JP2006258707A - 光レベル検出感度調整方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光ファイバの敷設条件に拘わらず常に一定の感度に調整して各種検出を正確且つ簡易に実行できる光レベル検出装置を提供する。
【解決手段】 所定領域に配設された光ファイバに入射する光信号と共にこの光ファイバから射出される光信号とから光トランシーバ３が光信号の減衰値を検出し、この光トランシーバ３が発生する光信号ＯＮ／ＯＦＦのデューティ比を調整手段で調整するようにしているので、光ファイバの敷設条件に拘わらず常に一定の感度に調整して各種検出を正確且つ簡易に実行できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ファイバの損失異常を検出する光レベル検出装置に関し、特に損失異常の検出及び検出した後の復帰を任意に調整できる光レベル検出感度調整方法及びその装置に関する。

従来、この種の光レベル検出装置を監視領域の侵入センサに応用した場合を例として図６に基づいて説明する。この図６は、従来の技術に係る光レベル検出装置の全体ブロック構成図である。

同図において従来の光レベル検出装置は、所定の監視領域外周に敷設される光ファイバケーブル１００の入射端１００ａ及び射出端１００ｂに接続され、この入射端１００ａから入射する光信号をディジタル信号として射出し、この光ファイバケーブル１００の光減衰値を検出し、この光減衰値に基づいて監視領域への侵入の有無を判断する光トランシーバ３と、この侵入有の判断に基づいて警報を出力する警報出力部４とを備える構成である。

前記光トランシーバ３は、電気信号の外部入力信号に基づいて光信号に変換して光ファイバケーブル１００の入射端１００ａへこの光信号を出力する電気−光変換部３１と、光ファイバケーブル１００の射出端１００ｂから射出される光信号を電気信号に変換する光−電気変換部３２と、前記光減衰値の限界値が侵入判断の基準値として定められる検出基準値を格納する検出基準値出力部３４と、この検出基準値と前記変換された電気信号とを比較して受光強度を演算して侵入検出信号を警報出力部４へ出力する受光強度比較部３３とを備える構成である。

次に、前記構成に基づき従来の光レベル検出装置における侵入検出の感度調整動作及び検出動作について説明する。まず、敷設された光ファイバケーブル１００に対して電気−光変換部３１から光信号を入射し、光ファイバケーブル１００の正常時における光減衰値（例えば、２０ｄＢ）を光−電気変換部３２が検出して光電変換した電気信号を出力する。この検出された電気信号（２０ｄＢに相当）と予め検出基準値出力部３４に設定された検出基準値（３０ｄＢに相当）とを受光強度比較部３３が比較して監視領域への侵入の有無を判断する。

ここで侵入検出の感度調整の場合に、設置者が検出感度を６ｄＢと設定するときには、４ｄＢに相当する光減衰器５を光ファイバケーブル１００の中間に介装する。この光減衰器５の介装により、前記電気信号（２０ｄＢ相当）を２４ｄＢ相当に減衰させて、検出感度を６ｄＢに調整できることとなる。この光減衰器５は、光信号の波長に応じて、複数種類（例えば、１ｄＢ、２ｄＢ、３ｄＢ等）が予め用意してあり、この複数種類を任意に組合わせ（例えば、４ｄＢの場合は、１ｄＢと３ｄＢの各光減衰器５を直列に接続）て各種減衰値を任意に構成できることとなる。

しかしながら、従来の光レベル検出装置は以上のように構成されていたことから、感度を調整する場合に、予め複数用意された光減衰器５を任意に組合わせて調整値に近い光減衰値に調整することとなり、適正な調整が困難であるという課題を有する。
また、従来の光レベル検出装置は、各光減衰器５の誤差が大きく正確な調整ができず、監視領域への侵入を確実に検出できないという課題を有する。
また、従来の光レベル検出装置は、光−電気変換部３２を介することなく受光強度比較部３３が光レベル自体を検出する構成とすることもできるが、装置構成が複雑化し、装置自体が高価格化し、汎用にできないという課題を有する。

