CN114142920A - 一种光信号检测装置、方法及相关设备 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种光信号检测装置、方法及相关设备，该装置可以用于对在光信号的检测周期内检测的光信号进行处理，该装置包括光电转换模块、控制模块、增益调节模块和模数转换模块。其中，光电转换模块用于接收光信号，将接收的光信号转换为电信号；控制模块用于获取第一检测时段对应的第一增益值，第一检测时段为检测周期中的一个检测时段，检测周期内不同的检测时段对应不同的增益值，第一增益值用于控制增益调节模块对所述电信号的幅度进行调节；模数转换模块用于对调节后的电信号进行采样，调节后的电信号处于模数转换模块的采样量程内。该装置可以提高提高光纤测量设备的测量准确性和光纤测量设备的实际动态范围。

Description

一种光信号检测装置、方法及相关设备
技术领域
本申请涉及光通信领域，尤其涉及一种光信号检测装置、方法及相关设备。
背景技术
OTDR(Optical Time Domain Reflectometer，光时域反射仪)是光纤测量技术领域中的重要仪表，广泛应用于光缆线路的检测、维护和施工中，实现对光纤的长度测量、光纤接头损耗的测量、光纤故障点的定位等功能。OTDR在工作时可以向被测量光纤发送光信号，光信号在被测量光纤中可能发生菲涅尔反射、瑞利散射等现象，从而向OTDR反射回一部分光信号，OTDR对返回的光信号进行处理，得到可以反映被测量光纤内部的被测量指标情况的数据。
OTDR的动态范围可以反映OTDR测量的最长距离，动态范围越大，测量结果中的曲线线型越好，可测距离也越长。OTDR的动态范围越大，也就表示OTDR可以对从距离相差越大的位置返回的光信号进行处理。在OTDR内通常包含光信号检测装置，用于对返回的光信号进行检测和处理，目前的OTDR内光信号检测装置对信号的采样能力有限，导致OTDR的测量准确性和实际动态范围较低。
发明内容
本申请提供一种光信号检测装置、方法及相关设备，通过本申请可以提高对接收到的光信号处理的过程中信号采样的完整性，进而提高光纤测量设备的测量准确性和光纤测量设备的实际动态范围。
本申请实施例第一方面提供了一种光信号检测装置，该装置可以用于对在光信号的检测周期内检测的光信号进行处理，该装置包括光电转换模块、控制模块、增益调节模块和模数转换模块。上述各个功能模块或单元可以彼此独立部署，也可以将部分功能模块或单元集成在一起。可选的方式中，各个模块或功能可以部分或全部地集成在芯片中。
其中，光电转换模块用于接收光信号，将接收的光信号转换为电信号；控制模块用于获取第一检测时段对应的第一增益值，第一检测时段为检测周期中的一个检测时段，检测周期内不同的检测时段对应不同的增益值，第一增益值用于控制增益调节模块对所述电信号的幅度进行调节；模数转换模块用于对调节后的电信号进行采样，调节后的电信号处于模数转换模块的采样量程内。
光信号的检测周期包括至少两个不同的检测时段，不同检测时段对应不同的增益值，从被测量光纤近端返回的光信号以及从被测量光纤远端返回的光信号可以在不同检测时段内接收，进而针对从被测量光纤近端返回的光信号转换得到的电信号，以及从被测量光纤远端返回的光信号转换得到电信号，增益调节模块可以采用不同的增益值进行幅度调节，使调节后的电信号处于模数转换模块的采样量程内，保证了电信号采样的完整性，进而提高光纤测量设备的测量准确性和光纤测量设备的实际动态范围。
结合第一方面，在一种可选的方式中，光电转换模块转换的电信号为电流信号，增益调节模块可以包括第一电压转换单元和电压衰减单元；第一电压转换单元用于将电流信号转换为电压信号；电压衰减单元用于根据第一增益值，对转换得到的电压信号进行衰减。
进一步可选的，增益调节模块还包括第一放大单元，第一放大单元用于对衰减后的电压信号进行线性放大，并将线性放大后的电压信号发送给模数转换模块。
结合第一方面，在另一种可选的方式中，光电转换模块转换的电信号为电流信号，增益调节模块包括电流衰减单元和第二电压转换单元；电流衰减单元用于根据第一增益值对电流信号进行衰减；第二电压转换单元用于将衰减后的电流信号转换为电压信号。
该可选方式中，一种可替换的实现中，第二电压转换单元转换的电压信号处于模数转换模块的采样量程内，用于传输给模数转换模块进行采样，另一种可替代的实现中，增益调节模块还包括第二放大单元，用于对转换得到的电压信号进行线性放大，并将线性放大后的电压信号发送给模数转换模块，放大后的电压信号处于模数转换模块的采样量程内。
结合第一方面，在另一种可选的方式中，光电转换模块转换的电信号为电流信号，增益调节模块包括第三电压转换单元，第三电压转换单元用于根据第一增益值，将电流信号转换为电压信号。
该可选方式中，一种可替换的实现中，第二电压转换单元转换的电压信号处于模数转换模块的采样量程内，用于传输给模数转换模块进行采样，另一种可替代的实现中，增益调节模块还包括第二放大单元，用于对转换得到的电压信号进行线性放大，并将线性放大后的电压信号发送给模数转换模块，放大后的电压信号处于模数转换模块的采样量程内。
结合第一方面，在另一种可选的方式中，光电转换模块转换的电信号为电流信号，增益调节模块包括第四电压转换单元和第三放大单元；第四电压转换单元用于将电流信号转换为电压信号；第三放大单元用于根据第一增益值，对转换得到的电压信号进行线性放大，并将线性放大后的电压信号发送给模数转换模块。
结合第一方面，在另一种可选的方式中，控制模块还用于根据第一补偿值，对模数转换模块采样得到的数字信号进行数字补偿，第一补偿值是根据第一增益值确定的。通过控制模块的数字补偿，可以将各个检测时段内采用不同增益值调节的电信号还原为统一增益值调节下的电信号，保证了光信号强度随距离的变化曲线的连续性，进而提高了上述曲线信息的准确性和可读性。
结合第一方面，在又一种可选的方式中，检测时段对应的增益值是根据在检测时段内接收的光信号强度的最大值和最小值中的一个或两个、以及模数转换模块的采样量程确定的。
本申请实施例第二方面提供了一种光信号检测方法，用于对在光信号的检测周期内检测的光信号进行处理，该方法应用于光信号检测装置，该光信号检测装置包括光电转换模块、模数转换模块、增益调节模块和控制模块；光电转换模块用于接收光信号，并将光信号转换为电信号。
在该方法中，控制模块获取第一检测时段对应的第一增益值，第一检测时段为检测周期中的一个检测时段，检测周期内不同的检测时段对应不同的增益值，第一增益值用于控制增益调节模块对电信号的幅度进行调节，调节后的电信号被模数转换模块用于采样，且调节后的电信号处于模数转换模块的采样量程内。
光信号的检测周期包括至少两个不同的检测时段，不同检测时段对应不同的增益值，从被测量光纤近端返回的光信号以及从被测量光纤远端返回的光信号可以在不同检测时段内接收，进而针对从被测量光纤近端返回的光信号转换得到的电信号，以及从被测量光纤远端返回的光信号转换得到电信号，控制模块可以通过不同的增益值控制增益调节模块进行幅度调节，使调节后的电信号处于模数转换模块的采样量程内，保证了电信号采样的完整性，进而提高光纤测量设备的测量准确性和光纤测量设备的实际动态范围。
结合第二方面，在一种可选的方式中，控制模块还可以根据第一补偿值，对模数转换模块采样得到的数字信号进行数字补偿，第一补偿值是根据第一增益值确定的。控制模块通过数字补偿，可以将各个检测时段内采用不同增益值调节的电信号还原为统一增益值调节下的电信号，保证了光信号强度随距离的变化曲线的连续性，进而提高了上述曲线信息的准确性和可读性。
结合第二方面，在另一种可选的方式中，检测时段对应的增益值是根据在检测时段内接收的光信号强度的最大值和最小值中的一个或两个、以及模数转换模块的采样量程确定的。
本申请实施例第三方面提供了另一种光信号检测装置，用于对在光信号的检测周期内检测的光信号进行处理，该装置包括光电转换模块、控制模块和电信号处理模块。
其中，光电转换模块用于接收光信号；控制模块用于获取第一检测时段对应的第一增益值，第一检测时段为检测周期中的一个检测时段，检测周期内不同的检测时段对应不同的增益值，第一增益值用于控制光电转换模块对接收的光信号的强度进行调节；光电转换模块还用于将调节后的光信号转换为电信号；电信号处理模块用于对转换后的电信号进行采样，其中，光电转换模块转换后的电信号处于电信号处理模块的采样量程内；或者，电信号处理模块用于对转换后的电信号进行放大，并对放大后的电信号进行采样，其中，电信号处理模块放大后的电信号处于电信号处理模块的采样量程内。
光信号的检测周期包括至少两个不同的检测时段，不同检测时段对应不同的增益值，从被测量光纤近端返回的光信号以及从被测量光纤远端返回的光信号可以在不同检测时段内接收，针对光电转换模块可以用于针对不同检测时段接收到的光信号，采用不同的增益值进行光信号强度的调节，使得调节后的光信号转换得到的电信号传输至模数转换模块时，处于模数转换模块的采样量程内，保证了信号的采样完整性，进而提高光纤测量设备的测量准确性和光纤测量设备的实际动态范围。
本申请实施例第四方面提供了一种光信号检测装置，该光信号检测装置可以包括处理器、存储器和接收器，其中，处理器、存储器和接收相互连接，其中，接收器用于接收信号(如接收光信号)，存储器用于存储程序，处理器用于调用存储器中存储的程序，程序当被计算机执行时，实现上述第二方面中的光信号检测方法。
本申请实施例第五方面提供了一种光纤测量设备，该光纤测量设备包括光信号检测装置、发射装置、传送装置及控制装置；其中，控制装置用于根据输入的配置信息触发发射装置发射光信号；传送装置用于将发射装置发射的光信号传输给被测量光纤，还用于将从被测量光纤接收的光信号传输给光信号检测装置；光信号检测装置为第一方面或第三方面中任一所述光信号检测装置；控制装置还用于对光信号检测装置输出的信号进行数字信号处理，并输出数字信号处理得到的结果。
