(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信装置および受信装置を有し、光束を用いて情報伝送を行う光空間伝送装置において、
前記送信装置からの出力される送信光を前記受信装置で受信する際の受信光レベルを検出する手段と、
前記受信光レベルと信号品質が補償できるレベルとを比較し、通信断と判断した場合に通信断信号を出力する通信断監視手段と、
前記受信光レベルの変化速度を検出する手段と、
前記通信断信号を取得して通信遮断時間を測定する手段と、
前記受信光レベルの変化速度および前記通信遮断時間から通信遮断原因を判断する手段と、
前記通信遮断原因を判断する手段が、人による復旧が必要な前記通信遮断原因と判断した場合に、外部に異常警告を送信する手段と、を備え、
前記通信遮断原因を判断する手段は、前記受信光レベルの変化速度が速く、さらに前記通信遮断時間が一定時間以上であった場合、前記通信遮断原因は人による復旧が必要なものである、と判断することを特徴とする光空間伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遠隔地に対し光束により情報伝達を行う光空間伝送装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、遠隔地に対して光束により空間上の情報伝送を行う場合には、降雨や降雪などの天候の悪化により伝送路上の見通しが悪くなり、自装置で受信した信号品質が悪くなる。最悪の場合は通信断になることがあるため、常に現在の通信状態を把握する必要がある。そのため従来では、相手装置から出力された送信光を自装置で受信したとき、その受信光レベルを検出し監視することにより、光空間伝送装置の管理を行っていた。
【０００３】
図５に従来例の構成図を示す。同図において、５０１，５０２，５０３，５０４，５０５，５０６，５０７，５０８，５０９で構成するされているのが送信装置、５１０，５１１，５１２，５１３，５１４，５１５，５１６，５１７，５１８，５１９，５２０，５２１，５２２で構成されているのが受信装置とする。５０１は受信装置へ伝送する主信号入力部、５０２は送信装置から出力される受信光レベル検出用の補助信号発生部、５０３は前記主信号と前記補助信号との合波部、５０９は前記合波部で合成された電気信号を光信号に変換する電気−光変換部であり、５０９は例えば５０４のレ−ザ駆動回路と５０５のレ−ザダイオ−ドで構成される。５０６，５０７，５０８，５１０，５１１，５１２はレンズで、５１６は受信光を電気信号に変換する光−電気変換部であり、５１６は例えば５１３の受光素子と５１４の受光回路で構成される。５１５はアンプ部で、５１７は主信号抽出用フィルタであり、５１８は主信号検波部である。５１９は補助信号抽出用フィルタであり、５２０は補助信号検波部である。５２２は５２０から出力された信号を取得し、通信断かどうかを監視する通信断監視部で、５２１は表示部である。
【０００４】
５２３は、５２２から通信断の信号が出力された時間をＬＯＧ  Ｆｉｌｅに保存するＬＯＧ収集部である。
【０００５】
対向する送信装置で５０１の主信号入力部に入力された主信号は、５０２の補助信号発生部から送出された補助信号と５０３の合波部で合波され、５０９の電気−光変換部で光信号に変換され、５０６、５０７、５０８のレンズを通り対向する受信装置に出力される。送信装置から送信された光は、５１０、５１１、５１２のレンズを通り、５１６の光−電気変換部で電気信号に変換され、５１５のアンプ部に出力される。また５１５のアンプ部で増幅された前記電気信号は、主信号出力として５１７へ出力する。５１５のアンプ部で増幅された前記電気信号は、５１９の補助信号抽出用フィルタで補助信号成分を抽出され、５２０の補助信号検波部に出力される。５２０の補助信号検波部は入力した補助信号のレベル（振幅）を電圧に変換して５２１の表示部に出力する。ここで５０２の補助信号発生部で発生した補助信号レベルは一定に保たれているので、受信した光のレベルが増減するとその増減に比例して補助信号レベルも増減する。したがって、補助信号レベルの増減を見る事により、受信した光のレベルの増減を見る事ができる。受信装置では、補助信号のレベルを受信光レベルと呼ぶ。５２２の通信断監視部では、信号品質が補償出来るレベルを予め実験によって測定しておき、５２０から送られてくる受信光レベルとそのレベル（下方閾値）を比較し、通信断かを判断する。もし、通信断であった場合、５２３に通信断信号を出力する。５２３では、５２２からの通信断信号を受け取り、通信断の起こった時刻をＬＯＧ  Ｆｉｌｅに記録する。５２１は表示部で、５２０から出力された受信光レベルを表示する。
