本发明涉及一种光缆测距领域， 尤其涉及一种利用光缆跟踪仪进行光缆测 距的方法和光缆光缆跟踪仪。 背景技术 为了易于对光缆进行维修及变更等操作， 通常在两电信局之间连接的光缆 会贴有有标识的标签。 即， 通过标签上的标识， 维修人员可获知包括光缆来源 在内的信息。 然而在实际工作中， 技术人员发现， 贴有标识的标签很容易丢失， 而标签一旦丢失， 技术人员就很难确定是哪一个局端接过来的光 纤。 目前， 现有的识别光缆的方法有以下几种：

1.利用物理作用力拉动光缆；

2.通过电磁感应检测；

3.将光纤的中间部分弯曲， 通过测光纤输出的光强来识别；

4.切断光缆。 但量， 方法 1不适合远距离判断光缆； 方法 2要求光缆具备金属延长线， 其 所能使用的范围受到限制； 方法 3将光纤的中间部分弯曲， 通过测光纤输出的光 强来识别， 但光缆状态下光纤不易弯曲； 方法 4容易错判而造成正在通信的光缆 中断。 因此上述方法都存在一定的缺陷和局限性。 申请号为 20061 0111545. 5的发明提供了一种光缆识别装置及光缆识别� � 法， 其通过对光缆进行扰动， 再根据光缆中光线产生的相应干涉来区分不同 的 光缆。 该方法很好地解决了光缆识别的问题， 但是无法判断出光缆上某点至局 端的大致距离， 这给维修人员带来很多的不便性。 发明内容 本发明的第一目的在于提供一种利用光缆跟踪 仪进行光缆测距的方法， 以 解决现有技术中不能利用光缆跟踪仪进行光缆 测距的技术问题。 本发明的第二目的在于提供一种光缆跟踪仪， 以解决现有不能利用光缆 跟踪仪进行光缆测距， 并更方便地判断出光缆事故点的技术问题。 为了解决上述问题， 一种利用光缆跟踪仪进行光缆测距的方法，包 括以下 步骤：

( 1 )提供一种光缆跟踪仪， 所述光缆跟踪仪进一步包括一个光源， 至少 两个光耦合器， 一个相位调制器， 一卷延迟光纤和一个光信号解调模块， 所 述光源、 一光耦合器、 相位调制器、 另一光辆合器依次串联连接， 所述光信 号解调模块与所述光源并联连接， 所述延迟光纤与所述相位调制器并联连接;

( 2 )每次进行光缆测距时，先利用该光缆跟踪仪� �光源提供一束入射光, 再将其光输出与待测光缆中的至少一根光纤连 接， 并在待测光缆的测试点上 进行敲打扰动；

( 3 )入射光通过第一光辆合器将光源的入射光拆� �为两路光线， 分别通 过一个相位调制器和一卷延迟光纤， 再经过相位调制器和延迟光纤的两路入 射光线通过第二光鵜合器合并， 将合并后的光线射入待测光缆， 接收到敲打 扰动后引起光纤中相位改变， 在光缆的另一端将部分输出光线通过光缆反射 回去；

( 4 )将反射光通过第二光輛合拆分为两路光线， 分别通过一个相位调制 器和一卷延迟光纤后， 再将经过相位调制器和延迟光纤的两路反射光 线通过 第一光耦合器合并为一路待测光信号；

( 5 )对待测光信号进行解调， 得到扰动信息 3,和3 ₂ ；

( 6 )根据扰动信息， 计算得出待测光缆的测试点的距离。

较佳地， 步骤（6 ) 中所述的计算公式为：

一、 步骤（5 )给出了一倍频系数 S,和二倍频系数 S ₂

, ₂ = 4£V ₂ (2^)cos(A^)) 二、 对（1 )式和（2) 式进行求导 E Χ φ· φ' if ( 3)

(4) 则

四、求出 ^Δ ^( ， 并对 (0进行傅立叶变换，得到 求出 Δ^(νν)的 零频点 ， 用公式 求出 再用光缆总长减去 ZD即为 所求。

其中， 3,为一倍频系数、 S ₂ 为二倍频系数、 为光的相位差、 ^Δ ^(ν 为 功率谱、 为频率、 ^{= (} ， ² ， ^A 、 表示光经扰动点 Z到 D点再反射回 Z点 经过的时间、 c为光速、 ZZ为 Z点到 点的距离、 和^分别为一阶和二阶

