JP2832816B2 - 光線路監視装置 - Google Patents

光線路監視装置

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JP2832816B2
JP2832816B2 JP8104006A JP10400696A JP2832816B2 JP 2832816 B2 JP2832816 B2 JP 2832816B2 JP 8104006 A JP8104006 A JP 8104006A JP 10400696 A JP10400696 A JP 10400696A JP 2832816 B2 JP2832816 B2 JP 2832816B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、通信媒体として光
ファイバによって構成される光線路(光ケーブル)の障
害を監視し、その光線路の保全に必要な情報を提供する
するための技術に関する。
【0002】
【従来の技術】光線路を介して通信を行なうシステムで
通信異常が発生した場合、従来では、通信異常の通報を
受けた作業者が、異常が発生したと思われる区間に布設
されている光線路の一端にファイバ検査装置を接続し
て、その線路の異常の有無およびその位置を調べ、異常
があるときにはその位置に行って復旧作業を行なうよう
にしていた。
【0003】ファイバ検査装置は、OTDR(OPTICAL
TIMEDOMAIN REFRECT METER) あるいは光パルス試験器と
も言われ、あるタイミングに光パルスを光線路へ出力
し、その光パルスによる光線路からの反射光を前記タイ
ミングから所定時間受光し、その受光信号のレベルを、
図7のように時間軸上(距離軸上)毎に画面表示するよ
うに構成されており、作業者はファイバ検査装置のパネ
ル(図示せず)操作で画面のカーソルを表示波形の異常
と思われる点へ移動させ、縦軸上のレベルおよび横軸上
の距離を読んで、異常の有無と異常が発生している位置
を調べていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような光線路を用
いた通信システムの保全性を考慮すると、異常発生時に
おける復旧のための情報の早期提供(保守性の確保)、
予防保全(信頼性の確保)および常時集中監視が望まれ
る。
【0005】しかしながら、前記した従来のファイバ検
査装置は、光ファイバ自体の伝送特性を分析するのには
有効であるが、異常が発生してからどの位の距離でどん
な異常が起きたかを作業者自ら分析しなければならず、
また、保全担当者がどの地点に向かえばよいかを地理上
の位置で特定しなければならず、これら復旧に必要な情
報が早期に得られないという問題がある。
【0006】また、断線以外の異常については、明確な
判定基準がない状態でそのとき検査した検査データのみ
で作業者が判断しなければならず、これによって得られ
る情報の正確性は低いものであった。特に、光ファイバ
の伝送特性が季節や環境の変化によって変動する場合に
は、相当に熟練した者でないと、従来のファイバ検査装
置に表示された波形から光線路の異常を判断することが
難しく、誤った判定をする可能性もある。
【0007】また、光線路が、時間経過、環境変化(季
節変化も含む)に対して劣化する様子を監視し、その劣
化が予め異常原因となることを予防し、通信回線として
の信頼性を維持するには、非常に不便なものであり、前
記した従来のファイバ検査装置では実現できなかった。
【0008】したがって、前記した従来のファイバ検査
装置では、広域化された光通信網の異常に速やかに対応
できず、その復旧作業の遅れによる被害が非常に大きく
なる。特に、鉄道や高速道路等のように公益性の高い機
関が、その効率的な運営のために利用している広域な光
通信網に障害が発生した場合には、多数の利用者に大き
な不安や混乱を与えてしまう。
【0009】本発明は、この問題を解決するためになさ
れたもので、光線路の異常を正確に自動検出し、その異
常位置を光線路の区間と区間の端からの距離で表示し
て、迅速な復旧作業指示が行なえるようにした光線路監
視装置を提供することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の光線路監視装置は、光線路の一端側に光パ
