特許ウォッチ

公開番号2024061330
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-07
出願番号2022169207
出願日2022-10-21
発明の名称ファイバセンシングシステム、中継装置、ファイバセンシング方法、及びプログラム
出願人日本電気株式会社
代理人個人
主分類G01H 9/00 20060101AFI20240425BHJP(測定;試験)
要約【課題】海中で高い周波数帯域の振動を表すDASデータを取得すること。
【解決手段】本開示に係るファイバセンシングシステムは、海底ケーブル60と、海底ケーブル60を介して相互に直列に接続された複数の中継装置70と、を含む。中継装置70は、海底ケーブル60内のセンシング用光ファイバ61を介して後段の中継装置70に接続されたDASインテロゲータ71と、センシング用光ファイバ61を介して前段の中継装置70に接続された終端器72と、を含む。DASインテロゲータ71は、センシング用光ファイバ61にプローブ光を出力する。終端器72は、前段の中継装置70内のDASインテロゲータ71からセンシング用光ファイバ61に出力されたプローブ光を終端させる。DASインテロゲータ71は、センシング用光ファイバ61から、プローブ光の後方散乱光を受信し、受信された後方散乱光からDASデータを取得する。
【選択図】図8
特許請求の範囲【請求項１】
海底ケーブルと、
前記海底ケーブルを介して相互に直列に接続された複数の中継装置と、を含み、
前記海底ケーブルは、センシング用光ファイバを含み、
前記複数の中継装置の各々は、
前記センシング用光ファイバを介して後段の中継装置に接続されたＤＡＳ（Distributed acoustic sensing）インテロゲータと、
前記センシング用光ファイバを介して前段の中継装置に接続された終端器と、を含み、
前記ＤＡＳインテロゲータは、前記後段の中継装置に接続された前記センシング用光ファイバにプローブ光を出力し、
前記終端器は、前記前段の中継装置内の前記ＤＡＳインテロゲータから、前記前段の中継装置に接続された前記センシング用光ファイバに出力されたプローブ光を、該センシング用光ファイバの端部で反射しないように、終端させ、
前記ＤＡＳインテロゲータは、前記後段の中継装置に接続された前記センシング用光ファイバから、プローブ光の後方散乱光を受信し、受信された後方散乱光から、前記後段の中継装置に接続された前記センシング用光ファイバに加わる振動を表すＤＡＳデータを取得する、
ファイバセンシングシステム。
続きを表示（約 2,400 文字）【請求項２】
前記海底ケーブルは、通信用光ファイバをさらに含み、
前記複数の中継装置の各々は、前記通信用光ファイバに接続され、前記通信用光ファイバを介して所定の宛先に前記ＤＡＳデータを送信するネットワークスイッチをさらに含む、
請求項１に記載のファイバセンシングシステム。
【請求項３】
前記複数の中継装置の各々は、前記ＤＡＳデータを取得するよう前記ＤＡＳインテロゲータを制御し、前記ＤＡＳインテロゲータにより取得された前記ＤＡＳデータを一時的に保存する制御部をさらに含み、
前記ネットワークスイッチは、一時的に保存された前記ＤＡＳデータを前記所定の宛先に送信する、
請求項２に記載のファイバセンシングシステム。
【請求項４】
前記ＤＡＳデータは、水中無人機に搭載された水中通信機から搬送波として送信された音響信号に起因して、前記センシング用光ファイバに加わる振動を表すデータである、
請求項１に記載のファイバセンシングシステム。
【請求項５】
海底ケーブルを介して相互に直列に接続された複数の中継装置のうちの１つの中継装置であって、
前記海底ケーブルに含まれるセンシング用光ファイバを介して後段の中継装置に接続されたＤＡＳ（Distributed acoustic sensing）インテロゲータと、
前記センシング用光ファイバを介して前段の中継装置に接続された終端器と、を含み、
前記ＤＡＳインテロゲータは、前記後段の中継装置に接続された前記センシング用光ファイバにプローブ光を出力し、
前記終端器は、前記前段の中継装置内の前記ＤＡＳインテロゲータから、前記前段の中継装置に接続された前記センシング用光ファイバに出力されたプローブ光を、該センシング用光ファイバの端部で反射しないように、終端させ、
