JPH0439272A

JPH0439272A - 光ファイバ巻取装置

Info

Publication number: JPH0439272A
Application number: JP2142029A
Authority: JP
Inventors: Akira Morisada; 森貞　昭
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 1990-05-31
Filing date: 1990-05-31
Publication date: 1992-02-10
Anticipated expiration: 2010-08-23
Also published as: JPH0777952B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、敷設又は架設されている光ファイバを巻取っ
たり、敷設するために光ファイバ長を検出しながら繰出
していく光ファイバ巻取装置に関する。

［従来の技術］一般に敷設又は架設済みの光ファイバを巻取ったり、新
たに光ファイバを敷設する場合には、光ファイバ巻取装
置を使用する。この場合、現在どのくらいの長さの光フ
ァイバを巻取ったか、又は、現在どのくらいの長さまで
の光ファイバの敷設が終了したかを知ることは重要であ
る。

従来、光ファイバ巻取装置の巻取ボビンに巻取った光フ
ァイバの長さを測定する手法としては、巻取るべき光フ
ァイバを既知直径を有したローラに接触させながら巻取
ボビンに巻取り、巻取った後に、前記ローラの回転数を
読取り、この回転数と前記直径とから巻取ボビンに巻取
った光ファイバの長さを算出していた。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら上述した従来の光ファイバ巻取装置におい
ては、現在までに巻取ボビンに巻取られた光ファイバの
長さを検出することが可能であるが、敷設又は架設され
た光ファイバのうちのまだ巻取っていない光ファイバの
長さを検出することはできなかった。すなわち、あとど
の程度の長さの光ファイバを巻取る必要があるかを巻取
途中においても把握することは重要なことである。

また、新たに光ファイバを敷設する場合に、巻取ボビン
から繰出した光ファイバの長さは前述したローラの回転
数を読取ることで検出できる。しかし、例えば海底にこ
の光ファイバを敷設する場合、船の航行速度が光ファイ
バの繰出し速度より速すぎると光ファイバが伸長するが
、その伸長量を検出することができない。

さらに、敷設又は架設済の光ファイバを巻取る場合に、
巻取作業過程で光ファイバが障害物に引っ掛かって切断
した場合には、切断事故の有無および切断発生位置が簡
単に把握できない問題があった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、
光パルス試験装置と光ファイバ屈曲装置とを設けること
により、巻取過程および繰比し過程で巻取量および残量
を同時に常時監視しながら巻取および繰出し作業が実施
でき、さらに切断発生および切断箇所を即座に把握でき
る光ファイバ巻取装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］上記課題を解消するために本発明の光ファイバ巻取装置
においては、先ファイバを巻取るための巻取ボビンと、
この巻取ボビンを回転させる回転駆動装置と、巻取ボビ
ンに巻取られる光ファイバを一時的に規定曲率以上に屈
曲させるローラを有した光ファイバ屈曲装置と、巻取ボ
ビンに設けられ、この巻取ボビンに巻取られた光ファイ
バの巻取開始端を外部へ導く光回転コネクタと、この光
回転コネクタに接続され、巻取開始端がら光パルスを前
記光ファイバ内へ送出して、この光パルスが光ファイバ
内を伝播していく過程で光ファイバ屈曲装置による屈曲
点および光ファイバの先端にて反射される光の各到達時
間に基づいて巻取開始端から屈曲点又は啓開始点から先
端まで、若しくは屈曲点から先端までの各光ファイバ長
を検出する光パルス試験装置とを備えたものである。

［作用コ先ず、光パルス試験装置を用いて巻取開始端がら屈曲点
および先端までの光ファイバ長を測定する原理を第４図
を用いて説明する。第４図（ａ）に示すように、光ファ
イバ１は中心のコア２の周囲をクラッド３で覆った構造
を有する。そして、このコア２内を光４が伝播する。そ
の伝播モードは種々のモードが存在するが、軸方向断面
を考えると、光４はコア２の内周面で反射されながら軸
方向に伝播していく。光４が内周面で全反射されるため
には、法線に対する傾斜角度で示した入射角度θがこの
コア１の屈折率等の物理特性で定まる臨界感度６０以上
である必要がある。この入射角度θが臨界感度θ。未満
になると、光４が全反射されなくて、一部かクラッド３
へ入射する。よって、伝送損失が増大する。したがって
、第４図（ｂ）に示すように、光ファイバ１を規定曲率
以上に屈曲させると、屈曲点での入射角度αが臨界感度
θ。以上になり、その屈曲点で伝送損失が増大する。

