论文部分内容阅读
摘要:由于光纤通信能提供一个无电磁干扰,无冲突的优良环境,能满足人们对高带宽的需求,光纤通信得到了广泛的应用。现在,光缆已经逐步取代电缆成为现代通信网络最为重要的传输方式。运营商们把越来越多的光缆架设在人井,管道,架空等复杂环境中,另外,由于城市改建,线路抢修,搬迁机房等新情况不断涌现,如何识别和管理这些错综复杂的光缆线路也变得异常艰难。传统光缆识别方法,费时费力且成本高。研究出一种廉价且易实现的光缆识别仪显得尤为重要。本文基于这个目的展开研究,提出了一种无损且廉价的光缆识别方法。本文介绍了光缆识别研究的必要性以及国内外研究现状。接着设计了用于驱动1550nmDFB光纤激光器组件的可调恒流源,恒流可调范围为0-100mA,完全满足激光器的工作范围(约25mA),并设计出了有效保护电路,然后进行了实验测试。本文重点对光缆识别仪的工作原理和软硬件设计方案进行了详细阐述分析。光缆识别仪基于光的干涉原理,光源发出的光经3dB耦合器后分成相等的两束,分别沿着光纤环顺、逆时针传播,然后回到耦合器处发生干涉。若光纤环中某处发生了物理扰动,干涉图样会发生相应的变化,可以用光电探测器探测到。本文对传感光纤中产生的光程变化进行了严密的理论推导,得到了两束光在外力作用下产生的相位变化,其中,对各个因素导致的相位变化进行了分别讨论分析。硬件电路部分,综合考虑了光电转换、隔直、放大、模数转换、缓存等。AD转换部分我们选用了AD7864作为采样芯片,它有四个模拟通道。可以根据情况任意选用。各个通道的使用可以用软件编程来实现。由于采样芯片采样速率与ARM开发板处理数据能力不一致,我们需要对采样得到的数据做采样处理,这里选用了高速低功耗存储器CY7C4255,支持输入输出端口可编程。硬件部分的核心,我们选用了S3C2440微处理器,其CPU是16/32位ARM920tRISC处理器。通过给系统设计内容丰富的外设结构,S3C2440能极大的节约整个系统的成本,而且无需配置额外外围电路。最后,经过处理过的信号会由ARM开发板的LCD显示视频信息并由音频模块显示音频信息,从而达到预期目的。当然,要使开发板实现预定的功能,还需要设计驱动程序,本文对驱动程序进行了分析并开发出Linux系统下系统驱动程序。采用这种方法研制出的光缆识别装置,经济方便,具有很好的实用性和应用前景。