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発明の名称 光ケーブル線路監視方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−66224(P2001−66224A)
公開日 平成13年3月16日(2001.3.16)
出願番号 特願平11−240744
出願日 平成11年8月27日(1999.8.27)
代理人
発明者 佐藤 光広
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】光ファイバから成る光線路に光パルスを入射し、その反射光を測定して光線路の異常を検出する光パルス試験器と、複数の光線路に対して前記光パルス試験器を選択的に切替えて接続する光スイッチとを備え、光線路の断線の有無等を監視する光線路監視方法において、前記複数の光線路を含む光ケーブルの線路径間の任意位置に設置したハンドホール内に、水と反応して発熱もしくは吸熱する物質を詰めた吸湿性収容体を前記光ケーブルに密着又は接近させて設置し、前記光ケーブル中に前記複数の光線路の一部として又は別個の光線路として含まれる温度計測用光ファイバ線路を、その端末から光ファイバ温度レーダでモニタし、その温度計測用光ファイバ線路の長手方向の温度分布及び温度分布の過渡変化から、前記ハンドホール内への浸水の有無およびその位置を評定することを特徴とする光ケーブル線路監視方法。
【請求項2】請求項1記載の光ケーブル線路監視方法において、前記吸湿性収容体が、石灰等の粉末状あるいは固形状のアルカリ土類金属を詰めた吸湿性収容袋から成ることを特徴とする光ケーブル線路監視方法。
【請求項3】請求項1又は2記載の光ケーブル線路監視方法において、前記吸湿性収容体を、前記ハンドホール内にプラスチック製の受け台を介して設置したことを特徴とする光ケーブル線路監視方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバから成る光線路の断線や浸水等の有無についての運用状況を、光線路系の化学的な温度変化を検出することで監視する光ケーブル線路の監視方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】光ファイバから成る光線路の断線等を検出する周知の光パルス試験では、通信光線路の途中に光パルス試験器(OTDR:Optical fiber Time Domain Reflectometer )を接続して光線路監視システムを構成し、光パルス試験器から通信光線路へ入射した試験光の反射光や後方散乱光を光パルス試験器で観測することが一般的である。この光線路監視システムでは、通信光と異なる波長の試験光を使用することで、通信光(現用光)が存在する通信光線路の活線監視を実施することができる。
【0003】一般に、光ファイバケーブル線路の運用状態の監視対象となる項目には、光ファイバの断線有無や、光ケーブルの線路径間の任意位置に設置したハンドホール(HH:Hand Hall )内への浸水有無のチェックがある。
【0004】前者の断線の検知は、光ファイバから成る光線路の端部から任意波長の光を挿入し、その反射時間及び光損失のレベル変化により、断線の程度を検知し断線箇所の評定を行なっている。
【0005】後者のハンドホール内への浸水の検知は、従来、光ファイバの一部に小型のセンサを接着して行なう。このセンサは、吸湿材を内蔵し、吸湿によって膨潤した吸湿材が光ファイバに曲げを与え、これにより光ファイバに生ずる光の損失変化を捉えて浸水を検出するものである。
【0006】上記の断線検知方法に、この浸水検知方法を抱き合わせることにより、断線と浸水の2つの状態変化を知ることが可能となる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光ファイバケーブル線路の異常は、結果的に「断線」、「浸水」に分けられるが、これらの異常は断線と浸水によってのみ生ずるものではない。線路網の中において火災(交通事故による車輌火災、家屋火災、当該工場近傍における油火災、他)の発生に起因することも当然想定される。従って、これらの火災をもいち早く知ることのできる光ケーブル線路監視方法の提供が望まれている。
【0008】この要望に対し、従来の浸水検知方法は、吸湿によって膨潤した吸湿材が光ファイバに曲げを与えることにより光ファイバに生ずる光損失の変化を捉えて浸水を検出するものであるため、上述の火災の発生までは検知することができない。勿論、火災に伴って断線すれば「断線」を検知することはできるが、それ以前の火災発生中の状態については検知することができない。
【0009】一方、光ファイバ外周に、吸水発熱性又は吸水吸熱性物質を含有する発熱体又は吸熱体を配置した構造の浸水検知線も提案されているが(特願平4−173378号公報)、特殊構造の浸水検知線を用意し、布設しなければならない。
【0010】そこで本発明は、従来の光ファイバケーブル線路について、断線・浸水の検出だけではなく、火災の発生等に基づく線路長手方向の温度分布の異常をも検出することができる総合的な光線路監視方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、本発明は次のように構成したものである。
