一种用于相干光时域反射计海底光缆模拟测试装置及方法
技术领域
本发明涉及海底光缆模拟测试技术领域，尤其涉及的是，一种用于相干光时域反射计长距离海底光缆模拟测试装置及方法。
背景技术
海底光缆通信具有通信质量稳定可靠、保密性好、隐蔽性好、抗毁、抗干扰、远距离、大容量等特点，作为隔海通信手段，具有其他任何通信手段所无法替代的优势。通常海底光缆用于连接两个岛屿或国家的通信，因此为了获得足够的通讯数据空间，海底光缆通常由多芯光纤及复杂的保护层组成，因此成本高价格昂贵。同时由于海底光缆通常为几百甚至几千千米，为了获得更强的数据信号，在海缆中间通常加入光信号放大单元，而光信号放大单元为单向导通，因此常规的光时域反射计无法实现海底光缆的链路测试功能。相干光时域反射计基于瑞丽散射原理及光时域反射计技术可以实现光纤链路衰减及长度的测量，其具有双端口结构，可以穿透中继单元，实现对海底光缆的长度和衰减测试。在相干光时域反射计研制过程中，海缆的测试是相干光时域反射计主要测试环境，而海缆成本和价格严重限制了相干光时域反射计的研发进度，因此需要提出一种可以用于模拟海底光缆测试的模拟测试方法。在传统方案中，光纤链路的模拟通常通过光开光和延迟线的方式实现，但由于延迟线所能起到延迟时间有限，并且成本较高，在长距离海缆链路模拟当中并不实用。而基于延迟线和光开关的光纤链路模拟方案中，通常使用延迟线起到光信号延迟的作用，从而模拟光信号的长距离传输，但单个的光延迟线通常所能起到到的延迟作用有限，因此需要串联多个延迟线达到远距离测试的目的，这造成了成本的增加。
发明内容
为了节约成本并且完成模拟光纤链路的传输形态，本发明基于3乘3耦合器与光纤环可实现光纤链路的模拟且相对成本较低。本发明提供一种用于相干光时域反射计长距离海底光缆模拟测试方法，可有效节约研制成本，提高实验效率。
本发明的技术方案如下：一种用于相干光时域反射计海底光缆模拟测试装置，包括沿光路方向依次设置的50km第一传感光纤、3乘3耦合器、第一光放大器、2乘2耦合器、50km第二传感光纤、环形器、光通断控制单元、50km第一传输光纤、第二光放大器、光隔离器、50km第二传输光纤，以上器件均通过光纤进行连接。
上述中，所述光通断控制单元由信号发生器与光开关组成，其中信号发生器与相干光时域反射计探测脉冲同步，用来根据需求控制光开关的通断。
上述中，相干光时域反射计发出的探测光经过50km第一传感光纤进入3乘3耦合器，输出光通过其中一个端口射入第一光放大器后进入2乘2耦合器，输出光经过2乘2耦合器后进入50km第二传感光纤后射入环形器后通过光通断控制单元传输至3乘3耦合器；环形器前的散射光经过第一传感光纤返回后分别经过2乘2耦合器、光隔离器后进入3乘3耦合器，从3乘3耦合器射出的光一部分经过第二传输光纤进入相干光时域反射计探测端进行信号分析，一部分进入光通断控制单元；当光开关接通时信号光分别经过光通断控制单元、环形器、第一传输光纤、第二光放大器、2乘2耦合器后进入3乘3耦合器，从3乘3耦合器发出的部分光进入相干光时域反射计探测端，相干光时域反射计通过探测端口的探测光探测待测信息。在上述内容的基础上，一种用于相干光时域反射计海底光缆模拟测试方法，包括以下步骤：
步骤一：相干光时域反射计发出探测脉冲的同时，开启光通断控制单元，保持光开关接通，探测脉冲经过50km第一传感光纤后射入3乘3耦合器；
步骤二：进入3乘3耦合器的光经过第一光放大器射入2乘2耦合器，发射光通过传感光纤进入环形器；
步骤三：通过环形器的光进入光通断单元，根据测试长度需求，设置光开关是否断开，当光开关保持接通时探测光射入3乘3耦合器，重新进入步骤二；根据需要设置光开关是否短暂断开；环形器前的返回光沿第二传感光纤返回经过2乘2耦合器后进入光隔离器并射入3乘3耦合器；
