一種監(jiān)測(cè)時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)鏈路故障的裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及光纖通信網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測(cè)技術(shù)，具體是一種監(jiān)測(cè)時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)鏈路故障的裝置及方法。本發(fā)明解決了現(xiàn)有時(shí)分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測(cè)技術(shù)空間分辨率低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、靈敏度低、動(dòng)態(tài)范圍小的問題。一種監(jiān)測(cè)時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)鏈路故障的裝置，包括時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)測(cè)裝置；所述時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)包括光端機(jī)、饋線光纖、1分n路的分光器、n根支路光纖、n個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元；所述監(jiān)測(cè)裝置包括無隔離器的半導(dǎo)體激光器、耦合器、光耦合裝置、光電探測(cè)器、信號(hào)采集處理裝置、n個(gè)光反饋裝置；無隔離器的半導(dǎo)體激光器與耦合器連接；耦合器的大比例輸出端與光耦合裝置的輸入端連接。本發(fā)明適用于時(shí)分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測(cè)。
【專利說明】—種監(jiān)測(cè)時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)鏈路故障的裝置及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光纖通信網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測(cè)技術(shù)，具體是一種監(jiān)測(cè)時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)鏈路故障的裝置及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，光纖通信網(wǎng)絡(luò)已從城際干線網(wǎng)迅速向入戶光纖接入網(wǎng)發(fā)展。在各種入戶光纖接入網(wǎng)中，波分復(fù)用(WDM, Wavelength Divis1n Multiplexing)和時(shí)分復(fù)用(TDM, TimeDivis1n Multiplexing)技術(shù)相結(jié)合的無源光網(wǎng)絡(luò)(PON,Passive Optical Network)是實(shí)現(xiàn)高速、大容量通信的最佳接入方案。因此，及時(shí)準(zhǔn)確地診斷出無源光網(wǎng)絡(luò)的故障對(duì)保障通信和數(shù)字業(yè)務(wù)具有重要意義。光時(shí)域反射儀(0TDR,Optical Time Domain Reflectometry)是目前監(jiān)測(cè)光纖故障的主要工具和手段。然而，它已不再適宜于PON的故障監(jiān)測(cè)。主要原因如下:
1.結(jié)構(gòu)上,PON中每個(gè)用戶終端即光網(wǎng)絡(luò)單元(0NU,OpticalNetwork Unit)分別處于單獨(dú)的支路上，它們通過復(fù)用器和一根饋線光纖與處于控制中心端的光端機(jī)(0LT，OpticalLine Terminal)相連并通信。因此，實(shí)用化的故障監(jiān)測(cè)需要在控制中心實(shí)施，遙測(cè)每個(gè)用戶支路的故障情況。而傳統(tǒng)OTDR采用固定波長(zhǎng)的單脈沖光作為探測(cè)信號(hào)，無法識(shí)別各個(gè)支路，因此并不具備這一功能；
2.傳統(tǒng)OTDR采用單脈沖光作為探測(cè)信號(hào)，原理上存在空間分辨率與動(dòng)態(tài)范圍的矛盾:它需要足夠?qū)挼墓饷}沖以保證回波功率，但較寬的脈沖寬度降低了空間分辨率。典型探測(cè)脈寬是1ns-1 μ s，相應(yīng)的空間分辨率為1-100米。顯然，這一空間分辨率無法滿足PON的故障監(jiān)測(cè)要求。
[0003]所以，高精度的無源光網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測(cè)技術(shù)成為光纖通信網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測(cè)領(lǐng)域亟需解決和備受:關(guān)注的問題。
[0004]目前，針對(duì)波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)(WDM-PON)的故障監(jiān)測(cè)已經(jīng)取得重要進(jìn)展。在WDM-PON中，每個(gè)支路通過波長(zhǎng)進(jìn)行復(fù)用，因此可以利用波長(zhǎng)對(duì)各支路進(jìn)行識(shí)別。多種波長(zhǎng)可調(diào)諧的OTDR技術(shù)被相繼提出。例如，Kwanil Lee和Ju Han Lee等利用自發(fā)福射噪聲結(jié)合OTDR技術(shù)實(shí)現(xiàn)了 WDM-PON的故障和衰減事件的監(jiān)測(cè)(IEEE Photonics TechnologyLetters, Vol.18, N0.3, pp.523-525，2006 ；Journal of Lightwave Technology, Vol.25，N0.10, pp.2891-2897，2007) ;Madhan Thollabandi 等利用波長(zhǎng)可調(diào)諧 OTDR 實(shí)現(xiàn)了波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)鏈路故障的監(jiān)測(cè)(IEEE Photonics Technology Letters, Vol.20,N0.15，pp.1323-1325，2008);王安幫等利用混沌相關(guān)探測(cè)技術(shù)(ZL 200810054534.7)結(jié)合波長(zhǎng)可調(diào)諧光源實(shí)現(xiàn)了波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)鏈路故障的高精度探測(cè)(Journal ofLightwave Technology, Vol.30, N0.21, pp.3420-3426， 2012)。
[0005]但是，面向時(shí)分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)(TDM-PON)的高精度故障檢測(cè)難題仍未解決。由于時(shí)分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)中OLT是以廣播形式通過功率分配裝置將信號(hào)同時(shí)發(fā)送給各0NU，導(dǎo)致各支路的下行信號(hào)(0LT向ONU的傳輸信號(hào))之間沒有識(shí)別特征(類似于WDM-PON中的信道波長(zhǎng))。目前，研究者們提議的方法是，在各個(gè)支路添加識(shí)別特征，再利用傳統(tǒng)脈沖式OTDR進(jìn)行故障監(jiān)測(cè)。幾種添加特征方法如下:
1.在各支路添加不同長(zhǎng)度的光纖并配合反射裝置將探測(cè)光返回(如:ConferenceonOptical Fiber Communicat1n, Technical Digest Series, pp.99-101，1997),在網(wǎng)絡(luò)投入使用前期在監(jiān)測(cè)曲線上對(duì)相應(yīng)支路做好標(biāo)記，之后定期進(jìn)行測(cè)試并分析測(cè)試結(jié)果，由曲線中缺少的和新增的故障峰，即可確定故障的支路和具體位置；
2.在各支路添加不同波長(zhǎng)的光濾波器(如:IEEEPhotonics Technology Letters,Vol.8，N0.7，pp.915-917，1996)，可將探測(cè)光返回到監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行支路確定，此時(shí)OTDR選擇波長(zhǎng)可調(diào)的光源進(jìn)行掃描即可；
3.在各支路中以跳線、濾波器等裝置組成編碼裝置(如:IEEECommunicat1nsLetters, Vol.15，N0.9，pp.1007-1009，2011)，再通過監(jiān)測(cè)端的解碼裝置進(jìn)行解密從而確定故障支路。
[0006]上述方法均以脈沖OTDR作為測(cè)試的基礎(chǔ)，并且在第I種和第3種方法中，各跳線最小差值應(yīng)大于OTDR的分辨率，受長(zhǎng)距離傳輸?shù)挠绊懰砑拥墓饫w將隨用戶數(shù)量增加而逐級(jí)遞增，由此會(huì)造成極大的浪費(fèi)(以Ikm空間分辨率為例，每增加一個(gè)用戶需要在原基礎(chǔ)上將跳線增加1km)。
[0007]新近報(bào)道的混沌激光相關(guān)法(如:ZL 200810054534.7)，雖然可實(shí)現(xiàn)與探測(cè)距離無關(guān)的高精度故障探測(cè)，但僅適合單根光纖的故障測(cè)量，不可用于TDM-PON中。此外，該方法需要較為復(fù)雜的混沌激光產(chǎn)生裝置，如光環(huán)行器、光耦合器、額外的激光器等。再者，探測(cè)的動(dòng)態(tài)范圍取決于接收探測(cè)光的光電探測(cè)器的靈敏度，現(xiàn)有技術(shù)制作的光電探測(cè)器靈敏度一般為-50dBm。
[0008]綜上所述，有必要發(fā)明一種全新的高精度時(shí)分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測(cè)技術(shù)，以解決現(xiàn)有時(shí)分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測(cè)技術(shù)空間分辨率低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、靈敏度低、動(dòng)態(tài)范圍小的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有時(shí)分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測(cè)技術(shù)空間分辨率低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、靈敏度低、動(dòng)態(tài)范圍小的問題，提供了一種監(jiān)測(cè)時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)鏈路故障的裝置及方法。
[0010]本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種監(jiān)測(cè)時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)鏈路故障的裝置，包括時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)測(cè)裝置；
所述時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)包括光端機(jī)(0LT, Optical Line Terminal)、饋線光纖、I分η路的分光器、η根支路光纖、η個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元(0NU, Optical Network Unit);光端機(jī)通過饋線光纖與分光器的公共口連接；分光器的η個(gè)分光口通過η根支路光纖與η個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元的入射端面一一對(duì)應(yīng)連接；
所述監(jiān)測(cè)裝置包括無隔離器的半導(dǎo)體激光器(Semiconductor Laser)、耦合器、光耦合裝置、光電探測(cè)器、信號(hào)采集處理裝置、η個(gè)光反饋裝置；無隔離器的半導(dǎo)體激光器與耦合器連接；耦合器的大比例輸出端與光耦合裝置的輸入端連接，耦合器的小比例輸出端與光電探測(cè)器的輸入端連接；光耦合裝置安裝于饋線光纖上；光電探測(cè)器的輸出端與信號(hào)采集處理裝置的輸入端連接；無隔離器的半導(dǎo)體激光器、耦合器、光耦合裝置、光電探測(cè)器、信號(hào)采集處理裝置均位于光端機(jī)側(cè)；n個(gè)光反饋裝置一一對(duì)應(yīng)安裝于η根支路光纖上，且η個(gè)光反饋裝置距無隔離器的半導(dǎo)體激光器的距離各不相同；η個(gè)光反饋裝置一一對(duì)應(yīng)位于η個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元側(cè)。
[0011]一種監(jiān)測(cè)時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)鏈路故障的方法(該方法在本發(fā)明所述的一種監(jiān)測(cè)時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)鏈路故障的裝置中實(shí)現(xiàn))，該方法是采用如下步驟實(shí)現(xiàn)的:
1)當(dāng)時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)鋪設(shè)完成后，開始進(jìn)行如下步驟:
1.1)無隔離器的半導(dǎo)體激光器發(fā)射激光；所發(fā)射的激光經(jīng)耦合器分為兩路:第一路經(jīng)光耦合裝置耦合入饋線光纖，并經(jīng)分光器分入η根支路光纖，然后經(jīng)η個(gè)光反饋裝置原路返回至無隔離器的半導(dǎo)體激光器，使得無隔離器的半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生非線性動(dòng)態(tài)輸出，非線性動(dòng)態(tài)輸出經(jīng)耦合器傳輸至光電探測(cè)器，并經(jīng)光電探測(cè)器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后傳輸至信號(hào)采集處理裝置；第二路經(jīng)光電探測(cè)器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后傳輸至信號(hào)采集處理裝置；
1.2)信號(hào)采集處理裝置將接收到的電信號(hào)進(jìn)行自相關(guān)計(jì)算，并得到自相關(guān)曲線；
1.3)此時(shí)，自相關(guān)曲線中除零點(diǎn)外在不同位置上存在多個(gè)相關(guān)峰，其中的η個(gè)相關(guān)峰與η根支路光纖對(duì)應(yīng)；
1.4)逐個(gè)斷開或移除各路的光反饋裝置，并重復(fù)進(jìn)行步驟1.1)-1.2);此時(shí)，自相關(guān)曲線中的相關(guān)峰逐個(gè)減弱或消失，據(jù)此標(biāo)記出步驟1.3)所得相關(guān)曲線中每個(gè)相關(guān)峰所對(duì)應(yīng)的支路光纖；
