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【発明の名称】 監視・制御システム
【発明者】 【氏名】府川 隆

【要約】 【課題】簡単な構成によって計測結果に基づき、監視地点における監視及び制御を可能にする。

【構成】パルス光を発射するOTDR5と、異なる波長λ1,λ2の信号光を発射する第1及び第2のレーザーダイオード6a,6bと、上記パルス光と各信号光を合波して基幹の光ファイバ3に伝播させる光合波部8と、光ファイバ3に設けられている第1及び第2の監視装置2a,2bとを備え、各監視装置2a,2bは光ファイバ3に設けられている光量分岐部9a,9bと波長分波部10a,10bと、上記光量分岐部に接続されている第1及び第2のセンサ11a,11bと、上記波長分波部に接続されている第1及び第2の表示装置14a,14bを備え、上記波長λ1の信号光は第1の表示装置14aに対応し、波長λ2の信号光は第2の表示装置14bに対応している。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
制御装置によって制御されかつパルス光を発射するOTDRと、上記制御装置によって制御されかつ波長の異なる複数の信号光を発射する発光部と、上記パルス光と各信号光を合波して基幹の光ファイバに伝播させる光合波部と、上記光ファイバに設けられている複数の監視装置とを備えており、
上記各監視装置は、基幹の光ファイバに設けられている光量分岐部と波長分波部と、上記光量分岐部に接続されているセンサと、上記波長分波部に接続されている指示装置を備えており、
上記各発光部から発射させる波長の信号光は上記波長分波部のいずれかに対応している
ことを特徴とする監視・制御システム。
【請求項2】
基幹の光ファイバは左側ルートと右側ルートからなるループを形成しており、光量分岐部が上流側の分岐部と下流側の分岐部とからなり、波長分波部が上流側の分波部と下流側の分岐部とからなり、上記上流側の分岐部が左側ルート又は右側ルートのいずれか一側のルートに配置されており、上記上流側の分波部が上記上流側の分岐部と同じ側のルートに配置されていることを特徴とする請求項1記載の監視・制御システム。
【請求項3】
上流側の分岐部及び上流側の分波部はいずれも2×2のカプラであり、下流側の各分岐部は2×1の3dBカプラであることを特徴とする請求項2記載の監視・制御システム。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
この発明は、OTDR及び発光部による監視・制御システムに関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、例えば道路の冠水注意警報を発して円滑な交通状態を確保するために、光ファイバ及びセンサの特徴を生かした広域下での監視を可能とする監視システムが提案されている。
当該監視システムにおいて、道路管理センターと監視領域である道路の監視地点に設置されている検知装置との間は主線路である光ファイバで接続されている。道路管理センター側のパソコンによって制御されているOTDRからパルス光が出射されて光ファイバを介して検知装置のセンサに送られる。センサからの光パルスの反射光は、センサの状態により強度が変調され、OTDRに戻る。OTDRでは反射光の強度を測定して、パソコンは測定結果に基づいてセンサの状態を判定する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
測定結果によって監視地点に何らかの指令を出す必要がある場合、監視用の回線とは別系統の専用回線を利用しているのが実情であった。
この発明の目的は、簡単な構成によって計測結果に基づき、監視地点における監視及び制御を可能にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【0004】
