專利名稱：一種光時域反射儀的調(diào)零方法及調(diào)零裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光通信網(wǎng)領(lǐng)域，特別是涉及一種光時域反射儀的調(diào)零方法及調(diào)零裝置。
背景技術(shù)：
光纖通信技術(shù)已成為現(xiàn)代通信的主要支柱之一，在現(xiàn)代電信網(wǎng)中起著舉足輕重的作用。光纖通信作為一門新興技術(shù)，其近年來發(fā)展速度之快、應(yīng)用面之廣是通信史上罕見的，也是世界新技術(shù)革命的重要標(biāo)志和未來信息社會中各種信息的主要傳送工具。加上“三網(wǎng)融合”服務(wù)需求的不斷推動，大到省與省，國家與國家之間的主干網(wǎng)絡(luò)，小到普通的城市內(nèi)部的主干網(wǎng)基本都是采用光纖做主干線。主干網(wǎng)是構(gòu)建企業(yè)網(wǎng)的一個重要的體系結(jié)構(gòu)元素。它為不同局域網(wǎng)或子網(wǎng)間的信息交換提供了路徑。通常情況下，主干網(wǎng)的容量要大于與之相連的網(wǎng)絡(luò)的容量。主干網(wǎng)是一種大型的傳輸網(wǎng)路，它用于連接小型傳輸網(wǎng)絡(luò)，并傳送數(shù)據(jù)。FTTB(Fiber to The Building,光纖到樓)、FTTH((Fiber To The Home,光纖到家)也已經(jīng)成為解決接入網(wǎng)帶寬瓶頸問題的最佳手段，而無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以其高帶寬、遠(yuǎn)距離傳輸以及點(diǎn)到多點(diǎn)拓?fù)涞葍?yōu)勢備受青睞，已經(jīng)成為各國部署FTTH、FTTB的主要應(yīng)用架構(gòu)。PON(Passive Optical Network,無源光纖網(wǎng)絡(luò))是一種采用點(diǎn)到多點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的無源光接入技術(shù)。當(dāng)前，xPON系統(tǒng)已經(jīng)在國內(nèi)外大量部署商用，與此同時，PON網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營維護(hù)技術(shù)也不斷發(fā)展壯大。OTDR(Optical Time Domain Reflectometer,光時域反射儀)技術(shù)在光網(wǎng)絡(luò)故障的維護(hù)上，有著非常重要的意義。OTDR技術(shù)主要的指標(biāo)有動態(tài)范圍、空間分辨率和盲區(qū)等。其中，動態(tài)范圍與實際電路的噪聲水平、ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)的有效量程及其分辨率有關(guān)。在接收電路中，降低接收電路的失調(diào)電壓和運(yùn)放的零漂，有利于提高ADC的有效量程，提高OTDR的檢測能力。在OTDR接收電路中，由于要檢測的光信號的幅度變化大，為了保證小信號能檢測到，鏈路增益需要設(shè)計得較高，前級電路的失調(diào)電壓包括光器件的暗電流影響，會在后級電路的放大，所帶來的后果是占用了 ADC較大的動態(tài)范圍，從而影響了系統(tǒng)達(dá)到的動態(tài)范圍。OTDR儀表的接收電路中有采用人工調(diào)零方法，在測量前，人為對運(yùn)放調(diào)零端子進(jìn)行調(diào)零。這種方式可以很好的完成調(diào)零功能，但不智能，增加了測試的人工復(fù)雜度。還有一種常用的調(diào)零方法是自動調(diào)零方法，這種調(diào)零方法不需要軟件來干預(yù)，但會影響其直流分量及低頻分量，這樣產(chǎn)生后果是所測試到的波形較差，影響對OTDR事件點(diǎn)的識別。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種OTDR的調(diào)零方法及調(diào)零裝置，以克服人工調(diào)零法的不智能及自動調(diào)零法引入測量波形差的缺點(diǎn)。為了解決上述 技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種光時域反射儀的調(diào)零方法，包括:
