JPH04204908A - 光ファイバの敷設方法 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、多階層のビル等に光ファイバを敷設する技
術に関する。

また、この発明は、光ファイバを敷設する際に使用する
装置に関する。

さらに、この発明は、光ファイバを介して信号を伝送す
る技術に関する。

（従来技術） 光ファイバを温度測定域に敷設し、この光ファイバに光
パルスを入射し、光ファイバからの後方散乱光（特に、
ラマン散乱光）の強度（エネルギー）を検出し、温度測
定域の温度を測定する技術が開発されている（例えば、
英国特許公開公報ＣＢ２１４０５５４Ａ参照）。

この種の技術によれば、広い範囲の温度を、遠隔的、か
つ、集中管理的に測定することが可能である。そこで、
例えば、光ファイバをビル等の建造物内外に張り巡らし
、ビル内の温度を遠隔的に測定できれば便利である。

（発明が解決しようとする課題） 多数階のビルにビル内の温度測定用の光ファイバを敷設
する場合、各階毎に敷設した光ファイバを上下の階に敷
設された光ファイバとコネクタを用いて接続し、温度測
定用の光ファイバを得ることが考えられる。しかし、こ
の手法は、工程が煩雑であると共にコネクタで光の減衰
が起こる等の欠点が発生し、光ファイバを切断しなけれ
ばならない等、好ましくない。

また、従来この種の先ファイバの敷設に適した工具は開
発されていないのが実情である。

この発明は上記実情に鑑みてなされたもので、この発明
の目的は光ファイバを効率よく複数の階に敷設できる光
ファイバの敷設方法を提供することである。

この発明の他の目的は光ファイバを切断等することなく
複数の階に敷設できる光ファイバの敷設゛方法を提供す
ることである。

この発明のさらに他の目的は光ファイバの敷設に適した
工具を提供することである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段と作用） 上記目的を達成するため、この発明の第１の観点にかか
る建造物に光ファイバを敷設する方法では、まず、建造
物（例えばビル）上層（例えば最上階）から下層（例え
ば１階）に向けて光ファイバが送り出される。送り出さ
れた光ファイバを各層で引き回して層内の敷設を行う工
程は下層から上層に向かって或は上層から下層に向かっ
て順次行われる。これにより、１本の光ファイバを効率
よく建造物内に敷設できる。

この発明の第２の観点にかかる光ファイバの敷設方法で
は、光ファイバの送り出し・巻取りを行うリール機構と
、前記リール機構に光ファイバの送り出しと巻戻しの指
示を遠隔的に行う伝送機構が用意される。この伝送機構
を用いて遠隔的に光ファイバの送り出し・巻取りを制御
しつつ各階に光ファイバを敷設する。これにより、光フ
ァイバを少ない人員で効率よく、敷設できる。

この発明の第３の観点にかかる信号伝送装置は、光ファ
イバに光を入射する光源と、信号を入力する入力部と、
入力部により入力された信号毎に定められた態様で前記
光ファイバを折り曲げる動作を行う折り曲げ手段と、前
記光源により入射された光の内前記折り曲げ手段により
折り曲げら、れた前記光ファイバを通った又は折り曲げ
られた光ファイバで発生した後方散乱光を受信する手段
と、前記受信手段により受信された光の強度に対応する
データを生成するデータ生成手段と、を備える。

これにより、敷設される光フアイバ自身を用いて信号を
伝送する。しかも、光ファイバの任意の位置を折り曲げ
ることにより、信号を伝送でき、光ファイバを切断等す
ることなく、信号を伝送できる。

上記構成とすることにより、この発明の第１の観点にか
かる建造物に光ファイバを敷設する方法では、例えば、
自重により光ファイバを上層から下層に向けて無理なく
送り出す。次に、送り出された光ファイバを各層で引き
回して層内の敷設を行う工程を下層から上層に向かって
或は上層から下層に向かって順次行うことを特徴とする
。

