CN116337199A - 一种探测设备和光纤探测方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种探测设备和光纤探测方法，用于减小探测信号的带宽占用。本申请实施例提供的探测设备包括：光源组件，用于获取第一光信号，第一光信号为调制后的单通道波长信号。光路单元，用于获取第一光信号经延迟光路得到的待测光纤的第一反馈信号。运算单元，用于根据第一反馈信号确定待测光纤的振动状态。

Description

一种探测设备和光纤探测方法

技术领域

本申请实施例涉及光通信领域，尤其涉及一种探测设备和光纤探测方法。

背景技术

光纤探测技术通过探测光纤的振动状态，实现断连预警、地震预警等功能。具体的，探测设备将探测信号输入与待测光纤相连的延迟光路，其中延迟光路包括光程不同的两条光路。因此探测设备接收到的探测信号在待测光纤中的反馈信号中，包括两路走过相同光程的信号，在探测设备处相互干涉。当待测光纤中出现振动，上述相同光程信号的干涉加强。因此待测光纤发生振动，在探测设备处则表现为振动幅度突然增大。

为了防止出现振动状态的误判，应当尽量增大光纤振动发生前后所对应的探测设备处振动幅度之间的大小差别。因此需要使未振动时反馈信号之间的相干性尽量小。由于光信号的谱宽越宽，相干性越低。因此使用宽谱光作为探测信号，以增强待测光纤振动发生前后的振幅差别。

但是，探测信号谱宽越宽，占用越多的光纤带宽，导致业务信号无法与探测信号同时传输，并且由于探测信号对光纤带宽的占用，导致业务信号光的带宽减小。

发明内容

本申请实施例提供了一种探测设备和光纤探测方法，用于减小探测信号的带宽占用，从而为业务信号预留更大的带宽。

第一方面，本申请实施例提供了探测设备，包括：光源组件、光路单元和运算单元。

其中，光源组件用于获取第一光信号，第一光信号为调制后的单通道波长信号。光路单元用于获取第一光信号经延迟光路得到的待测光纤的第一反馈信号。运算单元用于根据第一反馈信号确定待测光纤的振动状态。

在本申请实施例中，将第一光信号(调制后的单通道波长信号)作为探测信号经延迟光路输入待测光纤进行光纤的振动状态探测。由于单通道波长信号所占用的带宽较小，可以减小对待测光纤带宽的占用，从而增大为业务信号预留的带宽。并且，探测信号为调制后的单通道波长信号，通过调制降低探测信号的相干性，从而增大光纤振动发生前后所对应的探测设备处振动幅度之间的大小差别，提升振动状态判断的准确性。

可选的，在本申请实施例中，0.05nm≤单通道波长信号的波长≤3nm。

现有宽谱探测信号的波长范围(带宽范围)通常在20～60nm左右，本申请实施例通过单通道波长信号大大减小了探测信号的波长范围，从而占用了更少的带宽。

在一种可选的实施方式中，光源组件包括激光驱动电路和激光器。激光驱动电路用于获取调制电信号，激光器用于根据调制电信号生成第一光信号。

在本申请实施例中，通过激光驱动电路获取的调制电信号使得光源组件输出的第一光信号为调制后的单通道波长信号，由于激光驱动电路的体积小、制造工艺简单并且装配精度要求低，因此该种结构可以减小探测设备的体积和加工工艺复杂度。

在一种可选的实施方式中，激光驱动电路包括连续激光调制器(laser diodedriver，LDD)，该连续LDD用于驱动激光驱动器根据调制电信号生成第一光信号。

探测设备通过获取连续的反馈信号进行振动状态的检测，因此在本申请实施例中，通过连续LDD实现对激光器的连续驱动，获取连续的第一光信号，从而获取连续的第一反馈信号，实现对待测信号的振动状态的检测。

在一种可选的实施方式中，调制电信号包括相位调制信号、幅度调制信号或频率调制信号。

在本申请实施例中，通过对电信号的相位调制、幅度调制或频率调制，降低调制电信号的相干性，从而降低第一光信号(探测信号)的相干性，进而增大光纤振动发生前后所对应的探测设备处振动幅度之间的大小差别，提升振动状态判断的准确性。

在一种可选的实施方式中，相位调制电信号为伪随机码信号。

在本申请实施例中，根据伪随机码信号生成第一光信号，从而降低第一光信号(探测信号)的相干性。由于伪随机码信号是一种常见的电信号，获取方式简便、所需电路结构简单。因此可以降低激光驱动电路的电路复杂度，从而减小光源组件的体积和故障率，进而减小整个探测设备的体积和故障率。

