CN113726423A - 拉曼双向泵浦协同双向otdr检测恢复系统及光网络 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种拉曼双向泵浦协同双向OTDR检测恢复系统及光网络，所述系统通过在光纤链路两端分别设置前向泵浦放大检测模块和后向泵浦放大检测模块，构建双向泵浦拉曼放大结构以及双向OTDR检测结构，通过在光纤链路两端协同工作，能够有效提高光信号的放大效率，避免传统方法中采用高功率泵浦光源带来的安全隐患，同时基于双向OTDR采用不同频率的脉冲信号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、光纤故障点定位等。所述光网络中，通过在每个光网络节点处设置检测泵浦放大检测模块，在每条光纤链路两端分别构建双向泵浦拉曼放大结构以及双向OTDR检测结构，提高了光网络信号传输的泵浦放大效率和故障检出精度。
Description
技术领域
本发明涉及光通信领域，尤其涉及一种拉曼双向泵浦协同双向OTDR（光时域反射计）检测恢复系统及光网络。
背景技术
在光通信领域当中，光网络是使用光纤传输的网络结构，随着网络业务流量的增加，对于光网络传输的数据速率要求越来越高，所以提升信号在信道传输过程中的质量和速率越来越重要。
近年来光纤拉曼放大器由于有着可以放大任意波长信号、高平坦增益谱、噪声低及灵活的应用方式等优点受到了广泛的关注，并被用来加入光网络链路中提高信号传输质量，同时构建长距离、大容量的传输系统。拉曼放大器的原理在于，如果一个弱信号与一强泵浦光波同时在光纤中传输，并使弱信号波长置于泵浦光的拉曼增益带宽内，弱信号光即可以得到放大。但是，如果应用高功率的泵浦源对传输信号激发出增益，会对一般光纤链路的运行造成安全隐患，并且影响故障检测。因此，亟需一种新型结构的光信号放大器和光网络，在保障信号增益的基础上，能够快速和准确的识别光纤链路故障并及时恢复。
发明内容
本发明实施例提供了一种拉曼双向泵浦协同双向OTDR检测恢复系统及光网络，以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷，以解决现有高功率泵浦光信号放大系统和光网络中存在安全隐患并且难以检测故障的问题。
本发明的技术方案如下：
一方面，本发明提供一种拉曼双向泵浦协同OTDR检测恢复系统，包括：
前向泵浦放大检测模块，连接设定光纤链路的第一端，所述前向泵浦放大检测模块包括：
前向拉曼泵浦源，用于产生前向拉曼泵浦光；前向脉冲发生器，用于产生前向测试脉冲；前向调制单元，用于将所述前向测试脉冲调制到所述前向拉曼泵浦光上并输出前向调制光；前向波分复用器，用于将待放大信号光和所述前向调制光合并后沿所述设定光纤链路的第一端向第二端输入；前向OTDR处理单元，用于接收所述前向测试脉冲的反射信号并分析光纤链路损耗和运行状态；
后向泵浦放大检测模块，连接所述设定光纤链路的第二端，所述后向泵浦放大检测模块包括：
后向拉曼泵浦源，用于产生与所述前向拉曼泵浦光参数相同的后向拉曼泵浦光；后向脉冲发生器，用于产生后向测试脉冲；后向调制单元，用于将所述后向测试脉冲调制到所述后向拉曼泵浦光上并输出后向调制光；后向波分复用器，用于将所述后向调制光沿所述设定光纤链路的第二端向第一端输入；后向OTDR处理单元，用于接收所述后向测试脉冲的反射信号并分析光纤链路损耗和运行状态；
其中，所述前向泵浦放大检测模块和所述后向泵浦放大检测模块通过产生不同参数的拉曼泵浦光对所述待放大信号进行协同放大，并分别产生所述前向测试脉冲和所述后向测试脉冲协同分析所述设定光纤链路的光纤链路损耗和运行状态，以在故障状态下切换至其他光纤链路测试脉冲测试脉冲。
