[go: up one dir, main page]

CN103532616B - 一体化光缆故障检测装置 - Google Patents

一体化光缆故障检测装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103532616B
CN103532616B CN201310470926.2A CN201310470926A CN103532616B CN 103532616 B CN103532616 B CN 103532616B CN 201310470926 A CN201310470926 A CN 201310470926A CN 103532616 B CN103532616 B CN 103532616B
Authority
CN
China
Prior art keywords
optical
photoswitch
outfan
input
optical cable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201310470926.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103532616A (zh
Inventor
汪磊
魏石磊
李宝瑞
杨玥暄
徐玉华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Electronics Technology Instruments Co Ltd CETI
Original Assignee
CETC 41 Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CETC 41 Institute filed Critical CETC 41 Institute
Priority to CN201310470926.2A priority Critical patent/CN103532616B/zh
Publication of CN103532616A publication Critical patent/CN103532616A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103532616B publication Critical patent/CN103532616B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Optical Communication System (AREA)
  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)

Abstract

本发明提出了一种一体化光缆故障检测装置，包括：光时域反射计、红光源激光器、光功率探测器和单端式Sagnac干涉的光缆识别仪，还包括用于功能切换的3个1×2矩阵光开关、一个复用光开关和四根用于控制所述4个光开关的信号线。本发明的一体化光缆故障检测装置，集光时域反射计光缆故障定位功能、红光源可视故障定位功能、光功率计测量功能及光缆识别功能于一体，便携式、高度集成化，且单端口输出的光缆故障检测装置，能够快速诊断光缆故障。

