使用光频域反射(OFDR)技术测量光纤链路,可获得极高空间分辨率的回波强度曲线,通过确定尾端高反射位置来精准测量光纤长度。由于OFDR是反射式测量,光纤链路中引入波分复用器而产生多个分支后,测量出的回波强度曲线是由多个分支叠加出的结果。当波分复用器(WDM)的多个通道光纤长度相近时,不能通过判断回波强度曲线上高反射峰位置来测量各个通道光纤的长度,给研究光纤链路信息带来困难。本文提供一种波分复用器通道光纤长度测量方案,利用OFDR测出高反射位置的光谱信息来判断其对应哪个WDM通道,从而测量出该通道光纤的长度。

待测光纤链路由4个波段不同的粗波分复用器(CWDM)级联组成,如图1所示。上个CWDM的反射端(Reflect)和下个CWDM的公共端(COM)用法兰(Flange)连接,依次连接4个不同波段的CWDM,第1个CWDM的COM端和OCI1500设备的DUT接口连接。


图1. CWDM级联光路图

设置仪器扫描波长范围为84nm (1528~1612nm),光纤链路的测量曲线如图2所示。光纤链路测量曲线中有较多高反射峰,其位置表征着光纤尾端位置和跳线连接点位置。


图2. 光纤链路测量曲线

0~2.1m这一段测量曲线为1610nm波段CWDM的回损信息,0~1m为COM通道信号,1~2.1m为Reflect和Pass两个通道叠加的信号。Reflect和Pass两通道光纤长度相近,因此光纤尾端反射峰的位置接近,分别为2.10032m和2.10670m,只从回波强度曲线上无法分辨两个反射峰对应的是Reflect通道还是Pass通道。


(a) 2.10032m处反射峰光谱信息

(b) 2.10670m处反射峰光谱信息

图3. 1610nm波段CWDM的Pass通道和Reflect通道测量结果

从图3(a)中可以看出,光谱信息可以看到1528~1612nm范围内的信息,回波损耗曲线上2.10032m处的反射峰回波强度约为-75dB,其光谱信息上1600~1612nm的波段回损强度约为-75dB,而Pass通道允许通过的波长范围为1600~1620nm,说明2.10032处为Pass通道的反射峰,同理从图3(b)中可以看出2.10670m处为Reflect通道反射峰。

我们可以根据每个通道传输光的波长来找到其对应的反射峰位置,1590nm、1550nm和1530nm波段的CWDM测量结果分别如下图所示。


(a) Pass通道反射峰位置及光谱信息

(b) Reflect通道反射峰位置及光谱信息

图4. 1590nm波段CWDM的Pass通道和Reflect通道测量结果

(a) Pass通道反射峰位置及光谱信息

(b) Reflect通道反射峰位置及光谱信息

图5. 1550nm波段CWDM的Pass通道和Reflect通道测量结果

(a) Pass通道反射峰位置及光谱信息

(b) Reflect通道反射峰位置及光谱信息

图6. 1530nm波段CWDM的Pass通道和Reflect通道测量结果

由以上得出,通过使用OFDR技术测出高反射位置的光谱信息来判断其对应哪个波分复用器通道,可以实现高精度地测量各个通道的长度。


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