(57)【要約】【課題】  簡単は方法で精度よく浸水ケーブルを検知でき、さらに通信障害の発生を予測して障害発生の可能性の高いものから保守計画を作成することのできる光ケーブルの浸水検知方法および保守方法を提供すること。【解決手段】  光ファイバが収納された光ケーブルの少なくとも２本の光ファイバを選択して、各光ファイバに特定波長の光を入射させ、各光ファイバ間の伝送損失の差を演算し、当該伝送損失の差に基づいて光ケーブル内の浸水の有無を判定する。さらに、当該伝送損失の差の経時変化および気温情報を記憶し、これらの情報に基づいて保守計画を作成することを特徴とする。【選択図】      図１
2005181231.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバが収納された光ケーブルの少なくとも２本の光ファイバを選択して、各光ファイバに特定波長の光を入射させ、各光ファイバ間の伝送損失の差を演算し、当該伝送損失の差に基づいて光ケーブル内の浸水の有無を判定することを特徴とする光ケーブルの浸水検知方法。
【請求項２】
前記光ケーブルは複数の架空地線であって、異なる架空地線から夫々光ファイバを選択することを特徴とする請求項１記載の光ケーブルの浸水検知方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の光ケーブルの浸水検知方法において、光ケーブル内の浸水ありと判定された後に、反射型故障点評定装置（ＯＴＤＲ）または光ファイバ歪計測装置（ＢＯＴＤＲ）によって障害箇所の特定を行うことを特徴とする光ケーブルの浸水検知方法。
【請求項４】
光ファイバが収納された光ケーブルの少なくとも２本の光ファイバを選択して、各光ファイバに特定波長の光を入射させ、各光ファイバ間の伝送損失の差を演算し、当該伝送損失の差の経時変化を記憶し、当該経時変化に基づいて保守計画を作成することを特徴とする光ケーブルの保守計画作成方法。
【請求項５】
請求項４記載の光ケーブルの保守計画作成方法において、さらに、伝送損失の差の大きさに基づいて保守順序を決定することを特徴とする光ケーブルの保守計画作成方法。
【請求項６】
請求項４または５記載の光ケーブルの保守計画作成方法において、さらに、気温および昼夜の温度差に基づいて保守計画を作成することを特徴とする光ケーブルの保守計画作成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ケーブルの浸水を検知して保守を行う方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバ内蔵型架空地線（以下、ＯＰＧＷ；OPtical Ground Wireという）は電力保安通信用回線の中の重要回線や芯線貸しにより顧客の重要回線として使用されている。
近年、ＯＰＧＷの内部の光ファイバ内蔵用アルミ造管の溝に、経年劣化等により浸水する例が多く見られるようになってきた。この浸水により、冬季のＯＰＧＷ内部で凍結が生じ、光ファイバ芯線マイクロベンディング（微小歪曲）に起因する通信障害が発生している。
従来、光ファイバの障害検知は、光ファイバを診断するための反射型故障点評定装置（以下、ＯＴＤＲという）が使用されていた。
【０００３】
一方、光ファイバに光パルスを入射させ、その結果発生するラマン散乱光のストローク側と反ストローク側の強度比に基づいてケーブルの浸水の有無および浸水箇所の双方または一方を検知する方法が提案されている。（たとえば、特許文献１を参照。）
また、海水の満たされた光ファイバは、特定の波長帯に損失増加が見られることが報告されている。（たとえば、非特許文献１を参照。）
【特許文献１】特開２００３−２２２５６５号公報
【非特許文献１】NIKKEI ELECTRONICS 1984,12.3 P.233〜P.248
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述の従来の技術を用いて浸水ケーブルを検知したとしても、必ず時も通信障害が発生するとは限らず、どのように通信障害の発生を予測するかが問題となる。
また、運用中の光ケーブルに対して、如何に簡便に精度よく浸水ケーブルを検知するかという問題もある。
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、簡単は方法で精度よく浸水ケーブルを検知でき、さらに通信障害の発生を予測して障害発生の可能性の高いものから保守計画を作成することのできる光ケーブルの浸水検知方法および光ケーブルの保守計画作成方法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、本発明に係わる光ケーブルの浸水検知方法は、光ファイバが収納された光ケーブルの少なくとも２本の光ファイバを選択して、各光ファイバに特定波長の光を入射させ、各光ファイバ間の伝送損失の差を演算し、当該伝送損失の差に基づいて光ケーブル内の浸水の有無を判定することを特徴とする。
