JP2011142495A - Optical fiber line monitoring system - Google Patents

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optical fiber
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communication device
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Shunji Mizuno
俊二 水野
Osamu Yamauchi
修 山内
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Chugoku Electric Power Co Inc
Chugoku Electrical Instruments Co Ltd
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Chugoku Electric Power Co Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical fiber line monitoring system which can detect "micro bending loss" in OPGW (Optical Ground Wire) in real time, and take an early countermeasure. <P>SOLUTION: The optical fiber line monitoring system 100 is composed by including a transmitting side communication apparatus 1 and a receiving side communication apparatus 8 which transceive an optical signal through an optical fiber line 5, optical couplers 2, 7 which are respectively prepared in the transmitting and receiving ends of the respective communication apparatuses 1, 8 to branch optical signals 17 to main optical signals 19 and monitor signals 18, O/E converters 10, 12 which convert the monitoring optical signals 18 branched from the optical couplers 2, 7 to electrical signals, pieces of SVE (Supervisory Equipment) 11, 13 which collect operation information and failure information of the communication apparatuses 1, 8, and transmit them to a communication network 14, an NMS (Network Management System) 15 which manages the compositions of communication network facilities, performance, failure, and works, and optical switchers 3, 6 which bypass the optical fiber line 5 to another optical fiber line 9. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、光ファイバ線路監視システムに関し、さらに詳しくは、光ファイバ複合架空地線(OPGW)のマイクロベンディング損失等によるレベル変動を遠隔地でリアルタイムに監視する光ファイバ線路監視システムに関するものである。   The present invention relates to an optical fiber line monitoring system, and more particularly to an optical fiber line monitoring system that monitors a level fluctuation due to a microbending loss of an optical fiber composite ground wire (OPGW) in real time at a remote location.

電力保安用通信ネットワークにおいては、マイクロ波無線と光ファイバ通信を主体に通信回線を構成している。光ファイバ通信では、光ファイバ複合架空地線(OPGW)と光ファイバケーブルを通信媒体に用いている。   In a power security communication network, communication lines are mainly composed of microwave radio and optical fiber communication. In optical fiber communication, an optical fiber composite ground wire (OPGW) and an optical fiber cable are used as communication media.

図7は多芯型のOPGWの一例を示す図であり、複数のテンションメンバ52の周囲に複数のUVファイバ53が配置され、その外側を耐熱性樹脂54で被覆し、更に全体を耐熱テープ50により被覆している。OPGWにおいては、寒冷地にて冬季にOPGW内に浸水した水分が凍結して、光ファイバ芯線(UVファイバ53)を圧迫して起こる「マイクロベンディング損失」により、通信回線障害が発生する場合がある。この対応として、従来は障害発生後、現地へ出向き、障害箇所が通信装置か通信線路かを切り分け、通信線路の障害であればOTDR(光パルス試験機:図5参照)による障害位置の確認、及び他の通信ルートへの回線迂回構成等を行っていた。   FIG. 7 is a view showing an example of a multi-core type OPGW, in which a plurality of UV fibers 53 are arranged around a plurality of tension members 52, the outside is covered with a heat-resistant resin 54, and the whole is further covered with a heat-resistant tape 50. Is covered. In OPGW, in a cold region, water immersed in the OPGW in the winter freezes, and a communication line failure may occur due to “microbending loss” caused by pressing the optical fiber core wire (UV fiber 53). . As a response to this, conventionally, after the occurrence of a failure, we went to the site and determined whether the failure location was a communication device or a communication line. If the failure was a communication line, OTDR (optical pulse tester: see FIG. 5) confirmed the location of the failure. In addition, a circuit detour configuration to other communication routes was performed.

