CN109412699A - 脉冲生成方法、装置、相干相位敏感时域反射方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种脉冲生成方法、装置、相干相位敏感时域反射方法及系统，涉及相干光通信领域。该脉冲生成方法包括以下步骤：通过调节双驱马赫曾德尔调制器上两个臂的电信号功率的大小以及偏置电压的值，来实现高消光比的光脉冲。该相干光相位敏感时域反射方法包括以下步骤：通过调节双驱马赫曾德尔调制器上两个臂的电信号功率的大小以及偏置电压的值，来实现高消光比的光脉冲；在相干光相位敏感时域反射系统中，所述高消光比的光脉冲的光频率与发射端激光器的光频率一致，发射回来的信号光与发射端的光源频率相同，实现零差探测。本发明能降低数据采集端高模数转换带宽和采样率引起的高成本。
Description
技术领域
本发明涉及相干光通信领域，具体是涉及一种脉冲生成方法、装置、相干相位敏感时域反射方法及系统。
背景技术
在传统光通信系统中，只能使用强度调制方式对光进行调制。而在相干光通信领域中，除了可以对光进行幅度调制外，还可以使用PSK(Phase-Shift Keying，相移键控)、DPSK(Differential Phase Shift Keying，差分移相键控)、QAM(Quadrature AmplitudeModulation，正交幅度调制器)等多种调制格式，利于灵活的工程应用，虽然这样增加了系统的复杂性，但是相对于传统光接收机只响应光功率的变化，相干探测可探测出光的振幅、频率、位相、偏振态携带的所有信息，因此相干探测是一种全息探测技术，这是传统光通信技术不具备的。相干探测是相干的激光信号和本机激光振荡信号在满足波前匹配的条件下，一起入射到探测器光敏表面上，产生拍频或相干叠加，探测器输出电信号大小正比于待测激光信号波和本机激光振荡波之和的平方的探测方式。
OTDR(Optical Time-Domain Reflectometer，光时域反射仪)是通过对测量曲线的分析，了解光纤的均匀性、缺陷、断裂、接头耦合等若干性能的仪器。它根据光的后向散射与菲涅耳反向原理制作，利用光在光纤中传播时产生的后向散射光来获取衰减的信息，可用于测量光纤衰减、接头损耗、光纤故障点定位以及了解光纤沿长度的损耗分布情况等，是光缆施工、维护及监测中必不可少的工具，主要用于测量光纤光缆的长度、传输损耗、接头损耗等光纤物理特性，并能对光纤线路中的事件点、故障点准确定位，广泛应用于光纤通信系统的工程施工、维护测试及紧急抢修、光纤光缆的研制与生产测试等。
光时域反射仪的基本原理是利用分析光纤中后向散射光或前向散射光的方法测量因散射、吸收等原因产生的光纤传输损耗和各种结构缺陷引起的结构性损耗，当光纤某一点受温度或应力作用时，该点的散射特性将发生变化，因此通过显示损耗与光纤长度的对应关系来检测外界信号分布于传感光纤上的扰动信息。
相干相位敏感光时域反射仪(Coherent phase-sensitive optical time-domainreflectometry)是一种将强相干、高频率稳定性的脉冲光注入光纤，通过光电探测器探测脉冲范围内后向散射的瑞利散射光相干涉的结果，通过光电探测器收集相邻两次探测结果，将相邻两次探测结果相减，即可得出变化量，该变化量可以反映光纤发生突变的强度和位置。
高消光比的光脉冲可以降低反射光背景噪声所带来的影响，是提升相位敏感光时域反射系统的检测距离的重要保证。为了产生高消光比的脉冲信号，一般都采用声光调制器。但是声光调制器所需要的驱动电压大，而且会对信号光产生频移。由于在目前的相位敏感光时域反射系统中，相干光探测技术被广泛的使用，如果本振光和信号光存在较大的频差，对数据采集端的模数转换器的带宽以及采样速率有着更高的要求。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：
虽然传统的马赫曾德尔调制器不会对输入光产生频率漂移，但是其两个臂损耗无法保证完全相同，因此其产生的脉冲的消光比无法满足相位敏感光时域反射系统的要求。一般来说，模数转换器的带宽需要是频差的2倍以上，这显著增加了相位敏感光时域反射系统的成本。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种脉冲生成方法、装置、相干相位敏感时域反射方法及系统，能够降低数据采集端高模数转换带宽和采样率引起的高成本。
