JP2008135902A - 光信号伝送システムの回線品質確認装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光ファイバケーブルを敷設した場所にビットエラーレート測定用の機材を持ち込むことがなく、簡易な方法で回線品質を測定することができるようにした光信号伝送システムの回線品質確認装置を提供する。
【解決手段】親局装置１５に光ファイバケーブル回線を通常通信モードからビットエラーレート測定モードに切り替えてビットエラーレートの測定を行う指令を与える保守端末装置２２を常時接続し、この保守端末装置２２から出力したビットエラーレート測定結果に基づいて回線品質確認を行うようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、光通信システム、特に光ケーブル区間の光回線品質を確認する光信号伝送システムの回線品質確認装置に関するものである。

移動体通信において、移動端末装置に向けて電波を送信したり、または、移動端末装置からの電波を受信したりするために、無線信号（ＲＦ信号）の増幅器を含む無線信号増幅装置を用いている。しかし、トンネル、地下街、ビルの中など電波が届きにくい不感エリアでは、基本的には無線通信を行うことが出来ないため、無線通信の不感地対策として、光ファイバケーブルと光変換型無線信号中継増幅装置で構成される光信号伝送システムが用いられている。この光信号伝送システムは、変復調装置などからの電気信号を光変換型無線信号中継増幅装置で光信号に変換した後、光ファイバで伝送し、不感エリア内にある光変換型無線信号中継増幅装置で光信号から電気信号に変換して移動端末装置に無線送信するものである。

このような光信号伝送システムとしては、一般的な概略構成を図３に示すように変復調装置と信号の送受信を行う光変換型無線中継増幅装置の親局装置１５と、電波の不感地で移動端末装置と信号の送受信を行う光変換型無線中継増幅装置の子局装置１６とが光ファイバケーブル１，２により接続されている。親局装置１５は、下り信号に対して対象としている周波数帯域のみを通過させる帯域通過フィルタ３と、信号を増幅する増幅器４と、電気信号を光信号に変換する電気−光変換器（Ｅ／Ｏ）５と、上り信号に対して光信号を電気信号に変換する光−電気変換器（Ｏ／Ｅ）８と、信号を増幅する増幅器７と、レベル調整を行うアッテネータ１３と、対象としている周波数帯域のみを通過させる帯域通過フィルタ６とから構成されている。一方、子局装置１６内は、下り信号に対して光信号を電気信号に変換する光−電気変換器（Ｏ／Ｅ）９と、信号を増幅する増幅器１０と、レベル調整を行うアッテネータ１３と、対象としている周波数帯域のみを通過させる帯域通過フィルタ１１と、上り信号に対して対象としている周波数帯域のみを通過させる帯域通過フィルタ１４と、信号を増幅する増幅器１０と、電気信号を光信号に変換する電気−光変換器（Ｅ／Ｏ）１２とから構成されている。

今、変復調装置からの下り信号がケーブル等により親局装置１５に入力されると、入力された信号は帯域通過フィルタ３でその装置が対象としている周波数帯域のみが通過され、増幅器４で増幅され、電気−光変換器（Ｅ／Ｏ）５によって光信号に変換されて光ファイバケーブル１により伝送される。その後、光信号は子局装置１６内の光−電気変換器（Ｏ／Ｅ）９によって電気信号に変換された後、増幅器１０により増幅され、アッテネータ１３により電気信号のレベルを調整し帯域通過フィルタ１１を通してアンテナ等へ出力される。上り信号も同様にして、アンテナ等からの電気信号が帯域通過フィルタ１４を通過した後、増幅器１３により増幅され、電気−光変換器（Ｅ／Ｏ）１２により光信号に変換されて光ファイバケーブル２により伝送される。この光信号は、親局装置１５にて光−電気変換器（Ｏ／Ｅ）８により電気信号に変換した後、増幅器７で増幅され、アッテネータ１３により電気信号のレベルを調整し帯域通過フィルタ６を通過させた後、ケーブル等により変復調器に出力される。このような光信号伝送システムでは、一般的に親局装置１５内部に光分配器を設け、複数の子局装置１６が接続できるようになっており、不感エリアをカバーすることが可能である。

