專利名稱：一種集成有光時(shí)域反射儀功能的光模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光纖通信技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是涉及一種應(yīng)用于光接入網(wǎng)的光模塊。
背景技術(shù)：
在光纖通信系統(tǒng)中，光的傳輸介質(zhì)——光纖/光纜往往鋪設(shè)在郊外或者海底，難免出現(xiàn)鏈路故障或者傳輸設(shè)備故障等問題。為了能夠精確定位出現(xiàn)故障或者斷點(diǎn)的位置，目前通常采用專門的光時(shí)域反射儀(OTDR)進(jìn)行檢測(cè)定位。OTDR通過發(fā)射光脈沖到光纖內(nèi)，然后在OTDR端口接收返回的信息來進(jìn)行分析。當(dāng)光脈沖在光纖內(nèi)傳輸時(shí)，會(huì)由于光纖本身的性質(zhì)、連接器、接合點(diǎn)、彎曲或其它類似的事件而產(chǎn)生散射和反射，其中一部分散射和反射光信號(hào)就會(huì)返回到OTDR中，返回的有用信息由 OTDR的探測(cè)器來測(cè)量，作為光纖內(nèi)不同位置上的時(shí)間或者曲線片斷。OTDR使用瑞利散射和菲涅爾反射來表征光纖的特性。瑞利散射是由于光信號(hào)沿著光纖產(chǎn)生無(wú)規(guī)律的散射而形成的，OTDR就測(cè)量返回到OTDR端口的一部分散射光。這些背向散射信號(hào)就表明了由光纖而導(dǎo)致的衰減(損耗/距離)程度。菲涅爾反射是離散的反射，它是由整條光纖中的個(gè)別點(diǎn)而引起的，這些點(diǎn)由造成反向系數(shù)改變的因素組成。在這些點(diǎn)上，會(huì)有很強(qiáng)的背向散射光被反射回來。因此，OTDR就是利用菲涅爾反射的信息來定位連接點(diǎn)、光纖終端或斷點(diǎn)。常用的OTDR設(shè)備價(jià)格昂貴，并且體積較大，在進(jìn)行斷點(diǎn)分析時(shí)，需要將光纖與系統(tǒng)斷開，然后通過OTDR發(fā)射一個(gè)特定波長(zhǎng)的光脈沖進(jìn)入光纖中，利用光纖鏈路反射回來的光信號(hào)輸入到OTDR端口，再進(jìn)行分析，進(jìn)而定位出故障或者斷點(diǎn)的位置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種集成有光時(shí)域反射儀功能的光模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)OTDR 的功能，相比傳統(tǒng)采用專門的光時(shí)域反射儀進(jìn)行光纖鏈路故障檢測(cè)的現(xiàn)有技術(shù)，具有操作簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉的特點(diǎn)。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)—種集成有光時(shí)域反射儀功能的光模塊，包括用于發(fā)射下行光的激光器和用于接收上行光的第一光電探測(cè)器；其中，在所述光模塊中還設(shè)置有第二光電探測(cè)器和第一濾光片，在所述第一濾光片上鍍有下行光所對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的增透膜和增反膜，所述增透膜的透射率為A，增反膜的反射率為8，且A > B、A+B = 1 ；將所述第一濾光片傾斜布設(shè)在激光器的激光發(fā)射頭的前方光路中，其中一面朝向激光器，另一面朝向第二光電探測(cè)器和光纖；在進(jìn)行斷點(diǎn)測(cè)試時(shí)，通過所述激光器發(fā)射與下行光同波長(zhǎng)的OTDR探測(cè)光，穿過第一濾光片射入光纖，通過光纖反射回來的OTDR探測(cè)光經(jīng)第一濾光片反射后，射向所述的第二光電探測(cè)器。