ルスを入射する光パルス発生器(24)と、前記光線路
の前記一端側から出力される前記光パルスの反射光を受
光し、該反射光の強さに応じた信号を出力する受光器
(25)と、前記受光器が出力する信号のレベル値を記
憶するための測定波形メモリ(28)と、前記光パルス
発生器から所定タイミング毎に光パルスを発生させ、該
光パルスの出力タイミングから前記受光器が所定時間分
連続的に出力する信号のレベル値を波形データとして前
記測定波形メモリに記憶する測定制御手段(30)とを
有し、複数の区間にわたって布設された光線路の状態を
監視するための光線路監視装置であって、前記光線路の
正常時の波形データを基準の波形データとして予め記憶
している前記基準波形メモリ(32)と、前記測定制御
手段によって前記測定波形メモリに記憶された波形デー
タと前記基準波形メモリに予め記憶されている波形デー
タとを比較して、前記光線路の異常の有無を判定すると
ともに、その異常位置の距離情報を出力する異常判定手
段(31)と、前記各区間を識別するための区間情報と
各区間の光線路長情報とを予め記憶している線路情報メ
モリ(43)と、前記異常判定手段によって前記光線路
に異常があると判定されたとき、前記異常位置の距離情
報を受け、前記線路情報メモリに記憶されている情報を
参照して、前記異常が発生した区間と該区間の端から異
常位置までの距離とを求める異常位置検出手段(44)
と、表示装置(48)と、前記異常が発生した区間にお
ける前記測定波形メモリの波形データと前記基準波形メ
モリの波形データとの差から得られた偏差波形データを
前記表示装置に表示するとともに、前記異常位置検出手
段によって求められた区間と該区間の端からの距離とを
前記表示装置の画面上に表示し、且つ、その位置を偏差
波形データのカーソル位置として表示する表示手段(4
6、47、49)を備えている。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の一
実施形態を説明する。図1は、一つの駅を基点にし、そ
の基点駅S0 を通る複数の鉄道路線に沿ってそれぞれ布
設された複数の光線路を監視するための光線路監視シス
テムを示している。
【0012】図1において、基点駅S0 (またはその近
傍)には、N本(例えば8本)の光線路F1 〜Fn が接
続されており、光線路F1 が基点駅S0 から駅S1 →S
2 →S3 まで連続し、光線路F2 が基点駅S0 から駅S
4 →S5 →…→S7 まで連続し、以下同様にして、光線
路Fn が基点駅S0 から駅Sm-2 →Sm-1 →Sm まで連
続するように布設されている。
【0013】ここで、各光線路F1 〜Fn は、それぞれ
複数本の光ファイバで1本のケーブルとなるように形成
されており、各駅S1 〜Sm の通信装置TR1 〜TRm
は、光コネクタCを介してそれぞれの光線路のファイバ
に接続されている。また、基点駅S0 の通信装置TR0
は、光線路F1 〜Fn に対してそれぞれコネクタCを介
して接続されている。
【0014】N本の光線路F1 〜Fn の各1本ずつの光
ファイバf1 〜fn は、基点駅S0に配置された光線路
監視子装置(以下、子装置と記す)20に接続されてい
る。子装置20に接続された光ファイバf1 〜fn は、
各光線路F1 〜Fn でそれぞれ通信に使用されていない
時のものである。子装置20は、後述する中央装置40
とともにこの実施形態の光線路監視装置を構成するもの
であり、各光ファイバf1 〜fn を監視することで、光
線路F1 〜Fn 全体の監視を行なっている。
【0015】光ファイバf1 〜fn は、子装置20のN
個のコネクタ21およびN対1の光スイッチ22を介し
て測定部23に接続されている。光スイッチ22は、後
述する測定制御手段30からの選択信号によって、光フ
ァイバf1 〜fn のいずれか一つと測定部23との間を
選択的に接続する。
【0016】測定部23は、光スイッチ22によって選
択的に接続されている光ファイバへ光パルスを入射する
ための光パルス発生器24と、光スイッチ22によって
選択的に接続されている光ファイバから戻ってくる反射
光を受光してその受光した光の強度に対応する受光信号
を出力する受光器25と、光パルス発生器31から出力
される光パルスを光スイッチ22側へ導き、光ファイバ
