專利名稱：一種光時(shí)域反射儀信號(hào)檢測(cè)方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光通信技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種光時(shí)域反射儀(Co-relation OpticalTime-Domain Reflectometry)信號(hào)檢測(cè)方法及裝置。
背景技術(shù)：
光時(shí)域反射儀(OTDR,Optical Time-Domain Reflectometry)根據(jù)光的背向散射與反射原理制作，利用光在光纖中傳播時(shí)產(chǎn)生的背向散射光來獲取衰減的信息，可用于測(cè)量光纖衰減、接頭損耗、光纖故障點(diǎn)定位以及了解光纖沿長度的損耗分布情況等。由于光纖材料密度不均勻、摻雜成分不均勻以及光纖本身的缺陷，當(dāng)光在光纖中傳輸時(shí)，沿光纖長度上的每一點(diǎn)均會(huì)引起散射。光時(shí)域反射儀記錄下每個(gè)時(shí)間點(diǎn)采集到的散射光強(qiáng)度。因?yàn)楣馑偈枪潭ǖ?，采集信?hào)的時(shí)間與光在光纖中傳輸距離具有對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此可以將時(shí)間轉(zhuǎn)換為光纖的長度。如圖I所示為OTDR探測(cè)信號(hào)曲線的典型表現(xiàn)形式，橫坐標(biāo)表示光纖長度(単位為km)，縱坐標(biāo)為散射光信號(hào)的相對(duì)強(qiáng)度(単位為dB)?？梢钥闯?，該曲線100隨著光纖長度的増加高度在逐漸降低，但其變化趨勢(shì)是很平緩的，104表示這種由于光纖長度的不同導(dǎo)致的兩點(diǎn)間OTDR探測(cè)信號(hào)強(qiáng)度的變化。曲線100在熔接點(diǎn)(Splice) 101、光纖接續(xù)盒(Connection) 102、、斷裂點(diǎn)(break)或光纖終點(diǎn)(End of fiber) 103處出現(xiàn)顯著變化,這表示光在這些地方會(huì)發(fā)生反射或散射，散射光及反射光有一部分可背向傳輸回到光時(shí)域反射儀。。所述在圖I曲線中的顯著變化區(qū)域(105、106、107)稱之為反射事件及衰減事件。從所接收的光的強(qiáng)弱變化，可以判斷光纖各個(gè)位置的傳輸特性。傳統(tǒng)的OTDR測(cè)量原理將寬度可控的脈沖光信號(hào)耦合進(jìn)光纖中，脈沖光在光纖中傳輸?shù)倪^程，伴隨著散射的發(fā)生，與脈沖傳輸方向相反的部分散射信號(hào)最終回到OTDR處。OTDR通過耦合器將信號(hào)接收，并做模數(shù)轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。該數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為以光纖長度(単位為km)為橫坐標(biāo)，相對(duì)強(qiáng)度(単位為dB)為縱坐標(biāo)的曲線，該曲線是一條從光纖始端起，隨著光纖長度增加逐漸衰減的直線。但由于光纖中存在熔接、斷裂現(xiàn)象，在這些位置的產(chǎn)生了額外的損耗和反射，它的表現(xiàn)形式就如圖I中反射事件、衰減事件。OTDR測(cè)量就是依靠這條帶有反射和衰減事件的曲線100，來分析光纖鏈路的狀態(tài)。如果某些位置反射過強(qiáng)、損耗過大說明有異常，而曲線的橫軸是光纖長度，所以可以推算出這些反射、衰減事件的位置。OTDR測(cè)量的是光的散射信號(hào)。光的散射信號(hào)與探測(cè)脈沖光的峰值功率、脈沖寬度有關(guān)系，且隨著傳輸距離增大而減小。這種光的散射信號(hào)的強(qiáng)度是很弱的，很容易湮沒在噪聲中，這就限制了 OTDR探測(cè)距離，該探測(cè)距離與指標(biāo)“動(dòng)態(tài)范圍”對(duì)應(yīng)?！