带otdr功能的光缆识别装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及光纤传感、光学测量技术领域，具体涉及一种带OTDR功能的光缆 识别装置。
【背景技术】
[0002] 近年来，光纤通信的快速发展催生了光缆的大面积铺设，光缆传输已经逐步取代 电缆传输成为现代通信网络最为重要的传输方式。运营商们把越来越多的光缆架设在人 井、管道、架空等复杂环境中，另外，由于城市改建、线路抢修、搬迀机房等新情况不断涌现， 因此现阶段的光缆监测技术及日常管理存在光缆检测量大，检测出故障光缆的时间长的技 术问题。因此光缆线路一旦出现故障，在施工现场能够简单、快速、准确地找出目标光缆就 显得越发重要。
[0003] 目前光缆维护中，常用的测试技术主要包括光时域反射计法（OIDR)和基于 Sagnac干涉的光缆识别法。
[0004] 1、光时域反射计法（OTDR)
[0005] 光时域反射仪（OpticalTimeDomainReflectometer，即 0TDR)是利用光的瑞利 散射和菲涅尔反射所产生的背向光散射原理而制成的仪器，其被广泛应用于光缆线路的维 护、施工之中，可进行光纤长度、传输衰减、接头衰减和故障定位等的测量。
[0006] OTDR的工作原理是将超短光脉冲注入到待测光纤内，由于光纤本身的性质，连接 器、结合点、弯曲或其它类似的事件会产生散射或反射，通过测量背向瑞利散射光实现光纤 故障的精确定位，利用触发源同时向脉冲激光器和光电二极管发出触发信号，当光脉冲注 入待测光纤后，将在光纤中各个位置产生与该位置相关的瑞利散射光，因此通过检测光纤 各位置产生的瑞利散射光返回光电探测器的时间不同，通过计算返回时间即可得到各点的 准确位置，位置计算公式为：
其中，c/n为光在光纤中的传播速度，At为从触发 信号到探测到某位置散射光的时间差。
[0007] 2、基于Sagnac干涉的光缆识别法
[0008] 光缆识别仪，主要利用光的传感原理以及光的干涉原理，用来准确无误地寻找目 标光缆，近端施工人员轻敲光缆，便可以声光等形式出现在远端，从而找出目标光缆，和传 统的光缆识别方法相比，具有简单、快速、高效、经济、无损光缆电磁干扰等优点。
[0009] Sagnac干涉仪具有真正的零光程差，不存在干涉两臂不等引起的噪声，并且对相 干光源要求较低，可使用宽带光源，非常适合于长距离声音扰动检测。具体原理如下：
[0010] 在Sagnac环中某点处存在局部干扰，它将导致光纤中顺、逆时针的相位发生变 化，这两束光先后到达耦合器处发生干涉，并携带了扰动的性质和位置信息。若延时光纤大 于传感部分的两倍长度，则相位差近似为：
[0011]
式中，T为光通过延时光纤所需时间，X为声源扰动产生的光程变 化。我们可以分析Sagnac环干涉光强的频谱来定位扰动的位置。其基本原理为：局部扰动 近似为一个白噪声，若对接收到的光源进行快速傅里叶变换（FFT)，将会得到一些分量为O 的频率点，频率点会随着扰动位置的变化而变化，它们之间满足：
[0012]
式中，N为整数，c为光速，L为光纤环的总长度，n为光纤的折射 率，R是扰动点与最近的Sagnac环端点的距离。由此我们可以利用fjt出R。
[0013]目前用于光缆维护测试的仪器大多只有单一的功能，如，光缆的故障断点检测用 光时域反射计（OlDR)，光缆识别维护用光缆识别仪，但在实际光缆故障排除和维护中，需要 对光缆进行多功能测试，如果携带不同的单独功能的测试仪表检测的话，体积庞大、操作复 杂、携带极其不方便，不能满足现代光纤通信网络系统中对光缆维护的需求。 【实用新型内容】
[0014] 本实用新型的目的在于提供一种带OTDR功能的光缆识别装置，该装置集光时域 反射计光缆故障定位功能和光缆识别功能于一体，大大缩短用户对户外光缆的故障排查难 度，而且，集成度高、体积小，性价比高，适合便携式户外应用。
[0015] 为解决上述技术问题，本实用新型公开的带OTDR功能的光缆识别装置，其特征在 于：它包括光源、光电探测器、第一親合器、延时光纤环、第二親合器和光开关，其中，所述光 源的光信号输出端连接第一耦合器的第一通信接口，光电探测器的光信号探测端连接第一 耦合器的第二通信接口，第一耦合器的第三通信接口连接延时光纤环的一端，第一耦合器 的第四通信接口连接第二耦合器的第一通信接口，延时光纤环的另一端连接光开关的第一 通信接口，光开关的第二通信接口连接第二耦合器的第二通信接口，光开关的第三通信接 口连接第二耦合器的第三通信接口，光开关的第四通信接口用于连接待测光纤。
[0016] 本实用新型的工作过程为：1)切换光开关，将光开关的第一通信接口（A端）与第 四通信接口（D端）直连，且第一通信接口（A端）连接延时光纤环，第四通信接口（D端） 连接待测光纤，使光路处于光纤故障定位模式，此时，光源发出的激光经第一耦合器后，通 过延时光纤环后在光开关的控制下，直接与待测光纤连接，经待测光纤反射后的信号原路 依次通过光开关、延时光纤环，经第一耦合器后被光电探测器接收，通过电路分析（利用现 有的光时域反射技术），可探测待测光纤的总长度，并判断光纤是否有断点故障等信息；
[0017] 2)切换光开关，将光开关的第一通信接口（A端）与第三通信接口（C端）连接， 第二通信接口（B端）与第四通信接口（D端）连接，且第一通信接口（A端）连接延时光纤 环，第四通信接口（D端）连接待测光纤，使光路处于光缆识别模式，此时，光源发出的激光 经第一耦合器后，一路通过延时光纤环后从光开关的第一通信接口（A端）输入，输出光从 光开关的第三通信接口（C端）输出后输入第二耦合器的第三通信接口，通过第二耦合器的 第二通信接口后从光开关的第二通信接口（B端）输入，然后光从光开关的第四通信接口（D 端）输出至待测光纤；光源发出的激光经第一耦合器后，另一路光直接经第二耦合器的第 一通信接口输入，并通过第二耦合器后进入光开关的第二通信接口（B端），且从光开关的 第四通信接口（D端）输出至待测光纤；
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