RU2655046C1 - Optical reflectometer - Google Patents

Optical reflectometer Download PDF

Info

Publication number
RU2655046C1
RU2655046C1 RU2017122377A RU2017122377A RU2655046C1 RU 2655046 C1 RU2655046 C1 RU 2655046C1 RU 2017122377 A RU2017122377 A RU 2017122377A RU 2017122377 A RU2017122377 A RU 2017122377A RU 2655046 C1 RU2655046 C1 RU 2655046C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
optical
combiner
fiber
input
Prior art date
Application number
RU2017122377A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Владимирович Прохоров
Олег Викторович Колмогоров
Сергей Сергеевич Донченко
Сергей Геннадиевич Буев
Original Assignee
Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри") filed Critical Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри")
Priority to RU2017122377A priority Critical patent/RU2655046C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2655046C1 publication Critical patent/RU2655046C1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/07—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems
    • H04B10/075—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using an in-service signal
    • H04B10/077—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using an in-service signal using a supervisory or additional signal
    • H04B10/0773—Network aspects, e.g. central monitoring of transmission parameters

Abstract

FIELD: measuring equipment.
SUBSTANCE: optical reflectometer relates to measurement equipment for measuring and controlling parameters of optical fibers (optical reflectometers) and can be used for laying and operation of fiber-optic communication lines (FOCL), determining the type and location of inhomogeneities and damages in FOCLs. Device comprises a pulse generator to which a transmitting laser module is connected, a fiber optic splitter, one output of which is connected to one input/output of a fiber-optic circulator, the second output is connected to one of inputs of the fiber optic combiner. Output of the combiner is connected to a photodetector device the output of which is connected to a time meter, the information output of which is connected to a personal computer. Second input of the combiner via the optical delay line is connected to the output of the circulator, the second input of which ends with a connector for connecting the FOCL.
EFFECT: increased accuracy of localization of inhomogeneities in the FOCL, increased resolution of the device, elimination of the "dead" zone due to the use of direct matching of the radiation time of the probing pulses with the time of arrival of the back pulses in one photodetector channel, use of a calibrated optical delay line.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области измерительной техники для измерения и контроля параметров оптических волокон (оптическим рефлектометрам) и может быть использовано при прокладке и эксплуатации волоконно-оптических линий связи (ВОЛС), определения типа и местоположения неоднородностей и повреждений в ВОЛС.The invention relates to the field of measuring equipment for measuring and monitoring parameters of optical fibers (optical reflectometers) and can be used in laying and operating fiber-optic communication lines (FOCL), determining the type and location of heterogeneities and damage in a FOCL.

Известно устройство, представляющее собой оптический рефлектометр (Листвин А.В., Листвин В.Н. Рефлектометрия оптических волокон. - М.: ЛЕСАРарт, 2005). Устройство содержит оптический модуль и базовый модуль. Оптический модуль состоит из импульсного генератора, лазерного диода, оптического ответвителя, фотоприемника, усилителя, оптического соединителя, усилителя фототока, аналого-цифрового преобразователя. Базовый модуль состоит из микропроцессора и дисплея. Устройство вырабатывает оптический зондирующий импульс, направляемый в волоконно-оптическую линию связи, и анализирует излучение обратного рассеяния на выходе ответвителя. Устройство позволяет измерять затухание оптического сигнала вдоль волоконно-оптического тракта и расстояние до мест неоднородностей.A device is known which is an optical reflectometer (Listvin A.V., Listvin V.N. Reflectometry of optical fibers. - M .: LESARart, 2005). The device contains an optical module and a base module. The optical module consists of a pulse generator, a laser diode, an optical coupler, a photodetector, an amplifier, an optical connector, a photocurrent amplifier, and an analog-to-digital converter. The base module consists of a microprocessor and a display. The device generates an optical probe pulse directed to the fiber-optic communication line, and analyzes the backscattering radiation at the output of the coupler. The device allows you to measure the attenuation of the optical signal along the fiber optic path and the distance to the places of heterogeneity.

Недостатками устройства являются наличие «мертвой» зоны, т.е. области волокна вблизи рефлектометра, где неоднородности не выявляются, а также невысокая точность измерения расстояний при увеличении длительности зондирующих оптических импульсов и невысокий динамический диапазон измерений при уменьшении их длительности. При уменьшении длительности зондирующего импульса увеличивается точность измерения расстояния, но при этом уменьшается мощность обратного релеевского рассеяния.The disadvantages of the device are the presence of a "dead" zone, i.e. fiber regions near the OTDR, where inhomogeneities are not detected, as well as the low accuracy of measuring distances with an increase in the duration of probe optical pulses and the low dynamic range of measurements with a decrease in their duration. With a decrease in the duration of the probe pulse, the accuracy of distance measurement increases, but the power of the reverse Rayleigh scattering decreases.

