基于Sagnac干涉效應(yīng)的光纜識別儀的研究.pdf

1、由于光纖通信能提供一個無電磁干擾，無沖突的優(yōu)良環(huán)境，能滿足人們對高帶寬的需求，光纖通信得到了廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)在，光纜已經(jīng)逐步取代電纜成為現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)最為重要的傳輸方式。運(yùn)營商們把越來越多的光纜架設(shè)在人井，管道，架空等復(fù)雜環(huán)境中，另外，由于城市改建，線路搶修，搬遷機(jī)房等新情況不斷涌現(xiàn)，如何識別和管理這些錯綜復(fù)雜的光纜線路也變得異常艱難。
　　傳統(tǒng)光纜識別方法，費(fèi)時費(fèi)力且成本高。研究出一種廉價且易實(shí)現(xiàn)的光纜識別儀顯得尤為重要。本文基于這

2、個目的展開研究，提出了一種無損且廉價的光纜識別方法。本文介紹了光纜識別研究的必要性以及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。接著設(shè)計(jì)了用于驅(qū)動1550nmDFB光纖激光器組件的可調(diào)恒流源，恒流可調(diào)范圍為0-100mA，完全滿足激光器的工作范圍（約25mA），并設(shè)計(jì)出了有效保護(hù)電路，然后進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測試。
　　本文重點(diǎn)對光纜識別儀的工作原理和軟硬件設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了詳細(xì)闡述分析。光纜識別儀基于光的干涉原理，光源發(fā)出的光經(jīng)3dB耦合器后分成相等的兩束，分別沿著光

3、纖環(huán)順、逆時針傳播，然后回到耦合器處發(fā)生干涉。若光纖環(huán)中某處發(fā)生了物理擾動，干涉圖樣會發(fā)生相應(yīng)的變化，可以用光電探測器探測到。本文對傳感光纖中產(chǎn)生的光程變化進(jìn)行了嚴(yán)密的理論推導(dǎo)，得到了兩束光在外力作用下產(chǎn)生的相位變化，其中，對各個因素導(dǎo)致的相位變化進(jìn)行了分別討論分析。
　　硬件電路部分，綜合考慮了光電轉(zhuǎn)換、隔直、放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換、緩存等。AD轉(zhuǎn)換部分我們選用了AD7864作為采樣芯片，它有四個模擬通道?？梢愿鶕?jù)情況任意選用。各個通道

4、的使用可以用軟件編程來實(shí)現(xiàn)。由于采樣芯片采樣速率與ARM開發(fā)板處理數(shù)據(jù)能力不一致，我們需要對采樣得到的數(shù)據(jù)做采樣處理，這里選用了高速低功耗存儲器CY7C4255，支持輸入輸出端口可編程。硬件部分的核心，我們選用了S3C2440微處理器，其CPU是16/32位ARM920tRISC處理器。通過給系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容豐富的外設(shè)結(jié)構(gòu)，S3C2440能極大的節(jié)約整個系統(tǒng)的成本，而且無需配置額外外圍電路。最后，經(jīng)過處理過的信號會由ARM開發(fā)板的LCD顯示