本申请实施例第六方面提供了一种计算机可读介质，计算机可读介质存储有程序，当该程序在计算机上运行时，使得计算机执行上述第二方面中的光信号检测方法。
本申请实施例第七方面提供一种芯片，芯片包括处理器和通信接口，处理器与通信接口耦合，用于实现上述第一方面或任一种可选的实现方式中光信号检测装置的全部或部分功能，或者实现上述第三方面中光信号检测装置的全部或部分功能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种OTDR的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种OTDR中光信号检测装置的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的一种OTDR检测结果的示意图；
图4为本申请实施例提供的一种光信号检测装置的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的一种电压衰减单元的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的一种增益调节模块的结构示意图；
图7为本申请实施例提供的另一种增益调节模块的结构示意图；
图8为本申请实施例提供的另一种增益调节模块的结构示意图；
图9为本申请实施例提供的另一种增益调节模块的结构示意图；
图10为本申请实施例提供的另一种增益调节模块的结构示意图；
图11为本申请实施例提供的又一种OTDR测试结果的示意图；
图12为本申请实施例提供的一种OTDR测量结果的数字补偿示意图；
图13为本申请实施例提供的又一种OTDR检测结果的示意图；
图14为本申请实施例提供的另一种光信号检测装置的结构示意图；
图15为本申请实施例提供的另一种光信号检测装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在介绍本申请实施例的光信号检测装置之前，首先结合图1和图2介绍OTDR内部实现，首先参阅图1，图1为本申请实施例提供的一种OTDR的结构示意图，如图1所示，OTDR包括控制装置10、发射装置20、传送装置30和光信号检测装置40。
控制装置10用于根据接收到的配置参数，驱动发射装置20发射光信号，传送装置30用于将发射装置20发射的光信号传输给被测量光纤；光信号在被测量光纤中发生菲涅尔反射和瑞利散射等，向OTDR返回部分光信号，传送装置30还用于接收从被测量光纤返回的光信号，将从被测量光纤接收的光信号传输给光信号检测装置40，光信号检测装置40用于检测光信号，将检测到的光信号处理为数字信号；控制装置10还可以用于对光信号检测装置40输出的数字信号进行数字信号处理，并输出数字信号处理得到的结果。
可选的，如图1所示，OTDR还可以包括显示装置50，显示装置50可以用于接收控制装置10输出的数字信号处理的结果，并显示数字信号处理的结果。另一种实现方式中，控制装置10可以将数字信号处理的结果输出给其他设备或装置，通过其他设备或装置对数字信号处理的结果进行显示或进行其他处理。
可选的，控制装置10可以包括处理器，处理器可以是中央处理器(centralprocessing unit，CPU)，还可以是数字信号处理器(digital signal processing，DSP)或专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)等。进而可以通过处理器处理接收到的配置参数，从而驱动发射装置20发射光信号，或通过处理器对光信号检测装置40输出的信号进行数字信号处理。
控制装置10接收到的配置参数可以为用户输入的配置参数，例如，配置参数可以包括发射装置20发射的光信号的波长、光信号的脉冲宽度、光信号的功率强度、OTDR的测量范围(可以指示当前测量的最大长度)等参数。
控制装置10对光信号检测装置40输出的数字信号进行的数字信号处理，可以包括对数字信号的归一化处理。比如，可以通过光信号检测装置40在检测周期的初始时刻接收的光信号的光功率，进行数字信号的归一化处理，具体的，若光信号检测装置40输出的信号为电压数字信号，控制装置10可以通过根据电压数字信号确定出对应的电功率，进而确定上述电功率与上述光功率的相对值(该相对值采用dB为单位)，该相对值作为归一化处理的结果；又如，可以通过光信号检测装置40在检测周期的初始时刻接收的光信号转换的电压信号，进行数字信号的归一化处理，具体的，若光信号检测装置40输出的信号为电压数字信号，控制装置10可以计算光信号检测装置40输出的电压数字信号的幅度，与检测周期初始时刻接收的光信号转换的电压信号的幅度的相对值(该相对值采用dB为单位)，该相对值作为归一化处理的结果；等等。计算数字信号处理还可以包括对数字信号的数字域降噪处理等。
可选的，发射装置20可以包括激光器201以及激光器驱动202，激光器201可以为激光二极管(Laser Diode，LD)，用于发射相干性高的光信号，激光器驱动202可以用于为LD提供合适的偏置电流和调制电流，使偏置电流略大于LD的阈值电流，使LD工作在线性区，从而稳定发射光信号。
可选的，传送装置30可以包括光环形器，光环形器是一种多端口、非互易特性的光器件，光从光环形器的某一端口输入时，仅能以较低损耗从指定的端口输出，而该输入的端口通向其他端口的损耗都非常大，形成不相通端口，从而可以实现将从发射装置20发射的光信号传送给被测量光纤，而从被测量光纤返回的光信号被传输给光信号检测装置40。
可选的，光信号检测装置40可以用于接收光信号，并将光信号转换为电信号，还可以用于对电信号进行放大以及采样，采样之后的数字信号可以表示OTDR在不同时刻接收到的光信号的强度变化情况。
光信号检测装置40中通常包含光电转换模块、电信号放大模块和模数转换模块，光信号检测装置40在对接收到的光信号处理的过程中，首先通过光电转换模块将接收到的光信号转换为电信号，光信号直接转换得到的电信号的较为微弱，需要经过电信号放大模块的放大，才能够被模数转换模块识别并采样。
在光信号检测装置40中，电信号放大模块的放大增益通常是固定的，即任意时刻接收到的光信号转换得到的电信号，均采用同一放大增益值进行放大。举例来说，参阅图2，图2为本申请实施例提供的一种OTDR中光信号检测装置的结构示意图，如图2所示，光信号检测装置40包括光探测模块401、跨阻放大模块402、线性放大模块403和模数转换模块404。
光探测模块401用于接收光信号，并将接收到的光信号转换为电流信号；跨阻放大模块402用于将光探测模块401得到的电流信号转换为电压信号；线性放大模块403用于对跨阻放大模块402得到的电压信号进行线性放大；模数转换模块404用于对线性放大模块403放大后的电压信号进行采样。
应理解，图2中的光信号检测装置40的电信号放大模块包括跨阻放大模块402和线性放大模块403。电信号在图2的光信号检测装置40中传输的过程中，可以在跨阻放大模块402和线性放大403中得到放大。其中，跨阻放大模块402在将电流信号转换为电压信号的过程中，通过固定阻值的电阻实现了电信号的放大，由于电阻阻值固定，跨阻放大模块402的信号放大增益是固定的；此外，线性放大模块403也通常使用增益固定的电压放大器，因此，这种结构的光信号检测装置40的总体放大增益为固定的。
光信号检测装置40的总体放大增益为固定的，也就是说，光信号检测装置40对在任一时刻接收的光信号进行处理时，均是按照固定增益进行线性放大的，而由于从被测量光纤近端返回的光信号和从被测量光纤远端返回的光信号的强度差别较大，导致从被测量光纤近端返回的光信号转换得到的电信号(为便于描述记为近端电信号)和从被测量光纤远端返回的光信号转换得到的电信号(为便于描述记为远端电信号)强度差别较大，进而如果电信号放大模块按照同一放大增益对近端电信号和远端电信号进行线性放大，可能会使得近端电信号被放大后超出模数转换模块可识别的最大电信号，和/或，可能会使得远端电信号被放大后依然低于模数转换模块可识别的最小电信号，上述两种可能的情况都会造成OTDR对被测量光纤的测量信息的丢失，降低OTDR的测试准确性，以及OTDR的实际动态范围。
比如，针对动态范围为40dB的OTDR，通常使用APD(Avalanche PhotodiodeDetector，雪崩光电探测器)作为光探测器，用于接收光信号，并将光信号转换为电流信号，若激光二极管的脉冲峰值功率为20dBm，APD在一定偏压下的响应度为10mA/mW，APD将接收到的光信号转换得到的电流信号的幅值范围约为1pA-1uA之间，即最大电流和最小电流的比值约为106倍；经过固定放大增益的跨阻放大模块和线性放大模块后，输入模数转换模块的最大电压和最小电压的比值依然约为106倍，而模数转换模块的采样量程(也就是采样范围，或者是可识别范围，可以指示采样的最小电压信号和/或最大电压信号)通常为0.5mV-500mV，最小的可识别电压和最大的可识别电压的比值为103倍，模数转换模块的采样范围小于输入电压的范围。若将1pA的电流信号转换的电压信号被放大至模数转换模块的采样范围，就必然使1uA的电流信号转换的电压信号被放大后，大于模数转换模块最大的采样电压，若将1uA的电流信号转换的电压信号被放大至模数转换模块的采样范围，就必然使1pA的电流信号转换的电压信号被放大后，小于模数转换模块最小的采样电压，因此，上述两种情况必然使得输入模数转换模块的电压信号不能完全被识别，部分电压信号丢失。