第一方面，提供一种基于双驱马赫曾德尔调制器的高消光比脉冲生成方法，包括以下步骤：
通过调节双驱马赫曾德尔调制器上两个臂的电信号功率的大小以及偏置电压的值，来实现高消光比的光脉冲。
第二方面，提供一种基于双驱马赫曾德尔调制器的高消光比脉冲生成装置，该装置包括双驱马赫曾德尔调制器、第一电衰减器、第二电衰减器、功分器、驱动模块、脉冲源，脉冲源经过驱动模块放大后由功分器分为两路，通过第一电衰减器、第二电衰减器后分别加载到双驱马赫曾德尔调制器的两个数据端，并同时调节双驱马赫曾德尔调制器的偏置电压，来实现高消光比的光脉冲。
通过调节第一电衰减器、第二电衰减器的幅度，以及偏置电压的大小，可以使光脉冲的消光比达到最大。
根据第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述脉冲源与驱动模块的输入端相连，驱动模块的输出端与功分器的输入端相连，功分器的两个输出端分别与第一电衰减器的输入端、第二电衰减器的输入端相连，第一电衰减器的输出端、第二电衰减器的输出端分别与双驱马赫曾德尔调制器的两个数据端相连。
根据第二方面，在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述脉冲源，用于：产生电的脉冲信号；
所述驱动模块，用于：对电的脉冲信号进行放大；
所述功分器，用于：将放大的电的脉冲信号分成两路；
所述第一电衰减器、第二电衰减器，用于：调节两路电的脉冲信号的功率；
所述双驱马赫曾德尔调制器，用于：将两路电的脉冲信号调制到光载波上，形成光脉冲信号。
第三方面，提供一种基于零差探测的相干光相位敏感时域反射方法，包括以下步骤：
通过调节双驱马赫曾德尔调制器上两个臂的电信号功率的大小以及偏置电压的值，来实现高消光比的光脉冲；
在相干光相位敏感时域反射系统中，所述高消光比的光脉冲的光频率与发射端激光器的光频率一致，发射回来的信号光与发射端的光源频率相同，实现零差探测。
将高消光比的光脉冲应用在相干光相位敏感时域反射系统中，该高消光比的光脉冲的光频率与发射端激光器的光频率一致，在相干光相位敏感时域反射系统中，发射回来的信号光与发射端的光源在频率上是相同的，从而实现了零差探测，能够降低数据采集端高模数转换带宽和采样率引起的高成本。
第四方面，提供一种基于零差探测的相干光相位敏感时域反射系统，该系统包括发射端，发射端包括窄线宽激光器、耦合器、双驱马赫曾德尔调制器、第一电衰减器、第二电衰减器、功分器、驱动模块、脉冲源、集成相干接收机，窄线宽激光器发出的光首先通过耦合器一分为二，其中一路光通过双驱马赫曾德尔调制器来产生高消光比的光脉冲：脉冲源经过驱动模块放大后由功分器分为两路，通过第一电衰减器、第二电衰减器后分别加载到双驱马赫曾德尔调制器的两个数据端，并同时调节双驱马赫曾德尔调制器的偏置电压，来实现高消光比的光脉冲；在相干光相位敏感时域反射系统中，所述高消光比的光脉冲的光频率与发射端激光器的光频率一致，发射回来的信号光与发射端的光源频率相同，实现零差探测。
将高消光比的光脉冲应用在相干光相位敏感时域反射系统中，该高消光比的光脉冲的光频率与发射端激光器的光频率一致，在相干光相位敏感时域反射系统中，发射回来的信号光与发射端的光源在频率上是相同的，从而实现了零差探测，能够降低数据采集端高模数转换带宽和采样率引起的高成本。
根据第四方面，在第四方面的第一种可能的实现方式中，所述窄线宽激光器的另外一路光作为本振光，直接进入集成相干接收机的本振光端口，集成相干接收机最后输出的四路电信号再通过数据采集模块转换为电信号，进行后续数字信号处理，来判断出待测光纤发生突变的位置。
根据第四方面，在第四方面的第二种可能的实现方式中，所述窄线宽激光器的输出端与耦合器的输入端相连，耦合器的一个输出端与双驱马赫曾德尔调制器的输入端相连，耦合器的另一个输出端与集成相干接收机的本振光端口相连，脉冲源与驱动模块的输入端相连，驱动模块的输出端与功分器的输入端相连，功分器的两个输出端分别与第一电衰减器的输入端、第二电衰减器的输入端相连，第一电衰减器的输出端、第二电衰减器的输出端分别与双驱马赫曾德尔调制器的两个数据端相连。