皠?dòng)態(tài)范圍”用于表征OTDR探測(cè)的最大距離。一種對(duì)“動(dòng)態(tài)范圍”常見的定義是取初始端后向散射電平與噪聲峰值電平間的dB差。常見的提高動(dòng)態(tài)范圍的方法有增加平均次數(shù)、加大探測(cè)脈沖寬度和采用數(shù)字濾波技木。為了獲得更好的信噪比(也就是提高動(dòng)態(tài)范圍及延長可探測(cè)距離)，通常采用多次累加技術(shù)(也叫平均)。多次累加技術(shù)的實(shí)現(xiàn)過程如下0TDR控制激光器發(fā)送ー個(gè)脈沖信號(hào)進(jìn)入光纖，脈沖信號(hào)在光纖傳輸過程中不斷產(chǎn)生背向散射信號(hào)，并隨耦合器返回OTDR。OTDR從發(fā)送脈沖的時(shí)刻起就不斷地接收背向散射信號(hào)。OTDR對(duì)所接收的背向散射信號(hào)做光電轉(zhuǎn)換、信號(hào)放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換并存儲(chǔ)，這一過程一般情況下持續(xù)到探測(cè)的脈沖信號(hào)在光纖末端時(shí)產(chǎn)生的散射信號(hào)回到OTDR儀表中時(shí)截止,也就是探測(cè)脈沖在整個(gè)光纖中傳輸時(shí)間的兩倍(背向散射信號(hào)還有一個(gè)返回傳輸?shù)倪^程，因此是前向傳輸用時(shí)的兩倍)。這一過程稱之為一次OTDR采樣。重復(fù)這一 過程，將多次采樣得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行累加平均，可以抑制白噪聲，提高OTDR信號(hào)的信噪比。圖2a為平均次數(shù)較小時(shí)的OTDR測(cè)量結(jié)果，圖2b為平均次數(shù)較大時(shí)的OTDR測(cè)量結(jié)果。這兩幅圖的橫坐標(biāo)表示光纖長度(單位為km)，縱坐標(biāo)為采樣數(shù)據(jù)的相對(duì)強(qiáng)度(單位為dB)。圖2a和圖2b的對(duì)比可以看出，圖2a和圖2b中劇烈變化的區(qū)域出現(xiàn)的位置基本相同，但是圖2b中劇烈變化的區(qū)域與其他部分的差距更為明顯，這說明動(dòng)態(tài)范圍在平均次數(shù)增加后有所提升。圖3是OTDR原理結(jié)構(gòu)方框圖。脈沖發(fā)生器303發(fā)出寬度可調(diào)的窄脈沖驅(qū)動(dòng)激光器301，激光器301產(chǎn)生所需寬度的脈沖光。圖3中激光器301至耦合器302箭頭上方的圖形為該脈沖光的波形示意。該脈沖光經(jīng)耦合器302進(jìn)行方向耦合后入射到被測(cè)光纖308，光纖308中的背向散射光和菲涅爾反射光經(jīng)耦合器302進(jìn)入光電探測(cè)器305，光電探測(cè)器305把接收到的散射光和反射光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，由放大器306放大后送信號(hào)處理部件307處理(包括采樣單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元和平均單元)，處理后的結(jié)果由顯示單元309顯示縱軸表示功率電平，橫軸表示距離。時(shí)基與控制單元304控制脈沖發(fā)生器303發(fā)出寬度可調(diào)的窄脈沖的寬度，以及控制信號(hào)處理部件307中采樣單元的采樣以及平均單元的平均。海纜監(jiān)控設(shè)備是對(duì)海纜進(jìn)行日常維護(hù)和故障定位的一種設(shè)備，它也采用了 OTDR技術(shù)。海纜監(jiān)控設(shè)備向海纜中發(fā)送探測(cè)光，利用接收到的探測(cè)光的背向瑞利散射信號(hào)來檢測(cè)水下海纜和中繼器等水下設(shè)備的工作狀態(tài)。