CN205449439U - 光缆精确定位系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种光缆精确定位系统，该系统包括至少一个高功率稳定性光源、两个光开关、耦合器、光电探测器、光缆、中央控制器。利用两组光开关，通过控制两个光开关的脉冲宽度以及延时，可以实现变分辨率测量以及灵活控制测量区域的功能，同时消除盲区以及鬼影，本实用新型提供的系统结构简单，成本低廉，使用效果好。

Description

光缆精确定位系统

技术领域

本实用新型涉及一种光缆精确定位系统，尤其涉及一种可用于光缆精确定位和盲区消去的系统，适用于光缆定位检测领域。

背景技术

近年来，光纤、光缆的使用逐渐普及开来，在光缆检测方面的技术也随之不断改进。现有普通OTDR采用单次发光连续采集的方式，采集到的光能量和光源调制的脉冲宽度有关，脉宽越大，单脉冲能量越大，可检测的光缆越长，但是会造成测试的精度下降。同时OTDR测量技术存在“盲区”，盲区又称死区，是指受菲涅耳反射的影响，在一定的距离范围内OTDR曲线无法反映光纤线路状态的部分。此现象的出现主要是由于光纤链路上菲涅耳反射强信号使得光电探测器饱和，从而需要一定的恢复时间。盲区可发生在OTDR面板前的活结头链路中其他有菲涅耳反射的地方。Belllcore定义了两种盲区：衰减盲区(ADZ)和事件盲区(EDZ)。盲区的大小与脉冲宽度、反射系数以及损耗等因素有关。同时在OTDR测试过程中会存在鬼影，鬼影即是在OTDR曲线上的尖峰有时并不是有真正的连接器或断点引起的菲涅耳反射，而是由于离入射端较近且强的反射引起的回音，这种尖峰称为鬼影。盲区和鬼影对于判断光缆的状态有很大的干扰。

但是，现有技术中，对于光缆检测中的精确定位，依然存在诸多的问题。在例如申请号为CN200710118429.0的专利申请中，利用多个光开关和AWG组合，以提供多个OTDR波长可供选择，从而根据不同波长的反射检测，实现对复杂光缆系统的定位检测。又如在申请号为CN201310224966.9的专利申请中，通过时域上的反射传输时间差，实现在时域上对不同支路进行标记，实现对支路故障的定位。但是，上述现有技术中至少存在如下的问题：无法实现在单一支路中故障点的精确定位，其定位误差过大，仍需现场故障点的长距离排查，人工成本高，定位不精确；在反射图像中，由于没有有效避免众多反射面造成的鬼影，在定位上无法确定有效反射峰，噪音影响大。

因此本实用新型为了消除上面两组效应对光缆测量的影响及现有技术中存在的问题，提出了一种更精准的光缆检测系统。

实用新型内容

为解决上述现有技术中存在的技术问题，本实用新型提出了一种光缆精确定位系统，所述系统包括：至少一个高功率稳定性光源，至少两个光开关：第一光开关、第二光开关，耦合器，光电探测器，光缆，中央控制器；

所述高功率稳定性光源与第一光开关相连；由光源发出的、经第一光开关调制的光进入耦合器中，再经过耦合器连接到光缆中；

所述光电探测器与第二光开关相连，并通过第二光开关连接到耦合器中；

所述耦合器与光缆相连；

所述光电探测器前设置有滤波器；

所述中央控制器与所述第一光开关、第二光开关相连。

优选地，所述高功率稳定性光源包含宽带光源、分束器和探测器；

所述分束器分别与宽带光源、探测器相连，并与第一光开关相连；

所述探测器将探测信号反馈给宽带光源。

优选地，常规状态下，所述第二光开关处于常开状态；

当进行精细测量时，所述中央控制器对所述第一光开关、第二光开关进行同步控制，使得所述第一光开关、第二光开关的脉宽相同。

本实用新型的上述技术方案的有益效果如下：

1、有效解决了在光缆检测中鬼影的形成以及盲区对检测结果造成的干扰，可以获得精确的故障位置，大大降低误差的量级；

2、不增加大量额外的检测设施，有效控制检测成本。

附图说明

图1为本实用新型一具体实施例的结构示意图。

其中：1-宽带光源、2-分束器、3-探测器、4-第一光开关、5-耦合器、6-光缆、7-第二光开关、8-光电探测器、9-中央控制器。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。本领域技术人员应当知晓，下述具体实施例或具体实施方式，是本实用新型为进一步解释具体的实用新型内容而列举的一系列优化的设置方式，而该些设置方式之间均是可以相互结合或者相互关联使用的，除非在本实用新型明确提出了其中某些或某一具体实施例或实施方式无法与其他的实施例或实施方式进行关联设置或共同使用。同时，下述的具体实施例或实施方式仅作为最优化的设置方式，而不作为限定本实用新型的保护范围的理解。

