一种分布式模式串扰测量方法和装置与流程

1.本发明涉及传输与ip技术领域，特别是指一种分布式模式串扰测量方法和装置。


背景技术：

2.随着网络用户的持续增加、网络数据新型业务的不断涌现，对于网络容量的需求不断增长。当前基于普通单模光纤的光通信系统已经无法应对蓬勃的网络容量需求，少模光纤(few-mode fiber，fmf)中的模式作为一种新型的光的复用维度受到了世界范围内的广泛关注。
3.对于模分复用(mode division multiplexing，mdm)光传输系统，少模光纤中各个模式通道间的串扰水平极大地影响了其性能。因此如何精确测量少模光纤中的分布式模式串扰已成当务之急。现有分布式模式串扰测量方法主要为基于背向瑞利散射的光时域反射仪(optical time domain reflectometry，otdr)法、基于背向布里渊散射的otdr法和基于光频域反射仪(optical frequency domain reflectometry，ofdr)的测量方法，但上述方法均无法准确测定少模光纤中的分布式模式串扰。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种分布式模式串扰测量方法和装置，以解决现有技术无法准确测定少模光纤中的分布式模式串扰的问题。
5.为达到上述目的，本发明的实施例提供一种分布式模式串扰测量装置，包括：
6.光信号发生单元，所述光信号发生单元用于提供线性调频光信号；
7.第一光功率分路器，所述第一光功率分路器与所述光信号发生单元连接，用于将所述线性调频光信号分成主臂光信号和参考臂光信号；
8.第一模式转换单元，分别与所述第一光功率分路器和被测少模光纤连接，用于将所述主臂光信号的模式由单模光纤中的基模转换为所述被测少模光纤的第一模式后，将所述主臂光信号传输至所述被测少模光纤；
9.第二模式转换单元，与所述被测少模光纤连接，用于将所述被测少模光纤传输的主臂光信号的模式转换为单模光纤中的基模；
10.单模光纤参考臂，与所述第一光功率分路器连接，用于传输所述参考臂光信号；
11.第二光功率分路器，分别与所述第二模式转换单元和所述单模光纤参考臂连接，用于对第二模式转换单元传输的主臂光信号和所述单模光纤参考臂传输的参考臂光信号进行混合，并输出混合后的光信号；
12.采集单元，所述采集单元与所述第二光功率分路器连接，用于获取所述混合后的光信号转换成的电信号；
13.检测单元，与所述采集单元连接，用于根据所述电信号，获取所述被测少模光纤中的分布式模式串扰信息。
14.可选地，所述光信号发生单元包括：
15.光源单元，所述光源单元用于提供线偏振光；
16.线性调频波产生单元，所述线性调频波产生单元用于发生线性调频电信号；
17.iq调制器，所述iq调制器分别与所述光源单元和所述线性调频波产生单元连接，用于将所述线性调频电信号调制到所述光源单元提供的线偏振光上，得到线性调频光信号；
18.光放大器，所述光放大器与所述iq调制器和所述第一光功率分路器连接，用于对所述线性调频光信号进行放大，并输出放大后的线性调频光信号传输至所述第一光功率分路器。
19.可选地，所述采集单元，包括：
20.平衡光探测器，所述平衡光探测器与所述第二光功率分路器连接，用于探测混合后的光信号，将混合后的光信号转换为电信号，并将所述电信号传至所述时域电信号采集单元；
21.时域电信号采集单元，所述时域电信号采集单元与所述平衡光探测器连接，用于采集所述电信号。
22.可选地，所述检测单元用于通过以下公式获取所述被测少模光纤中的分布式模式串扰；
[0023][0024]
其中，δβ
ab,1
为第一模式和第二模式之间的模式间差分群时延，所述第一模式和所述第二模式均为所述被测少模光纤支持的模式；κ为混合后的光信号转换为电信号的光电转换率；ηb为所述第二模式转换单元对所述第二模式的插损；p0为从所述被测少模光纤出射的光功率；t为所述电信号的时间长度；t0为第一模式与单模光纤参考臂中信号的相对时延；《ρb(z)》为所述第二模式转换单元的偏振衰落的平稳遍历随机过程的均值；《γb(z)》为所述第二模式转换单元的模场朝向衰落的平稳遍历随机过程的均值；f(t)表示所述电信号，ν为所述线性调频波产生单元的扫频速度；ha→b表示所述第一模式对所述第二模式的分布式模式串扰系数。