一种应用场景中，随着光信号检测装置40持续对光信号的接收以及处理，OTDR可以得到由光信号转换得到的电信号随时间的变化情况，在光信号检测装置40中光信号的强度和电信号的幅值为线性关系，因此，电信号随时间的变化情况也可以体现光信号随时间的变化情况。而光信号在光纤中的传输速率是一定的，因此接收光信号的时间和光信号的传输距离是互相对应的，根据光信号随时间的变化情况就可以得到光信号的强度随距离的变化情况。
依据光信号在被测量光纤中传输过程中不断衰减的特性，不难得到，光信号在被测量光纤传输的过程中，越靠近OTDR的位置光信号的强度越大，反之强度越小，光信号的强度随距离的变化可以表现为随距离的增加而逐渐下降的一条直线。但实际测量过程中，被测量光纤受一些因素的影响，对光信号的损耗可能不是均匀的，比如OTDR和被测量光纤之间存在连接处，可能会对光信号造成较强的反射，又如，被测量光纤中可能存在熔接处或连接处，会对光信号造成较强的散射或反射，又如，被测量光纤在使用过程中可能受损出现弯折处，会对光信号造成较强的散射、反射，甚至透射，等等，因此，在实际测量过程中，光信号的强度随距离的变化曲线通常不是一条规则的直线，但整体上应表现为距离较近的位置光信号较强，而距离较远的位置光信号较弱。
然而，若光信号检测装置40采用固定放大增益进行信号放大，可能出现模数转换模块对电信号的采样范围，小于经过电信号放大模块放大后的电信号的幅值范围，那么模数转换模块针对近端电信号的采样可能会出现饱和，在曲线中体现为水平线段，针对远端电信号的采样可能会无法识别，在曲线中过早地体现为频繁突变的锯齿曲线段。举例来说，参见图3，图3为本申请实施例提供的一种OTDR检测结果的示意图，图3所示坐标系中，灰色实线表示测量得到的信号变化曲线，由近端向远端进行分析该曲线，如图3中所示，由于近端电信号较强，使得较近距离的电信号表现为水平线段(如图3中的曲线段1)；直到电信号随距离的增加而下降到模数转换模块的采样范围内时，模数转换模块可进行正常的电信号采样，使得曲线表现为随距离增加而逐渐下降(如图3中的曲线段2)；随着距离的增加，电信号下降至模数转换模块可识别的最小电信号以下，模数转换模块无法正常识别电信号并进行采样，使得曲线过早地表现为无效的频繁突变的锯齿状(如图3中的曲线段3)。因此，这种放大增益固定的光信号检测装置会造成部分电信号的丢失，影响OTDR的测量准确性，以及OTDR的实际动态范围。
本申请实施例提供的光信号检测装置，可以应用在对光纤中的光信号进行测量的光纤测量设备(如OTDR或其他光纤传感器等)中，本申请实施例中以OTDR这一光纤测量设备为例进行介绍。该光信号检测装置用于对光信号的检测周期内检测的光信号进行处理，在处理过程中可以保证电信号的采样完整性，进而提高光纤测量设备的测量准确性和光纤测量设备的实际动态范围。在介绍本申请实施例提供的光信号检测装置之前，先介绍光信号的检测周期。
光信号的检测周期是光信号检测装置对被测量光纤进行一次测量的时间，在光信号的检测周期内，随着时间的推移，光信号检测装置接收到的光信号，可以作为从被测量光纤近端到远端逐渐返回的光信号。也就是说，在检测周期初始时刻，OTDR开始针对最近端位置接收光信号并进行处理，在检测周期最后一刻，OTDR针对设定的最远端位置接收光信号并进行处理，光信号的检测周期有多种确定方式，举例介绍几种确定方式。
在第一种可选的方式中，光信号的检测周期可以是OTDR中发射装置发射两次脉冲之间的时间间隔，比如发射装置在t1时刻开始发射第一个脉冲，在t2时刻开始发射第二个脉冲，t2时刻和t1时刻之间的时间差为光信号的检测周期。
在第二种可选的方式中，光信号的检测周期可以是针对OTDR中模数转换模块设定的采样周期，模数转换模块在采样周期内一定的采样频率进行采样，比如将模数转换模块设置为在1.7ms内以10M次/秒的采样频率进行采样，1.7ms为光信号的检测周期。
在第三种可选的方式中，光信号的检测周期可以为针对OTDR中发射装置中发射的一个脉冲的光信号检测时间。针对某一脉冲，若其对应的光信号的检测周期结束，那么光信号检测装置将针对该脉冲的下一个脉冲进行光信号的检测，或者光信号检测装置停止光信号的检测。
在第四种可选的实现方式中，光信号的检测周期可以是根据OTDR的测量范围确定的，测量范围可以指示当前测量的最大长度，根据该最大长度以及光信号在光纤中的传播速度可以确定光信号的检测周期，比如测量范围指示的最大长度为170km，光信号在光纤中的传播速度为2×108m/s，光信号传输至该最大长度并返回所占用的时长可以作为光信号的检测周期，即检测周期T＝170×10×2/(2×108)＝1.7ms。
应理解，在OTDR对光纤的光损耗情况的测试场景中，测试结果包括光信号的强度随与距离的变化曲线，可以将上述OTDR的测量范围所指示的当前测量的最大长度，设置为大于实际的被测量光纤长度的数值，比如，可以将OTDR的测量范围指示的最大长度设置为实际的被测量光纤长度的1.5倍-2倍之间，从而使得实际的被测量光纤中光信号损耗情况可以清楚完整地通过曲线体现出来。
下面结合图4-图15介绍本申请实施例提供的光信号检测装置。
参阅图4，图4为本申请实施例提供的一种光信号检测装置的结构示意图，如图4所示，所述光信号检测装置4可以包括光电转换模块41、控制模块42、增益调节模块43和模数转换模块44。其中：
光电转换模块41用于接收光信号，并将光信号转换为电信号；
控制模块42用于获取第一检测时段对应的第一增益值，第一检测时段是检测周期中的一个检测时段，检测周期内不同的检测时段对应不同的增益值，第一增益值用于控制增益调节模块43对电信号的幅度进行调节；
模数转换模块44用于对调节后的电信号进行采样，调节后电信号处于模数转换模块44的采样量程内。
光信号的检测周期包括至少两个不同的检测时段，不同检测时段对应不同的增益值，从被测量光纤近端返回的光信号以及从被测量光纤远端返回的光信号可以在不同检测时段内接收，进而针对从被测量光纤近端返回的光信号转换得到的电信号，以及从被测量光纤远端返回的光信号转换得到电信号，增益调节模块43可以采用不同的增益值进行幅度调节，使调节后的电信号处于模数转换模块的采样量程内，保证了电信号采样的完整性，进而提高OTDR的测量准确性和OTDR的实际动态范围。
首先具体介绍光信号检测周期中的检测时段，以及检测时段对应的增益值：
光信号的检测周期可以包括至少两个检测时段，检测时段可以为小于检测周期时长的任意时长，比如，若检测周期为毫秒(ms)级，那么检测时段的时长可以是毫秒级、微秒(us)级、纳秒(ns)级、皮秒(ps)级、飞秒(fs)级等。检测时段的划分方式可以有多种，任意一种划分方式都可以将检测周期的初始时刻和检测周期的最后时刻划分进不同的检测时段，进而可以按照不同增益值进行电信号的幅度调节，使得在检测周期初始阶段接收的部分或全部光信号转换的电信号的幅度调节至模数转换模块44的采样量程内，和/或，使得在检测周期末尾阶段接收到的部分或全部光信号转换的电信号的幅度调节至模数转换模块44的采样量程内，提高电信号采集的完整性。下面具体介绍三种可替换的检测时段的划分方式。
一种可替代的实现方式中，可以根据固定增益的OTDR对被测量光纤的测量结果，以及模数转换模块44对电信号的检测能力(该能力可以通过模数转换模块44的采样量程体现)，进行检测时段的划分。
具体来说，固定增益的OTDR对被测量光纤的测量结果中，存在一段可以有效反映光信号变化规律的曲线段，该有效的曲线段整体接近一条随距离增加而逐渐下降的直线段，例如，在图3的测量结果中有效的曲线段(如图3中曲线段2)位于水平线段(如图3中曲线段1)和频繁突变的锯齿状曲线段(如图3中曲线段3)之间。进而，根据有效的曲线段接近的直线段的斜率，可以确定出在整个检测周期中，传输至模数转换模块44的电信号的幅值变化规律，进而可以针对检测周期划分检测时段，使得各个检测时段中传输至模数转换模块44的电信号的最大幅值和最小幅值均可以按照同一线性调节系数调节至模数转换模块44的采样量程内。
从OTDR的检测结果曲线的角度来说，由于模数转换模块44的采样量程可以通过OTDR检测结果的曲线体现(曲线中整体表现为随时间增大而逐渐下降的有效曲线段，对应模数转换模块44的采样量程内的信号)，也就是，在同一检测时段内传输至模数转换模块44的电信号的最大幅值和最小幅值各自在检测结果的坐标系中对应的点，可以按照同一移动方向和移动距离，向上平移或向下平移至上述有效曲线段在测量结果曲线的坐标系中对应的纵坐标取值(也就是信号大小的取值)范围内。可选的，同一检测时段内，传输至模数转换模块44的电信号的最大幅值和最小幅值可以相差5dB至30dB。
另一种可替代的实现方式中，可以根据被测量光纤的光损耗参数、以及模数转换模块44的采样量程进行检测时段的划分。被测量光纤的光损耗参数可以指示光信号在单位长度的被测量光纤中的损耗，进而根据光损耗参数、光信号在被测量光纤内的传输速度和模数转换模块44的采样量程，确定每个检测时段的时长，进而根据确定的检测时段的时长，对检测周期进行检测时段的划分。
比如，光信号在单位长度的被测量光纤中的损耗(单位可以为dB/km)与光信号在被测量光纤中的传输速度(单位可以为km/s)相乘，可以得到光信号单位时间内在被测量光纤中的损耗(单位可以为dB/s)，进而根据模数转换模块的采样量程，确定采样量程中的最大值与最小值的相对值(单位可以为dB)，进而确定该相对值与光信号单位时间内在被测量光纤中的损耗的比值，确认一个大于零、且小于或等于该比值的任意数值，作为检测时段的预设时长。进而从检测周期的起始时刻开始，每预设时长的时段划分为一个检测时段，若检测周期内剩余一段小于上述预设时长的时段，可以将该小于预设时长的时段确定为一个检测时段。
