JP2010068393A - 光サービスの稼動判別装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光サービスに影響を与えることなく、利用状況を取得できる光サービスの稼動判別装置を提供することにある。
【解決手段】波長ごとに異なるサービスを提供する光アクセスシステム内の光ファイバ１に対して複数の突起部１２３を用いてグレーティングを形成するグレーティング形成器１２０と、光ファイバ１で生じる漏洩光λ₁´を検出する受光器１３０から構成され、グレーティング形成器１２０により稼動状況を取得したい光サービスが使用する波長の光波の一部を漏洩させ、漏洩光λ₁´の有無により前記波長の光波の導通状態を確認して前記光サービスの稼動状況を判定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、光伝送システム（光アクセスシステム）における光の導通試験の試験装置による光サービスの稼動判別装置および方法に関し、詳細には長周期グレーティングを用いた光サービスの稼動判別装置および方法に関する。

ＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ Ｔｏ Ｔｈｅ Ｈｏｍｅ）サービスの普及によるアクセスネットワークの大容量化および高信頼性化に伴い、従来のデータ通信サービスに加え、電話や映像サービスなどの社会サービスがＩＰネットワーク上で提供され、ネットワークにおけるサービスのアベイラビリティはより高いことが要求される。

一方、アクセスネットワークにおいて保守工事などでは、光ファイバの誤切断などによって接続されているユーザーのサービスが停止しないことが必要となり、対象としている光ファイバ伝送路がサービスを提供中か否かを識別する必要がある。例えば、ＩＰ電話やデータ通信サービスを利用中であれば基地局の終端装置とユーザー宅の終端装置がリンクを確立していることを確認することで、サービスの提供を確認できる。また、特許文献１に示されるように、光ファイバに曲げを与え、通信光に対して曲げ損失による漏洩光を検出することによっても、対象の光ファイバ伝送路に光信号が伝送されているかを確認できる。

特許第３４０７８１２号明細書

しかしながら、基地局の終端装置からサービスの利用状況を取得するためには基地局内に専用の設備およびオペレータを配置する必要があり、稼動・コストが大きくなるといった課題があった。また光ファイバに曲げを与える方法では、ＩＰ電話で利用される１．３１μｍ帯では急峻な曲げを与える必要があり、１．５５μｍなど長波長側の光サービスに過剰な損失が生じ通信断などの悪影響を与えるといった課題があった。

そこで、本発明は、上記課題を解決すべくなされたものであり、光サービスに影響を与えることなく、利用状況を取得できる光サービスの稼動判別装置および方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決する第１の発明に係る光サービスの稼動判別装置は、
波長ごとに異なるサービスを提供する光アクセスシステム内の光ファイバに対して複数の突起部を用いてグレーティングを形成するグレーティング形成手段と、
前記光ファイバで生じる漏洩光を検出する受光手段から構成され、
前記グレーティング形成手段により稼動状況を取得したい光サービスが使用する波長の光波の一部を漏洩させ、漏洩光の有無により前記波長の光波の導通状態を確認して前記光サービスの稼動状況を判定する
ことを特徴とする。

上述した課題を解決する第２の発明に係る光サービスの稼動判別装置は、
第１の発明に係る光サービスの稼動判別装置であって、
前記複数の突起部が０．３５ｍｍ〜０．５８ｍｍの範囲内で配置される
ことを特徴とする。

上述した課題を解決する第３の発明に係る光サービスの稼動判別装置は、
第１の発明に係る光サービスの稼動判別装置であって、
前記複数の突起部が０．３７ｍｍ〜０．４８ｍｍの範囲内で配置される
ことを特徴とする。

上述した課題を解決する第４の発明に係る光サービスの稼動判別装置は、
第１乃至第３の何れか一つの発明に係る光サービスの稼動判別装置であって、
前記複数の突起部の周期が、前記光ファイバの設置方向に沿って変化している
ことを特徴とする。

上述した課題を解決する第５の発明に係る光サービスの稼動判別装置は、
第１乃至第４の何れか一つの発明に係る光サービスの稼動判別装置であって、
前記光ファイバに対して任意の曲率の曲げを付与する光ファイバ曲げ付与手段をさらに有し、
前記曲率半径が８ｍｍ以上である
ことを特徴とする。

上述した課題を解決する第６の発明に係る光サービスの稼動判別装置は、
第５の発明に係る光サービスの稼動判別装置であって、
前記複数の突起部が、前記光ファイバ曲げ付与手段に配置される
ことを特徴とする。

上述した課題を解決する第７の発明に係る光サービスの稼動判別装置は、
第１乃至第６の何れか一つの発明に係る光サービスの稼動判別装置であって、
前記受光手段で検出した漏洩光からサービスを特定するパケットを抽出する信号解析手段をさらに有する
ことを特徴とする。

上述した課題を解決する第８の発明に係る光サービスの稼動判別方法は、
波長ごとに異なるサービスを提供する光アクセスシステム内の光ファイバに対して複数の突起部を用いてグレーティングを形成し、稼動状況を取得したい光サービスが使用する波長の光波の一部を漏洩させ、漏洩光の有無によって当該波長の光波の導通状態を確認して前記光サービスの稼動状況を判定する
ことを特徴とする。

上述した課題を解決する第９の発明に係る光サービスの稼動判別方法は、
第８の発明に係る光サービスの稼動判別方法であって、
前記光ファイバに対して８ｍｍ以上の曲率半径の曲げを付与する
ていることを確認する
ことを特徴とする。