この発明の第２の観点にかかる光ファイバの敷設方法は
、光ファイバの送り出し・巻取りを行うリール機構と、
前記リール機構に光ファイバの送り出しと巻戻しの指示
を遠隔的に行う伝送機構を用いて、遠隔的に光ファイバ
の送り出し・巻取りを制御しつつ各階に先ファイバを敷
設する。

この発明の第３の観点にかかる信号伝送装置は、光ファ
イバに光を入射する手段と、予め定められたタイミング
で前記光ファイバの折り曲げる動作を繰り返す折り曲げ
手段と、前記入射手段により入射された光のうち、前記
折り曲げ手段により折り曲げられた前記光ファイバを通
った又は折り曲げられた光ファイバで発生した後方散乱
光を受信する手段と、前記受信手段により受信された光
の強度に対応するデジタルデータを生成するデジタルデ
ータ生成手段を備え、光ファイバを折り曲げることによ
り信号を一伝送する。

（実施例） 以下、第１図乃至第５図を参照してこの発明の第１実施
例を説明する。この実施例は、温度測定用の光ファイバ
をビルの床上に敷設する例である。

光ファイバの敷設に先立ち、第１図に示されるように、
ビルの上階の床と下階の天井を接続するパイプ又は配管
１１を配置する。ビルの建設段階で光フアイバ敷設用の
パイプを取り出しローを設けてビルの壁内に予め配置し
ておいてもよい。

ビルの最上階（５階）に、第２図に示されるように、光
ファイバ１５を巻付けたり−ル１３を配置する。リール
１３には、第３図に示されるように、駆動部１７が連結
されている。駆動部］７は、第３図に示されるように、
無線受信機１７１と、コントローラ１７２と、モーター
１７３、移動量検出回路１７５から構成される。コント
ローラ１７２は無線受信機１７１により受信された信号
に応答してモーターを制御する。ローター１７３はコン
トローラ１７２により制御されてリール１３を回転させ
る。移動量検出回路１７５は光ファイバ１５の移動量（
送り出し量、巻取りＱ）を検出し、コントローラ１７２
に供給する。駆動部１７を制御するための送信器１７６
は正転キー、逆転キー、停止キー、記憶キー、テンキー
等を備える。送信器１７６はキー操作に対応して無線に
より駆動部１７にモーター１７３（リール１３）の正転
、逆転、停止、位置データの記憶等の命令と共に送り出
し量、巻取り量、位置データ等のデータを伝送する。

工事者は送信器１７６を操作してリール１３を正転させ
、第３図に示されるように、ファイバ１５の自重を用い
て１階まで光ファイバ１５を通す。必要に応じて、光フ
ァイバ１３の先端に細線を接続し、この細線で光ファイ
バ１５を案内してもよい。光ファイバ１３の先端に重り
を付すことも光ファイバ１５を直線的に下ろすために有
効である。光ファイバ１５の送り出し量は、追加の送り
出し又は巻取りにより補正できる。

光ファイバ１５が１階の床に至ったら、光ファイバ１５
の下端１．５　Ａが１階の床に固定される。

固定終了後、工事者は送信器１７６を操作して、リール
１３を正転させ、光ファイバ１５を所定の長さ（１階に
敷設されるべき長さ）送り出す。第４図に示されるよう
に、送り出された光ファイバ１５は１階に引出される。

引き出された光ファイバ１５は例えば、第５図に示され
るように、温度測定の必要に応じて１階の床上に引き回
される。

引き回し終了後、１階と２階を接続するパイプ１１に光
ファイバ１５が固定される。

工事者は、再び、送信器１７６を操作して駆動部１７を
正転させ、光ファイバ１５を所定の長さ送り出す。光フ
ァイバ１５は２階の床に固定されているので、２階でた
るむ。このたるみ部分を２階内に、例えば、第５図に示
されるように敷設する。２階と３階をつなぐパイプ１１
に光ファイバ１５が固定される。