図8は従来のシステムにおける通信装置故障発生時の情報の流れを示す図である。従来のシステムでは、通信装置40の故障が発生すると、通信装置40からSVE42へ故障接点情報41が伝達される。そして、SVE42から通信ネットワーク43を介してNMS48の監視制御サーバ45へ故障情報が伝送される。更に、監視制御サーバ45からNMS端末47と系統監視盤46へ故障情報を伝達し、画面表示される。このシステムにより通信回線の障害も含めて監視している。
また、光ファイバの障害を監視する従来技術として特許文献1には、モニタ信号により光ファイバの障害を検知すると、該当する光ファイバを選択してOTDR試験を実施するシステムについて開示されている。また、特許文献2には、OTDRに接続した基幹の光ファイバをループ形状に構成し、そのループ内に複数のセンサを備えた監視システムについて開示されている。
FIG. 8 is a diagram showing a flow of information when a communication device failure occurs in a conventional system. In the conventional system, when a failure occurs in the communication device 40, the failure contact information 41 is transmitted from the communication device 40 to the SVE 42. Then, the failure information is transmitted from the SVE 42 to the monitoring control server 45 of the NMS 48 via the communication network 43. Further, the failure information is transmitted from the monitoring control server 45 to the NMS terminal 47 and the system monitoring panel 46 and displayed on the screen. This system also monitors communication line failures.
Further, as a conventional technique for monitoring a failure of an optical fiber, Patent Document 1 discloses a system that performs an OTDR test by selecting a corresponding optical fiber when a failure of the optical fiber is detected by a monitor signal. Patent Document 2 discloses a monitoring system in which a basic optical fiber connected to an OTDR is configured in a loop shape, and a plurality of sensors are provided in the loop.

特開2007−71573公報JP 2007-71573 A 特開2008−14698公報JP 2008-14698 A

しかしながら、OPGWの「マイクロベンディング損失」が夜間から早朝にかけて発生した場合、これを受けて現場へ向けて出動するが、多くの場合、現地到着が日中となるため、気温が上昇して凍結が解消されてしまい、障害が自然復旧してしまうため、原因調査が困難となっていた。
また、特許文献1に開示されている従来技術は、障害発生後の障害位置を特定する発明であり、オンライン状態でリアルタイムに回線状態を監視することができないため、回線のダウンタイムが長くなるといった問題がある。
また、特許文献2に開示されている従来技術は、OTDRに接続した基幹の光ファイバをループ形状に構成しなければならないため、光ファイバの長さが長くなり、回線コストが高くなるといった問題がある。
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、送信端と受信端に光信号を分岐してモニタ光信号を取り出す光カプラを備え、各モニタ光信号のレベルをネットワーク運用管理装置により監視することにより、リアルタイムにOPGWの「マイクロベンディング損失」を検出して早期の対策を講じることが可能な光ファイバ線路監視システムを提供することを目的とする。
However, if OPGW's “microbending loss” occurs from night to early morning, it will be dispatched to the site in response to this, but in many cases the arrival at the site will be during the daytime, so the temperature will rise and freeze. Since the problem was solved and the failure was restored naturally, it was difficult to investigate the cause.
The prior art disclosed in Patent Document 1 is an invention for specifying a failure position after the occurrence of a failure. Since the line state cannot be monitored in real time in an online state, the line down time is increased. There's a problem.
In addition, the conventional technique disclosed in Patent Document 2 has a problem that the length of the optical fiber is increased and the line cost is increased because the backbone optical fiber connected to the OTDR has to be configured in a loop shape. is there.
The present invention has been made in view of such problems, and includes an optical coupler that branches an optical signal to a transmission end and a reception end and extracts a monitor optical signal, and monitors the level of each monitor optical signal by a network operation management apparatus. Thus, an object of the present invention is to provide an optical fiber line monitoring system capable of detecting OPGW "microbending loss" in real time and taking early measures.

本発明はかかる課題を解決するために、請求項1は、光ファイバ線路の状態監視を行う光ファイバ線路監視システムであって、前記光ファイバ線路を介して光信号の送受信を行う少なくとも2台の通信装置と、前記各通信装置の送信端及び受信端に夫々備えられ、前記光信号を主光信号とモニタ光信号とに分岐する光カプラと、該光カプラにより分岐された前記モニタ光信号を電気信号に変換する光電気変換器と、前記通信装置の運用情報及び故障情報を収集して通信ネットワークに伝送する通信用監視制御装置と、通信ネットワーク設備の構成、パフォーマンス、障害、及び作業を管理するネットワーク運用管理装置と、を備え、前記ネットワーク運用管理装置は、前記送信側通信装置及び受信側通信装置から夫々送信されたモニタ光信号のレベルを監視し、該レベルの組み合わせに基づいて状態モードを判定することを特徴とする。
本発明では、光ファイバ線路で接続された2台の通信装置の夫々の送信端と受信端に、光信号を主光信号とモニタ光信号に分岐する光カプラを備え、モニタ光信号を電気信号に変換して、通信用監視制御装置に送り、そこから通信ネットワークを介してネットワーク運用管理装置に伝送する。そして、ネットワーク運用管理装置は、送信側通信装置及び受信側通信装置から夫々送信されたモニタ光信号のレベルを監視し、各レベルの組み合わせに基づいて状態モードを判定する。これにより、リアルタイムにOPGWの「マイクロベンディング損失」を検出して早期の対策を講じることができる。
In order to solve this problem, the present invention provides an optical fiber line monitoring system that monitors the state of an optical fiber line, and includes at least two optical signals that are transmitted and received via the optical fiber line. A communication device, an optical coupler provided at each of the transmission end and the reception end of each communication device, for branching the optical signal into a main optical signal and a monitor optical signal, and the monitor optical signal branched by the optical coupler. Manages the configuration, performance, failures, and work of communication network equipment, opto-electric converters that convert to electrical signals, communication monitoring and control devices that collect and transmit operational information and failure information of the communication devices to the communication network A network operation management device, and the network operation management device transmits monitor optical signals transmitted from the transmission side communication device and the reception side communication device, respectively. The level monitor, and judging the state mode based on the combination of the levels.
In the present invention, an optical coupler for branching an optical signal into a main optical signal and a monitor optical signal is provided at each of a transmission end and a reception end of two communication devices connected by an optical fiber line, and the monitor optical signal is an electrical signal. And sent to the communication monitoring and control device, and from there to the network operation management device via the communication network. Then, the network operation management apparatus monitors the level of the monitor optical signal transmitted from each of the transmission side communication apparatus and the reception side communication apparatus, and determines the state mode based on the combination of each level. As a result, it is possible to detect OPGW "microbending loss" in real time and take early measures.

請求項2は、前記ネットワーク運用管理装置は、前記送信側通信装置及び受信側通信装置から夫々送信されたモニタ光信号のレベルが何れも所定の閾値レベル以上である場合は、前記送信側通信装置及び前記光ファイバ線路が正常であると判定することを特徴とする。
送信側通信装置から送信された主光信号は、光ファイバ線路を伝送して受信側通信装置に到達する。ここで光ファイバ線路が正常であれば、送信側のモニタ光信号と受信側のモニタ光信号のレベルは回線の減衰分受信側では低下する。このレベルをネットワーク運用管理装置が判定することにより、送信側通信装置及び光ファイバ線路が正常であると判定する。これにより、送信側通信装置と光ファイバ線路の状態を同時に判断することができる。
請求項3は、前記ネットワーク運用管理装置は、前記送信側通信装置から送信されたモニタ光信号のレベルが所定の閾値レベル以上で、且つ前記受信側通信装置から送信されたモニタ光信号のレベルが所定の閾値レベル以下である場合は、前記送信側通信装置が正常で前記光ファイバ線路が異常であると判定することを特徴とする。
送信側通信装置から送信された主光信号は、光ファイバ線路を伝送して受信側通信装置に到達する。ここで光ファイバ線路に何か異常(例えば、マイクロベンディング損失)が発生すると、送信側のモニタ光信号は正常レベルであるが、受信側のモニタ光信号のレベルは回線により減衰されて低下する。このレベルをネットワーク運用管理装置が判定することにより、送信側通信装置が正常で光ファイバ線路が異常であると判定する。これにより、送信側通信装置と光ファイバ線路の状態を同時に判断することができる。
According to a second aspect of the present invention, in the network operation management device, when the levels of the monitor optical signals transmitted from the transmission side communication device and the reception side communication device are both equal to or higher than a predetermined threshold level, the transmission side communication device And determining that the optical fiber line is normal.
The main optical signal transmitted from the transmission side communication device reaches the reception side communication device through the optical fiber line. Here, if the optical fiber line is normal, the levels of the monitor optical signal on the transmission side and the monitor optical signal on the reception side are lowered on the reception side by the attenuation of the line. By determining this level by the network operation management apparatus, it is determined that the transmission side communication apparatus and the optical fiber line are normal. Thereby, the state of a transmission side communication apparatus and an optical fiber line can be judged simultaneously.
According to a third aspect of the present invention, in the network operation management apparatus, the level of the monitor optical signal transmitted from the transmission side communication apparatus is equal to or higher than a predetermined threshold level, and the level of the monitor optical signal transmitted from the reception side communication apparatus is When it is below a predetermined threshold level, it is determined that the transmission side communication device is normal and the optical fiber line is abnormal.
The main optical signal transmitted from the transmission side communication device reaches the reception side communication device through the optical fiber line. If something abnormal (for example, microbending loss) occurs in the optical fiber line, the monitor optical signal on the transmission side is at a normal level, but the level of the monitor optical signal on the reception side is attenuated by the line and decreases. By determining this level by the network operation management apparatus, it is determined that the transmission side communication apparatus is normal and the optical fiber line is abnormal. Thereby, the state of a transmission side communication apparatus and an optical fiber line can be judged simultaneously.

