[發明專利]一種相干光時域反射測量方法及反射儀裝置

有效

• 申請號: 201310658852.5
• 申請日: 2013-12-06
• 公開（公告）號: CN103763021A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 樊昕昱;何祖源;劉慶文;杜江兵;謝峰;馬麟
• 申請（專利權）人: 何祖源;上海正海資產管理有限公司
• 主分類號: H04B10/071
• 分類號: H04B10/071
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 邵驊

技術領域

本發明涉及光通信技術領域，特別是涉及一種相干光時域反射測量方法及裝置。

背景技術

光時域反射測量技術（OTDR）（參考文獻1,?M.?K.?Barnoski,?M.?D.?Rourke,?S.?M.?Jensen,?and?R.?T.?Melville,?Optical?time?domain?reflectometer,?Appl.?Opt.?16,?p.?2375?–?p.?2379,?1977），通過將光脈沖輸入到被測器件中，該光脈沖在線路上受到散射或反射后將有光信號重新回到輸入起點，通過測量該信號并進行時域分析，可以獲得該線路的狀態，包括衰減指數等線路的基本傳輸指標，以及彎曲、折斷、熔接損耗等各種線路上的“事件”。OTDR技術的優點是長距離測量，可測距離能達到50千米甚至以上。然而其空間分辨率取決于測試光脈沖的寬度，如果對空間分辨率要求很高，就需要使用非常窄的測試光脈沖，以及與之相對應的光電探測器、模數轉換器。越是高速的光電探測器和模數轉換器，它們的價格越是非常昂貴。

相干OTDR（C-OTDR）（參考文獻2,?Robert?C.?Youngquist,?Sally?Carr,?and?D.?E.?N.?Davies,?Optical?coherence-domain?reflectometry:?a?new?optical?evaluation?technique,?Opt.?Lett.?12,?p.?158?–?p.?160,?1987）是將激光器產生的激光分成兩束，一束稱為測試光，一束稱為本地光。測試光與在OTDR技術中一樣形成脈沖后輸入被測器件，其中散射或反射回來的光信號與本地連續光進行干涉，再經過光電檢測器進行光電轉換從而獲取被測器件的散射/反射信息。C-OTDR技術相比較OTDR技術而言，因為采用了相干接收，增加了靈敏度，因而擁有更大的動態范圍。

OTDR以及C-OTDR由于脈沖寬度受限于光電檢測器的頻率特性以及噪聲基底，理論上空間分辨率很難達到1米以下。如果相鄰的“事件”很接近，該技術無法給出準確的測試結果。與傳統技術相比，具有高分辨率將能解決常規技術所不能解決的許多問題，例如1）光纜接續盒、光纖分纖盒內部故障分析；2）光纖鏈路上光器件內部故障分析；3）用戶對戶內光纖的潛在物理損傷分析；4）早期敷設光纜的偏波模色散（PMD）分布測試。本發明目標就是提高C-OTDR技術的空間分辨率，而且無需使用昂貴的高速光電探測器和高速模數轉換器。

發明內容

為了提高C-OTDR技術的空間分辨率，本發明提供了一種新的測量技術。該技術能在采用極窄的脈沖光進行測量的同時，無需采用與之對應的超高頻光電探測器，在獲得超高空間分辨率的同時，還實現了散射/反射光位置信息的自動獲取。

本發明為實現上述目的，采用如下技術方案：

一種相干光時域反射測量方法，其特征在于：采用測試脈沖光獲取被測器件的散射/反射信息，采用本地脈沖光與散射/反射回來的光信號進行干涉，通過調整測試脈沖光和本地脈沖光各自的重復頻率，完整的構造出反射/散射光信號，再經光電轉換和模數轉換，獲取散射/反射光位置信息；所述測試脈沖光和本地脈沖光的脈寬與所需空間分辨率相適應，相鄰脈沖距離遠大于脈寬。

一種采用上述方法的相干光時域反射儀裝置，其特征在于：包括激光器、光分束器、一對脈沖發生裝置、光循環器、光電檢測器；所述激光器產生的激光經過光分束器后分成兩束，一束稱為測試光，一束稱為本地光；兩束光分別經過一對脈沖發生裝置后形成測試脈沖光以及本地脈沖光；測試脈沖光通過光循環器進入被測器件，被測器件中散射或反射回來的光信號與本地脈沖光進行干涉，再經過光電檢測器進行光電轉換從而獲取被測器件的散射/反射信息。

本發明可以同時實現超高空間分辨率，以及散射/反射光位置信息的自動獲取，且無需使用昂貴的高速光電探測器和高速模數轉換器。

附圖說明

圖?1?為本發明裝置結構示意圖。

圖?2?為本發明的原理圖。

具體實施方式