[發明專利]一種基于線性調頻信號的光纖鏈路檢測系統及方法

在審

• 申請號: 201810130477.X
• 申請日: 2018-02-08
• 公開（公告）號: CN108400813A
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發明（設計）人: 李蔚;余少華
• 申請（專利權）人: 武漢郵電科學研究院有限公司
• 主分類號: H04B10/071
• 分類號: H04B10/071;H04B10/516
• 代理公司: 武漢智權專利代理事務所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 彭程程

一種基于線性調頻信號的光纖鏈路檢測系統，涉及光纖通信領域，包括：激光器、線性調頻發射機、環形器和接收機，激光器發出連續光信號；線性調頻發射機產生包含線性調頻光信號的重復脈沖信號，作為探測光信號；環形器將所述探測光信號輸入到被測光纖中，并接收來自被測光纖的背向散射信號；接收機提取所述背向散射信號中攜帶的被測光纖特征，輸出探測信號曲線軌跡。本發明在同樣時間的前提下，提高測量的動態范圍，提高距離分辨率。

技術領域

本發明涉及光纖通信領域，具體來講涉及一種基于線性調頻信號的光纖鏈路檢測系統及方法。

背景技術

光時域反射技術是根據光的背向散射與反射原理制作，利用光在光纖中傳輸時產生的背向散射光來獲取衰減信息，可用于測量光纖衰減、接頭損耗、光纖故障點定位，以及了解光纖沿長度的損耗分布情況等。由于光纖材料密度不均勻、摻雜成分不均勻以及光纖本身的缺陷，當光脈沖在光纖內傳輸時，會由于光纖本身的性質、連接器、接合點、彎曲或其它類似的事件而產生散射、反射。其中一部分的散射和反射光就會返回到光時域反射儀(Optical Time Domain Reflectometer，OTDR)中，返回的有用信息由光時域反射儀的探測器來測量，它們就作為光纖內不同位置上的時間或曲線片斷。通過測量發射信號到返回信號所用的時間，以及確定光在光纖的速度，就可以計算出對應的距離。

隨著光纖放大器的引入及光纖損耗的降低，光纖傳輸距離不斷增加，探測器探測的信號非常微弱，要求探測器具有更高的靈敏度和更大的動態范圍。為了解決探測器信號微弱的問題，傳統方法一是重復采樣取平均來提高探測靈敏度，二是增加發射信號的能量。重復采樣可以提高測量的動態范圍，但要耗費更多的時間。由于激光器的功率有限，要提高入射信號的能量，只能增加發射信號的脈寬，但這又會降低距離分辨率。

發明內容

針對現有技術中存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種基于線性調頻信號的光纖鏈路檢測系統及方法，在同樣時間的前提下，提高測量的動態范圍，提高距離分辨率。

為達到以上目的，本發明采取一種基于線性調頻信號的光纖鏈路檢測系統，包括：

激光器，其用于發出連續光信號；

線性調頻發射機，其用于產生包含線性調頻光信號的重復脈沖信號，作為探測光信號；

環形器，其用于將所述探測光信號輸入到被測光纖中，并接收來自被測光纖的背向散射信號；

接收機，其用于提取所述背向散射信號中攜帶的被測光纖特征，輸出探測信號曲線軌跡。

在上述技術方案的基礎上，所述線性調頻發射機包括：

電信號發生器，其用于產生線性調頻電信號以及時鐘同步脈沖信號，且二者重復周期相同；

光調制器，其用于將線性調頻電信號調制到所述激光器發出的連續光信號上，生成連續的線性調頻光信號；

光開關，其用于從連續的線性調頻光信號中按照相同周期截取線性調頻光信號，作為探測光信號。

在上述技術方案的基礎上，所述線性調頻電信號以及時鐘同步脈沖信號的重復周期T滿足：其中c為真空中的光速，L為被測光纖的長度，n為平均折射率。

在上述技術方案的基礎上，所述接收機包括：

反射信號接收單元，其用于接收所述背向散射信號，并轉換為數字信號；

數字信號處理單元，其用于接收所述數字信號，提取被測光纖特征。

在上述技術方案的基礎上，所述反射信號接收單元包括：

光電探測器，其用于將背向散射信號轉換為模擬電信號；

放大濾波電路，其用于對模擬電信號進行放大并濾除部分噪聲；