Detección distribuida intrínseca utilizando señales QPSK multiplexadas de longitud de onda en la comunicación por...

Área de la Ciencia:

• Fotónica y Ingeniería Óptica.
• Telecomunicaciones Las telecomunicaciones.
• Tecnología de Sensores Tecnología de Sensores

Sus antecedentes:

• La infraestructura de comunicación de fibra óptica ofrece un potencial para el monitoreo y la seguridad de la salud estructural a bajo costo.
• La detección acústica distribuida hacia adelante (DAS) es ideal para la integración debido a las señales de propagación conjunta, ofreciendo larga distancia, alta sensibilidad y amplia respuesta de frecuencia.
• Los problemas de sincronización de detectores han obstaculizado previamente la integración práctica de la comunicación y la detección.

Objetivo del estudio:

• Proponer y demostrar experimentalmente una arquitectura integrada para la comunicación unidireccional por fibra óptica y la detección distribuida.
• Para abordar los desafíos prácticos de despliegue, incluida la sincronización del detector, la seguridad de los datos y la compatibilidad con los sistemas de comunicación comerciales.
• Para lograr capacidades de detección de alto rendimiento junto con la comunicación de alta velocidad.

Principales métodos:

• Desarrollo de una arquitectura integrada que separe los demoduladores de detección y comunicación.
• Implementación de un esquema de interferometría avanzada de autorreferencia para mejorar la estabilidad óptica y reducir el costo.
• Multiplexación de una señal de comunicación de clave de cambio de fase de cuadratura (QPSK) de 1 Gbps en una portadora óptica a través de ~ 90 km de fibra.

Principales resultados:

• Demostración experimental exitosa del sistema integrado de comunicación y detección.
• Degradación insignificante en el rendimiento de detección cuando la modulación de la comunicación está habilitada.
• Logró una sensibilidad de 0,83 rad/V a 50 MHz, permitiendo la detección ultrasónica de alta frecuencia (1 MHz-50 MHz).
• Se demostró una resolución espacial de 0,64 m a 5 MHz.

Conclusiones:

• La arquitectura integrada propuesta permite la detección distribuida dentro de los marcos de comunicación existentes.
• El sistema proporciona una mayor seguridad de los datos y no ocupa ancho de banda adicional.
• Este enfoque ofrece un camino hacia soluciones de detección masivamente escalables con ventajas prácticas de despliegue.