請求項4は、前記ネットワーク運用管理装置は、前記送信側通信装置及び受信側通信装置から送信されたモニタ光信号のレベルが所定の閾値レベル以下である場合は、前記送信側通信装置が異常であると判定することを特徴とする。
送信側通信装置が何らかの原因でモニタ光信号が閾値レベル以下になった場合は、殆どの場合は、主光信号のレベルも閾値レベル以下になる。従って、そのレベルの主信号が光ファイバ線路を介して受信側に到達すると、受信側のモニタ光信号も必ず閾値レベル以下となる。尚、この結果から、光ファイバ線路も正常であるとは必ずしも判定できない。何故ならば、光ファイバ線路が断線していても同じ現象となるためである。従って、このときは送信側通信装置のみが異常であると判定する。これにより、送信側通信装置と光ファイバ線路の状態を切り分けて判定することができる。
請求項5は、前記光ファイバ線路を他の光ファイバ線路に迂回させる光切換器を前記送信側通信装置及び受信側通信装置に夫々備え、前記ネットワーク運用管理装置は、前記光ファイバ線路が異常であると判定した場合は、警報を発すると共に、該光ファイバ線路を前記他の光ファイバ線路に切り替えるための信号を前記各光切換器に送信することを特徴とする。
光ファイバ線路が異常であることを検出すると、その光ファイバ線路を修理するまで回線が遮断されてしまう。その結果、通信が途絶するため、本発明では、光ファイバ線路を他の光ファイバ線路に迂回させる光切換器を送信側通信装置及び受信側通信装置に夫々備える。そして、ネットワーク運用管理装置は、光ファイバ線路が異常であると判定した場合は、警報を発すると共に、光ファイバ線路を他の光ファイバ線路に切り替えるための信号を各光切換器に送信する。これにより、通信の途絶を最小限にすることができる。
According to a fourth aspect of the present invention, when the level of the monitor optical signal transmitted from the transmission side communication device and the reception side communication device is equal to or lower than a predetermined threshold level, the network operation management device is abnormal in the transmission side communication device. It is determined that it exists.
When the monitor optical signal becomes lower than the threshold level for some reason by the transmission side communication device, in most cases, the level of the main optical signal also becomes lower than the threshold level. Therefore, when the main signal of that level reaches the receiving side via the optical fiber line, the monitoring optical signal on the receiving side is always below the threshold level. From this result, it cannot always be determined that the optical fiber line is also normal. This is because the same phenomenon occurs even if the optical fiber line is disconnected. Accordingly, at this time, it is determined that only the transmission side communication device is abnormal. Thereby, the state of a transmission side communication apparatus and an optical fiber line can be separated and determined.
According to a fifth aspect of the present invention, the transmission-side communication device and the reception-side communication device each include an optical switch that bypasses the optical fiber line to another optical fiber line, and the network operation management device is configured so that the optical fiber line is abnormal. When it is determined that there is an alarm, a warning is issued and a signal for switching the optical fiber line to the other optical fiber line is transmitted to each optical switch.
If it is detected that the optical fiber line is abnormal, the line is blocked until the optical fiber line is repaired. As a result, since communication is interrupted, in the present invention, an optical switching device that bypasses the optical fiber line to another optical fiber line is provided in each of the transmission side communication device and the reception side communication device. When the network operation management apparatus determines that the optical fiber line is abnormal, the network operation management apparatus issues a warning and transmits a signal for switching the optical fiber line to another optical fiber line to each optical switch. Thereby, disruption of communication can be minimized.

