科学家对524公里的实时空中光纤进行实时环境传感

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悬挂在室外电线杆上的高压电力电缆上缠绕的 524 公里实时网络空中光纤上进行连续传感。

通过监测通过光纤链路的光的偏振变化，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运行状况来提高网络完整性，例如，通过检测可能表明杆开始倾斜的光纤长度增加。

诺基亚贝尔实验室的Mikael Mazur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会议(OFC)上展示新发现。

“光纤无处不在，如果我们能够扩大这种基础设施的使用，以创建一个密集的全球环境传感器网，这些通信系统可以在我们的日常生活中发挥更大的作用，”Mazur说。“传感收发器可以防止服务中断，并通过显着扩展传感器数量来提高我们对环境的理解，而无需专用传感系统的成本。最重要的是，这可以在不损失数据吞吐量的情况下完成，从而能够充分利用通信系统来实现其预期目的。

在这项新工作中，研究人员使用现场可编程门阵列相干收发器传感原型，通过使用从相干数字信号处理(DSP)中提取的信息进行连续光纤传感。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。分析显示，由超过50 Hz的偏振变化驱动的强烈振荡，可能是由纺丝纤维引起的法拉第效应引起的。他们通过过滤掉这些偏振变化的低频部分，展示了各种风况的偏振传感。结果表明，相干收发器可用于在架空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。

“我们只是触及了潜在应用的表面，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在未来的智能城市中使用，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。我们还在积极研究基于收发器传感数据的实时分析和自主决策算法，从而实现预警应用。

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