SIGLENT（シグレント） SDS800X HDシリーズ デジタル・オシロスコープ

分布振動センシング (DAS: Distributed Acoustic Sensing) 技術は、光ファイバケーブル自体をセンサーとして利用し、ケーブルの敷設された経路全体にわたる振動や音響情報をリアルタイムで連続的に計測する革新的なセンシング技術です。

従来の点（ポイント）センサーを多数設置する方法とは異なり、1本の光ファイバで数十 kmから数百 kmの長距離・広範囲を、空間的にも時間的にも高密度にモニタリングできることが最大の特徴です。

1. 原理と仕組み 🔬

DASは、主にコヒーレント OTDR(C-OTDR: Coherent Optical Time Domain Reflectometry) の技術に基づいています。

A. C-OTDR の利用

1. パルス光の入射: DAS装置（インテロゲータ）から光ファイバの片端に、狭線幅でコヒーレント性の高いレーザー光パルスを定期的に入射します。

2. レイリー散乱光の観測: 光パルスがファイバ中を進む際、ファイバの微細な密度ゆらぎによって、常に光の一部が進行方向と逆向きに散乱します。これをレイリー散乱光と呼びます。

3. 振動による位相変化: 光ファイバに**振動や音響（音波）**が加わると、その部分のファイバが微細に伸縮し、散乱光の位相が変化します。

4. 位置の特定: C-OTDRは、後方散乱光が装置に戻ってくる時間差を利用して、どの位置（地点）で位相変化（振動）が発生したかを特定します。

B. 特徴

• 高分解能: 数メートル間隔で数万点の仮想センサーを構築できます。

• 光ファイバをそのまま使用: 既存の通信用光ファイバをそのままセンシングに利用できる場合が多いです（ダークファイバなど）。

2. 応用分野 🌍

DAS技術は、その広域性と高密度な計測能力から、様々な分野で活用が期待されています。

3. メリットと課題

A. メリット

• 広域連続モニタリング: 1台の装置で数十 km ～ 数百 km長距離を途切れなく監視できます。

• パッシブなセンサー: 光ファイバ自体がセンサーであり、現場に電源や電子部品が不要なため、過酷な環境（高温、高圧、水中など）や防爆環境での使用に適しています。

• 設置コストの低減: 既存の光ファイバケーブルを流用できるため、新たなセンサー設置や配線にかかるコストを大幅に削減できます。

B. 課題

• 膨大なデータ量: 高いサンプリングレートと空間分解能を持つため、生成されるデータ量が非常に膨大になり、高速なデータ処理と解析技術（AI/機械学習）が必要です。

• 信号処理の複雑さ: ノイズが多く、振動源を正確に分類・特定するための高度なアルゴリズムが要求されます。

• 光ファイバの品質依存性: ケーブルの敷設状態や種類（特にケーブル被覆材）がセンシングの感度に影響を与えることがあります。