啟動光時域反射儀前，在激光器關(guān)閉的狀態(tài)下，發(fā)出調(diào)零信號；根據(jù)調(diào)零信號進(jìn)行調(diào)零處理。進(jìn)一步地，上述方法還具有下面特點(diǎn):所述根據(jù)調(diào)零信號進(jìn)行調(diào)零處理包括:在所述調(diào)零信號有效的情況下，接收低噪聲放大器輸出信號的電壓差，以所述電壓差為依據(jù)對所述低噪聲放大器進(jìn)行調(diào)零。進(jìn)一步地，上述方法還具有下面特點(diǎn):在所述進(jìn)行調(diào)零的過程中，如所述調(diào)零信號解除，則啟動所述光時域反射儀進(jìn)行測試。進(jìn)一步地，上述方法還具有下面特點(diǎn):在所述光時域反射儀進(jìn)行測試的過程，還包括:在任一次所述激光器發(fā)出一個測試脈沖或序列前，發(fā)出調(diào)零信號進(jìn)行調(diào)零處理。進(jìn)一步地，上述方法還具有下面特點(diǎn):所述調(diào)零信號是根據(jù)采集出的失調(diào)電壓計算得到的，或者是通過查表得到的，所述根據(jù)調(diào)零信號進(jìn)行調(diào)零處理包括:將所述調(diào)零信號轉(zhuǎn)換為調(diào)零電壓后輸入到低噪聲放大器進(jìn)行調(diào)零。為了解決上述問題，本發(fā)明還提供了一種調(diào)零裝置，應(yīng)用于光時域反射儀，包括:第一模塊，用于啟動光時域反射儀前，在激光器關(guān)閉的狀態(tài)下，發(fā)出調(diào)零信號；第二模塊，用于根據(jù)調(diào)零信號進(jìn)行調(diào)零處理。進(jìn)一步地，上述裝置還具有下面特點(diǎn):所述第二模塊包括:第一單元，用于在所述調(diào)零信號有效的情況下，接收低噪聲放大器輸出信號的電壓差，以所述電壓差為依據(jù)對所述低噪聲放大器進(jìn)行調(diào)零。進(jìn)一步地，上述裝置還具有下面特點(diǎn):所述第一模塊，還用于在所述第一單元進(jìn)行調(diào)零的過程中，如所述調(diào)零信號解除，則啟動所述光時域反射儀進(jìn)行測試。進(jìn)一步地，上述裝置還具有下面特點(diǎn):所述第一模塊，在光時域反射儀進(jìn)行測試的過程還用于，在任一次所述激光器發(fā)出一個測試脈沖或序列前，發(fā)出調(diào)零信號，觸發(fā)所述第二模塊進(jìn)行調(diào)零處理。進(jìn)一步地，上述裝置還具有下面特點(diǎn):所述第一模塊，是根據(jù)采集出的失調(diào)電壓計算得到的所述調(diào)零信號，或者是通過查表得到的所述調(diào)零信 號，所述第二模塊包括:第二單元，用于將所述調(diào)零信號轉(zhuǎn)換為調(diào)零電壓后輸入到低噪聲放大器進(jìn)行調(diào)零。為了解決上述問題，本發(fā)明還提供了一種光時域反射儀，包括激光器、低噪聲放大器和上述的調(diào)零裝置。綜上，本發(fā)明提供一種OTDR的調(diào)零方法及調(diào)零裝置，利用測試前或測試期間的空閑時間對接收電路進(jìn)行反饋調(diào)零，降低失調(diào)電壓的影響，同時也能解決運(yùn)放零漂的問題，提高OTDR的檢測能力，克服了人工調(diào)零法的不智能及自動調(diào)零法引入測量波形差的缺點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明實施例的調(diào)零裝置的示意圖；圖2為本發(fā)明實施例的調(diào)零方法的流程圖；圖3為本發(fā)明實施例1的光時域反射儀的示意圖；圖4為本發(fā)明實施例1的調(diào)零方法的流程圖；圖5為本發(fā)明實施例2的光時域反射儀的示意圖；圖6為本發(fā)明實施例2的調(diào)零方法的流程圖。
具體實施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下文中將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行詳細(xì)說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互任意組合。為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步地描述。圖1為本發(fā)明實施例的調(diào)零裝置的示意圖，如圖1所示，本實施例的調(diào)零裝置包括:第一模塊，用于啟動光時域反射儀前，在激光器關(guān)閉的狀態(tài)下，發(fā)出調(diào)零信號；第二模塊，用于根據(jù)調(diào)零信號進(jìn)行調(diào)零處理。