引用本文:

朱信刚,陆飞飞,陆英,等:基于非局部均值滤波增强的OTDR[J]. 光通信技术,2019,43(2):58-62.

基于非局部均值滤波增强的OTDR

朱信刚1,陆飞飞1,陆 英1,唐杰杰1,孙淑娟2,徐 健2,龙 函2,徐泽峰2

(1. 国网徐州供电公司,江苏 徐州 221005; 2. 武汉光迅科技股份有限公司,武汉 430205)

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摘要:为解决OTDR测试曲线的信噪比受限问题,介绍了OTDR的基本原理和硬件结构,在此基础上采用1D和2D的非局部均值滤波算法对多次平均过后的测试曲线进行处理,提高了OTDR曲线的信噪比增益;引入Canny检测算法后来增强了对曲线事件识别的准确性和精度。

关键词:光时域反射仪;非局部均值滤波

中图分类号:TN206 文献标志码:文章编号:1002-5561(2019)02-0058-05

DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2019.02.014

0 引言
        随着光纤通信技术的不断发展,传输网络对光纤链路质量的要求越来越高。光时域反射仪(OTDR)能够对光纤线路进行无损检测,是光缆资源监控维护的重要手段。OTDR利用信号光在光纤中的背向瑞利散射和菲涅尔反射可以实现光纤衰减、弯曲和断裂等故障的检测与定位。在OTDR的发展方向中,大动态范围和高事件分辨率始终是研究突破的重点与难点。伴随着光器件与硬件电路的发展,限制OTDR性能提高的主要因素是接收端放大电路的随机噪声导致的信噪比(SNR)劣化[1-3]。常用提高OTDR曲线的SNR的方法有:提升硬件的采样精度、提高APD的探测灵敏度和数据降噪处理等。
       本文采用非局部均值滤波的方法作为数据处理的方式,在现有硬件条件下进一步提高OTDR测试曲线的SNR;同时对于滤波后的OTDR曲线,引入Canny检测算法来提高曲线事件识别的准确性。

4 结束语
      本文首先介绍了OTDR的硬件结构以及数据处理方法,采用非局部均值滤波的方法提高OTDR曲线的SNR,并在现有硬件基础上进一步提升了OTDR的测试性能;然后分别使用1D和2D非局部均值滤波的方法,在兼顾测试效率的同时分别提高了OTDR曲线的SNR 5.2dB和7dB;最后引入了Canny算法增强了OTDR事件识别的准确性和精度。本文使用的算法实现较为简单,算法速度取决于硬件的计算能力,既可以放在底层FPGA实现,也可以放在上位机软件中实现,对目前商用化的OTDR产品性能的进一步提升具有重要的实用意义。