引用本文：
王升，孙廷玺，王旭峰，等. BOTDA测试光路自动切换保护系统设计[J]. 光通信技术，2020，44（3）：58-62.
王 升1，孙廷玺1，王旭峰2*，赵尊慧1，张真毅2
（1.广东电网有限责任公司 珠海供电局，广东 珠海 519000；2.无锡联河光子技术有限公司，江苏 无锡 214000）
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要：针对布里渊光时域分析仪（BOTDA）的测试光路在长期使用中易发生故障进而导致BOTDA测试中断的问题，设计了一种基于光时域反射（OTDR）原理的光路自动切换保护系统。系统以K60控制器为控制核心，应用FLEXBUS接口挂载SRAM、FPGA和W5300，集成K60+FPGA架构的OTDR模块，通过光开关实现光路切换，监测各个光路的故障情况，能够在BOTDA测试光路出现故障时切换光路并发送短信报警；介绍了系统原理、主要硬件模块、以太网引导升级和光路自动切换保护软件流程。实验结果表明：OTDR动态范围达到35 dB以上，满足BOTDA测试光路的监测要求。
关键词：布里渊光时域分析仪；自动切换；光时域反射；K60；控制器
中图分类号：TN929.11 文献标志码：A 文章编号：1002-5561（2020）03-0058-05
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2020.03.014
0 引言
布里渊光时域分析仪（BOTDA）从探测光纤的两端分别注入脉冲泵浦光和连续探测光，通过在脉冲泵浦光注入端检测受激布里渊散射信号方式来获取光纤沿线的温度及应变的分布信息，广泛应用于海底电缆、油气管道和铁路等长距离大型工程的健康诊断、故障监测及定位等领域[1]。由于探测光缆距离很长，敷设环境较为复杂，受到外部因素影响较大，极易发生故障；且光缆本身也会不断老化，引起光信号传输链路的衰减、损耗的增大，进而导致BOTDA测试量程缩短。若BOTDA监测无法正常进行，大型工程的潜在风险就不能及时被发现，安全难以得到有效保障。为此，本文设计一种基于光时域反射（OTDR）原理的光路自动切换保护系统，对BOTDA测试光路实施监测，在发现测试光路故障时能够实行切换保护，保障BOTDA监测的连续性。
5 结束语
本文设计了一种光路自动切换保护系统，主动监测BOTDA测试光路和备用光路的损耗情况，当监测到异常时可以实现光路的切换保护，并进行短信报警，可以保证BOTDA测试光路的安全性。系统以K60控制器为核心，充分发挥片上集成SDHC、FLEXBUS和FLEXNVM等多种资源优势，精简电路设计，降低开发难度和成本。同时，集成开发了基于K60+FPGA架构的OTDR模块，实验证明了其测量定位准确和动态范围较高。系统整体设计方案集成度高、安全可靠和性价比高，值得推广和应用。