在一种可选的实施方式中，光源组件包括激光器和调制器件。激光器用于获取单通道波长的光束；调制器件用于调制该单通道波长的光束，得到第一光信号。

在本申请实施例中，通过调制器件调制单通道波长的光束，使得调制获取的第一光信号(探测信号)的相干性低，从而增大光纤振动发生前后所对应的探测设备处振动幅度之间的大小差别，提升振动状态判断的准确性。由于调制器件是对光束进行调制的无源调制器件，不需要输入额外的信号进行调制。因此该结构不要求激光器根据输入信号进行光束的生成，可以简化激光器的结构，从而减小光源组件的体积和结构复杂度，进而减小整个探测设备的体积和结构复杂度。

在一种可选的实施方式中，调制器件包括半导体光放大器(semiconductoroptical amplifier，SOA)或铌酸锂相位调制器。

在一种可选的实施方式中，调制器件具体用于：对单通道波长的光束进行相位调制、幅度调制或频率调制，得到第一光信号。

在一种可选的实施方式中，光源组件具体用于：获取速率大于或等于155Mbit/s的第一光信号。

由于信号的速率越大相干性越低，因此在本申请实施例中，使光源组件获取的第一信号光的速率大于或等于155Mbit/s。从而降低第一光信号(探测信号)的相干性，从而增大光纤振动发生前后所对应的探测设备处振动幅度之间的大小差别，提升振动状态判断的准确性。

在一种可选的实施方式中，光路单元包括延迟光路，延迟光路用于：调整第一光信号中的至少一路光的光程(即：使第一光信号中至少两路光走过的光程之间具有光程差)，得到第二光信号，第二光信号由光程不同的两路光信号耦合而成。并将第二光信号输入待测光纤，得到第三光信号；以及，调整第三光信号中的至少一路光的光程，得到第一反馈信号，第一反馈信号由光程相同的两路光信号耦合而成。

在本申请实施例中，将延迟光路集成在探测设备内部，将探测设备接入待测光纤即可实现对待测光纤的振动状态检测，简化了整个检测系统的结构。并且，延迟光路用于调整第一信号光中至少一路光的光程，具体调整的光程量可能会影响最终的测试结果的准确性(例如：若调整的光程等于一个相位，则调整得到的第一光信号的两路光的相位可能相同，导致第一光信号的相干性高，测试结果不准确)。因此，将延迟光路集成在探测设备内部，在探测设备的设计和生产阶段即可为延迟光路确定合适的光程量，从而保证振动检测的结果的准确性。

在一种可选的实施方式中，光路单元具体用于：将第一光信号输入延迟光路，延迟光路用于将基于第一光信号得到的第二光信号输入待测光纤，得到第三光信号；其中，第二光信号由光程不同的两路光信号耦合而成(即：第二光信号中的至少两路光走过的光程之间具有光程差)。以及，接收来自延迟光路的第一反馈信号，第一反馈信号为待测光纤调整第三光信号中的至少一路光的光程所得，第一反馈信号由光程相同的两路光信号耦合而成。

在本申请实施例中，将延迟光路外置于探测设备外部，可以减小探测设备的结构复杂性和体积。并且，针对不同的待测光纤和/或调制电信号和/或第一光信号速率，可以匹配具有不同光程差的延迟光路，提升了探测设备对不同应用场景的适配度。

在一种可选的实施方式中，延迟光路包括延时透镜、反射镜组和光程不同的两路光纤中的至少一项。

在本申请实施例中，延时透镜和反射镜组的结构简单，体积小，可以减小探测设备或整个探测系统的体积。

光程不同的两路光纤，对于光程差的控制方式简单，结构精密度不高，装配要求不高，对于加工工艺的要求较低。并且，光程不同的两路光纤可以调整光程差，若对待测光纤和/或调制电信号和/或第一光信号速率进行调整，则可以对两路光纤进行相应的调整，从而提升了探测设备的灵活性，以及提升了探测设备对不同应用场景的适配度。

在一种可选的实施方式中，光路单元具体用于：将第一光信号输入延迟光路，同时将业务信号输入与待测光纤相连的目标光纤；从而使延迟光路对第一光信号进行光程调整所得的第二光信号与业务信号同时在待测光纤中传输。

在现有的振动状态探测技术中，由于宽谱探测光源的带宽较大，占用了业务信号的传输带宽，并且振动状态探测又需要进行持续性的探测信号的传输，因此进行振动状态探测会造成业务信号传输的中断。在本申请实施例中，由于第一光信号(探测信号)的带宽较小，可以与业务信号同时在待测光纤中传输(例如在待测光纤中通过波分复用实现两种信号的同时传输)，从而实现了在振动状态探测的同时进行业务信号的传输。因此通过本申请实施例提供的探测设备，在进行振动状态探测的同时不会造成业务信号传输的中断。

在一种可选的实施方式中，光源组件还包括突发激光驱动器LDD，该突发LDD用于激发激光器获取方波光脉冲信号。光路单元还用于向待测光纤发送方波光脉冲信号；以及接收方波光脉冲信号在待测光纤中的第二反馈信号。运算单元还用于根据第二反馈信号确定待测光纤的链路质量。

