NTT,架設ファイバで環境モニタリングを実証

日本電信電話(NTT)は,通信用の既設光ファイバケーブルをセンサーとして利活用し,光ファイバに加わる振動を極めて高精度に測定する技術を実証した(ニュースリリース)。

通信用の既設光ファイバケーブルをセンサとして利活用し,ケーブル周辺の環境情報を取得する環境モニタリングの実現には,空間分解能が数mオーダである従来の光ファイバ振動分布測定技術では,振動様相を正確に捉えることが困難だった。

同社は今回,1m以下という空間分解能での測定が可能な光測定方式,OFDR(Optical Frequency Domain Reflectometry)を用いることで,光ファイバケーブルネットワークへ適用可能な高精度光ファイバ振動分布測定技術を実現した。

OFDRは,光の周波数を掃引した光を光ファイバに入射し,光ファイバの各地点からの反射光の周波数により光の反射位置を区別することで,光ファイバを分布的に測定する手法。空間分解能に優れるという特長を持つ。

これにより,世界で初めて打撃等の意図的な加振や明らかな異常振動が加わっていない状態でも,風等によって架空光ファイバケーブルに自然発生する微小振動が光ファイバの長手方向に伝搬する様子(振動伝搬パターン)を捉え,振動伝搬パターンが電柱,クロージャ等の通信設備の周辺や前後で異なる/不連続となることを見出した。

これまでの光ファイバ振動分布測定では,振動イベントが発生した場所は測定器からの光ファイバ長で表されるため,通信ネットワークで利用されているような比較的距離の長い光ファイバを測定する場合,正確な場所の特定が難しいという課題があった。

この技術では通信設備位置が振動パターンの変化点として振動分布測定波形上に現れるため,波形上のどの地点に電柱やクロージャ等の通信設備があるかを把握できるという。これは,異常振動等の振動イベントが観測された際に,どの設備からどれくらいの距離でその振動イベントが発生しているかが分かることを意味している。

これにより,自動車走行,工事,設備点検等,光ファイバ測定で得られる様々なイベント発生地点を,従来のような測定器からの光ファイバ長だけでなく,通信設備位置を起点として高精度に特定可能となるという。

同社は今後,測定技術のさらなる高度化による位置特定精度の向上,外乱耐性の検討,高精度測定に由来する大量測定データの取り扱いに関する検討,AIや機械学習等を活用したデータ分析・解釈の検討などに取り組み,光ファイバ環境モニタリングの実現を目指すとしている。

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