在一些实施例中，所述系统还包括：
第一光开关，设置在所述设定光纤链路的第一端；第二光开关，设置在所述设定光纤链路的第二端；所述第一光开关和所述第二光开关用于连接多条光纤链路并导通其中一条作为所述设定光纤链路。
在一些实施例中，所述前向OTDR处理单元连接并控制所述第一光开关，所述后向OTDR处理单元连接并控制所述第二光开关，所述前向OTDR处理单元和所述后向OTDR处理单元在检测到运行故障的情况下将所述设定光纤链路切换至其他光纤链路。
在一些实施例中，所述前向泵浦放大检测模块还包括前向控制模块，所述后向泵浦放大检测模块还包括后向控制模块，所述前向OTDR处理单元与所述后向OTDR处理单元通过所述前向控制模块和所述后向控制模块建立无线通信，以在所述设定光纤链路故障的情况下协调控制所述第一光开关和所述第二光开关切换至其他指定光纤链路。
在一些实施例中，所述前向拉曼泵浦源和所述后向拉曼泵浦源均设有多个频率的泵浦光源，所述前向拉曼泵浦源和所述后向拉曼泵浦源的波长设定不同，实现多波长协同拉曼放大并且避免所述前向测试脉冲和所述后向测试脉冲的反射信号发生混叠。
在一些实施例中，所述前向OTDR处理单元还用于连接并控制所述前向脉冲发生器产生第一设定参数的所述前向测试脉冲；所述后向OTDR处理单元还用于连接并控制所述后向脉冲发生器产生第二设定参数的所述后向测试脉冲；其中，所述前向测试脉冲和所述后向测试脉冲为纳秒量级的窄脉冲。
在一些实施例中，所述前向泵浦放大检测模块还包括前向报警器，用于在所述前向OTDR处理单元检测得到所述设定光纤链路故障的情况下进行报警提示；
所述后向泵浦放大检测模块还包括后向报警器，用于在所述后向OTDR处理单元检测得到所述设定光纤链路故障的情况下进行报警提示。
另一方面，本发明还提供了一种拉曼双向泵浦协同双向OTDR检测恢复光网络，包括：
多个光网络节点，各光网络节点通过光纤链路连接；
每个光网络节点处分别设置一个泵浦放大检测模块，所述泵浦放大检测模块包括：拉曼泵浦源，用于产生拉曼泵浦光；脉冲发生器，用于产生测试脉冲；调制单元，用于将所述测试脉冲调制到所述拉曼泵浦光上并输出调制光；OTDR处理单元，用于接收所述测试脉冲的反射信号并分析检测光纤链路损耗和运行状态；
每个光网络节点处均设置一个波分复用器和一个光开关，所述波分复用器用于将所在光网络节点处的待放大信号与相应的调制光导入光纤，并通过所述光开关连接指定光纤链路传输；
其中，所述指定光纤链路两端的泵浦放大检测模块协同工作，构成前向泵浦放大检测模块和后向泵浦放大检测模块，所述前向泵浦放大检测模块和所述后向泵浦放大检测模块通过产生不同参数的拉曼泵浦光对所述指定光纤链路中的待放大信号进行放大，并产生测试脉冲检测分析所述指定光纤链路的光纤链路损耗和运行状态测试脉冲。
在一些实施例中，各泵浦放大检测模块的OTDR处理单元还用于连接并控制相应的脉冲发生器产生指定参数的测试脉冲。
在一些实施例中，在所述指定光纤链路故障状态下，所述指定光纤链路故障两端的光开关按照设定顺序切换备用光纤链路以重新建立连接。
本发明的有益效果至少是：
所述拉曼双向泵浦协同双向OTDR检测恢复系统及光网络中，所述系统通过在光纤链路两端分别设置前向泵浦放大检测模块和后向泵浦放大检测模块，构建双向泵浦拉曼放大结构以及双向OTDR检测结构，通过在光纤链路两端协同工作，能够有效提高光信号的放大效率，避免传统方法中采用高功率泵浦光源带来的安全隐患，同时基于双向OTDR采用不同频率的脉冲信号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。所述光网络中，通过在每个光网络节点处设置检测泵浦放大检测模块，在每条光纤链路两端分别构建双向泵浦拉曼放大结构以及双向OTDR检测结构，提高了光网络信号传输的泵浦放大效率和故障检出精度。
