JP2010212767A

JP2010212767A - Ｏｔｄｒ測定器、光通信線路監視システム、及び光通信線路監視方法

Info

Publication number: JP2010212767A
Application number: JP2009053694A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Enomoto; 圭高榎本; Kenichi Nakazawa; 賢一中澤; Tsuneichi Watanabe; 常一渡邉
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2009-03-06
Filing date: 2009-03-06
Publication date: 2010-09-24
Anticipated expiration: 2029-03-06
Also published as: JP4728412B2

Abstract

【課題】異常が発生した検査部を正確に特定できる光通信線路監視システムを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明に係る光通信線路監視システムでは、ＯＴＤＲ測定器１９は、２つの検査光（Ｌ１、Ｌ２）を検査用光ファイバ１１の一端に入力してそれぞれの検査光（Ｌ１、Ｌ２）でＯＴＤＲを行う。ＯＴＤＲ測定器１９は、反射素子２１が検査光Ｌ２又は検査光（Ｌ１、Ｌ２）を反射した反射光で反射素子２１が配置された地下クロージャ（１３ａ〜１３ｄ）の位置を特定することができる。ＯＴＤＲ測定器１９は、検査光Ｌ１の後方散乱光で検査用光ファイバ１１の一端から検査光Ｌ１に損失を発生させた浸水検知モジュール１５までの損失発生点距離を測定する。ＯＴＤＲ測定器１９は、反射光で特定した地下クロージャ（１３ａ〜１３ｄ）の位置と測定した損失発生点距離とから浸水が発生した地下クロージャを特定する。
【選択図】図３

Description

本発明は、光通信線路設備の保全のため光通信線路を監視するＯＴＤＲ測定器、光通信線路監視システム、及び光通信線路監視方法に関する。

近年、光アクセスサービスの増加と光サービスエリアの拡大に伴い、光設備量が増加しており、サービス品質確保の観点から、設備の予防保全がますます重要になっている。

メタルケーブルに比べて、光ファイバケーブルは極めて優れた伝送特性を有しているが、光ファイバ接続部が長時間浸水すると、光損失の増加や機械的強度が低下し、故障の原因となることが知られている。光ファイバ接続部を保護するため、光ファイバ接続部は通常地下クロージャと呼ばれる筐体内に入れられているが、地下ケーブルの保守作業として定期的に地下クロージャ内への浸水の有無を監視する必要がある。

図１は従来の光通信線路監視システムを説明する概念図である。地下ケーブルの保守作業のために、従来の光通信線路監視システムは、通信用光ファイバ（不図示）と平行に保守用心線の検査用光ファイバ１１が配置され、地下クロージャ（１３ａ〜１３ｄ）内に浸水を検知する浸水検知モジュール１５が設置されている構造である。さらに、この光通信線路監視システムは、検査用光ファイバ１１の一端にＯＴＤＲ（ＯｐｔｉｃａｌＴｉｍｅＤｏｍａｉｎＲｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ）測定器１９を接続している。ＯＴＤＲ測定器１９は、例えば、光通信線路を監視する設備ビル１０に設置されている。浸水検知モジュール１５は検査用光ファイバ１１を挟み込む構造となっており、地下クロージャ（１３ａ〜１３ｄ）内に水が入った場合、浸水検知モジュール１５内の膨張材１７が水に反応して膨らむことで、検査用光ファイバ１１に曲げ損失を与える。そこで、ＯＴＤＲ測定器１９を使って定期的に測定することにより、各地下クロージャ（１３ａ〜１３ｄ）内への浸水の有無を監視している（例えば、非特許文献１を参照。）。

図１にＯＴＤＲの測定結果Ａを示す。測定結果Ａにおいて横軸は検査用光ファイバ１１上のＯＴＤＲ測定器１９からの距離であり、縦軸はＯＴＤＲ測定器１９が受光した後方散乱光の光強度である。後方散乱光の光強度は光パルスが検査用光ファイバ１１を進むにつれて低下する。例えば、地下クロージャ１３ｃで浸水が発生し、浸水検知モジュール１５が検査用光ファイバ１１に曲げを与えた場合、光パルスは曲げ損失により急激に減衰し、後方散乱光の光強度が低下する。このため、後方散乱光の光強度が低下した位置から浸水が発生した地下クロージャを推定することができる。

有居正仁、東裕司、榎本圭高、鈴木勝晶、荒木則幸、宇留野重則、渡邉常一著、"拡大する光アクセス網を支える光媒体網運用技術"、ＮＴＴ技術ジャーナル、ｖｏｌ．１８、ｎｏ．１２、ｐｐ．５８−６１、Ｄｅｃ．２００６。

図２は、従来の他の光通信線路監視システムを説明する概念図である。図２の光通信線路監視システムは地下クロージャ１３ｂと地下クロージャ１３ｃとが近接している。図２に示すように地下クロージャが近接している場合、光通信線路監視システムは、ＯＴＤＲで設備ビル１０から浸水している地下クロージャまでの検査用光ファイバ１１上の距離を求めることができるが、いずれの地下クロージャに浸水が生じているかの特定が困難という課題があった。例えば、図２のＯＴＤＲの測定結果Ａによると検査用光ファイバ１１上の浸水位置は設備ビル１０から５ｋｍの位置である。しかし、設備の仕様では設備ビル１０から４．９ｋｍの位置に地下クロージャ１３ｂ、設備ビル１０から５．１ｋｍの位置に地下クロージャ１３ｃがある。ＯＴＤＲの測定結果Ａでは、どちらの地下クロージャで浸水しているのか判別が困難であり、浸水していないのにもかかわらず、誤って地下クロージャをあけてしまい、作業の出戻りを発生させることがあった。

