Cómo la Luna afecta los cables de comunicación submarinos

Tabla de enlaces

Resumen e introducción

Medidor de fase de RF estabilizado a largo plazo con GPS

Modelos simples y precisos para mareas

Variaciones de latencia en el cable transpacífico

Efecto Poisson en cables presurizados

Conclusiones, agradecimientos y referencias

Abstracto

Informamos sobre las variaciones de latencia inducidas por las mareas en un cable submarino transpacífico. Los registros de una semana de duración con un medidor de fase de precisión sugieren cambios de longitud en el rango de submetros causados por el efecto Poisson. El método descrito se suma a las herramientas para el nuevo campo de la "sismología oceánica óptica".

1. INTRODUCCIÓN

Recientemente se ha explorado experimentalmente un nuevo método basado en el uso de la arquitectura de cables submarinos para la sismología oceánica[1],[2]. Es conceptualmente distinguible de las técnicas anteriores de teledetección en las que la fibra sirve como medio de transporte entre conjuntos de sensores submarinos[3,4] o se analiza utilizando detección acústica distribuida (DAS) para monitorear el rendimiento del cable[5].

En su forma más madura, el método puede detectar grandes áreas geográficas, ya que utiliza toda la longitud del cable como apertura y es compatible con el funcionamiento simultáneo de tráfico comercial en la misma fibra [2]. Esta característica lo hace universalmente implementable en rutas existentes para fines de vigilancia de bajo costo y a largo plazo.

Las dos implementaciones de este método, que se probaron en la localización de terremotos submarinos, comparten el mismo principio básico de detección de distorsiones de fase óptica causadas por tensiones mecánicas y deformaciones en el cable. Una versión resuelve interferométricamente las distorsiones de fase inducidas por el movimiento y la tensión del cable[1]. La segunda versión analiza las fluctuaciones del estado de polarización (SOP) de los canales de datos registrados por los transpondedores coherentes modernos[2]. Si bien aún se está investigando el acoplamiento optomecánico exacto entre un fondo marino vibrante y una fibra cableada, se sabe empíricamente que el SOP de la luz en SSMF es sensible a los cambios de birrefringencia causados por la microcurvatura o el movimiento de la fibra.

En este artículo, informamos por primera vez sobre las variaciones de longitud de los cables en el rango de submetros que dependen de la presión del agua generada por las variaciones de las mareas. A diferencia de las dos implementaciones mencionadas anteriormente, el cable no se ve afectado por ningún tipo de movimiento abrupto del fondo marino. Sin embargo, los cambios en la presión del agua local provocan cambios en la longitud del cable que son detectables con un medidor de fase ultraestable. A diferencia de las opiniones comunes, los cables submarinos se apartan del modelo de "tubo suelto" que sugiere un apoyo sin fuerza sobre las fibras. Nuestras observaciones indican un fuerte acoplamiento entre la cubierta del cable y la fibra revestida.