(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に光ファイバケーブルが巻回されるとともに内部に内部空間を有する胴部と、前記胴部の少なくとも両端に配設される鍔部とからなり、前記胴部に光ファイバケーブルが巻回され、前記光ファイバケーブルの一方端が自由端とされるとともに、他方端が前記胴部の内部空間に挿入され、前記光ファイバケーブルを一方端側から繰り出すことによって通信手段の延長を可能とした光ファイバケーブル巻回ドラムであって、
前記光ファイバケーブル巻回ドラムの側面に、給電機能付きスイッチングハブに接続されたＬＡＮケーブルが外部から接続可能とされるコネクタが設けられ、
前記胴部の内部空間に、前記スイッチングハブからＬＡＮケーブルを介して送られた信号を電源とデータに分離する電源分離装置と、この電源分離装置に接続され、電源分離装置によって分離された電源を駆動電源とするとともに、前記光ファイバケーブルの他方端が接続され、前記光ファイバケーブルとＬＡＮケーブルとの伝送媒体の違いによる信号変換を行うメディアコンバータとが内蔵されていることを特徴とする光ファイバケーブル巻回ドラム。
【請求項２】
前記光ファイバケーブルは、高強度光ファイバケーブルを用いている請求項１記載の光ファイバケーブル巻回ドラム。
【請求項３】
前記電源分離装置及びメディアコンバータは、防水ケース内に収容されている請求項１、２いずれかに記載の光ファイバケーブル巻回ドラム。
【請求項４】
前記電源分離装置は、前記メディアコンバータの駆動電圧に応じて前記スイッチングハブから供給される電源の電圧を変換する機能を備えている請求項１〜３いずれかに記載の光ファイバケーブル巻回ドラム。
【請求項５】
上記請求項１〜４いずれかに記載の光ファイバケーブル巻回ドラムを用いた通信システムであって、
外部機器が前記給電機能付きのスイッチングハブに接続されるとともに、前記スイッチングハブと光ファイバケーブル巻回ドラムとがＬＡＮケーブルによって接続され、
前記光ファイバケーブルの一方端側に、ＬＡＮケーブルが接続可能とされるコネクタと、前記光ファイバケーブルの一方端が接続され、前記光ファイバケーブルとＬＡＮケーブルとの伝送媒体の違いによる信号変換を行うメディアコンバータとからなる変換装置が設けられていることを特徴とする通信システム。
【請求項６】
前記変換装置は、前記コネクタに、一端が第２の給電機能付きスイッチングハブに接続されたＬＡＮケーブルの他端が接続され、前記コネクタとメディアコンバータとの間に、前記第２の給電機能付きスイッチングハブからＬＡＮケーブルを介して送られた信号を電源とデータに分離する電源分離装置が配設されるとともに、前記メディアコンバータが前記電源分離装置に接続され、電源分離装置によって分離された電源を駆動電源としている請求項５記載の通信システム。
【請求項７】
前記変換装置は、防水ケース内に収容されている請求項５、６いずれかに記載の通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネルや地下構造物、高層ビルなど施工距離が漸増する構造物の建設工事において特に好適である光ファイバケーブル巻回ドラム及びそれを用いた通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、コンピュータネットワーク（イーサーネット）を利用した通信技術が多数提案されている。一方、トンネル、地下構造物、高層ビルなどの建設工事において通信回線の利用環境が未だ整わない場合には、施工距離の漸増に伴って通信手段も延長できるような独自の通信手段を構築する必要があった。
【０００３】