この発明の第1の特徴は、制御装置によって制御されかつパルス光を発射するOTDRと、制御装置によって制御されかつ波長の異なる複数の信号光を発射する発光部と、上記パルス光と各信号光を合波して基幹の光ファイバに伝播させる光合波部と、上記光ファイバに設けられている複数の監視装置とを備えており、上記各監視装置は、基幹の光ファイバに設けられている光量分岐部と波長分波部と、上記光量分岐部に接続されているセンサと、上記波長分波部に接続されている指示装置を備えており、上記各発光部から発射させる波長の信号光は上記波長分波部のいずれかに対応していることにある。
この発明の第2の特徴は、上記第1の特徴を備え、基幹の光ファイバが左側ルートと右側ルートからなるループを形成しており、光量分岐部が上流側の分岐部と下流側の分岐部とからなり、波長分波部が上流側の分波部と下流側の分岐部とからなり、上記上流側の分岐部が左側ルート又は右側ルートのいずれか一側のルートに配置されており、上記上流側の分波部が上記上流側の分岐部と同じ側のルートに配置されていることにある。
この発明の第3の特徴は、上記第2の特徴を備え、上流側の分岐部及び上流側の分波部がいずれも2×2のカプラであり、下流側の各分岐部が2×1の3dBカプラであることにある。
【発明の効果】
【0005】
この発明によれば、専用の伝送装置などを必要としないで、監視地点の指示装置と波長を対応させることにより、簡単な構成により監視地点における監視と制御をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0006】
この発明の第1の実施の形態である図1に示す監視・制御システムS1について説明する。
監視管理部である監視センター1と、この監視センターから離れておりかつ監視領域の複数の監視地点a,bにそれぞれ設置されている監視装置2(2a,2b)との間は主線路である基幹の光ファイバ3で接続されている。
なお、第1及び第2の監視装置2a,2bについて、これらの監視装置を総称する場合には、必要に応じて符号「2」を用いる。
【0007】
監視センター1内には、制御装置4、OTDR(Optical Time Domain Reflectmeter)5、発光部であるレーザーダイオード6(6a,6b)、光結合部7及び光合波部8を設けてある。
なお、第1及び第2のレーザーダイオード6a,6bについて、これらのレーザーダイオードを総称する場合には、必要に応じて符号「6」を用いる。
制御装置4は、第1のレーザーダイオード6a及び第2のレーザーダイオード6bに対して並列関係にある。制御装置4は、制御信号を発信してレーザーダイオード6に対して異なる波長の信号光を発射するように制御することができるものであり、換言すれば、第1のレーザーダイオード6aを駆動させて波長λ1の信号光を、また第2のレーザーダイオード6bを駆動させて波長λ2の信号光をそれぞれ発射するように制御可能である。
第1及び第2のレーザーダイオード6a,6bには例えばCWDM(Coarse Wavclcngth−Division Multiplcxing)などが使用されている。第1のレーザーダイオード6aから発射される波長λ1の信号光と、第2のレーザーダイオード6bから発射される波長λ2の信号光とは光結合部7を通じて光合波部8に入射される。
OTDR5は制御装置4によって制御されており、パルス光(検査光又は試験光)を発射する。このパルス光は光合波部8に入射される。
光合波部8は、第1のレーザーダイオード6a及び第2のレーザーダイオード6bから発射される波長λ1,λ2の各信号光と、OTDR5から発射されるパルス光とを合波して基幹の光ファイバ3に発射する。
【0008】
第1及び第2の監視装置2a,2bは、第1及び第2の光量分岐部9a,9b、第1及び第2の波長分波部10a,10b、第1及び第2の光量分岐部に接続されている第1及び第2のセンサ11a,11b、第1及び第2の波長分波部から発射される信号光を電気信号に変換する第1及び第2の光・電気変換部12a,12b、第1及び第2のリレーユニット13a,13b並びに第1及び第2のリレーユニットに接続されている指示装置である第1及び第2の表示装置14a,14bをそれぞれ設けてある。
第1及び第2の光量分岐部9a,9b並びに第1及び第2の波長分波部10a,10bは基幹の光ファイバ3に接続されている。