以後、同様にして、３．４階に光ファイバを敷設する。

最後に、５階に光ファイバを敷設して光ファイバの敷設
が終了する。

敷設された光ファイバの一端には０ＴＤＲや０ＦＤＲが
接続され、光フアイバ内で発生するラマン散乱光等を用
いて温度のｎ１定が行われる。

この実施例の光ファイバの敷設方法によれば、光ファイ
バを切断することなく、比較的簡単に複数の階に光ファ
イバを敷設できる。特に、光ファイバが敷設される階数
が多い場合には特に有効である。

この実施例によれば、光ファイバにねじれや過大応力を
加えることなく、光ファイバを敷設できる。

上記実施例においては、光ファイバ１５の一端を１階の
床に固定した後で、光ファイバ１５を所定長送り出して
いるが、予め、光ファイバ１５を必要な長さ送り出した
後で、固定を行ってもよい。

また、上記実施例においては、先ファイバ１５を各階で
引き回した後で、光ファイバ１５をバイブ１１に固定し
ているが、固定後に光ファイバ１５を引き回してもよい
。

また、予め５階分の長さの光ファイバ１５を１階に送り
出しておき、５階、４階・・・１階という順番で、所定
の長さづつ引き出して各階での光ファイバ１５の敷設（
引き回し）を行うようにしてもよい。

光ファイバをビルに敷設して０ＴＤＲを用いてビル内の
温度を実際に測定する場合、０ＴＤＲが受信する後方ラ
マン散乱光の発生位置を特定する必要がある。そこで、
ラマン散乱光発生位置を特定するための位置データを光
ファイバ１５の敷設時に０ＴＤＲの位置メモリに記憶さ
せることができれば便利である。そこで、以下、０ＴＤ
Ｒの位置メモリに位置データを記憶させる動作を光ファ
イバの敷設と同時に行う第２実施例を説明する。

この第２実施例においては、光ファイバ１５の端部は回
転光結合継手等によりリール１３の中央部から引き出さ
れ０ＴＤＲに光学的に接続される。

０ＴＤＲは、第６図に示されるように、光ファイバ１５
に周波数ωの光からなる所定エネルギーの光パルスを照
射する光ｉＪ１．１５１、光フアイバ１５内の後方散乱
光を分離する方向性結合器（分配器等でもよい）１５２
を備える。方向性結合器１５２により後方散乱光はフィ
ルタ（グレーテング等）１５３に入力される。フィルタ
１５３は入射光のうちラマン散乱光（周波数ω＋ｎ’ｒ
ω、ｎは正又は負の整数）を光・電変換器１５４に供給
する。光・電変換器（０／Ｅ）１５４は入力光を電気信
号に変換し、信号処理回路１５５に供給する。信号処理
回路１５５は、例えば、光源１５１とタイマ回路１５６
へのトリガ信号の供給、光・電変換器１５４の出力信号
のサンプリング、受信機１５７からの信号に応答しての
位置記憶動作等を行う。また、信号処理回路１５５は予
め実験等により求めた温度と後方ラマン散乱光の強度の
相関関係を記憶しており、この相関関係と実際に受信し
たラマン散乱光の強度から光ファイバ１３各部の温度を
求める。信号処理回路１５５は、例えば、マイクロコン
ピュータとメモリ等の周辺装置から構成される。

第６図の０ＴＤＲは通常の構成に加えて、第２図の送信
器１７６からの信号を受信する受信機１５７と、受信機
１５７で復調された直列データを並列データに変換し、
信号処理回路１５５に供給する直並列変換器１５８を備
える。

次に、位置データの位置メモリ（信号処理回路に含まれ
ている）への記録方法を説明する。

１階への光ファイバの敷設が終了すると、工事者は、１
階の光ファイバ１５の先頭部と終端部を加熱器や冷却器
等を用いて雰囲気温度と異なる温度に設定する。次に、
オペレータは送信器１７６により、位置の記憶を指示す
る命令と１階を示すデータを伝送する。

