Détection par fibre optique

Il perçoit le monde et extrait des insights sur l’avenir grâce à des fibres optiques traversant le globe

Japonais

La communication optique et les technologies d’IA sont les domaines d’expertise dans lesquels NEC a mené le monde pendant de nombreuses années. Notre technologie de détection optique par fibre est une innovation unique dérivée de notre connaissance approfondie et de notre riche expérience dans ces domaines. Pour la première fois, NEC s’engage désormais dans la création de nouvelles valeurs grâce à cette nouvelle technologie qui permet d’utiliser les réseaux de fibres optiques existants qui parcourent le globe comme des capteurs.

Analyse IA des vibrations, de la température,
et des sons détectés par les réseaux de fibre optique existants

La détection par fibre optique est une technologie qui mesure les vibrations, la température et les sons via des fibres optiques. Les fibres optiques elles-mêmes servent de capteurs, ce qui a suscité un vif intérêt mondial et a été étudié dans le monde entier depuis des décennies pour ses avantages uniques, tels que la capacité de détection linéaire et transparente plutôt que la détection distribuée, le fait que les fibres optiques à usage de communication servent également de capteurs, et qu'aucune alimentation électrique n'est nécessaire pour la réalisation de la détection. Cependant, les applications ont été limitées car les méthodes conventionnelles exigeaient l'installation de fibres optiques spécialisées pour la détection. Cela a également entraîné des coûts élevés pour obtenir des données pour l'application.
À l'inverse, pour la première fois dans le monde, notre nouvelle technologie de détection par fibre optique permet de détecter à partir des fibres optiques déjà posées pour la communication. En plaçant simplement un dispositif de capteur de fibre optique à une extrémité des fibres optiques, le système peut détecter les vibrations, la température et les sons sur une portée allant jusqu'à 100 km avec une résolution d'environ 50 cm. Contrairement aux technologies conventionnelles, il n'est pas nécessaire de poser de nouvelles fibres optiques à des fins de détection. Cela signifie que le vaste réseau de fibres optiques de communication qui parcourt le globe peut être utilisé comme capteurs.
De plus, NEC possède une variété de technologies d'IA. Ces technologies permettront d'extraire des valeurs précieuses et des insights à partir de la grande quantité de données détectées, qui ont été inutilisées par le passé. Par exemple, dans le cas de la détection de défaillance d'équipement, les opérations de surveillance conventionnelles sont soumises à divers facteurs basés sur certains seuils. Cela peut être complété par l'IA pour détecter les « signes » de défaillance en fonction de l'état de fonctionnement. Un autre cas est que les fibres optiques posées sous les routes peuvent être utilisées pour détecter la congestion du trafic et les types de véhicules traversant les routes après avoir appris des modèles de vibration spécifiques. Ce que nous poursuivons aujourd'hui est un concept novateur d'intégration des réseaux avec les fibres optiques existantes à des fins de communication qui servent également d'« organes sensoriels » ou d'un « système nerveux » avec l'IA comme « cerveau ». Les réseaux de fibres optiques couvrent presque toute la Terre, y compris les câblages aériens montés sur des poteaux terrestres, les câblages enterrés le long des routes et des voies ferrées, et les câbles sous-marins sous l'eau reliant les îles et les continents. À travers ces réseaux, nous poursuivons la détection et l'analyse des activités des villes, des nations et de l'ensemble du globe pour extraire des insights sur l'avenir.