又一种可替代的实现方式中，可以根据固定增益的OTDR对被测量光纤的测量结果进行检测时段的划分，比如将检测结果的曲线中水平线段对应的时段划分为一个检测时段，将整体表现为随距离增加而逐渐下降的有效曲线段对应的时段划分为一个检测时段，将表现为频繁突变的锯齿状的曲线段对应的时段划分为一个检测时段。
比如图3中，图3中的测量结果对应的检测周期为1.7ms，0至20km的距离对应的信号大小曲线中包含水平线段，可以将0至20km在检测周期中对应的检测时间划分为同一检测时段(即0至0.2ms)；20km至100km之间的距离对应的信号大小曲线整体表现为随距离增加而下降的有效曲线段，可以有效表征信号大小的变化规律，可将20km至100km之间的距离在检测周期中对应的检测时间划分为同一检测时段(即0.2ms至1ms)；100km之后的距离对应的信号大小曲线包含从有效曲线段变化成的无效的频繁突变锯齿状曲线段，将100km之后的距离在检测周期中对应的检测时间划分为同一检测时段(即1ms至1.7ms)。
应理解，检测周期中包含多个检测时段，第一检测时段可以是其中的任意一个检测时段，也就是说在检测周期内的任意时刻，控制模块42都可以确定该时刻所处的检测时段，进而将该时段作为第一检测时段，实现本申请实施例中获取第一检测时段对应的第一增益值的功能。
各个检测时段对应的增益值可以有多种表示形式，具体形式不做限制。若检测时段对应的增益值采用dB为单位，则检测时段对应的增益值可以为任一正值、任一负值或零，若检测时段对应的增益值为倍数的形式，则检测时段对应的增益值可以为任一正数。应理解，若增益值采用dB为单位，可以通过增益值的正和负分别表示对电信号的幅度的放大或衰减；也可以根据增益值的作用对象采用正的增益值表示，比如，增益值的作用对象可以是可调电衰减器(Variable Electric Attenuator，VEA)，使用正的增益值表示可调电衰减器的对电信号的幅度调节能力，增益值越大表示可以将电信号的幅值衰减为更小的幅值。
各个检测时段对应的增益值可以是根据检测时段内接收到的光信号强度的最大值和最小值中的一个或两个、以及模数转换模块44的采样量程确定的。比如，针对检测周期内任意一个检测时段，假设该检测时段内接收到的光信号强度的最大值为Pmax，接收到的光信号强度的最小值为Pmin，模数转换模块44的采样量程为(Amin，Amax)，并假设第一增益值用于控制增益调节模块中的第一组件对电信号的幅度进行调节，光信号检测装置4中除第一组件以外的其他组件对光信号、或者对光信号转换的电信号的幅度调节的总增益值为G，那么，第一增益值T满足以下条件：Pmin+G+T≥Amin，和/或，Pmax+G+T≤Amax。其中，上述条件中光信号强度(Pmax和Pmin)、采样量程(Amin和Amax)、第一增益值(T)、总增益值(G)的单位均为dB。由于不同的检测时段的Pmin和/或Pmax可能不同，因此，不同的检测时段对应的第一增益值不同。
下面具体介绍光信号检测装置4及各个模块的功能实现：
可选的，光信号检测装置4还可以包括滤波模块(图4中未示出)，一种可选的方式中，滤波模块可以连接于增益调节模块43和模数转换模块44之间，用于对增益调节模块43调节之后的电信号进行模拟滤波，消除电信号中的电噪声等。
可选的，光信号检测装置4还可以包括计时模块(图4中未出示)，该计时模块可以与控制模块42相连，用于计时，并向控制模块42传输计时信息，计时信息被控制模块42用于确定在检测周期内所处于的检测时段。该计时模块可通过硬件计时模块实现，也可以通过软件计时模块实现。
可选的，光电转换模块41包括光探测器(又称光检测器等)，光探测器用于基于光电效应将接收到的光信号转换为电流信号，转换得到的电流信号被光电转换模块41用于输出，或者，光探测器转换得到的电流信号被光电转换模块41用于转换为电压信号，转换得到的电压信号用于输出。
可选的，控制模块42可以包括处理器，处理器可以是CPU、DSP、ASIC中的一种或多种的组合，处理器可以用于在第一检测时段内，获取第一检测时段对应的第一增益值，进而第一增益值可以用于控制增益调节模块43对电信号的幅度进行调节。控制模块42的功能、以及OTDR中控制装置的功能可以通过同一处理器或同一组处理器实现，也可以使用不同的处理器实现，或者，实现控制模块42部分功能的处理器，同时也可以实现OTDR控制装置的部分功能。
进一步的，控制模块42可以具体用于根据检测时段和增益值的对应关系，获取第一检测时段对应的第一增益值，在检测时段和增益值的对应关系中，第一增益值与第一检测时段对应。
更进一步的，检测时段和增益值的对应关系可以预存在存储器中，存储器可以包括高速随机存取的存储器，并且也可包括非易失性存储器，例如一个或多个磁盘存储设备、闪存设备或其他非易失性固态存储设备，等等。一种实现方式中，上述存储器可以为控制模块42中的一部分，另一种实现中，上述存储器可以是控制模块42以外的存储器，比如，可以是OTDR中的控制装置中的存储器；又如，也可以是其他设备的存储器或互联网云端的存储器中，进而检测时段和增益值的对应关系可以被控制模块42通过OTDR的通信接口从其他设备或云端的存储器中获取。
可选的，模数转换模块44包括模数转换器(Analog-to-Digital Converter，ADC)，模数转换器用于通过取样、保持、量化及编码的过程，将输入模数转换模块44的时间连续、幅值也连续的模拟信号转换为时间离散、幅值也离散的数字信号，并将得到的数字信号传输给OTDR的控制装置进行数字信号处理。
第一增益值用于控制增益调节模块43对第一电信号的幅度进行调节，一种实现方式中，第一增益值可以被控制模块42用于传输给增益调节模块43，进而被增益调节模块43用于对电信号进行幅度的调节。
另一种实现方式中，第一增益值确定后，控制模块42还可以用于向增益调节模块43发送第一增益值的指示信息，进而增益调节模块43具体用于根据第一增益值的指示信息获取第一增益值进行电信号的幅度调节。比如，检测周期包含两个检测时段1和检测时段2两个检测时段，检测时段1对应增益值A，检测时段2对应增益值B，增益值A的指示信息可以设为低电平，增益值B的指示信息可以设为高电平，若控制模块42在检测时段1内获取到对应的增益值A，可以向增益调节模块43传输低电平，若控制模块42在检测时段内获取到对应的增益值B，可以向增益调节模块43传输高电平，进而增益调节模块43在检测到低电平时可以用于获取增益值A进行电信号的幅度调节，在检测到高电平时可以用于获取增益值B进行电信号的幅度调节。进一步的，增益调节模块43中可以包括存储器，用于存储指示信息与增益值的对应关系，该对应关系被增益调节模块43用于根据第一增益值的指示信息获取第一增益值。
增益调节模块43可以包括不同的组件，通过不同方式实现根据第一增益值对电信号的幅度调节，结合下面图5-图10举例介绍增益调节模块43的几种可替换的实现方式。
第一种可替换的实现方式中，光电转换模块41转换的电信号为电流信号，增益调节模块43包括可以第一电压转换单元和电压衰减单元，第一电压转换单元可以用于将光电转换模块41转换得到的电流信号转换为电压信号，电压衰减单元可以用于根据第一增益值，对第一电压转换单元转换得到的电压信号进行衰减。
其中，第一电压转换单元的一种可选实现方式中，第一电压转换单元可以包括跨阻放大器(Trans-impedance Amplifier，TIA)，跨阻放大器中包括电阻，可以用于将电流信号转换为电压信号。
其中，电压衰减单元的一种可选实现方式中，电压衰减单元可以包括快速可调电压衰减器，快速可调电压衰减器可以用于根据第一增益值快速调节自身衰减系数，并按照调节后的衰减系数对电压信号进行衰减。
其中，电压衰减单元的另一种可选实现方式中，电压衰减单元可以由至少两个对电压信号有固定衰减能力、且对电压信号衰减能力互不相同的电衰减器，以及控制电衰减器接通与否的电开关实现。可以参阅图5中的示例，图5为本申请实施例提供的一种电压衰减单元的结构示意图，图5所示的电压衰减单元中包括互相并联的电衰减器1、电衰减器2和电衰减器3，三个电衰减器互相并联，且通过电开关1和电开关2对上述三个电衰减器的选择性接通，实现将第一增益值对应的电衰减器接入电路进行电信号的衰减。
进一步的，关于电压衰减单元衰减后的信号，一种可选方式中，电压衰减单元衰减后的电压信号处于模数转换模块44的采样量程中，衰减后的电压可以用于传输给模数转换模块44进行采样。另一种可选方式中，电压衰减单元衰减后的电压信号可以被用于放大至模数转换模块44的采样量程内，进而放大后的电压信号用于传输给被模数转换模块44进行采样，例如，图6为本申请实施例提供的一种增益调节模块的结构示意图，可以参阅图6举例介绍。
如图6所示，第一电压转换单元431用于将模数转换模块44输出的电流信号转换为电压信号，并将转换的电压信号传输给电压衰减单元432。电压衰减器432可以与控制模块42连接，用于接收控制模块42获取的第一增益值，或接收控制模块42获取的第一增益值的指示信息。电压衰减单元432用于根据第一增益值对第一电压转换单元431转换得到的电压信号进行衰减。第一放大单元433与电压衰减单元432连接，用于对电压衰减单元432衰减后的电压信号进行线性放大，放大后的电压信号处于模数转换模块44的采样量程内，可以用于传输给模数转换模块44进行采样。可选的，第一放大单元433可以包括电压线性放大器，如低噪声放大器(Low Noise Amplifier，LNA)。
第二种可替换的实现方式中，光电转换模块41转换的电信号为电流信号，增益调节模块43包括电流衰减器和第二电压转换单元，电流衰减单元可以用于根据第一增益值对光电转换模块41转换得到的电流信号进行衰减，第二电压转换单元可以用于将电流衰减单元衰减后的电流信号转换为电压信号。
