專利名稱：光時域反射儀及其獲取測試信號的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光網(wǎng)絡(luò)測試技術(shù)，尤其涉及一種光時域反射儀及其儀獲取測試信號的方法。
背景技術(shù)：
光時域反射儀(OpticalTime-Domain Reflectometer, 0TDR)是利用光在光纖中的瑞利散射所產(chǎn)生的背向散射，以及光在光纖中不連續(xù)點(diǎn)產(chǎn)生的菲涅爾反射，制成的光電一體化儀表。隨著P0N(Passive Optical Network，無源光網(wǎng)絡(luò))網(wǎng)絡(luò)的大量應(yīng)用，OTDR越來越多的被應(yīng)用于PON的鋪設(shè)驗(yàn)收，以及后期的監(jiān)控。OTDR 放在局端(Central Office, CO)機(jī)房，通過 OLT (optical lineterminal，光纜終端設(shè)備)的光纖輸出端加裝的WDM(Wavelength DivisionMultiplexing，波分復(fù)用)接入光纖網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控波段的光信號的上下載。其中，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控波段的光信號的上下載，即 OTDR發(fā)出的測試光信號通過WDM進(jìn)入光信號(即上載)，之后從測試光信號在光纖中產(chǎn)生的后向散射光信號及菲涅爾反射光信號，通過WDM返回到0TDR(即下載)。測試光信號的波長與0DN(0ptical Distribution Network，光配線網(wǎng)絡(luò))中的業(yè)務(wù)光信號的波長不同，一般為1650nm，因而，OTDR的監(jiān)控不會影響光網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)營。通常，OTDR包括數(shù)字處理器(Digital Signal processor，DSP)、脈沖發(fā)生器 (pulse)、激光驅(qū)動器(driver)、激光器(Laser)、環(huán)形器(circulator)、光電探測器(APD)、 跨阻抗放大器(TIA)、放大器(Amplifier)及模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)。工作時，數(shù)字處理器產(chǎn)生周期觸發(fā)脈沖，通過脈沖發(fā)生器后調(diào)整為固定脈寬和占空比的信號，之后由激光驅(qū)動器完成大功率驅(qū)動。激光器產(chǎn)生監(jiān)控波段的脈沖激光。激光器發(fā)送重復(fù)的高功率光脈沖，通過環(huán)形器進(jìn)入被測光纖的主干、分光器及分光器后的各個支路。每個支路的后向瑞利散射和菲涅爾反射光信號都會通過光纖主干返回，最后通過光環(huán)行器進(jìn)入APD。后向瑞利散射和菲涅爾反射光信號的強(qiáng)度與OTDR發(fā)出的測試光信號的脈沖寬度和光強(qiáng)相關(guān)。一般光功率越大，返回的光信號也越大。APD將接收到的光信號轉(zhuǎn)變?yōu)楹凸庑盘柕墓鈴?qiáng)成比例的電流信號，該電流信號經(jīng)過TIA變?yōu)殡妷盒盘枺?jīng)過放大器放大后進(jìn)入ADC，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，之后送到數(shù)字處理器， 得到測試曲線。在數(shù)字處理器內(nèi)部完成每個重復(fù)脈沖測試得到的信號累加，以提高信噪比， 更清楚地得到測試曲線中的反射信號。由于光纖的主干和分光器的連接處有不連續(xù)點(diǎn)產(chǎn)生，因此，當(dāng)測試光信號到達(dá)后會產(chǎn)生一個很大的反射信號，并且，測試光信號在分光器后產(chǎn)生的散射信號會非常微弱，導(dǎo)致了測試光信號產(chǎn)生的散射信號和反射信號幅度的劇烈變化。而OTDR中APD及電路的響應(yīng)帶寬較窄，使得OTDR獲得的測試曲線中分光器處的反射光信號產(chǎn)生了很長的拖尾，掩蓋掉了分光器后比較近的衰減和反射等光信號，也即掩蓋了接頭、不連續(xù)點(diǎn)等事件。