其中，所述第二模塊可以包括:第一單元，用于在所述調(diào)零信號有效的情況下，接收低噪聲放大器輸出信號的電壓差，以所述電壓差為依據(jù)對所述低噪聲放大器進(jìn)行調(diào)零。其中，所述第一模塊還用于在所述第一單元進(jìn)行調(diào)零的過程中，如所述調(diào)零信號解除，則啟動所述光時域反射儀進(jìn)行測試。在一優(yōu)選實施例中，所述第一模塊在光時域反射儀進(jìn)行測試的過程還用于，在任一次所述激光器發(fā)出一個測試脈沖或序列前，發(fā)出調(diào)零信號，觸發(fā)所述第二模塊進(jìn)行調(diào)零處理。在一優(yōu)選實施例中，所述第一模塊是根據(jù)采集出的失調(diào)電壓計算得到的所述調(diào)零信號，或者是通過查表得到的所述調(diào)零信號，所述第二模塊包括:第二單元，用于將所述調(diào)零信號轉(zhuǎn)換為調(diào)零電壓后輸入到低噪聲放大器進(jìn)行調(diào)零。本實施例的調(diào)零裝置可以克服人工調(diào)零法的不智能及自動調(diào)零法引入測量波形差的缺點(diǎn)。圖2為本發(fā)明實施例的調(diào)零方法的流程圖，如圖2所示，本實施例的方法包括:S11、啟動光時域反射儀前，在激光器關(guān)閉的狀態(tài)下，發(fā)出調(diào)零信號；S12、根據(jù)調(diào)零信號進(jìn)行調(diào)零處理。下面以兩個具體實施例對本發(fā)明的調(diào)零方法進(jìn)行詳細(xì)的說明。實施例1如圖3所示，本發(fā)明實施例的光時域反射儀中包括以下組成部分:PD (光電二極管)、TIA(跨阻放大器)、LNA(低噪聲放大器)、FILTER(低通濾波器)、ADC (數(shù)模轉(zhuǎn)換器)、數(shù)據(jù)處理、發(fā)送及接收控制電路、LD (激光器)驅(qū)動器、LD及調(diào)零電路。接收端TIA及LNA都會有失調(diào)電壓的問題，為了消除失調(diào)電壓的影響，在電路中加入了本實施例的調(diào)零裝置。本實施例的調(diào)零裝置包括:發(fā)送及接收控制電路(相當(dāng)于第一模塊)，用于啟動光時域反射儀前，在激光器關(guān)閉的狀態(tài)下，發(fā)出調(diào)零信號；調(diào)零電路(相當(dāng)于第二模塊的第一單元)，用于在所述調(diào)零信號有效的情況下，接收低噪聲放大器輸出信號的電壓差，以所述電壓差為依據(jù)對所述低噪聲放大器進(jìn)行調(diào)零。其中，發(fā)送及接收控制電路還用于在所述調(diào)零電路進(jìn)行調(diào)零的過程中，如所述調(diào)零信號解除，則啟動所述光時域反射儀進(jìn)行測試。其中，發(fā)送及接收控制電路還用于在任一次所述激光器發(fā)出一個測試脈沖或序列前，觸發(fā)所述調(diào)零電路進(jìn)行調(diào)零處理。本實施例的光時域反射儀中的一種調(diào)零方法如圖4所示包括如下步驟:S101、在啟動OTDR測試前，先關(guān)閉LD，觸發(fā)調(diào)零電路進(jìn)行調(diào)零處理；具體地，由發(fā)送及接收控制電路給出調(diào)零信號脈沖，調(diào)零控制信號有效(可以規(guī)定高電平有效或低電平有效)時，觸發(fā)調(diào)零電路進(jìn)行調(diào)零處理。S102、調(diào)零電路進(jìn)行調(diào)零處理；

具體地，調(diào)零控制信號有效時，運(yùn)放就會根據(jù)LNA差分的輸出電壓差給調(diào)零電路，調(diào)零電壓以這個電壓差作為調(diào)零的依據(jù)，為LNA的一端輸入提供參考電壓，改變參考電壓就能調(diào)整LNA的輸出，使其輸出電壓差更接近于0，從而達(dá)到調(diào)零的目標(biāo)。S103、在調(diào)零電路進(jìn)行調(diào)零的過程中，如調(diào)零控制信號解除，則啟動OTDR測試；在調(diào)零控制信號解除，即調(diào)零完成，調(diào)零電路保持住原來調(diào)整的電壓，然后開始OTDR測試。接收電路在測試過程中失調(diào)電壓可能會有變化，這種情況同樣可以調(diào)整。根據(jù)失調(diào)電壓變化的程度，可以在任一次LD發(fā)出一個測試脈沖或序列前，發(fā)送及接收控制電路發(fā)出一個調(diào)零控制信號，進(jìn)行調(diào)零，完成調(diào)零之后就可以繼續(xù)測試。