動態(tài)范圍和空間分辨率是光時域反射儀（OTDR）系統(tǒng)的關(guān)鍵指標(biāo)。在闡述OTDR動態(tài)范圍和空間分辨率相互關(guān)系的基礎(chǔ)上,綜述了現(xiàn)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(diào)制法、OTDR信號處理算法、線性光學(xué)采樣法和混沌光時域反射法,分別介紹了這些方法在國、內(nèi)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(shù). 2020,44(03)北大核心

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【部分圖文】：

脈沖編碼調(diào)制法基本結(jié)構(gòu)示意圖

◆短時分?jǐn)?shù)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(xué)聯(lián)合提出了一種基于數(shù)字線性調(diào)頻（DLFM）脈沖和短時分?jǐn)?shù)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(diào)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(guān)，調(diào)制好的光脈沖注入到被測光纖中，而背向散射光經(jīng)過雪崩光電二極管（APD）直接檢測和光電轉(zhuǎn)換后成為電流信號。引入短時分?jǐn)?shù)階傅里葉變換用于數(shù)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(xué)何祖源團隊提出了一種以鎖模激光器為脈沖源結(jié)合線性光學(xué)采樣技術(shù)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(chǎn)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(zhuǎn)換處理。光學(xué)采樣技術(shù)的思路主要是通過花費較長的積分時間來實現(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(shù). 2019(07)
[2]基于C-S復(fù)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(shù). 2015(07)
[3]基于雙正交編碼的波長可調(diào)諧OTDR研究[J]. 沈東輝,謝瑋霖,董毅,何浩,胡衛(wèi)生.  光通信技術(shù). 2010(04)



本文編號：3142500