基于光缆媒质声波产生和传输特性研究

来源 :南京邮电大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lishuangjie2009
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传统光缆配线房中,光缆数量巨大且常年累积,致使光缆线路杂乱,这不仅造成光缆资源浪费,也大大影响了配线房中的线路管理。目前,大部分的配线房仍旧采用人工拽拉的方式对光缆线路进行排查和整理,费时费力。此外,一些新型寻纤设备虽解决了人工成本高、维修时间长的问题,但大都需要中断光缆通讯业务,亦或需要反复弯曲光缆,极易造成光缆损坏,这些都是运营商所不能接受的。本文提出了一种既不中断通信业务又不损坏光缆的,基于声波在光缆介质中产生、传输、接收的路由查找方法,主要研究内容如下:(1)对光缆媒质中声波产生及传输特性进行研究。在COMSOL Mutiphysics多物理场仿真软件中建立声波在单芯光缆中传输模型,计算光缆特征频率并通过分析不同声波激励频率下的振源响应和振幅随传输距离的衰减,确定选用前6阶特征频率作为声波激励源频率。研究不同激励源几何形状对声波传输中衰减的影响,在激励源和传输距离不变时,其中面状声源不仅激励源起始点振幅最大且振幅衰减最小。增加面源宽度可以增大激励源起始点振幅使声波传输距离更远但不改变衰减特性。在总面积和压强不变条件下,将一个面源分解为几个面源或加大面间距,不会对激励源起始点振幅和振幅衰减产生影响。(2)对声波在单芯光缆中传输可能遇到的不利影响进行分析研究。首先,研究了单芯光缆自然弯曲对声波传输衰减的影响。与平直光缆相比,弯曲光缆曲率半径为6 m-2 m时,距声源2.5 m处声波振幅减小了71.8%-99%。其次,研究相邻光缆间声波场的耦合。仿真结果表明,声波场耦合对有源光缆影响不大,随着两光缆间距的增加,光缆间声波场的耦合减小。(3)运用MATLAB计算因光缆弯曲产生的光功率损耗与光缆弯曲半径之间的对应关系,得到当光缆弯曲半径大于38.54 mm时光缆弯曲损耗小于1 d B。研究分析了激励源压强、激励源长度与光缆弯曲半径之间的关系,提出了两种通过减小激励源振幅实现降低光缆弯曲损耗的方法。
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