1.一种基于岸基探测的有中继海底光缆扰动监测系统,包括探测光源、下行中继放大器、光纤干涉仪和解调设备,探测光源输出的探测光信号接入海底光缆下行传输光纤,所述下行传输光纤每一段先接一个下行中继放大器,将探测光信号放大,下行中继放大器之后接有光纤干涉仪,然后连接本段下行传输光纤;两个相邻下行中继放大器之间的光纤长度小于或等于100km,称为中继段;其特征在于:所述系统的各中继段还包括滤波器和光纤耦合器,探测光信号在某个中继段下行传输光纤产生的后向瑞利散射信号与光纤干涉仪的本地光信号相干,产生该中继段海底光缆的扰动监测信号,本段光纤干涉仪输出的扰动监测信号接入此中继段的滤波器,滤波器选择的相应波长的扰动监测信号经此中继段的光纤耦合器进入上行传输光纤的上行中继放大器,最终由上行传输光纤回传,经采样设备数字采样后传输到解调设备;本系统增加分支海光缆的扰动监测支路;主干海底光缆的某个中继段接入的分支设备连接1条或2条分支海光缆,探测光源对应增加1个或2个波长的探测光信号以用于分支海光缆的扰动监测,探测光信号在分支设备的1×2光纤分路器分为2路,一路沿主干海底光缆的下行传输光纤继续下行传输,另一路由下行波分复用器将各分支海光缆的探测光信号波长解波分,并波分复用至各分支海光缆的下行传输光纤,接入各分支海光缆的光纤干涉仪,探测光信号经过分支海光缆光纤干涉仪后沿分支海光缆继续下行传输,在各分支海光缆上产生的后向瑞利散射信号与其本地光信号在分支海光缆的光纤干涉仪相干得到该分支海光缆此段的扰动监测信号,各分支海光缆的扰动监测信号由上行波分复用器进行滤波和合波,经一根光纤进入主干海底光缆该中继段的光纤耦合器,与主干海底光缆上的其它扰动监测信号复用;当主干海光缆上串联有N个分支设备,当每个分支设备所接的分支海光缆的长度小于或等于主干海底光缆上两个相邻分支设备之间的距离时,采用波分复用和时分复用结合的方法传输分支海光缆的扰动监测信号,即探测光源增加的探测光信号波长的数量与一个分支设备上最大分支缆的数量相等,探测光信号的脉冲宽度等于主干海底光缆上两个相邻分支设备延时的2倍,或大于分支海光缆的2倍延时、小于两个相邻分支设备延时的2倍;当分支设备所接的分支海光缆的长度大于主干海底光缆上两个相邻分支设备之间的距离、以及分支海光缆也采用多段中继放大的结构时,主干海底光缆的波分复用和时分复用结合的方法,每条分支海光缆增加2个波长的调频脉冲探测光信号,每条分支海光缆的多中继段的扰动监测信号经时分复用及波分复用,经主干海底光缆该中继段的光纤耦合器,与主干海底光缆上的其它扰动监测信号一起复用在主干海底光缆上的上行传输光纤,传输至岸基解调设备。
2.根据权利要求1所述的基于岸基探测的有中继海底光缆扰动监测系统,其特征在于:所述探测光源为多波长窄线宽调频连续波光源,其波长数等于海底光缆中继段的数量n,其光纤内的相干长度大于2倍的海底光缆中继段长;所述各中继段透射不同波长的滤波器种类等于n,每个中继段的滤波器选择透射一种波长的扰动监测信号,各中继段不同波长的扰动监测信号被各段的光纤耦合器波分复用于同一上行传输光纤;解调设备根据波长分辨不同中继段的扰动监测信号。
3.根据权利要求1所述的基于岸基探测的有中继海底光缆扰动监测系统,其特征在于:所述探测光源为单波长脉冲调频光源,探测光源的脉冲宽度为1倍的海底光缆中继段的往返延时;脉冲周期大于待监测的有中继海底光缆的全跨距的往返延时;探测光信号在某个中继段的下行传输光纤产生的后向瑞利散射信号与本地光信号相干,相干产生的扰动监测信号是与探测光源的探测光信号脉冲宽度相等的脉冲信号;且由于光信号在各中继段往返传输长度不同,产生的延时不同,相邻中继段的扰动监测信号脉冲的前沿相差一个脉冲宽度,各中继段的扰动监测信号由各段的光纤耦合器依次合束于同一上行传输光纤,拼接成为一连串的不重叠的脉冲信号,解调设备根据脉冲前沿时间分辨不同中继段的扰动监测信号。
4.根据权利要求1所述的基于岸基探测的有中继海底光缆扰动监测系统,其特征在于:所述探测光源为m个波长调频脉冲光源,2≤m<n,探测光源的脉冲宽度为m倍的海底光缆中继段的往返延时;脉冲周期大于待监测的有中继海底光缆的全长的往返延时;m种滤波器依次循环配置于各中继段,各中继段的滤波器选择透射本段波长的扰动监测信号,光纤耦合器则将时延不同的扰动监测信号合束,复用于同一上行传输光纤;解调设备根据波长和脉冲前沿时间分辨不同中继段的扰动监测信号。
5.根据权利要求4所述的基于岸基探测的有中继海底光缆扰动监测系统,其特征在于:所述探测光源的脉冲宽度稍小于中继段往返延时的m倍,脉冲宽度与m倍中继段往返延时的差为20纳秒至1微秒。
6.根据权利要求4所述的基于岸基探测的有中继海底光缆扰动监测系统,其特征在于:所述m=2,即所述探测光源为双波长调频脉冲光源,2种滤波器交替配置于各中继段,相邻中继段的滤波器输出波长不同的扰动监测信号,光纤耦合器将2种波长、延时不同的扰动监测信号合束,时分复用于同一上行传输光纤。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的基于岸基探测的有中继海底光缆扰动监测系统,其特征在于:所述光纤干涉仪为包括2×2光纤耦合器和光纤反射镜的迈克尔逊干涉仪;探测光信号接入2×2光纤耦合器的第1端口,分为2束,其中一束由2×2光纤耦合器的第3端口输出,接入下行传输光纤继续下行传输,所产生的后向瑞利散射信号由该第3端口返回2×2光纤耦合器;2×2光纤耦合器分出的另一束探测光信号由2×2光纤耦合器的第4端口输出到达光纤反射镜后被反射回2×2光纤耦合器作为本地光信号,本地光信号与后向瑞利散射信号相干,干涉信号由2×2光纤耦合器第2端口输出作为本段海底光缆的扰动监测信号;或者所述光纤干涉仪为MZ光纤干涉仪包括光纤分路器、光纤环形器和3dB光纤耦合器的光纤干涉仪,光纤分路器的分光比为5:95~50:50,探测光信号在光纤分路器分为2路,其中一路大分光比的光信号接入光纤环形器的第一端口,之后由光纤环形第二端口输出,接入下行传输光纤继续下行;光纤分路器输出的小分光比的光信号作为本地光信号接入3dB光纤耦合器;探测光信号在下行传输光纤上产生的后向瑞利信号由其第二端口返回到光纤环形器,并由光纤环形器的第三端口端接入所述3dB光纤耦合器与本地光信号相干,3dB光纤耦合器输出的干涉信号为本段下行传输光纤的海底光缆扰动监测信号。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的基于岸基探测的有中继海底光缆扰动监测系统,其特征在于:所述探测光源、解调设备及第一中继段的中继放大器、光纤干涉仪、滤波器、光纤耦合器和上行中继放大器为本端的岸基设备。