光接入网中光时域反射计的研究与应用

论文摘要

随着宽带业务的迅猛发展和各种新业务的不断涌现,用户对网络接入宽带的需求大幅度增长。作为未来宽带接入网技术的无源光网络（PON）,正朝着TDM-PON和WDM-PON两个方向发展。无源光网络的发展和应用,对传统的光纤链路监测设备,光时域反射计（OTDR）,提出了新的挑战。本文介绍了光时域反射计（OTDR）的工作原理和性能指标,包括动态范围、距离分辨率和测量时间。通过理论分析,总结了提高OTDR性能的各种技术,如累加平均技术、FSK调制技术和相关编码技术。其中详细介绍了双正交编码技术。PON中复杂的网络结构,如点对多点的结构和多波长的传输等,对传统的OTDR监测技术提出了许多新的技术要求。本文总结和分析了当前光接入网中应用的各种OTDR监测技术及其发展趋势,并提出了一种基于双正交编码的波长可调OTDR,进行了理论和实验上的研究。通过采用64-bit长度的双正交编解码技术,并结合512次累加平均,获得了动态范围增强约14.7dB的实验结果,从而在6dBm入纤光脉冲峰值功率下,实现了距离精度为2米,动态范围22.8dB的测量。该结果表明,采用本论文建议的方式,可以实现满足WDM-PON光纤链路在线监测需求的波长可调谐OTDR。最后本文详细介绍了本次设计的基于Windows CE嵌入式OTDR系统软件的设计与实现过程。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 题依据与研究意义
• 1.2 光接入网的发展对OTDR 监测提出的新要求
• 1.3 研究内容与目的
• 第二章 OTDR 原理与性能提高的技术
• 2.1 概述
• 2.2 OTDR 的工作原理与性能指标
• 2.2.1 OTDR 的基本原理
• 2.2.2 OTDR 的性能指标
• 2.3 提高OTDR 性能的技术
• 2.3.1 累加平均技术
• 2.3.2 FSK 调制技术
• 2.3.3 相关编码技术
• 2.4 双正交编解码的原理
• 2.5 本章小结
• 第三章 光接入网中OTDR 的发展与应用
• 3.1 概述
• 3.2 光接入网技术发展对监测系统的要求
• 3.3 接入网中监测波长的选择
• 3.4 OTDR 在PON 中的发展与应用
• 3.4.1 TDM-PON 中的监测技术
• 3.4.2 WDM-PON 中的监测技术
• 3.5 接入网中低成本的嵌入式OTDR
• 3.6 本章小结
• 第四章 基于双正交编码的波长可调谐OTDR 研究
• 4.1 概述
• 4.2 实验原理
• 4.2.1 双正交编码的实现
• 4.2.2 波长可调谐的实现
• 4.3 实验框图与过程
• 4.3.1 实验系统框图
• 4.3.2 实验过程
• 4.4 实验结果与分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 嵌入式WinCE OTDR 的系统软件设计与实现
• 5.1 概述
• 5.2 系统驱动程序的设计与实现
• 5.2.1 驱动程序的简介
• 5.2.2 Windows CE 物理内存与虚拟内存的分配
• 5.2.3 Windows CE OTDR 中SRAM 与I\O 驱动程序的设计与实现
• 5.3 系统中断程序的设计与实现
• 5.3.1 中断程序的简介
• 5.3.2 Windows CE 外部中断程序的设计与实现
• 5.4 系统图形控制界面程序的设计与实现
• 5.4.1 系统图形控制界面程序框图
• 5.4.2 系统参数设置与传递
• 5.4.3 OTDR 曲线描绘
• 5.4.4 OTDR 曲线分析
• 5.5 算法与数据结构的设计与实现
• 5.6 本章小结
• 第六章 总结
• 6.1 论文工作的总结
• 6.2 工作的展望
• 参考文献
• 致谢
• 符号说明
• 攻读硕士学位期间发表或录用的论文