本発明によれば、光ファイバ線路で接続された2台の通信装置の夫々の送信端と受信端に、光信号を主光信号とモニタ光信号に分岐する光カプラを備え、モニタ光信号を電気信号に変換して、通信用監視制御装置に送り、そこから通信ネットワークを介してネットワーク運用管理装置に伝送する。そして、ネットワーク運用管理装置は、送信側通信装置及び受信側通信装置から夫々送信されたモニタ光信号のレベルを監視し、各レベルの組み合わせに基づいて状態モードを判定するので、リアルタイムにOPGWの「マイクロベンディング損失」を検出して早期の対策を講ずることができる。
また、光ファイバ線路が正常であれば、送信側のモニタ光信号と受信側のモニタ光信号のレベルは回線の減衰分受信側では低下する。このレベルをネットワーク運用管理装置が判定することにより、送信側通信装置及び光ファイバ線路が正常であると判定するので、送信側通信装置と光ファイバ線路の状態を同時に判断することができる。
According to the present invention, an optical coupler for branching an optical signal into a main optical signal and a monitor optical signal is provided at each of a transmission end and a reception end of two communication devices connected by an optical fiber line, and the monitor optical signal is transmitted. It is converted into an electric signal, sent to the communication monitoring and control device, and then transmitted to the network operation management device via the communication network. Then, the network operation management device monitors the level of the monitor optical signal transmitted from each of the transmission side communication device and the reception side communication device, and determines the state mode based on the combination of each level. It is possible to detect "microbending loss" and take early measures.
If the optical fiber line is normal, the levels of the monitor optical signal on the transmission side and the monitor optical signal on the reception side are reduced on the reception side by the attenuation of the line. By determining this level by the network operation management device, it is determined that the transmission side communication device and the optical fiber line are normal, and therefore the state of the transmission side communication device and the optical fiber line can be simultaneously determined.

また、光ファイバ線路にマイクロベンディング損失が発生すると、送信側のモニタ光信号は正常レベルであるが、受信側のモニタ光信号のレベルは回線により減衰されて低下する。このレベルをネットワーク運用管理装置が判定することにより、送信側通信装置が正常で光ファイバ線路が異常であると判定するので、送信側通信装置と光ファイバ線路の状態を同時に判断することができる。
また、送信側通信装置が何らかの原因でモニタ光信号が閾値レベル以下になった場合は、殆どの場合は、主光信号のレベルも閾値レベル以下になる。従って、そのレベルの主信号が光ファイバ線路を介して受信側に到達すると、受信側のモニタ光信号も必ず閾値レベル以下となる。従って、このときは送信側通信装置のみが異常であると判定するので、送信側通信装置と光ファイバ線路の状態を切り分けて判定することができる。
また、光ファイバ線路を他の光ファイバ線路に迂回させる光切換器を送信側通信装置及び受信側通信装置に夫々備える。そして、ネットワーク運用管理装置は、光ファイバ線路が異常であると判定した場合は、警報を発すると共に、光ファイバ線路を他の光ファイバ線路に切り替えるための信号を各光切換器に送信するので、通信の途絶を最小限にすることができる。
Further, when microbending loss occurs in the optical fiber line, the monitor optical signal on the transmission side is at a normal level, but the level of the monitor optical signal on the reception side is attenuated and lowered by the line. By determining this level by the network operation management apparatus, it is determined that the transmission side communication apparatus is normal and the optical fiber line is abnormal, so that the state of the transmission side communication apparatus and the optical fiber line can be determined simultaneously.
When the monitor optical signal is below the threshold level for some reason, the main optical signal level is also below the threshold level in most cases. Therefore, when the main signal of that level reaches the receiving side via the optical fiber line, the monitoring optical signal on the receiving side is always below the threshold level. Accordingly, at this time, since it is determined that only the transmission side communication device is abnormal, it is possible to determine the state of the transmission side communication device and the optical fiber line separately.
Moreover, the transmission side communication apparatus and the reception side communication apparatus are each provided with the optical switch which detours an optical fiber line to another optical fiber line. And when the network operation management device determines that the optical fiber line is abnormal, it issues a warning and transmits a signal for switching the optical fiber line to another optical fiber line to each optical switch. Communication disruption can be minimized.

