隨著國(guó)內(nèi)外電信網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)展以及海島經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，水下纜數(shù)量急劇增加。水下纜所處環(huán)境復(fù)雜且惡劣，常受到人為破壞、船舶拋錨、生物啃噬等因素的影響，導(dǎo)致水下纜傳輸系統(tǒng)出現(xiàn)故障并通信中斷的現(xiàn)象頻發(fā)。因此實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水下纜的運(yùn)行狀態(tài)并及時(shí)預(yù)警其周邊環(huán)境潛在威脅十分重要。

圖1 課題組與合作單位在野外開展的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)圖

針對(duì)上述需求，我司近年來與南京大學(xué)智能光感知與調(diào)控技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、南京大學(xué)深圳研究院、內(nèi)蒙古電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司、南京郵電大學(xué)聯(lián)合開展了一系列針對(duì)水下纜狀態(tài)監(jiān)測(cè)的研究，并于近期提出了一種基于鎖相相位敏感型光時(shí)域反射儀（Phase Sensitive Optical Time Domain Reflectometry，Φ-OTDR）的既有水下纜在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)及周邊環(huán)境感知方案。分別在天然淡水湖和東海進(jìn)行了水流沖擊、船錨拖拽和潮汐監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)。并利用埋設(shè)在長(zhǎng)江灘涂的水下纜開展了人員運(yùn)動(dòng)軌跡和船只流量監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)。現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)證明，所提出的鎖相Φ-OTDR系統(tǒng)能夠?qū)扔兴峦ㄐ殴饫|進(jìn)行實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)和周邊知環(huán)境感知，為纜的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障預(yù)警提供了有效的技術(shù)手段。

圖2 依托既有海纜得到的潮汐監(jiān)測(cè)時(shí)空分布瀑布圖

圖3 對(duì)灘涂人員移動(dòng)軌跡的監(jiān)測(cè)結(jié)果

圖3 對(duì)長(zhǎng)江航道船只流量監(jiān)測(cè)結(jié)果

該研究工作（題為“On-line status monitoring and surrounding environment perception of an underwater cable based on the phase-locked Φ-OTDR sensing system”）發(fā)表在國(guó)際知名光學(xué)期刊Optics Express上，第一作者為博士生陳曉紅，通訊作者為張旭蘋教授與張益昕副教授。