随着我国高速、大容量、宽带网络的快速发展以及军用短距离战术通信系统的广泛应用，对于通信网络中光纤及无源器件故障的精准定位与实时在线监测日趋重要。本文基于非相干光频域反射(IOFDR)技术机理，以光纤中后向瑞利散射光作为信号光，并结合光波传导方程，提出了一种低成本、高精度、分布式光纤质量检测方法，并对其数值模型进行了详细推导，设计系统结构，研制系统样机。通过实验验证，采用非相干连续光源，可以以较低的光功率(<10 mW)初步实现10 km光纤的分布式检测，并可保证光纤沿线无差异的空间分辨率0.1 m，动态范围优于34.5 dB，事件盲区极小，可有效解决传统光时域反射技术(OTDR)的注入功率大、空间分辨率低、事件盲区大以及相干光频域反射技术(COFDR)成本高、体积大、测量距离有限等问题，是一种极具发展潜力和推广价值的高精度光纤网络在线健康监测技术。

为满足光纤故障高精度诊断需求, 研制了一种面向混沌光时域反射仪(COTDR)的混沌光源模块, 该模块由宽带混沌信号源与激光器调制电路构成。其中, 宽带混沌信号源可产生频谱平坦且10 dB带宽达500 MHz的混沌电信号, 该信号经调制电路放大后, 驱动分布反馈式(DFB)半导体激光器可输出大功率、宽频带的混沌激光信号。所研制的混沌光源模块应用于光纤故障诊断中, 不仅可实现光纤断点、不匹配连接点的检测, 而且在107 km测量范围内, 可实现与距离无关的0.35 m空间分辨率。此外, 设计的混沌光源模块还可便捷地应用于混沌雷达、混沌保密通信等领域。

波分复用无源光网络(WDM-PON)被认为是有前途的宽带接入网技术。随着网络架构复杂度的不断增加和规模的不断扩大，为了保证网络接入的可靠性和可维护性，对于高质量可靠的系统，WDM-PON 物理层的监测问题至关重要。波长可调谐光时域反射计(OTDR)是WDM-PON 光纤链路监测中最为有效的方式，但是由于WDMPON光纤链路结构复杂度的提升，它也面临许多挑战。通过分析WDM-PON 的结构特点和监测需求，介绍了目前主要的基于波长可调谐OTDR 的研究进展以及其他技术在波长可调谐OTDR 中的应用。

提出了一种集相关法距离测量和可视化故障查找于一体的光纤故障定位方法。利用外光反馈红光半导体激光器产生的宽带红光混沌作为探测信号，通过对故障点反射的回波信号与参考信号进行互相关处理实现光纤故障的距离测量；结合故障位置因探测红光泄漏而具有的可视性，实现了单、多故障点的可测可视化定位。结果表明，该方法可初步实现分辨率为3.9 cm、与动态范围无关、测量范围约为500 m的故障事件可测可视化定位。