JP2008124573A - 光設備検出方法および光設備検出システム - Google Patents

Abstract

【課題】登録情報の有無によらずに光設備を確実に識別することの可能な光設備検出方法および光設備検出システムを提供すること。
【解決手段】光クロージャ１４における光ファイバにかかる歪みと光ファイバ線路５における光ファイバにかかる歪とが異なるようにしておき、Ｂ−ＯＴＤＲを利用して、光ファイバ線路５で発生するブリルアン後方散乱光と光クロージャ１４で発生するブリルアン後方散乱光の周波数差分を検出することにより、光クロージャ１４の位置を識別する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光設備を検出あるいは識別する方法およびシステムに関する。

光設備検出システムは、光設備を遠隔において検出あるいは識別するシステムである。光設備には、光通信サービスのための光ファイバ線路を構成する複数の光ファイバケーブル、光ファイバケーブルを接続する融着部やコネクタ部、その接続点を保護する光クロージャ、あるいは光ファイバ線路の遠端部に設けられ試験光を遮断する光フィルタなどがある。特許文献１にその種のシステムの一例が開示されている。

図１１は、既存の光設備検出システムにつき説明するための図である。図１１のシステムは、光ファイバ線路５の両端に配設されるＯＬＴ（Optical Line Termination）２とユーザ側伝送装置（ＯＮＴ：Optical Network Termination）４、ＯＬＴ２の近くに設けられる光成端架１０、この光成端架１０に接続される光試験装置１５、および、光試験装置１５に通信網９を介して接続される設備管理センタ６を備える。設備管理センタ６は設備情報を管理するもので、光ファイバ線路設備のデータベース７と、光試験装置１５を遠隔で操作する操作端末８とを備える。

ＯＬＴ２、光成端架１０および光試験装置１５は電気通信設備を収容する通信設備ビル１に備えられ、この通信設備ビル１と設備管理センタ６とは通信網９を介して接続される。通信設備ビル１内においては、光ファイバ線路５は、試験光を光ファイバ線路５へ合分波しＯＬＴ２への試験光を遮断する光分岐モジュール１１が設置される。光分岐モジュール１１には試験を実施する光ファイバ心線を選択するための心線選択装置（以下、ＦＳと称する）１６が接続されて光成端架１０が構成され、この光成端架１０に光試験装置１５が接続される。

このうち、光分岐モジュール１１の通信用ＡポートにはＯＬＴ２側の光ファイバ線路５′が接続され、ＢポートにはＯＮＴ４側の光ファイバ線路５が接続される。試験光用のポートとなるＣポート、ＤポートにはＦＳ１６が接続され、Ｃポートは光ファイバ線路５およびＯＮＴ４側を、ＤポートはＯＬＴ２側を試験するときに選択される。

光試験装置１５は、光測定器１８、ＦＳ１６と光測定器１８とを選択する光測定器・試験架選択装置（以下、ＦＴＥＳと称する）１７、試験制御装置１９を備える。光測定器１８は、光パルス試験器（以下、ＯＴＤＲと称する）１８−１、損失試験光源１８−２、心線対照光源１８−３、およびパワーメータ１８−４を備える。

ＯＴＤＲ１８−１からパルス光を入射し、レイリー後方散乱光や反射光を測定することにより光ファイバ線路５の状態をモニタすることができる。ＯＴＤＲ１８−１は、通信光帯波長での損失を測定するための１３１０、１５５０ｎｍ光源と、通信サービスを提供している状態（インサービス）でポートを試験するための１６５０ｎｍ光源とを備える。試験制御装置１９は操作端末８からの試験指示を受け取り、試験結果を設備管理センタ６に送信する。

ＯＬＴ２に光ファイバ線路５を介して対向するＯＮＴ４は、ユーザビル３に設置される。ユーザビル３内のＯＮＴ４の直前の光ファイバ線路５に、通信光を透過させＯＮＴ４への試験光を遮断するターミネーションフィルタ２３が接続される。ターミネーションフィルタ２３の試験光遮断量は、必要な遮断量Ｌｔ［ｄＢ］がシステム設計に応じて設計される。すなわちインサービスで光ファイバ線路５をモニタする場合には、ＯＮＴが受信する試験光のピークパワーＰｔ［ｄＢｍ］が、ＯＮＴが受信する信号ピークパワーＰｓ［ｄＢｍ］に対してＯＮＴのノイズ耐力Ｘを考慮したパワーよりも低いことが条件である。つまり次式（１）の満たされることが条件である。
Ｐｔ＜Ｐｓ−Ｘ ・・・ （１）
ターミネーションフィルタ２３の試験光遮断量は、この条件を満たすように設計される。