この命令とデータは受信機１５７、直並列変換器１５８
を介して信号処理回路１５５に供給され、信号処理回路
１５５は光源１５１とタイマ１５６にトリガ信号を送る
。光源１５１から発射された光パルスは光フアイバ１５
内で散乱する。散乱光のうち後方散乱光は方向性結合器
１５２により分離され、フィルタ１５３を介して光・電
変換器１５４に供給され、電気信号に変換される。信号
処理回路１５５は受信光の強度をタイマー１５６からの
時間に応じてサンプリングする。このサンプリングされ
た強度分布は例えば、第７図に示されるように、加熱器
等により雰囲気と異なる温度に設定されているため、ピ
ーク（又は谷）を２つ有する。信号処理回路１５５は１
階に対応する時間として２つのピークの時間Ｔ１とＴ２
を位置メモリに記憶する。実際の温度測定時に、時間Ｔ
１とＴ２の間が１階に敷設された先ファイバで発生する
後方散乱光である。

以後、同様にして、工事者は各階の光ファイバの敷設が
終了すると、その階で発生する後方散乱光の受信の開始
時間と終了時間を信号処理回路１５５に記憶させる。

実際の温度測定時には、信号処理回路１５５は光源１５
１から放射された光パルスの後方散乱光の強度を時間の
経過と共にサンプリングし、記憶されていた時間に応じ
て後方散乱光の発生位置を特定する。例えば、光パルス
の発生から後方散乱光のサンプリングまでの時間がＴ１
からＴ２までの後方散乱光は１階に敷設された光ファイ
バで発生した光である。そこで、時間Ｔ１からＴ２の間
で受信した後方散乱光の強度を測定することにより１階
の温度を測定できる。

上記実施例においては、無線通信を用いて駆動部１７と
０ＴＤＲに命令とデータを伝送した。この伝送を敷設さ
れる光フアイバ１５自身を用いて行うことができれば便
利である。以下、このような第３実施例を第８図を参照
して説明する。

第８図は第３実施例で使用される０ＴＤＲの構成を示す
。第８図において、第６図と実質的に同一部分には同一
符号を付し、説明を省略する。フィルタ１５３は方向性
結合器１５２から供給された光のうち、ラマン散乱光を
光・電変換器］５４に供給すると共に周波数ω１の光を
光・電変換器１５９を備える。また、デジタル化回路１
６０は光・電変換器１５９の出力をデジタル信号化し、
信号処理回路５５の通信部１６０に供給する。リール１
３に連結されたモータを制御するコントローラは信号処
理回路１５５により制御される。また、光ファイバ１５
の先端には、周波数ω１の光を発行するランプ又はＬＥ
Ｄ３１が接続される。

一方、工事者はマイクロベンダーを有する。このマイク
ロベンダー２１は第２図に示される送信器１７６と同様
のスイッチ群２２、複数のローラー２３、スイッチ操作
に応答してローラーを光ファイバ１５の直角方向に駆動
（振動）させるアクチュエータ２４を備える。ローラー
２３の間を光ファイバ１５が通過する。光ファイバは所
定角度（φ）以上折り曲げられるその部分の伝送率が低
下する。このため、ＬＥＤ３１で発射され、方向性結合
器１５２で分離された周波数ω１の光を受信すると、光
ファイバの折り曲げの程度により受信強度が変化する。

このため、第９図ではアクチュエータ２４によりローラ
ー２３の動作を所定のタイミングで繰り返すと、直列信
号を発生できる。

そこで、第９図では、操作されたキーに応答して、アク
チュエータ２４がローラー２３を異なった態様で駆動し
、キー操作側に信号を発生する。

次に、上記構成のリール及び０ＴＤＲを使用して光ファ
イバを敷設する方法を説明する。ビルの最上階にリール
を配置した段階で、工事者は光ファイバ１５をマイクロ
ベンダー２１に挿入し、正転キーを操作すると共に長さ
を示すデータをテンキーを用いて入力する。これに応じ
て、同期コード、正転を示すデータ、長さを示すデータ
を発生させるように、アクチュエータ２４がローラー２
３を駆動する。バイクロベンダーにより折り曲げられた
部分を通った周波数ω１の光は１５２を介してフィルタ
１５３で分離され、光・電変換器１５７で電気信号に変
換され、デジタル化回路１６０に供給される。デジタル
化回路１６０の入力信号は例えば、第１１図に示される
ような信号となる。デジタル化回路１６０は入力信号を
適当なスレッシュホールドレベルを用いてデジタルデー
タに変換する。得られたデジタルデータは通信部１６１
に供給される。

