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共用光源的OTDR光放大裝置及控制方法與流程

文檔序號:11147028閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.一種共用光源的OTDR光放大裝置,其特征在于,包括:

主控單元、數據采集處理單元、若干個泵浦激光器構成的泵浦激光器組合單元、第一激光器驅動控制單元、其它激光器驅動控制單元、第一光學開關、第二光學開關、光學環形器、泵浦合波器MUX;

泵浦激光器組合單元中包括一個第一泵浦激光器和若干個其它泵浦激光器;

第一激光器驅動控制單元連接并受控于主控單元;第一激光器驅動控制單元中設有模式選擇開關,OTDR光放大裝置具有兩種控制方式;第一控制方式是OTDR脈沖發射模式,第二種控制方式是光放大裝置放大模式;在第一激光器驅動控制單元中,設有光放大器用第一激光器驅動控制單元和OTDR用脈沖發射單元;主控單元分別連接光放大器用第一激光器驅動控制單元、OTDR用脈沖發射單元和模式選擇開關;光放大器用第一激光器驅動控制單元和OTDR用脈沖發射單元的輸出均連接模式選擇開關;模式選擇開關的輸出連接第一泵浦激光器;

其它激光器驅動控制單元連接并受控于主控單元;在其它激光器驅動控制單元中,設有光放大器用其它激光器驅動控制單元;主控單元連接光放大器用其它激光器驅動控制單元,光放大器用其它激光器驅動控制單元的輸出連接若干個其它泵浦激光器;

第一光學開關和第二光學開關均受控于主控單元;第一光學開關包括1a、2a、3a三個端口;第二光學開關包括1b、2b、3b三個端口;

光學環形器包括1c、2c、3c三個端口;

第一泵浦激光器的輸出連接第一光學開關的1a端口;第一光學開關的2a端口連接光學環形器的1c端口;第一光學開關的3a端口連接泵浦合束器MUX的一個輸入端;若干個其它泵浦激光器的輸出分別連接泵浦合束器MUX的若干個輸入端;

光學環形器的2c端口連接第二光學開關的2b端口,光學環形器的3c端口連接數據采集處理單元的輸入端;第二光學開關的1b端口連接傳輸光纖;

泵浦合束器MUX通過隔離器連接第二光學開關的3b端口,或者具有隔離功能的泵浦合束器MUX的輸出端直接連接第二光學開關的3b端口;

數據采集處理單元的輸出連接主控單元。

2.如權利要求1所述的共用光源的OTDR光放大裝置,其特征在于,

主控單元包括相互連接的MCU和FPGA控制器;FPGA控制器通過控制總線連接數據采集單元;數據采集處理單元的輸出通過數據總線連接FPGA控制器;MCU分別與第一光學開關、第二光學開關、模式選擇開關、第一激光器驅動控制單元、其它激光器驅動控制單元連接;FPGA控制器與第一激光器驅動控制單元連接;

當控制方式是OTDR脈沖發射模式時,MCU控制第一光學開關1a與2a端口接通,第二光學開關1b與2b端口接通,同時切換模式選擇開關,將第一泵浦激光器的驅動單元切換為OTDR用脈沖發射單元;

其后,根據所測傳輸光纖鏈路的長度,設置所需的光脈沖幅度、脈寬及采樣次數,通過數據總線將所設參數傳給FPGA控制器并啟動FPGA控制器,FPGA控制器控制OTDR用脈沖發射單元以驅動第一泵浦激光器輸出所需光脈沖信號;該輸出光脈沖信號依次通過第一光學開關,光學環行器1c->2c端口,和第二光學開關進入傳輸光纖;傳輸光纖中的各種接頭損耗或是光纖損傷帶來的瑞利散射或菲涅耳反射通過第二光學開關和光學環行器2c->3c端口返回到數據采集處理模塊中;數據采集處理模塊接收該散射/反射光信號,將光信號轉換為電信號后送至FPGA控制器進行數據采樣;FPGA控制器將讀取的數據傳送給MCU,MCU接收到數據后進行數據處理,以獲得傳輸光纖鏈路的檢測結果;

MCU判斷滿足OTDR光放大裝置的開泵條件后,才能將控制方式切換為光放大裝置放大模式;

當控制方式是光放大裝置放大模式時,MCU控制第一光學開關1a與3a端口接通,第二光學開關1b與3b端口接通,同時切換模式選擇開關,將第一泵浦激光器的驅動單元切換為光放大器用第一激光器驅動控制單元;MCU控制光放大器用第一激光器驅動控制單元輸出需要的控制量,以控制第一泵浦激光器開啟到預設的泵浦功率;

其它激光器驅動控制單元受控于MCU,在OTDR脈沖發射模式時,MCU控制光放大器用其它激光器驅動控制單元不工作;在光放大裝置放大模式時,MCU控制光放大器用其它激光器驅動控制單元輸出需要的控制量,以控制若干個其它泵浦激光器輸出各自預設的泵浦功率。