根据第四方面，在第四方面的第三种可能的实现方式中，所述脉冲源，用于：产生电的脉冲信号；
所述驱动模块，用于：对电的脉冲信号进行放大；
所述功分器，用于：将放大的电的脉冲信号分成两路；
所述第一电衰减器、第二电衰减器，用于：调节两路电的脉冲信号的功率；
所述双驱马赫曾德尔调制器，用于：将两路电的脉冲信号调制到光载波上，形成光脉冲信号；
所述窄线宽激光器，用于：作为激光源；
所述耦合器，用于：在发射端将发射光源一分为二，一路光进入双驱马赫增德尔调制器，另一路光提供本振光源；
所述集成相干接收机，用于：利用相干的方式接收发射回来的光信号，并将光信号转化为电信号。
根据第四方面，在第四方面的第四种可能的实现方式中，所述发射端还包括第一光放大器、第一光滤波器、三端口环形器、第二光放大器、第二光滤波器，双驱马赫曾德尔调制器的输出端与第一光放大器的输入端相连，第一光放大器的输出端与第一光滤波器的输入端相连，第一光滤波器的输出端与三端口环形器的1号端口相连，三端口环形器的2号端口与待测光纤相连，三端口环形器的3号端口与第二光放大器的输入端相连，第二光放大器的输出端与第二光滤波器的输入端相连，第二光滤波器的输出端与集成相干接收机的信号端口相连。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
(1)本发明通过调节双驱马赫曾德尔调制器上两个臂的电信号功率的大小以及偏置电压的值，来实现高消光比的光脉冲。通过调节第一电衰减器、第二电衰减器的幅度，以及偏置电压的大小，可以使光脉冲的消光比达到最大。
(2)本发明将高消光比的光脉冲应用在相干光相位敏感时域反射系统中，该高消光比的光脉冲的光频率与发射端激光器的光频率一致，在相干光相位敏感时域反射系统中，发射回来的信号光与发射端的光源在频率上是相同的，从而实现了零差探测，能够降低数据采集端高模数转换带宽和采样率引起的高成本。
附图说明
图1是本发明实施例中基于双驱马赫曾德尔调制器的高消光比光脉冲的生成示意图。
图2是本发明实施例中基于高消光比光脉冲的零差相干探测的相位敏感光时域反射系统的架构图。
图3是传统的相干光相位敏感时域反射系统的架构图。
具体实施方式
现在将详细参照本发明的具体实施例，在附图中例示了本发明的例子。尽管将结合具体实施例描述本发明，但将理解，不是想要将本发明限于所述的实施例。相反，想要覆盖由所附权利要求限定的在本发明的精神和范围内包括的变更、修改和等价物。应注意，这里描述的方法步骤都可以由任何功能块或功能布置来实现，且任何功能块或功能布置可被实现为物理实体或逻辑实体、或者两者的组合。
为了使本领域技术人员更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
注意：接下来要介绍的示例仅是一个具体的例子，而不作为限制本发明的实施例必须为如下具体的步骤、数值、条件、数据、顺序等等。本领域技术人员可以通过阅读本说明书来运用本发明的构思来构造本说明书中未提到的更多实施例。
实施例1
为了生成高消光比的光脉冲，本发明实施例提供一种基于双驱马赫曾德尔调制器的高消光比脉冲生成方法，包括以下步骤：
通过调节双驱马赫曾德尔调制器上两个臂的电信号功率的大小以及偏置电压的值，来实现高消光比的光脉冲。
参见图1所示，本发明实施例还提供一种基于双驱马赫曾德尔调制器的高消光比脉冲生成装置，包括双驱马赫曾德尔调制器、第一电衰减器、第二电衰减器、功分器、驱动模块、脉冲源，脉冲源经过驱动模块放大后由功分器分为两路，通过第一电衰减器、第二电衰减器后分别加载到双驱马赫曾德尔调制器的两个数据端，并同时调节双驱马赫曾德尔调制器的偏置电压，来实现高消光比的光脉冲。
参见图1所示，脉冲源与驱动模块的输入端相连，驱动模块的输出端与功分器的输入端相连，功分器的两个输出端分别与第一电衰减器的输入端、第二电衰减器的输入端相连，第一电衰减器的输出端、第二电衰减器的输出端分别与双驱马赫曾德尔调制器的两个数据端相连。
上述器件的具体功能说明如下：
脉冲源，用于：产生电的脉冲信号；
驱动模块，用于：对电的脉冲信号进行放大；