光ファイバ屈曲装置でもって前述した屈曲点を強制的に
作成した先ファイバの巻取端から光パルス試験装置でも
って光パルスを印加すると、この光パルスは光ファイバ
内を伝播するが、前記屈曲点で大きく減衰する。よって
、この伝播していく先パルスの後方散乱光による反射光
を先パルス試験装置で観測していけば、光パルス印加時
刻からその反射光が大きく減衰する時刻までの時間差か
ら屈曲点までの光ファイバ長が算出できる。また、光パ
ルスは光ファイバの先端で反射されるので、その反射光
の入射時刻から先端までの光ファイバ長が算出できる。

すなわち、巻取ボビンに巻取られている光ファイバ長（
巻取量）とまだ巻取られていない光ファイバ長（残量）
とを個別に把握できる。

［実施例］以下本発明の一実施例を図面を用いて説明する。

第１図は実施例の光ファイバ巻取装置の概略構成を示す
斜視図である。図中６は第４図に示した光ファイバ１を
巻取るための巻取ボビンであり、光ファイバ１は円盤状
の両側板７ａ、７ｂ間の中心軸に巻取られる。この中心
軸は回転駆動装置８内に収納されたモータにて回転駆動
される。また、この巻取ボビン６の中心軸は支持部材９
ａ、９ｂにて枢支されている。

中心軸にはこの巻取ボビン６に巻取られている光ファイ
バ１の巻取開始端を外部に取出すための光回転コネクタ
１０が取付けられており、この光回転コネクタ１０にて
取出された光ファイバ１の巻取開始端は光ケーブル１１
を介して光パルス試験装置１２に接続されている。

また、巻取ボビン６の光回転コネクタ１０側の側板７ａ
には半径方向に長方形状の窓１３が穿設されており、そ
の窓１３に近接して光コネクタ１４が取付けられている
。

さらに、巻取ボビン６の近傍位置に光ファイバ屈曲装置
１５か配設される。この光ファイバ屈曲装置１５におい
て、ベース１６上に垂直に形成された垂直板１７の側面
に３個のローラ１８ａ。

１８ｂ、１８ｃが取付られている。そして、光ファイバ
１の巻取過程でこの光ファイバ１が各ローラ１８ａ〜１
８ｃから脱落しないように、各ローラ１８ａ〜１８ｃの
中央部の外径が両端の外径より小さく形成されている。

そして、この中央部の外径ｄは、各ローラ１８ａ〜１８
ｃの外周面に光ファイバ１が押当てられた状態で、光フ
ァイバ１の曲率が、前述した光４の入射角度θが臨界角
度００未満になる値に設定されている。したがって、光
ファイバ１はこの各ローラ１８ａ〜１８ｃｌ：押当てら
れれている区間の光ファイバ１内を伝播する光４の単位
長さ当りの減衰量は直線状に伸ばした状態の減衰量に比
較して格段に大きくなる。

また、ローラ１８ａの取付位置は固定であるが、他の２
個の各ローラ１８ｂ、１８ｃは、垂直板１７に穿設され
た傾斜窓１９ｂ、１９ｃの配設方向に沿って移動可能で
ある。

そして、第１図においては、光ファイバ１は先頭のロー
ラ１８ａの下側を通り、次のローラ１８ｂの上側を通り
、最終のローラ１８ｃの下側を通ったのち、巻取ボビン
６に巻取られる。

なお、この光ファイバ屈曲装置１５における光ファイバ
１の各ローラ１８ａ〜１８ｃに対する巻取パータンは第
１図に限らず、第３図（ａ）（ｂ）に示すように、光フ
ァイバ１の種類に応じて任意に変更できるようように構
成されている。例えば第３図（ａ）においては、１本の
光ファイバを屈曲する場合で、曲率が最大になるように
設定されている。逆に、第３図（ｂ）においては、多数
の光ファイバを束ねた光ケーブルの場合を示し、曲率が
最小になるように設定されている。

いずれにしても、各光ファイバ１自体の曲率は前述した
光の減衰量がこの屈曲部で大きくなるように設定されて
いる。

第２図は巻取ボビン６の内部を示す断面模式図である。

前述したように巻取ボビン６の中心軸７ｃに光ファイバ
１が巻取られる。そして、この中心軸７ｃの外径りはこ
の中心軸７ｃに光ファイバ１か巻取られた状態で、光フ
ァイバ１の曲率が前述した光４の入射角度θか臨界角度
θ。以上になる値に設定されている。したがって、光フ
ァイバ１はこの巻取ボビン６に巻取られれている状態に
おいては、この光ファイバ１内を伝播する光の単位長さ
当りの減衰量は直線状に伸ばした状態の減衰量と大差な
い。

