Определение разновидностей оптических волокон и ранняя диагностика их физического состояния на основе анализа характеристик рассеяния Мандельштама–Бриллюэна
https://doi.org/10.25206/1813-8225-2024-190-107-116
EDN: XDUAQS
Аннотация
В этой работе представлены результаты исследований возможностей автоматизации обработки данных измерений, полученных от бриллюэновского оптического рефлектометра, световодов, содержащих различные виды одномодовых оптических волокон. Анализируя параметры рассеяния Мандельштама–Бриллюэна, полученных из данных бриллюэновских рефлектограмм, возможно осуществлять классификацию оптических волокон в исследуемых оптических кабелях телекоммуникационных систем, а также оценивать изменение бриллюэновского частотного сдвига и определять степень продольного натяжения оптических волокон. Начальные значения бриллюэновского частотного сдвига и спектр рассеяния Мандельштама–Бриллюэна для каждой разновидности оптических волокон отличаются. Представлены разработанные программы для автоматизированной обработки бриллюэновских рефлектограмм. C помощью анализа уровня обратно отражённого сигнала можно выделить фактор, оказавший преимущественное влияние на параметры сигнала рассеяния Мандельштама–Бриллюэна в исследуемых участках оптических волокон, и компенсировать влияние температурных изменений в графиках распределения продольного натяжения. Это позволяет построить график распределения продольного натяжения вдоль световода, вызванного именно механическими воздействиями на оптические волокна. Сделаны выводы о точности оценок, полученных по различным алгоритмам, на основании накопленного опыта по работе с представленными программами.
Об авторе
И. В. Богачков
Омский государственный технический университет
Россия
Россия
Богачков Игорь Викторович, доктор технических наук, доцент, профессор кафедры «Средства связи и информационная безопасность»
AuthorID (РИНЦ) 276415
AuthorID (SCOPUS) 3699775670
ResearcherID: A-7770-2015
г. Омск
Список литературы
1. Bogachkov I. V., Gorlov N. I. Determination of the Mandelstam–Brillouin scatter frequency characteristic in optical fibers of various types // Journal of Physics. 2022. Vol. 2182. P. 1–9. DOI: 10.1088/1742-6596/2182/1/012089.
2. Андреев В., Бурдин В., Нижгородов А. Сценарии прогноза срока службы оптического волокна в КЛС // Первая миля. 2020. № 4. С. 34–43. DOI: 10.22184/2070-8963.2020.89.4.34.43.
3. Belokrylov M. E., Claude D., Konstantinov Y. A. [et al.]. Method for increasing the signal-to-noise ratio of Rayleigh back-scattered radiation registered by a frequency domain optical reflectometer using two-stage erbium amplification // Instrum Exp Tech. 2023. Vol. 66. P. 761–768. DOI: 10.1134/S0020441223050172.
4. Шувалов В. П., Зеленцов Б. П., Квиткова И. Г. Модель надёжности волоконно-оптической линии связи при недостоверном прогнозирующем контроле // Вестник СибГУТИ. 2020. № 4. С. 66–77. EDN: JICCJM.
5. Gorshkov B. G., Yüksel K., Fotiadi A. A. [et al.]. Scientific applications of distributed acoustic sensing: State-of-the-Art review and perspective // Sensors 2022. Vol. 22, № 1033. DOI: 10.3390/s22031033.
6. Barkov F. L., Konstantinov Y. A., Krivosheev A. I. A novel method of spectra processing for Brillouin optical time domain reflectometry // Fibers. 2020. Vol. 8, № 9. P. 1–11. DOI: 10.3390/FIB8090060.
7. Krivosheev A. I., Barkov F. L., Konstantinov Y. A. [et al.]. State-of-the-Art methods for determining the frequency shift of Brillouin scattering in fiber-optic metrology and sensing // Instruments and Experimental Techniques. 2022. Vol. 65 (5). P. 687–710. DOI: 10.1134/S0020441222050268.
8. Bogachkov I. V. Research of the features of Mandelstam– Brillouin backscattering in optical fibers of various types // T-comm. 2019. Vol. 13, № 1. P. 60–65. DOI: 10.24411/2072-8735-2018-10216. EDN: YWFXSX.
9. Богачков И. В., Горлов Н. И. Экспериментальные исследования характеристик рассеяния Мандельштама–Бриллюэна в одномодовых оптических волокнах различных видов // Приборы и техника эксперимента, 2023. № 5. С. 70–77. DOI: 10.31857/S0032816223050063.
10. Ruffin A. B., Li M.-J., Chen X. [et al.]. Brillouin gain analysis for fibers with different refractive indices // Optics Letters. 2005. Vol. 30 (23). P. 3123–3125. DOI:10.1364/OL.30.003123
11. Koyamada Y., Sato S., Nakamura S. [et al.]. Simulating and designing Brillouin gain spectrum in single-mode fibers // Journal of Lightwave Technology. 2004. Vol. 22 (2). P. 631–639. DOI: 10.1109/JLT.2003.822007.
12. Krivosheev A. I., Konstantinov Y. A., Barkov F. L. [et al.]. Comparative analysis of the Brillouin frequency shift determining accuracy in extremely noised spectra by various correlation methods // Instruments and Experimental Techniques. 2021. Vol. 64 (5). P. 715–719. DOI: 10.1134/S0020441221050067.
13. Bogachkov I. V. Classification of the factors causing the change of the optical fiber strain on the basis of Brillouin reflectograms // Journal of Physics: Conference Series. 2020. Vol. 1441. DOI: 10.1088/1742-6596/1441/1/012038.
14. Bogachkov I. V. Automatized determination of types and characteristics of the optical fibers state located in the laid cables // Journal of Physics. 2020. Vol. 1546. P. 1–9. DOI: 10.1088/1742-6596/1546/1/012044.
15. Bogachkov I. V., Gorlov N. I. The basics of automated processing of optical fiber reflectograms for evaluating characteristics of the Mandelstam–Brillouin backscatter // Conference: 2020 Systems of Signal Synchronization, Generating and Processing in Telecommunications (SYNCHROINFO). 2020. P. 1–6. DOI: 10.1109/SYNCHROINFO49631.2020.9166114.
16. Bogachkov I. V. Principles of automated data processing of Mandelstam–Brillouin backscatter characteristics for evaluating the state of optical fibers // T-comm. 2020. Vol. 14, № 8. P. 47– 52. DOI: 10.36724/2072-8735-2020-14-8-47-52.
17. Программа для классификации разновидностей оптических волокон по бриллюэновским рефлектограммам: свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2019610752 / Богачков И. В. № 2018662391; заявл. 07.11.2018.; опубл. 18.01.2019.
18. Программа для выявления типа воздействия на оптические волокна и определения их натяжения: свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2019667360 / Богачков И. В. № 2019666447/69; заявл. 13.12.2019; опубл. 23.12.2019.
Рецензия
Для цитирования:
Богачков И.В. Определение разновидностей оптических волокон и ранняя диагностика их физического состояния на основе анализа характеристик рассеяния Мандельштама–Бриллюэна. Омский научный вестник. 2024;10(2):107-116. https://doi.org/10.25206/1813-8225-2024-190-107-116. EDN: XDUAQS
For citation:
Bogachkov I.V. Determination of optical fiber varieties and early diagnosis of their physical condition based on the analysis of Mandelstam — Brillouin backscatter parameters. Omsk Scientific Bulletin. 2024;10(2):107-116. (In Russ.) https://doi.org/10.25206/1813-8225-2024-190-107-116. EDN: XDUAQS
Просмотров:
3
JATS XML
Послать статью по эл. почте 