本發(fā)明涉及光纖測(cè)量領(lǐng)域,特別是涉及光纖連接損耗測(cè)量技術(shù),具體是一種光纖連接損耗測(cè)量裝置及測(cè)量方法。
背景技術(shù):
在光纜敷設(shè)施工中,光纖熔接是必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié),在這個(gè)環(huán)節(jié)中,對(duì)光纖熔接點(diǎn)的損耗控制,直接影響到整段光纖鏈路的總損耗指標(biāo)。目前光纜施工中,通常是先采用光纖熔接機(jī)自動(dòng)熔接中對(duì)熔接損耗管理功能來(lái)控制光纖熔接點(diǎn)的損耗;其次是通過otdr在遠(yuǎn)端進(jìn)行測(cè)試來(lái)控制光纖熔接點(diǎn)的損耗;最后是在光纖鏈路兩端通過otdr進(jìn)行雙向測(cè)試來(lái)控制光纖熔接點(diǎn)的損耗。
以上的光纜施工測(cè)量方法存在下面一些弊端:
1.在使用光纖熔接機(jī)進(jìn)行自動(dòng)熔接時(shí),目前絕大多數(shù)的光纖熔接機(jī)都具備對(duì)所進(jìn)行的光纖熔接實(shí)施損耗評(píng)估的功能,但是,這種損耗評(píng)估功能一般都是通過觀察纖芯對(duì)接的質(zhì)量、纖芯端面的質(zhì)量等因素來(lái)進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)計(jì)算,然后得出光纖熔接點(diǎn)的損耗,因此,通過光纖熔接機(jī)對(duì)光纖熔接點(diǎn)的損耗評(píng)估,得到的光纖熔接點(diǎn)損耗值,只是一種估算值,而不是測(cè)量值,實(shí)際工作中,光纖熔接機(jī)對(duì)光纖熔接點(diǎn)損耗的評(píng)估并不夠精確,在很多情況下,當(dāng)光纖熔接機(jī)給出光纖熔接點(diǎn)損耗值為0.00db時(shí),實(shí)測(cè)值很有可能達(dá)到0.1db,甚至更大,所以,通過觀察纖芯對(duì)接的質(zhì)量、纖芯端面的質(zhì)量,由此而得出光纖熔接點(diǎn)的損耗值只能作為一種近似評(píng)估值,不能當(dāng)作真實(shí)測(cè)量值使用;
2.在光纜施工中使用otdr來(lái)測(cè)量光纖熔接點(diǎn)損耗值,目前最常用的方法有:后向單程、前向單程、前向雙程三種測(cè)試方法,使用otdr來(lái)測(cè)量光纖熔接點(diǎn)損耗值,好處是比較準(zhǔn)確,特別是采用雙向測(cè)試時(shí),不僅可以測(cè)量光纖鏈路總損耗,還可以測(cè)試出各個(gè)光纖熔接點(diǎn)損耗大小以及各段光纖的損耗,不方便之處是在進(jìn)行測(cè)量時(shí),需要將otdr儀器放置在光纜線路上的一端或兩端,而不是在光纖熔接點(diǎn)工作現(xiàn)場(chǎng)。這意味著除了在光纖熔接點(diǎn)工作現(xiàn)場(chǎng)需要配置工作人員以外,還需要在光纜線路的一端或兩端處配置工作人員照看和操作otdr儀器,特別是當(dāng)光纜鏈路為超長(zhǎng)線路時(shí),情況更糟,需要將線路進(jìn)行分段測(cè)量,否則可能因otdr儀器的測(cè)量動(dòng)態(tài)不足而導(dǎo)致測(cè)量沒有辦法進(jìn)行,另外,在使用otdr進(jìn)行光纖鏈路測(cè)量時(shí),如果只進(jìn)行單向測(cè)試,由于假增益現(xiàn)象的存在,導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn),所以在使用otdr進(jìn)行光纖鏈路測(cè)量時(shí),要求進(jìn)行雙向測(cè)試,以保證光纖鏈路損耗參數(shù)的準(zhǔn)確性;
