CN111051843A

CN111051843A - 光纤

Info

Publication number: CN111051843A
Application number: CN201880057762.1A
Authority: CN
Inventors: N·帕金; M·坎贝尔
Original assignee: British Telecommunications PLC
Current assignee: British Telecommunications PLC
Priority date: 2017-07-20
Filing date: 2018-07-18
Publication date: 2020-04-21
Anticipated expiration: 2038-07-18
Also published as: CN111051843B; US11274990B2; WO2019016263A1; EP3655746A1; US20200209106A1

Abstract

一种包括沿着光纤的长度周期性地分布的多个嵌入式光反射器的光纤以及一种对与连接到光纤的光连接器相关联的损耗进行量化的方法，该光纤包括沿着光纤的长度周期性地分布的多个嵌入式光反射器。所述方法包括：通过所述光连接器将光信号***光纤中；测量由所述多个嵌入式光反射器中的至少一个嵌入式光反射器反射的光信号的分量，其中，所述分量是通过所述光连接器接收到的；计算所***的信号与所反射的信号之间的功率电平差；以及基于所计算的功率电平差和嵌入式光反射器的反射率，对与该光连接器相关联的损耗进行量化。

Description

光纤

技术领域

本发明总体上涉及光通信，并且涉及一种用于改善的损耗测量的光纤。

背景技术

光纤到户(FTTP)提供了从交换机或交换中心一直到客户驻地的光纤。在通常在客户驻地处被切割成一定长度的光纤的客户端部处，需要光连接器来端接光纤，以便促进连接到客户驻地设备中。快速连接客户驻地设备的需求导致引入了现场安装(field-fit)连接器，该现场安装连接器涉及将连接器放置在光纤的刚切割好的端部的机械方法。顾名思义，连接器是现场安装的，因此，当与例如在制造工厂中制造的光组件相比时，连接的质量保证是有问题的。现场安装连接器(也称为现场可安装连接器或现场组装连接器)本质上是机械的，并且可能容易出现与将连接器安装到光纤以及光纤本身的整理有关的故障，这可能会对服务产生不利影响。例如，现场安装连接器的质量问题可能会带来过多的损耗，从而导致不具有服务连续性而需要返工，或者随着时间的流逝向客户提供的服务降级，从而导致在连接寿命期间需要进行恢复性工作。与工厂安装的熔接连接不同，缺少用于现场安装连接器的可靠确认***意味着很难检测到所述现场安装连接器的故障。因此，需要一种用于可靠地检查现场安装连接器是否已正确安装到光纤的改进方法。

现场安装连接器的损耗涉及由于现场连接器与第二光纤(例如，通过第二连接器)配合而产生的光纤接头质量引起的损耗。损耗可能由多种因素引起，所述因素包括光纤的切割端部与配对连接器中的光纤端部之间的间隙、连接器内的光纤未对准以及未对光纤的切割端部进行适当清洁和抛光的情况。检测现场安装连接器质量问题的一种方式是测量安装到光纤后通过连接器的光损耗。然而，即一旦在客户驻地处将连接器安装到光纤，就可能难以获得在现场的连接器的光损耗的精确测量。一种方式是对从网络接收的光的光功率进行读取，以便对连接器带来的损耗进行量化。这通过在没有分接光纤(drop fibre)的情况下在分配点处对从网络接收的光的光功率进行第一次读取并且然后在已经安装了引入线光纤和连接器之后在客户驻地处对从网络接收的光的光功率进行第二次读取来进行。根据两个光功率读数的比较，然后可以估计由于安装连接器而带来的损耗(例如，因为引入线光纤中的损耗也将对第二功率读数有所贡献)。然而，这需要在分配点和客户驻地二者处都采取措施，并且可能是耗时的(尤其在分配点远离客户驻地的情况下)。

图1至图3表示了在FTTP中从连接器分配点到客户驻地的光纤安装和测试的当前技术。图1示出了常规的分配点102(例如，位于电线杆、埋设的接线盒或PCP处)，该分配点是接入网络10中具有合适的连接器的、与分接光纤122的客户端部120最靠近的点。来自网络的光118(例如，来自本地交换中心的光-未示出)沿光纤110传递到分配点102。在分配点102，来自网络的光纤110端接在工厂安装连接器112中，该工厂安装连接器适于通过第二工厂安装或现场安装连接器114连接到客户驻地120的分接光纤122。分接光纤122的客户端部120装备有现场安装连接器116。现在将参照图2描述连接器损耗测量。如图2所示，在连接分接光纤122之前，光功率计222经由安装有工厂安装连接器226的跳线(patch cord)224连接到分配点102(即，代替分接光纤122)。光功率计222经由跳线224以及分配点102处的连接器226和112连接到来自网络的光纤110。光功率计222允许测量来自网络的光(例如，来自本地交换中心的光-未示出)。例如，该点处的典型光功率读数可以为-15dBm。

