实现光纤光时域反射探测和光纤光信号放大的装置制造方法及图纸

一种实现光纤光时域反射探测和光纤光信号放大的装置，包括有泵浦激光器，泵浦激光器的出射光与光开关的主端连接，光开关的一个输出分端口连接用作对传输信号光放大的第二光波分复用器的泵浦端，第二光波分复用器的公共端连接掺铒光纤，光开关的另一个输出分端口通过光环形器连接第一光波分复用器的泵浦端，第一光波分复用器）的公共端通过一个光器件或依次通过一个以上的光器件连接第一传输光纤或第二传输光纤，第一传输光纤或第二传输光纤的回射泵浦光逆向通过一个光器件或依次通过一个以上的光器件、第一光波分复用器和光环形器后，最终进入第一光电探测器或第二光电探测器。本发明专利技术可实现同一个设备集成光时域反射探测和光信号放大两项功能。

【技术实现步骤摘要】
实现光纤光时域反射探测和光纤光信号放大的装置
本专利技术涉及一种光放大器。特别是涉及一种实现光纤光时域反射探测和光纤光信号放大的装置。
技术介绍
随着光纤通信向大容量高速度方向不断发展，光纤传输网络拓扑结构变得越来越复杂，在复杂系统的安装、调试、维护、升级、检修，尤其是故障诊断时，要求可以对光传输网络物理介质作特性分析，以及确定传输光缆中故障点的性质及位置，并且迅速采取相应的补救和维修措施。光时域反射仪核心器件包括激光器以及光电探测器，激光器经脉冲调制后，发射一定功率、一定脉宽、一定频率和一定波长的探测光，耦合进入传输光纤，该脉冲探测光和光传输介质在传输途中相互作用，将会产生菲涅尔反射光和反向瑞利散射光。光缆本身的某些性状和特质，如光纤连接器、光纤镕接点、光纤弯曲或其它类似点事件，将使探测光在这些点产生背离基准时域谱形的跳变非连续信号，其中一部分信号可沿原路径返回到检测器中。根据发射信号到返回信号所用的时间，以及光在该光纤介质中的传播速度，可计算出事件点距离探测光出射点的距离。此外，通过分析该跳变点的属性，可推出该故障或者事件性质。除光纤点事件外，亦可对传输光缆的整体性状作一定程度的判定，如光纤类型、衰减系数等。据此，网管系统可采用光时域分析仪对光纤跨段状况作分析和判断，尤其是在网络作升级、修复、调试时，此检测信息可供工程人员或网管人员作重要参考。传统光时域反射仪往往需要额外接入光纤网络，并作为一种检测仪器而存在，其成本较高，增加了额外开销。光纤放大器是对光纤传输链路中光信号进行再生放大的一种设备，随着光信号沿着光纤光缆传输过程中不断衰减，到达接收机时，光功率可能已经在接收门限值以下了，因此，需要光纤放大器对光信号作再生放大，以延伸光信号传输距离。掺铒光纤放大器是目前已取得广泛应用的商用光放大器，技术非常成熟。在泵浦光泵浦下，并在入射信号光作用下，将泵浦光能量转化为信号光能量，实现信号光功率放大。也就是说，这种光放大器本身包含有激光器。由于光纤放大器作为光纤通信系统中的节点设备大量存在，因此，可以借用光纤放大器出射耦合到传输光纤中的光能量作为光时域反射仪的检测光源。由此，可降低系统资源和成本开销，系统架构也会得到一定简化。整个光通信网络将处在带有光时域反射仪功能的光纤放大器的监控之下。由此，系统维护、维修、改造和升级的效率将得以提高，光通信网络的安全性和可靠性将得以增强。但是，光时域反射仪作为独立的仪器，它自身具有一系列的技术要求，其主要特点在于激光光源须作纳秒到微秒级别的脉宽调制。此外，回射散射光须作有效收集和检测。为此，须对传统光纤放大器光路作适当改造，以有效融入光时域反射检测功能。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种能够适应系统安装、调试、监控、维护、升级、检修的各种不同要求的实现光纤光时域反射探测和光纤光信号放大的装置。