このターミネーションフィルタ２３は、試験光がＯＮＴ４に影響を与えないように試験光を遮断するとともに−１２ｄＢ以上の反射を生じるように設計されており、光パルス試験を実施すると反射高さにより線路設備の終端であることが識別できる。次に、以上の構成における既知の光設備検出方法につき説明する。

図１２は、上記構成における測定結果を示す図である。図１２（ａ）は、光分岐モジュール１１のＣポートにＯＴＤＲ１８−１を接続して測定したＯＴＤＲ波形グラフである。縦軸は戻り光のパワーを、横軸は距離を示す。図１２（ｂ）は、事前に登録した設備情報を距離情報を含めて模式的に示す図である。図１２（ａ）の波形上のイベント点Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４地点を設備情報である図１２（ｂ）と照合すると、Ｘ１はコネクタ接続、Ｘ２は融着接続、Ｘ３は光ファイバケーブル区間、Ｘ４はターミネーションフィルタであるとの設備情報を得られる。この情報を用いることにより、例えばＸ３は光ファイバケーブル区間であるが曲げなどによる損失異常が発生しているなど、設備の正常／異常が判定できる。しかしながら既存の技術には、下記［１］〜［３］の問題がある。

［１］
図１１のシステムは、データベースを必要とする。すなわちデータベース７に情報を登録されていない光設備を検出することができない。登録の無い設備が一つでもあれば、ＯＴＤＲ波形に現れる損失や反射が、接続点が存在するために生じたものであるか光ファイバケーブル区間に発生した断線や曲げなどによる異常のために生じたものであるかを識別することができない。

［２］ データベースに登録時の光ファイバーケーブル長データと実際に測定したＯＴＤＲ波形から求められる光ファイバケーブル長との間には、光ファイバケーブル内での撚り込みや接続点で余長を設けることにより一般にずれを生じる。よって設備を正確に識別するためには、事前に登録した設備データを参考にして実際に測定したＯＴＤＲ波形上の損失・反射点を照合することによりデータベース上の数値（接続点位置）を補正する必要がある。以下に詳しく説明する。

図１３は、データベースの接続点位置を補正する方法について説明するための図である。図１３（ａ）は光パルス試験を実施して取得したＯＴＤＲ波形を、図１３（ｂ）は光ファイバケーブルの購入時の長さや接続点を設ける設備間の地図距離、工事における接続方法などを用いて投入された接続点情報および距離を模式的に示す。

図１３（ａ）のＯＴＤＲ波形で観測された接続点の位置には、図１３（ｂ）の接続点とはズレた位置に反射や接続損失による段差が生じている。そこで、登録した設備データの接続点位置情報を図１３（ｃ）のようにＯＴＤＲ波形に合わせて補正する。このようにＯＴＤＲ波形とデータを一致させる手順が必要となる。この方法には、融着接続点における損失が非常に微少である場合や、レイリー散乱光レベル差によってＯＴＤＲ波形で接続点が確認できない場合には距離を補正できず、よって設備情報を正しく得られないという問題もある。レイリー散乱光レベル差による接続点段差のない状態について図１４を参照して以下に詳細を述べる。

非特許文献１によれば、ＯＴＤＲ波形において観察される光ファイバの接続損失Ｌｓの段差は、接続点前後の光ファイバのレイリー後方散乱光のレベル差ａと真の接続損失ｓを合わせた段差として測定される。これを数式で表すと次式（２）となる。
Ｌｓ＝ｓ＋ａ ・・・ （２）
接続点から後方の光ファイバにおけるレイリー散乱光レベルが高く式（２）のａが負である場合には、図１４（ａ）に示すように、Ｌｓは見かけ上小さくなる。融着接続損失は０〜０．１ｄＢ，レイリー散乱光のレベル差は±０．３ｄＢ程度であり、ちょうどｓとａの絶対値とが同じ大きさの場合には図１４（ｂ）に示すように打ち消し合う。このため接続損失位置をＯＴＤＲ波形で確認できなくなり、距離補正が不可能となる。さらにコネクタ接続点では接続部に空気の層が入り非常に大きなフレネル反射が生じるので、図１５（ａ）、（ｂ）に示すように波形の裾引きデッドゾーンにより融着接続点の位置が正確に測定できず距離補正が不可能となる。

