引用本文:
陈平,蒋宗伯. 双边滤波器在OTDR中的应用[J]. 光通信技术,2020,44(9):42-44.
陈 平,蒋宗伯
(中国电子科技集团公司 第三十四研究所,广西 桂林 541004)
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要:光时域反射仪(OTDR)在使用小脉宽测试时,曲线信噪比低、动态不足,若采用大脉宽测试,则盲区增大,不利于事件点分析。针对此问题,介绍了双边滤波器原理,引入双边滤波器对OTDR测试数据滤波。实验结果表明:双边滤波器在提高动态范围的同时可保持盲区不展宽,能够更好的提升OTDR产品性能。
关键词:光时域反射仪;双边滤波器;线性滤波器;事件盲区;动态范围
中图分类号:TN914 文献标志码:A 文章编号:1002-5561(2020)09-0042-03
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2020.09.010
0 引言
随着光通信技术的飞速发展,光纤网络的铺设量越来越大,对光纤链路的维护要求也越来越高。光时域反射仪(OTDR)只需要单端测试,不损伤光纤线路,在光缆资源监测与维护中发挥重要作用[1-2]。OTDR的2个最重要的性能指标是动态范围和事件盲区,也是技术研究的重点与难点。提高动态范围的方法有2种:一种是增大激光器的发射功率和提高接收机的灵敏度;另一种是对数据进行降噪处理。
传统的降噪方法是使用线性滤波器进行滤波,其优点是算法简单、计算速度快;缺点是盲区和降噪效果不可兼得:若滤波器长度较短,则降噪效果不明显,动态提升有限;若滤波器长度较长,则盲区展宽严重,滤波延时也很明显。而且,在小脉宽测试时,OTDR测试数据的频谱很宽,在大脉宽测试时,频谱相对较窄,其频带变化很大。而传统的线性滤波器一经设计后,其通带阻带等参数即固定下来,不具有适应性;中值滤波虽具有良好的保持边缘效果,但当滤波器长度较长时,会把小的反射事件当成噪声而滤掉;小波变换降噪的方法则需要设计复杂的阈值处理函数,并且不同的小波基函数的处理效果并不相同,在小波基函数与分解层数间难以选择[3]。朱信刚等人[4]提出非局部均值滤波(NLM)的方法作为数据处理的方式,虽然能够在现有硬件条件下进一步提高OTDR测试曲线的信噪比(SNR),但该滤波方法计算量非常大,在嵌入式设备里计算耗时过长。因此,根据OTDR曲线反射峰陡峭的特性,本文引入双边滤波器来处理OTDR数据。
3 结束语
本文引入了双边滤波器作为OTDR的数据处理方法,并进行了小脉宽和长光纤的对比测试,结果表明:双边滤波器在OTDR曲线的滤波上效果显著,既提高了动态范围,又保持盲区不展宽,尤其适合中小脉宽的测试。对比非局部均值滤波算法,双边滤波的优势是计算量较小,适合实时处理;与小波变换降噪对比,双边滤波计算简单,小波变换则需要在小波基函数分解层数、阈值函数上做平衡。因此,双边滤波器对于提升OTDR设备的性能具有重要意义。