光ファイバーセンシング(DAS)技術活用の最前線~最新の技術動向と新たな応用分野への期待~【2024年11月20日 講演サマリー 戸毛氏】

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(本コンテンツの著作権は、戸毛 邦弘様に帰属いたします。)

高精度DASの研究開発と既設通信ネットワーク設備におけるDAS応用

講師:日本電信電話(株)アクセスサービスシステム研究所 戸毛 邦弘

NTTにおける光計測技術の研究

NTTが保有する通信NW設備

分布振動センシング(DAS) × 通信ネットワーク

○ 新たにケーブル敷設が不要、安定した環境への測定器設置

△ ケーブルの設置場所、設置形態が様々
(振動源とのカップリング、振動振幅範囲が大きい)

位相OTDRに基づくDAS

定量測定のイメージ図

光位相の測定方法(コヒーレント検波の場合)

@各位置

技術的な問題:感度のデッドポイント

フェーディング問題
パルス内に多数の散乱体があるのでそれらの散乱光が干渉

散乱光強度が小さい地点
⇒振動測定における感度の
デッドポイント

デッドポイントが多数発生

技術的な問題:感度のデッドポイント

散乱光強度と歪み感度の関係

※理想:雑音なしの測定を仮定した際の測定値

散乱光の強度が小さい場合 >

SN比が1付近を下回る場合 >

測定ベクトルの方向がランダム
⇒位相測定不能

感度のデッドポイント

位相OTDRの最近の進展:フェーディング対策

同位置において複数の散乱光強度(干渉パターン)を同時に取得することで、フェーディングの影響を低減した位相算出が可能

代表的な3つの方法(組み合わせが可能)

偏波ダイバーシティ

周波数ダイバーシティ

空間ダイバーシティ

光周波数多重 (Frequency Division Multiplexing; FDM)

異なる光周波数を用いると干渉パターンは変化

異なる光周波数でも位相変化は同じ⇒平均化

Y. Wakisaka, et al., J. Light. Technol., vol. 39, no.13, 2021
Y. Wakisaka, et al., OFC conference, San Diego, USA, Mar. 2023, W3J.1

通信ネットワークにおけるDAS活用

講師プロフィール

日本電信電話(株)アクセスサービスシステム研究所 主幹研究員
戸毛 邦弘 

略歴:2001年、早稲田大学 理工学研究科機械工学専攻修了
同年 NTTアクセスサービスシステム研究所入所、以降先端光ファイバ計測技術、陸上/海底光ファイバケーブル等の研究開発に従事。2007年、博士(工学)。2013~2021年ITU-T Study Group15にてRapporteurを務め、光通信設備および保守運用に関する国際標準化に従事。現職は、同研究所にて先端光ファイバ計測技術の研究グループリーダー。