【摘 要】
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光时域反射仪是用于检测光纤故障和光纤连接点损耗的专业设备,由于其具有检测精度高、测量距离远、无损伤探测等优点,已被广泛应用于宽带互联网中的光纤链路检测与维护。光时域反射技术的基本工作原理是依靠分析光纤注入端接收的背向瑞利散射信号和菲涅尔反射信号与传输时间的关系来检测光纤故障特性,如连接点、熔接点、弯折、断裂、光纤损耗等事件。目前,国际上普遍使用的光纤检测技术是脉冲光时域反射技术,但是该技术具有原理
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光时域反射仪是用于检测光纤故障和光纤连接点损耗的专业设备,由于其具有检测精度高、测量距离远、无损伤探测等优点,已被广泛应用于宽带互联网中的光纤链路检测与维护。光时域反射技术的基本工作原理是依靠分析光纤注入端接收的背向瑞利散射信号和菲涅尔反射信号与传输时间的关系来检测光纤故障特性,如连接点、熔接点、弯折、断裂、光纤损耗等事件。目前,国际上普遍使用的光纤检测技术是脉冲光时域反射技术,但是该技术具有原理性技术缺陷,即存在动态范围与空间分辨率无法同时提高的原理性矛盾。在量程大于百公里的情况下,其最大误差达数十米,无法满足光纤入户网络（Fiber To The Home,FTTH）、大数据中心等应用场合中对于光纤链路进行长距离、高精度（厘米级）检测的需求。基于光子计数的光时域反射技术为了扩大动态范围会增大激光脉冲的带宽,从而降低空间分辨率,而且需要较长的测量时间和对测试数据的校正,在实际应用中具有局限性。采用伪随机码调制的光时域反射技术通过增加码长来扩大动态范围,同时不会降低空间分辨率;但是,由于需要昂贵的电随机码调制器调制激光器产生随机码序列,而且电随机码调制器在产生周期过长的随机码时遇到了技术瓶颈,限制了动态范围和空间分辨率的大幅提升。随着光纤通信技术和光纤到户技术的飞速发展,研制一种精度高、性能可靠、成本低的光时域反射仪成为光纤故障检测的迫切需求。本文提出了基于直接调制技术的光时域反射仪,采用宽带布尔混沌信号作为信号源,并以此信号直接调制分布式反馈激光器,从而产生宽带混沌激光,对光纤进行故障检测。实验结果表明本文提出的光时域反射仪可以实现在大约70 km的测量范围内,实现了14 cm与探测距离无关的空间分辨率,达到了预期效果。本文提出的光时域反射仪较好地解决了光纤链路中动态范围与空间分辨率无法同时提高的问题,有望应用于实际工程中。本文较系统的研究了基于宽带布尔混沌的光纤故障检测方法,主要工作包括:（1）提出了利用宽带布尔混沌电信号直接调制半导体激光器,从而产生混沌激光的方法;（2）在仿真环境下产生了宽带布尔混沌电信号,并以此电信号作为信号源,根据半导体激光器的速率方程在仿真环境下产生了混沌激光;（3）在实验环境下产生了宽带布尔混沌电信号和符合系统要求的混沌激光;（4）根据方案设计搭建实验装置,对光纤进行不同故障类型检测。
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