Достигаемым техническим результатом при использовании заявленного устройства является устранение «мертвой» зоны и повышение точности определения локализации оптических неоднородностей, возможность контроля разрешающей способности рефлектометра перед каждым сеансом измерений.Achievable technical result when using the claimed device is to eliminate the "dead" zone and improve the accuracy of determining the localization of optical inhomogeneities, the ability to control the resolution of the reflectometer before each measurement session.

Данный технический результат достигается за счет того, что оптический рефлектометр содержит импульсный генератор, к которому подключен передающий лазерный модуль, оптоволоконный разветвитель, один из выходов которого соединен с одним из входов/выходов оптоволоконного циркулятора, второй выход соединен с одним из входов оптоволоконного объединителя. Выход объединителя соединен с фотоприемным устройством, выход которого соединен с измерителем временных интервалов, информационный выход которого соединен с персональным компьютером. Второй вход объединителя через оптическую линию задержки соединен с выходом циркулятора, второй вход выход которого заканчивается разъемом для подключения ВОЛС.This technical result is achieved due to the fact that the optical reflectometer contains a pulse generator, to which a transmitting laser module is connected, an optical fiber splitter, one of the outputs of which is connected to one of the inputs / outputs of the fiber optic circulator, the second output is connected to one of the inputs of the fiber optic combiner. The output of the combiner is connected to a photodetector, the output of which is connected to a time interval meter, the information output of which is connected to a personal computer. The second input of the combiner via an optical delay line is connected to the output of the circulator, the second input of which ends with a fiber optic connector.

Особенностью и преимуществом указанного устройства является то, что использование оптической линии задержки устраняет «мертвую» зону рефлектометра, использование объединителя перед фотоприемным устройством позволяет фиксировать время излучения зондирующего импульса и приема обратного в одном фотоприемном тракте и одним измерителем временных интервалов, что повышает точность локализации неоднородностей в ВОЛС.A feature and advantage of this device is that the use of an optical delay line eliminates the "dead" zone of the OTDR, the use of a combiner in front of the photodetector allows you to record the time of radiation of the probe pulse and the return in one photodetector and one meter of time intervals, which increases the accuracy of localization of inhomogeneities in FOCL.

Изобретение поясняется фиг. 1, где показана схема устройства, которое содержит импульсный генератор 1 и подключенный к нему передающий лазерный модуль 2, к которому подключен вход оптоволоконного разветвителя 3. Один из выходов разветвителя 3 подключен к одному из входов оптоволоконного объединителя 4, выход которого соединен со входом фотоприемного устройства 5. Выход фотоприемного устройства 5 соединен с измерителем временных интервалов 6, информационный канал которого соединен с компьютером 7. Второй выход разветвителя 3 соединен с входом/выходом оптоволоконного циркулятора 8, другой вход/выход которого соединен с оптическим разъемом 9, к которому подключается ВОЛС. Выход циркулятора 8 через оптическую линию задержки 10 подключен ко второму входу объединителя 4.The invention is illustrated in FIG. 1, which shows a diagram of a device that contains a pulse generator 1 and a transmitting laser module 2 connected to it, to which the input of the fiber optic splitter 3 is connected. One of the outputs of the splitter 3 is connected to one of the inputs of the fiber optic combiner 4, the output of which is connected to the input of the photodetector 5. The output of the photodetector 5 is connected to a time interval meter 6, the information channel of which is connected to the computer 7. The second output of the splitter 3 is connected to the input / output of the fiber optic rkulyatora 8, another input / output of which is connected to the optical connector 9, which is connected to the fiber optic. The output of the circulator 8 through the optical delay line 10 is connected to the second input of the combiner 4.

Устройство в соответствии с фиг. 1 работает следующим образом.The device according to FIG. 1 works as follows.

