JP4154217B2 - Transmission failure determination device and optical space transmission device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、送信機から受信機へ自由空間を介して光で情報を伝送する光空間伝送で生じる伝送障害の要因を判定する伝送障害判定装置にかかわり、特に数百メートル以上の長距離伝送を行う場合における障害要因を判定する伝送障害判定装置およびこれを備えた光空間伝送装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
送信機から受信機へ自由空間を介して光で情報を伝送する光空間伝送には、数百メートルからキロメートル以上の長距離を伝送するものがある。受信機での受光レベルは、光軸ズレ、雨や雪などの天候状態、素子の劣化、破損などを原因として低下し、最小許容レベルよりも低下すれば、接続断になる。
【0003】
光空間伝送装置における通信状況の監視は、受信機における受光レベル量や受信したデータパケット量のモニタに基づいて行われる。
【0004】
また気象データに基づいて通信状況悪化の要因を判定するものがある。たとえば、通信速度低下があったとき、その原因が光軸ズレであるか雨などの悪天候によるものかを気象データによって判定し、光軸ズレの場合だけ、光軸調整を行うようになっている(特許文献1参照)。
【0005】
また、周波数分割多重方式を採用する搬送装置のパイロット信号のレベルが急激に低下したか、緩やかに低下したかに基づいて、信号レベルの低下要因を判定するものがある。この装置では、信号レベルが第1レベルに低下してからこれよりさらに低い第2レベルに低下するまでの所要時間が短い場合(急激な低下の場合)には接続断と判定し、所要時間が一定以上の場合(緩やかな低下の場合)には劣化と判定するようになっている(特許文献2参照)。
【0006】
【特許文献1】
特開2000−165326号公報(段落0035)
【特許文献2】
特開昭61−198831号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
長距離の光空間伝送における伝送障害には、▲1▼接続断、▲2▼素子の劣化や徐々に生じた光軸ズレ、▲3▼強風や衝撃等による突発的な光軸ズレ、▲4▼天候に基づく一時的な低下、などがある。▲1▼の場合には、受光レベルが接続に必要な許容レベル以下に低下する。▲2▼の場合には、受光レベルが緩やかに低下する。▲3▼の場合には、受光レベルが突発的で急激に低下する。▲4▼の場合には、受光レベルは、数分から数十分単位に上下に繰り返し変動する。
【0008】
従来は伝送状況を、受光レベルやデータパケット量でモニタするだけなので、このような情報から上述した▲1▼〜▲4▼に区別して受光レベルの低下要因を見極めるには、専門知識を有する熟練者が判断しなければならなかった。また受光レベルを長時間にわたって監視しなければ、低下要因の的確な判定ができないので、監視者の負担が大きく、適時に的確な判断をすることが難しかった。
【0009】
ところで、素子の劣化などの場合には、接続断に至る前にその旨の警告を出すことが望ましい。一方、天候に起因する場合は、やがて回復するので警報を出さない方が良く、また受信レベルの低下要因が悪天候である旨を必要に応じて通知することが好ましい。
【0010】
しかしながら、先のパイロット信号を監視するもののように、信号レベルが急激に低下したか徐々に低下したかに基づく低下要因の判定は、信号レベルが単調に低下することを前提とした判定なので、天候に基づく一時的な低下のように、受光レベルが高低に変動するような通信状況の悪化と、単調減少する劣化等とを区別して認識することはできない。このため、接続断に至る前の警報を適切に発することができなかった。
【0011】
また気象状態を検出したり気象データを入力して、受信レベルの低下要因を判定するものでは、そのような情報の入力装置を付加する必要があるので、装置構成が複雑になるという問題がある。
【0012】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、受光レベルの低下要因を詳細に判定でき、接続断に至るような場合には低下要因を短時間で判定でき、接続断に至る前に必要な警報だけを発することのできる伝送障害判定装置およびこれを備えた光空間伝送装置を提供することを目的としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。
[1]送信機から受信機(122等)へ自由空間を介して光で情報を伝送する光空間伝送で生じる伝送障害の要因を判定する伝送障害判定装置(150)において、
前記受信機(122等)での受光レベルが基準レベルを下回ったとき、その後の一定期間内における受光レベルの上下変動の態様に基づいて受光レベルの低下要因を判定する低下要因判定手段(154)を有し、
前記低下要因判定手段(154)は、所定の監視期間内に受光レベルが一定以上の変動幅で上下に所定回数以上変動したとき、天候に起因して受光レベルが低下したと判定する
ことを特徴とする伝送障害判定装置(150)。
【0014】
[2]送信機から受信機(122等)へ自由空間を介して光で情報を伝送する光空間伝送で生じる伝送障害の要因を判定する伝送障害判定装置(150)において、
前記受信機(122等)での受光レベルが基準レベルを下回ったとき、受光レベルの低下率と、その後の一定期間内における受光レベルの上下変動の態様に基づいて受光レベルの低下要因を判定する低下要因判定手段(154)を有し、
前記低下要因判定手段(154)は、所定の監視期間内に受光レベルが一定以上の変動幅で上下に所定回数以上変動したとき、天候に起因して受光レベルが低下したと判定する
ことを特徴とする伝送障害判定装置(150)。
【0016】
[3]前記低下要因判定手段(154)は、前記上下変動の一態様として、前記一定期間が経過するまでに受光レベルが所定の復帰レベル以上に回復するか否かを監視し、その結果に基づいて受光レベルの低下要因を判定する
ことを特徴とする[1]または[2]に記載の伝送障害判定装置(150)。
【0017】
[4]前記受信機(122等)での受光レベルが基準レベルを下回った後の一定期間内に受光レベルが前記復帰レベル以上に回復しなかったとき、警報を発する警報手段(155〜157)を有する
ことを特徴とする[3]に記載の伝送障害判定装置(150)。
【0018】
[5]送信機から受信機(122等)へ自由空間を介して光で情報を伝送する光空間伝送で生じる伝送障害の要因を判定する伝送障害判定装置(150)において、
前記受信機(122等)での受光レベルが基準レベルを下回ったとき、受光レベルの低下率と、その後の一定期間内における受光レベルの上下変動の態様に基づいて受光レベルの低下要因を判定する低下要因判定手段(154)と、
受光レベルの変化の履歴を記憶する履歴記憶手段(153)と、を備え、
前記低下要因判定手段(154)は、前記履歴記憶手段(153)に記憶されている履歴に基づいて受光レベルの低下率を判定し、
前記受信機(122等)での受光レベルが、前記基準レベルより低い第2基準レベルを下回ったとき、前記一定期間を短くする
ことを特徴とする伝送障害判定装置(150)。
【0019】
[6]前記受信機(122等)での受光レベルが、前記基準レベルより低い第2基準レベルを下回ったとき、前記一定期間を短くする
ことを特徴とする[1]、[2]、[3]または[4]に記載の伝送障害判定装置(150)。
【0020】
[7]送信機(114等)と、
前記送信機(114等)の送出した光信号を自由空間を介して受信する受信機(122等)と、
[1]、[2]、[3]、[4]、[5]または[6]に記載の伝送障害判定装置(150)と
を有することを特徴とする光空間伝送装置(100)。
【0021】
次に、前記各項に記載された発明の作用について説明する。
低下要因判定手段(154)は、受信機(122等)での受光レベルが基準レベルを下回ったとき、その後の一定期間内における受光レベルの上下変動の態様を調べ、その結果に基づいて受光レベルの低下要因を判定する。たとえば、劣化や光軸ズレが次第に進む場合には、受光レベルは単調に低下し、天候に基づく場合には受光レベルが上下に変動するので、上下変動の有無に基づいて受光レベルの低下要因が判定される。
【0022】
受信機(122等)での受光レベルが基準レベルを下回ったとき、受光レベルの低下率をさらに加味して受光レベルの低下要因を判定する。素子の劣化や次第に光軸がズレる場合には受光レベルが長い時間をかけて緩やかに低下し、強風や衝撃によって光の送受信部の向きが大きく変化したような場合には受光レベルが急激に低下する。そこで、受光レベルの低下率(緩やかであるか急激であるか)に基づいてさらに詳細に低下要因が判定される。
【0023】
履歴記憶手段(153)に受光レベルの変化の履歴を記憶しておき、受信機(122等)での受光レベルが基準レベルを下回ったとき、履歴記憶手段(153)に記憶されている履歴に基づいて受光レベルの低下率を判定する。たとえば、過去所定期間における受光レベルの平均値と今回の受光レベルとを対比して受光レベルの低下率を判定する。このように履歴を参照して低下率を判定するので、基準レベルを下回った後の受光レベルの変化を長期にわたって監視することなく、基準レベルを下回った時点で即座に低下率を判定することができる。また過去の履歴に基づいて判定するので、判定の対象期間を充分長くとることができる。さらに基準レベルを下回った後の低下状況を調べることなく、低下率を判断できるので、基準レベル自体をある程度低く設定することができる。
【0024】
受光レベルの上下変動の一態様として、基準レベルを下回った後、一定期間が経過するまでに受光レベルが所定の復帰レベル以上に回復するか否かを監視し、回復したときは受光レベルが上下に変動したものとして低下要因を判定する。これにより、上下変動の有無を容易に判定することができる。
【0025】
低下要因判定手段(154)は、所定の監視期間内に受光レベルが一定以上の変動幅で上下に所定回数以上変動したとき、天候に起因して受光レベルが低下したと判定する。すなわち、悪天候の場合には、何度も受光レベルが上下に大きく変動するので、かかる受光レベルの変化の特徴を捉えることで、受光レベルの低下要因を悪天候であると判定する。
【0026】
受信機(122等)での受光レベルが、基準レベルより低い第2基準レベルを下回ったとき、受光レベルの上下変動の態様(特に、上下変動の有無)を監視するための一定期間を短くする。これにより、接続断または接続断に近いところまで受光レベルが低下している場合に、その障害が発生してから短時間のうちに警報を発することができる。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
光空間伝送は、送信機から情報を載せた光ビームを自由空間へ送信し、これを受信機で受信して復調することによって情報を伝送する通信方式である。ここでは、長距離、たとえば、数百メートルからキロメートル以上の離れた地点を結ぶ屋外での光空間伝送を対象としている。また送信する光をオンオフ変調することでディジタル情報を伝送するようになっている。