側から光スイッチ22側へ戻ってくる反射光を受光器2
5へ導く光カプラ26と、受光器25の受光信号をディ
ジタル信号に変換するA/D変換器27と、A/D変換
器27によってディジタル信号に変換された受光信号を
所定時間分連続的に記憶するための測定波形メモリ28
とによって構成されている。
【0017】測定制御手段30は、後述する中央装置4
0から受けた測定スケジュール情報とを記憶するための
メモリと時計回路とを内部に有し、その測定スケジュー
ルにしたがって、光スイッチ22の切り換えを所定時間
毎(例えば10分毎)に行ない、光スイッチ22を切り
換えた時点でその光スイッチ22を介して接続された光
ファイバに対して、光パルス発生器23から光パルスを
出力させ、その出力タイミングから受光器25の受光信
号を決められた時間分だけ測定波形メモリ28に記憶さ
せる。なお、測定制御手段30は、中央装置40側から
の測定要求を受けた場合に、スケジュールによる測定に
優先して、その測定要求で指定された光線路のファイバ
に光パルスを出力させて、その反射光の受光信号を測定
波形メモリ28に記憶させ、その波形データを中央装置
40へ送出させる。
【0018】測定波形メモリ28に記憶された波形デー
タは、異常判定手段31に送出される。異常判定手段3
1は、測定部23でスケジュールにしたがって測定が行
なわれる毎に、その測定された波形データと基準波形メ
モリ32に予め記憶されている基準となる波形データと
を比較して光線路の異常の有無を調べる。
【0019】ここで、基準波形メモリ32には、図2に
示すように、各光線路F1 〜Fn の布設時に測定した布
設時波形データD01 〜D0n と、過去一年間に測定さ
れて正常と判定された月毎の波形データD11 〜D12
1 、D12 〜D122 、……、D1n 〜D12n とを基
準波形データとして記憶している。
【0020】異常判定手段31は、測定された光線路の
1年前の波形データを基準波形メモリ32から読み出し
て、この読み出した波形データと測定波形メモリ28に
記憶されている波形データDx との比較を行なって、そ
の光線路の断線および劣化のの有無を判定する。
【0021】例えば、1月の時点で光線路F1 の光ファ
イバf1 を測定した時の波形データDx が図3の(a)
のように得られたとき、図3の(b)の1年前の1月の
波形データD11 を基準波形メモリ32から読み出す。
なお、布設されてから1年が経過しておらず1年前の1
月の波形データが無い場合には、布設時の波形データか
1月に近い月の波形データを用いる。このように、1年
前の同一時期に測定された波形データを基準とすること
により、光ファイバによる光線路の季節や布設環境の変
化による特性変動の影響による影響がなくなり、光線路
の異常な特性の変化のみを知ることができる。また、布
設時の接続点等の固有の特異点もこれを基準として比較
判断することにより、異常と誤判定されずに済む。
【0022】そして、図3の(a)に実線で示している
ように、波形データDx の遠端の時間軸上の位置Tx
波形データD11 の遠端の時間軸上の位置T1 とが一致
していない場合には、この光線路が途中で断線している
と判定し、一致していれば光線路は断線していないと判
定する。なお、光ファイバf1 の遠端位置は、途中に断
線がなければ駅S3 にあり、断線があればその断線位置
に等しく、この遠端位置では光ファイバf1 の端は他の
光路と接続されていないので、遠端位置における光パル
スの反射光成分は大きく減衰することになる。
【0023】異常判定手段31は、急激に所定以上(例
えば20dB以上)減衰している位置を遠端位置と判断
し、その時間軸上の位置(各メモリのアドレス位置)を
前記したように比較して断線位置を特定している。
【0024】また、異常判定手段31は、例えば、図3
の(b)の波形データDx ′のように、基準となる波形
データD11 と遠端位置が一致している場合であって
も、波形データD1 と波形データDx ′との差が、T
a、Tb点(接続点)のように急激に所定以上(例えば
0.5dB以上)になったとすると、その点(距離)で
光線路に著しい劣化あるいは異常が発生したと判定す
る。
【0025】また、図3の(a)の波形データDx ″の
ように、基準となる波形データD11 と遠端位置が一致
