频率编码光纤时域反射仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种频率编码光纤时域反射仪包括光源、第一光纤耦合器、声光调制器、射频信号发生器、光纤放大器、光回旋器、第二光纤耦合器、平衡探测器和数据采集卡。通过对光脉冲进行频率调制，使得空间分辨率不受光脉冲持续时间的限制，空间分辨率不再取决于脉冲的宽度，而取决于探测脉冲的频率调制范围。以达到同时实现高空间分辨率和长探测距离的目的。
【专利说明】频率编码光纤时域反射仪
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及光纤传输测量领域，具体地，涉及一种频率编码光纤时域反射仪。【背景技术】
[0002] 光时域反应仪 OTDR(Coherent Optic Time Domain Reflectometry)是测量光纤 传输特性的测量仪器，现已经广泛应用在光纤通信系统中，利用光纤的背向瑞利散射光等 信号，以测量光纤的衰减、损耗和反射等特性。作为一种非破坏性的光纤测量技术，0TDR可 测量整个光纤链路的衰减并提供与长度有关的衰减细节，具体表现为探测、定位和测量光 纤链路上任何位置的事件。
[0003] 现有的0TDR技术中，探测距离和空间分辨率是一对相互制约的矛盾，为了实现高 空间分辨率，需要减小脉冲的持续时间，这就降低了光脉冲的能量，导致测量距离的缩短。 现有的0TDR技术已经分别实现了上千公里的探测距离和1米的空间分辨率，但是这两个参 数不能够同时实现。 实用新型内容
[0004] 本实用新型的目的在于，针对上述问题，提出一种频率编码光纤时域反射仪，以实 现兼备高空间分辨率和长探测距离的优点。
[0005] 为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
[0006] 一种频率编码光纤时域反射仪，包括光源、第一光纤耦合器、声光调制器、射频信 号发生器、光纤放大器、光回旋器、第二光纤耦合器、平衡探测器和数据采集卡，从所述光源 发出的光经过第一耦合器后分为两束，一束光经过声光调制器，变为带有频率编码的脉冲 信号，然后该脉冲信号经过光纤放大器后作为探测脉冲信号，该探测脉冲信号经光回旋器 进入待测光纤，从待测光纤散射回的光经过光回旋器进入第二光纤耦合器，并在第二光纤 耦合器与光源发出的另一束光发生干涉，从第二光纤耦合器输出的光进入平衡探测器转换 为电信号，该电信号经过数据采集卡变成数字信号，所述数据采集卡内置A/D转换电路，所 述声光调制器由射频信号发生器驱动。
[0007] 本实用新型的技术方案具有以下有益效果：
[0008] 本实用新型技术方案通过对光脉冲进行频率调制，使得空间分辨率不受光脉冲持 续时间的限制，空间分辨率不再取决于脉冲的宽度，而取决于探测脉冲的频率调制范围。与 现有的0FDR相比较，本技术方案中的光脉冲频率调制持续时间短，小于光在待测光纤的往 返时间，降低了测量过程中相位噪声的积累，因此其测量范围可以超过光源的相干长度，而 保持空间分辨率不变。达到同时实现高空间分辨率和长探测距离的目的。
[0009] 下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 图1为本实用新型实施例所述的频率编码光纤时域反射仪原理框图；
[0011] 图2为经过调制的信号示意图；
[0012] 图3为光纤上不同位置反射的探测光与本地振荡光的频差曲线示意图；
[0013] 图4a至图4d为本实用新型实施例所述的频率编码光纤时域反射仪验证实验数据 的曲线图。
【具体实施方式】
[0014] 以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优 选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0015] 如图1所示，一种频率编码光纤时域反射仪，包括光源、第一光纤耦合器（CP1)、声 光调制器（AOM)、射频信号发生器（RFSG)、光纤放大器（EDFA)、光回旋器（CIR)、第二光纤耦 合器、平衡探测器（BPD)和数据采集卡，从光源发出的光经过第一耦合器后分为两束，一束 光经过声光调制器，变为带有频率编码的脉冲信号，然后该脉冲信号经过光纤放大器后作 为探测脉冲信号，该探测脉冲信号经光回旋器进入待测光纤（FUT)，从待测光纤散射回的光 经过光回旋器进入第二光纤耦合器（CP2)，并在第二光纤耦合器与光源发出的另一束光发 生干涉，从第二光纤耦合器输出的光进入平衡探测器转换为电信号，该电信号经过数据采 集卡变成数字信号，数据采集卡内置A/D转换电路，声光调制器由射频信号发生器驱动。转 换后的数字信号在PC内经过数据处理，得到FUT的散射曲线。
[0016] 频率编码光纤时域反射仪的工作方法，射频信号发生器发出的射频信号在时间上 是脉冲信号，并且其频率在脉冲持续时间内线性变化，因此，光信号经过声光调制器后强度 受到调制，变成脉冲信号，脉冲持续时间为T P ;与此同时，光信号的频率也发生线性变化， 其改变量等于射频信号发生器的频率，光脉冲的表达式为：
【权利要求】
1. 一种频率编码光纤时域反射仪，其特征在于，包括光源、第一光纤耦合器、声光调制 器、射频信号发生器、光纤放大器、光回旋器、第二光纤耦合器、平衡探测器和数据采集卡， 从所述光源发出的光经过第一耦合器后分为两束，一束光经过声光调制器，变为带有频率 编码的脉冲信号，然后该脉冲信号经过光纤放大器后作为探测脉冲信号，该探测脉冲信号 经光回旋器进入待测光纤，从待测光纤散射回的光经过光回旋器进入第二光纤耦合器，并 在第二光纤耦合器与光源发出的另一束光发生干涉，从第二光纤耦合器输出的光进入平衡 探测器转换为电信号，该电信号经过数据采集卡变成数字信号，所述数据采集卡内置A/D 转换电路，所述声光调制器由射频信号发生器驱动。
【文档编号】G01M11/02GK204202852SQ201420658672
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月6日 优先权日:2014年11月6日
【发明者】何祖源, 刘庆文, 樊昕昱, 杜江兵, 马麟 申请人:无锡联河光子技术有限公司