［３］ さらに、インサービス心線に光パルス試験を実施する際にＯＮＴに影響を与えないように、光ファイバ線路の終端にターミネーションフィルタ２３が設置される。しかし、このターミネーションフィルタ２３の実際の有無を、光パルス試験により確認することはできない。ターミネーションフィルタ設備の有無を遠隔から判定するには、フィルタによる遮断が無くともＯＮＴに影響を与えない程度に光パワーを抑えた変調光を入射し、変調光の周波数帯域における反射光の強度によりターミネーションフィルタの有無を判別するようにしている。しかしながらこの方式では、光ファイバ線路の途中に不良コネクタなどによる大きい反射、例えば−２５ｄＢ以上の反射点が存在する場合には反射強度が飽和してしまい、設備を識別できないという問題点がある。
特開平２−１６３２号公報（特に第４−９頁、第１−８図） 石原廣司監修、「実務に役立つ光ファイバ技術２００のポイント」，電気通信協会，改訂２版，平成１３年６月２５日，ｐ．２９４

以上説明したように既存の技術には、光設備をデータベースに予め登録する必要があり煩雑な手間を要する。そのうえ光接続点の距離補正の必要があること、また距離補正に必要な接続点情報をパルス測定で得られないことがあるという問題点がある。また設備のデータベースに不備がある場合には、パルス試験を実施できないという問題点もある。
この発明は上記事情によりなされたもので、その目的は、登録情報の有無によらずに光設備を確実に識別することの可能な光設備検出方法および光設備検出システムを提供することにある。

上記目的を達成するためにこの発明の一態様によれば、光ファイバ線路に設けられる光設備を検出する光設備検出方法において、前記光ファイバ線路における前記光設備の設置される箇所とそれ以外の部分において前記光ファイバ線路における歪みを異ならせ、前記歪みにより生じるブリルアン後方散乱光のピーク周波数をＢ−ＯＴＤＲ（Brillouin-OTDR）により前記光ファイバ線路の長手方向に測定し、この測定により得られる周波数シフトの距離に対する変化に基づいて前記光設備を検出することを特徴とする光設備検出方法が提供される。

このような手段を講じることにより、ブリルアン−ＯＴＤＲを用いて、光ファイバ線路における歪みの有無がその長手方向に測定される。光ファイバには製造時の残存応力などの影響で歪みがかかっている。これに対し途中に設けられる光設備（光クロージャ）などにおいては、ケーブル外被を除去することでその応力が開放されることからひずみの無いことが多い。すなわちひずみの有無と光設備の有無とを対応付けることができ、これがブリルアン−ＯＴＤＲを用いたブリルアンシフトの計測により、距離に対応付けて測定される。従ってデータベースを必要とすることなく、光設備を確実に検出あるいは識別することが可能になる。

この発明によれば、登録情報の有無によらずに光設備を確実に識別することの可能な光設備検出方法および光設備検出システムを提供することができる。

［第１の実施形態］
図１は、この発明に係る光設備検出システムの第１の実施形態を示すシステム図である。図１において図１１と共通する部分には同じ符号を付して示し、ここでは異なる部分についてのみ説明する。図１の光測定器１８は、図１１の構成に加えて、Ｂ−ＯＴＤＲ（Brillouin-OTDR）１８−１′を備える。Ｂ−ＯＴＤＲは、ブリルアン後方散乱光の周波数・パワーを光ファイバの位置に関連づけて測定する手段である。この測定の結果に基づいて、光試験装置１５、あるいは設備管理センタにおいて光設備が検出される。以下、Ｂ−ＯＴＤＲにつき詳しく説明する。

図２は、Ｂ−ＯＴＤＲの一例を示すブロック図である。図２において、試験光源ＬＳは周波数ν０の連続光を放射し、その出力光は光カプラ３１−１により口元で分岐されてローカル光と試験光とが生成される。このうち試験光は光スイッチＳＷを介することによりパルス化されて被測定ファイバＦＢに入射される。

スプリッタ下部線路で発生する周波数シフトνＢのブリルアン後方散乱光は、先に分けた光周波数ν０のローカル光と光カプラ３１−３で合波され、これにより生じるビート信号νＢが受光素子３３に受信される。受光素子３３の後段の電気処理部では、受光素子３３の出力する電気信号をアンプ３２で増幅し、さらにミキサ３７でνＢに近い周波数信号を発生するローカルオシレータ３４の信号と混合して電気信号をベースバンド信号に変換する。このベースバンド信号に含まれる不要な高周波成分をローパスフィルタ３６で除去し、周波数シフトνＢのブリルアン後方散乱光の強度が得られる。この強度情報は例えばアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器３８によりディジタルデータ化される。

