CN103199920A - 一种光时域反射计系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光时域反射计系统，该系统包括有光源、光耦合器或光环形器、主探测器，光源连接光耦合器或光环形器，该光源发出波长为λ1的光信号，光耦合器或光环形器通过传输光纤连接待测光纤，主探测器通过传输光纤连接光耦合器或光环形器，还新设有一个发射波长为λ2的新增光源，该新增光源将波长为λ2的光信号利用传输光纤传输至待测光纤，波长λ1的光信号位于新增光源的波长λ2的光信号的拉曼放大波段内，该新增光源具有连续模式和脉冲模式两种工作模式。本发明的光时域反射计系统中新增光源一方面可以作为拉曼泵浦来使用，用以提高入射至探测器的有效信号和信噪比，另一方面可形成独立的OTDR测试，作为双波长事件判断系统。

Description

一种光时域反射计系统
技术领域
    本发明涉及光通信，特别涉及到一种光时域反射计系统。
背景技术
    OTDR的英文全称是Optical Time Domain Reflectometer，中文意思为光时域反射仪。OTDR是利用光线在光纤中传输时的瑞利散射和菲涅尔反射所产生的背向散射而制成的精密的光电一体化仪表，它被广泛应用于光缆线路的维护、施工之中，可进行光纤长度、光纤的传输衰减、接头衰减和故障定位等的测量。
在目前的光通信尤其是PON系统中，越来越多的要求测试波长尤其是在线测试波长往长波长发展，现在国际国内一般采用1625/1650nm波段进行光通信网络的在线监测。为什么采用16xxnm波段进行OTDR测试，可能有如下几个原因：（1）16xxnm对光缆弯曲等事件造成的损耗比较敏感；（2）16xxnm工作在现行光通信网络工作波长之外，利用合波器件可以比较容易实现对现行光通信网络的在线监测并不会对现行网络带来任何影响；（3）16xxnm的光纤固有衰减及事件损耗与通信波长比较相似。
经过实践应用表明，采用16xxnm波长的激光进行监测会存在如下问题：（1）16xxnm光源一般采用半导体激光器，尤其是1650nm波段一般采用DFB-LD，其输出功率较低，一般在几毫瓦到几十毫瓦量级，这样背向散射信号较弱，系统整体信噪比较低，也就是OTDR系统的动态范围不高，这样给实际使用带来很大的问题。（2）在干网上，测量距离的限制以及在PON系统中由于分光器使用带来大损耗测量的限制。（3）信号较小也会给后续的探测电路以及信号采集、处理系统带来较大的麻烦及成本。（4）实际施工中，会有光缆弯曲、熔接等许多事件产生，很多事件在OTDR曲线上一般都表现为对应点的损耗事件，单纯通过此点的损耗信息无法进行初步判断是何种类型事件。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的不足，提供一种新型的光时域反射计系统。本发明的光时域反射计系统一方面可以作为拉曼泵浦来使用，用以提高入射至探测器的有效信号，提高信噪比，另一方面形成独立的OTDR测试系统，形成双波长事件判断系统。
本发明的发明原理：
如果为光缆弯曲而产生的损耗，因为光纤的弯曲损耗同波长相关，不同波长在同样的弯曲下产生的损耗不同，而熔接点一般对于不同波长产生的损耗差别不大，所以我们可以使用两个波长对同一个损耗点进行测量，根据测的损耗值的不同进行粗判事件类型。
为了达到上述发明目的，本发明提供的技术方案有两种相类似的实现方式：
作为工作在一种形式下的光时域反射计系统，该系统包括有光源、光耦合器或光环形器、主探测器，所述的光源包括有发射波长为λ1光信号的第一光源和发射波长为λ2光信号的第二光源，第一光源和第二光源通过合波器件将两种波长的光信号输入至待测光纤中，在合波器件和待测光纤之间设置有所述的光耦合器或光环形器，所述的主探测器连接所述的光耦合器或光环形器以接收背向散射信号；所述第一光源的波长λ1位于第二光源的波长λ2的拉曼放大波段内，该发射波长为λ2光信号的第二光源具有连续模式和脉冲模式两种工作模式。
作为工作在另一种形式下的光时域反射计系统，该系统包括有光源、光耦合器或光环形器、主探测器，所述的光源包括有发射波长为λ1光信号的第一光源和发射波长为λ2光信号的第二光源，第一光源和第二光源通过合波器件将两种波长的光信号输入至待测光纤中，在第一光源与合波器件之间设置有所述的光耦合器或光环形器，所述的主探测器连接所述的光耦合器或光环形器以接收背向散射信号；在第二光源与合波器件之间设置有所述的光耦合器或光环形器，所述的第二探测器连接所述的光耦合器或光环形器以接收背向散射信号；所述的λ1位于λ2波长的拉曼放大波段内，该发射波长为λ2光信号的第二光源具有连续模式和脉冲模式两种工作模式。
基于上述技术方案，本发明的光时域反射计系统与现有技术相比具有如下技术优点：
