[发明专利]一种探测脉冲的产生方法和相干光时域反射仪

说明书

技术领域

本发明涉及通信传输领域，尤其涉及一种探测脉冲的产生方法和相干光时域反射仪。

背景技术

COTDR(Coherent Optical Time Domain Reflectometer，相干光时域反射仪)和OTDR通常用于对光纤光缆线路故障(比如，断纤)进行定位。OTDR和COTDR均是通过周期性地向光纤中发送探测脉冲，探测脉冲在光纤中各点会发生瑞利散射，COTDR和OTDR再接收从光纤中散射回来的光信号中提取瑞利散射信号，然后根据瑞利散射信号进行分析实现光纤故障定位。COTDR相比于普通的OTDR，具有定位距离长等优点，但是，由于是采用相干技术对瑞利散射信号进行接收处理，因此，要求COTDR的光源线宽很窄，通常要求其线宽在10KHz～100KHz的范围内。

由于探测脉冲的光波频率成分单一，光纤中各点散射回来的瑞利散射信号的频率相同，也就会导致某些点散射回来的瑞利散射信号在到达OTDR或者COTDR时会发生相消干涉或者相长干涉，也就使得瑞利散射信号会体现出类噪声特性，即具有一定的随机性，这种噪声称之为相干衰落噪声。相干衰落噪声会造成COTDR和OTDR无法分辨光纤故障，从而就不能对光纤故障进行准确定位。因此，需要通过某种手段以减弱这种类噪声特性，以提高COTDR和OTDR对光纤故障分辨率和定位准确度。

现有技术中提供了一种直接利用改变激光器驱动脉冲形状的技术降低OTDR系统的相干衰落噪声的方案，其具体为通过一个驱动控制电路产生一个缓变调制脉冲去驱动脉冲调制器对激光器进行调制控制，使得激光器输出的探测脉冲包含各种不同频率成份的光波，达到减小相干衰落噪声的目的。

但是，上述现有技术会导致光源输出光波的频谱展宽，不符合COTDR对光源窄线宽的要求，当其应用于COTDR时，不仅不能提高COTDR对光纤故障的分辨率和定位准确度，还会劣化COTDR的工作性能。

发明内容

本发明提供一种相干光时域反射仪，其包括：控制单元、驱动单元、连续光激光器和探测脉冲产生单元；

所述控制单元，用于产生周期T相同的第一脉冲信号和第二脉冲信号，所述第二脉冲信号滞后于所述第一脉冲信号，且所述第一脉冲信号和第二脉冲信号的周期T≥t+2L/C，t为所述连续光激光器的光源调整时间，L为待探测光纤的长度，C为光波在光纤中的传播速度；

所述驱动单元，用于根据所述第一脉冲信号产生频率变化驱动信号；

所述连续光激光器，用于在所述频率变化驱动信号的驱动下，产生频率变化频谱宽度不变的连续光；

所述探测脉冲产生单元，用于根据所述第二脉冲信号对所述连续光进行调制产生探测脉冲。

本发明还提供一种探测脉冲的产生方法，包括：

产生周期T相同的第一脉冲信号和第二脉冲信号，所述第二脉冲信号滞后于所述第一脉冲信号，且所述第一脉冲信号和第二脉冲信号的周期T≥t+2L/C，t为连续光激光器的光源调整时间，L为待探测光纤的长度，C为光波在光纤中的传播速度；

根据所述第一脉冲信号产生频率变化驱动信号；

用所述频率变化驱动信号驱动所述连续光激光器，使得所述连续光激光器产生频率变化频谱宽度不变的连续光；

根据所述第二脉冲信号对所述连续光进行调制，得到探测脉冲。

本发明实施例提供的相干光时域反射仪由于是对连续光激光器输出连续光的频率进行控制，使得每一个探测脉冲包含单一频率成份的光波，而不同探测脉冲包含的光波的频率不相同，而不是使得连续光激光器输出的探测脉冲包含不同频率成份的光波，通过控制第一脉冲信号和第二脉冲信号的周期T≥t+2L/C，使得一个探测脉冲对应的光纤各点的散射和/或反射的光信号回到相干光时域仪后才发送下一个探测脉冲，从而避免了不同探测脉冲对应的散射和/或光信号之间发生叠加，因此，不仅能有效的降低相干衰落噪声，同时又不会导致连续光激光器输出的光波的频谱展宽，极大地提高了相干光时域反射仪对光纤故障的分辨率和定位准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的相干光时域反射仪的结构图；

图2为本发明实施例中探测脉冲产生原理示意图；

图3为本发明实施例二提供的相干光时域反射仪的结构图；

图4为本发明实施例三提供的相干光时域反射仪的结构图；