在本申请实施例中，通过突发LDD激发激光器获取方波光脉冲信号，实现光纤链路质量的检测。因此通过本申请实施例提供的检测设备，即可以实现振动状态的检测，又可以实现光纤质量的检测。并且，两种检测状态可以共用一个激光器，减小了探测设备中激光器的数量，从而减小了探测设备的结构复杂度和体积。

并且，突发LDD对激光器是电接入不是光接入，光路对接入结构的限制较小，接入方式灵活，使得探测设备的结构更灵活，结构复杂度和体积更小。

在一种可选的实施方式中，光路单元具体用于：在第一时刻，向待测光纤发送方波光脉冲信号；在第二时刻，向延迟光路发送第一光信号；或者，在第二时刻，向待测光纤发送第二光信号，第二光信号为延迟光路对第一光信号进行光程调整所得。

在本申请实施例中，通过时分复用的方式，实现对光纤振动状态和光纤质量检测。从而不需要中断任何一种检测，即可实现这两种检测的并行执行，进而实现了对光纤实时振动状态和实时质量的持续性获取。

第二方面，本申请实施例还提供了一种光纤探测方法，包括：

探测设备获取第一光信号，第一光信号为调制后的单通道波长信号。然后，探测设备获取第一光信号经延迟光路得到的待测光纤的第一反馈信号。然后，探测设备根据第一反馈信号确定待测光纤的振动状态。

第二方面的有益效果参见第一方面，此处不再赘述。

附图说明

图1a为本申请实施例提供的探测设备的一个应用架构示意图；

图1b为本申请实施例提供的探测设备的另一应用架构示意图；

图1c为本申请实施例提供的探测设备的一个探测结果示意图；

图2为本申请实施例提供的探测设备的一个结构示意图；

图3为本申请实施例提供的探测设备的另一结构示意图；

图4为本申请实施例提供的探测设备的另一结构示意图；

图5为本申请实施例提供的探测设备的另一结构示意图；

图6为本申请实施例提供的探测设备的另一应用架构示意图；

图7为本申请实施例提供的探测设备的另一结构示意图；

图8为本申请实施例提供的探测设备的另一应用架构示意图；

图9为本申请实施例提供的探测设备的另一结构示意图；

图10为本申请实施例提供的探测设备的另一应用架构示意图；

图11为本申请实施例提供的光纤探测方法的一个流程示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供了一种探测设备和光纤探测方法，用于减小探测信号的带宽占用，从而为业务信号预留更大的带宽。

图1a为本申请实施例提供的探测设备的应用架构示意图。如图1a所示，在该架构中，探测设备与待测光纤相连，探测设备向待测光纤发送探测信号，并接收来自待测光纤的反馈信号。探测设备通过反馈信号确定待测光纤是否发生了振动。

可选的，如图1b所示，可以在探测设备与待测光纤之间连接延迟光路(也可称为sagnac干涉仪)，通过解调干涉信号判定光纤是否发生振动。其原理如下：

如图1b所示，在延迟光路中，两个耦合器之间连接了两个光程不同的光纤，其中光纤1(延迟光纤)的光程大于光纤2(普通光纤)的光程。将探测信号输入延迟光路，由于两个耦合器之间的两个光纤的光程不同，因此待测光纤接收到两路光束的光程不相同。在待测光纤的末端通过法拉第反射镜或悬空产生反射，则延迟光路可以收到两束来自待测光纤的反馈光束。该两路反馈光束经过延迟光路中的两个光程不同的光纤，在探测设备处得到四路回程光束。该四路光束分别为：

光束一、从探测设备向待测光纤的方向上经过光纤1，从待测光纤向探测设备的方向上经过光纤1。

光束二、从探测设备向待测光纤的方向上经过光纤1，从待测光纤向探测设备的方向上经过光纤2。

光束三、从探测设备向待测光纤的方向上经过光纤2，从待测光纤向探测设备的方向上经过光纤1。

光束四、从探测设备向待测光纤的方向上经过光纤2，从待测光纤向探测设备的方向上经过光纤2。

由于光纤1和光纤2的光程不同，因此上述四个光束中只有光束二和光束三的光程是相同的。会在探测设备处产生干涉。当待测光纤出现振动，则光束二和光束三的干涉加强。在探测设备处对应的波形图如图1c所示，可知当待测光纤发生振动时，波形图中会出现振动幅度的激增。

为了防止误判，需要尽量控制未发生振动时的振幅大小，因此需要使待测光纤未发生振动时光程相同的光源的相干性小。由于谱宽越窄，回程光束的相干性越高，振幅越大。因此通常用宽谱光(波长范围通常在20-60nm左右)作为探测信号，以保证振动未发生与发生时的振幅差别较大。

