一种长距离光缆实时在线监测装置及监测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种长距离光缆实时在线监测装置及监测方法，所述装置为包括顺序连接的MCU模块、脉冲产生模块、脉冲调制模块、3端口环行器、带宽可调窄带滤波器、1：16光开关、一组CWDM波分复用器、1:2光分路器、光接收模块、信号处理模块和光功率测量模块。这种装置成本低、实用性好，这种方法能满足应用系统快速测量要求。量要求。量要求。

【技术实现步骤摘要】
一种长距离光缆实时在线监测装置及监测方法


[0001]本专利技术涉及光纤时域反射实时测量
，具体为一种长距离光缆实时在线监测装置及监测方法。

技术介绍

[0002]光纤通信系统光缆在线监测已得到广泛应用，光缆监测装置可提供光缆断点监测、定位、损耗分布等测量功能，为光缆线路维护提供了强有力手段、是光纤通信系统维护必不可少的设备。实时在线监测是不中断业务光传输的同时对光缆进行实时监测。在无中继光纤通信系统中，通信传输距离大部分小于100km时，业务光发射机输出到传输光缆的光功率通常小于+3dBm，此时业务光在向前传输过程中产生的后向反射光小于较小，不影响光缆监测装置实时在线监测工作。在一些特殊应用场合，光纤通信距离远大于100km距离、且传输系统无中继设计或无中继条件，但还要求对传输光缆实时在线监测。远距离无中继传输系统距离远、复用传输多个波长业务光，业务光功率很大，后向反射光大幅增大。长距离光缆监测，要求光缆监测装置光接收电路有很大接收动态，即需要有较高接收灵敏度和较大的抗饱和工作能力。提高接收灵敏度和提高抗饱和能力是两个很难兼顾的要求，较高接收灵敏度意味着需要降低电路抗饱和能力指标。长距离光纤监测常常以提高接收灵敏度优先，因此长距离光纤监测通常设计为离线监测，因为业务光产生的后向反射光功率接近或超过了其接收灵敏度，造成光缆监测装置接收饱和，OTDR曲线严重失真变形，不适宜在线监测。长距离光缆实时在线监测，光缆监测装置需要采用特殊设计，以减少业务光后向反射功率影响，保证实时在线监测正常工作。常用方法1是：采用离线监测方式，即在监测光缆时业务光不工作、或在业务光不工作时进行光缆监测，此时光纤中传输只有光缆监测光，无业务光；方法2是：降低光接收模块接收灵敏度、光接收电路放大不饱和。
[0003]目前，光缆监测装置采用的电路是：脉冲测量信号输入到脉冲激光器进行电光调制，调制光输入到3端口环行器（或1：2光分路器）的1端口，环行器2端口输出反射光信号，环行器3端口（公共端）与CWDM波分复用器连接，与业务光进行光复用。常用CWDM的通道带宽约为
±
6.5nm，业务光输入时，环行器端口2输出的业务光后向反射功率Pr≈业务光功率Pi
‑
60dBm，如业务光功率为+23dBm，计算出Pr≈
‑
37dBm，实时在线监测时，OTDR测试距离≤100km。
[0004]因此需要研制一种长距离光缆实时在线监测方法和装置，满足无中继长距离光传输系统光缆在线监测要求。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对现有技术的不足，而提供一种长距离光缆实时在线监测装置及监测方法。这种装置成本低、实用性好，这种方法能满足应用系统快速测量要求。
[0006]实现本专利技术目的的技术方案是：一种长距离光缆实时在线监测装置， 包括顺序连接的MCU模块、脉冲产生模块、脉
冲调制模块、3端口环行器、带宽可调窄带滤波器、1：16光开关、一组CWDM波分复用器、1:2光分路器、光接收模块、信号处理模块和光功率测量模块，其中， CWDM波分复用器的数量为16，MCU模块的P0口连接脉冲产生模块的输入口、P1口连接信号处理模块输出口、P2口连接光功率测量模块输出口、 P3口连接带宽可调窄带光滤波器模块控制端口、P4口连接1：16光开关的控制口，脉冲产生模块的输出口连接脉冲调制模块输入口，脉冲调制模块输出口连接3端口环行器的1端口即输入口、3端口环行器的2端口即输出口连接1：2光分路器COM端、环行器的3端口即公共口连接带宽可调窄带光滤波器模块2端口，带宽可调窄带光滤波器模块1端口连接1：16光开关的COM端， 1：16光开关的1
‑
16路接口分别连接第一路至第16路波分复用器的监测光接口，第一路至第16路波分复用器的业务光口分别连接第一路至第16路业务光，第一路至第16路波分复用器的COM口分别连接16路传输光纤，1：2光分路器的第一分光口1连接光接收模块输入口、1：2光分路器的第二分光口2连接光功率测量模块的输入口，光接收模块的输出口连接信号处理模块的输入口，信号处理模块输的出口连接MCU模块P1口，光功率测量模块输出口连接MCU模块P2口, 1：16光开关的控制口连接MCU的P4口，所述光接收模块采用APD探测设计、AD采样位数为16bit。
[0007]所述脉冲产生模块产生脉冲的宽度为5ns或10ns或30ns或80ns或160ns或320ns或640ns或1280ns或5120ns或10240ns或20240ns。
