光時域反射法在民航飛機光纖通信系統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，繼而使系統故障得到及時排除?；谶@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 檢測技術

在民航客機上，光纖通信的應用范圍較廣。與傳統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檢測方法，會因為光電器件存在響應延遲而出現測試盲區。

2 光時域反射法在民航飛機光纖通信系統檢測中的應用

2.1 應用原理

想要確保光纖能夠不間斷進行信號傳輸，就要使光產生連續全反射。在光纖通信系統中，需要利用光源器件進行光信號發送，并使攜帶特征信號的光信號在光纖中發生連續全反射，最后還要利用檢測電路完成光信號的耦合和解調，進而實現光纖通信傳輸。為避免光纖發生缺陷進而影響光信號傳播，還要對系統進行檢測。而民航飛機使用的短線光纖，所以采用傳統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，則能得到光子數量，從而實現對光纖缺陷的檢測。

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和測量方法。目前，該技術能夠檢測的動態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、采樣頻寬和顯示數據可讀性，則可以進行檢測區段的選擇。通過選取自動模式，則可以完成分辨率的自動適配。檢測盲區包含事件盲區和衰減盲區，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，暗電流計數率為Rd，平均次數為N。在A380飛機通信系統中，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進行檢測時，運用基于光子計數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格和件號等信息的獲取。利用這些信息，則能完成檢測參數的設置。遵循線路標準施工程序，則可以進行系統檢測。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，則會出現呈階躍突尖的軌跡，呈現出與噪聲值相近相等的水平狀態。如果光纖接頭面受到污染，也會出現呈階躍突尖的軌跡，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中的光纖產生了何種缺陷，進而完成系統故障的檢測與判斷。

3 結論

通過研究可以發現，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安全飛行提供更多保障。

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