JP5799038B2 - 二重化光線路の光路遅延測定方法とその測定装置 - Google Patents
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そこで、本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、本線路(現用光線路)に対する副線路(迂回光線路)の正確な光路遅延の把握及び長短判別を光線路の一方端側から測定することのできる二重化光線路の光路遅延測定方法とその測定装置を提供することを目的とする。
(1)伝送装置間を結ぶ光ファイバによる本線路に対して光ファイバによる副線路の両端部を第1及び第2の光カプラにより結合して構成される二重化光線路について、光路遅延τiを判別する光路遅延測定方法であって、時間tの関数である第1の波長λ1のランダムパルス光信号を生成して前記副線路へ送出し、前記副線路を通過して前記第2の光カプラから前記本線路へ送出されるランダムパルス光信号を前記第1の波長λ1の光を反射する反射フィルタにて反射させ、前記反射されたランダムパルス光信号を前記第2の光カプラにて二分岐して前記本線路及び副線路に入射し、前記副線路にて前記反射されたランダムパルス光信号を第1の波長λ1から当該波長とは異なる第2の波長λ2へ波長変換し、前記第2の波長λ2に変換されたランダムパルス光信号を、前記本線路を通過する前記反射された第1の波長λ1のランダムパルス光信号と前記第1の光カプラで合波し、前記合波されたランダムパルス光信号を、波長分割光カプラで第1の波長λ1と第2の波長λ2それぞれのランダムパルス光信号に分波し、前記分波された第1の波長λ1のランダムパルス光信号の光電流f(t)を検出し、前記分波された第2の波長λ2のランダムパルス光信号の光電流g(t)を検出し、前記光電流f(t) ,g(t) を規格化した後、遅延τを関数とした次式の相互相関関数ζ(τ)を算出し、
ζ(τ)=∫f(t)g(t-τ)dt
ζ(τi)=1となるτiを前記二重化光線路の光路遅延として測定する態様とする。
(3)伝送装置間を結ぶ光ファイバによる本線路に対して光ファイバによる副線路の両端部を第1及び第2の光カプラにより結合して構成される二重化光線路について、光路遅延τiを判別する光路遅延測定方法であって、時間tの関数である第1の波長λ1の周期的パルス光信号を生成して前記副線路へ送出し、前記副線路を通過して前記第2の光カプラから前記本線路へ送出される周期的パルス光信号を第1の波長λ1の反射フィルタにて反射させ、前記反射された周期的パルス光信号を前記第2の光カプラにて二分岐して前記本線路及び副線路に入射し、前記副線路にて前記反射された周期的パルス光信号を第1の波長λ1から当該波長とは異なる第2の波長λ2へ波長変換し、前記第2の波長λ2に変換された周期的パルス光信号を、前記本線路を通過する前記反射された第1の波長λ1の周期的パルス光信号と第1の光カプラで合波し、前記合波された周期的パルス光信号を、波長分割光カプラで第1の波長λ1と第2の波長λ2それぞれの周期的パルス光信号に分波し、前記分波された第1の波長λ1の周期的パルス光信号から第1の光電流を検出し、前記分波された第2の波長λ2の周期的パルス光信号から第2の光電流を検出し、前記第1及び第2の光電流それぞれの周期的パルス電気信号の時間進みに比例したパルス信号を生成して直流成分を抽出し、前記第1及び第2の光電流それぞれの周期的パルス電気信号の時間遅れに比例したパルス信号を生成して直流成分を抽出し、前記2つの直流成分の大きさから前記二重化光線路の光路遅延を測定する態様とする。