1.本发明的光时域反射计系统中，当                                                工作在连续模式时，可以作为拉曼泵浦使用，将及其背向散射信号进行放大，从而提高入射至探测器的有效信号，提高系统信噪比。
2.本发明的光时域反射系统中，当工作在脉冲模式时，可以形成独立的OTDR测试系统，同时或者非同时与工作在
Figure 464295DEST_PATH_IMAGE002
波长的OTDR系统进行协同合作，形成双波长事件判断系统。
附图说明
图1是本发明的光时域反射系统中一种结构类型示意图。
图2是本发明的光时域反射系统中另一种结构类型示意图。
具体实施方式
下面我们结合附图和具体的实施例来对本发明的光时域反射系统做进一步的详细阐述，以求更为清楚明了地理解本发明的工作原理、结构类型和工作流程，但不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明作为一种新的光时域反射计系统，该系统包括有光源、光耦合器或光环形器、主探测器。与现有技术中的OTDR系统一样，这里的光源连接有光耦合器或光环形器，该光源发出波长为λ1的光信号，光耦合器或光环形器则通过传输光纤连接待测光纤，而主探测器通过传输光纤连接光耦合器或光环形器。作为创新之处，本发明还引进了一个发射波长为λ2的新增光源，该新增光源将波长为λ2的光信号传输至待测光纤，原有的所述光源的波长为λ1，该波长λ1位于新增光源的波长λ2的拉曼放大波段内，该发射波长为λ2光信号的新增光源具有连续模式和脉冲模式两种工作模式。
正是上述两种工作模式的选择，可以将整个系统实现不同的功能。一种功能是作为独立的OTDR系统，与原有的光时域发射计共同工作，相互补充，以提高工作的效率，避免出现误判；另一种功能是辅助原有的OTDR系统，将原有ORDR系统发射的波长为λ2的光信号放大，并且将反射的瑞利信号放大，从而提高入射到主探测器内的有效信号，提高系统的信噪比。
实施例1
如图1所示，本实施例中光时域反射计系统在结构上包括有两个光源、光环形器4和主探测器6。
上述的光源中包括有发射波长为λ1光信号的第一光源1和发射波长为λ2光信号的第二光源2，第一光源1和第二光源2通过合波器件3将两种波长的光信号输入至待测光纤5中，在合波器件3和待测光纤5之间设置有所述的光环形器4，所述的主探测器6连接所述的光环形器4以接收背向散射信号。所述第一光源1的波长
Figure 824869DEST_PATH_IMAGE002
位于第二光源2的波长λ2的拉曼放大波段内，该发射波长为λ2光信号的第二光源2具有连续模式和脉冲模式两种工作模式。
第一光源1发射波长为的光信号，第二光源2发射波长为的光信号，通过合波器件（WDM）3将两种波长的信号一起传输至待测光纤5中，其中
Figure 534702DEST_PATH_IMAGE002
位于
Figure 144806DEST_PATH_IMAGE001
波长的拉曼放大波段内，波长为
Figure 753642DEST_PATH_IMAGE001
的第二光源2可以工作在连续模式和/或脉冲模式，主探测器6接收光纤背向散射回的
Figure 989451DEST_PATH_IMAGE002
信号。
若波长为
Figure 133DEST_PATH_IMAGE001
的第二光源2工作在连续模式，其作用为将
Figure 781138DEST_PATH_IMAGE002
及其瑞利信号放大。当
Figure 877270DEST_PATH_IMAGE001
工作在连续模式时，可以作为拉曼泵浦使用，通过将及其背向散射信号进行放大，从而提高入射至主探测器的有效信号，提高系统信噪比。
若波长为
Figure 516379DEST_PATH_IMAGE001
的第二光源工作在脉冲模式，形成独立的工作在
Figure 468285DEST_PATH_IMAGE001
波长的OTDR系统，同独立运行的工作在
Figure 51714DEST_PATH_IMAGE002
波长的OTDR系统相互补充，可以起到辅助判断事件的功能，形成双波长事件判断系统。在本实施例的结构形式下，若两个光源都工作在脉冲模式下，由于只存在有一个主探测器，则二者不能够同时工作，只能分开工作，比如第一秒由第一光源1发射波长为
Figure 363746DEST_PATH_IMAGE002
的光信号，紧接着第二秒由第二光源2发射波长为的光信号，二者只能实现交替工作。正是因为如此，存在一定的局限性，故而我们开发了实施例2所示的结构。
实施例2
如图2所示，本实施例中光时域反射计系统包括有光源、光耦合器和探测器。本实施例的结构可以克服实施例1中脉冲模式下两个光源需要交替工作的缺点，可以做到同时工作。
