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Vital Alert Communication社 Through-The-Earth技術および製品のご紹介

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VLF（Very-Low-Frequency）の磁界成分を通信媒体とした 地中・人工障害物を貫く無線伝送技術の利活用

【掲載内容】
◆Vital Alert社およびTTE技術：概要
◆Vital Alert社およびTTE技術：基本原理
◆Vital Alert社およびTTE技術：特徴および優位性
◆Vital Alert社およびTTE技術：応用
　社会・通信インフラ
　公共安全・セキュリティ
　採鉱・掘削・センサー
　軍事・防衛・警察
　遠隔操作・発破
　位置情報・自動運転

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このカタログについて

ドキュメント名 Vital Alert Communication社 Through-The-Earth技術および製品のご紹介
ドキュメント種別 製品カタログ
ファイルサイズ 6.4Mb
登録カテゴリ
取り扱い企業 東洋メディック株式会社 (この企業の取り扱いカタログ一覧)

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このカタログの内容

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Vital Alert Communication社 Through-The-Earth技術および製品のご紹介 東洋メディック株式会社 CONNECT | MONITOR | PROTECT
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Through-The-Earth（TTE）技術及び製品 VLF（Very-Low-Frequency）の磁界成分を通信媒体とした 地中・人工障害物を貫く無線伝送技術の利活用 有線・電波無線につぐ、第三の通信手段 有事の際における通信手段確保の重要性 重要な通信インフラ設備の保護、冗長化 2 Copyright (C) 2015-2016 XBE LLC All Rights Reserved.
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Vital Alert社およびTTE技術：概要 ◉ Vital Alert（バイタル・アラート）社 ・名 称： Vital Alert Communication Inc. ・本 社： カナダ（トロント） ・事業所： カナダ（トロント、オタワ） ・設 立： 2003年 ・事 業： TTE および応用技術の研究開発 TTE 製品の設計・製造・販売 ◉ TTE（ティー・ティー・イー）とは ... ・TTE ： Through-The-Earth の略称 スルー・ジ・アース 地上 ↕︎ 地下 ・地盤や建材など、自然や人工の障害物を貫通し、 地上↔︎地下、地下↔︎地下、などの見通しのない 地下↔︎地下 環境において、無線通信を実現する伝送技術 3 Copyright (C) 2015-2016 XBE LLC All Rights Reserved.
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Vital Alert社およびTTE技術：概要 ◉ Vital Alert 社製品の研究・技術開発 Vital Alert社の技術及び製品では、地面や、人工および自然 の障害物を貫通して独自のデジタル信号を伝送する低い周 波数帯（VLF：1-9kHz）および電磁誘導技術を用います。伝 送容量として約1kbpsを実現し、音声およびテキストのリアル タイム伝送を可能にします。 Vital Alert社は、米ロスアラモス研究所（LANL）保有の特許、 地面を貫通する信号伝送（Through-The-Earth）に係る特許 の独占使用権を取得しています。また、Vital Alert社自身も TTE技術に係る9つ特許（4つは申請中）を保有しています。 Vital Alert社は、LANL保有の特許利用の権利を2008年に取 得し、TTE技術の研究開発、実証試験、認証および商用化 に向けて、約15億円以上の投資を継続しています。 Vital Alert社は、特許の保有や申請などを含む、これらの活 動により、Through-The-Earth（TTE）通信分野における世界 的なリーダーに位置しています。 4 Copyright (C) 2015-2016 XBE LLC All Rights Reserved.
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Vital Alert社およびTTE技術：基本原理 ◉ TTE技術の基本原理 呼称 略称 周波数 利用例 ELF 3-30 ・電磁波： 潜水艦の通信 - 極超波（ULF）・ 超長波（VLF） 極超波 SLF 30-300 ・電磁誘導 ULF 300-3K 地中探査、鉱山の通信 - 送信側：ループアンテナ 潜水艦の通信 超長波 VLF 3K-30K - 受信側：ループアンテナ ビーコン、地球物理学 電波航法、電波時計 長波 LF 30K-300K AM長波放送 中波 MF 300K-3M AM放送 アマチュア放送 短波 HF 3M-30M 短波放送、業務通信 超短波 VHF 30M-300M FM放送、業務通信 電流 地デジ放送、電子レンジ 送信 極超短波 UHF 300M-3G 無線LAN、GPS、携帯電話 ETC、無線LAN センチ波 SHF 3G-30G レーダー 電波天文学 ミリ波 EHF 30G-300G 高速中継放送 受信 サブミリ波 - 300G-3T 5 Copyright (C) 2015-2016 XBE LLC All Rights Reserved.