進(jìn)一步的，所述A優(yōu)選在70%至90%之間取值；所述B優(yōu)選在10%至30%之間取值。為了避免其他波長(zhǎng)的光信號(hào)射入第二光電探測(cè)器，在所述第一濾光片與第二光電探測(cè)器之間還設(shè)置有第三濾光片，在所述第三濾光片上鍍有OTDR探測(cè)光所對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的增透膜，通過光纖反射回來的OTDR探測(cè)光經(jīng)第一濾光片反射后，射向所述的第三濾光片，并透過第三濾光片射入所述的第二光電探測(cè)器。優(yōu)選的，所述通過光纖反射回來的OTDR探測(cè)光經(jīng)第一濾光片反射后，垂直射入所述的第三濾光片，并穿過所述第三濾光片垂直射入所述的第二光電探測(cè)器。進(jìn)一步的，所述第一濾光片與激光器的發(fā)射光線所成夾角的銳角為45°，即通過激光器發(fā)射的下行光或者OTDR探測(cè)光以銳角成45°的夾角射入所述的第一濾光片，由此可以實(shí)現(xiàn)反射光與入射光所成夾角剛好成90° ；這樣將所述第二光電探測(cè)器布設(shè)在激光器的一側(cè)，且激光器的激光發(fā)射頭的軸線方向與第二光電探測(cè)器的光接收頭的軸線方向相垂直，由此便可以實(shí)現(xiàn)通過第一濾光片反射后的OTDR探測(cè)光能夠垂直射入所述的第二光電探測(cè)器。再進(jìn)一步的，在所述光模塊中還設(shè)置有處理器，連接所述的第二光電探測(cè)器，接收第二光電探測(cè)器轉(zhuǎn)換輸出的電信號(hào)，進(jìn)而計(jì)算出各反射峰的位置，通過將各反射峰的位置與系統(tǒng)中配置的各連接頭的位置信息進(jìn)行比對(duì)，判斷出光纖鏈路中的斷點(diǎn)位置。為了使光模塊能夠準(zhǔn)確接收上行光，在所述第一濾光片的前方光路中還傾斜布設(shè)有第二濾光片，所述第二濾光片的其中一面朝向第一濾光片，另一面朝向第一光電探測(cè)器和光纖；在所述第二濾光片上鍍有下行光所對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的增透膜和上行光所對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的增反膜，通過激光器發(fā)射出的光線透過第一濾光片射向第二濾光片，并穿過第二濾光片射入光纖；通過光纖返回的上行光在射向第二濾光片時(shí)，經(jīng)第二濾光片反射到所述的第一光電探測(cè)器中。為了隔離其他波長(zhǎng)的光信號(hào)射入第一光電探測(cè)器，在所述第二濾光片與第一光電探測(cè)器之間還設(shè)置有第四濾光片，在所述第四濾光片上鍍有上行光所對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的增透膜， 通過光纖返回的上行光經(jīng)第二濾光片反射后，射向所述的第四濾光片，并透過第四濾光片射入所述的第一光電探測(cè)器。進(jìn)一步的，為了方便光模塊的結(jié)構(gòu)布局，所述第二濾光片與透過第一濾光片的下行光線或者OTDR探測(cè)光所成夾角的銳角為45°，即通過第一濾光片透射出的下行光或者 OTDR探測(cè)光以銳角成45°的夾角射入所述的第二濾光片，由此可以實(shí)現(xiàn)反射光與入射光所成夾角剛好成90° ；將所述第一光電探測(cè)器布設(shè)在激光器的一側(cè)，且激光器的激光發(fā)射頭的軸線方向與第一光電探測(cè)器的光接收頭的軸線方向相垂直，這樣通過光纖返回的上行光在射入第二濾光片時(shí)，其反射光可以垂直射入所述第一光電探測(cè)器。為了盡量減小光模塊的體積，優(yōu)選將所述的第一光電探測(cè)器和第二光電探測(cè)器分設(shè)在激光器的兩側(cè)，以方便結(jié)構(gòu)布局。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是本發(fā)明通過復(fù)用下行光，使用下行光的波長(zhǎng)作為OTDR探測(cè)光，從而不用額外增加一個(gè)種子光源，降低了硬件成本。