一种光纤色散自动补偿装置及系统的制作方法

1.本实用新型属于光纤通信领域，具体涉及一种光纤色散自动补偿装置及系统。


背景技术：

2.光纤传输具有衰减小、频带宽、抗干扰能力强、安全性能高等优点，在通信领域有着广泛应用。但不同频率或不同模式分量的光信号在光纤中的传输速度是不同的，在传输到达一定距离后必然会引起信号失真，即光纤的色散。故需在光纤中加入dcf色散补偿光纤或tdc 可调色散补偿器等对光信号进行色散补偿。
3.现有技术方案：采用dcf色散补偿光纤对传输线路的色散性能进行补偿是一项比较成熟的技术。目前光纤通信多选用1550nm的光波长，常用的光纤为g652标准单模光纤，该光纤在波长为1550nm附近的色散系数为17-20ps/(nm
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km)。而色散补偿光纤是一种色散系数为负值的光纤，可抵消g652光纤的常规色散影响。优质色散补偿光纤在1550nm波长的负色散值可达-80～-150ps/(nm
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km)，一般1km色散补偿光纤可以补偿4～8km标准单模光纤的色散。现有技术中需要人工进行计算色散补偿值，管理比较复杂和费时，也难以达到高精度补偿。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术存在的问题，本实用新型实施例提供以下技术方案：
5.一方面，一种光纤色散自动补偿的装置，包括：分波器、光时域反射仪、网管卡以及可调色散补偿器；
6.所述分波器输入端与第一通信设备的输出端连接；所述分波器用于将光纤中传输的业务信号和光时域反射仪发出的光信号分离；
7.所述分波器的输出端与可调色散补偿器的光信号输入端连接；
8.分波器的反射端与光时域反射仪的光信号端口连接，所述光时域反射仪用于获取传输光纤的长度；
9.所述光时域反射仪的通信接口与所述网管卡第一通信接口连接，所述网管卡第二通信接口与可调色散补偿器输入端连接；
10.所述可调色散补偿器光信号输出端与第二通信设备的输入端连接。
11.进一步地，所述可调色散补偿器包括：控制芯片和可调色散补偿设置模块；
12.所述控制芯片与所述网管卡连接，用于接收所述网管卡发送的光纤色散补偿值；
13.所述控制芯片与所述可调色散补偿设置模块连接，用于控制所述可调色散补偿设置模块。
14.进一步地，所述控制芯片设置有串口，所述控制芯片通过所述串口与所述可调色散补偿设置模块连接。
15.进一步地，所述网管卡设置有can总线接口，所述网管卡通过 can总线接口与控制芯片相连。
16.进一步地，所述网管卡设置有spi接口，所述网管卡通过spi与光时域反射仪相连。
17.进一步地，所述网管卡包括mcu模块、以太网交换机芯片以及 can总线芯片。
18.进一步地，所述光时域反射仪的型号为zeye-410s。
19.第二方面，一种光纤色散自动补偿的系统，包括如第一方面中任意一项所述的光纤色散自动补偿的装置。
20.本技术采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：
21.本实用新型技术方案提供一种光纤色散自动补偿的装置，包括：分波器、光时域反射仪、网管卡以及可调色散补偿器；所述分波器输入端与第一通信设备的输出端连接；所述分波器用于将光纤中传输的业务信号和光时域反射仪发出的光信号分离；所述分波器的输出端与可调色散补偿器的光信号输入端连接；
22.分波器的反射端与光时域反射仪的光信号端口连接，所述光时域反射仪用于获取传输光纤的长度；所述光时域反射仪的通信接口与所述网管卡第一通信接口连接，所述网管卡第二通信接口与可调色散补偿器输入端连接；所述可调色散补偿器光信号输出端与第二通信设备的输入端连接。所述可调色散补偿器用于设置光纤色散补偿值，对光信号进行色散补偿，可通过网管卡算出光信号传输的色散补偿值，并结合可调色散补偿器自动补偿光传输色散，无需手动配置光色散补偿值。并可通过网管卡监控实际的色散补偿值。
附图说明
23.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1是本实用新型一个实施例中一种光纤色散自动补偿的装置结构示意图。
25.图2是本实用新型一个实施例中另一种光纤色散自动补偿的装置结构示意图。
具体实施方式
26.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