La synergie avec le 5G permettra une détection à des résolutions plus élevées

Comparé aux capteurs IoT généraux, la technologie de détection par fibre optique présente deux avantages. Le premier est la capacité de surveiller facilement une vaste zone. Les fibres optiques permettent une détection « linéaire », ce qui permet de mesurer à des résolutions plus élevées que les capteurs IoT normaux conçus pour prendre des mesures à des « points » où les capteurs sont installés. De plus, elle ne nécessite pas de nouvelles sources d’alimentation. Cet avantage est encore renforcé par les caractéristiques flexibles et légères des câbles à fibre optique.
En plus de ces points, les fibres optiques existantes sont aujourd’hui étendues dans un motif en treillis fin sur le terrain, et les « lignes » sont densément superposées de sorte que même la détection « plane » devient possible. À mesure que le 5G se répand à l’avenir, le maillage des réseaux deviendra encore plus fin, comme des capillaires, et il atteindra de petites zones, augmentant ainsi la résolution de détection. De plus, aujourd’hui, les fibres optiques fonctionnent non seulement sous et au-dessus de la surface du sol mais aussi à l’intérieur des gratte‑ciel. Avec les futures améliorations de la précision analytique, l’ajout de la troisième dimension devrait permettre une détection tridimensionnelle « de hauteur » à l’avenir.
Le second avantage est l’analyse en temps réel. Cela est dû au fait que les fibres optiques elles‑mêmes servent à la fois de canaux de communication et de capteurs. Cela signifie qu’il n’est pas nécessaire d’établir de nouveaux réseaux de données. Ainsi, l’ensemble du processus d’acquisition de données via les réseaux n’est plus nécessaire, ce qui réduit les délais et permet un traitement plus immédiat. Cependant, notre technologie ne concurrence pas les capteurs IoT. Au contraire, nous supposons que ces deux technologies seront étroitement liées. En fait, nous prévoyons une liaison avec diverses sources de données. Par exemple, les données météorologiques obtenues à partir de capteurs IoT peuvent être combinées avec les données de détection par fibre optique pour l’analyse, ou les capteurs IoT distribués en tant que « points » peuvent être complétés par des réseaux « linéaires » de détection par fibre optique. Les besoins de formulation des données peuvent varier considérablement selon le domaine d’utilisation. En regardant l’évolution potentielle de cette technologie à l’avenir, nous souhaitons contribuer à la société en pionnier d’une nouvelle plateforme de services. En ce qui concerne l’applicabilité de la technologie, une expérience de validation technologique a déjà été menée avec succès. En octobre 2019, nous avons mené une expérience de validation conjointe avec Verizon Communications, l’un des principaux opérateurs de télécommunications aux États-Unis. Dans cette validation, nous avons démontré avec succès la possibilité de la coexistence de 36,8 Tb/s de communication et de nos technologies de détection sur les réseaux commerciaux de Verizon. Parallèlement, nous avons également confirmé la capacité à identifier le nombre de véhicules, la direction du mouvement et la variation de la vitesse des véhicules en combinant notre technologie d’analyse IA. « Cette expérience marque une étape importante pour une technologie qui pourrait offrir un bond énorme pour ceux qui construisent des villes intelligentes et ceux chargés de les gérer », a déclaré M. Adam Koeppe, vice‑président principal de la stratégie et de la planification technologique chez Verizon. Nous pensons que les résultats de l’expérience de validation ont fourni de nouvelles orientations pour le développement futur des villes intelligentes et la planification du déploiement des fibres optiques.

Réalisation de villes intelligentes résilientes aux catastrophes,
et applicabilité à la conduite autonome

Notre technologie de détection par fibre optique a un large champ d’application dans divers domaines. Les applications potentielles de cette technologie sont attendues, de la ville intelligente à la conduite autonome en passant par la détection de crimes dans les zones urbaines. Un exemple est le diagnostic de détérioration des infrastructures, où la connaissance personnelle d’experts hautement expérimentés a été indispensable. Notre technologie de détection par fibre optique peut automatiser le flux de travail. La résilience supérieure aux catastrophes est également l’une des caractéristiques clés de cette technologie. Comme les fibres optiques ne nécessitent pas d’alimentation supplémentaire, la détection et la surveillance du volume de trafic et du flux de personnes peuvent être réalisées même en cas de panne de courant, tant que les stations sont alimentées et que les fibres optiques sont connectées. Même de petits signaux provenant des fibres optiques connectées sont détectés, de sorte que même les signaux SOS captés sur un poteau par une personne isolée peuvent être détectés.
En vue de toutes ces applications potentielles, nous sommes désireux de compléter une plateforme de services basée sur les avantages de notre technologie.
Notre défi est complètement nouveau pour le monde. Ainsi, il n’existe aucun cas de modèle précedent concernant l’utilisation d’opérations de détection et du système. À l’avenir, il sera essentiel d’établir des schémas pratiques grâce à des validations dans davantage d’opérations clients avec rapidité. Heureusement, NEC possède un historique de longue date de livraison de systèmes dans divers secteurs, ainsi que de nombreux experts expérimentés et compétents dans les domaines B2B et B2G. Nous sommes impatients de développer les services grâce à la collaboration avec une variété de clients et de partenaires.

Yoshiaki Aono
Directeur
Département des réseaux optiques

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