また、中心軸７ｃ内には軸心に沿って貫通孔７ｄが形成
されており、この貫通孔７ｄ内の側板７ａ側端に光切換
器２０か取付けられている。また、側板７ａには光コネ
クタ２１が取付けられている。各光コネクタ１４．２１
は光切換器２ｏに接続され、光切換器２０は前述した光
回転コネクタ１０に接続されている。

前記内側の光コネクタ２１はこの巻取ボビン６に光ファ
イバ１を巻取開始する時点で、光ファイバ１の巻取開始
端を接続するものである。一方、外側の光コネクタ１４
は光ファイバ１を巻取る過程で、切断事故が発生し、切
断した光ファイバを新たにその上に重ねて巻取る場合に
、その切断後の光ファイバの巻取開始端を接続するため
のものである。なお、切断事故でなくとも、別の光ファ
イバを先に巻取った光ファイバの上に重ねて巻取る場合
における巻取開始端を接続するたための光コネクタでも
ある。

したがって、同時に両方の光コネクタ１４゜２１を使用
する必要がないので、光切換器２０でいずれか一方の光
コネクタ１４．２１を選択する。

なお、この光切換器２０の切換は作業者が外部から手動
で切換操作可能である。

次に、光パルス試験装置１２の動作を第５図を用いて説
明する。第５図は敷設又は架設されている光ファイバ１
を中途位置まで巻取った時点におけるタイムチャートで
あるわ光パルス試験装置１２は光４が敷設されている光ファイ
バ１を往復するのに要する時間より格段に長い一定周期
で光パルス２２を光回転コネクタ１０を介して光ファイ
バ１の巻取開始端に印加する。例えば時刻ｔ。にて先パ
ルス２２が送出されると、光パルス２２は巻取ボビン６
に巻取られた状態の光ファイバ１内を伝播する。そして
、光パルス２２が光ファイバ１内を伝播する過程で、そ
の光パルス２２の後方散乱光２３が光パルス試験装置１
２に入射される。先パルス試験装置１２は光パルス２２
を送出すると同時に、その後方散乱光２３の光強度を観
測する。

一方、光ファイバ１内を伝播する光パルス２２はたとえ
前述した入射角度θが臨界角度θ。以上であっても一定
量は減衰する。よって、光パルス試験装置２１で受光さ
れる後方散乱光２３の光強度は光パルス２２が巻取開始
端から遠距離に移動するに伴って減衰する。

そして、光パルス２２が光ファイバ１内を光屈曲装置１
５による屈曲点へ達すると、この屈曲点を通過する過程
で光パルス２２は急激に減衰する。

その結果、その屈曲点を通過した時点の光パルス２２の
後方散乱光２３が光パルス試験装置１２に入射される時
刻ｔ１において、受光された後方散乱光２３の光強度が
急激に低下する。さらに、光パルス２２がまだ巻取られ
ていない光ファイバ１内を伝播して先端に達すると、先
パルス２２の一部はその先端でフレネル反射されて、光
ファイバ１内を逆方向に伝播して光パルス試験装ｆ１２
内へ入射する。その結果、その反射された光パルスが入
力する時刻ｔ２において、受光された後方散乱光２３の
光強度にパルス波形が生じる。

光ファイバ１内を伝播する光４の伝播速度は予め既知で
あるので、光パルス２２の送信時刻１゜から光強度が急
激に低下する時刻ｔ１までの時間（１，−１゜）を１／
２倍した時間に光の伝播速度を乗算すると、光ファイバ
１の巻取開始端から屈曲点までの距離が算出される。同
様に、光パルス２２の送信時刻ｔ。から光強度にパルス
波形が生じる時刻ｔ２までの時間（ｔ２　　ｔｏ）を１
／２倍した時間に光の伝播速度を乗算すると、光ファイ
バ１の巻取開始端から先端までの距離が算出される。こ
のようにした得られた２つの距離から屈曲点から先端ま
での距離が簡単に算出される。

よって、巻取ボビン６に巻取済み距離（巻取量）とまだ
巻取っていない距離（残量）を個別に把握できる。した
がって、回転駆動装置８てもって巻取ボビン６を回転さ
せて光ファイバ１を巻取ながら現在までの巻取量と残量
を常時監視できるので、従来装置のように、巻取量のみ
しか把握できない場合に比較して、より一層便利な装置
を提供できる。

また、例えば敷設された光ファイバ１の巻取作業過程で
、光ファイバ１の切断事故が発生した場合には、切断す
る前の先端までの距離が監視されており、その先端まで
の距離が切断事故によって急激に短縮されるので、切断
事故発生を確認できる。また、そのとき短縮された距離
から切断位置が即座に把握できる。したがって、切断事
故に対しても的確に対処でき、作業の信頼性を向上でき
る。