在不同場(chǎng)景下，海纜系統(tǒng)對(duì)探測(cè)光功率和信號(hào)脈寬都有特定的取值范圍限制；為了獲取有效的監(jiān)控精度，信號(hào)脈寬也必須限制在一定的范圍內(nèi)。因此，如何在探測(cè)信號(hào)功率和脈寬受限的情況下，獲取更大的動(dòng)態(tài)范圍和更高的監(jiān)控精度，是海纜監(jiān)控設(shè)備需要解決的難題。由于海纜系統(tǒng)是帶有多個(gè)中繼器的級(jí)聯(lián)系統(tǒng)，它具有上行和下行兩個(gè)方向的光纖傳輸和中繼放大系統(tǒng)。海纜系統(tǒng)的每個(gè)中繼器都具有環(huán)回的功能，保證探測(cè)脈沖產(chǎn)生的背向散射信號(hào)能夠耦合到反向傳輸線路中，并送回到海纜監(jiān)控設(shè)備。海纜系統(tǒng)的OTDR信號(hào)表現(xiàn)形式如圖4所示，橫坐標(biāo)為海纜的長度，縱坐標(biāo)為OTDR信號(hào)的相對(duì)強(qiáng)度。其中每一個(gè)峰值位置都對(duì)應(yīng)一個(gè)中繼器及放大器。該OTDR信號(hào)的最大探測(cè)距離為600km，因此距離600km的信號(hào)表現(xiàn)為噪聲。以上所述OTDR利用單脈沖探測(cè)光進(jìn)行檢測(cè)。如果OTDR將單脈沖探測(cè)光擴(kuò)展為脈沖序列探測(cè)光，進(jìn)一步利用脈沖序列之間的相關(guān)性，則將其稱之為相關(guān)OTDR(Co-relation0TDR)。相關(guān)OTDR通過發(fā)送脈沖序列探測(cè)光，并對(duì)接收的散射信號(hào)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，這種相關(guān)處理可以有效提高接收信號(hào)的信噪比。通過發(fā)送脈沖序列方式可以在探測(cè)脈沖光序列中單個(gè)脈沖足夠窄的情況下提升信噪比，有效解決光纖事件分辨率和動(dòng)態(tài)范圍的矛盾，提高探測(cè)性能。圖5所示為現(xiàn)有技術(shù)中的相關(guān)OTDR的原理結(jié)構(gòu)框圖，其中，模塊之間的實(shí)線箭頭表示光信號(hào)，模塊間的虛線箭頭表示電信號(hào)。碼型生成器505用于生成脈沖序列(碼型生成器505至相關(guān)處理單元507箭頭上方的圖形為其波形示意圖)，所述脈沖序列發(fā)送至調(diào)制器502，將激光器501發(fā)出的激光調(diào)制成脈沖序列探測(cè)光(調(diào)制器502至耦合器503箭頭上方的圖形為其波形示意圖)，該脈沖序列探測(cè)光經(jīng)耦合器503進(jìn)行方向耦合后入射光纖504。率禹合器503米集的反射光和散射光信號(hào)，由光電探測(cè)單兀506轉(zhuǎn)換為電信號(hào),再經(jīng)過相關(guān)處理單元507進(jìn)行處理后，輸出至顯示設(shè)備(未在圖5中示出)顯示分析結(jié)果(相關(guān)處理單元507右方的箭頭上方的圖形為其波形示意圖)。相關(guān)OTDR與前文所述的傳統(tǒng)OTDR測(cè)量原理最大的不同在于，這種技術(shù)在“每次采樣過程”中發(fā)送的不是一個(gè)脈沖，而是脈沖序列。這種脈沖序列是為了用于相關(guān)計(jì)算而設(shè)計(jì)的，目前最流行的相關(guān)碼型是格雷碼，它由四組碼構(gòu)成，這些格雷碼在數(shù)字上表示就是一串由O和I構(gòu)成的碼串。激光器發(fā)送的信號(hào)為連續(xù)光，在碼型生成器的控制下，調(diào)制器將連續(xù)光調(diào)制成某組格雷碼序列的形式，這組格雷碼經(jīng)耦合器進(jìn)入光纖傳輸，接收采樣過程一直持續(xù)到這組碼完全傳出光纖末端，且其背向散射信號(hào)已經(jīng)完全返回OTDR儀表，這樣就完成了“一組格雷碼”的“一次采樣過程”。通常四組格雷碼要順序經(jīng)過這一過程進(jìn)行采樣，最終獲得四組采樣數(shù)據(jù)。