上述した課題を解決する第１０の発明に係る光サービスの稼動判別方法は、
第８または第９の発明に係る光サービスの稼動判別方法であって、
前記漏洩光からサービスを特定するパケットを抽出する
ことを特徴とする。

本発明に係る光サービスの稼動判別装置および方法によれば、作業現場で対象のサービスの利用状況を直接取得でき、作業フローが簡易になる。また、他の波長を用いたサービスへの影響なく、利用状況を取得できる。

以下に、本発明に係る光サービスの稼動判別装置および方法の最良の形態について、各実施形態で詳細に説明する。

［第一の実施形態］
本発明に係る光サービスの稼動判別装置および方法の第一の実施形態につき図１および図２ならびに図３を参照して説明する。
図１は、本発明の第一の実施形態に係る光サービスの稼動判別装置および方法に係わる、光ネットワークシステムの一例を説明するための概略図であり、図２は本発明の第一の実施形態に係る光サービスの稼動判別装置を説明するための図であり、図２（ａ）にその概略を示し、図２（ｂ）にそれが具備するグレーティング形成具により応力が付与された箇所と屈折率変化量との関係を示す。図３は、本発明の第一の実施形態に係る光サービスの稼動判別装置が具備するグレーティング形成具の他例を示す図である。

なお、図１において、基地局側を上流側とすると共に、加入者宅側を下流側とし、λ₁₁は１．３１μｍに割り当てられた上り信号（データ／ＩＰ電話）を示し、λ₂₁は１．４９μｍに割り当てられた下り信号（データ／ＩＰ電話）を示し、λ₂₂は１．５５μｍに割り当てられた下り信号（映像）を示す。

本実施形態では、波長ごとに異なるサービスを提供する光アクセスシステム内の光ファイバに対して光サービスの稼動判別装置および方法が適用される。具体的には、図１に示すように、基地局側の終端装置（ＯＬＴ）２１と、加入者宅（ユーザ宅）１０側の終端装置（ＯＮＴ）１１とを接続する光アクセスシステム内の光ファイバ伝送路３０に対して光サービスの稼動判別装置および方法が適用される。加入者宅１０においては、加入者宅側の終端装置１１には、ＰＣやテレビなどの端末１３が接続される。さらに、ＩＰ電話１５が接続される。

ここで、上述した光アクセスシステムでは、各種サービスがそれぞれ異なる波長によって提供される。例えば、上り信号λ₁₁と下り信号λ₂₁をそれぞれ１．３１μｍ、１．４９μｍに割り当て、映像配信サービスλ₂₂は１．５５μｍに割り当てる。したがって基地局とユーザーをつなぐ光ファイバ伝送路３０においては、前記の３波長が多重された信号λ₁₁，λ₂₁，λ₂₂が伝送される。上り信号λ₁₁ではデータ通信信号とＩＰ電話信号が伝送されるが、例えばＩＰ電話が使用中である場合、通話による高密度な光信号が連続的に上り信号として伝送される。したがって、上り信号の１．３１μｍの信号光の一部を所定の方法で取り出し、信号光が連続的に伝送されている、または光サービスの種別を表す特定のパケットを抽出することを行えば、当該光サービスの稼動状況を取得することができる。

本実施形態に係る光サービスの稼動判別装置１００は、図２（ａ）に示すように、グレーティング形成具（グレーティング形成手段）１２０と、受光器（受光手段）１３０などを具備する。

受光器１３０は、光ファイバ１中で生じる漏洩光λ₁´を検出する機器である。

グレーティング形成具１２０は、複数の突起部（凹凸部）１２３を以って光ファイバ１に荷重Ｆを与えることによってグレーティングを形成する器具である。具体的には、グレーティング形成具１２０は、光ファイバ固定具１２１、応力付与具１２２、突起部１２３などを有する。

光ファイバ固定具１２１は、光ファイバ１の軸方向へ移動不能に且つ光ファイバの周方向へ移動不能に当該光ファイバ１を固定できる器具である。光ファイバ固定具１２１としては、例えば上面にＶ溝が形成された固定台、その溝に配置された光ファイバを固定台に押えて固定する押え板などが挙げられる。

応力付与具１２２は、棒状または板状の器具であり、この器具の下面１２２ａに設けられた複数の突起部１２３を有する。複数の突起部１２３は、隣接する突起部１２３の先端部１２３ａの距離が所定の周期Λとなるように配置されている。

ここでグレーティング形成具１２０において荷重Ｆを与えると、図２（ｂ）に示すように、突起部１２３の先端部１２３ａと接触する光ファイバ１の所定の箇所１ａにて屈折率変化が生じる。複数の突起部１２３の先端部１２３ａが所定の周期Λで配置されるため、周期Λで屈折率変化が生じる長周期グレーティングが形成される。この長周期グレーティングでは周期Λと光波の波長λが、次式（１）で表される位相整合条件を満たすとき、伝搬モードが高次モードへ変換される。次式（１）にて、ｎ₀が伝搬モードの実効屈折率を示し、ｎ_mが高次モードの実効屈折率を示している。

変換によって生じた高次モードは伝搬損失、曲げ損失が伝搬モードに比べて非常に大きい。したがって、グレーティング形成具１２０を以ってλ₁伝搬モードを高次モードに変換し、漏洩する高次モードλ₁´を受光器１３０で検出することで、光ファイバ１を伝送中の光波を取得することができる。