功分器，用于：将放大的电的脉冲信号分成两路；
第一电衰减器、第二电衰减器，用于：调节两路电的脉冲信号的功率；
双驱马赫曾德尔调制器，用于：将两路电的脉冲信号调制到光载波上，形成光脉冲信号。
传统方案中，加载在马赫增德尔调制器上的电信号功率无法调节。本发明实施例采用双驱的马赫增德尔调制器，而且对两个电信号加了可调的电衰减器，只要两个电信号的电功率一致，消光比就可以很高，越一致就越高。
本发明实施例中，为了观察产生脉冲的消光比是否达到最大，双驱马赫曾德尔调制器的输出信号依次经过光衰减器、光电探测器、示波器，示波器实时接收并显示脉冲的幅度。
本发明实施例中，光衰减器、光电探测器、示波器主要起观察作用，通过观察接收到的光脉冲，从而判断光脉冲的消光比是否达到最大。
本发明实施例通过调节第一电衰减器、第二电衰减器的幅度，以及偏置电压的大小，可以使光脉冲的消光比达到最大。
本发明实施例通过观察实时示波器上脉冲的幅度，来判断光脉冲达到最大值的情况。产生高消光比、不频率偏移的光脉冲，是本发明实施例的关键。
实施例2
为了降低数据采集端高模数转换带宽和采样率引起的高成本，本发明实施例提供一种基于零差探测的相干光相位敏感时域反射方法，包括以下步骤：
通过调节双驱马赫曾德尔调制器上两个臂的电信号功率的大小以及偏置电压的值，来实现高消光比的光脉冲，该高消光比的光脉冲的光频率与发射端激光器的光频率一致，因此，在相干光相位敏感时域反射系统中，发射回来的信号光与发射端的光源在频率上是相同的，从而实现了零差探测。
本发明实施例中，零差探测的主要原因是使用双驱马赫曾德尔调制器，其输出的光信号与输入的光信号的频率是一样的，将产生的高消光比的光脉冲应用到相干光相位时域反射系统中，使用图2的结构，就可以实现零差探测。采用零差探测的方法，可以降低接收端模数转换器的带宽和采样率的需求，从而降低整个系统的成本。
图2给出了将产生的高消光比的光脉冲应用到相干光相位时域反射系统的实例。
参见图2所示，本发明实施例提供一种基于零差探测的相干光相位敏感时域反射系统，该系统包括发射端，发射端包括窄线宽激光器、耦合器、双驱马赫曾德尔调制器、第一电衰减器、第二电衰减器、功分器、驱动模块、脉冲源、集成相干接收机，具体的，窄线宽激光器的输出端与耦合器的输入端相连，耦合器的一个输出端与双驱马赫曾德尔调制器的输入端相连，耦合器的另一个输出端与集成相干接收机的本振光端口相连，脉冲源与驱动模块的输入端相连，驱动模块的输出端与功分器的输入端相连，功分器的两个输出端分别与第一电衰减器的输入端、第二电衰减器的输入端相连，第一电衰减器的输出端、第二电衰减器的输出端分别与双驱马赫曾德尔调制器的两个数据端相连。
上述器件的具体功能说明如下：
脉冲源，用于：产生电的脉冲信号；
驱动模块，用于：对电的脉冲信号进行放大；
功分器，用于：将放大的电的脉冲信号分成两路；
第一电衰减器、第二电衰减器，用于：调节两路电的脉冲信号的功率；
双驱马赫曾德尔调制器，用于：将两路电的脉冲信号调制到光载波上，形成光脉冲信号；
窄线宽激光器，用于：作为激光源；
耦合器，用于：在发射端将发射光源一分为二，一路光进入双驱马赫增德尔调制器，另一路光提供本振光源；
集成相干接收机，用于：利用相干的方式接收发射回来的光信号，并将光信号转化为电信号。
光学外差探测是利用一个频率与被测相干辐射的频率相近的参考激光辐射在探测元件(通常由光电导材料、光生伏打材料或光电发射材料制成)中与被测辐射混频而产生差频。光学外差探测只受到散粒噪声的限制，因而探测率比直接探测或零差探测高几个数量级。
零差相干探测就是用传统的相干探测结构实现的。只是本发明实施例中的发射光和本振光是同频的，所以是零差探测。零差探测(Homodyne detection)的本振信号经分光器从发射光源分离出来，与调制后的接收信号混频产生外差信号，可省去本振光源。但未经调制的c发射光束与接收本振信号的频率相同，差频为零，仅用于测速不可测距，因此，本振信号从发射光源分离后进入发收隔振器前，应先进行频率调制方可测距。零差探测的主要优点是：省去了本振器，比外差探测简单、可靠；发射光频的稳定性可以放宽；光频移速率可经接收频差除以光往返时间测定，距离大于10km。
实施例3