但是，探测信号的谱宽越宽，占用的光纤带宽就越多，导致光纤探测所占用的光纤带宽较大。从而导致业务信号无法与探测信号同时传输，并且由于探测信号对光纤带宽的占用，导致业务信号光的带宽减小。

为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种探测设备。请参阅图2，基于图1a至图1c所示的架构，本申请实施例提供了一种探测设备2000，包括光源组件2100、光路单元2200和运算单元2300。

其中，光源组件2100用于获取第一光信号。第一光信号为调制后的单通道波长信号。光路单元2200用于获取第一光信号经延迟光路得到的待测光纤的第一反馈信号。运算单元2300用于根据第一反馈信号确定待测光纤的振动状态。

在本申请实施例中，0.05nm≤单通道波长信号的波长≤3nm，将调制后的单通道波长信号(即第一光信号)作为探测信号输入待测光纤进行光纤振动状态的探测。由于现有宽谱探测信号的波长范围(带宽范围)通常在20-60nm左右，本申请实施例通过单通道波长信号大大减小了探测信号的波长范围，从而占用了更少的带宽。

在本申请实施例中，将第一光信号(调制后的单通道波长信号)作为探测信号经延迟光路输入待测光纤进行光纤的振动状态探测。由于单通道波长信号所占用的带宽较小，可以减小对待测光纤带宽的占用，从而增大为业务信号预留的带宽。并且，探测信号为调制后的单通道波长信号，通过调制降低探测信号的相干性，从而增大光纤振动发生前后所对应的探测设备处振动幅度之间的大小差别，提升振动状态判断的准确性。

可选的，光源组件获取的第一光信号的速率，大于或等于155Mbit/s。由于信号的速率越大相干性越低，因此在本申请实施例中，使光源组件2100获取的第一信号光的速率大于或等于155Mbit/s。从而降低第一光信号(探测信号)的相干性，从而增大光纤振动发生前后所对应的探测设备2000处振动幅度之间的大小差别，提升振动状态判断的准确性。

图2所示的结构是对本申请实施例提供的探测设备的结构的总述，探测设备中不同部件可以有不同组成，接下来将分别说明本申请实施例提供的探测设备的不同结构。

一、光源组件的不同。

在本申请实施例提供的探测设备2000中，光源组件2100用于获取第一光信号(调制后的单通道波长信号)。示例地，可以通过电调制或光调制的方式获取调制后的单通道波长信号，接下来将分别描述：

1、通过电调制的方式获取第一信号(调制后的单通道波长信号)。

如图3所示，光源组件2100可以包括激光驱动电路2110和激光器2120。其中，激光驱动电路2110用于获取调制电信号，激光器2120用于根据调制电信号生成第一光信号(调制后的单通道波长信号)。

在本申请实施例中，通过激光驱动电路2110获取的调制电信号使得光源组件2100输出的第一光信号为调制后的单通道波长信号，由于激光驱动电路2110的体积小、制造工艺简单并且装配精度要求低，因此该种结构可以减小探测设备2000的体积和加工工艺复杂度。

在本申请实施例中，由于单通道波长信号的谱宽较窄，导致相干性较强。因此使用调制后的单通道波长信号作为第一光信号(探测信号)，调制使得单通道波长信号的脉宽展宽，降低了相干性，从而使得调制后的单通道波长信号使得用作光纤振动状态检测场景中的探测信号。

可选的，调制电信号可以包括相位调制信号、幅度调制信号或频率调制信号。通过对电信号的相位调制、幅度调制或频率调制，降低调制电信号的相干性，从而降低第一光信号(即探测信号)的相干性，进而增大光纤振动发生前后所对应的探测设备2000处振动幅度之间的大小差别，提升振动状态判断的准确性。

可选的，相位调制信号可以包括伪随机码信号。根据伪随机码信号生成第一光信号，从而降低第一光信号(探测信号)的相干性。由于伪随机码信号是一种常见的电信号，获取方式简便、所需电路结构简单。因此可以降低激光驱动电路2110的电路复杂度，从而减小光源组件2100的体积和故障率，进而减小整个探测设备2000的体积和故障率。

可选的，激光驱动电路2110可以包括连续激光驱动器(laser diode driver，LDD)2111，连续LDD 2111用于驱动激光器2120根据调制电信号生成第一光信号。

探测设备2000通过获取连续的反馈信号进行振动状态的检测，通过连续LDD 2111实现对激光器的连续驱动，获取连续的第一光信号，从而获取连续的第一反馈信号，实现对待测信号的振动状态的检测。

可选的，激光驱动电路2110还可以包括现场可编程逻辑门阵列(fieldprogrammable gate array，FPGA)芯片或微控制单元(microcontroller unit，MCU)芯片。FPGA芯片和MCU芯片用于获取前述的调制电信号。