本實施例進(jìn)行調(diào)零時需要注意這幾個方面:一、在調(diào)零期間保證H)沒有任何輸入光；二、在每次或任意次測試前進(jìn)行調(diào)零，調(diào)零時間一般為幾十US ;三、測試過程中調(diào)零信號必須保持在解除狀態(tài)，以免影響測試后的波形。本實施例的方法在一次完整的OTDR測試前對電路進(jìn)行調(diào)零，或測試過程中利用空閑時間進(jìn)行調(diào)零，保證系統(tǒng)的失調(diào)電壓最小，增加系統(tǒng)的有效動態(tài)范圍，同時也保證了測試的一致性。實施例2實施例2與實施例1的不同點(diǎn)是，由ADC采集出失調(diào)電壓的大小，然后由發(fā)送及接收控制電路給出一個調(diào)零控制碼，由DAC轉(zhuǎn)換成模擬調(diào)零電壓，給調(diào)零電路進(jìn)行調(diào)零，本實施例的OTDR如圖5所示，本實施例的調(diào)零裝置中，調(diào)零信號是發(fā)送及接收控制電路根據(jù)采集出的失調(diào)電壓計算得到的調(diào)零控制碼，或者是通過查表得到的調(diào)零控制碼。本實施例的調(diào)零電路(相當(dāng)于第二模塊的第二單元)，用于將所述調(diào)零控制碼轉(zhuǎn)換為調(diào)零電壓后輸入到低噪聲放大器進(jìn)行調(diào)零。
調(diào)零控制碼可以送到DAC中轉(zhuǎn)換成模擬調(diào)零電壓，再經(jīng)過調(diào)零電路，最后輸出到LNA的輸入端，作為LNA的參考電平，通過改變這個參考電平，可以實現(xiàn)調(diào)零的功能。其中，調(diào)零控制碼的獲取可以采用通過ADC反復(fù)測量的方法，即先給出一個值，調(diào)整后，再觀察ADC采集到的失調(diào)電壓是多少，再給另一個值，使失調(diào)電壓降低，每次進(jìn)行小幅度的調(diào)整，最終使失調(diào)電壓達(dá)到可容許的范圍內(nèi)。這種方法調(diào)整時間長，效率低，但調(diào)整后的值精度高，不受溫漂的影響。也可以事先建立一個失調(diào)電壓及調(diào)零控制碼關(guān)系的查找表，由ADC采集獲取失調(diào)電壓的值，通過查表的方式，得到調(diào)零控制碼，這樣可以一次完全調(diào)零，調(diào)零時間短，效率聞，但精度不聞，易受:溫漂的影響。圖6為本實施例的調(diào)零方法的流程圖，如圖6所示，包括以下步驟:S201、在啟動OTDR測試前，先關(guān)閉LD ；S202、由ADC采集前端模擬電壓(即失調(diào)電壓)，將失調(diào)電壓輸出給發(fā)送及接收控制電路；S203、發(fā)送及接收控制電路判斷失調(diào)電壓是否在允許的范圍內(nèi)，如不在允許范圍，則轉(zhuǎn)步驟S204，否則轉(zhuǎn)步驟S205 ；S204、發(fā)送及接收控制電路給出一個調(diào)零控制碼；S205、由DAC將調(diào)零控制碼轉(zhuǎn)換成模擬調(diào)零電壓；

S206、調(diào)零電路通過該模擬調(diào)零電壓進(jìn)行調(diào)零，然后返回步驟S202 ；步驟S207，結(jié)束調(diào)零，保持調(diào)零碼不變，開始OTDR測試。在OTDR測試過程中，可以在任一次LD發(fā)出一個測試脈沖或序列前，發(fā)送及接收控制電路發(fā)出調(diào)零控制碼轉(zhuǎn)，進(jìn)行調(diào)零，完成調(diào)零之后就可以繼續(xù)測試。采用本發(fā)明實施例所述的OTDR和調(diào)零方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，增強(qiáng)了調(diào)零方法的靈活性，同時保證了測試波形的質(zhì)量，增加了有效的動態(tài)范圍的效果，減少溫漂和器件失調(diào)電壓帶來的影響，提升整體檢測性能。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解上述方法中的全部或部分步驟可通過程序來指令相關(guān)硬件完成，所述程序可以存儲于計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)中，如只讀存儲器、磁盤或光盤等。可選地，上述實施例的全部或部分步驟也可以使用一個或多個集成電路來實現(xiàn)。相應(yīng)地，上述實施例中的各模塊/單元可以采用硬件的形式實現(xiàn)，也可以采用軟件功能模塊的形式實現(xiàn)。本發(fā)明不限制于任何特定形式的硬件和軟件的結(jié)合。