ここで、式（１）より、あるグレーティング周期に対して動作波長は一意に決まるため、例えば、１．３１μｍで損失が発生しても他の波長帯へ影響しないため、好ましい。ここでは光ファイバ１に対して複数の突起部１２３を以って荷重Ｆを与えることによってグレーティングを形成しているが、図３に示すように、光ファイバ１に周期的なマイクロベンディングを形成させることによってもグレーティングを形成することができる。すなわち、応力付与具２２２に対向して配置される光ファイバ固定具２２１に複数の突起部２２４を設け、光ファイバ固定具２２１の複数の突起部２２４と応力付与具２２２の複数の突起部２２３とで光ファイバ１に所定の間隔Λで曲げを付与することも可能である。具体的には、隣接する突起部２２４の先端部２２４ａの間の距離を所定の周期Λ₁₂で配置し、複数の突起部２２３における隣接する突起部２２３の先端部２２３ａの間の距離をΛ₁₁で配置する。突起部２２３，２２４同士が対向するように配置し、応力付与具２２２と光ファイバ固定具２２１との間に光ファイバ１を配置する。続いて、複数の突起部２２３の先端部２２３ａを、隣接する複数の突起部２２４の間に配置し、荷重Ｆを応力付与具２２２に与える。これにより、光ファイバ１に周期的なマイクロベンディングを形成して、グレーティングを形成することができる。

［グレーティング形成時の損失スペクトルおよび損失の中心波長］
ここで、グレーティング形成時の損失スペクトルおよび損失の中心波長について、図４を参照して説明する。
図４は、グレーティング形成時の損失スペクトルおよび損失の中心波長を説明するための図であり、図４（ａ）に突起部の周期Λを０．５１ｍｍとすると共に、荷重Ｆを２０Ｎとし、ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．６５２に準拠した単一モード光ファイバ（ＳＭＦ）を対象とした場合における波長と損失スペクトルの関係を示し、図４（ｂ）にＩＴＵ−Ｔ Ｇ．６５２に準拠した単一モード光ファイバ（ＳＭＦ）を対象とし、各モードＬＰ₁₁，ＬＰ₁₂，ＬＰ₁₃におけるグレーティング周期と動作波長との関係を示す。

図４（ａ）に示すように、グレーティング形成により１．３１μｍに大きな損失が発生していることが分かる。このとき他の高次モードへの結合により他の波長帯ＬＰ₁₂，ＬＰ₁₃，ＬＰ₁₄においても損失が発生しているが、１．３１μｍの損失に比べて十分に小さいことが分かる。したがって他の波長帯へ影響を与えずに、所望の波長において損失を発生させることができることが確認できる。また図４（ｂ）に示すように、周期Λを変えることによって損失が発生する波長を制御できることが分かる。これらのことから、グレーティング周期を適切に設計することにより、所望の波長において光損失を得ることができることが分かる。

［モードフィールド径（ＭＦＤ）とグレーティング周期との関係］
ここで、モードフィールド径（ＭＦＤ）とグレーティング周期との関係について、図５を参照して説明する。
図５は、ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．６５２に準拠した単一モード光ファイバにおける、モードフィールド径（ＭＦＤ）とグレーティング周期の関係を示す図である。図５にて、縦軸に波長１．３１μｍで基本モードをＬＰ₁₁モードに変換するためのグレーティング周期を示し、横軸に波長１．３１μｍにおけるモードフィールド径を示す。図５にて、実線ＡがＩＴＵ−Ｔ Ｇ．６５２に記載される曲げ損失の条件、すなわち、曲げ損失が波長１．６２５μｍで曲げ半径３０ｍｍ・１００回巻きのとき０．１ｄＢ以下を満たす条件を示し、実線ＢがＩＴＵ−Ｔ Ｇ．６５２に記載される実効遮断波長の条件、すなわち、実効遮断波長が１．２６μｍ以下を満たす条件を示す。また図５にて、実線Ｃで示される領域がＩＴＵ−Ｔ Ｇ．６５２におけるＭＦＤが８．６μｍ〜９．５μｍ±０．６μｍの領域であり、８．０μｍ〜１０．１μｍの範囲を示す。

図５に示すように、ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．６５２に準拠した単一モード光ファイバにおいて波長１．３１μｍでグレーティングを実現するためには、０．３５ｍｍ〜０．５８ｍｍの範囲内である必要がある。市販のＧ．６５２準拠のＳＭＦではＭＦＤは９．２μｍ±０．４μｍであるので、これに対応するには０．４３ｍｍ〜０．５４ｍｍであることがより好ましい。ここでは第１高次モードへの変換を仮定しているが、図４に示したようにＬＰ₁₂，ＬＰ₁₃モードなど他の高次モードへ変換することも可能であり、このときのグレーティング周期は上記の範囲内より小さい値となる。

単一モード光ファイバ（ＳＭＦ）では、構造パラメータとしてコアの径と比屈折率差があるが、これら構造パラメータはモードフィールド径（ＭＦＤ）、実効遮断波長、および曲げ損失のうち２つが決まると一意に決定できることが知られている。すなわち、図５中の実線Ａ，Ｂ上では、ＭＦＤおよび曲げ損失、または、ＭＦＤおよび実効遮断波長が決まるので、構造パラメータは一意に対応する。構造パラメータが決まれば、そのときグレーティング周期は一意に求められるので、図５のグラフが得られる。