2)當(dāng)時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)開始運(yùn)行后，不斷重復(fù)進(jìn)行步驟1.1)-1.2)，并將每次得到的自相關(guān)曲線與步驟1.3)中的自相關(guān)曲線進(jìn)行對(duì)比；此時(shí)，若自相關(guān)曲線中的η個(gè)相關(guān)峰同時(shí)減弱或消失，則表明故障點(diǎn)位于饋線光纖上，同時(shí)在其它位置新出現(xiàn)一個(gè)(即圖4所示的“饋線故障(故障I)”)或多個(gè)相關(guān)峰，新出現(xiàn)的相關(guān)峰數(shù)量對(duì)應(yīng)了饋線光纖上的故障數(shù)量，且其位置反映了故障點(diǎn)與無隔離器的半導(dǎo)體激光器之間的距離；若自相關(guān)曲線中的某一個(gè)相關(guān)峰減弱或消失，則表明故障點(diǎn)位于與該相關(guān)峰所對(duì)應(yīng)的支路光纖上，同時(shí)在其它位置新出現(xiàn)一個(gè)(即圖4所示的“支路故障(故障II)”)或多個(gè)相關(guān)峰，新出現(xiàn)的相關(guān)峰數(shù)量對(duì)應(yīng)了該支路上的故障數(shù)量，且其位置反映了故障點(diǎn)與無隔離器的半導(dǎo)體激光器之間的距離；若自相關(guān)曲線中的P個(gè)(I < P < η)相關(guān)峰同時(shí)減弱或消失，則表明故障點(diǎn)位于與該P(yáng)個(gè)相關(guān)峰所對(duì)應(yīng)的P根支路光纖上，同時(shí)在其它位置新出現(xiàn)多個(gè)O P)相關(guān)峰(即圖4所示的“多支路故障”)，新出現(xiàn)的相關(guān)峰數(shù)量對(duì)應(yīng)了故障支路上的故障總數(shù)，且其位置反映了故障點(diǎn)與無隔離器的半導(dǎo)體激光器之間的距離，此時(shí)，需要根據(jù)新出現(xiàn)的相關(guān)峰位置，在P根支路光纖上逐個(gè)排查故障點(diǎn)。
[0012]本發(fā)明所述的一種監(jiān)測(cè)時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)鏈路故障的裝置及方法的理論基礎(chǔ)如下:
本發(fā)明利用半導(dǎo)體激光器在光反饋的作用下產(chǎn)生的激光信號(hào)存在時(shí)延特征這一特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)支路的鑒別與故障的定位。所謂的時(shí)延特征是指光反饋半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生的非線性動(dòng)態(tài)輸出會(huì)存在一定的周期性，而該周期就是半導(dǎo)體激光器輸出至反饋點(diǎn)再返回所經(jīng)歷的時(shí)間。在本發(fā)明中，利用半導(dǎo)體激光器在故障點(diǎn)反射光作用下的時(shí)延特征，并結(jié)合激光在光纖中的傳播速度即可測(cè)得故障的位置。需要指出的是，半導(dǎo)體激光器在不同強(qiáng)度(最小可至_90dB)反饋光的作用下會(huì)產(chǎn)生單周期、準(zhǔn)周期和混沌等多種非線性振蕩(Journalof Lightwave Technology, Vol.4, N0.11, pp.1655-1661，1986),但無論何種振蕩半導(dǎo)體激光器輸出的光強(qiáng)信號(hào)始終存在時(shí)延特征。值得注意的是，此時(shí)延特征是半導(dǎo)體激光器對(duì)外部反饋光的一種特征響應(yīng)(IEEE Journal of Quantum Electronics, Vol.45,N0.7，pp.879-891，2009)，但一直被認(rèn)為是限制光反饋半導(dǎo)體激光器在保密通信等領(lǐng)域應(yīng)用的有害因素而設(shè)法加以抑制(IEEE Photonics Journal, Vol.4, N0.5, pp.1930-1935, 2012)。而本發(fā)明充分利用此時(shí)延特性，檢測(cè)光纖故障的位置。此外，本發(fā)明在每個(gè)支路設(shè)置一個(gè)特征反饋裝置，用于區(qū)分具體支路。
[0013]半導(dǎo)體激光器在光反饋?zhàn)饔孟碌臅r(shí)延特征可以通過多種方法獲取(見:IEEEJournal of Quantum Electronics, Vol.48, N0.11, pp.1371-1379，2012),其中最直觀的就是將激光信號(hào)進(jìn)行自相關(guān)運(yùn)算，計(jì)算出的自相關(guān)曲線中相關(guān)峰的位置即反映了系統(tǒng)的時(shí)延特征(如圖4所示)。將時(shí)延與光在光纖中的傳播速度結(jié)合即可計(jì)算出故障位置。在首次測(cè)量確定整個(gè)光網(wǎng)絡(luò)中連接點(diǎn)和反饋點(diǎn)對(duì)應(yīng)的自相關(guān)曲線相關(guān)峰后(即圖4所示的“參考曲線”)，之后的監(jiān)測(cè)過程中，每次的監(jiān)測(cè)結(jié)果除與此曲線完全一致外，還存在以下三種情況:
1.所有支路對(duì)應(yīng)的相關(guān)峰減弱或消失，并出現(xiàn)新的相關(guān)峰，此時(shí)則說明饋線發(fā)生了故障(即圖4所示的“饋線故障(故障I)”);
2.僅一個(gè)支路對(duì)應(yīng)的相關(guān)峰減弱或消失，并出現(xiàn)新的相關(guān)峰，此時(shí)則說明在消失相關(guān)峰對(duì)應(yīng)的支路上發(fā)生了故障(即圖4所示的“支路故障(故障II)”)；
3.有多個(gè)支路對(duì)應(yīng)的相關(guān)峰減弱或消失，并出現(xiàn)同等數(shù)量甚至更多的相關(guān)峰，則說明消失相關(guān)峰對(duì)應(yīng)的支路上發(fā)生了故障(即圖4所示的“多支路故障”)。
[0014]與現(xiàn)有時(shí)分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測(cè)技術(shù)相比，本發(fā)明所述的一種監(jiān)測(cè)時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)鏈路故障的裝置及方法具有如下特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì):
1.利用半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生的非線性動(dòng)態(tài)輸出存在時(shí)延特征的特性，使整個(gè)無源光網(wǎng)絡(luò)形成一個(gè)多路反饋的半導(dǎo)體激光器非線性系統(tǒng)；
2.將故障點(diǎn)作為反饋點(diǎn)，通過時(shí)延特征判讀故障點(diǎn)位置；
3.利用非線性振蕩的高帶寬特性、尖銳的自相關(guān)峰，實(shí)現(xiàn)了與探測(cè)距離無關(guān)的高空間分辨率故障探測(cè)，探測(cè)精度可達(dá)毫米甚至亞毫米級(jí)；
4.利用在各支路設(shè)置不同位置的反饋裝置，通過位置的不同進(jìn)行支路的鑒別，且由于精度的提高，相比OTDR方法中km級(jí)跳線的引入多個(gè)毫米級(jí)長(zhǎng)度的跳線大大節(jié)約了成本；
5.激光器既是發(fā)射機(jī)也是探測(cè)器；
6.激光器的對(duì)反饋光的響應(yīng)可達(dá)_90dB，即系統(tǒng)的探測(cè)靈敏度，相比現(xiàn)有光電探測(cè)器的靈敏度有了很大的提聞;
7.直接對(duì)激光器的輸出實(shí)施探測(cè)并進(jìn)行自相關(guān)計(jì)算，因此光電探測(cè)器的靈敏度無很高要求，且相比傳統(tǒng)相關(guān)法省去了參考信號(hào)的探測(cè)與處理，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)。
