[发明专利]一种基于线性调频信号的光纤链路检测系统及方法

说明书

一种基于线性调频信号的光纤链路检测系统，涉及光纤通信领域，包括：激光器、线性调频发射机、环形器和接收机，激光器发出连续光信号；线性调频发射机产生包含线性调频光信号的重复脉冲信号，作为探测光信号；环形器将所述探测光信号输入到被测光纤中，并接收来自被测光纤的背向散射信号；接收机提取所述背向散射信号中携带的被测光纤特征，输出探测信号曲线轨迹。本发明在同样时间的前提下，提高测量的动态范围，提高距离分辨率。

技术领域

本发明涉及光纤通信领域，具体来讲涉及一种基于线性调频信号的光纤链路检测系统及方法。

背景技术

光时域反射技术是根据光的背向散射与反射原理制作，利用光在光纤中传输时产生的背向散射光来获取衰减信息，可用于测量光纤衰减、接头损耗、光纤故障点定位，以及了解光纤沿长度的损耗分布情况等。由于光纤材料密度不均匀、掺杂成分不均匀以及光纤本身的缺陷，当光脉冲在光纤内传输时，会由于光纤本身的性质、连接器、接合点、弯曲或其它类似的事件而产生散射、反射。其中一部分的散射和反射光就会返回到光时域反射仪(Optical Time Domain Reflectometer，OTDR)中，返回的有用信息由光时域反射仪的探测器来测量，它们就作为光纤内不同位置上的时间或曲线片断。通过测量发射信号到返回信号所用的时间，以及确定光在光纤的速度，就可以计算出对应的距离。

随着光纤放大器的引入及光纤损耗的降低，光纤传输距离不断增加，探测器探测的信号非常微弱，要求探测器具有更高的灵敏度和更大的动态范围。为了解决探测器信号微弱的问题，传统方法一是重复采样取平均来提高探测灵敏度，二是增加发射信号的能量。重复采样可以提高测量的动态范围，但要耗费更多的时间。由于激光器的功率有限，要提高入射信号的能量，只能增加发射信号的脉宽，但这又会降低距离分辨率。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于线性调频信号的光纤链路检测系统及方法，在同样时间的前提下，提高测量的动态范围，提高距离分辨率。

为达到以上目的，本发明采取一种基于线性调频信号的光纤链路检测系统，包括：

激光器，其用于发出连续光信号；

线性调频发射机，其用于产生包含线性调频光信号的重复脉冲信号，作为探测光信号；

环形器，其用于将所述探测光信号输入到被测光纤中，并接收来自被测光纤的背向散射信号；

接收机，其用于提取所述背向散射信号中携带的被测光纤特征，输出探测信号曲线轨迹。

在上述技术方案的基础上，所述线性调频发射机包括：

电信号发生器，其用于产生线性调频电信号以及时钟同步脉冲信号，且二者重复周期相同；

光调制器，其用于将线性调频电信号调制到所述激光器发出的连续光信号上，生成连续的线性调频光信号；

光开关，其用于从连续的线性调频光信号中按照相同周期截取线性调频光信号，作为探测光信号。

在上述技术方案的基础上，所述线性调频电信号以及时钟同步脉冲信号的重复周期T满足：其中c为真空中的光速，L为被测光纤的长度，n为平均折射率。

在上述技术方案的基础上，所述接收机包括：

反射信号接收单元，其用于接收所述背向散射信号，并转换为数字信号；

数字信号处理单元，其用于接收所述数字信号，提取被测光纤特征。

在上述技术方案的基础上，所述反射信号接收单元包括：

光电探测器，其用于将背向散射信号转换为模拟电信号；

放大滤波电路，其用于对模拟电信号进行放大并滤除部分噪声；