し、しかも、局部的には大きな差が発生していなくて
も、波形データD11 より少しずつ減衰量が増していて
遠端のレベルPxが波形データD11 の遠端のレベルP
1 に対して、所定レベル以上差が生じている場合、これ
を光線路の距離に応じた劣化と判定している。
【0026】異常判定手段31は、光線路に断線あるい
は劣化による異常が発生したとき、その光線路を識別す
る情報、異常の種類(断線、劣化の大きさ等)、異常位
置の距離を示す情報および測定波形メモリ28に記憶さ
れている波形データを、異常情報として通信制御部33
に出力する。
【0027】通信制御部33は、異常判定手段31から
の異常情報を、モデム装置34および専用電話回線35
を介して、光線路監視中央装置40(以下、中央装置4
0と記す)へ送る。
【0028】中央装置40は、基点駅S0 に設置されて
いる子装置20および図示しない他の基点駅に接地され
ている子装置20から、専用電話回線35を介して送ら
れてくる異常情報を受けて、異常の確認およびその復旧
指示を集中的に行なうためのものである。
【0029】中央装置40は、各子装置20からの異常
情報を受けるためのモデム装置41、その通信制御部4
2、線路情報メモリ43、異常位置検出手段44、基準
波形メモリ45、異常位置表示手段46、表示制御手段
47、表示装置48、劣化表示手段49および管理制御
部50によって構成されている。
【0030】線路情報メモリ43には、各基点駅に接続
されている光線路の各区間を識別するための駅間名情報
と各駅間の光線路長とが記憶されている。例えば、基点
駅S0 については、図4のように、光線路F1 〜Fn
各駅名間(S1 −S2 等)と、各駅間の線路長L11
Ln3 が記憶されている。
【0031】異常位置検出手段44は、子装置20から
断線を知らせる異常情報が送られてきたとき、同じくそ
の情報に含まれる断線位置の距離情報によって基点駅S
0 からの断線位置までの光線路の長さLxを求め、求め
た長さLxと線路情報メモリ43に記憶されている情報
とから、断線が発生した位置の駅間名と、その駅間の一
方の駅からの距離とを求める。例えば、光線路F2 で異
常があり、その長さLxが、(L21 +L22 )より大
きく(L21 +L22 +L23 )より小さい場合には、
駅間〔S5 −S6 〕と、駅S5 からの距離〔Lx−(L
1 +L22 )〕を求める。
【0032】基準波形メモリ45には、各子装置20の
基準波形メモリ32に記憶されている波形データと同一
の波形データが予め記憶されている。
【0033】異常位置表示手段46は、断線異常があっ
た場合に、表示制御手段47を介して、例えば、図5に
示すように、基点駅S0 と各駅S1 〜Sm の間を接続し
ている光線路F1 〜Fn を表示装置48の画面にグラフ
ィック表示するとともに、異常が発生した光線路と異常
位置検出手段44によって求められた異常位置の区間と
距離とを文字によって表示する。
【0034】劣化表示手段49は、劣化異常があった場
合に、その波形データと比較の対象となった波形データ
との偏差を計算して、表示制御手段47を介してこれを
図6のように偏差波形データdとして表示装置48に表
示する。その際、子装置20から送られてくる異常情報
に含まれる異常点の距離情報をもとにして、表示制御手
段47が、図6の異常点Rに自動的にカーソルKを設定
し、異常位置表示手段46からの駅区間名(S5
6 )と駅S5 からの距離を表示する。
【0035】さらに、図6の点Rと異なる点Qのデータ
を分析したいときには、マウス等(図示せず)の操作で
カーソル情報を表示制御手段47に送出することによ
り、画面上のカーソルKを移動させ、そのカーソルKと
偏差波形データdとの交点位置Qの偏差量αと、交点位
置Qの駅区間と距離とを、波形データおよび線路情報メ
モリ43の情報に基づいて求めてこれを文字表示し、そ
の検出と表示とをカーソルKの移動に追従させて行な
う。
【0036】したがって、カーソルKを例えば偏差波形
が大きく変化している位置に合わせれば、光線路の劣化
の激しい位置の区間とその距離とを正確に把握すること
ができ、また、これらの表示から光線路の劣化の範囲や
度合い、あるいは交換作業のタイミング等を予測するこ
とができ、劣化の進行による障害を未然に防止すること
ができる。
【0037】管理制御手段50は、各子装置20の測定