［モードフィールド径（ＭＦＤ）とグレーティング周期の関係］
ここで、モードフィールド径（ＭＦＤ）とグレーティング周期の関係について図６を参照して説明する。
図６は、ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．６５７（Ｃｌａｓｓ Ａ）に準拠した単一モード光ファイバにおける、モードフィールド径（ＭＦＤ）とグレーティング周期の関係を示す図である。図６にて、縦軸に波長１．３１μｍで基本モードをＬＰ₁₁モードに変換するためのグレーティング周期を示し、横軸に波長１．３１μｍにおけるモードフィールド径を示す。図６にて、実線ＤがＩＴＵ−Ｔ Ｇ．６５７．Ａに記載される曲げ損失の条件、すなわち、曲げ損失が波長１．５５μｍで曲げ半径１５ｍｍ・１０回巻きのとき０．２５ｄＢ以下を満たす条件を示し、実線ＥがＩＴＵ−Ｔ Ｇ．６５７．Ａに記載される実効遮断波長の条件、すなわち、実効遮断波長が１．２６μｍ以下を満たす条件を示す。また図６にて、実線Ｈで示される領域がＩＴＵ−Ｔ Ｇ．６５７．ＡにおけるＭＦＤが８．６μｍ〜９．５μｍ±０．４μｍの領域であり、８．２μｍ〜９．９μｍの範囲を示す。

図６に示すように、ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．６５７．Ａに準拠した単一モード光ファイバにおいて波長１．３１μｍでグレーティングを実現するためには、０．３７ｍｍ〜０．４８ｍｍの範囲内である必要がある。市販のＧ．６５７．Ａ準拠のＳＭＦではＭＦＤは８．６μｍ±０．４μｍであるので、これに対応するには０．３７ｍｍ〜０．４５ｍｍであることがより好ましい。ここでは、第１高次モードへの変換を仮定しているが、図４に示したように、ＬＰ₁₂，ＬＰ₁₃モードなど他の高次モードへ変換することも可能であり、このときのグレーティング周期は上記の範囲内より小さい値となる。

単一モード光ファイバ（ＳＭＦ）では、構造パラメータとしてコアの径と比屈折率差があるが、これら構造パラメータはモードフィールド径（ＭＦＤ）、実効遮断波長、および曲げ損失のうち２つが決まると一意に決定できることが知られている。すなわち、図６中の実線Ｄ，Ｅ上では、ＭＦＤおよび曲げ損失、または、ＭＦＤおよび実効遮断波長が決まるので、構造パラメータは一意に対応する。構造パラメータが決まれば、そのときグレーティング周期は一意に求められるので、図６のグラフが得られる。

［グレーティング形成具の一例］
ここで、上述した本発明の第一の実施形態に係る光サービスの稼動判別装置が具備するグレーティング形成具の一例ついて図７を参照して説明する。
図７は、本発明の第一の実施形態に係る光サービスの稼動判別装置が具備するグレーティング形成具の一例の概略図である。

図７に示すように、グレーティング形成具３２０は、応力付与具３２２の下面部３２２ａに複数の突起部３２３が設けられている。複数の突起部３２３の周期（隣接する突起部３２３の先端部３２３ａの間の距離）が光ファイバ１の長手方向で変化している。具体的には、複数の突起部３２３における図中左端で隣接する先端部３２３ａ間の周期はΛ₁となっている。他方、複数の突起部３２３における図中左端から二つ目の突起部３２３の先端部３２３ａと、図中左端から三つ目の突起部３２３の先端部３２３ａとの間の周期はΛ₂（＞Λ₁）となっている。複数の突起部３２３にて隣接する先端部３２３ａ間の周期は図中の左側から右側へ向けて、左端のΛ₁から徐々に大きくなり右端にてΛ_Nとなっている。言い換えると、複数の突起部３２３の周期Λが、光ファイバ１の設置方向に沿って変化している。このときグレーティング周期がΛ₁〜Λ_Nに変化しているとすると、Λ₁〜Λ_Nに対して位相整合条件を満たす全ての動作波長において光損失を発生させることができる。

これにより、実効的に複数の周期を同時に実現できるようになる。実際に製造される光ファイバは所定の構造偏差を持っていることから、必要なグレーティング周期もばらつくことが考えられる。ここで、図７に示すように、グレーティング形成具３２０を構成にすることによって、製造偏差を有する複数の光ファイバに対して、同一の装置で対応でき好ましい。

ここで、図６に示す構造で実効遮断波長が１．２６μｍ（同図中の実線Ｅ）を担保し、ＭＦＤが８．６μｍを目標値で±０．１μｍの偏差を有する場合について考えると、グレーティング周期が０．４ｍｍ〜０．４２ｍｍで変動する。よって、突起部３２３の周期を０．４ｍｍから０．４２ｍｍに徐々に変化するように突起部３２３を配置すれば良いことが分かる。

したがって、複数の突起部３２３が０．３５ｍｍ〜０．５８ｍｍの範囲内のあらゆる周期で配置されることにより、ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．６５２に準拠した単一モード光ファイバにおいて波長１．３１μｍでグレーティングを形成して、漏洩光を発生させることができる。また、複数の突起部３２３が０．３７ｍｍ〜０．４８ｍｍの範囲内のあらゆる周期で配置されることにより、ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．６５７．Ａに準拠した単一モード光ファイバにおいて波長１．３１μｍでグレーティングを形成して、漏洩光を発生させることができる。その結果、光サービスに影響を与えることなく、作業現場で対象のサービスの利用状況を直接取得でき、作業フローが簡易になる。一つのグレーティング形成具３２０により作業を行うことができ効率的である。