[0015]本發(fā)明利用半導(dǎo)體激光器在光反饋的作用下產(chǎn)生的非線性動(dòng)態(tài)輸出存在時(shí)延特征這一特點(diǎn)，結(jié)合其相關(guān)法的高精度優(yōu)勢(shì)，有效解決了現(xiàn)有時(shí)分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測(cè)技術(shù)空間分辨率低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、靈敏度低、動(dòng)態(tài)范圍小的問題，適用于時(shí)分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測(cè)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明所述的一種監(jiān)測(cè)時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)鏈路故障的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2是本發(fā)明所述的一種監(jiān)測(cè)時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)鏈路故障的裝置的光反饋裝置的第一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3是本發(fā)明所述的一種監(jiān)測(cè)時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)鏈路故障的裝置的光反饋裝置的第二種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖4是本發(fā)明所述的一種監(jiān)測(cè)時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)鏈路故障的方法的原理示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]實(shí)施例一
一種監(jiān)測(cè)時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)鏈路故障的裝置，包括時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)測(cè)裝置；
所述時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)包括光端機(jī)、饋線光纖、I分η路的分光器、η根支路光纖、η個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元；光端機(jī)通過饋線光纖與分光器的公共口連接；分光器的η個(gè)分光口通過η根支路光纖與η個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單兀的入射端面對(duì)應(yīng)連接；
所述監(jiān)測(cè)裝置包括無隔離器的半導(dǎo)體激光器、耦合器、光耦合裝置、光電探測(cè)器、信號(hào)采集處理裝置、η個(gè)光反饋裝置；無隔離器的半導(dǎo)體激光器與耦合器連接；耦合器的大比例輸出端與光耦合裝置的輸入端連接，耦合器的小比例輸出端與光電探測(cè)器的輸入端連接；光耦合裝置安裝于饋線光纖上；光電探測(cè)器的輸出端與信號(hào)采集處理裝置的輸入端連接；無隔離器的半導(dǎo)體激光器、耦合器、光耦合裝置、光電探測(cè)器、信號(hào)采集處理裝置均位于光端機(jī)側(cè)；η個(gè)光反饋裝置一一對(duì)應(yīng)安裝于η根支路光纖上，且η個(gè)光反饋裝置距無隔離器的半導(dǎo)體激光器的距離各不相同；η個(gè)光反饋裝置一一對(duì)應(yīng)位于η個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元側(cè)。
[0021]具體實(shí)施時(shí)，所述無隔離器的半導(dǎo)體激光器的波長(zhǎng)范圍為1600nm-1700nm，輸出功率為ImW-1W ;所述耦合器為耦合比為99:1的光耦合器；所述光耦合裝置為波分復(fù)用器或耦合比為50:50的光耦合器；所述光電探測(cè)器為可響應(yīng)波長(zhǎng)范圍為1600nm-1700nm且?guī)捫∮?0GHz的高速光電探測(cè)器；所述信號(hào)采集處理裝置由帶寬小于50GHz的單路信號(hào)采集裝置和可進(jìn)行自相關(guān)計(jì)算的數(shù)字相關(guān)器或計(jì)算機(jī)連接組成。
[0022]在本實(shí)施例中，所述光反饋裝置由波分復(fù)用器和可反射波長(zhǎng)范圍為1600nm-1700nm的光纖反射鏡連接組成，如圖2所示。
[0023]一種監(jiān)測(cè)時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)鏈路故障的方法(該方法在本發(fā)明所述的一種監(jiān)測(cè)時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)鏈路故障的裝置中實(shí)現(xiàn))，該方法是采用如下步驟實(shí)現(xiàn)的:
O當(dāng)時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)鋪設(shè)完成后，開始進(jìn)行如下步驟:
1.1)無隔離器的半導(dǎo)體激光器發(fā)射激光；所發(fā)射的激光經(jīng)耦合器分為兩路:第一路經(jīng)光耦合裝置耦合入饋線光纖，并經(jīng)分光器分入η根支路光纖，然后經(jīng)η個(gè)光反饋裝置原路返回至無隔離器的半導(dǎo)體激光器，使得無隔離器的半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生非線性動(dòng)態(tài)輸出，非線性動(dòng)態(tài)輸出經(jīng)耦合器傳輸至光電探測(cè)器，并經(jīng)光電探測(cè)器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后傳輸至信號(hào)采集處理裝置；第二路經(jīng)光電探測(cè)器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后傳輸至信號(hào)采集處理裝置；
1.2)信號(hào)采集處理裝置將接收到的電信號(hào)進(jìn)行自相關(guān)計(jì)算，并得到自相關(guān)曲線；
1.3)此時(shí)，自相關(guān)曲線中除零點(diǎn)外在不同位置上存在多個(gè)相關(guān)峰，其中的η個(gè)相關(guān)峰與η根支路光纖對(duì)應(yīng)； 1.4)逐個(gè)斷開或移除各路的光反饋裝置，并重復(fù)進(jìn)行步驟1.1)-1.2);此時(shí)，自相關(guān)曲線中的相關(guān)峰逐個(gè)減弱或消失，據(jù)此標(biāo)記出步驟1.3)所得相關(guān)曲線中每個(gè)相關(guān)峰所對(duì)應(yīng)的支路光纖；
