KR100857522B1 - 주변 보안 시스템 및 주변 모니터링 방법 - Google Patents
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Abstract
주변 보안 시스템은 지그재그 패턴으로 지면 아래에 묻힌 제1 케이블(40) 및 제2 케이블(60)을 포함한다. 제1 케이블(40)은 제1 섬유(44) 및 추가 섬유(42)를 갖는다. 제2 케이블(60)은 제2 섬유(62)를 갖는다. 제1 및 제2 섬유(44,62)는 일단부에서 커플러(52)에 의해 연결되어 광은 일방향으로 전파되도록 제1 및 제2 섬유(44,62)로 방사될 수 있다. 추가 섬유(42)는 제1 및 제2 섬유(44,62)이 다른 단부에 연결시키는 커플러(70)에 연결되어 광은 다른 단부로부터 섬유로 방사될 수 있고, 반대 방향으로 이동할 수 있다. 검출기(80,82)는 전파하는 광 신호의 감섭에 의해 생성된 간섭 패턴을 검출하기 위해 제공되어 만약 사람이 그 아래 케이블이 묻힌 당을 지나 걸음으로써 장벽을 침입하려고 하면 케이블은 전파 광의 특성을 변화시켜 간섭 패턴을 변화시키고 침입의 표시를 제공한다. 침입의 위치는 반대 방향으로 전파하는 간섭 패턴에 비하여 제1 방향으로 전파하는 변경된 간섭 패턴의 수신간의 시간차에 의해 결정될 수 있다.
Description
본 발명은 주변 보안 시스템 및 주변을 모니터링하는 방법에 관한 것이다.
광 장치는 산업 및 과학 분야에서 일반적으로 하나의 장소에서 다른 장소로 데이터를 전송하기 위해 사용되고 있다. 광 기술은 광학 및 광전자 장치의 급격한 발달에 따라 통신 및 센서 분야에서 급격히 변화되어 왔다.
본 출원인에 의한 국제 출원 PCT/AU99/01028은 광섬유 특히, 통신 광섬유에 대한 장애의 위치가 결정될 수 있는 시스템을 개시한다. 이 시스템은 대향하여 전파하는 광 신호를 사용함으로써 도파로를 따라 양방향으로 광신호가 전파하도록 한다. 이 도파로를 방해하기 위한 어떠한 시도는 대향 전파 신호에 변화를 초래하고 그 변화는 검출기에 의해 검출될 수 있음으로써 변조된 대향 전파 광 신호들의 수신 간의 시간차는 장애의 위치를 결정할 수 있도록 한다.
본 출원인에 의한 국제 출원 PCT/AU00/00382는 감지 신호 및 통신 신호가 하나의 도파로로 방사되어 감지 신호 및 통신 신호 모두에 대해 최소의 손실을 갖는 도파로를 따라 전송될 수 있는 시스템을 개시한다.
본 출원인에 의한 국제 출원 PCT/AU00/01332는 제한된 움직임을 위하여 울타리 구역과 같은 주변 장벽 요소로서 스프링을 설치하는 시스템 및 방법을 개시한다. 광섬유는 이 주변 장벽 요소에 연결되기 있기 때문에 울타리에서의 파손이나 변경하려는 어떠한 시도에 의해 그 주변 장벽 요소가 스프링의 바이어스에 대향하여 이동하여 광섬유를 움직이면 광섬유를 통한 광 전달 파라미터의 변화가 침입 또는 훼손을 나타내기 위해 검출되어야 한다.
전술한 본 출원인에 의한 국제 출원들의 내용은 참조로 본 명세서에 통합한다.
전술한 국체 출원에 나타난 주변 장벽 기술은 사람들의 진입을 막기위한 장벽을 제공하기 위해 의도된 울타리 또는 다른 물리적인 요소를 포함하는 주변 장벽에 대한 극히 효율적인 모니터링 시스템 및 방법을 제공한다. 상기 발명은 울타리 요소 근처에서 광섬유를 갖는 울타리 요소가 설치된 스프링에 의해 작용하기 때문에 이전 발명에서는 주변 장벽이 광섬유가 부착되는 물리적 구조물에 의해 형성되는 것이 필수적이다. 본 발명은 검출 시스템을 동작시키기 위해 물리적 장벽을 요구하지 않고 그에 따라 요구된 영역의 주변에 대해 보안을 제공하는 지면의 위치에 적합한 주변 장벽 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 주변 보안 시스템에 있어서, 지면 아래에 묻히며 모니터링될 영역 을 규정하는 주변을 따라 연장하는 적어도 제1 도파로와,
상기 제1 도파로로 광을 방사하는 수단과,
상기 도파로를 통해 전파되는 광을 검출하여 그 밑에 상기 도파로가 묻힌 땅을 가로지르는 침입에 기인하여 도파로를 통해 전파되는 광의 주변에 있어서의 변화를 검출하고, 상기 침입의 표시를 제공하는 검출기를 포함한다.