一旦完成功率测量，就可以断开跳线和功率计，并连接分接光纤122(如图1所示)，以向客户驻地提供服务。图3示出了移除了跳线224和光功率计222后的分配点。在跳线224和光功率计222的位置，连接了延伸到客户驻地的分接光纤122。现在，来自网络的光可以传播到光纤在客户驻地处的端部。

如图3所示，功率计310在客户驻地处附接到现场安装连接器116。然后可以测量在现场安装连接器处从网络(例如，从交换机或交换中心)接收到的光功率。该点处的典型光功率读数可以为-17dBm。根据功率电平的差(即，-15-(-17))，可以确定由现场安装连接器116和分接光纤122的组合带来的损耗(在该示例中为2dB)。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种对与连接到光纤的端部的光连接器相关联的损耗进行量化的方法；其中，光纤包括沿着光纤的长度周期性地分布的多个嵌入式光反射器；

其中，所述方法包括：通过光连接器将光信号***光纤中；测量由多个嵌入式光反射器中的至少一个嵌入式光反射器反射的光信号的分量，其中，该分量是通过该光连接器接收的；计算所***的信号与所反射的信号之间的功率电平差；以及基于所计算的功率电平差和嵌入式光反射器的反射率对与该光连接器相关联的损耗进行量化。

以此方式，本发明提供了一种更准确且更方便地计算损耗从而允许现场工程师更有效地快速验证现场安装连接器的正确安装的方法。本发明例如通过不需要在交换机处或在沿光纤的任何中间位置处进行任何动作来减少用于将分接光纤安装到客户驻地的处理步骤。

根据一实施方式，光纤连接交换中心和客户驻地；其中，光连接器所连接到的光纤的端部位于客户驻地处。

根据一实施方式，该方法包括在位于多个嵌入式光反射器中的至少一个嵌入式光反射器与多个嵌入式光反射器中的第二嵌入式光反射器之间的点处将光纤切割成一定长度，并将连接器安装到光纤的端部。

根据一实施方式，多个嵌入式光反射器被配置为反射相同波长的光。

根据一实施方式，多个嵌入式光反射器中的至少一个嵌入式光反射器包括沿着光纤最靠近光连接器的光反射器。

根据一实施方式，各个嵌入式光反射器包括光纤布拉格光栅。

根据一实施方式，该方法包括将测试设备附接到光连接器；其中，测试设备包括：光信号源；接口，所述接口被配置为通过光连接器将光信号***光纤中并被配置为通过光连接器接收来自光纤的光信号的分量；以及检测器，所述检测器用于检测接收到的光信号的分量的功率。

根据一实施方式，该方法包括:

代替光连接器，将校准组件附接到测试设备，该校准组件的反射率类似于沿着光纤最靠近该光连接器的至少一个嵌入式光反射器的反射率；

执行校准测量；其中，该校准测量包括操作测试设备以：

将光信号***该校准组件；

测量由该校准组件反射的光信号的分量；

计算所***的信号与所反射的信号之间的功率电平差；以及

基于计算出的功率电平差和校准组件的反射率，对在连接到该校准组件时与测试设备相关联的损耗进行量化。

根据本发明的第二方面，提供了一种光纤，该光纤包括沿着光纤的长度周期性地分布的多个嵌入式光反射器。以此方式，本发明提供了一种光纤，该光纤使得能够实现简化且更有效的测量损耗的方法，从而允许现场工程师更有效地快速验证现场安装连接器的正确安装。该光纤例如通过不需要在交换机处或在沿光纤的任何中间位置处进行任何动作来减少用于将分接光纤安装到客户驻地的处理步骤。

根据一实施方式，嵌入式光反射器是光纤布拉格光栅。根据一实施方式，多个嵌入式光反射器被配置为反射相同波长的光。根据一实施方式，多个嵌入式光反射器中的各个嵌入式光反射器沿着光纤的位置在外部被标记。

光连接器和/或光纤可以用于光通信领域。

光纤可以包含10个或更多个反射器，可以包含20个或更多个的反射器，并且优选地包含30个或更多个的反射器。沿着光纤的长度的超过一半，可以存在反射器。大致沿光纤的整个长度，可以存在反射器。反射器的间隔可以超过5m。反射器的间隔可以在大于或等于10米且小于或等于20米之间。反射器的间隔可以优选地大于或等于14米且小于或等于16米。

