Estudo experimental do uso de sensores de fibra óptica para detecção de perturbações em cabos submarinos

XING Weiguang ,  

ZHAO Zanshan ,  

XING Meng ,  

GAN Weiming ,  

LI Guangju ,  

摘要

Os cabos submarinos são os principais veículos para alimentação e comunicação da infraestrutura de cabos submarinos, e o monitoramento dos cabos submarinos tem grande importância técnica para garantir a operação segura e estável da infraestrutura. Atendendo à demanda de monitoramento de perturbações nos cabos submarinos, foi realizada uma pesquisa experimental de detecção dessas perturbações. Primeiro, foi montado um sistema experimental de detecção de perturbações baseado em tecnologia de sensores distribuídos de fibra óptica, conectado ao cabo de fibra óptica escuro do sistema de observação em mar profundo no Mar do Sul da China para realizar testes de detecção de perturbações. Os resultados dos testes mostraram que o sistema pode detectar efetivamente perturbações causadas por batidas de pá, vibração de veículos, erosão pela água do mar e impactos de tufões. Em seguida, com base nas características do sinal de amplitude do espalhamento para trás de Rayleigh (Rayleigh Backscattering, RBS) da fibra do cabo submarino, foi proposta uma metodologia de localização de perturbações baseada em uma rede neural BiLSTM (Bidirectional Long Short-Term Memory). Este método utiliza a entropia espectral e a frequência instantânea do sinal de amplitude RBS como parâmetros de entrada, e foi testado com amostras do sinal de amplitude RBS. Os resultados mostraram que este método atingiu uma precisão média de detecção superior a 99,6% para sinais de perturbações e não perturbações ao longo do cabo. A combinação do sistema experimental de detecção de perturbações com o método de localização aplicada ao monitoramento do cabo pode detectar eficazmente perturbações ao longo do cabo.

关键词

sensoriamento distribuído por fibra óptica;teste de detecção de perturbações em cabos submarinos;método de localização de perturbações

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