這四組采樣數(shù)據(jù)與碼型生成器生成的數(shù)字格雷碼分別進(jìn)行相關(guān)計(jì)算、數(shù)據(jù)重組，仍然能夠還原為傳統(tǒng)OTDR發(fā)送單脈沖得到的背向散射信號(hào)形式，不同的是數(shù)字相關(guān)處理具備抑制噪聲、提高信噪比的能力，OTDR信號(hào)得到了改善?，F(xiàn)有相關(guān)OTDR技術(shù)的缺點(diǎn)是運(yùn)算量大，難于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)處理。如前文所述，四組格雷碼需要依次發(fā)碼，接收存儲(chǔ)，直到四組碼的探測(cè)信號(hào)全部接收完畢才進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，還原為OTDR信號(hào)。在海纜系統(tǒng)中通常線路總長非常長(某些線路可達(dá)12000km)，需要處理的數(shù)據(jù)量也非常龐大，尤其，某些相關(guān)碼型需要發(fā)送碼組達(dá)上百個(gè)，海纜監(jiān)控設(shè)備在這種情況下，很難做到實(shí)時(shí)處理、實(shí)時(shí)顯示水下線路狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種光時(shí)域反射儀信號(hào)檢測(cè)方法及裝置，可以并行發(fā)送多組脈沖序列并同時(shí)處理多組信號(hào)，提高相關(guān)處理效率。本發(fā)明實(shí)施例提出的一種光時(shí)域反射儀信號(hào)檢測(cè)裝置包括η個(gè)波長不同的探測(cè)光源及η個(gè)調(diào)制器、復(fù)用器、耦合器、解復(fù)用器、相關(guān)器和碼型生成器；η為大于或等于2的自然數(shù)；所述碼型生成器用于生成相關(guān)碼型序列，將所述相關(guān)碼型序列分別輸入所述η個(gè)調(diào)制器以及相關(guān)器；所述每一個(gè)調(diào)制器用于將對(duì)應(yīng)的探測(cè)光源發(fā)出的探測(cè)光調(diào)制成脈沖光；所述復(fù)用器用于將所述η個(gè)調(diào)制器發(fā)出的η路脈沖光合路，輸出探測(cè)光信號(hào)；所述耦合器用于將所述復(fù)用器輸出的探測(cè)光信號(hào)進(jìn)行方向耦合后發(fā)送到被測(cè)光纖上；以及接收來自被測(cè)光纖的背向散射光信號(hào)，并將所述背向散射光信號(hào)發(fā)送到解復(fù)用器；所述解復(fù)用器用于將來自耦合器的背向散射光信號(hào)按照波長分成η路光信號(hào)；所述相關(guān)器用于根據(jù)來自碼型生成器的相關(guān)碼型序列，將解復(fù)用器輸出的η路光信號(hào)進(jìn)行相關(guān)處理，輸出相關(guān)光時(shí)域反射儀信號(hào)。本發(fā)明實(shí)施例還提出一種光時(shí)域反射儀信號(hào)檢測(cè)方法，包括如下步驟
η路波長不同的探測(cè)光源發(fā)出的探測(cè)光分別在相關(guān)碼型序列的控制下，調(diào)制成η路脈沖光；η為大于或等于2的自然數(shù)；將所述η路脈沖光合路，輸出探測(cè)光信號(hào)至被測(cè)光纖；接收來自被測(cè)光纖的背向散射光信號(hào)，并將所述背向散射光信號(hào)按照波長分成η路光信號(hào)；根據(jù)相關(guān)碼型序列對(duì)所述η路光信號(hào)進(jìn)行相關(guān)處理，輸出相關(guān)光時(shí)域反射儀信號(hào)。從以上技術(shù)方案可以看出，波長不同的η路脈沖光輸出至被測(cè)光纖，則背向散射光信號(hào)可以按照波長分成η路背向散射信號(hào)，這η路背向散射信號(hào)之間進(jìn)行相關(guān)處理，這就實(shí)現(xiàn)了同時(shí)并行發(fā)送多組脈沖序列并同時(shí)處理多組信號(hào)的目的。本發(fā)明方案可以極大提高相關(guān)處理效率，達(dá)到實(shí)時(shí)OTDR檢測(cè)的技術(shù)效果。