このような独自の通信手段の構築方法として、従来より種々の方法が提案されている。例えば、下記特許文献１では、建設工事において得られる各種データを無線により電送する方法が提案され、下記特許文献２では、トンネルなどの工事現場において、先に敷設される掘削機などの動力源用のための電力線を通信ケーブルとしても利用する方法が提案されている。さらに、下記特許文献３では、旋回台の高さが変化するタワークレーンを用いた建物の建設現場において、建物内部の作業者が使用する携帯端末と外部の通信機器との間を中継する基地局を前記タワークレーンに設置する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−３１６８９４号公報
【特許文献２】特開平７−５８６７５号公報
【特許文献３】特開２００７−２８８２６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１、２記載の方法では、トンネルなどで無線通信を行おうとすると、セントルや重機、トンネル曲線部などによって遮蔽され、通信が不安定になるため幹線としての利用は困難であった。また電力線を通信ケーブルとして利用する場合にはノイズの問題が懸念されるだけでなく、閉空間ではないため法律で規制されるケースがある。さらに、上記特許文献３記載の方法は、基地局に接続する通信ケーブルに余長部を形成しておくことによって、建設が進むにつれて漸増する施工距離に応じて通信ケーブルを延長するものであるが、トンネル工事などのように全長が数百から数キロメートルに達する場合、通信ケーブルの余長部でケーブルが絡まって延長できなくなるおそれがあった。
【０００６】
一方、オフィスなどで広く利用される銅線のケーブルによって有線通信を行う場合には、１０００ＢＡＳＥ−Ｔのケーブルでは規格で最大長さが１００ｍと規定されているため、図３に示されるように、１００ｍ毎にスイッチングハブ（ＳＷハブ）を設置する必要があるとともに、このＳＷハブ毎に防水ケースや１００Ｖ電源及びダウントランス（ＤＴ）が必要になり、そのための電気工事に手間がかかっていた。さらに、銅線ケーブルを使用する場合には、高圧電源ケーブルからの電磁誘導ノイズを受けやすいため、別系統での配線が必要であり、配線作業にも手間がかかっていた。
【０００７】
このような銅線ケーブルによる問題を解決するため、光ファイバケーブルを用いることが知られているが、光ファイバケーブルは、(1)引張り、圧縮、曲げで断線しやすい、(2)光ファイバコネクタが汚れると通信ができなくなるため、抜き差し時には専用工具による洗浄が必要であるだけでなく、一旦セメント粉末などの粉塵が光ファイバコネクタ内に入ると除去が困難であり、通信回復のためには機器の交換が必要となる、といった問題があり、光ファイバケーブルを工事現場で使用するには課題が多かった。
【０００８】
そこで本発明の主たる課題は、上記問題を解決し、現場でも容易に数百メートルから数キロメートルに及ぶ長距離通信ネットワークを実現した光ファイバケーブル巻回ドラム及びそれを用いた通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために請求項１に係る本発明として、外周に光ファイバケーブルが巻回されるとともに内部に内部空間を有する胴部と、前記胴部の少なくとも両端に配設される鍔部とからなり、前記胴部に光ファイバケーブルが巻回され、前記光ファイバケーブルの一方端が自由端とされるとともに、他方端が前記胴部の内部空間に挿入され、前記光ファイバケーブルを一方端側から繰り出すことによって通信手段の延長を可能とした光ファイバケーブル巻回ドラムであって、
前記光ファイバケーブル巻回ドラムの側面に、給電機能付きスイッチングハブに接続されたＬＡＮケーブルが外部から接続可能とされるコネクタが設けられ、
前記胴部の内部空間に、前記スイッチングハブからＬＡＮケーブルを介して送られた信号を電源とデータに分離する電源分離装置と、この電源分離装置に接続され、電源分離装置によって分離された電源を駆動電源とするとともに、前記光ファイバケーブルの他方端が接続され、前記光ファイバケーブルとＬＡＮケーブルとの伝送媒体の違いによる信号変換を行うメディアコンバータとが内蔵されていることを特徴とする光ファイバケーブル巻回ドラムが提供される。
【００１０】
