Correlation Optical Time Domain Reflectometry for precise measurement of fiber group delay

Florian Azendorf

• Publisher: Shaker
• Year: 2023
• eBook ISBN: 9783844093094
• Edition: 0

In der vorliegenden Dissertation wird die optische Korrelations Zeitbereichsreflektometrie (engl.: correlation optical time domain reflectometry, C OTDR) weiterentwickelt, um die Laufzeit von optischen Signalen in optischen Einmodenfasern bestimmen zu können. Die Laufzeit der optischen Signale spielt für zukünftige Synchronisierungs- und Handelsapplikationen sowie in kabellosen Netzen eine wichtige Rolle. Dazu wird einem optischen Träger eine Code Sequenz mittels Intensitätsmodulation aufgeprägt. Nach Einkopplung in eine Einmodenfaser werden reflektierte und rückgestreute Signalanteile mittels Direktempfang detektiert. Danach wird das abgetastete Signal mit Abtastwerten des ausgesendeten Signals kreuzkorreliert. Durch die Kreuz Korrelation entstehen sogenannte Korrelationspitzen, deren genauer zeitlicher punkt mittels einer Pulsapproximation ermittelt wird. Wichtige Aspekte der Dissertation waren die Erstellung eines Laboraufbaus, mit dem die Brauchbarkeit des Messverfahrens überprüft werden konnte und das finden einer geeigneten Codesequenz, mit der das Untersuchungssignal moduliert wird. Zusätzlich wurden verschiedene Algorithmen zur Pulsapproximation untersucht, wobei hier die Genauigkeit und Geschwindigkeit des Algorithmus von Bedeutung war. Erst die Ergebnisse dieser Untersuchungen haben eine Echtzeitverarbeitung der Signale mittels FPGA ermöglicht. Die Integration ermöglichte Messungen an unterschiedlichen Orten und konnte mittels Telekommunikationskomponenten kostengünstig realisiert werden. Des Weiteren werden die wichtigsten Leistungsparameter betrachtet und experimentell bestimmt. Innerhalb der Dissertation wurden Multikernfasern, Hohlkernfasern und verlegte Fasern untersucht.