專利名稱：復合式光纖事件查測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種光纖事件查測裝置，特別是指復合式光纖事件(event)查測(measurement)裝置。
背景技術：
一般在測試光纖傳輸的品質時，有一種頻率調變連續載波(FMCW)裝置，請參考圖 6所示，該技術使用的裝置包含一雷射發射器80、一頻率調變連續信號產生器81、一光循環器82、一檢光器83、一信號混合轉換模塊84與一控制及運算模塊85。該雷射發射器80可發出檢測光，該頻率調變連續信號產生器81可產生一周期性的頻率調變連續信號，該頻率調變連續信號與檢測光相調和后，經由光循環器82對外輸出至一光纖路徑86。當頻率調變連續信號在光纖路徑86中傳輸時，若遇到不連續面，頻率調變連續信號會在光纖路徑中產生反射。該檢光器83可接收反射的頻率調變連續信號的能量，并將其轉換為電信號。該信號混合轉換模塊84電連接該頻率調變連續信號產生器81與該檢光器83，其包含有一混波器841、一放大器842、一模擬數字轉換器843與一頻譜轉換器844 ;該混波器841用于混合并運算比較自頻率調變連續信號產生器81所產生的原始頻率調變連續信號，以及自光纖路徑86中反射的頻率調變連續信號，其混合的波形請參考圖7所示，該混波器841運算比較兩頻率調變連續信號之間形成的差頻92而得一比較結果，該放大器842用于放大比較結果的信號強度，該模擬數字轉換器843將其轉換為數字信號，而該頻譜轉換模塊844將數字信號進行快速傅利葉轉換(FFT)，以得到一反射頻率，該控制及運算模塊85執行運算以計算出反射點的位置，進而得出一事件位置波形圖，如圖8所示。雖然根據事件位置波形圖可有效地檢知檢測光在光纖路徑中發生事件的確切位置，如A、B、C、D四處均有事件發生，惟檢測光信號在傳輸的過程中會衰減，僅由事件位置波形圖無從得知信號的衰減情形，對于光纖路徑品質的評斷仍有不盡完善之處。
實用新型內容因此本實用新型的主要目的是提供一種復合式光纖事件查測裝置，除了可獲得光纖路徑中發生事件的位置信息，還可得知檢測光在傳輸過程中的衰減情形，以供作為判斷光纖路徑品質的參考依據。為達前揭目的，本實用新型所采用的技術手段是令該復合式光纖事件查測裝置包含有一雷射模塊，分別產生一脈沖檢測光以及一頻率調變連續信號檢測光，其中該脈沖檢測光包含一周期性的脈沖信號，該頻率調變連續信號檢測光包含一周期性的頻率調變連續信號；一光循環器，其第一連接埠連接該雷射模塊以接收該脈沖檢測光與該頻率調變連續信號檢測光，其第二連接埠將前述脈沖檢測光與該頻率調變連續信號檢測光對外傳輸至一光纖路徑并接收回饋信號；一檢光器，設置于該光循環器的第三連接埠，透過光循環器接收該脈沖信號與該頻率調變連續信號在光纖路徑中的回饋能量，并將其轉換為電信號；一脈沖信號轉換模塊，電連接該檢光器，用于放大脈沖檢測光回饋的電信號后并轉換為一數字信號；一頻率調變連續信號轉換模塊，電連接該檢光器與雷射模塊，系混合原始及回饋的頻率調變連續信號后，執行差頻運算再放大轉換為數字信號；以及一控制及運算模塊，電連接該雷射模塊、該檢光器、該脈沖信號轉換模塊以及該頻率調變連續信號轉換模塊，該控制及運算模塊控制該雷射模塊交替輸出脈沖檢測光與頻率調變連續信號檢測光，并根據其回饋信號而整合為一復合結果信號，該復合結果信號中包含有一光纖特性軌跡與一事件位置的復合波形。 根據本實用新型的查測裝置，可由復合波形中的光纖特性軌跡波形得知光纖路徑線路損失，同時藉由事件位置波形得知事件發生位置，并可獲取事件反射相關信息，避免盲區情形，供操作人員有效率地評斷光纖路徑的品質。