【0028】
図1は、本発明の実施の形態にかかる光空間伝送装置100の概略構成を示している。光空間伝送装置100は、光空間伝送を行う2つの地点に相対して配置される。光空間伝送装置100は、光ビームを送受信する送受信装置110と、伝送障害を検出し、その要因を判定する伝送障害判定装置150とを有している。送受信装置110のうち送信部は、LANインターフェース回路111と、変調回路112と、増幅回路113と、発光素子114と、送信レンズ系115で構成される。また受信部は、受信レンズ系121と、受光素子122と、増幅回路123と、復調回路124と、送信部と共通のLANインターフェース回路111とから構成される。
【0029】
LANインターフェース回路111は、LAN回線10を介してインターネット11などの通信網に接続されている。送信すべき情報は、たとえば、インターネット11およびLAN回線10を介して図示省略の管理センタから受信する。また、相手方の光空間伝送装置から受信した情報を、LAN回線10およびインターネット11を通じて図示省略の管理センタ等へ送信するようになっている。
【0030】
LANインターフェース回路111は、LAN回線10との間の伝送制御を行う回路である。変調回路112は、送信すべき情報を表わした変調信号を生成するものである。ここではオンオフ変調によって情報を載せている。増幅回路113は、変調回路112の出力する変調信号を増幅するものであり、発光素子114は、増幅回路113の出力信号によって駆動され、当該信号のオンオフに対応した光を射出するものである。発光素子114には、たとえば、半導体レーザを用いる。送信レンズ系115は、発光素子114の射出した光を平行光の光ビームに変換し、相手方の光空間伝送装置へ送出するようになっている。
【0031】
受信レンズ系121は、相手方の光空間伝送装置から送られてきた光ビームを受けて、これを集光するものである。受光素子122は、受信レンズ系121によって集光された光ビームを受光し、その光強度に対応した電気信号を出力するものである。増幅回路123は、受光素子122の出力信号を増幅し、復調回路124は、増幅回路123によって増幅された信号を入力し、これを復調し、受信した光ビームに含まれていた情報を取り出す機能を果たすものである。LANインターフェース回路111は、復調回路124の取り出した情報をLAN回線10およびインターネット11を通じて図示省略の管理センタ等へ送信する機能を果たす。
【0032】
伝送障害判定装置150は、直流変換回路151と、A/D変換回路152と、記憶回路153と、判定回路154と、表示/通報処理回路155と、表示部156と、LANインターフェース回路157とを備えている。直流変換回路151は、増幅回路123の出力信号の一部を入力し、これを直流変換する回路である。A/D変換回路152は、直流変換回路151の出力する直流信号の電圧値を所定ビット数のディジタル信号に変換するアナログ/ディジタル変換回路である。A/D変換回路152は、オンオフ変調された光ビームがオン状態にあるとき、直流変換回路151の出力する直流信号をサンプリングするように構成されている。したがって、光ビームがオンになっているときの受信レベル(受光レベル)を表すようになっている。
【0033】
光ビームの受信レベルを表したA/D変換回路152の出力信号は2分岐されており、その一方は記憶回路153に入力されている。記憶回路153は、履歴記憶手段に相当するものであり、A/D変換回路152の出力した受信レベルを、たとえば、1分毎に過去10日間分記憶するようになっている。2分岐されたうちのA/D変換回路152の他方の出力は、判定回路154に入力される。また判定回路154は、記憶回路153の記憶内容を適宜参照可能に構成されている。判定回路154は、A/D変換回路152から入力される受信レベルが低下したとき、その要因を記憶回路153の記憶内容(履歴)を参照して判定し、その結果を示す判定信号を出力する機能を有している。
【0034】
表示/通報処理回路155は、判定回路154から入力された判定信号にしたがって表示部156に判定結果や警告を表示したり、警報を鳴らしたり、LANインターフェース回路157およびLAN回線10、インターネット11を通じて、判定結果を図示省略のネットワーク管理者に通報したりする機能を有している。通報は、たとえば、電子メールによって行われる。また表示/通報処理回路155は、サーバ機能を有しており、ウェブブラウザに現在の受信状況や受信レベル低下要因の判定結果などを表示するための情報を、クライアントからの要求に応じてインターネット11を介して送信する機能を有している。たとえば、ネットワークの管理者は、所定のパスワードで認証されることを条件に、いつでも上記の情報をインターネット11を介して閲覧することができ、常時接続すれば、リアルタイムで現在の通信状況を常に遠隔監視することが可能になっている。
【0035】
判定回路154および表示/通報処理回路155は、CPU、ROM、RAMを主要部とした回路で構成されている。また記憶回路153は、不揮発性のRAMを使用している。表示部156は、LEDや液晶表示器等を用いる。
【0036】
判定回路154は、伝送状態が、▲1▼正常、▲2▼接続断、▲3▼突発変動、▲4▼光軸ズレ、▲5▼一時的変動のいずれであるかを判定する機能を有している。また一時的変動については、悪天候によるものか否かについても判定するようになっている。
【0037】
図2は、受光レベル(受信電圧V)の変化特性であって、急に接続断以下に低下した後、その状態が継続する場合の一例を示している。受光レベル201は、警報を出すべき基準レベルとしての警告レベルVwarnより高い受信電圧から、通信を維持できない第2基準レベルとしての接続断レベルVcutより低い受信電圧まで、一気に低下し、その後は、低い受信電圧の状態が継続している。このような受光レベルの変化があったときは、接続断と判定すべきである。
【0038】
図3は、受光レベルが一時的に接続断以下に低下した場合の一例を示している。受光レベル211は、警告レベルVwarnより高い受信電圧から接続断レベルVcutより低い受信電圧まで一気に低下し、その後、しばらくして(ここでは3分以内)に元の受信電圧まで復帰している。このような受光レベルの変化があったときは、復帰したので接続断と判定すべきでなく、正常と判定すべきである。
【0039】
図4は、受光レベルが、警告レベルVwarnと接続断レベルVcutの間に急に低下した場合の一例を示している。受光レベル221は、警告レベルVwarnより高い受信電圧から警告レベルVwarnと接続断レベルVcutの間の受信電圧まで一気に低下し、その後、その受信電圧の状態が継続している。このような受光レベルの変化があったときは、突発変動があったと判定し、警告すべきである。突発変動は、たとえば、強風や衝撃によって光軸が急に大きくズレたような場合に発生する伝送障害である。接続断レベル以下に低下する前に警告することで、通信を継続しながら、正常な状態への復旧作業が可能になる。
【0040】
図5は、受光レベルが、警告レベルVwarnと接続断レベルVcutの間へ緩やかに低下した場合の一例を示している。受光レベル231は、警告レベルVwarnより高い受信電圧から警告レベルVwarnと接続断レベルVcutの間の受信電圧へ徐々に低下し、その後も緩やかに受信電圧が低下し続けている。このような受光レベルの変化があったときは、光軸ズレと判定し、警告すべきである。この光軸ズレの示す警告には、光軸が徐々にズレた場合のほか、素子の劣化等により受光素子121の出力レベルが徐々に低下するような伝送障害も含まれる。
【0041】
図6は、天候不順時における受光レベルの変化の一例を示している。受光レベル241は、警告レベルVwarnより高い受信電圧から警告レベルVwarnと接続断レベルVcutの間の受信電圧へ急に低下した後、上下に比較的短い周期で何度も大きな変動を繰り返している。たとえば、雪や雨が降っているときは、降雪量や雨量の増減等に伴って受光レベルが変動する。このような受光レベルの低下は、天候の回復に伴ってやがて回復する一時的な障害で、復旧作業を行う必要がないので、警告を発する必要もない。ただし、受信状態が不安定になりやすいので、その要因を認識するためにも、悪天候に起因する変動であることを判定し、管理者等が確認し得るように準備しておくことが重要である。
【0042】
判定回路154は、図2から図6に示した受信レベルの変化特性の特徴を捉えることで、受信レベルの低下要因を判定するようになっている。図7から図10は、判定回路154による判定処理の流れを示している。図7は、メインルーチンの処理の流れを、図8から図10は、メイルーチンに登場するサブルーチンの処理の流れをそれぞれ示している。
【0043】
図7に示すメインルーチンでは、判定回路154は、まず、現在の受信レベルを示すデータをA/D変換回路152から6秒に1回取り込み(ステップS301)、10回分のデータを取得したところで(ステップS302:Y)、それらの平均値Vaveを算出する(ステップS303)。すなわち、1分毎に受信レベルの平均値が取得される。10回の平均値Vaveが接続断レベルVcut以下ならば(ステップS304:Y)、接続断判定ルーチンに入る(ステップS305)。
【0044】
図8に示す接続断判定ルーチンでは、図2に示す状態と図3に示す状態とを判定する。接続断判定ルーチンでは、接続断フラグが3以上か否かを判定し(ステップS401)、3未満なら(ステップS401:N)、接続断フラグを+1し(ステップS402)、本処理を終了して接続断か否かの監視を継続する。3以上なら(ステップS401:Y)、接続断であると判定し、接続断通知を行う(ステップS403)。接続断フラグは、受信レベルの平均値Vaveが接続断レベルVcut以下になっている状態の継続時間を計数している。
【0045】
ここでは、受信レベルの平均値Vaveを1分毎に取得しているので、接続断レベルVcut以下の状態が3分間以上継続したとき、接続断と判定される。図3に示すように、受信レベルの平均値Vaveが接続断レベルVcutより高い値に復帰した場合には、図7のステップS310で接続断フラグが「0」にクリアされる。これにより、受信レベルの平均値Vaveが接続断レベルVcut以下の状態が3分継続しない場合には、接続断ではなく、天候等による一時的な変動で、正常な状態に含まれると判定される。
【0046】
10回の平均値Vaveが接続断レベルVcutより高く(ステップS304:N)かつ警告レベルVwarn以下ならば(ステップS306:Y)、レベルダウン判定ルーチンに入る(ステップS307)。レベルダウン判定ルーチンでは、図4に示す状態と、図5に示す状態と、図6に示すように受信レベルが上下に変動する状態とを区別して判定するようになっている。
【0047】