前記光トランシーバ３は、現在のネットワーク装置として安価で簡易に用いられ、ディジタル信号の伝送を目的としているため、感度を調整して使用する必要性は少なくその機能が付加されていない。特に、安価な光トランシーバ３で、感度を調整するには、光減衰器を用いる必要があったが、調整が面倒なうえ誤差が大きくなるという課題があった。他方、光トランシーバ３の光出力自体を調整しようとすると、ディジタル装置であるため、簡易に光強度を調整できない。

また、従来の光レベル検出装置は、光伝送路の経路変更や残留損失などで伝送路としての光ファイバケーブル１００の光損失が変化した場合には、光減衰器５を再度調整する必要があり、汎用性や保守面での問題もあった。

本発明は、前記課題を解消するためになされたもので、光ファイバの敷設条件に拘わらず常に一定の感度に調整して各種検出を正確且つ簡易に実行できる光レベル検出装置を提供することを目的とする。

本発明に係る光レベル検出感度調整方法は、光ファイバを所定領域に配設し、当該光ファイバの入射端から光信号を入射し、射出端から射出される光信号の減衰値により光ファイバの歪みによる光減衰値を検出する光レベル検出感度調整方法において、前記光ファイバの入射端及び射出端に接続され、光ファイバの入射端へ光信号をディジタル信号として入射し、光ファイバの出射端から出射された光信号が閾値以下に減衰したことを光トランシーバにより検出し、前記光トランシーバで発生する光信号のＯＮ／ＯＦＦのデューティ比を調整するものである。

このように本発明においては、所定領域に配設された光ファイバに入射する光信号と共にこの光ファイバから射出される光信号とから光トランシーバが光信号の減衰値を検出し、この光トランシーバが発生する光信号ＯＮ／ＯＦＦのデューティ比を調整手段で調整するようにしているので、光ファイバの敷設条件に拘わらず常に一定の感度に調整して各種検出を正確且つ簡易に実行できるという効果を奏する。

本発明に係る光レベル検出装置は、光ファイバを所定領域に配設し、当該光ファイバの入射端から光信号を入射し、射出端から射出される光信号の減衰値により光ファイバの歪みによる光減衰値を検出する光レベル検出装置において、前記、光ファイバの入射端及び射出端に接続され、光ファイバ入射端へ光信号をディジタル信号として入射し、光ファイバ出射端から出射された光信号が閾値以下に減衰した減衰値を検出する光トランシーバと、前記光トランシーバで発生する光信号のＯＮ／ＯＦＦのデューティ比を調整する調整手段とを備えるものである。

このように本発明においては、所定領域に配設された光ファイバに入射する光信号と共にこの光ファイバから射出される光信号とから光トランシーバが光信号の減衰値を検出し、この光トランシーバが発生する光信号ＯＮ／ＯＦＦのデューティ比を調整手段で調整するようにしているので、光ファイバの敷設条件に拘わらず常に一定の感度に調整して各種検出を正確且つ簡易に実行できるという効果を有する。

本発明に係る光レベル検出装置は必要に応じて、前記調整手段が、予め求められた光ファイバに入射する光信号の各デューティ比に対する光ファイバの異常により生じる減衰値の関係を示す検出特性データから異常発生の検出感度を調整するものである。このように本発明においては、光ファイバに入射する光信号のＯＮ／ＯＦＦデューティ比に対する光ファイバの異常により生じる減衰値の関係を予め求め、この関係を示す検出特性データから異常発生の検出感度を調整するようにしているので、光減衰器等での微調整をすることなく、正確に検出感度の調整が可能となる。

本発明に係る光レベル検出装置は必要に応じて、前記調整手段が、予め求められた光ファイバに入射する光信号の各デューティ比に対する光ファイバの異常から復帰する際の減衰値の関係を示す復帰特性データから復帰レベルを調整するものである。このように本発明においては、光ファイバに入射する光信号のＯＮ／ＯＦＦデューティ比に対する光ファイバの異常から復帰する際の減衰値の関係を予め求め、この関係を示す検出特性データから復帰レベルの感度を調整するようにしているので、光減衰器等での微調整をすることなく、正確に検出感度の調整が可能となる。

以下、本発明の一実施形態に係る光レベル検出装置を特定監視領域に設置した場合について、図１ないし図５に基づいて説明する。この図１は本実施形態に係る光レベル検出装置の全体ブロック構成図、図２は図１記載の制御ＩＣの詳細ブロック構成図、図３は図１及び図２に記載の光レベル検出装置の動作フローチャート、図４は光減衰値とデューティ比との検出及び復帰特性図、図５は図４に基づくヒステリシス特性図を示す。