[0008]所述脉冲调制模块为带宽可调窄带滤波器，带宽可调窄带滤波器的波长为1610nm、3dB光谱宽1kHz、峰值功率+20dBm。
[0009]所述3端口环行器的波长为1610nm。
[0010]所述带宽可调窄带光滤波器模块的工作波长为1610nm、带宽调节范围为0.4nm
‑
12nm、采用16档调节、调节步进为2dB，16档调节分别为0.4nm、0.64nm、1.0nm、1.6nm、2.6nm、4.2nm、6.7 nm和12nm，切换时间为50ms，最大输入功率≤+27dBm、插损≤1.5dB、带外抑制≥45 dB。
[0011]所述1：16光开关为MEMS光开关。
[0012]所述波分复用器的工作波长为1550nm/1610nm、通道带宽为
±
6.5nm、插损≤0.7dB。
[0013]所述1：2光分路器的工作波长为1610nm、分光比为99%和1%，其中1端口为99%、2端口为1%。
[0014]所述光功率测量模块测量功率范围为
‑
10dBm
‑‑
70dBm，采样位数16bit。
[0015]业务光信号输入传输光缆时，由于光后向反射作用，反射光CWDM监测光口、1：16光开关、3端口环行器输入到光接收模块，较大的业务光信号输入导致光接收模块输入饱和，影响在线监测装置工作，通过设计带宽可调窄带滤波器的带宽，在保证光缆监测光通过的同时，尽可能把带外的业务光反射信号滤除，降低业务光影响，保证高接收灵敏度光接收模块正常工作，由于脉冲调制模块的光源的光谱有一定的谱宽，窄带滤波器的带宽对脉冲调制模块光源光谱也有滤波作用，窄带滤波器带宽越大，光源的能量通过越大，对增加测量距离越有利，因此带宽可调窄带滤波器的带宽调节需要综合调节。
[0016]一种长距离光缆实时在线监测方法，包括上述长距离光缆实时在线监测装置，所述方法为：1）用户向MCU模块发出OTDR测量指令，MCU模块根据用户指令通过P4接口向1：16光
开关发出切换指令；2）1：16光开关接通相应通道的CWDM，接通相应的光链路；3）该光链路业务光反射光通过CWDM、1：16光开关、带宽可调窄带滤波器、3端口环行器、1：2光分路器输入到光功率检测模块；4）光功率检测模块对输入的光信号进行检测，测出业务光反射光功率；5）MCU模块P2接口接收光功率测量模块送本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1. 一种长距离光缆实时在线监测装置，其特征在于，包括顺序连接的MCU模块、脉冲产生模块、脉冲调制模块、3端口环行器、带宽可调窄带滤波器、1：16光开关、一组CWDM波分复用器、1:2光分路器、光接收模块、信号处理模块和光功率测量模块，其中， CWDM波分复用器的数量为16，MCU模块的P0口连接脉冲产生模块的输入口、P1口连接信号处理模块输出口、P2口连接光功率测量模块输出口、 P3口连接带宽可调窄带光滤波器模块控制端口、P4口连接1：16光开关的控制口，脉冲产生模块的输出口连接脉冲调制模块输入口，脉冲调制模块输出口连接3端口环行器的1端口即输入口、3端口环行器的2端口即输出口连接1：2光分路器COM端、环行器的3端口即公共口连接带宽可调窄带光滤波器模块2端口，带宽可调窄带光滤波器模块1端口连接1：16光开关的COM端， 1：16光开关的1~16路接口分别连接第一路至第16路波分复用器的监测光接口，第一路至第16路波分复用器的业务光口分别连接第一路至第16路业务光，第一路至第16路波分复用器的COM口分别连接16路传输光纤，1：2光分路器的第一分光口1连接光接收模块输入口、1：2光分路器的第二分光口2连接光功率测量模块的输入口，光接收模块的输出口连接信号处理模块的输入口，信号处理模块的出口连接MCU模块P1口，光功率测量模块输出口连接MCU模块P2口, 1：16光开关的控制口连接MCU的P4口，所述光接收模块采用APD探测设计、AD采样位数为16bit。2.根据权利要求1所述的长距离光缆实时在线监测装置，其特征在于，所述脉冲产生模块产生脉冲的宽度为5ns或10ns或30ns或80ns或160ns或320ns或640ns或1280ns或5120ns或10240ns或20240ns。3.根据权利要求1所述的长距离光缆实时在线监测装置，其特征在于，所述脉冲调制模块为带宽可调窄带滤波器，带宽可调窄带滤波器的波长为1610nm、3dB光谱宽1kHz、峰值功率+20dBm。4.根据权利要求1所述的长距离光缆实时在线监测装置，其特征在于，所述3端口环行器的波长为1610nm。5. 根据权利要求1所述的长距离光缆实时在线监测装置，其特征在于，所述带宽可调窄带光滤波器模块的工作波长为1610...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯有强，宋文生，聂杨，马祖其，陶庆肖，姚君，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十四研究所，
类型：发明
国别省市：