基于块匹配三维滤波算法的长距离BOTDR系统研究
摘要
长距离布里渊光时域反射仪（BOTDR）存在光信号衰减较大、信噪比较低的问题，致使待测光纤信号功率极弱处所测得的布里渊频移（BFS）波动幅度及噪声明显增大。采用块匹配三维滤波算法（BM3D）对BOTDR测量信号进行降噪以提升系统测量精度。阐述了BOTDR信号特征，分析了基于BM3D的BOTDR降噪原理，搭建了基于后向拉曼放大方法的长距离BOTDR系统，并在100 km传感光纤上进行了实验验证。研究结果证明，在20 m空间分辨率及100次累加平均次数下，BM3D算法降噪前后光纤全段BFS波动幅度由±15.761 MHz降至±2.276 MHz，均方根误差（RMSE）由6.477 MHz降至1.028 MHz。同时，降噪后光纤全段BFS波动幅度分布平滑，有效抑制了信噪比较低处BFS波动的大幅增加，进一步证明了该算法的有效性。
引用本文（GB/T 7714）
Liu Yuting (23348852), 张建国 Zhang Jianguo, 白清 Bai Qing, 等. 基于块匹配三维滤波算法的长距离BOTDR系统研究[J]. Chinese Journal of Lasers, 2024.
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