高精度光時(shí)域反射儀的硬件設(shè)計(jì)與研制.pdf

1、進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，光纖通信網(wǎng)絡(luò)因其特有的頻帶寬、通信容量大、低損耗等優(yōu)勢(shì)得以迅速發(fā)展成為全球最大的通信網(wǎng)絡(luò)，并且在電力、航天、軍事、科研等領(lǐng)域擁有廣泛應(yīng)用。光纖作為龐大通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸載體，因自身材質(zhì)、外界環(huán)境等諸多方面原因，常引發(fā)各類光纖故障，導(dǎo)致通訊中斷，給人民生產(chǎn)生活帶來(lái)不便，而光時(shí)域反射儀（OTDR, Optical time domain reflectometry）作為光纖故障檢測(cè)領(lǐng)域最專業(yè)的儀器，面對(duì)光纖鏈路數(shù)量爆炸性增長(zhǎng)的

2、現(xiàn)狀，在光纖的制備、運(yùn)營(yíng)、維護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)均發(fā)揮著舉足輕重的作用。但是，同時(shí)滿足測(cè)量精度高、動(dòng)態(tài)范圍大、衰減信息精確等指標(biāo)的OTDR價(jià)格卻十分昂貴，且關(guān)鍵技術(shù)長(zhǎng)期處于國(guó)外廠商壟斷之中，因此設(shè)計(jì)一款滿足工程實(shí)際需求的高精度光時(shí)域反射儀顯得更具意義。本文基于以上需求，將傳統(tǒng)脈沖OTDR衰減信息提取準(zhǔn)確的特性與混沌OTDR可實(shí)現(xiàn)與距離無(wú)關(guān)的高精度故障檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái)，研制了基于混沌、脈沖信號(hào)的高精度光時(shí)域反射儀樣機(jī)，實(shí)現(xiàn)了110km內(nèi)恒定的3

3、5cm的空間分辨率，54.88km測(cè)量范圍內(nèi)0.184dB/km的準(zhǔn)確衰減信息提取。
　　本文基于高精度光時(shí)域反射儀樣機(jī)的研制，重點(diǎn)面向樣機(jī)核心模塊的硬件設(shè)計(jì)，闡述了如下工作：
　　1．歸納了常見(jiàn)光纖故障及其檢測(cè)方法，對(duì)光時(shí)域反射儀研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析與比較。對(duì)本文高精度光時(shí)域反射儀的檢測(cè)原理進(jìn)行分析，并對(duì)樣機(jī)的整體設(shè)計(jì)與核心模塊進(jìn)行介紹。
　　2.著重分析了高精度光時(shí)域反射儀光源模塊的設(shè)計(jì)，主要包括 CPLD信號(hào)源設(shè)計(jì)、