上記請求項１記載の発明では、光ファイバケーブル巻回ドラムの側面に、給電機能付きのスイッチングハブに接続されたＬＡＮケーブルが外部から接続可能とされるＲＪ４５等の銅線ケーブル用のコネクタが設けられ、前記胴部の内部空間に、前記スイッチングハブからＬＡＮケーブルを介して送られた信号を電源とデータに分離する電源分離装置と、この電源分離装置に接続され、電源分離装置によって分離された電源を駆動電源とするとともに、前記光ファイバケーブルの他方端が接続され、光ファイバケーブルとＬＡＮケーブルとの伝送媒体の違いによる信号変換を行うメディアコンバータとが内蔵されているため、トンネルや地下構造物、高層ビルなどの建設工事において施工距離の漸増に伴って段取り替えをするとき、光ファイバケーブル巻回ドラムから光ファイバケーブルを繰り出すだけで容易に通信手段が延長できるようになる。このため、ケーブルが絡まって断線するような事態が生じないとともに、段取り替えの際に光ファイバコネクタの抜き差しが不要となり、光ファイバコネクタの端面及び内部が汚れるのが防止できる。さらに通信手段の延長用ケーブルとして光ファイバケーブルを使用しているため、銅線ケーブルを使用したときのような高圧電源ケーブルと並行配線した場合の電気的な影響を受けないので、安定的な通信が可能になるとともに配線作業の手間も軽減できる。また、メディアコンバータの駆動電源は給電機能付きのスイッチングハブからＬＡＮケーブルを通じて供給されるため、ドラムに対する電源を必要としない。従って、本光ファイバケーブル巻回ドラムを用いることによって、現場でも容易に数百メートルから数キロメートルに及ぶ長距離通信ネットワークが実現できるようになる。
【００１１】
請求項２に係る本発明として、前記光ファイバケーブルは、高強度光ファイバケーブルを用いている請求項１記載の光ファイバケーブル巻回ドラムが提供される。
【００１２】
上記請求項２記載の発明では、光ファイバケーブルとして、高強度光ファイバケーブルを用いているため、引張り、圧縮、曲げで断線しやすいといった光ファイバケーブルの欠点を克服でき、トンネル工事現場などのような過酷な環境においても利用可能としている。かかる高強度光ファイバケーブルとしては、米軍の軍事規格（ＭＩＬ規格）に適合したものを使用することが好ましい。
【００１３】
請求項３に係る本発明として、前記電源分離装置及びメディアコンバータは、防水ケース内に収容されている請求項１、２いずれかに記載の光ファイバケーブル巻回ドラムが提供される。
【００１４】
上記請求項３記載の発明では、電源分離装置及びメディアコンバータを防水ケース内に収容することによって、工事中に水や埃をかぶっても通信が維持できるようにしている。
【００１５】
請求項４に係る本発明として、前記電源分離装置は、前記メディアコンバータの駆動電圧に応じて前記スイッチングハブから供給される電源の電圧を変換する機能を備えている請求項１〜３いずれかに記載の光ファイバケーブル巻回ドラムが提供される。
【００１６】
上記請求項４記載の発明では、一般にスイッチングハブには１００Ｖ〜２００Ｖの電源が供給されるので、電源分離装置においてメディアコンバータの駆動電圧に応じて電圧変換を行うようにしている。
【００１７】
請求項５に係る本発明として、上記請求項１〜４いずれかに記載の光ファイバケーブル巻回ドラムを用いた通信システムであって、
外部機器が前記給電機能付きのスイッチングハブに接続されるとともに、前記スイッチングハブと光ファイバケーブル巻回ドラムとがＬＡＮケーブルによって接続され、
前記光ファイバケーブルの一方端側に、ＬＡＮケーブルが接続可能とされるコネクタと、前記光ファイバケーブルの一方端が接続され、前記光ファイバケーブルとＬＡＮケーブルとの伝送媒体の違いによる信号変換を行うメディアコンバータとからなる変換装置が設けられていることを特徴とする通信システムが提供される。
【００１８】
