[发明专利]一种光缆在线监测的方法

说明书

技术领域

本发明涉及光纤通讯，特别是涉及一种光缆在线监测的方法。

背景技术

随着光纤通讯技术的快速发展，光网络的不断扩大，光缆的日常维护及安全显得越来越重要。对一些承载着重要信息的特殊光缆线路，为了保证其畅通无阻和安全可靠，进行了光缆在线监测。在光缆在线监测设备中，光时域反射仪(即OTDR)扮演着十分重要的角色。

OTDR实际上是基于瑞利散射和菲涅尔反射原理工作的测试仪器。通过控制OTDR光源，周期地发出一系列测试光脉冲，打入光纤内，因发生瑞利后向散射和菲涅尔反射，部分光脉冲返回到OTDR中，经过光探测和测量平均，得到整段光纤各点返回的光脉冲的功率平均值对应光纤距离的关系曲线。分析曲线可以知道光纤长度、光纤传输损耗、光连接损耗、光纤故障点或断点位置等情况。

通常，OTDR测试都是在中断光纤光缆通信业务的情况下进行的。OTDR光源选取常用的FP-LD激光器，测试光波长为1310nm或1550nm，测试时用某一周期某一脉宽的脉冲控制信号直接驱动FP-LD激光器发出周期的测试光脉冲信号。概括一下，常用OTDR有以下特点：

1、FP-LD激光器的优点是输出光的脉冲功率大，可以提高OTDR的动态范围，另外，它的制作工艺简单，价格也相对便宜。

2、1310nm或1550nm的测试光波长与光纤光缆通信业务的工作波长相吻合，测试所得到数据比较接近实际工作的情况。

3、FP-LD激光器的控制方法简单，根据不同的测试对象改变测试周期和脉宽就可以得到满意的OTDR曲线。

在光缆在线监测的设备中，OTDR测试则是在不中断通信业务的情况下进行的。由于FP-LD激光器的光谱宽度较宽，在几个纳米到几十个纳米之间不等，如果采用常用的OTDR，会存在下列问题：

1、当光缆通信系统为1310nm/1550nm波分复用系统时，因为FP-LD激光器的光谱宽度较宽，不管OTDR测试光波长选取1310nm还是1550nm，OTDR测试光脉冲信号都与通信业务光信号发生相互干扰，影响通信业务的同时测量也不准确。

2、若需要监测的光纤光缆距离超长，需要两个OTDR分别从光纤光缆两端同时进行监测时，因FP-LD激光器的光谱宽度较宽，两个OTDR测试光脉冲信号很难滤波分离出来，直接影响到测试结果。

因此，在光缆在线监测的设备中，OTDR光源一般选取了DFB-LD激光器。虽然DFB-LD激光器的光谱宽度较窄，便于滤波分离，对通信业务的光信号影响很小，但是，由于DFB-LD激光器本身的光强度噪声影响，用它发光测量得到的OTDR曲线波纹很大，直接影响了光缆在线监测设备对光缆状态和事件点的分析和判断。

综上所述，现有的在光缆在线监测设备中的OTDR很难满足光缆在线监测的需要：一是要保证曲线质量，二是不能影响通信业务。

发明内容

本发明提供了一种改进的光缆在线监测的方法，可以降低光强度噪，减小OTDR曲线波纹，提高光缆在线监测设备对光缆状态和事件点的分析判断的准确性。

本发明为此采取的措施是，在光时域反射仪中，将光环形耦合器连接的激光器采用带制冷器的DFB-LD激光器，制冷器与DFB-LD激光器分别连接着制冷器驱动电路和激光器驱动电路，制冷器驱动电路、激光器驱动电路和A/D转换电路均与FPGA控制单元连接，FPGA控制单元连接着网络通信接口。

这里，制冷器的最大额定制冷电流需为1A，在未进行测试时，制冷器保持制冷电流为25mA。

而在实际监测中，带制冷器的DFB-LD激光器产生的测试光波长为1610nm，制冷器的制冷电流I_TEC为500-900mA，FPGA控制单元产生的启动激光器驱动电路的脉冲信号Pulse1和启动制冷器驱动电路的方波信号Pulse2的周期T相同，取为10-30s，方波信号Pulse2的占空比≤50％。

测试的最佳条件为：I_TEC为900mA，Pulse1和Pulse2的T均为30s，Pulse2的占空比取为50％。

本发明发现，带制冷器的DFB-LD激光器作OTDR的光源，输出光的光强度噪声要比普通的DFB-LD激光器输出光的要小，因此测试所得的OTDR曲线波纹就较小。

本发明还证实，在Pulse1和Pulse2的T相同时，I_TEC越大，DFB-LD激光器输出光的光强度噪声越小，测试所得的OTDR曲线波纹就越小；