通信部１６１はデジタル化回路１６０から供給される信
号を常時取り込み、取り込んだ信号の中に同期コードが
含まれているか否かをチエツクする。同期コードが発見
された場合、通信回路は同期コードに続く信号を命令又
はデータコードとして処理する。

この場合、リールの正転と送りだし長さが伝送されてい
るので、通信部１６］はそれを検出する。

この検出に応答して信号処理回路１５５はコントローラ
を制御して、指定された長さの光ファイバ１５をリール
１３から送り出す。また、位置データの記憶命令と位置
を示すデータをマイクロベンダー２１に入力すると、こ
れらが光ファイバ１５を介して通信部１６１に供給され
る。すると、信号制御部１５５は光源１５１とタイマ１
５６にトリガ信号を供給する。このトリガ信号に応答し
て、光源］５１は光パルスを出力する。この光パルスの
後方散乱光の時間に対する強度は第１２図のようになり
、マイクロベンダー２１により折り曲げられた部分で大
きく減衰する。信号処理回路１５５は光・電変換器１５
４からの信号をサンプリングし、この減衰の発生する時
間Ｔ３を位置を示すデータと共に記憶する。この記憶時
間が実際の温度測定時に参照される。信号処理回路１５
５は入力された位置データの記憶完了を指示するため、
コントローラを制御して、リールを所定量正転させ、再
び所定量巻取る。これにより、リールと離れた位置にい
る工事者が位置データが正確に記憶されたことが理解で
きる。

この第３実施例によれば、敷設される光フアイバ自身を
用いて信号を伝送して遠隔的にリールの動作（光ファイ
バの送り出し、巻戻し）を制御して、光ファイバを敷設
できる。さらに、光ファイバの敷設時に各階の光ファイ
バの位置を０ＴＤＲに位置データとして記憶することが
できる。

第３実施例においては０ＴＤＲの反対側にＬＥＤ３１を
配置したか、光源１５１か常時周波数ωの光とは別に周
波数ω１の光を光ファイバ１５に照射するように構成し
ても問題ない。なお、周波数ωコは温度の測定に影響を
与えない値に設定される必要がある。

第３実施例においては、ベンダー２１はローラー２３を
５個備えたが、ローラー２３の数は特に限定されない。

また、各ローラーは独立して動作してもよく、連動して
動作してもよい。第３実施例では、受信された光の強度
と基準電圧を比較して、受信光からデジタル信号を得た
。これに限定されず、通常知られた変・復調技術に従っ
て受信光の周波数、位相等からデジタル信号を得てもよ
い。また、アナログ信号のまま信号処理を行ってもよい
。

前記実施例では、光ファイバを自重を用いて直線的に上
階から下階に下ろした。これに限定されず、第１３図に
示されるように、プーリ４１を配置する等して、光ファ
イバ１５の位置をずらせて下ろしてもよい。

例えば、各階が４つのブロックに分かれている場合には
、第１４図に模式的に示されるような光ファイバの敷設
も可能となる。

上記実施例では、温度測定用の光ファイバをビルの各階
の床に敷設する場合を例に説明した。この発明はこれに
限定されない。例えば、ある階の天井とその上の階の床
の下の空間部に光ファイバを敷設する場合、各階の天井
部に光ファイバを敷設する場合等にも当然に応用可能で
ある。また、実施例では、５階のビルに光ファイバを敷
設する場合を説明したが、階数は問題とならない。また
、すべての階に光ファイバを敷設する必要はない。