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Vital Alert社およびTTE技術：特徴および優位性 ◉ Vital Alert 社製品の特徴 ・独自開発のDSPによる製品の小型化／軽量化 ・独自開発の変調方式（IHM）によるノイズ低減 ・高圧縮CODECによる狭帯域下での音声通話 ・柔軟なシステム連携： センサー、テレメータ、音声、メッシュ無線 ・内蔵バッテリー連動による最長8時間稼働 ・TTE信号の2次元／3次元伝搬モデリング ◉ Vital Alert 社の技術応用 ・地中／海中の通信、センサー、テレメータ ・磁気カップリングによる伝送距離の延伸 ・軍事用LANの秘匿通信、ネットワーク ・測位、位置検知の高精度化（自動運転など） ・電波不感地帯の伝送／通信手段 ・ワイヤレス充電 6 Copyright (C) 2015-2016 XBE LLC All Rights Reserved.
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Vital Alert社およびTTE技術：応用 ◉ TTE：磁気カップリング Vital Alert社のTTE信号は、金属の媒体や構造（例：線路、 ベルトコンベア、エレベータシャフトなど）に沿って伝導する、 磁気カップリング特性も持ちます。これを利用することで、 先のような金属媒体や構造を持つ場所・環境において、著 しくその通信距離・範囲を延伸することが可能です。 Vital Alert社では、約4.5kmを超える通信範囲を確認、実証 しています。 ◉ TTE：秘匿性の高い信号 Vital Alert社のTTE信号は、従来の電波を使用した無線通 信装置（例：レーダー、ソナーなど）による探知が難しい為、 秘匿性の高い通信を要する環境に有効です。 その理由としては、高周波無線は電磁放射線を使用し、長 距離伝送において探知されやすい。一方、TTEが使用する 信号は距離に伴う減衰が早く、TTE伝送装置の近傍環境以 外において、その探知が難しいという特性（例：軍事用途な ど）があります。 7 Copyright (C) 2015-2016 XBE LLC All Rights Reserved.
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Vital Alert社およびTTE技術：応用 ◉ TTE：テレメータ・センサー連携 Vital Alert社のTTE装置は、音声やテキストだけでなく、RS- 485インターフェースを具備する多様なセンサーやテレメー タ装置との連携が可能です。 その為、地下やトンネル、既存無線技術が機能しない特殊 な環境から、テレメータ装置から得られる情報やセンサー機 器（有害物質、地震、崩れ、侵入など）の緊急通知を地表に 伝送することを可能にします。 また、TTE装置はバッテリーによる稼働も可能な為、待機 モードの併用により、電源の無い環境においても稼働時間 を最大化することが可能です。 ◉ TTE：位置情報の取得・確認技術 Vital Alert社のTTE信号は、反射やマルチパスなどの影響 により、GNSSやWiFi、他の電波無線などを用いた測位手法 の精度が上がらない都市部などの環境において、ビルや人 工の障害物を貫通する特性から、より高い測位精度を実現 する手段として有効と考えられています。歩行者や自転車 などの交通事故を減らす、または自動運転への組み込み などを想定して、2016年から、実用化の可能性を探る為、 実証試験を実施しています。 8 Copyright (C) 2015-2016 XBE LLC All Rights Reserved.
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Vital Alert社およびTTE技術：市場性および用途 ◉ Vital Alert 社製品のTTE無線伝送技術 ・従来の伝送技術や通信システムの利用／運用が困難な環境や状況において、常時／常設または 非常時／一時利用に、音声およびデータ通信を実現する技術として研究開発 ・適用環境の例：トンネル、下水道、地下鉄、ビル、掘削工事、防災、公共安全、軍事、防衛など 社会・通信インフラ 公共安全・セキュリティ 採鉱・掘削・センサー 軍事・防衛・警察 遠隔操作・発破 位置情報・自動運転 9 Copyright (C) 2015-2016 XBE LLC All Rights Reserved.