바람직하게, 적어도 제2 도파로가 제공되는데, 상기 광 방사 수단은 상기 제1 및 제2 도파로 모두에 광을 방사시키고,
상기 제1 도파로와 제2 도파로를 함께 연결하여 상기 제1 및 제2 도파로를 통해 전파하는 광이 간섭하여 간섭 패턴을 생성하도록 하는 커플링 수단과,
상기 검출기는 상기 간섭 패턴을 검출하고, 침입시 상기 도파로들중 하나를 통과하는 광의 파라미터가 다른 도파로를 통과하는 광의 동일한 파라미터에 관하여 변화함으로써 상기 검출기에 의해 검출된 간섭 패턴을 변화시켜 상기 침입의 표시를 제공한다.
바람직하게 제1 및 제2 도파로는 적어도 하나의 케이블에 제공된다.
더 바람직하게는 제1 및 제2 도파로는 별도의 케이블에 제공되고, 개별 케이블은 상기 영역을 침입하는 사람이 가로지르는 실질적인 폭을 갖는 주변 지역을 규정하도록 서로에 대해 지그재그 형상으로 이격된 관계로 지면 아래에 묻힌다.
바람직하게, 실질적인 폭은 정상적인 걸음 또는 뛰는 동작으로 이동하는 사람이 지역의 폭 상에서 스텝이 없을 폭이다.
더 바람직하게, 지역의 폭은 1 미터와 2 미터 사이이다.
본 발명의 가장 바람직한 실시예에서, 대향 전파 광 신호들은 각 도파로로 방사되어 침입의 위치는 하나의 방향으로 전파하는 변화된 간섭 패턴의 검출과 반대 방향으로 전파하는 변화된 간섭 패턴에 대한 검출 간의 시간차에 의해 검출될 수 있다.
바람직하게, 상기 케이블들중 제1 케이블은 적어도 하나의 도파로를 포함하고, 제2 케이블은 상기 제2 도파로를 포함한다.
바람직하게 케이블들중 제1 케이블은 적어도 하나의 도파로를 포함하고, 제2 케이블은 상기 제2 도파로를 포함하고,
제1 케이블 내에 포함되는 추가 도파로와,
상기 제1, 제2 및 추가 도파로의 일 단부에서 상기 도파로들을 커플링하여 상기 추가 도파로로 방사된 광이 추가 도파로를 통해 제1 및 제2 도파로로 전파되어 상기 제1 및 제2 도파로를 통해 제1 방향으로 전파되도록 하는 제1 커플링 수단과,
상기 제1 및 제2 도파로중 다른 단부에 제2 커플링 수단을 포함하여 상기 제1 및 제2 도파로를 통해 상기 제1 방향으로 전파하는 광이 상기 제2 커플링 수단에서 코히어런트하게 재결합하여 간섭할 수 있도록 하는 제2 커플링 수단을 포함하고,
상기 광은 상기 제2 커플링 수단을 통해 방사되어 상기 제1 및 제2 도파로로 방사되어 상기 제1 방향의 대향 방향으로 이동하고, 상기 제1 커플링 수단에서 코히어런트하게 재결합하여 대향 방향으로 이동하는 광은 간섭하고 상기 추가 도파로 를 통해 전파한다.
바람직하게 검출기는 상기 추가 도파로 및 제2 커플링 수단에 결합되고 이들 신호들의 간섭 후에 대향 전파 광 신호를 검출하여 제1 도파로 및/또는 제2 도파로의 임의의 장애가 상기 제1 및/또는 제2 도파로를 통해 전파하는 광의 파라미터를 변화시켜 검출기에 의해 검출되는 간섭 패턴을 변화시켜 검출기가 침입의 표시를 제공한다.
바람직하게, 침입의 위치는 대향 방향으로 이동하는 변경된 전파하는 신호의 수신과 비교하여 제1 방향으로 이동하는 상기 변경된 대향 전파 신호의 수신간의 시간차에 의해 결정될 수 있다.
바람직하게 검출기는 제1 및 제2 검출기를 포함하고 상기 제1 및 제2 검출기는 동기되고 상기 제1 검출기는 제1 방향으로 대향 전파 신호를 검출하고, 상기 제2 검출기는 반대 방향으로 이동하는 대향 전파 신호를 검출한다.
바람직하게 도파로로 광을 방사하는 수단은 제1 및 제2 출력 암을 갖는 제3 커플링 수단에 연결된 광원을 포함하고, 상기 제1 출력 암은 제4 커플링 수단의 입력 암에 연결되고, 상기 다른 출력 암은 제5 커플링 수단의 암에 연결되고 상기 제4 커플링 수단의 암은 상기 추가 도파로로 광을 방사하기 위해 위해 추가 도파로에 연결되고 상기 제5 커플링 수단의 암은 상기 제2 커플링 수단으로 광을 방사하기 위해 제2 커플링 수단의 암에 연결된다.
