TEHNOLOĢIJA NOTIKUMU PLŪSMAS AUGSTAS PRECIZITĀTES LAIKA-AMPLITŪDAS ANALĪZEI (TIME AMP)

 

Vienošanās ar Centrālo finanšu un līgumu aģentūru (CFLA) Nr. 1.1.1.1/20/A/076.

Projekta zinātniskais vadītājs Dr.sc.comp. Atis Elsts

  

Projekta mērķis ir izstrādāt tehnoloģiju notikumu plūsmu laika-amplitūdas analīzei, kurai piemīt augsta laika mērījumu izšķirtspēja, augsta nanosekunžu impulsu amplitūdas mērījumu izšķirtspēja un augsta mērījumu parametru stabilitāte, kā arī izpētīt šīs tehnoloģijas pielietojumus satelītu lāzerlokācijā un optisko sakaru līniju testēšanā un uzraudzībā.

Projektu realizē Elektronikas un datorzinātņu institūts sadarbībā ar LU Astronomijas institūtu un SIA AFFOC Solutions.

Projektā paredzēts sasniegt augstu notikumu plūsmu laika raksturlielumu mērīšanas rezultātu izšķirtspēju, pateicoties vienlaicīgai notikuma momenta un notikuma impulsa amplitūdas reģistrēšanai. Tas ļauj realizēt precīzu laika piesaisti, kā pastāvīga sliekšņa diskriminācijas un rezultātu korekcijas pēc amplitūdas apvienojumu. Risinājums pamatojas uz EDI notikumu laika mērīšanas tehnoloģijas paplašināšanu ar nanosekunžu impulsu amplitūdas mērīšanu, korelācijas starp pastāvīga sliekšņa diskriminātora izejas signāla aizturi un impulsa amplitūdu noteikšanu, un precīzu sensoru signālu imitāciju, izmantojot brīvas formas signālu ģeneratorus. Plānots izstrādāt metodes pikosekunžu izšķirtspējas laika piesaistes pārbaudei, izmantojot vispārēja pielietojuma aparatūru.

Ilgums: 24 mēneš

Laikposms: 2021.g. 1. jūnijs – 2023.g. 31. maijs

Finansējums: 540 033,44 €

 

17.08.2021

Uzsākts darbs pie starptautisku zinātnisko konferenču un žurnālu rakstu sistematizēšanas un analīzes laika amplitūdas analīzes tehnoloģijas pielietojumam šķiedru optisko sakaru līniju uzraudzībai - izveidota aktuālu zinātnisko rakstu kopa un veikta 5 zinātnisko rakstu padziļināta analīze.

 

18.08.2021 - 15.11.2021

Tiek turpināts darbs pie 2.2. aktivitātes “Laika amplitūdas analīzes tehnoloģijas pielietojums optisko sakaru līniju testēšanai un uzraudzībai”. Aktivitātes ietvaros ir veikta starptautisku zinātnisko konferenču un žurnālu rakstu analīze laika amplitūdas analīzes tehnoloģijas pielietojumam šķiedru optisko sakaru līniju uzraudzībā. Šī perioda ietvaros kopumā tika veikta 6 zinātnisko rakstu padziļināta analīze.

Pārskata periodā uzsākts intensīvs darbs pie 2.3. aktivitātes “Laika-amplitūdas analīzes metodes izstrāde optisko sakaru līniju testēšanai” realizācijas. Aktivitātes ietveros veikta nepieciešamo optisko pamatkomponenšu un to tipisko parametru izpēte.

 

16.11.2021 - 27.12.2021

Pārskata periodā tika turpināts intensīvs darbs pie 2.2. un 2.3. zinātnisko aktivitāšu realizācijas. Pārskata periodā tika noteikti optisko pamatkomponenšu galvenie parametri laika-amplitūdas analīzes metodes izstrādei, lai veiktu optisko sakaru līniju testēšanu.

 

28.12.2021 - 30.03.2022

Pārskata periodā tika turpināts intensīvs darbs pie 2.2., 2.3., 2.4. un 3.3. zinātnisko aktivitāšu realizācijas.

Pārskata periodā tika pabeigta 2.2. aktivitāte par laika amplitūdas analīzes tehnoloģijas pielietojumu optisko sakaru līniju testēšanai un uzraudzības risinājumos. Laika posmā 2.3. aktivitātes ietvaros uzsākts darbs pie laika-amplitūdas analīzes metodes izstrādes optisko sakaru līniju testēšanai.