【０００７】
これにより、光ケーブルに新たに浸水検知用の装置や素子等を取り付けることなく、既設の光ケーブルの浸水検知が可能となる。
ここで、「光ケーブル」は、ケーブルの構造、種類、用途等に限定されず、たとえば光ファイバが収納された電力ケーブルや架空地線など各種ケーブルを含む趣旨である。
特に、前記光ケーブルは複数の架空地線であって、異なる架空地線から夫々光ファイバを選択することを特徴とする。
【０００８】
好ましくは、上述の光ケーブルの浸水検知方法において、光ケーブル内の浸水ありと判定された後に、反射型故障点評定装置（ＯＴＤＲ）または光ファイバ歪計測装置（ＢＯＴＤＲ）によって障害箇所の特定を行うようにすると障害発生箇所と障害原因の両方が同時に特定可能となる。
【０００９】
また、本発明に係わる光ケーブルの保守計画作成方法は、光ファイバが収納された光ケーブルの少なくとも２本の光ファイバを選択して、各光ファイバに特定波長の光を入射させ、各光ファイバ間の伝送損失の差を演算し、当該伝送損失の差の経時変化を記憶し、当該経時変化に基づいて保守計画を作成することを特徴とする。
【００１０】
好ましくは、上述の光ケーブルの保守計画作成方法において、伝送損失の差の大きさに基づいて保守順序を決定するようにし、さらに、気温および昼夜の温度差に基づいて保守計画を作成するようにするとよい。
これにより、凍結による通信障害の発生の可能性の高い順に保守計画を作成することが可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、簡単は方法で精度よく浸水ケーブルを検知でき、さらに通信障害の発生を予測して障害発生の可能性の高いものから保守計画を作成するができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を説明する。はじめに、本実施形態によるケーブルの浸水検知方法の原理について説明する。
本実施形態は、非特許文献１に記載されている特定波長帯域の光の減衰特性を利用するものである。すなわち、ＯＰＧＷ内に進入した水は、光ファイバを内蔵しているアルミ造管と電気化学反応を起こしてＨ２（水素）やＯＨ基（水酸基）イオンが発生する。これらのイオンは光ファイバ被覆を透過して光ファイバの主構成物質であるＳｉ（ケイ素）、Ｇｅ（ゲルマニウム）と化学結合して、ＳｉＯＨやＧｅＯＨを生成したり、H２分子が双極子モーメントを発生するが、これらはある特定の波長帯域の光を吸収することが知られている。
【００１３】
本実施形態は、特定波長帯域の波長の伝送損失を以下の構成で測定する。
図１は、特定波長の伝送損失を測定して光ファイバの浸水の有無を検知するための装置の構成図である。ここで、測定用計算機１のインタフェース部６は、特定波長光源２と繋がり、接続用ファイバ７を介してチャンネルセレクタＡ（３）と繋がっている。チャンネルセレクタＡ（３）は、さらに被計測ケーブルＸ（９）および被計測ケーブルＹ（１０）と繋がっている。チャンネルセレクタＡ（３）は、測定用計算機１からの指令に従って接続用ファイバ７からの光を被計測ケーブルＸとＹのうちどちらへ通すかを選択する。また、被計測ケーブルＸとＹの片端は、チャンネルセレクタＢ（４）と繋がり、接続用ファイバ８を通してパワーメータ５に繋がっている。なお、被計測ケーブルＸとＹは、架空地線において予備回線または診断用回線として使用可能な光ファイバを用いるようにすると良いが、通信光と試験光を光多重することによって測定するようにしても良い。
【００１４】
特定波長光源２、セレクタＡ，Ｂ、パワーメータ５は、計測用計算機１のインタフェース部６と繋がりデータの授受を行っている。なお、測定用計算機１は、パーソナルコンピュータで実現され、インタフェース部６は、ＧＰＩＢなどの規格で通信が行われるものである。また、インタフェース部６と各装置との間は、必要により中継用の伝送装置（図示せず）を介して信号が送られるものとする。
【００１５】
図２は、測定用計算機１の機能ブロック図である。ここで、測定用計算機１は、データやコマンドを入力するための入力部１２、演算結果を表示する表示部１３、特定波長光源２など外部の装置と接続するためのインタフェース部６、データを処理する中央演算処理部１１、および、データを記憶する記憶部１４で構成されている。さらに、中央演算処理部１１は、入力部１２または出力部１３とデータの受け渡しを行う入出力処理手段（機能）１５、測定すべきケーブルを選択して、セレクタＡおよびＢに選択指令を送信する測定ケーブル選択手段１６、特定波長光源２へ出力指令を送信する光出力指令手段（機能）１７、パワーメータ５から送られてくるデータを受信する測定結果収集手段（機能）１８、および、測定結果をもとに浸水の有無を判定する判定手段１９を備えている。