2)當(dāng)時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)開始運(yùn)行后，不斷重復(fù)進(jìn)行步驟1.1)-1.2)，并將每次得到的自相關(guān)曲線與步驟1.3)中的自相關(guān)曲線進(jìn)行對(duì)比；此時(shí)，若自相關(guān)曲線中的η個(gè)相關(guān)峰同時(shí)減弱或消失，則表明故障點(diǎn)位于饋線光纖上，同時(shí)在其它位置新出現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)相關(guān)峰，新出現(xiàn)的相關(guān)峰數(shù)量對(duì)應(yīng)了饋線光纖上的故障數(shù)量，且其位置反映了故障點(diǎn)與無隔離器的半導(dǎo)體激光器之間的距離；若自相關(guān)曲線中的某一個(gè)相關(guān)峰減弱或消失，則表明故障點(diǎn)位于與該相關(guān)峰所對(duì)應(yīng)的支路光纖上，同時(shí)在其它位置新出現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)相關(guān)峰，新出現(xiàn)的相關(guān)峰數(shù)量對(duì)應(yīng)了該支路上的故障數(shù)量，且其位置反映了故障點(diǎn)與無隔離器的半導(dǎo)體激光器之間的距離；若自相關(guān)曲線中的P個(gè)(I <Ρ <η)相關(guān)峰同時(shí)減弱或消失，則表明故障點(diǎn)位于與該P(yáng)個(gè)相關(guān)峰所對(duì)應(yīng)的P根支路光纖上，同時(shí)在其它位置新出現(xiàn)多個(gè)O P)相關(guān)峰，新出現(xiàn)的相關(guān)峰數(shù)量對(duì)應(yīng)了故障支路上的故障總數(shù)，且其位置反映了故障點(diǎn)與無隔離器的半導(dǎo)體激光器之間的距離，此時(shí)，需要根據(jù)新出現(xiàn)的相關(guān)峰位置，在P根支路光纖上逐個(gè)排查故障點(diǎn)。
[0024]實(shí)施例二
一種監(jiān)測(cè)時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)鏈路故障的裝置，包括時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)測(cè)裝置；
所述時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)包括光端機(jī)、饋線光纖、I分η路的分光器、η根支路光纖、η個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元；光端機(jī)通過饋線光纖與分光器的公共口連接；分光器的η個(gè)分光口通過η根支路光纖與η個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單兀的入射端面對(duì)應(yīng)連接；
所述監(jiān)測(cè)裝置包括無隔離器的半導(dǎo)體激光器、耦合器、光耦合裝置、光電探測(cè)器、信號(hào)采集處理裝置、η個(gè)光反饋裝置；無隔離器的半導(dǎo)體激光器與耦合器連接；耦合器的大比例輸出端與光耦合裝置的輸入端連接，耦合器的小比例輸出端與光電探測(cè)器的輸入端連接；光耦合裝置安裝于饋線光纖上；光電探測(cè)器的輸出端與信號(hào)采集處理裝置的輸入端連接；無隔離器的半導(dǎo)體激光器、耦合器、光耦合裝置、光電探測(cè)器、信號(hào)采集處理裝置均位于光端機(jī)側(cè)；η個(gè)光反饋裝置一一對(duì)應(yīng)安裝于η根支路光纖上，且η個(gè)光反饋裝置距無隔離器的半導(dǎo)體激光器的距離各不相同；η個(gè)光反饋裝置一一對(duì)應(yīng)位于η個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元側(cè)。
[0025]具體實(shí)施時(shí)，所述無隔離器的半導(dǎo)體激光器的波長(zhǎng)范圍為1600nm-1700nm，輸出功率為ImW-1W ;所述耦合器為耦合比為99:1的光耦合器；所述光耦合裝置為波分復(fù)用器或耦合比為50:50的光耦合器；所述光電探測(cè)器為可響應(yīng)波長(zhǎng)范圍為1600nm-1700nm且?guī)捫∮?0GHz的高速光電探測(cè)器；所述信號(hào)采集處理裝置由帶寬小于50GHz的單路信號(hào)采集裝置和可進(jìn)行自相關(guān)計(jì)算的數(shù)字相關(guān)器或計(jì)算機(jī)連接組成。
[0026]在本實(shí)施例中，所述光反饋裝置為波長(zhǎng)范圍為1600nm-1700nm的反射式光纖光柵，如圖3所示。
[0027]—種監(jiān)測(cè)時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)鏈路故障的方法(該方法在本發(fā)明所述的一種監(jiān)測(cè)時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)鏈路故障的裝置中實(shí)現(xiàn))，該方法是采用如下步驟實(shí)現(xiàn)的:
O當(dāng)時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)鋪設(shè)完成后，開始進(jìn)行如下步驟:
1.1)無隔離器的半導(dǎo)體激光器發(fā)射激光；所發(fā)射的激光經(jīng)耦合器分為兩路:第一路經(jīng)光耦合裝置耦合入饋線光纖，并經(jīng)分光器分入η根支路光纖，然后經(jīng)η個(gè)光反饋裝置原路返回至無隔離器的半導(dǎo)體激光器，使得無隔離器的半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生非線性動(dòng)態(tài)輸出，非線性動(dòng)態(tài)輸出經(jīng)耦合器傳輸至光電探測(cè)器，并經(jīng)光電探測(cè)器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后傳輸至信號(hào)采集處理裝置；第二路經(jīng)光電探測(cè)器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后傳輸至信號(hào)采集處理裝置；
1.2)信號(hào)采集處理裝置將接收到的電信號(hào)進(jìn)行自相關(guān)計(jì)算，并得到自相關(guān)曲線；
1.3)此時(shí)，自相關(guān)曲線中除零點(diǎn)外在不同位置上存在多個(gè)相關(guān)峰，其中的η個(gè)相關(guān)峰與η根支路光纖對(duì)應(yīng)；
1.4)逐個(gè)斷開或移除各路的光反饋裝置，并重復(fù)進(jìn)行步驟1.1)-1.2);此時(shí)，自相關(guān)曲線中的相關(guān)峰逐個(gè)減弱或消失，據(jù)此標(biāo)記出步驟1.3)所得相關(guān)曲線中每個(gè)相關(guān)峰所對(duì)應(yīng)的支路光纖；
2)當(dāng)時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)開始運(yùn)行后，不斷重復(fù)進(jìn)行步驟1.1)-1.2)，并將每次得到的自相關(guān)曲線與步驟1.3)中的自相關(guān)曲線進(jìn)行對(duì)比；此時(shí)，若自相關(guān)曲線中的η個(gè)相關(guān)峰同時(shí)減弱或消失，則表明故障點(diǎn)位于饋線光纖上，同時(shí)在其它位置新出現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)相關(guān)峰，新出現(xiàn)的相關(guān)峰數(shù)量對(duì)應(yīng)了饋線光纖上的故障數(shù)量，且其位置反映了故障點(diǎn)與無隔離器的半導(dǎo)體激光器之間的距離；若自相關(guān)曲線中的某一個(gè)相關(guān)峰減弱或消失，則表明故障點(diǎn)位于與該相關(guān)峰所對(duì)應(yīng)的支路光纖上，同時(shí)在其它位置新出現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)相關(guān)峰，新出現(xiàn)的相關(guān)峰數(shù)量對(duì)應(yīng)了該支路上的故障數(shù)量，且其位置反映了故障點(diǎn)與無隔離器的半導(dǎo)體激光器之間的距離；若自相關(guān)曲線中的P個(gè)(I <Ρ <η)相關(guān)峰同時(shí)減弱或消失，則表明故障點(diǎn)位于與該P(yáng)個(gè)相關(guān)峰所對(duì)應(yīng)的P根支路光纖上，同時(shí)在其它位置新出現(xiàn)多個(gè)O P)相關(guān)峰，新出現(xiàn)的相關(guān)峰數(shù)量對(duì)應(yīng)了故障支路上的故障總數(shù)，且其位置反映了故障點(diǎn)與無隔離器的半導(dǎo)體激光器之間的距離，此時(shí)，需要根據(jù)新出現(xiàn)的相關(guān)峰位置，在P根支路光纖上逐個(gè)排查故障點(diǎn)。