圖I為光時(shí)域反射儀探測(cè)信號(hào)曲線的典型表現(xiàn)形式示意圖；圖2a為平均次數(shù)較小時(shí)的OTDR測(cè)量結(jié)果示意圖；圖2b為平均次數(shù)較大時(shí)的OTDR測(cè)量結(jié)果示意圖；圖3為現(xiàn)有技術(shù)中的OTDR原理結(jié)構(gòu)方框圖；圖4為海纜系統(tǒng)的OTDR信號(hào)表現(xiàn)形式示意圖；圖5為現(xiàn)有技術(shù)中的相關(guān)OTDR的原理結(jié)構(gòu)框圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例提出的高效的相關(guān)OTDR檢測(cè)裝置框圖；圖7為圖6所示相關(guān)器607的原理圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明實(shí)施例提出的高效的相關(guān)OTDR檢測(cè)裝置如圖6所示。該相關(guān)OTDR檢測(cè)裝置相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，最大的不同是采用兩路以上的探測(cè)光源，如圖6中示出的第I探測(cè)光源6011、第2探測(cè)光源6012，……直到第η探測(cè)光源601η，這η路探測(cè)光源的波長互不相同，分別為λ1、λ2……λη。每一路探測(cè)光源分別由對(duì)應(yīng)的調(diào)制器進(jìn)行調(diào)制。碼型生成器606用于生成每一個(gè)調(diào)制器所需的相關(guān)碼型序列，并將所述相關(guān)碼型序列分別輸入相應(yīng)的調(diào)制器。調(diào)制器根據(jù)輸入的相關(guān)碼型序列將對(duì)應(yīng)的探測(cè)光源發(fā)出的探測(cè)光調(diào)制成脈沖光。其中每一路調(diào)制器收到的相關(guān)碼型序列為互補(bǔ)碼。這η路調(diào)制器輸出的功率互補(bǔ)的脈沖光，由復(fù)用器603進(jìn)行合路形成功率恒定的光信號(hào)，通過耦合器604進(jìn)行方向耦合后，發(fā)送到被測(cè)光纖605上。耦合器604還用于收集光纖605中的背向散射光信號(hào)，通過解復(fù)用器608解復(fù)用為η路波長不同的光信號(hào)(波長分別為λ I、λ 2……λ η)，再由相關(guān)器607對(duì)這η路接收信號(hào)與來自碼型生成器606的碼型序列進(jìn)行相關(guān)處理，復(fù)原出OTDR信號(hào)。以下以碼型生成器606生成單極性格雷碼為例，對(duì)本發(fā)明方案進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。關(guān)于格雷相關(guān)計(jì)算的過程簡(jiǎn)單描述如下雙極性格雷碼(由-I和+1組成，長度可調(diào)，通常為64碼、128碼)包括兩組Ga和Gb ；
單極性格雷碼(由O和I組成，因?yàn)楣庑盘?hào)沒有負(fù)信號(hào))由雙極性格雷碼衍生而成，包括四組Kal = (I+Ga)/2 ；Ka2 = (I-Ga)/2 ；Kbl = (I+Gb)/2Kb2 =(I-Gb)/2因?yàn)閱螛O性格雷碼需要發(fā)送四組碼，所以，需要采用四個(gè)波長的探測(cè)光源，波長分別為入1、入2、入3和入4。碼型生成器606控制調(diào)制器將四個(gè)探測(cè)光源發(fā)出的探測(cè)光調(diào)制成四組單極性格雷碼(Kal，Ka2，Kbl，Kb2)，根據(jù)格雷碼是互補(bǔ)碼這一特性可知，這四組碼經(jīng)過復(fù)用器合路后能夠保證總光功率為恒定。通過解復(fù)用器，可以得到各個(gè)波長的探測(cè)光對(duì)應(yīng)的散射反射光信號(hào)，與這四組單極性格雷碼(Kal，Ka2，Kbl，Kb2)對(duì)應(yīng)的散射反射光信號(hào) 的采樣數(shù)據(jù)集分別為(Ral，Ra2，Rbl，Rb2)。由于光纖長度、模數(shù)轉(zhuǎn)換的采樣速率不同，這四組采樣數(shù)據(jù)集包括的數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)目也不同，每?jī)蓚€(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)之間的間隔所代表的傳輸距離可以由光速和采樣速率來計(jì)算。相關(guān)器可以對(duì)四路散射反射光信號(hào)的采樣數(shù)據(jù)集做并行相關(guān)運(yùn)算。接收信號(hào)的相關(guān)處理過程如下將所述四組采樣數(shù)據(jù)集分為兩對(duì)(Ral、Ra2)與(Rbl、Rb2)，每對(duì)進(jìn)行減法運(yùn)算，得到Ra和Rb Ra = Ral-Ra2 ；Rb = Rb I-Rb 2 ;接著對(duì)Ra和Rb分別與信號(hào)Ga和Gb進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，得到信號(hào)Rsa和RsB 其中，符號(hào)。代表數(shù)學(xué)上的“相關(guān)運(yùn)算”;
Rsb = Rb Gb 將信號(hào)Rsa和RsB相加，得到Rs Rs = Rsa+Rsb ；Rs再經(jīng)過一些輔助處理就恢復(fù)為OTDR信號(hào)。以上描述的變量6&、613、1^1、10^、1^1、1^、1^&、1^13、1^(1= I 或 2)均為向量。相關(guān)器607的原理圖如圖7所示四路光信號(hào)分別通過光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再由模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)轉(zhuǎn)換為數(shù)字電信號(hào)。其中第一路數(shù)字電信號(hào)(Ral)和第二路數(shù)字電信號(hào)(Ra2)經(jīng)第一減法器703處理，再由第一濾波器705進(jìn)行濾波得到信號(hào)Rsa ;第三路數(shù)字電信號(hào)(Rbl)和第四路數(shù)字電信號(hào)(Rb2)經(jīng)第二減法器704處理，再由第二濾波器706進(jìn)行濾波得到信號(hào)Rsb ;信號(hào)Rsa和信號(hào)Rsb輸入加法器707得到信號(hào)Rs。信號(hào)Rs再經(jīng)過一些輔助處理得到OTDR信號(hào)。本發(fā)明實(shí)施例方案中，相關(guān)器607能夠完成格雷碼的相關(guān)過程,可以對(duì)每一時(shí)刻采集的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)做相關(guān)處理。其中第一濾波器705和第二濾波器706是根據(jù)雙極性格雷碼Ga和Gb設(shè)計(jì)的數(shù)字濾波器，通過第一濾波器705的數(shù)據(jù)相當(dāng)于與格雷碼Ga做相關(guān)計(jì)算，第一濾波器705的輸出信號(hào)為相關(guān)運(yùn)算得到的相關(guān)系數(shù)；同理，通過第二濾波器706的數(shù)據(jù)相當(dāng)于與格雷碼Gb做相關(guān)運(yùn)算。整個(gè)處理過程不需要預(yù)存儲(chǔ)幾組采樣數(shù)據(jù)，能夠?qū)崟r(shí)進(jìn)行運(yùn)算，最終輸出復(fù)原的OTDR信號(hào)。
因?yàn)楹＠|系統(tǒng)中的光放大器和水下線路中繼器中的光放大器只能接受恒定功率的光輸入，所以，當(dāng)碼型生成器606采用其他非互補(bǔ)形式的碼型時(shí)，為使OTDR檢測(cè)裝置能夠適用于對(duì)海纜系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，需要在該OTDR檢測(cè)裝置中增加補(bǔ)充光源，將補(bǔ)充光源發(fā)出的補(bǔ)充光與η路探測(cè)光合路后輸入被測(cè)光纖，以保證輸入到被測(cè)光纖的總功率恒定。以上僅以碼型生成器606生成單極性格雷碼為例，對(duì)本發(fā)明方案進(jìn)行說明。本領(lǐng)域技術(shù)人員在上述實(shí)施例的啟發(fā)下，可以將單極性格雷碼替換為其他具有相關(guān)性的碼型序列。所述碼型序列如果是互補(bǔ)碼，則無需補(bǔ)充光源。本發(fā)明實(shí)施例還提出一種光時(shí)域反射儀信號(hào)檢測(cè)方法，包括如下步驟A、η路波長不同的探測(cè)光源發(fā)出的探測(cè)光分別在相關(guān)碼型序列的控制下，調(diào)制成η路脈沖光；η為大于或等于2的自然數(shù)；B、將所述η路脈沖光合路，輸出探測(cè)光信號(hào)至被測(cè)光纖；
C、接收來自被測(cè)光纖的背向散射光信號(hào)，并將所述背向散射光信號(hào)按照波長分成η路光信號(hào)；D、根據(jù)相關(guān)碼型序列對(duì)所述η路光信號(hào)進(jìn)行相關(guān)處理，輸出相關(guān)光時(shí)域反射儀信號(hào)。較佳地，用于調(diào)制每一路探測(cè)光的相關(guān)碼型序列為互補(bǔ)碼。在這種情況下，輸出至被測(cè)光纖的探測(cè)光信號(hào)是功率恒定的。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種光時(shí)域反射儀信號(hào)檢測(cè)裝置，其特征在干，該檢測(cè)裝置包括n個(gè)波長不同的探測(cè)光源及η個(gè)調(diào)制器、復(fù)用器、耦合器、解復(fù)用器、相關(guān)器和碼型生成器；η為大于或等于2的自然數(shù)； 所述碼型生成器用于生成相關(guān)碼型序列，將所述相關(guān)碼型序列分別輸入所述η個(gè)調(diào)制器以及相關(guān)器； 所述每ー個(gè)調(diào)制器用于將對(duì)應(yīng)的探測(cè)光源發(fā)出的探測(cè)光調(diào)制成脈沖光； 所述復(fù)用器用于將所述η個(gè)調(diào)制器發(fā)出的η路脈沖光合路，輸出探測(cè)光信號(hào)； 所述耦合器用于將所述復(fù)用器輸出的探測(cè)光信號(hào)進(jìn)行方向耦合后發(fā)送到被測(cè)光纖上；以及接收來自被測(cè)光纖的背向散射光信號(hào)，并將所述背向散射光信號(hào)發(fā)送到解復(fù)用器； 所述解復(fù)用器用于將來自耦合器的背向散射光信號(hào)按照波長分成η路光信號(hào)； 所述相關(guān)器用于根據(jù)來自碼型生成器的相關(guān)碼型序列，將解復(fù)用器輸出的η路光信號(hào)進(jìn)行相關(guān)處理，輸出相關(guān)光時(shí)域反射儀信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，每一路調(diào)制器收到的相關(guān)碼型序列為互補(bǔ)碼。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，每一路調(diào)制器收到的相關(guān)碼型序列為非互補(bǔ)碼； 該檢測(cè)裝置進(jìn)ー步包括補(bǔ)充光源，用于發(fā)出補(bǔ)充光； 所述復(fù)用器將所述補(bǔ)充光與η個(gè)調(diào)制器發(fā)出的η路脈沖光合路，輸出功率恒定的探測(cè)光信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述相關(guān)碼型序列為單極性格雷碼，所述η = 4。