當(dāng)分光器后的光纖長度很短時，OTDR基本上無法探測到分支的事件，如光纖彎曲或者熔接接頭或者 PC(Physical Contact，端面為球面)連接器及 APC(Angled Physical Contact，端面為傾斜的球面)連接器等，造成了很大的測試盲區(qū)。加上在分光器處會有信號的雙向衰減，更加劇了盲區(qū)的長度。并且，當(dāng)分光器后的各分支光纖的長度非常接近時，反射信號之間的距離較短，會產(chǎn)生密集反射信號，但是由于OTDR中APD及電路的響應(yīng)帶寬較窄，使得OTDR得到的測試曲線很難區(qū)分這些反射，特別對于幅度相差很大的相鄰反射信號，通過測試曲線基本無法區(qū)分出來。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提出一種光時域反射儀及其獲取測試信號的方法，以盡可能消除 OTDR測試信號的盲區(qū)，使測試信號中的反射信號易于區(qū)分。本發(fā)明實(shí)施例提供了一種光時域反射儀，包括激光器，用于向被測光纖網(wǎng)絡(luò)發(fā)射測試光；驅(qū)動器，與所述脈沖發(fā)生器相連，用于將所述脈沖發(fā)生器生成的脈沖信號轉(zhuǎn)換為用來驅(qū)動半導(dǎo)體光放大器的控制信號；半導(dǎo)體光放大器，與所述驅(qū)動器相連，用于在所述驅(qū)動器的控制信號控制下，選擇性地對來自所述被測光纖網(wǎng)絡(luò)的測試信號進(jìn)行吸收或放大，其中所述測試信號是所述測試光在所述被測光纖網(wǎng)絡(luò)發(fā)生反射而形成的反射信號；光電探測器，與所述半導(dǎo)體光放大器相連，用于將所述半導(dǎo)體光放大器放大后的測試信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏餍盘?。本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種采用上述光時域反射儀獲取測試信號的方法，包括數(shù)字信號處理器控制脈沖發(fā)生器生成脈沖信號，以使半導(dǎo)體光放大器工作在開關(guān)狀態(tài)；半導(dǎo)體光放大器在所述脈沖信號的控制下處于開關(guān)狀態(tài)；所述半導(dǎo)體光放大器處于打開狀態(tài)下時，光電探測器接收來自被測無源光網(wǎng)絡(luò)的測試信號。本發(fā)明實(shí)施例提供的光時域反射儀及其獲取測試信號的方法，通過使半導(dǎo)體光放大器(SOA)處于開關(guān)狀態(tài)，使得當(dāng)被測無源光網(wǎng)絡(luò)返回的測試信號為大信號時，能夠通過關(guān)閉SOA而不被APD接收，基本消除大信號對后續(xù)小信號的干擾屏蔽，之后通過打開SOA接收大信號后的小信號，從而基本消除了測試信號的盲區(qū)；并且通過在密集反射的區(qū)域的不同位置打開S0A，接收測試信號，從而實(shí)現(xiàn)了該區(qū)域的所有反射信號的區(qū)分。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種光時域反射儀獲取測試信號的方法的流程圖；圖2A為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種光時域反射儀獲取測試信號的方法的流程圖；圖2B為本發(fā)明實(shí)施例提供的OTDR與被測無源光網(wǎng)絡(luò)的連接示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種光時域反射儀獲取測試信號的方法的流程圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的又一種光時域反射儀獲取測試信號的方法的流程圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的OTDR的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的OTDR中SOA的控制時序圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)驗(yàn)仿真圖形；圖8為傳統(tǒng)方式得到的測試曲線圖；圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的OTDR工作時的內(nèi)部時序關(guān)系圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明實(shí)施例提供的OTDR包括激光器、脈沖發(fā)生器、驅(qū)動器、半導(dǎo)體光放大器 (SOA)及光電探測器(APD)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，除此之外，OTDR還包括數(shù)字處理器 (DSP)、光環(huán)行器、激光器的驅(qū)動器、激光器的脈沖發(fā)生器、放大器及模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)等基本功能器件，由于不是本發(fā)明的重點(diǎn)，這里不再贅述。其中，激光器用于向被測光纖網(wǎng)絡(luò)發(fā)射測試光，可采用傳統(tǒng)OTDR中的激光器，由 DSP觸發(fā)激光器的脈沖發(fā)生器生成脈沖信號，并通過激光器的驅(qū)動器轉(zhuǎn)換為激光器的控制信號，使激光器發(fā)光，即生成測試光進(jìn)入被測無源光網(wǎng)絡(luò)，通過測試光在被測無源光網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生的散射信號和反射信號來獲知分光器、連接點(diǎn)等事件。數(shù)字處理器用于產(chǎn)生使脈沖發(fā)生器生成脈沖信號的指令，該指令可包含脈寬、周期等信息。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解為，該數(shù)字處理器還可產(chǎn)生使激光器的脈沖發(fā)生器及SOA 的脈沖發(fā)生器生成重復(fù)脈沖信號的指令，用于獲取無源光網(wǎng)絡(luò)的全景圖。該全景圖即一個完整的無源光網(wǎng)絡(luò)的測試信號。光環(huán)行器用于接收來自被測無源光網(wǎng)絡(luò)的測試信號；本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解為， 光環(huán)行器還可將激光器產(chǎn)生的光信號發(fā)送到被測無源光網(wǎng)絡(luò)中。脈沖發(fā)生器與DSP相連，用于在接收到DSP的指令時，生成相應(yīng)的脈沖信號，如在一個測試周期內(nèi)生成一個脈沖信號，或者如在一個測試周期內(nèi)生成固定脈寬和占空比的多個重復(fù)脈沖信號。驅(qū)動器與脈沖發(fā)生器相連，用于將上述脈沖發(fā)生器生成的脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏餍盘枺⑦M(jìn)行功率放大，得到SOA的控制信號。SOA的驅(qū)動端與驅(qū)動器相連，輸入端與上述光環(huán)行器相連，用于在上述驅(qū)動器的控制信號控制下，選擇性地對上述光環(huán)行器接收的測試信號進(jìn)行吸收或放大，其中所述測試信號是所述測試光在所述被測光纖網(wǎng)絡(luò)發(fā)生反射或散射而形成的光信號。APD與上述SOA的輸出端相連，用于將上述SOA放大后的測試信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏餍盘枴?br> 本實(shí)施例中，OTDR在傳統(tǒng)OTDR的基礎(chǔ)上增加了一個光器件S0A，不僅可以對通過其內(nèi)部的光信號產(chǎn)生高信噪比的增益，并且由于SOA可以達(dá)到納秒級的驅(qū)動速度，因此還可以通過控制SOA的開關(guān)來解決接收到的大信號造成的盲區(qū)問題，以及密集反射難以區(qū)分的問題，獲得很高的事件分辨率。圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種光時域反射儀獲取測試信號的方法的流程圖，包括步驟11、數(shù)字信號處理器控制脈沖發(fā)生器生成脈沖信號，以使半導(dǎo)體光放大器工作在開關(guān)狀態(tài)；步驟12、半導(dǎo)體光放大器在所述脈沖信號的控制下處于開關(guān)狀態(tài)；步驟13、所述半導(dǎo)體光放大器處于打開狀態(tài)下時，光電探測器接收光環(huán)行器接收的來自被測無源光網(wǎng)絡(luò)的測試信號。