进一步的，所述系统和所述光网络通过在光纤链路两端分别设置光开关，以在光纤链路两端的泵浦放大检测模块检出故障的情况下切换其他无故障的光纤链路传输信号，实现自动恢复。
本发明的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本发明的实践而获知。本发明的目的和其它优点可以通过在书面说明及其权利要求书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。
本领域技术人员将会理解的是，能够用本发明实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本发明能够实现的上述和其他目的。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。附图中的部件不是成比例绘制的，而只是为了示出本发明的原理。为了便于示出和描述本发明的一些部分，附图中对应部分可能被放大，即，相对于依据本发明实际制造的示例性装置中的其它部件可能变得更大。在附图中：
图1为本发明一实施例所述拉曼双向泵浦协同OTDR检测恢复系统的结构示意图；
图2为图1所述拉曼双向泵浦协同OTDR检测恢复系统的运行流程示意图；
图3为本发明一实施例所述拉曼双向泵浦协同双向OTDR检测恢复光网络的结构示意图。
附图说明：
100：拉曼双向泵浦协同OTDR检测恢复系统； 110：前向泵浦放大检测模块；
111：前向拉曼泵浦源； 112：前向脉冲发生器；
113：前向调制单元； 114：前向波分复用器；
115：前向OTDR处理单元； 120：后向泵浦放大检测模块；
121：后向拉曼泵浦源； 122：后向脉冲发生器；
123：后向调制单元； 124：后向波分复用器；
125：后向OTDR处理单元； 130：设定光纤链路；
140：第一光开关； 150：第二光开关；
201：光纤链路； 202：典型光网络；
203：双向泵浦协同检测模块； 204：光开关。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。
在此，还需要说明的是，如果没有特殊说明，术语“连接”在本文不仅可以指直接连接，也可以表示存在中间物的间接连接。
一方面，如图1所示，本发明提供一种拉曼双向泵浦协同OTDR检测恢复系统100，包括：分别设置在光纤链路两端的前向泵浦放大检测模块110和后向泵浦放大检测模块120。
前向泵浦放大检测模块110连接设定光纤链路130的第一端，前向泵浦放大检测模块110包括：前向拉曼泵浦源111，用于产生前向拉曼泵浦光；前向脉冲发生器112，用于产生前向测试脉冲；前向调制单元113，用于将前向测试脉冲调制到前向拉曼泵浦光上并输出前向调制光；前向波分复用器114，用于将待放大信号光和前向调制光合并后沿设定光纤链路130的第一端向第二端输入；前向OTDR处理单元115，用于接收前向测试脉冲的反射信号并分析光纤链路损耗和运行状态；
后向泵浦放大检测模块120连接设定光纤链路130的第二端，后向泵浦放大检测模块120包括：后向拉曼泵浦源121，用于产生与前向拉曼泵浦光参数相同的后向拉曼泵浦光；后向脉冲发生器122，用于产生后向测试脉冲；后向调制单元123，用于将后向测试脉冲调制到后向拉曼泵浦光上并输出后向调制光；后向波分复用器124，用于将后向调制光沿设定光纤链路130的第二端向第一端输入；后向OTDR处理单元125，用于接收后向测试脉冲的反射信号并分析光纤链路损耗和运行状态；