其中，电流衰减单元的一种可选实现方式中，电流衰减单元可以包括快速电可调电流衰减器，快速可调电流衰减器可以用于根据第一增益值快速调节自身衰减系数，并按照调节后的衰减系数对电流信号进行衰减。
其中，电流衰减单元的另一种可选实现方式中，电流衰减器可以通过至少两个对电流信号有固定衰减能力、且对电流信号衰减能力互不相同的电衰减器，以及控制电衰减器接通与否的电开关实现。具体示例与图5所示的示例类似，不再详述。
其中，第二电压转换单元的一种可选实现方式中，第二电压转换单元可以包括跨阻放大器，跨阻放大器中包括电阻，可以用于将电流信号转换为电压信号。
进一步的，关于第二电压转换单元转换得到的电压信号，一种可选的方式中，第二电压转换单元转换后的电压信号处于模数转换模块44的采样量程中，转换后的电压信号可以用于传输给模数转换模块44进行采样。另一种可选方式中，第二电压转换单元转换后的电压信号可以被用于放大至模数转换模块44的采样量程内，进而放大后的电压信号用于传输给模数转换模块44进行采样，例如，图7为本申请实施例提供的另一种增益调节模块的结构示意图，可以参阅图7进行介绍。
如图7所示，电流衰减单元434可以与控制模块42连接，用于接收控制模块42获取的第一增益值，或接收控制模块42获取的第一增益值的指示信息。电流衰减单元434用于根据第一增益值对模数转换模块44数输出的电流信号进行衰减，并将衰减后的电流信号传输给第二电压转换单元435。第二电压转换单元435可以用于将电流衰减单元434衰减后的电流信号转换为电压信号。第二放大单元436与第二电压转换单元435连接，用于对第二电压转换单元435转换得到的电压信号进行线性放大，放大后的电压信号处于模数转换模块44的采样量程内，可以用于传输给模数转换模块44进行采样。可选的，第二放大单元436可以包括电压线性放大器。
第三种可替代的实现方式中，光电转换模块41转换的电信号为电流信号，增益调节模块43可以包括第三电压转换单元，第三电压转换单元可以用于根据第一增益值，将光电转换模块41得到的电流信号转换为电压信号。
其中，第三电压转换单元的一种可选实现方式中，第三电压转换单元包括阻值可调的跨阻放大器，阻值可调的跨阻放大器可以用于根据第一增益值调节自身工作电阻，并根据调节后的工作电阻将输入的电流信号转换为电压信号。
其中，第三电压转换单元的另一种可选实现方式中，第三电压转换单元可以通过至少两个阻值固定、且阻值互不相同的电阻，以及快速切换开关实现，如快速可控硅开关，进而通过快速切换开关的导通或关闭对不同阻值的电阻实现选择性导通，实现将第一增益值对应的电阻接入电路对电流信号进行电压转换。
进一步的，关于第三电压转换单元转换后的电压信号，一种可选的方式中，第三电压转换单元转换后的电压信号处于模数转换模块的采样量程内，转换后的电压信号可以用于传输给模数转换模块44进行采样。另一种可选的方式中，第三电压转换单元转换后的电压信号可以被用于放大至模数转换模块44的采样量程内，进而放大后的电压信号用于传输给模数转换模块44进行采样，例如，图8为本申请实施例提供的另一种增益调节模块的结构示意图，可以参阅图8进行介绍。
如图8所示，第三电压转换单元437可以与控制模块42连接，用于接收控制模块42获取的第一增益值，或接收控制模块42获取的第一增益值的指示信息。第三电压转换单元437可以用于根据第一增益值将模数转换模块44输出的电流信号转换为电压信号。第二放大单元438与第三电压转换单元437连接，用于对第三电压转换单元437转换得到的电压信号进行线性放大，放大后的电压信号处于模数转换模块44的采样量程内，可以用于传输给模数转换模块44进行采样。第二放大单元438可以包括电压线性放大器。
第四种可替代的实现方式中，光电转换模块41转换的电信号为电流信号，增益调节模块43包括第四电压转换单元和第三放大单元，第四电压转换单元用于将光电转换单元转换得到的电流信号转换为电压信号，第三放大单元用于根据第一增益值，对第四电压转换单元转换得到的电压信号进行线性放大，并将线性放大后的电压信号发送给模数转换模块44进行采样。
其中，第四电压转换单元的一种可选实现方式中，第四电压转换单元包括跨阻放大器，跨阻放大器中包括电阻，可以用于将电流信号转换为电压信号。
其中，第三放大单元的一种可选实现方式中，第三放大单元可以包括放大系数可调的线性放大器，放大系数可调的线性放大器可以用于根据第一增益值调节自身放大系数，并根据调节后的放大系数对第四电压转换单元转换得到的电压信号进行线性放大，放大后的电压信号处于模数转换模块44的采样量程内，可以用于传输给模数转换模块44进行采样。
应理解，上述第一种至第四种可替代的实现方式中，传输给模数转换模块44的电信号均为电压信号，模数转换模块44可用于对接收到的电压信号进行采样，又一些可选的方式中，模数转换模块44也可以用于对接收到的电流信号进行采样，可以向模数转换模块44输入电流信号进行电流信号的采样，下面结合第五种和第六种可替代的实现方式介绍。
第五种可替代的实现方式中，光电转换模块41转换的电信号为电流信号，增益调节模块43包括第四放大单元，第四放大单元用于根据第一增益值对光电转换模块41转换的电流信号进行线性放大，并将放大后的电流信号发送给模数转换模块44。
其中，第四放大单元的一种可选实现方式中，第四放大单元包括放大系数可调的线性放大器，放大系数可调的线性放大器用于根据第一增益值调节自身放大系数，并根据调节后的放大系数对光电转换模块41转换得到的电流信号进行线性放大。
例如，参阅图9，图9为本申请实施例提供的另一种增益调节模块的结构示意图，如图9所示，第四放大单元439可以与控制模块42连接，用于接收控制模块42获取的第一增益值，或接收控制模块42获取的第一增益值的指示信息。第四放大单元439可以连接于光电转换模块41和模数转换模块44之间，用于接收光电转换模块41输出的电流信号，并向模数转换模块44输出线性放大后的电流信号。
第六种可替代的实现方式中，光电转换模块41转换的电信号为电流信号，增益调节模块包括电流衰减单元和第五放大单元，电流衰减单元用于根据第一增益值对光电转换模块41转换的电流信号进行衰减，并将衰减后的电流信号发送给第五放大单元。第五放大单元用于对电流衰减单元衰减后的电流信号进行线性放大，并将放大后的电流信号传输给模数转换模块44。
其中，电流衰减单元的一种可选实现方式中，电流衰减单元可以包括快速电可调电流衰减器，快速可调电流衰减器可以用于根据第一增益值快速调节自身衰减系数，并按照调节后的衰减系数对电流信号进行衰减。
其中，第五放大单元的一种可选实现方式中，第五放大单元可以包括电流线性放大器。
例如，参阅图10，图10为本申请实施例提供的另一种增益调节模块的结构示意图，如图9所示，电流衰减单元440可以与控制模块42连接，用于接收控制模块42获取的第一增益值，或接收控制模块42获取的第一增益值的指示信息。电流衰减单元440可以用于根据第一增益值对光电转换模块41转换的电流信号进行衰减。第五放大单元441与电流衰减单元440连接，用于对电流衰减单元440衰减后的电流信号进行线性放大，放大后的电压信号处于模数转换模块44的采样量程内，可以用于传输给模数转换模块44进行采样。
应理解，上述六种可替代的实现方式中，增益调节模块43可以在第一增益值控制下对电信号的幅度进行调节，可选的，增益调节模块43可以在第一增益值和第二增益值的共同控制下对电信号的幅度进行调节，第二增益值与第一增益值可以分别用于控制增益调节模块43中不同的组件对电信号的幅度进行调节，使得最终传输至模数转换模块44的电信号处于模数转换模块44的采样量程内。
例如，在图6所示的增益调节模块中，电压衰减单元432用于在第一增益值的控制下对第一电压转换单元431转换的电压信号进行衰减，第一电压转换单元431可以用于在第二增益值的控制下调节自身工作电阻，并通过调节后的工作电阻将光电转换模块41转换的电流信号转换为电压信号，并将转换的电压信号传输至电压衰减单元432，电压衰减单元432衰减后的电压信号传输至第一放大单元433，第一放大单元433放大后的电压信号处于模数转换模块44的采样量程内。其中，第一电压转换单元431可以与控制模块42连接(图中未示出连接关系)，用于接收控制模块42发送的第二增益值，或者接收控制模块42发送的第二增益值的指示信息。第一增益值可以是控制模块42根据针对电压衰减单元432设置的检测时段和增益值的对应关系，获取到的第一检测时段对应的增益值，第二增益值可以是控制模块42从针对第一电压转换单元431设置的检测时段和增益值的对应关系中，获取到的第一检测时段对应的增益值。
又如，在图8所示的增益调节模块中，第三电压转换单元437用于在第一增益值的控制下将光电转换模块41转换的电流信号转换成电压信号，第二放大单元438可以用于在第二增益值的控制下调节自身放大系数，并按照调节后的放大系数对第三电压转换单元437转换的电压信号进行线性放大，放大后的电压信号处于模数转换模块44的采样量程内。其中，第二放大单元438可以与控制模块42连接(图中未示出连接关系)，用于接收控制模块42发送的第二增益值，或者接收控制模块42发送的第二增益值的指示信息。第一增益值可以是控制模块42根据针对第三电压转换单元437设置的检测时段和增益值的对应关系，获取到的第一检测时段对应的增益值，第二增益值可以是控制模块42从针对第二放大单元438设置的检测时段和增益值的对应关系中，获取到的第一检测时段对应的增益值。
应理解，上述两种方式针对增益调节模块中两个模块，分别通过第一增益值和第二增益值灵活地控制电信号的幅度的调节，另一些实现方式中，还可以增益调节模块两个以上的模块，分别通过不同的增益值共同控制电信号的幅度的调节，此处不再详述。