(5)伝送装置間を結ぶ光ファイバによる本線路に対して光ファイバによる副線路の両端部を第1及び第2の光カプラにより結合して構成される二重化光線路について、光路遅延τiを判別する光路遅延測定装置であって、時間tの関数である第1の波長λ1のランダムパルス光信号を生成する光信号生成手段と、前記ランダムパルス光信号を前記副線路に入射する光信号入射手段と、前記副線路に入射され、前記第2の光カプラから前記本線路に送出される第1の波長λ1のランダムパルス光信号を反射して前記第2の光カプラに入射する反射フィルタと、前記反射フィルタで反射され、前記第2の光カプラにて二分岐されて前記副線路に入射されたランダムパルス光信号を第1の波長λ1から当該波長とは異なる第2の波長λ2へ波長変換する波長変換手段と、前記第2の波長λ2に変換されたランダムパルス光信号が、前記本線路を通過する前記反射された第1の波長λ1のランダムパルス光信号と前記第1の光カプラで合波されたランダムパルス光信号を、第1の波長λ1と第2の波長λ2それぞれのランダムパルス光信号に分波する波長分割光カプラと、前記分波された第1の波長λ1のランダムパルス光信号の光電流f(t)を検出する第1の光電流検出手段と、前記分波された第2の波長λ2のランダムパルス光信号の光電流g(t)を検出する第2の光電流検出手段と、前記第1及び第2の光電流f(t) ,g(t)をそれぞれ規格化した後、遅延τを関数とした次式の相互相関関数ζ(τ)を算出し、
ζ(τ)=∫f(t)g(t-τ)dt
ζ(τi)=1となるτiを前記二重化光線路の光路遅延として測定する測定手段とを具備する態様とする。
(7)伝送装置間を結ぶ光ファイバによる本線路に対して光ファイバによる副線路の両端部を第1及び第2の光カプラにより結合して構成される二重化光線路について、光路遅延τiを判別する光路遅延測定装置であって、前記時間tの関数である第1の波長λ1の周期的パルス光信号を生成する光信号生成手段と、前記周期的パルス光信号を前記副線路へ入射する光信号入射手段と、前記副線路に入射され、前記第2の光カプラから前記本線路に送出される第1の波長λ1の周期的パルス光信号を反射して前記第2の光カプラに入射する反射フィルタと、前記反射フィルタで反射され、前記第2の光カプラにて二分岐されて前記副線路に入射された周期的パルス光信号を第1の波長λ1から当該波長とは異なる第2の波長λ2へ波長変換する波長変換手段と、前記第2の波長λ2に変換された周期的パルス光信号が、前記本線路を通過する前記反射された第1の波長λ1の周期的パルス光信号と前記第1の光カプラで合波された周期的パルス光信号を、第1の波長λ1と第2の波長λ2それぞれの周期的パルス光信号に分波する波長分割光カプラと、前記分波された第1の波長λ1の周期的パルス光信号の光電流f(t)を検出する第1の光電流検出手段と、前記分波された第2の波長λ2の周期的パルス光信号の光電流g(t)を検出する第2の光電流検出手段と、前記第1及び第2の光電流それぞれの周期的パルス電気信号の時間進みに比例したパルス信号を生成して直流成分を抽出し、前記第1及び第2の光電流それぞれの周期的パルス電気信号の時間遅れに比例したパルス信号を生成して直流成分を抽出し、前記時間進み直流成分、時間遅れ直流成分それぞれの大きさから前記二重化光線路の光路遅延を測定する測定手段とを具備する態様とする。
(第1の実施形態)
図1は、本発明に係る第1の実施形態である、二重化光線路とその光路遅延測定装置の構成を示すブロック図である。図1において、11は伝送装置(OLT:Optical Line Terminal)、12は伝送装置(ONU:Optical Network Unit)、13,14は光カプラ、15は任意波形信号発生器、16,112は電気−光変換器、110,113,116は光−電気変換器、17は波長分割多重方式(WDM:Wavelength Division Multiplexing)光カプラ、18は現用光線路、19は迂回光線路、111は電気遅延器、114,117はA/D変換器、115は信号処理及び結果表示部、118は反射フィルタ、119は光サーキュレータである。
