基于PC机的OTDR系统的数据分析与软硬件实现

摘要

OTDR是一种专门的光纤测量仪器，它的原理是通过测量后向散射来检查光纤的质量。它不但可以测量光通路的质量，而且还可以测量它的特征，是光网络不可缺少的测量和维护手段。作为专用仪器，它不可避免价格上昂贵的弱点及缺乏灵活性。 本文对OTDR的原理做了深入的介绍，在如何提高其性能方面，介绍了基于提高光接收器灵敏度的相干法和光子计数法，也介绍了基于信号处理方面的相关法。 针对专用仪器的弱点提出基于PC机的虚拟仪器的方法；并在此基础上引入通用、低廉及高速的USB2.0接口，从而使该仪器具备模块化的结构特点，各部分可以自成体系，方便了将来的升级改进。 基于对系统的特点及开发资源的考虑，采用了ARM开发系统及飞利浦公司的价格低、功能强的通用串行总线USB2.0接口器件ISP1581BD，来实现数据采集的控制和传输。 在此基础上利用Matlab强人的数据分析和处理能力，对原始数据进行处理，并将处理结果输出至应用程序，从而实现虚拟仪器的过程。

目录

文摘

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第一章 绪论

1.1引言

1.2 OTDR的发展过程

1.2.1传统OTDR

1.2.2相干OTDR

1.2.3相关OTDR

1.2.3光子计数OTDR

1.3基于PC机的OTDR系统设计

1.4研究目的及论文主体的章节安排

第二章 OTDR的工作原理

2.1 OTDR的简介

2.2 OTDR的原理

2.2.1光在光纤中的传输特性

2.2.2损耗测量

2.2.3 OTDR的测量

2.3 OTDR的术语

2.4 OTDR的测试

2.5 OTDR测试的特点

第三章USB总线

3.1 USB接口简介

3.2总线拓扑结构

3.3 USB的物理层

3.4 USB设备

3.4.1 Hub

3.4.2即插即用

3.4.3设备的电源

3.4.4设备的挂起

3.5 USB主机

3.6 USB数据流

3.7 USB总线协议

3.7.1域的类型

3.7.2包的类型

3.7.3总线操作的格式

3.7.4数据触发同步与重试

3.7.5低速操作

3.7.6错误检验与恢复：

第四章 基于PC机的OTDR系统结构设计

4.1 OTDR结构分析

4.2基于PC机的OTDR系统结构设计

4.3 USB2.0的开发

4.4 USB2.0扩展模块的硬件设计

4.4.1扩展USB2.0模块可行性分析

4.4.2 USB2.0接口控制芯片

4.4.3管脚配置

4.4.4 USB2.0扩展模块电路设计方案及分析

第五章数字信号的分析与处理

5.1相关检测技术的分析与应用

5.2 长度和衰减测量

5.3 OTDR曲线上特征点的识别

第六章系统软件设计

6.1应用程序软件编程的实现

6.2应用程序的界面设计

结论

致谢

参考文献