3.另?yè)?jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì),在光纜工程接續(xù)中會(huì)有約20%-30%的接頭損耗雙向值符合要求而單向值超標(biāo)的情況發(fā)生,這意味著工程人員在采用單向監(jiān)測(cè)時(shí)可能會(huì)有20%-30%的情況進(jìn)行錯(cuò)誤的重復(fù)接續(xù),當(dāng)然,也可能存在另外一種情況,如果采用單向監(jiān)測(cè)時(shí),在光纜施工沒有完成之前,光纖鏈路沒有貫通,由于假增益現(xiàn)象的存在,導(dǎo)致對(duì)一些光纖熔接點(diǎn)損耗測(cè)試不準(zhǔn)確,比如使用otdr進(jìn)行單向測(cè)試得到的光纖熔接點(diǎn)損耗小于0.05db,但將來(lái)光纜施工完成后進(jìn)行雙向測(cè)試時(shí),可能會(huì)發(fā)現(xiàn)該處光纖熔接點(diǎn)損耗大于0.2db,一旦出現(xiàn)這種情況,為保證整條光纖鏈路的損耗指標(biāo),只好返工,將熔接點(diǎn)損耗超標(biāo)處的光纖再斷開,重新熔接。
綜上所述,可以看出,目前光纜施工進(jìn)行中的光纖熔接點(diǎn)損耗測(cè)量,在工作效率方面,不能令人感到滿意。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足,而提供一種光纖連接損耗測(cè)量裝置及測(cè)量方法。這種裝置能精確測(cè)量出光纖熔接頭的損耗,使用方便、可操作性好、實(shí)用性強(qiáng),成本低。這種測(cè)量方法操作簡(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng)、能節(jié)約施工成本、提高生產(chǎn)效率。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是:
一種光纖連接損耗測(cè)量裝置,包括光纖夾持器a、光纖夾持器b、泵浦光信號(hào)源、探測(cè)光信號(hào)源、2x2光開關(guān)、光方向耦合器、光濾波器和光信號(hào)探測(cè)器,所述光纖夾持器a的一端連接被測(cè)光纖1,另一端連接2x2光開關(guān);所述光纖夾持器b的一端連接被測(cè)光纖2,另一端連接2x2光開關(guān);所述2x2光開關(guān)的另外兩個(gè)端口分別連接探測(cè)光信號(hào)源和光方向耦合器的公共端口;所述光方向耦合器剩余兩個(gè)端口中的一個(gè)與泵浦光信號(hào)源連接,另一個(gè)通過光濾波器連接光信號(hào)探測(cè)器。
所述泵浦光信號(hào)源用于產(chǎn)生1550nm窗口的光脈沖信號(hào),光脈沖信號(hào)寬度范圍為1n-100ns,峰值光功率范圍為+30dbm-+60dbm。
所述探測(cè)光信號(hào)源用于產(chǎn)生1625nm窗口的光脈沖信號(hào),光脈沖信號(hào)寬度范圍為1ns-100ns,峰值光功率范圍為-10dbm-+20dbm。
使用上述光纖連接損耗測(cè)量裝置的測(cè)量方法,包括如下步驟:
(1)使用光纖夾持器a和光纖夾持器b分別在光纖連接點(diǎn)的兩側(cè)夾持被測(cè)光纖1和被測(cè)光纖2,光纖連接點(diǎn)到光纖夾持點(diǎn)a和到光纖夾持點(diǎn)b的光纖長(zhǎng)度均在0.5m-10m范圍內(nèi);
(2)控制2x2光開關(guān)處于連接狀態(tài)1,控制泵浦光信號(hào)源和探測(cè)光信號(hào)源,發(fā)出探測(cè)光脈沖信號(hào),不發(fā)泵浦光脈沖信號(hào),光接收器測(cè)量收到的探測(cè)光信號(hào)功率記錄為p0;
(3)控制2x2光開關(guān)處于連接狀態(tài)1,泵浦光信號(hào)源輸出泵浦光脈沖信號(hào),探測(cè)光信號(hào)源輸出探測(cè)光脈沖信號(hào),讓這兩個(gè)信號(hào)在光纖連接點(diǎn)到光纖夾持器a的光纖夾持點(diǎn)之間的被測(cè)光纖1中相遇,并且這兩個(gè)信號(hào)相遇時(shí),泵浦光脈沖信號(hào)經(jīng)過了光纖連接點(diǎn),而探測(cè)光脈沖信號(hào)尚未經(jīng)過光纖連接點(diǎn),光探測(cè)器測(cè)量接收到的探測(cè)光信號(hào)光功率記錄為p2;