レベルダウン判定ルーチンでは、過去10日間の平均の受光レベルVpastと最新の1分間における受光レベルの平均値Vaveとを比較する。そして、後者が前者の60%以下ならば(図9、ステップS411:Y)、すなわち、過去10日間の平均値Vpastに対して最新の1分間における受光レベルの平均値Vaveが40%以上減少している状態(突発変動状態)の場合は、図4に示すような突発変動であると確定すべきか否かの判定を行う。突発変動か否かは、突発変動状態の継続時間を突発変動フラグによって計数し、突発変動状態が60分以上継続した場合に突発変動であると判定するようになっている。この60分は、受光レベルの上下変動の態様を判定するための一定期間として定めた時間である。なお、接続断判定ルーチンでは、60分を3分に短縮してある。
【0048】
具体的には、突発変動フラグが60以上でないときは(ステップS412:N)、突発変動フラグを+1し(ステップS414)、60以上になると(ステップS412:Y)、突発変動であると判定し、突発変動通知を行う(ステップS413)。図6に示すように、受信レベルの平均値Vaveが警告レベルVwarnより高い値に復帰した場合には、図7のステップS308で突発変動フラグが「0」にクリアされる。これにより、60分継続する前に受信レベルの平均値Vaveが警告レベルVwarnより高い値に復帰した場合は、突発変動ではなく、天候等による一時的な変動で、正常な状態に含まれると判定される。
【0049】
最新の1分間における受光レベルの平均値Vaveが過去10日間の平均の受光レベルVpastの60%より高い状態(光軸ズレ状態)の場合には(ステップS411:N)、レベル低下の要因が図5に示すような光軸ズレか否かの判定を行う。光軸ズレか否かは、光軸ズレ状態の継続時間を光軸ズレフラグを用いて計数し、光軸ズレ状態が60分以上継続した場合に光軸ズレであると判定するようになっている。この60分は、受光レベルの上下変動の態様を判定するための一定期間として定めた時間である。
【0050】
具体的には、光軸ズレフラグが60以上でないときは(ステップS415:N)、光軸ズレフラグを+1し(ステップS417)、60以上になると(ステップS415:Y)、光軸ズレであると判定し、光軸ズレ通知を行う(ステップS416)。図6に示すように、受信レベルの平均値Vaveが警告レベルVwarnより高い値に復帰した場合には、図7のステップS308で光軸ズレフラグが「0」にクリアされる。これにより、60分継続する前に受信レベルの平均値Vaveが警告レベルVwarnより高い値に復帰した場合は、光軸ズレではなく、天候等による一時的な変動で、正常な状態に含まれると判定される。
【0051】
図7に戻って説明する。先に説明したように、受信レベルの平均値Vaveが警告レベルVwarnより高い値に復帰した場合には(ステップS306:N)、突発変動フラグと光軸ズレフラグをクリアする(ステップS308)。そして、過去10日間の平均値Vpastを算出して更新する(ステップS309)。その後、接続断フラグをクリアする処理を行う(ステップS310)。もしくは、先に述べたレベルダウン判定ルーチン(ステップS307)を実行した後、接続断フラグをクリアする処理を行う(ステップS310)。接続断フラグをクリアした後、天候判定ルーチンに入る(ステップS311)。天候判定ルーチンでは、受信レベルの変動状態に基づいて、悪天候か好天候かを判定するようになっている。
【0052】
図10は、天候判定ルーチンの流れを示している。図11に示すように、悪天候の場合には、受信レベル511は、大きな変動幅で変化する。一方、図12に示すように悪天候でない場合は、受信レベル521の変動幅は小さいことが多い。また図13に示すように悪天候の場合には、受信レベル531は、大きな変動幅で短時間のうちに何度も繰り返し変動する。悪天候でない場合には、図14に示すように、受信レベル541は、大きな変動が生じた場合であっても、そのような変動が短時間のうちに何度も繰り返し生じることはほとんどない。そこで、図10に示す処理では、所定の監視期間内に受光レベルが一定以上の変動幅で上下に所定回数以上変動するか否かを判定し、上記のように変動したとき悪天候であると判定するようになっている。
【0053】
図10に示す処理では、監視期間は約30分になっている。また監視時間の30分は、好天候フラグによって計数される。所定の変動幅以上の変動が生じた回数は悪天候フラグで計数する。またVlastは受信レベルの前回の平均値を示し、Vminは受信レベルが下降から上昇に転じたときの最新の最小値を求めるための値であり、Vweatは、悪天候を判断する受信レベルの変動幅を示している。
【0054】
より詳細には、Vminは、受信レベルが下降中および受信レベルが下降中から上昇中に転じたときは、前回のVlastの値で更新され、受信レベルが上昇中の間は更新されず、前回、下降から上昇に転じたときの最小値が保持されるようになっている。なお、好天候フラグ、悪天候フラグ、Vlast、Vminの初期値はそれぞれ「0」に設定される。
【0055】
図10に示す処理では、受信レベルの平均値Vaveが上昇しているかどうかを見つけ、上昇が終了した時点でその変動の大きさを判定する。変動幅が一定値(Vweat)以上であれば、悪天候フラグを立て、このような変動が一定時間(ここでは約30分)以内に4回起これば、悪天候であると判定する。またVweat以上の変動幅で変動が起きなければ、好天候フラグを立て、この状態が30回起これば、好天候であると判断するようになっている。
【0056】
詳細には、まず、受信レベルの前回の平均値Vlastと今回の受信レベルの平均値Vaveとを比較して、受信レベルが上昇中か否かを判定する(ステップS421)。前回の平均値Vlastが今回の受信レベルの平均値Vave以上ならば(ステップS421:Y)、受信レベルが上昇中でないので、変動幅の判定に入る。すなわち、受信レベルの前回の平均値Vlastから最小値Vminを引いた値が規定の変動幅Vweatより大きいか否かを判定する(ステップS422)。
【0057】
ここで、受信レベルの下降が継続しているときは、Vminには前回のVlastが入っているので、(Vlast−Vmin)は負になり、当然にVweatより小さくなる(ステップS422:N)。この場合には、VminにVlastを代入し、Vminが最小値を示すように更新する(ステップS423)。一方、上昇から下降に転じた場合にはVlastがその極大値になっているので(Vlast−Vmin)は負にならない。したがってこのとき、本来の変動幅のチェックが行われることになる。
【0058】
このように上昇から下降に転じたときであって、しかも変動幅(Vlast−Vmin)がVweatより大きい場合は(ステップS422:Y)、悪天候の可能性がある。そこで、このような変動が、以後、監視時間(30分)の経過するまでに4回以上発生するか否かを調べ、4回以上発生した場合には、悪天候と判定する。
【0059】
具体的には、悪天候フラグが「0」より大きくないときは(ステップS427:N)、悪天候の判断に初めて入った場合なので、好天候フラグを「0」にクリアする(ステップS428)。これは、悪天候の判断に入った時点から30分の監視タイマーをスタートさせたことに相当する。悪天候フラグが3以下のときは(ステップS427:YおよびS429:N)、悪天候フラグを+1する(ステップS431)。一方、悪天候フラグが3を越えた場合には(ステップS429:Y)、悪天候通知を実行し、好天候フラグをクリアする(ステップS430)。そして、VaveをVlastに代入する(ステップS435)。なお、ステップS426においてVminにVlastを代入し、次の下降に備えてVminの値を極大値であるVlastに更新している。
【0060】
受信レベルの前回の平均値Vlastと今回の受信レベルの平均値Vaveとを比較した結果、前回の平均値Vlastが今回の受信レベルの平均値Vave以上でないならば(ステップS421:N)、受信レベルが上昇中なので、好天候の判定に入る。また上昇中のときはVlastでVminを更新しない。ただし、VlastがVminより小さい場合には、これをVminに代入する。すなわち、下降中から上昇へ転じた最初はVlastが極小値を示しているので、これをVminに代入する。
【0061】
好天候判定において、好天候フラグが30以下のときは(ステップS432:N)、好天候フラグを+1し(ステップS434)、30より大きいときは(ステップS432:Y)、悪天候フラグをクリアしかつ好天候通知を行う(ステップS433)。そして、VaveをVlastに代入する(ステップS435)。
【0062】
通知は、表示/通報処理回路155によって行う。接続断通知、突発変動通知、光軸ズレ通知については、表示部156への警報表示、所定のアドレスへの電子メール送付が行われる。このほか、悪天候通知および好天候通知を含めたすべての通知状況は、インターネット11を介してウェブブラウザによって常時確認することが可能になっている。
【0063】
このように、受光レベルの低下要因を詳細に自動判定することができるので、従来のように、専門知識を有する熟練者が長時間の監視を通じて判断する必要がなく、だれでも容易かつ迅速に受信レベルの低下要因を確認することができる。また天候に起因する受信レベルの低下など一時的で自然に復帰するものと、光軸ズレや素子の劣化など自然に復帰し得ないものとを区別して判定するので、接続断に至る前の段階で必要な警報だけを適切に通知することができる。
【0064】
記憶回路に過去10日分以上にわたる受光レベルの変化を履歴として記憶しておき、受光レベルが警報レベルを下回ったとき、この履歴に基づいて受光レベルの低下率を判定するので、警報レベルを下回った後の受光レベルの変化を長期にわたって監視することなく、即座に低下が急峻か緩やかかを判定することができる。また過去の履歴に基づいて判定するので、判定の対象期間を充分長くとることができる。
【0065】
受光レベルが、警報レベルより低い接続断レベルを下回ったとき、受信レベルの上下変動の態様を監視するための一定期間を突発変動や光軸ズレを監視する際の60分より短い3分に短縮しているので、接続断の障害を早期に特定して通知することが可能になっている。
【0066】
以上、本発明の実施形態を図面によって説明してきたが、具体的な構成は実施の形態に示したものに限るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。たとえば、実施の形態では、受光レベルの低下率が急激か緩やかかによって突発変動と光軸ズレとを区別するようにしたが、これらを必ずしも区別して通知しなくてもよい。
【0067】
また受信レベルの上下変動の態様を調べる処理は、図7〜図10に示したものに限定されず、一旦低下した受信レベルが一定時間内に回復するか否かと、短時間のうちに上下に大きく繰り返し変動するか否かを観察し得るものであれば、いかなる手順の処理であってもよい。
【0068】
さらに実施の形態では、受信レベルが低下したか否かと、それが復帰したか否かの判断を、同じ受信レベル(VwarnやVcut)を用いて行ったが、下降時と上昇時で、判断の基準となる受信レベルに差を設け、ヒステリシスを持たせるようにしてもよい。たとえば、上昇を判断するための復帰レベルを下降時の警告レベルや接続断レベルより高く設定する。このようにすれば、境界レベル近傍の微小な変動に影響されず、より的確な判定が可能になる。
