光线路监控系统的制作方法

本发明涉及光线路监控系统，更详细地说涉及感应保安用光线路网的弯曲以及切断等可判断是否入侵的系统

背景技术：

在需要保安的设施以及区域大部分设置保安用栅栏(fence)。为了监控对该保安用栅栏的入侵，也安置监视人员。但是，监事人员的监视方法存在费用高且监控准确度低的问题。

据此，在最近正在广泛使用利用cctv的监控方法，以改善上述问题。该方法减少了投入的人力，但是存在还是需要人来直接监控拍摄画面的缺点。如果监视区域是达数km以上的大面积区域，则需要设置大量的摄像装置，因此存在装置安装以及维护成本高的缺点。

另外，在最近也使用rf方式。rf方式是将传送线路安装在保安用栅栏，并对传送线路施加电气性rf信号。若入侵者通过或者损坏传送线路，则rf信号产生变化，进而能够自动感应是否入侵。但是该方法存在无法精确定位发生入侵的位置的缺点。

利用光纤维(opticalfiber)的光线路监控方法能够解决上述所有的问题。利用光纤维的光纤维监控方法优点如下：能够监控大范围区域，并且可以生成自动入侵报警，定位并掌握入侵位置的优点。但是，缺点是使用于光线路监控方法的光线路监控装置成本高。

技术实现要素：

(要解决的问题)

本发明的要解决的问题在于，提供能够由一个光线路监控装置监控尽可能大范围的区域的光线路监控系统。

本发明的要解决的另一问题在于，能够监控尽可能大范围的区域的同时能够最大限度提高感应入侵的准确度的光线路监控系统。

本发明的要解决的其他一问题在于，提供即经济且耐久性优秀的光线路监控系统。

(解决问题的手段)

用于解决上述问题的本发明的光线路监控系统包括：激光二极管，生成输入光信号；光学元件，由第一端口接收所述输入光信号并向第二端口输出，由第二端口接收反射光信号并向第三端口输出；光切换部，在所述光学元件的第二端口连接输入端口，接收所述输入光信号，并分配到两个以上的输出端口；至少一个监控用光线路，分别连接于所述光切换部的输出端口；

光电二极管，连接于所述光学元件的第三端口来感应所述反射光信号；以及信号处理部，处理所述光电二极管感应的信号。

在本发明的一实施例中，所述光学切换部可通过时间分割法(timedivision)分配所述输入光信号。

在本发明的一实施例中，所述光切换部在第一时间周期向各个输出端口分配所述输入光信号；所述第一时间周期比用于进行如下动作的时间长：由所述激光二极管生成所述输入光信号，所述输入光信号到达所述监控用光线路的末端，之后所述输入光信号在所述监控用光线路的末端被反射成反射光信号到达所述光切换部。

在本发明的一实施例中，所述光切换部包括控制部，所述控制部控制所述时间分割方式的周期；所述控制部可基于所述监控用光线路的长度决定所述光切换部的分配周期。

在本发明的一实施例中，所述信号处理部测量所述监控用光线路的长度，并可向所述控制部发送所述测量的长度的数据。

本发明的一实施例中，所述光切换部在第一时间周期将所述输入光信号分配至各个输出端口；所述信号处理部可根据所述第一时间周期设定新的间隔时间来处理信号。

在本发明的一实施例中，所述输入光信号包括两个以上的波长带；

所述光切换部可通过波长分割(wavelengthdivision)方式分配所述发送光信号。

在本发明的一实施例中，所述光切换部可包括以中继方式连接的多个光切换器。

在本发明的一实施例中，所述光切换部可包括微机械(mems)光切换器。

在本发明的一实施例中，所述光切换部可包括磁性(magnetic)光切换器。

在本发明的一实施例中，还可包括：光耦合器，向所述激光二极管与所述光切换部之间分配并提取所述输入光信号的一部分；接头光电二极管，感应所述提取的输入光信号的功率。

在本发明的一实施例中，还可包括参考光线路，所述参考光线路连接于所述光学元件与所述监控用光线路之间。

在本发明的一实施例中，还可包括通信部，所述通信部通过网络发送由所述信号处理部处理的数据。

在本发明的一实施例中，所述通信部可支持以太网或者蜂窝无线网络。

在本发明的一实施例中，所述监控用光线路形成具有比固定距离窄的间隔的图案，并且可结合于保安用栅栏(fence)。

在本发明的一实施例中，所述至少一个监控用光线路可分别结合于设置在相互不同区域的保安用栅栏。

在本发明的一实施例中，所述光学元件可以是光学循环器或者光学耦合器中的一种。

在本发明的一实施例中，还可包括：光耦合器，向所述光切换部与所述监控用光线路之间分配并提取所述输入光信号或者所述反射光信号的一部分；以及接头光电二极管，感应所述提取的输入光信号或者反射光信号的功率。