これは、検査用光ファイバ１１上の設備ビル１０から地下クロージャ（１３ａ〜１３ｄ）までの距離と仕様上の設備ビル１０から地下クロージャ（１３ａ〜１３ｄ）までの距離とが以下の理由で一致していないことによる。１つめの理由は、光ファイバケーブルはスロッド構造のため、光ファイバケーブルの長さより検査用光ファイバ１１の長さが長くなることである。２つめの理由は、スロッド構造は複数の構造があり、スロッド構造によってらせん状の溝の深さなどが異なり、光ファイバケーブルの長さから検査用光ファイバ１１の長さを一意に決定できないことである。３つめの理由は、光ファイバケーブル埋設時にケーブルを切り縮めることもあり、埋設されている光ファイバケーブルの長さと購入時の光ファイバケーブルの長さとが異なる場合があることである。

このように、検査用光ファイバ１１上の距離と仕様上の距離とが一致していないため、従来の光通信線路監視システムは、ＯＴＤＲで測定した距離だけからではいずれの地下クロージャが浸水したか判別が困難という課題があった。

以上では地下クロージャを例に説明したが、光通信線路の監視点に光通信線路を監視する検査部が設置された光通信線路監視システムでも同様の課題がある。そこで、前記課題を解決するために、本発明は、環境変化を生じた検査部を正確に特定できるＯＴＤＲ測定器、光通信線路監視システム及び光通信線路監視方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るＯＴＤＲ測定器は、２つの検査光を利用する。ＯＴＤＲ測定器は、一方の検査光の後方散乱光で異状が発生した検査部までの距離を測定し、他方の検査光が各検査部で反射した反射光を測定して各検査部の位置を把握し、双方を比較することで異状が発生した検査部を特定する。

具体的には、本発明に係るＯＴＤＲ測定器は、複数の検査部が長手方向に順次設けられた検査用光ファイバの一端に互いに波長が異なる２つの検査光を入力し、前記検査光の一方の後方散乱光を測定した散乱波形で前記検査用光ファイバの一端から前記検査部内で前記検査光の一方に損失を発生させている損失発生点までの損失発生点距離を測定し、少なくとも前記検査光の他方が反射素子を持つ前記検査部毎に一部反射した反射光を測定した反射波形で前記反射素子を持つ前記検査部の位置を特定し、特定した前記検査部の位置と測定した前記損失発生点距離とから前記損失発生点を持つ前記検査部を特定する特定機能、前記散乱波形と前記反射波形とを比較して前記検査用光ファイバの断線を判断する断線判断機能、又は特定した前記検査部の位置と測定した前記損失発生点距離とから前記損失発生点を持つ前記検査部を特定し、前記散乱波形と前記反射波形とを比較して前記検査用光ファイバの断線を判断する特定断線判断機能を有する。

本発明に係る光通信線路監視システムは、互いに波長が異なる２つの検査光を伝搬する検査用光ファイバと、前記検査用光ファイバの長手方向に順次設けられる複数の検査部と、前記検査部の全てに配置され、前記検査部の環境変化に応じて前記検査用光ファイバに歪を与えて前記検査光の一方に損失を発生させる複数の検知モジュールと、前記検査部に配置され、前記検知モジュールの前段で少なくとも前記検査光の他方を一部反射する複数の反射素子と、２つの前記検査光を前記検査用光ファイバの一端に入力し、前記検査光の一方の後方散乱光を測定した散乱波形で前記検査用光ファイバの一端から前記検査光の一方に損失を発生させた前記検知モジュールまでの損失発生点距離を測定し、少なくとも前記検査光の他方が前記反射素子毎に一部反射した反射光を測定した反射波形で前記反射素子が配置された前記検査部の位置を特定し、特定した前記検査部の位置と測定した前記損失発生点距離とから環境変化が生じた前記検査部を特定する特定機能、前記散乱波形と前記反射波形とを比較して前記検査用光ファイバの断線を判断する断線判断機能、又は特定した前記検査部の位置と測定した前記損失発生点距離とから環境変化が生じた前記検査部を特定し、前記散乱波形と前記反射波形とを比較して前記検査用光ファイバの断線を判断する特定断線判断機能を有するＯＴＤＲ測定器と、を備える。

また、本光通信線路監視システムの光通信線路監視方法は、２つの検査光を検査用光ファイバの一端に入力し、前記検査用光ファイバの長手方向に順次設けられる複数の検査部で環境変化が生じた際に、環境変化が生じた前記検査部内で前記検査用光ファイバに歪を与えて前記検査光の一方に損失を発生させ、前記検査光の一方の後方散乱光を測定した散乱波形で前記検査用光ファイバの一端から前記検査部内で前記検査光の一方に損失を発生させている損失発生点までの損失発生点距離を測定し、少なくとも前記検査光の他方が反射素子を持つ前記検査部毎に反射した反射光を測定した反射波形で前記反射素子を持つ前記検査部の位置を特定し、特定した前記検査部の位置と測定した前記損失発生点距離とから環境変化が生じた前記検査部を特定、前記散乱波形と前記反射波形とを比較して前記検査用光ファイバの断線を判断、又は特定した前記検査部の位置と測定した前記損失発生点距離とから環境変化が生じた前記検査部を特定し、前記散乱波形と前記反射波形とを比較して前記検査用光ファイバの断線を判断する特定判断を行う。

本光通信線路監視システムは、本ＯＴＤＲ測定器が検査光の一方の後方散乱光を測定することで、従来の光通信線路監視システムと同様に環境変化を生じた検査部までの検査用光ファイバ上の距離を測定することができる。一方、本光通信線路監視システムは、本ＯＴＤＲ測定器が検査光の両方又は検査光の他方が反射素子を持つ検査部で反射された反射光を測定することで、反射光の波形から反射素子を持つ各検査部の検査用光ファイバ上の位置を把握することができる。反射光の波形は光通信線路に配置された反射素子を持つ検査部の順に現れるため、本光通信線路監視システムは、光通信線路の仕様書などから検査部の仕様上の位置と検査用光ファイバ上の位置とを対応させることができる。