【0012】(1)請求項1に記載の発明は、光ファイバから成る光線路に光パルスを入射し、その反射光を測定して光線路の異常を検出する光パルス試験器と、複数の光線路に対して前記光パルス試験器を選択的に切替えて接続する光スイッチとを備え、光線路の断線の有無等を監視する光線路監視方法において、前記複数の光線路を含む光ケーブルの線路径間の任意位置に設置したハンドホール内に、水と反応して発熱もしくは吸熱する物質を詰めた吸湿性収容体を前記光ケーブルに密着又は接近させて設置し、前記光ケーブル中に前記複数の光線路の一部として又は別個の光線路として含まれる温度計測用光ファイバ線路を、その端末から光ファイバ温度レーダでモニタし、その温度計測用光ファイバ線路の長手方向の温度分布及び温度分布の過渡変化から、前記ハンドホール内への浸水の有無およびその位置を評定するものである。
【0013】本発明によれば、光パルス試験器により光線路の断線の有無を監視することができるだけでなく、光ファイバ温度レーダで温度計測用光ファイバ線路の長手方向の温度分布及び温度分布の過渡変化をモニタし評定することにより、前記ハンドホール内への浸水の有無および火災の発生をも検出することができる。しかも、温度計測用光ファイバ線路としては、通信光線路と同じ光ファイバでよく、既設の空き心線の光ファイバを用いることができる。
【0014】(2)請求項2に記載の発明は、前記吸湿性収容体が、石灰(酸化カルシウムあるいは水酸化カルシウム)等の粉末状あるいは固形状のアルカリ土類金属を詰めた吸湿性収容袋から成ることを特徴とするものである。
【0015】この特徴によれば、粉末あるいは固形状のアルカリ土類金属を袋詰めにしたものを取り扱っているため、その取扱いが容易であり、且つハンドホール内の光ケーブルに容易に密着又は接近させて設置することができる。
【0016】(3)請求項3に記載の発明は、前記吸湿性収容体を、前記ハンドホール内にプラスチック製の受け台を介して設置したことを特徴とするものである。
【0017】この特徴によれば、石灰等のアルカリ土類金属が発熱した場合にも、その熱を受け台によって遮断し、熱がハンドホール内壁に伝わり悪影響を与えるのを防止することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施形態に基づいて説明する。光ケーブル線路の布設環境は様々であるが、ここではハンドホールを例にして説明する。
【0019】本発明の一実施形態におけるハンドホール部の構成を図1に、システム全体の構成を図2に示す。
【0020】図1において、1は蓋2を有するハンドホールである。通常、ハンドホール1は光ケーブル3の接続及び分岐を目的として、線路長手方向に対して任意間隔で設置される。4は光ケーブル3が通される管路であり、ハンドホール1内のクロージャ5にて光ケーブル3が接続又は分岐される。
【0021】ハンドホール1は、その材質も耐食性金属等の材料とすることで、外部から浸水し難い構造にしているが、地盤の不等沈下やその他の要因により外部から浸水する場合がある。一旦浸水すると水分がクロージャ4や光ケーブル3に浸透し、結果的に光伝送損失が増大する等の問題があり、ハンドホール1内への浸水監視は線路管理上重要である。
【0022】そこで、図1において、ハンドホール1の下部には、水と反応して発熱もしくは吸熱する物質を詰めた吸湿性収容体6を上記光ケーブル3に密着又は接近させて設置しておく。この吸湿性収容体6は、具体的には石灰(酸化カルシウムあるいは水酸化カルシウム)等の粉末状あるいは固形状のアルカリ土類金属を詰めた吸湿性収容袋7から構成する。ここでは粉末状酸化カルシウムを吸湿性収容袋(スポンジ、木綿等)7に収納した吸湿体を吸湿性収容体6とし、これをクロージャ5及びその周辺を包むように取り付けることにより、浸水があった場合、容易に吸湿するように配置してある。
【0023】一方、図2において、光ケーブル3はその心線として複数の光ファイバ8を有しており、そのうちのN本(Nは2以上の整数)の心線が通信光線路の光ファイバ8aとして現用され、残りの1本の空き心線が温度計測用光ファイバ線路9として用いられている。
【0024】現用の光ファイバ8aには、心線選択器としての光スイッチ10を介して光ファイバ監視装置(OFT)12を構成する光パルス試験器(OTDR)11が接続されている。光ファイバ監視装置(OFT)12は、光スイッチ10、光パルス試験器(OTDR)11及びCPU等で構成されており、光ファイバ8aのうちの光スイッチ10で選択的に切替えられた光線路に光パルスを入射し、該光パルスが光線路で反射して戻ってくる反射光を測定することにより光線路の異常を検出できるようになっている。
【0025】また、温度計測用光ファイバ線路9には、光ファイバ温度レーダ(FTR:Fiber Optic Temperature laser Radar )13が接続されている。この光ファイバ温度レーダ(FTR)13は、監視装置側に設けられたパルス光源、パルス駆動回路、高速平均化処理装置、データ処理装置等からなり、温度計測用光ファイバ線路9の長手方向温度分布及び温度分布の過渡変化を計測することが可能に構成されている。