【0069】
【発明の効果】
本発明に係る伝送障害判定装置および光空間伝送装置によれば、受光レベルが基準レベルを下回ったとき、その後の一定期間内における受光レベルの上下変動の態様に基づいて受光レベルの低下要因を自動判定するので、専門知識を有する熟練者が長時間の監視を通じて判断する必要がなくなり、だれでも容易かつ迅速に受信レベルの低下要因を確認することができる。
【0070】
受光レベルの低下率をさらに加味して受光レベルの低下要因を判定するものでは、素子の劣化や徐々に生じた光軸ズレによる低下と強風や衝突による急な低下とを区別でき、さらに詳細に低下要因が判定することができる。
【0071】
履歴記憶手段に受光レベルの変化の履歴を記憶しておき、受信機での受光レベルが基準レベルを下回ったとき、履歴記憶手段に記憶されている履歴に基づいて受光レベルの低下率を判定するものでは、基準レベルを下回った後の受光レベルの変化を長期にわたって監視することなく、基準レベルを下回った時点で即座に低下率を判定することができる。また過去の履歴に基づいて判定するので、判定の対象期間を充分長くとることができる。さらに基準レベルを下回った後の低下状況を調べることなく、低下率を判断できるので、基準レベル自体をある程度低く設定することができる。
【0072】
受光レベルの上下変動の一態様として、基準レベルを下回った後、一定期間が経過するまでに受光レベルが所定の復帰レベル以上に回復するか否かを監視し、回復したときは受光レベルが上下に変動したものとして低下要因を判定するものでは、上下変動の有無を容易に判定することができる。
【0073】
所定の監視期間内に受光レベルが一定以上の変動幅で上下に所定回数以上変動したとき、天候に起因して受光レベルが低下したと判定するものでは、天候に起因する受光レベルの低下要因を、自動で的確に判定することができる。
【0074】
受信機での受光レベルが、基準レベルより低い第2基準レベルを下回ったとき、受信レベルの上下変動の態様を監視するための一定期間を短くするものでは、接続断または接続断に近いところまで受光レベルが低下している場合に、その障害が発生してから短時間のうちに警報を発することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る光空間伝送装置の構成を示すブロック図である。
【図2】接続断と判定すべき受光レベルの低下特性の一例を示す説明図である。
【図3】一時的な低下であって接続断と判定すべきでない受光レベルの変化特性の一例を示す説明図である。
【図4】突発変動の警告を発生すべき受光レベルの低下特性の一例を示す説明図である。
【図5】光軸ズレの警告を発生すべき受光レベルの低下特性の一例を示す説明図である。
【図6】天候不順時の受光レベルの変動特性の一例を示す説明図である。
【図7】本発明の実施の形態に係る光空間伝送装置が行う受光レベル低下要因の判定処理のメインルーチンを示す流れ図である。
【図8】本発明の実施の形態に係る光空間伝送装置が行う接続断判定ルーチンを示す流れ図である。
【図9】本発明の実施の形態に係る光空間伝送装置が行うレベルダウン判定ルーチンを示す流れ図である。
【図10】本発明の実施の形態に係る光空間伝送装置が行う天候判定ルーチンを示す流れ図である。
【図11】悪天候の可能性のある大きな変動幅での受光レベルの変動特性の一例を示す説明図である。
【図12】悪天候の可能性のない小さい変動幅での受光レベルの変動特性の一例を示す説明図である。
【図13】大きな変動幅で変動が短時間に繰り返し生じる悪天候時における受光レベルの変動特性の一例を示す説明図である。
【図14】大きな変動がすぐに収まった場合における受光レベルの変動特性の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
10…LAN回線
11…インターネット
100…光空間伝送装置
110…送受信装置
111…LANインターフェース回路
112…変調回路
113…増幅回路
114…発光素子
115…送信レンズ系
121…受信レンズ系
122…受光素子
123…増幅回路
124…復調回路
150…伝送障害判定装置
151…直流変換回路
152…A/D変換回路
153…記憶回路
154…判定回路
155…表示/通報処理回路
156…表示部
157…LANインターフェース回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a transmission failure determination apparatus for determining a cause of transmission failure caused by optical space transmission in which information is transmitted by light through a free space from a transmitter to a receiver, particularly for long distance transmission of several hundred meters or more. The present invention relates to a transmission failure determination device for determining a failure factor in the case of performing and an optical space transmission device including the same.
[0002]
[Prior art]
In optical space transmission in which information is transmitted by light through a free space from a transmitter to a receiver, there is one that transmits a long distance of several hundred meters to more than a kilometer. The light reception level at the receiver is lowered due to optical axis misalignment, weather conditions such as rain and snow, element deterioration and breakage, etc., and if it falls below the minimum allowable level, the connection is broken.
[0003]
The monitoring of the communication status in the optical space transmission apparatus is performed based on the monitoring of the received light amount level and the received data packet amount in the receiver.
[0004]
In addition, there is a method for determining a factor of deterioration in communication status based on weather data. For example, when the communication speed is reduced, it is determined from weather data whether the cause is an optical axis misalignment or bad weather such as rain, and the optical axis adjustment is performed only in the case of an optical axis misalignment. (See Patent Document 1).
[0005]
In addition, there is a technique for determining a signal level reduction factor based on whether the level of a pilot signal of a carrier apparatus that employs a frequency division multiplexing system has rapidly decreased or gradually decreased. In this apparatus, when the required time from when the signal level is lowered to the first level to when the signal level is lowered to the second level lower than this is short (in the case of a sudden drop), it is determined that the connection is broken, and the required time If it is above a certain level (in the case of a gradual decrease), it is determined that the deterioration has occurred (see Patent Document 2).
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2000-165326 A (paragraph 0035)
[Patent Document 2]
JP 61-198831 A
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Transmission obstacles in long-distance optical transmission include (1) disconnection, (2) deterioration of the element and gradually occurring optical axis deviation, (3) sudden optical axis deviation due to strong winds and impacts, (4) ▼ Temporary decline due to weather, etc. In the case of {circle around (1)}, the light reception level falls below an allowable level necessary for connection. In the case of (2), the light reception level gradually decreases. In the case of {circle around (3)}, the received light level suddenly decreases suddenly. In the case of {circle around (4)}, the light reception level repeatedly fluctuates up and down from several minutes to several tens of minutes.