前記ＤＡＳインテロゲータは、前記後段の中継装置に接続された前記センシング用光ファイバから、プローブ光の後方散乱光を受信し、受信された後方散乱光から、前記後段の中継装置に接続された前記センシング用光ファイバに加わる振動を表すＤＡＳデータを取得する、
中継装置。
【請求項６】
前記海底ケーブルに含まれる通信用光ファイバに接続され、前記通信用光ファイバを介して所定の宛先に前記ＤＡＳデータを送信するネットワークスイッチをさらに含む、
請求項５に記載の中継装置。
【請求項７】
前記ＤＡＳデータを取得するよう前記ＤＡＳインテロゲータを制御し、前記ＤＡＳインテロゲータにより取得された前記ＤＡＳデータを一時的に保存する制御部をさらに含み、
前記ネットワークスイッチは、一時的に保存された前記ＤＡＳデータを前記所定の宛先に送信する、
請求項６に記載の中継装置。
【請求項８】
前記ＤＡＳデータは、水中無人機に搭載された水中通信機から搬送波として送信された音響信号に起因して、前記センシング用光ファイバに加わる振動を表すデータである、
請求項５に記載の中継装置。
【請求項９】
海底ケーブルを介して相互に直列に接続された複数の中継装置のうちの１つの中継装置により実行されるファイバセンシング方法であって、
前記中継装置は、
前記海底ケーブルに含まれるセンシング用光ファイバを介して後段の中継装置に接続されたＤＡＳ（Distributed acoustic sensing）インテロゲータと、
前記センシング用光ファイバを介して前段の中継装置に接続された終端器と、を含み、
前記ファイバセンシング方法は、
前記ＤＡＳインテロゲータにより、前記後段の中継装置に接続された前記センシング用光ファイバにプローブ光を出力することと、
前記終端器により、前記前段の中継装置内の前記ＤＡＳインテロゲータから、前記前段の中継装置に接続された前記センシング用光ファイバに出力されたプローブ光を、該センシング用光ファイバの端部で反射しないように、終端させることと、
前記ＤＡＳインテロゲータにより、前記後段の中継装置に接続された前記センシング用光ファイバから、プローブ光の後方散乱光を受信し、受信された後方散乱光から、前記後段の中継装置に接続された前記センシング用光ファイバに加わる振動を表すＤＡＳデータを取得することと、を含む、
ファイバセンシング方法。
【請求項１０】
海底ケーブルを介して相互に直列に接続された複数の中継装置のうちの１つの中継装置にファイバセンシング方法を実行させるためのプログラムであって、
前記中継装置は、
前記海底ケーブルに含まれるセンシング用光ファイバを介して後段の中継装置に接続されたＤＡＳ（Distributed acoustic sensing）インテロゲータと、
前記センシング用光ファイバを介して前段の中継装置に接続された終端器と、を含み、
前記ファイバセンシング方法は、
前記ＤＡＳインテロゲータにより、前記後段の中継装置に接続された前記センシング用光ファイバにプローブ光を出力することと、
前記終端器により、前記前段の中継装置内の前記ＤＡＳインテロゲータから、前記前段の中継装置に接続された前記センシング用光ファイバに出力されたプローブ光を、該センシング用光ファイバの端部で反射しないように、終端させることと、
前記ＤＡＳインテロゲータにより、前記後段の中継装置に接続された前記センシング用光ファイバから、プローブ光の後方散乱光を受信し、受信された後方散乱光から、前記後段の中継装置に接続された前記センシング用光ファイバに加わる振動を表すＤＡＳデータを取得することと、を含む、
プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ファイバセンシングシステム、中継装置、ファイバセンシング方法、及びプログラムに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、光ファイバの環境を表す環境情報を取得するＤＡＳ（Distributed acoustic sensing）インテロゲータを利用したファイバセンシングシステムが研究及び開発されている。具体的には、ＤＡＳインテロゲータは、光ファイバ中の後方散乱光を受信し、受信された後方散乱光を利用して、光ファイバに加わった振動（音響を含む。以下、同じ）を表すＤＡＳデータを環境情報として取得する。