基于实施例2，参见图2所示，发射端还可以包括第一光放大器、第一光滤波器、三端口环形器、第二光放大器、第二光滤波器，双驱马赫曾德尔调制器的输出端与第一光放大器的输入端相连，第一光放大器的输出端与第一光滤波器的输入端相连，第一光滤波器的输出端与三端口环形器的1号端口相连，三端口环形器的2号端口与待测光纤相连，三端口环形器的3号端口与第二光放大器的输入端相连，第二光放大器的输出端与第二光滤波器的输入端相连，第二光滤波器的输出端与集成相干接收机的信号端口相连。
上述器件的具体功能说明如下：
第一光放大器，用于：对光脉冲信号进行放大；
第一光滤波器，用于：滤除光脉冲信号的噪声；
三端口环形器，用于：光脉冲信号从三端口环形器的1号端口输入，并从2号端口输出到待测光纤中；发射的光脉冲信号从三端口环形器的2号端口输入，并从3号端口输出；
第二光放大器，用于：对发射光脉冲信号进行放大；
第二光滤波器，用于：滤除发射光脉冲信号的噪声。
在发射端，窄线宽激光器发出的光首先通过耦合器一分为二，其中一路光按照图1的方式通过双驱马赫曾德尔调制器来产生高消光比的光脉冲，输出光信号被第一光放大器放大并通过第一光滤波器(低通滤波器)进行滤波，通过三端口环形器后进入待测光纤。三端口环形器的3号端口出来的光，即光纤瑞利背向散射回来的光，依次经过第二光放大器和第二光滤波器后，输入集成相干接收机的信号端口。瑞利散射是指散射光波长等于入射光波长、而且散射粒子远远小于入射光波长、没有频率位移(无能量变化，波长相同)的弹性光散射。分子散射光的强度与入射光的频率(或波长)有关，即四次幂的瑞利定律。
本发明实施例中，窄线宽激光器的另外一路光作为本振光，直接进入集成相干接收机的本振光端口，集成相干接收机最后输出的四路电信号再通过数据采集模块转换为电信号，进行后续数字信号处理，来判断出待测光纤发生突变的位置。
传统的相干光相位敏感时域反射系统的架构图如图3所示，窄线宽激光器发出的光首先通过耦合器一分为二，其中一路通过声光调制器来产生光脉冲。其中，声光调制器的电信号端口加载的是被脉冲源放大后的驱动信号，声光调制器输出的光信号被第一光放大器放大并通过第一光滤波器(低通滤波器)进行滤波，并通过三端口环形器后进入待测光纤。三端口环形器的3号端口出来的光，即光纤瑞利背向散射回来的光，依次经过第二光放大器和第二光滤波器后，输入集成相干接收机的信号端口。窄线宽激光器的另外一路光作为本振光直接进入集成相干接收机的本振光端口，集成相干接收机最后输出的四路电信号再通过数据采集模块转换为电信号，进行后续数字信号处理，来判断出待测光纤发生突变的位置。
需要指出的是，由于声光调制器输出的光信号频率相比于输入光信号的频率有一定的频差，因此数据采集模块中的模数转换器的带宽和采样速率需要是频差的2倍。
与传统的相干光相位敏感时域反射系统相比，本发明实施例提供的基于零差探测的相干光相位敏感时域反射系统因为零差探测的原因，所以数据采集模块的带宽和采样频率相比于传统的方案可以有明显的降低，但是后续的数字信号处理方式是和传统的方式完全一样。
传统方案中，光通过声光调制器会发生频移，因为本发明实施例中的光通过双驱马赫增德尔调制器不会发生频移，因此本发明实施例产生的光脉冲和发射端激光源的频率相同，基于这种高消光比的光脉冲，本发明实施例提出一种基于零差探测的相干光相位敏感时域反射系统。因为发射的信号光就是双驱马赫增德尔调制器输出的光，这个频率是和发射端的光源一致的，发射端的光源也就是本振光的光源。由于反射的光信号和本振光没有频率差，因此该方案可以降低接收端模数转换器的带宽和采样率的需求，从而降低整个系统的成本。
注意：上述的具体实施例仅是例子而非限制，且本领域技术人员可以根据本发明的构思从上述分开描述的各个实施例中合并和组合一些步骤和装置来实现本发明的效果，这种合并和组合而成的实施例也被包括在本发明中，在此不一一描述这种合并和组合。
本发明实施例中提及的优点、优势、效果等仅是示例，而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本发明的各个实施例必须具备的。另外，本发明实施例公开的上述具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本发明实施例必须采用上述具体的细节来实现。