[0008]
Conventionally, since the transmission status is only monitored by the light reception level and the amount of data packets, it is necessary to have expert knowledge in order to identify the factors that decrease the light reception level by distinguishing from the above information (1) to (4). Had to judge. Further, unless the light reception level is monitored over a long period of time, it is impossible to accurately determine the cause of the decrease, so the burden on the supervisor is heavy and it is difficult to make an accurate determination in a timely manner.
[0009]
By the way, in the case of deterioration of elements, it is desirable to give a warning to that effect before disconnection. On the other hand, if it is caused by the weather, it will be recovered soon, so it is better not to issue an alarm, and it is preferable to notify if necessary that the reception level lowering factor is bad weather.
[0010]
However, as in the case of monitoring the previous pilot signal, the determination of the decrease factor based on whether the signal level has suddenly or gradually decreased is based on the assumption that the signal level decreases monotonously. As in the case of a temporary decrease based on the above, it is impossible to distinguish between the deterioration of the communication situation in which the light reception level fluctuates high and low and the deterioration that monotonously decreases. For this reason, it was not possible to properly issue an alarm before disconnection.
[0011]
Further, in the case of detecting a weather condition or inputting weather data to determine a cause of a decrease in reception level, it is necessary to add an input device for such information, so that there is a problem that the device configuration becomes complicated. .
[0012]
The present invention has been made by paying attention to such a conventional problem, and can determine in detail the factors that lower the received light level. It is an object of the present invention to provide a transmission failure determination device capable of issuing only a necessary alarm before reaching a disconnection and an optical space transmission device including the same.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The gist of the present invention for achieving the object lies in the inventions of the following items.
[1] In a transmission failure determination device (150) for determining a cause of transmission failure that occurs in optical space transmission in which information is transmitted by light through a free space from a transmitter to a receiver (122, etc.)
Decreasing factor determination means (154) for determining the factor of lowering the received light level based on the up and down variation of the received light level within a certain period thereafter when the received light level at the receiver (122 etc.) falls below the reference level. HaveAnd
The reduction factor determination means (154) determines that the light reception level has decreased due to the weather when the light reception level has fluctuated up or down a predetermined number of times within a predetermined monitoring period.Do
A transmission failure determination device (150) characterized by the above.
[0014]
[2] In a transmission failure determination device (150) for determining a cause of transmission failure that occurs in optical space transmission in which information is transmitted by light through free space from a transmitter to a receiver (122, etc.)
When the light reception level at the receiver (122 or the like) falls below the reference level, the light reception level reduction factor is determined based on the rate of decrease in the light reception level and the manner in which the light reception level fluctuates up and down within a certain period thereafter. Has reduction factor determination means (154)And
The reduction factor determination means (154) determines that the light reception level has decreased due to the weather when the light reception level has fluctuated up or down a predetermined number of times within a predetermined monitoring period.Do
A transmission failure determination device (150) characterized by the above.
[0016]
[3The reduction factor determination means (154) monitors whether or not the light reception level recovers to a predetermined return level or more by the time the fixed period elapses as one aspect of the vertical fluctuation, and based on the result. Determining factors that reduce received light level
[1]Or [2]A transmission failure determination device according to (150).
