通过空间和波长分复用在野外部署的七芯光纤中实现的同时分布式传感与通信

本文提出基于空间分多址的多芯光纤分布式声学传感（SDM-DAS）方案，在16.5公里七芯光纤中实现通信与传感信号共存，灵敏度达1.78√Hz，抗噪声能力提升10 dB，带宽扩大三倍，并成功检测交通振动信号。

　　

摘要：

集成传感与通信（ISAC）系统能够在赋予光纤传感能力的同时实现通信功能，利用电信网络检测交通流量等信号。多芯光纤为ISAC系统提供了丰富的可利用空间通道。本文提出了一种基于空间分复用的分布式声学传感（SDM-DAS）方案。通过利用通过多根光纤芯传输的多组分传感信号，SDM-DAS在10公里范围内实现了1.78 pε/Hz的传感灵敏度，并具备20米的空间分辨率。该方案还能有效抑制衰落噪声（降低了10分贝），其检测带宽是传统DAS的三倍。该系统通过空间分复用和波长分复用技术，在16.5公里长的七芯光纤中实现通信信号与传感信号的共传，实现了117 Tb/s的实时交通流量传输能力。实验结果表明，该方案不会引入光纤芯间的串扰，也不会降低同时运行的通信系统的比特错误率。此外，所提出的集成SDM-DAS的ISAC系统在实际应用中成功检测到了来自车辆交通和地铁运行的振动信号。