바람직하게 제1 검출기는 상기 제4 커플링 수단의 출력 암에 연결되고 상기 제2 검출기는 상기 제5 커플링 수단의 출력 암에 연결된다.
본 발명은 주변을 모니터링하는 방법에 있어서, 모니터링되는 상기 주변을 따라 지면 아래에 제1 도파로를 제공하는 단계와, 상기 광신호가 상기 도파로를 따라 전파되도록 하는 단계와, 상기 주변을 가로지르는 침입을 나타내는 상기 광 신호의 파라미터의 변화를 검출하는 단계를 포함한다.
바람직하게, 제2 도파로가 제공되고 상기 광 신호는 상기 제1 및 제2 도파로로 방사되고,
상기 방법은 상기 제1 및 제2 도파로의 광 신호가 결합하여 간섭되도록 하는 단계를 더 포함하고,
상기 검출 단계는 간섭 패턴을 검출하여 간섭 패턴에서의 변화가 상기 주변을 가로지르는 침입을 나타내도록 하는 단계를 포함한다.
바람직하게, 반대로 전파하는 광 신호가 상기 제1 및 제2 도파로를 통해 전파하도록 하는 단계와, 상기 주변을 가로지르는 침입에 따라 신호의 파라미터에서의 변화에 의해 발생되는 변경된 대향 전파 신호를 검출하는 단계와, 반대 방햐으로 이동하는 변경된 대향 전파 신호의 수신에 비하여 제1 방향으로 이동하는 변경된 대향 전파 신호의 수신간의 시간차를 측정함으로써 침입의 위치를 결정하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예가 이하 첨부된 도면을 참조하여 예시적으로 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 시스템의 레이아웃을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 시스템에 의해 형성된 실제 주변을 더 상세히 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 송신 및 검출부(5)는 커플러(14)의 제1 암(12)으로 광을 방사하는 피그테일형 레이저 다이오드와 같은 광원(10)을 포함하는 것으로 도시되어 있다. 커플러(14)는 커플러(22)의 입력 암(20) 및 커플러(25)의 입력 암(24)에 접속된 출력 암(16,18)을 갖는다. 커플러(14)는 사용되지 않는 암(15)을 가지며 커플러(22,25)는 사용되지 않는 암(17,19)을 갖는다. 커플러(22,25)의 암(26,28)은 광섬유(31,33)에 의해 커넥터(30,32)에 접속된다.
도 1에 도시된 시스템의 검출부는 제1 케이블(40) 및 제2 케이블(60)을 포함한다. 제1 케이블(40)은 광섬유의 형태로 2개의 도파로(42,44)를 가지며 제2 케이블(60)은 도파로(62)를 갖는다. 실제적으로 광섬유 케이블은 일반적으로 적어도 2개의 섬유를 포함하고 더 일반적으로는 적어도 4개 또는 6개의 섬유를 포함한다. 본 발명의 바람직한 실시예를 위해 케이블(40,60)이 더 많은 광섬유를 포함한다면 케이블(40)의 경우 섬유들중 2개만이 사용되고 케이블(60)의 경우 하나의 섬유만이 사용된다. 커넥터(30)는 케이블(40)의 섬유(42)에 직접 접속한다.
커넥터(32)는 광 커플러(52)의 암(50)에 접속된다. 광 커플러(52)는 섬유(44)와 섬유(62)에 각각 접속되는 암(54,56)을 갖는다. 커플러(52)의 암(53)은 사용되지 않는다.
섬유(42,44,62)는 모두 케이블(40,60)을 통한 경로를 각각 통과하고, 케이블(40,60)은 수 킬로미터의 상당한 길이를 가질 수 있다.
케이블(40)에 있는 섬유(42)는 커플러(70)의 암(71)에 접속되고 케이블(40,60)에 각각 있는 섬유(44,62)는 커플러(70)의 암(72,72)에 접속된다. 커플러(70)의 암(75)는 사용되지 않는다.
커플러(22,25)는 검출기(82,80)에 접속된 암(27,29)을 각각 갖는다.