可选的，探测设备2000还可以包括光电探测器2400。光电探测器2400用于将来自光路单元2200的第一反馈信号(光信号)转化为电信号，并向计算单元2300发送该电信号，从而使计算单元2300可以根据该电信号进行光纤的振动状态的探测。

2、通过光调制的方式获取第一信号(调制后的单通道波长信号)。

如图4所示，光源组件2100可以包括激光器2120和调制器件2130。其中，激光器2120用于获取单通道波长的光束，调制器件2130用于调制该单通道波长的光束，得到第一光信号。

在本申请实施例中，通过调制器件2130调制单通道波长的光束，使得调制获取的第一光信号(探测信号)的相干性低，从而增大光纤振动发生前后所对应的探测设备2000处振动幅度之间的大小差别，提升振动状态判断的准确性。由于调制器件2130是对光束进行调制的无源调制器件，不需要输入额外的信号进行调制。因此该结构不要求激光器2120根据输入信号进行光束的生成，可以简化激光器2120的结构，从而减小光源组件2100的体积和结构复杂度，进而减小整个探测设备2000的体积和结构复杂度。

可选的，调制器件2130可以包括半导体光放大器(semiconductor opticalamplifier，SOA)或铌酸锂相位调制器。

可选的，调制器件2130具体可以用于对单通道波长的光束进行相位调制、幅度调制或频率调制，得到第一光信号。

可选的，除了光源组件2100可以有不同的组成，在本申请实施例提供的探测设备2000中，还可以包括不同的延迟光路，且延迟光路可以内置或外置于探测设备2000，接下来将分别说明：

二、延迟光路的不同。

2.1、延迟光路包括延迟光纤，并且延迟光路内置。

如图5所示，光路单元2200可以包括延迟光路2210，延迟光路2210也称为sagnac干涉仪，包括两路不同光程的光纤、将该两路光纤的一端与光电探测器2400耦合的耦合器以及将该两路光纤的另一端与待测光纤耦合的耦合器。

延迟光路2210用于在出程方向上(即探测设备2000向待测光纤的方向上)提供光程差，以及在回程方向上(即待测光纤到探测设备2000的方向上)提供相同的光程差。使得光电探测器2400接收到的反馈信号中包括两路光程相同的光束，将该两路光束作为第一反馈信号。

具体地，延迟光路2210用于调整第一光信号中的至少一路光的光程，得到第二光信号。其中，第二光信号由光程不同的两路光信号耦合而成(即：第二光信号中的至少两路光走过的光程之间具有光程差)。延迟光路2210还用于将第二光信号输入待测光纤，得到第三光信号(即第二光信号经过待测光纤中反馈的信号)。延迟光路2210还用于调整第三光信号中的至少一路光的光程，得到第一反馈信号。其中，第一反馈信号由光程相同的两路光信号(即前述光束二和光束三)耦合而成。

在本申请实施例中，将延迟光路集成在探测设备内部，将探测设备接入待测光纤即可实现对待测光纤的振动状态检测，简化了整个检测系统的结构。并且，延迟光路用于调整第一信号光中至少一路光的光程，具体调整的光程量可能会影响最终的测试结果的准确性(例如：若调整的光程等于一个相位，则调整得到的第一光信号的两路光的相位可能相同，导致第一光信号的相干性高，测试结果不准确)。因此，将延迟光路集成在探测设备内部，在探测设备的设计和生产阶段即可为延迟光路确定合适的光程量，从而保证振动检测的结果的准确性。

在延迟光路2210包括延迟光纤的结构中，光程不同的两路光纤对于光程差的控制方式简单，结构精密度不高，装配要求不高，对于加工工艺的要求较低。并且，光程不同的两路光纤可以调整光程差，若对待测光纤和/或调制电信号和/或第一光信号速率进行调整，则可以对两路光纤进行相应的调整，从而提升了探测设备的灵活性，以及提升了探测设备对不同应用场景的适配度。

值得注意的是，图5中的光源组件2100包括连续LDD 2111和激光器2120，这仅是对图5所示结构(延迟光路包括延迟光纤，且延迟光路内置)的一个示例，并不造成对该结构下光源组件2100组成的限定。除了连续LDD 2111和激光器2120，还可以包括激光器2120和调制器件2130，此处不做限定。

在延迟光路2210包括延迟光纤的结构中，延迟光路也可以外置于检测设备2000。

2.2、延迟光路包括延迟光纤，并且延迟光路外置。

如图6所示，探测设备2000与待测光纤之间连接着延迟光路。延迟光路用于在出程方向上(即探测设备2000向待测光纤的方向上)提供光程差，以及在回程方向上(即待测光纤到探测设备2000的方向上)提供相同的光程差。使得探测设备2000接收到的反馈信号中包括两路光程相同的光束，将该两路光束作为第一反馈信号。