本专利技术所采用的技术方案是：一种实现光纤光时域反射探测和光纤光信号放大的装置，包括有泵浦激光器，其特征在于，所述泵浦激光器的出射光与光开关的主端连接，所述光开关的一个输出分端口连接用作对传输信号光放大的第二光波分复用器的泵浦端，所述第二光波分复用器的公共端连接掺铒光纤，所述光开关的另一个输出分端口通过光环形器连接第一光波分复用器的泵浦端，所述第一光波分复用器）的公共端通过一个光器件或依次通过一个以上的光器件连接第一传输光纤或第二传输光纤，所述第一传输光纤或第二传输光纤的回射泵浦光逆向通过所述的一个光器件或依次通过一个以上的光器件、第一光波分复用器和光环形器后，最终进入第一光电探测器或第二光电探测器。所述的第一光波分复用器的信号端和第二光波分复用器的信号端分别各通过一个光器件连接第一光耦合器的光输入端，所述的第一光耦合器的输出光进入第三光电探测器，所述的掺铒光纤的输出端连接一个或一个以上的光器件。所述的第一光波分复用器的信号端通过一个光器件连接第二光耦合器的一个光输入端，所述的第二光波分复用器的信号端通过一个以上的光器件连接第二光耦合器的另一个光输入端，所述的第二光耦合器的输出光分别进入第四光电探测器和第五光电探测器，所述的掺铒光纤的输出端连接一个或一个以上的光器件。所述的第一光波分复用器的信号端通过一个光器件连接第二光耦合器的一个光输入端，所述的第二光波分复用器的信号端连接一个或一个以上的光器件，所述的掺铒光纤的输出端通过一个光器件连接第二光耦合器的另一个光输入端，所述第二光耦合器的输出光分别进入第四光电探测器和第五光电探测器。所述的第一光波分复用器的信号端通过一个光器件连接第一光耦合器的一个光输入端，所述的第二光波分复用器的信号端连接一个或一个以上的光器件，所述的掺铒光纤的输出端通过一个光器件连接第一光耦合器的另一个光输入端，所述第一光耦合器的输出光进入第三光电探测器。所述的第一光电探测器、第二光电探测器是雪崩二极管或是PINFET或是光电二极管。所述的泵浦激光器设置有1个以上。对所述的泵浦激光器进行调制，调制深度从0dB到50dB，脉宽从1nS～1μS，调制周期从0.1Hz～100KHz，调制波形是方波、正弦拨、三角波、锯齿波中的一种。所述的泵浦激光器的泵浦驱动电流数据由FPGA或DSP或MCU给出，或者由模拟电路根据光电探测器探测光功率自动产生泵浦电压，再由FPGA或DSP或MCU产生泵浦调制扰动电压或电流数据。所述的第一光电探测器、第二光电探测器、第三光电探测器、第四光电探测器和第五光电探测器输出信号作分级放大或者增益可调放大。本专利技术的实现光纤光时域反射探测和光纤光信号放大的装置，将光纤放大器中泵浦激光器的出射泵浦光采集作为光时域反射仪的探测光源，配合采用一定的调制和检测手段，实现同一个设备集成光时域反射探测和光信号放大两项功能。附图说明图1是融入光时域反射探测功能的掺铒光纤放大器的结构示意图；图中101：泵浦激光器102：光器件103：掺铒光纤104：掺铒光纤105：光器件106：传输光纤107：光器件108：传输光纤图2是泵浦激光深调制示例；图3是掺铒光纤光大器前向泵浦的泵浦光注入位于光纤放大器前方传输光纤的一种结构示意图；图4是掺铒光纤放大器反向泵浦的泵浦光注入位于光纤放大器后方传输光纤的另一种结构示意图；图5是掺铒光纤放大器前向泵浦的泵浦光注入位于光纤放大器后方传输光纤的又一种结构示意图；图6是掺铒光纤放大器反向泵浦的泵浦光注入位于光纤放大器前方传输光纤的再一种结构示意图。图中：5：光开关6：泵浦激光器7：掺铒光纤8：光环形器11：光器件1-1：第一传输光纤1-2：第二传输光纤2-1：第一光耦合器2-2：第二光耦合器3-1：第一光波分复用器3-2：第二光波分复用器4-1：第一光电探测器4-2：第二光电探测器4-3：第三光电探测器4-4：第四光电探测器4-5：第五光电探测器具体实施方式下面结合实施例和附图对本专利技术的实现光纤光时域反射探测和光纤光信号放大的装置做出详细说明。