従って、本発明は、検査光の一方でのＯＴＤＲの結果と検査光の他方でのＯＴＤＲの結果とを対比することで環境変化を生じた検査部を正確に特定できるＯＴＤＲ測定器、光通信線路監視システム及び光通信線路監視方法を提供することができる。

本発明に係る他のＯＴＤＲ測定器は、複数の検査部が長手方向に順次設けられた検査用光ファイバの一端に、互いに波長が異なる２つの検査光を入力し、前記検査光の一方の後方散乱光を測定した散乱波形で前記検査用光ファイバの一端から前記検査部内で前記検査光の一方に損失を発生させている損失発生点までの損失発生点距離を測定し、複数の前記検査部を経由し、且つ前記検査用光ファイバと並行する反射用光ファイバの一端に反射測定光を入力し、前記反射測定光が反射素子を持つ前記検査部毎に一部反射した反射光を測定した反射波形で前記反射素子を持つ前記検査部の位置を特定し、特定した前記検査部の位置と測定した前記損失発生点距離とから前記損失発生点を持つ前記検査部を特定する特定機能、前記散乱波形と前記反射波形とを比較して前記検査用光ファイバ及び前記反射用光ファイバの少なくとも一方の断線を判断する断線判断機能、又は特定した前記検査部の位置と測定した前記損失発生点距離とから前記損失発生点を持つ前記検査部を特定し、前記散乱波形と前記反射波形とを比較して前記検査用光ファイバの断線及び前記反射用光ファイバの少なくとも一方の断線を判断する特定断線判断機能を有する。

本発明に係る光通信線路監視システムは、互いに波長が異なる２つの検査光を伝搬する検査用光ファイバと、前記検査用光ファイバの長手方向に順次設けられる複数の検査部と、複数の前記検査部を経由し、且つ前記検査用光ファイバと並行しており、反射測定光を伝搬する反射用光ファイバと、前記検査部の全てに配置され、前記検査部の環境変化に応じて前記検査用光ファイバに歪を与えて前記検査用光ファイバが伝搬する前記検査光の一方に損失を発生させる複数の検知モジュールと、前記検査部に配置され、前記反射用光ファイバを伝搬する前記反射測定光を一部反射する複数の反射素子と、互いに波長が異なる２つの前記検査光を前記検査用光ファイバの一端に入力し、前記検査光の一方の後方散乱光を測定した散乱波形で前記検査用光ファイバの一端から前記検査光の一方に損失を発生させた前記検知モジュールまでの損失発生点距離を測定し、前記反射測定光を前記反射用光ファイバの一端に入力し、前記反射測定光が前記反射素子毎に一部反射した反射光を測定した反射波形で前記反射素子が配置された前記検査部の位置を特定し、特定した前記検査部の位置と測定した前記損失発生点距離とから環境変化が生じた前記検査部を特定する特定機能、前記散乱波形と前記反射波形とを比較して前記検査用光ファイバ及び前記反射用光ファイバの少なくとも一方の断線を判断する断線判断機能、又は特定した前記検査部の位置と測定した前記損失発生点距離とから前記損失発生点を持つ前記検査部を特定し、前記散乱波形と前記反射波形とを比較して前記検査用光ファイバの断線及び前記反射用光ファイバの少なくとも一方の断線を判断する特定断線判断機能を有するＯＴＤＲ測定器と、を備える。

また、本光通信線路監視システムの光通信線路監視方法は、２つの検査光を検査用光ファイバの一端に入力し、前記検査用光ファイバの長手方向に順次設けられる複数の検査部で環境変化が生じた際に、環境変化が生じた前記検査部内で前記検査用光ファイバに歪を与えて前記検査光の一方に損失を発生させ、前記検査光の一方の後方散乱光を測定した散乱波形で前記検査用光ファイバの一端から前記検査部内で前記検査光の一方に損失を発生させている損失発生点までの損失発生点距離を測定し、複数の前記検査部を経由し、且つ前記検査用光ファイバと並行する反射用光ファイバの一端に反射測定光を入力し、前記反射測定光が反射素子を持つ前記検査部毎に一部反射した反射光を測定した反射波形で前記反射素子を持つ前記検査部の位置を特定し、特定した前記検査部の位置と測定した前記損失発生点距離とから環境変化が生じた前記検査部を特定、前記散乱波形と前記反射波形とを比較して前記検査用光ファイバ及び前記反射用光ファイバの少なくとも一方の断線を判断、又は特定した前記検査部の位置と測定した前記損失発生点距離とから前記損失発生点を持つ前記検査部を特定し、前記散乱波形と前記反射波形とを比較して前記検査用光ファイバの断線及び前記反射用光ファイバの少なくとも一方の断線を判断する特定判断を行う。

環境変化を生じた検査部を特定する手法は前述の光通信線路監視システムと同様である。本光通信線路監視システムは、二本の光ファイバを備えることでいずれかの光ファイバに断線が生じても断線箇所を正確に把握することができる。

本発明に係る光通信線路監視システムの前記検査用光ファイバに入力される前記検査光の一方は、前記検査用光ファイバの歪で前記検査光の他方より損失が大きくなる波長の光であることが好ましい。

検査光の一方は光ファイバの歪で損失が出やすい波長の光を選択し、検査光の他方は光ファイバの歪で損失が出難い波長の光を選択する。光通信線路監視システムは、検査光の他方を用いることで光ファイバの歪にかかわらず、環境変化が生じた検査部を特定すること以外の情報（例えば断線情報）を取得することができる。