通過在光模塊中內(nèi)置用于接收光纖中反射回來的OTDR探測(cè)光的接收單元，進(jìn)而根據(jù)接收到的反射光判斷斷點(diǎn)位置，由此實(shí)現(xiàn)了 OTDR功能，完成了對(duì)光信號(hào)的探測(cè)和斷點(diǎn)分析任務(wù)。本發(fā)明通過在光模塊中集成光時(shí)域反射儀的功能，從而可以使得PON系統(tǒng)在斷點(diǎn)分析過程中不再需要使用傳統(tǒng)的專用光時(shí)域反射儀，由此不僅可以降低系統(tǒng)的維護(hù)成本，而且還具有操作簡(jiǎn)單、集成度高、容易維護(hù)等顯著優(yōu)勢(shì)。結(jié)合附圖閱讀本發(fā)明實(shí)施方式的詳細(xì)描述后，本發(fā)明的其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚。


圖1是本發(fā)明所提出的集成有光時(shí)域反射儀功能的光模塊的一種實(shí)施例的內(nèi)部光學(xué)器件的光路示意圖；圖2是本發(fā)明所提出的集成有光時(shí)域反射儀功能的光模塊的一種實(shí)施例的光器件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2所示光模塊的縱向剖視圖；圖4是一種典型的PON連接方式示意圖；圖5是采用本發(fā)明所提出的集成有光時(shí)域反射儀功能的光模塊進(jìn)行斷點(diǎn)檢測(cè)時(shí)在第二光電探測(cè)器端測(cè)得的信號(hào)波形圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。PON是Passive Optical Network的簡(jiǎn)稱，即無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)。PON技術(shù)是一種典型的點(diǎn)到多點(diǎn)的接入技術(shù)，由局端的光線路終端(OLT)光模塊、用戶端的光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)光模塊以及光分配網(wǎng)絡(luò)(ODN)組成。在一個(gè)PON系統(tǒng)中，一般僅包括一個(gè)光線路終端(OLT)光模塊，安裝于中心控制站內(nèi)，發(fā)射下行光通過ODN分成多路光信號(hào)后，通過光纖分別傳輸至各級(jí)光網(wǎng)絡(luò)單元ONUs光模塊中。所述光網(wǎng)絡(luò)單元ONU光模塊安裝于用戶場(chǎng)所，一個(gè)用戶場(chǎng)所需要安裝一個(gè)ONU光模塊，接收OLT光模塊發(fā)送的下行光，并向OLT光模塊回傳上行光。本發(fā)明在光模塊中集成光時(shí)域反射儀功能時(shí)，考慮到若在ONU光模塊中集成該項(xiàng)功能，由于不能事先預(yù)知光路中的斷點(diǎn)位置，因此需要在每一個(gè)ONU光模塊中都集成OTDR 功能電路，由此會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)硬件成本的大幅升高，且實(shí)用性較差。基于此，本發(fā)明優(yōu)選在OLT 光模塊中集成OTDR功能，通過OLT光模塊中的激光器發(fā)射一個(gè)特定波長(zhǎng)的光脈沖進(jìn)入光纖，利用光纖鏈路反射回來的光輸入到OLT光模塊中的OTDR功能電路，進(jìn)行斷點(diǎn)分析。這樣，對(duì)于一個(gè)PON系統(tǒng)來說，只需對(duì)一個(gè)OLT光模塊進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)光纖鏈路的故障檢測(cè)功能。下面以在OLT光模塊中集成光時(shí)域反射儀功能為例，通過一個(gè)具體的實(shí)施例來詳細(xì)闡述所述具有OTDR功能的光模塊的具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其工作原理。