priborИзвестия высших учебных заведений. ПриборостроениеJournal of Instrument Engineering0021-34542500-0381Национальный исследовательский университет ИТМО10.17586/0021-3454-2022-65-6-406-412pribor-258Research ArticleОПТИЧЕСКИЕ И ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫOPTICAL AND OPTO-ELECTRONIC INSTRUMENTS AND SYSTEMSИсследование возможности совмещения волоконно-оптической линии связи и системы мониторинга объектаInvestigation of the possibility of combining a fiber-optic communication line and an object monitoring systemЗеневичА. О.ZenevichА. O.

Олегович Зеневич - д-р. техн. наук, профессор; ректор

Минск

Andrey O. Zenevich - Dr. Sci., Professor; Rector of the Academy

Minsk

a.zenevich@bsac.byЖдановичС. В.ZhdanovichS. V.

Сергей Вячеславович Жданович - канд. техн. наук, доцент; зав. лабораторией

Минск

Sergey V. Zhdanovich - PhD, Associate Professor; Head of the Laboratory

Minsk

zsvzsv@tut.byНовиковЕ. В.NovikovE. V.

Евгений Владимирович Новиков - канд. техн. наук, доцент; директор института

Минск

Evgeny V. Novikov - PhD, Associate Professor; Director of the Institute

Minsk

e.novikov@bsac.byМатковскаяТ. А.MatkovskaiaT. A.

Татьяна Александровна Матковская - аспирант, кафедра математики и физики

Минск

Tatiana A. Matkovskaia - Post-Graduate Student, Department of Mathematics and Physics

Minsk

tandem7m@gmail.comКоваленкоТ. Г.KovalenkoT. G.

Татьяна Георгиевна Коваленко - аспирант, кафедра математики и физики

Минск

Tatiana G. Kovalenko - Post-Graduate Student, Department of Mathematics and Physics

Minsk

tgkov@yandex.byБелорусская государственная академия связиBelarusian State Academy of Communications202201122024656406412Copyright © Национальный исследовательский университет ИТМО, 20242024Национальный исследовательский университет ИТМОНациональный исследовательский университет ИТМОhttps://pribor.ifmo.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://pribor.ifmo.ru/jour/article/view/258

В настоящее время основной средой передачи данных стали волоконно-оптические линии связи, а для мониторинга состояния различных объектов все чаще начинают использоваться волоконнооптические датчики, чувствительным элементом которых являются участки оптического волокна с макроизгибами. Показана возможность совмещения на базе одного волокна волоконно-оптической линии связи и системы мониторинга состояния объекта. При этом для передачи информации предложено использовать длину волны 1310 нм, а для системы мониторинга состояния объекта — 1490, 1550 и 1625 нм. Предложена экспериментальная установка, обеспечивающая возможность одновременного использования оптического волокна для передачи данных и съема информации с системы мониторинга. Установлены параметры макроизгибов оптического волокна, которые можно использовать в датчиках системы мониторинга. Показано, что макроизгибы с такими параметрами практически не вносят дополнительного ослабления оптического излучения на длине волны 1310 нм. Определено максимальное количество датчиков, которые могут использоваться в системе мониторинга при таких параметрах макроизгибов. Результаты исследований могут найти применение при создании телекоммуникационных систем, совмещенных с системами мониторинга состояния объектов.

Currently, fiber-optic communication lines have become the main medium for data transmission, and fiber- optic sensors are increasingly being used to monitor the state of various objects, the sensitive element of which are sections of optical fiber with macro-bends. The possibility of combining a fiber-optic communication line and an object condition monitoring system on the basis of a single fiber is shown. It is proposed to use a wavelength of 1310 nm for transmitting information, and 1490, 1550 and 1625 nm for monitoring the state of the object. An experimental setup is proposed, which provides the possibility of simultaneous use of optical fiber for data transmission and information retrieval from the monitoring system. Parameters of the optical fiber macro bends that can be used in the sensors of the monitoring system are obtained. It is shown that macro-bends with such parameters practically do not contribute to additional attenuation of optical radiation at a wavelength of 1310 nm. The maximum number of sensors that can be used in the monitoring system with such macro-bending parameters is determined. The results of the research can be used in the creation of telecommunication systems combined with systems for monitoring the condition of objects.

