科学家在524公里的带电空中光纤上进行实时环境传感

在一项新的现场试验中，研究人员表明，实时相干收发器原型可用于在524公里的现场网络空中光纤上连续感应，空中光纤缠绕在悬挂在室外电线杆上的高压电力电缆上。

通过监测通过光纤链路传播的光的偏振变化，这种方法可以实现新的环境或电流传感类型。它还可用于通过持续监控光纤链路的健康状况来提高网络完整性，例如，通过检测可能表明电线杆开始倾斜的光纤长度增加。

诺基亚贝尔实验室的MikaelMazur将在2023年3月5日至9日在美国加利福尼亚州圣地亚哥举行的光纤通信大会(OFC)上展示这些新发现。

Mazur说：“光纤无处不在，如果我们能够扩大这种基础设施的使用，以创建密集的全球环境传感器网络，这些通信系统就可以在我们的日常生活中发挥更大的作用。”“传感收发器可以通过显着扩展传感器的数量而无需专用传感系统的成本来防止服务中断并提高我们对环境的了解。最重要的是，这可以在不损失任何数据吞吐量的情况下完成，从而充分利用通信系统用于其预期目的。”

在这项新工作中，研究人员利用从相干数字信号处理(DSP)中提取的信息，使用现场可编程门阵列相干收发器传感原型进行连续光纤传感。他们使用基于DSP的定时恢复模块作为飞行时间传感器。

使用这种方法，研究人员使用飞行时间测量连续监测524公里长的空中光纤70小时。他们将传感测量值与从网络链路沿线的站点获取的温度相关联。分析揭示了由超过50Hz的偏振变化驱动的强烈振荡，这可能是由旋转光纤引起的法拉第效应引起的。他们通过滤除这些极化变化的低频部分，展示了各种风况的极化感测。结果表明，相干收发器有可能用于在空中光纤上执行连续传感，从而可以使用现有的空中光纤执行环境和网络传感。

“我们只是触及潜在应用的表面，并将继续在不同环境中的各种网络上进行现场试验，”Mazur说。“我们的目标是更好地了解这种传感器如何用于未来的智能城市，以提高通信系统和基础设施的弹性，同时更好地了解我们周围的环境。我们还在积极研究实时算法基于收发器传感数据的分析和自主决策，支持早期预警应用。”