[0028]實(shí)施例三
一種監(jiān)測(cè)時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)鏈路故障的裝置，包括時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)測(cè)裝置；
所述時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)包括光端機(jī)、饋線光纖、I分η路的分光器、η根支路光纖、η個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元；光端機(jī)通過饋線光纖與分光器的公共口連接；分光器的η個(gè)分光口通過η根支路光纖與η個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單兀的入射端面對(duì)應(yīng)連接；
所述監(jiān)測(cè)裝置包括無隔離器的半導(dǎo)體激光器、耦合器、光耦合裝置、光電探測(cè)器、信號(hào)采集處理裝置、η個(gè)光反饋裝置；無隔離器的半導(dǎo)體激光器與耦合器連接；耦合器的大比例輸出端與光耦合裝置的輸入端連接，耦合器的小比例輸出端與光電探測(cè)器的輸入端連接；光耦合裝置安裝于饋線光纖上；光電探測(cè)器的輸出端與信號(hào)采集處理裝置的輸入端連接；無隔離器的半導(dǎo)體激光器、耦合器、光耦合裝置、光電探測(cè)器、信號(hào)采集處理裝置均位于光端機(jī)側(cè)；η個(gè)光反饋裝置一一對(duì)應(yīng)安裝于η根支路光纖上，且η個(gè)光反饋裝置距無隔離器的半導(dǎo)體激光器的距離各不相同；η個(gè)光反饋裝置一一對(duì)應(yīng)位于η個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元側(cè)。
[0029]具體實(shí)施時(shí)，所述無隔離器的半導(dǎo)體激光器的波長(zhǎng)范圍為1600nm-1700nm，輸出功率為ImW-1W ;所述耦合器為耦合比為99:1的光耦合器；所述光耦合裝置為波分復(fù)用器或耦合比為50:50的光耦合器；所述光電探測(cè)器為可響應(yīng)波長(zhǎng)范圍為1600nm-1700nm且?guī)捫∮?0GHz的高速光電探測(cè)器；所述信號(hào)采集處理裝置由帶寬小于50GHz的單路信號(hào)采集裝置和可進(jìn)行自相關(guān)計(jì)算的數(shù)字相關(guān)器或計(jì)算機(jī)連接組成。
[0030]在本實(shí)施例中，所述光反饋裝置為鍍于與光網(wǎng)絡(luò)單元連接的支路光纖的末端端面且可反射波長(zhǎng)范圍為1600nm-1700nm的高反膜。
[0031]一種監(jiān)測(cè)時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)鏈路故障的方法(該方法在本發(fā)明所述的一種監(jiān)測(cè)時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)鏈路故障的裝置中實(shí)現(xiàn))，該方法是采用如下步驟實(shí)現(xiàn)的:
O當(dāng)時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)鋪設(shè)完成后，開始進(jìn)行如下步驟:
1.1)無隔離器的半導(dǎo)體激光器發(fā)射激光；所發(fā)射的激光經(jīng)耦合器分為兩路:第一路經(jīng)光耦合裝置耦合入饋線光纖，并經(jīng)分光器分入η根支路光纖，然后經(jīng)η個(gè)光反饋裝置原路返回至無隔離器的半導(dǎo)體激光器，使得無隔離器的半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生非線性動(dòng)態(tài)輸出，非線性動(dòng)態(tài)輸出經(jīng)耦合器傳輸至光電探測(cè)器，并經(jīng)光電探測(cè)器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后傳輸至信號(hào)采集處理裝置；第二路經(jīng)光電探測(cè)器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后傳輸至信號(hào)采集處理裝置；
1.2)信號(hào)采集處理裝置將接收到的電信號(hào)進(jìn)行自相關(guān)計(jì)算，并得到自相關(guān)曲線；
1.3)此時(shí)，自相關(guān)曲線中除零點(diǎn)外在不同位置上存在多個(gè)相關(guān)峰，其中的η個(gè)相關(guān)峰與η根支路光纖對(duì)應(yīng)；
1.4)逐個(gè)斷開或移除各路的光反饋裝置，并重復(fù)進(jìn)行步驟1.1)-1.2);此時(shí)，自相關(guān)曲線中的相關(guān)峰逐個(gè)減弱或消失，據(jù)此標(biāo)記出步驟1.3)所得相關(guān)曲線中每個(gè)相關(guān)峰所對(duì)應(yīng)的支路光纖；
2)當(dāng)時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)開始運(yùn)行后，不斷重復(fù)進(jìn)行步驟1.1)-1.2)，并將每次得到的自相關(guān)曲線與步驟1.3)中的自相關(guān)曲線進(jìn)行對(duì)比；此時(shí)，若自相關(guān)曲線中的η個(gè)相關(guān)峰同時(shí)減弱或消失，則表明故障點(diǎn)位于饋線光纖上，同時(shí)在其它位置新出現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)相關(guān)峰，新出現(xiàn)的相關(guān)峰數(shù)量對(duì)應(yīng)了饋線光纖上的故障數(shù)量，且其位置反映了故障點(diǎn)與無隔離器的半導(dǎo)體激光器之間的距離；若自相關(guān)曲線中的某一個(gè)相關(guān)峰減弱或消失，則表明故障點(diǎn)位于與該相關(guān)峰所對(duì)應(yīng)的支路光纖上，同時(shí)在其它位置新出現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)相關(guān)峰，新出現(xiàn)的相關(guān)峰數(shù)量對(duì)應(yīng)了該支路上的故障數(shù)量，且其位置反映了故障點(diǎn)與無隔離器的半導(dǎo)體激光器之間的距離；若自相關(guān)曲線中的P個(gè)(I < P < η)相關(guān)峰同時(shí)減弱或消失，則表明故障點(diǎn)位于與該P(yáng)個(gè)相關(guān)峰所對(duì)應(yīng)的P根支路光纖上，同時(shí)在其它位置新出現(xiàn)多個(gè)O P)相關(guān)峰，新出現(xiàn)的相關(guān)峰數(shù)量對(duì)應(yīng)了故障支路上的故障總數(shù)，且其位置反映了故障點(diǎn)與無隔離器的半導(dǎo)體激光器之間的距離，此時(shí)，需要根據(jù)新出現(xiàn)的相關(guān)峰位置，在P根支路光纖上逐個(gè)排查故障點(diǎn)。
[0032]實(shí)施例四
一種監(jiān)測(cè)時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)鏈路故障的裝置，包括時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)測(cè)裝置；