前記各図において本実施形態に係る光レベル検出装置は、特定監視領域２００の外周辺に配設された光ファイバケーブル１００の入射端１００ａ及び射出端１００ｂに接続され、この入射端１００ａから光信号をディジタル信号として入射し、前記出射端１００ｂから射出される光信号から光ファイバケーブル１００の減衰値を検出する光トランシーバ３と、この光トランシーバ３で発生する光信号のＯＮ／ＯＦＦのデューティ比を調整する制御用ＩＣ２と、この制御用ＩＣ２のデューティ比を設定する設定スイッチ１と、前記光トランシーバ３の検出結果に基づいて警報を出力する警報出力部４とを備える構成である。この光トランシーバ３は、前記従来の光レベル検出装置と同様に、電気−光変換部３１、光−電気変換部３２、受光強度比較部３３及び検出基準値出力部３４を備える構成である。

前記制御用ＩＣ２は、光ファイバケーブル１００について光減衰値及びデューティ比の関係を予め求めて得られる特性データを格納する特性データベース２２と、この特性データに基づき特性データベース２２で設定されたデューティ比及び光トランシーバ３の検出結果から、光トランシーバ３の電気−光変換部３１が出力する光信号の光量を制御するデューティ比等を各種演算する制御演算部２１と、この制御演算部２１で演算されたデューティ比に基づいてパルス信号を生成して光トランシーバ３へ出力するパルス信号生成部２３とを備える構成である。

次に、前記構成に基づく本実施形態に係る光レベル検出装置の監視動作について説明する。前提として設定されたデューティ比が４５％、５５％、７２％及び７９％とし、このデューティ比に対応する検出時の光減衰値が３０ｄＢ、２８ｄＢ、２６ｄＢ及び２４ｄＢであると予め決定されているものとする（図４参照）。

まず、設定スイッチ１より前記設定されたデューティ比のうち、例えば７９％を選択して制御用ＩＣ２へ出力されたものとする。この出力に基づいて制御用ＩＣ２の制御演算部２１がデューティ比の設定条件を検出する（ステップ１）。この特定されたデューティ比に基づいて制御用ＩＣ２のパルス信号生成部２３がパルス信号を生成して光トランシーバ３へ出力する（ステップ３）。このパルス信号が入射された光トランシーバ３は、電気−光変換部３１が電気信号のパルス信号に基づいて光信号に変換して光ファイバケーブル１００へ入射する（ステップ４）。

このように光ファイバケーブル１００へ光信号を常時入力することにより、光ファイバケーブル１００が敷設される特定監視領域２００を監視できることとなる。即ち、外部から特定監視領域２００内へ侵入しようとする場合には光ファイバケーブル１００が押されるなどして歪んだ状態となることから、この歪みにより光ファイバケーブル１００内の光伝搬特性が変化することとなり、この光伝搬特性の変化が光信号の減衰値を増大させて侵入の有無を検知できることとなる。

このような監視状態において光トランシーバ３の光−電気変換部３２は、常時光ファイバケーブル１００から出力される光信号を電気信号に変換して受光強度比較部３３へ出力する。この受光強度比較部３３は、変換された電気信号と検出基準値出力部３４に格納される検出基準値とを比較して特定監視領域２００への侵入（異常）があったか否かを判断する（ステップ６）。この受光強度比較部３３に異常がないと判断した場合には動作継続か否かの判断（ステップ９）を経て、前記ステップ６の異常の検出を繰り返すこととなる。

他方、前記ステップ６において特定監視領域２００への侵入（異常）があったと判断された場合には、この判断結果（出力信号と検出基準値との差分値）が制御用ＩＣ２の制御演算部２１へ入力され、この制御演算部２１は判断結果と前記特性データベースに基づいてデューティ比を所定値、例えば６％だけ変更してデューティ比を７３％にする（ステップ７）。この変更後のデューティ比７３％を制御演算部２１がパルス信号生成部２３へ出力し、このパルス信号生成部２３が変更後のパルス信号を出力し、前記各動作を繰り返すことにより、制御演算部２１は本システムが復帰したか否かを判断する（ステップ８）。

