(57)【要約】【課題】振動のセンシング結果からケーブル弛み区間を特定できる架空光ファイバケーブル検査方法、架空光ファイバケーブル検査装置及びプログラムを提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係る架空光ファイバケーブル検査方法は、光ファイバ振動センシング装置を用いて測定された、架空光ファイバケーブルの長手方向に沿った振動分布波形を入力し、該振動分布波形の各位置における振動振幅の標準偏差を算出し、該標準偏差が他の区間と比較して大きい区間をケーブル弛み区間として特定する。【選択図】図３
2020134142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
架空光ファイバケーブルの長手方向に沿った振動分布を取得する取得工程と、
前記振動分布の各位置における振幅の標準偏差を算出する計算工程と、
前記標準偏差に基づき前記架空光ファイバケーブルが弛んでいるケーブル弛み区間を特定する解析工程と、
を行うことを特徴とする架空光ファイバケーブル検査方法。
【請求項２】
前記解析工程では、前記標準偏差が、前記架空光ファイバケーブルの長手方向に沿った各位置での前記標準偏差を平均した値より大きい区間を前記ケーブル弛み区間とすることを特徴とする請求項１に記載の架空光ファイバケーブル検査方法。
【請求項３】
前記解析工程では、前記架空光ファイバケーブルの長手方向に沿った任意区間において、前記任意区間に含まれる各位置での前記標準偏差の分散が予め設定した閾値より大きい場合、前記任意区間を前記ケーブル弛み区間とすることを特徴とする請求項１に記載の架空光ファイバケーブル検査方法。
【請求項４】
前記解析工程では、前記標準偏差が予め設定した閾値より大きい区間を前記ケーブル弛み区間とすることを特徴とする請求項１に記載の架空光ファイバケーブル検査方法。
【請求項５】
架空光ファイバケーブルの長手方向に沿った振動分布が入力され、前記振動分布の各位置における振幅の標準偏差を算出する計算回路と、
前記標準偏差に基づき前記架空光ファイバケーブルが弛んでいるケーブル弛み区間を特定する解析回路と、
を備える架空光ファイバケーブル検査装置。
【請求項６】
請求項５に記載の架空光ファイバケーブル検査装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、通信ビルから光試験を行うことで架空光ファイバケーブルの弛み区間を特定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信事業者は通信サービス断を防止するために、通信設備の健全性を点検している。点検項目の一つとして、架空ケーブルの弛みの有無が挙げられる。現在、ケーブル弛みの有無の点検作業は作業員が現地に赴き目視で行われている。この点検作業を効率化にむけて、非特許文献１（以下、従来技術１と呼ぶ）記載の検討が行われている。非特許文献１では、通信ビルからケーブルに格納された光ファイバに対して光試験を行い、光ファイバに加わる外乱起因の振動を測定することでケーブル弛みの有無を遠隔地から判断する概念が報告されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】野引敦，  “光伝送媒体技術における研究開発の動向，”  ＮＴＴ技術ジャーナル，  ｐｐ．  ４８−５２，  ２０１８．
【非特許文献２】Ｙ．  Ａｃｈｋｉｒｅ，  “Ａｃｔｉｖｅ  ｔｅｎｄｏｎ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｏｆ  ｃａｂｌｅ−ｓｔａｙｅｄ  ｂｒｉｇｅｓ，”  Ｐｈ．  Ｄ．  ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ，  Ａｃｔｉｖｅ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｅ  Ｌｉｂｒｅ  ｄｅ  Ｂｒｕｘｅｌｌｅｓ，  Ｂｅｌｇｕｉｍ，  １９９７．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術１では、静的な現象であるケーブル弛みと動的な現象である振動の関係は明らかになっておらず、振動のセンシング結果から静的な現象であるケーブル弛み区間を特定する具体的な方式は未確立であった。
【０００５】
そこで、本発明は、未確立である、振動のセンシング結果からケーブル弛み区間を特定できる架空光ファイバケーブル検査方法、架空光ファイバケーブル検査装置及びプログラム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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る架空光ファイバケーブル検査方法は、振動のセンシング結果からケーブルの長手方向に沿った振動分布を取得し、振動分布の各点の振幅の標準偏差に基づいてケーブル弛み区間を特定することとした。