27.参照图1，为本实用新型一个实施例所提供的一种光纤色散自动补偿的装置，包括：
28.分波器11、光时域反射仪12、网管卡13以及可调色散补偿器 14；
29.需要说明的是，wdm是将一系列载有信息、但波长不同的光信号合成一束，沿着单根光纤传输；在接收端再用某种方法，将各个不同波长的光信号分开的通信技术。分波器11采用的就是这个技术。
30.光时域反射仪12(英文名称：optical time-domainreflectometer，otdr)是通过对测量曲线的分析，了解光纤的均匀性、缺陷、断裂、接头耦合等若干性能的仪器。它根据光的后向散射与菲涅耳反向原理制作，利用光在光纤中传播时产生的后向散射光来获取衰减
的信息，可用于测量光纤衰减、接头损耗、光纤故障点定位以及了解光纤沿长度的损耗分布情况等，是光缆施工、维护及监测中必不可少的工具。
31.光时域反射仪12的光信号发送端和光信号接收端为同一端口，所以本技术中用光信号端口代表光信号发送端和光信号接收端。
32.一些可选实施例中，所述光时域反射仪12的型号为zeye-410s。
33.色散补偿光纤(dcf，dispersion compensating fiber)是具有大的负色散光纤。它是针对现已铺设的g652标准单模光纤而设计的一种新型为了使现已敷设的g652光纤系统采用wdm/edfa技术，g652 标准光纤在1.55μm波长的色散不是零，而是正的(17－20)ps/ (nm
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km)，并且具有正的色散斜率，因此需要在这些光纤中加接具有负色散的色散补偿光纤，进行色散补偿，以保证整条光纤线路的总色散近似为零，从而实现高速度、大容量、长距离的通信。
34.顾名思义，可调色散补偿器14(tunable dispersioncompensating)就是所补偿的色散值是在一定的范围内可以调谐的。
35.所述分波器11输入端与第一通信设备的输出端连接；所述分波器11用于将光纤中传输的业务信号和光时域反射仪12发出的光信号分离；
36.所述分波器11的输出端与可调色散补偿器14的光信号输入端连接；
37.分波器11的反射端与光时域反射仪12的光信号端口连接，所述光时域反射仪12用于获取传输光纤的长度；
38.所述光时域反射仪12的通信接口与所述网管卡13第一通信接口连接，所述网管卡13第二通信接口与可调色散补偿器14输入端连接；
39.所述可调色散补偿器14光信号输出端与第二通信设备的输入端连接。所述可调色散补偿器14用于设置光纤色散补偿值，对光信号进行色散补偿，使得第一通信设备与第二通信设备之间的光纤线路的总色散为零。
40.可以理解为，光信号由第一通信设备传输到第二通信设备，在第二通信设备的信号输入端前加接可调色散补偿器14对光信号进行色散补偿。光时域反射仪12通过接收自己向光纤打入而反射回来的光突波来测量传输光缆的长度。分波器11将不同波长的光信号分离，将光纤中传输的业务信号和光时域反射仪12发出的光信号分离开来。网管卡13作为控制中心和传输中介，通过控制光时域反射仪12获取传输光纤的长度并计算出色散补偿值，然后传输到可调色散补偿器 14，设置好可调色散补偿器14的色散补偿值。
41.需要说明的是，不同频率或不同模式分量的光信号在光纤中的传输速度是不同的，在传输到达一定距离后必然会引起信号失真。光信号由第一通信设备传输到第二通信设备，为了确保第二通信设备能解析出正确的光信号，需要保证第一通信设备与第二通信设备之间的整条光纤线路的总色散近似为零，因此需要在第二通信设备的信号输入端前加接可调色散补偿器14，对光信号进行色散补偿。
42.光时域反射仪12向光纤打入一连串的光脉冲，该光讯号在遇到不同折射率的介质后会折射或者反射回来，通过测量反射回来的光讯号强度计算得出光纤的长度。
43.其工作原理为：在该各传输单元组建完成后，网管卡13先下发命令控制光时域反射仪12进行光纤长度测量，然后读取光纤长度的测量结果，结合光纤色散系数计算出补偿值，再将其光纤色散补偿值下发至可调色散补偿器14；可调色散补偿器14在获取到该色散
补偿值后进行补偿值设置，设置好后读取可调色散补偿器14实际的色散补偿值，返回给网管卡13。
44.其中，色散补偿值的算法原理：
45.色散补偿值＝
±
(光纤长度
×
光纤色散系数)
46.对正色散光纤进行补偿时，色散补偿值取负值；对负色散光纤进行补偿时，色散补偿值取正值。