任意波形信号発生器15を用いて任意のランダムパルス電気信号を生成し、電気−光変換器16にて波長λ1のランダムパルス光信号に変換し、光サーキュレータ119へ出力する。ここで、任意のランダムパルス電気信号の最小パルス幅は光−電気変換器110,113,116、電気−光変換器112,16及びA/D変換器114,117の性能によって決定される。例えば、光−電気変換器、電気-光変換器に100 Mbps対応のトランシーバを用いた場合の最小パルス幅は8 nsとなる。
当該第1の実施形態によれば、A/D変換器のサンプリングレートの逆数の時間分解能で遅延を測定することができ、時間進み/遅れの判別も可能である。
A/D変換器の価格は、一般的に高サンプリングレートになるほど高価になる。このコスト増を回避するため、汎用的なA/D変換器で高分解能に遅延を測定する方法を第2の実施形態に示す。
図3は本発明の第2の実施形態である、二重化光伝送路とその光路遅延測定装置の構成を示すブロック図である。図3において、図1と同一部分には同一符号を付して示し、ここではその説明を省略する。
図3において、11Aは位相検出器、11B,11Cはローパスフィルタである。本実施形態において、第1の実施形態と異なる点は、任意波形信号変換器15及び電気−光変換器16で生成される光信号が周期的パルス光信号であり、光カプラ13にて迂回光線路19を通った波長λ2の周期的パルス光信号と合波された後、WDMカプラ47にて波長λ1とλ2の周期的パルス光信号に分波され、各々光−電気変換器113,116にて周期的パルス電気信号に変換された後、それぞれ位相検出器11AのRポート及びSポートへ入力される。詳細は次の段落で説明するが、位相検出器11Aでは現用光線路18に対する迂回光線路19の光路遅延及び遅延進み/遅れによりUポートもしくはDポートから周期的パルス信号が出力される。当該周期的パルス信号はローパスフィルタ11Bまたは11Cに入力され、ここでDC成分(直流成分)を抽出される。抽出されたDC成分はA/D変換器114及び117でサンプリングされ、信号処理及び結果表示部415にて簡単な信号解析から、現用光線路18と迂回光線路19の光路遅延が測定される。
当該位相検出器11Aは、具体的には図4に示すように2つのRS型フリップフロップ回路とAND回路を用いた回路を基に構成されている。当該位相検出器11Aのタイミングチャートを図5に示す。
まず、従来法は光線路の上部及び下部に試験パルス光の入出力ポートが必要であるが、現状において下部に試験用の光カプラなどは設置されておらず、新たに入出力ポートを付与する必要ある。これに対して第1及び第2の実施形態は、上部から信号光を入射し、下部に設置されている反射フィルタにて反射した信号を観測することで上部のみの入出力ポートで測定が可能である。
12…伝送装置(ONU:Optical Network Unit)、
13,14…光カプラ、
15…任意波形信号発生器、
16,112…電気−光変換器、
110,113,116…光−電気変換器、
17…波長分割多重方式(WDM:Wavelength Division Multiplexing)光カプラ、
18…現用光線路、
19…迂回光線路、
111…電気遅延器、
114,117…A/D変換器、
115…信号処理及び結果表示部、
118…反射フィルタ、
119…光サーキュレータ、
11A…位相検出器、
11B,11C…ローパスフィルタ。
Claims (8)
- 伝送装置間を結ぶ光ファイバによる本線路に対して光ファイバによる副線路の両端部を第1及び第2の光カプラにより結合して構成される二重化光線路について、光路遅延τiを判別する光路遅延測定方法であって、
時間tの関数である第1の波長λ1のランダムパルス光信号を生成して前記副線路へ送出し、
