JPH02246532A - 光伝送方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光伝送方式に関し、特に光伝送路を用い、途
中で多数分岐して情報制御を行うシステムに好適な光伝
送方式に関する。

（従来の技術） 光伝送路を使用し、途中で多数分岐して情報の制御を行
うシステムとして、例えば、電力配電線の異常監視シス
テムがある。電力配電線は、第７図に示すように配電変
電所ｌの変圧器２から複数の遮断器３．３、・・・を介
して電力配電線４．４、・・・が接続されており、これ
らの各電力配電線４には電力開閉器５が、適宜の間隔で
直列に接続されている。電力配電線４の異常を監視する
システムは、変電所１に制御親局７を設置し、当該制御
親局７から電力ｗＡ４に沿って情報伝送路としての光伝
送路８を敷設し、各電力開閉器５を開閉制御するための
制御子局９を夫々対応して設置し、光伝送路８に接続す
る。

制御親局ｌは、各制御子局９と情報を交換して電力線４
の異常を常時監視し、電力線４に絶縁破壊、断線故障等
の異常が発生した場合には、当該異常が発生した区間の
制御子局９に制御信号（指令）を出力して電力開閉器５
を開成させ、当該区間への電力の供給を遮断する。かか
る異常監視システムは、各電力線４毎に敷設されている
。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記従来の異常監視シテスムにおいては、光
伝送路８は、オープンループとされており、制御親局１
は、光伝送路８の一端からのみ各制御子局９に情報を供
給するようにしている。また、各制御子局９は、光伝送
路８から分岐接続されるために、光伝送路８の信号レベ
ルは、分岐損失により各分岐器を通過する毎に低下し、
制御親局１から離れる程即ち、伝送距離が長くなる程受
信信号レベルの検出が困難となる。このため、何回も情
報交換をして確認し、或いは厳密なレベルチエツクが必
要となり、情報制御に時間が掛かるばかりでなく制御子
局９の回路構成が複雑、且つ高価となる。

更に、光伝送路８が、断線した場合には当該断線した箇
所以降の制御子局９との情報の交換が不可能となり、情
報欠損、電力開閉器５の制御不能等の問題がある。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、伝送距離に
よる信号レベルの低下や、分岐損失を補償し、更に伝送
路の断線等にも有効に対処することが可能な光伝送方式
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） 上記目的を達成するために本発明によれば、親局と、当
該親局に光伝送路を介して接続される複数の子局とを有
し、これらの親局と子局間において情報交換を行う光伝
送方式において、前記光伝送路をループ状とし、前記親
局から当該光伝送路の始端及び終端から双方向に、同時
に同一信号を人力させて当該光伝送路の全域における信
号レベルを略一定レベルとする一方、当該光伝送路の前
記双方向の信号を取り込んで前記子局に入力させると共
に当該子局からの信号を前記光伝送路の双方向に出力さ
せるようにしたものである。

（作用） 光伝送路をループ状とし、親局から当該光伝送路の始端
及び終端に同時に同一の信号を双方向に入力させること
により、光伝送路の伝送距離による信号レベルの低下、
各分岐点における分岐損失が補償される。この結果、当
該光伝送路の信号レベル（光量）は、全域に亘り略一定
のレベルに保持される。そして、この光伝送路の双方向
の信号を同時に入力可能に各子局を接続することにより
、これらの子局の人力信号レベルが高くなる。また、各
子局から出力される信号は、光伝送路の双方向に伝送さ
れ、当該光伝送路が断線した場合でも、親局と各子局と
の情報交換が可能となる。

（実施例） 以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。

第１図は本発明に係る光伝送方式を示し、光伝送路１０
は、閉ループをなしており一端（始端）１０　ａ　及ヒ
他端（ａｍ）　　１０　ｂ　ハ、ＩＪｍａＪｉ５２１に
接続されている。この光伝送路１０は、例えば、前述し
た電力配電線に沿って敷設される。そして、この光伝送
路１０の途中には複数の分岐点が所定の間隔で、例えば
、４つの分岐点Ａ−Ｄが等間隔で設けられている。そし
て、これらの各分岐点Ａ〜Ｄには、制御子局１２が、分
岐器１３及び分岐線１４を介して接続されている。

分岐器１３は、第２図に示すように、例えば、３個のＹ
形タイプの分岐器１５．１６及び混合器１７により構成
されている０分岐器１５．１６の入力ボート１５ａ、１
６ａと出力ポート１５ｂ、１６ｂは光伝送路１０に直列
に接続され、各分岐ボート１５ｃ、１６ｃは混合器１７
の各入力ボート１７ａ、１７ｂに接続されている。そし
て、この混合器１７の出力ポート１７ｃは分岐線１４を
介して制御子局１２に接続される。