需要声明的是，本说明书、附图或权利要求书中记载的第一光开关即为光开关1，第二光开关即为光开关2，它们均对应同一功能部件或功能装置，仅仅是不同的文字表述而已。

实施例1

在一具体的实施方式中，如图1所示，该系统包括至少一个宽带光源(1)，分束器(2)，探测器(3)，第一光开关(4)，耦合器(5)，光缆(6)，第二光开关(7)，光电探测器(8)，中央控制器(9)。

所述宽带光源(1)与分束器(2)相连，分束器分别与第一光开关(4)和探测器(3)相连，探测器(3)检测来自分束器(2)的光线，并将检测结果反馈至宽带光源(1)中。

中央控制器(9)分别与第一光开关(4)、第二光开关(7)相连，并对第一光开关(4)、第二光开关(7)进行延时控制，以调节第一光开关(4)、第二光开关(7)的参数。

光电探测器(8)与第二光开关(7)相连，检测来自第二光开关(7)的反射光线。第一光开关(4)、第二光开关(7)分别与耦合器(5)相连，耦合器(5)与待测光缆(6)相连。

所述光电探测器(8)前还设置有滤波器，对进入光电探测器(8)的光线进行滤波，除去多余的噪声。

光源与第一光开关相连，第一光开关将光源的光调制成所需要的特性，通过调整相应的参数来实现，例如脉宽，重复频率以及波形等参数，此时，光开关就通过自身的开与关将光源的光调制成为了例如具有特定频率或者脉冲宽度等特性的光线，以适用于后续的检测过程。经过调制的光进入到耦合器中，然后通过耦合器连接到待测光缆中。

在利用上述系统进行监测时，在常规情况下第二光开关处于常开状态，第一光开关实现光源的脉冲输出，光脉冲通过耦合器传入光缆中，光缆中背向反射和瑞利散射产生的光脉冲通过第二光开关进入到光电探测器中，由光电转换器转换为电信号，并对光缆各点的反射能量进行采集和换算，以实现光缆的检测。

当利用上述系统，需要对某段光缆进行精细测量时，中央控制器对第一光开关和第二光开关进行同步控制，使得两者的脉宽相同，也可以同时减小脉宽以获得更高的空间分辨率，具体调整量，可根据检测的精度要求来确定；同时调整二者的延时，利用延时可计算产生反射或者散射的光缆位置，并对延时进行精密控制实现步进采集，提高采样精度；这一采集方式可以避免对光缆端面所在位置进行采样，从而解决了普通OTDR存在盲区和误差的问题，并且在检测过程中，不需要昂贵的OTDR设备及其辅助设备。

下面以一具体的系统设置实施方式，对系统结构进一步详细阐述如下：

考虑到传输的信号波长为1550nm，为了避免影响信号传输，因此该宽带光源(1)采用的光源的中心波长可设置为例如1590nm，输出功率在20mW左右，以避免对传输的信号造成干扰。分束器(2)用来分出一部分光源的光用以监控光源是否稳定，并将监控信号实时传输给中央控制器，分光比可以设置为90:10，中心波长可以设置为1590nm；探测器(3)为探测分光器分出的光，响应中心波长为1590nm，由于探测的是直流光源，因此响应带宽仅为3MHz；第一光开关(4)是将直流光源调制成脉冲输出的光源，初始脉宽可以设置为例如300ns；耦合器(5)的作用是将光源的光耦合进入光缆，其中心波长为1590nm；光缆(6)为工作介质，通信号光1550nm以及测试光1590nm，长度假设为10km；第二光开关(7)是用来控制进入光电探测器的光脉冲的，参数取得和第一光开关(4)一样；光电探测器(8)是用来接收反射脉冲的，可采用例如SIpin管，前面加了滤波器，中心波长为1590nm；中央控制器可采用以Stm32为核心的Arm板，能够接收来自FBG解调仪的信号，同时发出控制信号控制两个光开关的延时以及脉宽，通过灵活控制延时以及脉宽达到消除盲区和鬼影以及调整分辨率的目的。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种光缆精确定位系统，其特征在于，所述系统包括：至少一个高功率稳定性光源，至少两个光开关：第一光开关、第二光开关，耦合器，光电探测器，光缆，中央控制器；

所述高功率稳定性光源与第一光开关相连；由光源发出的、经第一光开关调制的光进入耦合器中，再经过耦合器连接到光缆中；

所述光电探测器与第二光开关相连，并通过第二光开关连接到耦合器中；

所述耦合器与光缆相连；

所述光电探测器前设置有滤波器；

所述中央控制器与所述第一光开关、第二光开关相连。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述高功率稳定性光源包含宽带光源、分束器和探测器；

所述分束器分别与宽带光源、探测器相连，并与第一光开关相连；

所述探测器将探测信号反馈给宽带光源。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：常规状态下，所述第二光开关处于常开状态；

当进行精细测量时，所述中央控制器对所述第一光开关、第二光开关进行同步控制，使得所述第一光开关、第二光开关的脉宽相同。