また、記憶部１４は、光ファイバごとに測定結果や判定結果を記憶する測定ファイル２０を備えている。
【００１６】
このように構成された装置を用いて、光ファイバの浸水を検知する方法を図４を用いて説明する。まず、図３に示すように同一の敷設箇所の光ファイバのうち任意の２本の光ファイバを選択して被測定ケーブルとする。そして、入力部１２から、その２本のうちの一方を選択するためのコマンドを送る（Ｓ１０１）。このコマンドは、測定ケーブル選択手段１６によって、インタフェース６を介して、セレクタＡ，Ｂに送られる。セレクタＡおよびＢは、選択された被測定ケーブル側へ接続用光ファイバと接続するように切替を行う。
【００１７】
そして、入力部１２から特定波長の光を出力するためのコマンドを入力する（Ｓ１０２）。このコマンドは、光出力指令手段１７によって、インタフェース部６を介して特定波長光源２へ送られる。なお、特定波長は、１．２４μｍまたはこの近傍が効果的である。この波長帯の他に１．３９μｍの波長でも有効であるが１．２４μｍの方が浸水時の減衰傾向がより顕著に出るため有効である。
【００１８】
特定波長光源２から出された光は、接続用光ファイバ７を通って、セレクタＡで選択されたケーブルに入り、他端のセレクタＢから接続用光ファイバ８を通ってパワーメータ５に入る。そして、パワーメータ５で光強度が測定され、その測定結果は、測定用計算機１のインタフェース部６を介して入力され測定結果収集手段１８により測定ファイル２０に保存される（Ｓ１０３）。
【００１９】
次に、測定ケーブル選択手段１６は、もう一方の被測定ケーブルに切り替えるための選択コマンドを送信して、上述と同様にその被測定ケーブルについても光強度を測定する（Ｓ１０４〜Ｓ１０６））。
一連の測定が完了すると、判定手段１９が起動され、浸水の有無の判定が行われる。具体的には、判定手段１９は起動されると、特定波長光源の光出力値と受信端でのパワーメータ５の測定値との差を求めて伝送損失を計算する。そして、２本の光ファイバの伝送損失の差を求めて（Ｓ１０７）、その差が所定の基準値以上か否かを判定して（Ｓ１０８）、所定の基準値以上ならば浸水の可能性ありとする（Ｓ１０９）。
【００２０】
図５は、基準値を記憶したファイルの一例を示したものである。２ファイバの伝送損失の差が５．０ｄB／ｋｍ以上のとき浸水可能性ありとしている。この値は、実際の凍結およびそれに基づくマイクロクラックの発生の可能性との兼ね合いで変更できるようにしておくとよい。図６は、上記の処理によって測定・演算された結果を記憶する測定ファイル２０の一例である。両ファイバの距離、注入光強度、受信光強度、注入光強度から受信光強度を差し引いて求められた伝送損失、両光ファイバＸとＹの伝送損失の差である損失差、および、基準値と比較した判定結果が保存されている。
【００２１】
本実施の形態によれば、既設の光ファイバの浸水を検知できるので、ケーブル内からの水の除去あるいはケーブル内への不凍液の注入により凍結によるマイクロベンドによって生じる通信障害を未然に防ぐことができる。
【００２２】
なお、浸水の検知方法としては、発生させる光源の波長を可変にして、一連の波長帯域についてその損失を求め、他の波長の損失に対して特定波長（たとえば１．２４μｍ）の損失が所定値以上か否かによって浸水の有無を判定することも可能であるが、波長が可変の光源は非常に高価であり、また、複数の波長について測定することは、時間と手間がかかる。本実施の形態によれば、任意の２本を選択して、その比較において判定するため、安価に装置を構成でき、簡便に測定することが可能となる。
【００２３】
特に架空地線の場合は、図３に示すように鉄塔の中央部付近を最下点として撓んでいるため、全てのケーブルが一度に浸水するというものではなく、経年的に徐々に浸水ケーブルの本数が増えてくるものである。このため、任意の２本の比較において浸水の有無を判定することは有効であり、浸水の早期発見も可能である。
なお、ＯＴＤＲと兼用することで、通信障害発生時には、障害発生箇所と発生原因の両方を同時に特定することも可能である。
【００２４】
次に本発明の第２の実施の形態を説明する。図７は、本実施の形態による測定用計算機１の機能ブロック図である。図２との主な違いは、保守計画作成手段を設け、保守計画テーブルを追加したことである。また、本実施の形態では、特定波長光源として、１．５５μｍと１．２４μｍの波長の光源を使用する。
【００２５】
まず、１．５５μｍの光源で、被測定ケーブルＸ，Ｙについてそれぞれパワーメータでの受信光の強度を測定して、両強度差を計算してこれを補正値とする。次に、１．２４μｍの光源を使用して、同様に被測定ケーブルＸ，Ｙについてそれぞれ受信光の強度を測定して、両強度の差を求め、この値から補正値を差し引き、補正後の値を求める。この補正後の値が所定の基準値以上の場合は、浸水ありと判定する。