分岐器１５は、光伝送路１０を第１図図中矢印Ｃで示す
時計方向周りに伝送される情報信号Ｓがら、信号Ｓを分
岐する。また、分岐器１６は、分岐器１５と反対に光伝
送路１０を図中矢印ＣＣで示す反時計方向側りに伝送さ
れる情報信号Ｓ°から、信号Ｓ°を分岐する。そして、
混合器１７は、これらの分岐された２つの信号ｓ、ｓ’
を混合して信号Ｓ１を形成する。

分岐器１３は、光伝送路（本線）１０と分岐線１４との
パワー比が例えば、ｌＯ：ｌ程度に設定されており、当
該分岐器１３に入力する信号Ｓの（１／１０）が分岐＆
１１１４に伝達され、（１／１０−α）が本線を通過す
る。ここに、値αは、分岐器１３の構造上の損失（分岐
損失）を表す、他の各分岐器１３も同様に構成されてい
る。

そして、光伝送路１０は、始端１０ａと、終端１０ｂに
、同時に同一の情報信号Ｓ１８″が入力され、且つこれ
らの情報信号ｓ、ｓ’　の信号レベル（光量）Ｐ、Ｐ’
　は同一（Ｐ−Ｐ’）に設定されている。

ところで、第３図に示すように光伝送路１０の始端１０
ａから入力された信号Ｓは終端１０ｂに至るまでの間に
、伝送路損失と、途中に接続された各分岐点Ａ−Ｄにお
ける各分岐器１３によりパワーを損失して順次減衰し、
信号レベルＰは、始端１０ａにおけるＰからＰ４〜Ｐ、
と折線で示すように階段状に低下する。尚、各分岐器１
３における損失は成るバラツキの範囲内にあり、略一定
とする。光伝送路１０の終端ｔａｂから入力された信号
Ｓ°　も同様にして始端１０ａに至るまでの間にパワー
を損失して、終端１０ｂにおける信号レベルがＰｏから
Ｐ９°〜ＰＩ°と点線の折線で示すように低下する。尚
、細線！、■は光伝送路１０のみのパワー損失を示す。

この第３図において明らかなように、光伝送路ＩＯの始
端１０ａから終端１０ｂに向かう信号Ｓと、反対に終端
１０ｂから始端１０ａに向かう信号Ｓ゛の信号レベルＰ
、Ｐ’　は対称に変化している。従って、これらの両信
号Ｓ、Ｓ”を加えると、その信号レベルは、光伝送路ｌ
Ｏの各点において略一定レベルＰ３となり、実線■で示
すように表される。尚、図中符号りは、光伝送路１０の
長さを示している。

光伝送路ｌＯの始端１０ａ、終端１０ｂに入力させる信
号ｓ、ｓ’　のレベルＰ、Ｐ’　は、基本的には任意で
ある。しかしながら、光伝送路１０の分岐点Ａ−Ｄが、
制御親局１１に対して非対称位置に配置されている場合
、或いは各分岐器１３の分岐損失のバラツキ等により当
該光伝送路１０の途中の信号レベルは、高くなったり、
低くなったりする。従って、このような場合でも当該光
伝送路ｌＯの任意の点における信号レベルが、一定又は
成るバラツキの範囲内で略一定レベルとなるように、入
力させる信号レベルを調整することが好ましい、尚、本
実施例においては、各分岐点Ａ〜Ｄは、光伝送路１０に
等間隔で対称に配置されている。

また、信号Ｓ、、Ｓ″の信号レベルＰ、Ｐ’　（Ｐ−Ｐ
’）は、分岐された信号３又はＳ”が、夫々分岐点り又
は八における信号レベルＰ１又はＰＩ′の状態において
、且つ何れか一方のみが入力される場合であっても、各
制御子局１２により検出可能な信号レベルに設定される
。

以下に作用を説明する。

光伝送路１０が断線していない通常の状態において、制
御親局ｌは、光伝送路１０の始端１０ａ、終端１０ｂか
ら同一の情報信号ｓ、ｓ’を、同時に入力させる。光伝
送路１０の各分岐点Ａ−Ｄにおける各分岐器１３は、光
伝送路１０の信号Ｓ１Ｓ°を分岐して各分岐線１４に取
り込む。例えば、光伝送路１０の始端１０ａに最も近い
分岐点Ａの分岐器１３について説明すると、第２図に示
すように分岐器１３の光伝送路（本ｖＡ）１０に接続さ
れた一方の分岐器１５は、光伝送路１０の信号Ｓから一
部を分岐して取り込み信号Ｓを得る。また、他方の分岐
器１６は、信号Ｓ°から一部を分岐して取り込み、信号
Ｓ′を得る。混合器１７は、これらの信号Ｓ、３°を混
合して信号Ｓ　ｌ　１として分岐線１４に出力し制御子
局１２に加える。