図３は、図２における入射試験光波長ν０とブリルアン散乱光波長νＢとの関係を示す図である。ブリルアン後方散乱光は、図３に示すように光ファイバ中への入射試験光パルスから約１０ＧＨｚ程度、周波数シフトした光である。このシフトした光が生じて後方（入射端方向）へ散乱する現象がブリルアン後方散乱である。ブリルアン後方散乱光は、光ファイバの歪み１％につきその周波数シフト量が約５００ＭＨｚ変化するという性質を持つ。次にブリルアン後方散乱光測定を用いた設備情報の取得方法につき説明する。

図４は、光ファイバ線路５の詳細と測定データとの関係を示す図である。図４（ａ）に示すように、光ファイバ線路５は光ファイバケーブル１２を直列に接続したもので、その接続点は光クロージャ１４と呼ばれる収納ボックスで保護される。
光ファイバケーブル１２は１次、２次被覆を施した光ファイバ心線を集合させ保護したもので、光ケーブル部分では製造上の歪みや敷設における張力が０．０１％程度、残っている。一方、光クロージャ１４内では光ファイバ心線が光ファイバケーブル１２の収納スロットから取り外されるので、ほとんど歪みがかからない領域となる。よってブリルアン後方散乱光のピーク周波数を光ファイバ線路５の長手方向に測定すると、歪みの有無に応じて周波数シフトνＢの変化が図４（ｂ）の矢印のように距離に応じて測定される。

この周波数シフトνＢの変化は、光ファイバケーブルにかかる歪みが０．０１％、光ファイバテープにかかる歪みが０％とするとおよそ５ＭＨｚの周波数シフト差に相当する。また光ファイバケーブル１２から光クロージャ１４に収容される光ファイバ部分は、接続点の無い同じ光ファイバであるので、製造によるブリルアン後方散乱光の周波数シフトのばらつきの影響無しに周波数シフト変化を測定することができる。このシフト変化を光ファイバの長手方向にサンプリングすることで、光クロージャ１４の設置地点を求めることができる。

上述したブリルアン後方散乱光周波数νＢの変化は、光ファイバ心線が光クロージャ１４の外にあるか、または光クロージャ１４内にあるかといった条件により決定される。よって接続損失Ｌｓの段差の有無が生じない場合にも観測することができる。従って、当該箇所が接続点であるか否かを、予め登録したデータベース無しに判定することが可能である。以上の手法では５ＭＨｚ程度の周波数シフトにより接続点を識別するようにしているが、これを拡大して識別をさらに容易にすることもできる。

図５は、光ファイバテープに歪みを与える一手法を示す模式図である。例えば光ファイバテープを曲げ、その弾性限度の範囲内で歪みを与えることでブリルアン後方散乱光周波数νＢの周波数シフトを拡大することができる。すなわち、光クロージャ１４内で光ファイバテープ１３に光ファイバの弾性限度である０．２％の範囲内で歪みを与えるようにする。

例えば光クロージャ１４内で光ファイバテープ１３の余長を収納し、また曲げによる損失の影響を無くすため少なくとも半径３０ｍｍ以上（直径６０ｍｍ以上）の径に光ファイバテープ１３を巻き付ける。そして巻き付けた芯材１００の径を例えば０．０５％広げることにより０．０５％の引張り歪みを与えるか、または前述の歪みが生じるように巻き付ける。

光クロージャ１４内において１ｍ程度に渡って光ファイバ心線に０．０５％の引張り歪を与えるような張力をかけることにより２５ＭＨｚの周波数シフトが生じ、この周波数シフトを観測することにより光クロージャ１４の設置点をより容易に識別することが可能になる。このとき光ファイバの直径を１２５μｍ、光ファイバのヤング率を７．３×１０^１０Ｐａ（７３ギガパスカル）とすると、光ファイバに０．４５Ｎ（ニュートン）の応力を与えることで０．０５％の歪みを生じさせることができる。

また、ブリルアン周波数シフトνＢは光ファイバコアに含まれる添加物濃度により決定され、シングルモードファイバで１００ＭＨｚ程度のブリルアン周波数シフトを変化させることが可能である。よって例えば接続点前後にブリルアン周波数シフトの異なる光ファイバケーブル１２を用いることにより、光通信線路に影響を与えることなく接続点を識別可能である。光ファイバコアに添加される物質としては酸化ゲルマニウム、フッ素、酸化リン、酸化アルミニウム、酸化ほう素などがある。