사용시, 광은 피그테일형 레이저 다이오드(10)에 의해 커플러(140)의 암(12)으로 방사되어 커플러(140)의 암(16,18)으로 방사됨으로써 커플러(22,25)에 의해 수신된다. 커플러(22)로부터의 광은 암(26), 커넥터(30), 섬유 리드(35)를 통과해 섬유(42)에 도달한다. 그러므로 광원(10)으로부터의 광은 섬유(420)의 길이를 따라 도 1에 도시된 화살표 A 방향으로 커플러(70)의 암(71)에 도달하고 커플러(70)로부터 암(72,74)에 도달한 후 섬유(44,62)에 도달한다. 따라서 화살표 A의 방향으로 진행하는 광은 섬유(44,62)를 따른 서로 다른 2개의 경로를 따라가고 커플러(52)에 의해 출력 암(50)으로 재결합된다. 이어서 광은 섬유 리드(37), 커넥터(32), 섬유(33), 암(28), 커플러(25) 및 암(29)를 통해 전파하여 검출기(80)에 도달한다. 광이 커플러(52)에서 재결합하면 섬유(44,62)를 통해 진행하는 광은 간섭되어 검출기(80)에 의해 검출되는 간섭 패턴을 생성한다.
소스(10)으로부터 암(18), 커플러(25)의 암(24)으로 진행한 광은 커넥터(32), 커플러(52)의 암(50)을 통해 암(54,56)으로 화살표 B의 방향으로 이동 한다. 그러므로 광은 도시된 화살표 B의 방향으로 섬유(44,62)를 따라 전파하여 커플러(70)의 암(72,74)에 도달한다. 광은 커플러(70)에서 재결합되고 암(71)을 통해 섬유(42)로 진행함으로써 광은 섬유(42)를 따라 섬유 리드(35), 커넥터(30), 섬유(31), 커플러(22)를 통해 검출기(82)에 의해 검출되도록 암(27)으로 전파한다. 다시 말해, 화살표 B의 방향으로 진행하는 광이 커플러(70)에서 재결합하면 케이블(62,44)을 통해 이동하는 광은 간섭될 수 있는데, 그 이유는 광이 섬유(44,62)를 따라 2개의 서로 다른 경로 길이를 통해 진행됨으로써 광이 코히어런트하게 재결합할 때 간섭하기 때문이다. 따라서, 검출기(82)는 또한, 화살표 B의 방향으로 섬유(44,62)를 통해 진행하는 광의 간섭에 의해 발생된 간섭 패턴을 검출할 수 있다.
따라서, 본 발명의 본 실시예에 따라 2개의 대향 전파 신호는 케이블(40,60)의 섬유(44,62)를 통과한다. 제1 대향 전파 신호는 화살표 A 방향으로 이동하는 신호이고 제2 신호는 화살표 B의 방향으로 이동하는 신호이다.
만약 케이블(40,60)중 하나 또는 다른 하나가 훼손되면, 침입 위치에서 케이블을 통해 이동하는 광의 특성(property)에서의 변화가 초래될 것이다. 예컨대, 특성에서의 변화는 각 섬유를 통해 전파하는 광 신호의 위상에서의 변화일 수 있다. 광신호의 위상에서의 변화와 같이, 광 파라미터의 변화는 광신호가 커플러(70) 또는 커플러(52)에서 재결합하는 경우에 기인하여 간섭 패턴을 변경하고 그에 따라 검출기(80,82)에 의해 수신되는 간섭 패턴을 변화시킨다. 변경된 간섭 패턴의 검출기(80,82)에서의 수신간의 시간차를 결정하는 것에 의해 케이블(40 또는 60)의 각 각의 침입의 위치가 계산되고 그에 따라 침입이 케이블(40,60)의 길이를 따라 발생된 지점이 식별될 수 있다. 섬유에 대한 장애의 위치가 결정될 수 있는 대향 전파 기술은 전술한 본 출원인에 의한 PCT/AU99/01028에 기술되어 있고, 또한 본 출원인에 의해 2001년 2월 16일 출원된 호주 출원 번호 PR3169에도 나타나 있다. 국제 출원뿐만 아니라, 상기 호추 출원의 내용도 본 명세서에 통합된다.
