偏振合束器断开，端口1与偏振合束器保持连接，用功率计监测单路光在经过偏振合束器后的功率并记录为W2。调节偏振分束器前端的偏振控制器，可以调节W1和W2的功率，当两者功率相等，此时偏振分束器所分的两路光即为相互正交且功率相等。经由偏振合束器合光之后的光经由环形器，通过检偏器后进入待测传感光纤产生背向瑞利散射光，背向瑞利散射光会由环形器传回APD，由APD转换后,进入采集卡，由采集卡采得10000组POTDR信号。根据时间间隔T大于光脉冲往返光纤所需时间，f_s为预设的最大频率。将这10000组信号丢弃40组后每166组做一个平均，得到平均后的60组信号。

步骤二：将得到的平均后的25组信号按时间顺序排列并按位置信息对齐，可以得到每个点的背向瑞利散射光信号随时间的变化(变化的时间间隔为nT)，将每个位置随时间变化的信号进行傅里叶变换处理，并求功率谱，可以得到光纤上每个点的背向瑞利散射光信号的频谱。分别在待测传感光纤两处不同位置施加振动，按照实验步骤一、二操作，可以得到频谱如图2所示。从频谱上可以分析出得出振动施加位置分别为1000m和2000m，1000m处施加振动频率为15Hz左右，2000m处施加的振动频率为10Hz左右。

步骤三：在连接光纤施加10Hz的振动，同时挤压检偏器的尾纤，模拟连接光纤遭受扰动的情况，并重复步骤一的操作，并将平均曲线做傅里叶变换处理，求得功率谱如图3所示，可以发现连接光纤的扰动对探测结果不产生影响，频谱图并不会因为连接光纤的振动或是挤压发生改变，这就意味着本实验方法的抗扰动效果十分明显。

步骤四：在此基础上，通过在环形器的二端口后面插入一个1*2耦合器，使POTDR系统有两个输出相同分量的端口，第一路连接1km的传感光纤，第二路先通过1km的连接光纤，使两段传感信号在时域上错开，再连接一段1km的传感光纤，实现两路复用。由激光器发出时间间隔为100us的10000组光脉冲信号，脉宽为20ns，经过起偏器，再通过偏振控制器，由偏振分束器分为两路光，其中偏振分束器的两个端口分别记为端口1和端口2，端口1经过一段2m的延时保偏光纤，端口2直通，两路光之后再经由一个偏振合束器合为一路。调节PBS分光的两路光功率相等，采集10000组信号每166组做一个平均，得到平均后的60组信号。在复用的第二路传感光纤添加振动，通过60组信号之间做差分得到差分时域图可以看出扰动点的位置。图5a为从60组信号中随机取出的一组信号,前1000m的信号是第一路的传感信号，1000m～2000m处是第二路的传感信号，两路信号相互不干扰。图5b则是差分时域信号，从图中可以得到扰动点的位置为复用第二路的传感光纤540m处。

步骤五：按照步骤四的操作，得到平均后的25组信号按时间顺序排列并按位置信息对齐，可以得到每个点的背向瑞利散射光信号随时间的变化(变化的时间间隔为nT)，将每个位置随时间变化的信号进行傅里叶变换处理，并求功率谱，可以得到光纤上每个点的背向瑞利散射光信号的频谱。分别在复用的两段传感光纤的不同位置施加振动，可以得到频谱如图6所示。从频谱上可以分析出复用的第一路传感光纤开头处添加了10Hz的振动，复用的第二路光纤开头处和540m处分别添加了15Hz和10Hz的振动。复用的两路间传感信号不相互干扰，可以分别得到传感结果，且连接光纤的扰动不会影响扰动测量，具有高抗干扰的能力。