所述時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)包括光端機(jī)、饋線光纖、I分η路的分光器、η根支路光纖、η個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元；光端機(jī)通過饋線光纖與分光器的公共口連接；分光器的η個(gè)分光口通過η根支路光纖與η個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單兀的入射端面對(duì)應(yīng)連接；
所述監(jiān)測(cè)裝置包括無隔離器的半導(dǎo)體激光器、耦合器、光耦合裝置、光電探測(cè)器、信號(hào)采集處理裝置、η個(gè)光反饋裝置；無隔離器的半導(dǎo)體激光器與耦合器連接；耦合器的大比例輸出端與光耦合裝置的輸入端連接，耦合器的小比例輸出端與光電探測(cè)器的輸入端連接；光耦合裝置安裝于饋線光纖上；光電探測(cè)器的輸出端與信號(hào)采集處理裝置的輸入端連接；無隔離器的半導(dǎo)體激光器、耦合器、光耦合裝置、光電探測(cè)器、信號(hào)采集處理裝置均位于光端機(jī)側(cè)；η個(gè)光反饋裝置一一對(duì)應(yīng)安裝于η根支路光纖上，且η個(gè)光反饋裝置距無隔離器的半導(dǎo)體激光器的距離各不相同；η個(gè)光反饋裝置一一對(duì)應(yīng)位于η個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元側(cè)。
[0033]具體實(shí)施時(shí)，所述無隔離器的半導(dǎo)體激光器的波長(zhǎng)范圍為1600nm-1700nm，輸出功率為ImW-1W ;所述耦合器為耦合比為99:1的光耦合器；所述光耦合裝置為波分復(fù)用器或耦合比為50:50的光耦合器；所述光電探測(cè)器為可響應(yīng)波長(zhǎng)范圍為1600nm-1700nm且?guī)捫∮?0GHz的高速光電探測(cè)器；所述信號(hào)采集處理裝置由帶寬小于50GHz的單路信號(hào)采集裝置和可進(jìn)行自相關(guān)計(jì)算的數(shù)字相關(guān)器或計(jì)算機(jī)連接組成。
[0034]在本實(shí)施例中，所述光反饋裝置為鍍于光網(wǎng)絡(luò)單元的入射端面且可反射波長(zhǎng)范圍為1600nm-1700nm的高反膜。
[0035]一種監(jiān)測(cè)時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)鏈路故障的方法(該方法在本發(fā)明所述的一種監(jiān)測(cè)時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)鏈路故障的裝置中實(shí)現(xiàn))，該方法是采用如下步驟實(shí)現(xiàn)的:
O當(dāng)時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)鋪設(shè)完成后，開始進(jìn)行如下步驟:
1.1)無隔離器的半導(dǎo)體激光器發(fā)射激光；所發(fā)射的激光經(jīng)耦合器分為兩路:第一路經(jīng)光耦合裝置耦合入饋線光纖，并經(jīng)分光器分入η根支路光纖，然后經(jīng)η個(gè)光反饋裝置原路返回至無隔離器的半導(dǎo)體激光器，使得無隔離器的半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生非線性動(dòng)態(tài)輸出，非線性動(dòng)態(tài)輸出經(jīng)耦合器傳輸至光電探測(cè)器，并經(jīng)光電探測(cè)器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后傳輸至信號(hào)采集處理裝置；第二路經(jīng)光電探測(cè)器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后傳輸至信號(hào)采集處理裝置；
1.2)信號(hào)采集處理裝置將接收到的電信號(hào)進(jìn)行自相關(guān)計(jì)算，并得到自相關(guān)曲線；
1.3)此時(shí)，自相關(guān)曲線中除零點(diǎn)外在不同位置上存在多個(gè)相關(guān)峰，其中的η個(gè)相關(guān)峰與η根支路光纖對(duì)應(yīng)；
1.4)逐個(gè)斷開或移除各路的光反饋裝置，并重復(fù)進(jìn)行步驟1.1)-1.2);此時(shí)，自相關(guān)曲線中的相關(guān)峰逐個(gè)減弱或消失，據(jù)此標(biāo)記出步驟1.3)所得相關(guān)曲線中每個(gè)相關(guān)峰所對(duì)應(yīng)的支路光纖；
2)當(dāng)時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)開始運(yùn)行后，不斷重復(fù)進(jìn)行步驟1.1)-1.2)，并將每次得到的自相關(guān)曲線與步驟1.3)中的自相關(guān)曲線進(jìn)行對(duì)比；此時(shí)，若自相關(guān)曲線中的η個(gè)相關(guān)峰同時(shí)減弱或消失，則表明故障點(diǎn)位于饋線光纖上，同時(shí)在其它位置新出現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)相關(guān)峰，新出現(xiàn)的相關(guān)峰數(shù)量對(duì)應(yīng)了饋線光纖上的故障數(shù)量，且其位置反映了故障點(diǎn)與無隔離器的半導(dǎo)體激光器之間的距離；若自相關(guān)曲線中的某一個(gè)相關(guān)峰減弱或消失，則表明故障點(diǎn)位于與該相關(guān)峰所對(duì)應(yīng)的支路光纖上，同時(shí)在其它位置新出現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)相關(guān)峰，新出現(xiàn)的相關(guān)峰數(shù)量對(duì)應(yīng)了該支路上的故障數(shù)量，且其位置反映了故障點(diǎn)與無隔離器的半導(dǎo)體激光器之間的距離；若自相關(guān)曲線中的P個(gè)(I <Ρ <η)相關(guān)峰同時(shí)減弱或消失，則表明故障點(diǎn)位于與該P(yáng)個(gè)相關(guān)峰所對(duì)應(yīng)的P根支路光纖上，同時(shí)在其它位置新出現(xiàn)多個(gè)O P)相關(guān)峰，新出現(xiàn)的相關(guān)峰數(shù)量對(duì)應(yīng)了故障支路上的故障總數(shù)，且其位置反映了故障點(diǎn)與無隔離器的半導(dǎo)體激光器之間的距離，此時(shí)，需要根據(jù)新出現(xiàn)的相關(guān)峰位置，在P根支路光纖上逐個(gè)排查故障點(diǎn)。
【權(quán)利要求】
1.一種監(jiān)測(cè)時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)鏈路故障的裝置，其特征在于:包括時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)測(cè)裝置； 所述時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)包括光端機(jī)、饋線光纖、I分η路的分光器、η根支路光纖、η個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元；光端機(jī)通過饋線光纖與分光器的公共口連接；分光器的η個(gè)分光口通過η根支路光纖與η個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單兀的入射端面 對(duì)應(yīng)連接； 所述監(jiān)測(cè)裝置包括無隔離器的半導(dǎo)體激光器、耦合器、光耦合裝置、光電探測(cè)器、信號(hào)采集處理裝置、η個(gè)光反饋裝置；無隔離器的半導(dǎo)體激光器與耦合器連接；耦合器的大比例輸出端與光耦合裝置的輸入端連接，耦合器的小比例輸出端與光電探測(cè)器的輸入端連接；光耦合裝置安裝于饋線光纖上；光電探測(cè)器的輸出端與信號(hào)采集處理裝置的輸入端連接；無隔離器的半導(dǎo)體激光器、耦合器、光耦合裝置、光電探測(cè)器、信號(hào)采集處理裝置均位于光端機(jī)側(cè)；η個(gè)光反饋裝置一一對(duì)應(yīng)安裝于η根支路光纖上，且η個(gè)光反饋裝置距無隔離器的半導(dǎo)體激光器的距離各不相同；η個(gè)光反饋裝置一一對(duì)應(yīng)位于η個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種監(jiān)測(cè)時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)鏈路故障的裝置，其特征在于:所述無隔離器的半導(dǎo)體激光器的波長(zhǎng)范圍為1600nm-1700nm，輸出功率為ImW-1W ;所述耦合器為耦合比為99:1的光耦合器；所述光耦合裝置為波分復(fù)用器或耦合比為50:50的光耦合器；所述光電探測(cè)器為可響應(yīng)波長(zhǎng)范圍為1600nm-1700nm且?guī)捫∮?0GHz的高速光電探測(cè)器；所述信號(hào)采集處理裝置由帶寬小于50GHz的單路信號(hào)采集裝置和可進(jìn)行自相關(guān)計(jì)算的數(shù)字相關(guān)器或計(jì)算機(jī)連接組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種監(jiān)測(cè)時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)鏈路故障的裝置，其特征在于:所述光反饋裝置由波分復(fù)用器和可反射波長(zhǎng)范圍為1600nm-1700nm的光纖反射鏡連接組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種監(jiān)測(cè)時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)鏈路故障的裝置，其特征在于:所述光反饋裝置為波長(zhǎng)范圍為1600nm-1700nm的反射式光纖光柵。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種監(jiān)測(cè)時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)鏈路故障的裝置，其特征在于:所述光反饋裝置為鍍于與光網(wǎng)絡(luò)單元連接的支路光纖的末端端面且可反射波長(zhǎng)范圍為1600nm-1700nm 的高反膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種監(jiān)測(cè)時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)鏈路故障的裝置，其特征在于:所述光反饋裝置為鍍于光網(wǎng)絡(luò)單元的入射端面且可反射波長(zhǎng)范圍為1600nm-1700nm的高反膜。
7.—種監(jiān)測(cè)時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)鏈路故障的方法，該方法在如權(quán)利要求1所述的一種監(jiān)測(cè)時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)鏈路故障的裝置中實(shí)現(xiàn)，其特征在于:該方法是采用如下步驟實(shí)現(xiàn)的: . O當(dāng)時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)鋪設(shè)完成后，開始進(jìn)行如下步驟: .1.1)無隔離器的半導(dǎo)體激光器發(fā)射激光；所發(fā)射的激光經(jīng)耦合器分為兩路:第一路經(jīng)光耦合裝置耦合入饋線光纖，并經(jīng)分光器分入η根支路光纖，然后經(jīng)η個(gè)光反饋裝置原路返回至無隔離器的半導(dǎo)體激光器，使得無隔離器的半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生非線性動(dòng)態(tài)輸出，非線性動(dòng)態(tài)輸出經(jīng)耦合器傳輸至光電探測(cè)器，并經(jīng)光電探測(cè)器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后傳輸至信號(hào)采集處理裝置；第二路經(jīng)光電探測(cè)器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后傳輸至信號(hào)采集處理裝置； . 1.2)信號(hào)采集處理裝置將接收到的電信號(hào)進(jìn)行自相關(guān)計(jì)算，并得到自相關(guān)曲線； . 1.3)此時(shí)，自相關(guān)曲線中除零點(diǎn)外在不同位置上存在多個(gè)相關(guān)峰，其中的η個(gè)相關(guān)峰與η根支路光纖 對(duì)應(yīng)； .1.4)逐個(gè)斷開或移除各路的光反饋裝置，并重復(fù)進(jìn)行步驟1.1)-1.2);此時(shí)，自相關(guān)曲線中的相關(guān)峰逐個(gè)減弱或消失，據(jù)此標(biāo)記出步驟1.3)所得相關(guān)曲線中每個(gè)相關(guān)峰所對(duì)應(yīng)的支路光纖；. 2)當(dāng)時(shí)分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)開始運(yùn)行后，不斷重復(fù)進(jìn)行步驟1.1)-1.2)，并將每次得到的自相關(guān)曲線與步驟1.3)中的自相關(guān)曲線進(jìn)行對(duì)比；此時(shí)，若自相關(guān)曲線中的η個(gè)相關(guān)峰同時(shí)減弱或消失，則表明故障點(diǎn)位于饋線光纖上，同時(shí)在其它位置新出現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)相關(guān)峰，新出現(xiàn)的相關(guān)峰數(shù)量對(duì)應(yīng)了饋線光纖上的故障數(shù)量，且其位置反映了故障點(diǎn)與無隔離器的半導(dǎo)體激光器之間的距離；若自相關(guān)曲線中的某一個(gè)相關(guān)峰減弱或消失，則表明故障點(diǎn)位于與該相關(guān)峰所對(duì)應(yīng)的支路光纖上，同時(shí)在其它位置新出現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)相關(guān)峰，新出現(xiàn)的相關(guān)峰數(shù)量對(duì)應(yīng)了該支路上的故障數(shù)量，且其位置反映了故障點(diǎn)與無隔離器的半導(dǎo)體激光器之間的距離；若自相關(guān)曲線中的P個(gè)(I < P < η)相關(guān)峰同時(shí)減弱或消失，則表明故障點(diǎn)位于與該P(yáng)個(gè)相關(guān)峰所對(duì)應(yīng)的P根支路光纖上，同時(shí)在其它位置新出現(xiàn)多個(gè)O P)相關(guān)峰，新出現(xiàn)的相關(guān)峰數(shù)量對(duì)應(yīng)了故障支路上的故障總數(shù)，且其位置反映了故障點(diǎn)與無隔離器的半導(dǎo)體激光器之間的距離，此時(shí)，需要根據(jù)新出現(xiàn)的相關(guān)峰位置，在P根支路光纖上逐個(gè)排查故障點(diǎn)。
【文檔編號(hào)】H04B10/071GK104202084SQ201410515353
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】趙彤, 王安幫, 張明江, 王冰潔, 王云才 申請(qǐng)人:太原理工大學(xué)