動態(tài)范圍和空間分辨率是光時域反射儀（OTDR）系統(tǒng)的關鍵指標。在闡述OTDR動態(tài)范圍和空間分辨率相互關系的基礎上,綜述了現階段提高OTDR動態(tài)范圍和空間分辨率的新方法,包括脈沖編碼調制法、OTDR信號處理算法、線性光學采樣法和混沌光時域反射法,分別介紹了這些方法在國、內外的研究進展,并對提高OTDR動態(tài)范圍和空間分辨率的前景進行了展望。 

【文章來源】：光通信技術. 2020,44(03)北大核心

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【部分圖文】：

脈沖編碼調制法基本結構示意圖

◆短時分數階傅里葉變換法。2019年，武漢光電子國家實驗室和華中科技大學聯合提出了一種基于數字線性調頻（DLFM）脈沖和短時分數階傅里葉變換來提高OTDR動態(tài)范圍和空間分辨率的新方法，稱為DLFM-OTDR，其原理如圖2所示。使用直接調制激光器作為發(fā)射端的光源，信號發(fā)生器可以發(fā)射2個周期性互補DLFM信號：DSA(t）和DSB(t）分別控制激光器開關，調制好的光脈沖注入到被測光纖中，而背向散射光經過雪崩光電二極管（APD）直接檢測和光電轉換后成為電流信號。引入短時分數階傅里葉變換用于數字信號處理（DSP）和噪聲濾波，該新方法將動態(tài)范圍提高了7 dB，空間分辨率提高了近10倍�？臻g分辨率由DLFM信號的掃描頻率范圍而不是脈沖寬度決定，通過提高DLFM的掃頻范圍，可以進一步提高空間分辨率[17]。

2017年，上海交通大學何祖源團隊提出了一種以鎖模激光器為脈沖源結合線性光學采樣技術的超高分辨率OTDR系統(tǒng)，其原理如圖3所示。超短脈沖由脈沖發(fā)生器產生。超短脈沖通過環(huán)行器發(fā)射到被測光纖，并反向散射到循環(huán)器的第三個端口；同時，使用采樣激光器發(fā)出與脈沖發(fā)生器重頻基本一致的短脈沖與環(huán)形器輸出的信號進行干涉，干涉得到的信號被平衡光電探測器接收，最后對接收到的電信號進行A/D轉換處理。光學采樣技術的思路主要是通過花費較長的積分時間來實現的，用較長的時間代替較寬的帶寬，因此通過這個方法可以獲取比較高的信號功率；同時采用較高靈敏度的光電探測器，可以實現較大的動態(tài)范圍。該實驗還加入了DSP色散補償，在脈沖寬度為3.4 ps的情況下，實現了340μm的空間分辨率、54 dB的動態(tài)范圍[18]。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于小波變換的OTDR降噪算法研究[J]. 彭懷敏,張超,倪演海,姚飛.  光通信技術. 2019(07)
[2]基于C-S復合碼的OTDR系統(tǒng)信噪比提高方法[J]. 劉勁軍,程永昕,劉國慶,張燕君.  光通信技術. 2015(07)
[3]基于雙正交編碼的波長可調諧OTDR研究[J]. 沈東輝,謝瑋霖,董毅,何浩,胡衛(wèi)生.  光通信技術. 2010(04)



本文編號：3142500