(发明效果)

本发明一实施例的光线路监控系统能够用一个光线路监控装置监控尽可能大范围的区域。

另外，本发明一实施例的光线路监控系统能够监控尽可能大范围的区域的同时最大限度提高感应入侵的准确度。

另外，本发明一实施例的光线路监控系统具有既经济且耐久性优秀的优点。

附图说明

图1是示出本发明一实施例的光线路监控系统的光学设计的框图。

图2概略示出本发明一实施例的光线路监控系统的结构。

图3至图5是用于说明本发明一实施例的光线路监控系统的使用状态的框图。

具体实施方法

以下，参照附图详细说明本发明的实施例。在对本发明的说明中，判断附加该领域已公知的技术或者结构的具体说明时，使本发明的要点不清楚的情况下，可在详细说明中省略该技术或者结构的一部分。另外，在本说明书中使用的用于作为用于适当表述本发明的实施例而使用的用语，根据该领域相关技术人员或者惯例等有所不同。因此，对用语的定义应该是以本说明书整体内容为基础决定的。

以下，参照附图1至4说明本发明的一实施例的光线路监控系统。

图1是示出本发明一实施例的光线路监控系统的光学设计的框图；图2概略示出本发明一实施例的光线路监控系统的结构；图3至图4是用于说明本发明一实施例的光线路监控系统的使用状态的框图。

参照图1，光线路监控系统包括可监控光线路的光线路监控系统100与监控用光线路200。

光线路监控装置100可以是测量向光线路输入光信号时生成的后向散射光(backscatteringlight)来监控光线路的otdr(opticaltimedomainreflectometer,光时域反射计)。光线路监控装置100可感应光线路切断(cutting)、弯曲(bending)、连接(connection)以及接触(splicing)等的活动。并且，可掌握在光线路上发生该活动的位置。

光线路监控装置100可包括激光二极管110、光学元件120、光切换部130、光电二极管140、信号处理部150、光耦合器160、参考光路170以及通信部180。

激光二极管(laserdiode)110生成输入光信号。在激光二极管110可连接脉冲发生部(pulsegenerator)。脉冲发生部发生具有特定图案的脉冲信号。激光二极管110接收脉冲信号生成输入光信号。输入光信号通过待后述的光学元件120、光切换部130等输入到监控用光线路200。

激光二极管110可包括温度调节部(未示出)。温度调节部测量激光二极管110的温度，进而可调节输出功率。温度调节部还可包括tec或者发热元件，以主动调节激光二极管110的温度。

光学元件120包括第一端口121、第二端口122以及第三端口123。光学元件120的第一端口121与激光二极管110的输出端连接。通过第一端口121输入的输入光信号通过光学元件120向第二端口122输出。光学元件120的第二端口122与光切换部130以及监控用光线路200连接。若通过光学元件120向监控用光线路200输入输入光信号，则反射光信号被反射输入到第二端口122。输入至第二端口122的反射光信号通过光学元件120向第三端口123输出。

在此，光学元件120可使用光循环器(opticalcirculator)或者光耦合器(opticalcoupler)。

光切换部130包括输入端口131与输出端口132～135。光切换部130的输入端口131与输出端口132～135并不只用于分别输入以及输出光信号。输入端口131与输出端口132～135的名称是以输入光信号为基准决定的。因此，向输入端口131输入光信号，向输出端口132～135输出输入光信号。相反，反射光信号输入到输出端口132～135，向输入端口131输出。

光切换部130的输入端口131与光学元件120的第二端口122连接。光切换部130的输出端口132～135可以是两个以上。光切换部130的输出端口132～135可分别连接于监控用光线路200。

光切换部130可通过各种方式将输入于输入端口131的输入光信号分配到输出端口132～135。例如，光切换部130可用时间分割(timedivision)方式或者波长分割(wavelengthdivision)方式分配输入光信号。对于光切换部130分配输入光，将在后面进行说明。

光切换部130可包括一个或者两个以上的光切换器136。若光切换部130包括两个以上的光切换器136，则光切换器136能够以中继(串联)方式连接。通过以中继方式连接光切换器136，可增加光切换部130的输出端口的个数。如图1举例所示，若光切换部130包括以中继方式连接的三个光切换器136，则各个光切换器136具有一个输入端口与两个输出端口，光切换部130整体具有一个输入端口131与四个输出端口132～135。

光切换部130可包括微机械(mems)光切换器136。另外，光切换部130可包括磁性(magnetic)光切换器136。

光电二极管(photodiode)140连接于光学元件120的第三端口123。光电二极管140接收并感应输入到光学元件120的第二端口122的反射光信号。光电二极管140可以是雪崩光电二极管(apd,avalanchephotodiode)140。

