Jag accepterar att kakor lagras på min dator

Läs mer

Code division multiplexing in networks of interferometric optical fiber sensors.

Code division multiplexing in networks of interferometric optical fiber sensors. Beställ tryckt exemplar Lägg i kundvagnen Ladda ned som PDF
Författare: Kullander Fredrik
Ort: Linköping
Sidor: 62
Utgivningsår: 2001
Publiceringsdatum: 2001-01-01
Rapportnummer: (FOI-R--0315--SE)
Nyckelord multiplexering, koddelningsmultiplexering, fiber, fiberoptisk sensor, nätverk, akustisk sensor, hydrofonnätverk, multiplexing, code division multiplexing, fiber optics sensor, network, acoustic sensor, hydrophone array
Sammanfattning Koddelningsmultiplexering (CDM) har funnits vara en mindre lämpad multiplexeringsmetod i högupplösande interferometriska sensornätverk på grund av att optiska korrelationsprodukter ger upphov till brus och störningar som inte kan särskiljas från sensorsignalerna. Andra lämpligare metoder är exempelvis tidsdelningsmultiplexering och frekvensdelningsmultiplexering. Beräkningar utgående ifrån fundamentala laseregenskaper har gjorts för att simulera ljusintensiteten ut från interferometriska sensornätverk. Simuleringarna genomfördes för ett enklare optisk nätverk, en obalanserad interferometer, samt för ett mer komplicerat nätverk av nästade interferometrar. Resultaten från det enklare fallet visar generellt hur laserbruset samt nätverksparametrar påverkar intensitetsbruset på utgången av ett optiskt nätverk. Det mer komplicerade nästade nätverket studerades eftersom det utgör ett fördelaktigt sätt att konstruera storskaliga helt optiska hydrofonnätverk. CDM applicerades på det nästade nätverket och utintensiteten studerades. Beräkningarna genomfördes för ett flertal kombinationer av laser- och nätverksparametrar men ingen kombination gav ett önskvärt resultat. Det negativa resultatet, med ett lågt signal till brusförhållande, kan kopplas till korskorrelationsprodukter i det optiska nätverket. Det enda sättet att minska denna inverkan fanns vara att använda en laser med kort koherenslängd. Men, samtidigt som en sådan laser minskar inverkan av korskorrelationsprodukter så ställer den högre krav på anpassning av väglängder i nätverket. Slutsatsen fanns vara att det är osannolikt att praktiska system, med acceptabla signal till brusförhållanden och överhörningsegenskaper, baserade på CDM tekniken kan realiseras.
Abstract Code Division Multiplexing (CDM) is found less suitable than other multiplexing methods, e.g.time division multiplexing or frequency division multiplexing, for high resolution interferometric sensor networks since optical field cross-correlation products yield noise that cannot be separated from the sensor signals. Calculations based on a fundamental approach have been used to simulate the output intensity from networks of interferometric sensors. We have applied the formalism both to a simple optical network, an unbalanced Mach Zehnder interferometer, and to a more complicated nested network of interferometers. The first case was used to show generally how the laser noise convert to intensity noise and to provide insight into how the sensor signal to noise ratio in more complicated networks is related to the laser and network parameters. The more complicated nested network was simulated since it has been intended for use in large scale all optical underwater hydrophone networks. CDM was applied to the network and the output intensity characteristics were investigated. We have performed the numerical calculations with various combination of laser and network parameters. None of the investigated parameter settings were found to give appreciable results. We attribute the negative result to the existence of cross correlation terms in the demultiplexed signals. It was found that the only way to reduce this impact is to use a low coherence laser source. But, even if the use of a low coherence laser source would reduce the cross correlation to a sufficiently low level it would also decrease the tolerable path imbalance of the sensing interferometers. Therefore, it is unlikely that practical systems with acceptable signal to noise and crosstalk conditions can be realized with CDM as the method to distinguish the network sensing elements.

Kundvagn

Inga rapporter i kundvagnen

FOI, Totalförsvarets forskningsinstitut

FOI
Totalförsvarets forskningsinstitut
164 90 Stockholm

Tel: 08-555 030 00
Fax: 08-555 031 00

Orgnr: 202100-5182