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    • 专利摘要:

    公开号:WO1989007754A1
    申请号:PCT/DE1988/000682
    申请日:1988-11-02
    公开日:1989-08-24
    发明作者:Hualai Qiu
    申请人:Siemens Aktiengesellschaft；
    IPC主号:G01M11-00
    专利说明:
    [0001] Reflekto eter
    [0002] Die Erfindung bezieht sich auf ein Reflektometer zur Unter¬ suchung des Dämpfungsverlaufes und zur Erkennung von Störstellen in Lichtwellenleitern mit einer von einer Steuereinrichtung gesteuerten Lichtquelle, mit der über einen optischen Verzweiger ein Ende des jeweils zu untersuchenden Lichtwellenleiters optisch verbunden ist, mit einem optischen Empfänger, der über den optischen Verzweiger mit demselben Ende des jeweils zu untersuchenden Lichtwellenleiters optisch verbunden ist, und mit einem dem optischen Empfänger nach geordneten Verstärker.
    [0003] Ein derartiges Reflektometer wird in dem Buch "Optics and Lasers", Matt Young, Springer-Verlag 1984 , 2. Auflage, Seite 223 ff. beschrieben. Bei diesem bekannten Reflektometer wird eine als Lichtquelle dienende Laserdiode durch Steuerimpulse einer Steuereinrichtung angeregt. Das von der Laserdiode emittierte Licht durchläuft zunächst ein kurzes Stück einer Gradientenfaser zur Erzeugung gleichmäßigen und unpolarisierten Lichts. Der Lichtstrahl durchläuft dann einen optischen Verzweiger, bevor er an dem einen Ende des zu untersuchenden Lichtwellenleiters in diesen eingekoppelt wird. Der optische Verzweiger besteht dabei aus einem optischen System von Linsen und einem halbdurch¬ lässigen Spiegel. Über den optischen Verzweiger wird das zurückgestreute und aus dem zu untersuchenden Lichtwellenleiter an dessen dem optischen Verzweiger zugewandten Ende austretende Licht einem optischen Empfänger zugeführt. Das mit dem Empfänger erfaßte Licht wird in ein elektrisches Signal umgesetzt, dessen Gr ein Maß für die Intensität des zurückgestreuten Lichtes ist. Mit Hilfe der Darstellung des elektrischen Signals über der Zeit lassen sich Dämpfungsverlauf und Störstellenorte erfassen.
    [0004] Bei diesem bekannten Reflektometer wird ein optischer Verzweiger verwendet, der polarisierende Wirkung hat. Das von der Lichtquelle über die Gradientenfaser zum Verzweiger gelangende Licht verläßt den optischen Verzweiger als in einer einzigen Ebene polarisiertes Licht. Der beim Einspeisen in den zu untersuchenden Lichtwellenleiter refektierte Anteil erfährt eine Drehung seiner Polarisationsebene und kann daher das Polarisationsfilter des optischen Verzweigers nicht erneut passieren und somit auch nicht auf den optischen Empfänger gelangen. Dies gilt auch für das innerhalb eines bestimmten Anfangsbereichs des zu untersuchenden Lichtwellenleiters zu¬ rückgestreute Licht, da dessen Polarisation wegen seines relativ kurzen Weges im Lichtwellenleiter noch weitgehend erhalten ist. Das übrige innerhalb des zu untersuchenden Lichtwellenleiters zurückgestreute Licht tritt weitgehend unpolarisiert aus dem Lichtwellenleiter aus und wird von dem optischen Verzweiger wegen der erneut erfolgenden Polarisierung mit der halben Lichtintensität auf den optischen Empfänger ge- leitet. Diese Anordnung erlaubt nur die Eliminierung des Ein¬ flusses der Fresnel-Reflexion, die beim Einspeisen des Lichtes in den zu untersuchenden Lichtwellenleiter auftritt. Derartige Reflexionen stellen Störsignale dar, deren Leistungspegel meh¬ rere Ordnungen größer als der der zu messenden Nutzsignale ist.
    [0005] Störsignale, die infolge anderer Gegebenheiten, beispielsweise einer fertigungstechnisch bedingten Stδrstelle oder einer Ver¬ bindungsstelle im Lichtwellenleiter, auftreten und zu einer Übersteuerung des Verstärkers führen können, können mit dieser bekannten Anordnung nicht unwirksam gemacht werden.