根据本发明的第三方面，提供了一种用于向客户提供通信服务的分接线缆；其中，分接线缆包括光纤。根据一个实施方式，线缆连接交换中心和客户驻地。

附图说明

为了可以更好地理解本发明，将参照附图仅以示例方式描述其实施方式，其中：

图1至图3示意性地示出了根据现有技术的现场安装连接器测试；

图4至图8示意性地示出了根据本发明的实施方式的现场安装连接器测试。

具体实施方式

如图4所示，根据实施方式，分配点102通过分接光纤422连接到客户驻地120，其中，沿着分接光纤422以规则的间隔嵌入多个分布式布拉格反射器(即，光纤布拉格光栅(FBG))424，使得当将光纤切割成一定长度时，光栅424将位于切割端部420的指定最大距离内。为了便于在相邻FBG之间的合适位置处(例如，在FBG的优选距离内)切割光纤，同时避免切割到FBG中的一个FBG，在外部对多个FBG中的各个FBG沿光纤的位置进行标记(例如，在光纤的外部或在包含光纤的线缆的外部)。这提供了一种即使在现场将分接光纤切割成一定长度且预先不知道分接光纤的最终长度的情况下也能确保合适的光反射器位于分接光纤的客户端部420的预定距离内的有效方法。从分接光纤的客户端部420到最靠近分接光纤的客户端部420的FBG 424的最大距离将受到间距的限制。根据另选实施方式，FBG可以沿着分接光纤周期性地(即，以一定间隔)定位。间隔(例如，取决于制造的容易性)可以是规则的或不规则的，并且在间隔是不规则的情况下，该间隔是使相邻FBG之间的最大距离落入预定值内的间隔。这提供了一种即使在现场将分接光纤切割成一定长度且预先不知道分接光纤的最终长度的情况下也能确保FBG将位于分接光纤的客户端部的预定距离内的有效方法。可以选择合适的间距，以使该距离将大大小于分接光纤从客户端部到分配点的总长度。FBG之间的间距的选择将是成本与精度之间的平衡。由于光纤本身的损耗，所以间距越小，精度就越高。根据一实施方式，使用沿着光纤的15m的FBG间隔，因为这将使往返损耗保持在约0.01dB或更小，因此对测量精度的影响可忽略不计。

通过使用嵌入式光栅将沿着光纤从切割端到最接近的FBG的距离保持在极限范围内，可以提高损耗测量的精度，同时如稍后将描述的，使用嵌入式光反射器减少了检查现场安装连接器所需的步骤数。

FBG 424是无源部件，其可以通过在多个周期性频带(图中由垂直的黑条示意性地表示)中改变光纤的折射率来制造。这些频带的间距和宽度允许对FBG进行“调谐”以反射特定波长的光(“FBG波长”)并反射该波长的一定比例的功率。光栅的宽度确定了以中心“布拉格波长”为中心的反射器的带宽(也称为半峰全宽(FWHM：full-width-half-maximum))。尽管根据在特定网络中应用的情况其他值可能是优选的，但是已经发现0.6nm的带宽是可接受的。这是一个折中，因为光栅带宽越窄，测试信号光源就会被越精确地控制，从而导致更高的成本，同时规范越宽松就导致消耗的频谱越多。尽管根据在特定网络中应用的情况可能期望更高的精度，但是已经发现±10nm的测试信号波长的变化是可接受的。

也就是说，FBG 424将特定波长的光功率(或光功率的一部分)发送回源，而不是允许前向传输。FBG 424可以被设计成反射特定的波长(例如，不干扰数据传输的波长)。在传统的光纤制造中，在从预制件(preform)中拉出光纤时，FBG可以被非常有效地刻入光纤中。根据一实施方式，多个FBG被配置为反射相同波长的光。需要避免在光纤的正常操作中使用的任何波长。根据一实施方式，优选波长将对应于1625nm-1650nm的ITU保留的监视频带。尽管根据应用于特定网络的情况在特定网络上可以使用其他波长，但是如果工程师使用1625nm从客户驻地测试网络，则1650nm将是优选波长。

在制造过程期间设置FBG 424的反射率，并且可以检查该FBG 424的反射率以确保光栅符合所需的反射率。光纤110在分配点102处(例如，使用可靠的熔接技术)通过直接端接到分接线缆422上或(如图所示)通过工厂安装连接器414(即，通过其安装是在制造工厂处在最佳条件下进行的并且已经由例如制造商在制造工厂或合适的测试工厂处进行了检查的连接器)连接。

