CN104539352A - 一种波长可调谐光时域反射仪 - Google Patents

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倪演海
张超
彭怀敏
赵奎
黄凤玲
肖丹谊
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Abstract

本发明公开了一种波长可调谐光时域反射仪，其特征是，包括波长可调谐激光器发射机、光放大器、三端口光纤方向耦合器、光接收机和信号控制处理模块，波长可调谐激光器发射机顺序连接光放大器、三端口光纤方向耦合器、光接收机、信号控制处理模块，信号控制处理模块与波长可调谐激光器发射机、光放大器连接。这种光时域反射仪可以提供1529nm-1565nm波段50GHz频率间隔的80个测试波长，可以提供满足密集波分复用系统中光纤链路特性测试的多个测试波长要求，且成本较低。

Description

一种波长可调谐光时域反射仪
技术领域
本发明涉及光纤通信领域，具体是一种波长可调谐光时域反射仪。
背景技术
随着通信网络传输容量的不断增长以及信号传输速率的不断提升，密集波分复用系统得到了大量应用。在铺设密集波分复用系统光纤网络的时候，需要测试每个波长在光纤链路中的散射、反射、衰减等情况，以便验证光纤链路是否满足设计指标的要求。在WDM-PON（波分复用无源光网络））网络中，测试信号需要穿透光纤分路器，才能测量出各个支路光纤链路的特性。在一些城域波分复用系统中，也需要在终端站直接测试经过波分复用器后的远端光纤线路。普通的OTDR，通常只有几个有限的测试波长，如1310nm、1490nm、1550nm、1625nm、1650nm，普通的OTDR是不能完全满足上述测试要求的。
公开号为CN201876348U“可调谐光时域反射仪”的专利中不仅需要使用宽带光源、光放大器，还需要使用昂贵的光纤可调谐滤波器，成本较高。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，而提供一种波长可调谐光时域反射仪，这种光时域反射仪可以提供满足密集波分复用系统中光纤链路特性测试的多个测试波长要求，且成本较低。
实现本发明目的的技术方案是：
一种波长可调谐光时域反射仪，包括
波长可调谐激光器发射机，所述波长可调谐激光器发射机负责输出所需要测试波长的光信号；
光放大器，所述光放大器对波长可调谐激光器发射机的输出光信号进行光功率放大的同时，还进行脉冲调制；
三端口光纤方向耦合器，所述三端口光纤方向耦合器将光脉冲信号注入至被测光纤中，同时将被测光纤中的后向散射信号通过另一个端口输出；
光接收机，所述光接收机将光纤中的后向散射信号转换为电信号输出；
信号控制处理模块，所述信号控制处理模块负责控制波长可调谐激光器发射机发出测试所需要的波长，同时负责控制光放大器对波长可调谐激光器发射机的输出光信号进行光功率放大和脉冲调制，同时负责接收光接收机传送过来的信号，并对信号进行处理和解析。
所述波长可调谐激光器发射机顺序连接光放大器、三端口光纤方向耦合器、光接收机、信号控制处理模块，信号控制处理模块与波长可调谐激光器发射机、光放大器连接。
所述的光接收机通过模拟/数字转换模块与信号控制处理模块连接。
所述的波长可调谐激光器发射机包括波长可调谐激光器阵列、驱动电路、温度控制电路，驱动电路连接到波长可调谐激光器阵列，根据所选择的测试波长，驱使波长可调谐激光器阵列中某个激光器发射激光，温度控制电路也连接到波长可调谐激光器阵列，负责控制波长可调谐激光器阵列的温度，间接控制波长可调谐激光器阵列的发光波长。
所述的波长可调谐激光器阵列是由8~15个波长调谐范围各不相同的DFB（Distributed Feedback Laser，即分布式反馈激光器）激光器组成的波长可调谐激光器阵列，DFB激光器的输出经光波导汇聚到一个输出端，波长可调谐激光器阵列波长可调谐范围为1529nm~1565nm。
所述的三端口光纤方向耦合器为1x2光分路器或三端光环行器。
所述的光接收机为由PIN光电探测器或APD光电探测器构成的互阻光接收机。
这种光时域反射仪可以提供1529nm-1565nm波段50GHz频率间隔的80个测试波长，可以提供满足密集波分复用系统中光纤链路特性测试的多个测试波长要求，且成本较低。
附图说明
图1为实施例的结构示意框图；
图2为实施例中波长可调谐激光器发射机的结构示意框图。