【００２６】
図８は、本実施の形態における測定ファイルの一例である。Ｈ２分子やＯＨ基の影響をあまり受けない波長である１．５５μｍの光源を補正用に使用している。
また、図９は、保守計画テーブルの一例である。損失差が所定値（たとえば「７．０」）以上の場合は、最低気温に基づいて保守の優先順位を決定し、最低気温が同じならば、昼夜気温差の大きい方の優先順位を高くする。
一方、損失差が所定値以下の場合は、損失差を優先して保守の順位を決定する。これを浸水の可能性の判断基準となる基準値（たとえば「５．０」）以上の光ファイバについて行う。
【００２７】
上述の方法による優先順位付けに替えて、損失差と気温にそれぞれ重み係数を掛け合わせ、関数値として優先順位をつけるようにしても良い。また、伝送損失の差を定期的に観測して、その経時変化を記憶し、損失の進行度合いに応じて保守の優先順位を決めるようにしても良い。
【００２８】
なお、過去に通信障害の発生したことのある光ケーブルについては、浸水が原因によるとして測定の対象にするか否かを次のように判定することも可能である。この判定は、測定ケーブル選択手段の機能として実行されるものである。以下、過去に通信障害の発生したことのある光ケーブルに関する測定対象の判定方法について図１０を用いて説明する。
【００２９】
まず、通信障害記録を抽出して（Ｓ２０１）、通信障害の発生の有無を判定する（Ｓ２０２）。そして、通信障害が発生したことがある場合は、次に通信障害の発生時期、および発生時刻を抽出する。そして、それらが気温低下の時期ないし時刻であるか否かを判定して（Ｓ２０４）、「ＹＥＳ」の場合は、測定対象とする。
これによって、測定対象となり、測定の結果、損失差が所定値以上になった光ケーブルについては、保守の優先度を最も高くして保守計画を作成する。
【００３０】
本実施の形態は、光ケーブルごとの通常の伝送損失の差を計算して、その値を用いて補正するので、第１の実施の形態に比べて、より精度よく光ケーブル内への浸水の検知が可能となる。また、特定波長に対する伝送損失の増加傾向や、気温や温度差を用いて保守の優先順位付けを行うので効率の良い保守計画が作成可能となる。
【００３１】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形して実施することができる。たとえば、浸水検知のための特定波長は、１．２４μｍや１．３９μｍに限定されず、水により光吸収率の異なる波長ならば使用可能である。また、保守計画としては、上述の他、複数の光ファイバに対して、複数の特定波長の吸収率を測定して、その吸収率の差によって保守の優先順位を設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施の形態による光ケーブルの浸水検知方法に用いられる装置の構成図である。
【図２】図１の測定用計算機１の機能ブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態による測定用光ケーブルの選択の説明図である。
【図４】光ファイバの浸水を検知する手順を示すフローチャートである。
【図５】基準値を記憶したファイルの説明図である。
【図６】図２の測定用ファイルのデータ構成図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態による測定用計算機１の機能ブロック図である。
【図８】図７の測定用ファイルのデータ構成図である。
【図９】図７の保守計画テーブルのデータ構成図である。
【図１０】過去に通信障害の発生したことのある光ケーブルに関する測定対象の判定手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３３】
１  測定用計算機
２  特定波長光源
３、４  チャンネルセレクタ
５  パワーメータ
６  インタフェース部
７、８ 接続用光ファイバ
９、１０  被計測ケーブル
１１  中央演算処理部
１２  入力部
１３  表示部
１４  記憶部
１５  入出力処理手段
１６  測定ケーブル選択手段
１７  光出力指令手段
１８  測定結果収集手段
１９  判定手段
２０測定ファイル
２１  保守計画テーブル
２２  保守計画作成手段
【図１】
2005181231.tif 000003
【図２】
2005181231.tif 000004
【図３】
2005181231.tif 000005
【図４】
2005181231.tif 000006
【図５】
2005181231.tif 000007
【図６】
2005181231.tif 000008
【図７】
2005181231.tif 000009
【図８】
2005181231.tif 000010
【図９】
2005181231.tif 000011
【図１０】
2005181231.tif 000012