1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Приборы и техника эксперимента
  4. № 5, 2023

Приборы и техника эксперимента, 2023, № 5, стр. 64-69

Создание адаптивных алгоритмов для определения бриллюэновского частотного сдвига и натяжения оптических волокон

И. В. Богачков a, *

a Омский государственный технический университет
644050 Омск, просп. Мира, 11, Россия

* E-mail: bogachkov@mail.ru

Поступила в редакцию 23.01.2023
После доработки 06.03.2023
Принята к публикации 16.04.2023

Аннотация

Заблаговременное обнаружение потенциально ненадежных участков в оптических волокнах позволяет на ранней стадии выявить деградацию оптических волокон волоконно-оптических линий связи. Ранняя диагностика физического состояния оптических волокон, находящихся в проложенных оптических кабелях телекоммуникационных систем, является важной актуальной задачей. В работе представлены адаптивные алгоритмы, которые позволяют определять максимум спектра рассеяния Мандельштама–Бриллюэна (бриллюэновский сдвиг частоты), а затем и степень натяжения оптических волокон. Процесс определения бриллюэновского сдвига частоты, величины которого при длинах волн излучения лазеров, применяемых в телекоммуникационных системах, относятся к диапазону СВЧ, можно значительно ускорить, если реализовать адаптивные алгоритмы получения и обработки данных за счет специального выбора шага по частоте сканирования и времени накопления результатов измерений. Рассмотренные в этой работе адаптивные алгоритмы позволяют в бриллюэновских рефлектометрах ускорить процесс получения выходных результатов за счет игнорирования отсчетов, не оказывающих существенного влияния на итоговые характеристики. Построение примерных графиков распределения спектра и натяжения по длине световода дает возможность подготовленному пользователю бриллюэновского рефлектометра останавливать процесс анализа для внесения поправок в измерительный процесс (выбор диапазона сканирования по частоте, изменение шага сканирования по частоте, выбор точности представления выходных результатов, изменение пространственного разрешения и т. п.), что также ускоряет тестирование выбранного световода. Процесс измерений также можно ускорить с помощью адаптивного изменения количества усреднений. При наличии базы измеренных характеристик рассеяния Мандельштама–Бриллюэна оптических волокон различных типов и производителей скорость получения графиков натяжения также можно повысить. Поскольку ориентировочное значение бриллюэновского частотного сдвига вычисляется уже на начальных шагах процесса измерений, предварительные зависимости распределения натяжения по длине световода будут построены достаточно быстро.

Список литературы

  1. Bogachkov I.V. // J. Phys. 2018. V. 1015. P. 1. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1015/2/022004

  2. Bogachkov I.V., Gorlov N.I // J. Phys. 2022. V. 2182. P. 1. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2182/1/012089

  3. Bogachkov I.V. // T-comm. 2019. V. 13. № 1. P. 60.

  4. Krivosheev A.I., Barkov F.L., Konstantinov Y.A., Belokrylov M.E. // Instrum. Exp. Tech. 2022. V. 65. P. 687. https://doi.org/10.1134/S0020441222050268

  5. Nordin N.D., Abdullah F., Zan M.S.D., Bakar A.A., Krivosheev A.I., Barkov F.L., Konstantinov Y.A. // Sensors. 2022. V. 22. P. 1. https://doi.org/10.3390/s22072677

  6. Barkov F.L., Konstantinov Y.A., Krivosheev A.I. // Fibers. 2020. V. 8 № 9. P. 1. https://doi.org/10.3390/FIB8090060

  7. Krivosheev A.I., Konstantinov Y.A., Barkov F.L., Pervadchuk V.P. // Instrum. Exp. Tech., 2021. V. 64. P. 715. https://doi.org/10.1134/S0020441221050067

  8. AQ 8603. Optical fiber strain analyzer. Instruction manual AS-62577. Japan. Ando Electric Co Ltd. 2001. P. 190.

  9. Viavi MTS/T-BERD 8000. DTSS. Viavi Solutions. 2018. P. 94.

  10. Богачков И.В. // Динамика систем, механизмов и машин. 2019. Т. 7. № 4. С. 178. https://doi.org/10.25206/2310-9793-7-4-178-184

  11. Bogachkov I.V. // T-comm, 2019. V. 13. № 7. P. 60. https://doi.org/10.24411/2072-8735-2018-10292

  12. Bogachkov I.V. // J. Phys. 2020. V. 1441. P. 1. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1441/1/012039

  13. Ruffin A.B., Li M.-J., Chen X., Kobyakov A., Annunziata F. // Opt. Lett. 2005. V. 30. P. 3123.

  14. Gorlov N.I., Bogachkov I.V. An Analysis of the Influence of the Physical Layers Structure of Optical Fibers on the Mandelstam – Brillouin Scattering Characteristics // Systems of Signal Synchronization, Generating and Processing in Telecommunications (SINKHROINFO–2020). Proceedings. Kaliningrad. 2020. https://doi.org/10.1109/SYNCHROINFO49631.2020.9166063

  15. Koyamada Y., Sato S., Nakamura S., Sotobayashi H., Chujo W. // Lightwave Technol. 2004. V. 22. P. 631.

  16. Sikali Mamdem Y., Pheron X., Taillade F. Two-dimensional FEM Analysis of Brillouin gain spectra in acoustic guiding and antiguiding single mode optical fibers // COMSOL Conference. Proceedings. Paris. 2010.

  17. Bogachkov I.V. // T-comm, 2020. V. 14. № 8. P. 47. https://doi.org/10.36724/2072-8735-2020-14-8-47-52

  18. Bogachkov I.V., Gorlov N.I. The Basics of Automated Processing of Optical Fiber Reflectograms for Evaluating Characteristics of the Mandelstam – Brillouin Backscatter // Systems of Signal Synchronization, Generating and Processing in Telecommunications (SINKHROINFO–2020). Proceedings. Kaliningrad. 2020. https://doi.org/10.1109/SYNCHROINFO49631.2020.9166114

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Приборы и техника эксперимента

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал