一种OTDR系统使用“打开的”并保持被供电的激光源，直到它的光到达正被测量的光纤段的末端(即，直到光纤段被完全照亮)。在完全照亮该光纤段之后的任何时间点，可以“关闭”该激光源。返回(反射和后向散射的)信号被引导进入该OTDR的光电探测器中，并且从光纤段开始被照亮时的时间点开始对其进行测量。测量是通过在预先确定的时间间隔对返回信号采样而进行的，这些时间间隔被定义为采样速率。然后，所产生的功率样本经过以微分运算为形式的后处理，从而从所采集的数据产生常规OTDR迹线。
【技术实现步骤摘要】
【专利说明】相关申请的交叉引用本申请要求2014年7月31日提交的并且通过引用结合在此的美国临时申请序列号62/031，288的权益。
本专利技术涉及一种光时域反射仪(0TDR)，并且更具体地涉及一种将低功率激光信号的沿传播用作探测源的0TDR( “沿”是指从亮到暗或从暗到亮的光信号跃迀)。 专利技术背景光纤安装过程中光纤的测试和表征在部署光通信系统的过程中是重要的步骤。如光纤长度、损耗和色散等测量通常由安装新光纤的人员手动执行，从而记录此信息以便为给定的光纤段创建“使用期限之初的(start of life)”特性简况。在某些情况下，这种特性简况用于为沿光纤段部署的光学器件参数选择适当的操作值。鉴于越发期望更集中地控制光通信系统(通过网络管理技术，如软件定义网络(SDN)概念)，使特性简况测量过程自动进行的能力正变得重要。实际上，期望是能够持续不断地更新关于系统中的每一个光纤段的简况信息，这样使得可以做出智能路由决策，从而在网络内提供动态控制。随着成本和尺寸约束两者受到关注，将这种类型的计量分析嵌入到现有功能中的能力是必不可少的。在光纤通信网络内部署分布式拉曼放大以允许更高的数据速率传输从而保持无差错也出现了增长。由于与拉曼光源相关联的参数根据光纤特性而变化，所以测量给定光纤段以及沿光纤段安置的组件的损耗特性的能力对于获得最佳拉曼放大器性能变得关键。损耗和反射事件的标识(如高损耗弯曲、连接器质量不良、或接合)可以在服务中断之前指出可能的故障模式。“现场的”(即，实时的)损耗测量可以在灾难性损坏发生之前就能够标识故障网络。另外，当可以快速且精确地标识故障位置时，可以使受影响的光纤段的故障时间最小化。通过提供到直接数据信道的最佳且最高效的路径的信息，可以确定(并控制)光预算。多年以来，常规0TDR仪器一直用于表征光纤段。基本的0TDR技术是沿着正被测量的光纤段传输高功率、短的激光脉冲(又称为“探测脉冲”)。那么沿着光纤的相反方向上后向散射(瑞利散射)或反射(菲涅尔反射)的任何光被0TDR的光电探测器组件捕获，并且对返回信号的时间和幅度分析提供了光纤段的表征简况。窄脉冲宽度为损耗和反射事件提供高空间分辨率。然而，由于返回的信号与脉冲中所包含的能量成比例，窄脉冲宽度的使用还导致所接收的信号的强度降低。例如，10ns的脉冲宽度提供一米的空间分辨率，并且只返回传输功率的0.0000001作为瑞利后向散射。由光纤引起的双向损耗进一步降低此低功率。因此，光纤段测量距离精度主要由探测脉冲的宽度限定，其中较短的脉冲宽度在返回信号中提供较少的数据，但提供更精确的段长度结果。另外，由于0TDR系统本身具有有限的带宽，探测脉冲的下降时间并非无限快。因此，如果沿着一个光纤段一起有两个间隔很近的反射事件，如果与第一事件相关联的信号在第二事件发生时未明显地下降，则系统可能“错过”第二事件是有可能的。也就是说，当两次反射一起间隔比这种极限更近时，它们基本上变得不可辨别了。这种情况被定义为事件盲区。另一个相关参数被定义为衰减盲区，其中来自一个事件的返回信号临时地使光检测器饱和，从而产生该检测器不能精确地感知第二事件的一个时段。OTDR系统中的这些“盲区”的问题已经为人所知多年，并且提出了各种类型的变通方法。解决常规0TDR系统的这些局限性的一种现有技术涉及在探测脉冲序列中使用特定的编码方案。编码脉冲流的使用允许每个单独脉冲的脉冲宽度保持相对短，但能够精确地表征较长的光纤段。然而，这些益处的代价是需要高度复杂的软件来产生并且然后处理经编码的0TDR波形，从而影响了测量时间(并且需要专用激光源提供精确的输入探测脉冲数据代码)。 专利技术概述通过本专利技术可以解决现有技术中存在的需求，本专利技术涉及一种光时域反射仪(0TDR)，并且更具体地涉及一种将低功率激光信号的沿传播用作探测源的0TDR( “沿”是指从亮到暗或从暗到亮的光信号跃迀)。