Pārskata periodā tika veikti zinātniskie pētījumi pie polarizācijas stāvokļa izmaiņu novērtēšanas sistēmas maketa izstrādes, lai veiktu optisko sakaru līniju testēšanu (2.4. aktivitāte). Rezultātu sasniegšanai tika izsludināts iepirkums par nepieciešamo materiālu, pasīvo un aktīvo komponenšu iegādi. Laika posmā 4.1. aktivitātes ietvaros uzsākta zinātniskās publikācijas sagatavošana publicēšanai Web of Science vai SCOPUS datubāzēs iekļautos žurnālos vai konferenču rakstu krājumos.

 

01.04.2022 - 30.06.2022

Pārskata periodā tika turpināts sistemātisks darbs pie projekta 2.3., 2.4., 3.3. un 4.1. zinātnisko aktivitāšu realizācijas.

Pārskata periodā 2.3. aktivitātes ietvaros tika turpināts zinātniskais darbs pie laika-amplitūdas analīzes metodes izstrādes šķiedru optisko sakaru līniju testēšanai.

Pārskata periodā tika veikti zinātniskie pētījumi pie APD tipa fotouztvērēja un polarizācijas stāvokļa izmaiņu novērtēšanas sistēmas maketa izstrādes, lai veiktu optisko sakaru līniju testēšanu (2.4. aktivitāte). Ir izveidota optiskās šķiedras uzgaļa pozicionēšanas sistēma, lai gaisma nonāktu līdz APD fotouztvērēja sensoram. Sensora izmēri ir 75 mikrometri, tādēļ ir nepieciešama lēcu sistēma (kolimējošā un savācējlēca), lai panāktu optiskā signāla fokusēšanu. Gaismas ievades sistēmā ir ietverts arī X/Y pārvietojuma pozicionieris, lai kompensētu nobīdes, kas rodas dažādās savienojumu vietās. Piemēram, optiskās šķiedras uzgaļa nostiprināšana adapterī. Pārskata periodā tika saņemti (iepirkuma procesā iegādāti) materiāli, pasīvās un aktīvās komponentes polarizācijas stāvokļa izmaiņu novērtēšanas sistēmas maketa izstrādei.

3.3. zinātniskās aktivitātes ietvaros tiek veikts darbs pie atbilstošas komerciālas šķiedru optiskās pārraides līnijas posma atrašanas maketa validēšanai.

4.1. aktivitātes ietvaros tika turpināts darbs pie zinātniskās publikācijas sagatavošanas publicēšanai Web of Science vai SCOPUS datubāzēs iekļautos žurnālos vai konferenču rakstu krājumos.

 

01.07.2022 - 20.10.2022

Pārskata periodā tika turpināts sistemātisks pētnieciskais darbs pie projekta 2.3., 2.4., 3.3. un 4.1. zinātnisko aktivitāšu realizācijas.

Pārskata periodā 2.3. aktivitātes ietvaros tika izstrādāta un testēta laika-amplitūdas analīzes metode šķiedru optisko sakaru līniju testēšanai. Veikti zinātniskie pētījumi pie polarizācijas stāvokļa izmaiņu novērtēšanas sistēmas maketa izstrādes, lai veiktu optisko sakaru līniju testēšanu (2.4. aktivitāte).

2.4 aktivitātes ietvaros ir veikta polarizācijas laika apgabala optiskās reflektometrijas (POTDR) mērījumu metodes testēšana laboratorijas apstākļos. Optiskā reflektometra izejā tika pieslēgts polarizators, lai atstaroto impulsu polarizācijas stāvokļa izmaiņas pārvērstu jaudas izmaiņās. Eksperimentu rezultātā tika pārbaudīta šādas mērījumu metodes jutība un precizitāte identificējot ārējas mehāniskās iedarbes uz optiskā kabeļa līniju atkarībā no zondējošo impulsu viļņa garuma, kabeļa garuma un mehāniskās iedarbes lieluma. Pētījuma rezultāti ir publicēti starptautiskajā konferencē “Workshop on Microwave Theory and Techniques in Wireless Communication (MTTW’22)”.

3.3. zinātniskās aktivitātes ietvaros tika noteikti piemēroti komerciālas šķiedru optiskās pārraides līnijas posmi maketa validēšanai.

4.1. aktivitātes ietvaros tika sagatavota zinātniskā publikācija “Demonstration of polarization optical-time-domain reflectometer for monitoring of optical fiber lines” un publicēta SCOPUS datubāzē iekļautā konferenču rakstu krājumā Workshop on Microwave Theory and Techniques in Wireless Communication (MTTW’22). Visi projekta dalībnieki (AFFOC Solutions) piedalījās MTTW’22 konferencē.