图中，1.波长可调谐激光器发射机 1-1.波长可调谐激光器阵列 1-2.驱动电路1-3.温度控制电路2.光放大器 3.三端口光纤方向耦合器 4.被测光纤 5.光接收机 6.模拟/数字转换模块 7.信号控制处理模块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明内容作进一步的阐述，但不是对本发明的限定。
实施例：
参照图1，一种波长可调谐光时域反射仪，包括
波长可调谐激光器发射机1，所述波长可调谐激光器发射机1负责输出所需要测试波长的光信号；
光放大器2，所述光放大器2对波长可调谐激光器发射机1的输出光信号进行光功率放大的同时，还进行脉冲调制；
三端口光纤方向耦合器3，所述三端口光纤方向耦合器3将光脉冲信号注入至被测光纤4中，同时将被测光纤4中的后向散射信号通过另一个端口输出；
光接收机5，所述光接收机5将光纤中的后向散射信号转换为电信号输出；
信号控制处理模块7，所述信号控制处理模块7负责控制波长可调谐激光器发射机1发出测试所需要的波长，同时负责控制光放大器2对波长可调谐激光器发射机1的输出光信号进行光功率放大和脉冲调制，同时负责接收光接收机5传送过来的信号，并对信号进行处理和解析。
所述波长可调谐激光器发射机1顺序连接光放大器2、三端口光纤方向耦合器3、光接收机5、信号控制处理模块7，信号控制处理模块7与波长可调谐激光器发射机1、光放大器2连接。
所述的光接收机5通过模拟/数字转换模块6与信号控制处理模块7连接。
使用时，被测光纤4连接到三端口光纤方向耦合器3的输入/输出端。
参照图2，所述的波长可调谐激光器发射机1包括波长可调谐激光器阵列1-1、驱动电路1-2、温度控制电路1-3，驱动电路1-2连接到波长可调谐激光器阵列1-1，根据所选择的测试波长，驱使波长可调谐激光器阵列1-1中某个激光器发射激光，温度控制电路1-3也连接到波长可调谐激光器阵列1-1，负责控制波长可调谐激光器阵列1-1的温度，间接控制波长可调谐激光器阵列1-1的发光波长。
所述的波长可调谐激光器阵列1-1是由8~15个波长调谐范围各不相同的DFB激光器组成的波长可调谐激光器阵列，DFB激光器的输出经光波导汇聚到一个输出端，每个DFB激光器的温度调谐范围从5℃~50℃，每个DFB激光器的波长调谐范围各不相同，这8~15个DFB激光器组成的阵列波长可调谐范围覆盖1529nm~1565nm。通过预先设置，将IT-UT建议的50GHz频率间隔的80个波长与激光器阵列中的DFB激光器、温度值一一对应好，当我们确定需要某个测试波长时，在激光器阵列中选择其中一个DFB激光器，控制其温度到预定值，并给该DFB激光器提供驱动电流，使其输出光信号波长被调谐在所要求的波长上；同时其余DFB激光器的驱动电流为零，处于不工作状态。在控制DFB激光器温度进行波长调谐的同时，需要对DFB激光器的温度在预设定的温度值处进行周期性微小扰动，周期为1~2秒，温度扰动值为1℃~2 ℃，其波形为方波或正弦波，以便减小由于激光器相干性而引起的后向散射信号的强度噪声。
波长可调谐激光器发射机1负责输出所需要测试波长的光信号，通过温度调谐方式，提供IT-UT建议的50GHz频率间隔的80个波长光信号。在控制DFB激光器温度进行波长调谐的同时，对DFB激光器的温度在预设定的温度值处进行周期性微小扰动，以便减小由于激光器相干性而引起的后向散射信号的强度噪声。
所述的三端口光纤方向耦合器3为1x2光分路器或三端光环行器。
所述的光接收机5为由PIN光电探测器或APD光电探测器构成的互阻光接收机。它将光纤中的后向散射信号进行转换为电信号，并放大，然后送至模拟/数字转换模块6中进行模数变换，然后送至信号控制处理模块7进行进一步计算处理。
所述的光放大器2为半导体光放大器。
具体地，该波长可调谐光时域反射仪的工作步骤如下：
a)   根据光时域反射仪确定的工作波长，根据每一个DFB激光器预设定的工作波长范围，在波长可调谐激光器阵列1-1中选定一个DFB激光器，给其施加驱动电流，并且不向其余DFB激光器提供驱动电流；
b)   确定光时域反射仪的工作波长后，给波长可调谐激光器阵列1-1的温度控制电路1-3提供驱动电流，加热或制冷，使波长可调谐激光器阵列1-1的温度达到预设定的温度值；
c)   控制波长可调谐激光器阵列1-1的温度在预设定的温度值处进行周期性微小扰动，周期为1~2秒，温度扰动值为1℃~2℃，其波形为方波或正弦波；
d)   根据光时域反射仪确定的工作脉冲宽度，对半导体光放大器2提供脉冲驱动电流，对波长可调谐激光器发射机1的输出光信号进行放大和脉冲调制；
e）光接收机5对接收到的后向散射信号进行放大，并由模拟/数字转换模块6转换后送至信号控制处理模块7进行计算。

