共用光源的OTDR光放大装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种共用光源的OTDR光放大装置，包括：主控单元、数据采集处理单元、若干个泵浦激光器构成的泵浦激光器组合单元、第一激光器驱动控制单元、其它激光器驱动控制单元、第一光学开关、第二光学开关、光学环形器、泵浦合波器；泵浦激光器组合单元中包括一个第一泵浦激光器和若干个其它泵浦激光器；第一激光器驱动控制单元连接并受控于主控单元；第一激光器驱动控制单元中设有模式选择开关，并具有两种控制方式；第一控制方式是OTDR脉冲发射模式，第二种控制方式是光放大装置放大模式；本发明专利技术中的光放大装置选取某个泵浦激光器同时作为OTDR光源共用，不仅节省了昂贵的OTDR的设备成本，而且可以在线监测光纤线路的损耗。

【技术实现步骤摘要】
共用光源的OTDR光放大装置及控制方法
本专利技术涉及光纤传输及光通信领域，尤其是一种具有OTDR功能的光放大装置。
技术介绍
在长跨距传输系统中，已经越来越离不开拉曼放大器。拉曼放大器具有宽带平坦的增益谱、突出的噪声性能、低非线性效应和灵活的应用方式等特点而逐渐成为应用的热点。但是相比较其他的光纤放大器，需要较高的泵浦功率，一般泵浦功率需要达到1W以上。同时，拉曼放大器因为传输光纤即增益光纤，其增益受传输光纤状况的影响非常严重，接头损耗，光纤老化都会使增益大大减小。另一方面，通信系统对拉曼放大器控制要求越来越高，不仅要求拉曼放大器增益的大小可以大范围调节，而且要求拉曼放大器对多波系统增益斜率也可以较大范围调节。目前拉曼放大器主要是通过定标增益与信号工作带宽外的某段波长内的自发辐射放大光（ASE）功率的数学关系来控制增益。然而在同类型的光纤中，因为制作工艺或批次等原因，各光纤没有完全一样的衰减，另外随着长时间应用引起的老化，环境温度变化的影响，及传输光纤与拉曼放大器连接之间的插损等，这些因素都会影响拉曼放大器的增益与带外ASE功率之间的关系，而且这些因素还不是固定不变的。为了精确控制拉曼放大器的增益，必须将这些因素考虑进拉曼放大器的增益与带外ASE功率之间的数学关系中。在双泵或多泵的拉曼放大器中，其主要通过确定泵的比例与增益斜率的关系来控制放大器的增益斜率。且此关系同样受到上述接头损耗的影响。为了准确的控制拉曼放大器的增益大小及增益斜率，对拉曼接头损耗和光纤衰减状况的实时掌握就是非常必要的。在拉曼放大器的工程应用中，因为环境洁净度不够，拉曼放大器的输出端面很容易污染，从而导致放大器与传输光纤的连接插损变大，影响拉曼放大器的应用。需要及时了解这种插损进而采取必要的解决措施。另外伴随着高泵浦功率，也带来一系列的不利因素，例如，如果不知道光纤状况，接触光纤可能会造成操作人员受到伤害等。在接入拉曼放大器之前，一般的做法是用OTDR仪表预先检测一下光纤的状况，确认接头，光纤衰减都是正常值之后，才能接入拉曼放大器。在长距离传输现场应用中，光通信设备组网时需要采购专用的OTDR和配套测试装置，对连接的光纤进行测试和监控。光时域反射仪（OTDR）通过直连光纤或利用特定波长光脉冲插入光纤进行测试，测试组网方案复杂，OTDR设备价格高昂。