JPH0220049B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は光フアイバケーブルの破断を予知す
る装置に関する。

周知のように、光フアイバケーブルは大容量、
高速度、無誘導等多くの利点を有するものであ
り、近時画像、データ伝送回線等を対象に普及、
拡大化する傾向にある。

この光フアイバケーブルは、通常地下洞道ある
いは配線添架、複合架空地線など架空方式によつ
て布設されているが、最近はこのうちの架空方式
布設が多くなつている。前記洞道布設の場合は場
所が地下であるため、周囲温度の変化が小さく、
ケーブルに加わる機械的な衝撃も小さい等、使用
環境が良好である。これに対して、架空方式の場
合は温度が広い範囲で変化し、また、架空柱の振
動や風圧等によりケーブルに多大な機械的衝撃が
加わるため、厳しい環境条件となつている。この
ような環境条件で使用される光フアイバケーブル
の信頼度を大きく左右するのはケーブル接続部で
ある。一般に、光フアイバケーブルの永久接続部
は製造されたケーブルの両端末の１次、２次被覆
を取り去り、熱融着接続した後補強し、機械的強
度を高めている。したがつて、このような接続部
は高度な接続技術を有する訓練された作業者によ
つて接続されても、フアイバや被覆コートなどの
温度係数差によりフアイバ心線のつき出し現象
（フアイバ心線が被覆コートをつき破つてくる現
象）等の障害が生ずることが知られている。この
つき出し現象は、一般に、温度が高い場合は殆ん
ど発生せず、低温になると発生することが確認さ
れている。これらつき出し現象等の障害による光
信号の伝送損失は、布設工事実施当初は小さいた
め問題にならないが、周囲温度が繰返し変化され
ると障害箇所の損傷が大きくなり、ついには破断
に至ることもある。

ところで、光フアイバケーブル回線の異状検出
手段としては、光信号の有無を検出し、これより
発光素子、光フアイバケーブルおよび受光素子の
状態を判断する方法が考えられる。しかし、この
ように光信号の有無のみにより光フアイバケーブ
ル回線の状態を判断する方法は、光フアイバケー
ブルが完全に切断されたり、発光素子や受光素子
に障害が発生し、機能喪失となつて始めて異状を
検知できるものである。したがつて、事前の予知
は不可能であり、ケーブルの運用上極めて問題で
あつた。

この発明は上記事情に基づいてなされたもので
あり、この目的とするところは光フアイバケーブ
ルに伝送される光信号の伝送損失を検出し、この
伝送損失の変化よりケーブルの事故の検知あるい
は将来発生するであろう事故の予知を行うことが
可能な光フアイバケーブル破断予知装置を提供し
ようとするものである。

以下、この発明の一実施例について図面を参照
して説明する。

一般に、光フアイバケーブルの伝送損失の増加
現象は次の３つのパターンに分けられる。

光信号受信端に到達しない程度まで損失が増
大し修理しなければ回線として使用できない状
態（第１図に示す）。

光信号の損失が徐々に増大する傾向にあり、
損失の増減が数サイクル継続し、いずれ近い将
来破断してパターンとなる状態（第２図に示
す）。

光信号の損失が急激に大きく増加し、パター
ンには至らないが将来破断に進展するおそれ
のある状態（第３図に示す）。

この発明は光フアイバケーブルの障害を上記３
つのパターンに基づいて検出するものであり、光
フアイバケーブルの障害判定を光信号の伝送レベ
ルを検出することにより行うものである。即ち、
この発明では障害判定を行うため、第１図乃至第
３図に示す如く損失増加判定レベルL_i、大幅損失
判定レベルL_gおよび事故判定レベルL_tの３つの判
定レベルを設け、光信号の標準伝送損失と現在の
光信号の伝送損失の差を求め、この差の値と前記
３つの判定レベルとを比較することにより、正常
状態か、破断による事故か、障害発生かを判定し
それに応じて警報表示を行うものである。

