해저 케이블 교란 탐지를 위한 광섬유 센서 활용 실험 연구

XING Weiguang ,  

ZHAO Zanshan ,  

XING Meng ,  

GAN Weiming ,  

LI Guangju ,  

摘要

해저 케이블은 해저 케이블 인프라의 전원 공급 및 통신의 핵심 매개체로, 해저 케이블 모니터링은 해저 케이블 인프라의 안전하고 안정적인 운영을 보장하는 데 중요한 공학적 의미를 갖는다. 해저 케이블 교란 모니터링 수요에 대응하여 해저 케이블 교란 탐지 실험 연구를 수행하였다. 먼저, 분산형 광섬유 센서 기술을 기반으로 한 해저 케이블 교란 탐지 실험 시스템을 구축하고, 남중국해 심해 해저 관측망 시험 시스템의 해저 케이블 암섬유에 접속하여 교란 탐지 실험을 실시하였다. 실험 결과 본 시스템은 삽질 충격, 차량 진동, 해수 세척 및 태풍 영향으로 인한 해저 케이블 교란을 효과적으로 탐지할 수 있음을 보여주었다. 이후 해저 케이블 광섬유 라이리 후방 산란(Rayleigh Backscattering, RBS) 진폭 신호 특성에 근거하여, 양방향 장단기 기억 네트워크(Bidirectional Long Short-Term Memory, BiLSTM) 기반 해저 케이블 교란 위치 지정 방법을 제안하였다. 본 방법은 해저 케이블 광섬유 RBS 진폭 신호의 스펙트럼 엔트로피 및 순간 주파수를 특성 매개 변수로 입력으로 사용하였으며, 해저 케이블 광섬유 RBS 진폭 신호 샘플로 본 방법을 테스트하였다. 그 결과 본 방법은 해저 케이블 전선상의 교란 신호 및 비교란 신호에 대해 평균 감지 정확도가 99.6% 이상임을 나타내었다. 해저 케이블 교란 탐지 실험 시스템과 교란 위치 지정 방법을 결합하여 해저 케이블 모니터링에 적용하면 해저 케이블 전선상의 교란을 효과적으로 탐지할 수 있다.

关键词

분산형 광섬유 센서;해저 케이블 교란 탐지 실험;교란 위치 지정 방법

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