本発明の実施形態に係る光ファイバ線路監視システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the optical fiber line monitoring system which concerns on embodiment of this invention. NMS15のディスプレイ16に表示されたモニタ光信号の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the monitor optical signal displayed on the display 16 of NMS15. 本発明の光ファイバ線路監視システムの動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining operation | movement of the optical fiber track | line monitoring system of this invention. (a)は、送信側の通信装置と光ファイバ線路が共に正常である場合の図、(b)は、送信側通信装置が正常で、光ファイバ線路が異常である場合の図、(c)は送信側通信装置が異常で、光ファイバ線路が正常の場合の図である。(A) is a diagram when both the communication device on the transmission side and the optical fiber line are normal, (b) is a diagram when the transmission side communication device is normal and the optical fiber line is abnormal, (c) These are figures in case a transmission side communication apparatus is abnormal and an optical fiber line is normal. OTDRによる測定系原理を説明する図である。It is a figure explaining the measurement system principle by OTDR. 受光パワーと伝播時間の関係を表す図である。It is a figure showing the relationship between received light power and propagation time. 多芯型のOPGWの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of multi-core type OPGW. 従来のシステムにおける通信装置故障発生時の情報の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the information at the time of the communication apparatus failure occurrence in the conventional system.

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings. However, the components, types, combinations, shapes, relative arrangements, and the like described in this embodiment are merely illustrative examples and not intended to limit the scope of the present invention only unless otherwise specified. .

図1は本発明の実施形態に係る光ファイバ線路監視システムの構成を示すブロック図である。この光ファイバ線路監視システム100は、光ファイバ線路5を介して光信号の送受信を行う送信側通信装置1と受信側通信装置8と、各通信装置1、8の送信端及び受信端に夫々備えられ、光信号17を主光信号19とモニタ光信号18とに分岐する光カプラ2、7と、光カプラ2、7により分岐されたモニタ光信号18を電気信号に変換するO/E変換器(光電気変換器)10、12と、通信装置1、8の運用情報及び故障情報を収集して通信ネットワーク14に伝送するSVE(Supervisory Equipment)(通信用監視制御装置)11、13と、通信ネットワーク設備の構成、パフォーマンス、障害、及び作業を管理するNMS(Network Management System)(ネットワーク運用管理装置)15と、光ファイバ線路5を他の光ファイバ線路9に迂回させる光切換器3、6と、を備えて構成されている。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an optical fiber line monitoring system according to an embodiment of the present invention. The optical fiber line monitoring system 100 includes a transmission side communication device 1 and a reception side communication device 8 that transmit and receive optical signals via the optical fiber line 5, and a transmission end and a reception end of each of the communication devices 1 and 8, respectively. The optical couplers 2 and 7 branch the optical signal 17 into the main optical signal 19 and the monitor optical signal 18, and the O / E converter that converts the monitor optical signal 18 branched by the optical couplers 2 and 7 into an electrical signal. (Photoelectric converters) 10 and 12, SVE (Supervisory Equipment) (communication supervisory control devices) 11 and 13 that collect operation information and failure information of the communication devices 1 and 8 and transmit them to the communication network 14, and communication Network management system (NMS) 15 for managing the configuration, performance, failure, and work of network equipment, and light that bypasses the optical fiber line 5 to another optical fiber line 9 And exchangers 3,6, and is configured with a.