上記請求項５記載の発明では、建設現場側に、各種計測機器やＷＥＢカメラ、ＩＰ電話等の外部機器が給電機能付きのスイッチングハブに接続されるとともに、スイッチングハブと光ファイバケーブル巻回ドラムとがＬＡＮケーブルによって接続される一方、光ファイバケーブルの一方端側（坑外の現場事務所側）に、ＬＡＮケーブル接続用のコネクタ及びメディアコンバータからなる変換装置が設けられた通信システムについて規定している。
【００１９】
請求項６に係る本発明として、前記変換装置は、前記コネクタに、一端が第２の給電機能付きスイッチングハブに接続されたＬＡＮケーブルの他端が接続され、前記コネクタとメディアコンバータとの間に、前記第２の給電機能付きスイッチングハブからＬＡＮケーブルを介して送られた信号を電源とデータに分離する電源分離装置が配設されるとともに、前記メディアコンバータが前記電源分離装置に接続され、電源分離装置によって分離された電源を駆動電源としている請求項５記載の通信システムが提供される。
【００２０】
上記請求項６記載の発明では、前記変換装置に内蔵されるメディアコンバータの駆動電源として、給電機能付きのスイッチングハブをＬＡＮケーブルによって前記コネクタに接続するとともに、このコネクタとメディアコンバータとの間に電源分離装置を設けた上で、前記スイッチングハブから供給される電源を使用するようにしたものである。
【００２１】
請求項７に係る本発明として、前記変換装置は、防水ケース内に収容されている請求項５、６いずれかに記載の通信システムが提供される。
【００２２】
上記請求項７記載の発明では、現場事務所側に配設される変換装置についても防水ケース内に収容し、雨水や埃が入り込まないようにしている。
【発明の効果】
【００２３】
以上詳説のとおり本発明によれば、現場でも容易に数百メートルから数キロメートルに及ぶ長距離通信ネットワークが実現できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る通信システム１のシステム概要図である。
【図２】光ファイバケーブル巻回ドラム２の(A)は正面図、(B)は側面図である。
【図３】従来の通信システム５０のシステム概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。
【００２６】
本発明に係る通信システム１は、トンネル、地下構造物、高層ビルなど、工事が進むにつれて施工距離が漸増する工事現場において特に好適な通信システムであって、光ファイバケーブル巻回ドラム２に巻回した光ファイバケーブル３を順次繰り出すことによって通信手段の延長を可能としたものである。
【００２７】
本通信システム１は、図１に示されるように、施工現場付近において、各種計測機器、ＷＥＢカメラ、ＩＰ電話等の外部機器４が給電機能付きのスイッチングハブ５（以下、ＰｏＥ対応スイッチングハブともいう。）に接続されるとともに、このＰｏＥ対応スイッチングハブ５がＬＡＮケーブル６によって光ファイバケーブル巻回ドラム２に接続されている。
【００２８】
前記光ファイバケーブル巻回ドラム２は、図２に示されるように、塩化ビニル等のプラスチック、木、段ボール又は金属などからなり、外周に光ファイバケーブル３が巻回される円筒状の胴部２ａと、前記胴部２ａの少なくとも両端、図示例では両端及び中間部に取り付けられた円板状の鍔部２ｂ、２ｂ…とから構成されている。両端の鍔部２ｂ、２ｂは、胴部２ａの開口をほぼ閉塞し、軸芯部にドラム回転用の支持棒を挿通させるための開孔２ｃが設けられている。
【００２９】
胴部２ａの外周に巻回される光ファイバケーブル３は、一方端が自由端とされ、他方端が胴部２ａの周面に設けられた開孔（図示せず）を通じて胴部２ａの内部空間に挿入されている。
【００３０】
光ファイバケーブル巻回ドラム２の側面（両端の鍔部２ｂ、２ｂのいずれか一方の鍔部２ｂの平面）には、ＰｏＥ対応スイッチングハブ５に接続されたＬＡＮケーブル６が外部から接続可能とされるコネクタ７が設けられている。前記コネクタ７としては、８芯のモジュラ式コネクタであるＲＪ−４５などの銅線ケーブル用のコネクタを用いることができる。
【００３１】