為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖I是根據本實用新型的較佳實施例電路方塊示意圖；圖2是光纖網路系統不意圖；圖3是光纖特性軌跡波形示意圖；圖4是事件位置波形示意圖；圖5是整合光纖特性軌跡與事件位置波形示意圖；圖6是頻率調變連續載波裝置；圖7是原始與反射的頻率調變連續信號產生差頻示意圖；圖8是事件位置波形示意圖。附圖標號10光纖路徑11跳接線120傳輸信號121檢測信號13分波器20雷射模塊21雷射發射器22脈沖信號產生器23頻率調變連續信號產生器30光循環器31光纖路徑40檢光器50脈沖信號轉換模塊51放大器52模擬數字轉換器60頻率調變連續信號轉換模塊53盲區61混波器[0036]62放大器63模擬數字轉換器64頻譜轉換器70控制及運算模塊80雷射發射器81頻率調變連續信號產生器82光循環器83檢光器84信號混合轉換模塊841混波器842放大器843模擬數字轉換器844頻譜轉換器85控制及運算模塊86光纖路徑90原始的頻率調變連續信號91反射的頻率調變連續信號92 差頻
具體實施方式
請參考圖I所示，是本實用新型的一較佳實施例，該較佳實施例包含有一雷射模塊20、一光循環器30、一檢光器40、一脈沖信號轉換模塊50、一頻率調變連續信號轉換模塊60與一控制及運算模塊70。該雷射模塊20包含有一雷射發射器21、一脈沖信號產生器22與一頻率調變連續信號產生器23 ;該雷射發射器21產生一檢測光，該脈沖信號產生器22產生一周期性的脈沖(pulse)信號，并可經由調和器與檢測光調和而成一脈沖檢測光作為檢測信號；該頻率調變連續信號產生器23產生一周期性且為線性的頻率調變連續信號，并可經由調和器與檢測光調和而成一頻率調變連續信號檢測光作為檢測信號。該光循環器30設置于前述檢測光的傳輸路徑中，其具有一第一連接埤、一第二連接埠與一第三連接埠，該第一連接埠連接該雷射模塊20以接收該脈沖檢測光與該頻率調變連續信號檢測光，該第二連接埠系將前述脈沖檢測光與該頻率調變連續信號檢測光對外傳輸至一光纖路徑31 ;當脈沖檢測光在光纖路徑中傳輸時，大部分脈沖信號的能量是沿著光纖前向傳輸，有少部分的回饋能量會朝光發射端，即朝雷射模塊20向后散射傳播，此外，當頻率調變連續信號檢測光在光纖路徑中傳輸時，若遇到不連續的面時，頻率調變連續信號會朝光發射端產生反射的回饋能量，該第二連接埠并接收該脈沖檢測光與該頻率調變連續信號檢測光的回饋信號。該檢光器40設置于該光循環器30的第三連接埠，透過該光循環器30而接收脈沖檢測光與頻率調變連續檢測光在光纖路徑中回饋的能量，該檢光器40可將該等能量分別轉換為一電信號。該脈沖信號轉換模塊50電連接該檢光器40,用于放大脈沖信號向后傳播能量的電信號，并將其轉換為一數字信號；本較佳實施例中，該脈沖信號轉換模塊50包含有一放大器51與一模擬數字轉換器52,該放大器51電連接該檢光器40,以增強該檢光器40所轉換的電信號強度；該模擬數字轉換器52電連接該放大器51，以將放大后的模擬電信號轉換為數字信號后傳送到控制及運算模塊70。 該頻率調變連續信號轉換模塊60電連接該檢光器40與雷射模塊20的頻率調變連續信號產生器23，負責對原始的頻率調變連續信號以及回饋的頻率調變連續信號進行混合與執行差頻運算，其中原始的頻率調變連續信號是指頻率調變連續信號未進入光纖路徑之前的頻率調變連續信號；而在混合之后，將其放大并轉換為一數字信號。本較佳實施例中，該頻率調變連續信號轉換模塊60包含有一混波器61、一放大器62、一模擬數字轉換器63與一頻譜轉換器64 ;該混波器61電連接該頻率調變連續信號產生器23以及該檢光器40，先將反射的頻率調變連續信號經帶通濾波器濾出所需的信號后，與原始的頻率調變連續信號相混合，并進行差頻運算后獲得一比較結果；該放大器62電連接該混波器61，以增強比較結果的差頻信號強度；該模擬數字轉換器63電連接該放大器62，以將比較結果的模擬電信號轉換為數字信號；該頻譜轉換器64電連接該模擬數字轉換器63，對比較結果數字信號執行頻譜轉換后傳送到控制及運算模塊70，本較佳實施例是執行快速傅利葉轉換(Fast Fourier Transform, FFT)。