また、NMS15には、故障情報やモニタ光信号のリアルタイムな状態を表示するディスプレイ16と警報を発する警報装置24とを備えている。そして、NMS15は、送信側通信装置1及び受信側通信装置8から夫々送信されたモニタ光信号18のレベルを監視し、各レベルの組み合わせに基づいて状態モードを判定する。尚、図1では、通信装置1を送信側、通信装置8を受信側とし、1本の光ファイバ線路5で接続しているが、夫々の通信装置には、図示を省略するが送信側と受信側の光ファイバ線路が存在する。また、光カプラ2、7を1本の光ファイバ線路5に接続しているが、図7に示すテンションメンバ52単位に1つずつ備えるようにしても良い。
即ち、本実施形態では、光ファイバ線路5で接続された2台の通信装置1、8の夫々の送信端と受信端に、光信号17を主光信号19とモニタ光信号18に分岐する光カプラ2、7を備え、モニタ光信号18を電気信号に変換して、SVE11に送り、そこから通信ネットワーク14を介してNMS15に伝送する。そして、NMS15は、送信側通信装置1及び受信側通信装置8から夫々送信されたモニタ光信号18のレベルを監視し、各レベルの組み合わせに基づいて状態モードを判定する。これにより、リアルタイムにOPGWの「マイクロベンディング損失」を検出して早期の対策を講ずることができる。
Further, the NMS 15 includes a display 16 that displays a failure information and a real-time state of the monitor light signal, and an alarm device 24 that issues an alarm. Then, the NMS 15 monitors the level of the monitor optical signal 18 transmitted from each of the transmission side communication device 1 and the reception side communication device 8, and determines the state mode based on the combination of each level. In FIG. 1, the communication device 1 is a transmission side, the communication device 8 is a reception side, and they are connected by a single optical fiber line 5. There is an optical fiber line on the receiving side. Further, although the optical couplers 2 and 7 are connected to one optical fiber line 5, one may be provided for each tension member 52 shown in FIG.
That is, in the present embodiment, the light that splits the optical signal 17 into the main optical signal 19 and the monitor optical signal 18 at the transmitting end and the receiving end of each of the two communication devices 1 and 8 connected by the optical fiber line 5. Coupled with the couplers 2 and 7, the monitor optical signal 18 is converted into an electrical signal, sent to the SVE 11, and then transmitted to the NMS 15 via the communication network 14. Then, the NMS 15 monitors the level of the monitor optical signal 18 transmitted from each of the transmission side communication device 1 and the reception side communication device 8, and determines the state mode based on the combination of each level. As a result, it is possible to detect OPGW “microbending loss” in real time and take early measures.

図2はNMS15のディスプレイ16に表示されたモニタ光信号の一例を示す図である。縦軸はモニタ光信号の光レベル(dBm)、横軸は時刻を表す。図2の符号20はモニタ光信号の最大値をプロットしたもの、符号21はモニタ光信号の平均値をプロットしたもの、符号22はモニタ光信号の最小値をプロットしたものである。ここで、閾値23を−57.4dBmに設定したとき、平均値21が0時25分に閾値23以下となり、0時55分に閾値23以上となり、一旦復旧しているのがわかる。このように本システムでは、ディスプレイ16にリアルタイムにモニタ光信号のレベル変化が表示されるため、光ファイバ線路5の状態変化を事前に把握することができ、早期の対応策を講ずることができる。   FIG. 2 is a diagram showing an example of the monitor optical signal displayed on the display 16 of the NMS 15. The vertical axis represents the light level (dBm) of the monitor light signal, and the horizontal axis represents time. Reference numeral 20 in FIG. 2 is a plot of the maximum value of the monitor optical signal, reference numeral 21 is a plot of the average value of the monitor optical signal, and reference numeral 22 is a plot of the minimum value of the monitor optical signal. Here, when the threshold value 23 is set to −57.4 dBm, the average value 21 becomes equal to or less than the threshold value 23 at 0:25, and becomes equal to or more than the threshold value 23 at 0:55. As described above, in this system, since the level change of the monitor optical signal is displayed on the display 16 in real time, the state change of the optical fiber line 5 can be grasped in advance, and an early countermeasure can be taken.