以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，當(dāng)然，本發(fā)明還可有其他多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種光時域反射儀的調(diào)零方法，包括: 啟動光時域反射儀前，在激光器關(guān)閉的狀態(tài)下，發(fā)出調(diào)零信號； 根據(jù)調(diào)零信號進(jìn)行調(diào)零處理。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述根據(jù)調(diào)零信號進(jìn)行調(diào)零處理包括: 在所述調(diào)零信號有效的情況下，接收低噪聲放大器輸出信號的電壓差，以所述電壓差為依據(jù)對所述低噪聲放大器進(jìn)行調(diào)零。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于: 在所述進(jìn)行調(diào)零的過程中，如所述調(diào)零信號解除，則啟動所述光時域反射儀進(jìn)行測試。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于:在所述光時域反射儀進(jìn)行測試的過程，還包括: 在任一次所 述激光器發(fā)出一個測試脈沖或序列前，發(fā)出調(diào)零信號進(jìn)行調(diào)零處理。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于: 所述調(diào)零信號是根據(jù)采集出的失調(diào)電壓計算得到的，或者是通過查表得到的， 所述根據(jù)調(diào)零信號進(jìn)行調(diào)零處理包括: 將所述調(diào)零信號轉(zhuǎn)換為調(diào)零電壓后輸入到低噪聲放大器進(jìn)行調(diào)零。
6.一種調(diào)零裝置，應(yīng)用于光時域反射儀，包括: 第一模塊，用于啟動光時域反射儀前，在激光器關(guān)閉的狀態(tài)下，發(fā)出調(diào)零信號； 第二模塊，用于根據(jù)調(diào)零信號進(jìn)行調(diào)零處理。
7.如權(quán)利要求6所述的調(diào)零裝置，其特征在于:所述第二模塊包括: 第一單元，用于在所述調(diào)零信號有效的情況下，接收低噪聲放大器輸出信號的電壓差，以所述電壓差為依據(jù)對所述低噪聲放大器進(jìn)行調(diào)零。
8.如權(quán)利要求7所述的調(diào)零裝置，其特征在于: 所述第一模塊，還用于在所述第一單元進(jìn)行調(diào)零的過程中，如所述調(diào)零信號解除，則啟動所述光時域反射儀進(jìn)行測試。
9.如權(quán)利要求8所述的調(diào)零裝置，其特征在于: 所述第一模塊，在光時域反射儀進(jìn)行測試的過程還用于，在任一次所述激光器發(fā)出一個測試脈沖或序列前，發(fā)出調(diào)零信號，觸發(fā)所述第二模塊進(jìn)行調(diào)零處理。
10.如權(quán)利要求6-9任一項所述的調(diào)零裝置，其特征在于: 所述第一模塊，是根據(jù)采集出的失調(diào)電壓計算得到的所述調(diào)零信號，或者是通過查表得到的所述調(diào)零信號， 所述第二模塊包括: 第二單元，用于將所述調(diào)零信號轉(zhuǎn)換為調(diào)零電壓后輸入到低噪聲放大器進(jìn)行調(diào)零。
11.一種光時域反射儀，包括激光器、低噪聲放大器和如權(quán)利要求6-10任一項所述的調(diào)零裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種OTDR的調(diào)零方法及調(diào)零裝置，該調(diào)零方法包括啟動光時域反射儀前，在激光器關(guān)閉的狀態(tài)下，發(fā)出調(diào)零信號；根據(jù)調(diào)零信號進(jìn)行調(diào)零處理。本發(fā)明可以利用測試前或測試期間的空閑時間對接收電路進(jìn)行反饋調(diào)零，降低失調(diào)電壓的影響，同時也能解決運(yùn)放零漂的問題，提高OTDR的檢測能力，克服了人工調(diào)零法的不智能及自動調(diào)零法引入測量波形差的缺點(diǎn)。
文檔編號H04B10/071GK103248423SQ20131012055
公開日2013年8月14日 申請日期2013年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月9日
發(fā)明者朱梅冬, 徐晗, 陳建章, 陸建鑫 申請人:中興通訊股份有限公司