本實(shí)施例中，OTDR通過使半導(dǎo)體光放大器(SOA)處于開關(guān)狀態(tài)，使得當(dāng)被測無源光網(wǎng)絡(luò)返回的測試信號為大信號時，能夠通過關(guān)閉SOA而不被APD接收，基本消除大信號對后續(xù)小信號的干擾屏蔽，之后通過打開SOA接收大信號后的小信號，從而基本消除了測試信號的盲區(qū)；并且通過在密集反射的區(qū)域的不同位置打開S0A，接收測試信號，從而實(shí)現(xiàn)了該區(qū)域的所有反射信號的區(qū)分。具體地，圖2A為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種光時域反射儀獲取測試信號的方法的流程圖。本實(shí)施例中，SOA工作在開關(guān)狀態(tài)，OTDR獲取測試信號的方法包括步驟21、DSP根據(jù)無源光網(wǎng)絡(luò)的全景圖產(chǎn)生指令，使脈沖發(fā)生器生成用于吸收上述全景圖中大信號的脈沖信號。其中，大信號即OTDR發(fā)出的光信號在被測無源光網(wǎng)絡(luò)中分光器處產(chǎn)生的反射光信號。全景圖即被測無源光網(wǎng)絡(luò)的一個完整的測試信號曲線圖，如圖2B所示，OTDR通過WDM 接入被測無源光網(wǎng)絡(luò)，對光網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行測試，得到無源光網(wǎng)絡(luò)的測試曲線圖。該測試曲線圖可通過傳統(tǒng)的OTDR測試獲得，也可采用本發(fā)明實(shí)施例提供的OTDR測試得到。當(dāng)采用本發(fā)明實(shí)施例提供的OTDR測試獲得時，SOA工作在常態(tài)，其驅(qū)動脈沖如圖 9所示的中間的脈沖信號，使SOA在每個測試周期均處于打開狀態(tài)，接收所有返回的測試信號，并進(jìn)行放大，從而進(jìn)一步提高全景圖的信噪比。DSP在一個測試周期內(nèi)發(fā)出重復(fù)的指令， 并且激光器的脈沖發(fā)生器產(chǎn)生固定脈寬和占空比的脈沖信號，并觸發(fā)SOA的脈沖發(fā)生器產(chǎn)生一個持續(xù)的高電平，使SOA在該測試周期內(nèi)保持打開狀態(tài)，即對光環(huán)行器接收的測試信號進(jìn)行整體放大。步驟22、脈沖發(fā)生器根據(jù)上述步驟21中的指令生成脈沖信號。步驟23、上述脈沖信號通過驅(qū)動器轉(zhuǎn)變?yōu)榇蠊β实碾娏餍盘?；步驟24、當(dāng)光環(huán)行器接收大信號時，SOA關(guān)閉，也即SOA處于吸收態(tài)，大信號不能被傳遞到APD，避免對后面的小信號產(chǎn)生影響，而形成盲區(qū)。步驟25、當(dāng)光環(huán)行器接收大信號之后的小信號時，半導(dǎo)體光放大器在上述電流信號的控制下打開。此時由于步驟M中已排除了大信號對后續(xù)小信號的影響，因而能夠得到分光器后的反射光信號，即基本消除了大信號后的盲區(qū)。圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種光時域反射儀獲取測試信號的方法的流程圖。 本實(shí)施例中，SOA工作在開關(guān)狀態(tài)，OTDR獲取測試信號的方法包括
步驟31、DSP根據(jù)無源光網(wǎng)絡(luò)的全景圖產(chǎn)生指令，使脈沖發(fā)生器生成單脈沖信號， 用于對上述全景圖中的密集反射的區(qū)域進(jìn)行單點(diǎn)采樣。即在一個測試周期內(nèi)，DSP發(fā)出一個指令，使脈沖發(fā)生器僅產(chǎn)生一個脈沖信號。而產(chǎn)生的脈沖信號位于全景圖中的密集反射的區(qū)域內(nèi)，從而使SOA在光環(huán)行器接收密集反射光信號時打開一個時段，采集到其中一個反射光信號。在下一個測試周期內(nèi)，DSP發(fā)出一個指令，使脈沖發(fā)生器也僅產(chǎn)生一個脈沖信號， 該脈沖信號位于上一個測試周期的脈沖信號之后，從而使SOA在光環(huán)行器接收密集反射光信號時打開一個時段，該時段位于上一個測試周期的打開時段之后，使SOA采集到該時段內(nèi)的反射信號。也即DSP對全景圖中的密集反射的區(qū)域，分多個測試周期進(jìn)行單點(diǎn)采樣，每個測試周期獲取其中的一個反射光信號，以此解決現(xiàn)有技術(shù)中密集反射光信號無法區(qū)分的問題。