さらに、接続点前後の光ファイバケーブル１２のブリルアン周波数シフトνＢが等しい場合であっても、光クロージャ１４内の接続点に、コアに含まれる添加物の濃度が異なる光ファイバ（シングルモードファイバ）を例えば融着により挟むことでも接続点を識別可能である。このとき、光通信線路に影響を与えないように挟み込む光ファイバのモードフィールド径の差を制限し、接続損失を例えば０．５ｄＢ以下に抑えるようにすると良い。

またこの実施形態でのブリルアン散乱光測定では、Ｂ−ＯＴＤＲの構成で述べたようにビート信号のみを観測する。よって周波数シフトを生じないフレネル反射光を分離することができ、接続損失を非常に小さいデッドゾーンで測定できるという利点がある。例えばパルス幅１００ｎｓ（ナノ秒）の試験光で反射減衰量４０ｄＢのコネクタ接続点を測定したとすると、反射波形の裾引きが後方散乱光レベル定常値の±０．１ｄＢ以内になるポイントまでの距離は、ＯＴＤＲでは１００ｍ程度が必要である。これに対しこの実施形態のＢ−ＯＴＤＲでは反射波形を生じないので、接続点が１０ｍ程度に近接しているとしてもこれらを個別に識別することができる。

［第２の実施形態］
図６は、この発明に係る光設備検出システムの第２の実施形態を示すシステム図である。図６において図１および図１１と共通する部分には同じ符号を付して示し、ここでは異なる部分についてのみ説明する。図６のシステムは、図１のターミネーションフィルタ２３を省略したものである。また図６の光測定器１８は、図１１のＯＴＤＲ１８−１を、コヒーレント（Coherent）ＯＴＤＲ（Ｃ−ＯＴＤＲ）１８−１′′としたものである。Ｃ−ＯＴＤＲ１８−１′′は、コヒーレント検波受信機能を備える。

ＯＮＴ４の前にターミネーションフィルタ２３の無い状態では、ＯＮＴ４に到達するＯＴＤＲからの光パルスのピークパワーＰｔ［ｄＢ］がターミネーションフィルタ２３による減衰を受けない。よってインサービス心線に影響なくパルス試験を実施するためには、Ｐｔをターミネーションフィルタ２３の遮断量に相当するＬｔ［ｄＢ］下げる必要がある。ターミネーションフィルタ２３の必要遮断量は通信サービスごとに定められており、２０〜４０ｄＢ程度である。単にＯＴＤＲの入力パワーをＬｔだけ下げると、ＯＴＤＲで測定可能なダイナミックレンジがＬｔ／２［ｄＢ］減少する。

ユーザ伝送装置の直前、つまり光ファイバ線路５の遠端部であることを切り分けるため、ターミネーションフィルタ２３では一般的に反射量−１２ｄＢ以上の反射を生じさせる。通常の開放端では−１４．５ｄＢである。この反射光強度とレイリー散乱光強度との差は約５０ｄＢである。光フィルタが存在しないことを考慮してＯＴＤＲのパルス光出力パワーをＬｔ［ｄＢ］下げると、ターミネーションフィルタの反射有無のみであれば、従来のＯＴＤＲ構成でもターミネーションフィルタの有無を確認可能である。しかしながら光ファイバの接続点データを得るためには、レイリー散乱光のパワーレベルを確認する必要がある。

図７は、 Ｃ−ＯＴＤＲの一例を示すブロック図である。図７において、試験光源ＬＳは周波数ν０のコヒーレント光を放射し、その出力光は光カプラ３１−１により口元で分岐されてローカル光と試験光とが生成される。このうち試験光は周波数シフタ３９によりパルス変調されて被測定ファイバＦＢに入射される。被測定光ファイバからの後方散乱光は光周波数ν０のローカル光と光カプラ３１−３で合波され、そのビート信号νｃが受光素子３３により受信される。受光素子３３の後段の電気処理部では、受光素子３３の出力する電気信号をアンプ３２で増幅し、さらにミキサ３７でνｃに近い周波数信号を発生するローカルオシレータ３４の信号と混合して電気信号をベースバンド信号に変換する。このベースバンド信号に含まれる不要な高周波成分をローパスフィルタ３６で除去し、周波数シフトνｃの後方散乱光の強度が得られる。この強度情報は例えばアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器３８によりディジタルデータ化される。

