一种基于多路光纤光信号监测的OTDR装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于多路光纤光信号监测的OTDR装置，包含主控单元、光发送单元、光分路单元、示波单元、N个耦合单元及N个光分路探测单元，所述主控单元分别与所述光发送单元及示波单元连接，所述光发送单元与所述光分路单元连接，所述光分路单元对应与所述N个耦合单元连接，每个所述耦合单元的输入端分别对应与光分路单元及一光分路探测单元连接，每个所述耦合单元输出端对应与一待测光纤连接，每个所述光分路探测单元均对应与所述主控单元连接。本实用新型专利技术优点在于：可同时进行多路待测光纤故障点的监测与查找定位，且测试速度快、测量精确度高。

A OTDR device based on multi-channel optical fiber signal monitoring

The utility model discloses an OTDR device based on multi-channel optical fiber signal monitoring, which comprises a main control unit, an optical transmission unit, an optical shunting unit, an oscilloscope unit, N coupling units and N optical shunt detection units. The main control unit is connected with the optical transmission unit and the oscilloscope unit respectively, and the optical transmission unit is connected with the optical shunt detection unit. The optical splitting unit is connected with the N coupling units, and the input end of each coupling unit is connected with the optical splitting unit and the optical splitting detection unit, respectively. The output end of each coupling unit is connected with the optical fiber to be measured, and each optical splitting detection unit is corresponding to the optical splitting detection unit. It is connected with the main control unit. The utility model has the advantages of being able to simultaneously monitor and locate faulty points of multi-channel optical fibers to be measured, fast testing speed and high measuring accuracy.

【技术实现步骤摘要】
一种基于多路光纤光信号监测的OTDR装置
本技术涉及光时域反射领域，特别涉及一种基于多路光纤光信号监测的OTDR装置。
技术介绍
光时域反射仪(OpticalTime-DomainReflectometry，OTDR)是利用光线在光纤中传输时的瑞利散射和菲涅尔反射所产生的背向散射而制成的精密的光电一体化仪表，它被广泛应用于光缆线路的维护、施工之中，可进行光纤长度、光纤的传输衰减、接头衰减和故障定位等的测量。目前，用于光纤故障定位监测的OTDR，主要有两种即：用于单光子级别的弱光检测的单光子探测OTDR和用于非单光子级别的光检测的普通OTDR；雪崩光电二极管(APD)作为激光通信领域常见的一种光敏检测元件，因具有较高的检测灵敏度，是OTDR中一种不可或缺的组成器件。其中，单光子探测OTDR的雪崩光电二极管工作在门控盖革模式，而普通OTDR的雪崩光电二极管工作在线性模式；工作在线性模式的雪崩光电二极管，无需考虑后脉冲效应，可以工作在连续信号采集状态，具有测量时间快的优点，但是由于工作在线性模式的雪崩光电二极管增益低，无法探测弱小光信号，因此，普通OTDR的测量精度和测量距离受到限制。虽然，单光子探测OTDR可探测到比热噪声还小的极微弱光信号，可以得到比普通OTDR更高的测量精度、更远的测量距离和更大的动态范围，可以弥补普通OTDR的缺点，但是，因单光子探测OTDR的雪崩光电二极管工作在门控盖革模式下，受后脉冲影响，具有一定的死时间，导致单光子探测器的门脉冲重复频率低，只能工作在逐点扫描模式，且完成一次探测任务往往需要较长的时间；当测量精度越高、扫描点数越多，则单光子探测OTDR所需的探测时间越长；当后脉冲概率越大，则单光子探测OTDR所需要设置的死时间越长。另外，因雪崩光电二极管是容性器件，当门脉冲信号加载在雪崩光电二极管上对其进行充放电时，会引入相应的噪声，将光生的雪崩有效信号淹没，影响探测结果；同时温度的变化也会对雪崩光电二极管的探测性能造成一定影响，会引发雪崩光电二极管工作性能的不稳定使得对光纤故障点的定位和查找不准确。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种基于多路光纤光信号监测的OTDR装置，用以解决