 

21.10.2022 - 31.01.2023

Pārskata periodā tika turpināts pētnieciskais darbs pie projekta 2.4., 3.3. un 4.1. zinātniskoaktivitāšu realizācijas.

2.4 zinātniskās aktivitātes ietvaros noritēja darbs pie optimālā optiskā gaismas avota, zondējošoimpulsu platuma un atkārtošanās frekvences noteikšanas polarizācijas laika apgabala optiskāsreflektometrijas (POTDR) risinājumiem.

Pārskata periodā tika apzinātas nepieciešamās komponentes, definētas tehniskās prasības unizsludināts optisko un elektrisko materiālu iepirkums: pasīvās komponentes (BNC – BNCkoaksiālie kabeļi, savienojošie optiskie kabeļi, polarizatori, polarizācijas kontrolieri, optiskāskomponentes signāla apvienošanai un sadalīšanai pie dažādiem polarizācijas stāvokļiem) unaktīvās (augstas jutības pusvadītāja lavīnfotodiode, platjoslas zema trokšņa RF pastiprinātājs,elektriskā signāla pastiprinātājs, amplitūdas ierobežotājs) komponentes polarizācijas stāvokļaizmaiņu novērtēšanas sistēmas maketa izstrādei (2.4. zinātniskai aktivitātei).

3.3. zinātniskās aktivitātes ietvaros tika uzsākts darbs, lai saņemtu visas nepieciešamās atļaujasun izpildītu visus birokrātiskos nosacījumus POTDR maketa validēšanai komerciālā optiskosakaru tīkla infrastruktūrā.

 

01.02.2023 - 31.03.2023

Pārskata periodā tika turpināts sistemātisks pētnieciskais darbs pie projekta 2.4., 3.3. un 4.1.zinātnisko aktivitāšu realizācijas.

2.4 aktivitātes ietvaros tika turpināti zinātniski pētījumi laboratorijas vidē pie polarizācijas laikaapgabala optiskā reflektometra (POTDR) izstrādes un uzlabošanas, lai nodrošinātu atstarotāsignāla detektēšanu un pastiprināšanu. Atstaroto signālu veido Releja izkliede optiskajā šķiedrāun salīdzinoši daudz jaudīgāka Freneļa izkliede savienojuma vietās. Tādēļ pirms elektriskāsignāla pastiprināšanas tiek veikta amplitūdas ierobežošana, lai novērstu RF pastiprinātājapiesātināšanos. Eksperimentu gaitā is sasniegts, ka POTDR spēj veikt optiskās līnijas uzraudzībulīdz pat 40 km diapazonā.

3.3. zinātniskās aktivitātes ietvaros tika turpināts darbs, lai saņemtu visas nepieciešamās atļaujasun izpildītu visus birokrātiskos nosacījumus POTDR maketa validēšanai komerciālā optiskosakaru tīkla infrastruktūrā. Uzsākts darbs pie optiskās līnijas ienestā vājinājuma novērtēšanasatkarībā no līnijas garuma.

4.1 aktivitātes ietvaros tika sagatavota zinātniskā raksta abstrakts “Advantages of polarizationoptical-time-domain reflectometer in fiber optical communication lines monitoring” unprezentēta Nordic Optics and Photonics (NOP 2023) konferencē.

 

01.04.2023 - 30.04.2023

Projekta darbinieki no AFFOC Solutions, no 20.04.2023-21.04.2023 piedalījās Nordic Optics and Photonics (NOP 2023), kuras ietvaros prezentēja rakstu “Advantages of polarization optical-time-domain reflectometer in fiber optical communicationlines monitoring”.

2.4 aktivitātes ietvaros tika turpināti zinātniski pētījumi laboratorijas vidē pie POTDR izstrādes.Elektriskais signāls pēc pastiprināšanas ir padots uz augstas izšķirtspējas laika amplitūdasapstrādes iekārtu un ir veikti pirmie šķiedras garuma mērījumu testi ar POTDR.

4.1 zinātniskās aktivitātes ietvaros norit darbs pie oriģināla zinātniskā raksta, kas publicētižurnālos vai konferenču rakstu krājumos, kuru citēšanas indekss sasniedz vismaz 50 procentusno nozares vidējā citēšanas indeksa sagatavošanas.

Pārskata periodā tika saņemti (iepirkuma procesā iegādāti) optisko un elektrisko materiālu,pasīvās un aktīvās komponentes polarizācijas stāvokļa izmaiņu novērtēšanas sistēmas maketaizstrādei (2.4. zinātniskā aktivitāte).