コヒーレント系によれば、通常の直接検波ＯＴＤＲの受信感度に比べて約２０ｄＢ以上高い受信感度を得られる。アクセス系の光ファイバ線路をインサービス試験するために、ターミネーションフィルタ２３は試験光を２０ｄＢ以上遮断している。Ｃ−ＯＴＤＲを用いてインサービス試験を実施すれば、ターミネーションフィルタ設備の設置情報有無にかかわらず試験を実施することが可能であり、パルス波形は従来のＯＴＤＲと同等のダイナミックレンジで測定可能である。

実際の線路で用いられるターミネーションフィルタの光学特性は下記（ａ）タイプ、および（ｂ）タイプがある。
（ａ）タイプ：１３１０波長帯以下を透過し、１５５０ｎｍ帯以上を遮断・反射する。
（ｂ）タイプ：１５５０波長帯以下を透過し、１６５０ｎｍ帯を遮断・反射する。

これらの設置状況、または設置無しであることを確認するためには、１３１０ｎｍ帯、１５５０ｎｍ帯、１６５０ｎｍ帯の試験光を出力する光源をもつＣ−ＯＴＤＲを設置し、それぞれの波長を用いてターミネーションフィルタに要求される−１２ｄＢ以上の大きな反射有無をパルス波形から取得する。その結果に基づいて、下記１）〜３）のように設備情報を得ることができる。
１） １３１０ｎｍ帯、１５５０ｎｍ帯、および１６５０ｎｍ帯のいずれにも反射無しの場合：フィルタ無し。
２） １５５０ｎｍ帯、および１６５０ｎｍ帯に反射有りの場合：（ａ）タイプフィルタが設置されている。
３） １６５０ｎｍ帯のみに反射有りの場合：（ｂ）タイプフィルタが設置されている。

図８は、ターミネーションフィルタによる反射の高さを説明するための図である。図８のパルス波形において、実線は終端に−１２ｄＢ以上の反射がある場合のパルス波形である。反射量の基準点０は、一般的には光パルス試験時のパルス幅とレイリー散乱光レベルから求められる。破線は光線路の遠端にフィルタが無い場合、またはターミネーションの透過波長帯である波長を用いた場合のパルス波形である。実線が１６５０ｎｍ、点線が１５５０ｎｍでパルス試験を実施した場合の波形とすると、図８によれば（ｂ）タイプのフィルタが遠端に設置されていることが分かる。

この実施形態においてターミネーションフィルタ設備を確認する場合は、光ファイバ線路５からの戻り光パワーを光パルス波形と同様に、距離方向にモニタすることができる。よって光ファイバ線路５の途中に大きな反射が発生していても、この反射を、遠端に設置したターミネーションフィルタの反射量と切り分けて識別することが可能である。

［第３の実施形態］
図９は、この発明に係る光設備検出システムの第３の実施形態を示すシステム図である。図９のシステムは、光測定器１８にＢ−ＯＴＤＲ１８−１′、および、Ｃ−ＯＴＤＲ１８−１′′を備える。
図１０は、図９の光設備検出システムにおける処理手順を示すフローチャートである。すなわち図９は予め登録された光設備のデータベースが無くとも、図９のシステムが光線路試験を自動遠隔で実施するための、本発明による光ファイバ線路５の光ファイバ線路設備データを得る自動データベース構築の手順を示す。

図１０において、光ファイバ線路に挿入した光分岐モジュール１１の試験ポートＣとＤとにパワーメータ１８−４を接続して光パワーを測定して通信光の有無を確認する（ステップＳ１）。これは、設備データが無い状態でインサービス心線に影響を与えないように、まずサービスの実施状況を確認することを目的として光ファイバ線路識別のための試験を実施するためである。

通信光が有れば、第２の実施形態の手法により通信に影響しないようにターミネーションフィルタ２３の有無を判定する（ステップＳ２）。ステップＳ１で通信光が無いと判定された場合、または、ステップＳ２でユーザ側伝送装置４の前にターミネーションフィルタ２３が設置されていると判定された場合には、入力試験光パワーを制限することなく試験が可能である。よって次に、光クロージャの位置をＢ−ＯＴＤＲ１８−１′を含む光設備検出システムにより第１の実施形態の手法の元で確認する（ステップＳ４）。その後、従来のＯＴＤＲにより損失試験を実施すれば、ターミネーションフィルタ２３が有りの場合はターミネーションフィルタ２３の位置、光クロージャ１４の設置位置、光クロージャ１４での接続損失、接続点の融着またはコネクタ接続の判別に関する光ファイバ線路設備データが得られる（ステップＳ５）。これをもとに各接続点における光設備の良否判定が可能となる。