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社会・通信インフラ
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社会・通信インフラ トンネル・地下 ビル・建造物 公共・公益事業 交通機関 可搬型ソリューション 可搬型ソリューション 可搬型ソリューション 可搬型ソリューション 常設型ソリューション 常設型ソリューション 常設型ソリューション 平常時の通信手段 平常時の通信手段 平常時の通信手段 平常時の通信手段 緊急時の通信手段 緊急時の通信手段 緊急時の通信手段 緊急時の通信手段 共同溝や鉄道、高速道路 空港、球場、病院、学校 下水道、ダム、水路、他 地下鉄、鉄道、輸送トン など、生活インフラ設備 博物館、官公庁など、大 の共同溝や公共設備など ネルなど輸送インフラの 為のトンネル工事 型の建造物や施設の設備 の維持・運用の設備 維持・運用用の設備 工事現場 可 搬 維持管理 固 定 常時設置 11 Copyright (C) 2015-2016 XBE LLC All Rights Reserved.
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社会・通信インフラ ◉ トンネル・地下の工事、内部作業 トンネル工事・内部作業時における通信手段 トンネル工事や内部作業は、建設工事において最も危険な ・従来の通信手段および運用 作業の一つです。 トンネル内での死亡事故の原因の内、約50%は「山はね」で す。山はねにより、トンネル内の壁や天井、床等が崩落し、 現場に混乱を引き起こします。 従来の地下作業では、通信手段は視認可能な範囲で電波 ・従来の発破・山跳ね作業 又は漏洩同軸ケーブルによる通信に限定され、山ハネや他 の緊急時において、通信手段を失う危険性は非常に高いで す。 可搬性の高さは、日常の通信における信頼性向上や緊急 時の通信冗長化に繋がり、作業効率、生産性、安全性の著 しい向上を提供することになります。 ・Vital Alert 社製品による運用 12 Copyright (C) 2015-2016 XBE LLC All Rights Reserved.
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社会・通信インフラ ◉ 公共設備（ガス・水道・電気） 水道・水路の維持管理システム用の通信インフラ 定期または緊急の維持管理作業は、通常、共同溝を使って ・従来の通信手段および運用 頻繁に行われます。 下水道や水路用のトンネルは、頻繁な排水や綿密な点検 が必要不可欠です。また、作業員、車両、通信機器を含む 各種装置は、点検や修理作業の為、主に地下に設置しま す。その際、UHF無線などの従来の通信手段の使用は視 認可能な範囲に限られる為、作業員は複数の無線機器を 用いて、水平や垂直に通信を中継させながら使用すること を余儀なくされます。 Human relay to hop signal horizontally and vertically ・Vital Alert 社のソリューション Vital Alert社は、下水道、水路、共同溝など、様々なトンネ ルにおける定期、緊急時の作業に適した、可搬かつ設置が 迅速・容易なソリューションを提供します。 Vital Alert provides horizontal and vertical TTE communication 13 Copyright (C) 2015-2016 XBE LLC All Rights Reserved.
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社会・通信インフラ ◉ 交通機関（可搬用途） 地下鉄の維持管理システム用の通信インフラ 多くの鉄道や地下鉄において、線路上の作業員の安全確 ・従来の通信手段および運用 保の為、連絡手段として、視認可能な範囲で手旗や電波無 線が利用されています。 地上作業員は、車両運転手や他の作業員との連絡手段と して、色付きの電灯や手旗、ジェスチャに頼ることが多くあ ります。また電波無線は、作業員間よりも主に車両運転手 との連絡手段として使用されます。その為、地上作業員の 電波無線が不能、または、手旗やジェスチャが不明瞭な場 Human “Daisy Chain” to flag signals around 合、車両運転手は電車を停止、確認の為に降車する必要 corners ・Vital Alert 社のソリューション が生じます。 Vital Alert社は、このような現場作業に適した、可搬型ソ リューションを提供します。また駅構内に常設することで、 既存の通信手段が不能な場合、緊急用または冗長化用の 一時的な通信手段としても使用可能です。 Vital Alert enables use of radios in non-line of sight operations 14 Copyright (C) 2015-2016 XBE LLC All Rights Reserved.
