| 講演名 | 2020-11-13 チャープパルスを用いた光ファイバのリアルタイム分布型音波計測（DAS）の実用化 岸田 欣増(ニューブレクス), グジク アーター(ニューブレクス), 李 哲賢(ニューブレクス), 西口 憲一(ニューブレクス), 東 大治(ニューブレクス), 劉 慶文(上海交通大), 何 祖源(上海交通大), |
|---|---|
| PDFダウンロードページ |  PDFダウンロードページへ |
| 抄録(和) | 光ファイバによる分布型音波計測 (DAS: Distributed Acoustic Sensing) は，従来の DTS や DTSS といった分布型計測が散乱光の強度スペクトルから温度やひずみといった準静的な物理量を計測するのに対し，散乱光の位相変化から音波という動的ひずみを検出するのが特長であり，従来の分布型計測を補完するという観点から注目されている．DAS を実現するには，散乱光受信の十分な SN比を確保しかつ場所による SN 比の劣化を抑えること，またミリ秒以下での高速処理などが必要になる．本報告では，筆者らの一部が提案したチャープパルスを分割して用いる TGD-OFDR (Time Gated Digital-Optical Frequency Domain Reflectometry) 方式を用いて実現したリアルタイムの新型 DAS を示す．開発した試作機である NBX-S4000 ではパルス幅 2μs，周波数掃引幅 100 MHz のチャープ信号を 2 kHz の繰り返し周波数で発生させて，10 km のファイバに当たった音波を空間分解能 2.8 m，リアルタイムで検出することが可能になった．開発した試作機は自然地震，海底ケーブルおよび石油開発に限らず，知能化社会での常時フィールド監視試験も行い，有効性が検証された． |
| 抄録(英) | Distributed Acoustic Sensing (DAS) in optical fibers detects dynamic strain or sound waves by measuring the phase change of the scattered light. This contrasts with other distributed and more conventional methods such as distributed temperature (DTS) or strain (DSS) which measure those quasi-static physical quantities such as from the intensity spectrum of the scattered light. DAS is attracting considerable attention as it complements the conventional distributed measurement. In order to implement DAS in commercial applications, it is necessary to ensure sufficiently high signal-noise ratio (SNR) for scattered light detection, suppress its deterioration along the sensing fiber, and moreover to perform high-speed processing within milliseconds or less. In this report, we present new real-time DAS realized by using the TGD-OFDR (Time Gated Digital-Optical Frequency Domain Reflectometry) method, in which the chirp pulse is divided into overlapping bands. The developed prototype NBX-S4000 generates a chirp signal with a pulse duration of 2 μs and uses frequency sweep of 100 MHz at a repeating frequency of 2 kHz. It allows one to detect sound waves at 10 km fiber distance range with spatial resolution of 2.8 m in real time. The developed prototype was also tested in the field not only in natural earthquakes, submarine cables and oil and gas industry applications, but also in smart city where non-stop monitoring are requested. All obtained results confirmed effectiveness of the method and developed sensing instrument. |
| キーワード(和) | Real time phase DAS / high SNR / Low noise floor / post spatial resolving / non-stop event monitoring |
| キーワード(英) | Real time phase DAS / high SNR / Low noise floor / post spatial resolving / non-stop event monitoring |
| 資料番号 | OFT2020-44 |
| 発行日 | 2020-11-05 (OFT) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | OFT / ITE-BCT / OCS / IEE-CMN |
|---|---|
| 開催期間 | 2020/11/12(から2日開催) |
| 開催地（和） | オンライン開催 |
| 開催地（英） | Online |