Description

一体化光缆故障检测装置
技术领域
本发明涉及检测技术领域，特别涉及一种一体化光缆故障检测装置。
背景技术
在光纤通信网络的光缆维护及后勤保障中，随着光纤通信网络线路的日益复杂，加重了光缆维护和保障的工作量，因此维护诊断时间成为衡量光缆故障测试仪的重要标准。现有测试技术主要包括光时域反射计(OTDR)、可视红光故障定位、光通道功率测量以及基于Sagnac干涉的光缆识别。
基于Sagnac干涉的光缆识别仪是利用沿顺时针和逆时针传输的光程相同而形成的白光干涉原理，通过检测光强变化而感知光缆振动信息，利用这一技术可以实现复杂光缆线路中的光缆识别，准确找出光缆中输入光纤与输出光纤的对应关系。图1所示为单端式Sagnac干涉的光缆识别仪，包括光缆识别激光器10、光电探测器30、3×3耦合器11和光纤隔离器12。光缆识别激光器10产生的连续光从第二端口2进入3×3的耦合器11，光分成2路：光路径一2→5→6→5→1→4→3与光路径二2→4→1→5→6→5→3光程相等，且同为3次经过3×3耦合器，所以两路光的光程相等、振幅相同，只是与光路径一相比，光路径二收到扰动的时间延时了τ，为了使两路光形成稳定的干涉要求光源发出连续激光，且要求光缆识别激光器光谱宽度大，从而有效的抑制噪声。经过光电探测器转换并滤除其中的恒定直流项和高阶交变项后得到线性范围内的干涉光强的输出电压信号为：
式中n为光纤折射率，R为光电探测器的响应度，RL为负载电阻，K为光纤材料的应力与光纤长度变化率的比例系数，ξ为光纤应变系数，L为延时光纤长度，c为真空光速，λ为真空光源波长，Po为入射光功率，p为施加在被测光纤上的振动造成的应力。为两路光信号因3×3耦合器引起的固有相位差，由公式(1)可以看出，当有振动施加在被测光纤时，将引起被测电压发生变化，从而实现对故障光缆的识别。
如图2所示，光时域反射计包括光缆寻障激光器20、波分复用器26、光纤环行器27和光电探测器30，其中，光缆寻障激光器20包括1310脉冲激光器24和1550脉冲激光器25。光时域反射计将超短光脉冲注入被测光纤，通过测量背向瑞利散射光实现光纤故障的精确定位，利用触发源同时向脉冲激光器和雪崩光电二极管发出触发信号，当光脉冲注入被测光纤后，将在光纤中各个位置产生与该位置相关的瑞利散射光，因此通过检测光纤各位置反射回光电探测器的光强即可分辨是否发生断裂、弯曲等故障；同时由于各位置产生的瑞利散射光返回光电探测器30的时间不同，通过计算返回时间即可得到各点的准确位置，位置计算公式为其中c／n为光在光纤中的传播速度，Δt为从触发信号到探测到某位置散射光的时间差。
可视红光故障定位是利用650nm的可见激光源注入被测光纤，在发生故障的光纤位置，可见红光会大量泄漏，因此人眼可以直接观测到故障点，在短距离光缆故障检测中非常有效。
光通道功率测量是光缆故障诊断的辅助措施，通过在光纤发射端注入激光，在光纤末端探测光功率来判断光纤通道的通断。
光时域反射计只能实现光纤故障点的定位，但无法从众多光纤线路中准确找出故障光纤，必须辅以光缆识别仪进行光缆维护；可视红光故障定位由于在光纤中传输损耗较大，只能对短距离光纤线路进行诊断；光通道功率测量可以对故障光纤进行测量，但需要逐一测量，诊断量繁重。
目前用于光缆维护测试的仪器多数只具有单一的功能，如光源、光功率计、光时域反射计、光缆识别仪等，单台仪器不能完成对光缆的多功能测试，且由多种测试仪器组成的测试系统体积庞大、操作复杂、携带极其不方便等，不能满足现代光纤通信网络系统中光缆维护的需求。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出了一种一体化光缆故障检测装置，集光时域反射计光缆故障定位功能、红光源可视故障定位功能、光功率计测量功能及光缆识别功能于一体的，便携式、高度集成化，且单端口输出的光缆故障检测装置，能够快速诊断光缆故障。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种一体化光缆故障检测装置，包括：光时域反射计、红光源激光器、光功率探测器和单端式Sagnac干涉的光缆识别仪，还包括用于功能切换的3个1×2矩阵光开关、一个复用光开关和四根用于控制所述4个光开关的信号线；
单端式Sagnac干涉的光缆识别仪包括光缆识别激光器、光电探测器、3×3耦合器和光纤隔离器；
光时域反射计包括光缆寻障激光器、波分复用器、光纤环行器和光电探测器；
第一光开关的第一输入端连接到第二光开关的输出端，其第二输入端连接到第三光开关的输出端，其输出端连接到被测光纤；
第二光开关的第一输入端连接到红光源激光器的输出端，其第二输入端连接到单端式Sagnac干涉光路的3×3耦合器的第五端口，其输出端连接到第一光开关的第一输入端；
第三光开关的第一输入端连接到光时域反射计的光纤环形器的第一输出端，其第一输出端连接到第一光开关的第二输入端，其第二输出端连接到光功率探测器的输入端；
第四光开关的第一输入端连接到光纤环行器的第二输出端，其第二输入端连接到3×3耦合器的第三端口，其输出端连接到光电探测器的输入端；
其中第一信号线(D1)与第一光开关的第一输入端、第二光开关的第一输入端相连接；第二信号线(D2)与第二光开关的第二输入端、第四光开关的第二输入端相连接；第三信号线(D3)与第三光开关的第一输入端、第四光开关第一输入端相连接；第四信号线(D4)与第一光开关的第二输入端、第三光开关的第二输出端相连接。
可选地，所述四根信号线D1D2D3D4=1000，红光源激光器的输出信号传输到被测光纤。
可选地，所述四根信号线D1D2D3D4=1000，后设置为D1D2D3D4=0100，所述3×3耦合器的第五端口与被测光纤相连接，3×3耦合器的第三端口与光电探测器相连接。
可选地，所述四根信号线D1D2D3D4=0001，光功率探测器输出端连接到被测光纤。
可选地，所述四根信号线D1D2D3D4=0001，后设置为D1D2D3D4=0010，光纤环行器的第一输出端连接到光功率探测器，光纤环行器的第一输出端连接到被测光纤，光纤环行器的第二输出端连接到光电探测器。
可选地，所述红光源激光器为650nm红光源激光器。
可选地，光功率探测器为PIN近红外光电探测器。
本发明的有益效果是：一体化光缆故障检测装置，集光时域反射计光缆故障定位功能、红光源可视故障定位功能、光功率计测量功能及光缆识别功能于一体，便携式、高度集成化，且单端口输出的光缆故障检测装置，能够快速诊断光缆故障。
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，下面将对实施例或现有技术描述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为单端式Sagnac干涉的光缆识别仪的结构示意图；
图2为光时域反射计的结构示意图；
图3为本发明一体化光缆故障检测装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
目前用于光缆故障检测的仪器功能单一，故障诊断耗时长，而且由光时域反射计、红光源可视故障定位仪、光功率计、光缆识别仪等分立仪器组成的测试系统存在携带不方便，操作复杂，光缆故障诊断效率低的问题。本发明针对现有技术的缺点和不足，提出一种一体化光缆故障检测装置，集光时域反射计光缆故障定位功能、红光源可视故障定位功能、光功率计测量功能及光缆识别功能于一体，便携式、高度集成化，且单端口输出的光缆故障检测装置，能够快速诊断光缆故障。