其中，前向泵浦放大检测模块110和后向泵浦放大检测模块120通过产生不同参数的拉曼泵浦光对待放大信号进行协同放大，并分别产生前向测试脉冲和后向测试脉冲协同分析设定光纤链路130的光纤链路损耗和运行状态，以在故障状态下切换至其他光纤链路测试脉冲测试脉冲。
在本实施例的前向泵浦放大检测模块110和后向泵浦放大检测模块120是基于光纤拉曼放大器的原理对待放大的信号光进行放大的，基于光纤中的受激拉曼散射效应。当强激光输入到非线性介质中时，在一定条件下，拉曼散射有激光的性质，包括斯托克斯光和反斯托克斯光都是相干光。这样，当弱信号光与强泵浦光同时在光纤中传输，且信号光波长在泵浦光的拉曼增益谱内，光能量将会从泵浦光转移到信号光，从而实现光放大。
本实施例中，前向拉曼泵浦源111用于产生拉曼泵浦光，拉曼放大是一个非谐振过程，其增益响应仅依赖于泵浦光波长及其带宽，选择合适的泵浦源就可得到任意波长的放大，具体的，在光纤介质中，需要信号光与泵浦光满足峰值增益频偏差大于13.2THz，才能实现拉曼放大。因此，在一些实施例中，前向拉曼泵浦源111和后向拉曼泵浦源121均设有多个频率的泵浦光源，以适应实际应用功能过程中，不同信号光的放大需求，前向拉曼泵浦源和后向拉曼泵浦源的波长设定不同，实现多波长协同拉曼放大并且避免前向测试脉冲和后向测试脉冲的反射信号发生混叠。
本实施例中，前向泵浦放大检测模块110还利用光时域反射计的原理，进行光纤光缆长度、衰减、接续质量和故障定位等的测量。光在光纤中传输时，由于光纤掺杂组分的非均匀性或光纤链路自身的缺陷，使得光纤中传播的脉冲光发生瑞利散射，其中一部分光信号将沿脉冲入射相反的方向被散射回来，因而被称为后向瑞利散射，通过定时观察瑞利后向散射光信号强度变化，即可准确测量光纤、光缆的损耗分布、接续质量等特性。根据光传输理论，当光在传播过程中，遇到不同折射率的两种传输介质的边界时（如活动连接器、断裂或光纤终结处），会发生菲涅耳反射现象，通过对此菲涅耳反射信号的定时接收，可准确定位沿光纤长度上不连续点的位置。反射的大小则依赖于折射率差及边界表面的平整度。
因此，本实施例利用前向脉冲发生器112产生前向测试脉冲，为了不影响拉曼泵浦放大的工作，可以选择纳秒量级的窄脉冲组作为前向测试脉冲。前向测试脉冲为电信号，前向调制单元113可以采用光电调制器，将前向测试脉冲调制到每一个波长的拉曼泵浦光上，再通过波分复用器与待放大信号光共同传输至光线中。并在光纤传输中，对待放大信号光进行拉曼放大。进一步地，前向OTDR处理单元115接收前向测试脉冲的反射信号，并基于前向测试脉冲的反射信号分析光纤链路的损耗分布、接续质量等特性，以及在故障状态下查找断点位置等。
相应的，在设定光纤链路130的另一端，同步采用后向泵浦放大检测模块120，与前向泵浦放大检测模块110构成双向泵浦放大结构和双向OTDR检测结构。后向拉曼泵浦源121与前向拉曼泵浦源111结构一致，用于对待放大信号光进行放大处理，但是，由于前向测试脉冲加载在前向拉曼泵浦光上，后向测试脉冲加载在后向拉曼泵浦光上，应当设置前向与后向所生成的泵浦光波长稍有差异，在OTDR检测过程中区分前向测试脉冲和后向测试脉冲的反射信号。后向脉冲发生器122在光线链路的第二端产生后向测试脉冲以检测分析光纤链路损耗和运行状态，其结构与前向脉冲发生器112一致，在应用过程中，为了防止相互干扰，可以令前向脉冲发生器112和后向脉冲发生器122的产生的窄脉冲频率不相同，以便于区分。后向OTDR处理单元125与前向OTDR处理单元115的结构和功能相同。
在一些实施例中，系统还包括：第一光开关140，设置在设定光纤链路130的第一端；第二光开关150，设置在设定光纤链路130的第二端；第一光开关140和第二光开关150用于连接多条光纤链路并导通其中一条作为设定光纤链路130。
