海缆线路检测技术.docx
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2022-10-30
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海缆线路检测技术
当前典型海底光缆传输系统结构如图 2-2所示，一般传输距离几千公里，每隔100～
120 公里放置一个海底中继器，海底中继器内部使用 EDFA（掺铒光纤放大器）放大单
元，探测光信号的 瑞利反射是无法穿过 EDFA 器件的。海底中继器输出端存在隔离器
对反射光进行隔离， 通过隔离器(ISO)进行单向放大，以解决探测光的背向瑞利反射光
的返回路径的问题。 一般海缆系统中，在中继器内部将背向瑞利反射光耦合到另一根
反向传输链路中， 利用反向传输光纤作为探测光瑞利反射的返回途径。
图 2-2 C-OTDR 反射路径
为了增加 OTDR 的动态范围和接收灵敏度，以及保持良好的分辨率，利用探测光及
其背向瑞利散射的相干检测方式，来实现光缆探测功能，可以有效降低噪声对 OTDR
的影响。
在发送端将激光器发光分成两束，其中一束通过探测光（采用声光调制方式调制而 成）
进入光缆中，另一束用作本振光。探测光脉冲在被测光纤中的背向瑞利散射信 号经耦
合器与本振光混合，二者相干产生中频信号，由平衡探测器接收。平衡探测 器输出带
中频信息的电流信号，该电流信号最后经放大、模数转换后，由数字信号 处理单元解
调出中频信号的功率，从而得到探测曲线。
中继器
鉴于宽频带、低噪音、高输出功率和光电能量转换效率等因素，目前部署
的海底中继器都使用了掺铒光 纤 放 大 器 。 这 些 系 统 被 设 计 成 可 以 在 约
1525nm~1568nm 的波长范围，即 C 波段内提供光增益[2]。中继器的光放大器
设计经过优化后可以满足海底系统独特的可靠性、环境和电力要求。中继器必
须在恶劣的条件下运营 25 年，因为发生故障时的更换操作比较困难。每个跨
洋系统均拥有一个单独优化的放大器设计，它可以使系统容量达到最大，并尽
量减小系统成本。一些最重要的海底系统设计参数包括终端设备的光信噪比要
求、传输区段的光纤类型以及中继器放大器的最大泵浦功率。根据这些参数可
以确定两个中继器之间的区段损耗、光增益以及中继器的最大输出功率特征。
放大器配对，或者称“每对放大器”，可以作为海底中继器的基本构件。海底
光缆中包含多对光纤，其中每对光纤在两个终端位置之间提供具有对称数据容
量的双向连接。中继器通常在海底光缆的每对光纤中包含一对放大器。通常情
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