また、胴部２ａの内部空間には、前記コネクタ７と、このコネクタ７に接続されたＬＡＮケーブル６を通じてＰｏＥ対応スイッチングハブ５から伝送された信号を電源とデータに分離する電源分離装置８と、この電源分離装置８に接続され、電源分離装置８によって分離された電源を駆動電源とするとともに、胴部２ａの内部空間に挿入された光ファイバケーブル３の他方端に取り付けられた光ファイバコネクタ１９が接続され、光ファイバケーブルとＬＡＮケーブルとの伝送媒体の違いによる信号変換を行うメディアコンバータ９とからなる変換装置１０が内蔵されている。
【００３２】
通信手段の延長方法は、施工距離の漸増に伴って段取り替えをする際、光ファイバケーブル巻回ドラム２に接続するＬＡＮケーブル６を予めコネクタ７から取り外しておき、光ファイバケーブル巻回ドラム２から光ファイバケーブル３を繰り出し、光ファイバケーブル巻回ドラム２、ＰｏＥ対応スイッチングハブ５及び外部機器４を所定の施工場所に移動する。その後、光ファイバケーブル巻回ドラム２のコネクタ７にＬＡＮケーブル６を差し込み、外部機器４との通信を可能にする。
【００３３】
このように、本通信システム１では、施工距離の漸増に伴って段取り替えをする場合でも、光ファイバケーブル巻回ドラム２に巻回してある光ファイバケーブル３を繰り出すだけで容易に通信手段の延長ができるため、現場でも容易に数百メートルから数キロメートルに及ぶ長距離通信ネットワークが可能になるとともに、ケーブルが絡まって断線するような事態が生じない。
【００３４】
またドラム側面にＬＡＮケーブル６を接続するためのコネクタ７が配置され、光ファイバケーブル巻回ドラム２の胴部２ａの内部空間に光ファイバケーブル３との接続用の機器が内蔵されているため、段取り替えの際に光ファイバコネクタ１９の抜き差しが不要となり、光ファイバコネクタ１９の端面及び内部が汚れることがなくなる。このため、光ファイバケーブルを使用した際の、汚れに弱い、抜き差し時には専用工具による洗浄が必要である、一旦セメント粉末などの粉塵がコネクタ内に入ると除去が困難であり、通信の回復のためには機器の交換が必要になる、などの問題が一挙に解決できる。
【００３５】
さらに、通信手段の延長用ケーブルとして光ファイバケーブルを使用しているため、銅線ケーブルを使用したときのような高圧電源ケーブルと並行配線した際の電磁誘導ノイズを受けず、安定的な通信が可能になるとともに、配線作業の手間も軽減できる。
【００３６】
しかもメディアコンバータ９の駆動電源がＰｏＥ対応スイッチングハブ５からＬＡＮケーブル６を通じて供給されるため、光ファイバケーブル巻回ドラム２のための電源を別途設ける必要がない。
【００３７】
従って、本通信システム１によれば、現場でも容易に数百メートルから数キロメートルに及ぶ長距離通信ネットワークが実現できるようになる。
【００３８】
前記光ファイバケーブル巻回ドラム２の概略寸法は、胴部２ａの直径が約１００mm〜５００mm、軸方向長さが約１００mm〜５００mmであることが好ましい。鍔部２ｂの直径は、胴部２ａの直径より大きければ光ファイバケーブル３の長さによって任意であるが、約３００mm〜８００mmであることが好ましい。
【００３９】
前記ＰｏＥ対応スイッチングハブ５は、イーサーネットで使用するツイストペアケーブル（ＵＴＰ：Unshieleded Twist Pair）を利用して、接続するＰｏＥ対応機器（外部機器４や光ファイバケーブル巻回ドラム２のメディアコンバータ９など）に電力を供給するためのものである。これにより、外部機器４や光ファイバケーブル巻回ドラム２のためのＡＣアダプタや電源工事が不要になるというメリットがある。
【００４０】
前記ＬＡＮケーブル６は、銅線のケーブルを電気信号が伝送されるもので、一般的に広く利用されているイーサーネット規格に応じた例えば１０００ＢＡＳＥ−ＴなどのＵＴＰケーブルを使用できる。
【００４１】
前記光ファイバケーブル３は、中心部のコアと外層のシースとからなり、前記コアを光信号が伝送されるものである。前記ＬＡＮケーブル６で伝送される電気信号と光ファイバケーブル３で伝送される光信号との相互の信号変換は、メディアコンバータ９によって行われている。