[0025]
可选地，所述第二光功率分路器为50:50光功率分路器。
[0026]
本发明实施例还提供了一种分布式模式串扰测量方法，应用于如上所述的分布式模式串扰测量装置，包括：
[0027]
将线性调频光信号分成主臂光信号和参考臂光信号；
[0028]
将第一主臂光信号传输至所述被测少模光纤，并将所述被测少模光纤输出的第二主臂光信号的模式转换为单模光纤中的基模，得到第三主臂光信号，其中，所述第一主臂光信号是将所述主臂光信号的模式由单模光纤中的基模转换为所述被测少模光纤的第一模式后得到的光信号；
[0029]
对所述第三主臂光信号和所述参考臂光信号进行混合，得到混合后的光信号，并将混合后的光信号转换为电信号；
[0030]
根据所述电信号，获取所述被测少模光纤中的分布式模式串扰信息。
[0031]
可选地，所述根据所述电信号，获取所述被测少模光纤中的分布式模式串扰信息，
包括：
[0032]
通过以下公式获取所述被测少模光纤中的分布式模式串扰；
[0033][0034]
其中，δβ
ab,1
为第一模式和第二模式之间的模式间差分群时延，所述第一模式和所述第二模式均为所述被测少模光纤支持的模式；κ为混合后的光信号转换为电信号的光电转换率；ηb为所述第二模式转换单元对所述第二模式的插损；p0为从所述被测少模光纤出射的光功率；t为所述电信号的时间长度；t0为第一模式与单模光纤参考臂中信号的相对时延；《ρb(z)》为所述第二模式转换单元的偏振衰落的平稳遍历随机过程的均值；《γb(z)》为所述第二模式转换单元的模场朝向衰落的平稳遍历随机过程的均值；f(t)表示所述电信号，ν为所述线性调频波产生单元的扫频速度；ha→b表示所述第一模式对所述第二模式的分布式模式串扰系数。
[0035]
本发明实施例还提供了一种分布式模式串扰测量装置，应用于如上所述的分布式模式串扰测量装置，包括：收发机和处理器：
[0036]
所述处理器用于将线性调频光信号分成主臂光信号和参考臂光信号；将第一主臂光信号传输至所述被测少模光纤，并将所述被测少模光纤输出的第二主臂光信号的模式转换为单模光纤中的基模，得到第三主臂光信号，其中，所述第一主臂光信号是将所述主臂光信号的模式由单模光纤中的基模转换为所述被测少模光纤的第一模式后得到的光信号；对所述第三主臂光信号和所述参考臂光信号进行混合，得到混合后的光信号；将混合后的光信号转换为电信号，并根据所述电信号，获取所述被测少模光纤中的分布式模式串扰信息。
[0037]
可选地，所述处理器用于通过以下公式获取所述被测少模光纤中的分布式模式串扰；
[0038][0039]
其中，δβ
ab,1
为第一模式和第二模式之间的模式间差分群时延，所述第一模式和所述第二模式均为所述被测少模光纤支持的模式；κ为混合后的光信号转换为电信号的光电转换率；ηb为所述第二模式转换单元对所述第二模式的插损；p0为从所述被测少模光纤出射的光功率；t为所述电信号的时间长度；t0为第一模式与单模光纤参考臂中信号的相对时延；《ρb(z)》为所述第二模式转换单元的偏振衰落的平稳遍历随机过程的均值；《γb(z)》为所述第二模式转换单元的模场朝向衰落的平稳遍历随机过程的均值；f(t)表示所述电信号，ν为所述线性调频波产生单元的扫频速度；ha→b表示所述第一模式对所述第二模式的分布式模式串扰系数。
[0040]
本发明实施例还提供了一种分布式模式串扰测量装置，包括：收发器、处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令；所述处理器执行所述程序或指令时实现如上所述的分布式模式串扰测量装置方法中的步骤。
[0041]
为达到上述目的，本发明的实施例提供一种可读存储介质，其上存储有程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如上所述的分布式模式串扰测量方法中的步骤。
[0042]
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
[0043]
