光時域反射法在民航飛機光纖通信系統(tǒng)中的檢測技術與研究

蔣林伸

摘 要 在民航飛機光纖通信系統(tǒng)檢測的過程中，可以使用基于光時域反射法的檢測技術，從而及時完成光纖缺陷的查找，繼而使系統(tǒng)故障得到及時排除。基于這種認識，本文先對光時域反射法進行了介紹，然后對光時域反射法在民航飛機光纖通信系統(tǒng)檢測中的應用問題展開了探討，對其應用原理、應用方法和應用步驟展開了分析與分析，以期為關注這一話題的人們提供參考。

【關鍵詞】光時域反射法 民航飛機光纖通信系統(tǒng) 檢測技術

在民航客機上，光纖通信的應用范圍較廣。與傳統(tǒng)航空銅芯或鋁芯相比較，采用光纖進行通信能夠更好的抵抗電磁干擾，并且擁有較寬的傳輸頻帶，同時也能減輕通信系統(tǒng)的質量。在實際應用時，需要采用光時域反射法進行光纖網絡的檢測，以確保系統(tǒng)能夠正產運行。因此，還應加強基于光時域反射法的民航飛機光纖通信系統(tǒng)檢測技術的研究，以便更好的進行光纖通信的應用。

1 基于光時域反射法的檢測技術

光在光纖中傳播的過程中，會發(fā)生瑞麗散射和菲涅爾反射。采取光時域反射法進行光纖通信的檢測，就是利用光脈沖在光纖中傳播過程中會因為發(fā)生瑞利散射和菲涅爾反射而產生背向散射的原理，對光脈沖發(fā)送和接收時差和幅度進行測量，從而完成背向瑞麗散射光功率的獲取。而利用示波器進行背向瑞麗散射光功率的顯示，則能完成光纖缺陷的查找。該種檢測方法為傳統(tǒng)檢測方法，會因為光電器件存在響應延遲而出現(xiàn)測試盲區(qū)。

2 光時域反射法在民航飛機光纖通信系統(tǒng)檢測中的應用

2.1 應用原理

想要確保光纖能夠不間斷進行信號傳輸，就要使光產生連續(xù)全反射。在光纖通信系統(tǒng)中，需要利用光源器件進行光信號發(fā)送，并使攜帶特征信號的光信號在光纖中發(fā)生連續(xù)全反射，最后還要利用檢測電路完成光信號的耦合和解調，進而實現(xiàn)光纖通信傳輸。為避免光纖發(fā)生缺陷進而影響光信號傳播，還要對系統(tǒng)進行檢測。而民航飛機使用的短線光纖，所以采用傳統(tǒng)光時域反射法法無法滿足檢測精度要求。為此，還要采取基于光子計數(shù)法的光時域反射法進行光纖缺陷的檢測。采取該種方法，能夠達到厘米級別的檢測精度，所以能夠實現(xiàn)對鏈路中缺陷點的精確定位。從原理上來看，該技術就是利用光電計數(shù)方式完成光輻射通量的測量。在探測器接受菲涅爾反射光照射時，探測器可以完成光子的吸收，并產生光電子。經過放大、整形和檢測，則能得到光子數(shù)量，從而實現(xiàn)對光纖缺陷的檢測。

2.2 應用方法

民航飛機采用波長為0.85μm和1.30μm的近紅外波進行光纖通信，并采用多模傳輸方式進行信號傳輸。出現(xiàn)傳輸故障，主要是由光纖破損、過彎、污染或斷裂等原因引起的。使用基于光子計數(shù)法的光時域反射法進行檢測，還應明確技術應用的主要參數(shù)和測量方法。目前，該技術能夠檢測的動態(tài)范圍為從端口背向散射降到本底噪聲水平時能解析的最大光損耗，該損耗應該為端口位置的最大瑞麗散射與本底噪聲間的差值。根據背向散射信號軌跡曲線平滑程度、采樣頻寬和顯示數(shù)據可讀性，則可以進行檢測區(qū)段的選擇。通過選取自動模式，則可以完成分辨率的自動適配。檢測盲區(qū)包含事件盲區(qū)和衰減盲區(qū)，前者為在反射峰值點降1.5dB時，在軌跡曲線水平方向相交兩點對應的光纖長度。后者為在菲涅爾反射比背向散射級別高0.5dB時，檢測得到的長度尺寸，能夠反映出該技術所能測量的連續(xù)事件損耗的最小距離。在具體使用該方法時，需要完成能夠檢測的最小光功率的計算。

利用下式（1），則能完成最小光功率的計算，式中hv指的是光子能量，探測器量子效率利用η表示，脈寬用τ表示，暗電流計數(shù)率為Rd，平均次數(shù)為N。在A380飛機通信系統(tǒng)中，波長為0.85μm和1.30μm分別對應3.53*1014Hz和2.30*1014Hz的光纖頻率。已知η為0.1，N為1000，Rd為400S-1，τ為1ns。通過計算，可以得到最小檢測功率為8.4*1014W，所以使用該方法其檢測靈敏度能夠滿足檢測要求。在對62.5μm的光纖進行檢測時，分辨率能夠達到2.5cm。按照航空A380飛機線路標準，使用該方法進行光纖鏈路檢測能夠滿足民航飛機光纖通信檢測要求。

2.3 應用步驟

在對民航飛機光纖通信系統(tǒng)進行檢測時，運用基于光子計數(shù)法的光時域反射法需要先完成飛機線路圖手冊AWM的查找，從而進行可疑光纖尺寸規(guī)格和件號等信息的獲取。利用這些信息，則能完成檢測參數(shù)的設置。遵循線路標準施工程序，則可以進行系統(tǒng)檢測。值得注意的是，想要對光纖缺陷進行準確判定，還要清楚了解光纖鏈路的各個部位的曲線波形特征，包含拼接管、支撐、接頭、固定和彎曲等。比如在光纖鏈路接頭處能夠進行菲涅爾 反射和耦合情況的直觀反映，在其狀況良好時，則會出現(xiàn)呈階躍突尖的軌跡，呈現(xiàn)出與噪聲值相近相等的水平狀態(tài)。如果光纖接頭面受到污染，也會出現(xiàn)呈階躍突尖的軌跡，但是信號下降明顯，能夠反映出該處插入損耗較大。在光纖彎曲處，會出現(xiàn)略微下滑、然后水平的軌跡，意味著信號在該處產生了插入損耗。而鏈路拼接管的位置擁有與正常彎曲相近似的軌跡特征，光纖末端則擁有呈階躍突尖的軌跡，并且軌跡會下行至本底噪聲值。如果光纖發(fā)生異常斷裂，則擁有與末端相似的軌跡特征。結合這些特征，則能判斷出光纖通信系統(tǒng)中的光纖產生了何種缺陷，進而完成系統(tǒng)故障的檢測與判斷。

3 結論

通過研究可以發(fā)現(xiàn)，加強對光纖通信理論和光時域反射法檢測原理的學習和理解，并且熟練掌握各種檢測軌跡的波形特征，就可以完成光纖通信系統(tǒng)故障的準確判斷。在此基礎上，就可以按照程序要求完成光纖的維修操作，進而避免系統(tǒng)通信質量下降。而在光纖通信在民航飛機上得到廣泛應用的背景下，采取該種檢測技術將能為航空器的持續(xù)安全飛行提供更多保障。

參考文獻

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