ところで、このような光信号伝送システムにおいて、光ファイバケーブル１，２を敷設した光ケーブル区間の回線品質確認は、ＯＴＤＲ（０ｐｔｉｃａｌ Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ Ｒｅｎｅｃｔｍｅｔｅｒｓ）等を用いて光ファイバケーブル１，２の損失を試験する方法が一般的である。このＯＴＤＲによる試験方法は、単方向からの測定により光ファイバケーブル中の異なる箇所から後方散乱する光パワーを光ファイバケーブルの全長にわたり測定するものであり、光ケーブル区間の途中での融着部分やコネクタ接続部分などでは、その箇所で光反射が発生しており、その反射点などを計測している。また、別の回線品質確認方法として、ビットエラートレートを測定するものがある。例えば、親局装置と子局装置間の情報交換手段としては、図４に示すようにモデム２１を使用したものがあり、ここでは親局装置側から子局装置側にデータを伝送する場合の情報交換手段について説明する。まず、子局装置１６側に対して予め伝送したいデータを親局装置１５側のＲＡＭ１９に蓄積しておく。次にＲＯＭ１８に記憶されたプログラムによってＣＰＵ１７からＲＡＭ１９内のデータを読み取り、回線コントローラ２０に対してデータを渡す。回線コントローラ２０の内部ではパラレルデータで入力されたデータをシリアル変換して決められた転送レートで時系列にモデム２１へシリアル転送する。モデム２１に入力されたデータはアナログ変調され、帯域通過フィルタ３および増幅器４を経由して電気−光変換器（Ｅ／Ｏ）５に入力される。光変換されたデータは光ファイバケーブル１を経由して子局装置１６側に伝送される。子局装置１６側に受信された光信号は光−電気変換器（Ｏ／Ｅ）９により、電気信号に変換され増幅器１０で信号増幅され、帯域通過フィルタ１１を通してモデム用信号を抽出してモデム２１に入力される。モデム２１に入力されたデータはアナログデータからデジタル復調され、回線コントローラ２０に入力される。この入力されたデータはＲＯＭ１８内のプログラムおよびＣＰＵ１７の命令によりＲＡＭ１９にデータを蓄積される。この蓄積されたデータは子局装置１６内への必要情報として利用される。このようにして親局装置１５側から子局装置１６側にデータ伝送されるが、子局装置１６側から親局装置１５側へも同様な手順でデータ伝送が行われる（例えば、特許文献１を参照）。

特開平９−１８１８２２号公報

しかしながら、従来の光信号伝送システムの回線品質確認装置におけるビットエラーレートの測定方法では、光ファイバケーブルを敷設した場所に出向き、ビットエラーレート測定器を持ち込み、親局装置１５側および子局装置１６側にそれぞれ回線コントローラ２０とモデム２１の間にこれを接続し、親局装置１５側および子局装置１６側の収納ケースの扉を開けて操作する必要があるため、安易に測定できず現地における作業時間と手間を多く費やしてしまう。

本発明の目的は、光ファイバケーブルを敷設した場所にビットエラーレート測定用の機材を持ち込むことがなく、簡易な方法で回線品質を測定することができるようにした光信号伝送システムの回線品質確認装置を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために電気信号を光信号に変換して送信する親局装置と、光信号を受信し電気信号に変換する子局装置との間を光ファイバケーブルを介して接続して構成され、この光ファイバケーブルの回線の品質確認を行う光信号伝送システムの回線品質確認装置において、前記親局装置に光ファイバケーブル回線を通常通信モードからビットエラーレート測定モードに切り替えてビットエラーレートの測定を行う指令を与える保守端末装置を常時接続し、この保守端末装置から出力したビットエラーレート測定結果に基づいて回線品質確認を行うようにしたことを特徴とする。