第1及び第2の光量分岐部9a,9bは基幹の光ファイバ3を経て入射されたパルス光を第1及び第2のセンサ11a,11bに発射させ、また第1及び第2のセンサから反射された反射光を基幹の光ファイバ3に戻す機能を備えている。第1及び第2の波長分波部10a,10bはいずれもパルス光と予め設定された特定の波長以外の波長の信号光を透過して基幹の光ファイバ3に伝播させ、特定の波長の信号光のみを分岐線路に伝播させる。図示の例では、第1の波長分波部10aはパルス光と波長λ2の信号光を透過し、波長λ1の信号光を分岐線路に伝播させ、最終的に第1の波長分波部から発射された波長λ1の信号光のみが第1の光・電気変換部12a及びリレーユニット13aを介して制御信号となって表示装置14aに入力される。また第2の波長分波部10bはパルス光と波長λ1の信号光を透過し、波長λ2の信号光を分岐線路に伝播させ、最終的に第2の波長分波部から発射された波長λ2の信号光のみが第2の光・電気変換部12b及びリレーユニット13bを介して制御信号となって表示装置14bに入力される。
第1及び第2のセンサ11a,11bは監視対象である河川の岸、大型タンクなどに接続される。
【0009】
監視及び制御方法について説明する。
OTDR5はパルス光(検査光又は試験光)を光合波部8を介して基幹の光ファイバ3に発射し、発射されたパルス光が第1及び第2の光量分岐部9a,9bを経てそれぞれ第1及び第2のセンサ11a,11bに到達する。各パルス光は第1及び第2のセンサ11a,11bで反射されるが、各反射光は第1及び第2のセンサの状態により強度が変調されて、第1及び第2の光量分岐部9a,9b及び基幹の光ファイバ3を経てOTDR5に戻る。OTDR5では反射光からセンサの位置及び強度を計測し、すなわち、反射光の到達時間と速度によって第1のセンサ11a又は第2のセンサ11bからの戻り光であるか否かを計測すると共に、強度を測定し、その計測結果を制御装置4に送信すると、制御装置は第1のセンサ11a及び第2のセンサ11bの位置を識別して、識別された反射光の強度から第1及び第2のセンサ11a,11bのそれぞれの状態を判断する。この判断は、例えば第1及び第2のセンサ11a,11bの初期状態の光強度を基準とする。
計測結果に基づいて制御装置4は、例えば監視地点bの第2の表示装置14bを点灯させる必要があると判定した場合には、第2のレーザーダイオード6bを駆動させる。すると、第2のレーザーダイオード6bから波長λ2の信号光が発射され、この波長λ2の信号光は、基幹の光ファイバ3を経て監視地点aの第1の監視装置2aを通過して、監視地点bの第2の監視装置2bの第2の波長分波部10bで分波され、分波された波長λ2の信号光は、光・電気変換部12b及びリレーユニット13bを介して制御信号として第2の表示装置14bに入力され、この第2の表示装置が動作される。
【0010】
上述したように、監視センター1において、遠隔から動作させたい監視領域にある任意の表示装置(図1では第1及び第2の表示装置14a,14b)の制御は、これらの表示装置に対応させた波長λ1,λ2の信号光により行う。そのために、監視センター1には異なる波長の制御信号(信号光)を出力できる第1及び第2のレーザーダイオード6a,6bを配置し、第1及び第2の監視装置2a,2bの上記異なる波長に対応可能である第1及び第2の波長分波部10a,10bを通じて、監視センターから出力される特定の制御信号(信号光)をこの制御信号に対応している各表示装置のみが受信できるようにしている。
このことによって、監視センター1は、監視領域の監視地点a,bに設置されている第1及び第2の表示装置14a,14bを第1及び第2のセンサ11a,11bの計測結果に基づいて遠隔から動作させることができる。
【0011】
図1に示す監視・制御システムS1において、基幹の光ファイバ3が所定の箇所で断線した場合、例えば第1の監視装置2aと第2の監視装置2bとの間を結ぶ光ファイバ3の箇所で断線した場合には、上記断線箇所以降に設置されている第2の監視装置2bにおける第2のセンサ11bにはパルス光が届かず、同時に第2の表示装置14bに信号光が届かず、第2の監視装置2bの監視及び制御が不可能となる。