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社会・通信インフラ ◉ 交通機関（可搬用途） 地下鉄の有事用通信システム（バックアップ） 地下鉄や他の交通機関においては、工事中の事故、火災、 ・従来の通信手段および運用 爆発、停電、自然災害、電気系統の障害、薬品侵食、放火 などの様々な原因により、従来の通信手段が不能になる状 況が起こり得ます。 従来の通信手段が不能となった場合、その間は業務および サービス中断を余儀なくされる可能性があります。またその 原因によっては、交通機関の運行管理会社、利用者の双方 にとって、著しい脅威となり得ます。 Vital Alert社は、地上と地下の間など、公共交通機関やそ ・Vital Alert 社のソリューション の利用者に対して、緊急時の通信手段の冗長化や、独立し た通信手段などのソリューションを提供します。 15 Copyright (C) 2015-2016 XBE LLC All Rights Reserved.
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社会・通信インフラ ◉ トンネル（可搬用途） 鉄道や道路、地下のトンネル内における工事において、マ ルチパスなどの影響により、従来の電波無線が十分に機能 しない状況や環境があります。また、有線の通信インフラ敷 設費用は高く、設置工事は容易ではありません。 そこで、携行性が高く、かつ設置や移動が容易に可能なソ リューションが求められます。 TTE信号の磁気カップリングを使ことにより、従来の通信手 段が使えないトンネル内の環境において伝送距離を延伸で き、また既存の通信機器との連携も可能な為、容易かつ迅 速に、電波無線や有線による通信が困難な環境に、通信イ ンフラを構築可能です。 Vital Alert社は、トンネル内、地上と地下の間など、電波無 線や有線の通信インフラが機能しない環境において、常時、 緊急時の通信手段を提供します。 16 © 2017 Vital Alert Communication Inc.
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社会・通信インフラ ◉ ビル・建造物（常設用途） 発電所・プラント等の運用 発電所や工場などの工業用施設においては、作業員の ・Vital Alert 社のソリューション（施設外観） 安全や運用効率の維持や向上の為、継続的な情報の 流れが存在します。これらは、発電効率や放射性レベル、 自動運転状況などを含み、環境情報の常時収集や確認 が必須になります。 もし、自然災害やテロ攻撃などによりこれら通信や仕組 みが不能になった場合、施設および周辺環境に大きな 影響を及ぼす可能性が生じます。 Vital Alert社は、このような緊急時における通信手段の 冗長化を可能するソリューションを提供します。これによ ・Vital Alert 社のソリューション（施設内 り作業員は緊急時における通信手段を確保し、現状や 部） 位置情報などを適時に送受信することや、継続した運転 状況の監視も可能になります。 17 Copyright (C) 2015-2016 XBE LLC All Rights Reserved.
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公共安全・セキュリティ
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公共安全・セキュリティ ◉ 緊急対応（警察・消防・救急） 主要な高層ビルにおける災害時 自然災害やテロ攻撃などの緊急事態においては、有効か つ信頼のある通信手段がなければ、危機管理はほとんど 不可能に近い状況になります。 このような状況の発生に伴い、既存の通信手段に加えて、 それらが不能になった際の通信手段の冗長化に対する要 望が増加します。 Vital Alert社は、従来の電波無線や既存の通信システムと 統合可能であり、独立した通信手段、または通信手段を冗 長化する為のソリューションを提供します。それにより、既 存の電波通信が不能な場合や障害時において、救急隊の ビル内部（階上、階下）での通信手段や、地下鉄と繋がる高 層ビルの屋上から地下においても、電磁が繋がる範囲で通 信手段を提供可能です。 19 Copyright (C) 2015-2016 XBE LLC All Rights Reserved.
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公共安全・セキュリティ ◉ 公共安全（空港・公的施設） 国際空港などの主要な商業施設 空港や球場、病院、学校、博物館、官公庁など、利用者の 多い公的施設においては、有事の効果的な通信および放 送手段やその冗長化が非常に重要になります。 テロ攻撃や自然災害などの緊急事態においては、運用中 の通信インフラが不能になる可能性があります。また携帯 電話などの通信インフラについても、過負荷により著しく性 能が低下するか、または不能になる可能性が想定されます。 施設および従業員が緊急時に必要とするものは、様々な意 味において、施設の利用者だけではなく、避難誘導する従 業員に対する正確な安全情報になります。 Vital Alert社は、WiFi環境や構内無線などとの統合により、 緊急時に個人や個人の携帯端末に対して、片方向に情報 を発信する為のソリューションを提供します。 20 Copyright (C) 2015-2016 XBE LLC All Rights Reserved.