本発明に係る光通信線路監視システムの前記反射素子は、反射減衰量が−３５ｄＢ以上−３０ｄＢ以下であることが好ましい。

反射減衰量を−３５ｄＢ以上とすることで、反射素子による反射光と光ファイバケーブルの接続に使用されるＭＴコネクタによる反射光と区別することができる。また、強度が強い反射光をＯＴＤＲ測定器が受光した場合、ＯＴＤＲの波形にすそ引きを生じることがある。このため、反射減衰量を−３０ｄＢ以下とすることで、このすそ引きを防ぎ、後段の検査部の位置を正確に把握することができる。

本発明は、環境変化を生じた検査部を正確に特定できるＯＴＤＲ測定器、光通信線路監視システム及び光通信線路監視方法を提供することができる。また、光ファイバが断線して環境変動時と同様な波形を取得しても、環境変動か断線かを区別することができる。

従来の光通信線路監視システムを説明する概念図である。従来の光通信線路監視システムを説明する概念図である。本発明に係る光通信線路監視システムを説明する概念図である。本発明に係る光通信線路監視システムを説明する概念図である。本発明に係る光通信線路監視システムを説明する概念図である。本発明に係る光通信線路監視システムを説明する概念図である。本発明に係る光通信線路監視システムを説明する概念図である。本発明に係る光通信線路監視システムを説明する概念図である。本発明に係る光通信線路監視システムを説明する概念図である。本発明に係る光通信線路監視システムを説明する概念図である。

添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。

（第１実施形態）
図３は、本実施形態の光通信線路監視システムを説明する概念図である。光通信線路監視システムは、互いに波長が異なる２つの検査光（Ｌ１、Ｌ２）を伝搬する検査用光ファイバ１１と、検査用光ファイバ１１の長手方向に順次設けられる複数の検査部と、前記検査部の全てに配置され、前記検査部の環境変化に応じて前記検査用光ファイバに歪を与えて検査光Ｌ１に損失を発生させる複数の検知モジュールと、前記検査部に配置され、前記検知モジュールの前段で少なくとも検査光Ｌ２を一部反射する複数の反射素子２１と、検査光（Ｌ１、Ｌ２）を検査用光ファイバ１１の一端に入力し、検査光Ｌ１の後方散乱光を測定した散乱波形で検査用光ファイバ１１の一端から検査光Ｌ１に損失を発生させた前記検知モジュールまでの損失発生点距離を測定し、少なくとも検査光Ｌ２が反射素子２１毎に一部反射した反射光を測定した反射波形で反射素子２１が配置された前記検査部の位置を特定し、特定した前記検査部の位置と測定した前記損失発生点距離とから環境変化が生じた前記検査部を特定する特定機能、前記散乱波形と前記反射波形とを比較して検査用光ファイバ１１の断線を判断する断線判断機能、又は特定した前記検査部の位置と測定した前記損失発生点距離とから環境変化が生じた前記検査部を特定し、前記散乱波形と前記反射波形とを比較して検査用光ファイバ１１の断線を判断する特定断線判断機能を有するＯＴＤＲ測定器１９と、を備える

図３の光通信線路監視システムは、検査部が地下クロージャ（１３ａ〜１３ｄ）であり、検知モジュールが浸水検知モジュール１５であり、地下クロージャへの浸水を検知することができる。

検査用光ファイバ１１は通信用の光ファイバと並行して配置されている。検査用光ファイバ１１は長手方向に複数の地下クロージャ（１３ａ〜１３ｄ）が順次設けられ、互いに波長が異なる２つの検査光（Ｌ１、Ｌ２）を伝搬する。

検査光Ｌ１は、検査用光ファイバ１１の歪で検査光Ｌ２より損失が大きくなる波長の光である。具体的には、ＯＴＤＲの検査光として、検査光Ｌ１は光ファイバを曲げると損失が発生する波長λ１の光を使用し、検査光Ｌ２は光ファイバが曲がっても損失が発生しない波長λ２の光を使用している。例えば、λ１はＯＴＤＲでよく使われ、比較的曲げ損失に弱い１６５０ｎｍを使用するのが好ましい。λ２はＯＴＤＲでよく使われ、比較的曲げ損失に強い１３１０ｎｍを使用するのが好ましい。

光ファイバ接続部にはＭＴコネクタが使われることもある。このため、反射素子２１は少なくともＭＴコネクタより反射減衰量が小さいほうが好ましい。具体的には、ＭＴコネクタの反射減推量は一般的に−３５ｄＢ以下である。光通信線路監視システムは、反射素子２１の反射減衰量が−３５ｄＢ以上あれば、ＭＴコネクタの反射光と識別できる。

一方、ＯＴＤＲ測定器１９は強い反射光を受けるとすそ引き等が発生し、その強い反射光を発生させた反射素子より遠方の後方散乱光や反射光がすそ引きに隠れて測定できなくなる。このため、反射素子２１の反射減衰量は−３０ｄＢ以上−３５ｄＢ以下の範囲が好ましい。

地下クロージャ（１３ａ〜１３ｄ）は、それぞれ反射素子２１及び浸水検知モジュール１５を持つ。反射素子２１は、地下クロージャ（１３ａ〜１３ｄ）内で浸水検知モジュール１５の前段の検査用光ファイバ１１に取り付けられ、少なくとも検査光Ｌ２を一部反射する。反射素子２１は検査光Ｌ１及び検査光Ｌ２の双方を反射してもよい。反射素子２１の製造を容易にすることができる。

浸水検知モジュール１５は、地下クロージャ（１３ａ〜１３ｄ）の全てに配置され、地下クロージャに浸水が発生したときに検査用光ファイバ１１に曲げを与えて検査光Ｌ１に損失を発生させる。浸水検知モジュール１５の代替として、例えば、位置変動により光ファイバに伸びや曲げ等の歪を与える検知モジュールを設置すれば地殻変動等を測定する変位計とすることができる。