本发明实施例的分布式模式串扰测量装置，第一光功率分路器将所述线性调频光信号分成主臂光信号和参考臂光信号；第一模式转换单元将主臂光信号的模式由单模光纤中的基模转换为所述被测少模光纤的第一模式后，将所述主臂光信号传输至所述被测少模光纤；第二模式转换单元将所述被测少模光纤传输的主臂光信号的模式转换为单模光纤中的基模；第二光功率分路器对第二模式转换单元传输的主臂光信号和所述单模光纤参考臂传输的参考臂光信号进行混合，并输出混合后的光信号；采集单元获取所述混合后的光信号的电信号；检测单元获取所述被测少模光纤中的分布式模式串扰信息。通过该测量装置能够简单、准确地对少模光纤中的分布式模式串扰进行测量。
附图说明
[0044]
图1为本发明实施例的分布式模式串扰测量装置的结构示意图之一；
[0045]
图2为采集到的五个模式分别两两组合得到的20路电信号经过快速傅里叶变换后得到的时延-相对强度图；
[0046]
图3为本发明实施例的分布式模式串扰测量方法的流程示意图；
[0047]
图4为本发明实施例的分布式模式串扰测量装置的结构示意图之二；
[0048]
图5为本发明实施例的分布式模式串扰测量装置的结构示意图之三。
具体实施方式
[0049]
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
[0050]
应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
[0051]
在本发明的各种实施例中，应理解，下述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
[0052]
另外，本文中术语“系统”和“网络”在本文中常可互换使用。
[0053]
在本技术所提供的实施例中，应理解，“与a相应的b”表示b与a相关联，根据a可以确定b。但还应理解，根据a确定b并不意味着仅仅根据a确定b，还可以根据a和/或其它信息确定b。
[0054]
如图1所示，本发明实施例的一种分布式模式串扰测量装置，包括：
[0055]
光信号发生单元101，所述光信号发生单元用于提供线性调频光信号。
[0056]
第一光功率分路器102，所述第一光功率分路器102与所述光信号发生单元101连接，用于将所述线性调频光信号分成主臂光信号和参考臂光信号。
[0057]
其中，上述第一光功率分路器为50:50光功率分路器，即上述主臂光信号和参考臂光信号的功率相同。优选地，所述第一光功率分路器为熔融拉锥法制作的光纤型耦合器、侧边抛磨法制作的光纤型耦合器、3d激光直写法制作的基于硅酸盐玻璃基片的耦合器、平面光波导型耦合器或基于空间光调制器的功率分路器。
[0058]
第一模式转换单元103，分别与所述第一光功率分路器102和被测少模光纤104连接，用于将所述主臂光信号的模式由单模光纤中的基模转换为所述被测少模光纤的第一模式后，将所述主臂光信号传输至所述被测少模光纤。
[0059]
其中，少模光纤是指支持多个导波模式的光纤。其长度l1在5km至100km之间。
[0060]
第二模式转换单元105，与所述被测少模光纤连接，用于将所述被测少模光纤传输的主臂光信号的模式转换为单模光纤中的基模。
[0061]
本发明实施例中，上述第一模式转换单元和第二模式转换单元可为熔融拉锥法制作的光纤型模式选择耦合器、侧边抛磨法制作的光纤型模式选择耦合器、3d激光直写法制作的基于硅酸盐玻璃基片的模式选择耦合器、平面光波导型模式选择耦合器、长周期光纤光栅型模式转换器、机械式相位片型模式转换器、基于空间光调制器的模式转换器、多平面光转换器或光子灯笼中的一种或多种。
[0062]
单模光纤参考臂106，与所述第一光功率分路器102连接，用于传输所述参考臂光信号。
[0063]
优选地，该单模光纤参考臂为在测试波段仅支持最低阶基模的单模光纤。
[0064]
第二光功率分路器107，分别与所述第二模式转换单元104和所述单模光纤参考臂105连接，用于对第二模式转换单元104传输的主臂光信号和所述单模光纤参考臂105传输的参考臂光信号进行混合，并输出混合后的光信号。
[0065]
可选地，所述第二光功率分路器为50:50光功率分路器。优选地，所述第二光功率分路器为熔融拉锥法制作的光纤型耦合器、侧边抛磨法制作的光纤型耦合器、3d激光直写法制作的基于硅酸盐玻璃基片的耦合器、平面光波导型耦合器或基于空间光调制器的功率分路器。
[0066]
采集单元108，所述采集单元107与所述第二光功率分路器106连接，用于获取所述混合后的光信号转换成的电信号；