通信光が有り、且つ光フィルタ無しと判定された場合でもＣ−ＯＴＤＲによるパルス試験を実行することで（ステップＳ３）、通信状態に影響を与えることが無いように、従来と同等のＯＴＤＲ波形を取得することが可能である。

従来の光ファイバ線路設備を識別する方法は、光ファイバ線路を構成する光ファイバケーブルの長さや光ファイバケーブルを接続する融着やコネクタなどの手段や、その接続点の収容状況などの情報を予めデータベースに蓄積し、後述する光パルス試験を実施したときに測定される損失や反射位置とデータベース情報を手動で照合して判定するものであった。

これに対し第１の実施形態では、光クロージャ１４における光ファイバにかかる歪みを、光ファイバ線路５における光ファイバにかかる歪とは異なるようにしておき、Ｂ−ＯＴＤＲを利用して、光ファイバ線路５で発生するブリルアン後方散乱光と光クロージャ１４で発生するブリルアン後方散乱光の周波数差分を検出することにより、光クロージャ１４の位置を識別するようにしている。これにより、光ファイバ線路５の光ファイバの接続点の有無を、予めデータベース化して用意した設備データ無しに、局内からの光試験において正確に測定することができるようになる。また光ファイバ線路５の途中の接続点がコネクタ接続点と近接している場合でも、線路データの事前登録情報を用いずに、光ファイバ線路５の接続点位置を正確に測定することができるようになる。また、光ファイバ線路途中の接続点において接続損失による段差が生じない場合にも光ファイバ線路５の接続点を検知することができる。これらは接続点で故障が発生した場合、接続点を補修するために、故障した接続点の設置場所を確実に特定することができ、保守稼働を削減できる効果がある。

また第２の実施形態では、Ｃ−ＯＴＤＲ（コヒーレントＯＴＤＲ）を利用し、その高い感度によりインサービスで光ファイバ線路遠端の光フィルタの有無を識別するようにしている。さらに第３の実施形態では、第１および第２の実施形態の手法を組み合わせ、ターミネーションフィルタ２３の有無、およびその種別、さらにはその結果に基づく光設備の識別を行えるようにしている。従ってデータベースの有無あるいは不備に影響されずにターミネーションフィルタ２３の有無を遠隔で識別できるようになる。
これらのことから、登録情報の有無によらずに光設備を確実に識別することの可能な光設備検出方法および光設備検出システムを提供することが可能となる。

なお、この発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

この発明に係る光設備検出システムの第１の実施形態を示すシステム図。 Ｂ−ＯＴＤＲの一例を示すブロック図。 図２における入射試験光波長ν０とブリルアン散乱光波長νＢとの関係を示す図。 光ファイバ線路５の詳細と測定データとの関係を示す図。 光ファイバテープに歪みを与える一手法を示す模式図。 この発明に係る光設備検出システムの第２の実施形態を示すシステム図。 Ｃ−ＯＴＤＲの一例を示すブロック図。 ターミネーションフィルタによる反射の高さを説明する図。 この発明に係る光設備検出システムの第３の実施形態を示すシステム図。 この発明に係る光設備検出方法の処理手順を示すフローチャート。 既存の光設備検出システムにつき説明するための図。 図１１のシステムにおける測定結果を示す図。 データベースの接続点位置を補正する方法について説明するための図。 光線路の融着接続点に生じる損失段差を説明するための図。 光パルス波形においてフレネル反射点のデッドゾーンにより損失点が測定不能になることを説明する図。

符号の説明

１…通信設備ビル、２…ＯＬＴ、３…ユーザビル、４…ＯＮＴ、５…光ファイバ線路、６…設備管理センタ、８…操作端末、９…通信網、１０…光成端架、１１…光分岐モジュール、１２…光ファイバケーブル、１３…光ファイバテープ、１４…光クロージャ、１５…光試験装置、１６…ＦＳ、１７…ＦＴＥＳ、１８…光測定器、１８−１′…Ｂ−ＯＴＤＲ、１８−１′′…Ｃ−ＯＴＤＲ、１９…光試験制御装置、２０…融着接続点、２３…ターミネーションフィルタ、３１−１，３１−２，３１−３…光カプラ、３２…アンプ、３３…受光素子、３４…ローカルオシレータ、３６…ローパスフィルタ、３７…ミキサ、３８…Ａ／Ｄ変換器、３９…周波数シフタ、１００…芯材、ＬＳ…試験光源、ＳＷ…光スイッチ、ＦＢ…被測定光ファイバ

