本發(fā)明涉及光纜線路檢測(cè)技術(shù)，更具體地涉及一種光時(shí)域反射儀，在光時(shí)域反射儀(OTDR：OPTICAL TIME DOMAIN REFLECTOMETER)中利用聚合物布拉格光柵(Bragg grating)波導(dǎo)而調(diào)諧光源的波長(zhǎng)，并生成一定大小的光脈沖，而檢測(cè)光纜線路的狀態(tài)。

背景技術(shù)：

近來(lái)，隨著通過LTE移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的多媒體服務(wù)的飛躍增加，作為用于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的骨干網(wǎng)，光子網(wǎng)絡(luò)增加，且因在家庭中視頻點(diǎn)播(VOD：Video On Demand)服務(wù)等多媒體服務(wù)增加，光纖到戶(FTTH：Fiber To The Home)等光纖到家極具增加。另外，因基于該光纜線路的多媒體服務(wù)的增加，服務(wù)供應(yīng)商(Service Provider)大量增加，并且，需要持續(xù)監(jiān)控位于不同地域的光纜線路的狀態(tài)，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，立即把握故障位置而修復(fù)光纜線路。

對(duì)于監(jiān)控光纜線路并測(cè)量故障位置的光測(cè)量?jī)x，以利用光脈沖的光時(shí)域反射儀(下面，稱為OTDR:OPTICAL TIME DOMAIN REFLECTOMETER)為代表。OTDR如圖1所示，由激光器100將大小較大且脈沖寬度較短的光脈沖入射至光纜線路，之后，接收由光纜線路的截?cái)嗝婊蚬膺B接器等反射的光脈沖，而獲得如圖2所示的結(jié)果。并且，通過分析按此方式接收的光脈沖，而預(yù)測(cè)光纜線路的狀態(tài)。因OTDR的運(yùn)行原理為公知的技術(shù)，而省略具體的說(shuō)明。

(參考文獻(xiàn):韓國(guó)專利公開公報(bào)第2004-23305號(hào)、韓國(guó)專利公開公報(bào)第199128648號(hào))

對(duì)于大量利用光脈沖的傳統(tǒng)的OTDR的情況，在管理光纜線路的品質(zhì)方面為有效的工具，但存在了如下所示的缺點(diǎn)。

首先，難以增加動(dòng)態(tài)范圍(Dynamic Range)。該動(dòng)態(tài)范圍是指OTDR能夠測(cè)定的距離，但為了增加該范圍，必須增加光脈沖的大小。但，當(dāng)光脈沖的大小增加到臨界值以上時(shí)，較強(qiáng)地引起光纜線路與光脈沖之間的相互作用而產(chǎn)生的非線性效應(yīng)(nonlinear effect)，由此，造成光脈沖的形狀歪斜而引發(fā)測(cè)定的錯(cuò)誤。為了避免發(fā)生該錯(cuò)誤，當(dāng)前無(wú)法增加光脈沖的大小，而是增加光脈沖的長(zhǎng)度(寬度)。按如此方式增加動(dòng)態(tài)范圍。但，隨著光脈沖的長(zhǎng)度的增加，如圖3所示，OTDR的分辨率降低。分辨率隨著光脈沖的長(zhǎng)度縮短會(huì)越好。分辨率通過事件盲區(qū)(Event deadzone)與衰減盲區(qū)(Attenuation Deadzone)等參數(shù)顯示，但該所有的都相互連接，當(dāng)改善一個(gè)特性時(shí)，會(huì)在一個(gè)特性中產(chǎn)生損害。

并且，作為增加動(dòng)態(tài)范圍的另一方法，也能夠使用光纖放大器(例如，EDFA：Erbum doped fiber amplifier)，但現(xiàn)有的OTDR方式，因隨著時(shí)間光強(qiáng)度變化非?？烨沂褂么蟮墓饷}沖，由此，對(duì)于放大光脈沖而使用EDFA是不恰當(dāng)?shù)摹Ｓ纱?，根?jù)現(xiàn)有技術(shù)，因在改善動(dòng)態(tài)范圍及分辨率方面存在限制，因而，要求能夠解決該問題的技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問題

本發(fā)明是為了改善上述現(xiàn)有技術(shù)而研發(fā)，本發(fā)明的目的為提供一種改善動(dòng)態(tài)范圍與分辨率的光時(shí)域反射儀。

