Как Луна влияет на подводные кабели связи

Таблица ссылок

Аннотация и введение

GPS долгосрочно стабилизированный радиочастотный фазометр

Простые и точные модели приливов и отливов

Изменения задержки на транстихоокеанском кабеле

Эффект Пуассона на напорных кабелях

Выводы, благодарности и ссылки

Абстрактный

Мы сообщаем об изменениях задержки, вызванных приливами, на подводном кабеле через Тихий океан. Недельные записи с помощью точного фазометра указывают на изменения длины в субметровом диапазоне, вызванные эффектом Пуассона. Описанный метод дополняет набор инструментов для новой области «оптическая океаническая сейсмология».

1. ВВЕДЕНИЕ

Недавно экспериментально исследовался новый метод, основанный на использовании архитектуры подводных кабелей для океанической сейсмологии[1],[2]. Он концептуально отличается от предыдущих методов дистанционного зондирования, в которых оптоволокно служит в качестве транспортной среды между подводными сенсорными массивами[3,4] или анализируется с использованием распределенного акустического зондирования (DAS) для контроля производительности кабеля[5].

В своей наиболее зрелой форме метод может распознавать большие географические области, поскольку он использует всю длину кабеля в качестве апертуры и совместим с одновременной работой коммерческого трафика на том же волокне [2]. Эта особенность делает его универсально развертываемым на существующих маршрутах для недорогих и долгосрочных целей наблюдения.

Две реализации этого метода, которые были протестированы при локализации подводных землетрясений, используют один и тот же базовый принцип обнаружения оптических фазовых искажений, вызванных механическими напряжениями и деформацией кабеля. Одна версия интерферометрически устраняет фазовые искажения, вызванные движением и натяжением кабеля[1]. Вторая версия анализирует флуктуации состояния поляризации (SOP) каналов данных, зарегистрированных современными когерентными транспондерами[2]. Хотя точная оптомеханическая связь между вибрирующим морским дном и кабельным волокном все еще исследуется, эмпирически известно, что SOP света в SSMF чувствителен к изменениям двойного лучепреломления, вызванным микроизгибом или движением волокна.

Здесь мы впервые сообщаем об изменениях длины кабеля в субметровом диапазоне, которые зависят от давления воды, создаваемого приливными колебаниями. В отличие от двух вышеупомянутых реализаций, кабель не подвержен никаким резким движениям морского дна. Однако изменения локального давления воды вызывают изменения длины кабеля, которые можно обнаружить с помощью сверхстабильного фазометра. В отличие от общепринятых взглядов, подводные кабели отклоняются от модели «свободной трубки», которая предполагает бессиловую опору на волокна. Наши наблюдения указывают на сильную связь между оболочкой кабеля и покрытым волокном.