本发明的一体化光缆故障检测装置包括光时域反射计、红光源激光器、光功率探测器和单端式Sagnac干涉的光缆识别仪。光时域反射计实现光纤故障的查找和定位，红光源激光器实现光纤故障的可视定位，光功率探测器实现光缆光功率的测量，单端式Sagnac干涉的光缆识别仪实现故障光缆的识别，3个1×2矩阵光开关实现光纤故障定位、可视红光定位、光功率测量、故障光缆识别的功能间的灵活切换。
下面结合图3对本发明的一体化光缆故障检测装置进行详细阐述。
第一光开关100的第一输入端P1连接到第二光开关200的输出端P0，其第二输入端P10连接到第三光开关300的输出端P0，其输出端P0连接到被测光纤；第二光开关200的第一输入端P1连接到红光源激光器40的输出端，其第二输入端P10连接到单端式Sagnac干涉的光缆识别仪的3×3耦合器11的第五端口5，其输出端连接到第一光开关100的第一输入端P1；第三光开关300的第一输入端连接到光时域反射计的光纤环形器27的第一输出端22，其第一输出端P0连接到第一光开关100的第二输入端P10，其第二输出端P10连接到光功率探测器50的输入端；第四光开关400的第一输入端P1连接到光纤环行器27的第二输出端23，其第二输入端P10连接到3×3耦合器11的第三端口3，其输出端P0连接到光电探测器30的输入端。
采用D1、D2、D3、D4四根控制信号线实现光纤故障定位、可视红光定位、光功率测量、故障光缆识别功能间的灵活切换，其中第一信号线D1与第一光开关100的第一输入端P1、第二光开关200的第一输入端P1相连接；第二信号线D2与第二光开关200的第二输入端P10、第四光开关400的第二输入端P10相连接；第三信号线D3与第三光开关300的第一输入端P1、第四光开关400第一输入端P1相连接；第四信号线D4与第一光开关100的第二输入端P10、第三光开关300的第二输出端P10相连接。采用信号1代表使能信号，信号0代表关闭信号，光纤故障定位、可视红光定位、光功率测量、故障光缆识别功能的控制时序如下所示：
红光源可视故障定位：D1D2D3D4=1000，即第一信号线D1将第一光开关100的第一输入端P1和第二光开关200的第一输入端P1使能，红光源激光器40的输出信号传输到被测光纤。
故障光缆识别：先设置为：D1D2D3D4=1000，后设置为：D1D2D3D4=0100，即将3×3耦合器的第五端口5与被测光纤相连接，并将3×3耦合器的第三端口3与光电探测器30相连接。
光功率计测量功能：D1D2D3D4=0001，即第四信号线D4将第一光开关100的第二输入端P10和第三光开关200的第二输入端P10使能，光功率探测器50的输出端连接到被测光纤。
光纤故障定位：先设置为：D1D2D3D4=0001，后设置为：D1D2D3D4=0010，即将光纤环行器27的第一输出端22连接到光功率探测器50，将光纤环行器27的第一输出端22连接到被测光纤，并将光纤环行器27的第二输出端23连接到光电探测器30。
通过3个1×2光开关即第一光开关100、第二光开关200和第三光开关300级联的矩阵开关实现光纤故障定位、可视红光定位、光功率测量、故障光缆识别的多功能、一体化集成，第四光开关400实现光电探测器30的复用，从而使得多功能、一体化光缆故障检测装置的结构更加紧凑。利用四根信号线D1、D2、D3、D4对矩阵开关进行控制，实现光纤故障定位、可视红光定位、光功率测量、故障光缆识别功能的切换。
优选地，红光源激光器40为650nm红光源激光器。
优选地，光功率探测器50为PIN近红外光电探测器。
本发明的一体化光缆故障检测装置集光时域反射计光缆故障定位功能、红光源可视故障定位功能、光功率计测量功能及光缆识别功能于一体的，便携式、高度集成化，而且是单端口输出的光缆故障检测装置，能够快速诊断光缆故障。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种一体化光缆故障检测装置，其特征在于，包括：光时域反射计、红光源激光器、光功率探测器和单端式Sagnac干涉的光缆识别仪，还包括用于功能切换的3个1×2矩阵光开关、一个复用光开关和四根用于控制所述4个光开关的信号线；
单端式Sagnac干涉的光缆识别仪包括光缆识别激光器、光电探测器、3×3耦合器和光纤隔离器；
光时域反射计包括光缆寻障激光器、波分复用器、光纤环行器和光电探测器；
第一光开关的第一输入端连接到第二光开关的输出端，其第二输入端连接到第三光开关的输出端，其输出端连接到被测光纤；
第二光开关的第一输入端连接到红光源激光器的输出端，其第二输入端连接到单端式Sagnac干涉光路的3×3耦合器的第五端口，其输出端连接到第一光开关的第一输入端；
第三光开关的第一输入端连接到光时域反射计的光纤环形器的第一输出端，其第一输出端连接到第一光开关的第二输入端，其第二输出端连接到光功率探测器的输入端；
第四光开关的第一输入端连接到光纤环行器的第二输出端，其第二输入端连接到3×3耦合器的第三端口，其输出端连接到光电探测器的输入端；
其中第一信号线D1与第一光开关的第一输入端、第二光开关的第一输入端相连接；第二信号线D2与第二光开关的第二输入端、第四光开关的第二输入端相连接；第三信号线D3与第三光开关的第一输入端、第四光开关第一输入端相连接；第四信号线D4与第一光开关的第二输入端、第三光开关的第二输出端相连接；
所述四根信号线D1 D2 D3 D4＝1000，红光源激光器的输出信号传输到被测光纤；
所述四根信号线D1D2D3D4＝1000，后设置为D1D2D3D4＝0100，所述3×3耦合器的第五端口与被测光纤相连接，3×3耦合器的第三端口与光电探测器相连接；
所述四根信号线D1D2D3D4＝0001，所述光功率探测器输出端连接到被测光纤；
所述四根信号线D1D2D3D4＝0001，后设置为D1D2D3D4＝0010，光纤环行器的第一输出端连接到光功率探测器，光纤环行器的第一输出端连接到被测光纤，光纤环行器的第二输出端连接到光电探测器。
2.如权利要求1所述的一体化光缆故障检测装置，其特征在于，所述红光源激光器为650nm红光源激光器。
3.如权利要求1所述的一体化光缆故障检测装置，其特征在于，光功率探测器为PIN近红外光电探测器。
CN201310470926.2A 2013-09-29 2013-09-29 一体化光缆故障检测装置 Expired - Fee Related CN103532616B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310470926.2A CN103532616B (zh) 2013-09-29 2013-09-29 一体化光缆故障检测装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310470926.2A CN103532616B (zh) 2013-09-29 2013-09-29 一体化光缆故障检测装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103532616A CN103532616A (zh) 2014-01-22
CN103532616B true CN103532616B (zh) 2017-01-25