［グレーティング形成具の他例］
ここで、上述した本発明の第一の実施形態に係る光サービスの稼動判別装置が具備するグレーティング形成具の他例について図８を参照して説明する。
図８は、本発明の第一の実施形態に係る光サービスの稼動判別装置が具備するグレーティング形成具の他例を説明するための図であり、図８（ａ）にその平面を示し、図８（ｂ）にその側面を示し、図８（ｃ）に光ファイバの設置角度が０度である場合における光ファイバ位置と屈折率変化量との関係を示し、図８（ｄ）に光ファイバの設置角度がθである場合における光ファイバ位置と屈折率変化量との関係を示す。

図８に示すように、グレーティング形成具４２０は、略直方体形状の応力付与具４２２を有する。この応力付与具４２２の下面部４２２ａには複数の突起部４２３が設けられている。複数の突起部４２３は、応力付与具４２２の長尺方向に沿って所定の周期Λで配置されている。ここで、応力付与具４２２の長尺方向（複数の突起部４２３の配列方向）に対して、光ファイバ１の設置方向を０度に設置した場合には、図８（ｃ）に示すように、複数の突起部４２３を以って所定の周期Λにて光ファイバ１に荷重が付与される。他方、応力付与具４２２の長尺方向（複数の突起部４２３の配列方向）に対して、光ファイバ１の設置角度をθとした場合には、図８（ｄ）に示すように、複数の突起部４２３を以って所定の周期Λ´（＝Λ／ｃｏｓθ）にて光ファイバ１に荷重が付与される。よって、光ファイバ１の設置角度θを変化させることで、実効的なグレーティング周期を変化させることができる。

したがって、グレーティング形成具４２０によれば、上述したグレーティング形成具３２０と同様に、光サービスに影響を与えることなく、作業現場で対象のサービスの利用状況を直接取得でき、作業フローが簡易になる。一つのグレーティング形成具４２０により作業を行うことができ効率的である。

［第二の実施形態］
本発明の第二の実施形態に係る光サービスの稼動判別装置および方法について、図９を参照して説明する。
図９は、本発明の第二の実施形態に係る光サービスの稼動判別装置を説明するための図であり、図９（ａ）に光ファイバ曲げ付与機構を一つ具備する場合を示し、図９（ｂ）に光ファイバ曲げ付与機構を二つ具備する場合を示す。
本実施形態は、上述した第一の実施形態に係る光サービスの稼動判別装置に光ファイバ曲げ付与機構を追加した装置である。
本実施形態では、上述した第一の実施形態に係る光サービスの稼動判別装置と同一機器には同一符号を付記しその説明を省略する。

本実施形態に係る光サービスの稼動判別装置５００は、図９（ａ）に示すように、光ファイバ１に対して曲げを付与する光ファイバ曲げ付与機構５５１（光ファイバ曲げ付与手段）、グレーティング形成具１２０、受光器１３０などを具備する。この光ファイバ曲げ付与機構５５１は、光ファイバ１を所定の曲率半径Ｒで１回曲げの状態にて保持できる機構である。光ファイバ曲げ付与機構５５１は、受光器１３０の直前に配置される。すなわち、光ファイバ曲げ付与機構５５１は、受光器１３０近傍に配置される。これにより、受光器１３０での受光効率が高められる。具体的には、グレーティングによって生じる高次モードは伝搬モードに比べて大きな曲げ損失を有することから、受光器１３０付近に光ファイバ曲げ付与機構５５１があることで高次モードを効率的に漏洩させることができる。

また、図９（ｂ）に示すように、グレーティング形成具１２０、受光器１３０、光ファイバ曲げ付与機構５５２，５５３などを具備する光サービスの稼動判別装置５１０とすることも可能である。光ファイバ曲げ付与機構５５２では、光ファイバ１を第一の曲率半径Ｒ１で１回曲げの状態にて保持できる機構である。光ファイバ曲げ付与機構５５３では、光ファイバ１を、第一の曲率半径Ｒ１と異なる第二の曲率半径Ｒ２で１回曲げの状態にて保持できる機構である。このような構成の光サービスの稼動判別装置５１０であっても、上述した光サービスの稼動判別装置５００と同様な作用効果を奏する。

なお、二つの光ファイバ曲げ付与機構を有し、これら二つの光ファイバ曲げ付与機構が、光ファイバを同一の曲率半径で保持できる機構である光サービスの稼動判別装置とすることも可能である。三つ以上の光ファイバ曲げ付与機構を有する光サービスの稼動判別装置とすることも可能である。光ファイバ曲げ付与機構を受光器内に配置した光サービスの稼動判別装置とすることも可能である。これらのような光サービスの稼動判別装置であっても、上述した第二の実施形態に係る光サービスの稼動判別装置５００と同様な作用効果を奏する。

［曲げ半径と曲げ損失との関係］
ここで、上述した第二の実施形態に係る光サービスの稼動判別装置が具備する光ファイバ曲げ付与機構における曲げ半径と曲げ損失との関係について、図１０を参照して説明する。
図１０は、本発明の第二の実施形態に係る光サービスの稼動判別装置が具備する光ファイバ曲げ付与機構による、曲げ半径（ｍｍ）と曲げ損失（ｄＢ）の関係を示すグラフである。すなわち、図１０は、本実施形態に係る光サービスの稼動判別装置に係わる、光ファイバ曲げ付与機構の曲げ半径に対する挿入損失および検出できる漏洩光パワーを示している。

図９に示したように、光ファイバ曲げ付与機構５５１を用いる際には、曲げ損失における過剰な損失が発生しないように設計する必要がある。図１０は最も曲げに弱い条件として、Ｇ．６５２に準拠したＳＭＦで通信波長帯の最長波長側の１６２５ｎｍにおける曲げ損失を示している。この図１０に示すように、曲げ半径を８ｍｍ以上とすることで、曲げ損失を２ｄＢ以下とすることができ、好ましい。