第４図はこの発明の装置を示すものであり、１
１は光フアイバケーブルである。このケーブル１
１の例えば接続部と接続部の中間部には分岐器１
２が設けられ、この分岐器１２によつてケーブル
１１に伝送されている光信号の一部が取出され
る。この取出された光信号はタイマー信号発生器
１３より所定時間間隔毎に出力されるタイマー信
号および後述する損失増加判定器２３、増加傾向
判定器２９、増加予測判定器３１、より出力され
るリターン信号とともにアンドゲート回路１４に
供給され、入力条件が満足されている場合、この
アンドゲート回路１４を介してレベル演算器１５
に供給される。このレベル演算器１５にはL_s（通
常レベル）メモリ１６より光信号の通常レベルL_s
が供給されており、この通常レベルL_sと入力され
た光信号のレベルL_pとの差レベルΔL、即ち、 ΔL＝L_s−L_p が求められる。このレベル演算器１５において求
められた差レベルΔLはL_t（事故レベル）メモリ１
７より出力される事故判定レベルL_t（L_tはL_sとの
相対レベル差である。以下、L_g，L_i，Ｙも同様）
とともに事故判定器１８に供給される。この事故
判定器１８では入力された差レベルΔLと事故判
定レベルL_tとが比較され、この結果、差レベル
ΔLが事故判定レベルL_tより大なる場合（第１図
に示す）は事故発生と判定され、事故表示器１９
が動作される。また、差レベルΔLが事故判定レ
ベルL_tより小なる場合は、差レベルΔLが大幅損
失判定器２０に供給される。この大幅損失判定器
２０にはL_g（大幅損失判定レベル）メモリ２１よ
り大幅損失判定レベルL_g供給されており、この
判定レベルL_gと前記差レベルΔLと比較される。
この結果、差レベルΔLが判定レベルL_gより大な
る場合（第３図に示す）は光フアイバケーブル１
１に障害が発生しているものと判定され、障害表
示器２２が動作される。また、差レベルΔLが判
定レベルL_gより小なる場合は差レベルΔLが損失
増加判定器２３に供給される。この損失増加判定
器２３にはL_i（損失増加判定レベル）メモリ２４
より損失増加判定レベルL_iが供給されており、こ
の損失増加判定レベルL_iと前記差レベルΔLとが
比較される。この結果、差レベルΔLが判定レベ
ルL_iより小なる場合は光フアイバケーブル１１が
正常であるものと判定され、前記アンドゲート回
路１４にリターン信号が供給される。しかして、
前記タイマー信号発生器１３より発生されるタイ
マー信号に応じて上記動作が行われる。

一方、比較の結果差レベルΔLが判定レベルL_i
より大なるものと判定された場合、（第２図に示
す）、超過件数メモリ２５の内容＋１される。こ
のメモリ２５は予じめクリアされており、差レベ
ルΔLが判定レベルL_iを越える毎に計数値が歩進
される。このメモリ２５の計数値は件数超過判定
器２６に供給され、この判定器２６において予じ
め設定された故障判定件数と比較される。この結
果、計数置が故障判定件数より大なる場合は光フ
アイバケーブルに何らかの障害が発生しているも
のと判定され、前記障害表示器２２が動作され
る。ここで、上記差レベルΔLが大幅損失判定レ
ベルL_gより小なる場合において、上記差レベル
ΔLが判定レベルL_iを越えた回数を計数し、その
計数値が予め設定された故障判定件数より大なる
場合、つまり、差レベルΔLが判定レベルL_iを複
数回越えた場合をもつて、障害と判定するように
した理由について説明する。すなわち、光フアイ
バケーブルの伝送損失は、主に、以下に示すａ〜
ｃの原因で変動・増加することが知られている。

(a) 温度変化やプラスチツク被覆収縮等により接
続部でフアイバ心線のつき出しが発生しこれが
原因で曲げが発生し、曲げによる損失が増加す
る。そこで、通常は、光フアイバケーブルの構
造や接続部の構造を工夫して、大きなつき出し
が発生しないように対策が施されている。しか
しながら、製造不良等の何らかの原因で、一旦
つき出しが発生すると、温度が元に戻つてもつ
き出しが元に戻らず、損失が完全には戻らない
ことがある。

(b) 光フアイバとケーブルを構成するプラスチツ
ク被覆材料や鋼等の抗張力体との間には、温度
線膨張係数に差がある。このため、温度変化で
光フアイバとプラスチツク被覆との収縮・伸張
に差が生じ、光フアイバケーブル全体に微少な
歪が発生し、これが光りフアイバの微少な曲げ
（マイクロベンドと称される）を生じ、損失が
増加する原因となる。通常の状態では、気温と
ともにごくわずかの損失変動範囲内で可逆的に
変化しており、例えば使用温度範囲−20〜60度
では、常温20度のときの損失に比して、±
0.1dB／Km程度の範囲内の変動を生じている。
しかし、想定外の使用温度になつたり、ケーブ
ルに製造不良があつたりすると不可逆変化とな
り、損失が増加することがある。

(c) 被覆のプラスチツク等から発生する水素ガス
や空気中の水蒸気が光フアイバのガラス分子と
反応し、光を吸収するOH基を作つて損失が増
加することが知られている。

