一種波分復(fù)用網(wǎng)絡(luò)光時(shí)域反射計(jì)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種波分復(fù)用網(wǎng)絡(luò)光時(shí)域反射計(jì)，其探測(cè)光源產(chǎn)生類噪聲的連續(xù)寬譜光信號(hào)。探測(cè)光源為由包括半導(dǎo)體放大器、隔離器、偏振控制器和光纖耦合器用光纖組成的環(huán)腔結(jié)構(gòu)。腔內(nèi)的信號(hào)光經(jīng)光纖耦合器后分為兩份，其中一部分作為反饋光繼續(xù)在環(huán)腔中循環(huán)，另一部分作為輸出光，用于探測(cè)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了波分復(fù)用網(wǎng)絡(luò)光纖斷點(diǎn)的精確定位并且能識(shí)別各個(gè)支路，測(cè)量的空間分辨率與探測(cè)距離無(wú)關(guān)。
【專利說(shuō)明】一種波分復(fù)用網(wǎng)絡(luò)光時(shí)域反射計(jì)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光纖測(cè)量領(lǐng)域，具體涉及一種基于半導(dǎo)體放大器以及相關(guān)法的波分復(fù)用網(wǎng)絡(luò)光時(shí)域反射計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002]光時(shí)域反射測(cè)量是光纖損耗分布、連接點(diǎn)以及光纖斷點(diǎn)定位的主要技術(shù)，它根據(jù)背向散射、反射光測(cè)定光纖的損耗特性，界定諸如彎曲、斷點(diǎn)等故障事件的類型和位置。隨著光纖通信支線網(wǎng)絡(luò)和光纖承載射頻通信的發(fā)展，高密度事件分布的局域網(wǎng)需要更高精度的測(cè)量。目前，常用的光時(shí)域發(fā)射儀采用單脈沖飛行時(shí)間法的測(cè)量原理，通過(guò)測(cè)量光脈沖從發(fā)射到接受相隔的時(shí)間來(lái)確定測(cè)量距離。引入超短光脈沖及其他光學(xué)技術(shù)可以提高空間分辨率和信噪比。然而，脈沖式光時(shí)域反射計(jì)存在一個(gè)固有缺陷，即測(cè)量精度和測(cè)量距離存在原理上的矛盾，這是由于脈沖寬度與測(cè)量距離成正比，與分辨率成反比，所以必須折中考慮平衡二者。而且，如果不采用昂貴復(fù)雜的超短光脈沖激光器，依靠現(xiàn)有的調(diào)制技術(shù)，其分辨率多在數(shù)十米，盲區(qū)則更寬，在實(shí)際應(yīng)用中存在較大的局限性。相關(guān)法脈沖式光時(shí)域反射計(jì)利用偽隨機(jī)光脈沖序列代替單脈沖，通過(guò)參考信號(hào)與探測(cè)信號(hào)的互相關(guān)運(yùn)算進(jìn)行測(cè)量。該方法可以通過(guò)增加碼長(zhǎng)的方式，增加探測(cè)光能量，從而提高測(cè)量距離，可以解決測(cè)量精度與測(cè)量距離的矛盾。但是，其測(cè)量精度受限于偽隨機(jī)調(diào)制的電子帶寬瓶頸，無(wú)法在精度上獲得較大突破。此外，由于波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)中每一支路只允許特定波長(zhǎng)的光通過(guò)，導(dǎo)致傳統(tǒng)的光時(shí)域反射計(jì)在波分復(fù)用網(wǎng)絡(luò)的故障檢測(cè)上存在較大困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種波分復(fù)用網(wǎng)絡(luò)光時(shí)域反射計(jì)，克服傳統(tǒng)光時(shí)域反射計(jì)空間分辨率受測(cè)量距離限制的缺陷。
[0004]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種波分復(fù)用網(wǎng)絡(luò)光時(shí)域反射計(jì)，該波分復(fù)用網(wǎng)絡(luò)光時(shí)域反射計(jì)所采用一種探測(cè)光光源，該探測(cè)光源輸出一種類噪聲的連續(xù)寬譜光信號(hào)，并結(jié)合互相關(guān)運(yùn)算實(shí)現(xiàn)對(duì)光纖斷點(diǎn)的精確定位，取代了脈沖測(cè)量方式。
[0005]所述探測(cè)光源為由包括半導(dǎo)體放大器、隔離器、偏振控制器和光纖耦合器用光纖組成的環(huán)腔結(jié)構(gòu)。利用半導(dǎo)體放大器的自發(fā)輻射，以光纖環(huán)腔對(duì)半導(dǎo)體放大器進(jìn)行自反饋，從而產(chǎn)生類噪聲的連續(xù)寬譜光信號(hào)。
[0006]所述環(huán)腔內(nèi)的隔離器用于控制光的單向性，偏振控制器用于控制腔內(nèi)光的偏振態(tài)；腔內(nèi)的信號(hào)光經(jīng)光纖耦合器后分為兩份，其中一部分作為反饋光繼續(xù)在環(huán)腔中循環(huán)，另一部分作為輸出光，用于探測(cè)。
