隨著國內外電信網絡規模的擴展以及海島經濟的迅速發展,海底光纜數量急劇增加,但海底光纜所處環境非常復雜和惡劣,人為破壞、捕撈作業、貨船拋錨、生物啃噬、自然災害、器件老化等原因,使得海底光纜出現故障并導致通信中斷的現象頻發。近年來,國內外海纜事故引發的經濟、社會問題時有發生,嚴重影響了跨?;ヂ撝悄茈娋W和信息通信網絡的安全穩定運行。因此實時監測海底光纜的運行狀態并及時預警其故障十分重要。我司聯合康奈爾大學和南京郵電大學,推出了一種基于增強相干光時域反射儀(E-COTDR)的海纜監測技術,并提出了一種改進的基于最優尋峰(OPS)的I/Q解調方法,對于超過1000km的多跨級聯海纜,該技術實現了可以完全覆蓋單跨121km傳感距離的損耗與振動同步監測。
在級聯中繼海纜雙端協作系統的上下行鏈路中,下行鏈路的瑞利背向散射光返回上行鏈路,上行鏈路返回下行鏈路。對于損耗測量,應覆蓋兩條鏈路。而對于外部擾動預警,僅針對光纜而言,因此在兩端握手后,只需對單跨距離的一半進行振動監測即可覆蓋整個鏈路。我司提出的E-COTDR技術實現了至少74km的單端振動監測范圍,因此在雙端系統協同工作的情況下,該技術單跨振動監測的覆蓋距離可超過148km。
級聯中繼海纜雙端協作系統原理圖
相關測量原理與結果以“A Submarine Cable Monitoring System Based on Enhanced COTDR with Simultaneous Loss Measurement and Vibration Monitoring Ability”為題,已發表在國際知名光學期刊Optics Express上(VOL.29, NO.9, 2021. https://www.osapublishing.org/oe/fulltext.cfm?uri=oe-29-9-13115&id=450150)。該項工作在國際上首次實現了多跨級聯的海纜損耗與振動同步監測,為下一代海纜監測應用提供了可靠的技術選擇。