高定位准确度的光纤断点检测装置设计

发布时间：2020-04-20 10:14

【摘要】：光纤因具有通信频带宽、抗干扰能力强和传输损耗小等优点,而被越来越广泛地应用在通信系统中。当光纤传输出现故障时,能够对光纤断点进行精确和快速定位是具有重要意义的。光时域反射仪能够非破坏性的检测光纤断点,使其在市场中具有垄断性地位。本文介绍了光纤检测技术的发展历史、研究现状以及传统光时域反射计的工作原理。本文的设计指标来源于高定位精度光纤断点检测装置的项目需求,首先从计时误差和折射率误差两个方面分析了设计指标中定位精度的可行性,从测量时间范围、激光器波长、激光器功率、短距离内的菲涅尔反射光功率和瑞利散射光功率关系这四个角度分析了设计指标中测量范围的可行性。然后利用激光测距技术和光纤断点处的菲涅尔反射原理,设计了使用单片机和TDC-GP21组合的方案代替传统的使用高速A/D和FGPA组合的设计方案来进行光纤断点的检测。该方案在较短测量距离下,能够改善传统光时域反射仪的定位精度不高和实时性低的问题,并且具有低成本优势。根据测量距离和低噪声的需求以及光纤断点处菲涅尔反射光功率变化范围,对信号检测放大模块电路进行设计。对程控增益放大器在改变增益的情况下是否会产生延时误差,通过设计实验来进行了测试。针对实际设计电路中由快速比较器构成的前沿时刻鉴别电路的时刻鉴别精度易受到信号幅度影响的缺陷,设计了恒定比值时刻鉴别电路来解决该问题,并通过仿真进行了验证。采用基于传递延迟法的时间计量模块,实现时差的精确测量。通过单片机软件设计,实现检测仪的工作流程控制和与上位机的通信。最后,本文对光纤断点检测仪进行了不同长度故障光纤的实验测量,并从多个方面对光纤断点检测仪的计时误差进行了分析。实验结果和误差分析表明了光纤断点检测仪达到了项目的设计指标和需求。
【图文】：

我国绝大部分信息量都是使用光纤网络来进行传输的有七百多万公里了，覆盖祖国的四面八方[1]。随着通信界最大固话通信网，最大移动通信网，第二大互联网输网络，那么在未来随着光缆使用年月的增加，光缆。在光缆传输网络中出现故障的情况下，技术人员不上的故障，那么会对信息的传递造成巨大的困扰。因故障位置的设备是具备广阔市场需求的。测技术简介纤检测的技术主要是基于后向散射理论的光时域反射 Time Domain Reflectometer，简称为 OTDR。光时域反射利散射信号可以测量光纤链路中的衰减，通过测量背信号可以对光纤链路中的熔接点和故障点进行定位。图意图。

电子科技大学硕士学位论文的背向光功率，横坐标为采样点的在光纤链路中的位置[1]，如图 1-2 所示线平缓下降的部分可以测量出光纤的衰减系数。根据曲线中的尖峰或者定位光纤链路中连接处、熔接点、断点。OTDR 不仅能够探知故障点的性，还能够根据脉冲的延迟时间计算出故障点的位置。图中 A 处反映了接头或熔接点而引起的损耗，，B 段曲线反映了后向瑞利散射强度沿光纤链变化，表征光纤链路上面的损耗，C 处反映了光纤末端的菲涅尔反射，其远远大于附近距离的瑞利散射信号的强度。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN253

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本文编号：2634437