    [0006] Erfindungsgemäß ist bei einem Reflektometer der eingangs angegebenen Art vorgesehen, daß mindestens eine Strom- - quelle vorgesehen ist, die mit ihrem Ausgang ebenfalls mit dem Eingang des Verstärkers verbunden ist und an ihre Eingang beim Auftreten von Fresnel-Reflexionen an den Störstellen des zu untersuchenden Lichtwellenleiters mit einem Triggersignal beaufschlagbar ist. Bei dem erfindungsgemäßen Reflektometer wird die mindestens eine Stromquelle beim Auftreten eines Störsignals getriggert und stellt an ihrem Ausgang ein Signal zur Verfügung, das am Eingang des Verstärkers von dem Ausgangssignal des optischen Empfängers subtrahiert wird. Dadurch gelangt nur das Nutzsignal an den Eingang des nachfolgenden Verstärkers, wodurch dieser vor Übersteuerungen geschützt wird.
    [0007] Das erfindungsgemäße Reflektometer hat den Vorteil, daß zur Unterdrückung der durch Fresnel-Reflexionen hervorgerufenen Störsignale kein Verzweiger mit polarisierender Wirkung benötigt wird, sondern eine elektrische Kompensation der Störsignale erfolgt, wobei das zurückgestreute Nutzsignal im Verzweiger nicht geschwächt wird, weil dieser nicht polarisierend wirkt. Außerdem lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Reflektometer auch Bereiche des Lichtwellenleiters untersuchen, die direkt hinter einer Störstelle liegen. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Reflektometers liegt darin, daß durch eine wiederholte Triggerung der Stromquelle mehrere Fresnel-Reflexionen während eines Meßvorgangs kompensiert werden können (Maskierung). Da die Intensität verschiedener zu kompensierender Reflexionen unterschiedlich sein kann, muß die Amplitude des
    [0008] Kompensationsstroms gegebenenfalls entsprechend eingestellt werden.
    [0009] Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Reflek- tometers besteht darin, daß der Triggereingang der Stromquelle über eine Schwellwerteinrichtung mit dem Ausgang des optischen Empfängers verbunden ist. Die Schwellwerteinrichtung stellt sicher*, daß die Stromquelle nur beim Vorhandensein von solchen Ausgangssignalen des optischen Empfängers getriggert wird, deren Leistungspegel weit über dem Leistungspegel der zu erwartenden Nutzsignale liegt.
    [0010] Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Reflektometers sieht vor, daß der Triggereingang der Stromquelle mit der Steuereinrichtung verbunden ist. Bei dieser Ausgestaltung wird unter Berücksichtigung der Lichtlaufzeiten die Stromquelle von der Steuereinrichtung so angesteuert, daß an deren Ausgang zum richtigen Zeitpunkt das Kompensations¬ signal vorliegt. Weiterhin können bei dieser Ausführungsform durch mehrfache Ansteuerung einer einzigen Stromquelle oder durch aufeinanderfolgende Ansteuerung mehrerer Stromquellen durch die Steuereinrichtung mehrere zuvor ermittelte - beispielsweise konstruktiv oder fertigungstechnisch bedingte - im zu untersuchenden Lichtwellenleiter auftretende Fresnel- Reflexionen kompensiert werden.
    [0011] Ein durch seine Einfachheit vorteilhafter Aufbau der Strom¬ quelle des erfindungsgemäßen Reflektometers läßt sich dadurch realisieren, daß die Stromquelle eine Photodiode enthält, die durch eine weitere Lichtquelle steuerbar ist, und daß die weitere Lichtquelle mit dem Triggersignal beaufschlagbar ist.
    [0012] Zur Erzielung derselben Übertragungsfunktion von optischem Empfänger und Stromquelle ist es von Vorteil, daß der optische Empfänger ebenfalls eine Photodiode enthält und daß die Photodioden des optischen Empfängers und der Stromquelle ein elektrisch übereinstimmendes Verhalten aufweisen. Darunter ist hier zu verstehen, daß die Photodiode der Stromquelle infolge der Triggerung ein elektrisches Signal mit demselben Verlauf wie die Photodiode des Empfängers erzeugt.
    [0013] Zur Erläuterung der Erfindung ist in
    [0014] Figur 1 in sche atischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel des.erfindungsgemäßen Reflektometers mit einer Steuerein-- richtung und in Figu _2 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einer Schwellwert¬ einrichtung gezeigt.