[0067]
检测单元109，与所述采集单元107连接，用于根据所述电信号，获取所述被测少模光纤中的分布式模式串扰信息。
[0068]
其中，分布式模式串扰是指各模式在光纤中传输时所发生的模式串扰，区别于分立模式器件在单点上产生的分立式模式串扰。
[0069]
本发明实施例的分布式模式串扰测量装置，第一光功率分路器将所述线性调频光信号分成主臂光信号和参考臂光信号；第一模式转换单元将主臂光信号的模式由单模光纤中的基模转换为所述被测少模光纤的第一模式后，将所述主臂光信号传输至所述被测少模光纤；第二模式转换单元将所述被测少模光纤传输的主臂光信号的模式转换为单模光纤中的基模；第二光功率分路器对第二模式转换单元传输的主臂光信号和所述单模光纤参考臂传输的参考臂光信号进行混合，并输出混合后的光信号；采集单元获取所述混合后的光信号的电信号；检测单元获取所述被测少模光纤中的分布式模式串扰信息。通过该测量装置能够简单、准确地对少模光纤中的分布式模式串扰进行测量。
[0070]
可选地，所述光信号发生单元包括：
[0071]
光源单元，所述光源单元用于提供线偏振光；
[0072]
线性调频波产生单元，所述线性调频波产生单元用于发生线性调频电信号；
[0073]
iq调制器，所述iq调制器分别与所述光源单元和所述线性调频波产生单元连接，
用于将所述线性调频电信号调制到所述光源单元提供的线偏振光上，得到线性调频光信号；
[0074]
光放大器，所述光放大器与所述iq调制器和所述第一光功率分路器连接，用于对所述线性调频光信号进行放大，并输出放大后的线性调频光信号传输至所述第一光功率分路器。
[0075]
本发明实施例中，光源单元的工作波长、激光功率可调，用于提供窄线宽连续激光。光源单元工作波长范围在850-1650nm之间连续可调，激光纤宽小于5mhz，激光功率在0-1w之间连续可调；iq调制器可为铌酸锂调制器或硅基调制器；线性调频波产生单元可为任意波形发生器(arbitrary waveform generator，awg)、基于现场可编程门阵列(field programmable gate array，fpga)的波形发生器或基于专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)的波形发生器，其扫频范围和扫频速率可调；所述光放大器，可为半导体光放大器(semiconductor optical amplifier，soa)、光参量放大器(optical parametric amplifier，opa)、掺铒光纤放大器(erbium doped fiber amplifier，edfa)、掺镱光纤放大器(ytterbium doped fiber amplifier，ydfa)、掺镨光纤放大器(praseodymium doped fiber amplifier，pdfa)或铒镱共掺光纤放大器(erbium/ytterbium doped fiber amplifier，e/ydfa)。
[0076]
可选地，所述采集单元，包括：
[0077]
平衡光探测器，所述平衡光探测器与所述第二光功率分路器连接，用于探测混合后的光信号，将混合后的光信号转换为电信号，并将所述电信号传至所述时域电信号采集单元；
[0078]
时域电信号采集单元，所述时域电信号采集单元与所述平衡光探测器连接，用于采集所述电信号。
[0079]
其中，上述平衡光探测器，可为基于pin光电二极管的平衡光探测器或基于雪崩光电二极管的平衡光探测器。
[0080]
所述时域电信号采集单元，可为实时示波器、基于现场可编程逻辑门阵列(field programmable gate array，fpga)的实时电信号采集器或基于专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)的实时电信号采集器；所述检测单元在工作波长下，获取被测光信号的时域电信号，并据此计算少模光纤中的分布式模式串扰。
[0081]
可选地，所述检测单元用于通过以下公式获取所述被测少模光纤中的分布式模式串扰；
[0082][0083]
其中，δβ
ab,1