在本实施例中，待放大信号光在传输过程中可以设置多条备用光纤链路，前向泵浦放大检测模块110和后向泵浦放大检测模块120之间通过第一光开关140和第二天光开关连接多条光纤线路，在运行过程中，通过第一光开关140和第二天光开关选择一条作为设定光纤链路130进行传输。进一步地，可以采用前向OTDR处理单元115连接并控制第一光开关140，后向OTDR处理单元125连接并控制第二光开关150，前向OTDR处理单元115和后向OTDR处理单元125在检测到运行故障的情况下将设定光纤链路130切换至其他光纤链路。
在一些实施例中，为了保障协同工作以及故障状态下变换光纤链路的一致性，前向泵浦放大检测模块110还包括前向控制模块，后向泵浦放大检测模块120还包括后向控制模块，前向OTDR处理单元115与后向OTDR处理单元125通过前向控制模块和后向控制模块建立无线通信，以在设定光纤链路130故障的情况下协调控制第一光开关140和第二光开关150切换至其他指定光纤链路。
在一些实施例中，前向OTDR处理单元115还用于连接并控制前向脉冲发生器112产生第一设定参数的前向测试脉冲；后向OTDR处理单元125还用于连接并控制后向脉冲发生器122产生第二设定参数的后向测试脉冲；其中，前向测试脉冲和后向测试脉冲为纳秒量级的窄脉冲。本实施例中，采用前向OTDR处理单元115和后向OTDR处理单元125调整测试脉冲的参数，以根据实际应用场景选择效果更适合的窄脉冲频率。
在一些实施例中，前向泵浦放大检测模块110还包括前向报警器，用于在前向OTDR处理单元115检测得到设定光纤链路130故障的情况下进行报警提示；后向泵浦放大检测模块120还包括后向报警器，用于在后向OTDR处理单元125检测得到设定光纤链路130故障的情况下进行报警提示。
前述拉曼双向泵浦协同OTDR检测恢复系统100在运行过程中，如图2所示，包括如下步骤：
S1）待放大信号光经前向波分复用器输入光纤；
S2）前向拉曼泵浦源产生相应的前向拉曼泵浦光，前向脉冲发生器产生前向测试脉冲；
S3）前向拉曼泵浦光与前向测试脉冲经前向调制单元调制后，再经前向波分复用器导入光纤；
S4）前向测试脉冲的反射信号输入前向OTDR处理单元，对反射信号进行光纤断点分析；
S5）后向拉曼泵浦源产生相应的后向拉曼泵浦光，后向脉冲发生器产生后向测试脉冲；
S6）后向拉曼泵浦光与后向测试脉冲经后向调制单元调制后，再经后向波分复用器导入光纤；
S7）后向测试脉冲的反射信号输入后向OTDR处理单元，对反射信号进行光纤断点分析；
S8）若存在断点则由前向OTDR处理单元向第一光开关发送切换指令，同时由后向OTDR处理单元向第二光开关发送切换指令，提示切换光网络线路。
另一方面，本发明还提供了一种拉曼双向泵浦协同双向OTDR检测恢复光网络，包括：
多个光网络节点，各光网络节点通过光纤链路连接；
每个光网络节点处分别设置一个泵浦放大检测模块，泵浦放大检测模块包括：拉曼泵浦源，用于产生拉曼泵浦光；脉冲发生器，用于产生测试脉冲；调制单元，用于将测试脉冲调制到拉曼泵浦光上并输出调制光；OTDR处理单元，用于接收测试脉冲的反射信号并分析检测光纤链路损耗和运行状态；
每个光网络节点处均设置一个波分复用器和一个光开关，波分复用器用于将所在光网络节点处的待放大信号与相应的调制光导入光纤，并通过光开关连接指定光纤链路传输；
其中，指定光纤链路两端的泵浦放大检测模块协同工作，构成前向泵浦放大检测模块和后向泵浦放大检测模块，前向泵浦放大检测模块和后向泵浦放大检测模块通过产生不同参数的拉曼泵浦光对指定光纤链路中的待放大信号进行放大，并产生测试脉冲检测分析指定光纤链路的光纤链路损耗和运行状态。