【０００７】
具体的には、本発明に係る架空光ファイバケーブル検査方法は、
架空光ファイバケーブルの長手方向に沿った振動分布を取得する取得工程と、
前記振動分布の各位置における振幅の標準偏差を算出する計算工程と、
前記標準偏差に基づき前記架空光ファイバケーブルが弛んでいるケーブル弛み区間を特定する解析工程と、
を行うことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る架空光ファイバケーブル検査装置は、
架空光ファイバケーブルの長手方向に沿った振動分布が入力され、前記振動分布の各位置における振幅の標準偏差を算出する計算回路と、
前記標準偏差に基づき前記架空光ファイバケーブルが弛んでいるケーブル弛み区間を特定する解析回路と、
を備える。
【０００９】
振動分布において、各点の振動の平均値の波形では弛み有無による違いがみられないが、標準偏差の波形では違いがみられ、弛み区間を特定することができる。従って、本発明は、振動のセンシング結果からケーブル弛み区間を特定できる架空光ファイバケーブル検査方法及び架空光ファイバケーブル検査装置を提供することができる。
【００１０】
具体的な判定基準は、次の通りである。
（１）前記解析工程では、前記標準偏差が、前記架空光ファイバケーブルの長手方向に沿った各位置での前記標準偏差を平均した値より大きい区間を前記ケーブル弛み区間とすることを特徴とする。
（２）前記解析工程では、前記架空光ファイバケーブルの長手方向に沿った任意区間において、前記任意区間に含まれる各位置での前記標準偏差の分散が予め設定した閾値より大きい場合、前記任意区間を前記ケーブル弛み区間とすることを特徴とする。
（３）前記解析工程では、前記標準偏差が予め設定した閾値より大きい区間を前記ケーブル弛み区間とすることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、前記架空光ファイバケーブル検査装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。本発明に係る架空光ファイバケーブル検査装置は、コンピュータとプログラムによっても実現でき、プログラムを記録媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。
【００１２】
なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、振動のセンシング結果からケーブル弛み区間を特定できる架空光ファイバケーブル検査方法、架空光ファイバケーブル検査装置及びプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る架空光ファイバケーブル検査方法を説明する図である。
【図２】本発明に係る架空光ファイバケーブル検査方法の原理を説明する図である。
【図３】本発明に係る架空光ファイバケーブル検査方法による検査結果を説明する図である。
【図４】本発明に係る架空光ファイバケーブル検査方法を説明するフローチャートである。
【図５】本発明に係る架空光ファイバケーブル検査装置を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００１６】
本発明に係る光ファイバ振動センシングによるケーブル弛み区間特定の実施例を図１に示す。ここで１は光ファイバ振動センシング装置、２は光ファイバケーブル、３は光ファイバケーブルに格納される光ファイバを表す。図１の構成で架空ケーブル弛み区間を特定できることを示す。
【００１７】
外力に対する架空ケーブルの歪みは非特許文献２において議論されており、（１）−（２）式が記載されている（それぞれｐ．１３およびｐ．１１）。図２（Ａ）と図２（Ｂ）のモデルを用いた場合の（１）−（２）式を説明する。外力を受けることで架空ケーブルの微小区間は平衡状態から変位する。ｘ方向への変位量ｕ、ｙ方向への変位量ｖ、ｚ方向への変位量ｗとする。高次の微分項による歪みへの寄与は小さいと仮定すると、変位量ｖに依らず、ケーブル長手方向の歪みεは次式で与えられる。
【数１】
2020134142.tif 000003
ここで、ｗＳは位置ｘに対するケーブルの弛度を表す。一方、弛度ｗＳは次式で与えられる。
【数２】
2020134142.tif 000004
ここで、ｄは弛度の最大値を表す。（２）式を（１）式に代入すると次式を得る。
【数３】
2020134142.tif 000005
【数４】
2020134142.tif 000006
εｕとεｗはそれぞれ平衡状態からのｘ方向とｚ方向への変位による歪み量を表す。
【００１８】
自然環境からの外乱を考えると、εｕとεｗは互いに独立である。また、εｕとεｗは平衡状態からの歪み量を表すため、その時間平均はゼロである。したがって、（３）式で与えられる歪みの平均値μεと標準偏差σεは下式となる。
【数５】