并且，本發(fā)明提供一種將測(cè)定光信號(hào)在光纜線路引起的非線性效應(yīng)最小化，并能夠使用EDFA等光纖放大器的光時(shí)域反射儀。

技術(shù)方案

根據(jù)本發(fā)明的一例，對(duì)于用于檢測(cè)光纜線路的狀態(tài)的光時(shí)域反射儀，包括：波長(zhǎng)可調(diào)諧激光器402，輸出可調(diào)諧波長(zhǎng)的光信號(hào)；信號(hào)處理及控制部410，輸出用于調(diào)諧所述波長(zhǎng)可調(diào)諧激光器402的運(yùn)行波長(zhǎng)的控制信號(hào)。

根據(jù)本發(fā)明的一例，所述波長(zhǎng)可調(diào)諧激光器402包括：激光二極管501，一面涂敷有抗反射膜(Anti reflection)；聚合物布拉格光柵波導(dǎo)504，供控制通過列電極502反射的波長(zhǎng)，其中，列電極502通過所述控制信號(hào)而控制所述聚合物布拉格光柵波導(dǎo)504的溫度。

根據(jù)本發(fā)明的一例，還包括：光循環(huán)器404，將所述波長(zhǎng)可調(diào)諧激光器402的光輸出入射至光纜線路102，將由所述光纜線路102反射的信號(hào)傳輸至光過濾器406。

根據(jù)本發(fā)明的一例，所述波長(zhǎng)可調(diào)諧激光器402的光輸出強(qiáng)度保持一定。

根據(jù)本發(fā)明的一例，所述控制信號(hào)具有兩個(gè)以上電平，所述波長(zhǎng)可調(diào)諧激光器402根據(jù)各個(gè)電平而輸出各不相同的波長(zhǎng)的光信號(hào)。

根據(jù)本發(fā)明的一例，還包括：后置光纖放大器403，能夠?qū)λ霾ㄩL(zhǎng)可調(diào)諧激光器402的光輸出進(jìn)行光放大。

根據(jù)本發(fā)明的一例，還包括：前置光纖放大器405，放大所述光循環(huán)器404的光輸出而傳輸至光過濾器406。

根據(jù)本發(fā)明的一例，對(duì)于檢測(cè)光纜線路的狀態(tài)的光時(shí)域反射儀，包括：波長(zhǎng)可調(diào)諧激光器402，輸出可調(diào)諧波長(zhǎng)的光信號(hào)；信號(hào)處理及控制部410，輸出用于調(diào)諧所述波長(zhǎng)可調(diào)諧激光器402的運(yùn)行波長(zhǎng)的控制信號(hào)，其中所述波長(zhǎng)可調(diào)諧激光器402，包括：激光二極管501，一面涂敷有抗反射膜(Anti reflection)；聚合物布拉格光柵波導(dǎo)504，供控制通過列電極502反射的波長(zhǎng)，并通過所述激光二極管501的外部諧振器運(yùn)行，其中，所述列電極502通過所述控制信號(hào)而控制所述聚合物布拉格光柵波導(dǎo)504的溫度。

根據(jù)本發(fā)明的一例，還包括：光循環(huán)器404，將所述波長(zhǎng)可調(diào)諧激光器402的光輸出入射至光纜線路102，并輸出由所述光纜線路102反射的信號(hào)；光過濾器406，過濾所述光循環(huán)器404的輸出。

根據(jù)本發(fā)明的一例，還包括：定向光耦合器，將所述波長(zhǎng)可調(diào)諧激光器402的光輸出入射至光纜線路102，并輸出由所述光纜線路102反射的信號(hào)；光過濾器406，過濾所述定向光耦合器的輸出而進(jìn)行輸出。

根據(jù)本發(fā)明的一例，包括：波長(zhǎng)可調(diào)諧激光器402，生成入射至光纜線路的光信號(hào)，以用于檢測(cè)光纜線路的狀態(tài)，并且，所述光信號(hào)的波長(zhǎng)根據(jù)時(shí)間變化，光強(qiáng)度與波長(zhǎng)無(wú)關(guān)而被控制為預(yù)定的大?。还膺^濾器506，從光纜線路接收的光信號(hào)中僅提取特定光波長(zhǎng)的光信號(hào)；及光接收部407，對(duì)從所述光過濾器506提取的光信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。

根據(jù)本發(fā)明的一例，所述波長(zhǎng)可調(diào)諧激光包含聚合物布拉格光柵波導(dǎo)504，并且，所述波長(zhǎng)可調(diào)諧激光的光信號(hào)波長(zhǎng)根據(jù)所述聚合物布拉格光柵波導(dǎo)504的溫度而被控制。