ＯＴＤＲ測定器１９は、２つの検査光（Ｌ１、Ｌ２）を検査用光ファイバ１１の一端に入力してそれぞれの検査光（Ｌ１、Ｌ２）で戻り光測定を行う。ここで、戻り光とは、検査光の後方散乱光や検査光が反射素子で反射した反射光を含む、検査光を入力した検査用光ファイバの一端に戻る光である。この戻り光をＯＴＤＲ測定器で測定することを戻り光測定とする。

ＯＴＤＲ測定器１９は、反射素子２１が検査光Ｌ２又は検査光（Ｌ１、Ｌ２）を反射した反射光で反射素子２１が配置された地下クロージャ（１３ａ〜１３ｄ）の位置を特定することができる。ＯＴＤＲ測定器１９は、検査光Ｌ１の後方散乱光で検査用光ファイバ１１の一端から検査光Ｌ１に損失を発生させた浸水検知モジュール１５までの損失発生点距離を測定する。ＯＴＤＲ測定器１９は、反射光で特定した地下クロージャ（１３ａ〜１３ｄ）の位置と測定した損失発生点距離とから浸水が発生した地下クロージャを特定する。

図３にＯＴＤＲの測定結果Ａを示す。ＯＴＤＲ波形Ｌ１’は検査光Ｌ１を戻り光測定したときのＯＴＤＲ波形であり、ＯＴＤＲ波形Ｌ２’は検査光Ｌ２を戻り光測定したときのＯＴＤＲ波形の結果である。なお、本実施例でＯＴＤＲ波形Ｌ１’を散乱波形、ＯＴＤＲ波形Ｌ２’を反射波形と呼ぶこともある。反射素子２１が検査光Ｌ２を反射した反射光の波形の位置が地下クロージャ（１３ａ〜１３ｄ）の位置を示している。検査光Ｌ１の後方散乱光が急激に減衰している位置、すなわちＯＴＤＲ波形Ｌ１’が急激に減衰している位置が浸水が発生している箇所を示す。ＯＴＤＲ波形Ｌ１’とＯＴＤＲ波形Ｌ２’とを比較することで浸水が発生している地下クロージャを正確に特定できる。図３の場合、ＯＴＤＲ波形Ｌ２’のうち設備ビル１０から３つ目の反射光の波形の位置とＯＴＤＲ波形Ｌ１’のうち曲げ損失が発生している位置とが一致しているため、設備ビル１０から３つ目にある地下クロージャ１３ｃで浸水していることがわかる。

図４は、本実施形態の光通信線路監視システムを説明する概念図である。本光通信線路は、地下クロージャ１３ｂと地下クロージャ１３ｃとが近接している。しかし、ＯＴＤＲ波形Ｌ１’とＯＴＤＲ波形Ｌ２’とを比較すれば、ＯＴＤＲ波形Ｌ１’のうち曲げ損失が発生している位置が、ＯＴＤＲ波形Ｌ２’のうち設備ビル１０から２つ目の反射光の波形の位置より後方にあるため、浸水の発生は地下クロージャ１３ｂではなく地下クロージャ１３ｃであることがわかる。

図５は、本実施形態の光通信線路監視システムを説明する概念図である。図５の場合も、本光通信線路は、地下クロージャ１３ｂと地下クロージャ１３ｃとが近接している。ＯＴＤＲ波形Ｌ１’とＯＴＤＲ波形Ｌ２’とを比較すれば、ＯＴＤＲ波形Ｌ１’のうち曲げ損失が発生している位置が、ＯＴＤＲ波形Ｌ２’のうち設備ビル１０から２つ目の反射光の波形の位置と一致しているため、浸水が発生は地下クロージャ１３ｃではなく地下クロージャ１３ｂであることがわかる。

図６は、本実施形態の光通信線路監視システムを説明する概念図である。検査光Ｌ１に損失を与えられる要因は検知モジュールだけではない。検査用光ファイバ１１が断線しても検査光Ｌ１に損失が発生する。この場合、検査光Ｌ２にも損失が発生する。図６の場合、ＯＴＤＲ波形Ｌ１’とＯＴＤＲ波形Ｌ２’とを比較すると、いずれもほぼ同じ位置で急激に減衰している。これは、設備ビル１０から３つ目の地下クロージャ１３ｃで検査光Ｌ１及び検査光Ｌ２とも損失が発生したことを意味し、この位置で検査用光ファイバ１１が断線していることがわかる。

なお、地下クロージャの間隔が数百メートル以上と充分にあいていれば、光通信線路監視システムは浸水が発生した地下クロージャを特定できるため、必ずしも全ての地下クロージャに反射素子２１を設置する必要はない。

（実施形態２）
図７は、本実施形態の光通信線路監視システムを説明する概念図である。光通信線路監視システムは、互いに波長が異なる２つの検査光（Ｌ１、Ｌ２）を伝搬する検査用光ファイバ４１と、検査用光ファイバ４１の長手方向に順次設けられる複数の検査部と、複数の前記検査部を経由し、且つ検査用光ファイバ４１と並行しており、反射測定光Ｌ３を伝搬する反射用光ファイバ４３と、前記検査部の全てに配置され、前記検査部の環境変化に応じて検査用光ファイバ４１に歪を与えて検査用光ファイバ４１が伝搬する検査光Ｌ１に損失を発生させる複数の検知モジュールと、前記検査部に配置され、反射用光ファイバ４３を伝搬する反射測定光Ｌ３を一部反射する複数の反射素子２１と、２つの検査光（Ｌ１、Ｌ２）を検査用光ファイバ４１の一端に入力し、検査光Ｌ１の後方散乱光を測定した散乱波形で検査用光ファイバ４１の一端から検査光Ｌ１に損失を発生させた前記検知モジュールまでの損失発生点距離を測定し、反射測定光Ｌ３を反射用光ファイバ４３の一端に入力し、反射測定光Ｌ３が反射素子２１毎に一部反射した反射光を測定した反射波形で反射素子２１が配置された前記検査部の位置を特定し、特定した前記検査部の位置と測定した前記損失発生点距離とから環境変化が生じた前記検査部を特定する特定機能、前記散乱波形と前記反射波形とを比較して検査用光ファイバ４１及び反射用光ファイバ４３の少なくとも一方の断線を判断する断線判断機能、又は特定した前記検査部の位置と測定した前記損失発生点距離とから前記損失発生点を持つ前記検査部を特定し、前記散乱波形と前記反射波形とを比較して検査用光ファイバ４１の断線及び反射用光ファイバ４３の少なくとも一方の断線を判断する特定断線判断機能を有するＯＴＤＲ測定器１９と、を備える。