以上因素导致带监测光纤功能的光网络维护的复杂性高、成本高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种共用光源的OTDR光放大装置以及其控制方法，该光放大装置选取一路泵浦激光器同时作为OTDR光源共用，其内置的OTDR功能可实现在光放大装置开启工作前，准确确认传输光纤的状况；确认传输光纤状况符合光放大装置开泵条件以后，通过光学开关、模式选择开关及相应控制程序切换成光放大装置放大模式，从而使得光放大装置进入正常工作状态；本专利技术采用的技术方案是：一种共用光源的OTDR光放大装置，包括：主控单元、数据采集处理单元、若干个泵浦激光器构成的泵浦激光器组合单元、第一激光器驱动控制单元、其它激光器驱动控制单元、第一光学开关、第二光学开关、光学环形器、泵浦合波器；泵浦激光器组合单元中包括一个第一泵浦激光器和若干个其它泵浦激光器；第一激光器驱动控制单元连接并受控于主控单元；第一激光器驱动控制单元中设有模式选择开关，并具有两种控制方式；第一控制方式是OTDR脉冲发射模式，第二种控制方式是光放大装置放大模式；在第一激光器驱动控制单元中，设有光放大器用第一激光器驱动控制单元和OTDR用脉冲发射单元；主控单元分别连接光放大器用第一激光器驱动控制单元、OTDR用脉冲发射单元和模式选择开关；光放大器用第一激光器驱动控制单元和OTDR用脉冲发射单元的输出均连接模式选择开关；模式选择开关的输出连接第一泵浦激光器；其它激光器驱动控制单元连接并受控于主控单元；在其它激光器驱动控制单元中，设有光放大器用其它激光器驱动控制单元；主控单元连接光放大器用其它激光器驱动控制单元，光放大器用其它激光器驱动控制单元的输出连接若干个其它泵浦激光器；第一光学开关和第二光学开关均受控于主控单元；第一光学开关包括1a、2a、3a三个端口；第二光学开关包括1b、2b、3b三个端口；光学环形器包括1c、2c、3c三个端口；第一泵浦激光器的输出连接第一光学开关的1a端口；第一光学开关的2a端口连接光学环形器的1c端口；第一光学开关的3a端口连接泵浦合束器MUX的一个输入端；若干个其它泵浦激光器的输出分别连接泵浦合束器MUX的若干个输入端；光学环形器的2c端口连接第二光学开关的2b端口，光学环形器的3c端口连接数据采集处理单元的输入端；第二光学开关的1b端口连接传输光纤；泵浦合束器MUX通过隔离器连接第二光学开关的3b端口，或者具有隔离功能的泵浦合束器MUX的输出端直接连接第二光学开关的3b端口；数据采集处理单元的输出连接主控单元。进一步地，主控单元包括相互连接的MCU和FPGA控制器；FPGA控制器通过控制总线连接数据采集单元；数据采集处理单元的输出通过数据总线连接FPGA控制器；MCU分别与第一光学开关、第二光学开关、模式选择开关、第一激光器驱动控制单元、其它激光器驱动控制单元连接；FPGA控制器与第一激光器驱动控制单元连接；当控制方式是OTDR脉冲发射模式时，MCU控制第一光学开关1a与2a端口接通，第二光学开关1b与2b端口接通，同时切换模式选择开关，将第一泵浦激光器的驱动单元切换为OTDR用脉冲发射单元；其后，根据所测传输光纤链路的长度，设置所需的光脉冲幅度、脉宽及采样次数，通过数据总线将所设参数传给FPGA控制器并启动FPGA控制器，FPGA控制器控制OTDR用脉冲发射单元以驱动第一泵浦激光器输出所需光脉冲信号；该输出光脉冲信号依次通过第一光学开关，光学环行器1c->2c端口，和第二光学开关进入传输光纤；传输光纤中的各种接头损耗或是光纤损伤带来的瑞利散射或菲涅耳反