【0026】そして、上記光ファイバ監視装置(OFT)12と光ファイバ温度レーダ(FTR)13とは、ハブ14によりルータ15に接続され、PPP(Point to Point Protocol ;公衆回線)又はTCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol ;公衆回線)接続によるネットワーク16と接続される。このネットワーク16にはルータ17を介して線路監視装置18も接続されており、路監視装置18側から光ケーブル3側の断線、浸水、火災の発生とそれらの位置を遠隔的に検知することができるようになっている。なお、19はネットワーク監視用コンソールを示す。
【0027】今、図1の状態において、ハンドホール1に外部から浸水があると、水はハンドホール下部に溜まってくる。水分量に比例して、クロージャ5及びその周辺を包むように取り付けた吸湿性収容袋7内の酸化カルシウムが水と反応し発熱し始める。ここで発生した熱はクロージャ5及びその両端の光ケーブル3の端部を熱し始める。この温度変化は、光ファイバ温度レーダ13により捉えられ、ハンドホール内への浸水の発生とその温度計測用光ファイバ線路9に沿ったハンドホール1の存在する位置が検出される。このときの監視している温度変化は定性的にみて10℃以上になる。
【0028】浸水については、このようにハンドホール内部に酸化カルシウム等のアルカリ土類金属を任意量取り入れ、吸湿に伴う化学的な温度変化を光ファイバの損失変化に変換することで検出することができる。
【0029】また、ハンドホール内の浸水検知と同様に、線路長手方向の任意箇所で火災等に伴う温度変化があれば、温度計測用光ファイバ線路9内を反射する後方散乱光のレベル変化を検出することで検出が可能になる。尚、ハンドホール1の壁材に対する温度影響を緩和するため、吸湿性収容袋7はプラスチック製の受け台20に設置する。
【0030】断線については、従来技術である光パルス試験器(OTDR)11を用いた光ファイバ監視装置(OFT)12により異常発生箇所の評定を行なうことで検出することができる。
【0031】ところで、吸湿性収容袋7内の酸化カルシウムが発熱した熱は、できるだけ効果的に温度計測用光ファイバ線路9に伝達させる必要がある。この点に関し、通常クロージャ5はプラスチックで成形されており、尚且つ中間空気層を有し、サイズ的にもやや大きいこと等から熱容量が大き目であり、それ自体の温度上昇は顕著には現れ難い。
【0032】他方、クロージャ5に接続する光ケーブル3は、クロージャ5に比べ熱容量は小さいことから、ハンドホール1への浸水に伴う吸湿性収容体6の温度変化(上昇)はクロージャ5に比べるとハッキリ現れる。但し、光ケーブル3に接触する吸湿性収容体6の接触状態が一定していないこともあり温度変化に斑が出易い。そこで、この実施形態では、温度変化を安定させるために、伝熱し易く且つ一定の熱容量を有する金属テープ材料(伝熱促進材)21を、クロージャ5に接続される光ケーブル3の端部に密着して巻き付ける。該当する材料としては、入手面から薄い銅テープ(厚さがほぼ0.1mm)が適当である。
【0033】図3に、線路系異常の発生からその旨の発報までの情報伝達の順序を示す。上記の様な温度変化があると、温度計測用光ファイバ線路9によって浸水検出が可能となる(線路系異常発生)。光ファイバによる温度変化は、当該線路端部に設けた検出装置、即ち光ファイバ温度レーダ(FTR)13によって判定評価され(異常検出)、その評価信号はハブ14→ルータ15→ネットワーク16→ルータ17(伝送(公衆回線又は専用回線を利用))を経て、線路監視装置18へと伝送され、そこで異常表示及び異常である旨の発報がなされる。
【0034】一方、光ファイバ8の断線等の異常有無は、光ファイバ監視装置(OFT)12で検出され、同様に線路監視装置18で監視される。
【0035】図2の実施形態では、温度計測用の光ケーブル線路数を1本としたが、複数を温度計測用光ファイバ線路9として用いることもできる。即ち、上記光ケーブル内の心線における1心以上を温度・浸水検知用又は断線検知用として使用することができる。
【0036】また、吸湿性収容袋7に詰めるアルカリ土類金属としては、酸化カルシウム、金属ナトリウム、カリウム等を使用することもできるが、安全性を考慮すると酸化カルシウム等が適当である。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ハンドホール内に、水と反応して発熱もしくは吸熱する物質を詰めた吸湿性収容体を光ケーブルに密着又は接近させて設置し、その光ケーブル中に含まれる温度計測用光ファイバ線路を、その端末から光ファイバ温度レーダでモニタし、温度計測用光ファイバ線路の長手方向の温度分布及び温度分布の過渡変化を評定することにより、前記ハンドホール内への浸水の有無およびその位置を検出するものであるので、光パルス試験器により光線路の断線の有無を監視することができるだけでなく、光ファイバ温度レーダにより、前記ハンドホール内への浸水の有無および火災の発生をも検出することができる。しかも、温度計測用光ファイバ線路としては、通信光線路と同じ光ファイバでよく、既設の空き心線の光ファイバを用いることができる。




 

 


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