有益效果

本發(fā)明的一例的光時(shí)域反射儀具有如下效果，OTDR的測(cè)定光信號(hào)并非根據(jù)時(shí)間而強(qiáng)度發(fā)生變化的形式，而是隨著時(shí)間，根據(jù)光強(qiáng)度變化，去除存在于光信號(hào)與光纜線路之間的非線性，由此，減少測(cè)定錯(cuò)誤。

本發(fā)明的一例的光時(shí)域反射儀具有如下效果，OTDR的測(cè)定光信號(hào)并非根據(jù)時(shí)間而強(qiáng)度發(fā)生變化的形式，對(duì)于光強(qiáng)度變化而能夠使用特性經(jīng)常發(fā)生變化的EDFA，并且，最終，增加OTDR的動(dòng)態(tài)范圍。

附圖說(shuō)明

圖1為普通OTDR的運(yùn)行原理的結(jié)構(gòu)圖；

圖2為普通OTDR的測(cè)定結(jié)果的示例圖；

圖3為在現(xiàn)有的OTDR中光脈沖寬度與分辨率的說(shuō)明圖；

圖4為本發(fā)明的一實(shí)施例的光時(shí)域反射儀(OTDR)的結(jié)構(gòu)圖；

圖5為本發(fā)明的一實(shí)施例的聚合物波長(zhǎng)可調(diào)諧激光器的結(jié)構(gòu)圖；

圖6為在聚合物布拉格光柵波導(dǎo)上根據(jù)列電極的溫度控制而變化聚合物波長(zhǎng)可調(diào)諧激光器的輸出波長(zhǎng)的示例圖；

圖7為顯示光循環(huán)器與方向性結(jié)合器的對(duì)應(yīng)關(guān)系的附圖；

圖8為顯示波長(zhǎng)可調(diào)諧激光的輸出信號(hào)、由光纜線路反射的信號(hào)、光過濾器的輸出信號(hào)等特性的附圖。

具體實(shí)施方式

如上所述目的、特征及優(yōu)點(diǎn)通過附圖及相關(guān)下面的具體說(shuō)明而變得明了，由此，便于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員容易實(shí)施本發(fā)明的技術(shù)思想。并且，在說(shuō)明本發(fā)明時(shí)，判斷與本發(fā)明的相關(guān)的公知的技術(shù)的具體說(shuō)明為不必要的且混淆本發(fā)明的要旨的情況下，省略其具體說(shuō)明。下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選的一實(shí)施例進(jìn)行具體說(shuō)明。

對(duì)在本發(fā)明中使用的手動(dòng)光元件的運(yùn)行原理進(jìn)行簡(jiǎn)略說(shuō)明。布拉格光柵波導(dǎo)是一種在入射的各種波長(zhǎng)的光信號(hào)中僅對(duì)根據(jù)光柵間距規(guī)定的光波長(zhǎng)1的光信號(hào)進(jìn)行反射，并通過剩下的波長(zhǎng)的手動(dòng)光元件。

聚合物布拉格光柵波導(dǎo)為利用聚合物制造布拉格光柵波導(dǎo)，是一種利用聚合物的熱光學(xué)效應(yīng)而轉(zhuǎn)換從布拉格光柵反射的光波長(zhǎng)的手動(dòng)光元件。聚合物布拉格光柵主要在光接收端作為光過濾器使用，在光通信領(lǐng)域?yàn)閺V泛使用的元件，因而為公知的技術(shù)。

(參考文獻(xiàn)：韓國(guó)注冊(cè)專利號(hào)第10-0367095號(hào))

圖4為顯示本發(fā)明的一實(shí)施例的光時(shí)域反射儀(OTDR)的結(jié)構(gòu)的附圖。

如圖4所示，本發(fā)明的光時(shí)域反射儀包括：聚合物波長(zhǎng)可調(diào)諧激光器402、光循環(huán)器404、光過濾器406、光接收部407、模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換部409、信號(hào)處理及控制部410、波長(zhǎng)信號(hào)發(fā)生部401、光源控制部408、后置光放大部403(Post-Optical Amplifier)及前置光放大部405(Pre-Optical amplifier)。

首先，通過圖5對(duì)聚合物波長(zhǎng)可調(diào)諧激光器402的結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體說(shuō)明。