为第一模式和第二模式之间的模式间差分群时延，所述第一模式和所述第二模式均为所述被测少模光纤支持的模式；κ为混合后的光信号转换为电信号的光电转换率；ηb为所述第二模式转换单元对所述第二模式的插损；p0为从所述被测少模光纤出射的光功率；t为所述电信号的时间长度；t0为第一模式与单模光纤参考臂中信号的相对时延；《ρb(z)》为所述第二模式转换单元的偏振衰落的平稳遍历随机过程的均值，对于所有模式，该值的取值为1/2；《γb(z)》为所述第二模式转换单元的模场朝向衰落的平稳遍历随机
过程的均值，对于圆对称模式，该值的取值为1，对于非圆对称模式，该值取1/2；f(t)表示所述电信号，ν为所述线性调频波产生单元的扫频速度；ha→b表示所述第一模式对所述第二模式的分布式模式串扰系数。
[0084]
下面结合具体的实施例对本发明的分布式模式串扰测量装置的工作方法进行说明。
[0085]
该实施例中，所述光源单元包括窄线宽连续激光光源、起偏器以及单模光纤；所述窄线宽连续激光光源，用于提供窄线宽连续激光，工作波长范围在850-1650nm之间，连续可调激光纤宽小于5-mhz，激光功率在0-1w之间连续可调；所述起偏器，用于将窄线宽连续激光光源发出的激光变为线偏振光，优选为光纤型起偏器；所述单模光纤传导宽谱连续激光光源输出的激光，并形成基模，其输入端用于光输入，优选与起偏器相连，其输出端用于输出光至iq调制器，优选输出端带连接头；所述单模光纤为裸光纤或跳线。
[0086]
所述线性调频波产生单元，用于发生线性调频电信号，优选为任意波形发生器，其输出端用于输出电信号至iq调制器，优选地，输出端为射频连接器。
[0087]
所述iq调制器，用于将线性调频波产生单元所发生的线性调频电信号调制到光源单元所发出的激光上，优选为铌酸锂型调制器，其光输入端用于光输入，优选与光源单元相连，其光输出端用于输出光至光放大器，优选光输入输出端带连接头，其电输入端用于电信号输入，优选与线性调频波产生单元相连。
[0088]
所述光放大器，用于将激光信号功率放大，优选为掺铒光纤放大器，其输入输出端均具有基于跳线的光纤连接头。
[0089]
所述第一光功率分路器，用于将激光信号分成两路等功率的激光信号，优选为熔融拉锥法制作的光纤型耦合器，其输入输出端均具有基于跳线的光纤连接头。
[0090]
所述第一模式转换单元，用于将主臂光信号由单模光纤中的基模转换为被测少模光纤中的某一模式，优选为熔融拉锥法制作的光纤型模式选择耦合器，其输入输出端均具有基于跳线的光纤连接头。
[0091]
所述第二模式转换单元，用于将主臂光信号转换至单模光纤中的基模，优选为熔融拉锥法制作的光纤型模式选择耦合器，其输入输出端均具有基于跳线的光纤连接头。
[0092]
所述单模光纤参考臂，用于传输激光参考信号，优选g.652d标准单模光纤，其输入输出端均具有光纤连接头。
[0093]
所述第二光功率分路器，用于将主臂光主信号和单模光纤参考臂中的参考臂光信号进行混合。优选为熔融拉锥法制作的光纤型耦合器，其输入输出端均具有基于跳线的光纤连接头。
[0094]
所述平衡光探测器，用于探测由第二光功率分路器传来的两路混合后的激光信号，优选为基于pin光电二极管的平衡光探测器，其光输入端具有基于跳线的光纤连接头，其电输出端优选与时域电信号采集单元相连，优选电输出端为射频连接器。
[0095]
所述时域电信号采集单元，用于采集平衡光探测器传来的电信号，优选为实时示波器。
[0096]
所述检测单元，获得时域电信号采集单元采集的时域电信号，并计算被测少模光纤中的分布式模式串扰。
[0097]
基于此，本发明实施例的分布式串扰测量装置的工作方法，包括：
[0098]
1)选取长度为l1的被测少模光纤，将其置于本发明提供的分布式模式串扰测量装置的第一模式转换单元和第二模式转换单元之间；
[0099]
所述被测少模光纤，为环形六模光纤，支持lp
01
、lp
11
、lp
21
、lp
02
、lp
31
、lp
12
共六个简并模式，其中lp
01
和lp
02
模为圆对称简并模式，lp
11
、lp
21
、lp
31
、lp
12
为非圆对称简并模式；本次测试lp
01
、lp
11
、lp
21
、lp
02
、lp
31
五个模式，所述被测光纤长度l1为21.31km，其输入输出端带有接头。
[0100]