本专利技术的将光纤放大器的出射光同时作为光时域反射仪的探测激光源，配合采用一定的调制手段和检测手段，达到两种功能兼备的目的。从而适应系统安装、调试、监控、维护、升级、检修的各种不同要求。本专利技术的实现光纤光时域反射探测和光纤光信号放大的装置，首先，将一定频率(可从0.1Hz到100k本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实现光纤光时域反射探测和光纤光信号放大的装置，包括有泵浦激光器（6），其特征在于，所述泵浦激光器（6）的出射光与光开关（5）的主端连接，所述光开关（5）的一个输出分端口连接用作对传输信号光放大的第二光波分复用器（3‑2）的泵浦端，所述第二光波分复用器（3‑2）的公共端连接掺铒光纤（7），所述光开关（5）的另一个输出分端口通过光环形器（8）连接第一光波分复用器（3‑1）的泵浦端，所述第一光波分复用器（3‑1））的公共端通过一个光器件（11）或依次通过一个以上的光器件（11）连接第一传输光纤（1‑1）或第二传输光纤（1‑2），所述第一传输光纤（1‑1）或第二传输光纤（1‑2）的回射泵浦光逆向通过所述的一个光器件（11）或依次通过一个以上的光器件（11）、第一光波分复用器（3‑1）和光环形器（8）后，最终进入第一光电探测器（4‑1）或第二光电探测器（4‑2）。

【技术特征摘要】
1.一种实现光纤光时域反射探测和光纤光信号放大的装置，包括有泵浦激光器（6），其特征在于，所述泵浦激光器（6）的出射光与光开关（5）的主端连接，所述光开关（5）的一个输出分端口连接用作对传输信号光放大的第二光波分复用器（3-2）的泵浦端，所述第二光波分复用器（3-2）的公共端连接掺铒光纤（7），所述光开关（5）的另一个输出分端口通过光环形器（8）连接第一光波分复用器（3-1）的泵浦端，所述第一光波分复用器（3-1））的公共端通过一个光器件（11）或依次通过一个以上的光器件（11）连接第一传输光纤（1-1）或第二传输光纤（1-2），所述第一传输光纤（1-1）或第二传输光纤（1-2）的回射泵浦光逆向通过所述的一个光器件（11）或依次通过一个以上的光器件（11）、第一光波分复用器（3-1）和光环形器（8）后，最终进入第一光电探测器（4-1，4-2）。2.根据权利要求1所述的实现光纤光时域反射探测和光纤光信号放大的装置，其特征在于，所述的第一光波分复用器（3-1）的信号端和第二光波分复用器（3-2）的信号端分别各通过一个光器件（11）连接第一光耦合器（2-1）的光输入端，所述的第一光耦合器（2-1）的输出光进入第三光电探测器（4-3），所述的掺铒光纤（7）的输出端连接一个或一个以上的光器件（11）。3.根据权利要求1所述的实现光纤光时域反射探测和光纤光信号放大的装置，其特征在于，所述的第一光波分复用器（3-1）的信号端通过一个光器件（11）连接第二光耦合器（2-2）的一个光输入端，所述的第二光波分复用器（3-2）的信号端通过一个以上的光器件（11）连接第二光耦合器（2-2）的另一个光输入端，所述的第二光耦合器（2-2）的输出光分别进入第四光电探测器（4-4）和第五光电探测器（4-5），所述的掺铒光纤（7）的输出端连接一个或一个以上的光器件（11）。4.根据权利要求1所述的实现光纤光时域反射探测和光纤光信号放大的装置，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：余振宇，卜勤练，余春平，付成鹏，乐孟辉，陶金涛，陈俊，雷睿，
申请(专利权)人：武汉光迅科技股份有限公司， 武汉光迅电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42