В связи с этим сотрудниками МТУСИ и МЭИ были инициированы работы по разработке методик и экспериментального стенда для исследования различных воздействий атмосферного электричества и молний на оптические кабели и волокно, по которым осуществляется передача данных, в том числе защищенных по технологии КРК.
Целью первого этапа исследований является изучение влияния на ВОЛС электрических полей, предшествующих появлению молний. Физическое моделирование разрядов молнии осуществлялось с помощью специального экспериментального комплекса «ГРОЗА», дополненного оптическим оборудованием для контроля изменения параметров лазерного излучения, распространяющегося в оптическом кабеле.
«Комплекс позволяет моделировать электрически активные грозовые облака благодаря созданию искусственных протяженных структур заряженного водного аэрозоля (искусственных грозовых ячеек), объемом несколько кубических метров и потенциалом до 2,0 МВ. Для «привязки» места удара разряда из облака заряженного аэрозоля и регистрации параметров разряда на заземленной плоскости был установлен стержневой электрод со сферической вершиной. Для регистрации скорости изменения электрического поля вблизи стержневого электрода была установлена специальная широкополосная антенна», — рассказала к.т.н, доцент кафедры «Техники и электрофизики высоких напряжений» НИУ «МЭИ» Ольга Белова.
В ходе эксперимента наблюдалось изменение мощности сигнала лазера в оптическом волокне во время разрядных процессов между облаком искусственного аэрозоля и заземленным электродом. Выявление причины изменения мощности сигнала проводилось благодаря синхронизации по времени цифрового запоминающего осциллографа, регистрирующего сигналы с электрода, и измерителя оптической мощности.
«В совместных экспериментах сотрудников МТУСИ и НИУ «МЭИ» было установлено, что изменение лазерной мощности, проходящей через плечи поляризационного светоделителя, связано именно с электрическим полем облака аэрозоля. Таким образом, в прямых экспериментах впервые было показано существенное изменение поляризационного состояния лазерных сигналов, распространяющихся в оптическом волокне, при воздействии электрических полей заряженного водного аэрозоля», — рассказал д.ф-м.н, профессор кафедры «Направляющие телекоммуникационные среды» МТУСИ Сергей Казанцев.«Сильные электрические поля, возникающие вблизи волоконно-оптического кабеля перед тем, как зарождается молния, могут быть зарегистрированы по характерному изменению мощности в плечах поляризационного светоделителя, что можно использовать для дистанционного мониторинга молниевых разрядов на трассе, совершенствованию систем активной молниезащиты, а также предупреждения деструктивных влияний на линии связи, которые возникают, когда происходит разряд молнии», — пояснил к.т.н, заведующий кафедрой «Направляющие телекоммуникационные среды» МТУСИ Олег Колесников.
Результаты эксперимента опубликованы в журнале «Электричество» в статье «Идентификация параметров разряда молнии по его воздействию на волоконно-оптические линии связи».