[发明专利]一种长距离可编程光纤光缆损耗分布测试装置及方法

说明书

本公开提出了一种长距离可编程光纤光缆损耗分布测试装置及方法，包括第一光纤耦合器、第一光纤盘、第二光纤耦合器、第二光纤盘、第三光纤耦合器、第三光纤盘、光开关、光衰减器和定时器；第二光纤耦合器、第二光纤盘、第三光纤耦合器、第三光纤盘、光开关和所述光衰减器依次连接，光衰减器与第二光纤耦合器连接，构成光纤传输环路；第一光纤耦合器与第二光纤耦合器连接，第一光纤耦合器和第二光纤耦合器之间设置第一光纤盘；第一光纤耦合器还与定时器连接，定时器与光开关连接；本公开设计了可同步触发定时器，定时器的计时可自动与相干光时域反射计的探测光脉冲同步，无需人工干预，可模拟30km‑20000km范围内光纤光缆距离及实际的损耗分布。

技术领域

本公开属于光纤光缆损耗测试技术领域，尤其涉及一种长距离可编程光纤光缆损耗分布测试装置及方法。

背景技术

光纤通信由于具有通信容量大、传输速率高、传输损耗小、抗电磁干扰性强和保密性好等优点，得到了快速发展并普及应用；海底通信光缆主要用于近海岛屿间或跨洋远距离通信，通信距离短则几百米至几十公里，长则几百公里至几千公里，更长距离甚至超过1万公里；如图2所示，由于海底通信光缆为特殊架构的通信缆，收发线路分离，且收发两条链路中分别跨接多个中继器，每一对中继器之间采用耦合器分支短接，目的是为光缆链路的测试提供信号回传通道。

在超长距离通信光缆(如海底光缆)的工程施工、验收及后期维护保障测试中，需要测试通信光缆的链路损耗分布以便进行链路排查及故障定位，由于其特殊的架构方式，传统的光时域反射计因探测信号无法穿透中继器(即光放大器)，因此无法实现针对上述通信光缆的损耗分布测试，而相干光时域反射计可很好地解决该问题，该类产品通过不同的光接口发送探测光脉冲及接收光缆中返回的光信号，利用光缆中提供的信号回传通道，能够测试超长距离通信光缆(如海底光缆)的距离及链路损耗等信息，并能对链路中的故障点分析与定位，探测距离可超过1万公里。

在相干光时域反射计的研制、生产、交付验收及维修保障等过程中，需要验证针对长距离(如1000km甚至超过10000km)通信光缆的测试能力，常规的方法是搭建实际距离的通信光缆链路或在布设有海底通信光缆的现场进行测试，但实际操作起来困难较大，不切实际，前者主要是成本太高，费时费力，且占据空间很大，即便搭建1000km的链路，也需要2×1000km光缆及几十台套光放大器，将占据很大的放置空间，耗电量大，供电要求非常高，对转场搭建非常不方便。

为解决相干光时域反射计的长距离测试验证问题，只能考虑搭建模拟链路的方式；目前现有模拟方法主要有基于“光开关+光纤延迟线”、基于“光纤环行器+3*3光纤耦合器”和基于“光开关+函数发生器”等方法；但无论哪种方法，都无法模拟与实际链路更接近的效果，要么可模拟的距离有限，要么成本较高。现有方法中都无法实现光缆链路的损耗分布测试验证，不能有效解决相干光时域反射计针对长距离光缆链路的测试验证问题。

本申请发明人发现，现有技术中的相干光时域反射计的长距离测试方法中存在以下问题：

1.基于“延迟线和光开关”的方法，主要通过光纤延迟线的延时作用模拟探测信号在通信链路中的传输延时，以此模拟传输距离，并通过光开关选择不同的延时大小来模拟不同的传输距离，由于光纤延迟线的延时时间有限，通常几百微秒，无法模拟上千公里及以上的距离，另外，该方法无法模拟通信光缆的损耗分布；

2.基于“光纤环形器+光开关”的方法，模拟的光缆链路中，由于光纤环形器的2个端口分别连接到2*2光纤耦合器的两个输出端口，这两个通道中光纤的后向散射信号都会通过2*2光纤耦合器返回到相干光时域反射计，导致信号混叠，因此无法模拟链路损耗，且由于环路中光放大器的使用，会导致返回到相干光时域反射计的信号强度较大，会使接收端探测器功率饱和，从而无法正常测试；