技术介绍
中的缺陷。为实现上述目的，本技术采取的技术方案为：一种基于多路光纤光信号监测的OTDR装置，包含主控单元、光发送单元、光分路单元、示波单元、N个耦合单元及N个光分路探测单元，所述主控单元分别与所述光发送单元及示波单元连接，所述光发送单元与所述光分路单元连接，所述光分路单元对应与所述N个耦合单元连接，每个所述耦合单元的输入端对应与光分路单元及一光分路探测单元连接，每个所述耦合单元输出端对应与一待测光纤连接，每个所述光分路探测单元均对应与所述主控单元连接。进一步，所述主控单元包含有单片机、脉冲信号发生器、信号衰减驱动器及数据处理器，所述脉冲信号发生器、信号衰减驱动器及数据处理器分别与所述单片机连接；所述光发送单元包含脉冲光源及可调衰减器，所述脉冲光源分别与所述脉冲信号发生器及所述可调衰减器连接，所述可调衰减器分别与所述信号衰减驱动器及光分路单元连接；每个所述光分路探测单元均包含一1x2的分光器、一普通探测单元及一单光子探测单元，每个所述1x2分光器输入端对应与一耦合单元连接，每个所述1x2分光器输出端分别对应与一普通探测单元及一单光子探测单元连接。进一步，所述光分路单元为1xN分光器；所述示波单元为波形显示器,且所述波形显示器包含有N个对应用于显示所述光分路探测单元输出的探测光波形曲线的显示区；每个所述耦合单元为定向耦合器或环形器；其中，N为≥2的整数。进一步，每个所述普通探测单元均包含依次连接的第一光电探测模块、滤波器、第一信号放大器及第一模/数转换器，每个第一光电探测模块均还对应与一1x2的分光器的一输出端口连接，每个所述第一模/数转换器均还对应与主控单元的数据处理器连接，每个所述第一光电探测模块均包含有第一雪崩光电二极管、第一温控模块及第一封装盒体；每个所述第一温控模块包含有第一制冷器、第一加热器及第一温度传感器，每个所述第一制冷器及第一加热器均分别与主控单元的单片机连接，每个所述第一温度传感器均分别与所述主控单元的单片机及一第一雪崩光电二极管的管脚连接，每个所述第一光电探测模相对应的第一雪崩光电二极管、第一制冷器、第一加热器及第一温度传感器均对应封装在一个所述第一封装盒体内。进一步，每个所述单光子探测单元均包含第二光电探测模块、偏压模块、时钟模块、门脉冲模块、噪声抑制模块、脉冲整形模块及光子计数器，每个所述偏压模块分别均对应与主控单元的单片机及一第二光电探测模块连接，每个所述时钟模块分别对应与主控单元的脉冲信号发生器及一门脉冲模块连接，每个所述门脉冲模块对应与主控单元的单片机及一第二光电探测模块连接，每个噪声抑制模块分别对应与一第二光电探测模块及一脉冲整形模块连接，每个光子计数器分别对应与主控单元的数据处理器及一脉冲整形模块连接，每个所述第二光电探测模块均对应与一1x2分光器的一输出端口连接，每个所述第二光电探测模块均包含有第二雪崩光电二极管、第二温控模块及第二封装盒体；每个所述第二温控模块包含有第二制冷器、第二加热器及第二温度传感器，每个所述第二制冷器及第二加热器均分别对应与主控单元的单片机连接，每个所述第二温度传感器均分别对应与主控单元的单片机及一第二雪崩光电二极管的管脚连接，每个所述第二光电探测模块相对应的第二雪崩光电二极管、第二制冷器、第二加热器及第二温度传感器均对应封装在一个所述第二封装盒体内。进一步，每个所述偏压模块均为电压源模块，且均分别对应与主控单元的单片机连接及对应与一第二雪崩光电二极管的阴极连接；每个所述偏压模块均用于为与之对应连接的第二雪崩光电二极管提供工作所需的反向偏置电压。进一步，每个所述门脉冲模块均为门脉冲发生器，且分别对应与一时钟模块连接及对应与一第二雪崩光电二极管的阴极连接，每个所述门脉冲模块均包含有锁相环电路、分频器及第二信号放大器，每个所述锁相环电路的输出端对应与一第二信号放大器连接，每个所述锁相环电路的输入端对应与一时钟模块连接，每个所述锁相环电路包含依次连接的鉴相器、环路滤波器及压控振荡器；每个所述门脉冲模块均用于输出门控信号，为与之对应连接的第二雪崩光电二极管进行充放电控制，实现对第二雪崩光电二极管的雪崩及淬灭过程控制，每个所述时钟模块均用于控制与之对应连接的门脉冲模块及脉冲信号发生器同步触发工作，使门脉冲模块输出的门控信号与偏压模块输出的偏置电压信号按照时序的方式加载到第二雪崩光电二极管上，使第二雪崩光电二极管工作在盖革门控模式下，从而实现单光子级别的光强信号检测。