在本实施例多个光网络节点构成的光网络中，在每个光网络节点处设置泵浦放大检测模块，在信号光放大和传输过程中，每条光纤链路两端的泵浦放大检测模块共同构成了双向协同泵浦放大结构和双向协同OTDR检测结构。具体的，对于单一光纤链路及其两端泵浦放大检测模块所构成的系统的工作方式可以参照前文所述的内容。
在一些实施例中，拉曼双向泵浦协同双向OTDR检测恢复光网络包括：各泵浦放大检测模块的OTDR处理单元还用于连接并控制相应的脉冲发生器产生指定参数的测试脉冲。本实施例中，采用各OTDR处理单元调整测试脉冲的参数，以根据实际应用场景选择效果更适合的窄脉冲频率。
在一些实施例中，在指定光纤链路故障状态下，指定光纤链路故障两端的光开关按照设定顺序切换备用光纤链路以重新建立连接。本实施例中，基于预设的光纤链路切换方案，可以在检测到故障的情况下，由光开关进行自主切换，以提高光纤链路的恢复效率。
下面结合具体实施例对本发明进行说明：
如图1所示，本实施例提供一种拉曼双向泵浦协同OTDR检测恢复系统100，包括前向泵浦放大检测模块110、设定光纤链路130、后向泵浦放大检测模块120、第一光开关140和第二光开关150，前向泵浦放大检测模块110包含前向拉曼泵浦源111、前向脉冲发生器112、前向OTDR处理单元115、前向调制单元113和前向波分复用器114。后向泵浦放大检测模块120包括后向拉曼泵浦源121、后向脉冲发生器122、后向OTDR处理单元125、后向调制单元123和后向波分复用器124。
前向拉曼泵浦模块中前向拉曼泵浦源111产生前向拉曼泵浦光为待放大信号光提供放大的能量，根据设置前向拉曼泵浦源111的波长，可以放大不同波长的信号，使用多个单波长泵浦激光器复用的泵浦源可以扩展放大带宽；在设定前向拉曼泵浦源111的波长时，注意要将前向泵浦源波长与后向泵浦源波长区分开，以免在处理OTDR信号时发生混叠。
前向脉冲发生器112发出OTDR前向测试脉冲，脉冲光被选择为不影响拉曼泵浦放大工作的窄脉冲（纳秒量级），脉冲的周期和幅度大小根据不同波长的泵浦光的设置不同，同时可以满足OTDR测量信息量。
前向调制单元113将前向脉冲发生器112产生的特定前向测试脉冲调制到每一个波长的前向拉曼泵浦光上，然后进入前向波分复用器114的3口与进入到1口中的信号S从 2口一起传输到光纤中，对信号S产生前向放大作用。
前向测试脉冲的反射信号沿传输光纤反向传输回前向泵浦放大检测模块110的前向OTDR处理单元115，处理分析接收到的反射信号，前向OTDR处理单元115同时也用来控制前向脉冲发生器112产生特定的脉冲信号。
后向泵浦放大检测模中，后向拉曼泵浦源121产生后向拉曼泵浦光，后向脉冲发生器122发出OTDR 测试脉冲。通过后向调制单元123调制到后向拉曼泵浦光中，通过后向波分复用器124的3口进入到光纤中，和信号S的传输方向相反，为传输信号提供反向的拉曼泵浦能量。后向脉冲发生器122的反射信号输入后向OTDR处理单元125，对反射信号进行光纤断点检测。
前向泵浦放大检测模块110和后向泵浦放大检测模块120分别提供前向泵浦和后向泵浦组成双向拉曼泵浦结构对信号进行放大。同时泵浦光中携带的OTDR测试脉冲被反射回各自的OTDR处理单元，前向OTDR处理单元115和后向OTDR处理单元125中的窄带光滤波器把不需要的波长成分滤除，对OTDR测试脉冲的反射信号进行处理分析形成双向协同的实时OTDR检测，在本实施例中，被检测光纤长度为20千米，在另一些场景下可以对其他长度的光纤进行检测。
当光纤出现断点，信号无法正常传输时，在双向协同的OTDR检测到断点后，前向OTDR处理单元115和后向处理单元分别向第一光开关140和第二光开关150发出指令，闭合当前光路，打开其他光路分支，恢复信号的正常传输。