步骤四：经过3乘3耦合器的返回光一部分通过第二传输光纤进入相干光时域反射计的接收端进行信号分析，另一部分射入光通断单元，根据测试长度需求设置光通断单元的通断，当光通断单元断开时，该路光停止传输。当光通断单元连通时，返回光通过光通断单元进入环形器后射入第一传输光纤，通过第二光放大器后射入2乘2耦合器，经过光隔离器射入3乘3耦合器，并重复步骤四。
本发明的模拟测试装置及方法，不需要采用延迟线即可实现长距离测试的模拟，本发明与现有技术相比，体积更小成本更低，操作方便，且更能准确恰当的模拟探测光在长距离海缆中的传输过程和传输状态。
附图说明
图1为本发明实施例中用于相干光时域反射计长距离海底光缆模拟测试装置示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例一
本发明的一个实施例是，提供一种用于相干光时域反射计长距离海底光缆模拟测试装置，如图1所示，包括沿光路方向依次设置的50km第一传感光纤1、3乘3耦合器2、第一光放大器3、2乘2耦合器4、50km第二传感光纤5、环形器6、光通断控制单元7、50km第一传输光纤8、第二光放大器9、光隔离器10、50km第二传输光纤11，以上器件均通过光纤进行连接。
所述光通断控制单元7由信号发生器12与光开关13组成，其中信号发生器12与相干光时域反射计探测脉冲同步，用来根据需求控制光开关13的通断。
相干光时域反射计发出的探测光经过50km第一传感光纤1进入3乘3耦合器2，输出光通过其中一个端口射入第一光放大器3后进入2乘2耦合器4，输出光经过2乘2耦合器4后进入50km第二传感光纤5后射入环形器6后通过光通断控制单元7传输至3乘3耦合器2。环形器2前的散射光经过第一传感光纤5返回后分别经过2乘2耦合器4、光隔离器10后进入3乘3耦合器2，从3乘3耦合器2射出的光一部分经过第二传输光纤11进入相干光时域反射计探测端进行信号分析，一部分进入光通断控制单元7；当光开关13接通时信号光分别经过光通断控制单元7、环形器6、第一传输光纤8、第二光放大器9、2乘2耦合器4后进入3乘3耦合器2，从3乘3耦合器2发出的部分光进入相干光时域反射计探测端，相干光时域反射计通过探测端口的探测光探测待测信息。
实施例二
在上述实施例的基础上，所述一种用于相干光时域反射计长距离海底光缆模拟测试方法，包括以下步骤：
步骤一：相干光时域反射计发出探测脉冲的同时，开启光通断控制单元，保持光开关13接通，探测脉冲经过50km第一传感光纤1后射入3乘3耦合器2；
步骤二：进入3乘3耦合器2的光经过第一光放大器3射入2乘2耦合器4，发射光通过第二传感光纤5进入环形器6；
步骤三：通过环形器的光进入光通断单元7，根据测试长度需求，设置光开关13是否断开，当光开关13保持接通时探测光射入3乘3耦合器2，重新进入步骤二；根据需要设置光开关是否短暂断开；环形器6前的返回光沿第二传感光纤5返回经过2乘2耦合器4后进入光隔离器10并射入3乘3耦合器2
步骤四：经过3乘3耦合器2的返回光一部分通过第二传输光纤11进入相干光时域反射计的接收端进行信号分析，另一部分射入光通断单元7，根据测试长度需求设置光通断单元7的通断，当光通断单元7断开时，该路光停止传输。当光通断单元7连通时，返回光通过光通断单元7进入环形器6后射入第一传输光纤8，通过第二光放大器9后射入2乘2耦合器4，经过光隔离器10射入3乘3耦合器2，并重复步骤四。
所述传输光纤和传感光纤的长度可以为其他值，但需保持50km第一传感光纤1和50km第二传输光纤11相近或相等，50km第二传感光纤5和50km第一传输光纤8相近或相等。
本发明的模拟测试装置及方法，不需要采用延迟线即可实现长距离测试的模拟，本发明与现有技术相比，体积更小成本更低，操作方便，且更能准确恰当的模拟探测光在长距离海缆中的传输过程和传输状态。
需要说明的是，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；并且，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