實(shí)施例一，作為一個(gè)典型的光接入網(wǎng)絡(luò)的光線路終端OLT光模塊，無(wú)論是EPON OLT還是GPON OLT都用到了波長(zhǎng)為1490nm的下行光，對(duì)于10GP0N OLT則使用波長(zhǎng)為 1577nm的下行光。本實(shí)施例巧妙地復(fù)用OLT光模塊的激光器作為OTDR功能的發(fā)射光源，發(fā)射與下行光相同波長(zhǎng)的OTDR探測(cè)光，用于斷點(diǎn)測(cè)試，這樣僅需在OLT光模塊的內(nèi)部增加一套OLT光模塊下行光所對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的光信號(hào)接收單元，就可以進(jìn)行OTDR反射光的探測(cè)，并把探測(cè)到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出給處理器，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，進(jìn)而找出斷點(diǎn)位置，實(shí)現(xiàn)故障定位。以1490nm波長(zhǎng)的下行光為例具體解釋說明對(duì)于本實(shí)施例的光模塊，“下行光”和 “0TDR探測(cè)光”利用的都是1490nm的光，但是兩者的作用不同，不同時(shí)工作。當(dāng)光模塊正常工作時(shí)，激光器發(fā)射的1490nm的光稱為“下行光”，由OLT光模塊發(fā)射到ONU光模塊；當(dāng)進(jìn)行斷點(diǎn)檢測(cè)時(shí)，該光線本實(shí)施例稱為“0TDR探測(cè)光”，因?yàn)榇藭r(shí)光的作用已經(jīng)不是下行了。參見圖1所示，本實(shí)施例的OLT光模塊包括用于發(fā)射下行光的激光器、用于接收 ONU光模塊發(fā)射的上行光的第一光電探測(cè)器、用于接收光纖中反射回來的OTDR探測(cè)光的第二光電探測(cè)器以及用于改變所述反射回來的OTDR探測(cè)光的傳輸路徑、使其射向第二光電探測(cè)器的第一濾光片F(xiàn)1。所述第一濾光片F(xiàn)l為特制的薄膜濾光片，可以采用在薄透明片 (比如玻璃片)上鍍?cè)鐾改せ蛘咴龇茨さ姆绞街谱鞫?。在本?shí)施例的第一濾光片F(xiàn)l上鍍有下行光所對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的增透膜和增反膜，比如1490nm的增透膜和增反膜，可以鍍?cè)诒⊥该髌娜我庖幻婊蛘叻珠_鍍?cè)趦擅嫔稀榱藵M足下行光的傳輸設(shè)計(jì)要求，假設(shè)在薄透明片上渡的增透膜的透射率為A，增反膜的反射率為B，則應(yīng)滿足A > B且A+B= 1的條件。其中， 所述A優(yōu)選在70 %至90 %的范圍內(nèi)取值；所述B優(yōu)選在10 %至30 %的范圍內(nèi)取值。作為一種優(yōu)選設(shè)計(jì)方案，本實(shí)施例優(yōu)選在薄透明片上渡附透射率為80%的1490nm增透膜和反射率為20%的1490nm增反膜。將所述第一濾光片F(xiàn)l傾斜布設(shè)在激光器的激光發(fā)射頭的前方光路中(定義激光器發(fā)射下行光的方向?yàn)榍胺?，假設(shè)第一濾光片F(xiàn)l的b面朝向激光器，a面朝向光纖和第二光電探測(cè)器，如圖1所示，則當(dāng)OLT光模塊正常工作時(shí)，通過激光器發(fā)射的下行光可以以較低的損耗透過第一濾光片F(xiàn)l進(jìn)入光纖，進(jìn)而傳輸至ONU光模塊。而當(dāng)OLT光模塊進(jìn)行斷點(diǎn)測(cè)試時(shí)，通過激光器發(fā)射的1490nm的OTDR探測(cè)光同樣可以以較低的損耗透過第一濾光片F(xiàn)l進(jìn)入光纖，并在傳輸過程中遇到不連續(xù)的地方時(shí)發(fā)生反射，通過光纖返回OLT光模塊。