Claims (6)

1.一种波长可调谐光时域反射仪，其特征是，包括
波长可调谐激光器发射机，所述波长可调谐激光器发射机负责输出所需要测试波长的光信号；
光放大器，所述光放大器对波长可调谐激光器发射机的输出光信号进行光功率放大的同时，还进行脉冲调制；
三端口光纤方向耦合器，所述三端口光纤方向耦合器将光脉冲信号注入至被测光纤中，同时将被测光纤中的后向散射信号通过另一个端口输出；
光接收机，所述光接收机将光纤中的后向散射信号转换为电信号输出；
信号控制处理模块，所述信号控制处理模块负责控制波长可调谐激光器发射机发出测试所需要的波长，同时负责控制光放大器对波长可调谐激光器发射机的输出光信号进行光功率放大和脉冲调制，同时负责接收光接收机传送过来的信号，并对信号进行处理和解析；
所述波长可调谐激光器发射机顺序连接光放大器、三端口光纤方向耦合器、光接收机、信号控制处理模块，信号控制处理模块与波长可调谐激光器发射机、光放大器连接。
2.根据权利要求1所述的波长可调谐光时域反射仪，其特征是，所述的光接收机通过模拟/数字转换模块与信号控制处理模块连接。
3.根据权利要求1所述的波长可调谐光时域反射仪，其特征是，所述的波长可调谐激光器发射机包括波长可调谐激光器阵列、驱动电路、温度控制电路，驱动电路连接到波长可调谐激光器阵列，根据所选择的测试波长，驱使波长可调谐激光器阵列中某个激光器发射激光，温度控制电路也连接到波长可调谐激光器阵列，负责控制波长可调谐激光器阵列的温度，间接控制波长可调谐激光器阵列的发光波长。
4.根据权利要求3所述的波长可调谐光时域反射仪，其特征是，所述的波长可调谐激光器阵列是由8~15个波长调谐范围各不相同的DFB激光器组成的波长可调谐激光器阵列，DFB激光器的输出经光波导汇聚到一个输出端，波长可调谐激光器阵列波长可调谐范围为1529nm~1565nm。
5.根据权利要求1所述的波长可调谐光时域反射仪，其特征是，所述的三端口光纤方向耦合器为1x2光分路器或三端光环行器。
6.根据权利要求1所述的波长可调谐光时域反射仪，其特征是，所述的光接收机为由PIN光电探测器或APD光电探测器构成的互阻光接收机。
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