1.一种基于时分空分复用的有中继海底光缆扰动监测系统,包括探测光源、中继放大器、下行传输光纤、光纤干涉仪、上行传输光纤和解调设备,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;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:各中继段还包括滤波器和1×2光纤耦合器,滤波器的透射波长与探测光源的中心波长一致;所述探测光源为单波长调频脉冲光源,探测光信号的调频脉冲宽度为n倍的海底光缆一个中继段的往返延时,n为2至8的整数;调频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;所述各中继段的上行传输光纤中含至少n根上行光纤;探测光源发出的探测光信号进入某中继段的光纤干涉仪分为两束,一束沿本段下行传输光纤进行下行传输,另一束作为本地光信号;在该中继段下行传输光纤产生的后向瑞利散射信号在光纤干涉仪与本地光信号相干,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,滤波器仅透射扰动监测信号,滤波器的输出端经此中继段的1×2光纤耦合器连接上行传输光纤中的一根上行光纤,之后接入该上行光纤连接的上行中继放大器;n个连续的中继段的扰动监测信号按序依次选择上行传输光纤中的第一根至第n根上行光纤上行回传,下一组n个连续的中继段的扰动监测信号再按序依次选择上行传输光纤中的第一根行传输光纤回传的各中继段的扰动监测信号经各上行光纤的采样设备的n个采样通道分别数字采样后传输到解调设备,采样设备包括光电转换和模数转换模块,将光信号光电转换为电信号,再模数转换为数字信号;解调设备区分各中继段的扰动监测信号,并对数据分析解调,预警各中继段海底光缆的安全状态;1至n个中继段的滤波器透射所得的各段扰动监测信号,本段滤波器连接本段的1×2光纤耦合器,第X个中继段的1×2光纤耦合器选择第Y根上行光纤进行合束,Y=X mod n,即Y为X除以n所得余数,Y≠0,当X被n整除时Y=n。
2.根据权利要求1所述的基于时分空分复用的有中继海底光缆扰动监测系统,其特征在于:所述n=2,探测光信号的调频脉冲宽度为2倍的海底光缆一个中继段的往返延时,上行传输光纤含至少2根上行光纤;各段滤波器连接本段的1×2光纤耦合器,1×2光纤耦合器选择连接与本中继段相隔一个中继段的滤波器所接的那根上行光纤进行合束。
3.根据权利要求1所述的基于时分空分复用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n倍,脉冲宽度与n倍中继段往返延时的差为20纳秒至1微秒。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的基于时分空分复用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、采样设备、解调设备以及第Ⅰ中继段的下行中继放大器、光纤干涉仪、滤波器、1×2光纤耦合器和上行中继放大器为本端的岸基设备。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的基于时分空分复用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MZ光纤干涉仪,包括分路器、光纤环形器和3dB光纤耦合器,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探测光信号接入光纤环形器的第一端口,之后由光纤环形器第二端口输出,接入下行传输光纤继续下行传输;光纤分路器输出的小分光比的探测光信号作为本地光信号接入3dB光纤耦合器;下行传输光纤上产生的后向瑞利信号由光纤环形器第二端口返回到光纤环形器,并由光纤环形器的第三端口接入所述3dB光纤耦合器与本地光信号相干,3dB光纤耦合器输出本中继段下行传输光纤的海底光缆扰动监测信号。
6.根据权利要求5所述的基于时分空分复用的有中继海底光缆扰动监测系统,其特征在于:所述MZ光纤干涉仪在光纤分路器连接3dB光纤耦合器的本振光的干涉臂和光纤环形器连接3dB光纤耦合器的后向瑞利散射信号的干涉臂上,在进入3dB光纤耦合器之前,分别接入一个消偏器。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的基于时分空分复用的有中继海底光缆扰动监测系统,其特征在于: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分支海光缆,上行传输光纤对应增加1根或2根上行光纤以用于分支海光缆扰动监测信号的传输,探测光信号在下行传输光纤上的1×2光纤分路器分为2路,一路沿下行传输光纤继续下行传输,进入本中继段的光纤干涉仪;另一路进入分支海光缆光纤干涉仪,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光纤干涉仪相干,得到该分支海光缆的扰动监测信号,分支海光缆的扰动监测信号经分支缆滤波器透射滤波后经主干海底光缆的1×2光纤耦合器接入上行传输光纤中传输分支海光缆扰动监测信号的上行光纤,上行传输至岸基采样设备,再接至解调设备。