[发明专利]一种基于多模式传输反射分析少模光纤故障的装置及方法

说明书

本发明提供一种基于多模式传输反射分析少模光纤故障的装置，用于将包括多路连续光波产生模块、环形光路模块及空间模式转换复用与分离模块的光发射复用设备和包括空间模式分离模块和光隔离模块的光接收复用设备连接在一起的被测少模光纤链路上。该装置包括透射传输功率测量模块、反射/散射功率测量模块及故障数据处理分析模块，主要根据被测少模光纤链路发生故障前后不同空间模式的透射功率和总背向散射/反射功率，计算出待测少模光纤链路发生故障的位置。实施本发明，以解决当前故障检测方法无法实现少模光纤链路故障精准检测问题，具有实时高效、低成本且易于实现等优点。

技术领域

本发明涉及光纤故障检测技术领域，尤其涉及一种基于多模式传输反射分析少模光纤故障的装置及方法。

背景技术

随着通信业务的不断增多，人们对通信系统传输容量的需求日益增大，各种新技术不断涌现。目前，新一代基于模分复用(Mode Division Multiplexing,MDM)的少模光纤(Few-mode fiber,FMF)通信技术备受青睐。该技术利用少模光纤中有限的正交模式作为独立信道进行信息传输，可以成倍提升系统传输容量，突破传统单模光纤系统容量极限，成为实现低时延大带宽5G网络、接入网、数据中心等Tbit/s甚至Pbit/s传输容量最具竞争力的扩容方案。近年来，模分复用通信技术快速发展，使得光纤通信在“超大容量、超长距离、超高速率”领域迈上了新的台阶。面对未来少模光纤(FMF)研发、网络建设及应用的快速发展，迫切需求与之配套的健康监测技术协调发展，确保FMF链路的可靠性和稳定性，避免大容量业务中断而带来的经济损失和服务质量下降，因此，少模光纤链路故障检测技术变的尤为重要。

目前，少模光纤链路故障检测主要还是延续单模光纤链路的故障检测思想，可分为光时域反射仪(Optical Time Domain Reflectometer,OTDR)和光频域时域反射仪(Optical Frequency Domain Reflectometer,OFDR)两种故障检测方案。上述方法均是通过测量基模LP₀₁特性进行故障检测，可较好的实现单模光纤链路故障检测和定位。而针对支持多个空间模式的少模光纤而言，高阶空间模式故障损耗特性与基模LP₀₁存在较大差异，仅通过测量基模LP₀₁特性显然是不准确且不全面的。因此，需要综合考虑各空间模式的损耗特性，才可实现少模光纤链路故障的精确表征。与此同时，这种时域或频域信号调制带来一些限制，如针对长距离链路故障检测，光时域OTDR技术需要数分钟平均化处理才可以得到稳定的背向瑞利散射分布曲线，其故障检测效率较低；光频域OFDR技术因可调谐光源相干长度问题，无法实现更长范围故障检测；而且均需要复杂的调制光源，系统成本较高。

因此，如何实现少模光纤链路实时高效、低成本、高动态范围及高空间分辨的故障检测和定位是当前亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种基于多模式传输反射分析少模光纤故障的装置及方法，以解决当前故障检测方法无法实现少模光纤链路故障精准检测问题，具有实时高效、低成本且易于实现等优点。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于多模式传输反射分析少模光纤故障的装置，用于将光发射复用设备和光接收复用设备连接在一起的被测少模光纤链路上；其中，所述光发射复用设备包括依次连接的多路连续光波产生模块、环形光路模块和空间模式转换复用与分离模块；所述光接收复用设备包括依次连接的空间模式分离模块和光隔离模块；

所述装置包括透射传输功率测量模块、反射/散射功率测量模块及故障数据处理分析模块；其中，

所述透射传输功率测量模块的输入端与所述光隔离模块相连，输出端与所述故障数据处理分析模块相连，用于测量经所述光隔离模块中两个光隔离器输出的透射功率，包括被测少模光纤链路发生故障前及故障后各空间模式的透射功率；