Введение
ГЛАВА 1. Анализ современного состояния теории и техники ранней диагностики волоконно-оптических линий передачи 22
1.1. Общие положения 22
1.2. Системы мониторинга ВОЛП
1.2.1. Назначение систем мониторинга ВОЛП 25
1.2.2. Принцип осуществления мониторинга. Технологии, применяемые в системах RFTS 26
1.2.3. Схема построения, состав оборудования и программного обеспечения систем мониторинга 28
1.2.4. Обзор существующих систем RFTS
1.3. Измерение натяжения оптического волокна методом бриллюэновской рефлектометрии 40
1.4. Приборы для рефлектометрических измерений, основанных на анализе бриллюэновского рассеянного излучения 42
1.5. Бриллюэновский анализатор
1.5.1. Принцип действия и схема построения бриллюэновского анализатора 42
1.5.2. Функциональные возможности бриллюэновского анализатора 44
1.6. Бриллюэновский рефлектометр 45
1.6.1. Принцип действия и схема построения бриллюэновского рефлектометра 45
1.6.2. Функциональные возможности бриллюэновского рефлектометра... 48
1.7. Обзор существующих приборов для бриллюэновской рефлектометрии 48
1.8. Классификация методов ранней диагностики ВОЛП 56
Выводы по главе 1 58 % %t
ГЛАВА 2. Исследование методов увеличения предельных функциональных возможностей оптических рефлектометров 61
2.1. Анализ характерных проблем оптической рефлектометрии 61
2.2. Частотномодулированная непрерывноволновая рефлектометрия оптических волокон на поднесущей частоте, находящейся в радиодиапазоне .
2.2.1. Обоснование технического решения 65
2.2.2. Анализ возможных вариантов схем построения рефлектометров OFDR-FS с использованием поднесущей частоты радиодиапазона 70
2.3. Низкокорреляционая оптическая рефлектометрия с применением
шумоподобных сигналов радиочастотного диапазона 74
2.3.1. Обоснование технического решения 74
2.3.2. Анализ возможных вариантов схем построения низкокорреляционных рефлектометров с применением шумоподобных сигналов радиочастотного диапазона 76
2.3.3. Использование сигнала, переносящего трафик, в качестве измерительного сигнала 81
2.3.4. Классификация методов оптической рефлектометрии с радиочастотными измерительными сигналами 83
2.4. Алгоритмические методы увеличения функциональных возможностей приборов для оптической рефлектометрии 85
2.4.1. Общие сведения 85
2.4.2. Метод регрессионного анализа 85
2.4.3. Метод медианной фильтрации 88
Выводы по главе 2 89
ГЛАВА 3. Исследование тензометрических методов ранней диагностики состояния волоконно-оптических линий передачи 91
3.1. Спонтанное рассеяние Манделынтама-Бриллюэна 91
3.2. Вынужденное рассеяние Мандельштама-Бриллюэна 92
3.3. Зависимость параметров рассеянного излучения от различных факторов
3.3.1. Зависимость частоты рассеянного излучения от натяжения и температуры 94
3.3.2. Влияние механического напряжения в месте изгиба волокна на параметры бриллюэновского рассеянного сигнала 95
3.3.3. Влияние поперечного эффекта Доплера 96
3.3.4. Влияние эффекта Доплера, вызванного неоднородностью гравитационного поля 103
3.3.5. Резонансные явления в оптическом волокне, вызванные наличием отражений. Влияние их на параметры бриллюэновского рассеянного сигнала
3.4. Математическая модель метода бриллюэновской рефлектометрии 112
3.5. Разработка принципов построения альтернативных вариантов схем бриллюэновских рефлектометров 114
3.6. Формантный метод определения бриллюэновского частотного сдвига 122
Выводы по главе 3 131
ГЛАВА 4. Реализация компьютерных моделей и вычислительные эксперименты 133
4.1. Принципы построения компьютерных моделей процессов, происходящих при распространении излучения в оптическом волокне и формировании рефлектограмм 133
4.2. Реализация компьютерной модели формирования рефлектограмм 139
4.3. Упрощенный вариант компьютерной модели формирования рефлектограмм 147
4.4. Экспериментальная проверка метода рефлектометрии частотной области с широкополосным зондирующим сигналом 162
4.4.1. Общие сведения 162
4.4.2. Определение параметров зондирующего сигнала и модели волокна 163
4.4.3. Синтез зондирующего сигнала 168
4.4.4. Анализ данных и визуализация результатов 173
4.4.5. Программа экспериментов 176
4.4.6. Проведение экспериментов и их результаты 178
Выводы по главе 4 208
Заключение 213
Список литературы 216