进一步，每个所述噪声抑制模块包含带通滤波器、低通滤波器及第三信号放大器；每个所述带通滤波器输入端对应与一门脉冲模块输出端连接，每个所述带通滤波器输出端对应与一第二雪崩光电二极管的阴极连接；每个所述低通滤波器输入端对应与一第二雪崩光电二极管的阳极连接，每个所述低通滤波器输出端对应与一第三信号放大器输入端连接；每个所述第三信号放大器输出端对应与一脉冲整形模块连接；每个所述带通滤波器均用于滤除由对应门脉冲模块输出的门控信号中所带来的边带噪声和谐波噪声信号；每个所述低通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多路光纤光信号监测的OTDR装置，其特征在于：包含主控单元(1)、光发送单元(2)、光分路单元(3)、示波单元(4)、N个耦合单元(5)及N个光分路探测单元(6)，所述主控单元(1)分别与所述光发送单元(2)及示波单元(4)连接，所述光发送单元(2)与所述光分路单元(3)连接，所述光分路单元(3)对应与所述N个耦合单元(5)连接，每个所述耦合单元(5)输入端对应与所述光分路单元(3)及一所述光分路探测单元(6)连接，每个所述耦合单元(5)输出端对应与一待测光纤(7)连接，每个所述光分路探测单元(6)均对应与所述主控单元(1)连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于多路光纤光信号监测的OTDR装置，其特征在于：包含主控单元(1)、光发送单元(2)、光分路单元(3)、示波单元(4)、N个耦合单元(5)及N个光分路探测单元(6)，所述主控单元(1)分别与所述光发送单元(2)及示波单元(4)连接，所述光发送单元(2)与所述光分路单元(3)连接，所述光分路单元(3)对应与所述N个耦合单元(5)连接，每个所述耦合单元(5)输入端对应与所述光分路单元(3)及一所述光分路探测单元(6)连接，每个所述耦合单元(5)输出端对应与一待测光纤(7)连接，每个所述光分路探测单元(6)均对应与所述主控单元(1)连接。2.根据权利要求1所述的基于多路光纤光信号监测的OTDR装置，其特征在于：所述主控单元(1)包含有单片机(11)、脉冲信号发生器(12)、信号衰减驱动器(13)及数据处理器(14)，所述脉冲信号发生器(12)、信号衰减驱动器(13)及数据处理器(14)分别与所述单片机(11)连接；所述光发送单元(2)包含脉冲光源(21)及可调衰减器(22)，所述脉冲光源(21)分别与所述脉冲信号发生器(12)及所述可调衰减器(22)连接，所述可调衰减器(22)分别与所述信号衰减驱动器(13)及光分路单元(3)连接；每个所述光分路探测单元(6)均包含一1x2的分光器(61)、一普通探测单元(62)及一单光子探测单元(63)，每个所述1x2分光器(61)输入端对应与一耦合单元(5)连接，每个所述1x2分光器(61)输出端分别对应与一普通探测单元(62)及一单光子探测单元(63)连接。3.根据权利要求1所述的基于多路光纤光信号监测的OTDR装置，其特征在于：所述光分路单元(3)为1xN分光器,所述示波单元(4)为波形显示器，所述波形显示器包含有N个波形曲线显示区；每个所述耦合单元(5)为定向耦合器或环形器；其中，N为≥2的整数。4.根据权利要求2所述的基于多路光纤光信号监测的OTDR装置，其特征在于：每个所述普通探测单元(62)均包含依次连接的第一光电探测模块(621)、滤波器(622)、第一信号放大器(623)及第一模/数转换器(624)，每个第一光电探测模块(621)均还对应与一1x2的分光器(61)的一输出端口连接，每个所述第一模/数转换器(624)均还对应与主控单元(1)的数据处理器(14)连接，每个所述第一光电探测模块(621)均包含有第一雪崩光电二极管(621a)、第一温控模块(621b)及第一封装盒体(621c)；每个所述第一温控模块(621b)包含有第一制冷器(621b-1)、第一加热器(621b-2)及第一温度传感器(621b-3)，每个所述第一制冷器(621b-1)及第一加热器(621b-2)均分别与主控单元(1)的单片机(11)连接，每个所述第一温度传感器(621b-3)均分别与所述主控单元(1)的单片机(11)及一第一雪崩光电二极管(621a)的管脚连接，每个所述第一光电探测模块(621)相对应的第一雪崩光电二极管(621a)、第一制冷器(621b-1)、第一加热器(621b-2)及第一温度传感器(621b-3)均对应封装在一个所述第一封装盒体(621c)内。5.根据权利要求2所述的基于多路光纤光信号监测的OTDR装置，其特征在于：每个所述单光子探测单元(63)均包含第二光电探测模块(631)、偏压模块(632)、时钟模块(633)、门脉冲模块(634)、噪声抑制模块(635)、脉冲整形模块(636)及光子计数器(637)，每个所述偏压模块(632)分别均对应与主控单元(1)的单片机(11)及一第二光电探测模块(631)连接，每个所述时钟模块(633)分别对应与主控单元(1)的脉冲信号发生器(12)...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵锦辉，陈敬佳，杜丰夷，齐放，
申请(专利权)人：国网湖北省电力有限公司信息通信公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42