射通过第二光学开关和光学环行器2c->3c端口返回到数据采集处理模块中；数据采集处理模块接收该散射/反射光信号，将光信号转换为电信号后送至FPGA控制器进行数据采样；FPGA控制器将读取的数据传送给MCU，MCU接收到数据后进行数据处理，以获得传输光纤链路的检测结果；MCU判断满足OTDR光放大装置的开泵条件后，才能将控制方式切换为光放大装置放大模式；当控制方式是光放大装置放大模式时，MCU控制第一光学开关1a与3a端口接通，第二光学开关1b与3b端口接通，同时切换模式选择开关，将第一泵浦激光器的驱动单元切换为光放大器用第一激光器驱动控制单元；MCU控制光放大器用第一激光器驱动控制单元输出需要的控制量，以控制第一泵浦激光器开启到预设的泵浦功率；其它激光器驱动控制单元受控于MCU，在OTDR脉冲发射模式时，MCU控制光放大器用其它激光器驱动控制单元不工作；在光放大装置放大模式时，MCU控制光放大器用其它激光器驱动控制单元输出需要的控制量，以控制若干个其它泵浦激光器输出各自预设的泵浦功率。具体地，数据采集处理单元包括依次连接的光电接收器模块、高增益信号放大模块、隔离及滤波电路、AD转换电路、数据存储单元；其中高增益信号放大模块、AD转换电路、数据存本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种共用光源的OTDR光放大装置，其特征在于，包括：主控单元、数据采集处理单元、若干个泵浦激光器构成的泵浦激光器组合单元、第一激光器驱动控制单元、其它激光器驱动控制单元、第一光学开关、第二光学开关、光学环形器、泵浦合波器MUX；泵浦激光器组合单元中包括一个第一泵浦激光器和若干个其它泵浦激光器；第一激光器驱动控制单元连接并受控于主控单元；第一激光器驱动控制单元中设有模式选择开关，OTDR光放大装置具有两种控制方式；第一控制方式是OTDR脉冲发射模式，第二种控制方式是光放大装置放大模式；在第一激光器驱动控制单元中，设有光放大器用第一激光器驱动控制单元和OTDR用脉冲发射单元；主控单元分别连接光放大器用第一激光器驱动控制单元、OTDR用脉冲发射单元和模式选择开关；光放大器用第一激光器驱动控制单元和OTDR用脉冲发射单元的输出均连接模式选择开关；模式选择开关的输出连接第一泵浦激光器；其它激光器驱动控制单元连接并受控于主控单元；在其它激光器驱动控制单元中，设有光放大器用其它激光器驱动控制单元；主控单元连接光放大器用其它激光器驱动控制单元，光放大器用其它激光器驱动控制单元的输出连接若干个其它泵浦激光器；第一光学开关和第二光学开关均受控于主控单元；第一光学开关包括1a、2a、3a三个端口；第二光学开关包括1b、2b、3b三个端口；光学环形器包括1c、2c、3c三个端口；第一泵浦激光器的输出连接第一光学开关的1a端口；第一光学开关的2a端口连接光学环形器的1c端口；第一光学开关的3a端口连接泵浦合束器MUX的一个输入端；若干个其它泵浦激光器的输出分别连接泵浦合束器MUX的若干个输入端；光学环形器的2c端口连接第二光学开关的2b端口，光学环形器的3c端口连接数据采集处理单元的输入端；第二光学开关的1b端口连接传输光纤；泵浦合束器MUX通过隔离器连接第二光学开关的3b端口，或者具有隔离功能的泵浦合束器MUX的输出端直接连接第二光学开关的3b端口；数据采集处理单元的输出连接主控单元。...