(4)控制2x2光開關(guān)處于連接狀態(tài)1,泵浦光信號(hào)源輸出泵浦光脈沖信號(hào),探測(cè)光信號(hào)源輸出探測(cè)光脈沖信號(hào),讓這兩個(gè)信號(hào)在光纖連接點(diǎn)到光纖夾持器b的光纖夾持點(diǎn)之間的被測(cè)光纖2中相遇,并且這兩個(gè)信號(hào)相遇時(shí),探測(cè)光脈沖信號(hào)經(jīng)過了光纖連接點(diǎn),而泵浦光脈沖信號(hào)尚未經(jīng)過光纖連接點(diǎn),光探測(cè)器測(cè)量接收到的探測(cè)光信號(hào)光功率,記錄為p3;
(5)控制2x2光開關(guān)處于連接狀態(tài)2,控制泵浦光信號(hào)源和探測(cè)光信號(hào)源,發(fā)出探測(cè)光脈沖信號(hào),不發(fā)泵浦光脈沖信號(hào),光接收器測(cè)量收到的探測(cè)光信號(hào)功率記錄為p1;
(6)控制2x2光開關(guān)處于連接狀態(tài)2,泵浦光信號(hào)源輸出泵浦光脈沖信號(hào),探測(cè)光信號(hào)源輸出探測(cè)光脈沖信號(hào),讓這兩個(gè)信號(hào)在光纖連接點(diǎn)到光纖夾持器b的光纖夾持點(diǎn)之間的被測(cè)光纖2中相遇,并且這兩個(gè)信號(hào)相遇時(shí),泵浦光脈沖信號(hào)經(jīng)過了光纖連接點(diǎn),而探測(cè)光脈沖信號(hào)尚未經(jīng)過光纖連接點(diǎn),光探測(cè)器測(cè)量接收到的探測(cè)光信號(hào)光功率記錄為p4;
(7)控制單元控制2x2光開關(guān)處于連接狀態(tài)2,泵浦光信號(hào)源輸出泵浦光脈沖信號(hào),探測(cè)光信號(hào)源輸出探測(cè)光脈沖信號(hào),讓這兩個(gè)信號(hào)在光纖連接點(diǎn)到光纖夾持器a的光纖夾持點(diǎn)之間的被測(cè)光纖1中相遇,探測(cè)光脈沖信號(hào)經(jīng)過了光纖連接點(diǎn),而泵浦光脈沖信號(hào)尚未經(jīng)過光纖連接點(diǎn),光探測(cè)器測(cè)量接收到的探測(cè)光信號(hào)光功率記錄為p5;
(8)計(jì)算在1550nm窗口下,光纖連接損耗值a為:
a=5*log(((p3-p0)*(p5-p1))/((p2-p0)*(p4-p1))。
通過兩個(gè)光纖夾持器,在光纖連接點(diǎn)的左右兩側(cè),分別將泵浦光脈沖信號(hào)和探測(cè)光脈沖信號(hào)耦合到被測(cè)光纖中、或從被測(cè)光纖中取出探測(cè)光脈沖信號(hào),光纖夾持器是通過彎曲被測(cè)光纖的方式進(jìn)行光耦合,也就是將被測(cè)光纖彎曲至數(shù)毫米的曲率,使得泵浦光脈沖信號(hào)或探測(cè)光脈沖信號(hào)能夠耦合到被測(cè)光纖中,或者是從被測(cè)光纖中取出探測(cè)光脈沖信號(hào)。
通過改變2x2光開關(guān)的狀態(tài),可以改變泵浦光脈沖信號(hào)和探測(cè)光脈沖信號(hào)進(jìn)入被測(cè)光纖的方向,即:泵浦光脈沖信號(hào)從光纖連接點(diǎn)的左側(cè)進(jìn)入被測(cè)光纖,探測(cè)光脈沖信號(hào)從光纖連接點(diǎn)的右側(cè)進(jìn)入被測(cè)光纖;或者是泵浦光脈沖信號(hào)從光纖連接點(diǎn)的右側(cè)進(jìn)入被測(cè)光纖,探測(cè)光脈沖信號(hào)從光纖連接點(diǎn)的左側(cè)進(jìn)入被測(cè)光纖。
光方向耦合器用于分離泵浦光脈沖信號(hào)和探測(cè)光脈沖信號(hào),泵浦光脈沖信號(hào)通過光方向耦合器進(jìn)入2x2光開關(guān),然后進(jìn)入光夾持器,再被耦合進(jìn)入到被測(cè)光纖中;探測(cè)光脈沖信號(hào)經(jīng)光夾持器,從被測(cè)光纖中耦合取出,進(jìn)入光方向耦合器,然后被送到光濾波器,再進(jìn)入光探測(cè)器。