聚合物波長(zhǎng)可調(diào)諧激光器402輸出可調(diào)諧波長(zhǎng)的光信號(hào)。聚合物波長(zhǎng)可調(diào)諧激光器402包括：激光二極管501，輸出連續(xù)波CW(Continuous Wave)光信號(hào)，并在一面涂敷抗反射膜(Anti reflection)；聚合物布拉格光柵(Bragg grating)波導(dǎo)504，通過與激光二極管501的外部共振，控制CW激光的波長(zhǎng)；列電極502，在聚合物布拉格光柵波導(dǎo)504添加列，而轉(zhuǎn)換并控制布拉格光柵的溫度。

聚合物布拉格光柵波導(dǎo)502通過聚合物材料制造波導(dǎo)，并在所述波導(dǎo)生成布拉格光柵(Bragg grating)。所述布拉格光柵波導(dǎo)如上言及所示，是一種在入射的各種波長(zhǎng)的光信號(hào)中僅反射根據(jù)光柵間距設(shè)定的光波長(zhǎng)λ1的光信號(hào)，并通過剩下的波長(zhǎng)的手動(dòng)光元件。

因此，在一面涂敷有抗反射膜(Anti reflection)的激光二極管501的光輸出中，光波長(zhǎng)λ1的光信號(hào)由所述聚合物布拉格光柵波導(dǎo)504反射而回歸至所述激光二極管501。因此，激光二極管501與所述聚合物布拉格光柵波導(dǎo)504通過外部諧振器發(fā)生作用，最后，激光二極管501輸出光波長(zhǎng)λ1的光信號(hào)。

另外，聚合物具有熱光學(xué)效應(yīng)并具有根據(jù)熱而折射率發(fā)生變化的特征。因此，聚合物布拉格光柵波導(dǎo)504將按照根據(jù)列電極502施加的熱而反射的光波長(zhǎng)調(diào)諧為另一光波長(zhǎng)λ2，由此，調(diào)諧激光二極管501與聚合物布拉格光柵波導(dǎo)504之間的共振波長(zhǎng)，最后，激光二極管501輸出光波長(zhǎng)λ2的光信號(hào)。

圖6為例示根據(jù)列電極502的控制而造成聚合物布拉格光柵波導(dǎo)的溫度變化的聚合物波長(zhǎng)可調(diào)諧激光的光輸出。圖6中溫度T為5、25、55℃時(shí)，聚合物波長(zhǎng)可調(diào)諧激光器402的光輸出波長(zhǎng)分別為λ1、λ2、λ3(λ1<λ2<λ3)。此時(shí)，聚合物波長(zhǎng)可調(diào)諧激光器402的光輸出因光源控制部保持固定而相同。光源控制部408在聚合物波長(zhǎng)可調(diào)諧激光器402上也保持激光二極管501的溫度固定。

再次參照?qǐng)D4，對(duì)利用聚合物波長(zhǎng)可調(diào)諧激光器402的光時(shí)域反射儀OTDR的運(yùn)行進(jìn)行說(shuō)明。首先，信號(hào)處理及控制部410輸出用于調(diào)諧聚合物波長(zhǎng)可調(diào)諧激光器402的運(yùn)行波長(zhǎng)的控制信號(hào)。信號(hào)處理及控制部401將與聚合物波長(zhǎng)可調(diào)諧激光器402內(nèi)的激光二極管501的光輸出強(qiáng)度及溫度控制相關(guān)的控制信號(hào)傳輸至光源控制部408，光源控制部408執(zhí)行與控制信號(hào)對(duì)應(yīng)的控制，控制激光二極管501的光輸出強(qiáng)度及溫度。光源控制部408的結(jié)構(gòu)與普通的用于激光的自動(dòng)光輸出控制(APC：Automatic Power Control)及自動(dòng)溫度控制(ATC：Automatical Temperature Control)的結(jié)構(gòu)相同。

信號(hào)處理及控制部410傳輸與脈沖的開始及脈沖寬度相關(guān)的控制信號(hào)，以使波長(zhǎng)信號(hào)發(fā)生部401生成聚合物加熱器驅(qū)動(dòng)信號(hào)(圖4中的a)。然后，聚合物波長(zhǎng)可調(diào)諧激光器402的列電極502根據(jù)控制信號(hào)而控制聚合物布拉格光柵波導(dǎo)504的溫度。

此時(shí)，如圖8a所示，所述加熱器驅(qū)動(dòng)信號(hào)為L(zhǎng)OW電平(電平0)時(shí)，聚合物布拉格光柵波導(dǎo)的反射光波長(zhǎng)設(shè)為λ1，為HIGH電平(電平1)時(shí)，聚合物布拉格光柵波導(dǎo)的反射光波長(zhǎng)設(shè)為λ2，對(duì)于各個(gè)情況，聚合物波長(zhǎng)可調(diào)諧激光器402的光波長(zhǎng)分別如圖8(e)所示生成λ1、λ2的光信號(hào)。

