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光缆作为现代通信的一个高效传输媒质,光缆维护的效率至关重要,目前的光纤监测系统是自动维护光缆的基础。然而,光纤监测系统只能监测已经中断的光纤,对尚未中断的光纤不能提前预警,特别是对光缆接头盒浸水无能为力。随着光缆铺设年头的增多,光缆接头盒浸水现象将越来越多,对光缆接头盒浸水的研究应受到关注,本文对此进行了研究。
本文首先研究了现有的接头盒浸水检测方法和两种被用于光缆监测系统的光纤测试技术,然后设计了基于接头盒浸水传感器的光缆接头盒浸水监测系统,提出了系统的设计目标、基本原理、数据处理和基本功能。此系统可以实现对接头盒浸水的实时监测,发现浸水及时告警,可有效提高光缆的维护质量。本文详细设计了监测系统的硬件系统,提出了系统的可实施方案,分析了关键硬件设备如浸水传感器、光功率监测模块的设计原理,研究确定了其他关键设备的性能指标。
为了进一步提高对光缆接头盒浸水判断的准确度,本文首先研究了光缆接头盒浸水后光功率信号的数据特征,接着研究了基于自适应滤波的自适应噪声抵消技术,最后将自适应噪声抵消技术应用于判断接头盒是否浸水的数据处理上,设计出光功率信号增强器。光功率信号增强器的性能取决于自适应算法的应用,本文研究了基本LMS算法和两种SVSLMS改进算法,仿真确定了应用算法的参数选取原则,结果表明,如果参数选取合适,算法可以有效应用于光功率信号增强器中。最后研究了一种基于Lorentzian函数的变步长LMS自适应滤波算法,在该算法的基础上提出了一种基于系统数据特征的新的步长改进算法。仿真结果表明,如果参数选取适当,和前面研究的算法比,误差估计整体更平均,滤波结果更有利于下一步的应用。