控制泵浦光信號(hào)源和探測(cè)光信號(hào)源,讓泵浦光脈沖信號(hào)和探測(cè)光脈沖信號(hào)在時(shí)間次序有一定的相關(guān)性,通過改變這兩個(gè)光脈沖信號(hào)在時(shí)間上的位置,使得泵浦光脈沖信號(hào)和探測(cè)光脈沖信號(hào)可以被安排在被測(cè)光纖中相遇,也可以被安排不在被測(cè)光纖中相遇;當(dāng)泵浦光脈沖信號(hào)和探測(cè)光脈沖信號(hào)在被測(cè)光纖中相遇時(shí),可以選擇安排兩個(gè)信號(hào)相遇之處是處于被測(cè)光纖連接點(diǎn)的光纖夾持器a側(cè),即:泵浦光脈沖信號(hào)和探測(cè)光脈沖信號(hào)在被測(cè)光纖中相遇時(shí),泵浦光脈沖信號(hào)經(jīng)過了光纖連接點(diǎn),而探測(cè)光脈沖信號(hào)尚未經(jīng)過光纖連接點(diǎn),或者是處于被測(cè)光纖連接點(diǎn)的光纖夾持器b側(cè)即:泵浦光脈沖信號(hào)和探測(cè)光脈沖信號(hào)在被測(cè)光纖中相遇時(shí),探測(cè)光脈沖信號(hào)經(jīng)過了光纖連接點(diǎn),而泵浦光脈沖信號(hào)尚未經(jīng)過光纖連接點(diǎn)。
如果泵浦光脈沖信號(hào)和探測(cè)光脈沖信號(hào)在被測(cè)光纖中相遇,會(huì)產(chǎn)生相互作用-拉曼效應(yīng),探測(cè)光脈沖信號(hào)被泵浦光脈沖信號(hào)放大;如果泵浦光脈沖信號(hào)和探測(cè)光脈沖信號(hào)沒有在被測(cè)光纖中相遇,則探測(cè)光脈沖信號(hào)沒有被泵浦光脈沖信號(hào)放大,而這兩個(gè)光脈沖信號(hào)相遇之處是處于被測(cè)光纖連接點(diǎn)的光纖夾持器a側(cè),還是處于被測(cè)光纖連接點(diǎn)的光纖夾持器b側(cè),將會(huì)使得探測(cè)光脈沖信號(hào)被泵浦光脈沖信號(hào)放大的量有所不同,這里面包含了被測(cè)光纖連接點(diǎn)的損耗信息,通過安排不同時(shí)間位置的泵浦光脈沖信號(hào)和探測(cè)光脈沖信號(hào),并在被測(cè)光纖連接點(diǎn)的右側(cè)取出探測(cè)光脈沖信號(hào),對(duì)其進(jìn)行測(cè)量,由此得到被測(cè)光纖連接點(diǎn)的光纖連接損耗值。
這種裝置能精確測(cè)量出光纖熔接頭的損耗,使用方便、可操作性好、實(shí)用性強(qiáng),成本低。這種測(cè)量方法操作簡(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng)、能節(jié)約施工成本、提高生產(chǎn)效率。
附圖說(shuō)明
圖1為實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為實(shí)施例中2x2光開關(guān)狀態(tài)1時(shí),泵浦光脈沖信號(hào)和探測(cè)光脈沖信號(hào)在被測(cè)光纖連接點(diǎn)的左側(cè)相遇示意圖;
圖3為實(shí)施例中2x2光開關(guān)狀態(tài)1時(shí),泵浦光脈沖信號(hào)和探測(cè)光脈沖信號(hào)在被測(cè)光纖連接點(diǎn)的右側(cè)相遇示意圖;
圖4為實(shí)施例中2x2光開關(guān)狀態(tài)2時(shí),泵浦光脈沖信號(hào)和探測(cè)光脈沖信號(hào)在被測(cè)光纖連接點(diǎn)的側(cè)右相遇示意圖;
圖5為實(shí)施例中2x2光開關(guān)狀態(tài)2時(shí),泵浦光脈沖信號(hào)和探測(cè)光脈沖信號(hào)在被測(cè)光纖連接點(diǎn)的左側(cè)相遇示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明內(nèi)容作進(jìn)一步的闡述,但不是對(duì)本發(fā)明的限定。
實(shí)施例:
參照?qǐng)D1,一種光纖連接損耗測(cè)量裝置,包括光纖夾持器a、光纖夾持器b、泵浦光信號(hào)源、探測(cè)光信號(hào)源、2x2光開關(guān)、光方向耦合器、光濾波器和光信號(hào)探測(cè)器,所述光纖夾持器a的一端連接被測(cè)光纖1,另一端連接2x2光開關(guān);所述光纖夾持器b的一端連接被測(cè)光纖2,另一端連接2x2光開關(guān);所述2x2光開關(guān)的另外兩個(gè)端口分別連接探測(cè)光信號(hào)源和光方向耦合器的公共端口;所述光方向耦合器剩余兩個(gè)端口中的一個(gè)與泵浦光信號(hào)源連接,另一個(gè)通過光濾波器連接光信號(hào)探測(cè)器。
所述泵浦光信號(hào)源用于產(chǎn)生1550nm窗口的光脈沖信號(hào),光脈沖信號(hào)寬度范圍為1n-100ns,峰值光功率范圍為+30dbm-+60dbm。
所述探測(cè)光信號(hào)源用于產(chǎn)生1625nm窗口的光脈沖信號(hào),光脈沖信號(hào)寬度范圍為1ns-100ns,峰值光功率范圍為-10dbm-+20dbm。
參照?qǐng)D2、圖3、圖4、圖5,使用上述光纖連接損耗測(cè)量裝置的測(cè)量方法,包括如下步驟:
(1)使用光纖夾持器a和光纖夾持器b分別在光纖連接點(diǎn)的兩側(cè)夾持被測(cè)光纖1和被測(cè)光纖2,光纖連接點(diǎn)到光纖夾持點(diǎn)a和到光纖夾持點(diǎn)b的光纖長(zhǎng)度均在0.5m-10m范圍內(nèi);
(2)控制2x2光開關(guān)處于連接狀態(tài)1,控制泵浦光信號(hào)源和探測(cè)光信號(hào)源,發(fā)出探測(cè)光脈沖信號(hào),不發(fā)泵浦光脈沖信號(hào),光接收器測(cè)量收到的探測(cè)光信號(hào)功率記錄為p0;
(3)控制2x2光開關(guān)處于連接狀態(tài)1,泵浦光信號(hào)源輸出泵浦光脈沖信號(hào),探測(cè)光信號(hào)源輸出探測(cè)光脈沖信號(hào),讓這兩個(gè)信號(hào)在光纖連接點(diǎn)到光纖夾持器a的光纖夾持點(diǎn)之間的被測(cè)光纖1中相遇,并且這兩個(gè)信號(hào)相遇時(shí),泵浦光脈沖信號(hào)經(jīng)過了光纖連接點(diǎn),而探測(cè)光脈沖信號(hào)尚未經(jīng)過光纖連接點(diǎn),光探測(cè)器測(cè)量接收到的探測(cè)光信號(hào)光功率記錄為p2;
(4)控制2x2光開關(guān)處于連接狀態(tài)1,泵浦光信號(hào)源輸出泵浦光脈沖信號(hào),探測(cè)光信號(hào)源輸出探測(cè)光脈沖信號(hào),讓這兩個(gè)信號(hào)在光纖連接點(diǎn)到到光纖夾持器b的光纖夾持點(diǎn)之間的被測(cè)光纖2中相遇,并且這兩個(gè)信號(hào)相遇時(shí),探測(cè)光脈沖信號(hào)經(jīng)過了光纖連接點(diǎn),而泵浦光脈沖信號(hào)尚未經(jīng)過光纖連接點(diǎn),光探測(cè)器測(cè)量接收到的探測(cè)光信號(hào)光功率,記錄為p3;
(5)控制2x2光開關(guān)處于連接狀態(tài)2,控制泵浦光信號(hào)源和探測(cè)光信號(hào)源,發(fā)出探測(cè)光脈沖信號(hào),不發(fā)泵浦光脈沖信號(hào),光接收器測(cè)量收到的探測(cè)光信號(hào)功率記錄為p1;
(6)控制2x2光開關(guān)處于連接狀態(tài)2,泵浦光信號(hào)源輸出泵浦光脈沖信號(hào),探測(cè)光信號(hào)源輸出探測(cè)光脈沖信號(hào),讓這兩個(gè)信號(hào)在光纖連接點(diǎn)到光纖夾持器b的光纖夾持點(diǎn)之間的被測(cè)光纖2中相遇,并且這兩個(gè)信號(hào)相遇時(shí),泵浦光脈沖信號(hào)經(jīng)過了光纖連接點(diǎn),而探測(cè)光脈沖信號(hào)尚未經(jīng)過光纖連接點(diǎn),光探測(cè)器測(cè)量接收到的探測(cè)光信號(hào)光功率記錄為p4;