［第三の実施形態］
本発明の第三の実施形態に係る光サービスの稼動判別装置について、図１１を参照して説明する。
図１１は、本発明の第三の実施形態に係る光サービスの稼動判別装置を模式的に示す図である。
本実施形態に係る光サービスの稼動判別装置は、上述した第二の実施形態に係る光サービスの稼動判別装置が具備するグレーティング形成具と光ファイバ曲げ付与機構とを同一器具内に具備する装置である。
本実施形態では、上述した第二の実施形態に係る光サービスの稼動判別装置と同一機器（受光器１３０）には同一符号を付記しその説明を省略する。

本実施形態に係る光サービスの稼動判別装置６００は、図１１に示すように、光ファイバ曲げ付与機構（光ファイバ曲げ付与手段）６１０、グレーティング形成具６２０（グレーティング形成手段）、受光器１３０などを具備する。

光ファイバ曲げ付与機構６１０は、凸部材６１１と凹部材６１５とから構成されている。凸部材６１１は、弧状に形成された一つの凸部と、この凸部の両側に滑らかに繋がる二つの凹部からなる湾曲部６１２を備えている。凸部材６１１は凹部材６１５に対してスライド自在に配置されている。凹部材６１５は、第一の凹部材６１３と第二の凹部材６１４で構成されている。第一の凹部材６１３および第二の凹部材６１４は、それぞれ湾曲部６１３ａ，６１４ａを備えており、湾曲部６１２との間にて光ファイバを挟持可能な形状に形成されている。

グレーティング形成具６２０は、凸部材６１１の湾曲部６１２における、光の伝搬方向で入り側（図中左側）に位置する入側湾曲部６１２ａに設けられた複数の突起部６２１（凹凸部）で構成されている。すなわち、グレーティング形成具６２０は、光ファイバ曲げ付与機構６１０内に設置されている。複数の突起部６２１は、所定の周期（間隔）Λで配置されている。なお、凸部材６１１の湾曲部６１２における、光の伝搬方向で出側（図中右側）に位置する出側湾曲部６１２ｂには、複数の突起部は設けられていない。

よって、本実施形態に係る光サービスの稼動判別装置６００によれば、光ファイバ曲げ付与機構６１０およびグレーティング形成具６２０を一体化でき、小型かつ作業性の良い光サービスの稼動判別装置を実現でき、好ましい。

［漏洩光パワーおよび挿入損失と荷重との関係］
ここで、漏洩光パワーと荷重との関係について、図１２を参照して説明する。
図１２は、グレーティング形成時の漏洩光パワーおよび挿入損失を示すグラフであり、図１２（ａ）にグレーティング形成時の漏洩光パワーと荷重との関係を示し、図１２（ｂ）にグレーティング形成時の挿入損失と荷重との関係を示す。ここで、被測定光ファイバとして、ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．６５２およびＧ．６５７（ＣｌａｓｓＡ）に準拠した市販のＳＭＦを用いた。またグレーティング周期を、Ｇ．６５２準拠およびＧ．６５７．Ａ準拠のＳＭＦに対してそれぞれ、０．５１ｍｍおよび０．４１ｍｍとした。また受光器において受光素子の直前で曲率半径１０ｍｍの曲げを与えた。測定波長および入力光パワーはそれぞれ１３１０ｎｍ、−１０ｄＢｍとした。

図１２（ａ）に示すように、両ＳＭＦ（Ｇ．６５２準拠のＳＭＦ，Ｇ６５７．Ａ準拠のＳＭＦ）に対して、荷重を与えることによって漏洩光強度が大きくなっていることが確認できる。また、図１２（ｂ）に示すように、挿入損失が、荷重を大きくしたとき対象とした１．３１μｍで大きくなっているのに対し波長１．５５μｍでは０．１ｄＢ以下の小さい損失が得られており、対象とした波長以外の波長の光波には影響が無く、光サービスの稼動判定を行えていることが確認できる。

［光サービスの稼動判別装置による作業手順の一例］
ここで、光サービスの稼動判別装置による作業手順の一例について、図１３を参照して説明する。
図１３は、光サービスの稼動判別装置による作業手順の一例を示すフローチャートである。

図１３に示すように、最初に、作業現場において対象の光ファイバおよび稼動状況を取得したい光サービスの波長に対応したグレーティング周期を有する光サービスの稼動判別装置を用意し、対象の光ファイバ心線にグレーティングを形成し漏洩光を受光する（ステップＳ１１）。すなわち、複数の突起部を以って応力を対象の光ファイバ心線に付与することによってグレーティングを形成して漏洩光を生じさせ、この漏洩光を受光器で検出する。

続いて、ステップＳ１２に進み、このステップＳ１２にて、所定の時間内で閾値以上の受光レベルが受光器で連続的に認められるか判定を行う。所定の時間内で閾値以上の受光レベルが受光器で連続的に認められない場合には、ステップＳ１３に進む。他方、所定の時間内で閾値以上の受光レベルが受光器で連続的に認められる場合には、ステップＳ１４に進む。