前記ステップ８において、本システムが復帰していないと判断された場合には、前記ステップ７の動作を繰り返すこととなる。他方、ステップ８において本システムが復帰、例えば前記変更したデューティ比７３％で約２２ｄＢの光減衰値となり、復帰したと判断される。この復帰したと判断された場合には、前記ステップ１に戻り以降のステップ９までの動作を繰り返すこととなる。

以上のように市販の光トランシーバ３に任意のデューティ比のパルス信号を与えた時の送受信間の感度が図４に示すような、例えば、２ｄＢ間隔で異常検出（ディアサート）となる感度レベルを調整したい場合には、デューティ比が４５％、５５％、７２％、７９％のパルス信号を生成し、光トランシーバ３に印加すればよいこととなる。

また、デューティ比によって監視復帰（アサート）となる感度レベルも変化するため、異常検出（ディアサート）と監視復帰（アサート）の差が大きくなることがあるが、監視復帰（アサート）状態の時と異常検出（ディアサート）状態の時で別々にデューティ比を設定しておけばよいこととなる。

これまで光ファイバケーブル１００等の光伝送路の監視に限定されず、さらに建造物の歪み等を監視するためには、特殊な高価な装置が必要であったが、本発明により通信用として普及している安価な光学部品である光トランシーバ３を使うことで監視が可能となり、光減衰器等で調整する場合に比べて、安価で容易に調整ができる。

本発明の一実施形態に係る光レベル検出装置の全体ブロック構成図である。 図１記載の制御ＩＣの詳細ブロック構成図である。 図１及び図２に記載の光レベル検出装置の動作フローチャートである。 本発明の一実施形態に係る光レベル検出装置における光減衰値とデューティ比との検出及び復帰特性図である。 図４に基づくヒステリシス特性図である。 従来の光レベル検出装置の全体ブロック構成図である。

符号の説明

１ 設定スイッチ
２ 制御用ＩＣ
２１ 制御演算部
２２ 特性データベース
２３ パルス信号生成部
３ 光トランシーバ
３１ 電気−光変換部
３２ 光−電気変換部
３３ 受光強度比較部
３４ 検出基準値出力部
４ 警報出力部
５ 光減衰器
５１、５２ 調整光減衰器
１００ 光ファイバケーブル
１００ａ 入射端
１００ｂ、１００Ｃ 出射端
２００ 特定監視領域

Claims (4)

1. 光ファイバを所定領域に配設し、当該光ファイバの入射端から光信号を入射し、射出端から射出される光信号の減衰値により光ファイバの歪みによる光減衰値を検出する光レベル検出感度調整方法において、
   前記光ファイバの入射端及び射出端に接続され、光ファイバの入射端へ光信号をディジタル信号として入射し、光ファイバの出射端から出射された光信号が閾値以下に減衰したことを光トランシーバにより検出し、
   前記光トランシーバで発生する光信号のＯＮ／ＯＦＦのデューティ比を調整することを
   特徴とする光レベル検出感度調整方法。
2. 光ファイバを所定領域に配設し、当該光ファイバの入射端から光信号を入射し、射出端から射出される光信号の減衰値により光ファイバの歪みによる光減衰値を検出する光レベル検出装置において、
   前記光ファイバの入射端及び射出端に接続され、光ファイバの入射端へ光信号をディジタル信号として入射し、光ファイバの出射端から出射された光信号が閾値以下に減衰した減衰値を検出する光トランシーバと、
   前記光トランシーバで発生する光信号のＯＮ／ＯＦＦのデューティ比を調整する調整手段とを備えることを
   特徴とする光レベル検出装置。
3. 前記請求項２に記載の光レベル検出装置において、
   前記調整手段が、予め求められた光ファイバに入射する光信号の各デューティ比に対する光ファイバの異常により生じる減衰値の関係を示す検出特性データから異常発生の検出感度を調整することを
   特徴とする光レベル検出装置。
4. 前記請求項２又は３に記載の光レベル検出装置において、
   前記調整手段が、予め求められた光ファイバに入射する光信号の各デューティ比に対する光ファイバの異常から復帰する際の減衰値の関係を示す復帰特性データから復帰レベルを調整することを
   特徴とする光レベル検出装置。

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