[發(fā)明專利]一種在線的光時(shí)域反射儀結(jié)構(gòu)、檢測(cè)系統(tǒng)和檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710874967.6
• 申請(qǐng)日: 2017-09-25
• 公開（公告）號(hào): CN107483106B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉知雋;熊濤;余春平;徐紅春;余振宇;張建濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢光迅科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H04B10/071
• 分類號(hào): H04B10/071
• 代理公司: 深圳市愛迪森知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44341
• 代理人: 嚴(yán)泉玉

本發(fā)明涉及光纖檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種在線的光時(shí)域反射儀結(jié)構(gòu)、檢測(cè)系統(tǒng)和檢測(cè)方法。結(jié)構(gòu)中窄線寬脈沖激光器的出光口連接環(huán)形器的第一進(jìn)光口，環(huán)形器的第二進(jìn)/出光口用于連接外部待測(cè)光纖；環(huán)形器的第三出光口連接光濾波器，光濾波器串聯(lián)在環(huán)形器的第三出光口和光探測(cè)器之間；光探測(cè)器的信號(hào)輸出口連接處理器，處理器還連接窄線寬脈沖激光器，為窄線寬脈沖激光器提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)。本發(fā)明通過選擇窄線寬脈沖激光器和光濾波器配合使用，只有脈沖光波長(zhǎng)范圍的窄帶光譜能夠被光探測(cè)器采集，提高了OTDR自身的動(dòng)態(tài)范圍和量程，并且能夠?yàn)V除EDFA系統(tǒng)中的大部分反向ASE，改善了在線監(jiān)控時(shí)的動(dòng)態(tài)范圍。

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及光纖檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種在線的光時(shí)域反射儀結(jié)構(gòu)、檢測(cè)系統(tǒng)和檢測(cè)方法。

【背景技術(shù)】

光時(shí)域反射儀(Optical Time Domain Reflectometer，簡(jiǎn)寫為：OTDR)是光纖通信系統(tǒng)中重要的測(cè)試儀器，OTDR的光發(fā)射模塊發(fā)射設(shè)定的光脈沖信號(hào)，根據(jù)后向的菲涅爾反射和瑞利散射原理，反射回來的光信號(hào)經(jīng)光接收模塊(包含雪崩光電二極管(AvalanchePhotodiode,簡(jiǎn)寫為APD))轉(zhuǎn)換，再通過信號(hào)處理單元進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析，得出所測(cè)光纖的平均損耗等參數(shù)。它可以測(cè)量光纖通信系統(tǒng)中的光纖的實(shí)際長(zhǎng)度、平均損耗，同時(shí)能探測(cè)、定位和測(cè)量光纖鏈路上許多類型的事件，如鏈路中光纖熔接、連接器、彎曲等形成的損耗較大的點(diǎn)。

動(dòng)態(tài)范圍是OTDR非常重要的一個(gè)參數(shù)，通常用它來對(duì)OTDR的性能進(jìn)行分類。動(dòng)態(tài)范圍的定義是背向散射曲線上起始電平和噪聲電平之差，是能夠測(cè)試的背向散射曲線的最大衰減值(單位為dB)。動(dòng)態(tài)范圍表明了可以測(cè)量的最大光纖損耗信息，直接決定了可測(cè)得的最長(zhǎng)光纖距離。動(dòng)態(tài)范圍的計(jì)算通常用背向散射曲線上起始電平和噪聲均方根電平之差(信噪比＝1時(shí))。

光纖通信中，摻鉺光纖放大器(Erbium Doped Fiber Application Amplifier，簡(jiǎn)寫為：EDFA)系統(tǒng)以往使用1510nm的光源檢查光纖鏈路的損耗,EDFA內(nèi)部集成或者在系統(tǒng)中配置1510nm光源的進(jìn)出端SIN和SOUT(通光波長(zhǎng)范圍是1500～1520nm)。使用1510nm光源，通常只能通過功率變化，來判斷整段光纖鏈路是否損耗過大或者不通，而無法知道故障的類型和位置。OTDR因?yàn)槟軌蚨ㄎ怀龉收宵c(diǎn)的原因和準(zhǔn)確位置，被廣泛應(yīng)用于光纖通信系統(tǒng)中。

提高OTDR的動(dòng)態(tài)范圍和探測(cè)精度一直是世界科研人員研究的課題，通過對(duì)光路，探測(cè)電路和算法的改進(jìn)，OTDR的性能一直在提升：

2004年華為公司在專利《光時(shí)域反射儀的光模塊及光時(shí)域反射儀以及光纖測(cè)試方法》中，通過對(duì)OTDR接收電路的改進(jìn)，使用放大器不同的放大檔位將返回的光信號(hào)進(jìn)行分段放大，而不改變探測(cè)光功率的大小，提高了OTDR的動(dòng)態(tài)范圍。

2011年日本橫河公司在專利《Bidirectional optical module and opticaltime domain reflectometer equipped with the bidirectional optical module》中設(shè)計(jì)了一種雙向OTDR模塊：將激光器和接收器設(shè)計(jì)在了同一個(gè)模塊中，在接收器前使用透鏡聚焦，再進(jìn)行針孔濾波，提高光功率測(cè)量和反射點(diǎn)定位的精度。

2015年常州開拓科聯(lián)在專利《多功能FTTH專用OTDR測(cè)試儀》中，使用1550nm激光器，在APD上鍍膜或者加入透鏡，濾去除1550nm以外的光，使得量程達(dá)到50km。

2017年EXFO在專利《Multiple-acquisition OTDR Methodand Device》提供了一種探測(cè)光纖鏈路中一個(gè)或多個(gè)事件的OTDR算法和裝置。通過多次光采集，在光鏈路中傳播不同脈沖寬度或波長(zhǎng)的測(cè)試光脈沖，并檢測(cè)來自該光纖鏈路的相應(yīng)返回光信號(hào)，從而判斷事件的數(shù)量和位置。