光电二极管40可包括温度调节部(未示出)。温度调节部测量光电二极管140的温度进而可调节接收灵敏度。温度调节部还可包括tec或者发热元件，以主动调节光电二极管140的温度。

信号处理部150接收并处理光电二极管140的感应结果的相关数据。具体地说，信号处理部150按时间区域表示并处理光电二极管140检测的反射光信号的大小。若按时间区域分析的反射光信号的大小发生不规则变化或者变成特定图案，则可判断为存在活动。若判断存在活动，则可起到启动活动报警。

通信部180可发送信号处理部150的分析结果以及活动警报等。具体地说，通信部180通过以太网或者蜂窝无线网络等可与在另一位置的地面站连接。通信部180可向所述地面站发送信号处理部150的分析结果以及活动报警等。

光线路监控装置100还可包括光耦合器160与接头光电二极管161。光耦合器160连接于激光二极管110与光切换部130之间。优选为，可连接于激光二极管110与光学元件120之间。光耦合器160分配并提取输入光信号的一部分。例如，光耦合器160可分配并提取相当于输入光信号的0.1％至10％的功率的信号。接头光电二极管161检测提取的输入光信号的功率。根据检测结果，可监控或者控制激光二极管110。

根据情况，光耦合器与接头激光二极管可连接于所述光切换部与所述监控用光线路之间。在此，光耦合器可分配并提取输入光信号或者反射刚信号的一部分。另外，接头激光二极管可感应提取的输入光信号或者反射光信号的功率。

另外，光线路监控装置100还可包括参考(reference)光线路170。参考光线路170连接于光学元件120与监控用光线路200之间。参考光线路170可以是固定长度的光纤维。例如，参考光线路170可以是100m至2000m长度的光纤维。参考光线路170的光纤维可以是从光线路监控装置100内部单向绕卷于卷轴的形状。

在输入光信号通过光切换部130输入到监控用光线路200之前通过参考光线路170。输入光信号通过参考光线路170的同时生成的，该反射光信号可与由待后述的监控用光线路200生成的反射光信号比较进行分析。

监控用光线路200是能够感应特定区域的入侵等的光线路。光线路可以是连续接连成固定长度的光纤维(opticalfiber)。监控用光线路200具有两端。监控用光线路200至少一端连接于光切换部130的输出端口。在图1示出在光切换部130的两个输出端口分别连接一个监控用光线路200两端。

但是根据情况，只有监控用光线路200的一端连接于光切换部130的一个输出端口，而另一端则不连接于另一光切换部130的输出端口，而是处于开放的状态。在这一情况下，即便切换部具有相同个数的输出端口，也可结合更多个数的监控用光线路200。

优选为，监控用光线路200的一端与光切换部130的输出端口132～135通过apc连接器连接。若通过apc连接器连接，则可将在连接器发生的反射最小化。更优选为，监控用光线路200的一端与光切换部130的输出端口132～135可通过fc/apc连接器连接。

在监控用光线路200输入输入光信号。具体的说，向与监控用光线路200的光切换部130的输出端口连接的一端或者两端输入输入光信号。输入光信号通过监控用光线路200的同时生产反射光信号。反射光信号以与输入光信号相反的方向通过监控用光线路200。反射光信号是通过输入光信号生成的后向散射光(backscatteringlight)。后向散射光包括瑞利散射(ryleighscattering)与(fresnelreflection)菲涅尔反射的结果。反射光信号可以是所述两个结果的组合。分析该反射光信号，可感应监控用光线路200的切断(cutting)、弯曲(bending)、连接(connection)以及接触(splicing)等的活动。并且，也可感应在监控用光线路200上发生活动的位置。反射光信号输入到光学元件120的第二端口122向第三端口输出123。

参照图2，监控用光线路200可以是编织成具有比固定距离窄的间隔的图案的光网。例如，监控用光线路200可形成与邻接的其他光纤维形成间隔数cm～数十cm的锯齿形状的图案。优选为，监控用光线路200的图案间隔小于待入侵对象的大小。监控用光线路200可以具有固定高度并且单向延伸的网状。例如，监控用光线路200由总长度延伸10km至30km左右的光纤维形成，可以是长度延伸100m至1km左右的网。根据情况，监控用光线路200的形状，图案的形成方法、总延伸长度、形成的网的长度等是可变的。

若入侵对象试图入侵，则与由所述图案形成的监控用光线路200的网接触。据此，监控用光线路200弯曲程度发生变化、以螺旋方向扭曲、折叠或者切断。据此，将诱发反射光信号变化。该变化被上述的光电二极管140感应，进而由信号处理部150进行分析判断为发生活动。