Bessel函数、 与相位调制器的的信号电压幅值有关、 E为电场强度。 较佳地， 步骤（5) 中所述待测光信号解调方法包括： A1: 将待测光信号转为电信号； A2: 对被测电信号进行低噪声高精度放大；

A3: 对低噪声高精度放大后的信号进行增益， 并保证输入光信号在预先 设定范围内变化时， 以使输出电信号保持恒定；

A4: 对增益后的信号进行滤波；

A5: 对滤波后的信号进行锁相放大；

A6: 对锁相放大后的信号进行低通滤波， 滤除高频成分， 得到一倍频系 数3,和二倍频系数 S ₂ ; A7: 将处理后的电信号通过数电转换模块转换为数 字信号。 较佳地， 延迟光纤长度不小于 lkm。

为了解决上述问题， 本发明还提供了一种利用光缆跟踪仪进行光缆 测距 的光缆跟踪仪， 包括一个光源， 两个光耦合器， 一个相位调制器， 一卷延迟 光纤和一个光信号解调模块， 其特征在于， 所述光源、 一光耦合器、 相位调 制器、 另一光耦合器依次串联连接， 末端光耦合器直接与待测光缆相连， 所 述光信号解调模块与所述光源并联连接， 所述延迟光纤与所述相位调制器并 联连接。 较佳地， 所述光信号解调模块包括光检及前置放大模块 、 主放大器及增 益模块、 带通滤波器、 信号提取模块、 数模转换模块和微处理器， 所述部件 依次连接。 较佳地， 光检及前置放大模块由一个光检测器和一个前 置放大器组成。 较佳地， 主放大器及增益模块由一个放大器和一个自动 增益控制模块组 成。

较佳地， 信号提取模块由一个锁相放大器和一个低通滤 波放大器组成。 较佳地， 所述微处理器按照如下公式进行计算：

一、 根据信号提 ^块给出的一倍频系数 和二倍频系数 S ₂

S _x = E ² J^ _m ) ^{t)) ( i)

二、 对（1)式和（2) 式进行求导

S ₂ ,： -4Ε ¹ J 2φ η„ φ' W (4) 则

S ₂ S[-S _x S ₂ ' _r 三、 （5 )式进行积分

四、求出 ^Δ <^)， 并对 ^Δ ^(ο进行傅立叶变换，得到 求出 的 零频点 · 用公式 求出 ZD， 再用光缆总长减去 Z 即为 所求。

其中， 3,为一倍频系数、 S ₂ 为二倍频系数、 ^Δ <^)为光的相位差、 ^Δ ^(^为 功率谱、 为频率、 ^^ ⁰ ， ¹ ， ² ^ 、 ^表示光经扰动点 Ζ到 D点再反射回 Ζ点 经过的时间、 c为光速、 ZD为 Ζ点到 点的距离、 和 J ₂ 分别为一阶和二阶

Bes se l函数、 与相位调制器的的信号电压幅值有关、 E为电场强度。 与现有技术相比， 不但能够通过敲打扰动电缆来识别电缆， 而且可以给 出敲打扰动位置距离局端的距离， 更便于对电缆进行维护和修理。

附图说明 图 1为光缆测距方法流程图； 图 2为可用于测距的光缆跟踪仪的光信号解调模� �示意图； 图 3为光电检测与前置放大电路图； 图 4主放大器及增益模块电路图； 图 5带通滤波器电路图； 图 6锁定放大器电路图。 具体实施方式 以下结合附图， 对本发明做进一步详细的叙述。 本发明还提出一种利用光缆跟踪仪进行光缆测 距的光缆跟踪仪， 包括一 个 ASE光源 1 , 光耦合器 2和光耦合器 5， 一个相位调制器 3， 一卷延迟光纤 4和 一个光信号解调模块 7。

光源 1、 光耦合器 2、 相位调制器 3、 另一光耦合器 5依次串联连接， 光信 号解调模块 7与光源 1并联连接， 延迟光纤 4与相位调制器 3并联连接， 光耦合 器 5直接与待测光缆 6相连。

光信号解调模块包括光检及前置放大模块 71、 主放大器及增益模块 72、 带通滤波器 73、 信号提取模块 74、 数模转换模块 75和微处理器 76， 所述部件 依次连接。 前置放大模块 71由一个光检测器 711和一个前置放大器 712组成。 主放大器及增益模块 72由一个放大器 722和一个自动增益控制模块 721组成。 信号提取模块 74由一个锁相放大器 741和一个低通滤波放大器 742组成。 微处理器按照如下公式进行计算：