根据本专利技术的一个实施例，新颖0TDR系统的激光源被“打开”并保持被供电，直到光到达正被测量的光纤段的末端(即，直到光纤段被完全照亮)。在完全照亮光纤段之后的任何时间点，可以“关闭”激光源。返回(反射和后向散射的)信号被引导进入0TDR的光电探测器中，并且从开始照亮该光纤段的时间点开始对其进行测量。测量是通过在预先确定的时间间隔对返回信号采样而进行的，该时间间隔被定义为采样速率。输入信号可以处于相对低功率，因为并不关心在沿着光纤的远处点上“脉冲”衰减为零(常规0TDR的“动态范围”问题的一个方面)。由于使用低功率探测信号，具有平均灵敏度特性的简单光电探测器就足以恢复和处理返回信号。然后所产生的功率样本经过以微分为形式的后处理，以便从所采集的数据产生常规0TDR迹线。本实施例可以被定义为“上升沿”配置，在该配置中，暗光纤连续地充满光，直到被完全照亮。因此返回信号指示反射和散射光功率增加。在一个替代实施例中，可以使用“下降沿”配置，在该配置中，被完全照亮的光纤逐渐变得更暗。类似地通过0TDR的光电探测器对此下降沿实施例中的返回信号进行测量，其中展现出返回光信号功率随着时间持续下降。又另一个实施例可以使用“上升沿”测量和“下降沿”测量两者。在这种情况下，对上升沿和下降沿测量的结果进行平均将会减少噪声对测量的影响并提高精确测量长光纤段(例如，超过100km的段)的能力。在任何实施例中，根据时间变化对返回信号进行采样并且记录与每个样本相关的功率等级。在接收器处进行采样的每个实例中，从光纤段的输入端口到光亮(或暗)传播到的当前点(即，上升沿或下降沿，视具体情况而定)的所有反射和后向散射光的总和(或积分)。通过及时地减去在两个不同实例处测量的返回功率的值(求微分)，可以获得沿着光纤传播的光的两个相应位置之间的插入损耗差。对在限定的时段测量的反射功率进行的这些差值计算引起产生光纤段的损耗简况(“损耗简况”是众所周知的0TDR迹线)。使用连续的探测信号的照亮可以被认为是“集成”常规的基于脉冲的0TDR方案，并且对返回信号使用差值计算可以等同于对返回信号覆盖求微分以恢复典型的0TDR迹线。已经发现低功率信号的使用可以最小化现有技术的0TDR系统的盲区问题。例如，已经发现以本专利技术的沿传播信号替代现有技术的脉冲探测信号可以将示例性衰减盲区从5.3m减少到大约0.8mο本专利技术的优点是只需要采集所采样的返回功率测量的单个数据集来完全表征光纤段。这与现有技术的脉冲0TDR系统形成对比，在现有技术系统中需要大量脉冲(几千个脉冲)来执行相同的表征，并且对这些脉冲进行多次测量。因此，由于最初创建了完整的返回信号功率数据集，简单地通过选择样本的数量来调整后处理(差值产生)的分辨率，在该样本数量上确定平均数。每次差值计算中的样本数量越少，分辨率就越高(但0TDR迹线中存在的噪声级就更高)。在差值计算时使用更大的时基(更大的样本数量)，通过最小化明显的噪声，可以产生更平滑的迹线，其中噪声的减少允许更容易看到出现在光纤段“深处”的事件。因此结果的精度根据采样速率变化，采样速率用于采集所测量的返回功率的初始数据集。此后，在0TDR迹线的后处理计算过程中，所产生的迹线的分辨率根据“窗口大小”变化，在该窗口大小内计算差值。实际上，结果是距离相对于精度不本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种OTDR测量系统，包括：一个激光源，该激光源用于将光注入一个正被测量的光纤段的一个第一输入端面中；一个控制元件，该控制元件用于“打开”和“关闭”该激光源，从而在“打开”该激光源时产生一个传播探测信号的一个上升沿并在“关闭”该激光源时产生该探测信号的一个下降沿；一个光接收器，该光接收器偶联至该光纤段的该第一输入端面上以接收该传播探测信号的一个返回部分并提供返回光功率的一个测量结果作为一个电输出功率信号；一个数据分析单元，该数据分析单元用于对该光接收器的电输出进行采样，存储多个采样测量结果并处理该多个采样测量结果以产生一条OTDR迹线作为该OTDR测量系统的输出。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：阿拉瓦南·古鲁萨米，蒂莫西·赞恩利，斯科特·达尔，迪帕克·德维查兰，伊恩·彼得·麦克林，
申请(专利权)人：贰陆股份公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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