[发明专利]一种基于多模式传输反射分析少模光纤故障的装置及方法

权利要求书

1.一种基于多模式传输反射分析少模光纤故障的装置，其特征在于，用于将光发射复用设备和光接收复用设备连接在一起的被测少模光纤链路上；其中，所述光发射复用设备包括依次连接的多路连续光波产生模块、环形光路模块和空间模式转换复用与分离模块；所述光接收复用设备包括依次连接的空间模式分离模块和光隔离模块；

所述装置包括透射传输功率测量模块、反射/散射功率测量模块及故障数据处理分析模块；其中，

所述透射传输功率测量模块的输入端与所述光隔离模块相连，输出端与所述故障数据处理分析模块相连，用于测量经所述光隔离模块中两个光隔离器输出的透射功率，包括被测少模光纤链路发生故障前及故障后各空间模式的透射功率；

所述反射/散射功率测量模块的输入端与所述环形光路模块中两个单模光纤环形器均相连，输出端与所述故障数据处理分析模块相连，用于测量所述环形光路模块中两个单模光纤环形器输出的反射/散射功率，包括被测少模光纤链路发生故障前及故障后各空间模式的总背向散射/反射功率；

所述故障数据处理分析模块，用于根据被测少模光纤链路发生故障前各空间模式的透射功率和总背向散射/反射功率，以及被测少模光纤链路发生故障后各空间模式的透射功率和总背向散射/反射功率，计算出待测少模光纤链路发生故障的位置。

2.如权利要求1所述的基于多模式传输反射分析少模光纤故障的装置，其特征在于，所述多路连续光波产生模块包括依序连接的单频激光光源和光分束器；其中，

所述单频激光光源，用于发出中心波长为1550nm的连续光波，且功率大小可调；

所述光分束器与所述环形光路模块中两个单模光纤环形器均相连，用于将所述单频激光光源输出的连续光波分成两路输出给所述两个单模光纤环形器。

3.如权利要求1所述的基于多模式传输反射分析少模光纤故障的装置，其特征在于，所述被测少模光纤链路发生故障前的透射功率P_T0i表示为其中，

P_0i为所述多路连续光波产生模块产生的两路连续输入功率，i＝1或2；IL_cir(12i)为所述环形光路模块中两个单模光纤环形器至所述空间模式转换复用与分离模块之间的插入损耗；IL_iso(i)为所述光隔离器模块中两个光隔离器的插入损耗；IL_MUX(i)为所述空间模式转换复用与分离模块的插入损耗；IL_DEMUX(i)为所述空间模式分离模块的插入损耗；T_i(L)为被测少模光纤链路模式传输系数，表示为：α_i为模式损耗系数。

4.如权利要求3所述的基于多模式传输反射分析少模光纤故障的装置，其特征在于，所述被测少模光纤链路发生故障后的透射功率P_Ti表示为

5.如权利要求4所述的基于多模式传输反射分析少模光纤故障的装置，其特征在于，所述被测少模光纤链路发生故障前各空间模式的总背向散射/反射功率P_B0i表示为

其中，IL_cir(23i)为所述环形光路模块中两个单模光纤环形器至所述反射/散射功率测量模块之间的插入损耗；RAY_i(L)为背向瑞利散射功率系数，表示为α_si为背向瑞利散射系数，B_i,i为光纤背向散射捕获系数。

6.如权利要求5所述的基于多模式传输反射分析少模光纤故障的装置，其特征在于，所述被测少模光纤链路发生故障后的总背向散射/反射功率P_Bi表示为

其中，归一化功率反射系数R_i表示为

7.一种基于多模式传输反射分析少模光纤故障的方法，其特征在于，其在如权利要求6所述的基于多模式传输反射分析少模光纤故障的装置上实现，所述方法包括以下步骤：

接收被测少模光纤链路发生故障前及故障后各空间模式的透射功率；

接收被测少模光纤链路发生故障前及故障后各空间模式的总背向散射/反射功率；

根据被测少模光纤链路发生故障前各空间模式的透射功率和总背向散射/反射功率，以及被测少模光纤链路发生故障后各空间模式的透射功率和总背向散射/反射功率，计算出待测少模光纤链路发生故障的位置。