具體通過產(chǎn)生單脈沖信號，使SOA在相應(yīng)的時段打開，接收其中的一個反射光信號來實(shí)現(xiàn)。其中，全景圖詳見上述圖2A所示實(shí)施例中的說明。步驟32、脈沖發(fā)生器根據(jù)上述指令生成單脈沖信號。步驟33、上述單脈沖信號通過驅(qū)動器轉(zhuǎn)變?yōu)榇蠊β实碾娏餍盘?。步驟34、SOA接收到上述電流信號時打開，對光環(huán)行器接收到的信號進(jìn)行放大。圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的又一種光時域反射儀獲取測試信號的方法的流程圖。 本實(shí)施例中，SOA工作在開關(guān)狀態(tài)，OTDR獲取測試信號的方法包括步驟41、DSP在每個測試周期產(chǎn)生一個指令，使脈沖發(fā)生器生成一個單脈沖信號， 每個測試周期的單脈沖信號生成時間依次往后順延。步驟42、脈沖發(fā)生器根據(jù)上述指令生成單脈沖信號；步驟43、上述單脈沖信號通過驅(qū)動器轉(zhuǎn)變?yōu)榇蠊β实碾娏餍盘?；步驟44、SOA接收到上述電流信號時打開，對光環(huán)行器接收到的信號進(jìn)行放大。本實(shí)施例中，OTDR直接分多個測試周期對被測無源光網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行單點(diǎn)采樣，每次獲得一個時段的光信號，從而既消除了盲區(qū)，又解決了反射光信號密集而難以區(qū)分的問題可選地，本發(fā)明實(shí)施例提供的OTDR中，上述APD與SOA之間還連接有WDM濾波器， 用于濾除所述SOA的ASE噪聲，以避免影響APD的靈敏度，進(jìn)一步提高測試信號的精確度。下面以圖5為例，對OTDR的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說明。OTDR包括DSP 51、第一脈沖發(fā)生器521、第一驅(qū)動器522、激光器520、光環(huán)行器 53、第二脈沖發(fā)生器Ml、第二驅(qū)動器M2、SOA MO、WDM濾波器55、APD 56,TIA 57、放大器 58及ADC 59。其中，APD 56連接有高電平(HV)，SOA MO、WDM濾波器55都是雙端口器件。DSP 51產(chǎn)生周期觸發(fā)脈沖的指令，通過第一脈沖發(fā)生器521后調(diào)整為固定脈寬和占空比的數(shù)字信號，之后由第一驅(qū)動器522完成大功率驅(qū)動，使激光器520產(chǎn)生監(jiān)控波段的脈沖激光。脈沖激光通過光環(huán)行器53進(jìn)入被測無源光網(wǎng)絡(luò)，包括光纖主干及分光器和各個支路。每個支路的后向瑞利散射光信號和菲涅爾反射光信號都會通過光纖主干返回到光環(huán)行器53。DSP 51還產(chǎn)生指令，觸發(fā)第二脈沖發(fā)生器541生成脈沖，經(jīng)過第二驅(qū)動器542后，使SOA 540獲得合適的工作電流。SOA 540對返回的光信號進(jìn)行放大。SOA 540的驅(qū)動脈沖可在激光器520重復(fù)周期的不同位置采樣，從而獲得完整的一個周期的信號，SOA 540的驅(qū)動脈沖也可為一個持續(xù)的高電平，時SOA 540在一個測試周期內(nèi)完全處于打開狀態(tài)。SOA 540無工作電流時，處于吸收態(tài)，返回的光信號不會進(jìn)入APD 56，從而避免了前面大信號對小信號的影響，消除了盲區(qū)效應(yīng)。激光器520及SOA 540的時序關(guān)系如圖6所示。其中，激光器520的驅(qū)動脈沖為單脈沖，圖6示出了四個測試周期的激光器520的驅(qū)動脈沖，可以看出，每個測試周期激光器520的驅(qū)動脈沖均相同。SOA 540的驅(qū)動脈沖也為單脈沖，且每個測試周期，脈沖信號的位置都不相同，可看作是對激光器520的重復(fù)周期的不同位置采樣，這樣，SOA 540可取脈沖信號所在位置處的測試信號，達(dá)到區(qū)分反射信號的目的。當(dāng)有驅(qū)動脈沖電流加在SOA 540時，SOA 540工作在低噪聲放大狀態(tài)，光信號會放大通過。SOA 540輸出的光信號，經(jīng)過WDM濾波器55，濾除波長很寬的S0A540的ASE噪聲， 只允許激光器的波長通過。