【摘要】：光纖因具有通信頻帶寬、抗干擾能力強(qiáng)和傳輸損耗小等優(yōu)點(diǎn),而被越來越廣泛地應(yīng)用在通信系統(tǒng)中。當(dāng)光纖傳輸出現(xiàn)故障時(shí),能夠?qū)饫w斷點(diǎn)進(jìn)行精確和快速定位是具有重要意義的。光時(shí)域反射儀能夠非破壞性的檢測(cè)光纖斷點(diǎn),使其在市場(chǎng)中具有壟斷性地位。本文介紹了光纖檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展歷史、研究現(xiàn)狀以及傳統(tǒng)光時(shí)域反射計(jì)的工作原理。本文的設(shè)計(jì)指標(biāo)來源于高定位精度光纖斷點(diǎn)檢測(cè)裝置的項(xiàng)目需求,首先從計(jì)時(shí)誤差和折射率誤差兩個(gè)方面分析了設(shè)計(jì)指標(biāo)中定位精度的可行性,從測(cè)量時(shí)間范圍、激光器波長(zhǎng)、激光器功率、短距離內(nèi)的菲涅爾反射光功率和瑞利散射光功率關(guān)系這四個(gè)角度分析了設(shè)計(jì)指標(biāo)中測(cè)量范圍的可行性。然后利用激光測(cè)距技術(shù)和光纖斷點(diǎn)處的菲涅爾反射原理,設(shè)計(jì)了使用單片機(jī)和TDC-GP21組合的方案代替?zhèn)鹘y(tǒng)的使用高速A/D和FGPA組合的設(shè)計(jì)方案來進(jìn)行光纖斷點(diǎn)的檢測(cè)。該方案在較短測(cè)量距離下,能夠改善傳統(tǒng)光時(shí)域反射儀的定位精度不高和實(shí)時(shí)性低的問題,并且具有低成本優(yōu)勢(shì)。根據(jù)測(cè)量距離和低噪聲的需求以及光纖斷點(diǎn)處菲涅爾反射光功率變化范圍,對(duì)信號(hào)檢測(cè)放大模塊電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)程控增益放大器在改變?cè)鲆娴那闆r下是否會(huì)產(chǎn)生延時(shí)誤差,通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行了測(cè)試。針對(duì)實(shí)際設(shè)計(jì)電路中由快速比較器構(gòu)成的前沿時(shí)刻鑒別電路的時(shí)刻鑒別精度易受到信號(hào)幅度影響的缺陷,設(shè)計(jì)了恒定比值時(shí)刻鑒別電路來解決該問題,并通過仿真進(jìn)行了驗(yàn)證。采用基于傳遞延遲法的時(shí)間計(jì)量模塊,實(shí)現(xiàn)時(shí)差的精確測(cè)量。通過單片機(jī)軟件設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)檢測(cè)儀的工作流程控制和與上位機(jī)的通信。最后,本文對(duì)光纖斷點(diǎn)檢測(cè)儀進(jìn)行了不同長(zhǎng)度故障光纖的實(shí)驗(yàn)測(cè)量,并從多個(gè)方面對(duì)光纖斷點(diǎn)檢測(cè)儀的計(jì)時(shí)誤差進(jìn)行了分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果和誤差分析表明了光纖斷點(diǎn)檢測(cè)儀達(dá)到了項(xiàng)目的設(shè)計(jì)指標(biāo)和需求。
【圖文】：

我國(guó)絕大部分信息量都是使用光纖網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行傳輸?shù)挠衅甙俣嗳f公里了，覆蓋祖國(guó)的四面八方[1]。隨著通信界最大固話通信網(wǎng)，最大移動(dòng)通信網(wǎng)，第二大互聯(lián)網(wǎng)輸網(wǎng)絡(luò)，那么在未來隨著光纜使用年月的增加，光纜。在光纜傳輸網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)故障的情況下，技術(shù)人員不上的故障，那么會(huì)對(duì)信息的傳遞造成巨大的困擾。因故障位置的設(shè)備是具備廣闊市場(chǎng)需求的。測(cè)技術(shù)簡(jiǎn)介纖檢測(cè)的技術(shù)主要是基于后向散射理論的光時(shí)域反射 Time Domain Reflectometer，簡(jiǎn)稱為 OTDR。光時(shí)域反射利散射信號(hào)可以測(cè)量光纖鏈路中的衰減，通過測(cè)量背信號(hào)可以對(duì)光纖鏈路中的熔接點(diǎn)和故障點(diǎn)進(jìn)行定位。圖意圖。

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文的背向光功率，橫坐標(biāo)為采樣點(diǎn)的在光纖鏈路中的位置[1]，如圖 1-2 所示線平緩下降的部分可以測(cè)量出光纖的衰減系數(shù)。根據(jù)曲線中的尖峰或者定位光纖鏈路中連接處、熔接點(diǎn)、斷點(diǎn)。OTDR 不僅能夠探知故障點(diǎn)的性，還能夠根據(jù)脈沖的延遲時(shí)間計(jì)算出故障點(diǎn)的位置。圖中 A 處反映了接頭或熔接點(diǎn)而引起的損耗，，B 段曲線反映了后向瑞利散射強(qiáng)度沿光纖鏈變化，表征光纖鏈路上面的損耗，C 處反映了光纖末端的菲涅爾反射，其遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于附近距離的瑞利散射信號(hào)的強(qiáng)度。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN253

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本文編號(hào)：2634437