通过对上述六种可替代的实现方式的介绍，不难理解，增益调节模块在不同检测时段之间进行增益切换的时间越短，即增益切换得越快，可以及时地将增益调节模块43切换为与当前光信号匹配的幅值调节能力，从而达到更好的测量效果。可选的，可以将增益调节模块43的增益切换时间控制在0.1ns至100ns之间。
上述六种可替代的实现方式的相关介绍仅为针对增益调节模块43示例性的介绍，增益调节模块43还可以有其他根据第一增益值调节电信号的实现方式，此处不做限制，比如光电转换模块41转换的电信号为电压信号，增益调节模块43包括线性放大模块，线性放大模块可以用于根据第一增益值对光电转换模块41转换的电压信号进行线性放大，放大后的电压信号处于模数转换模块44的采样量程内，可被用于传输给模数转换模块44进行采样，等等，此处不再穷举。
通过增益调节模块43在不同检测时段内在不同增益值的控制下进行电信号的幅度调节，使得各个检测时段的电信号均可以被调节至模数转换模块44的采样量程内，保证了对电信号进行采样的完整性。结合图3和图11比对介绍采用本方案的光信号检测装置4与采用增益固定的光信号检测装置的检测结果。
如图3所示，若采用固定增益的光信号检测装置，最后得到的曲线中，近端电信号表现为一条水平直线，远端电信号过早表现为无效的频繁突变的锯齿状，若采用本申请中不同检测时段中增益可调的光信号检测装置4，将检测周期划分为三个检测时段，具体可以参阅图11，图11为本申请实施例提供的又一种OTDR测试结果的示意图，三个检测时段分别为接收从0至20km的距离返回的光信号的时段1、接收从20km至100km的距离返回的光信号的时段2、以及接收从100km之后的距离返回的光信号的时段3。
如图11中所示，针对从0至20km的距离返回的光信号转换的电信号，可以采用增益值1进行放大，使得图3中近端原本表现为水平线的信号下降至模数转换模块44的采样量程内，进而通过模数转换模块44采样得到整体表现为随距离增加而下降的曲线段(如图11中0至20km之间的虚线段所示)；针对从20km至100km的距离返回的光信号转换的电信号，可以采用增益值2进行放大，针对从20km至100km的距离返回的光信号转换的电信号，可以采用增益值2进行放大，放大后的电信号处于模数转换模块44的采样量程内，通过模数转换模块44采样得到整体表现为随距离增加而下降的曲线段(如图11中20km至100km之间的曲线段)；针对从100km的距离之后返回的光信号转换的电信号，可以采用增益值3进行放大，使得图3中远端原本过早表现为无效的频繁突变的锯齿状的信号上升至模数转换模块的采样量程内，进而通过模数转换模块44采样得到整体表现为随距离增加而下降的曲线段(如图11中100km之后的虚线段)。其中，增益值1、增益值2和增益值3互不相同。
需要说明的是，由于OTDR接收的测量范围可能大于被测量光纤的实际长度(比如OTDR的测量范围为实际的被测量光纤长度的1.5倍-2倍之间)，因此图11中100km之后的曲线段中依然可能存在频繁突变的锯齿状的曲线段，用于表示在光信号从被测量光纤的实际的最远端返回之后的时间里，光信号检测装置4检测到的无效信号。
不难理解，对光信号检测装置4在检测周期内的不同检测时段，使用不同增益值进行电信号的放大，可能会使得使光信号的强度随距离的变化曲线中，不同检测时段对应的曲线不连续，也就是会在检测时段的初始时刻或最后时刻出现断点，比如图11中所示的曲线中，检测周期划分为三个检测时段，图11中的曲线包含20km距离处和100km距离处的两个断点。因此，可选的，控制模块42还可以用于根据第一补偿值对模数转换模块44采样得到的数字信号进行数字补偿。可选的，检测周期内不同的检测时段对应不同的补偿值，第一补偿值可以是第一检测时段对应的补偿值，通过数字补偿还原出第一检测时段内实际的信号变化规律。下面具体进行介绍第一补偿值的确定方法。
一种可替代的确定第一补偿值的方法中，第一补偿值可以是根据第一增益值确定的。若第一检测时段内，光信号检测装置4中的信号仅在第一增益值的控制下进行幅度调节，那么在第一补偿值和第一增益值的单位相同，或者第一补偿值和第一增益值表示形式相同的情况下(比如第一补偿值和第一增益值单位可以均是dB，或者第一补偿值和第一增益值均采用倍数的表示形式，等)，第一补偿值可以与第一增益值的绝对值相等。比如，若第一增益值的单位为dB，且第一增益值为负数，电信号在第一增益值的控制下进行了衰减，那么第一补偿值为第一增益值的相反数，控制模块42用于数字补偿时，可以将模数转换得到的数字信号的幅值与第一补偿值相加，从而实现将原本第一增益值控制衰减的幅值补偿放大回来；若第一增益值的单位为dB，且第一增益值为正数，即表示电信号在第一增益值的控制下进行了放大，那么第一补偿值为第一增益值的相反数，控制模块42用于数字补偿时将模数转换得到的数字信号的幅值与第一补偿值相加，从而实现将原本第一增益值控制放大的幅值补偿衰减回来。
另一种可替代的确定第一补偿值的方法中，若第一检测时段内，光信号检测装置4中的信号仅在第一增益值的控制下进行幅度调节，那么在第一增益值的单位为dB时，第一补偿值可以是预设数值减去第一增益值得到的差值，若第一增益值为倍数的形式，第一补偿值可以是预设数值除以第一增益值得到的商。可选的，预设数值可以是检测周期中各个检测时段应的增益值中最大的增益值。
又一种可替代的确定第一补偿值的方法中，获取光信号检测装置4在第一检测时段的总体增益，并获取光信号检测装置4在检测周期的其他检测时段的总体增益，根据各个检测时段对应的总体增益中最大的总体增益，与第一检测时段的总体增益确定第一补偿值。例如，若第一补偿值以及最大的总体增益的单位均为dB，第一补偿值为上述最大的总体增益与第一检测时段内的总体增益的差值；若第一补偿值以及最大的总体增益为倍数形式，第一补偿值为上述最大的总体增益与第一检测时段内的总体增益的比值。其中，光信号检测装置在检测时段内的总体增益可以是根据光信号检测装置4内各个组件(模块或单元)对光信号或对光信号转换的电信号的调节增益确定的；也可以根据光信号检测装置4的配置参数获取的，配置参数中可以包含光信号检测装置4在各个检测时段内的总体增益。
例如，如图5中的光信号检测装置4，在第一检测时段内，光电转换模块41的增益值记为GAPD，第一电压转换单元431的增益值记为GTIA，电压衰减单元432的增益值记为GVEA(也就等于第一增益值，第一增益值为负数，且第一增益值越小表示对电压信号的衰减越多)，第一放大单元433的增益值记为GLNA，上述各个增益值采用dB为单位，那么，在第一检测时段内，光信号检测装置4的总体增益G1为：G1＝GAPD+GTIA+GVEA+GLNA，同样方式，可以计算出光电转换模块41在其他各个检测时段的总体增益Gn，确定出G1和Gn中的最大值Gmax，进而将Gmax减去G1得到的差值，确定为第一补偿值。应理解，图5中电压衰减单元432的增益值随检测时段的不同而不同，可选的，光电转换模块41、第一电压转换单元431、第一放大单元433中的一个或多个，其增益值也可以随检测时段的不同而设置不同的增益值。这种确定第一补偿值的方法可以以光信号检测装置4的最大总体增益为基准，对各个检测时段内的数字信号进行还原，还原后的数字信号可以反映检测周期内实际的信号变化规律。
应理解，OTDR的控制装置用于对光信号检测装置4输出的数字信号进行数字信号处理，控制模块42可以用于在数字信号处理之前进行数字补偿，也可以在数字信号处理之后进行补偿。例如，控制模块42可以用于计算光信号检测装置4输出的数字信号与检测周期初始时刻对应的信号强度的相对值，一种可替代方式中，控制模块42可以用于在计算该相对值之前，根据第一补偿值对数字信号进行数字补偿；另一种可替代方式中，控制模块42可以用于在计算该相对值之后，根据第一补偿值对数字信号进行数字补偿。
下面以图12和图13为例介绍数字补偿的补偿结果，参阅图12，图12为本申请实施例提供的一种OTDR测量结果的数字补偿示意图，图12示出了针对图10对应的示例进行数字补偿的过程，假设时段1对应的增益值1为负值，时段2对应的增益值为0，时段3对应的增益值为正值，假设本示例中的增益值和补偿值均采用dB为单位，补偿值1是根据增益值1确定的，补偿值2是根据增益值2确定的，补偿值3是根据增益值3确定的，且补偿值1和增益值1互为相反数，补偿值2和增益值2均为0，补偿值3和增益值3互为相反数。图12的坐标系中的实线表示图11中的曲线，20km之前的实线段是电信号在增益值1的控制下衰减后，被模数转换模块44采样后处理得到的；由于增益值2为0，20km至100km之间的实线段是电信号未在增益值2控制下放大或衰减，被模数转换模块44采样后处理得到的；由于增益值3为正数，100km之后的实线段是电信号在增益值3的控制下放大后，被模数转换模块44采样后处理得到的。
控制模块42可以通过补偿值1对时段1中的数字信号进行数字补偿，补偿值1为正值，且与增益值1的绝对值相等，因此通过补偿值1的补偿，可以将20km之前的实线段向上平移至20km之前所示的虚线段处。时段2对应的增益值2和补偿值2均为0，因此20km至100km之间的实线段的位置不变。控制模块42还可以通过补偿值3对时段3中的数字信号进行数字补偿，补偿值为负值，且与增益值3的绝对值相等，因此通过补偿值3的补偿，可以将100km之后的实线段向下平移至100km之后所示的虚线段。补偿值1将增益值1对电信号的衰减作用抵消，补偿值3将增益值3对电信号的放大作用抵消，而增益值2和补偿值2均为0，因此平移之后，可以如图11中的实线所示，平移后的三条曲线段变为连续曲线(图11的坐标系中的灰色的曲线表示，其中20km至100km之间的实线段和虚线段重叠)，用于表示光信号检测装置4在光信号的检测周期内，对各个检测时段内接收的光信号转换的电信号采用相同的增益进行处理得到的曲线。更清晰的视图也可以参见图13，图13为本申请实施例提供的又一种OTDR检测结果的示意图，图13中示出了针对图11所示的数字信号进行数字补偿后得到的数字信号所表现的曲线。