根据情况，监控用光线路200不仅感应入侵，还能够感应振动、温度变化。这是因为若在监控用光路线200施加振动或者发生温度变化，则反射光信号可发生变化。

监控用光线路200可存在两个以上。相互不同的监控用光线路200形成的光网可以分别结合于设置在相互不同区域的保安用栅栏。

参照图3以及图4说明光切换部130的动作方式以及据此的光线路监控系统的监控方法。

光切换部130还可包括控制部137，该控制部137控制光切换器136的输入端口131与输出端口的连接。控制部137可控制输入端口131与输出端口连接的顺序、方式、周期等。

为了便于说明，举例说明存在四个光切换部130的输出端口132～135的情况。但是，在此需明确一点，输出端口132～135并不限于四个。

四个输出端口132～135称为第一至第四输出端口132～135。第一至第四输出端口132～135是任意指定的，并不是按照特定顺序或者规定指定的。

光切换部130可通过时间分割(timedivision)方式分配输入光信号。具体地说，根据时间光切换部130在第一时间区间期间光连接输入端口131与第一输出端口132，在第二时间区间期间光连接输入端口131与第二输出端口133，在第三时间区间期间光连接输入端口131与第三输出端口134，在第四时间区间期间光连接输入端口131与第四输出端口135。

图3概略示出在第一时间区间期间光线路监控系统的使用状态；图4概略示出在第二时间区间期间光线路监控系统的使用状态。

在此，第一至第四时间区间可以是相同的时间区间，也可以是不同的时间区间。另外，在各个第一至第四时间区间之间可存在间隔(interval)时间区间，所述间隔时间区间用于改变输入端口131与输出端口132～135的光连接。例如，间隔时间可以是在光切换部130中从输入端口131与第一输出端口132光连接的状态变成输入端口131与第二输出端口133光连接的状态的所需时间。

例如，第一至第四时间区间分别可以是0.2秒至20秒，间隔时间区间可以是0.01秒至2秒。

在此，优选为，第一时间区间比如下动作的所需时间长：从第一输出端口132向连接于第一输出端口132的监控用光线路200输入输入光信号，输入光信号到达所述监控用光线路200的待监控的区间的末端，之后由输入光信号从所述末端反射的反射光信号到达光切换部130的第一输出端口132。

由监控用光线路200待监控的区间可以是监控用光线路200的整体区间，也可以是相当于监控用光线路200一半的区间。尤其是，若监控用光线路200的两端分别连接于不同输出端口，则利用通过连接于一端的输出端口输入的光信号监控一端侧相当于一半的监控用光线路200，并且利用通过连接于另一端的输出端口输入的输入光信号监控另一端侧相当于一半的监控用光线路200。

第二至第四时间区间以及第二至第四输出端口133～135也与第一时间区间以及第一输出端口132类似。

光切换部130的控制部137基于连接于各个输出端口的监控用光线路200的长度可决定分配周期。光切换部130可从信号处理部150接收对监控用光线路200长度的数据。信号处理部150比较分析输入光信号与反射光信号，可测量监控光线路的长度。根据情况，连接于各个输出端口的监控光线路长度可相互不同，据此连接于各个输出端口的时间也可不同。例如，若监控光线路的长度相对长，则连接于监控光线路的输出端口光连接与输入端口131的时间可相对变长。

然后，信号处理部150根据由光切换部130的控制部137决定的连接周期，可设定新的时间间隔。据此，记录分别对应于新的时间间隔的监控用光线路200的反射光信号的特性。

所述光线路监控系统在一个光线路监控装置100包括多个监控用光线路200。一个光线路监控装置100通过时间分割方式监控多个监控用光线路200。如上所述，一个监控用光线路200以数秒至数十秒为周期进行监控。据此，可由充分短的周期监控多个监控用光线路200，因此保障准确度的同时可将由光线路监控装置100覆盖的监控区域最大化。据此，具有节省费用并且可容易管理光线路监控装置100的优点。

以下，参照图5说明本发明另一实施例的光线路监控系统。

图5是用于说明本发明一实施例的光线路监控系统的使用状态的框图。

为了便于说明，在以下对待说明的另一实施例的光线路监控系统进行说明时，参照图1至图4以不同点为中心进行说明。以下待说明的另一实施例的特征在于，光切换部130通过波长分割(wavelengthdivision)方式分配输入光信号。

光切换部130通过波长分割方式分配输入光信号。激光二极管110生成包括两个以上波长带的输入光信号。该输入光信号通过光切换部130按波长分别分离并分配至各个输出端口。光切换部130可以是根据波长向各个输出端口分配输入光信号的光学滤波器。

以上，说明了本发明的光线路感应系统的实施例。本发明不限于上述的实施例以及附图，并且在本发明所属技术领域的技术人员的观点进行各种修改以及变形。据此，本发明的范围不仅由权利要求范围决定，也应该由与该权利要求范围等同的技术决定。