2)选取长度为l2的单模光纤参考臂，将其置于本发明提供的分布式模式串扰测量装置的第一光功率分路器和第二光功率分路器之间；
[0101]
所述单模光纤参考臂，为g.652d标准单模光纤，所述单模光纤参考臂长度l2为21.24km，其输入输出端带有接头。
[0102]
3)调通光路，使得所述分布式模式串扰测量装置处于相应的测量状态下，并返回测得的被测少模光纤的分布式模式串扰。
[0103]
所述少模光纤中分布式模式串扰测量方法，其具体步骤如下：
[0104]
(1)将对应激发模式a(即上述第一模式)的第一模式转换单元和对应被测串扰模式b(即上述第二模式)的第二模式转换单元置于所述分布式模式串扰测量装置工作光路中，并调节所述光源单元输出工作波长和输出功率为预设工作波长和预设输出功率；
[0105]
(2)配置所述线性调频波产生单元的扫频范围为预设扫频范围，扫频速度为预设扫频速度；调节所述iq调制器使得光源单元发出激光被调制为单载波纤芯调频光信号；配置所述光放大器的输出功率为预设输出功率；
[0106]
(3)获取检测单元计算的预设工作波长下被测少模光纤中的激发模式a对被测串扰模式b的分布式模式串扰系数ha→b，具体计算公式为：
[0107][0108]
该公式中的各参数已在上面描述中进行说明，此处不再赘述。
[0109]
重复(1)-(3)，测量并计算所有其他模式与上述激发模式间的分布式模式串扰。
[0110]
其中，采集到的lp
01
、lp
11
、lp
21
、lp
02
、lp
31
五个模式分别两两组合得到的20路电信号经过快速傅里叶变换后得到的时延-相对强度图如图2所示。如表1所示，lp
01
对lp
11
分布式模式串扰为-28.5db/km，lp
01
对lp
21
分布式模式串扰为-34.6db/km，lp
01
对lp
02
分布式模式串扰为-35.8db/km，lp
01
对lp
31
分布式模式串扰为-36.7db/km，lp
11
对lp
01
分布式模式串扰为-29.9db/km，lp
11
对lp
21
分布式模式串扰为-31.3db/km，lp
11
对lp
02
分布式模式串扰为-33.7db/km，lp
11
对lp
31
分布式模式串扰为-35.5db/km，lp
21
对lp
01
分布式模式串扰为-36.9db/km，lp
21
对lp
11
分布式模式串扰为-33db/km，lp
21
对lp
02
分布式模式串扰为-31.7db/km，lp
21
对lp
01
分布式模式串扰为-33.4db/km，lp
02
对lp
01
分布式模式串扰为-37.4db/km，lp
02
对lp
11
分布式模式串扰为-35.4db/km，lp
02
对lp
21
分布式模式串扰为-34.7db/km，lp
02
对lp
31
分布式模式串扰为-32.2db/km，lp
31
对lp
01
分布式模式串扰为-39.1db/km，lp
31
对lp
11
分布式模式串扰为-37.1db/km，lp
31
对lp
21
分布式模式串扰为-33.4db/km，lp
31
对lp
02
分布式模式串扰为-34.8db/km。
[0111]
表1
[0112][0113]
本发明的分布式模式串扰测量装置，放弃使用同时测量本模式和其他串扰模式的消光比的方法，规避了模式解复用器插损无法确定的问题，转而通过测量其他串扰模式的绝对光功率的方法，实现了对模式串扰的直接准确测量，且具有测量精度高，测量动态范围大的优点。
[0114]
如图3所示，本发明实施例还提供了一种分布式模式串扰测量方法，该分布式模式串扰测量方法应用于上述分布式模式串扰测量装置，该方法包括：
[0115]
步骤301：将线性调频光信号分成主臂光信号和参考臂光信号。
[0116]
其中，所述主臂光信号和所述参考臂光信号的功率相同。
[0117]
步骤302：将第一主臂光信号传输至所述被测少模光纤，并将所述被测少模光纤输出的第二主臂光信号的模式转换为单模光纤中的基模，得到第三主臂光信号，其中，所述第一主臂光信号是将所述主臂光信号的模式由单模光纤中的基模转换为所述被测少模光纤的第一模式后得到的光信号；
[0118]
步骤303：对所述第三主臂光信号和所述参考臂光信号进行混合，得到混合后的光信号，并将混合后的光信号转换为电信号。
[0119]