そこで、このような不都合を生じないようにしたのが、図2に示す監視・制御システムS2である。
【0012】
この発明の第2の実施の形態である図2に示す監視・制御システムS2について説明する。
なお、図1に示す監視・制御システムS1と共通する部分については詳細な説明を省略すると共に、監視・制御システムS2の説明上の符号に関して、図1に示す監視・制御システムと共通する部分には図1に付した符号をそのまま使用している。
図2に示す監視・制御システムS2の第1の特徴は、監視センター1と監視地点a,bの第1及び第2の監視装置2a,2bとの間を接続する基幹の光ファイバ3に光スイッチ15を設けると共に、この光スイッチと第1及び第2の監視装置2a,2bとの間を接続する基幹の光ファイバ部分を一側ルートである左側ルート3aと他側ルートである右側ルート3bとからなるループとしたところにある。
図2に示す監視・制御システムS2の第2の特徴は、左側ルート3aに第1及び第2の監視装置2a,2bの第1及び第2の光量分岐部109a,109b並びに第1及び第2の波長分波部110a,110bをそれぞれ設けているところにある。
【0013】
第1及び第2の光量分岐部109a,109bを利用している第1及び第2のセンサ11a,11bの接続基本構成について説明する。
第1及び第2のセンサ11a,11bの接続基本構成はいずれも共通しているので、第1のセンサ11aの接続基本構成について図3を参照して説明し、第2のセンサ11bのそれについての説明を省略する。
図3に示す第1の光量分岐部109aは、基幹の光ファイバ3に接続されている上流側の分岐器109a1と、第1のセンサ11a(図2)に接続されている下流側の分岐器109a2と、両分岐器間を接続する1側及び2側の分岐路とからなる。上流側の分岐器109a1として分岐比1〜10%の2×2のカプラが用いられており、下流側の分岐器109a2として2×1の3dBカプラが用いられており、第1のセンサ11aは下流側の分岐器109a2の1本のポート側に接続されている。
【0014】
第1及び第2の波長分波部110a,110bを利用している第1及び第2の表示装置14a,14bの接続基本構成について説明する。
第1及び第2の表示装置14a,14bの接続基本構成はいずれも共通しているので、第1の表示装置14aの接続基本構成について図3を参照して説明し、第2の表示装置14bのそれについての説明を省略する。
第1の波長分波部110aは、基幹の光ファイバ3に接続されている上流側の分波器110a1と、第1の光・電気変換部12a(図2)に接続されている下流側の分岐器110a2と、上流側の分波器と下流側の分岐器との間を接続する1側及び2側の分岐路とからなる。上流側の分波器110a1として2×2のカプラが用いられており、下流側の分岐器110a2として2×1の3dBカプラが用いられており、第1の表示装置14aは第1の光・電気変換部12aを介して下流側の分岐器110a2の1本のポート側に接続されている。
【0015】
図2及び図3において、第1及び第2のセンサ11a,11bを基幹の光ファイバ3の左側ルート3aを通じて監視する時、OTDR5から発射されるパルス光(検査光又は試験光)について述べると、パルス光は第1の光量分岐部109aの上流側の分岐器109a1により所定の分岐比で分岐され、1側(図3右側)を通り下流側の分岐器109a2を経由して第1のセンサ11aに到達する。反対に、第1のセンサ11aを基幹の光ファイバ3の右側ルート3bから監視する時、パルス光は上流側の分岐器109a1により分岐され、2側(図3左側)を通り下流側の分岐器109a2を経由して第1のセンサ11aに到達する。
OTDR5から発射されるパルス光と第2のセンサ11bとの関係について、パルス光と第1のセンサ11aとの関係と同様である。
【0016】