(7)控制單元控制2x2光開關(guān)處于連接狀態(tài)2,泵浦光信號(hào)源輸出泵浦光脈沖信號(hào),探測(cè)光信號(hào)源輸出探測(cè)光脈沖信號(hào),讓這兩個(gè)信號(hào)在光纖連接點(diǎn)到到光纖夾持器a的光纖夾持點(diǎn)之間的被測(cè)光纖1中相遇,探測(cè)光脈沖信號(hào)經(jīng)過了光纖連接點(diǎn),而泵浦光脈沖信號(hào)尚未經(jīng)過光纖連接點(diǎn),光探測(cè)器測(cè)量接收到的探測(cè)光信號(hào)光功率記錄為p5;
(8)計(jì)算在1550nm窗口下,光纖連接損耗值a為:
a=5*log(((p3-p0)*(p5-p1))/((p2-p0)*(p4-p1))。
探測(cè)光信號(hào)經(jīng)過2x2光開關(guān),然后通過光纖夾持器a被耦合到被測(cè)光纖的裸光纖1中,經(jīng)過被測(cè)光纖連接點(diǎn)、被測(cè)光纖的裸光纖2后,通過光纖夾持器b被耦合取出,再經(jīng)過2x2光開關(guān)、光方向耦合器、光濾波器,送到光信號(hào)探測(cè)器進(jìn)行光功率測(cè)量。根據(jù)2x2光開關(guān)所選擇的狀態(tài),探測(cè)光信號(hào)也可以走另外一個(gè)路由,探測(cè)光信號(hào)經(jīng)過2x2光開關(guān),然后通過光纖夾持器b被耦合到被測(cè)光纖的裸光纖2中,經(jīng)過被測(cè)光纖連接點(diǎn)、被測(cè)光纖的裸光纖1后,通過光纖夾持器a被耦合取出,再經(jīng)過2x2光開關(guān)、光方向耦合器、光濾波器,送到光信號(hào)探測(cè)器進(jìn)行光功率測(cè)量。
泵浦光信號(hào)經(jīng)過光方向耦合器進(jìn)入2x2光開關(guān),然后通過光纖夾持器b被耦合到被測(cè)光纖的裸光纖2中,經(jīng)過被測(cè)光纖連接點(diǎn)后進(jìn)入到被測(cè)光纖的裸光纖1中。根據(jù)2x2光開關(guān)所選擇的狀態(tài),泵浦光信號(hào)也可以走另外一個(gè)路由,泵浦光信號(hào)經(jīng)過光方向耦合器進(jìn)入2x2光開關(guān),然后通過光纖夾持器a被耦合到被測(cè)光纖的裸光纖1中,經(jīng)過被測(cè)光纖連接點(diǎn)后進(jìn)入到被測(cè)光纖的裸光纖2中。
通過兩個(gè)光纖夾持器,將泵浦光脈沖信號(hào)和探測(cè)光脈沖信號(hào)分別從被測(cè)光纖連接點(diǎn)的左右兩側(cè)耦合到被測(cè)光纖中,或者是從被測(cè)光纖中取出探測(cè)光脈沖信號(hào)。光纖夾持器是通過彎曲被測(cè)光纖的方式進(jìn)行光耦合,也就是將被測(cè)光纖彎曲至數(shù)毫米的曲率,使得泵浦光脈沖信號(hào)或探測(cè)光脈沖信號(hào)能夠耦合到被測(cè)光纖中,或者是從被測(cè)光纖中取出探測(cè)光脈沖信號(hào)。光纖夾持器的耦合損耗范圍在10db-25db。
通過2x2光開關(guān),可以改變泵浦光脈沖信號(hào)和探測(cè)光脈沖信號(hào)進(jìn)入被測(cè)光纖的方向,即:泵浦光脈沖信號(hào)從被測(cè)光纖連接點(diǎn)的左側(cè)裸光纖1進(jìn)入,探測(cè)光脈沖信號(hào)從被測(cè)光纖連接點(diǎn)的右側(cè)裸光纖2進(jìn)入;或者是泵浦光脈沖信號(hào)從被測(cè)光纖連接點(diǎn)的側(cè)右裸光纖2進(jìn)入,探測(cè)光脈沖信號(hào)從被測(cè)光纖連接點(diǎn)的左側(cè)裸光纖1進(jìn)入。
光方向耦合器用于分離或耦合泵浦光脈沖信號(hào)和探測(cè)光脈沖信號(hào),泵浦光脈沖信號(hào)通過光方向耦合器后進(jìn)入2x2光開關(guān)。探測(cè)光脈沖信號(hào)經(jīng)光纖夾持器,從被測(cè)光纖中取出,進(jìn)入2x2光開關(guān)、光方向耦合器,然后被送到光濾波器,再進(jìn)入光探測(cè)器。
光濾波器用于濾除泵浦光信號(hào),保留探測(cè)光信號(hào)。