検査光Ｌ１は、検査用光ファイバ４１の歪で検査光Ｌ２より損失が大きくなる波長の光である。具体的には、ＯＴＤＲの検査光として、検査光Ｌ１は光ファイバを曲げると損失が発生する波長λ１の光を使用し、検査光Ｌ２は光ファイバが曲がっても損失が発生しない波長λ２の光を使用している。例えば、λ１はＯＴＤＲでよく使われ、比較的曲げ損失に弱い１６５０ｎｍを使用するのが好ましい。λ２はＯＴＤＲでよく使われ、比較的曲げ損失に強い１３１０ｎｍを使用するのが好ましい。検査光Ｌ３は、反射素子２１で反射する波長を備えていればよい。ただし，ＯＴＤＲの光源を考慮すれば、１３１０ｎｍもしくは１６５０ｎｍを使用するのが好ましい。

図７の光通信線路監視システムも、検査部が地下クロージャ（１３ａ〜１３ｄ）であり、検知モジュールが浸水検知モジュール１５であり、地下クロージャへの浸水を検知することができる。

図７の光通信線路監視システムは、検査用光ファイバ４１の他に反射用光ファイバ４３）を備え、検査用光ファイバ４１の検査光Ｌ１で浸水箇所を把握し、反射用光ファイバ４３の反射測定光Ｌ３で地下クロージャ（１３ａ〜１３ｄ）の位置を把握している点が図３の光通信線路監視システムと異なる点である。図３の光通信線路監視システムと異なる点を以下に説明する。

浸水モジュール１５は地下クロージャ（１３ａ〜１３ｄ）内で検査用光ファイバ４１に設置される。反射素子２１は地下クロージャ（１３ａ〜１３ｄ）内で反射用光ファイバ４３に設置される。反射測定光Ｌ３は反射素子２１で反射可能な波長の光とする。

ＯＴＤＲ測定器１９は、互いに波長が異なる２つの検査光（Ｌ１、Ｌ２）を検査用光ファイバ４１の一端に入力してそれぞれの検査光（Ｌ１、Ｌ２）で戻り光測定を行う。ＯＴＤＲ測定器１９は、検査光Ｌ１の後方散乱光で検査用光ファイバ４１の一端から検査光Ｌ１に損失を発生させた浸水検知モジュール１５までの損失発生点距離を測定する。

ＯＴＤＲ測定器１９は、１つの反射測定光Ｌ３を反射用光ファイバ４３の一端に入力して反射測定光Ｌ３で戻り光測定を行う。ＯＴＤＲ測定器１９は、反射素子２１からの反射光で反射素子２１が配置された地下クロージャ（１３ａ〜１３ｄ）の位置を特定する。さらに、ＯＴＤＲ測定器１９は、特定した地下クロージャ（１３ａ〜１３ｄ）の位置と測定した前記損失発生点距離とから環境変化が生じた地下クロージャを特定する。

図７にＯＴＤＲの測定結果Ａを示す。ＯＴＤＲ波形Ｌ１’、ＯＴＤＲ波形Ｌ２’及びＯＴＤＲ波形Ｌ３’はそれぞれ検査光Ｌ１、検査光Ｌ２及び反射測定光Ｌ３を戻り光測定したときのＯＴＤＲ波形である。なお、本実施例でＯＴＤＲ波形Ｌ１’を散乱波形、ＯＴＤＲ波形Ｌ３’を反射波形と呼ぶこともある。反射素子２１が反射測定光Ｌ３を反射した反射光の波形の位置が地下クロージャ（１３ａ〜１３ｄ）の位置を示している。検査光Ｌ１の後方散乱光が急激に減衰している位置、すなわちＯＴＤＲ波形Ｌ１’が急激に減衰している位置が浸水が発生している箇所を示す。なお、検査光Ｌ２は波長λ２の光を使用しているため、浸水検知モジュール１５が検査用光ファイバ４１に曲げを与えても損失が生じにくく、後方散乱光は急激に減衰しない。

ＯＴＤＲ波形Ｌ１’とＯＴＤＲ波形Ｌ３’とを比較することで浸水が発生している地下クロージャを正確に特定できる。図７の場合、ＯＴＤＲ波形Ｌ３’のうち設備ビル１０から３つ目の反射光の波形の位置とＯＴＤＲ波形Ｌ１’のうち曲げ損失が発生している位置とが一致しているため、設備ビル１０から３つ目にある地下クロージャ１３ｃで浸水していることがわかる。

図８は、本実施形態の光通信線路監視システムを説明する概念図である。本光通信線路は、地下クロージャ１３ｂと地下クロージャ１３ｃとが近接している。しかし、ＯＴＤＲ波形Ｌ１’とＯＴＤＲ波形Ｌ３’とを比較すれば、ＯＴＤＲ波形Ｌ１’のうち曲げ損失が発生している位置が、ＯＴＤＲ波形Ｌ３’のうち設備ビル１０から２つ目の反射光の波形の位置より後方にあるため、浸水が発生は地下クロージャ１３ｂではなく地下クロージャ１３ｃであることがわかる。