Электрический импульс с импульсного генератора 1 в произвольный момент времени поступает на передающий лазерный модуль 2, который формирует оптический импульс, поступающий на вход оптоволоконного разветвителя 3. Некоторая часть мощности оптического импульса с одного из выходов разветвителя 3 через оптоволоконный объединитель 4 поступает в фотоприемное устройство 5, электрический импульс с которого поступает в измеритель временных интервалов 6, где фиксируется время прихода этого импульса t1. Информация о значении t1 поступает в компьютер 7. Основная часть мощности оптического импульса с другого выхода разветвителя 3 поступает в циркулятор 8 и затем через разъем 9 - в исследуемую ВОЛС. Оптические импульсы обратного рассеяния от каждой i-й неоднородности в ВОЛС через разъем 9, циркулятор 8, оптическую линию задержки 10 с калиброванным временем задержки Δt, объединитель 4 поступают в фотоприемное устройство 5, электрические импульсы с которого поступают в измеритель временных интервалов 6, где фиксируется время прихода этих импульсов

Figure 00000001
Информация о значениях
Figure 00000002
поступает в компьютер 7.An electrical pulse from the pulse generator 1 at an arbitrary time moment is transmitted to the transmitting laser module 2, which generates an optical pulse supplied to the input of the fiber splitter 3. Some of the power of the optical pulse from one of the outputs of the splitter 3 through the fiber optic combiner 4 enters the photodetector 5, an electrical impulse from which enters the time interval meter 6, where the time of arrival of this impulse t 1 is fixed. Information about the value of t 1 enters the computer 7. The main part of the optical pulse power from the other output of the splitter 3 enters the circulator 8 and then through the connector 9 - into the fiber optic line under study. Optical backscattering pulses from each ith heterogeneity in the fiber optic link through connector 9, circulator 8, optical delay line 10 with calibrated delay time Δt, combiner 4 enter the photodetector 5, the electrical pulses from which enter the time interval meter 6, where it is fixed time of arrival of these pulses
Figure 00000001
Value Information
Figure 00000002
enters the computer 7.

На основании данных о значениях t1 и

Figure 00000003
зная диэлектрическую проницаемость среды распространения, известную по используемой в ВОЛС марке оптического волокна, а следовательно, скорость распространения света в ВОЛС, можно определить расстояния до неоднородности по следующей формуле:Based on data on the values of t 1 and
Figure 00000003
knowing the dielectric constant of the propagation medium, known from the brand of optical fiber used in FOCL, and therefore the speed of light propagation in FOCL, it is possible to determine the distance to the inhomogeneity using the following formula:

Figure 00000004
Figure 00000004

где с - скорость света в вакууме,where c is the speed of light in vacuum,

Figure 00000005
- время прихода i-го обратного импульса,
Figure 00000005
is the arrival time of the i-th reverse pulse,

Δt - время прохождения обратным импульсом оптической линии задержки,Δt is the transit time of the reverse pulse of the optical delay line,

t1 - время излучения импульса,t 1 - pulse emission time,

n - групповой показатель преломления оптического волокна.n is the group refractive index of the optical fiber.

Claims (2)

1. Оптический рефлектометр содержит импульсный генератор с подключенным передающим лазерным модулем, оптоволоконный разветвитель, один из выходов которого соединен с одним из входов/выходов оптоволоконного циркулятора, второй выход соединен с одним из входов оптоволоконного объединителя, выход объединителя соединен с фотоприемным устройством, выход которого соединен с измерителем временных интервалов, информационный выход которого соединен с персональным компьютером, при этом второй вход объединителя через оптическую линию задержки соединен с выходом циркулятора, второй вход выход которого заканчивается разъемом для подключения ВОЛС.1. The optical reflectometer contains a pulsed generator with a connected transmitting laser module, a fiber optic splitter, one of the outputs of which is connected to one of the inputs / outputs of the fiber optic circulator, the second output is connected to one of the inputs of the fiber optic combiner, the output of the combiner is connected to a photodetector, the output of which is connected with a time interval meter, the information output of which is connected to a personal computer, while the second input of the combiner through an optical delay line and connected to the output of the circulator, the second input of which the output end connector for fiber-optic connections. 2. Оптический рефлектометр по п. 1, отличающееся тем, что оптоволоконный выходной разъем оптического рефлектометра дополнительно содержит оптический переход с нанесенными на его торцы полупрозрачными зеркалами и длиной, равной заявленному разрешению устройства для подтверждения до начала работы метрологических характеристик устройства.2. The optical reflectometer according to claim 1, characterized in that the optical fiber output connector of the optical reflectometer further comprises an optical transition with translucent mirrors deposited on its ends and with a length equal to the declared resolution of the device to confirm the metrological characteristics of the device before operation.
RU2017122377A 2017-06-26 2017-06-26 Optical reflectometer RU2655046C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017122377A RU2655046C1 (en) 2017-06-26 2017-06-26 Optical reflectometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017122377A RU2655046C1 (en) 2017-06-26 2017-06-26 Optical reflectometer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2655046C1 true RU2655046C1 (en) 2018-05-23