검출기(80,82)가 간섭 패턴에서의 변화가 되는 변경된 대향 전파 신호의 수신간의 시간차를 계산할 수 있도록, 검출기(80,82)는 동기되어야 한다. 다르게는 하나의 검출기는 대향 전파하는 2개의 신호를 검출하는데 사용되어 신호 검출기는 시간차가 결정될 수 있도록 동기 기준을 가지며, 장애가 발생한 지점에서 케이블(40,60)을 따라 길이를 결정하는데 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예의 레이아웃을 도시하는데, 영역(100)의 주변은 침입에 대해 보호되거나 모니터링된다. 시스템을 설치하기 위해 홈(trench)(102)이 영역(100) 주위로 파져있고 케이블(40,60)은 대략 지그재그 형상 및 도 2에 명백하게 도시된 바와 같은 오버랩 패턴을 갖도록 이 홈에 놓여져 있다. 이 패턴은 케이블(40,60)이 서로 공간을 갖게 하고 또한, 검출 영역의 실제적인 폭이 제공되는 것을 보장한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서 케이블(40,60)은 지면 아래로 50mm 내지 80mm에 묻힌다. 홈(102)은 바람직하게 1m 와 2m 사이의 도 1의 쌍 화살표 W 에 의해 지시된 폭을 갖는다. 케이블(40,60)이 홈(102)에 묻히면 케이블은 일반 눈으로는 명백하게 볼 수 없으며 그에 따라 검출 시스템 주변의 위치 및 존재는 영역(100)으로 침입하려는 사람에 의해 식별될 수 없다. 명백하게, 도 2에 도시된 바와 같은 대략 u 형상인 것보다는 영역(100) 주위의 완전한 모니터링 영역을 제공하기 위해 영역(100)은 홈(102) 및 케이블(40,60)에 의해 완전하게 둘러쌓일 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예는 폐쇄 컨테이너(120)을 포함하는데, 케이블(40,60)의 단부는 이 패쇄 컨테이너를 향해 돌출한다. 커플러(70) 및 커플러(70)와 결합하는 노출 섬유는 엔클로저(120) 안에서 봉인되어 먼지나 습기가 들어가는 것을 방지한다. 엔클로저(120)는 케이블(40,60)과 함께 장벽(102) 내에서 묻힐 수 있다.
유사하게, 케이블(40,60)의 다른 단부에서 엔클로저(140)가 먼지 및 습기의 진입을 방지하기 위해 커플러(52) 및 관련 노출 광섬유를 감싸도록 제공될 수 있다. 다시 말해, 엔클러저(140)는 케이블(40,60)과 함께 장벽 내에 묻힌다.
피더 케이블(130)은 바람직하게 엔클로저(140)로 연장되고 커넥터(32,30)과 결합하는 섬유 리드(35,37)을 포함한다. 따라서 피더 케이블(130)은 섬유(31,33)과 연결하도록 전송 및 검출부(5)의 위치로 연장할 수 있다.
따라서, 시스템이 장벽(102)을 설치할 때 영역(100) 주위로 효과적인 모니터링 주변을 제공한다. 영역(100)에 대해 접근하고자 시도하는 사람은 장벽(102)을 넘어 걸어갈 것이고 그 사람의 무게는 케이블(40 또는 60)에 대한 하중을 가하게 되거나 사람이 장벽(102)의 폭을 넘어 걸어감에 따라 케이블(40 및/또는 60)을 가능하게 이동시킬 수 있다. 케이블(40,60)의 하중 및 움직임은 섬유(62,44)의 하중 또는 움직임을 초래하고 그에 따라 섬유를 따라 대향 전파 신호들의 전술한 파라미 터에 변화를 가져온다. 상기 신호의 위상에서의 변화와 같은 이 파라미터에서의 변화는 간섭 패턴에서의 변화를 초래하도록 위상 변화된 신호가 다른 섬유를 통해 이동하는 신호와 재결합될 때 간섭 패턴을 변화시킨다.
검출기(80,82)중 하나에 의해 변화된 간섭 패턴을 검출하는 것은 장벽(102)을 넘은 침입의 표시를 제공한다. 침입은 간섭 패턴에 대한 단순한 시각적 관찰에 의해 또는 케이블(40,60)을 가로지르는 침입을 표시하는 간섭 패턴의 변화에 따라 발생되는 청각적 또는 시각적 알람 신호와 같은 알람 신호에 의해 모니터링될 수 있다. 침입의 위치는 검출기(82)에서의 변화된 간섭 패턴과 비교하여 검출기(80)에서 변화된 간섭 패턴의 수신간의 시간차에 의해 결정될 수 있다. 이는 사람이 침입자를 잡기 위해 적절한 장소로 사람을 급파할 수 있도록 한다.
예컨대, 침입자가 위치 X에서 침입을 시도하려고 하면 침입자는 일반눈에 의해 검출할 수 없는 장벽(102)를 넘으면 영역(100) 외부에서 영역(100)의 내부로 땅위에서 단순히 진행할 것이다. 침입자는 예컨대, 위치 40'에서 케이블(40)에 매우 근접하게 또는 그 위로 즉시 다가갈 것이다. 이는 섬유(44)에 대한 하중 및 이동을 초래하여 이들 섬유를 통해 이동하는 대향 전파 광 신호의 특성을 변화시킨다. 따라서, 변경된 또는 위상 변화된 신호 A 및 B는 케이블(40)의 위치(40')로부터 화살표 A 방향으로 및 화살표 B의 방향으로 전파한다. 변경된 신호가 화살표 B의 방향으로 위치 40'로부터 섬유(62)를 통해 이동하는 신호 B와 간섭할 때 변화된 간섭 패턴을 초래하는 지점인 커플러(70)로 이동하는데 걸리는 시간은 섬유(62)에서 화살표 A 방향으로 이동하는 신호와 커플러(52)에서 간섭한 변경된 신호가 화살표 A 의 방향으로 위치 40'로부터 이동하는데 걸리는 시간과 비교하여 장애가 발생된 위치에서 홈을 따라 침입의 표시를 제공한다. 그러므로, 적절한 사람이 침입자를 잡기 위해 장애의 영역으로 급파될수 있다.