本发明通过引入一个偏振分束器和一个偏振合束器，将探测脉冲先分成两个能量相等的正交偏振分量，再经过少量延时后合成在一起，合成的探测脉冲光经环形器由连接光纤传输后进入检偏器。检偏器设置在传感光纤的前端。不管连接光纤受到何种扰动，经过检偏器进入传感光纤的探测脉冲的能量和偏振态保持恒定，保证了对传感光纤中偏振信号测量的稳定性。探测脉冲通过检偏器后再进入光纤，光纤的散射光将由环形器进入雪崩探测器并通过信号分析对光纤沿线的偏振信号进行传感。通过引入耦合器和不同长度的连接光纤，该POTDR系统可以实现对多路光纤中扰动的同时测量，各路信号互不干扰。本发明可以消除POTDR系统与传感光纤间连接光纤上的无关扰动对传感检测的影响，具有抗干扰能力强的特点；通过多路复用，该系统可同时探测多个相互独立区域的扰动。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替代，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于POTDR的测扰动的系统，其特征在于，包括激光模块、偏振控制器、偏振分束器、保偏光纤、偏振合束器、环形器、连接光纤、检偏器、雪崩光电探测器、采集卡和处理器；其中，

激光模块，用于将输出的完全偏振的脉冲光经偏振控制器输出至偏振分束器；

偏振分束器，用于经偏振控制器的控制，输出两路偏振态相互正交且功率相等的脉冲光；其中，一路脉冲光输出至偏振合束器；另一路脉冲光经保偏光纤输出至偏振合束器；

偏振合束器，用于将接收到的两路脉冲光进行合成，合成后的脉冲光经环形器、连接光纤、检偏器后输出至外部的传感光纤，由检偏器输出的脉冲光在传感光纤中传输产生的背向瑞利散射光反向再次通过检偏器后经环形器输出至雪崩光电探测器；

雪崩光电探测器，用于将接收到的背向瑞利散射光转换为电信号后输出至采集卡；

采集卡，用于将采集的电信号输出至处理器进行分析处理，从而得到传感光纤沿线的扰动传感信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于POTDR的测扰动的系统，其特征在于，所述激光模块包括脉冲激光器和起偏器；其中，

脉冲激光器，用于输出脉冲光至起偏器；

起偏器，用于保证脉冲光经过其后，输出完全偏振的脉冲光经偏振控制器输出至偏振分束器。

3.基于权利要求1所述的一种基于POTDR的测扰动系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)、向传感光纤以相同的时间间隔注入脉冲光，处理器持续收到多组背向瑞利散射光信号，取连续的多组背向瑞利散射光信号做累加平均；

步骤(2)、对步骤(1)中得到的平均后的背向瑞利散射光信号，利用将相邻信号进行差分的方式实现对扰动点的定位；

步骤(3)、将步骤(1)中得到的平均后的背向瑞利散射光信号，采用频谱分析的方法对扰动信号的频率和位置进行测量。

4.一种基于POTDR的测扰动的系统，其特征在于，包括激光模块、偏振控制器、偏振分束器、保偏光纤、偏振合束器、环形器、1×N耦合器、多个连接光纤、多个检偏器、雪崩光电探测器、采集卡和处理器；连接光纤的一端与1×N耦合器的输出端分别一一连接，连接光纤的另一端与检偏器分别一一连接，连接光纤和检偏器的个数均为N，N为大于1的整数，连接光纤的长度均不同；其中，

激光模块，用于将输出的完全偏振的脉冲光经偏振控制器输出至偏振分束器；

偏振分束器，用于经偏振控制器的控制，输出两路偏振态相互正交且功率相等的脉冲光；其中，一路脉冲光输出至偏振合束器；另一路脉冲光经保偏光纤输出至偏振合束器；

偏振合束器，用于将接收到的两路脉冲光进行合成，合成后的脉冲光经环形器、1×N耦合器后，输出N路光分别依次经与1×N耦合器的输出端分别连接的连接光纤、检偏器后输出至外部的多个传感光纤，由检偏器输出的脉冲光在传感光纤中传输产生的背向瑞利散射光反向再次通过检偏器后经环形器输出至雪崩光电探测器；各个传感光纤产生的背向瑞利散射光在时域上是错开的；