【０００６】
従来例での５２０，５２２の処理のフローチャートを図４に示す。
【０００７】
図４において、４０２で受信光レベルを取得し、４０３で受信光レベルが下方閾値以下かどうかを判断する。４０３で受信光レベルが下方閾値以下だった場合、４０４で通信断と判断する。４０５で通信断信号を出力し４０２に戻る。
【０００８】
通常の通信状態では、４０２と４０３をループし通信断信号は出力しないが、通信断の状態では４０２，４０３，４０４をループし通信断信号を出力する。
【０００９】
このように、従来では、受信装置で受信光レベルから通信断のみを検出していた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来では、送信装置から出力された送信光を受信装置で受信し、その受信光レベルのみを検出しているため、現在の信号品質や通信が途絶えたことは検出できるが、その原因を判別することは出来なかった。光空間伝送装置の通信断の原因として、以下の３点が挙げられるが、原因の種類によっては、通信を復帰させるための対処が必要な場合がある。
【００１１】
降雨や降雪などの天候の悪化により視界が悪くなることで、対向装置に光が届かなくなる場合。
自装置と対向装置との間に障害物（主に鳥）が入ってしまった場合。
外的要因（突風や地震）により光軸が外れることによる場合。
【００１２】
▲１▼の悪天候による場合は、天候が回復すれば通信も回復する。▲２▼の障害物による場合は、障害物が通り過ぎてしまえばすぐに回復する。▲１▼，▲２▼の現象は、空間上を光束によりの情報伝送を行う光空間伝送装置にとって想定されている運用状態であり、通信断になっている状態を知らせることはあっても、ネットワーク管理者に対して異常警告を発する必要はない。しかし、▲３▼の外的要因による場合は、時間が過ぎても通信が回復することはなく、人による復旧作業が必要になるため、ネットワーク管理者に異常警告を発する必要がある。
【００１３】
このように、通信断の原因の種類によっては、異常警告を発する必要があり、各々に対して場合わけが必要になるが、従来の装置では、原因を判別することが出来ないため、対応がとれていない。仮に▲１▼の悪天候による場合，▲２▼障害物による場合に比べ頻度の少ない▲３▼外的要因による場合に警告を発するようにすると、▲１▼，▲２▼のときにも警告を発することになり、ネットワーク管理者がその都度設置現場に行き装置の確認が必要になるため、従来装置の設定では、▲１▼，▲２▼，▲３▼のどの条件であっても異常警告は発信せず、単なる通信断として処理している。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本出願に係る発明は、送信装置および受信装置を有し、光束を用いて情報伝送を行う光空間伝送装置において、前記送信装置からの出力される送信光を前記受信装置で受信する際の受信光レベルを検出する手段と、前記受信光レベルと信号品質が補償できるレベルとを比較し、通信断と判断した場合に通信断信号を出力する通信断監視手段と、前記受信光レベルの変化速度を検出する手段と、前記通信断信号を取得して通信遮断時間を測定する手段と、
前記受信光レベルの変化速度および前記通信遮断時間から通信遮断原因を判断する手段と、前記通信遮断原因を判断する手段が、人による復旧が必要な前記通信遮断原因と判断した場合に、外部に異常警告を送信する手段と、を備え、前記通信遮断原因を判断する手段は、前記受信光レベルの変化速度が速く、さらに前記通信遮断時間が一定時間以上であった場合、前記通信遮断原因は人による復旧が必要なものである、と判断することを特徴とする。
【００１５】
通信断の原因は、下記のように受信光レベルの変化速度や通信断の時間に対し異なった性質を有しているため、上記の手段を有することにより、通信断の原因を判断することが出来るようになる。
【００１６】