これらの損失は、すべて突然発生するのではな
く、経年的に変化する。通常は、例えば温度が元
に戻れば損失増加も回復する。しかし、最悪の場
合は、徐々に損失が増加していく。上記実施例で
差レベルΔLが判定レベルL_iを複数回越えた場合
をもつて、障害と判定するようにした理由は、通
常の範囲内の損失変動と本当の障害による変化と
を見分けるためである。すなわち、通常、光フア
イバの伝送損失は、温度変化とともにほぼ可逆的
な変動を繰り返すが、もし複数回の測定で損失に
増加傾向がみられれば、障害が発生していると考
えてよいためである。また、計数値が故障判定件
数より小なる場合は前記差レベルΔLがメモリ２
７に記憶された前回の差レベルΔL_bとともに減算
器２８に供給される。なお、メモリ２７の初期値
は、例えば手動にて装置の動作開始時にゼロに設
定される。この減算器２８では現在の差レベル
ΔLと前回の差レベルΔL_bとの差レベルΔX、即ち ΔX＝ΔL_b−ΔL が求められ、この求められた差レベルΔXは増加
傾向判定器２９に供給される。この判定器２９で
はΔX＜０あるいはΔX≧０なる判定が行われ，
ΔX≧０なる場合はまだ障害には至らず正常と判
定されて前記アンドゲート回路１４にリターン信
号が供給される。また、ΔX＜０なる場合は差レ
ベルΔXが予測値演算器３０に供給され、この演
算器３０において、 Ｙ＝α・ΔX＋ΔL_b（α：係数） なる演算が行われ、現在からα時間後の光信号の
損失の増加予測値Ｙ（第２図に示す）が求められ
る。この増加予測値Ｙは増加予測判定器３１に供
給され、前記L_gメモリ２１より供給される大幅
損失判定器レベルL_gと比較される。この結果、
増加傾向値Ｙが判定レベルL_g以上の場合は光フ
アイバケーブルに近い将来障害が発生するものと
判定され、前記障害表示器２２が動作される。ま
た、増加傾向値ＹがL_gより小なる場合はまだ障
害には至らぬものと判定され、前記メモリ２７に
現在の差レベルΔLが記憶されるとともに、前記
アンドゲート回路１４にリターン信号が供給され
る。しかして、タイマー信号発生器１３より出力
されるタイマー信号に応じて上記動作が行われ
る。

尚、上記構成において、L_sメモリ１６、L_tメモ
リ１７、L_gメモリ２１、L_iメモリ２４、に設定さ
れた各判定レベルおよび件数超過判定器２６の判
定件数は任意に設定可能なものである。

また、超過件数メモリ２５は計数値が故障判定
件数を越え、障害発生と判定された場合、例えば
手動でクリアされる。

さらに、障害表示器２２は１個とし、どの判定
器により動作された場合も同一の表示を行うよう
にしたが、これに限らず各判定器２０，２６，３
１にそれぞれ障害表示器２２を設け、異なる表示
をしてもよい。

その他、この発明の要旨を変えない範囲で種々
変形実施可能なことは勿論である。

以上、詳述したようにこの発明によれば、光フ
アイバケーブルに伝送される光信号の伝送損失を
複数の判定レベルと比較してケーブルの状態を判
定するとともに、伝送損失の増加傾向を予測して
いる。したがつて、現在のケーブルの事故あるい
は障害を検知し得ることは勿論、将来発生するで
あろう障害を予知することが可能であり。ケーブ
ルの運用上極めて有利な光フアイバケーブル破断
予知装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図はそれぞれ光フアイバケーブ
ルの異なる伝送損失特性を説明するために示す
図、第４図はこの発明に係わる光フアイバケーブ
ル破断予知装置の一実施例を示す構成図である。 １１…光フアイバケーブル、１２…分岐器、１
３…タイマー信号発生器、１８…レベル演算器、
１９…事故表示器、２０…大幅損失判定器、２２
…障害表示器、２３…損失増加判定器、２５…超
過件数メモリ、２６…件数超過判定器、２８…減
算器、２９…増加傾向判定器、３０…予測値演算
器、３１…増加予測判定器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 光信号を伝送する光フアイバケーブルと、こ
   のケーブルより光信号を分岐して取出す手段と、
   この取出された光信号の通常レベルに対する損失
   値を求める手段と、この求められた損失値と事故
   判定レベルとを比較する手段と、この比較の結果
   損失値が事故判定レベル以上の場合事故表示を行
   う手段と、前記比較の結果損失値が事故判定レベ
   ル以下の場合前記損失値の増加傾向を求めこの求
   められた値が所定値以上の場合障害表示を行う手
   段とを具備したことを特徴とする光フアイバケー
   ブル破断予知装置。