雪崩光电探测器，用于将背向瑞利散射光转换为电信号后输出至采集卡；

采集卡，用于将采集的电信号输出至处理器进行分析处理，从而实现对多个传感光纤沿线的扰动传感信息的同时测量。

5.根据权利要求4所述的一种基于POTDR的测扰动的系统，其特征在于，所述激光模块包括脉冲激光器和起偏器；其中，

脉冲激光器，用于输出脉冲光至起偏器；

起偏器，用于保证脉冲光经过其后，输出完全偏振的脉冲光经偏振控制器输出至偏振分束器。

6.根据权利要求4所述的一种基于POTDR的测扰动的系统，其特征在于，复用各路的信号在时域上是错开的，相互不干扰，每一路的连接光纤的长度大于或等于复用结构中前一路的连接光纤和传感光纤长度之和。

7.基于权利要求4所述的一种基于POTDR的测扰动系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)、向传感光纤以相同的时间间隔注入脉冲光，处理器持续收到多组背向瑞利散射光信号，取连续的多组背向瑞利散射光信号做累加平均；

步骤(2)、对步骤(1)中得到的平均后的背向瑞利散射光信号，对相邻信号进行差分的方式实现对扰动点的定位；

步骤(3)、将步骤(1)中得到的平均后的背向瑞利散射光信号，采用频谱分析的方法对扰动信号的频率和位置进行测量。

8.一种基于POTDR的测扰动方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将两路偏振态相互正交且功率相等的脉冲光进行合成；

步骤二、合成后的脉冲光经环形器、连接光纤、检偏器后输出至外部的传感光纤，由检偏器输出的脉冲光在传感光纤中传输产生的背向瑞利散射光反向再次通过检偏器后经环形器输出至接收端；

步骤三、向传感光纤以相同的时间间隔注入脉冲光，接收端持续收到多组背向瑞利散射光信号，取连续的多组背向瑞利散射光信号做累加平均；

步骤四、对步骤三中得到的平均后的背向瑞利散射光信号，对相邻信号进行差分的方式实现对扰动点的定位；

步骤五、将步骤三中得到的平均后的背向瑞利散射光信号，采用频谱分析的方法对扰动信号的频率和位置进行测量。

9.一种基于POTDR的测扰动方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将两路偏振态相互正交且功率相等的脉冲光进行合成；

步骤二、合成后的脉冲光经环形器、1×N耦合器后，输出N路光分别依次经与1×N耦合器的输出端连接的连接光纤、检偏器后输出至外部的多个传感光纤，由检偏器输出的脉冲光在传感光纤中传输产生的背向瑞利散射光反向再次通过检偏器后经环形器输出至接收端；连接光纤和检偏器的个数均为N，连接光纤的一端与1×N耦合器的输出端分别一一连接，连接光纤的另一端与检偏器分别一一连接，N为大于1的整数，连接光纤的长度均不同，各个传感光纤产生的背向瑞利散射光在时域上是错开的；

步骤三、向传感光纤以相同的时间间隔注入脉冲光，接收端持续收到多组背向瑞利散射光信号，取连续的多组背向瑞利散射光信号做累加平均；

步骤四、对步骤三中得到的平均后的背向瑞利散射光信号，对相邻信号进行差分的方式实现对扰动点的定位；

步骤五、将步骤三中得到的平均后的背向瑞利散射光信号，采用频谱分析的方法对扰动信号的频率和位置进行测量。

10.根据权利要求9所述的一种基于POTDR的测扰动方法，其特征在于，复用各路的信号在时域上是错开的，相互不干扰，每一路的连接光纤的长度大于或等于复用结构中前一路的连接光纤和传感光纤长度之和。