本发明实施例中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子，并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。本发明实施例所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。本发明实施例所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。
本发明实施例中的步骤流程图以及以上方法描述仅作为例示性的例子，并且不意图要求或暗示必须按照给出的顺序进行各个实施例的步骤。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意顺序进行以上实施例中的步骤的顺序。诸如“其后”、“然后”、“接下来”等等的词语不意图限制步骤的顺序；这些词语仅用于引导读者通读这些方法的描述。此外，例如使用冠词“一个”、“一”或者“该”对于单数的要素的任何引用不被解释为将该要素限制为单数。
另外，本发明各个实施例中的步骤和装置并非仅限定于某个实施例中实行，事实上，可以根据本发明的概念来结合本文中的各个实施例中相关的部分步骤和部分装置，以构思新的实施例，而这些新的实施例也包括在本发明的范围内。
本发明实施例中的各个操作可以通过能够进行相应的功能的任何适当的手段而进行。该手段可以包括各种硬件和/或软件组件和/或模块，包括但不限于硬件的电路、ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)或处理器。
在实际应用中，可以利用被设计用于执行上述功能的通用处理器、DSP(DigitalSignal Processor，数字信号处理器)、ASIC、FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)或CPLD(Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)、离散门或晶体管逻辑、离散的硬件组件或者其任意组合，来实现上述各个例示的逻辑块、模块和电路。其中，通用处理器可以是微处理器，但是作为替换，该处理器可以是任何商业上可获得的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可以实现为计算设备的组合，例如DSP和微处理器的组合，多个微处理器、与DSP核协作的一个或多个微处理器或任何其他这样的配置。
结合本发明实施例描述的方法或算法的步骤可以直接嵌入在硬件中、处理器执行的软件模块中或者这两种的组合中。软件模块可以存在于任何形式的有形存储介质中。可以使用的存储介质的一些例子包括RAM(Random Access Memory，随机存储器)、ROM(Read-Only Memory，只读存储器)、快闪存储器、EPROM(Electrically Programmable Read-OnlyMemory，可擦除的可编程只读存储器)、EEPROM(Electrically-ErasableProgrammable Read-Only Memory，电可擦可编程只读存储器)、寄存器、硬碟、可移动碟、CD-ROM(Compact Disc Read-Only Memory，紧凑型光盘只读储存器)等。存储介质可以耦接到处理器以便该处理器可以从该存储介质读取信息以及向该存储介质写信息。在替换方式中，存储介质可以与处理器是整体的。软件模块可以是单个指令或者许多指令，并且可以分布在几个不同的代码段上、不同的程序之间以及跨过多个存储介质。
本发明实施例的方法包括用于实现上述的方法的一个或多个动作。方法和/或动作可以彼此互换而不脱离权利要求的范围。换句话说，除非指定了动作的具体顺序，否则可以修改具体动作的顺序和/或使用而不脱离权利要求的范围。