在測(cè)量開始時(shí),首先使用光纖夾持器分別在光纖連接點(diǎn)的兩側(cè)夾持被測(cè)光纖,如圖1所示。被測(cè)光纖的裸光纖1和被測(cè)光纖的裸光纖2的長(zhǎng)度在0.5m~10m,如果長(zhǎng)度更長(zhǎng)一些,雖然有利于測(cè)量,但要求光纖連接時(shí)預(yù)留的光纖較長(zhǎng),會(huì)給盤纖工作帶來(lái)不便。
控制單元控制泵浦光信號(hào)源和探測(cè)光信號(hào)源,讓泵浦光脈沖信號(hào)和探測(cè)光脈沖信號(hào)在時(shí)間次序有一定的相關(guān)性,通過改變這兩個(gè)光脈沖信號(hào)的時(shí)間位置,使得泵浦光脈沖信號(hào)和探測(cè)光脈沖信號(hào)可以被安排在被測(cè)光纖中相遇,也可以被安排不在被測(cè)光纖中相遇(此情況下,也可以關(guān)閉泵浦光信號(hào)源的輸出)。
如圖2所示,對(duì)應(yīng)2x2光開關(guān)的連接狀態(tài)1,泵浦光脈沖信號(hào)從被測(cè)光纖連接點(diǎn)右側(cè)(即:光纖夾持器b)進(jìn)入被測(cè)光纖的裸光纖2,探測(cè)光脈沖信號(hào)從被測(cè)光纖連接點(diǎn)左側(cè)(即:光纖夾持器a)進(jìn)入被測(cè)光纖的裸光纖1,當(dāng)泵浦光脈沖信號(hào)和探測(cè)光脈沖信號(hào)在被測(cè)光纖中相遇時(shí),安排這兩個(gè)信號(hào)相遇之處是處于被測(cè)光纖連接點(diǎn)的左側(cè)裸光纖1,即:泵浦光脈沖信號(hào)和探測(cè)光脈沖信號(hào)在被測(cè)光纖中的裸光纖1處相遇時(shí),泵浦光脈沖信號(hào)經(jīng)過了光纖連接點(diǎn),而探測(cè)光脈沖信號(hào)尚未經(jīng)過光纖連接點(diǎn)。
如圖3所示,對(duì)應(yīng)2x2光開關(guān)的連接狀態(tài)1,泵浦光脈沖信號(hào)從被測(cè)光纖連接點(diǎn)右側(cè)(即:夾持器b)進(jìn)入被測(cè)光纖的裸光纖2,探測(cè)光脈沖信號(hào)從被測(cè)光纖連接點(diǎn)左側(cè)(即:夾持器a)進(jìn)入被測(cè)光纖的裸光纖1,安排兩個(gè)信號(hào)相遇之處是處于被測(cè)光纖連接點(diǎn)的右側(cè)裸光纖2,即:泵浦光脈沖信號(hào)和探測(cè)光脈沖信號(hào)在被測(cè)光纖中的裸光纖2相遇時(shí),探測(cè)光脈沖信號(hào)經(jīng)過了光纖連接點(diǎn),而泵浦光脈沖信號(hào)尚未經(jīng)過光纖連接點(diǎn)。
如圖4所示,對(duì)應(yīng)2x2光開關(guān)的連接狀態(tài)2,泵浦光脈沖信號(hào)從被測(cè)光纖連接點(diǎn)左側(cè)(即:夾持器a)進(jìn)入被測(cè)光纖的裸光纖1,探測(cè)光脈沖信號(hào)從被測(cè)光纖連接點(diǎn)右側(cè)(即:夾持器b)進(jìn)入被測(cè)光纖的裸光纖2,安排兩個(gè)信號(hào)相遇之處是處于被測(cè)光纖連接點(diǎn)的右側(cè)裸光纖2,即:泵浦光脈沖信號(hào)和探測(cè)光脈沖信號(hào)在被測(cè)光纖中的裸光纖2相遇時(shí),泵浦光脈沖信號(hào)經(jīng)過了光纖連接點(diǎn),而探測(cè)光脈沖信號(hào)尚未經(jīng)過光纖連接點(diǎn)。
如圖5所示,對(duì)應(yīng)2x2光開關(guān)的連接狀態(tài)2,泵浦光脈沖信號(hào)從被測(cè)光纖連接點(diǎn)左側(cè)(即:夾持器a)進(jìn)入被測(cè)光纖的裸光纖1,探測(cè)光脈沖信號(hào)從被測(cè)光纖連接點(diǎn)右側(cè)(即:夾持器b)進(jìn)入被測(cè)光纖的裸光纖2,安排兩個(gè)信號(hào)相遇之處是處于被測(cè)光纖連接點(diǎn)的左側(cè)裸光纖1,即:泵浦光脈沖信號(hào)和探測(cè)光脈沖信號(hào)在被測(cè)光纖中相遇時(shí),探測(cè)光脈沖信號(hào)經(jīng)過了光纖連接點(diǎn),而泵浦光脈沖信號(hào)尚未經(jīng)過光纖連接點(diǎn)。