2020134142.tif 000007
【数６】
2020134142.tif 000008
【００１９】
平均値は弛度ｄによらないが、標準偏差は弛度ｄに依存し、動的な現象である振動の分散値を計算することで、ケーブル弛み区間を特定することができる。標準偏差はεｕとεｗにも依存するが、風などの外乱がケーブルスパンごとに変化することは珍しく、εｕとεｗはほぼ一定とみなしてよい。したがって、ケーブルに加わる歪みεの標準偏差σεは弛度ｄに依存し、ケーブルスパンごとの歪み、つまり振動の標準偏差を比較することで、ケーブル弛み区間を特定することができる。
【００２０】
図５は、図１に示した光ファイバ振動センシング装置１の機能ブロック図である。光ファイバ振動センシング装置１は、光ファイバ反射計測部１１、データ保存部１２及び標準偏差解析部１３を備える。光ファイバ反射計測部１１は、計測対象の光ファイバケーブルに入射した試験光の後方散乱光を受信し、架空光ファイバケーブルの長手方向に沿った振動分布を取得する。光ファイバ反射計測部１１は、例えば、ＯＴＤＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ）である。データ保存部１２は当該振動分布を記憶する。
【００２１】
標準偏差解析部１３は、本発明の架空光ファイバケーブル検査装置に相当する。標準偏差解析部１３は、
データ保存部１２より架空光ファイバケーブルの長手方向に沿った振動分布が入力され、前記振動分布の各位置における振幅の標準偏差を算出する計算回路１３ａと、
前記標準偏差に基づき前記架空光ファイバケーブルが弛んでいるケーブル弛み区間を特定する解析回路１３ｂと、
を備える。
【００２２】
図４は、光ファイバ振動センシング装置１が行う架空光ファイバケーブル検査の方法を説明する図である。すなわち、光ファイバ振動センシング装置１は、光ファイバ反射計測部１１で架空光ファイバケーブルの長手方向に沿った振動分布を取得する取得工程Ｓ０１を行い、標準偏差解析部１３で前記振動分布の各位置における振幅の標準偏差を算出する計算工程Ｓ０２と、前記標準偏差に基づき前記架空光ファイバケーブルが弛んでいるケーブル弛み区間を特定する解析工程Ｓ０３と、を行う。
すなわち、取得工程Ｓ０１では、光ファイバ振動センシングを実行する。計算工程Ｓ０２では、光ファイバケーブル長手方向の各区間における振動波形について、振幅の標準偏差を算出する。解析工程Ｓ０３では、振幅の標準偏差が他の区間の標準偏差よりも大きい区間をケーブル弛み区間と特定する。
【００２３】
図３は、光ファイバ反射計測部１１で測定した架空ケーブルの振動分布（Ａ）と、標準偏差解析部１３の計算回路１３ａで振動分布から算出した平均値（Ｂ）及び標準偏差（Ｃ）を説明する図である。振動の平均値の波形では弛み有無による違いがみられないが、標準偏差の波形では違いがみられ、弛み区間を特定することができる。
【００２４】
ここで、解析回路１３ｂが行う具体的な弛み区間の特定方法を説明する。
（特定方法１）各点の振動の標準偏差を平均化し、その平均値より大きい箇所を弛み区間とする。つまり、解析工程Ｓ０３では、前記標準偏差が、前記架空光ファイバケーブルの長手方向に沿った各位置での前記標準偏差を平均した値より大きい区間を前記ケーブル弛み区間とする。
（特定方法２）各点の振動の標準偏差のばらつきが大きい箇所を弛み区間とする。つまり、解析工程Ｓ０３では、前記架空光ファイバケーブルの長手方向に沿った任意区間において、前記任意区間に含まれる各位置での前記標準偏差の分散が予め設定した閾値より大きい場合、前記任意区間を前記ケーブル弛み区間とする。例えば、図３の場合、距離が１９６２〜２０３５ｍの区間は、距離が２０３５〜２１００ｍの区間よりも標準偏差のばらつきが大きいので、この区間を弛み区間とする。
（特定方法３）標準偏差に閾値を設けておき、閾値より大きい標準偏差の箇所を弛み区間とする。つまり、解析工程Ｓ０３では、前記標準偏差が予め設定した閾値より大きい区間を前記ケーブル弛み区間とする。
【００２５】
（発明の効果）
本発明による架空光ファイバケーブル弛み区間の特定方法は、従来技術１に対して以下の優位性を持つ。従来技術１ではケーブル弛みと光ファイバ振動センシング結果の関係が明らかになっておらず、ケーブル弛みを特定するための測定する物理量が不明であった。本発明では、ケーブル弛みによって光ファイバの振動の標準偏差が増加することでケーブル弛み区間を特定することができる。
【符号の説明】
【００２６】
１：光ファイバ振動センシング装置
２：光ファイバケーブル
３：光ファイバ
１１：光ファイバ反射計測部
１２：データ保存部
１３：標準偏差解析部
１３ａ：計算回路
１３ｂ：解析回路
【図１】
2020134142.tif 000009
【図２】
2020134142.tif 000010
【図３】
2020134142.tif 000011
【図４】
2020134142.tif 000012
【図５】
2020134142.tif 000013