また、実施例装置においては、切断事故が発生すると、
切断された光ファイバの切断端を屈曲装置１５の各ロー
ル１８ａ〜１８ｃ間を通して巻取ボビン６の外側の光コ
ネクタ１４に接続した後、回転駆動装置８を再起動する
ことによって、新たな光ファイバに対する巻取作業を巻
取量および残量を確認しながら継続できる。

なお、上述した説明においては、敷設又は架設済みの光
ファイバ１に対する巻取作業について説明したが、新た
に光ファイバ１を敷設又は架設する場合も同様である。

この場合、最初に全部の光ファイバ１が巻取ボビン６に
巻取られた状態である。そして、光ファイバ１の先端を
光屈曲装置１５を介して順次繰り出していく。したがっ
て、繰出し量と巻取ボビン６にの残っている残量とを監
視しながら敷設又は架設作業を実行できる。

また、光ファイバ１の敷設作業過程で敷設した光ファイ
バ１の伸びを検出できる。すなわち、第６図（ａ）に示
すように、敷設作業の開始前の巻取開始端から屈曲点（
先端）までの距離で示される初期全長ｇ。を測定する。

そして、敷設途中における伸び６ｇは、第６図（ｂ）に
示すように、屈曲点までの残量ｇ１と繰出し量ｇ２およ
び前記初期全長ｇ。とを用いて（１）式で算出される。

ΔＤ−＜Ｉｌ＋　＋ｆ）２）　　Ｒｏ　　　　・・（１
）そして、全部の光ファイバ１の敷設作業が終了した時
点での全伸びΔＩＥは、第６図（ｃ）に示すように、屈
曲点までの残量１’　ＩＥと繰出し量１２□および前記
初期全長ｊｉ’ｏとを用いて（２）式で算出される。

Δｆｌ　−ＣＤ　ＩＥ＋Ｎ　２Ｅ）　　Ｄ　ｏ　　　　
　・・・（２）このように、光ファイバ１の敷設過程で
光ファイバ１の伸び量や伸び率も簡単に測定できる。

［発明の効果コ以上説明したように本発明の光ファイバ巻取装置におい
ては、巻取ボビンに巻取られる光ファイバを光屈曲装置
を用いて強制的に屈曲させて、反射型の光パルス試験装
置によって屈曲点までの距離と先端までの距離とを検出
している。したがって、光ファイバの巻取過程および繰
出し過程で巻取量又は残量を常時監視しながら同時に巻
取および繰出し作業が実施できる。さらに切断発生およ
び切断箇所を即座に、しかも数値的に把握できるから保
守点検において非常に便利で、かつ作業時間の短縮と作
業の信頼性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例に係わる光ファイバ巻取装置を示
すものであり、第１図は装置全体を示す斜視図、第２図
は巻取ボビンの断面模式図、第３図は屈曲装置における
光ファイバの取付状態を示す図、第４図は動作原理を説
明するための光ファイバを示す図、第５図は動作を示す
タイムチャート、第６図は光ファイバの伸びを測定する
手順を示す図である。１・・・光ファイバ、２・・・コア、４・・・光、６・
・・巻取ボビン、８・・・回転駆動装置、１０・・・光
回転コネクタ、１２・・・光パルス試験装置、１４．２
１・・・光コネクタ、１５−・・光屈曲装置、１８ａ、
１８ｂ。１８ｃ・・・ローラ。（ａ）時間＋（光ファイバ１Ｉｌ）出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第５図（χ 手続補正書平成　墜玉＠２１Ｂｌ

Claims

【特許請求の範囲】

光ファイバ（１）を巻取るための巻取ボビン（６）と、
この巻取ボビンを回転させる回転駆動装置（８）と、前
記巻取ボビンに巻取られる光ファイバを一時的に規定曲
率以上に屈曲させるローラを有した光ファイバ屈曲装置
（１５）と、前記巻取ボビンに設けられ、この巻取ボビ
ンに巻取られた光ファイバの巻取開始端を外部へ導く光
回転コネクタ（１０）と、この光回転コネクタに接続さ
れ、前記巻取開始端から光パルスを前記光ファイバ内へ
送出して、この光パルスが光ファイバ内を伝播していく
過程で前記光ファイバ屈曲装置による屈曲点および光フ
ァイバの先端にて反射される光の各到達時間に基づいて
前記巻取開始端から前記屈曲点又は先端までの各光ファ
イバ長を検出する光パルス試験装置（１２）とを備えた
光ファイバ巻取装置。