[发明专利]一种光纤在线测试装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及光纤通信在线测试领域，更具体地，涉及一种光纤在线测试装置及方法。

背景技术

随着光纤通信技术的成熟发展和“三网融合”服务需求的不断推动，在各种通信、数据网络中广泛采用光纤介质进行传输。在光网络测试、诊断方面，主要采用离线方式。离线方式工作量大、效率低，因此迫切需要光网络在线检测来解决该问题。在一些光网络系统中采用外置传统的OTDR(光时域反射仪)，使用非工作波长进行在线光程检测，但是这种方法成本高，操作和组网复杂。

目前光纤通信系统中普遍采用的光模块，一般只具备收发光的处理，而对于光网络的状态，只是通过收发两端的光模块发送接收光功率来大致得到光网络的插损，而无法得到光网络事件点的具体细节，如光纤接头、弯曲及断点等。

传统的OTDR在发送端发送测试脉冲，通过在光纤的发送端测试反射光来得到光纤OTDR曲线。OTDR曲线可认为是脉冲经过一个线性时不变系统的响应，进而OTDR曲线可以认为是测试脉冲与被测光纤冲击响应的卷积，冲击响应包含了光纤的特征。因此，从这个角度上看，得到光纤网络的冲击响应即可确定光纤上的事件点。

通过发送扫频正弦波的方式，可以获得一个系统的一定范围内频率响应，再通过反傅里叶变换可以得到在时域上的冲击响应曲线。

欧洲专利号为EP1884758A1的专利《Control loop for the integrated sine wave OTDR measurement online》描述了使用正弦扫频方式的OTDR测量的光模块控制环路，该专利侧重于稳定发送光功率的控制环路及具体电路实现。其描述的方法可认为是一种正弦扫频方案。结合图1所示，通过专利描述的装置发送的数据信号调制了一个正弦频率信号，在OTDR接收处获取频率信号的频响(包括幅度和相位)。通过逐个频点测试，可以获得一定范围内的频率响应，反傅里叶变换后就可以得到其相应时域的冲击响应曲线。由于实际系统可以认为是个低通系统，因此通过变换得到的冲击响应近似与系统冲击响应，基本可以对光纤事件进行判断。

但上述方案存在如下缺点：采用正弦信号扫频，在控制上比较复杂，实现难度大。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种光纤在线测试装置及方法，能够降低光纤测试的复杂度。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种光纤在线测试装置，包括：周期波形发生器、驱动器、激光器、光向器、信号接收器，模数转换器和测试控制处理单元，其中：

所述驱动器用于将发送的下行数据与所述周期波形发生器产生的周期信号进行合成，并驱动激光器把相应的光信号发送到光纤上；

所述模数转换器用于，将所述信号接收器通过所述光向器接收到的模拟反射信号进行模数转换后，输入到所述测试控制处理单元；

所述测试控制处理单元用于，控制所述周期波形发生器产生一定频率的周期信号，并根据所述周期信号以及接收到的反射信号，计算被测系统各频点的幅度响应和相位响应，进而根据得到的被测系统在一定频率范围内的频率响应，计算得到被测系统的时域响应。

进一步地，所述测试控制处理单元用于，根据所述周期信号P_k(t)以及接收到的反射信号R_k(t)，按照以下方式计算被测系统各频点的幅度响应和相位响应：

利用傅里叶级数计算方法计算周期信号P_k(t)的基频的幅度及相位值；

利用傅里叶级数计算方法估算R_k(t)的由P_k(t)激励产生频率为f_k的响应信号的幅度及相位值；

将估算的幅度值除以P_k(t)的基频幅度值得到被测系统在该频点f_k的幅度响应用估算的相位值减去P_k(t)的基频相位值，得到被测系统在该频点f_k的相位响应

进一步地，所述测试控制处理单元用于，按照以下方式估算所述R_k(t)的频率为f_k的响应信号的幅度及相位值：

将R_k(t)数据按照T_k分成若干段，然后相加平均，得到一个周期的数据，按照傅里叶级数计算方法获得在该频点f_k的幅度及相位值；