前記副線路を通過して前記第2の光カプラから前記本線路へ送出されるランダムパルス光信号を前記第1の波長λ1の光を反射する反射フィルタにて反射させ、
前記反射されたランダムパルス光信号を前記第2の光カプラにて二分岐して前記本線路及び副線路に入射し、
前記副線路にて前記反射されたランダムパルス光信号を第1の波長λ1から当該波長とは異なる第2の波長λ2へ波長変換し、
前記第2の波長λ2に変換されたランダムパルス光信号を、前記本線路を通過する前記反射された第1の波長λ1のランダムパルス光信号と前記第1の光カプラで合波し、
前記合波されたランダムパルス光信号を、波長分割光カプラで第1の波長λ1と第2の波長λ2それぞれのランダムパルス光信号に分波し、
前記分波された第1の波長λ1のランダムパルス光信号の光電流f(t)を検出し、
前記分波された第2の波長λ2のランダムパルス光信号の光電流g(t)を検出し、
前記光電流f(t) ,g(t) を規格化した後、遅延τを関数とした次式の相互相関関数ζ(τ)を算出し、
ζ(τ)=∫f(t)g(t-τ)dt
ζ(τi)=1となるτiを前記二重化光線路の光路遅延として測定することを特徴とする二重化光線路の光路遅延測定方法。 - 前記相互相関関数ζ(τ)の算出に際して、前記ζ(τi)=1となるτiの正もしくは負の符号から前記本線路に対する前記副線路の遅延の進み/遅れを判別することを特徴とする請求項1記載の二重化光線路の光路遅延測定方法。
- 伝送装置間を結ぶ光ファイバによる本線路に対して光ファイバによる副線路の両端部を第1及び第2の光カプラにより結合して構成される二重化光線路について、光路遅延τiを判別する光路遅延測定方法であって、
時間tの関数である第1の波長λ1の周期的パルス光信号を生成して前記副線路へ送出し、
前記副線路を通過して前記第2の光カプラから前記本線路へ送出される周期的パルス光信号を第1の波長λ1の反射フィルタにて反射させ、
前記反射された周期的パルス光信号を前記第2の光カプラにて二分岐して前記本線路及び副線路に入射し、
前記副線路にて前記反射された周期的パルス光信号を第1の波長λ1から当該波長とは異なる第2の波長λ2へ波長変換し、
前記第2の波長λ2に変換された周期的パルス光信号を、前記本線路を通過する前記反射された第1の波長λ1の周期的パルス光信号と第1の光カプラで合波し、
前記合波された周期的パルス光信号を、波長分割光カプラで第1の波長λ1と第2の波長λ2それぞれの周期的パルス光信号に分波し、
前記分波された第1の波長λ1の周期的パルス光信号から第1の光電流を検出し、
前記分波された第2の波長λ2の周期的パルス光信号から第2の光電流を検出し、
前記第1及び第2の光電流それぞれの周期的パルス電気信号の時間進みに比例したパルス信号を生成して直流成分を抽出し、
前記第1及び第2の光電流それぞれの周期的パルス電気信号の時間遅れに比例したパルス信号を生成して直流成分を抽出し、
前記2つの直流成分の大きさから前記二重化光線路の光路遅延を測定することを特徴とする二重化光線路の光路遅延測定方法。 - 前記第1及び第2の光電流の周期的パルス電気信号の時間進みに比例したパルス信号と、前記第1及び第2の光電流の周期的パルス電気信号の時間遅れに比例したパルス信号のパルス出力の有無により、前記本線路に対する前記副線路の遅延の進み/遅れを判別することを特徴とする請求項3記載の二重化光線路の光路遅延測定方法。
- 伝送装置間を結ぶ光ファイバによる本線路に対して光ファイバによる副線路の両端部を第1及び第2の光カプラにより結合して構成される二重化光線路について、光路遅延τiを判別する光路遅延測定装置であって、
時間tの関数である第1の波長λ1のランダムパルス光信号を生成する光信号生成手段と、
前記ランダムパルス光信号を前記副線路に入射する光信号入射手段と、