通過光纖反射回來的OTDR探測(cè)光在到達(dá)第一濾光片F(xiàn)l的a面時(shí)， 則會(huì)在增反膜的反射作用下改變其原先的傳輸路徑，轉(zhuǎn)而射向所述的第二光電探測(cè)器，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)第二光電探測(cè)器對(duì)OTDR探測(cè)光的有效接收。由于第二光電探測(cè)器布設(shè)在第一濾光片a面的一側(cè)，因此，通過b面發(fā)生反射的光線不會(huì)射入到第二光電探測(cè)器中，由此可以確保斷點(diǎn)測(cè)試的準(zhǔn)確性。為了實(shí)現(xiàn)第一光電探測(cè)器對(duì)上行光的準(zhǔn)確接收，本實(shí)施例在第一濾光片F(xiàn)l的前方光路上還設(shè)置有第二濾光片F(xiàn)2，用于反射上行光至所述的第一光電探測(cè)器中，如圖1所示。所述第二濾光片F(xiàn)2也是一種特制的薄膜濾光片，同樣可以采用在薄透明片(比如玻璃片)上鍍附增反膜或者增透膜的方式制作而成。在本實(shí)施例中，為了確保光模塊能夠正常工作并且實(shí)現(xiàn)第一光電探測(cè)器對(duì)上行光地有效接收，在所述第二濾光片F(xiàn)2上鍍有上行光所對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的增反膜和下行光所對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的增透膜，比如1310nm的增反膜和1490nm的增透膜。所述增透膜和增反膜可以鍍?cè)诒⊥该髌娜我庖幻婊蛘叻珠_鍍?cè)趦擅嫔?，其透射率和反射率?yōu)選在98%以上。將第二濾光片F(xiàn)2傾斜布設(shè)在第一濾光片F(xiàn)l的前方光路中，假設(shè)b面朝向第一濾光片F(xiàn)1，則a面朝向第一光電探測(cè)器和光纖。當(dāng)光模塊正常工作時(shí)，通過激光器發(fā)射的下行1490nm的光信號(hào)透過兩個(gè)濾光片 FU F2進(jìn)入光纖，而不會(huì)串入接收1310nm光信號(hào)的第一光電探測(cè)器和接收1490nm光信號(hào)的第二光電探測(cè)器。通過光纖返回的1310nm的上行光在射入到第二濾光片F(xiàn)2上時(shí)，發(fā)生反射，進(jìn)而射入1310nm的第一光電探測(cè)器，而不會(huì)串入1490nm的第二光電探測(cè)器，由此保證了 OLT光模塊與ONU光模塊之間光信號(hào)的準(zhǔn)確傳輸。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障需要使用OTDR功能時(shí)，通過OLT光模塊中的激光器發(fā)射一個(gè)1490nm波長(zhǎng)的光脈沖，即OTDR探測(cè)光，通過光路射入光纖。光纖鏈路斷點(diǎn)由于瑞利散射和菲涅爾反射而反射回來的1490nm的光信號(hào)，透過第二濾光片F(xiàn)2射向第一濾光片F(xiàn)l，進(jìn)而在第一濾光片F(xiàn)l上發(fā)生反射，射入1490nm的第
6二光電探測(cè)器，進(jìn)行光電轉(zhuǎn)化后，將有用信號(hào)輸出給處理器，比如DSP處理芯片，從而進(jìn)行故障分析，實(shí)現(xiàn)斷點(diǎn)定位。為了進(jìn)一步減少串?dāng)_，提高第一、第二光電探測(cè)器對(duì)所需波長(zhǎng)光信號(hào)的接收精度， 需要在光模塊中進(jìn)一步設(shè)置兩個(gè)濾波片F(xiàn)3、F4，如圖1所示。其中，將第三濾光片F(xiàn)3布設(shè)在第一濾光片F(xiàn)l的a面與第二光電探測(cè)器之間，且其上鍍有OTDR探測(cè)光所對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的增透膜，比如1490nm的增透膜。