Page 37 - 网络电信2018年10月刊下
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解 决 方 案
通常通过在反馈电阻两端并联一个陶瓷电容以抑制噪声。 OTDR系统噪声具有不确定性，能够利用多次累计求均值
在上述情况下，光电二极管处于零偏状态，无暗电流，存 互相抵消，从而增强信号的信噪比。把经转换后的数字信号累
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在低噪声，线性度佳，适于准确测量。分析式 可知，为了使 计，抵消随机噪声导致的噪声电平，准确提取噪声中的信号，
输出电压升高，需升高反馈电阻Rb值，而升高Rb值会导致热噪 获取有效信号。累计次数越多，提取信号越准确。下面从数字
声出现，影响放大信号的稳定性。因为信号通过PIN管转换后输 信号处理方面增强OTDR信噪比，以提高其动态范围与分辨率。
出电流数量级很小，为了尽可能符合zol＞＞Rb以及降低热噪声 把采集信号总噪声功率看作等效噪声功率Pnoi，将数据累计K次
值，把信号转换至更高数量级，本节Rb选择105Ω电阻。经电流 求均值，则信号信噪比可描述成:
电压转换后电压信号幅值较小，无法直接通过A/D转换器获取，
需对其进行进一步放大处理，将其放大至合理A/D转换器采集电 （10）
平区域中。AD8066为双通道运算放大器，电流电压转换仅需采
用其中一路，剩余一路可负责完成电压放大。后级电压放大电 式中，T表示时间。
路图用图3进行描述。 分析上式可知，将数据累计K次能够使有效信号提高 倍,
等效噪声功率增加 倍，即信噪比提高 倍。随着信噪比的
图3 后级电压放大电路
提升，OTDR形态范围也将大大提升。
（4）激光驱动电路设计
本节利用激光器驱动芯片为激光器提供电流，激光器芯片
选用德国iC－Haus企业提供的专用激光器驱动芯片iC*HK，其在
3.6V至5.5V范围内工作，能够为激光器提供有效的电流脉冲，
符合系统设计要求。
其电路用图4进行描述。激光驱动电路利用管脚3输出电流
对激光器进行驱动，输出电流值取决于电阻Rc和Rd。管脚1与5
为输入使能端，两路能够并联，提高输出电流，也能够独立使
用，各路最高可输出750mA脉冲。本节采用的激光器驱动电流是
300mA仅需一路，将管脚5接地，管脚1接FPGA脉冲信号输出端。
在脉冲信号是高电平的情况下，开启激光器，输出电流，驱动
激光器发射光脉冲。在脉冲信号是低电平的情况下，激光器停
在上述放大过程中，电压放大倍数为 ，输R 1 入电阻 止运行。
R 1 ，则经光电转换器输出电流信号经两级放大处理后，输出电 图4 激光驱动电路
压信号是:
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（3）格雷互补码在OTDR中的实现
在OTDR中，需形成格雷互补码序列，使其控制激光器，形
成光信号进入光纤通信网络。格雷互补码形成方式产生的均为
双极性码，即码元由1与－1组成 ［17］ 。然而OTDR激光器仅可发
射正脉冲，即仅可发送1或0。本节将格雷互补码偏置至峰值的
一半，将两组双极性码转换成四足单极性码。首先将格雷互补
码序列αm与βm偏置成 :
（8）
由此可得:
（9） （5）光接收机设计
OTDR中接收机将反射光信号转换成电信号，同时对其进行
处理。光电二极管为OTDR光接收机的关键，当前常见的光电二
则一组双极性码可转换成两组单极性码，即αm可转换成 极管主要包括PIN光电二极管与APD光电二极管 ［18］ ，主要用于
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