前記副線路に入射され、前記第2の光カプラから前記本線路に送出される第1の波長λ1のランダムパルス光信号を反射して前記第2の光カプラに入射する反射フィルタと、
前記反射フィルタで反射され、前記第2の光カプラにて二分岐されて前記副線路に入射されたランダムパルス光信号を第1の波長λ1から当該波長とは異なる第2の波長λ2へ波長変換する波長変換手段と、
前記第2の波長λ2に変換されたランダムパルス光信号が、前記本線路を通過する前記反射された第1の波長λ1のランダムパルス光信号と前記第1の光カプラで合波されたランダムパルス光信号を、第1の波長λ1と第2の波長λ2それぞれのランダムパルス光信号に分波する波長分割光カプラと、
前記分波された第1の波長λ1のランダムパルス光信号の光電流f(t)を検出する第1の光電流検出手段と、
前記分波された第2の波長λ2のランダムパルス光信号の光電流g(t)を検出する第2の光電流検出手段と、
前記第1及び第2の光電流f(t) ,g(t)をそれぞれ規格化した後、遅延τを関数とした次式の相互相関関数ζ(τ)を算出し、
ζ(τ)=∫f(t)g(t-τ)dt
ζ(τi)=1となるτiを前記二重化光線路の光路遅延として測定する測定手段と
を具備することを特徴とする二重化光線路の光路遅延測定装置。 - 前記測定手段は、前記相互相関関数ζ(τ)の算出に際して、前記ζ(τi)=1となるτiの正もしくは負の符号から前記本線路に対する前記副線路の遅延の進み/遅れを判別することを特徴とする請求項5記載の二重化光線路の光路遅延測定装置。
- 伝送装置間を結ぶ光ファイバによる本線路に対して光ファイバによる副線路の両端部を第1及び第2の光カプラにより結合して構成される二重化光線路について、光路遅延τiを判別する光路遅延測定装置であって、
前記時間tの関数である第1の波長λ1の周期的パルス光信号を生成する光信号生成手段と、
前記周期的パルス光信号を前記副線路へ入射する光信号入射手段と、
前記副線路に入射され、前記第2の光カプラから前記本線路に送出される第1の波長λ1の周期的パルス光信号を反射して前記第2の光カプラに入射する反射フィルタと、
前記反射フィルタで反射され、前記第2の光カプラにて二分岐されて前記副線路に入射された周期的パルス光信号を第1の波長λ1から当該波長とは異なる第2の波長λ2へ波長変換する波長変換手段と、
前記第2の波長λ2に変換された周期的パルス光信号が、前記本線路を通過する前記反射された第1の波長λ1の周期的パルス光信号と前記第1の光カプラで合波された周期的パルス光信号を、第1の波長λ1と第2の波長λ2それぞれの周期的パルス光信号に分波する波長分割光カプラと、
前記分波された第1の波長λ1の周期的パルス光信号の光電流f(t)を検出する第1の光電流検出手段と、
前記分波された第2の波長λ2の周期的パルス光信号の光電流g(t)を検出する第2の光電流検出手段と、
前記第1及び第2の光電流それぞれの周期的パルス電気信号の時間進みに比例したパルス信号を生成して直流成分を抽出し、前記第1及び第2の光電流それぞれの周期的パルス電気信号の時間遅れに比例したパルス信号を生成して直流成分を抽出し、前記時間進み直流成分、時間遅れ直流成分それぞれの大きさから前記二重化光線路の光路遅延を測定する測定手段と
を具備することを特徴とする二重化光線路の光路遅延測定装置。 - 前記測定手段は、前記第1及び第2の光電流の周期的パルス電気信号の時間進みに比例したパルス信号と、前記第1及び第2の光電流の周期的パルス電気信号の時間遅れに比例したパルス信号のパルス出力の有無により、前記本線路に対する前記副線路の遅延の進み/遅れを判別することを特徴とする請求項7記載の二重化光線路の光路遅延測定装置。
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