ステップＳ１３にて、作業現場で選んだ光ファイバ心線では対象のサービスを使用していないと判定して終了となる。

ステップＳ１４にて、作業現場で選んだ光ファイバ心線では対象のサービスを使用中であると判定して終了となる。

したがって、上述した光サービスの稼動判別方法によれば、ＩＰ電話など信号を連続的に伝送する光サービスの場合、受光される漏洩光も連続して得られるので、これにより対象の光サービスが稼動しているかを判定することができる。言い換えると、稼動状況を取得したい光サービスが使用する波長の光波の一部を漏洩させ、漏洩光の有無により波長の光波の導通状態を確認することにより光サービスの稼動状況を判定することができる。

［光サービスの稼動判別装置による作業手順の他例］
ここで、光サービスの稼動判別装置による作業手順の他例について、図１４を参照して説明する。
図１４は、光サービスの稼動判別装置による作業手順の他例を示すフローチャートである。

図１４に示すように、最初に、作業現場において対象の光ファイバおよび稼動状況を取得したい光サービスの波長に対応したグレーティング周期を有する光サービスの稼動判別装置を用意し、対象の光ファイバ心線にグレーティングを形成し漏洩光を受光する（ステップＳ２１）。すなわち、複数の突起部を以って応力を対象の光ファイバ心線に付与することによってグレーティングを形成して漏洩光を生じさせ、この漏洩光を受光器で検出する。

続いて、ステップＳ２２に進み、このステップＳ２２にて、閾値以上の受光レベルが受光器で検出されるか判定を行う。閾値以上の受光レベルが受光器で検出されない場合には、ステップＳ２３に進む。他方、閾値以上の受光レベルが受光器で検出される場合には、ステップＳ２４に進む。

ステップＳ２３にて、作業現場で選んだ光ファイバ心線では対象のサービスを使用していないと判定して終了となる。

ステップＳ２４にて、サービスを識別できるパケットが検出されるか判定を行う。サービスを識別できるパケットが検出されない場合には、ステップＳ２５に進む。他方、サービスを識別できるパケットが検出される場合には、ステップＳ２６に進む。

ステップＳ２６にて、検出したパケットは対象サービスを示しているか判定を行う。検出したパケットは対象サービスを示していない場合には、ステップＳ２５に進む。他方、検出したパケットは対象サービスを示している場合には、ステップＳ２７に進む。

ステップＳ２５にて、作業現場で選んだ光ファイバ心線では対象のサービスを使用していないが、他のサービスを持続的に使用していると判定して終了となる。

ステップＳ２７にて、作業現場で選んだ光ファイバ心線では対象のサービスを使用中であると判定して終了となる。

したがって、上述した光サービスの稼動判別方法によれば、ＩＰ電話など信号を連続的に伝送する光サービスの場合、受光される漏洩光も連続して得られるので、これにより対象の光サービスが稼動しているかを判定することができる。また受光した光信号から光サービスを特定するパケットを抽出し、その内容を解析することによりどのような光サービスが稼動しているかを特定することができる。言い換えると、稼動状況を取得したい光サービスが使用する波長の光波の一部を漏洩させ、漏洩光の有無により波長の光波の導通状態を確認することにより光サービスの稼動状況を判定することができる。

［光サービスの稼動判別装置の一例］
ここで、光サービスの稼動判別装置の一例について、図１５を参照して説明する。
図１５は、本発明に係る光サービスの稼動判別装置の構成例を示すブロック図であり、図１５（ａ）にその一例を示し、図１５（ｂ）にその他例を示す。

光サービス稼動判別装置７００は、図１５（ａ）に示すように、グレーティング形成器７２０、光ファイバ設置器（光ファイバ固定具）７２１、光／電気変換器（受光器）７４１、信号解析器７４２、判定結果表示器７４３などを具備する。

グレーティング形成器７２０は、光ファイバにグレーティングを形成して漏洩光を発生させる機器である。光ファイバ設置器７２１は、光ファイバを固定する機器である。光／電気変換器７４１は、光ファイバから漏洩する漏洩光を電気信号に変換する機器である。信号解析器７４２は光／電気変換器７４１で得られた信号を解析する機器である。判定結果表示器は、信号解析器７４２で解析された結果を表示する機器である。

このように、グレーティング形成器７２０を内部に有する光サービス稼動判別装置７００とすることができ、装置の小型化を図ることができる。

また、図１２（ｂ）に示すように、グレーティング形成器８２０を外部に配置した光サービスの稼動判別装置８００とすることも可能である。なお、符号８２１は光ファイバを固定する機器である光ファイバ設置器を示す。

このような構成の光サービスの稼動判別装置８００とすることにより、グレーティング形成器８２０で生じる高次モードは伝搬モードに比べて非常に曲げ損失が大きいため、受光器をなす光／電気変換器７４１近傍に曲げ部８２１ａを形成すると漏洩光を効率良く受光でき、好ましい。