具体地，探测设备2000中的光路单元2200具体用于：将第一光信号输入延迟光路，延迟光路用于将基于第一光信号得到的第二光信号输入待测光纤，得到第三光信号；其中，第二光信号由光程不同的两路光信号耦合而成(即：第二光信号中的至少两路光走过的光程之间具有光程差)。光路单元2200还用于接收来自延迟光路的第一反馈信号，第一反馈信号为待测光纤调整第三光信号中的至少一路光的光程所得，第一反馈信号由光程相同的两路光信号耦合而成。

在本申请实施例中，将延迟光路外置于探测设备2000外部，可以减小探测设备2000的结构复杂性和体积。并且，针对不同的待测光纤和/或调制电信号和/或第一光信号速率，可以匹配具有不同光程差的延迟光路，提升了探测设备2000对不同应用场景的适配度。

可选的，除了延迟光纤，延迟光路2210还可以包括延时透镜，具体结构如下所示：

2.3、延迟光路包括延时透镜，并且延迟光路内置。

请参阅图7，光路单元2200可以包括延迟光路2210，延迟光路2210可以包括延时透镜、分光器和合束分束器。

其中，在出程方向上(即从探测设备2000向待测光纤的方向上)分光器用于将来自光源组件2100的第一光信号分成两束光(图中用虚线和实线表示该两束光)，并使其中的一束光(图中实线所示的那一路光束)经过延时透镜射入合束分束器，使其中的另一束光(图中虚线所示的那一路光束)直接射入合束分束器。合束分束器用于将该两束光进行合束，得到第二光信号，并将第二光信号输入待测光纤。其中，第二光信号由光程不同的两路光束耦合而成。

在回程方向上(即从待测光纤到探测设备的方向上)合束分束器用于对来自待测光纤的第三光信号分束，得到两束光(图中用虚线和实线表示该两束光)。并使其中的一束光(图中虚线所示的那一路光束)经过延时透镜射入分光器，使其中的另一束光(图中实线所示的那一路光束)直接射入分光器。分光器用于将该两光束通过反射镜投射至光电探测器2400，得到第一反馈信号。其中，第一反馈信号由两路光程相同的两路光束(即图中实线光束和虚线光束)耦合而成。

在本申请实施例中，延时透镜的结构简单，体积小，可以减小探测设备或整个探测系统的体积。

值得注意的是，图7中光源组件2100的结构仅是一种示例，并不造成对光源组件2100结构的限定。

在延迟光路2210包括延时透镜的结构中，延迟光路也可以外置于检测设备2000。

2.4、延迟光路包括延时透镜，并且延迟光路外置。

如图8所示，包括延时透镜的延迟光路(sagnac干涉仪)结构，以及该结构下的光路，参见图7的描述，此处不再赘述。

延迟光路外置的有益效果参见图6的描述，此处不再赘述。

值得注意的是，图5至图8所示的包括延时透镜或延迟光纤的结构，仅是对延迟光路的示例，并不造成对延迟光路的限定。例如图7或图8中的延时透镜也可以用反射镜组代替，此处不做限定。

可选的，本申请实施例提供的探测设备2000不仅可以用于探测光纤的振动状态，还可以用于探测光纤的质量。

三、可以探测光纤振动状态和光纤质量的探测设备。

如图9所示，光源组件2100还可以包括突发LDD 2140。突发LDD 2140用于获取方波电脉冲信号，激光器2120可以根据该方波电脉冲信号获取方波光脉冲信号。方波光脉冲信号用于输入待测光纤进行光纤质量的检测。在本申请实施例中，方波光脉冲信号也可称为光时域反射仪(optical time-domain reflectometer，OTDR)信号。

可选地，上述包括连续LDD 2111、突发LDD 2140和激光器2120的结构仅是获取第一光信号和OTDR信号的一种实现方式，光源组件2100也可以包括激光器2120、调制器件2130和突发LDD 2140。其中激光器2120和调制器件2130用于获取第一光信号，突发LDD2140和激光器用于获取OTDR信号。

在本申请实施例中，可以将光纤振动状态的检测和光纤质量的检测以时分复用的方式在同一个检测设备上实现。通过图9所示的架构实现两种检测的时分复用。

如图9所示，在该架构中，在探测设备2000与待测光纤之间，可以包括两个光开关，用于实现延迟光路与普通光纤之间的切换。当检测光纤质量时，通过普通光纤将将探测设备2000接入待测光纤，实现光纤质量的检测。当检测光纤振动状态时，接入延迟光路，使探测设备2000通过延迟光路与待测光纤连接，实现光纤振动状态的检测。

图9所示的结构为延迟光路外置的结构。可选地，在延迟光路内置的结构中，探测设备2000可以包括上述两个光开关之间的结构，实现两种检测(质量检测和振动状态检测)之间的切换。

如图9所示，在回程方向上(即待测光纤向探测设备2000的方向上)，可以包括两个光电探测器2400和两个计算单元2300。其中一个光电探测器2400用于接收方波光脉冲信号在待测光纤中的第二反馈信号，并将第二反馈信号转化为电信号输入一个计算单元2300。该计算单元2300用于根据第二反馈信号对应的电信号确定待测光纤的质量。

