1、基于布里淵散射的分布式光纖傳感技術(shù)研究;2、二維OCDMA系統(tǒng)的地址碼及多用戶檢測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、本文分兩部分，第一部分研究了基于布里淵散射的分布式光纖傳感技術(shù)。作為光纖傳感的最重要分支之一，分布式光纖溫度和應(yīng)力傳感有著具大的市場(chǎng)潛力，引起了人們的廣泛關(guān)注。本文將對(duì)分布式光纖溫度和應(yīng)力傳感的最重要分支之一，基于布里淵散射的分布式光纖溫度和應(yīng)力傳感系統(tǒng)進(jìn)行研究。 對(duì)基于布里淵散射的分布式光纖溫度和應(yīng)力傳感技術(shù)原理進(jìn)行了闡述。布里淵光纖傳感的內(nèi)在原因是聲子速率和光纖折射率與溫度和應(yīng)力有關(guān)，這使得布里淵散射光信號(hào)功率和頻移與溫度和

2、應(yīng)力有關(guān)，根據(jù)這兩個(gè)參量的變化，就可檢測(cè)出溫度和應(yīng)力。再結(jié)合光時(shí)域反射技術(shù)，就可對(duì)空間進(jìn)行定位。 在外差檢測(cè)中，為了使參考光和信號(hào)光的頻率差保持穩(wěn)定，通常有兩種技術(shù)，一是采用激光器頻差鎖定技術(shù)。為了實(shí)現(xiàn)1MHz的布里淵頻移測(cè)量精度，必須使參考光和信號(hào)光的頻率差的穩(wěn)定性小于1MHz。采用電域延遲自相關(guān)技術(shù)，提出了一種新的頻差鎖定系統(tǒng)。另一方案是用單光源來(lái)產(chǎn)生信號(hào)光和參考光。通信中常用光纖的布里淵頻移典型值是11GHz，采用單光源時(shí)

3、，如果不采用其它措施，混頻信號(hào)的頻率為11GHz，意味著要采用帶寬為11GHz的光接收機(jī)，這不僅極大地增加了系統(tǒng)的要求，同時(shí)也會(huì)降低系統(tǒng)的性能。為了降低對(duì)接收機(jī)帶寬的要求，可以采用移頻技術(shù)。 對(duì)多種光纖傳感系統(tǒng)的性能進(jìn)行了分析，并提出了邊緣檢測(cè)布里淵頻移的方案。在已有的布里淵頻移檢測(cè)中，均是通過(guò)測(cè)量最大信號(hào)處的頻率來(lái)獲取布里淵頻移，最大信號(hào)處的信號(hào)變化對(duì)頻移的變化并不靈敏，為了提高信號(hào)對(duì)頻移的靈敏度，可以采用邊緣檢測(cè)技術(shù)。理論分

4、析顯示，與峰值檢測(cè)相比，邊緣檢測(cè)可以提高布里淵頻移的測(cè)量精度。 在布里淵光時(shí)域分析技術(shù)(BOTDA)中，一般是以處在均勻環(huán)境下光纖中的布里淵光信號(hào)作為參考，通過(guò)測(cè)量傳感光纖中的布里淵光信號(hào)與參考光纖中的布里淵光信號(hào)的比值變化(歸一化布里淵信號(hào)變化量)來(lái)獲取溫度和應(yīng)力。通過(guò)對(duì)BOTDA系統(tǒng)進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，光纖中的缺陷不僅會(huì)引起自身所在區(qū)域位置上光強(qiáng)的變化，同時(shí)也會(huì)引起缺陷后面區(qū)域位置上光強(qiáng)的變化，因此，缺陷會(huì)破壞其后面位置上相對(duì)功

5、率變化量與溫度、應(yīng)力變化量之間的線性關(guān)系，給實(shí)際檢測(cè)帶來(lái)很大的困難。辦法之一是根據(jù)歸一化布里淵信號(hào)變化量分布曲線中的上升沿來(lái)確定相對(duì)變化量，辦法之二是用參考光纖所處的環(huán)境來(lái)擬合傳感光纖所處的環(huán)境。通過(guò)連續(xù)改變參考光纖所處的環(huán)境，使相對(duì)變化量為1，此時(shí)，傳感光纖所處的環(huán)境就和參考光纖一致，因此可以確定傳感光纖所處的溫度和應(yīng)力。進(jìn)一步對(duì)BOTDA系統(tǒng)分析后發(fā)現(xiàn)，這種影響與連續(xù)光的光功率有關(guān)，連續(xù)光功率越小，這種影響越小，當(dāng)連續(xù)光功率與噪聲功

6、率相當(dāng)時(shí)，這種影響可以忽略不計(jì)。 第二部分研究了二維OCDMA系統(tǒng)的地址碼及多用戶檢測(cè)技術(shù)。作為光通信中的復(fù)用技術(shù)之一，OCDMA引起了人們的廣泛重視。本文主要對(duì)二維時(shí)域/頻域OCDMA系統(tǒng)中的地址碼和多用戶檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行研究。 地址碼的構(gòu)造是OCDMA的關(guān)鍵技術(shù)之一。在本文中，以單極性碼為基礎(chǔ)，提出了新的二維時(shí)域/頻域組合碼的構(gòu)造方案。 伴隨著同時(shí)在線用戶數(shù)的增多，多用戶干擾會(huì)使OCDMA系統(tǒng)的誤碼率惡化。為了提