本発明による光信号伝送システムの回線品質確認装置によれば、親局装置側に接続した保守端末装置からの指示によって光ファイバケーブルを経由して測定したＢＥＲと、実際のアナログ回線信号に要求される品質指数との対応関係からアナログ回線の品質を評価することができ、ＢＥＲを測定する場合に、従来のように光ファイバケーブルを敷設した場所に出向いてＢＥＲ測定用の大掛かりな機材を持ち込んで回線に接続するなどの繁雑な作業がなくなり、既に据付した保守端末装置、親局装置および光ファイバケーブルを使用して簡単にＢＥＲを測定して、品質の悪化したときの回線品質を容易に把握することができるようになる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施の形態による光信号伝送システムの回線品質確認装置の概略構成を示すブロック構成図である。
親局装置１５と子局装置１６間を光ファイバケーブル１で接続された構成であり、親局装置１５にはパソコン等のシリアル通信が可能なポートを設け、このポートに保守用端末装置２２を接続している。この保守用端末装置２２を用いて光ファイバケーブル１を経由したＢＥＲ（Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）測定、つまり（間違えて受信されたビット数）÷（送信したデータのビット数）の測定を行う。ＢＥＲと、実際のアナログ回線信号に要求される品質指数（Ｓ／Ｎ比など）との対応関係は論理計算またはシミュレーションにより行い、少なくとも良否判定の閾値を伝送レート毎に予め記憶しておき、この閾値と実際の測定ＢＥＲとの比較からアナログ回線の回線品質確認を行う。

このために保守用端末装置２２は、例えば、親局装置１５と子局装置１６間で定期または非定期的に通常よりも短いＢＥＲ測定用データを用いてより簡便なＢＥＲ測定を行う簡便ＢＥＲ測定手段２３と、この簡便ＢＥＲ測定手段２３により測定したＢＥＲと予め設定した閾値とを比較しながら回線品質を監視する通常監視手段２４と、この通常監視手段２４により測定されたＢＥＲが閾値を上回ったとき通常通信モードを一旦終了して自動的にＢＥＲ測定モードに移行させる移行手段２５と、十分な長さのＢＥＲ測定用データを用いてより正確なＢＥＲ測定を行う詳細ＢＥＲ測定手段２６と、この詳細ＢＥＲ測定手段２６により測定したＢＥＲを回線品質閾値と共にその表示部に表示したり出力手段２７などを有して構成する。

通常、親局装置１５と子局装置１６間は定期または非定期的にポーリングを行っており、それと同じ要領で保守用端末装置２２は、簡便ＢＥＲ測定手段２３を用いて通常よりも短いＢＥＲ測定用データを用いてより簡便にＢＥＲ測定を行い、通常監視手段２４により閾値と比較しながら回線品質を監視する。しかし、この通常監視手段２４により測定されたＢＥＲが閾値を上回ったとき、保守用端末装置２２の移行手段２５は、通常通信モードを一旦終了して自動的にＢＥＲ測定モードに移行し、本来の移動通信用無線信号の中継動作を停止し親局装置１５と子局装置１６間で制御信号のみのやり取りをするテストモード状態に移行させ、詳細ＢＥＲ測定手段２６により十分な長さのＢＥＲ測定用データを用いてより正確なＢＥＲ測定を行う。その結果はＲＡＭ１９に記憶した後、出力手段２７により上位の監視装置などに通知し、回線品質確認を可能な状態にする。また、その結果はＲＡＭ１９に記憶した後、保守員が現地に出向いた時に親局装置１５のにＲＡＭ１９に蓄積しておいたデータを保守端末装置２２側に吸い上げ、このときに出力手段２７に表示した測定結果を黙視して回線状態が悪化した時のＢＥＲを把握するようにする。

詳細ＢＥＲ測定手段２６による正確なＢＥＲ測定は、保守端末装置２２の移行手段２５によって親局装置１５に対してＢＥＲ測定開始用コマンドを発行して行う。このコマンドを受信した親局装置１５は、テストモード状態に移行させ、その後、図４に示した回線コントローラ２０にデータを渡し、モデム２１、電気−光変換器（Ｅ／Ｏ）５および光ファイバケーブル１を経由して子局装置１６側にループコマンドを送信する。子局装置１６では、光−電気変換器（Ｏ／Ｅ）９、モデム２１および回線コントローラ２０を経由して、これをＲＡＭ１９に記憶する。記憶されたデータはＲＯＭ１８内のプログラムによって解析され、子局装置１６は子局装置１６側の回線コントローラ２０をループモードに設定すると共に、親局装置１５に対して子局装置１６側をループ状態にしたことをコマンド送信する。