本发明提供另一实施例，如图3所示，对拉曼双向泵浦协同双向OTDR检测恢复光网络的结构进行说明，该结构包括光网络节点N1-N9、多个光纤链路201以及典型光网络202。光网络节点N1-N9均含有的双向泵浦协同检测模块203，双向泵浦协同检测模块203的结构与图1所述拉曼双向泵浦协同OTDR检测恢复系统100中的前向泵浦放大检测模块110或后向泵浦放大检测模块120相同，单个光纤链路201以及两端的双向泵浦协同检测模块203能够完成信号的前向或后向泵浦放大以及双向协同OTDR检测，光开关204用于光网络节点N1-N9之间光纤链路的切换。此处所描述的具体实施场景光路分支只有两条，仅用于解释本发明，但不限于两条光路分支。
综上所述，所述拉曼双向泵浦协同双向OTDR检测恢复系统及光网络中，所述系统通过在光纤链路两端分别设置前向泵浦放大检测模块和后向泵浦放大检测模块，构建双向泵浦拉曼放大结构以及双向OTDR检测结构，通过在光纤链路两端协同工作，能够有效提高光信号的放大效率，避免传统方法中采用高功率泵浦光源带来的安全隐患，同时基于双向OTDR采用不同频率的脉冲信号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。所述光网络中，通过在每个光网络节点处设置检测泵浦放大检测模块，在每条光纤链路两端分别构建双向泵浦拉曼放大结构以及双向OTDR检测结构，提高了光网络信号传输的泵浦放大效率和故障检出精度。
进一步的，所述系统和所述光网络通过在光纤链路两端分别设置光开关，以在光纤链路两端的泵浦放大检测模块检出故障的情况下切换其他无故障的光纤链路传输信号，实现自动恢复。
还需要说明的是，本发明中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本发明不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。
本发明中，针对一个实施方式描述和/或例示的特征，可以在一个或更多个其它实施方式中以相同方式或以类似方式使用，和/或与其他实施方式的特征相结合或代替其他实施方式的特征。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种拉曼双向泵浦协同OTDR检测恢复系统，其特征在于，包括：
前向泵浦放大检测模块，连接设定光纤链路的第一端，所述前向泵浦放大检测模块包括：
前向拉曼泵浦源，用于产生前向拉曼泵浦光；前向脉冲发生器，用于产生前向测试脉冲；前向调制单元，用于将所述前向测试脉冲调制到所述前向拉曼泵浦光上并输出前向调制光；前向波分复用器，用于将待放大信号光和所述前向调制光合并后沿所述设定光纤链路的第一端向第二端输入；前向OTDR处理单元，用于接收所述前向测试脉冲的反射信号并分析光纤链路损耗和运行状态；
后向泵浦放大检测模块，连接所述设定光纤链路的第二端，所述后向泵浦放大检测模块包括：
后向拉曼泵浦源，用于产生与所述前向拉曼泵浦光参数相同的后向拉曼泵浦光；后向脉冲发生器，用于产生后向测试脉冲；后向调制单元，用于将所述后向测试脉冲调制到所述后向拉曼泵浦光上并输出后向调制光；后向波分复用器，用于将所述后向调制光沿所述设定光纤链路的第二端向第一端输入；后向OTDR处理单元，用于接收所述后向测试脉冲的反射信号并分析光纤链路损耗和运行状态；
其中，所述前向泵浦放大检测模块和所述后向泵浦放大检测模块通过产生不同参数的拉曼泵浦光对所述待放大信号进行协同放大，并分别产生所述前向测试脉冲和所述后向测试脉冲协同分析所述设定光纤链路的光纤链路损耗和运行状态，以在故障状态下切换至其他光纤链路。