图5示出了常规的现场安装连接器116，该连接器116被安装到分接光纤422在客户驻地120处的端部。现场安装连接器的确切附接方法将由制造商指定，但在***并固定到连接器116之前通常将涉及除去外部涂层并切割成一定长度。

图6示出了测试设备600，该测试设备600被设计用于连接到分接光纤422上的现场安装连接器116以测量通过将现场安装连接器116安装到分接光纤422而带来的损耗。测试设备600包括光源610(Tx)和光接收器(例如，光电二极管)612(Rx)，所述光源610和光接收器612被连接以分别通过工厂安装连接器620发送和接收光，该工厂安装连接器620在使用中与分接光纤的现场安装连接器116配对。测试设备600还包括功率分配器或双工器622。双工器622是波分复用器，该波分复用器可以将特定波长的光分离或组合到单根光纤上。双工器622被配置为经由双工器622和工厂安装连接器620将来自源610的发射光630引导到分接光纤中，并将经由工厂安装连接器620和双工器622从分接光纤接收到的反射光632引导到接收器612。工厂安装连接器620呈现了到现场安装连接器116的接口650，该接口用于交换光信号630和632。来自源的发射光的功率电平可以被测量或控制。例如，光源可以被校准为以预定的功率电平发射。这可以包括内部反馈控制(未显示)，例如，通过使用背面二极管来监视光功率输出。从光纤接收到的反射光连接到用于测量的光功率计(未显示)。合适的光功率计包括来自美国Duncan，SC 29334的AFL的OPM1光功率计。该实施方式可以用的源610和接收器612二者来实现，源610和接收器612被配置为利用FBG波长附近的窄带中的光工作。即，在源610被配置为以FBG波长发射并且在FBG波长处测量源功率电平和接收器功率电平的情况。

测试设备600可由标准光学组件(诸如，可以用于制造双向光收发器)构成。根据一实施方式，这些组件可以由双工器、接收器光学子组件(ROSA)和发射器光学子组件(TOSA)组成。ROSA可以包括雪崩或PIN光电二极管光电探测器、跨阻放大器和限幅放大器。TOSA可以包括具有背面监视器和驱动器电路的激光二极管。整个过程可以由可编程微控制器或等效电子逻辑电路640控制，该可编程微控制器或等效电子逻辑电路640被配置为检测由源610发送的光630的功率电平与在接收器612处接收到的光632的功率电平之间的差。合适的显示器642可以用于将结果提供给现场工程师。

图7示出了来自图6的、在客户驻地处连接到现场安装连接器116的测试设备600。如图7所示，来自源610的测试光信号630通过测试设备600的接口650并连接到现场安装连接器116的用户侧，该测试光信号630从用户侧沿着分接光纤422传播到最靠近光纤422的现场安装连接器116端的FBG 424(“最靠近的FBG”)。最靠近的FBG 424将测试光信号630(或至少大部分测试光信号)反射632回光纤422的现场安装连接器116端。在最靠近的FBG处反射的光通过光纤422返回，并通过现场安装连接器116和测试设备600的接口650到达图6所示的接收器测量设备612。应当注意，与常规方法不同，不需要从交换机照亮分接光纤。

测试光信号中的一小部分(对于FBG来说通常不超过5％)将通过最靠近的FBG，并将到达下一个最靠近的(或“第二”)FBG。在第二FBG处反射的测试光信号的子分量将返回到最靠近的FBG，并且将经历很大程度的反射(对于FBG来说至少为95％)，其中只有测试光信号的很小的子分量(即，不超过0.25％)再次通过最靠近的FBG并到达测试设备。来自任何第三或后续FBG的测试光信号的反射子分量将相应地较小。尽管所提及的所有来自最靠近的FBG的反射功率电平均应理解为包括来自任何第二、第三或后续FBG的反射子分量，但是这种反射子分量对功率读数的影响将非常小，以至于不会实质地影响结果。

测试设备600的使用允许测量通过现场安装连接器116引入到分接光纤422中的光的功率电平以及通过现场安装连接器116从分接光纤FBG 424反射回的光的功率电平。FBG的反射率也是已知的，因此我们可以计算由现场安装连接器引入的损耗，如下所示：