▲１▼悪天候による通信断は、徐々に信号品質が悪くなっていき、終いに通信断に至る。
【００１７】
▲２▼障害物によるものは、ある程度の通信可能な受信レベルから、一気に通信断に至り、一定時間後通信が回復する。特に鳥による場合は、０．１〜０．３ｓｅｃ程度の瞬断である。
【００１８】
▲３▼外的要因によるものは、ある程度の通信可能な受信レベルから、一気に通信断に至り、通信が復旧することは無い。
【００１９】
以上のことから、受信レベルの変化速度の検知及び、通信断時間を測定することで、通信断の原因を判断することが可能になる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
本発明を図１の実施形態の構成図に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
図１に従来例の構成図を示す。同図において、１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７，１０８，１０９で構成されているのが送信装置、１１０，１１１，１１２，１１３，１１４，１１５，１１６，１１７，１１８，１１９，１２０，１２１，１２２，１２３，１２４，１２５，１２６で構成されているのが受信装置とする。１０１は受信装置へ伝送する主信号入力部、１０２は送信装置から出力される受信光レベル検出用の補助信号発生部、１０３は前記主信号と前記補助信号との合波部、１０９は前記合波部で合成された電気信号を光信号に変換する電気−光変換部であり、１０９は例えば１０４のレ−ザ駆動回路と１０５のレ−ザダイオ−ドで構成される。１０６，１０７，１０８，１１０，１１１，１１２はレンズで、１１６は受信光を電気信号に変換する光−電気変換部であり、１１６は例えば１１３の受光素子と１１４の受光回路で構成される。１１５はアンプ部で、１１７は主信号抽出用フィルタであり、１１８は主信号検波部である。１１９は補助信号抽出用フィルタであり、１２０は補助信号検波部である。１２１は、１２０から出力された信号の値を表示する表示器である。１２２は１２０から出力された信号を取得し、通信断になっていないか監視する通信断監視部である。１２３では、１２０から出力された信号の変化速度を測定する受信光レベル変化速度測定部で、１２４は、１２２から通信断であるという信号を受け取り、通信断である時間を測定する通信断時間測定部である。１２５は、１２３から出力される受信光レベル変化速度と１２４から出力される通信断時間より、通信断の原因を判断する判断部である。１２６は、通信断が起こり１２５の判断部から通信断の原因の種類情報を受け取り、それを時間共にＬＯＧ  Ｆｉｌｅに保存するＬＯＧ収集部である。
【００２２】
対向する送信装置で１０１の主信号入力部に入力された主信号は、１０２の補助信号発生部から送出された補助信号と１０３の合波部で合波され、１０９の電気−光変換部で光信号に変換され、１０６、１０７、１０８のレンズを通り対向する受信装置に出力される。送信装置から送信された光は、１１０、１１１、１１２のレンズを通り、１１６の光−電気変換部で電気信号に変換され、１１５のアンプ部に出力される。また１１５のアンプ部で増幅された前記電気信号は、主信号出力として１１７へ出力する。１１５のアンプ部で増幅された前記電気信号は、１１９の補助信号抽出用フィルタで補助信号成分を抽出され、１２０の補助信号検波部に出力される。１２０の補助信号検波部は入力した補助信号のレベル（振幅）を電圧に変換して１２１の表示部に出力する。ここで、１０２の補助信号発生部で発生した補助信号レベルは、一定に保たれているので、受信した光のレベルが増減するとその増減に比例して補助信号レベルも増減する。したがって、補助信号レベルの増減を見る事により、受信した光のレベルの増減を見る事ができる。受信装置では、補助信号のレベルを受信光レベルと呼ぶ。１２１の表示部では、１２０での受信光レベルを表示する。１２２の通信断監視部では、信号品質が補償出来るレベルを予め実験によって測定しておき、１２０から送られてくる受信光レベルとそのレベル（下方閾値）を比較し、通信断かを判断する。もし、通信断であった場合、１２４と１２５に通信断信号を出力する。１２３では、受信光レベルの変化速度を測定し、１２５出力する。１２４では１２２から出力された通信断信号を取得し、通信断時間を測定する。１２５で、１２３から出力された受信光レベルの変化速度と１２４から出力された通信断時間より通信断の原因を判別し、１２６で、通信断原因の種類と時間をＬＯＧに保存する。外的要因の場合は、外部に警告を発生する。
