STF Mag 특집: 분산형 광섬유 감지가 해저 케이블 모니터링을 발전시키는 방법

Jul 12, 2023

SubTel Forum Magazine 9월호에 게재됨

1868년 영국과 캐나다 사이에 해저 케이블을 통해 전송된 최초의 전신 메시지가 전송되었을 때 케이블 용량과 중계기의 부족으로 인해 케이블 전송이 분당 2단어로 제한되었습니다. 단편적이긴 하지만 메시지는 두 번째로 빠른 전송 방법인 증기선보다 더 빨리 도착했습니다. 두 위치 사이를 이동하는 데 10일이 걸렸습니다.[1] 2년 만에 전송 속도는 이미 분당 20단어로 향상되었습니다. 150년이 지난 후 해저 케이블은 통신 초고속도로로 진화하여 해저 130만 킬로미터에 걸쳐 있는 약 500개의 해저 케이블을 통해 전 세계 인터넷 및 클라우드 트래픽의 99%를 전송합니다.[2]

해저 전력 케이블 역시 수중에서 고전압 전기를 전송하는 솔루션으로서 에너지 부문의 판도를 바꾸는 것으로 간주됩니다. 해저 케이블의 사용 사례는 계속해서 개발되고 있습니다. 최근 완성된 North Sea Link[3]와 같은 인상적인 프로젝트를 통해 해상 에너지 활용에 중심적인 역할을 하며, 우수한 해양 풍력 활동과 조력 발전의 이점을 활용해야 하는 국가의 필요성에 주목하고 있습니다. 세계 경제가 연결성(인터넷 및 클라우드)과 전력 전송에 대한 의존도가 증가함에 따라 해저 케이블의 중요성이 점점 더 커지고 있습니다. 따라서 위협 완화의 혁신이 지속적으로 발전하여 중요한 연결성과 전력을 안정적으로 전달하도록 하는 것이 중요합니다. 우리 커뮤니티.

해저 케이블 자체의 진화와 마찬가지로 분산형 광섬유 감지, 특히 진동 감지 및 거리 측정(VID+R) 기술은 급속한 성장을 보였으며 도입 변곡점에 도달하고 있습니다. Fiber Sensing은 처음으로 긴 선형 자산의 모든 미터에 걸쳐 위협에 대한 즉각적인 인식을 제공함으로써 케이블 운영자에게 이점을 제공합니다. 이러한 유형의 실행 가능한 실시간 정보는 비용을 확실히 절감하고 가동 중지 시간을 방지합니다. 광섬유 감지는 통신 케이블에 점점 더 많이 채택되고 있지만 전력 케이블에 대해서는 덜 알려진 솔루션으로 남아 있습니다. 분산 광섬유 감지(DFS) 시장은 향후 8년간 연평균 성장률 7.3%로 성장하여 2030년까지 총 시장 가치가 25억 5,350만 달러에 달할 것으로 예상됩니다[4]. 해저 전력 사업자는 이를 통해 많은 이익을 얻을 수 있습니다. 앞으로 몇 년 동안 이 기술에 주목해야 합니다.

해저 전력 케이블 모니터링을 위한 분산형 광섬유 감지의 진화

의심할 여지 없이 매년 해저 케이블 중단의 대부분은 어선의 앵커 드래그 및 바닥 트롤링 이벤트를 포함한 외부 공격으로 인해 발생합니다. 쓰나미와 같은 자연 재해로 인한 영향은 지질 변화와 함께 혼란을 일으키는 또 다른 주요 원인입니다. 2008년 지중해에서 수백만 명이 인터넷을 사용할 수 없게 된 해저 케이블 중단이나[5] 2020년 스카이 섬의 18,000채의 주택에 전력이 공급되지 않아 공급자가 강제로 끊긴 해저 전력 케이블과 같이 피해가 거대하고 명백할 때도 있습니다. 예비 전력을 공급하기 위해 디젤 연료 발전소를 요청합니다[6]. 어떤 경우에는 거의 실수나 부분적인 충격으로 인해 즉시 전원을 차단하지 않고도 케이블이 손상될 수 있습니다. 이러한 잠재적인 손상은 피할 수 없는 케이블 고장이 발생하기 전까지 일정 기간 동안 눈에 띄지 않을 수 있으며, 손상이 발생한 지 몇 년이 지난 후에도 수리가 필요합니다. 어떤 경우에도 케이블 파손 및 결함으로 인해 중요한 공급이 중단됩니다. 수리 비용은 최대 1,000만 파운드 또는 미화 1,200만 달러에 달할 수 있으며, 일반적으로 직접적인 수리 비용 외에도 평판 손상 및 수익 손실이 동반됩니다. 일반적으로 접합 선박을 동원해야 하며 접합 작업은 수리를 완료하는 데 종종 40~60일이 소요되어[7] 비용이 추가됩니다.

해저 케이블 운영자가 알고 있듯이 해저 케이블은 일단 바다 바닥에 배치되면 본질적으로 보이지 않는 몇 안 되는 중요 인프라 중 하나입니다. 거의 모든 다른 중요 인프라와 달리 해저 케이블 소유자는 무슨 일이 일어나고 있는지 사실상 전혀 모릅니다. 그들의 자산 주위에. 케이블 바로 위에서 일어나는 일을 모니터링하는 보호 기술이 있었습니다. 전통적인 방법에는 AIS 비콘 모니터링, 수상 선박 순찰 및 항공 조사가 포함됩니다. 그러나 이러한 방법은 피하기 쉽고(AIS 비콘 꺼짐) 자산 감시 시 시간/공간 격차가 크고 비용이 많이 들고 작동 시간이 제한되고 날씨의 영향을 받습니다. 기본적으로 이러한 감시 접근 방식은 자산에 직접 적용되지 않으며 연중무휴 24시간 자산 전체에 적용되지 않습니다. 분산형 광섬유 감지 기술을 입력하세요.