優(yōu)選使第三濾光片F(xiàn)3所在的平面與第二光電探測(cè)器的光接收頭的軸線方向相垂直，合理布設(shè)第三濾光片F(xiàn) 3與第二光電探測(cè)器在光模塊中的安裝位置， 使通過第一濾光片F(xiàn)l的a面反射回來的1490nm的光信號(hào)能夠垂直射向第三濾光片F(xiàn)3，并透過第三濾光片F(xiàn)3垂直射入第二光電探測(cè)器。由此，可以進(jìn)一步屏蔽其他波長(zhǎng)的光信號(hào)， 避免其射入第二光電探測(cè)器，以提高檢測(cè)精度。同理，將第四濾光片F(xiàn)4布設(shè)在第二濾光片 F2的a面與第一光電探測(cè)器之間，且在其上鍍有上行光所對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的增透膜，比如1310nm 的增透膜。通過合理布設(shè)第四濾光片F(xiàn)4與第一光電探測(cè)器在光模塊中的安裝位置，可以使通過第二濾光片F(xiàn)2的a面反射回來的上行1310nm的光信號(hào)能夠垂直射向第四濾光片F(xiàn)4， 并透過第四濾光片F(xiàn)4垂直射入第一光電探測(cè)器，以實(shí)現(xiàn)OLT光模塊對(duì)ONU光模塊所發(fā)上行光的準(zhǔn)確接收。為了方便光模塊內(nèi)部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在傾斜布設(shè)所述的第一、第二濾光片F(xiàn)l、F2時(shí)， 優(yōu)選將其與激光器發(fā)射的下行光的傳輸光路所成夾角的銳角設(shè)計(jì)為45°，即圖1中的夾角 α =45°，也就是說，通過激光器發(fā)射的下行光或者OTDR探測(cè)光以45°的夾角射入所述的第一濾光片F(xiàn)l，而通過第一濾光片F(xiàn)l透射出的下行光或者OTDR探測(cè)光也以45°的夾角射入所述的第二濾光片F(xiàn)2。這樣一來，若將激光器發(fā)射下行光的方向定義為前方，則第一、第二光電探測(cè)器以及第三、第四濾光片F(xiàn)3、F4則可以平行布設(shè)在所述下行光的傳輸光路的一側(cè)，即可以布設(shè)在激光器的左側(cè)或者右側(cè)，且其光接收頭的軸線方向垂直于激光器的激光發(fā)射頭的軸線方向。由此一來，通過第一、第二濾光片F(xiàn)1、F2的a面反射后的上行光和OTDR 探測(cè)光則可以垂直射入所述的第一、第二光電探測(cè)器。由于光電探測(cè)器的尺寸較大，若將第一、第二光電探測(cè)器設(shè)置在激光器的同一側(cè)，則必須設(shè)計(jì)較大尺寸的光模塊，以容納上述的光學(xué)器件。為了盡量減小光模塊的體積，本實(shí)施例優(yōu)選將第一光電探測(cè)器和第二光電探測(cè)器分設(shè)在激光器的兩側(cè)，即所述激光器發(fā)射的下行光的傳輸光路的左右兩側(cè)，如圖1所示， 以方便光模塊的整體結(jié)構(gòu)布局。圖2、圖3為所述光模塊的光器件的結(jié)構(gòu)圖，其中，第一、第二、第三、第四濾光片 5-8安裝于光模塊中圓方管體4的內(nèi)部，具體可以固定在圓方管體4的內(nèi)部托架上，參見圖 3所示。在圓方管體4外部的三個(gè)側(cè)面上設(shè)置有TO (Transistor-Outline，圓柱式封裝管體)，分別用于安裝所述的激光器1、第一光電探測(cè)器2和第二光電探測(cè)器3，參見圖2所示。 各部件之間的具體位置關(guān)系應(yīng)滿足圖1所示的光線傳輸要求。所述激光器1連接激光驅(qū)動(dòng)器，所述第一光電探測(cè)器2連接限幅放大器，所述第二光電探測(cè)器3連接DSP處理芯片。圖4為一種典型的PON系統(tǒng)連接方式，為了簡(jiǎn)化說明，本實(shí)施例以采用1個(gè)OLT光模塊和3個(gè)ONU光模塊組建的PON系統(tǒng)為例，對(duì)所述集成有OTDR功能的光模塊的斷點(diǎn)檢測(cè)過程進(jìn)行闡述。圖4中，假設(shè)OLT光模塊通過一段IOkm長(zhǎng)的光纖連接分光器，通過分光器將下行光分成三路后，分別傳輸至三個(gè)ONU光模塊ONUl、0NU2、0NU3。其中，從分光器到ONUl光模