[0017]
[4There are alarm means (155 to 157) for issuing an alarm when the light reception level does not recover above the return level within a certain period after the light reception level at the receiver (122 etc.) falls below the reference level.
It is characterized by [3] The transmission failure determination device according to (150).
[0018]
[5] In a transmission failure determination device (150) for determining a cause of a transmission failure that occurs in optical space transmission in which information is transmitted by light through free space from a transmitter to a receiver (122, etc.)
When the light reception level at the receiver (122 or the like) falls below a reference level, the light reception level reduction factor is determined based on the rate of decrease in the light reception level and the manner in which the light reception level fluctuates up and down within a certain period thereafter Reduction factor determination means (154);
A history storage means (153) for storing a history of changes in the received light level,
The reduction factor determination means (154) determines the reduction rate of the received light level based on the history stored in the history storage means (153),
When the received light level at the receiver (122, etc.) falls below a second reference level lower than the reference level, the certain period is shortened.
A transmission failure determination device (150) characterized by the above.
[0019]
[6] When the light receiving level at the receiver (122 or the like) falls below a second reference level lower than the reference level, the predetermined period is shortened.
[1], [2], [3]Or [4]A transmission failure determination device according to (150).
[0020]
[7] Transmitter (114 etc.),
A receiver (122, etc.) that receives an optical signal transmitted from the transmitter (114, etc.) via free space;
[1], [2], [3], [4],[5] or [6]And a transmission failure determination device (150) described in
An optical space transmission device (100) comprising:
[0021]
Next, the operation of the invention described in each of the above items will be described.
When the light reception level at the receiver (122, etc.) falls below the reference level, the reduction factor determination means (154) examines the mode of the vertical fluctuation of the light reception level within a certain period thereafter, and based on the result, the light reception level Determine the cause of the decrease. For example, when the deterioration or optical axis shift gradually progresses, the light reception level decreases monotonously, and when it is based on the weather, the light reception level fluctuates up and down. Determined.
[0022]
When the light reception level at the receiver (122 or the like) falls below the reference level, the light reception level reduction factor is determined by further taking into account the light reception level reduction rate. When the element deteriorates or the optical axis gradually shifts, the received light level gradually decreases over a long period of time, and when the direction of the light transmitting / receiving unit changes significantly due to strong wind or impact, the received light level decreases rapidly. To do. Therefore, the reduction factor is determined in more detail on the basis of the rate of decrease in received light level (whether it is moderate or abrupt).
[0023]
The history of the received light level change is stored in the history storage means (153), and when the received light level at the receiver (122 etc.) falls below the reference level, the history stored in the history storage means (153) is stored in the history. Based on this, the reduction rate of the received light level is determined. For example, the reduction rate of the light reception level is determined by comparing the average value of the light reception level in the past predetermined period with the current light reception level. As described above, since the decrease rate is determined by referring to the history, it is possible to immediately determine the decrease rate when the level falls below the reference level without monitoring the change in the light reception level after the level falls below the reference level over a long period of time. it can. Further, since the determination is based on the past history, the determination target period can be sufficiently long. Furthermore, since the rate of decrease can be determined without examining the state of decrease after falling below the reference level, the reference level itself can be set low to some extent.
[0024]
As one aspect of the fluctuation of the light reception level, it is monitored whether the light reception level recovers above a predetermined return level after a certain period of time after the reference level is lowered. The factor of decline is determined as having changed. Thereby, it is possible to easily determine the presence or absence of vertical fluctuation.
[0025]
The decrease factor determination means (154) determines that the received light level has decreased due to the weather when the received light level fluctuates up and down a predetermined number of times within a predetermined monitoring period. That is, in bad weather, the light reception level fluctuates greatly up and down many times. By capturing the characteristics of the change in the light reception level, it is determined that the light reception level lowering factor is bad weather.
[0026]
When the light reception level at the receiver (122, etc.) falls below a second reference level that is lower than the reference level, the fixed period for monitoring the vertical fluctuation mode of the light reception level (particularly, whether there is vertical fluctuation) is shortened. . As a result, when the light reception level has dropped to a point where the connection is broken or close to the connection break, an alarm can be issued within a short period of time after the occurrence of the failure.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Optical space transmission is a communication method in which information is transmitted by transmitting a light beam carrying information from a transmitter to free space, receiving it by a receiver, and demodulating it. Here, a long distance, for example, optical space transmission in the outdoors connecting points separated from several hundred meters to kilometers or more is targeted. Also, digital information is transmitted by on / off modulating the transmitted light.
[0028]
FIG. 1 shows a schematic configuration of an optical
[0029]
The
[0030]
The
[0031]
The receiving
[0032]
The transmission
[0033]
The output signal of the A /
[0034]
The display /
[0035]
The
[0036]
The
[0037]
FIG. 2 shows a change characteristic of the light reception level (reception voltage V), and shows an example in which the state continues after suddenly decreasing below the disconnection. The
[0038]
FIG. 3 shows an example of a case where the light reception level temporarily drops below the disconnection. The
[0039]
FIG. 4 shows an example in which the light reception level suddenly decreases between the warning level Vwarn and the disconnection level Vcut. The
[0040]
FIG. 5 shows an example of a case where the light reception level gradually decreases between the warning level Vwarn and the disconnection level Vcut. The
[0041]
FIG. 6 shows an example of a change in the received light level when the weather is irregular. The
[0042]
The
[0043]
In the main routine shown in FIG. 7, the
[0044]
In the connection disconnection determination routine shown in FIG. 8, the state shown in FIG. 2 and the state shown in FIG. 3 are determined. In the disconnection determination routine, it is determined whether or not the disconnection flag is 3 or more (step S401). If it is less than 3 (step S401: N), the disconnection flag is incremented by 1 (step S402), and this process is terminated. Continue monitoring for disconnection. If it is 3 or more (step S401: Y), it is determined that the connection is disconnected, and a connection disconnection notification is given (step S403). The disconnection flag counts the duration of the state where the average value Vave of the reception level is equal to or lower than the disconnection level Vcut.
[0045]
Here, since the average value Vave of the reception levels is acquired every minute, it is determined that the connection is disconnected when the state below the connection disconnection level Vcut continues for 3 minutes or more. As shown in FIG. 3, when the average value Vave of the reception level returns to a value higher than the disconnection level Vcut, the disconnection flag is cleared to “0” in step S310 of FIG. Thereby, when the average value Vave of the reception level is not lower than the disconnection level Vcut for 3 minutes, it is determined that the normal state is included due to temporary fluctuations due to weather or the like instead of disconnection. .
[0046]
If the average value Vave of 10 times is higher than the disconnection level Vcut (step S304: N) and lower than the warning level Vwarn (step S306: Y), the level down determination routine is entered (step S307). In the level down determination routine, the state shown in FIG. 4, the state shown in FIG. 5, and the state in which the reception level fluctuates up and down as shown in FIG. 6 are distinguished and determined.
[0047]
In the level down determination routine, the average light reception level Vpast in the past 10 days is compared with the average value Vave of the light reception level in the latest one minute. If the latter is 60% or less of the former (FIG. 9, step S411: Y), that is, the average value Vave of the light receiving level in the latest one minute is reduced by 40% or more with respect to the average value Vpast of the past 10 days. If it is in the state (sudden fluctuation state), it is determined whether or not the sudden fluctuation as shown in FIG. Whether or not there is a sudden fluctuation is determined by counting the duration of the sudden fluctuation state by the sudden fluctuation flag and determining that it is a sudden fluctuation when the sudden fluctuation state continues for 60 minutes or more. The 60 minutes is a time set as a certain period for determining the mode of fluctuation in the light reception level. In the disconnection determination routine, 60 minutes is shortened to 3 minutes.
[0048]
Specifically, when the sudden fluctuation flag is not 60 or more (step S412: N), the sudden fluctuation flag is incremented by 1 (step S414), and when it is 60 or more (step S412: Y), it is determined that the sudden fluctuation is present. Then, sudden change notification is performed (step S413). As shown in FIG. 6, when the average value Vave of the reception level returns to a value higher than the warning level Vwarn, the sudden change flag is cleared to “0” in step S308 of FIG. As a result, if the average value Vave of the reception level returns to a value higher than the warning level Vwarn before continuing for 60 minutes, it is determined that it is included in the normal state due to temporary fluctuations due to weather, etc., not sudden fluctuations. Is done.