控制單元控制泵浦光信號(hào)源和探測(cè)光信號(hào)源以及2x2光開關(guān)的連接狀態(tài),在以下不同的狀態(tài)下由光探測(cè)器測(cè)量接收到的光功率。
當(dāng)2x2光開關(guān)處于連接狀態(tài)1,關(guān)閉泵浦光信號(hào)源的輸出,探測(cè)光信號(hào)源輸出探測(cè)光脈沖信號(hào),光探測(cè)器測(cè)量接收到的光功率p0。
當(dāng)2x2光開關(guān)處于連接狀態(tài)1,泵浦光信號(hào)源輸出泵浦光脈沖信號(hào),探測(cè)光信號(hào)源輸出探測(cè)光脈沖信號(hào),兩個(gè)信號(hào)的時(shí)間位置關(guān)系使得泵浦光脈沖信號(hào)和探測(cè)光脈沖信號(hào)滿足圖2所示狀態(tài),即:泵浦光脈沖信號(hào)和探測(cè)光脈沖信號(hào)在被測(cè)光纖中的裸光纖1處相遇時(shí),泵浦光脈沖信號(hào)經(jīng)過了光纖連接點(diǎn),而探測(cè)光脈沖信號(hào)尚未經(jīng)過光纖連接點(diǎn)。光探測(cè)器測(cè)量接收到的光功率p2。
當(dāng)2x2光開關(guān)處于連接狀態(tài)1,泵浦光信號(hào)源輸出泵浦光脈沖信號(hào),探測(cè)光信號(hào)源輸出探測(cè)光脈沖信號(hào),兩個(gè)信號(hào)的時(shí)間位置關(guān)系使得泵浦光脈沖信號(hào)和探測(cè)光脈沖信號(hào)滿足圖3所示狀態(tài),即:泵浦光脈沖信號(hào)和探測(cè)光脈沖信號(hào)在被測(cè)光纖中的裸光纖2處相遇時(shí),探測(cè)光脈沖信號(hào)經(jīng)過了光纖連接點(diǎn),而泵浦光脈沖信號(hào)尚未經(jīng)過光纖連接點(diǎn)。光探測(cè)器測(cè)量接收到的光功率p3。
當(dāng)2x2光開關(guān)處于連接狀態(tài)2,關(guān)閉泵浦光信號(hào)源的輸出,探測(cè)光信號(hào)源輸出探測(cè)光脈沖信號(hào),光探測(cè)器測(cè)量接收到的光功率p1。
當(dāng)2x2光開關(guān)處于連接狀態(tài)2,泵浦光信號(hào)源輸出泵浦光脈沖信號(hào),探測(cè)光信號(hào)源輸出探測(cè)光脈沖信號(hào),兩個(gè)信號(hào)的時(shí)間位置關(guān)系使得泵浦光脈沖信號(hào)和探測(cè)光脈沖信號(hào)滿足圖4所示狀態(tài),即:泵浦光脈沖信號(hào)和探測(cè)光脈沖信號(hào)在被測(cè)光纖中的裸光纖2處相遇時(shí),泵浦光脈沖信號(hào)經(jīng)過了光纖連接點(diǎn),而探測(cè)光脈沖信號(hào)尚未經(jīng)過光纖連接點(diǎn)。光探測(cè)器測(cè)量接收到的光功率p4。
當(dāng)2x2光開關(guān)處于連接狀態(tài)2,泵浦光信號(hào)源輸出泵浦光脈沖信號(hào),探測(cè)光信號(hào)源輸出探測(cè)光脈沖信號(hào),兩個(gè)信號(hào)的時(shí)間位置關(guān)系使得泵浦光脈沖信號(hào)和探測(cè)光脈沖信號(hào)滿足圖5所示狀態(tài),即:泵浦光脈沖信號(hào)和探測(cè)光脈沖信號(hào)在被測(cè)光纖中的裸光纖1處相遇時(shí),探測(cè)光脈沖信號(hào)經(jīng)過了光纖連接點(diǎn),而泵浦光脈沖信號(hào)尚未經(jīng)過光纖連接點(diǎn)。光探測(cè)器測(cè)量接收到的光功率p5。
2x2光開關(guān)處于連接狀態(tài)1下,泵浦光信號(hào)從夾持器b到夾持器a方向,在1550nm窗口下,光纖連接損耗值ab-a=10*log((p3-p0)/(p2-p0))。
2x2光開關(guān)處于連接狀態(tài)2下,泵浦光信號(hào)從夾持器a到夾持器b方向,在1550nm窗口下,光纖連接損耗值aa-b=10*log((p5-p1)/(p4-p1))。
在1550nm窗口下,光纖連接損耗值a:
a=(ab-a+aa-b)/2=5*log(((p3-p0)*(p5-p1))/((p2-p0)*(p4-p1))。