月が海底通信ケーブルに与える影響

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概要と序論

GPS 長期安定化 RF 位相計

シンプルで正確な潮汐モデル

太平洋横断ケーブルの遅延変動

加圧ケーブルのポアソン効果

結論、謝辞、参考文献

抽象的な

太平洋横断海底ケーブルにおける潮汐による遅延の変化について報告します。精密位相計による 1 週間にわたる記録から、ポアソン効果によって 1 メートル未満の範囲で長さが変化することが示唆されます。ここで説明した方法は、新しい分野である「光海洋地震学」のツールボックスに追加されます。

1. はじめに

最近、海洋地震学に海底ケーブルの構造を利用する新しい方法が実験的に検討されている[1],[2]。これは、光ファイバーが水中センサーアレイ間の伝送媒体として機能する[3,4]、または分散音響センシング（DAS）を使用してケーブルの性能を監視する[5]従来のリモートセンシング技術とは概念的に区別される。

最も成熟した形態では、この方法はケーブル全体を開口部として使用し、同じファイバー上で商用トラフィックの同時操作と互換性があるため、広い地理的領域を感知できます[2]。この特徴により、低コストで長期的な監視の目的で既存のルートに普遍的に展開できます。

海底地震の位置特定でテストされたこの方法の 2 つの実装は、ケーブルの機械的ストレスと歪みによって引き起こされる光位相歪みを検出するという同じ基本原理を共有しています。1 つのバージョンは、ケーブルの動きと張力によって引き起こされる位相歪みを干渉計で解決します [1]。2 番目のバージョンは、最新のコヒーレント トランスポンダによって記録されたデータ チャネルの偏光状態 (SOP) 変動を分析します [2]。振動する海底とケーブル化されたファイバー間の正確な光機械結合はまだ調査中ですが、SSMF の光の SOP はファイバーの微小な曲げや動きによって引き起こされる複屈折の変化に敏感であることが経験的にわかっています。

ここでは、潮汐の変化によって生じる水圧に依存する、1メートル未満のケーブル長の変化について初めて報告します。前述の2つの実装とは対照的に、ケーブルは海底の急激な動きの影響を受けません。ただし、局所的な水圧の変化によりケーブル長が変化し、超安定位相計で検出できます。一般的な見解とは対照的に、海底ケーブルは、ファイバーに力がかからないことを示唆する「ルーズチューブ」モデルとは異なります。私たちの観察は、ケーブルジャケットとシースファイバーの間に強い結合があることを示しています。