[0049]
If the average value Vave of the light reception level in the latest one minute is higher than 60% of the average light reception level Vpast in the past 10 days (optical axis misalignment state) (step S411: N), the cause of the level decrease is shown in FIG. It is determined whether or not the optical axis is shifted as shown in FIG. Whether or not there is an optical axis deviation is determined by counting the duration of the optical axis deviation state using an optical axis deviation flag, and determining that the optical axis deviation is present when the optical axis deviation state continues for 60 minutes or more. . The 60 minutes is a time set as a certain period for determining the mode of fluctuation in the light reception level.
[0050]
Specifically, when the optical axis deviation flag is not 60 or more (step S415: N), the optical axis deviation flag is incremented by 1 (step S417), and when it is 60 or more (step S415: Y), it is determined that the optical axis deviation is present. Then, the optical axis deviation notification is performed (step S416). As shown in FIG. 6, when the average value Vave of the reception level returns to a value higher than the warning level Vwarn, the optical axis deviation flag is cleared to “0” in step S308 of FIG. As a result, if the average value Vave of the reception level returns to a value higher than the warning level Vwarn before continuing for 60 minutes, it is not an optical axis shift but a temporary fluctuation due to the weather or the like and is included in a normal state. Determined.
[0051]
Returning to FIG. As described above, when the average value Vave of the reception level returns to a value higher than the warning level Vwarn (step S306: N), the sudden fluctuation flag and the optical axis deviation flag are cleared (step S308). Then, the average value Vpast for the past 10 days is calculated and updated (step S309). Thereafter, processing for clearing the disconnection flag is performed (step S310). Alternatively, after executing the level down determination routine (step S307) described above, a process for clearing the disconnection flag is performed (step S310). After clearing the disconnection flag, the weather determination routine is entered (step S311). In the weather determination routine, it is determined whether the weather is bad or good based on the fluctuation state of the reception level.
[0052]
FIG. 10 shows the flow of the weather determination routine. As shown in FIG. 11, in the case of bad weather, the
[0053]
In the process shown in FIG. 10, the monitoring period is about 30 minutes. The monitoring time of 30 minutes is counted by a favorable weather flag. The number of occurrences of fluctuations greater than a predetermined fluctuation range is counted with a bad weather flag. Vlast indicates the previous average value of the reception level, Vmin is a value for obtaining the latest minimum value when the reception level changes from falling to rising, and Vweat is the fluctuation range of the reception level for judging bad weather. Is shown.
[0054]
More specifically, Vmin is updated with the previous value of Vlast when the reception level is decreasing and when the reception level changes from decreasing to increasing, and is not updated while the reception level is increasing, but decreases the previous time. The minimum value when it starts to rise is held. The initial values of the good weather flag, bad weather flag, Vlast, and Vmin are each set to “0”.
[0055]
In the process shown in FIG. 10, it is determined whether or not the average value Vave of the reception level has increased, and the magnitude of the fluctuation is determined when the increase is completed. If the fluctuation range is equal to or greater than a certain value (Vweat), a bad weather flag is set. If such fluctuation occurs four times within a certain time (about 30 minutes here), it is determined that the weather is bad. If the fluctuation does not occur with a fluctuation width equal to or greater than Vweat, a favorable weather flag is set. If this condition occurs 30 times, it is determined that the weather is favorable.
[0056]
Specifically, first, the previous average value Vlast of the reception level is compared with the average value Vave of the current reception level to determine whether or not the reception level is increasing (step S421). If the previous average value Vlast is equal to or greater than the average value Vave of the current reception level (step S421: Y), the reception level is not increasing, and the fluctuation range is entered. That is, it is determined whether or not a value obtained by subtracting the minimum value Vmin from the previous average value Vlast of the reception level is larger than a specified fluctuation range Vweat (step S422).
[0057]
Here, when the reception level continues to decrease, Vmin contains Vlast of the previous time, so (Vlast−Vmin) becomes negative and naturally becomes smaller than Vweat (step S422: N). In this case, Vlast is substituted into Vmin and updated so that Vmin indicates the minimum value (step S423). On the other hand, in the case of turning from rising to lowering, Vlast has its maximum value, and (Vlast−Vmin) does not become negative. Therefore, at this time, the original fluctuation range is checked.
[0058]
Thus, when it changes from the rise to the fall and the fluctuation range (Vlast−Vmin) is larger than Vweat (step S422: Y), there is a possibility of bad weather. Therefore, it is examined whether or not such fluctuations occur four times or more before the monitoring time (30 minutes) elapses. If four or more times occur, it is determined that the weather is bad.
[0059]
Specifically, when the bad weather flag is not greater than “0” (step S427: N), the bad weather flag is cleared to “0” because it is the first time the bad weather determination is entered (step S428). This is equivalent to starting the monitoring timer for 30 minutes from the time when the judgment of bad weather is started. When the bad weather flag is 3 or less (steps S427: Y and S429: N), the bad weather flag is incremented by 1 (step S431). On the other hand, when the bad weather flag exceeds 3 (step S429: Y), the bad weather notification is executed and the good weather flag is cleared (step S430). Then, Vave is substituted for Vlast (step S435). In step S426, Vlast is substituted for Vmin, and the value of Vmin is updated to the maximum value Vlast in preparation for the next drop.
[0060]
As a result of comparing the previous average value Vlast of the reception level with the average value Vave of the current reception level, if the previous average value Vlast is not greater than or equal to the average value Vave of the current reception level (step S421: N), the reception level Since it is rising, it enters into the judgment of good weather. When it is increasing, Vmin is not updated with Vlast. However, if Vlast is smaller than Vmin, this is substituted for Vmin. That is, since Vlast shows a minimum value at the beginning of the transition from falling to rising, this is substituted for Vmin.
[0061]
In the favorable weather determination, when the favorable weather flag is 30 or less (step S432: N), the favorable weather flag is incremented by 1 (step S434), and when it is larger than 30 (step S432: Y), the bad weather flag is cleared and A good weather notification is made (step S433). Then, Vave is substituted for Vlast (step S435).
[0062]
Notification is performed by the display /
[0063]
In this way, it is possible to automatically determine in detail the factors that reduce the received light level, so that it is not necessary for a skilled worker to make a judgment through long-term monitoring as in the past, and anyone can receive it easily and quickly. It is possible to confirm the cause of the decrease in level. In addition, since it is judged to distinguish between temporary and natural recovery such as a decrease in reception level due to weather and those that cannot be recovered naturally such as optical axis misalignment and element deterioration, the stage before disconnection It is possible to properly notify only necessary alarms.
[0064]
The memory circuit stores the change in the received light level over the past 10 days as a history, and when the received light level falls below the alarm level, the rate of decrease in the received light level is determined based on this history. It is possible to immediately determine whether the decrease is steep or gradual without monitoring the change in the received light level over a long period of time. Further, since the determination is based on the past history, the determination target period can be sufficiently long.
[0065]
When the light reception level falls below the disconnection level lower than the alarm level, the fixed period for monitoring the up-and-down fluctuation of the reception level is shortened to 3 minutes, which is shorter than 60 minutes for monitoring sudden fluctuations and optical axis deviations. Therefore, it is possible to identify and notify the failure of disconnection at an early stage.
[0066]
The embodiment of the present invention has been described with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to that shown in the embodiment, and the present invention can be changed or added without departing from the scope of the present invention. Included in the invention. For example, in the embodiment, the sudden fluctuation and the optical axis deviation are distinguished depending on whether the decrease rate of the received light level is abrupt or gentle. However, it is not always necessary to distinguish and notify them.
[0067]
Further, the process for checking the aspect of the up / down fluctuation of the reception level is not limited to the one shown in FIGS. Any procedure may be used as long as it can be observed whether or not it fluctuates greatly.
[0068]
Further, in the embodiment, whether or not the reception level has decreased and whether or not it has been restored are determined using the same reception level (Vwarn or Vcut). A difference may be provided in the reference reception level to provide hysteresis. For example, the return level for determining the rise is set higher than the warning level and the disconnection level at the time of fall. In this way, more accurate determination is possible without being affected by minute fluctuations in the vicinity of the boundary level.