Family

ID=62202359

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017122377A RU2655046C1 (en) 2017-06-26 2017-06-26 Optical reflectometer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2655046C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2715489C1 (en) * 2019-08-20 2020-02-28 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри") Method for distributed amplification of power of optical signals for systems for comparison and synchronization of time scales and optical fiber reflectometers

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2339929C1 (en) * 2007-01-26 2008-11-27 Открытое акционерное общество ЦНИТИ "Техномаш" (ОАО ЦНИТИ "Техномаш") Optical reflectometer
RU2357220C2 (en) * 2007-06-07 2009-05-27 Закрытое акционерное общество ЦНИТИ "Техномаш-ВОС" (ЗАО ЦНИТИ "Техномаш-ВОС") Optical reflectometre
RU2474831C1 (en) * 2011-10-07 2013-02-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет" (СГТУ) Method to detect area of power transmission and communication lines damage and device for its realisation
US8805184B2 (en) * 2010-06-30 2014-08-12 Eci Telecom Ltd. Technology for fault allocation in passive optical networks (PON)
US20160123837A1 (en) * 2013-06-10 2016-05-05 General Photonics Corporation Devices and methods for characterization of distributed fiber bend and stress

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2339929C1 (en) * 2007-01-26 2008-11-27 Открытое акционерное общество ЦНИТИ "Техномаш" (ОАО ЦНИТИ "Техномаш") Optical reflectometer
RU2357220C2 (en) * 2007-06-07 2009-05-27 Закрытое акционерное общество ЦНИТИ "Техномаш-ВОС" (ЗАО ЦНИТИ "Техномаш-ВОС") Optical reflectometre
US8805184B2 (en) * 2010-06-30 2014-08-12 Eci Telecom Ltd. Technology for fault allocation in passive optical networks (PON)
RU2474831C1 (en) * 2011-10-07 2013-02-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет" (СГТУ) Method to detect area of power transmission and communication lines damage and device for its realisation
US20160123837A1 (en) * 2013-06-10 2016-05-05 General Photonics Corporation Devices and methods for characterization of distributed fiber bend and stress

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2715489C1 (en) * 2019-08-20 2020-02-28 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри") Method for distributed amplification of power of optical signals for systems for comparison and synchronization of time scales and optical fiber reflectometers

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102739311B (en) Fiber failure positioner and localization method thereof based on chaos visible laser
US5767956A (en) Backward brillouin scattering optical time domain reflectometry
US8502964B2 (en) Chaotic optical time domain reflectometer method and apparatus
US4713538A (en) Optical fiber apparatus and method for remotely measuring an external parameter from a monitoring position
JP4441624B2 (en) Strain / temperature distribution measuring method and measuring apparatus using optical fiber
US20180266808A1 (en) Systems and methods for testing optical fiber
JP6338153B2 (en) Mode coupling ratio distribution measuring method and mode coupling ratio distribution measuring apparatus
CN103051378A (en) Optical fiber fault detecting system based on optical fiber laser chaotic signal
CN102636121A (en) High-precision optical fiber length measuring system
RU2655046C1 (en) Optical reflectometer
US11029232B2 (en) Optical time domain reflectometer and testing method of optical time domain reflectometer
RU2695058C1 (en) Multichannel fiber-optic device for recording vibration effects with one receiving registration module
CN212320747U (en) Linear frequency modulation's distributed optical fiber sensing device
CN210327579U (en) Optical cable vibrating positioning device
CN104457583B (en) A kind of optic fibre length measurer and method
CN210183335U (en) Single-axis optical fiber interferometer and positioning device for eliminating optical fiber vibration blind area
US6912046B2 (en) Instrument measuring chromatic dispersion in optical fibers
CN111912439A (en) Linear frequency modulation distributed optical fiber sensing device and method
RU2325037C2 (en) Method of determining optic fibre beat length at transmission line section
RU2407167C2 (en) Method of determining length of beats of optical fibre on section of transmission line
RU2628740C1 (en) Method for detecting local additional losses in optical fiber by background method
CN110518967A (en) A kind of uniaxial optical fibers interferometer and the positioning device for eliminating fiber-optic vibration blind area
RU44389U1 (en) OPTICAL INTEGRATING REFLECTOMETER
CN107436438B (en) Fiber laser and radar system
WO2002016901A2 (en) Instrument measuring chromatic dispersion in optical fibers