Claims (12)

1. 光ファイバ線路に設けられる光設備を検出する光設備検出方法において、
   前記光ファイバ線路に試験光を入射し、この試験光が前記光ファイバ線路において反射することにより生じる後方散乱光を受光し解析することで前記光設備を検出することを特徴とする光設備検出方法。
2. 前記光ファイバ線路における前記光設備の設置される箇所とそれ以外の部分において前記光ファイバ線路における歪みを異ならせ、
   前記歪みにより生じるブリルアン後方散乱光のピーク周波数をＢ−ＯＴＤＲ（Brillouin-OTDR）により前記光ファイバ線路の長手方向に測定し、
   この測定により得られる周波数シフトの距離に対する変化に基づいて前記光設備を検出することを特徴とする請求項１に記載の光設備検出方法。
3. 前記周波数シフトの値に基づいて前記光設備を識別することを特徴とする請求項２に記載の光設備検出方法。
4. 前記光設備の設置される箇所において前記光ファイバ線路を芯材に巻き付けることにより当該箇所の前記光ファイバ線路に歪みを与えることを特徴とする請求項２に記載の光設備検出方法。
5. 前記光ファイバ線路を巻き付けた芯材の径を広げて前記光ファイバ線路に引っ張り歪みを与えることを特徴とする請求項４に記載の光設備検出方法。
6. 前記光設備は光クロージャであり、前記芯材に巻き付けられた光ファイバ線路を前記光クロージャに収納することを特徴とする請求項４に記載の光設備検出方法。
7. 前記光ファイバ線路における前記光設備の設置される箇所に、この箇所以外の部分とはブリルアン周波数シフトの異なる光ファイバを設け、
   ブリルアン後方散乱光のピーク周波数をＢ−ＯＴＤＲ（Brillouin-OTDR）により前記光ファイバ線路の長手方向に測定し、
   この測定により得られる周波数シフトの距離に対する変化に基づいて前記光設備を識別することを特徴とする請求項１に記載の光設備検出方法。
8. 前記光ファイバ線路に入射された試験光の後方散乱光の強度をＣ−ＯＴＤＲ（Coherent-OTDR）により測定し、
   この測定により得られる前記強度に基づいて前記光設備を検出することを特徴とする請求項１に記載の光設備検出方法。
9. 前記光設備は前記光ファイバ線路に設けられるターミネーションフィルタであり、
   波長帯の異なる複数の試験光を用いて前記Ｃ−ＯＴＤＲによる測定を実施し、
   この測定の結果に基づいて前記ターミネーションフィルタの有無、および当該ターミネーションフィルタがある場合にはそのタイプを検出することを特徴とする請求項８に記載の光設備検出方法。
10. 前記光ファイバ線路における光パワーを測定して通信光の有無を判定し、
    前記通信光が有れば、請求項９に記載の光設備検出方法により前記ターミネーションフィルタの有無を判定し、
    前記ターミネーションフィルタが有れば、請求項２に記載の光設備検出方法を実施し、
    前記ターミネーションフィルタが無ければ、請求項８に記載の光設備検出方法を実施することを特徴とする光設備検出方法。
11. 光ファイバ線路に設けられる光設備を検出する光設備検出システムにおいて、
    前記光ファイバ線路における歪みにより生じるブリルアン後方散乱光のピーク周波数をＢ−ＯＴＤＲ（Brillouin-OTDR）により前記光ファイバ線路の長手方向に測定する測定手段と、
    前記測定により得られる周波数シフトの距離に対する変化と、前記光ファイバ線路における前記光設備の設置される箇所とそれ以外の部分において前記歪みが異なることとに基づいて前記光設備を検出する検出手段とを具備することを特徴とする光設備検出システム。
12. 光ファイバ線路に設けられるターミネーションフィルタを検出する光設備検出システムにおいて、
    波長帯の異なる複数の試験光を前記光ファイバ線路に入射して前記試験光の後方散乱光の強度をＣ−ＯＴＤＲ（Coherent-OTDR）により測定する測定手段と、
    前記測定の結果に基づいて前記ターミネーションフィルタの有無、および当該ターミネーションフィルタがある場合にはそのタイプを検出することを特徴とする光設備検出システム。

Images