[0069]
【The invention's effect】
According to the transmission failure determination device and the optical space transmission device according to the present invention, when the light reception level falls below the reference level, the light reception level lowering factor is automatically determined based on the vertical fluctuation of the light reception level within a certain period thereafter. Since the determination is made, it is not necessary for a skilled person having specialized knowledge to make a determination through long-time monitoring, and anyone can easily and quickly confirm the cause of lowering the reception level.
[0070]
By determining the light reception level reduction factor by further taking into account the light reception level reduction rate, it is possible to distinguish between deterioration due to the element or a gradual shift in the optical axis and sudden decrease due to strong wind or collision. A decrease factor can be determined.
[0071]
The history of the received light level change is stored in the history storage means, and when the received light level at the receiver falls below the reference level, the reduction rate of the received light level is determined based on the history stored in the history storage means. In this case, the rate of decrease can be determined immediately when the level falls below the reference level without monitoring the change in the received light level after the level falls below the reference level over a long period of time. Further, since the determination is based on the past history, the determination target period can be sufficiently long. Furthermore, since the rate of decrease can be determined without examining the state of decrease after falling below the reference level, the reference level itself can be set low to some extent.
[0072]
As one aspect of the fluctuation of the light reception level, it is monitored whether the light reception level recovers above a predetermined return level after a certain period of time after the reference level is lowered. In the case where the decrease factor is determined as having changed to the above, it is possible to easily determine the presence or absence of vertical fluctuation.
[0073]
If it is determined that the received light level has decreased due to the weather when the received light level has fluctuated more than a predetermined number of times within a predetermined monitoring period, Automatic and accurate determination can be made.
[0074]
When the light reception level at the receiver falls below the second reference level, which is lower than the reference level, it shortens the fixed period for monitoring the mode of vertical fluctuation of the reception level. When the light reception level is lowered, an alarm can be issued within a short time after the failure occurs.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an optical space transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a light reception level reduction characteristic to be determined as disconnection.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of a change characteristic of a received light level that should be determined to be a disconnection due to a temporary decrease.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a light reception level lowering characteristic that should generate a warning of sudden fluctuation.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of a reduction characteristic of a received light level at which an optical axis deviation warning is to be generated.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of fluctuation characteristics of the received light level when the weather is irregular.
FIG. 7 is a flowchart showing a main routine of a light reception level lowering factor determination process performed by the optical space transmission device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart showing a disconnection determination routine performed by the optical space transmission apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a flowchart showing a level-down determination routine performed by the optical space transmission apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a flowchart showing a weather determination routine performed by the optical space transmission apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing an example of fluctuation characteristics of the received light level in a large fluctuation range in which there is a possibility of bad weather.
FIG. 12 is an explanatory diagram showing an example of fluctuation characteristics of the received light level in a small fluctuation range where there is no possibility of bad weather.
FIG. 13 is an explanatory diagram showing an example of fluctuation characteristics of the received light level in bad weather where fluctuations occur repeatedly in a short time with a large fluctuation range.
FIG. 14 is an explanatory diagram showing an example of fluctuation characteristics of the received light level when a large fluctuation is immediately settled.
[Explanation of symbols]
10 ... LAN line
11 ... Internet
100: Optical space transmission device
110: Transmitter / receiver
111 ... LAN interface circuit
112. Modulation circuit
113 ... Amplifier circuit
114 ... Light emitting element
115 ... Transmission lens system
121 ... Receiving lens system
122. Light receiving element
123 ... Amplifier circuit
124. Demodulator circuit
150: Transmission failure determination device
151 .. DC conversion circuit
152... A / D conversion circuit
153 ... Memory circuit
154: Determination circuit
155 ... Display / report processing circuit
156 ... Display section
157 ... LAN interface circuit
Claims (7)
前記受信機での受光レベルが基準レベルを下回ったとき、その後の一定期間内における受光レベルの上下変動の態様に基づいて受光レベルの低下要因を判定する低下要因判定手段を有し、
前記低下要因判定手段は、所定の監視期間内に受光レベルが一定以上の変動幅で上下に所定回数以上変動したとき、天候に起因して受光レベルが低下したと判定する
ことを特徴とする伝送障害判定装置。In a transmission failure determination device for determining a cause of transmission failure caused by optical space transmission in which information is transmitted by light through free space from a transmitter to a receiver,
When the received light level at the receiver is lower than the reference level, it has a lowering factor determination means for determining a lowering factor of the received light level based on the aspect of the vertical fluctuation of the received light level within a certain period thereafter
The reduction factor determination means determines that the light reception level has decreased due to weather when the light reception level fluctuates up and down a predetermined number of times within a predetermined monitoring period within a predetermined fluctuation range. Fault determination device.
前記受信機での受光レベルが基準レベルを下回ったとき、受光レベルの低下率と、その後の一定期間内における受光レベルの上下変動の態様に基づいて受光レベルの低下要因を判定する低下要因判定手段を有し、
前記低下要因判定手段は、所定の監視期間内に受光レベルが一定以上の変動幅で上下に所定回数以上変動したとき、天候に起因して受光レベルが低下したと判定する
ことを特徴とする伝送障害判定装置。In a transmission failure determination device for determining a cause of transmission failure caused by optical space transmission in which information is transmitted by light through free space from a transmitter to a receiver,
Decreasing factor determining means for determining a factor of decreasing the received light level when the received light level at the receiver falls below a reference level based on the rate of decrease of the received light level and the manner in which the received light level fluctuates up and down within a certain period thereafter. Have
The reduction factor determination means determines that the light reception level has decreased due to weather when the light reception level fluctuates up and down a predetermined number of times within a predetermined monitoring period within a predetermined fluctuation range. Fault determination device.
ことを特徴とする請求項1または2に記載の伝送障害判定装置。As one aspect of the vertical fluctuation, the reduction factor determination means monitors whether or not the light reception level recovers to a predetermined return level or more until the predetermined period elapses, and based on the result, the light reception level decreases. The transmission failure determination apparatus according to claim 1 or 2 , wherein a factor is determined.
ことを特徴とする請求項3に記載の伝送障害判定装置。When the light receiving level at the receiver the received light level within a certain period of time after lower than the reference level is not restored above the return level, according to claim 3, characterized in that it comprises an alarm means for issuing an alarm Transmission failure judgment device.
前記受信機での受光レベルが基準レベルを下回ったとき、受光レベルの低下率と、その後の一定期間内における受光レベルの上下変動の態様に基づいて受光レベルの低下要因を判定する低下要因判定手段と、
受光レベルの変化の履歴を記憶する履歴記憶手段と、を備え、
前記低下要因判定手段は、前記履歴記憶手段に記憶されている履歴に基づいて受光レベルの低下率を判定し、
前記受信機での受光レベルが、前記基準レベルより低い第2基準レベルを下回ったとき、前記一定期間を短くする
ことを特徴とする伝送障害判定装置。 In a transmission failure determination device for determining a cause of transmission failure caused by optical space transmission in which information is transmitted by light through free space from a transmitter to a receiver,
Decreasing factor determining means for determining a factor of decreasing the received light level when the received light level at the receiver falls below a reference level based on the rate of decrease of the received light level and the manner in which the received light level fluctuates up and down within a certain period thereafter. When,
A history storage means for storing a history of changes in the received light level,
The reduction factor determination means determines a reduction rate of the received light level based on the history stored in the history storage means,
The transmission failure determination device according to claim 1 , wherein when the light reception level at the receiver is lower than a second reference level lower than the reference level, the predetermined period is shortened .
ことを特徴とする請求項1、2、3または4に記載の伝送障害判定装置。Received level at the receiver is, when falls below a second reference level lower than the reference level, transmission failure determination apparatus according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that to shorten the predetermined period .
前記送信機の送出した光信号を自由空間を介して受信する受信機と、
請求項1、2、3、4、5または6に記載の伝送障害判定装置と
を有することを特徴とする光空間伝送装置。A transmitter,
A receiver for receiving an optical signal transmitted from the transmitter via free space;
An optical space transmission device comprising: the transmission failure determination device according to claim 1.
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