步骤304：根据所述电信号，获取所述被测少模光纤中的分布式模式串扰信息。
[0120]
其中，少模光纤是指支持多个导波模式的光纤。其长度l1在5km至100km之间。
[0121]
分布式模式串扰是指各模式在光纤中传输时所发生的模式串扰，区别于分立模式器件在单点上产生的分立式模式串扰。
[0122]
可选地，所述根据所述电信号，获取所述被测少模光纤中的分布式模式串扰信息，包括：
[0123]
通过以下公式获取所述被测少模光纤中的分布式模式串扰；
[0124][0125]
其中，δβ
ab,1
为第一模式和第二模式之间的模式间差分群时延，所述第一模式和所述第二模式均为所述被测少模光纤支持的模式；κ为混合后的光信号转换为电信号的光电转换率；ηb为所述第二模式转换单元对所述第二模式的插损；p0为从所述被测少模光纤出射的光功率；t为所述电信号的时间长度；t0为第一模式与单模光纤参考臂中信号的相对时延；《ρb(z)》为所述第二模式转换单元的偏振衰落的平稳遍历随机过程的均值；《γb(z)》为所述第二模式转换单元的模场朝向衰落的平稳遍历随机过程的均值；f(t)表示所述电信
号，ν为所述线性调频波产生单元的扫频速度；ha→b表示所述第一模式对所述第二模式的分布式模式串扰系数。
[0126]
需要说明的是该分布式模式串扰测量，为应用于上述分布式模式串扰测量装置的测量方法，该分布式模式串扰测量方法的具体实现过程已在上述分布式模式串扰测量装置实施例中进行详细说明，为避免重复，此处不再赘述。
[0127]
本发明实施例的分布式模式串扰测量方法，将线性调频光信号分成主臂光信号和参考臂光信号；将第一主臂光信号传输至所述被测少模光纤，并将所述被测少模光纤输出的第二主臂光信号的模式转换为单模光纤中的基模，得到第三主臂光信号，其中，所述第一主臂光信号是将所述主臂光信号的模式由单模光纤中的基模转换为所述被测少模光纤的第一模式后得到的光信号；对所述第三主臂光信号和所述参考臂光信号进行混合，得到混合后的光信号，并将混合后的光信号转换为电信号；根据所述电信号，获取所述被测少模光纤中的分布式模式串扰信息，从而实现简单准确地对少模光纤中的分布式模式串扰进行测量的目的。
[0128]
本发明实施例的测量方法，放弃使用同时测量本模式和其他串扰模式的消光比的方法，规避了模式解复用器插损无法确定的问题，转而通过测量其他串扰模式的绝对光功率的方法，实现了对分布式模式串扰的准确测量。
[0129]
如图4所示，本发明实施例的一种模式间串扰测量装置400，包括：收发机420和处理器410：
[0130]
所述处理器410用于将线性调频光信号分成主臂光信号和参考臂光信号；将第一主臂光信号传输至所述被测少模光纤，并将所述被测少模光纤输出的第二主臂光信号的模式转换为单模光纤中的基模，得到第三主臂光信号，其中，所述第一主臂光信号是将所述主臂光信号的模式由单模光纤中的基模转换为所述被测少模光纤的第一模式后得到的光信号；对所述第三主臂光信号和所述参考臂光信号进行混合，得到混合后的光信号；将混合后的光信号转换为电信号，并根据所述电信号，获取所述被测少模光纤中的分布式模式串扰信息。
[0131]
可选地，所述处理器410用于通过以下公式获取所述被测少模光纤中的分布式模式串扰；
[0132][0133]
其中，δβ
ab,1
为第一模式和第二模式之间的模式间差分群时延，所述第一模式和所述第二模式均为所述被测少模光纤支持的模式；κ为混合后的光信号转换为电信号的光电转换率；ηb为所述第二模式转换单元对所述第二模式的插损；p0为从所述被测少模光纤出射的光功率；t为所述电信号的时间长度；t0为第一模式与单模光纤参考臂中信号的相对时延；《ρb(z)》为所述第二模式转换单元的偏振衰落的平稳遍历随机过程的均值；《γb(z)》为所述第二模式转换单元的模场朝向衰落的平稳遍历随机过程的均值；f(t)表示所述电信号，ν为所述线性调频波产生单元的扫频速度；ha→b表示所述第一模式对所述第二模式的分布式模式串扰系数。
[0134]
该实施例的分布式模式串扰测量装置，能够简单、准确地对被测少模光纤中的分
布式模式串扰进行测量，解决了目前无法准确测定被测少模光纤中的分布式模式串扰的问题。
[0135]
该分布式模式串扰测量装置能够实现上述分布式模式串扰测量方法实施例中的所有实现方式，为避免重复，此处不再赘述。
