[实用新型]一种传输光纤延时的测量系统

说明书

本实用新型为一种传输光纤延时的测量系统，系统包括置于传输光纤两端的主、副机。主机控制数据处理单元发出的脉冲信号送到时延测量单元其计时器启动计时，同时送到光传输单元的脉冲信号复接转换为光信号经传输光纤传送到副机；副机的光中继单元接收主机的光信号经光电转换解复接得脉冲信号送入控制单元中继传输，返回的脉冲信号再次复接转换为光信号，经传输光纤返回主机；返回的光信号光电转换解复接，得到返回的脉冲信号，控制数据处理单元将其送入时延测量单元，计时器停止计时，并计算初始时延数据，传送到控制数据处理单元经计算得最终的传输光纤时延数据。本实用新型系统的测量精度优于±500ps，数据数字化便于分析和处理。

技术领域

本实用新型涉及光纤传输技术领域，具体为一种传输光纤延时的测量系统，以实现对科研、试验和生产中传输光纤延时的精确测量。

背景技术

光纤通信因其突出的优点，在现代通信系统中得到广泛的应用，随着技术进步，现有的光纤通信已经不能满足对信息传输高质量的要求，某些领域已提出需要补偿光纤传输的延时量，因此目前高精度的传输光纤延时测量技术越来越受到人们的重视。光纤传输延时能达到什么量级呢？以中心波长为1550nm的光纤通信为例，其在光纤中的折射率为1.4682。由下式(1)可计算光纤传输的延时t。

t＝(L×n)/c (1)

式(1)中L为光纤的长度，n为光纤的折射率，c为光在真空中的传输速度3×10⁸m/s，依此推算每米光纤中传输的延时近似为4.89ns,100km的光纤传输延时近似为0.489ms。

目前国内外光纤延时测量的方法主要有以下三种方法：频域法、光学干涉法和光时域后向反射法。

频域法测量所用的仪器是矢量网络分析仪，矢量网络分析仪测量精度高，达到ps量级。但进行光纤延时测量时，需要外部级联光电转换设备，因而引入测量误差。当光纤长度为80km，级联的光电转换设备传输时延一致性低于±4ns，导致整个测试系统的测量精度劣于±4ns。另外由于矢量网络分析仪的输入输出端都在本地，此种测量方法不能应用于远程光纤的测量。

光学干涉法的测试系统是根据迈克尔逊干涉仪原理搭建而成，光学干涉法测量精度高，但平台搭建困难，测量精度与光源质量相关，使用复杂，当光纤长度较长时此法测量困难，故此光学干涉法不适合于工程上的应用。

光时域后向反射法通过发射光脉冲到光纤内,在端口接收返回的信息来测量延时，此种方法所用的仪器为光时域反射仪(OTDR)。此种测量方法可以对远程光缆进行测量，但是测量精度低。采用日本安立MT9090A的光时域反射仪，以80km的光纤计算，距离测量精度劣于±3.4米，换算成时间单位，延时测量精度劣于±16.626ns。

总之，目前需要一种精确测量传输光纤延时的设备。

实用新型内容

本实用新型的目的是设计一种传输光纤延时的测量系统，系统包括分别放置于传输光纤两端的主机和副机，主机包括控制数据处理单元、时延测量单元和光传输单元，控制数据处理单元发出的脉冲信号同时送到时延测量单元和光传输单元，时延测量单元的计时器启动计时，光传输单元则将脉冲信号复接转换为光信号经传输光纤传送到副机，副机包括控制单元和光中继单元，光中继单元接收主机发来的光信号后光电转换、解复接得脉冲信号送入控制单元，再中继传输，返回的脉冲信号，再次复接，电光转换为光信号，经传输光纤，返回主机；返回的光信号经光传输单元的接收通道光电转换、解复接，得到返回的脉冲信号，控制数据处理单元将其送入时延测量单元，其计时器停止计时，并计算初始时延数据，传送到控制数据处理单元再计算得到最终的传输光纤时延数据。

本实用新型设计的一种传输光纤延时的测量系统，包括分别放置于传输光纤两端的主机和副机。