一种可以在线测试的光时域反射仪的制作方法

1.本实用新型属于光时域反射仪技术领域，具体涉及一种可以在线测试的光时域反射仪。


背景技术：

2.光纤通信技术是现在通信中最主流的通信手段之一。光纤作为通信介质已经有一段历史，随着光纤通信的普及和成熟，光纤通信已经成为国际通信领域的主流，其普及率代表着一个国家的发展水平。然而由于光纤的脆弱，易损、易断的特性，光纤链路的铺设质量，光纤链路维护，抢修等成为了后续的最主要的工作。
3.光在光纤中传输会产生两种光学现象，一种是菲涅尔反射，另外一种是利瑞散射。因此，我们通常会利用这两种反射现象来测量分析光纤链路的参数特征，这就是市面普遍的光时域分析仪。
4.然而对于普通的光时域反射仪，如果说被测光纤中存在有通信波长的光，普通的光时域反射仪就不能进行测试，必须断开被测光纤的通信光，这样对于使用者很不方便，目前光时域分析仪市场百花齐放，但是要实现在线测试的光时域分析仪都需要采用昂贵的1625nm波长或者是1650nm波长的激光器加上滤波器才能实现在线测试，这种方案的成本往往是普通1310nm+1550nm双波长光时域反射仪成本的两倍，使用者必须承担昂贵的购买费用。
5.因此，提供一种可以在线测试的光时域反射仪，是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