    [0015] Nach Figur 1 enthält ein Refektometer eine Steuereinrichtung 1, deren erster Ausgang mittels einer Steuerleitung 2 auf den Eingang einer Lichtquelle 3 führt. Die Lichtquelle 3 ist über einen Lichtwellenleiter 4 mit einem Eingang 5 eines optischen Verzweigers 6 optisch verbunden. Weiterhin ist ein zu untersuchender Lichtwellenleiter 7 mit seinem einen Ende 8 an den optischen Verzweiger 6 angekoppelt. Ein optischer Empfänger 11 ist über einen Lichtwellenleiter 10 mit einem Ausgang 9 des optischen Verzweigers 6 optisch verbunden. Der Ausgang des optischen Empfängers 11 führt über einen Schaltungspunkt 12 auf einen Eingang eines Verstärkers 13. Der Ausgang des Verstärkers
    [0016] 13 ist mit einem Eingang einer Signalverarbeitungs-Einrichtung
    [0017] 14 verbunden. Zwischen einem weiteren Eingang der Signalverar- beitungs-Einrichtung 14 und einem weiteren Ausgang der
    [0018] Steuereinrichtung 1 besteht über die elektrische Leitung 15 eine Verbindung. Ein weiterer Ausgang der Steuereinrichtung 1 ist über eine Signalleitung 17 mit dem Triggereingang einer Stromquelle 16 verbunden, deren Ausgang ebenfalls auf den Schaltungspunkt 12 und damit auf den Eingang des Verstärkers 13 führt.
    [0019] Mit der Steuereinrichtung 1 wird die Lichtquelle 3, die beispielsweise als Laserdiode ausgeführt sein kann, über die Steuerleitung 2 zur Aussendung eines Lichtimpulses angeregt. Dieser Impuls wird über den optischen Verzweiger 6 in den zu untersuchenden Lichtwellenleiter 7 in dessen dem optischen Verzweiger 6 zugewandten Ende 8 eingekoppelt. Das in dem Lichtwellenleiter 7 zurückgestreute Licht gelangt über den optischen Verzweiger 6 zum optischen Empfänger 11. Dies gilt auch für die bei der Einkopplung des Lichtes in den zu untersuchenden Lichtwellenleiter 7 auftretenden Fresnel- Reflexionen und weiteren Fresnel-Reflexionen im zu unter¬ suchenden Lichtwellenleiter. Das auf den optischen Empfänger 11 gelangende Licht wird in diesem in ein seiner Intensität entsprechendes elektrisches Signal umgewandelt. Dieses Signal des optischen Empfängers 11 wird auf den Schaltungspunkt 12 geführt. Die Steuereinrichtung 1 stellt der Signalverarbeitungs- Einrichtung 14 die zur Signaldarstellung notwendigen Zeit- informationen zur Verfügung. Die Steuereinrichtung 1 steuert die Stromquelle 16 derart, daß am Ausgang der Stromquelle 16 ein Signal vorliegt, das in Amplitude und zeitlichem Verlauf dem durch die Fresnel-Re- flexion erzeugten Ausgangssignal des optischen Empfängers 11 entspricht. Im Schaltungspunkt 12 erfolgt eine Differenzbildung zwischen den Ausgangssignalen des optischen Empfängers 11 und denen der Stromquelle 16. Mit dieser Differenzbildung wird das Störsignal kompensiert, das die im Ausgangssignal des optischen Empfängers 11 enthaltenen Nutzsignale überlagert. Somit wird nur das Nutzsignal verstärkt. Bei Kenntnis des zeitlichen Auftretens von Störsignalen ist es somit möglich, über die Steuereinrichtung 1 die Stromquelle 16 derart anzusteuern, daß nach dem zuvor beschriebenen Prinzip mehrere zeitlich versetzt eintreffende Störsignale kompensiert werden können.
    [0020] Das verstärkte Nutzsignal wird der Signalverarbeitungs- Einrichtung 14 zugeführt, die die zur Darstellung notwendigen Informationen über die Signalleitung 15 von der Steuereinrich¬ tung 1 erhält.