[0136]
本发明另一实施例提供了一种分布式模式串扰测量装置，如图5所示，包括收发器510、处理器500、存储器520及存储在所述存储器520上并可在所述处理器500上运行的程序或指令；所述处理器500执行所述程序或指令时实现上述分布式模式串扰测量方法的步骤。
[0137]
所述收发器510，用于在处理器500的控制下接收和发送数据。
[0138]
其中，在图5中，总线架构可以包括任意数量的互联的总线和桥，具体由处理器500代表的一个或多个处理器和存储器520代表的存储器的各种电路链接在一起。总线架构还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口提供接口。收发器510可以是多个元件，即包括发送机和接收机，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。针对不同的用户设备，用户接口530还可以是能够外接内接需要设备的接口，连接的设备包括但不限于小键盘、显示器、扬声器、麦克风、操纵杆等。
[0139]
处理器500负责管理总线架构和通常的处理，存储器520可以存储处理器500在执行操作时所使用的数据。
[0140]
本发明实施例的一种可读存储介质，其上存储有程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如上所述的分布式模式串扰测量方法中的步骤，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
[0141]
进一步需要说明的是，此说明书中所描述的终端包括但不限于智能手机、平板电脑等，且所描述的许多功能部件都被称为模块，以便更加特别地强调其实现方式的独立性。
[0142]
本发明实施例中，模块可以用软件实现，以便由各种类型的处理器执行。举例来说，一个标识的可执行代码模块可以包括计算机指令的一个或多个物理或者逻辑块，举例来说，其可以被构建为对象、过程或函数。尽管如此，所标识模块的可执行代码无需物理地位于一起，而是可以包括存储在不同位里上的不同的指令，当这些指令逻辑上结合在一起时，其构成模块并且实现该模块的规定目的。
[0143]
实际上，可执行代码模块可以是单条指令或者是许多条指令，并且甚至可以分布在多个不同的代码段上，分布在不同程序当中，以及跨越多个存储器设备分布。同样地，操作数据可以在模块内被识别，并且可以依照任何适当的形式实现并且被组织在任何适当类型的数据结构内。所述操作数据可以作为单个数据集被收集，或者可以分布在不同位置上(包括在不同存储设备上)，并且至少部分地可以仅作为电子信号存在于系统或网络上。
[0144]
在模块可以利用软件实现时，考虑到现有硬件工艺的水平，所以可以以软件实现的模块，在不考虑成本的情况下，本领域技术人员都可以搭建对应的硬件电路来实现对应的功能，所述硬件电路包括常规的超大规模集成(vlsi)电路或者门阵列以及诸如逻辑芯片、晶体管之类的现有半导体或者是其它分立的元件。模块还可以用可编程硬件设备，诸如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑设备等实现。
[0145]
上述范例性实施例是参考该些附图来描述的，许多不同的形式和实施例是可行而不偏离本发明精神及教示，因此，本发明不应被建构成为在此所提出范例性实施例的限制。
更确切地说，这些范例性实施例被提供以使得本发明会是完善又完整，且会将本发明范围传达给那些熟知此项技术的人士。在该些图式中，组件尺寸及相对尺寸也许基于清晰起见而被夸大。在此所使用的术语只是基于描述特定范例性实施例目的，并无意成为限制用。如在此所使用地，除非该内文清楚地另有所指，否则该单数形式“一”、“一个”和“该”是意欲将该些多个形式也纳入。会进一步了解到该些术语“包含”及/或“包括”在使用于本说明书时，表示所述特征、整数、步骤、操作、构件及/或组件的存在，但不排除一或更多其它特征、整数、步骤、操作、构件、组件及/或其族群的存在或增加。除非另有所示，陈述时，一值范围包含该范围的上下限及其间的任何子范围。
[0146]
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。