其中另一个光电探测器2400用于接收来自延迟光路的第一反馈信号，并将第一反馈信号转化为电信号输入另一个计算单元2300。该计算单元2300用于根据第一反馈信号对应的电信号确定待测光纤的振动状态。

可选地，探测设备2000也可以只包括一个光电探测器2400，实现第一反馈信号和第二反馈信号的光电转化。可选的，探测设备2000也可以只包括一个计算单元2300，实现光纤质量和光纤振动状态的检测。

可选的，探测设备2000的应用架构还可以如图10所示。其中调制电路可以用于获取调制电信号或方形电脉冲信号，并将调制电信号或方形电脉冲信号输入发端光源。即，此处的调制电路相当于图9所实施示例中连续LDD 2111和突发LDD 2140的集成。

发端光源用于根据调制电信号获取第一光信号，或者用于根据方形电脉冲信号获取OTDR信号。即，此处的发端光源相当于图9所示的激光器2120。

发端光源可以与雪崩二极管(avalanche photodiode，APD)集成。此处的APD用于接收第二反馈信号(OTDR信号在待测光纤中的反馈信号)，相当于图9所示的一个光电探测器2400。

图10中的光电探测器与耦合器连接，用于接收第一反馈信号(经过延迟光路得到的，第一光信号在待测光纤中的反馈信号)，相当于图9中的另一个光电探测器2400。

上面说明了本申请实施例提供的探测设备的结构，下面说明基于该探测设备，本申请实施例提供的光纤探测方法。

请参阅图11，该方法包括：

1101、探测设备获取第一光信号，第一光信号为调制后的单通道波长信号。

可选的，探测设备可以通过光调制或电调制的方式获取第一光信号，具体参见图3和图4的说明，此处不再赘述。

1102、探测设备获取第一光信号经延迟光路得到的待测光纤的第一反馈信号。

在本申请实施例中，延迟光路可以内置或外置于探测设备2000。在延迟光路内置或外置的情况下，探测设备2000获取第一反馈信号的过程参见图5至图8的说明，此处不再赘述。

1103、探测设备根据第一反馈信号确定待测光纤的振动状态。

探测设备2000可以根据接收到的第一反馈信号，获取反馈信号的波形图。基于波形图，可以确定待测光纤的振动状态。具体过程参见图1c的说明，此处不再赘述。

在一种可选的实施方式中，探测设备2000获取第一光信号的过程，具体可以包括：探测设备2000获取调制电信号；探测设备2000根据调制电信号生成第一光信号。

在一种可选的实施方式中，调制电信号包括相位调制信号、幅度调制信号或频率调制信号。

在一种可选的实施方式中，探测设备2000获取第一光信号的过程，具体可以包括：探测设备2000获取单通道波长的光束；探测设备2000调制单通道波长的光束，得到第一光信号。

在一种可选的实施方式中，探测设备2000调制单通道波长的光束，得到第一光信号的过程，具体可以包括：对所述单通道波长的光束进行相位调制、幅度调制或频率调制，得到第一光信号。

在一种可选的实施方式中，探测设备2000获取第一光信号的过程，具体可以包括：探测设备2000获取速率大于或等于155Mbit/s的第一光信号。

在一种可选的实施方式中，探测设备2000获取第一光信号经延迟光路得到的待测光纤的第一反馈信号的过程，具体可以包括：探测设备2000调整第一光信号中的至少一路光的光程，得到第二光信号，第二光信号由光程不同的两路光信号耦合而成；探测设备2000将第二光信号输入待测光纤，得到第三光信号；探测设备2000调整第三光信号中的至少一路光的光程，得到第一反馈信号，第一反馈信号由光程相同的两路光信号耦合而成。

在一种可选的实施方式中，探测设备2000获取第一光信号经延迟光路得到的待测光纤的第一反馈信号的过程，具体可以包括：探测设备2000将第一光信号输入延迟光路，延迟光路用于将基于第一光信号得到的第二光信号输入待测光纤，得到第三光信号；其中，第二光信号由光程不同的两路光信号耦合而成；探测设备2000接收来自延迟光路的第一反馈信号，第一反馈信号为待测光纤调整第三光信号中的至少一路光的光程所得，第一反馈信号由光程相同的两路光信号耦合而成。

在一种可选的实施方式中，延迟光路包括延时透镜和/或光程不同的两路光纤。

在一种可选的实施方式中，探测设备2000将第一光信号输入延迟光路的过程，具体可以包括：探测设备2000将第一光信号输入延迟光路，同时将业务信号输入与待测光纤相连的目标光纤；使延迟光路对第一光信号进行光程调整所得的第二光信号与业务信号同时在待测光纤中传输。