本发明实施例中的功能可以按硬件、软件、固件或其任意组合而实现。如果以软件实现，功能可以作为一个或多个指令存储在切实的计算机可读介质上。存储介质可以是可以由计算机访问的任何可用的切实介质。通过例子而不是限制，这样的计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光碟存储、磁碟存储或其他磁存储器件或者可以用于携带或存储指令或数据结构形式的期望的程序代码并且可以由计算机访问的任何其他切实介质。如在此使用的，碟(disk)和盘(disc)包括紧凑盘(CD)、激光盘、光盘、DVD(Digital Versatile Disc，数字多功能光盘)、软碟和蓝光盘，其中碟通过磁再现数据，而盘利用激光光学地再现数据。
因此，计算机程序产品可以进行在此给出的操作。例如，这样的计算机程序产品可以是具有有形存储(和/或编码)在其上的指令的计算机可读的有形介质，该指令可由一个或多个处理器执行以进行在此所述的操作。计算机程序产品可以包括包装的材料。
本发明实施例中的软件或指令也可以通过传输介质而传输。例如，可以使用诸如同轴电缆、光纤光缆、双绞线、DSL(Digital Subscriber Line，数字用户线路)或诸如红外、无线电或微波的无线技术的传输介质从网站、服务器或者其他远程源传输软件。
此外，用于实现本发明实施例中的方法和技术的模块和/或其他适当的手段可以在适当时由用户终端和/或基站下载和/或其他方式获得。例如，这样的设备可以耦接到服务器以促进用于进行在此所述的方法的手段的传送。或者，在此所述的各种方法可以经由存储部件(例如RAM、ROM、诸如CD或软碟等的物理存储介质)提供，以便用户终端和/或基站可以在耦接到该设备或者向该设备提供存储部件时获得各种方法。此外，可以利用用于将在此所述的方法和技术提供给设备的任何其他适当的技术。
其他例子和实现方式在本发明实施例和所附权利要求的范围和精神内。例如，由于软件的本质，以上所述的功能可以使用由处理器、硬件、固件、硬连线或这些的任意的组合执行的软件实现。实现功能的特征也可以物理地位于各个位置，包括被分发以便功能的部分在不同的物理位置处实现。而且，如在此使用的，包括在权利要求中使用的，在以“至少一个”开始的项的列举中使用的“或”指示分离的列举，以便例如“A、B或C的至少一个”的列举意味着A或B或C，或AB或AC或BC，或ABC(即A和B和C)。此外，措辞“示例的”不意味着描述的例子是优选的或者比其他例子更好。
本领域技术人员可以不脱离由所附权利要求定义的教导的技术而进行对在此所述的技术的各种改变、替换和更改。此外，本公开的权利要求的范围不限于以上所述的处理、机器、制造、事件的组成、手段、方法和动作的具体方面。可以利用与在此所述的相应方面进行基本相同的功能或者实现基本相同的结果的当前存在的或者稍后要开发的处理、机器、制造、事件的组成、手段、方法或动作。因而，所附权利要求包括在其范围内的这样的处理、机器、制造、事件的组成、手段、方法或动作。
提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本发明。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本发明的范围。因此，本发明不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。
为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本发明的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。
说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。
Claims (10)
1.一种基于双驱马赫曾德尔调制器的高消光比脉冲生成方法，其特征在于，包括以下步骤：
通过调节双驱马赫曾德尔调制器上两个臂的电信号功率的大小以及偏置电压的值，来实现高消光比的光脉冲。
2.一种基于双驱马赫曾德尔调制器的高消光比脉冲生成装置，其特征在于，该装置包括双驱马赫曾德尔调制器、第一电衰减器、第二电衰减器、功分器、驱动模块、脉冲源，脉冲源经过驱动模块放大后由功分器分为两路，通过第一电衰减器、第二电衰减器后分别加载到双驱马赫曾德尔调制器的两个数据端，并同时调节双驱马赫曾德尔调制器的偏置电压，来实现高消光比的光脉冲。