また図2及び図3において、第1及び第2の表示装置14a,14bを基幹の光ファイバ3の左側ルート3aを通じて制御する時、第1のレーザーダイオード6aから発射される波長λ1の信号光について述べると、信号光は第1の波長分波部110aの上流側の分波器110a1から所定の波長が分波され、1側(図3右側)を通り下流側の分岐器110a2を経由して波長λ1の信号光のみが第1の光・電気変換部12a及びリレーユニット13aを介して制御信号となって第1の表示装置14aに入力される。反対に、第1の表示装置14aを基幹の光ファイバ3の右側ルート3bから制御する時、信号光は上流側の分波器110a1により分波され、2側(図3左側)を通り下流側の分岐器110a2を経由し最終的に波長λ1の信号光のみが第1の表示装置14aに入力される。
第2のレーザーダイオード6bから発射される波長λ2の信号光と第2の表示装置14bとの関係について、上記した第1のレーザーダイオード6aから発射される波長λ1の信号光と第1の表示装置14aとの関係と同様である。ただし、第2の表示装置14bには、第2のレーザーダイオード6bから発射される波長λ2の信号光のみが入力される。
【0017】
図2に示す光ファイバ3の断線箇所が第1の監視装置2aと第2の監視装置2bとの間で生じた場合、光スイッチ15を通じて基幹の光ファイバの逆側(右側ルート3b)からパルス光及び信号光を入れることにより、断線箇所以降のセンサ及び表示装置(図2では第2のセンサ11b及びこれに後続する後順位のセンサ並びに第2の表示装置14b及びこれに後続する後順位の表示装置)の監視・制御を継続することができるから、結局、基幹の光ファイバの断線時においても、監視領域に位置している全てのセンサ及び表示装置の監視・制御を続けることができる。
したがって、OTDR5及びレーザーダイオード6による監視・制御システムにおいて、上述したセンサ及び表示装置の各接続基本構成を採用することにより、各センサ11a,11b及び各表示装置14a,14bには、基幹の光ファイバ3の左右どちらの経路(ルート)からも監視・制御することができ、監視の信頼性が高まる。
図2に示す監視・制御システムS2によれば、基幹の光ファイバの断線時においても、センサ及び表示装置を逆方向から監視・制御することにより全てのセンサ及び表示装置の監視・制御を続けることができるから、簡単な構成によって監視・制御システムの信頼性が向上する。
【0018】
指示装置は、上記第1及び第2の表示装置14a,14bに限定されるものではなく、制御装置4からの指令に基づいて動作する手段、例えばポンプを駆動させる電磁スイッチ、警報装置などが含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】この発明に係る監視・制御システムの第1の実施の形態を示す構成図である。
【図2】この発明に係る監視・制御システムの第2の実施の形態を示す構成図である。
【図3】この発明に係る監視・制御システムの第2の実施の形態に使用するセンサ及び表示装置の接続基本を拡大して示す構成図である。
【符号の説明】
【0020】
1 監視センター
2 監視装置
2a 第1の監視装置
2b 第2の監視装置
3 光ファイバ
4 制御装置
5 OTDR
6 レーザーダイオード(発光部)
6a 第1のレーザーダイオード(発光部)
6b 第2のレーザーダイオード(発光部)
8 光合波部
9a,109a 第1の光量分岐部
109a1 上流側の分岐器
109a2 下流側の分岐器
9b,109b 第2の光量分岐部
10a 第1の波長分波部
110a1 上流側の分波器
110a2 下流側の分岐器
10b 第2の波長分波部
11a 第1のセンサ
11b 第2のセンサ
14a 第1の表示装置(指示装置)
14b 第2の表示装置(指示装置)
a,b 監視地点
【出願人】 【識別番号】391049530
【氏名又は名称】株式会社信光社
【出願日】 平成18年7月4日(2006.7.4)
【代理人】 【識別番号】100086254
【弁理士】
【氏名又は名称】小平 進


【公開番号】 特開2008−14731(P2008−14731A)
【公開日】 平成20年1月24日(2008.1.24)
【出願番号】 特願2006−184978(P2006−184978)