在一种可选的实施方式中，该光纤探测方法还包括：探测设备2000激发激光器获取方波光脉冲信号；探测设备2000向待测光纤发送方波光脉冲信号；并接收方波光脉冲信号在待测光纤中的第二反馈信号；探测设备2000根据第二反馈信号确定待测光纤的链路质量。

在一种可选的实施方式中，探测设备2000在第一时刻，向待测光纤发送方波光脉冲信号；探测设备2000在第二时刻，向延迟光路发送第一光信号；或者，探测设备2000在第二时刻，向待测光纤发送第二光信号，第二光信号为延迟光路对第一光信号进行光程调整所得。

图11所示的光纤探测方法的有益效果，以及该方法的可选实施方式的有益效果参见前述图2至图10，此处不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

Claims (15)

1.一种探测设备，其特征在于，包括：

光源组件，用于获取第一光信号，所述第一光信号为调制后的单通道波长信号；

光路单元，用于获取所述第一光信号经延迟光路得到的待测光纤的第一反馈信号；

运算单元，用于根据所述第一反馈信号确定所述待测光纤的振动状态。

2.根据权利要求1所述的探测设备，其特征在于，所述光源组件包括：

激光驱动电路，用于获取调制电信号；

激光器，用于根据所述调制电信号生成所述第一光信号。

3.根据权利要求2所述的探测设备，其特征在于，所述激光驱动电路包括：

连续激光调制器LDD，用于驱动所述激光器根据所述调制电信号生成所述第一光信号。

4.根据权利要求2或3所述的探测设备，其特征在于，所述调制电信号包括相位调制信号、幅度调制信号或频率调制信号。

5.根据权利要求1所述的探测设备，其特征在于，所述光源组件包括：

激光器，用于获取单通道波长的光束；

调制器件，用于调制所述单通道波长的光束，得到所述第一光信号。

6.根据权利要求5所述的探测设备，其特征在于，所述调制器件包括：

半导体光放大器SOA调制器或铌酸锂相位调制器。

7.根据权利要求5或6所述的探测设备，其特征在于，所述调制器件具体用于：

对所述单通道波长的光束进行相位调制、幅度调制或频率调制，得到所述第一光信号。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的探测设备，其特征在于，所述光源组件具体用于：

获取速率大于或等于155Mbit/s的所述第一光信号。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的探测设备，其特征在于，所述光路单元包括所述延迟光路，所述延迟光路用于：

调整所述第一光信号中的至少一路光的光程，得到第二光信号，所述第二光信号由光程不同的两路光信号耦合而成；

将所述第二光信号输入所述待测光纤，得到第三光信号；

调整所述第三光信号中的至少一路光的光程，得到所述第一反馈信号，所述第一反馈信号由光程相同的两路光信号耦合而成。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的探测设备，其特征在于，所述光路单元具体用于：

将所述第一光信号输入延迟光路，所述延迟光路用于将基于所述第一光信号得到的第二光信号输入待测光纤，得到第三光信号；其中，所述第二光信号由光程不同的两路光信号耦合而成；

接收来自所述延迟光路的所述第一反馈信号，所述第一反馈信号为所述待测光纤调整所述第三光信号中的至少一路光的光程所得，所述第一反馈信号由光程相同的两路光信号耦合而成。

11.根据权利要求9或10所述的探测设备，其特征在于，所述延迟光路包括延时透镜、反射镜组和光程不同的两路光纤中的至少一项。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的探测设备，其特征在于，所述光路单元具体用于：

将所述第一光信号输入所述延迟光路，同时将业务信号输入与所述待测光纤相连的目标光纤；使所述延迟光路对所述第一光信号进行光程调整所得的第二光信号与所述业务信号同时在所述待测光纤中传输。

13.根据权利要求2至12中任一项所述的探测设备，其特征在于，

所述光源组件还包括突发激光驱动器LDD，用于激发所述激光器获取方波光脉冲信号；

所述光路单元，还用于向所述待测光纤发送所述方波光脉冲信号；并接收所述方波光脉冲信号在所述待测光纤中的第二反馈信号；

所述运算单元，还用于根据所述第二反馈信号确定所述待测光纤的链路质量。

14.根据权利要求13所述的探测设备，其特征在于，所述光路单元具体用于：

在第一时刻，向所述待测光纤发送所述方波光脉冲信号；

在第二时刻，向所述延迟光路发送所述第一光信号；或者，在所述第二时刻，向所述待测光纤发送所述第二光信号，所述第二光信号为所述延迟光路对所述第一光信号进行光程调整所得。

15.一种光纤探测方法，其特征在于，应用于探测设备，所述方法包括：

获取第一光信号，所述第一光信号为调制后的单通道波长信号；

获取所述第一光信号经延迟光路得到的待测光纤的第一反馈信号；

根据所述第一反馈信号确定所述待测光纤的振动状态。

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