并且，將聚合物波長(zhǎng)可調(diào)諧激光器402的光輸出與聚合物加熱器驅(qū)動(dòng)信號(hào)比較顯示時(shí)，如圖8(b)所示。當(dāng)進(jìn)行研究時(shí)，光輸出根據(jù)時(shí)間軸而按一定的光輸出持續(xù)保持。并且，根據(jù)加熱器驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電平，聚合物波長(zhǎng)可調(diào)諧激光器402的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換為λ1或λ2。

為了檢測(cè)光纜線路(102)的狀態(tài)，由波長(zhǎng)可調(diào)諧激光器(402)輸出的測(cè)定光信號(hào)，包含特定波長(zhǎng)的多個(gè)波長(zhǎng)隨著經(jīng)過時(shí)間而交替顯現(xiàn)，并且，當(dāng)僅顯示具有特定波長(zhǎng)時(shí)，具有光脈沖的形式。

例如，如圖8(b)顯示所示，測(cè)定光信號(hào)的具有波長(zhǎng)λ1及波長(zhǎng)λ2的光信號(hào)隨著經(jīng)過時(shí)間而交替顯現(xiàn)，并從光信號(hào)中僅單獨(dú)取下具有波長(zhǎng)λ2的部分而研究時(shí)，具有光脈沖的形式或與光脈沖類似的形式。

聚合物波長(zhǎng)可調(diào)諧激光器402的光輸出通過后置光纖放大器403及光循環(huán)器404而入射至光纜線路102。入射的光信號(hào)根據(jù)光纜線路的狀態(tài)反射，所反射的光信號(hào)入射至光循環(huán)器404之后，通過前置光放大部405而輸出至光過濾器406。

由光纜線路102反射的光信號(hào)如圖8(c)所示。圖8(c)的光信號(hào)形式作為例示，根據(jù)光纜線路的狀態(tài)而具有不同的形式。光過濾器406通過波長(zhǎng)λ2的光信號(hào)并且過濾剩下的波長(zhǎng)λ1的光信號(hào)而未予通過。光過濾器406的輸出光信號(hào)如圖8(d)所示。

由光纜線路102反射而至的信號(hào)的具有包含特定波長(zhǎng)λ2的多個(gè)波長(zhǎng)的光信號(hào)交替顯現(xiàn)，但光過濾器406通過特定波長(zhǎng)λ2的光信號(hào)，而除特定波長(zhǎng)λ2之外的其它波長(zhǎng)的光信號(hào)未予通過。

所述光過濾器406的輸出光信號(hào)d通過光接收部407進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，通過模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換部409轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)之后，通過信號(hào)處理及控制部410進(jìn)行信號(hào)處理，而分析光纜線路的狀態(tài)。例如，根據(jù)測(cè)量所入射的光信號(hào)反射回來(lái)的時(shí)間，而判斷是否為非正常的光纜線路的切斷及切斷位置。

后置光放大部403與前置光放大部405根據(jù)需要確定能否使用。前置光放大部403及后置光放大部405使用光纖放大器(Fiber amplifier)、半導(dǎo)體光纖放大器(Semiconductor optical amplifier)等。

并且，光循環(huán)器404能夠用定向光耦合器(directional optical coupler)代替，圖7為顯示光循環(huán)器404與定向光耦合器(directional optical coupler)的端口對(duì)應(yīng)關(guān)系。

在本說(shuō)明書中包含大量特征，而該特征并非以限定本發(fā)明的范圍或權(quán)利要求范圍進(jìn)行解釋。并且，在本說(shuō)明書中各個(gè)實(shí)施例中說(shuō)明的特征能夠在一個(gè)實(shí)施例中結(jié)合而實(shí)現(xiàn)。相反，在本說(shuō)明書中的一個(gè)實(shí)施例中說(shuō)明的各種特征能夠在各個(gè)不同的實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)，或適當(dāng)結(jié)合實(shí)現(xiàn)。

綜上說(shuō)明的本發(fā)明，對(duì)于本發(fā)明的所屬的技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的技術(shù)思想的范圍內(nèi)，能夠進(jìn)行各種置換、變形及變更，因而，并非根據(jù)上述實(shí)施例及附圖進(jìn)行限定。