該控制及運算模塊70電連接該雷射模塊20、該檢光器40、該脈沖信號轉換模塊50以及該頻率調變連續信號轉換模塊60，該控制及運算模塊70控制該雷射模塊20交替輸出脈沖檢測光及頻率調變連續信號檢測光，并將脈沖檢測光與頻率調變連續信號檢測光所回傳的信號整合為一復合結果信號。·[0054]請參考圖2所示，是一應用本實用新型的光纖網路系統示意圖，分波器13分別連接一傳輸信號120與檢測信號121，其中傳輸信號120是指光纖網路系統中原有的光信號，檢測信號121為本實用新型的脈沖檢測光與頻率調變連續信號檢測光，分波器13將傳輸信號120與檢測信號121調和后導入光纖路徑10中，假設A地至D地之間設有復數段光纖路徑10，其中光纖路徑10可由跳接線11連接。當該控制及運算模塊70控制該雷射發射器21切換至該脈沖信號產生器22時，使雷射發射器21產生脈沖檢測光，并同時控制該檢光器40切換連接至脈沖信號轉換模塊50 ；當脈沖檢測光在光纖中傳輸時,脈沖信號因光纖的密度與與材質不均勻而往后散射，脈沖信號往后散射的能量經由光循環器30、檢光器40與脈沖信號轉換模塊50后,所產生的數字信號由控制及運算模塊70接收，因為數字信號是根據前述脈沖檢測光往后傳播的能量經放大與信號轉換而得，該控制及運算模塊70根據脈沖信號往后散射能量的強度與脈沖信號的周期而得出一光纖特性軌跡波形，如圖3所示，該光纖特性軌跡波形即代表脈沖檢測光在光纖路徑中傳輸強度與傳輸距離之間的關系，由波形中可判斷出脈沖信號在光纖路徑中的損失。當該控制及運算模塊70控制該雷射發射器21切換至頻率調變連續信號產生器23時，使雷射發射器21產生頻率調變連續信號檢測光，并同時控制該檢光器40切換至頻率調變連續信號轉換模塊60 ;當頻率調變連續信號檢測光在光纖中傳輸時，頻率調變連續信號會因光纖中的不連續面而往后反射，頻率調變連續信號往后反射的能量經由光循環器30、檢光器40與頻率調變連續信號轉換模塊60后，所產生的數字信號由控制及運算模塊70接收，其中藉由該混波器61混合原始的以及反射的頻率調變連續信號，并進行差頻運算而取得比較結果，比較結果經放大與信號轉換后傳送到控制及運算模塊70，控制及運算模塊70根據比較結果即可得到反射頻率，再根據反射頻率計算出反射點的位置，進而得出一事件位置波形，如圖4所示，由該圖中可精確判斷出發生事件位置。最后，該控制及運算模塊70整合該光纖特性軌跡波形與該事件位置波形，而形成一同時包含光纖特性軌跡與事件位置的復合波形，如圖3所揭示，該波形中除了具有一脈沖信號在光纖路徑中傳輸強度衰減的情形，因單獨的光纖特性軌跡波形在事件發生位置會有盲區53而無法確切得知事件發生的具體位置，本實用新型于光纖特性軌跡波形同時呈現事件位置波形，如圖5所示，因已經確切得知事件位置，可避免發生盲區，此外，根據波形圖還可得知光纖路徑的接線狀態，例如接線處是否斷線。綜上所述，本實用新型供操作人員 更有效率地判斷光纖路徑發生事件的地點以及衰減情形。
權利要求1.一種復合式光纖事件查測裝置，其特征在于，所述復合式光纖事件查測裝置包含 一雷射模塊，分別產生一脈沖檢測光以及一頻率調變連續信號檢測光，其中所述脈沖檢測光包含一周期性的脈沖信號，所述頻率調變連續信號檢測光包含一周期性的頻率調變連續信號； 一光循環器，其第一連接埠連接所述雷射模塊以接收所述脈沖檢測光與所述頻率調變連續信號檢測光，其第二連接埠將所述脈沖檢測光與所述頻率調變連續信號檢測光對外傳輸至一光纖路徑并接收回饋信號； 一檢光器，設置于所述光循環器的第三連接埠，透過光循環器接收所述脈沖信號與所述頻率調變連續信號在光纖路徑中的回饋能量，并將回饋能量轉換為電信號； 