在模数转换模块44采样之前，不同检测时段采用不同增益值调节电信号的幅度，可以保证模数转换模块44采样的电信号均处于采样量程内，在模数转换模块44采样之后，为保证数字信号的准确性，通过控制模块42的数字补偿，可以将各个检测时段内采用不同增益值调节的电信号还原为统一增益值调节下的电信号，保证了光信号强度随距离的变化曲线的连续性，进而提高了上述曲线信息的准确性和可读性。
应理解，以上描述中涉及的连接关系可以是直接相连关系，也可以通过一个或多个器件的间接相连关系。此外，以上所述的各个功能模块或单元可以彼此独立部署，也可以将部分功能模块或单元集成在一起。可选的，上述各个模块或功能可以部分或全部地集成在芯片中。
参阅图14，图14为本申请实施例提供的另一种光信号检测装置的结构示意图，如图14所示，该光信号检测装置14可以包括光电转换模块141、控制模块142和电信号处理模块143。其中：
光电转换模块141用于接收光信号。控制模块142用于获取第一检测时段对应的第一增益值，第一检测时段为检测周期中的一个检测时段，检测周期内不同的检测时段对应不同的增益值，第一增益值用于控制光电转换模块141对接收的光信号的强度进行调节。光电转换模块141还用于将调节后的光信号转换为电信号。电信号处理模块143用于对转换后的电信号进行采样，其中，光电转换模块141转换后的电信号处于电信号处理模块的采样量程内；或者，电信号处理模块143用于对转换后的电信号进行放大，并对放大后的电信号进行采样，其中，电信号处理模块143放大后的电信号处于电信号处理模块143的采样量程内。
可选的，光信号检测装置14还可以包括滤波模块和/或计时模块(在图14中均未示出)。
可选的，控制模块142可以用于根据第一补偿值对模数转换模块144采样得到的数字信号进行数字补偿，第一补偿值是根据第一增益值确定的。
其中，关于光信号的检测周期中检测时段的划分方式，各检测时段对应的增益值形式及确定方式，控制模块142、滤波模块和计时模块的具体功能实现，第一增益值的指示方式，以及数字信号的数字补偿方式，均可参阅图4-图13对应实施例中相应的介绍，此处不再赘述。
在光电转换模块141的一种实现方式中，光电转换模块141可以包括增益可调的光放大单元，该光放大单元可以用于根据第一增益值对接收到的光信号的强度进行调节。
进一步的，该光放大单元可以包括可调光放大器，可调光放大器可以根据第一增益值调节自身放大系数，并按照调节后的放大系数对接收到的光信号进行放大。
进一步的，光放大单元可以由至少两个对光信号有固定放大能力、且对光信号的放大能力互不相同的光放大器，以及控制光放大器是否工作的光开关实现，通过光开关控制第一增益值对应的光放大器导通并对光信号进行放大。
在光电转换模块141的又一种实现方式中，光电转换模块141可以包括增益可调的光衰减单元，该光衰减单元可以用于根据第一增益值对接收到的光信号的强度进行调节。
进一步的，该光衰减单元可以包括可调光衰减器，可调光衰减器可以根据第一增益值调节自身的衰减系数，并按照调节后的衰减系数对接收到的光信号进行衰减。
进一步的，光衰减单元可以由至少两个对光信号有固定衰减能力、且对光信号的衰减能力互不相同的光衰减器，以及控制光衰减器是否工作的光开关实现，通过光开关控制第一增益值对应的光衰减器导通并对光信号进行衰减。
在电信号处理模块143的一种实现方式中，电信号处理模块143可以包括模数转换单元，光电转换模块141转换后的电信号处于模数转换单元的采样量程内。
在电信号处理模块143的又一种实现方式中，电信号处理模块143包括模数转换单元和电信号放大单元，电信号放大单元可以用于对光电转换模块转换的电信号进行放大，放大后的电信号处于模数转换模块的采样量程内。其中，电信号放大单元可以包括跨阻放大器、线性放大器等电信号放大组件中的一种或多种，具体不做限定。
本申请实施例中光信号的检测周期包括至少两个不同的检测时段，不同检测时段对应不同的增益值，从被测量光纤近端返回的光信号以及从被测量光纤远端返回的光信号可以在不同检测时段内接收，针对光电转换模块可以用于针对不同检测时段接收到的光信号，采用不同的增益值进行光信号强度的调节，使得调节后的光信号转换得到的电信号传输至模数转换模块时，处于模数转换模块的采样量程内，保证了信号的采样完整性，进而提高OTDR的测量准确性和OTDR的实际动态范围。
上述图4至图10中任一所示实施例中的光信号检测装置，或图14中的光信号检测装置可以以图15所示的光信号检测装置15实现。如图15所示，图15为本申请实施例提供的另一种光信号检测装置的结构示意图，图15所示的光信号检测装置15包括：处理器151、存储器152和接收器153。这些部件可通过总线154或者其他方式连接，图15以通过总线连接为例。其中：
处理器151可以是通用处理器，例如中央处理器，还可以是数字信号处理器、专用集成电路，或者是被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。处理器151可用于读取和执行计算机可读指令。具体的，处理器151可用于调用存储于存储器152中的程序，如本申请的实施例提供的光信号检测方法中的实现程序，并执行该程序包含的指令以实现对应的方法。比如。处理器151用于获取第一时段对应的第一增益值，或者对模数转换得到的数字信号进行数字信号处理，等等。
存储器152可以和处理器151通过总线154耦合，存储器152也可以与处理器151集成在一起。存储器152用于存储各种软件程序和/或多组指令。具体的，存储器152可包括高速随机存取的存储器，并且也可包括非易失性存储器，例如一个或多个磁盘存储设备、闪存设备或其他非易失性固态存储设备。存储器152用于存储数据，比如存储各个检测时段对应的增益值等。
接收器153用于接收信号，比如接收从被测量光信号返回来的光信号等。
关于图15的光信号的检测装置包括的组件可实现图4至图10中任一所示实施例中的光信号检测装置、或图14中的光信号检测装置中模块或单元的功能，其具体实现方式及相应的有益效果，可参考前述图4至图10、或图14对应的实施例的具体介绍，此处不再赘述。
本申请实施例还提供了一种光信号检测方法，该方法用于对光信号的检测周期内检测的光信号进行处理，该方法可以应用于光信号检测装置，该光信号检测装置可以包括光电转换模块、模数转换模块、增益调节模块和控制模块，光电转换模块用于接收光信号，并将接收的光信号转换为电信号，该方法可以包括：
控制模块获取第一检测时段对应的第一增益值，第一检测时段为检测周期中的一个检测时段，检测周期内不同的检测时段对应不同的增益值，第一增益值用于控制增益调节模块对电信号的幅度进行调节，调节后的电信号被模数转换模块用于采样，且调节后的电信号处于模数转换模块的采样量程内。
可选的，该方法还可以包括控制模块根据第一补偿值，对模数转换模块采样得到的数字信号进行数字补偿，第一补偿值是根据第一增益值确定的。
可选的，检测时段对应的增益值是根据在检测时段内接收的光信号强度的最大值和最小值中的一个或两个、以及模数转换模块的采样量程确定的。
该光信号检测方法可以应用于图4至图10中任一所示的光信号检测装置，该光信号检测方法在光信号检测装置中的实现方式及有益效果，可参考前述图4至图13对应的实施例的具体介绍，此处不再赘述。
本申请实施例提供了另一种光信号检测方法，该方法用于对光信号的检测周期内检测的光信号进行处理，该方法可以应用于光信号检测装置，该光信号检测装置可以包括光电转换模块、控制模块、和电信号处理模块，光电转换模块用于接收光信号，该方法可以包括：
控制模块获取第一检测时段对应的第一增益值，第一检测时段为检测周期中的一个检测时段，检测周期内不同的检测时段对应不同的增益值，第一增益值用于控制光电转换模块对接收的光信号的强度进行调节；调节后的光信号被光电转换模块用于转换为电信号，转换后的电信号处于电信号处理模块的采样量程内，被电信号处理模块用于采样，或者调节后的电信号被电信号处理模块用于进行放大，放大后的电信号处于电信号处理模块的采样量程内，被电信号处理模块用于采样。
该光信号检测方法可以应用于图14对应的实施例中任一所述的光信号检测装置，该光信号检测方法在光信号检测装置中的实现方式及有益效果，可参考前述图14对应的实施例的具体介绍，此处不再赘述。
本申请实施例还提供了一种光纤测量设备，包括光信号检测装置、发射装置、传送装置及控制装置。可选的，光信号检测装置还可以包括显示装置。
其中，光信号检测装置可以为图4至图10中任一所示实施例中的光信号检测装置、或图14中的光信号检测装置，发射装置、传送装置、控制装置及显示装置的功能实现可分别参阅图1对应的实施例中控制装置10、发射装置20、传送装置30和显示装置50的相应介绍，此处不再赘述，仅结合包含图5或图7中的光信号检测装置的光纤测量设备，举例介绍该光检测设备的检测过程。