만약 복수개의 파장 소스가 사용된다면 바람직하게 커플러(14,22,25,52,70)는 파장 다중화/역다중화 도파로 커플러로 함으로써 신호가 커플러에 의해 결합되거나 분리될 때 신호의 손실을 최소화한다.
케이블(60,40)의 길이가 특히 길다면 섬유(35,37,42,44,62)는 그 길이를 따라 광 증폭기를 포함할 수 있다. 섬유는 전술한 바와 같이 대향 전파 신호를 제공하기 위해 양 방향에서 신호를 전달하기 때문에 임의의 증폭기 장치가 섬유를 따라 양 방향에서 신호의 이동을 원할하게 하낟. 따라서, 광증폭기는 양향성이 아니라면, 전술한 2001년 2월 16일 출원된 출원에서 개시한 타입의 증폭기 어셈블리가 사용될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예는 묻힌 케이블(40,60)이 매우 가벼운 발걸음이더라도 계속적으로 및 끊임없이 많은 세월 매일 하루 24시간 검출할 수 있을 만큼 민감하다는 장점을 갖는다. 그 성능은 지엽적 환경(비, 우박, 온도, 번개 및 자기적 로드)에서 변화에 의해 완전히 영향받지 않는다. 배경인 교통으로부터의 소리 및 진동 영향은 차단될 수 있다. 침식은 시스템을 망가뜨릴 수 없고 고쳐질 수 있다.
시스템은 케이블에 금속이 필요하지 않기 때문에 섬유가 금속 검출기에 의해 검출될 수 없고 또한, 섬유로부터 전자기 방사선이 방출되지 않기 때문에 섬유는 방사에 의해 검출될 수 없고 홈(102)의 영역이 파헤쳐지기 전의 그 원래의 상태로 복원된다고 가정하면 케이블(40,60)의 위치는 검출될 수 없는 장점이 있다. 검출 시스템의 감도 및 그에 따라 임의의 알람 조건의 제공은 설정되고 원한다면 지엽적 환경 및 조작자 요구에 적합하도록 변경될 수 있다. 케이블 감도는 60Km까지의 길이에 의해서는 영향받지 않으며 케이블링은 350km 이상 연장될 수 있다(원한다면 적절한 증폭기를 사용하여). 따라서, 홈 길이는 70km 또는 125,000m2보다 큰 영역까지 가능하다.
넓은 시스템은 여러 지역으로 나누어질 수 있고, 각 지역은 상이한 감도 레벨로 설정될 수 있다. 감도 레벨은 하루 중의 서로 다른 시간 영역에 대해 상이한 값에서 미리 정해질 수 있다.
최대 효율을 위해 케이블은 전체 길이의 민감한 영역을 위해 적어도 1.8m 폭의 좁은 홈에 놓여져야 한다. 이 영역은 적절한 장치에 의해 또는 손으로 50 내지 80 mm의 일정한 깊이로 굴착될 수 있다. 프로세스에서 제거되는 흙은 케이블이 놓여진 후 홈을 채우는데 사용된다. 홈 토대는 평편할 필요는 없고 특히 특히 특정 깊이 또는 균일함을 유지하도록 신경써야 한다.
케이블은 홈의 각 단부에서 또는 하나의 단부에서 종료된다. 제공은 홈의 일단에서 피더 케이블(130)에 센서 케이블을 접속하도록 만들어져야 한다. 피더 케이블은 홈으로부터 컴퓨터 단말기의 위치까지 적절한 PVC 도관에 수용된다. 이 도관은 빌딩 또는 케이넷의 벽 또는 바닥을 관통할 수 있을때까지 지면으로부터 적어도 200mm 아래에 묻혀야된다. 센서 케이블은 일반적으로 6mm 직경의 상업용 2 코어 또는 4 코어가 타이트하게 수용된 일반 광섬유 통신 케이블이어야 한다. 바람직하게 는 2개의 케이블이 각 시스템에 요구된다. 이들 케이블은 동일한 것이 바람직하다.
센서 케이블은 근접하게 간격을 둔 웨이브 또는 지그재그 패턴으로 홈의 바닥을 따라 놓여져서 홈의 전체 폭을 가로질러 진행한다. 하나의 케이블의 웨이브 또는 지그재그 패턴은 다른 케이블의 패턴과 대향적인 것(미러 이미지)이 필수적인데, 즉 이들 케이블은 도 2에 도시된 바와 같이 180% 이상의 위상을 갖는다. 케이블들은 간섭할때 접촉한다. 2개의 케이블의 상대적인 깊이에 대하여 폐쇄 제어를 유지할 필요는 없다.