| テーマ（和） | 放送システム、CATV、放送素材伝送システム、伝送路符号化、情報源符号化、HDTVおよびUHDTV、放送通信連携、光ファイバ配線敷設・保守運用技術、光ファイバ特性測定、光ファイバ特性解析、光ケーブル・光コード、各種用途光ファイバ、光増幅器・光中継装置、光／電気クロスコネクト・OADM、光／電気多重・分離、光送受信機、光端局装置、ディジタル信号処理・誤り訂正、光通信計測、データコム用光通信機器、光変復調方式、ディジタル信号処理アルゴリズム、コヒーレント光通信、光増幅・中継技術、非線形・偏波技術、空間・可視光伝送、量子通信・暗号化技術、空間分割多重（SDM）伝送技術、一般 |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | 松浦 祐司(東北大) / / 前田 譲治(東京理科大) / 森村 俊(電中研) |
| 委員長氏名（英） | Yuji Matsuura(Tohoku Univ.) / / Joji Maeda(Tokyo Univ. of Science) / Shun Morimura(CRIEPI) |
| 副委員長氏名（和） | / / / 平田 孝志(関西大) |
| 副委員長氏名（英） | / / / Kouji Hirata(Kansai Univ) |
| 幹事氏名（和） | 青笹 真一(NTT) / 相馬 一之(住友電工) / / 大原 拓也(NTT) / 小田 拓弥(フジクラ) / 宇津 圭祐(東海大) / 木村 共孝(同志社大) |
| 幹事氏名（英） | Shinichi Aozasa(NTT) / Kazuyuki Soma(Sumitomo Electric) / / Takuya Ohara(NTT) / Takuya Oda(Fujikura) / Keisuke Utsu(Tokai Univ.) / Tomotaka Kimura(Doushisya Univ) |
| 幹事補佐氏名（和） | 荒生 肇(住友電工) / 五藤 幸弘(NTT) / / / 篠原 祐一(東京電力パワーグリッド) / 田中 彰浩(電中研) |
| 幹事補佐氏名（英） | Hajime Arao(Sumitomo Electric) / Yukihiro Goto(NTT) / / / Yuuichi Shinohara(TEPCO Power Grid) / Akihiro Tanaka(CRIEPI) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Optical Fiber Technology / Technical Group on Broadcasting Technology / Technical Committee on Optical Communication Systems / Technical Meeting on Communications |
|---|---|
| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | チャープパルスを用いた光ファイバのリアルタイム分布型音波計測（DAS）の実用化 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Commercialization of real-time distributed acoustic fiber optic sensing (DAS) utilizing chirped pulse |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | Real time phase DAS / Real time phase DAS |
| キーワード(2)（和/英） | high SNR / high SNR |
| キーワード(3)（和/英） | Low noise floor / Low noise floor |
| キーワード(4)（和/英） | post spatial resolving / post spatial resolving |
| キーワード(5)（和/英） | non-stop event monitoring / non-stop event monitoring |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 岸田 欣増 / Kinzo Kishida |
| 第 1 著者 所属（和/英） | ニューブレクス株式会社(略称：ニューブレクス) Neubrex Co., Ltd.(略称：Neubrex) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | グジク アーター / Artur Guzik |
| 第 2 著者 所属（和/英） | ニューブレクス株式会社(略称：ニューブレクス) Neubrex Co., Ltd.(略称：Neubrex) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 李 哲賢 / Li Ttken |
| 第 3 著者 所属（和/英） | ニューブレクス株式会社(略称：ニューブレクス) Neubrex Co., Ltd.(略称：Neubrex) |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 西口 憲一 / Nishiguchi Kenichi |
| 第 4 著者 所属（和/英） | ニューブレクス株式会社(略称：ニューブレクス) Neubrex Co., Ltd.(略称：Neubrex) |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 東 大治 / Daiji Azuma |
| 第 5 著者 所属（和/英） | ニューブレクス株式会社(略称：ニューブレクス) Neubrex Co., Ltd.(略称：Neubrex) |
| 第 6 著者 氏名（和/英） | 劉 慶文 / Qingwen Liu |
| 第 6 著者 所属（和/英） | 上海交通大学(略称：上海交通大) Shanghai Jiao Tong University(略称：SJTU) |
| 第 7 著者 氏名（和/英） | 何 祖源 / Zuyuan He |
| 第 7 著者 所属（和/英） | 上海交通大学(略称：上海交通大) Shanghai Jiao Tong University(略称：SJTU) |
| 発表年月日 | 2020-11-13 |
| 資料番号 | OFT2020-44 |
| 巻番号（vol） | vol.120 |
| 号番号（no） | OFT-230 |
| ページ範囲 | pp.39-44(OFT), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2020-11-05 (OFT) |