一脈沖信號轉換模塊，電連接所述檢光器，用于放大脈沖檢測光回饋的電信號后并轉換為一數字信號； 一頻率調變連續信號轉換模塊，電連接所述檢光器與雷射模塊，混合原始及回饋的頻率調變連續信號后，執行差頻運算再放大轉換為數字信號；以及 一控制及運算模塊，電連接所述雷射模塊、所述檢光器、所述脈沖信號轉換模塊以及所述頻率調變連續信號轉換模塊，所述控制及運算模塊控制所述雷射模塊交替輸出脈沖檢測光與頻率調變連續信號檢測光，并根據脈沖檢測光與頻率調變連續信號檢測光所回傳的信號整合為一復合結果信號，所述復合結果信號中包含有一光纖特性軌跡與一事件位置的復合波形。
2.根據權利要求I所述的復合式光纖事件查測裝置，其特征在于，所述脈沖信號轉換模塊包含有 一放大器，電連接所述檢光器，以增強所述檢光器所轉換的電信號強度 '及一模擬數字轉換器，電連接所述放大器，以將模擬電信號轉換為數字信號后傳送到控制及運算模塊。
3.根據權利要求I所述的復合式光纖事件查測裝置，其特征在于，所述頻率調變連續信號轉換模塊包含有 一混波器，電連接所述頻率調變連續信號產生器以及所述檢光器，以混合原始的與回饋的頻率調變連續信號，并執行差頻運算而獲得一比較結果； 一放大器，電連接所述混波器，以增強所述比較結果的信號強度； 一模擬數字轉換器，電連接所述放大器，以將模擬電信號轉換為數字信號；以及一頻譜轉換器，電連接所述模擬數字轉換器，對數字信號執行頻譜轉換后傳送到控制及運算模塊。
4.根據權利要求3所述的復合式光纖事件查測裝置，其特征在于，所述頻譜轉換器為一執行快速傅利葉轉換的頻譜轉換器。
5.根據權利要求I至4中任一項所述的復合式光纖事件查測裝置，其特征在于，所述雷射模塊包含有 一雷射發射器，產生一檢測光； 一脈沖信號產生器，產生一周期性的脈沖信號，且經由調和器與檢測光調和成脈沖檢測光；及 一頻率調變連續信號產生器，產生一頻率調變連續信號，且經由調和器與檢測光調和成頻率調變連續信號檢測光。
6.根據權利要求2所述的復合式光纖事件查測裝置，其特征在于，所述頻率調變連續信號轉換模塊包含有 一混波器，電連接所述頻率調變連續信號產生器以及所述檢光器，以混合原始的與反射的頻率調變連續信號，并執行差頻運算而獲得一比較結果； 一放大器，電連接所述混波器，以增強所述比較結果的信號強度； 一模擬數字轉換器，電連接所述放大器，以將模擬信號轉換為數字信號；以及一頻譜轉換器，電連接所述模擬數字轉換器，對數字信號執行頻譜轉換后傳送到控制及運算模塊； 所述雷射模塊包含有 一雷射發射器，產生一檢測光； 一脈沖信號產生器，產生一周期性的脈沖信號，且經由調和器與檢測光調和成脈沖檢測光；及 一頻率調變連續信號產生器，產生一頻率調變連續信號，且經由調和器與檢測光調和頻率調變連續信號檢測光。
7.根據權利要求6所述的復合式光纖事件查測裝置，其特征在于，所述頻譜轉換器為一執行快速傅利葉轉換的頻譜轉換器。
專利摘要本實用新型提供一種復合式光纖事件查測裝置，透過控制雷射模塊交替產生包含有脈沖信號與頻率調變連續信號的檢測光，并透過光循環器輸出到一光纖路徑中，檢光器可分別接收脈沖信號與頻率調變連續信號在光纖路徑中的回饋能量，并將其轉換為電信號，其中頻率調變連續信號由一混波器將原始與進入光纖路徑后回饋的信號進行差頻運算，前述電信號再透過一信號轉換模塊將轉換為數字信號，供控制及運算模塊整合出包含光纖特性軌跡與事件位置的復合波形；因復合波形可同時看出光纖特性軌跡與事件發生位置，供作為有效判斷光纖品質的依據。
文檔編號G01D5/353GK202720108SQ20122030208
公開日2013年2月6日 申請日期2012年6月26日 優先權日2012年6月26日
發明者蕭清文, 伍軒弘, 林師田, 洪福春, 陳俞旭, 吳慶霖, 蘇俊鴻 申請人:青鼎科技股份有限公司