ところで、光伝送路１０に伝送される信号Ｓ、Ｓ″の各
信号レベルは、第３図に示すように低下し、分岐点Ａに
おいて、信号ＳのレベルはＰ４、信号Ｓ゛のレベルはＰ
ｌｏとなり、分岐された各信号ｓ、ｓ’　もこれに応じ
たレベルｐ４、ｐＩ′となる。従って、混合器１７から
出力される信号Ｓ”の信号レベルは、＜ｐａ　”ｐ＋’
＞　となり、光伝送路ＩＯの信号レベルＰ３に相当した
レベルｐ３となる。即ち、光伝送路１０の距離による信
号レベルの低下及び分岐損失が補償される。この結果、
制御子局１２に入力される信号Ｓ゛のレベルは、信号Ｓ
又はＳ゛単独場合即ち、光伝送路１０に信号Ｓ又はＳｏ
の何れか一方の信号のみが単独で伝送される場合に比し
て大幅に高くなる。

従って、分岐点Ａにおいて分岐器１３に接続される制御
子局１２は、信号レベルが十分に高い情報信号Ｓ　ｌ　
ｌを受信することができ、制御親局１との情報交換が容
易となる。他の分岐点Ｂ−Ｄにおいても前記分岐点Ａの
場合と同様である。

また、光伝送路１０が例えば、分岐点ＣとＤとの間の点
Ｑにおいて断線した場合には、分岐点Ａ〜Ｃにおける各
分岐器１３は、信号Ｓを取り込み、分岐点りの分岐器１
３は信号Ｓ゛を取り込む、信号Ｓの分岐点Ａ、Ｂ、Ｃに
おける各信号レベルは第３図に示すようにＰａ　、Ｐｓ
　、Ｐｇとなり、分岐点Ａの信号レベルＰ４が最も高く
、分岐点Ｃの信号レベルＰ！が最も低い、しかしながら
、分岐点Ｃにおける信号レベルＰｔは、信号Ｓの、光伝
送路１０の断線前における分岐点りにおける信号レベル
Ｐ、よりも高い（Ｐｇ　＞ｐ、）＊一方、信号Ｓ゛の分
岐点りのにおけるレベルはＰ＃′となり分岐点Ａと同様
の高いレベルにある。

従って、光伝送路１０が断線した場合でも、制御親局１
１から最も遠距離にある制御子局１２は、断線前に当該
制御子局よりも更に遠距離にある分岐点の信号レベルよ
りも高いレベルの信号を入力することができ、制？Ｂ親
局１１と情報交換を行うことができる。勿論、他の分岐
点Ａ、Ｂ及びＤの各制御子局１２は、制御親局１１と情
報交換を行うことができる。この結果、光伝送路１０が
断線した場合でも断線箇所（以下「断点」という）以降
の情報欠損、不制御等を除去することが可能となる。

ところで、信号ｓ、　ｓ’には伝送速度Ｖ　（ｍ／μｓ
）があり、光伝送路１０の両端１０ａ、１０ｂから同時
にこれらの信号ｓ、ｓ’　を人力しても、伝送路１０の
途中に至るまでに伝送時間が必要である。いま、第４図
に示すように光伝送路１０の始端１０ａから距離Ｘの点
Ｑまでに要する信号Ｓ１８”の伝送時間をＬｌ、ｊｘ、
時間差をΔｔとすると、 ｔ＋　−Ｘ／Ｖ、　　　ｔｚ　−（Ｌ　　Ｘ）／ｖとな
り、時間差Δｔは、 Δｔ”　ｌ　ｔ＋　　　ｔｔ　　ｌ　−ｌ　　（２Ｘ　
　Ｌ）　／Ｖとなる。

この時間差Δｔが、信号の立上り又は立下りに例えば、
シフタのような変動を与える。従って、この時間差Δｔ
が、ベースとなる信号（時間、振幅）に比べて無視でき
れば、本伝送方式が適用可能である。

そこで、ベースとなる信号Ｓ１８″の情報伝送速度を夫
々Ｗ　（ｂｉｔ／ｓｅｅ　）とすると、１信号は１　／
　Ｗ　（ｓｅｃ）となる、そして、時間差Δｔの最大値
端ａｘΔｔは、（Ｌ／Ｖ）であるから、０＜（Ｌ／Ｖ　
）　／（１／ｊ１　）　＜　（１／２　）となり、 （２Ｌ／Ｖ　）＜　（１／Ｗ　）となる。