一、 根据信号提取模块给出的一倍频系数 和二倍频系数 S ₂

S ₁ = 4^ ₁ (2^)sin(A^( ) ( i )

二、 对（1 ) 式和（2 ) 式进行求导 则 三、 对（5 ) 式进行积分

6

四、求出 ^Δ ί^)， 并对 ^Δ ί^)进行傅立叶变换，得到 (w)， 求出 的 零频点 ， 用公式 求出 ZD , 再用光缆总长减去 ZZ)即为 所求。

其中， 3,为一倍频系数、 S ₂ 为二倍频系数、 为光的相位差、 ^δ ^( 为 功率谱、 为频率、 ^^ ⁰ ， ¹ ， ² ^ 、 表示光经扰动点 Ζ到 D点再反射回 Ζ点 经过的时间、 c为光速、 ZD为 Ζ点到 点的距离、 和 J ₂ 分别为一阶和二阶

Bessel函数、 与相位调制器的的信号电压幅值有关、 E为电场强度。 光电检测 711与前置放大电路 712可直接采用 PIN组件和 APD组件， 组件包 含 PIN光电二极管和 APD雪崩光电二极管及前置放大器， 其输出可直接由主放 大器放大。 也可以用 PIN管加高精度低噪声运放构成互阻放大电路作 为前置放 大电路。 如图 3所示， 在本方案中采用精密低噪声运放 AD8605构成互阻放大电 路作为前置。 如图 4所示， 主放大器及增益模块 72由压控增益放大电路 AD603构成， 两 级级联。 输入信号由 3脚输入， 7脚输出。 AD603的 1脚实施增益控制， 电源电 压为 ± 5V。 如图 5所示， 带通滤波器 73对信号进行初步滤波， 由 ADA4891构成两个压 控电压源型滤波电路， 其中心频率分别为信号一次基波和二次谐波， 分别进 行锁相放大。 光信号为强噪声背景下的弱信号， 需要用锁相放大器 741来提取有用信 号， 如图 6所示， 锁相放大器 741由 MLT04构成， 无需外接元件， ± 5V供电。 锁相放大后应对信号进行低通滤波并通过模数 转换电路转为电信号传入 与光信号解调模块相连的微处理器， 进行数学计算， 最终得出敲打扰动点距 离局端的距离。 如图一所示， 本发明还涉及一种利用光缆跟踪仪进行光缆测 距的方法， 包括以下步骤： (1 )提供一种光缆跟踪仪， 包括一个 ASE光源 1， 光耦合器 2和光耦合器 5, 相位调制器 3, 延迟光纤 4和光信号解调模块 7， 光源 1、 光耦合器 2、 相位调制 器 3、 光耦合器 5依次串联连接， 光信号解调模块 7与光源 1并联连接， 延迟光 纤 4与相位调制器 3并联连接；

(2)每次进行光缆测距时， 先利用该光缆跟踪仪中 ASE光源 1提供一束入 射光， 再将其光输出与待测光缆 6中的至少一根光纤连接， 并在待测光缆的测 试点 Z上进行敲打扰动；

( 3)入射光通过第一光耦合器 2将光源 1的入射光拆分为两路光线， 分别 通过相位调制器 3和延迟光纤 4， 再经过相位调制器 3和延迟光纤 4的两路入射 光线通过第二光耦合器 5合并， 将合并后的光线射入待测光缆 6, 接收到敲打 扰动后引起光纤中相位改变， 在光缆的另一端将部分输出光线通过光缆 6反射 回去；

(4)将反射光通过第二光耦合 5拆分为两路光线， 分别通过相位调制器 3 和延迟光纤 4后， 再将经过相位调制器 3和延迟光纤 4的两路反射光线通过第一 光耦合器 2合并为一路待测光信号， 此时由光源 1发出的光经 A点最终返回 F总 计有四条光路， 分别为 ABCZDZCEF, AECZDZCBF, ABCZDZCBF和 AECZDZCEAF。 其 中只有前两路光程相等， 会在 F点发生干涉， 形成待测光信号；

(5 )对待测光信号进行解调， 得到扰动信息 S,和 S ₂ ;