之后光信號進(jìn)入APD 56，APD 56將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)楹凸鈴?qiáng)成比例的電流信號。APD 56輸出的電流信號經(jīng)過TIA 57變?yōu)殡妷盒盘?，?jīng)過放大器58放大后進(jìn)入 ADC 59，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，最后送到DSP 51進(jìn)行儲存、分析及合成等處理。當(dāng)SOA 540處于完全打開狀態(tài)時，DSP 51將多個測試周期的全景圖，在內(nèi)部完成每個重復(fù)脈沖的累加，也即將多個全景圖進(jìn)行累加，以提高全景圖的信噪比。本實(shí)施例提供的OTDR可通過使SOA 540工作于脈沖狀態(tài)，類似于單點(diǎn)采樣，即在某一時刻或某一很短的時段內(nèi)SOA 540處于打開狀態(tài)。無脈沖驅(qū)動電流時，SOA 540工作于吸收狀態(tài)，此時從光纖通過光環(huán)行器53進(jìn)入SOA 540的光信號被高度隔離，不會有分光器的反射光信號進(jìn)入APD56，從而消除了 APD 56由于接收分光器的反射光信號而產(chǎn)生的盲區(qū)。由于SOA 540的開關(guān)速度在ns (納秒)級以下，通過提高驅(qū)動脈沖電流的速度，可以采集到密集反射的區(qū)域中的反射光信號，經(jīng)過DSP 51處理后得到傳統(tǒng)OTDR無法提供的高分辨率的測試信號曲線圖。圖7為本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)驗(yàn)仿真圖形，相對于圖8所示的傳統(tǒng)方式得到的測試曲線?？梢钥吹剑瑘D7中分光器反射光信號后的盲區(qū)有很大縮短，基本消除盲區(qū)。由于是單點(diǎn)采樣，反射時間取決于開關(guān)速度，達(dá)到了較高的分辨率。對于典型的PON網(wǎng)絡(luò)在線測試，時間比較關(guān)鍵。在一個CO局點(diǎn)，可能有多大幾百個 PON 口需要遍歷測試，因此，為了提高測試效率，可首先使用傳統(tǒng)模擬測試，得到一個無源光網(wǎng)絡(luò)的全景圖，包括主干光纖的長度。各個分光器的大概位置等信息。然后再針對分光器及之后的光纖進(jìn)行采樣測試，以達(dá)到把此段的盲區(qū)和分辨率提高的目的，從而優(yōu)化測試時間。具體地，測試過程包括啟動激光器520，發(fā)送重復(fù)的測試光脈沖。設(shè)置SOA 540的驅(qū)動為常態(tài)驅(qū)動，提供合適的工作電流，此時S0A540工作于直通放大狀態(tài)，使得連續(xù)的光信號進(jìn)入后面的APD 56，也即使光環(huán)行器53接收的光信號都能夠進(jìn)入APD 56。APD 56將接收的光信號轉(zhuǎn)變?yōu)楹凸鈴?qiáng)成比例的電流信號，經(jīng)過TIA57變?yōu)殡妷盒盘?，?jīng)過放大后入ADC轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，最后送到DSP 51，得到全景圖。在DSP 51內(nèi)部完成每個重復(fù)脈沖的累加，以提高全景圖的信噪比。關(guān)閉激光器，DSP 51通過計算分析得到的波形數(shù)據(jù)即全景圖，給出具體的需要采樣測試的測試區(qū)間。重新啟動激光器520，發(fā)送重復(fù)的測試光脈沖。DSP 51給出在特定采樣區(qū)間內(nèi)的驅(qū)動脈沖，送入SOA 5400SOA 540工作于采樣(sampling)狀態(tài)，提供光信號的通路；驅(qū)動脈沖過后SOA 540 無工作電流時，處于吸收態(tài)，返回的光信號不會進(jìn)入APD56。DSP 51將兩次測試的數(shù)據(jù)重新組合為一個完整的波形圖。具體的時序關(guān)系如圖9所示，四個測試周期中，每個測試周期的激光器的驅(qū)動脈沖信號均相同，也即激光器的驅(qū)動脈沖為重復(fù)的脈沖信號；中間為SOA的常態(tài)驅(qū)動脈沖信號，在所有測試周期中，SOA的驅(qū)動為持續(xù)高電平信號，即SOA中保持有工作電流；最下面為 SOA的開關(guān)狀態(tài)驅(qū)動脈沖信號，可以看出在測試周期的不同位置，DSP觸發(fā)第二脈沖發(fā)生器生成脈沖信號，驅(qū)動SOA打開，從而實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)采用，獲取單點(diǎn)反射信號，解決了傳統(tǒng)OTDR在 PON網(wǎng)應(yīng)用的盲區(qū)及密集反射信號難以區(qū)分等問題，且實(shí)現(xiàn)的成本較低。