上述的光源包括有发射波长为λ1光信号的第一光源1和发射波长为λ2光信号的第二光源2，第一光源1和第二光源2通过合波器件3将两种波长的光信号输入至待测光纤5中，在第一光源1与合波器件3之间设置有所述的光耦合器4。一个主探测器8连接所述的光耦合器7以接收背向散射信号。在第二光源1与合波器件3之间设置有所述的另一个光耦合器9，第二探测器10连接所述的光耦合器9以接收背向散射信号。所述的λ1位于λ2波长的拉曼放大波段内，发射波长为λ2光信号的第二光源2具有连续模式和脉冲模式两种工作模式。
第一光源1发射波长为
Figure 471828DEST_PATH_IMAGE002
的光信号，第二光源2发射波长为
Figure 542552DEST_PATH_IMAGE001
的光信号，二者通过合波器件3将两种波长的信号一起传输至待测光纤5中。其中
Figure 595958DEST_PATH_IMAGE002
位于
Figure 498055DEST_PATH_IMAGE001
波长的拉曼放大波段内，波长为
Figure 978715DEST_PATH_IMAGE001
的第二光源2可以工作在连续模式和/或脉冲模式，主探测器8接收光纤背向散射回的
Figure 78346DEST_PATH_IMAGE002
信号。在
Figure 935444DEST_PATH_IMAGE001
波长的第二光源2与合波器件3之间通过光耦合器3接收
Figure 692047DEST_PATH_IMAGE001
波长背向散射信号，该信号传输至第二探测器10中。主探测器8与第二探测器10之前可以增加滤波器件以滤除残留其他波长信号。
若波长为
Figure 343608DEST_PATH_IMAGE001
的第二光源2工作在连续模式，可以作为拉曼泵浦使用，其作用为将
Figure 201974DEST_PATH_IMAGE002
及其瑞利信号放大，通过将
Figure 597183DEST_PATH_IMAGE002
及其背向散射信号进行放大，从而提高入射至探测器的有效信号，提高系统信噪比。
若波长为的第二光源2工作在脉冲模式，形成独立的工作在
Figure 296335DEST_PATH_IMAGE001
波长的OTDR系统，同独立运行的工作在
Figure 563368DEST_PATH_IMAGE002
波长的OTDR系统相互补充，可以起到辅助判断事件的功能，形成双波长事件判断系统。
若波长为
Figure 575318DEST_PATH_IMAGE002
的第一光源1与波长为
Figure 978617DEST_PATH_IMAGE001
的第二光源2同时工作脉冲模式，则本发明中就包括了两个独立的OTDR系统，只是波长为的第一光源1的脉冲与波长为
Figure 54207DEST_PATH_IMAGE001
的第二光源2的脉冲是同步的，并且波长为
Figure 604268DEST_PATH_IMAGE001
的第二光源2的脉冲脉宽要稍大于
Figure 127653DEST_PATH_IMAGE001
光源的脉冲脉宽。
    毫无疑问，以上只是本发明光时域反射计系统的几个具体的实现方式，还可能有其他等效的结构形式和工作方式。总而言之，本发明的保护范围还包括其他对于本领域技术人员来说显而易见的变换和替代。

Claims (4)

1.一种光时域反射计系统，该系统包括有光源、光耦合器或光环形器、主探测器，其特征在于，所述的光源包括有发射波长为λ1光信号的第一光源和发射波长为λ2光信号的第二光源，所述的第一光源和第二光源通过合波器件将两种波长的光信号输入至待测光纤中，在合波器件和待测光纤之间设置有所述的光耦合器或光环形器，所述的主探测器连接所述的光耦合器或光环形器以接收背向散射信号；所述第一光源的波长λ1位于第二光源的波长λ2的拉曼放大波段内，该发射波长为λ2光信号的第二光源具有连续模式和脉冲模式两种工作模式。
2.根据权利要求1所述的一种光时域反射计系统，其特征在于，在所述的主探测器与光耦合器或光环形器之间设有滤波器。
3.一种光时域反射计系统，该系统包括有光源、光耦合器或光环形器、主探测器，其特征在于，所述的光源包括有发射波长为λ1光信号的第一光源和发射波长为λ2光信号的第二光源，第一光源和第二光源通过合波器件将两种波长的光信号输入至待测光纤中，在第一光源与合波器件之间设置有所述的光耦合器或光环形器，所述的主探测器连接所述的光耦合器或光环形器以接收背向散射信号；在第二光源与合波器件之间也设置有所述的光耦合器或光环形器，所述的第二探测器连接所述的光耦合器或光环形器以接收背向散射信号；所述的λ1位于λ2波长的拉曼放大波段内，该发射波长为λ2光信号的第二光源具有连续模式和脉冲模式两种工作模式。
4.根据权利要求3所述的一种光时域反射计系统，其特征在于，在所述的主探测器与光耦合器或光环形器之间、以及第二探测器与对应的光耦合器或光环形器之间设有滤波器。
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