волоконно-оптическая линия связисистемы мониторинга состояния объектамакроизгибослабление мощности оптического излученияfiber-optic communication linesystems for object state monitoringmacro-bendingattenuation of optical radiation powerReferencesAgrawal G. P. Fiber-Optic Communication Systems. NY: Wiley-Interscience, 2002.Agrawal G.P. Fiber-Optic Communication Systems, NY, Wiley-Interscience, 2002.Дмитриев С. А., Слепов Н. Н. Волоконно-оптическая техника: современное состояние и новые перспективы. М.: Техносфера, 2010. 607 c.Dmitriev S.A., Slepov N.N. Volokonno-opticheskayatekhnika: sovremennoyesostoyaniyeinovyyeperspektivy (Fiber- Optic Technology: State of the Art and New Perspectives), Moscow, 2010, 607 р. (in Russ.)Иоргачев Д. В., Бондаренко О. В. Волоконно-оптические кабели и линии связи. М.: Эко-Тренз, 2002. 276 с.Iorgachev D.V., Bondarenko O.V. Volokonno-opticheskiye kabeli i linii svyazi (Fiber Optic Cables and Communication Lines), Moscow, 2002, 276 р. (in Russ.)Убайдуллаев Р. Р. Волоконно-оптические сети. М.: Эко-Тренз, 2001. 267 с.Ubaidullaev R.R. Volokonno-opticheskiyeseti (Fiber Optic Networks), Moscow, 2001, 267 р. (in Russ.)Fidanboylu K., Efendioğlu H. S. Fiber optic sensors and their applications // 5th International Advanced Technologies Symposium (IATS’09). 13—15 May 2009, Karabuk, Turkey. P. 1—6.Fidanboylu K., Efendioğlu H.S. 5th International Advanced Technologies Symposium (IATS’09), May 13–15, 2009, Karabuk, Turkey, рр. 1–6.Udd E., Spillman W. B., jr. Fiber Optic Sensors: an Introduction for Engineers and Scientists. NJ: John Wiley & Sons, 2011.Udd E., Spillman W.B., jr. Fiber Optic Sensors: an Introduction for Engineers and Scientists, NJ, John Wiley & Sons, 2011.Iniewski K., Rajan G. Optical Fiber Sensors Advanced Techniques and Applications. Boca Raton: CRC Press, 2015.Iniewski K., Rajan G. Optical Fiber Sensors Advanced Techniques and Applications, Boca Raton, CRC Press, 2015.Листвин А. В., Листвин В. Н., Швырков Д. В. Оптические волокна для линий связи. М.: ЛЕСАРарт, 2003. 288 с.Listvin A.V., Listvin V.N., Shvyrkov D.V. Opticheskiye volokna dlya liniy svyazi (Optical Fibers for Communication Lines), Moscow, 2003, 288 р. (in Russ.)Василевский Г. В., Зеневич А. О., Лагутик А. А., Лукашик Т. М., Новиков Е. В., Жданович C. В. Датчик обнаружения проникновения на основе макроизгиба одномодового оптического волокна // Веснік сувязі. 2020. № 1(159). С. 56—59.Vasileuski H.V., Zenevich A.O., Lagutik A.A., Lukashik T.M., Novikov E.V., Zhdanovich S.V. Vesnik Svjazi, 2020, no. 1(159), pp. 56–59. (in Russ.)Василевский Г. В., Зеневич А. О., Жданович С. В., Лукашик Т. М., Лагутик А. А. Использование макроизгиба оптоволокна в качестве основы для создания датчика массы // Изв. вузов. Приборостроение. 2020. Т. 63, № 10. С. 930—937.Vasileuski H.V., Zenevich A.O., Zhdanovich S.V., Lukashik T.M., Lagutik A.A. Journal of Instrument Engineering, 2020, no. 10(63), pp. 930–937. (in Russ.)Скляров О. К. Волоконно-оптические сети и системы связи. СПб: Лань, 2021. 268 с.Sklyarov O.K. Volokonno-opticheskiye seti i sistemy svyazi (Fiber Optic Networks and Communication Systems), St. Petersburg, 2021, 268 р. (in Russ.)Бейли Д., РайтЭ. Волоконная оптика. Теория и практика. М.: КУДИЦ-ПРЕСС, 2006. 320 с.Bailey D., Wright E. Practical Fiber Optics, Perth, Australia, 2003.Листвин А. В. Рефлектометрия оптических волокон. М: ЛЕСАРарт, 2005. 208 c.Listvin A.V. Reflektometriya opticheskikh volokon (Reflectometry of Optical Fibers), Moscow, 2005, 208 р. (in Russ.)Соллер Б. Дж., Гиффорд Д. К., Вольф М. С., Фроггатт М. Э. Оптическая рефлектометриявысокого разрешения // Фотоника. 2019. Т. 13, № 5. С. 452—460.Soller B.J., Gifford D.K., Wolfe M.S., Froggatt M.E. Photonics Russia, 2019, no. 5(13), pp. 452–460. (in Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.