6.针对现有光时域反射仪使用时所存在的问题，需要一种新的方案。
7.为此，本实用新型的目的在于提供一种可以在线测试的光时域反射仪，以克服现有技术所存在的问题。
8.为了达到上述目的，本实用新型提供的可以在线测试的光时域反射仪，包括：arm处理单元，fpga处理单元，光电信号处理单元、光组件单元和人机交互单元，所述arm处理单元与所述人机交互单元和所述fpga处理单元相连；所述fpga处理单元和所述光电信号处理单元相连；所述fpga处理单元还与所述光组件单元相连；所述光组件单元将光信号转成电信号之后又和所述光电信号处理单元相连。
9.进一步的，所述光电信号处理单元，包括：放大网络电路、微弱信号匹配网络电路、差分放大器和模数转换电路，所述放大网络电路、微弱信号匹配网络电路、差分放大器和模数转换电路依次连接设置。
10.进一步的，所述放大网络电路还与光组件单元连接设置，用于对光组件单元输出的电信号进行放大处理。
11.进一步的，所述模数转换电路还与fpga处理单元连接设置，用于将处理好的模拟
电信号转换成数字信号后给交给fpga处理单元做数据处理。
12.进一步的，所述光组件单元，包括：激光器驱动电路、激光器组件和雪崩光电管，所述激光器驱动电路与fpga处理单元连接设置，用于接收fpga处理单元发出的命令，所述激光器驱动电路还与激光器组件驱动连接；所述雪崩光电管与激光器组件连接设置并将激光器组件发出的光信号转成电信号。
13.进一步的，所述激光器组件，包括：两组激光器，两组wdm和一个一分二分路器，所述两组激光器的控制端与激光器驱动电路连接，所述两组激光器的输出端分别与第一组wdm的输入端连接；所述第一组wdm的输出端与一分二分路器连接；第二组wdm的输入端连接一分二分路器连接，输出端与雪崩光电管连接。
14.进一步的，所述雪崩光电管上设置有带通滤波器。
15.本实用新型提供的可以在线测试的光时域反射仪，利用合波和分波技术，同时采用光滤波技术和两个雪崩二极管，并利用对两个雪崩二极管的光电转换的信号，判断出光纤中的光信号属于哪个波段，从而屏蔽掉光纤中的光，再采用另外一个波长进行测量分析，实现了在线光纤的测量。
附图说明
16.以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本实用新型。
17.图1为本实例中可以在线测试的光时域反射仪的整体结构框架图；
18.图2为本实例中可以在线测试的光时域反射仪工作时的结构示意图；
19.图3为本实例中可以在线测试的光时域反射仪光组件单元的结构示意图。
具体实施方式
20.为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
21.为了满足在线光纤故障的测量，在不失普通常规光时域反射仪的测试功能的情况下，本实例提供一种可以在线测试的光时域反射仪，包括：arm处理单元，fpga处理单元，光电信号处理单元、光组件单元和人机交互单元。
22.如图1所示，arm处理单元与人机交互单元和fpga处理单元相连，fpga 处理单元和光电信号处理单元相连，fpga处理单元又和光组件单元相连，光组件单元将光信号转成电信号之后又和模拟信号处理单元相连。
23.其中，arm处理单元和人机交互单元用于完成人机交换和数据处理工作；光组件单元和fpga处理单元用于将菲涅尔反射和利瑞散射光信号转换成电信号，然后进行数据采样和处理，并将采样到的数据传输给arm处理单元做处理； arm处理单元与fpga处理单元通信，将读取光电转换的数据并且在人机交互单元显示。
24.本实例中采用的arm处理单元和人机交互单元，是现有技术产品，这里不再赘述。
25.参见图2，本实例中的光电信号处理单元，包括：放大网络电路、微弱信号匹配网络电路、差分放大器和模数转换电路，其中，放大网络电路、微弱信号匹配网络电路、差分放大器和模数转换电路依次连接设置。
26.其中，放大网络电路与光组件单元连接设置，用于对光组件单元输出的电信号进
行放大处理。
27.模数转换电路与fpga处理单元连接设置，用于将处理好的模拟电信号转换成数字信号后给交给fpga处理单元做数据处理。
28.微弱信号匹配单元是为了满足不同的测试条件、测量范围和光纤质量情况，微弱信号匹配单元自动匹配出一套最近的测量参数以满足测试中的不同的测试环境。
29.差分放大器是现有技术，这里不再赘述。
30.本实例中的光组件单元包括：激光器驱动电路、激光器组件和雪崩光电管。
31.其中，激光器驱动电路一方面与fpga处理单元连接设置，用于接收fpga 处理单元发出的命令；另一方面与激光器组件驱动连接。
32.雪崩光电管与激光器组件连接设置并将激光器组件发出的光信号转成电信号，动态调控的偏执电压，用于实用不同特性的雪崩光电管。
33.雪崩光电管将光信号转成电信号之后输送给放大网络电路对信号进行适当放大处理，并输送给微弱信号匹配网络电路做信号匹配处理。
34.微弱信号匹配网络电路对信号进行处理后再将其输送给差分放大器处理，差分放大器处理对信号进行处理后再将其输送给模数转换电路。
35.模数转换电路将处理好的模拟电信号转换成数字信号给交给fpga处理单元做数据处理。
36.具体设置时，本实例中的雪崩光电管由两个雪崩二极管构成，所述两个雪崩二极管分别设置有通滤波器，其中两个雪崩二极管中一个装有1310nm窄带滤波器，让1310nm的光通过，其它波长的光全部过滤，另外一个装有1550nm 窄带滤波器，让1550nm的光通过，其它波长的光全部过滤。
37.如图3所示，所述激光器组件，包括：1310nm激光器和1550nm激光器，两个普通的1310/1550nm波长的wdm和一个一分二分路器。
38.其中，两个wdm分别设置在激光器的发射端和和接收端，发射端的wdm对 1310nm和1550nm波长的激光器进行合波，接收端的wdm对接收的光进行分波，将反射回来的光信号进行分波处理，同时在雪崩二极管处加上带通滤波器进一步对光进行隔离处理。
39.一分二分路器设置在两个wdm之间，用于将接受到的的光信号进行耦合、分支和分配。
40.本实例中光组件单元，既采用了发射时对光进行合波技术，同时在接收时采用了分波技术和滤波技术，同时对不通波长的光进行动态检测，智能判断被测光纤中已经存在的光信号，对已经存在的光信号做相应的滤波处理。
41.本实例中的激光器组件采用高速单电源驱动单独驱动的方式，fpga处理单元采用的800m主频，模数转换频率达到了50m以及等效采样的算法，使得有效采样频率达到了2050m。
42.为了提高测量的灵敏度，雪崩光电接收管采用了雪崩二极管，外加动态调控的偏置电压，光电信号处理单元还加入了放大网络电路和微弱信号匹配网络电路，用于提高检测的准确度。
43.基于上述结构设置的在线测试的光时域反射仪，在具体应用时，fpga处理单元接收到arm处理单元发过来的命令，根据命令做出相应的设置和测量。
44.激光器驱动电路根据fpga处理单元的设置驱动激光器组件工作。
45.激光器组件中的1310nm激光器和1550nm激光器发射出相应波长的光波，经过发射端和和接收端的wdm对1310nm和1550nm波长的激光器进行合波分波，同时在雪崩二极管处加上带通滤波器进一步对光进行隔离处理。
46.光电信号处理单元中模数转换电路将处理好的模拟电信号转换成数字信号给交给fpga处理单元做数据处理，fpga处理单元控制放大网络电路的参数配置以及匹配网络的参数配置。
47.同时，fpga处理单元，对两路雪崩二极管上的光信号进行判断，自动判断出当前光纤中存在什么波长的光信号，从而采用与之不通波长的光进行测量，以达到在线测试的目的。
48.本实用新型提供的可以在线测试的光时域反射仪，利用合波和分波技术，同时采用光滤波技术和两个雪崩二极管，并利用对两个雪崩二极管的光电转换的信号，判断出光纤中的光信号属于哪个波段，从而屏蔽掉光纤中的光，再采用另外一个波长进行测量分析，实现了在线光纤的测量。
49.本实用新型提供的可以在线测试的光时域反射仪，具有控制精度高、功能更丰富、体积小、使用携带方便、管理更加系统化，可以在线测试等优点。
50.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。