次に、実際にＢＥＲ測定を行うために、保守用端末装置２２の詳細ＢＥＲ測定手段２６は、ＢＥＲ測定用データとしてＰＮ９段（５１１）擬似ランダムパターン等を使用し、親局装置１５側に送る。親局装置１５から出力されたデータは、光ファイバケーブル１を経由して子局装置１６に入り、回線コントローラ２０がループモードになっているため折り返され、再び、親局装置１５側にデータが戻される。このデータは、親局装置１５から保守用端末装置２２に入力され、保守用端末装置２２の詳細ＢＥＲ測定手段２６では、戻されたデータと、送信した測定用データであるＰＮ９段（５１１）擬似ランダムパターン等と比較し、データ化けがないかどうかを確認する。この操作を繰り返してＢＥＲ測定を継続する。

ＢＥＲ測定を終了する場合、保守用端末装置２２からＢＥＲ終了コマンドを親局装置１５経由で子局装置１６側に送り、子局装置１６側の回線コントローラ２０のループモードをオフにして通常通信モードに戻す。これと同時に、保守用端末装置２２の出力手段２７では、送信した総出力ビット数と、受信したエラービット総数を算出し、ＢＥＲを計算し、その表示画面等に伝送レート毎に予め記憶しておいた良否判定の閾値と、今回の測定結果のＢＥＲとを表示したりして、両者の比較からアナログ回線の回線品質確認を可能な状態にする。

ＢＥＲ測定開始用コマンドのような親局装置１５と子局装置１６間でやり取りされるコマンドは、誤り検出または再送等をしなくても確実に送受信できるように最低の伝送レート、例えばＩＴＵ−Ｔ勧告のＶ．２１ ＦＳＫ ３００ｂｐｓを用いるが、このような伝送レートでは高品質の回線では十分な精度でＢＥＲ測定を行うのに多くの時間がかかるので、エラーが少ないときは徐々にＢＥＲ測定用データの伝送レートを上げて行き、例えばＶ．３３ ６４ＱＡＭ １４４００ｂｐｓとするのが良い。

また、ここではＢＥＲ測定開始用コマンドを保守用端末装置２２から与えるようにしたが、その他の方法として、親局装置１５内に予めＢＥＲ測定開始用コマンドを用意しておく方法もある。この場合、保守用端末装置２２はＢＥＲ測定開始モードへの移行およびＢＥＲ結果の表示を行い、その他の機能は親局装置１５側に持たせることになる。

図２は、上述したＢＥＲ測定時の処理動作を示したフローチャートである。
ステップＳ１で親局装置１５が保守用端末側装置２２からＢＥＲ測定開始用コマンドを受信すると、親局装置１５は、ステップＳ２で上述したように子局装置１６に対してループコマンドを発行する。これを受信した子局装置１６は、ステップＳ３で自局側の回線コントローラ２０を通常通信モードからループモードに変更する。その後、ステップＳ４で親局装置１５はＲＯＭ１８内部に予め記憶しておいたＰＮ９段（５１１）擬似ランダムパターン等を子局装置１６に対してデータ送信する。光ファイバケーブル１を経由して子局装置１６で受信されたこのデータは、ステップＳ５で子局装置１６側の回線コントローラ２０の部分で折り返され、再び、親局装置１５側に戻される。親局装置１５側では、ステップＳ６で送信データとのコンベアチェックを行い、データが異なっている場合には、ステップＳ８でエラー数のカウントアップを行う。