2.根据权利要求1所述的拉曼双向泵浦协同OTDR检测恢复系统，其特征在于，所述系统还包括：
第一光开关，设置在所述设定光纤链路的第一端；
第二光开关，设置在所述设定光纤链路的第二端；
所述第一光开关和所述第二光开关用于连接多条光纤链路并导通其中一条作为所述设定光纤链路。
3.根据权利要求2所述的拉曼双向泵浦协同OTDR检测恢复系统，其特征在于，所述前向OTDR处理单元连接并控制所述第一光开关，所述后向OTDR处理单元连接并控制所述第二光开关，所述前向OTDR处理单元和所述后向OTDR处理单元在检测到运行故障的情况下将所述设定光纤链路切换至其他光纤链路。
4.根据权利要求3所述的拉曼双向泵浦协同OTDR检测恢复系统，其特征在于，所述前向泵浦放大检测模块还包括前向控制模块，所述后向泵浦放大检测模块还包括后向控制模块，所述前向OTDR处理单元与所述后向OTDR处理单元通过所述前向控制模块和所述后向控制模块建立无线通信，以在所述设定光纤链路故障的情况下协调控制所述第一光开关和所述第二光开关切换至其他指定光纤链路。
5.根据权利要求1所述的拉曼双向泵浦协同OTDR检测恢复系统，其特征在于，所述前向拉曼泵浦源和所述后向拉曼泵浦源均设有多个频率的泵浦光源，所述前向拉曼泵浦源和所述后向拉曼泵浦源的波长设定不同，实现多波长协同拉曼放大并且避免所述前向测试脉冲和所述后向测试脉冲的反射信号发生混叠。
6.根据权利要求1所述的拉曼双向泵浦协同OTDR检测恢复系统，其特征在于，
所述前向OTDR处理单元还用于连接并控制所述前向脉冲发生器产生第一设定参数的所述前向测试脉冲；
所述后向OTDR处理单元还用于连接并控制所述后向脉冲发生器产生第二设定参数的所述后向测试脉冲；
其中，所述前向测试脉冲和所述后向测试脉冲为纳秒量级的窄脉冲。
7.根据权利要求1所述的拉曼双向泵浦协同OTDR检测恢复系统，其特征在于，所述前向泵浦放大检测模块还包括前向报警器，用于在所述前向OTDR处理单元检测得到所述设定光纤链路故障的情况下进行报警提示；
所述后向泵浦放大检测模块还包括后向报警器，用于在所述后向OTDR处理单元检测得到所述设定光纤链路故障的情况下进行报警提示。
8.一种拉曼双向泵浦协同双向OTDR检测恢复光网络，其特征在于，包括：
多个光网络节点，各光网络节点通过光纤链路连接；
每个光网络节点处分别设置一个泵浦放大检测模块，所述泵浦放大检测模块包括：拉曼泵浦源，用于产生拉曼泵浦光；脉冲发生器，用于产生测试脉冲；调制单元，用于将所述测试脉冲调制到所述拉曼泵浦光上并输出调制光；OTDR处理单元，用于接收所述测试脉冲的反射信号并分析检测光纤链路损耗和运行状态；
每个光网络节点处均设置一个波分复用器和一个光开关，所述波分复用器用于将所在光网络节点处的待放大信号与相应的调制光导入光纤，并通过所述光开关连接指定光纤链路传输；
其中，所述指定光纤链路两端的泵浦放大检测模块协同工作，构成前向泵浦放大检测模块和后向泵浦放大检测模块，所述前向泵浦放大检测模块和所述后向泵浦放大检测模块通过产生不同参数的拉曼泵浦光对所述指定光纤链路中的待放大信号进行放大，并产生测试脉冲检测分析所述指定光纤链路的光纤链路损耗和运行状态。
9.根据权利要求8所述的拉曼双向泵浦协同双向OTDR检测恢复光网络，其特征在于，各泵浦放大检测模块的OTDR处理单元还用于连接并控制相应的脉冲发生器产生指定参数的测试脉冲。
10.根据权利要求8所述的拉曼双向泵浦协同双向OTDR检测恢复光网络，其特征在于，在所述指定光纤链路故障状态下，所述指定光纤链路故障两端的光开关按照设定顺序切换备用光纤链路以重新建立连接。
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