スケジュール情報を各子装置20の測定制御部30へ送
り、そのスケジュールにしたがって定期的に測定を行な
わせ、また、オペレータの操作によって子装置に対して
測定要求信号を送出して、子装置20による測定を随時
行なわせ、その測定された波形データを異常の有無に関
わらず子装置から受けて、子装置20の異常判定手段と
同様に波形データから異常の有無を判定できるようにな
っている。また、基準波形メモリ45に記憶されている
波形データのうち、任意に選択した光線路の12カ月分
の波形データの任意の位置の減衰量の経時変化を表示装
置48にグラフ表示することもできるようになってい
る。また、前記したマウスの移動に伴うカーソル情報を
表示制御手段47に与える。
【0038】なお、子装置20および中央装置40の基
準波形メモリ32、45に記憶されている波形データの
更新は、例えば、2月の中間日に測定されて正常と判定
された波形データDaを、別のメモリに一旦記憶してお
き、この記憶した2月の波形データDaを、月が変わっ
て3月になった時点で、基準波形メモリ32、45にそ
れまで記憶されていた2月の波形データの代わり記憶す
るようにする。この波形データの更新処理手段は、子装
置20側、中央装置40側のいずれに設けてもよい。
【0039】また、中央装置40は、図6に表示されて
いる損失偏差の波形データの代わりに、その偏差データ
を求める際の元になる図3または図7のような波形デー
タを表示装置48に表示させる機能も有している。
【0040】このように構成された光線路監視システム
によって、広域化された光通信網の監視を行なえば、光
線路に異常が発生したとき、通信の異常の通報を受ける
前に、その異常の発生と、異常がどの区間のどの位置で
起こったかを速やかに把握することができ、中央装置4
0側からの指示により、その障害を速やかに復旧させる
ことができる。
【0041】
【他の実施の形態】前記実施形態では、複数の子装置2
0からの異常情報を中央装置40で受けて異常の有無と
その位置を把握するようにしていたが、子装置20と中
央装置40とを一体化した光線路監視装置を各基点駅毎
に設けて、基点駅単位で複数の光線路の集中監視を行な
うようにしてもよい。この場合には、前記した通信制御
部33、42およびモデム装置34、41を省き、異常
判定手段31からの異常情報を異常位置検出手段44や
劣化表示手段49に直接出力するように構成すればよ
い。
【0042】また、異常位置の表示方法は、前記実施形
態に限定されるものでなく、異常が発生している区間と
その区間内の位置とを認識できるものであればよく、単
に文字のみで表示するようにしてもよい。
【0043】また、前記実施形態では、1年前の同時期
に測定された波形データを基準としていたが、前日ある
いは同日に測定された波形データを基準としてもよく、
また、過去に測定された波形データの平均波形データを
求めて、これを基準にしてもよい。
【0044】また、前記実施形態では、鉄道路に沿って
複数の駅区間にわたって布設された光線路の監視を行な
うようにしていたが、例えば、高速道路に沿ってそのイ
ンターチェンジやサービスエリエあるいは料金所にわた
って布設された光線路の監視を同様に行なうこともでき
る。
【0045】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光線路監
視装置は、複数の区間にわたって布設された光線路に所
定タイミング毎に光パルスを入射し、この光線路からの
反射光の受光信号のレベルを光パルスの出力タイミング
から所定時間分記憶し、この記憶した波形データと予め
基準波形メモリに記憶されている光線路の正常時の波形
データとを比較して、光線路の異常の有無の判定と異常
位置までの距離の検出を行い、異常があると判定したと
きには、検出した異常位置までの距離と予め線路情報メ
モリに記憶されている区間情報と各区間の光線路長情報
とに基づいて異常が発生した区間と該区間の端から異常
位置までの距離を求め、この区間における測定した波形
データと基準波形メモリの波形データとの差から得られ
た偏差波形データを、異常が発生した区間とその距離と
ともに表示装置に表示し、その位置を偏差波形データの
カーソル位置として表示するように構成されている。
【0046】このため、光線路の異常の発生と、その異