光ファイバの敷設は、連続する一部の階でも、とびとび
の複数階でも問題ない。また、光ファイバの一部を切断
したり、光ファイバの一部にコネクタを使用することも
問題ない。

また、上記実施例では、位置データとして階数を示すデ
ータを入力したが、階数に代えて部屋番号、ブロック番
号等でもよい。

その他、この発明は上記実施例に限定されず、種々の変
形が可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、光ファイバを効
率よく、敷設でき、しかも、光ファイバを切断したり、
コネクタを使用する必要がない（光ファイバの一部を切
断したり、光ファイバの一部にコネクタを使用すること
は問題ない）。また、光ファイバに不必要なねじれや過
大な応力を加えることを防止できる。

本発明によれば、光ファイバを貯えたリールを遠隔的に
操作できるので、光ファイバを効率よく敷設できる。

さらに、本発明によれば、光ファイバを折り曲げること
により情報を伝送できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第３図乃至第５図はこの発明の一実施例にかか
る温度測定用光ファイバの敷設方法を説明するための図
、第２図はリールに接続される駆動部と駆動部を制御す
るための送信器の構成を説明するためのブロック図、第
６図はこの発明の第２実施例で使用される０ＴＤＲの構
成を示すブロック図、第７図は０ＴＤＲにより受信され
るラマン散乱光の強度分布の一例を示すタイムチャート
、第８図はこの発明の第３実施例で使用される０ＴＤＲ
の構成を示すブロック図、第９図はこの発明の第３実施
例で使用されるベンダーの構成を示すブロック図、第１
０図はベンダーのローラーの動作を説明するための図、
第１１図及び第１２図は０ＴＤＲにより受信される光の
強度分布の一例を示すタイムチャート、第１３図及び第
１４図はこの発明の実施例にかかる光ファイバの敷設方
法を示す図である。 １１・・・パイプ、１３・・・リール、１５・・・光フ
ァイバ、１７・・・駆動部、２１・・・ベンダー、２２
・・・キー、２３・・・ローラー、２４・・・アクチュ
エーター、３１．１５１・・・光源、１５２・・・方向
性結合器、１５３・・・フィルタ、１５４．１５９・・
・光・電変換器、１５５・・・信号処理回路、１５６・
・・タイマ、１５７．１７１・・・受信機、１５８・・
・直並列変換器、１６０・・・デジタル化回路、１６１
・・・通信部、１７２・・・コントローラ、１７３・・
・モーター、ニア５・・・移動量検出回路、１７６・・
・送信器。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 第　３　図 第　４　図 第５ｍｌ ＠７８ １１３Ｂ　　　　　　　　　　第１４１１第１１　　Ｉ
Ｉ 第１０　ＩＩ ＠１２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）建造物に温度測定用の光ファイバを敷設する方法
   において、 上層から下層に向けて光ファイバを送り出す工程と、 送り出された光ファイバを各層で引き回して層内の敷設
   を行う工程を下層から上層に向かって或は上層から下層
   に向かって順次行うことを特徴とする温度測定用光ファ
   イバの敷設方法。
2. （２）光ファイバの送り出し・巻取りを行うリール機構
   と、前記リール機構に光ファイバの送り出しと巻戻しの
   指示を遠隔的に行う伝送機構を用い、遠隔的に光ファイ
   バの送り出し・巻取りを制御しつつ建造物の複数の層に
   光ファイバを敷設することを特徴とする光ファイバの敷
   設方法。
3. （３）光ファイバに光を入射する光源と、信号を入力す
   る入力部と、入力部により入力された信号毎に予め定め
   られた態様で前記光ファイバの折り曲げる動作を行う折
   り曲げ手段と、前記光源により入射された光の内、前記
   折り曲げ手段により折り曲げられた前記光ファイバを通
   った又は折り曲げられた光ファイバで発生した後方散乱
   光を受信する受信手段と、前記受信手段により受信され
   た光の強度に対応するデータを生成するデータ生成手段
   を備え、光ファイバを折り曲げることにより信号を伝送
   する信号伝送装置。