基于ARM的光纤综合参数测试系统研究
本文关键词: 偏振相关损耗 回波损耗 偏振控制器 自适应加权数据融合算法 出处:《沈阳航空航天大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:人们对通信速度与质量的要求日益增高促进了光纤通信的高速发展,各种PON(无源光纤网络)与FTTH(光纤到家庭)的铺设越来越广泛,使得应用于光纤网络的无源光器件用量激增。因此无源光器件损耗参数的测量手段和效率变得愈发重要。本文基于ARM处理器设计的光无源器件综合参数测试系统主要就是针对光纤通信中各个光节点存在的无源器件的偏振相关损耗和回波损耗进行高效测量。本文主要从以上两种损耗参数出发,对其产生原理以及测量方法进行了深入研究,在现有的测量方法的基础上提出了一定改进。论文首先对偏振光的特征及其理论进行了介绍,概述了偏振控制器的研究进展,对光纤挤压型电动偏振控制器进行了研究;其次着重分析了光电探测器和微弱信号放大电路的设计,为设计出高信噪比的前置放大电路提供了理论依据。根据课题的要求,为提高测试系统的模块化与集成度,对硬件电路采用模块化设计。系统采用可控制DFB光源,利用ARM处理器控制输出光偏振态,采用高信噪比放大电路对光电探测器转换后的光电流进行处理,通过ARM芯片自带的A/D采集处理后信号并转换为光功率大小的数值量,然后再转换为两种损耗参数值,最后用自适应加权数据融合算法进行进一步处理。为满足硬件电路的模块化设计,针对测试系统特性设计了上位机软件和下位机软件。上位机主要用于控制测试参数的选择,实时显示结果;下位机主要完成通道的切换。最后搭建实验平台,对测试系统进行验证,从实验的数据结果看达到了系统设计要求。
[Abstract]:The increasing requirement of communication speed and quality has promoted the rapid development of optical fiber communication. The laying of PON (passive fiber network) and FTTH( Fiber-to-Home) is more and more extensive. The amount of passive optical devices used in optical fiber network is increasing rapidly, so the measurement method and efficiency of the loss parameters of passive optical devices become more and more important. This paper presents a comprehensive parameter test of passive optical devices based on ARM processor. The main purpose of the system is to measure the polarization dependent loss and echo loss of passive devices in optical fiber communication. The generation principle and measurement method are deeply studied, and some improvements are put forward on the basis of the existing measurement methods. Firstly, the characteristics and theory of polarized light are introduced in this paper. The research progress of polarization controller is summarized, and the optical fiber extruded electric polarization controller is studied. Secondly, the design of photodetectors and weak signal amplifiers is analyzed, which provides a theoretical basis for the design of preamplifier circuits with high SNR. In order to improve the modularization and integration of the test system, the hardware circuit is designed by modularization. The system adopts the controllable DFB light source and the ARM processor to control the polarization state of the output light. A high SNR amplifier circuit is used to process the photocurrent of the photodetector after conversion. The signal is collected and processed by the A- / D of the ARM chip and converted to the numerical value of the optical power. Then it is converted to two kinds of loss parameter values. Finally, the adaptive weighted data fusion algorithm is used to further deal with this problem, so as to satisfy the modularization design of hardware circuit. According to the characteristics of the test system, the upper computer software and the lower computer software are designed. The upper computer is mainly used to control the selection of test parameters and display the results in real time. Finally, the experimental platform is built to verify the test system, and the system design requirements are reached from the experimental data results.
【学位授予单位】:沈阳航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN253
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本文编号:1445301
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