최대의 감도를 위해 2개의 대향 웨이브 피크 간의 간격은 400-500 mm 범위에 있어야 한다. 더 넓은 간격도 효율적이지만, 간격이 500mm를 초과하면 감도는 떨어진다.
케이블이 놓여지면 피더 케이블이 접착되고 테스트되고 묻힐 수 있다. 케이블은 다시 흙을 채우는 동안 부상하거나, 실질적으로 움직여서는 안되며, 그에 따라 첫번째 40-50mm는 손이나 매우 작은 장치로 매우 조심스럽게 흙이 채워져야 한다. 그런 다음 흙 채우기는 라이트 롤러(light roller)나 탬핑 머신에 의해 거칠 수준으로 견고하게 되어야야 한다. 나머지 흙은 다시 채워질 수 있고 프론트-엔드 로더(front-end loader)와 같은 일반적인 땅 이동 설비로 견고하게 된다. 표면은 적절하다면 떨어뜨리고 다시 풀이 나도록 평탄해야 된다.
다양한 커플러의 암들(15,17,19,53,75)이 전술한 실시예에서 사용되지 않았지만. 이들 암들은 파워/유지 모니터링을 위해 사용될 수 있다.
또한, 바람직한 실시예는 섬유(44,62)을 따라 이동하는 대향 전파 신호들에 관련하여 설명되었지만, 섬유(44,62)는 하나의 방향으로만 이동하는 신호를 포함할 수 있고, 이 실시예에서 섬유(44,62)는 결합되지 않지만, 미러를 형성하도록 연마된 단부를 가지므로 광 신호는 이들 신호가 간섭 패턴을 생성하도록 이들 신호가 간섭하는 커플러(52)로 섬유(44,62)를 통해 다시 반사된다. 이 실시예는 감도를 제공하고 침입에 대해 변경하지만, 침입의 위치가 식별될 수 없다.
본 발명의 사상 및 범위 내에서의 변경이 당업자에게 의해 용이하게 행해질 수 있기 때문에, 여기에 예시적으로 설명한 특정 실시예에 의해 본 발명이 제한되지 않음을 이해할 것이다.
본 발명은 검출 시스템을 동작시키기 위해 물리적 장벽을 요구하지 않고 그에 따라 요구된 영역의 주변에 대해 보안을 제공하는 지면의 위치에 적합한 주변 장벽 시스템을 제공한다.
Claims (16)
- 주변 보안 시스템에 있어서,적어도 하나의 제1 도파로와;적어도 하나의 제2 도파로와;상기 제1 및 제2 도파로로 광을 방사하여 광이 상기 제1 및 제2 도파로를 통해 반대로 전파하는 방식으로 순환하거나 상기 제1 및 제2 도파로의 각 단부로부터 반사될 수 있도록 하여 광이 방사되어진 상기 제1 및 제2 도파로로 다시 전파하도록 하기 위한 광 방사 수단과;상기 제1 및 제2 도파로로부터 수신된 광을 간섭하도록 하는 수단과;상기 제1 및 제2 도파로로부터 간섭 광을 검출함으로써 장벽 영역의 가로지름에 의해 상기 제1 및 제2 도파로를 통해 전파하는 광의 파라미터에서의 변화를 검출하여 상기 장벽 영역을 가로지르는 침입을 나타내도록 하는 검출기와;상기 적어도 하나의 제1 도파로를 포함하는 제1 케이블과 상기 적어도 하나의 제2 도파로를 포함하는 제2 케이블을 포함하며,상기 제1 및 제2 도파로는 상기 장벽 영역의 침입을 감지하며, 상기 제1 및 제2 케이블은 지면 아래에서 상기 장벽 영역을 규정하도록 서로에 대해 이격된 관계로 정렬되어 상기 장벽 영역이 지면에서 가로 질러질 때 상기 장벽 영역의 가로지름을 검출함을 특징으로 하는 주변 보안 시스템.
- 제1항에 있어서,상기 제1 및 제2 도파로는 커플러를 통해 함께 결합되어 침입의 검출뿐만 아니라 침입의 위치도 검출할 수 있도록 광이 반대로 전파하는 방식으로 상기 제1 및 제2 도파로를 통해 순환하는 것을 특징으로 하는 주변 보안 시스템.
- 제1항에 있어서,상기 제1 및 제2 도파로에는 반사 단부가 구비되고 광은 상기 제1 및 제2 도파로를 따라 상기 반사 단부로부터 역으로 반사되는 것을 특징으로 하는 주변 보안 시스템.