本発明に係る光サービスの稼動判別装置および方法は、光線路の工事、保守、運用の際の、光ファイバ心線で導通している光サービスの稼動状況の特定に利用することができる。

本発明の第一の実施形態に係る光サービスの稼動判別装置および方法に係わる、光ネットワークシステムの一例を説明するための概略図である。 本発明の第一の実施形態に係る光サービスの稼動判別装置を説明するための図であり、図２（ａ）にその概略を示し、図２（ｂ）にそれが具備するグレーティング形成具により応力が付与された箇所と屈折率変化量との関係を示す。 本発明の第一の実施形態に係る光サービスの稼動判別装置が具備するグレーティング形成具の他例を示す図である。 グレーティング形成時の損失スペクトルおよび損失の中心波長を説明するための図であり、図４（ａ）に突起部の周期Λを０．５１ｍｍとすると共に、荷重Ｆを２０Ｎとし、ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．６５２に準拠した単一モード光ファイバ（ＳＭＦ）を対象とした場合における波長と損失スペクトルの関係を示し、図４（ｂ）にＩＴＵ−Ｔ Ｇ．６５２に準拠した単一モード光ファイバ（ＳＭＦ）を対象とし、各モードＬＰ₁₁，ＬＰ₁₂，ＬＰ₁₃におけるグレーティング周期と動作波長との関係を示す。 ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．６５２に準拠した単一モード光ファイバにおける、モードフィールド径（ＭＦＤ）とグレーティング周期の関係を示す図である。 ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．６５７（Ｃｌａｓｓ Ａ）に準拠した単一モード光ファイバにおける、モードフィールド径（ＭＦＤ）とグレーティング周期の関係を示す図である。 本発明の第一の実施形態に係る光サービスの稼動判別装置が具備するグレーティング形成具の一例の概略図である。 本発明の第一の実施形態に係る光サービスの稼動判別装置が具備するグレーティング形成具の他例を説明するための図であり、図８（ａ）にその平面を示し、図８（ｂ）にその側面を示し、図８（ｃ）に光ファイバの設置角度が０度である場合における光ファイバ位置と屈折率変化量との関係を示し、図８（ｄ）に光ファイバの設置角度がθである場合における光ファイバ位置と屈折率変化量との関係を示す。 本発明の第二の実施形態に係る光サービスの稼動判別装置を説明するための図であり、図９（ａ）に光ファイバ曲げ付与機構を一つ具備する場合を示し、図９（ｂ）に光ファイバ曲げ付与機構を二つ具備する場合を示す。 本発明の第二の実施形態に係る光サービスの稼動判別装置が具備する光ファイバ曲げ付与機構による、曲げ半径（ｍｍ）と曲げ損失（ｄＢ）の関係を示すグラフである。 本発明の第三の実施形態に係る光サービスの稼動判別装置を模式的に示す図である。 グレーティング形成時の漏洩光パワーおよび挿入損失を示すグラフであり、図１２（ａ）にグレーティング形成時の漏洩光パワーと荷重との関係を示し、図１２（ｂ）にグレーティング形成時の挿入損失と荷重との関係を示す。 光サービスの稼動判別装置による作業手順の一例を示すフローチャートである。 光サービスの稼動判別装置による作業手順の他例を示すフローチャートである。 本発明に係る光サービスの稼動判別装置の構成例を示すブロック図であり、図１５（ａ）にその一例を示し、図１５（ｂ）にその他例を示す。

符号の説明

１ 光ファイバ
１２０，３２０，４２０，７２０，８２０ グレーティング形成具
１２１ 光ファイバ固定具
１２２ 応力付与具
１２３，２２３，３２３，４２３，６２１ 突起部
１３０ 受光器
５５１，５５２，５５３，６１０ 光ファイバ曲げ付与機構
７２１，８２１ 光ファイバ設置器
７４１ 光／電気変換器
７４２ 信号解析器
７４３ 判定結果表示器
１００，２００，５００，５１０，６００，７００，８００ 光サービスの稼動判別装置
λ_１ 伝搬モード
λ_１´ 漏洩光
Ｆ 荷重

Claims (10)

1. 波長ごとに異なるサービスを提供する光アクセスシステム内の光ファイバに対して複数の突起部を用いてグレーティングを形成するグレーティング形成手段と、
   前記光ファイバで生じる漏洩光を検出する受光手段から構成され、
   前記グレーティング形成手段により稼動状況を取得したい光サービスが使用する波長の光波の一部を漏洩させ、漏洩光の有無により前記波長の光波の導通状態を確認して前記光サービスの稼動状況を判定する
   ことを特徴とする光サービスの稼動判別装置。
2. 前記複数の突起部が０．３５ｍｍ〜０．５８ｍｍの範囲内で配置される
   ことを特徴とする請求項１に記載の光サービスの稼動判別装置。
3. 前記複数の突起部が０．３７ｍｍ〜０．４８ｍｍの範囲内で配置される
   ことを特徴とする請求項１に記載の光サービスの稼動判別装置。
4. 前記複数の突起部の周期が、前記光ファイバの設置方向に沿って変化している
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の光サービスの稼動判別装置。
5. 前記光ファイバに対して任意の曲率の曲げを付与する光ファイバ曲げ付与手段をさらに有し、
   前記曲率半径が８ｍｍ以上である
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の光サービスの稼動判別装置。
6. 前記複数の突起部が、前記光ファイバ曲げ付与手段に配置される
   ことを特徴とする請求項５に記載の光サービスの稼動判別装置。
7. 前記受光手段で検出した漏洩光からサービスを特定するパケットを抽出する信号解析手段をさらに有する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の光サービスの稼動判別装置。
8. 波長ごとに異なるサービスを提供する光アクセスシステム内の光ファイバに対して複数の突起部を用いてグレーティングを形成し、稼動状況を取得したい光サービスが使用する波長の光波の一部を漏洩させ、漏洩光の有無によって当該波長の光波の導通状態を確認して前記光サービスの稼動状況を判定する
   ことを特徴とする光サービスの稼動判別方法。
9. 前記光ファイバに対して８ｍｍ以上の曲率半径の曲げを付与する
   ことを特徴とする請求項８に記載の光サービスの稼動判別方法。
10. 前記漏洩光からサービスを特定するパケットを抽出する
    ことを特徴とする請求項８または請求項９に記載の光サービスの稼動判別方法。

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