7塊之間的距離為Ikm ；從分光器到0NU2光模塊之間的距離為2km ；從分光器到0NU3光模塊之間的距離為10km。假設(shè)在分光器與0NU3光模塊之間光纖的7km處發(fā)生了斷裂。利用本實(shí)施例所提出的集成有OTDR功能的光模塊進(jìn)行光纖鏈路的檢測(cè)時(shí)，首先通過OLT光模塊發(fā)射一個(gè)設(shè)定波長(zhǎng)的光脈沖(即OTDR探測(cè)光)進(jìn)入光纖，然后通過OLT光模塊中的第二光電探測(cè)器可以探測(cè)到如圖5所示的信號(hào)波形。如圖5所示，由于光信號(hào)在傳輸過程中一旦遇到不連續(xù)的地方，比如連接頭或者斷點(diǎn)等地方時(shí)，會(huì)發(fā)生菲涅爾反射。因此，在距離IOkm處，由于分光器的存在，下行光會(huì)在分光器處發(fā)生反射，因此，OLT光模塊中的第二光電探測(cè)器會(huì)在IOkm處探測(cè)到一個(gè)菲涅爾反射峰；在Ilkm處，可以探測(cè)到ONUl光模塊的反射峰；在12km處，可以探測(cè)到0NU2光模塊的反射峰；在17km處，可以探測(cè)到光纖斷裂造成的反射峰。斷點(diǎn)測(cè)量的方法對(duì)比系統(tǒng)布局，可以得知ONU 3光模塊處發(fā)生了斷點(diǎn)，即圖5中的0NU3處為異常點(diǎn)。假設(shè)自O(shè)LT光模塊發(fā)射光脈沖之后的T2時(shí)間接收到0NU3的反射峰， 那么斷點(diǎn)處距離OLT光模塊的距離為
權(quán)利要求
1.一種集成有光時(shí)域反射儀功能的光模塊，包括用于發(fā)射下行光的激光器和用于接收上行光的第一光電探測(cè)器；其特征在于在所述光模塊中還設(shè)置有第二光電探測(cè)器和第一濾光片，在所述第一濾光片上鍍有下行光所對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的增透膜和增反膜，所述增透膜的透射率為A，增反膜的反射率為8，且A > B、A+B = 1 ；將所述第一濾光片傾斜布設(shè)在激光器的激光發(fā)射頭的前方光路中，其中一面朝向激光器，另一面朝向第二光電探測(cè)器和光纖；在進(jìn)行斷點(diǎn)測(cè)試時(shí)，通過所述激光器發(fā)射與下行光同波長(zhǎng)的OTDR探測(cè)光，穿過第一濾光片射入光纖，通過光纖反射回來的OTDR探測(cè)光經(jīng)第一濾光片反射后，射向所述的第二光電探測(cè)ο
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光模塊，其特征在于所述A在70%至90%之間取值；所述 B在10%至30%之間取值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光模塊，其特征在于在所述第一濾光片與第二光電探測(cè)器之間還設(shè)置有第三濾光片，在所述第三濾光片上鍍有OTDR探測(cè)光所對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的增透膜，通過光纖反射回來的OTDR探測(cè)光經(jīng)第一濾光片反射后，射向所述的第三濾光片，并透過第三濾光片射入所述的第二光電探測(cè)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光模塊，其特征在于所述通過光纖反射回來的OTDR探測(cè)光經(jīng)第一濾光片反射后，垂直射入所述的第三濾光片，并穿過所述第三濾光片垂直射入所述的第二光電探測(cè)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的光模塊，其特征在于所述第一濾光片與激光器的發(fā)射光線所成夾角的銳角為45° ；所述第二光電探測(cè)器布設(shè)在激光器的一側(cè)，且激光器的激光發(fā)射頭的軸線方向與第二光電探測(cè)器的光接收頭的軸線方向相垂直。