STF Mag 特集: 分散型ファイバーセンシングが海底ケーブル監視をどのように進歩させるか

SubTel Forum Magazine 9 月号に掲載

1868 年に海底ケーブルを介して最初の電信メッセージが英国とカナダ間で送信されたとき、ケーブル容量と中継器の不足により、ケーブル送信は 1 分あたり 2 ワードに制限されました。 メッセージは少しずつではありましたが、次に速い送信方法である蒸気船よりも早く到着しました。蒸気船では 2 つの場所間の移動に 10 日かかります。[1] 2 年以内に、送信速度はすでに 1 分あたり 20 ワードにまで向上しました。 150 年が経ち、海底ケーブルは通信スーパーハイウェイへと進化し、海底 130 万キロメートルにわたる約 500 本の海底ケーブルを介して世界中のインターネットとクラウド トラフィックの 99% を伝送する役割を担っています。[2]

海中電力ケーブルも、水中で高電圧電力を送電するためのソリューションとして、エネルギー分野のゲームチェンジャーとして注目されています。 海底ケーブルの使用例は発展し続けています。 これらは洋上エネルギーの活用において中心的な役割を果たしており、最近完成したノースシーリンク[3]のような印象的なプロジェクトは、優れた海洋風力活動と潮力発電の恩恵を享受する各国のニーズに注目を集めています。 世界経済が接続 (インターネットとクラウド) と送電の両方にますます依存していることを考えると、海底ケーブルの重要性はますます高まっています。そのため、重要な接続と電力を確実に確実に提供するために、脅威を軽減するイノベーションを進化させ続けることが重要です。私たちのコミュニティ。

海底ケーブル自体の進化と同様に、分散型光ファイバーセンシング、特に振動検出および測距 (VID+R) テクノロジーは急速な成長を遂げており、導入においては変曲点に達しつつあります。 ファイバー センシングは、初めて長い直線資産のあらゆるメートルにわたる脅威を瞬時に認識できるようになり、ケーブル事業者にメリットをもたらします。 この種の実用的なリアルタイム情報により、明らかなコスト削減が促進され、ダウンタイムが回避されます。 光ファイバーセンシングは通信ケーブルに採用されることが増えていますが、電力ケーブルのソリューションとしてはまだあまり知られていません。 分散型ファイバーセンシング (DFS) 市場は、今後 8 年間で年平均成長率 7.3% で成長し、2030 年までに市場総額が 25 億 5,350 万ドルに達すると見込まれているため [4]、海底電力事業者はこれまでに多くの利益を得ることができます。今後数年間でこのテクノロジーに注目が集まっています。

海底電力ケーブル監視のための分散型ファイバーセンシングの進化

疑いもなく、毎年の海底ケーブルの停止の大部分は、錨の抵抗や漁船による底引き網漁などの外部からの攻撃によって引き起こされています。 津波などの自然災害による影響は、地質学的変化と並んで、混乱のもう 1 つの主な原因です。 2008 年に地中海で海底ケーブルが寸断され、数百万人がインターネットに接続できなくなった [5] や、2020 年に海底電力ケーブルが切断され、スカイ島の 18,000 戸が停電し、プロバイダーの利用を余儀なくされたなど、被害が大規模で明らかな場合もあります。ディーゼル燃料発電所にバックアップ電力の供給を要請する[6]。 また、ニアミスや部分的なストライキにより、すぐに電源が遮断されずにケーブルが損傷する場合もあります。 このような潜在的な損傷は、避けられないケーブル障害が発生するまでの期間気付かれない可能性があり、損傷が発生してから何年も経っても修理が必要になります。 どのようなシナリオでも、ケーブルの破損や障害により重要な供給が中断されます。 修理費用は最大 1,000 万ポンドまたは 1,200 万米ドルに達する可能性があり、通常は直接的な修理費用に加えて風評被害や収益の損失が伴います。 通常、接合容器を動員する必要があり、接合作業には修理が完了するまでに 40 ～ 60 日かかることが多く [7]、コストが増加します。

海底ケーブル事業者が認識しているように、海底ケーブルは、一度海底に設置されると本質的に見えなくなる数少ない重要インフラの 1 つです。他のほとんどすべての重要インフラとは対照的に、海底ケーブルの所有者は何が起こっているのか事実上まったく分かりません。彼らの資産の周り。 ケーブルの真上で何が起こっているかを監視する保護技術が存在します。 従来の方法には、AIS ビーコン監視、水上艦艇のパトロール、航空測量が含まれます。 ただし、これらの方法は回避するのが簡単で（AIS ビーコンがオフになる）、資産の監視に大きな時間/空間ギャップがあり、コストがかかり、運用時間が制限されており、天候の影響を受けます。 基本的に、これらの監視アプローチは資産に直接適用されるものではなく、24 時間 365 日体制で資産全体を監視するものでもありません。 分散型ファイバーセンシング技術に参入します。