例如，在源发射光的功率电平(tx_pwr)为-4dBm、光栅的反射率为-3dB以及接收光的功率电平(Rx_pwr)为-8dBm的情况下，则损耗由下式给出：

该实施方式可以利用如图8所示的涉及校准插头(calibration plug)的附加操作来实现。图8示出了包括光反射器(例如，光栅)的校准插头80，该光反射器在FBG波长处具有与***光纤中的FBG相同的反射率。考虑到由工厂安装连接器620引入的损耗，校准插头80的使用允许在测试设备600的接口650处精确地测量发射功率。可以将校准插头代替现场安装连接器***测试设备接口650中，然后由测试设备以正常方式测量来自通过校准插头反射回测试设备的发射光的功率。该测量提供了可以将在现场安装连接器上进行的测量与该测量进行比较的参考。假设已知校准插头光反射器的反射率，可以精确地计算出由测试设备600在测试设备接口650处提供给现场安装连接器116的发射光的功率电平，并且从与现场安装连接器相关联的损耗的计算中消除了测试设备中固有的损耗。尽管在测试现场安装连接器中特别有益，但是这些实施方式在测试其他类型的光纤连接器的性能中也具有应用。本发明涉及一种光纤，所述光纤包括沿着该光纤的长度周期性地分布的多个嵌入式光反射器。本发明还涉及一种对与连接到光纤的光连接器相关的损耗进行量化的方法，该光纤包括沿着光纤的长度周期性分布的多个嵌入式光反射器。所述方法包括：通过光连接器将光信号***光纤中；测量由多个嵌入式光反射器中的至少一个嵌入式光反射器反射的光信号的分量，其中，所述分量是通过该光连接器接收到的；计算所***的信号与所反射的信号之间的功率电平差；以及基于所计算的功率电平差和嵌入式光反射器的反射率，对与该光连接器相关联的损耗进行量化。

本领域技术人员应当理解，尽管已经相对于上述示例实施方式描述了本发明，但是本发明不限于此并且存在落入本发明的范围内的许多可能的变化和修改。

Claims

1.一种对与连接到光纤的端部的光连接器相关联的损耗进行量化的方法，

其中，所述光纤包括沿着所述光纤的长度周期性地分布的多个嵌入式光反射器；

其中，所述方法包括：

通过所述光连接器将光信号***所述光纤中；

测量由所述多个嵌入式光反射器中的至少一个嵌入式光反射器反射的光信号的分量，其中，所述分量是通过所述光连接器接收到的；

计算所***的信号与所反射的信号之间的功率电平差；以及

基于所计算的功率电平差和所述嵌入式光反射器的反射率，对与所述光连接器相关联的所述损耗进行量化。

2.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述光纤连接交换中心和客户驻地；其中，所述光纤的与所述光连接器连接的所述端部位于所述客户驻地处。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法包括：在位于所述多个嵌入式光反射器中的至少一个嵌入式光反射器与所述多个嵌入式光反射器中的第二嵌入式光反射器之间的点处将所述光纤切割成一定长度，并将所述连接器安装到所述光纤的所述端部。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述多个嵌入式光反射器被配置为反射相同波长的光。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述多个嵌入式光反射器中的至少一个嵌入式光反射器包括沿着所述光纤最靠近所述光连接器的光反射器。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，各个嵌入式光反射器包括光纤布拉格光栅。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法包括将测试设备附接到所述光连接器；其中，所述测试设备包括：所述光信号的源；接口，所述接口被配置为通过所述光连接器将所述光信号***所述光纤中，并且被配置为通过所述光连接器接收来自所述光纤的所述光信号的分量；以及检测器，所述检测器用于检测所述光信号的接收到的分量的功率。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述方法包括：

代替所述光连接器，将校准组件附接到所述测试设备，所述校准组件的反射率类似于沿着所述光纤最靠近所述光连接器的至少一个嵌入式光反射器的反射率；

执行校准测量；其中，所述校准测量包括操作所述测试设备以：

将光信号***所述校准组件中；

测量由所述校准组件反射的所述光信号的分量；

计算所***的信号与所反射的信号之间的功率电平差；以及

基于所计算的功率电平差和所述校准组件的反射率，对在连接到所述校准组件时与所述测试设备相关联的损耗进行量化。

9.一种光纤，所述光纤包括沿着所述光纤的长度周期性地分布的多个嵌入式光反射器。

10.根据权利要求9所述的光纤，其中，所述嵌入式光反射器是光纤布拉格光栅。

11.根据权利要求9和10中任一项所述的光纤，其中，所述多个嵌入式光反射器被配置为反射相同波长的光。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的光纤，其中，在外部对所述多个嵌入式光反射器中的各个嵌入式光反射器沿着所述光纤的位置进行标记。

13.一种用于向客户提供通信服务的分接线缆，其中，所述分接线缆包括根据权利要求9至12中任一项所述的光纤。

14.根据权利要求13所述的分接线缆，所述分接线缆连接交换中心和客户驻地。