结合图5进行介绍：首先介绍光信号检测装置的检测参数，假设图5所示的光信号检测装置中，仅有电压衰减单元432为增益可调的组件，其他组件(包括模块和单元)均为增益固定的组件。且假设测试量程为170km，光信号在被测量光纤中的传输速度为2×108m/s，则光信号的检测周期为1.7ms。且假设在固定增益的OTDR的测量结果曲线中，0至20km之间包含水平线段，在100km之后的距离包含频繁突变的锯齿状曲线段，则可以将检测周期划分为t1、t2和t3三个检测时段，其中，t1时段为0至0.2ms，t2时段为0.2ms至1ms，t3时段为1ms至1.7ms。且假设根据光电转换模块41的光电转换的增益、第一电压转换单元431电压转换的增益、第一放大单元433线性放大的增益、以及模数转换模块44的采样量程，确定出电压衰减单元432在t1时段对应的增益值为-28dB、t2时段对应的增益值为-12dB，t3时段对应的增益值为0，相应的t1时段对应的补偿值为28dB、t2时段对应的补偿值为12dB、t3时段对应的补偿值为0。
光纤测量设备接收测量指令后，控制装置10控制发射装置发射脉冲，光电转换模块41在光信号检测周期内持续接收从被测量光纤返回的光信号，并将其转换为电流信号，并经第一电压转换单电源431转换为电压信号后传输给电压衰减单元432。
在t1时段内，控制模块42获取t1对应的增益值-28dB，并控制电压衰减单元432对电压信号的幅度衰减28dB；在t2时段内，控制模块42获取t2对应的增益值-12dB，并控制电压衰减单元432对电压信号的幅度衰减12dB；在t3时段内，控制模块42获取t3对应的增益值0，并控制电压衰减单元432不对电压信号的幅度进行调节。
电压衰减单元432输出的电压信号经第一放大单元433放大后传输给模数转换模块44采样。同时控制装置10对模数转换模块44采样的数字信号进行数字信号处理，并对t1时段内的数字信号处理结果进行28dB的数字补偿，对t2时段内的数字信号处理结果进行12dB的数字补偿，对t3时段内的数字信号处理结果不进行数字补偿，对t1、t2和t3时段的数字信号处理结果补偿完后，得到检测周期内连续且信息完整的检测结果曲线。
结合图7进行介绍：假设图7所示的光信号检测装置中，仅有第三电压转换单元437为增益可调的组件，其他组件(包括模块和单元)均为增益固定的组件。光信号检测装置的检测参数以及检测周期的时长、检测时段的划分，分别与上述对图5的光信号检测装置的信息对应相同。假设根据图7中光电转换模块41的光电转换的增益、第二放大单元438线性放大的增益、以及模数转换模块44的采样量程，确定出第三电压转换单元437在t1时段对应的增益值为6dB、t2时段对应的增益值为14dB，t3时段对应的增益值为20dB，相应的t1时段对应的补偿值为14dB、t2时段对应的补偿值为6dB、t3时段对应的补偿值为0。
光纤测量设备接收测量指令后，控制装置10控制发射装置发射脉冲，光电转换模块41在光信号检测周期内持续接收从被测量光纤返回的光信号，并将其转换为电流信号，并传输给第三电压转换模块437。
在t1时段内，控制模块42获取t1对应的增益值6dB，并控制第三电压转换模块437按照6dB的增益对接收的电流信号进行电压转换；在t2时段内，控制模块42获取t2对应的增益值14dB，并控制第三电压转换模块437按照14dB的增益对接收到的电流信号进行电压转换；在t3时段内，控制模块42获取t3对应的增益值20dB，并控制第三电压转换模块437按照20dB的增益对接收到的电流信号进行电压转换。
第三电压转换模块437输出的电压信号经第二放大单元438放大后传输给模数转换模块44采样。同时控制装置10对模数转换模块44采样的数字信号进行数字信号处理，并对t1时段内的数字信号处理结果进行14dB的数字补偿，对t2时段内的数字信号处理结果进行6dB的数字补偿，对t3时段内的数字信号处理结果不进行数字补偿，对t1、t2和t3时段的数字信号处理结果补偿完后，得到检测周期内连续且信息完整的检测结果曲线。
本申请实施例提供了一种计算机可读介质，计算机可读介质存储有程序，当该程序在计算机上运行时，使得计算机执行上本申请实施例提供的任一光信号检测方法。
本申请实施例提供一种芯片，该芯片包括处理器和通信接口，处理器与通信接口耦合，用于实现图4-图10中任一所示的光信号检测装置的全部或部分功能，或者实现图14中的光信号检测装置的全部或部分功能。
在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，A/B可以表示A或B；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，在本申请实施例的描述中，“多个”是指两个或多于两个。
本申请的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本领域普通技术人员可以理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

Claims (13)

1.一种光信号检测装置，用于对在光信号的检测周期内检测的光信号进行处理，其特征在于，所述装置包括光电转换模块、控制模块、增益调节模块和模数转换模块；
所述光电转换模块用于接收光信号，将所述光信号转换为电信号；
所述控制模块用于获取第一检测时段对应的第一增益值，所述第一检测时段为所述检测周期中的一个检测时段，所述检测周期内不同的检测时段对应不同的增益值，所述第一增益值用于控制所述增益调节模块对所述电信号的幅度进行调节；
所述模数转换模块用于对所述调节后的电信号进行采样，所述调节后的电信号处于所述模数转换模块的采样量程内。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光电转换模块转换的电信号为电流信号，所述增益调节模块包括第一电压转换单元和电压衰减单元；
所述第一电压转换单元用于将所述电流信号转换为电压信号；
所述电压衰减单元用于根据所述第一增益值，对转换得到的所述电压信号进行衰减。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述增益调节模块还包括第一放大单元，所述第一放大单元用于对衰减后的所述电压信号进行线性放大，并将线性放大后的所述电压信号发送给所述模数转换模块。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光电转换模块转换的电信号为电流信号，所述增益调节模块包括电流衰减单元和第二电压转换单元；
所述电流衰减单元用于根据所述第一增益值对所述电流信号进行衰减；
所述第二电压转换单元用于将衰减后的所述电流信号转换为电压信号。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光电转换模块转换的电信号为电流信号，所述增益调节模块包括第三电压转换单元，所述第三电压转换单元用于根据所述第一增益值，将所述电流信号转换为电压信号。
6.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于，所述增益调节模块还包括第二放大单元，用于对转换得到的所述电压信号进行线性放大，并将线性放大后的所述电压信号发送给所述模数转换模块。
7.根据权利要求1所述的装置，所述光电转换模块转换的电信号为电流信号，所述增益调节模块包括第四电压转换单元和第三放大单元；
所述第四电压转换单元用于将所述电流信号转换为电压信号；
所述第三放大单元用于根据所述第一增益值，对转换得到的所述电压信号进行线性放大，并将线性放大后的所述电压信号发送给所述模数转换模块。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的装置，其特征在于，所述控制模块还用于根据第一补偿值，对所述模数转换模块采样得到的数字信号进行数字补偿，所述第一补偿值是根据所述第一增益值确定的。
9.根据权利要求1-8中任一所述的装置，其特征在于，所述检测时段对应的增益值是根据在所述检测时段内接收的光信号强度的最大值和最小值中的一个或两个、以及所述模数转换模块的采样量程确定的。
10.一种光信号检测方法，用于对在光信号的检测周期内检测的光信号进行处理，所述方法应用于光信号检测装置，其特征在于，所述光信号检测装置包括光电转换模块、模数转换模块、增益调节模块和控制模块；所述光电转换模块用于接收光信号，并将所述光信号转换为电信号；
所述方法包括：
所述控制模块获取第一检测时段对应的第一增益值，所述第一检测时段为所述检测周期中的一个检测时段，所述检测周期内不同的检测时段对应不同的增益值，所述第一增益值用于控制所述增益调节模块对所述电信号的幅度进行调节，所述调节后的电信号被所述模数转换模块用于采样，且所述调节后的电信号处于所述模数转换模块的采样量程内。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述控制模块根据第一补偿值，对所述模数转换模块采样得到的数字信号进行数字补偿，所述第一补偿值是根据所述第一增益值确定的。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述检测时段对应的增益值是根据在所述检测时段内接收的光信号强度的最大值和最小值中的一个或两个、以及所述模数转换模块的采样量程确定的。
13.一种光纤测量设备，其特征在于，包括光信号检测装置、发射装置、传送装置及控制装置；
所述控制装置用于根据输入的配置信息触发所述发射装置发射光信号；
所述传送装置用于将所述发射装置发射的光信号传输给被测量光纤，还用于将从所述被测量光纤接收的光信号传输给所述光信号检测装置；
所述光信号检测装置为权利要求1-权利要求9中任一所述光信号检测装置；
所述控制装置还用于对所述光信号检测装置输出的信号进行数字信号处理，并输出数字信号处理得到的结果。
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