47.需要说明的是本技术中所述分波器11、光时域反射仪12、网管卡13以及可调色散补偿器14均为现有技术，本技术未对分波器11、光时域反射仪12、网管卡13以及可调色散补偿器14进行改进。
48.本实用新型技术方案提供一种光纤色散自动补偿的装置，包括：第一通信设备、第二通信设备、分波器、光时域反射仪、网管卡以及可调色散补偿器；所述第一通信设备的输出端与所述分波器输入端连接；所述分波器用于将光纤中传输的业务信号和光时域反射仪发出的光信号分离；所述分波器的第一输出端与可调色散补偿器的输入端连接；所述可调色散补偿器的输出端与所述第二通信设备连接；所述分波器的第二输出端与光时域反射仪的输入端连接，所述光时域反射仪用于获取传输光纤的长度；所述光时域反射仪的输出端与所述网管卡连接，所述网管卡用于根据所述光纤的长度计算光纤色散补偿值；所述可调色散补偿器用于设置光纤色散补偿值，对光信号进行色散补偿，使得第一通信设备与第二通信设备之间的光纤线路的总色散近似为零，可通过网管卡算出光信号传输的色散补偿值，并结合控制芯片自动补偿光传输色散，无需手动配置光色散补偿值。并可通过网管卡监控实际的色散补偿值。
49.作为对上述实施例的进一步说明，本实用新型实施例提供了另一种光纤色散自动补偿的装置结构示意图，如图2所示
50.所述可调色散补偿器14包括：控制芯片141和可调色散补偿设置模块142；
51.所述控制芯片141与所述网管卡13连接，用于接收所述网管卡 13下发的光纤色散补偿值；
52.所述控制芯片141与所述可调色散补偿设置模块142连接，用于控制所述可调色散补偿设置模块142设置光纤色散补偿值。
53.可以理解为，网管卡13先下发命令控制光时域反射仪12进行光纤长度测量，然后读取测量结果，并结合光纤色散系数计算出补偿值，再将其计算结果下发至控制芯片141；控制芯片141在获取到该数据后对可调色散补偿设置模块142进行补偿值设置，设置好后读取可调色散补偿设置模块142实际的色散补偿值，返回给网管卡13。
54.一些可选实施例中，所述控制芯片141设置有串口，所述控制芯片通过所述串口与所述可调色散补偿设置模块连接。
55.一些可选实施例中，所述网管卡13设置有can总线接口，所述网管卡13通过can总线接口与控制芯片141相连。
56.一些可选实施例中，所述网管卡设置有spi接口，所述网管卡通过spi与光时域反射仪相连。
57.一些实施例中，网管卡包括mcu模块、以太网交换机芯片以及 can总线芯片。所述网管卡13通过spi接口与光时域反射仪12通信，控制光时域反射仪12获取光纤长度，所述网
管卡13根据光纤长度计算色散补偿值。
58.本实用新型还提供一种光纤色散自动补偿的系统，包括上述的光纤色散自动补偿的装置。
59.本实用新型还提供一种光纤色散自动补偿的系统可通过算法算出光信号传输的色散补偿值，并结合控制芯片自动补偿光传输色散，无需手动配置光色散补偿值。并可通过网管卡监控实际的色散补偿值。
60.可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
61.需要说明的是，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
62.流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本技术的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本技术的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
63.应当理解，本技术的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
64.本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
65.此外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
66.上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
67.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
68.尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。