[0007]所述波分復(fù)用網(wǎng)絡(luò)光時(shí)域反射計(jì)還包括摻鉺光纖放大器、光纖耦合器、光環(huán)行器、可調(diào)濾波器和光電探測(cè)器，所述輸出光經(jīng)摻鉺光纖放大器放大后，由光纖耦合器分為兩份，其中一份作為參考光信號(hào)直接被光電探測(cè)器接收，另一份作為探測(cè)光信號(hào)；探測(cè)光信號(hào)經(jīng)過(guò)光環(huán)行器后進(jìn)入波分復(fù)用無(wú)源光纖網(wǎng)絡(luò)的各支路中，各支路光纖的斷面或端面會(huì)反射探測(cè)光，各支路反射的探測(cè)光經(jīng)環(huán)形器傳出后由可調(diào)濾波器選擇通過(guò)，再被光電探測(cè)器接收。光電探測(cè)器將接收到的參考光和反射光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，電信號(hào)被記錄并進(jìn)行互相關(guān)運(yùn)算后即可得到測(cè)量結(jié)果。同時(shí)根據(jù)可調(diào)濾波器的通帶中心波長(zhǎng)，可識(shí)別所測(cè)支路。
[0008]本發(fā)明的基本原理是:探測(cè)光源產(chǎn)生類噪聲的連續(xù)寬譜光信號(hào)。該光信號(hào)經(jīng)過(guò)光電探測(cè)器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后，在時(shí)域上為幅度隨機(jī)變化的波形，在頻譜上則是連續(xù)均勻的寬譜，符合白噪聲信號(hào)的特點(diǎn)。白噪聲的另一典型特征是，其自相關(guān)函數(shù)為δ函數(shù)，即一個(gè)細(xì)銳的沖激。相關(guān)函數(shù)用來(lái)定量地確定白噪聲信號(hào)x(t)與時(shí)移副本x(t-T)的差別或相似程度，相關(guān)函數(shù)的一般形式如下:
【權(quán)利要求】
1.一種波分復(fù)用網(wǎng)絡(luò)光時(shí)域反射計(jì)，包括探測(cè)光源，其特征在于，所述探測(cè)光源產(chǎn)生類噪聲的連續(xù)寬譜光信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波分復(fù)用網(wǎng)絡(luò)光時(shí)域反射計(jì)，其特征在于，所述探測(cè)光源為由包括半導(dǎo)體放大器、隔離器、偏振控制器和光纖耦合器用光纖組成的環(huán)腔結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的波分復(fù)用網(wǎng)絡(luò)光時(shí)域反射計(jì)，其特征在于，所述環(huán)腔內(nèi)的隔離器用于控制光的單向性，偏振控制器用于控制腔內(nèi)光的偏振態(tài)；腔內(nèi)的信號(hào)光經(jīng)光纖耦合器后分為兩份，其中一部分作為反饋光繼續(xù)在環(huán)腔中循環(huán)，另一部分作為輸出光，用于探測(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的波分復(fù)用網(wǎng)絡(luò)光時(shí)域反射計(jì)，其特征在于，還包括摻鉺光纖放大器、光纖耦合器、光環(huán)行器、可調(diào)濾波器和光電探測(cè)器，所述輸出光經(jīng)摻鉺光纖放大器放大后，由光纖耦合器分為兩份，其中一份作為參考光信號(hào)直接被光電探測(cè)器接收，另一份作為探測(cè)光信號(hào)；探測(cè)光信號(hào)經(jīng)過(guò)光環(huán)行器后進(jìn)入波分復(fù)用無(wú)源光纖網(wǎng)絡(luò)的各支路中，各支路光纖的斷面或端面會(huì)反射探測(cè)光，各支路反射的探測(cè)光經(jīng)環(huán)形器傳出后由可調(diào)濾波器選擇通過(guò)，再被所述光電探測(cè)器接收。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的波分復(fù)用網(wǎng)絡(luò)光時(shí)域反射計(jì)，其特征在于，所述光電探測(cè)器將接收到的參考光和反射光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，電信號(hào)被記錄并進(jìn)行互相關(guān)運(yùn)算后即可得到測(cè)量結(jié)果；同時(shí)根據(jù)可調(diào)濾波器的通帶中心波長(zhǎng)，識(shí)別所測(cè)支路。
【文檔編號(hào)】H04B10/071GK103516426SQ201310484422
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月16日
【發(fā)明者】夏歷, 黃笛, 劉德明 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)