Family

ID=49934344

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310470926.2A Expired - Fee Related CN103532616B (zh) 2013-09-29 2013-09-29 一体化光缆故障检测装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103532616B (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104111404A (zh) * 2014-06-16 2014-10-22 武汉康普常青软件技术股份有限公司 基于偏振光时域反射的输电线路故障检测系统及定位方法
CN104467955A (zh) * 2014-12-24 2015-03-25 北京奥普科达科技有限公司 一种高灵敏度和高精度的光纤识别标定方法及系统
CN104601227B (zh) * 2015-01-09 2018-02-23 北京奥普维尔科技有限公司 一种测试仪表，及其测试方法
CN105783954B (zh) * 2016-03-25 2018-04-20 北京信息科技大学 一种高冗余性fbg传感模块
CN106644398B (zh) * 2016-12-30 2019-02-26 中国科学院深圳先进技术研究院 一种海底光缆故障点定位方法
CN107135032A (zh) * 2017-05-10 2017-09-05 合肥慧图软件有限公司 一种基于3s和rtu相结合的光缆故障分析系统
CN110611532B (zh) * 2018-06-14 2021-03-05 中国移动通信集团设计院有限公司 一种光缆接头装置及系统
CN110086529A (zh) * 2019-04-15 2019-08-02 北京盟力星科技有限公司 一种基于光缆监测站的测试分析系统
CN112564781B (zh) * 2020-11-26 2023-04-07 国网四川省电力公司映秀湾水力发电总厂 一种光纤光栅线路追踪器
CN113375903B (zh) * 2021-05-14 2022-10-11 太原理工大学 一种光纤断点定位装置
CN114001926A (zh) * 2021-12-01 2022-02-01 上海大维通信技术有限公司 一种光缆普查分析仪及其模拟信号处理方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2450828Y (zh) * 2000-07-12 2001-09-26 信息产业部武汉邮电科学研究院 光缆实时监测装置
CN101252393A (zh) * 2008-04-01 2008-08-27 武汉光迅科技股份有限公司 一种具有光纤自动切换单元的光缆自动监测系统
CN101487723A (zh) * 2009-03-02 2009-07-22 北京航空航天大学 基于萨格奈克干涉仪的光纤分布式扰动传感器