    [0021] Die in Figur 1 gezeigte Anordnung stellt dabei nur eine denkbare Ausführungsform dar. Beispielsweise könnten auch mehrere Stromquellen mit verschiedenen Ausgangsamplituden von der Steuereinrichtung 1 zu jeweils verschiedenen Zeit- punkten getriggert werden.
    [0022] Bei der in Figur 2 dargestellten Ausführung eines Reflekto¬ meters ist neben einer elektrischen Verbindung 20 des Ausgangs des optischen Empfängers 11 mit dem Schaltungspunkt 12. eine weitere elektrische Verbindung 21 des Ausgangs des optischen _ Empfängers 11 mit einer Schwellwerteinrichtung 22 vorgesehen. Der Ausgang dieser Schwellwerteinrichtung 22 wird auf den Triggereingang der Stromquelle 16 geführt, deren Ausgang ebenfalls auf den Schaltungspunkt 12 geführt ist. Eine Verbindung nach Figur 1 zwischen der Steuereinrichtung 1 und der Stromquelle 16 ist nicht vorhanden. Im übrigen ist das Reflektometer so aufgebaut, wie im Zusammenhang mit der Figur 1 bereits beschrieben.
    [0023] Bei dem Reflektometer nach Figur 2 wird dem Triggereingang der Stromquelle 16 über eine Schwellwerteinrichtung 22 das Ausgangssignal des optischen Empfängers 11 zugeführt. Die Schwellwerteinrichtung 22 können nur Signale passieren, deren Amplitude einen bestimmten Wert übersteigt. Damit ist sichergestellt, daß die Stromquelle 16 nur getriggert wird, wenn das Ausgangssignal des optischen Empfängers 11 infolge eines Störsignals einen gegenüber dem Nutzsignal wesentlich größeren Wert angenommen hat. Wird die Stromquelle 16 infolge eines die Schwellwerteinrichtung überwindenden Störsignals getriggert, wird ihr Ausgangssignal in gleicher Weise wie in Zusammenhang mit Figur 1 erläutert zur Kompensation mittels Differenzbildung mit dem über die Verbindung 20 direkt auf den Schaltungspunkt 12 geführten Ausgangssignal des optischen Empfängers 11 verwertet. Die weitere Verarbeitung des Nutzsignals erfolgt in der an Hand von Figur 1 beschriebenen Weise.
    权利要求:
    Claims8 Patentansprüche
    1. Reflektometer zur Untersuchung des Dämpfungsverlaufes und zur Erkennung von Störstellen in Lichtwellenleitern mit einer von einer Steuereinrichtung (1) gesteuerten
    Lichtquelle (3), mit der über einen optischen Verzweiger (6) ein Ende (8) des jeweils zu untersuchenden Lichtwellenleiters (7) optisch verbunden ist, mit einem optischen Empfänger (11), der über den optischen Verzweiger (6) mit demselben Ende (8) des jeweils zu untersuchenden Lichtwellenleiters (7) optisch verbunden ist, und mit einem dem optischen Empfänger (11) nachgeordneten Verstärker (13), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß mindestens eine Stromquelle (16) vorgesehen ist, die mit ihrem Ausgang ebenfalls mit dem Eingang des Verstärkers (13) verbunden ist und an ihrem Eingang beim Auftreten von Fresnel-Reflexionen an den Störstellen des zu untersuchenden Lichtwellenleiters (7) mit einem Trigger¬ signal beaufschlagbar ist.
    2. Reflektometer nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Triggereingang der Stromquelle (16) über eine Schwellwert¬ einrichtung (22) mit dem Ausgang des optischen Empfängers (11) verbunden ist.
    3. Reflektometer nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der " Triggereingang der Stromquelle (16) mit der Steuereinrichtung (1) verbunden ist. - - -
    .4. Reflektometer nach einem der vorangehenden Ansprüche, d^a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Stromquelle (16) eine Photodiode enthält, die durch eine weitere Lichtquelle steuerbar ist, und daß die weitere Lichtquelle mit dem Triggersignal beaufschlagbar ist. 5. Reflektometer nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der optische Empfänger (11) ebenfalls eine Photodiode enthält und daß die Photodioden des optischen Empfängers (11) und der Stromquelle (16) ein elektrisch übereinstimmendes Verhalten aufweisen.
    类似技术:
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE3804816A1|1989-09-21|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1989-08-24| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): JP US |
    1989-08-24| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): DE FR GB IT |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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