図９は、本実施形態の光通信線路監視システムを説明する概念図である。図９の場合も、本光通信線路は、地下クロージャ１３ｂと地下クロージャ１３ｃとが近接している。ＯＴＤＲ波形Ｌ１’とＯＴＤＲ波形Ｌ３’とを比較すれば、ＯＴＤＲ波形Ｌ１’のうち曲げ損失が発生している位置が、ＯＴＤＲ波形Ｌ３’のうち設備ビル１０から２つ目の反射光の波形の位置と一致しているため、浸水が発生は地下クロージャ１３ｃではなく地下クロージャ１３ｂであることがわかる。

図１０は、本実施形態の光通信線路監視システムを説明する概念図である。検査光Ｌ１に損失を与えられる要因は検知モジュールだけではない。検査用光ファイバ４１が断線しても検査光Ｌ１に損失が発生する。この場合、検査光Ｌ２にも損失が発生する。図１０の場合、ＯＴＤＲ波形Ｌ１’、ＯＴＤＲ波形Ｌ２’及びＯＴＤＲ波形Ｌ３’を比較すると、ＯＴＤＲ波形Ｌ１’とＯＴＤＲ波形Ｌ２’がほぼ同じ位置で急激に減衰している。これは、設備ビル１０から３つ目の地下クロージャ１３ｃで検査光Ｌ１及び検査光Ｌ２とも損失が発生したことを意味し、この位置で検査用光ファイバ４１が断線していることがわかる。また、反射用光ファイバ４３が断線した場合、検査光Ｌ３に損失が発生する。このため、ＯＴＤＲ波形Ｌ３’が急激に減衰したほぼ同じ位置においてＯＴＤＲ波形Ｌ１’とＯＴＤＲ波形Ｌ２’が急激な減衰を生じていない場合、反射用光ファイバ４３が断線したと判断できる。

なお、本実施形態においても地下クロージャの間隔が数百メートル以上と充分にあいていれば、光通信線路監視システムは浸水が発生した地下クロージャを特定できるため、必ずしも全ての地下クロージャに反射素子２１を設置する必要はない。

本実施形態は地下クロージャへの浸水を検知する光通信線路監視システムであるが、この実施形態に限定されず、本発明は光ファイバを利用して監視点における環境変化を検知するシステムに適用することができる。例えば、本発明は、浸水検知モジュールの代替として測定点の変位を計測する検知モジュールとすれば、建物や地殻の変位を計測する変位計にも適用できる。

１０：設備ビル
１１、４１：検査用光ファイバ
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ：地下クロージャ
１５：浸水検知モジュール
１７：膨張材
１９：ＯＴＤＲ測定器
２１：反射素子
４３：反射用光ファイバ
Ａ：ＯＴＤＲの測定結果
Ｌ１、Ｌ２：検査光
Ｌ３：反射測定光
Ｌ１’〜Ｌ３’：ＯＴＤＲ波形