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述相關(guān)器包括4個(gè)光電轉(zhuǎn)換器、4個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器、2個(gè)減法器、2個(gè)濾波器和I個(gè)加法器； 第i光電轉(zhuǎn)換器用于將解復(fù)用器輸出的第i路光信號(hào)轉(zhuǎn)換為第i電信號(hào)，第i數(shù)模轉(zhuǎn)換器用于將所述第i電信號(hào)轉(zhuǎn)換為第i數(shù)字電信號(hào)；i = 1，2，3或4 ; 第一減法器的兩個(gè)輸入端分別用于接收第I數(shù)字電信號(hào)和第2數(shù)字電信號(hào)，輸出端連接第一濾波器； 第二減法器的兩個(gè)輸入端分別用于接收第3數(shù)字電信號(hào)和第4數(shù)字電信號(hào)，輸出端連接第二濾波器； 所述第一濾波器和第二濾波器的輸出端分別連接所述加法器的輸入端。
6.一種光時(shí)域反射儀信號(hào)檢測(cè)方法，其特征在于，包括如下步驟 η路波長不同的探測(cè)光源發(fā)出的探測(cè)光分別在相關(guān)碼型序列的控制下，調(diào)制成η路脈沖光；η為大于或等于2的自然數(shù)； 將所述η路脈沖光合路，輸出探測(cè)光信號(hào)至被測(cè)光纖； 接收來自被測(cè)光纖的背向散射光信號(hào)，并將所述背向散射光信號(hào)按照波長分成η路光信號(hào); 根據(jù)相關(guān)碼型序列對(duì)所述η路光信號(hào)進(jìn)行相關(guān)處理，輸出相關(guān)光時(shí)域反射儀信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，用于調(diào)制每一路探測(cè)光的相關(guān)碼型序列為互補(bǔ)碼。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，用于調(diào)制每一路探測(cè)光的相關(guān)碼型序列為非互補(bǔ)碼，所述將所述η路脈沖光合路包括 將所述η路脈沖光以及補(bǔ)充光源發(fā)出的補(bǔ)充光合路，得到功率恒定的探測(cè)光信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述相關(guān)碼型序列為單極性格雷碼，所述η = 4。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種光時(shí)域反射儀信號(hào)檢測(cè)方法，包括如下步驟n路波長不同的探測(cè)光源發(fā)出的探測(cè)光分別在相關(guān)碼型序列的控制下，調(diào)制成n路脈沖光；n為大于或等于2的自然數(shù)；將所述n路脈沖光合路，輸出探測(cè)光信號(hào)至被測(cè)光纖；接收來自被測(cè)光纖的背向散射光信號(hào)，并將所述背向散射光信號(hào)按照波長分成n路光信號(hào)；根據(jù)相關(guān)碼型序列對(duì)所述n路光信號(hào)進(jìn)行相關(guān)處理，輸出相關(guān)光時(shí)域反射儀信號(hào)。本發(fā)明還提供了一種光時(shí)域反射儀信號(hào)檢測(cè)裝置。本發(fā)明方案可以并行發(fā)送多組脈沖序列并同時(shí)處理多組信號(hào)，提高相關(guān)處理效率。
文檔編號(hào)H04B10/08GK102761363SQ20111010650
公開日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2011年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月27日
發(fā)明者晁代振, 王光軍, 胡穎新 申請(qǐng)人:華為海洋網(wǎng)絡(luò)有限公司