目录
摘要 ........................................................................................................................................... I ABSTRACT ............................................................................................................................. I II 目录 ........................................................................................................................................ VII 第一章绪论 (1)
1.1光纤的应用与故障分析 (1)
1.1.1 光纤网络的发展与光纤故障 (1)
1.1.2 光纤故障的分类与检测 (1)
1.2传统光时域反射技术 (3)
1.2.1 光时域反射技术发展研究 (3)
1.2.2 传统光时域反射技术检测原理及应用 (4)
1.3混沌信号相关法的光时域反射技术 (6)
1.3.1 混沌信号研究 (6)
1.3.2 混沌相关法检测光纤故障的原理及应用 (7)
1.4现有光时域反射技术存在的问题 (8)
1.5论文结构及内容安排 (9)
第二章光纤故障检测装置的系统设计 (11)
2.1系统整体方案介绍 (11)
2.2系统中关键模块介绍 (12)
2.3混沌激光的产生方式 (14)
2.3.1 光反馈、光注入、光电反馈 (14)
2.3.2 宽带混沌激光的直接调制产生 (15)
2.4脉冲激光的产生方式 (17)
2.5小结 (18)
第三章系统电路的模块化设计与研究 (19)
3.1激光器驱动模块设计 (19)
3.1.1 激光器简介 (19)
3.1.2 激光器驱动模块设计 (25)
3.1.3 调制电路模块 (28)
3.2布尔混沌信号的产生 (31)
3.2.1 宽带混沌信号 (31)
3.2.2 布尔混沌实验研究 (32)
3.3脉冲信号源电路设计 (36)
3.3.1 两种脉冲电路的实现 (36)
3.3.2 结果分析 (38)
3.4其他电路模块设计 (38)
3.4.1 电压转换电路 (38)
3.4.2 慢启动电路设计 (39)
3.4.3 开关电路 (40)
3.4.4 单端转差分电路 (40)
3.5硬件电路的调试结果 (41)
第四章光纤故障检测结果及分析 (45)
4.1引言 (45)
4.2实验装置及原理 (45)
4.2光纤故障点检测 (47)
4.3空间分辨率及最远距离 (49)
4.4光纤的衰减损耗实验 (51)
4.4.1 光纤衰减损耗的检测 (51)
4.4.2 平滑滤波 (52)
4.5小结 (53)
第五章总结与展望 (55)
5.1论文工作总结 (55)
5.2论文工作展望 (55)
参考文献 (57)
致谢 (61)
攻读硕士学位期间发表的学术论文与所取得成果 (63)
第一章 绪论
1.1 光纤的应用与故障分析
在通信领域高速发展的前提下，传统的通信线路（如铜线、电缆等）逐渐的被光纤所替代，而光纤的优势在于拥有体积较小、重量较轻以及高速传输速率等特性。随着在无源光网络和千兆无源光网络等技术领域的大规模应用，光纤网络已经成为了通信领域中不可或缺的一部分。但是，光纤本身的维护和检测的问题也随之而来，特别是在光纤故障检测领域，提供一种能够快速且精准的故障定位装置以确保光纤网络正常工作，成为通信领域的一项新挑战。
1.1.1 光纤网络的发展与光纤故障
20世纪80年代之前，电传输机理主导着通信技术。直到两大技术的出现：即激光器的问世和低损耗光纤的发明，使得构建光传输链路，实现光纤通信取得突破性进展。由于光纤具有体积小、重量轻、容量大、保密性好、传输距离长和使用灵活等特点[1]，使得光纤通信迅速成为世界通信领域中的主要信息交换方式，光纤网络应用之广、发展之快是通信史上少有的。除了用于通信主干线路，光纤网络在电力系统以及军事领域中也有着广泛的用途。然而，由于光纤网络的日渐重要，就需要对其提出更高的要求，如在光纤网络运行期间的高效性、安全性和稳定性等。光纤作为光传输网络的主要部分，它的过度弯曲、断毁等都会引发光纤故障；而光缆故障会导致信息的丢失甚至中断，必须及时修复，这就要求工程技术人员在通讯出现问题时能够快速诊断出光纤故障的类型和准确位置，并对光纤故障进行检修，以确保光纤网络的正常工作[2]。
图1-1 光纤故障
Fig 1.1 Optical fiber fault 1.1.2 光纤故障的分类与检测
据有关数据表明，光纤的弯曲、断裂等问题，是导致光缆线路不能正常工作的主要