Claims

複数の検査部が長手方向に順次設けられた検査用光ファイバの一端に互いに波長が異なる２つの検査光を入力し、前記検査光の一方の後方散乱光を測定した散乱波形で前記検査用光ファイバの一端から前記検査部内で前記検査光の一方に損失を発生させている損失発生点までの損失発生点距離を測定し、少なくとも前記検査光の他方が反射素子を持つ前記検査部毎に一部反射した反射光を測定した反射波形で前記反射素子を持つ前記検査部の位置を特定し、
特定した前記検査部の位置と測定した前記損失発生点距離とから前記損失発生点を持つ前記検査部を特定する特定機能、前記散乱波形と前記反射波形とを比較して前記検査用光ファイバの断線を判断する断線判断機能、又は特定した前記検査部の位置と測定した前記損失発生点距離とから前記損失発生点を持つ前記検査部を特定し、前記散乱波形と前記反射波形とを比較して前記検査用光ファイバの断線を判断する特定断線判断機能を有するＯＴＤＲ測定器。
複数の検査部が長手方向に順次設けられた検査用光ファイバの一端に、互いに波長が異なる２つの検査光を入力し、前記検査光の一方の後方散乱光を測定した散乱波形で前記検査用光ファイバの一端から前記検査部内で前記検査光の一方に損失を発生させている損失発生点までの損失発生点距離を測定し、複数の前記検査部を経由し、且つ前記検査用光ファイバと並行する反射用光ファイバの一端に反射測定光を入力し、前記反射測定光が反射素子を持つ前記検査部毎に一部反射した反射光を測定した反射波形で前記反射素子を持つ前記検査部の位置を特定し、
特定した前記検査部の位置と測定した前記損失発生点距離とから前記損失発生点を持つ前記検査部を特定する特定機能、前記散乱波形と前記反射波形とを比較して前記検査用光ファイバ及び前記反射用光ファイバの少なくとも一方の断線を判断する断線判断機能、又は特定した前記検査部の位置と測定した前記損失発生点距離とから前記損失発生点を持つ前記検査部を特定し、前記散乱波形と前記反射波形とを比較して前記検査用光ファイバの断線及び前記反射用光ファイバの少なくとも一方の断線を判断する特定断線判断機能を有するＯＴＤＲ測定器。
互いに波長が異なる２つの検査光を伝搬する検査用光ファイバと、
前記検査用光ファイバの長手方向に順次設けられる複数の検査部と、
前記検査部の全てに配置され、前記検査部の環境変化に応じて前記検査用光ファイバに歪を与えて前記検査光の一方に損失を発生させる複数の検知モジュールと、
前記検査部に配置され、前記検知モジュールの前段で少なくとも前記検査光の他方を一部反射する複数の反射素子と、
２つの前記検査光を前記検査用光ファイバの一端に入力し、前記検査光の一方の後方散乱光を測定した散乱波形で前記検査用光ファイバの一端から前記検査光の一方に損失を発生させた前記検知モジュールまでの損失発生点距離を測定し、少なくとも前記検査光の他方が前記反射素子毎に一部反射した反射光を測定した反射波形で前記反射素子が配置された前記検査部の位置を特定し、特定した前記検査部の位置と測定した前記損失発生点距離とから環境変化が生じた前記検査部を特定する特定機能、前記散乱波形と前記反射波形とを比較して前記検査用光ファイバの断線を判断する断線判断機能、又は特定した前記検査部の位置と測定した前記損失発生点距離とから環境変化が生じた前記検査部を特定し、前記散乱波形と前記反射波形とを比較して前記検査用光ファイバの断線を判断する特定断線判断機能を有するＯＴＤＲ測定器と、
を備える光通信線路監視システム。
互いに波長が異なる２つの検査光を伝搬する検査用光ファイバと、
前記検査用光ファイバの長手方向に順次設けられる複数の検査部と、
複数の前記検査部を経由し、且つ前記検査用光ファイバと並行しており、反射測定光を伝搬する反射用光ファイバと、
前記検査部の全てに配置され、前記検査部の環境変化に応じて前記検査用光ファイバに歪を与えて前記検査用光ファイバが伝搬する前記検査光の一方に損失を発生させる複数の検知モジュールと、
前記検査部に配置され、前記反射用光ファイバを伝搬する前記反射測定光を一部反射する複数の反射素子と、
互いに波長が異なる２つの前記検査光を前記検査用光ファイバの一端に入力し、前記検査光の一方の後方散乱光を測定した散乱波形で前記検査用光ファイバの一端から前記検査光の一方に損失を発生させた前記検知モジュールまでの損失発生点距離を測定し、前記反射測定光を前記反射用光ファイバの一端に入力し、前記反射測定光が前記反射素子毎に一部反射した反射光を測定した反射波形で前記反射素子が配置された前記検査部の位置を特定し、特定した前記検査部の位置と測定した前記損失発生点距離とから環境変化が生じた前記検査部を特定する特定機能、前記散乱波形と前記反射波形とを比較して前記検査用光ファイバ及び前記反射用光ファイバの少なくとも一方の断線を判断する断線判断機能、又は特定した前記検査部の位置と測定した前記損失発生点距離とから前記損失発生点を持つ前記検査部を特定し、前記散乱波形と前記反射波形とを比較して前記検査用光ファイバの断線及び前記反射用光ファイバの少なくとも一方の断線を判断する特定断線判断機能を有するＯＴＤＲ測定器と、
を備える光通信線路監視システム。
前記検査用光ファイバに入力される前記検査光の一方は、前記検査用光ファイバの歪で前記検査光の他方より損失が大きくなる波長の光であることを特徴とする請求項３又は４に記載の光通信線路監視システム。
前記反射素子は、反射減衰量が−３５ｄＢ以上−３０ｄＢ以下であることを特徴とする請求項３から５のいずれかに記載の光通信線路監視システム。
２つの検査光を検査用光ファイバの一端に入力し、
前記検査用光ファイバの長手方向に順次設けられる複数の検査部で環境変化が生じた際に、環境変化が生じた前記検査部内で前記検査用光ファイバに歪を与えて前記検査光の一方に損失を発生させ、前記検査光の一方の後方散乱光を測定した散乱波形で前記検査用光ファイバの一端から前記検査部内で前記検査光の一方に損失を発生させている損失発生点までの損失発生点距離を測定し、
少なくとも前記検査光の他方が反射素子を持つ前記検査部毎に反射した反射光を測定した反射波形で前記反射素子を持つ前記検査部の位置を特定し、
特定した前記検査部の位置と測定した前記損失発生点距離とから環境変化が生じた前記検査部を特定、前記散乱波形と前記反射波形とを比較して前記検査用光ファイバの断線を判断、又は特定した前記検査部の位置と測定した前記損失発生点距離とから環境変化が生じた前記検査部を特定し、前記散乱波形と前記反射波形とを比較して前記検査用光ファイバの断線を判断する特定判断を行うことを特徴とする光通信線路監視方法。
２つの検査光を検査用光ファイバの一端に入力し、
前記検査用光ファイバの長手方向に順次設けられる複数の検査部で環境変化が生じた際に、環境変化が生じた前記検査部内で前記検査用光ファイバに歪を与えて前記検査光の一方に損失を発生させ、前記検査光の一方の後方散乱光を測定した散乱波形で前記検査用光ファイバの一端から前記検査部内で前記検査光の一方に損失を発生させている損失発生点までの損失発生点距離を測定し、
複数の前記検査部を経由し、且つ前記検査用光ファイバと並行する反射用光ファイバの一端に反射測定光を入力し、
前記反射測定光が反射素子を持つ前記検査部毎に一部反射した反射光を測定した反射波形で前記反射素子を持つ前記検査部の位置を特定し、
特定した前記検査部の位置と測定した前記損失発生点距離とから環境変化が生じた前記検査部を特定、前記散乱波形と前記反射波形とを比較して前記検査用光ファイバ及び前記反射用光ファイバの少なくとも一方の断線を判断、又は特定した前記検査部の位置と測定した前記損失発生点距離とから前記損失発生点を持つ前記検査部を特定し、前記散乱波形と前記反射波形とを比較して前記検査用光ファイバの断線及び前記反射用光ファイバの少なくとも一方の断線を判断する特定判断を行うことを特徴とする光通信線路監視方法。
前記検査用光ファイバに入力された前記検査光の一方は、前記光ファイバの歪で前記検査光の他方より損失が大きくなる波長の光であることを特徴とする請求項７又は８に記載の光通信線路監視方法。
前記反射素子の反射減衰量が−３５ｄＢ以上−３０ｄＢ以下であることを特徴とする請求項７から９のいずれかに記載の光通信線路監視方法。