高性能光时域反射计技术研发

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光时域反射计(Optical Time Domain Reflectometer),又称背向散射仪,是一种用于表征光纤链路物理特性的光学测试仪器,是利用激光在光纤传输时的瑞利散射和菲涅尔反射所产生的背向散射而制成的精密的光电一体化仪表。此仪器主要用于测试整个光纤链路的衰减并提供与长度有关的衰减细节。OTDR测试的非破坏性、只需一端接入及直观快速的优点使它被广泛应用于光缆线路的维护、施工之中,可进行光纤长度、光纤的传输衰减、接头衰减和故障定位等的测量。其市场主要被国外公司垄断,并且价格昂贵。本文详细介绍光时域反射仪的工作原理、关键参数。并详细阐述了光时域反射计各功能模块的结构和设计机理。设计一套基于FPGA的光电探测和数据采集系统,系统通过PCI总线和公司已有平台进行数据传输。并由平台负责显示和人机交换。本文最后实测了系统指标,并对事件点的衰减和损耗计算进行了分析。在理论的指导下、作者成功研制出了5台商品化样机。并且通过了中国泰尔实验室测试,样机功能与技术指标都已达到立项指标。

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摘要

ABSTRACT

第一章绪论

1.1 引言

1.2 OTDR 发展动态和预期指标

1.3 论文安排

第二章光时域反射计的原理

2.1 背向散射

2.3 光时域反射计的主要参数分析

2.3.1 动态范围

2.3.2 测试距离

2.3.3 脉冲宽度

2.3.4 盲区

2.3.5 平均值

2.3.6 采样分辨率和采样点

第三章光时域反射计设计

3.1 电光转换与激光器驱动模块设计

3.2 光路模块设计

3.3 前置放大模块设计

3.4 模数转换模块设计

3.5 逻辑控制模块设计

3.7 数据通讯模块设计

3.8 电源模块设计

第四章光时域反射计性能测试与应用研究

4.1 性能测试

4.2 OTDR 测试误差分析

4.3 事件点衰减和损耗计算分析

总结和展望

参考文献

附录

致谢

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