上述實(shí)施例中，OTDR通過SOA及對SOA的狀態(tài)進(jìn)行控制，解決了現(xiàn)有技術(shù)中分光器造成大反射和大的衰減同時存在，而傳統(tǒng)OTDR技術(shù)的盲區(qū)會覆蓋掉大部分分支的事件的問題，以及傳統(tǒng)OTDR技術(shù)帶寬較低，對分光器之后的密集反射光信號難以區(qū)分的問題。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述方法實(shí)施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關(guān)的硬件來完成，前述的程序可以存儲于一計算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時，執(zhí)行包括上述方法實(shí)施例的步驟；而前述的存儲介質(zhì)包括R0M、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。最后應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種光時域反射儀，其特征在于，包括 激光器，用于向被測光纖網(wǎng)絡(luò)發(fā)射測試光； 脈沖發(fā)生器，用于生成脈沖信號；驅(qū)動器，與所述脈沖發(fā)生器相連，用于將所述脈沖發(fā)生器生成的脈沖信號轉(zhuǎn)換為用來驅(qū)動半導(dǎo)體光放大器的控制信號；半導(dǎo)體光放大器，與所述驅(qū)動器相連，用于在所述驅(qū)動器的控制信號控制下，選擇性地對來自所述被測光纖網(wǎng)絡(luò)的測試信號進(jìn)行吸收或放大，其中所述測試信號是所述測試光在所述被測光纖網(wǎng)絡(luò)發(fā)生反射而形成的反射信號；光電探測器，與所述半導(dǎo)體光放大器相連，用于將所述半導(dǎo)體光放大器放大后的測試信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏餍盘枴?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光時域反射儀，其特征在于，所述半導(dǎo)體光放大器與所述光電探測器之間還連接有WDM濾波器，用于濾除所述半導(dǎo)體光放大器的ASE噪聲。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光時域反射儀，其特征在于，還包括環(huán)行器，用于將所述激光器發(fā)射的測試光輸出到所述被測光纖網(wǎng)絡(luò)，并將從所述被測光纖網(wǎng)絡(luò)輸入的測試信號輸出給所述半導(dǎo)體光放大器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光時域反射儀，其特征在于，還包括數(shù)字處理器，用于產(chǎn)生脈沖信號生成指令并將所述脈沖信號生成指令輸出給脈沖發(fā)生器；其中所述脈沖發(fā)生器在從所述數(shù)字處理器提供接收到脈沖信號生成指令時，生成所述脈沖信號。
5.一種采用上述權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)的所述的光時域反射儀獲取測試信號的方法，其特征在于，包括數(shù)字信號處理器控制脈沖發(fā)生器生成脈沖信號，以使半導(dǎo)體光放大器工作在開關(guān)狀態(tài)；半導(dǎo)體光放大器在所述脈沖信號的控制下處于開關(guān)狀態(tài)；所述半導(dǎo)體光放大器處于打開狀態(tài)下時，光電探測器接收來自被測無源光網(wǎng)絡(luò)的測試信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光時域反射儀獲取測試信號的方法，其特征在于，數(shù)字信號處理器控制脈沖發(fā)生器生成脈沖信號，以使半導(dǎo)體光放大器工作在開關(guān)狀態(tài)，包括數(shù)字處理器根據(jù)無源光網(wǎng)絡(luò)的全景圖產(chǎn)生指令，使脈沖發(fā)生器生成用于吸收所述全景圖中大信號的脈沖信號；脈沖發(fā)生器根據(jù)所述指令生成脈沖信號； 