【０００３】
また、最近は、光ファイバの感度が向上しているため、ＤＡＳインテロゲータを利用したファイバセンシングシステムを、陸上向けの環境監視システムとして実用化する研究が進んでいる。
【０００４】
また、ＤＡＳインテロゲータを利用したファイバセンシングシステムを、海中へ適用する研究も進んでいる（例えば、特許文献１）。この場合、ＤＡＳインテロゲータは、海底ケーブルに含まれる光ファイバ中の後方散乱光を利用して、ＤＡＳデータを取得する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
国際公開第２０２１／１５３１４２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、ＤＡＳインテロゲータを利用したファイバセンシングシステムを海中へ適用し、水中生物の鳴音や海上交通の騒音等をモニタリングする場合、より高い周波数帯域に存在する特徴素を利用することで、高い精度でモニタリングを実施することができる。
【０００７】
しかし、ファイバセンシングの原理により、ＤＡＳインテロゲータがＤＡＳデータを取得する海底ケーブルの区間を長くすると、高い周波数帯域の振動を表すＤＡＳデータを取得できないという制限があった。また、海中では、ＤＡＳインテロゲータを設置する場所にも制限があった。そのため、関連技術に係るファイバセンシングシステムでは、海中で取得可能なＤＡＳデータに周波数の制限があるという問題があった。
【０００８】
そこで本開示の目的は、上述した課題を鑑み、海中で高い周波数帯域の振動を表すＤＡＳデータを取得することが可能なファイバセンシングシステム、中継装置、ファイバセンシング方法、及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一態様によるファイバセンシングシステムは、
海底ケーブルと、
前記海底ケーブルを介して相互に直列に接続された複数の中継装置と、を含み、
前記海底ケーブルは、センシング用光ファイバを含み、
前記複数の中継装置の各々は、
前記センシング用光ファイバを介して後段の中継装置に接続されたＤＡＳ（Distributed acoustic sensing）インテロゲータと、
前記センシング用光ファイバを介して前段の中継装置に接続された終端器と、を含み、
前記ＤＡＳインテロゲータは、前記後段の中継装置に接続された前記センシング用光ファイバにプローブ光を出力し、
前記終端器は、前記前段の中継装置内の前記ＤＡＳインテロゲータから、前記前段の中継装置に接続された前記センシング用光ファイバに出力されたプローブ光を、該センシング用光ファイバの端部で反射しないように、終端させ、
前記ＤＡＳインテロゲータは、前記後段の中継装置に接続された前記センシング用光ファイバから、プローブ光の後方散乱光を受信し、受信された後方散乱光から、前記後段の中継装置に接続された前記センシング用光ファイバに加わる振動を表すＤＡＳデータを取得する。
【００１０】
一態様による中継装置は、
海底ケーブルを介して相互に直列に接続された複数の中継装置のうちの１つの中継装置であって、
前記海底ケーブルに含まれるセンシング用光ファイバを介して後段の中継装置に接続されたＤＡＳ（Distributed acoustic sensing）インテロゲータと、
前記センシング用光ファイバを介して前段の中継装置に接続された終端器と、を含み、
前記ＤＡＳインテロゲータは、前記後段の中継装置に接続された前記センシング用光ファイバにプローブ光を出力し、
前記終端器は、前記前段の中継装置内の前記ＤＡＳインテロゲータから、前記前段の中継装置に接続された前記センシング用光ファイバに出力されたプローブ光を、該センシング用光ファイバの端部で反射しないように、終端させ、
前記ＤＡＳインテロゲータは、前記後段の中継装置に接続された前記センシング用光ファイバから、プローブ光の後方散乱光を受信し、受信された後方散乱光から、前記後段の中継装置に接続された前記センシング用光ファイバに加わる振動を表すＤＡＳデータを取得する。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許