【００４２】
光ファイバケーブル３としては、高強度光ファイバケーブルを用いることが好ましい。これにより、引張り、圧縮、曲げで断線しやすいといった光ファイバケーブルの欠点が克服でき、トンネル工事現場などのような過酷な環境においても光ファイバケーブルが利用可能となる。高強度光ファイバケーブルとは、外層のシースとしてポリウレタンを使用したり、金属保護層を設けたりすることによって、ケーブルに強靱さと柔軟性を備え、引張り、圧縮、曲げに対して高い強度を示すようにしたものである。かかる高強度光ファイバケーブルとしては、例えば米軍の軍事規格（ＭＩＬ規格）に適合したものなどを使用することができる。
【００４３】
光ファイバケーブル巻回ドラム２の胴部２ａの内部空間に内蔵される電源分離装置８及びメディアコンバータ９は、光ファイバケーブル巻回ドラム２の回転に伴う遠心力の影響を小さくするため、胴部２ａの軸芯部に設置することが望ましい。
【００４４】
前記電源分離装置８及びメディアコンバータ９は、防水ケース１１ａ内に収容して防水性を確保した上で、光ファイバケーブル巻回ドラム２の胴部の内部空間に内蔵することが好ましい。施工現場付近に設置される光ファイバケーブル巻回ドラム２は、水や埃をかぶる可能性が高いため、通信用の機器を防水ケース１１ａ内に収容しておくことによって光ファイバケーブル巻回ドラム２に水などがかかっても安定的に通信が確保できるようになる。同様の理由から、光ファイバケーブル巻回ドラム２とは別個に設置されるＰｏＥ対応スイッチングハブ５についても防水ケース１１ｂ内に収容することが好ましい。
【００４５】
前記電源分離装置８は、前述の電源を分離する機能に加えて、メディアコンバータ９の駆動電圧に応じてＰｏＥ対応スイッチングハブ５から供給される電源の電圧変換を行う機能を備えるようにすることが好ましい。具体的に、ＰｏＥ対応スイッチングハブ５には１００Ｖ〜２００Ｖの電源と接続され、ＬＡＮケーブル６を通じて電源分離装置８に入力される電圧は５０Ｖ前後であり、電源分離装置８においてこれを５Ｖ前後に電圧変換し、メディアコンバータ９に供給している。
【００４６】
光ファイバケーブル巻回ドラム２から繰り出された光ファイバケーブル３の一方端側には、施工現場から離れた坑外の現場事務所等１２付近において、第２の給電機能付きのスイッチングハブ１７に一端が接続されたＬＡＮケーブル１６の他端が接続可能とされるコネクタ１５と、スイッチングハブ１７からＬＡＮケーブル１６を介して送られた信号を電源とデータに分離する電源分離装置１４と、この電源分離装置１４に接続され、電源分離装置１４によって分離された電源を駆動電源とするとともに、光ファイバケーブル３の一方端に取り付けられた光ファイバコネクタ２０が接続され、光ファイバケーブルとＬＡＮケーブルとの伝送媒体の違いによる信号変換を行うメディアコンバータ１３とからなる変換装置１８が設けられ、現場事務所等１２に設置されたコンピュータ等の制御機器と外部機器４とが通信可能に接続されている。
【００４７】
なお、メディアコンバータ１３の駆動電源は、必ずしもスイッチングハブ１７から供給されるものを用いなくてもよく、別途外部電源から供給するようにしてもよい。この場合、スイッチングハブ１７及び電源分離装置１４の設置は任意である。
【００４８】
前記変換装置１８は、雨水や埃が入り込まないように防水ケース内に収容することが好ましい。
【符号の説明】
【００４９】
１…通信システム、２…光ファイバケーブル巻回ドラム、３…光ファイバケーブル、４…外部機器、５・１７…スイッチングハブ（ＰｏＥ対応スイッチングハブ）、６・１６…ＬＡＮケーブル、７・１５…コネクタ、８・１４…電源分離装置、９・１３…メディアコンバータ、１０・１８…変換装置、１１ａ・１１ｂ…防水ケース、１９・２０…光ファイバコネクタ
【図１】
0005867716.tif 000002
【図２】
0005867716.tif 000003
【図３】
0005867716.tif 000004