- 제1항에 있어서,상기 검출기는 간섭 패턴을 검출하고, 침입시 상기 제1 및 제2 도파로 중 하나를 통과하는 광의 파라미터가 나머지 도파로를 통과하는 광의 동일한 파라미터에 관하여 변화함으로써 상기 검출기에 의해 검출된 상기 간섭 패턴을 변화시켜 상기 침입의 표시를 제공하는 것을 특징으로 하는 주변 보안 시스템.
- 제1항에 있어서,상기 제1 및 제2 도파로를 통해 반대로 전파하는 광은 상기 제1 및 제2 도파로 각각으로 방사되고, 침입의 위치는 일 방향으로 전파하는 변화된 간섭 패턴의 검출과 반대 방향으로 전파하는 변화된 간섭 패턴에 대한 검출 간의 시간차에 의해 검출될 수 있는 것을 특징으로 하는 주변 보안 시스템.
- 제1항에 있어서,상기 제1 및 제2 도파로는 제1 및 제2 케이블에 각각 제공되고, 상기 제1 및 제2 케이블은 침입하는 사람이 가로지르는 실질적인 폭을 갖는 상기 장벽 영역을 규정하도록 서로에 대해 지그재그 형상으로 이격된 관계로 지면 아래에 묻히며,상기 제1 케이블 내에 포함되는 추가 도파로와;상기 제1, 제2 및 추가 도파로의 일 단부에서 상기 제1, 제2 및 추가 도파로들을 커플링하여 상기 추가 도파로로 방사된 광이 상기 추가 도파로를 통해 상기 제1 및 제2 도파로로 전파되어 상기 제1 및 제2 도파로를 통해 제1 방향으로 전파되도록 하는 제1 커플링 수단과,상기 제1 및 제2 도파로의 나머지 단부에 위치되어 상기 제1 및 제2 도파로를 통해 상기 제1 방향으로 전파하는 광이 간섭할 수 있도록 재결합하는 제2 커플링 수단을 더 포함하고,상기 제2 커플링 수단을 통해 방사된 광은 상기 제1 및 제2 도파로를 통해 상기 제1 방향의 대향 방향으로 이동해서 상기 제1 커플링 수단에서 간섭할 수 있도록 재결합되어 상기 추가 도파로를 통해 전파됨을 특징으로 하는 주변 보안 시스템.
- 제6항에 있어서,상기 장벽 영역의 폭은 정상적인 걸음 또는 뛰는 동작으로 이동하는 사람이 지면에서 가로지를 수 있는 폭임을 특징으로 하는 주변 보안 시스템.
- 제6항에 있어서,상기 장벽 영역의 폭은 1 미터와 2 미터 사이인 것을 특징으로 하는 주변 보안 시스템.
- 제6항에 있어서,상기 검출기는 상기 추가 도파로 및 제2 커플링 수단에 결합되어 이들 신호들의 간섭 후에 대향 전파 광 신호를 검출하여 제1 도파로 또는 제2 도파로의 임의의 장애가 상기 제1 또는 제2 도파로를 통해 전파하는 광의 파라미터를 변화시켜 검출기에 의해 검출되는 간섭 패턴을 변화시켜 검출기가 침입의 표시를 제공하는 것을 특징으로 하는 주변 보안 시스템.
- 제9항에 있어서,침입의 위치는 대향 방향으로 이동하는 변경된 전파하는 신호의 수신과 비교하여 제1 방향으로 이동하는 상기 변경된 대향 전파 신호의 수신간의 시간차에 의해 결정될 수 있는 것을 특징으로 하는 주변 보안 시스템.
- 제9항에 있어서,상기 검출기는 제1 및 제2 검출기를 포함하고 상기 제1 및 제2 검출기는 동기되고 상기 제1 검출기는 제1 방향으로 대향 전파 신호를 검출하고, 상기 제2 검출기는 반대 방향으로 이동하는 대향 전파 신호를 검출하는 것을 특징으로 하는 주변 보안 시스템.
- 제6항에 있어서,상기 광 방사 수단은 제1 및 제2 출력 암을 갖는 제3 커플링 수단에 연결된 광원을 포함하고, 상기 제1 출력 암은 제4 커플링 수단의 입력 암에 연결되고, 상기 다른 출력 암은 제5 커플링 수단의 암에 연결되고 상기 제4 커플링 수단의 암은 상기 추가 도파로로 광을 방사하기 위해 위해 추가 도파로에 연결되고 상기 제5 커플링 수단의 암은 상기 제2 커플링 수단으로 광을 방사하기 위해 제2 커플링 수단의 암에 연결되는 것을 특징으로 하는 주변 보안 시스템.
- 제12항에 있어서,상기 제1 검출기는 상기 제4 커플링 수단의 출력 암에 연결되고 상기 제2 검출기는 상기 제5 커플링 수단의 출력 암에 연결되는 것을 특징으로 하는 주변 보안 시스템.
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| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
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