常位置がどの区間のどの位置であるかがただちに判明
し、その光線路に対する復旧指示を格段に迅速に行なう
ことができ、復旧までの被害を最少限にすることができ
る。
【0047】また、過去に測定した正常時の波形データ
との比較によって、異常の有無を判定しているので、異
常の大きさや位置の判定が正確に行なえる。
【0048】また、異常が発生した区間における基準デ
ータに対する測定波形データの差を計算し、その計算に
よって得られた偏差波形データを表示し、その位置を偏
差波形データのカーソル位置として表示し、また、カー
ソル位置の偏差波形データの値を読み取れるようにして
いるので、線路全体の中での異常発生位置の特定だけで
なく、区間内での詳細な特性を把握できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の構成を示すブロック図
【図2】一実施例の基準波形メモリに記憶されているデ
ータを示す図
【図3】測定された波形データと基準となる波形データ
の例を示す図
【図4】線路情報メモリに記憶されているデータの一部
を示す図
【図5】断線異常があるときの表示装置の表示画面を示
す図
【図6】劣化があるときの表示装置の表示画面を示す図
【図7】従来の検査装置による表示画面を示す図
【符号の説明】
20 光線路監視子装置 22 光スイッチ 23 測定部 24 光パルス発生器 25 受光器 28 測定波形メモリ 30 測定制御手段 31 異常判定手段 32 基準波形メモリ 40 光線路監視中央装置 43 線路情報メモリ 44 異常位置検出手段 45 基準波形メモリ 46 異常位置表示手段 48 表示装置

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光線路の一端側に光パルスを入射する光パ
    ルス発生器(24)と、 前記光線路の前記一端側から出力される前記光パルスの
    反射光を受光し、該反射光の強さに応じた信号を出力す
    る受光器(25)と、 前記受光器が出力する信号のレベル値を記憶するための
    測定波形メモリ(28)と、 前記光パルス発生器から所定タイミング毎に光パルスを
    発生させ、該光パルスの出力タイミングから前記受光器
    が所定時間分連続的に出力する信号のレベル値を波形デ
    ータとして前記測定波形メモリに記憶する測定制御手段
    (30)とを有し、複数の区間にわたって布設された光
    線路の状態を監視するための光線路監視装置であって、 前記光線路の正常時の波形データを基準の波形データと
    して予め記憶している前記基準波形メモリ(32)と、 前記測定制御手段によって前記測定波形メモリに記憶さ
    れた波形データと前記基準波形メモリに予め記憶されて
    いる波形データとを比較して、前記光線路の異常の有無
    を判定するとともに、その異常位置の距離情報を出力す
    る異常判定手段(31)と、 前記各区間を識別するための区間情報と各区間の光線路
    長情報とを予め記憶している線路情報メモリ(43)
    と、 前記異常判定手段によって前記光線路に異常があると判
    定されたとき、前記異常位置の距離情報を受け、前記線
    路情報メモリに記憶されている情報を参照して、前記異
    常が発生した区間と該区間の端から異常位置までの距離
    とを求める異常位置検出手段(44)と、表示装置(48)と、 前記異常が発生した区間における前記測定波形メモリの
    波形データと前記基準波形メモリの波形データとの差か
    ら得られた偏差波形データを前記表示装置に表示すると
    ともに、 前記異常位置検出手段によって求められた区間
    と該区間の端からの距離とを前記表示装置の画面上に表
    示し、且つ、その位置を偏差波形データ のカーソル位置
    として表示する表示手段(46、47、49)を備えた
    ことを特徴とする光線路監視装置。
  2. 【請求項2】前記カーソルが区間全体を移動できるよう
    に構成され、該カーソル位置の偏差波形データの値を読
    み取れるようにしたことを特徴とする請求項1記載の光
    線路監視装置。
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