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7469102B2 (en) * 2002-10-07 2008-12-23 Novera Optics, Inc. Wavelength-division-multiplexing passive optical network utilizing fiber fault detectors and/or wavelength tracking components
CN100487548C (zh) * 2003-03-13 2009-05-13 富士通株式会社 具有激射光控制功能的光放大器和使用该光放大器的光传输系统

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2450828Y (zh) * 2000-07-12 2001-09-26 信息产业部武汉邮电科学研究院 光缆实时监测装置
CN101252393A (zh) * 2008-04-01 2008-08-27 武汉光迅科技股份有限公司 一种具有光纤自动切换单元的光缆自动监测系统
CN101487723A (zh) * 2009-03-02 2009-07-22 北京航空航天大学 基于萨格奈克干涉仪的光纤分布式扰动传感器

Also Published As

Publication number Publication date
CN103532616A (zh) 2014-01-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103532616B (zh) 一体化光缆故障检测装置
ES2656788T3 (es) Reflectómetro óptico en el dominio del tiempo
CN102739311B (zh) 基于混沌可见激光的光纤故障定位装置及其定位方法
CN102706477B (zh) 一种同时测量温度和应变的分布式光纤传感装置及方法
CN103439766B (zh) 一种多芯光纤的空分复用方法
US7411666B2 (en) Optical time domain reflectometry system at different wavelengths
CN102147236A (zh) 一种全分布式光纤应变及振动的传感方法与传感器
CN102506904A (zh) 一种基于超导纳米线单光子探测器的自发布里渊散射光时域反射仪
CN202648831U (zh) 一种同时测量温度和应变的分布式光纤传感装置
CN103051378A (zh) 基于光纤激光器混沌信号的光纤故障探测系统
CN109004973B (zh) 一种otdr性能评估装置及方法
CN105928634B (zh) 单端布里渊光相干域分析的高压电缆测温装置及方法
CN105987771A (zh) 基于光纤的温度监测方法以及系统
CN103438927A (zh) 一种多芯光纤的分布式传感方法
CN102928740B (zh) 智能集合型故障诊断与在线测温系统
CN102735272B (zh) 一种可寻障布里渊光时域分析仪
CN102269911A (zh) 一种基于otdr技术的光解调方法及其光解调仪
CN114826387A (zh) 一种结合光时域反射仪及光纤振动传感器的系统
CN102176684A (zh) 用于工程结构整体与局部应变同时监测的分布式光纤传感器
CN104811241A (zh) 融合波长可调谐光时域反射计与光纤衰荡腔传感阵列系统
CN107727122B (zh) 双端探测的联合拉曼和布里渊散射的分布式光纤传感装置
CN109660294B (zh) 一种光纤智能匹配系统、方法及装置
CN107167225B (zh) 一种分布式光纤应力及振动的传感系统及其传感方法
CN209358545U (zh) 集成fc光纤链路和网络检查的综合光纤检查装置
CN107990998A (zh) 一种多通道分布式光纤测温装置及方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20190314

Address after: 266000 No. 98 Xiangjiang Road, Huangdao District, Qingdao City, Shandong Province

Patentee after: China Electronics Technology Instrument and Meter Co., Ltd.

Address before: 266555 No. 98 Xiangjiang Road, Qingdao economic and Technological Development Zone, Shandong

Patentee before: The 41st Institute of CETC

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20170125

Termination date: 20200929