Optisten kuitukaapelien herkkyyden kuvaus akustisille tärinöille

Nykyään optisia kuituja käytetään yhä useammin sekä tietojen että muiden tietojen välittämiseen. Monissa tutkimusryhmissä keskitytään kuitupohjaisten infrastruktuurien suojaamiseen tietojen salakuuntelua vastaan, jota voidaan toteuttaa useilla tekniikoilla. Jotkut tiedonsiirtot eivät ole salattuja, ja vaikka ne olisivatkin, on suuri riski, että lähitulevaisuudessa, Nämä tiedot ovat kvanttitietokoneiden purettavissa. Siksi kuumat aiheet ovat nykyään kvantin salaus ja jälkeinen kvantin salaus. Suhteellisen tutkimaton alue on kuituoptista tunnistusta akustisen tärinä, siten kuulotava spektri.

Mekaaniset tärinät ja optiseen kuituun vaikuttava akustinen melu aiheuttavat muutoksia kuituytimen kantaan ja taittuma-indeksiin. .. Nämä muutokset voidaan myöhemmin havaita useilla menetelmillä ja muuntaa sähköiseksi signaaliksi, jota seuraa akustinen lisääntyminen. Tiedot, kuten videopuhelun äänikomponentti, Keskustelu huoneessa olevien tai puhelun välillä voidaan pysäyttää jo ennen kuin se muunnetaan digitaaliseksi muodoksi ja salataan. Näin ollen optisia kuituinfrastruktuureja, pääasiassa rakennusten sisällä, voidaan käyttää herkkinä mikrofonina, merkittävä turvallisuusriski. Kuituoptisen akustinen aistimisen juuret ovat peräisin 1970-luvulta, jolloin ensimmäiset äänenarkistuskokeet toteutettiin. Akustinen tunnistus on viime aikoina ollut huomattavasti tutkittu alue, koska valokuitupohjaisia tietojärjestelmiä ja verkkoja on turvallisuus. Akustiset tunnistustekniikat voidaan jakaa käytettyjen menetelmien perusteella.

Kuitukantojen muutoksia voidaan havaita Rayleigh backscattering. Tätä vaikutusta käyttää hajautetussa akustisessa tunnistustekniikassa (DAS), Kuidun hajaantumispisteet aiheuttavat kuidun toimia hajautettu interferometri. Heijastavan valon voimakkuus mitataan ajan funktiona laserpulssin lähettämisen jälkeen. DAS havaitsee piko-kantojen tason allekirjoituksia kuitussa, jotka aiheutuvat vibroakustisten häiriöiden aiheuttamia tapahtumia lähellä opa Kaapeli. Nämä häiriöt muuttavat kuituytimen hajaantumista molekyylipainossa. jotka ovat peräisin kuidun vetämisessä muodostuneista aliaallonpituuksista. Lisätutkimus keskitytään vaihe-herkkiin optiseen aika-istunnueen heijastumiseen (Φ- ODR) tekniikka.

Muutokset kuituytimen taittoindeksissä, jotka aiheutuvat ulkoisten mekaanisten värähtelyjen ja akustisen melun vuoksi, johtavat Doppler-siirtoon. valoaallot, jotka kulkevat optisen kuidun läpi. Tämä ilmiö voidaan selittää Doppler-vaikutuksena joustavassa ja laajennettavissa aaltolevyssä. Leviävän valoaallon Dopplerin aiheuttama taajuus tai vaiheen vaihe on havaittava mittarit, joissa aikaalueen hetkellinen häiriövaihe muunnetaan sähkösignaaliksi. Taajuuden vaihto on havaittavissa järjestelyssä Fabry-Perot (FPI), Mach-Zehnder (MZI) tai Michelsonin (MI) interferometrit, jotka muodostavat optisten kuitujen ja joiden optiset optiset elementit sisältyvät tarvittavat optiset elementit.