3.如權利要求2所述的共用光源的OTDR光放大裝置,其特征在于,

數據采集處理單元包括依次連接的光電接收器模塊、高增益信號放大模塊、隔離及濾波電路、AD轉換電路、數據存儲單元;其中高增益信號放大模塊、AD轉換電路、數據存儲單元受控于主控單元;

數據采集處理模塊中光電接收器模塊接收該散射/反射光信號,將光信號轉換為電信號后經高增益放大電路模塊放大,轉換為AD轉換電路所需范圍內的電信號;

與此同時,FPGA控制器控制AD轉換電路開始采樣,將采樣到的電信號轉換為數字信號后傳送給數據存儲單元,待一次光纖線路掃描完成后,FPGA分段讀取數據存儲單元中的數據,并通過數據總線將讀取的數據傳送給MCU,MCU接收到數據后進行數據處理,并根據所設置采樣次數,FPGA控制器不斷執行上述過程,待所有采樣過程完成后,MCU分析所獲取的全部數據以獲得傳輸光纖鏈路的檢測結果。

4.如權利要求1、2或3所述的共用光源的OTDR光放大裝置,其特征在于,

在光學環形器中,光只能循1c->2c->3c端口方向單向傳輸。

5.如權利要求1、2或3所述的共用光源的OTDR光放大裝置,其特征在于,

光學環形器用光纖耦合器代替。

6.如權利要求1、2或3所述的共用光源的OTDR光放大裝置,其特征在于,

泵浦激光器采用半導體泵浦激光器。

7.一種共用光源的OTDR光放大裝置的控制方法,適用于如權利要求3-6中任一項所述的共用光源的OTDR光放大裝置,其特征在于,

包括兩種控制方式;第一控制方式是OTDR脈沖發射模式,第二種控制方式是光放大裝置放大模式;

當控制方式是OTDR脈沖發射模式時,MCU控制第一光學開關1a與2a端口接通,第二光學開關1b與2b端口接通,同時切換模式選擇開關,將第一泵浦激光器的驅動單元切換為OTDR用脈沖發射單元;

其后,根據所測傳輸光纖鏈路的長度,設置所需的光脈沖幅度、脈寬及采樣次數,通過數據總線將所設參數傳給FPGA控制器并啟動FPGA控制器,FPGA控制器控制OTDR用脈沖發射單元以驅動第一泵浦激光器輸出所需光脈沖信號;該輸出光脈沖信號依次通過第一光學開關,光學環行器1c->2c端口,和第二光學開關進入傳輸光纖/增益介質;傳輸光纖中的各種接頭損耗或是光纖損傷帶來的瑞利散射或菲涅耳反射通過第二光學開關和光學環行器2c->3c端口返回到數據采集處理模塊中;數據采集處理模塊中光電接收器模塊接收該散射/反射光信號,將光信號轉換為電信號后經高增益放大電路模塊放大,轉換為AD轉換電路所需范圍內的電信號;

與此同時,FPGA控制器控制AD轉換電路開始采樣,將采樣到的電信號轉換為數字信號后傳送給數據存儲單元,待一次光纖線路掃描完成后,FPGA分段讀取數據存儲單元中的數據,并通過數據總線將讀取的數據傳送給MCU,MCU接收到數據后進行數據處理,并根據所設置采樣次數,FPGA控制器不斷執行上述過程,待所有采樣過程完成后,MCU分析所獲取的全部數據并獲得傳輸光纖鏈路的檢測結果;

MCU判斷滿足OTDR光放大裝置的開泵條件后,才能將控制方式切換為光放大裝置放大模式;

當控制方式是光放大裝置放大模式時,MCU控制第一光學開關1a與3a端口接通,第二光學開關1b與3b端口接通,同時切換模式選擇開關,將第一泵浦激光器的驅動單元切換為光放大器用第一激光器驅動控制單元;MCU控制光放大器用第一激光器驅動控制單元輸出需要的控制量,以控制第一泵浦激光器開啟到預設的泵浦功率;

其它激光器驅動控制單元受控于MCU,在OTDR脈沖發射模式時,MCU控制光放大器用其它激光器驅動控制單元不工作;在光放大裝置放大模式時,MCU控制光放大器用其它激光器驅動控制單元輸出需要的控制量,以控制若干個其它泵浦激光器輸出各自預設的泵浦功率。

8.如權利要求7所述的共用光源的OTDR光放大裝置的控制方法,其特征在于,

將控制方式切換為光放大裝置放大模式的OTDR光放大裝置的開泵條件,需要同時滿足:

OTDR脈沖發射模式時反饋回來的信息證實光放大裝置與傳輸光纖物理連接正常且傳輸光纖狀態正常;

OTDR光放大裝置溫度,各泵浦激光器管芯溫度,散射/反射光信號功率這些判斷因素都沒有告警,輸入光信號大于閾值,且OTDR光放大裝置處于放大器使能狀態。

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