「スプリッタ」の「ラベル管理」とは?

1x16スプリッターの16の出力端のうち、それぞれがどのセンサーに対応しているかをどのように区別しますか?

光ファイバーグレーティング(FBG)センシングシステムでは、$1 \times 16$(または $16 \times 32$などの仕様)光スプリッタを使用して、システムのチャネルを拡張し、単一チャネルあたりのハードウェアコストを削減するのが一般的です。16の出力端とそれぞれに接続されたセンサーを正確に対応付けるには、「物理的識別(ハードウェアレベル)」と「波長設計(論理およびシステムレベル)」の2つの側面から厳格な「識別管理」を行う必要があります。


1. 物理レベルでの「識別管理」(ハードウェア認識)

エンジニアリング設置現場では、16本の出力ファイバーは外観が非常に似ています。融着接続または抜き差し時の混同を防ぐために、物理的な識別管理には物理メディアを使用する必要があります。

  1. デジタルスリーブまたはラベル識別
    光スプリッタの製造時または現場施工時、$1 \times 16$スプリッタの16の出力ポートのファイバー末端(FC/APCコネクタ付近)には、通常、数字($1$から$16$)が付いた熱収縮デジタルスリーブが取り付けられるか、旗状の物理ラベルが貼付されます。
  2. 色分けによる区別
    一部の光スプリッタでは、標準的なマルチファイバーケーブルのカラーコード(青、オレンジ、緑、茶、灰、白、赤、黒、黄、紫、ピンク、水色など)を使用して、異なる出力ファイバーを区別します。
  3. ポート-センサーマッピング表(施工記録)
    現場の施工担当者は、「スプリッタの$3$番出力ポート——接続先——反応釜2の温度センサー(センサー一意のシリアル番号SN:XXXX)」のように記録する「ポート-センサーマッピング表」を作成し、保存する必要があります。

2. 論理およびスペクトルレベルでの「波長管理」(ソフトウェアとシステム認識)

物理的な識別は、物理ケーブルの接続対応の問題を解決するだけです。16チャンネルのセンサー信号がスプリッタによって集約され、最終的に光ファイバーグレーティングインターロゲータ(Interrogator)の同じ物理チャネルに入力されると、インターロゲータはその物理インターフェースでこれらの分岐を区別することはできません。

したがって、ソフトウェアとスペクトルレベルでの**厳格な波長設計(波長多重化WDM)**が必要です。

  1. 重複のない波長割り当て
    各出力端に接続されたFBGセンサーの動作波長範囲は、個別に設計する必要があり、物理的に絶対に重複してはなりません
    例えば、インターロゲータの動作範囲が$1525\text{nm}$から$1565\text{nm}$(合計$40\text{nm}$のスペクトルウィンドウ)であると仮定します。
    • 1番目の出力端のFBGセンサーの中心波長を$\lambda_1 = 1528\text{nm}$(動作変化範囲:$1527\text{nm}$~$1529\text{nm}$)に設定します。
    • 2番目の出力端のFBGセンサーの中心波長を$\lambda_2 = 1531\text{nm}$(動作変化範囲:$1530\text{nm}$~$1532\text{nm}$)に設定します。
    • ……これを繰り返し、16の出力端にあるセンサーの動作波長帯がスペクトル上で互いに干渉しないようにします。
  2. ソフトウェアシステムマッピング
    インターロゲータのソフトウェアで、「波長-センサー対応表」を設定します。インターロゲータが同じ物理チャネル内で波長$\lambda = 1528\text{nm}の反射ピークをスキャンすると、システムは自動的にそれを認識し、「1番目のセンサー」のデータに変換します。波長\lambda = 1531\text{nm}$の反射ピークをスキャンすると、「2番目のセンサー」として認識します。

このように「物理ラベルがトポロジーケーブルに対応し、波長帯域がデモジュレーションチャネルに対応する」という二重の識別管理により、1つのインターロゲータ物理チャネル、1本の幹線ファイバー上で、16個の異なるFBGセンサーを明確に区別して運用できます。


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1. OFSCN® Optical Fiber Splitter

通常、16x32、8x16、4x8、32x64などのスプリッタが含まれます。大規模プロジェクトでは、OFSCN®光ファイバーグレーティングインターロゲータと組み合わせて使用され、インターロゲータの1つの物理チャネルを論理的に複数に拡張することを可能にし、システムの1チャネルあたりの単価を大幅に削減します(この使用方法は、前述の厳格な波長設計と組み合わせて行う必要があります)。

2. OFSCN® Fiber Bragg Grating Interrogator

デフォルトの波長範囲は$1525\text{nm}$から$1565\text{nm}$(または$1528\text{nm}$から$1568\text{nm}$)で、4、8、16、32チャネルのカスタマイズをサポートします。強力な対応するデモジュレーションソフトウェアにより、前述の複雑な波長多重センサーネットワークの構成、管理、およびデータマッピングを容易に実現できます。