所述脈沖信號通過驅(qū)動器轉(zhuǎn)變?yōu)榇蠊β实碾娏餍盘枴?br> 7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光時域反射儀獲取測試信號的方法，其特征在于，半導(dǎo)體光放大器在所述脈沖信號的控制下處于開關(guān)狀態(tài)，包括當(dāng)光環(huán)行器接收大信號時，半導(dǎo)體光放大器關(guān)閉；當(dāng)光環(huán)行器接收大信號之后的小信號時，半導(dǎo)體光放大器在所述電流信號的控制下打開。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光時域反射儀獲取測試信號的方法，其特征在于，數(shù)字信號處理器控制脈沖發(fā)生器生成脈沖信號，以使半導(dǎo)體光放大器工作在開關(guān)狀態(tài)，包括數(shù)字處理器根據(jù)無源光網(wǎng)絡(luò)的全景圖產(chǎn)生指令，使脈沖發(fā)生器生成單脈沖信號，用于對所述全景圖中的密集反射的區(qū)域進(jìn)行單點(diǎn)采樣； 脈沖發(fā)生器根據(jù)所述指令生成單脈沖信號； 所述單脈沖信號通過驅(qū)動器轉(zhuǎn)變?yōu)榇蠊β实碾娏餍盘枴?br> 9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光時域反射儀獲取測試信號的方法，其特征在于，半導(dǎo)體光放大器在所述脈沖信號的控制下處于開關(guān)狀態(tài)，包括半導(dǎo)體光放大器接收到所述電流信號時打開，對光環(huán)行器接收到的信號進(jìn)行放大。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光時域反射儀獲取測試信號的方法，其特征在于，數(shù)字信號處理器控制脈沖發(fā)生器生成脈沖信號之前，還包括數(shù)字信號處理器控制脈沖發(fā)生器生成另一脈沖信號，以使所述半導(dǎo)體光放大器處于常態(tài)；所述半導(dǎo)體光放大器在所述另一脈沖信號的作用下保持打開狀態(tài)。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光時域反射儀獲取測試信號的方法，其特征在于，數(shù)字信號處理器控制脈沖發(fā)生器生成脈沖信號，以使半導(dǎo)體光放大器工作在開關(guān)狀態(tài)，包括數(shù)字處理器在每個測試周期產(chǎn)生一個指令，使脈沖發(fā)生器生成一個單脈沖信號，每個測試周期的單脈沖信號生成時間依次往后順延； 脈沖發(fā)生器根據(jù)所述指令生成單脈沖信號； 所述單脈沖信號通過驅(qū)動器轉(zhuǎn)變?yōu)榇蠊β实碾娏餍盘枴?br> 12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光時域反射儀獲取測試信號的方法，其特征在于，半導(dǎo)體光放大器在所述脈沖信號的控制下處于開關(guān)狀態(tài)，包括半導(dǎo)體光放大器接收到所述電流信號時打開，對光環(huán)行器接收到的信號進(jìn)行放大。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光時域反射儀及其獲取測試信號的方法，通過使半導(dǎo)體光放大器(SOA)處于開關(guān)狀態(tài)，使得當(dāng)被測無源光網(wǎng)絡(luò)返回的測試信號為大信號時，能夠通過關(guān)閉SOA而不被APD接收，基本消除大信號對后續(xù)小信號的干擾屏蔽，之后通過打開SOA接收大信號后的小信號，從而基本消除了測試信號的盲區(qū)；并且通過在密集反射的區(qū)域的不同位置打開SOA，接收測試信號，從而實(shí)現(xiàn)了該區(qū)域的所有反射信號的區(qū)分。
文檔編號H04B10/08GK102577179SQ201180003114
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者楊中文, 田玉周 申請人:華為技術(shù)有限公司