( 6 )根据扰动信息， 计算得出待测光缆的测试点的距离。

假设相位调制器 3对光的调制相位为 _m sin(iy)， Z点扰动产生的光相位变 化为 φ{、 , 则 ABCZDZCEF光路在 F点的光波可以表示为：

£exp{y'[2^ ₀ i + _Μ sin(iyi) + φ{ί) + φ(ί + Τ _] ) + 而 AECZDZCBF光路在 F点的光波可以表示为：

Eexp{j[2^ _Q t + φ(ί + τ _Ω ) + φ(ί + τ _ΰ +Τ _ι ) + _ηι ύη(ω{ί + Τ ₂ )) + 2π]} 其中 ^表示光经过光纤延迟线 FDL需要的时间， 7 表示光经扰动点 Z到 D 点再反射回 Z点经过的时间， Γ ₂ 表示光分别在光路 ABCZDZCEF和光路

AECZDZCBF中经过 PZT相位调制器的时间差。

所以探测器探测到的干涉光强为：

I = 2E ² +

2E ² cos(^(/ + τ ₀ ) + φ(ί + τ ₀ +Τ _ι )+φ _ηι sm' (co(t + T ₂ )) - φ{ί) -φ{ί+Τ)-φ _ηι s\n{cot) + π) = 2Ε ² -

2Ε ² cos(^(i + τ ₀ ) + φ(ί + τ ₀ +Τ _] ) + φ _η1 sin(fti(i + Γ ₂ )) - φ(ή -φ{ί + Τ)- φ _η sm' ( t)) = 2Ε ² -

= 2Ε ² -

2Ε ² cos(A^( ) + 2 _η sin iy)cos(<y (？ + -)) )

选择合适 L的 tr'j调 - 制频 ¾w率干^ <w， 使得 _S ！in(^iy)近似为 1, 则经过和差化积后， 上式 变为基本式：

Τ

2Ε ² cosA^( cos(2^ _m cos( {t +―)) ) - 2E ² sin φ(ί) sin(2^ _m cos(co(t + 利用 Bessel展开式：

cos( cos a) = J ₀ (x) + 2^ (- \) ^k J _2k (x) cos 2ka sin( cos a) =

可将基本式展开为：

则 的一倍频和二倍频 E ² J _X {2φ _ηι ) sin Αφ(ί) 一 4E ² J ₂ (2φ _ηι ) cos Αφ

然后取 ω的 1倍频和 2倍频系数分别用 3,和3 ₂ 表示

步骤（6) 中所述的计算公式为：

一、 根据信号提 莫块给出的一倍频系数 S,和二倍频系数 S ₂

^ ₁ =4£ ₁ (2^)sin(A^( ) (1) ¾ = 4£ ² J ₂ (2^)cos(A^( ) (2) 二、 对（1) 式和（2) 式进行求导 令

S ₂ S[-SS ₂ ' =\6E J^ _m )J^ _m ^'{t)

(5) 三、 （5) 式进行积分

四、求出 ^Δ ί^)， 并对 ^Δ ί^)进行傅立叶变换，得到 ）， 求出 的 零频点 ， 用公式 求出 Z ， 再用光缆总长减去 Z 即为 所求。

其中， 3,为一倍频系数、 S ₂ 为二倍频系数、 ^Δ ί^)为光的相位差、 功率谱、 为频率、 ^^ ⁰ ， ¹ ， ² ^ 、 ^表示光经扰动点 Z到 D点再反射回 Z点 经过的时间、. c为光速、 ZZ)为 Z点到 点的距离、 J,和 J ₂ 分别为一阶和二阶

Bes sel函数、 与相位调制器的的信号电压幅值有关、 E为电场强度。

步骤（5 ) 中所述待测光信号解调方法包括： A1 : 将待测光信号转为电信号；

A2: 对被测电信号进行低噪声高精度放大；

A3: 对低噪声高精度放大后的信号进行增益， 并保证输入光信号在预先 设定范围内变化时， 以使输出电信号保持恒定；

A4: 对增益后的信号进行滤波；

A5: 对滤波后的信号进行锁相放大；

A6: 对锁相放大后的信号进行低通滤波， 滤除高频成分， 得到一倍频系 数3 ₁ 和二倍频系数 S ₂ ;

A7: 将处理后的电信号通过数电转换模块转换为数 字信号。

为了保证后续计算的正确性， 延迟光纤 4的长度不小于 lkm。 与传统的技术相比， 本发明不但能够通过敲打扰动电缆来识别电缆 ， 而 且可以给出敲打扰动位置距离局端的距离， 更便于对电缆进行维护和修理。 以上公开的仅为本申请的一个具体实施例， 但本申请并非局限于此， 任 何本领域的技术人员能思之的变化， 都应落在本申请的保护范围内。