【技术特征摘要】
1.一种共用光源的OTDR光放大装置，其特征在于，包括：主控单元、数据采集处理单元、若干个泵浦激光器构成的泵浦激光器组合单元、第一激光器驱动控制单元、其它激光器驱动控制单元、第一光学开关、第二光学开关、光学环形器、泵浦合波器MUX；泵浦激光器组合单元中包括一个第一泵浦激光器和若干个其它泵浦激光器；第一激光器驱动控制单元连接并受控于主控单元；第一激光器驱动控制单元中设有模式选择开关，OTDR光放大装置具有两种控制方式；第一控制方式是OTDR脉冲发射模式，第二种控制方式是光放大装置放大模式；在第一激光器驱动控制单元中，设有光放大器用第一激光器驱动控制单元和OTDR用脉冲发射单元；主控单元分别连接光放大器用第一激光器驱动控制单元、OTDR用脉冲发射单元和模式选择开关；光放大器用第一激光器驱动控制单元和OTDR用脉冲发射单元的输出均连接模式选择开关；模式选择开关的输出连接第一泵浦激光器；其它激光器驱动控制单元连接并受控于主控单元；在其它激光器驱动控制单元中，设有光放大器用其它激光器驱动控制单元；主控单元连接光放大器用其它激光器驱动控制单元，光放大器用其它激光器驱动控制单元的输出连接若干个其它泵浦激光器；第一光学开关和第二光学开关均受控于主控单元；第一光学开关包括1a、2a、3a三个端口；第二光学开关包括1b、2b、3b三个端口；光学环形器包括1c、2c、3c三个端口；第一泵浦激光器的输出连接第一光学开关的1a端口；第一光学开关的2a端口连接光学环形器的1c端口；第一光学开关的3a端口连接泵浦合束器MUX的一个输入端；若干个其它泵浦激光器的输出分别连接泵浦合束器MUX的若干个输入端；光学环形器的2c端口连接第二光学开关的2b端口，光学环形器的3c端口连接数据采集处理单元的输入端；第二光学开关的1b端口连接传输光纤；泵浦合束器MUX通过隔离器连接第二光学开关的3b端口，或者具有隔离功能的泵浦合束器MUX的输出端直接连接第二光学开关的3b端口；数据采集处理单元的输出连接主控单元。2.如权利要求1所述的共用光源的OTDR光放大装置，其特征在于，主控单元包括相互连接的MCU和FPGA控制器；FPGA控制器通过控制总线连接数据采集单元；数据采集处理单元的输出通过数据总线连接FPGA控制器；MCU分别与第一光学开关、第二光学开关、模式选择开关、第一激光器驱动控制单元、其它激光器驱动控制单元连接；FPGA控制器与第一激光器驱动控制单元连接；当控制方式是OTDR脉冲发射模式时，MCU控制第一光学开关1a与2a端口接通，第二光学开关1b与2b端口接通，同时切换模式选择开关，将第一泵浦激光器的驱动单元切换为OTDR用脉冲发射单元；其后，根据所测传输光纤链路的长度，设置所需的光脉冲幅度、脉宽及采样次数，通过数据总线将所设参数传给FPGA控制器并启动FPGA控制器，FPGA控制器控制OTDR用脉冲发射单元以驱动第一泵浦激光器输出所需光脉冲信号；该输出光脉冲信号依次通过第一光学开关，光学环行器1c->2c端口，和第二光学开关进入传输光纤；传输光纤中的各种接头损耗或是光纤损伤带来的瑞利散射或菲涅耳反射通过第二光学开关和光学环行器2c->3c端口返回到数据采集处理模块中；数据采集处理模块接收该散射/反射光信号，将光信号转换为电信号后送至FPGA控制器进行数据采样；FPGA控制器将读取的数据传送给MCU，MCU接收到数据后进行数据处理，以获得传输光纤链路的检测结果；MCU判断满足OTDR光放大装置的开泵条件后，才能将控制方式切换为光放大装置放大模式；当控制方式是光放大装置放大模式时，MCU控制第一光学开关1a与3a端口接通，第二光学开关1b与3b端口接通，同时切换模式选择开关，将第一泵浦激光器的驱动单元切换为光放大器用第一激光器驱动控制单元；MCU控制光放大器用第一激光器驱动控制单元输出需要的控制量，以控制第一泵浦激光器开启到预设的泵浦功率；其它激光器驱动控制单元受控于MCU，在OTDR脉冲发射模式时，MCU控制光放大器用其它激光器驱动控制单元不工作；在光放大装置放大模式时，MCU控制光放大器用其它激光器驱动控制单元输出需要的控制量，以控制若干个其它泵浦激光器输出各自预设的泵浦...

【专利技术属性】
技术研发人员：迟荣华，丰云宾，
申请(专利权)人：无锡市德科立光电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32