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的光模塊，其特征在于在所述光模塊中還設(shè)置有處理器，連接所述的第二光電探測(cè)器，接收第二光電探測(cè)器轉(zhuǎn)換輸出的電信號(hào)，進(jìn)而計(jì)算出各反射峰的位置，通過將各反射峰的位置與系統(tǒng)中配置的各連接頭的位置信息進(jìn)行比對(duì)，判斷出光纖鏈路中的斷點(diǎn)位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的光模塊，其特征在于在所述第一濾光片的前方光路中還傾斜布設(shè)有第二濾光片，所述第二濾光片的其中一面朝向第一濾光片，另一面朝向第一光電探測(cè)器和光纖；在所述第二濾光片上鍍有下行光所對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的增透膜和上行光所對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的增反膜，通過激光器發(fā)射出的光線透過第一濾光片射向第二濾光片，并穿過第二濾光片射入光纖；通過光纖返回的上行光在射向第二濾光片時(shí)，經(jīng)第二濾光片反射到所述的第一光電探測(cè)器中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光模塊，其特征在于在所述第二濾光片與第一光電探測(cè)器之間還設(shè)置有第四濾光片，在所述第四濾光片上鍍有上行光所對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的增透膜，通過光纖返回的上行光經(jīng)第二濾光片反射后，射向所述的第四濾光片，并透過第四濾光片射入所述的第一光電探測(cè)器。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光模塊，其特征在于所述第二濾光片與透過第一濾光片的下行光線所成夾角的銳角為45° ；所述第一光電探測(cè)器布設(shè)在激光器的一側(cè)，且激光器的激光發(fā)射頭的軸線方向與第一光電探測(cè)器的光接收頭的軸線方向相垂直。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光模塊，其特征在于所述第一光電探測(cè)器與第二光電探測(cè)器分設(shè)在激光器的兩側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種集成有光時(shí)域反射儀功能的光模塊，包括用于發(fā)射下行光的激光器和用于接收上行光的第一光電探測(cè)器；其中，在所述光模塊中還設(shè)置有第二光電探測(cè)器和第一濾光片，在所述第一濾光片上鍍有下行光所對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的增透膜和增反膜；將所述第一濾光片傾斜布設(shè)在激光器的激光發(fā)射頭的前方光路中，其中一面朝向激光器，另一面朝向第二光電探測(cè)器和光纖；通過激光器發(fā)射與下行光同波長(zhǎng)的OTDR探測(cè)光，穿過第一濾光片射入光纖，通過光纖反射回來的OTDR探測(cè)光經(jīng)第一濾光片反射后，射向所述的第二光電探測(cè)器。采用該光模塊，可以使PON系統(tǒng)在斷點(diǎn)分析過程中不再需要使用傳統(tǒng)的光時(shí)域反射儀，從而降低了系統(tǒng)的維護(hù)成本，便于維護(hù)操作。
文檔編號(hào)G02B5/20GK102223174SQ20111013609
公開日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月25日
發(fā)明者何鵬, 馮亮, 張強(qiáng), 李大偉, 楊思更, 趙其圣 申請(qǐng)人:青島海信寬帶多媒體技術(shù)有限公司