光频域反射计(OFDR)-周潜.ppt

分布式光纤后向散射测量,*,单击此处编辑母版标题样式,2025/10/29 周三,光频域反射计,(OFDR),及其在光纤接入网中的应用,分布式光纤后向散射测量,2,提 纲,分布式光纤后向散射测量技术研究背景,光频域反射计（,Optical Frequency Domain Reflectometer,）,光频域反射计在光接入网络中的应用,分布式光纤后向散射测量,3,OFDR,背景,瑞,利,散,射,菲,涅,尔,反,射,布,里,渊,散,射,拉,曼,散,射,电气绝缘,抗辐射,测量对象,丰富,光纤本征,测量技术,抗电磁干扰,灵敏度高,耐腐蚀,光纤,应力,损耗,温度,偏振,分布式传感、连续测量,分布式光纤后向散射测量,4,OFDR,应用,理想的高精度、,高灵敏度分布式测量,光频域反射计,（,OFDR,）,分布式光纤后向散射测量,5,OFDR,基本原理,FMCW,迈克尔逊干涉,分布式光纤后向散射测量,6,OFDR,系统架构,相干接收,基于,Hilbert,变换非线性校准算法,激光器线性扫频反馈校准,激光相位噪声,分布式光纤后向散射测量,7,OFDR,相干接收,交叉干涉：交叉干涉信号混叠,外差检测,相干衰弱噪声：强度随机起伏,平衡混频接收,偏振失配：强度噪声,偏振分集接收,分布式光纤后向散射测量,8,OFDR,激光相位噪声建模,冲击响应项,混频后直流信号,X,0,处反射系数,冲击响应项,X,0处拍频信号分量,幅度以回波信号延迟和 激光相干时间之比 呈指数衰减,连续谱函数,激光相位噪声 在拍频分量附近的分布特性,激光线宽有限,（相干长度、相干时间）,X,0,处,PSD,分布式光纤后向散射测量,9,OFDR,激光相位噪声仿真,(1),延迟 小于 激光相干时间时：,拍频信号附近相位噪声很小,延迟 约等于 激光相干时间时：相位噪声呈现在拍频信号附近,延迟 大于 激光相干时间时：相位噪声几乎将拍频信号淹没,Phase Noise vs.Reflectivity Factor,Phase Noise vs.Coherent Length,反射信号的增强,相位噪声影响程度和范围随之增大,分布式光纤后向散射测量,10,OFDR,激光相位噪声实验,分布式光纤后向散射测量,11,OFDR,激光相位噪声结论,尾端反射强度较弱时：,前端的微弱反射点 能清晰分辨出,尾端反射强度较强时：,前端的微弱反射点 几乎无法分辨,尾端反射强度较弱时：,前端能清晰分辨出 连续的反射事件,高相干性激光源：线宽压缩技术和窄线宽激光器,减小无必要反射：低反射的终端连接器或光纤匹配液,OFDR,在光纤接入网中的应用,1.,接入网故障监测及定位：,分布式光纤后向散射测量,12,2.,结合接入网构建光纤传感网络,利用,OFDR,的高分辨率和高灵敏度，可以在现有的光纤接入网的基础上低成本地构建光纤传感网络，避免重建网络通道。,分布式光纤后向散射测量,13,3.OFDR/WDM,复用光纤光栅传感网络,*,14,*,光子学报,vol.34,No.1,分布式光纤后向散射测量,15,谢 谢！,上海交通大学,区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室,周潜,分布式光纤后向散射测量,16,脉冲雷达,分布式光纤后向散射测量,17,FMCW,迈克尔逊干涉,w/o feed back,with feed back,