続くステップＳ９で親局装置１５は、保守用端末装置２２側からのＢＥＲ測定終了コマンドを受信しているか否かの判定を行い、その結果、ＢＥＲ測定終了コマンドを受信していない場合、ステップＳ４に戻って再びＰＮ９段（５１１）擬似ランダムパターン等を送り計測を継続する。一方、判定の結果、保守用端末装置２２側からＢＥＲ測定終了コマンドを受信した場合は、ＢＥＲ測定モードから通常通信モードへ切り替えると共に、ステップＳ１０で送信した総出力ビット数と、受信したエラー総数とを算出してＢＥＲを計算するなどし、ステップＳ１１で保守端末装置２２の表示画面に結果を出力する。

このような光信号伝送システムによれば、親局装置１５側に接続した保守端末装置２２からの指示によって光ファイバケーブル１を経由して測定したＢＥＲと、実際のアナログ回線信号に要求される品質指数との対応関係からアナログ回線の品質を評価することができ、ＢＥＲを測定する場合に、従来のように光ファイバケーブルを敷設した場所に出向いてＢＥＲ測定用の大掛かりな機材を持ち込んで回線に接続するなどの繁雑な作業がなくなり、既に据付した保守端末装置２２、親局装置１５および光ファイバケーブル１を使用して簡単にＢＥＲを測定して、品質の悪化したときの回線品質を容易に把握することができるようになる。

また本発明に実施に際して保守用端末装置２２は、上述したように親局装置１５と子局装置１６間で定期または非定期的に通常よりも短いＢＥＲ測定用データを用いてより簡便なＢＥＲ測定を行う簡便ＢＥＲ測定手段２３と、この簡便ＢＥＲ測定手段２３により測定したＢＥＲと予め設定した閾値とを比較しながら回線品質を監視する通常監視手段２４と、この通常監視手段２４により測定されたＢＥＲが閾値を上回ったとき通常通信モードを一旦終了して自動的にＢＥＲ測定モードに移行させる移行手段２５と、十分な長さのＢＥＲ測定用データを用いてより正確なＢＥＲ測定を行う詳細ＢＥＲ測定手段２６と、この詳細ＢＥＲ測定手段２６によるＢＥＲ測定結果を回線品質閾値と共にその表示部に表示したり出力手段２７とを有して構成する。このような光信号伝送システムの回線品質確認装置によれば、簡便ＢＥＲ測定手段２３によって通常通信モードのままで回線に悪影響を与えることなく簡便なＢＥＲ測定を行うことができ、回線品質が所定状態よりも悪化した場合には、通常通信モードを一旦終了して詳細ＢＥＲ測定手段２６を用いてより正確なＢＥＲ測定を行うことができるので、一層、効率的なＢＥＲ測定と回線品質確認を行うことができるようになる。

本発明による光信号伝送システムの回線品質確認装置は、図１に示した構成のものに限定することなく、他の構成のものにも適用することができる。

本発明の一実施の形態による光信号伝送システムの回線品質確認装置の概略を示すブロック構成図である。 図１に示した光信号伝送システムの回線品質確認装置における処理動作を示すフローチャートである。 従来の光信号伝送システムを示すブロック構成図である。 従来のデータ交換時の光信号伝送システムを示すブロック構成図である。

符号の説明

１，２ 光ファイバケーブル
３，１１ 帯域通過フィルタ
４，１０ 増幅器
５ 電気−光変換器（Ｅ／Ｏ）
９ 光−電気変換器（Ｏ／Ｅ）
１５ 親局装置
１６ 子局装置
１７ ＣＰＵ
１８ ＲＯＭ
１９ ＲＡＭ１
２０ 回線コントローラ
２２ 保守用端末装置

Claims (1)

1. 電気信号を光信号に変換して送信する親局装置と、光信号を受信し電気信号に変換する子局装置との間を光ファイバケーブルを介して接続して構成され、この光ファイバケーブルの回線の品質確認を行う光信号伝送システムの回線品質確認装置において、前記親局装置に光ファイバケーブル回線を通常通信モードからビットエラーレート測定モードに切り替えてビットエラーレートの測定を行う指令を与える保守端末装置を常時接続し、この保守端末装置から出力したビットエラーレート測定結果に基づいて回線品質確認を行うようにしたことを特徴とする光信号伝送システムの回線品質確認装置。

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