王英杰,邓大鹏,李 卫

(西安通信学院,西安 710106)

1 引 言

我国对于光缆线路的性能监测目前基本上还是采用OTDR(Optical Time Domain Reflectmeter)技术,这种技术较为成熟、简单,它是靠检测一个在光缆线路上传输的光脉冲在不同位置的后向瑞利散射信号和后向菲涅尔反射信号的相对强弱来实现对光缆线路的监测。但其存在一个致命的弱点,即要想增大动态范围,就必须增大脉冲的宽度,但增大脉冲宽度会使仪表的空间分辨率降低,因此对于那些既要有大的动态范围又要有高的空间分辨率的场合,如PON线路、长途光缆干线的测量等,用OTDR监测时就显得有些顾此失彼了。频率调制连续波(FMCW)技术常用于高精度雷达测距,用于光缆线路异常检测时,由于采用相干探测,具有较高的灵敏度和较大的动态范围,并且系统空间分辨率和动态范围之间没有制约关系,所以能够实现各种大动态范围的高精度检测[1-5],国外对此技术的研究已经比较成熟。在国内,由于受到激光器谱线宽度和激光信号调频技术的制约,基于FMCW光缆线路异常检测的研究多集中于一般性的分析和仿真,缺乏实验验证,为此,本文在理论研究的基础上搭建了实验平台,用实验数据验证FMCW技术对光缆线路异常检测的有效性及测量精度。

2 FMCW检测定位原理

频率调制连续波光纤反射计主要由线性扫频光源、迈克尔逊干涉仪、光电探测器和频谱分析仪(或信号处理单元)等组成,其系统结构图[2]如图1所示。

图1 FMCW光纤反射计系统结构图Fig.1 System structure of FMCW optical fiber reflectometry