【００２３】
実施形態における１２５は、受信信号レベルの変化速度と通信断時間から通信断の原因を判断している。そのアルゴリズムを図２のフローチャートを用い説明する。
【００２４】
図２において、２０２で補助信号検波部から受信光レベルを取得する。２０３では、取得した受信光レベルにより、通信断かどうか判断する。通常の通信状態では、２０２と２０３をループするが、なんらかの原因で通信断に至った場合、２０４に処理が移る。２０４では、図１の１２３より取得した受信光レベルの変化速度から悪天候によるものか否かを判別する。ここで、悪天候により受信光レベルが低下する場合の実際の測定値を図３に示す。図３は、日本における８月の夕立が起こったとき（悪天候時）の受信光レベルの推移を示したグラフであるが、この場合、夕立のような急激な雨であっても受信光レベルは５分くらいかけてなだらかに下がっていく。外的要因により光軸が外れたときと障害物による通信断の場合は、ある一定値以上の受信光レベルを維持していたところから、一気に下方閾値レベルまで受信光レベルが低下する。以上のことから、両者の通信断のプロセスは明らかに異なっており、受信光レベルの変化速度を検出することで区別することが可能である。その後、２０９で悪天候による通信断としてＬＯＧに保存し、２１２の処理に移る。
【００２５】
２０６では、障害物による瞬断と外的要因による光軸外れを区別する。ある一定レベル以上の受信光レベルを維持していたところから、一気に通信断のレベルまで受信光レベルが低下する要因には、外的要因による光軸ずれの場合と、障害物が光路上に進入し、光を遮断した場合の２点が在り得る。ここで、光路を遮断することができる障害物を考えた場合、空間上においては鳥以外には考え難い。鳥が光路を遮断した場合、遮断している時間は０．１〜０．３Ｓｅｃ程度であるため、一定時間以上受信光レベルが下方閾値以下であった場合、２０７の外的要因による光軸ずれと判断、一定時間内に受信光レベルが復帰した場合は、２０８の障害物による瞬断と判断できる。２０８の障害物による瞬断と判断した場合、２１１で障害物による瞬断として時間と共にＬＯＧに記録し、２１２の処理に移る。２１２で、受信光レベルを取得し、２１３で受信光レベルが通信断のレベル以上か判断し、通信断のレベル以上であったときは、２１４でレベル復帰を時間と共にログに保存される。そして、２０２に処理が戻る。２０７の外的要因による光軸ずれと判断した場合は、２１０で外的要因による光軸ずれと判断し時間と共にＬＯＧに保存される。その後、異常警告をネットワーク管理者に送信する。この場合は、光軸外れを起こしているわけであるから、リセットスタートするまで、復帰しない。リセットスタートが押されたら、２０１から始まる。
【００２６】
図２のようなフローにより、通信断が起こったとき、通信断の原因を判別し、外的要因による光軸ずれを検出することができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本出願に係わる発明によれば、請求項に示した手段を有する光空間伝送装置は、通信断の原因を判別することが可能になるため、人為的作業が必要になる外的要因による通信断を一早く検出し、異常警告としてネットワーク管理者へ通告できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の光空間伝送装置の構成図である。
【図２】実施形態のフローチャート図である。
【図３】実施形態での悪天候時の受信光レベルデータである。
【図４】従来例のフローチャート図である。
【図５】従来例の光空間伝送装置の構成図である。
【図６】従来例のフローチャート図である。
【符号の説明】
１２３  受信光レベル変化速度測定部
１２４  通信断時間測定部
１２５  通信断原因を判断する判断部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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