FOTASを支えるテクノロジー

光ファイバーは光学の一分野です。光学は光全般を扱う分野ですが、光ファイバーはガラス繊維内部の光現象のみを扱います。「ファイバー」とは糸を意味するため、光ファイバーとは光を通すガラス繊維を指します。

今日の通信インフラのほとんどは光ファイバーケーブルに基づいています。光ファイバーは銅製の電線から発展したものですが、電線が既に存在していたのに、なぜ光ファイバーケーブルが使われるようになったのでしょうか？

以前の標準的な通信ケーブルは、銅やその他の導電性金属でできていました。これらのケーブルは電子を一方の端からもう一方の端まで運び、他の機器の助けを借りて、この電流が貴重なデータを伝送します。かつての電話回線、そしてインターネット回線は、この種のケーブルで構築されていました。

転送されるデータ量が増加するにつれ、電流を流すケーブルでは対応しきれなくなりました。1990年にはインターネットユーザーは約260万人でしたが、2016年には34億600万人に達しました。従来の電気ケーブルではこの需要に対応できず、光ファイバーがその役割を担うようになりました。

分散型音響センシング（DAS）は、音響信号を検出する技術です。物質中を伝わる力は、空気、土壌、水などの媒体に圧力変位を引き起こします。これらの変位現象は音響波と呼ばれ、音波はその最も一般的な例です。

単点センサーは、針の先端のように、一箇所でしか信号を検出しません。一方、分散型センサーでは、センシング構造は連続的です。FOTASは、分散型音響センシングに光ファイバーケーブルを使用します。ケーブル内を伝搬する光波は音響波の影響を受け、その影響を受けた光は、光時間領域反射率測定（OTDR）などの装置によって検出されます。

分散型音響センシングとは、対象領域を横断する光ファイバーケーブルを通して、リアルタイム制御と測定を行う光電子製品システムを指します。

FOTAS技術を理解する最も基本的な方法は、トレッドミルで歩いている人を想像することです。ベルトの進行方向とは逆方向に動くと、音波が周囲に広がります。一定の距離にいる人は、同じ部屋にいなくても、リアルタイムモニタリングによって、その人がトレッドミルに乗っていることを認識できます。

このプロセス全体を通して、光ファイバーケーブルに沿ったあらゆる点で音響信号が測定されます。固定された特定の地点で測定を行うセンサーとは異なり、DASシステムはケーブル自体をセンサーとして使用します。つまり、分散型音響センサーは光ファイバーケーブルをマイクロホンとして機能させるのです。