3.如权利要求2所述的基于双驱马赫曾德尔调制器的高消光比脉冲生成装置，其特征在于：所述脉冲源与驱动模块的输入端相连，驱动模块的输出端与功分器的输入端相连，功分器的两个输出端分别与第一电衰减器的输入端、第二电衰减器的输入端相连，第一电衰减器的输出端、第二电衰减器的输出端分别与双驱马赫曾德尔调制器的两个数据端相连。
4.如权利要求2所述的基于双驱马赫曾德尔调制器的高消光比脉冲生成装置，其特征在于：所述脉冲源，用于：产生电的脉冲信号；
所述驱动模块，用于：对电的脉冲信号进行放大；
所述功分器，用于：将放大的电的脉冲信号分成两路；
所述第一电衰减器、第二电衰减器，用于：调节两路电的脉冲信号的功率；
所述双驱马赫曾德尔调制器，用于：将两路电的脉冲信号调制到光载波上，形成光脉冲信号。
5.一种基于零差探测的相干光相位敏感时域反射方法，其特征在于，包括以下步骤：
通过调节双驱马赫曾德尔调制器上两个臂的电信号功率的大小以及偏置电压的值，来实现高消光比的光脉冲；
在相干光相位敏感时域反射系统中，所述高消光比的光脉冲的光频率与发射端激光器的光频率一致，发射回来的信号光与发射端的光源频率相同，实现零差探测。
6.一种基于零差探测的相干光相位敏感时域反射系统，其特征在于，该系统包括发射端，发射端包括窄线宽激光器、耦合器、双驱马赫曾德尔调制器、第一电衰减器、第二电衰减器、功分器、驱动模块、脉冲源、集成相干接收机，窄线宽激光器发出的光首先通过耦合器一分为二，其中一路光通过双驱马赫曾德尔调制器来产生高消光比的光脉冲：脉冲源经过驱动模块放大后由功分器分为两路，通过第一电衰减器、第二电衰减器后分别加载到双驱马赫曾德尔调制器的两个数据端，并同时调节双驱马赫曾德尔调制器的偏置电压，来实现高消光比的光脉冲；在相干光相位敏感时域反射系统中，所述高消光比的光脉冲的光频率与发射端激光器的光频率一致，发射回来的信号光与发射端的光源频率相同，实现零差探测。
7.如权利要求6所述的基于零差探测的相干光相位敏感时域反射系统，其特征在于：所述窄线宽激光器的另外一路光作为本振光，直接进入集成相干接收机的本振光端口，集成相干接收机最后输出的四路电信号再通过数据采集模块转换为电信号，进行后续数字信号处理，来判断出待测光纤发生突变的位置。
8.如权利要求6所述的基于零差探测的相干光相位敏感时域反射系统，其特征在于：所述窄线宽激光器的输出端与耦合器的输入端相连，耦合器的一个输出端与双驱马赫曾德尔调制器的输入端相连，耦合器的另一个输出端与集成相干接收机的本振光端口相连，脉冲源与驱动模块的输入端相连，驱动模块的输出端与功分器的输入端相连，功分器的两个输出端分别与第一电衰减器的输入端、第二电衰减器的输入端相连，第一电衰减器的输出端、第二电衰减器的输出端分别与双驱马赫曾德尔调制器的两个数据端相连。
9.如权利要求6所述的基于零差探测的相干光相位敏感时域反射系统，其特征在于：所述脉冲源，用于：产生电的脉冲信号；
所述驱动模块，用于：对电的脉冲信号进行放大；
所述功分器，用于：将放大的电的脉冲信号分成两路；
所述第一电衰减器、第二电衰减器，用于：调节两路电的脉冲信号的功率；
所述双驱马赫曾德尔调制器，用于：将两路电的脉冲信号调制到光载波上，形成光脉冲信号；
所述窄线宽激光器，用于：作为激光源；
所述耦合器，用于：在发射端将发射光源一分为二，一路光进入双驱马赫增德尔调制器，另一路光提供本振光源；
所述集成相干接收机，用于：利用相干的方式接收发射回来的光信号，并将光信号转化为电信号。
10.如权利要求6所述的基于零差探测的相干光相位敏感时域反射系统，其特征在于：所述发射端还包括第一光放大器、第一光滤波器、三端口环形器、第二光放大器、第二光滤波器，双驱马赫曾德尔调制器的输出端与第一光放大器的输入端相连，第一光放大器的输出端与第一光滤波器的输入端相连，第一光滤波器的输出端与三端口环形器的1号端口相连，三端口环形器的2号端口与待测光纤相连，三端口环形器的3号端口与第二光放大器的输入端相连，第二光放大器的输出端与第二光滤波器的输入端相连，第二光滤波器的输出端与集成相干接收机的信号端口相连。
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