因みに、Ｖ＝２００　（ｍ／Ｊｌｓ　）　、Ｌ−１０ｋ
−とすると、Ｗ＜ＪＯｋ　（ｂｐｓ）となる、制御子局
の情報は、電力開閉器等の開閉制御等の制御内容から、
数百（ｂｉｔ／５ｅｃ）〜１０　ｋ　（ｂｉｔ／５ｅｃ
）程度で十分である。

従って、ｆｍΔｔ／（１／Ｗ）が、１／２程度よりも小
さければ、第５図（ａｌに示すように成る制御子局に２
方向から情報信号ｓ、ｓ’が伝送され、信号の立上り或
いは立下り時間が同図中）に示すようにシフタのように
多少前後に時間τで変動しても、当該制御子局における
信号検出には殆ど影響せず、矩形波信号は識別すること
が可能である。ここに、値ｒは、信号到着時間差を信号
幅で割った値で、信号に対する変動比率を表す。

また、光伝送路ｌＯの任意の箇所例えば、各分岐点Ａ−
Ｄに当該光伝送路１０の信号ｓ、ｓ’　のレベルを測定
する光レベル検出器を接続し、これらの箇所におけるレ
ベルＰ、〜Ｐ、　、Ｐ＃’〜Ｐを測定することにより、
光伝送路１０の断線の有無及び断線箇所（断点）を検知
することが可能である。

即ち、第６図に示すように、光伝送路１０の始端１０ａ
から距ａＸの点Ｑにおいて断線したとすると、分岐点Ｃ
，Ｄにおける各光レベルは、Ｐ２、ｐ　、１となり、そ
の差ΔＰは、 ΔＰ””Ｐ＃’　　Ｐｇ となる。

従って、このレベル差ΔＰを測定することにより、光伝
送路１０の断線の有無を知ることが可能となる。

また、次式 ％式％ から、距＃Ｘ即ち、断点Ｑの位置を知ることができる。

尚、上述の場合には断点Ｑが、分岐点ＣとＤとの間であ
ると指定することができる。勿論、光レベル検出器を多
数配置することにより距ｌＩＸをより正確に測定するこ
とが可能となる。尚、値Ｐは、光伝送路１０が断線して
いない状態即ち、正常時におけるレベルを表わす。

尚、場合によっては光伝送路１０の始端１０ａ、終端Ｊ
ｏｂ又は送、受信側に受光光量が多過ぎるときアイソレ
ータを配置することがある。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、親局と、当該親局
に光伝送路を介して接続される複数の子局とを有し、こ
れらの親局と子局間において情報交換を行う光伝送方式
において、前記光伝送路をループ状とし、前記親局から
当該光伝送路の始端及び終端から双方向に、同時に同一
信号を入力させて当該光伝送路の全域における信号レベ
ルを略一定レベルとする一方、当該光伝送路の前記双方
向の信号を取り込んで前記子局に入力させると共に当該
子局からの信号を前記光伝送路の双方向に出力させるこ
とにより、光伝送路の伝送距離による信号レベルの低下
及び各分岐点における分岐損失を補償することが可能と
なり、各子局における信号の受信レベルを高くすること
ができ、親局との情報交換を容易とすることができる。

しかも、伝送路の変更や分岐点位置の変更等は殆ど問題
とならず、従って、これらの変更が容易となる。更に、
伝送路が断線した場合でも、断点以降の情報欠損、不制
御等を防止することができる等の優れた効果がある。

４、

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光伝送方式の伝送路の一実施例を
示すブロック図、第２図は第１図の伝送路の分岐器の拡
大図、第３図は第１図の光伝送路の各分岐点における信
号レベルの変化を示す図、第４図は第１図の光伝送路に
おける信号の伝達を示す図、第５図は第１図の光伝送路
の伝送信号を示す図、第６図は第１図の光伝送路の断線
及び断線箇所を検出する方法を示す図、第７図は従来の
電力配電線の異常監視システムのブロック図である。 １・・・配電変電所、２・・・変圧器、３・・・遮断器
、４・・・電力配電線、５・・・開閉器、１ｏ・・・光
伝送路、１１・・・制御親局、１２・・・制御子局、１
３．１５．１６・・・分岐器、１７・・・混合器、１４
・・・分岐線、Ａ−Ｄ・・・分岐点、Ｑ・・・断点、ｓ
、ｓ’・・・信号。 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 親局と、当該親局に光伝送路を介して接続される複数の
   子局とを有し、これらの親局と子局間において情報交換
   を行う光伝送方式において、前記光伝送路をループ状と
   し、前記親局から当該光伝送路の始端及び終端から双方
   向に、同時に同一信号を入力させて当該光伝送路の全域
   における信号レベルを略一定レベルとする一方、当該光
   伝送路の前記双方向の信号を取り込んで前記子局に入力
   させると共に当該子局からの信号を前記光伝送路の双方
   向に出力させることを特徴とする光伝送方式。