FPI:tä käytetään hyvin usein pisteoptisten mikrofonien järjestämiseen. FPI-pohjaisia mikrofonisuunnitelmia on saatavilla, ja riippuvuutta on mahdollista vertailla. Tällaisia mikrofonia voidaan käyttää myös monipisteen tunnistamiseen, esimerkiksi 1:4-jakajalla.

FPI:n erityinen käyttö on mahdollista silloin, kun multimode-singlemode-multimodi (MSM) akustisten tärinäytteiden havaitsemiseen käytetään rakenteen ja suoran mittauksen havaitsemista. Fiber Bragg-raatti (FBG) Optiseen kuituun sisällytettyjä mikrorakenteita voidaan käyttää peileinä FPI:ssä, jossa kahden tai useamman FB:n väliin muodostuu optinen ontelo. G:tä. FPI-järjestelmä soveltuu myös mikrofonien ja hydrofonien käyttöön. Useita FPI-järjestelyyn perustuvia teoksia on omistettu äänen tunnistamiseen etyleenipropeeni-propeeni-dieeni-terpolymeeri-kalvon kanssa ja - alumiinipinta, joka perustuu triasetaattikalvoon. Lisäksi FPI-järjestelyissä on ainutlaatuisia vaihtoehtoja. Niihin kuuluu kokeilu, jossa käytetään laserpalauteinterferometria, jossa tunnistuskuidun taittoindeksin muutokset johtavat havaitsevan laserin optisen taajuuden muutoksiin. FPI-pohjaisten akustisen tunnistamisen tekniikoiden merkittävä haitta on rajallinen mahdollisuus mittaa vain yhdellä tai hyvin pienellä mittauksella. optisen kuidun pisteiden lukumäärä. Toinen haitta on erityisesti muunnettujen kuitujen tarve, esimerkiksi FBG-mikrokohtien kanssa.

Järjestelmiä, joissa käytetään äänitulosta, käytetään esimerkiksi, on mahdollista käyttää mikrokuitua MZI, joka edellyttää jälleen erityistä kuitua, tai käyttää tavanomaisia kuituja kaAsutturbiinien akustiseen valvontaan. Myös avointa onnettomuutta ja MZI-tunnistusvarren kollimaattoreita voidaan käyttää äänen aistimiseen.

MI-järjestelyjä käytetään usein ultraäänitunnin aistimina hydrofonina, mutta myös äänitaajuuksien anturina. Seismisen tärinän aistimiseen on myös raportoitu sekä mahdollisesti käytettäväksi merirakenteiden valvonnassa. On myös syytä panna merkille, että tehdään tutkimusta, jossa käsitellään MI:n melunvakautta. Rakennusten sisällä olevan kuituoptisen infrastruktuurin tähtitologia antaa mahdollisuuden rakentaa MI-järjestely. Yksittäinen optinen kuitu kulkee yleensä huoneesta optinen keskuskytkin huoneeseen, jossa on pala päätelaitteita. Kuitu voi näin ollen aistia akustisia signaaleja koko reitinsä pitkin ja se voidaan liittää MI-järjestelyn mittalaitteena.

Tässä lehdessä, Olemme perustaneet kokeellisen MI:n, joka mahdollistaa akustisten signaalien havaitsemisen erilaisten käytävien ohjaamalla optisen kuidun kautta. Keskityimme mittaamaan tämän järjestelyn herkkyyttä määriteltyihin akustisiin signaaleihin täysin ekologisessa laboratoriossa. Kokeissa tarkasteltiin useita tekijöitä, kuten optisen kuidun sijainti ja optisten kuitujen tyyppien vaikutusta havaitsemisen laatuun. signaali puheen ymmärrettävyydestä. Hankittujen signaalien ominaisuuksia analysoitiin, yksittäisten mittausten taajuusvasteita verrattiin, ja signaalin ja melun suhde tutkittiin. Työssämme, mittaamme ja arvioimme myös puhetransmission Index (STI), puhesignaalien mahdollisuus järjestelmän läpi kulkeessa.