引用本文:
赵晗祺,连伟华,吴斌,等. 风振对OPGW偏振态和通信的影响[J]. 光通信技术,2021,45(3):58-62.
赵晗祺1,连伟华1,2,吴 斌1,黄 强1,洪丹轲1,谢 尧1,2
(1.南方电网责任有限公司,广州510530;2. 华中科技大学 武汉光电国家研究中心,武汉 430074)
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要:光纤复合架空地线(OPGW)中光信号的偏振态会因风振而改变,进而导致系统性能的劣化。为了了解风振对OPGW偏振态的影响,通过实验模拟了在不同摆动情况下OPGW的偏振态变化,并基于所测试的数据分析了偏振态的变化规律和风振对相干光通信的影响,给出了相干光通信系统中所需要补偿算法的计算依据。实验结果表明:2种风振导致的信号光偏振态旋转速度分别达到700 rad/s和7 krad/s,接收端需补偿该量级速度的偏振态变化。
关键词:风振现象;光学偏振态;光纤复合架空地线;相干光通信算法
中图分类号:TN914 文献标志码:A 文章编号:1002-5561(2021)03-0058-05
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2021.03.014
0 引言
架空光纤通信系统采用光纤复合架空地线(OPGW)。由于OPGW悬挂于输电线的高压线上端,会受到刮风、冰雪覆盖和雷击等环境影响,导致其内部光信号的偏振态发生较大改变,造成传输信号的偏振态发生快速变化。而这种快速的变化会给基于双偏振态传输的相干光纤通信系统带来很大的影响,如产生偏振模色散、偏振态快速改变等效应,在接收端造成偏振失配、误码率提高,从而导致相干光通信系统性能劣化。
关于恶劣环境对OPGW中偏振态的影响,国内外学者对其进行了研究。在20世纪90年代,Masahiro Kurono等人[1]就指出雷击会通过法拉第旋光效应引起OPGW中偏振态的快速变化。国内学者迟兴江等人[2]对输电线路中绝缘子覆冰闪络造成的OPGW中偏振态的快速变化进行了一定的研究,通过实际测量对覆冰闪络信号进行了分析。国内学者曾荣等人[3]研究了OPGW周围空气变化所造成的光缆舞动对OPGW中的偏振态的快速变化情况,并通过实验对OPGW中偏振态的变化进行了检测。文献[1]只提到了由于雷击而引起的OPGW中光信号的偏振态变化。文献[2]只提到了由于绝缘子闪络造成的OPGW中光偏振态的快速变化。二者只研究了光信号的偏振态变化情况,未对偏振态变化对相干光通信系统造成的影响进行进一步的研究。文献[3]提到了风振现象对OPGW中光信号偏振态的影响,并做了相关模拟实验,但在模拟实验中设置的OPGW摆动频率和幅度均较小,而且是正弦波周期震动的形式,无法代表全部恶劣天气下的风振情况。
为了探究OPGW中偏振态旋转速度在恶劣刮风条件下的变化规律,准确地评估在实际输电线路中各种刮风天气所造成的影响,本文在实验室条件下模拟各种刮风情况对OPGW中信号的偏振态影响。
3 结束语
本文用敲击、舞动分别模拟了风振导致OPGW的卡门涡振动和驰振振动,并测量了2种情况下OPGW中信号光偏振态的变化。在卡门涡振动下OPGW中信号光偏振态的变化速度最高达794.2 rad/s,而驰振振动下偏振态的变化速度更快,最高达到约7293 rad/s。基于测试数据,本文分析了风振现象对相干光纤通信的影响,给出了相干光通信系统中所需要补偿算法的计算依据,对于基于OPGW的相干光纤通信系统接收端信号恢复算法有很好的指导意义。