図3は本発明の光ファイバ線路監視システムの動作を説明するフローチャートである。同じ動作には同じ参照番号を付して説明する。また、図では送信側、受信側、及びNMS側に分けて図示する。送信側通信装置1からデータを光ファイバ線路5を介して送信する(S1)。受信側通信装置8は、そのデータを受信する(S1a)。これ以降は、送信側と受信側は同じ動作を行なう。即ち、光カプラ2、7によりモニタ光信号18を取出し(S2)、O/E変換器10、12で光電変換を行ない(S3)、その信号をSVE11に入力して、SVE11により通信ネットワーク14に送信する(S4)。
通信ネットワーク14を介してNMS15は、送信側と受信側からモニタ光信号18を受信して、ディスプレイ16に表示する(S5)。そのとき、NMS15は送信側のモニタ光信号が所定の閾値レベル以上か否かをチェックする(S6)。モニタ光信号が所定の閾値レベル以上である場合(S6でY)、受信側のモニタ光信号が所定の閾値レベル以上か否かをチェックする(S7)。モニタ光信号が所定の閾値レベル以上である場合は(S7でY)、送信側通信装置1及び光ファイバ線路5が正常である旨を表示する(S14)。即ち、送信側通信装置1から送信された主光信号19は、光ファイバ線路5を伝送して受信側通信装置8に到達する。ここで光ファイバ線路5が正常であれば、送信側のモニタ光信号18と受信側のモニタ光信号18のレベルは回線の減衰分受信側では低下するが、殆ど同じレベルとなる(図4(a)参照)。このレベルをNMS15が判定することにより、送信側通信装置1及び光ファイバ線路5が正常であると判定する。これにより、送信側通信装置1と光ファイバ線路5の状態を同時に判断することができる。
FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the optical fiber line monitoring system of the present invention. The same operations will be described with the same reference numerals. In the figure, the transmission side, the reception side, and the NMS side are shown separately. Data is transmitted from the transmission-side communication device 1 via the optical fiber line 5 (S1). The receiving side communication device 8 receives the data (S1a). Thereafter, the transmission side and the reception side perform the same operation. That is, the monitor optical signal 18 is taken out by the optical couplers 2 and 7 (S2), the photoelectric conversion is performed by the O / E converters 10 and 12 (S3), the signal is input to the SVE 11, and the communication network 14 is input by the SVE 11 Transmit (S4).
The NMS 15 receives the monitor optical signal 18 from the transmission side and the reception side via the communication network 14 and displays it on the display 16 (S5). At that time, the NMS 15 checks whether or not the monitor light signal on the transmission side is equal to or higher than a predetermined threshold level (S6). If the monitor light signal is equal to or higher than the predetermined threshold level (Y in S6), it is checked whether the monitor light signal on the receiving side is equal to or higher than the predetermined threshold level (S7). If the monitor optical signal is equal to or higher than the predetermined threshold level (Y in S7), it is displayed that the transmission side communication device 1 and the optical fiber line 5 are normal (S14). That is, the main optical signal 19 transmitted from the transmission side communication device 1 is transmitted through the optical fiber line 5 and reaches the reception side communication device 8. Here, if the optical fiber line 5 is normal, the levels of the monitor optical signal 18 on the transmission side and the monitor optical signal 18 on the reception side decrease on the reception side due to the attenuation of the line, but are almost the same level (FIG. 4 ( a)). When the NMS 15 determines this level, it is determined that the transmission side communication device 1 and the optical fiber line 5 are normal. Thereby, the state of the transmission side communication apparatus 1 and the optical fiber line 5 can be judged simultaneously.

一方、ステップS7でモニタ光信号が所定の閾値レベル以上でない場合は(S7でN)、送信側通信装置1は正常で、光ファイバ線路5が異常(図1の符号4の箇所でマイクロベンディング損失が発生)である旨を表示して(S8)、光ファイバ路線5を光ファイバ迂回ルート9に切り替える信号を光切替器3、6に送信する(S9)。そして、ネットワーク管理者へ警報装置24で警報を発する(S10)。即ち、送信側通信装置1から送信された主光信号19は、光ファイバ線路5を伝送して受信側通信装置8に到達する。ここで光ファイバ線路5に何か異常(例えば、マイクロベンディング損失)が発生すると、送信側のモニタ光信号18は正常レベルであるが、受信側のモニタ光信号18のレベルは回線により減衰されて低下する。このレベルをNMS15が判定することにより、送信側通信装置1が正常で光ファイバ線路5が異常であると判定する。これにより、送信側通信装置1と光ファイバ線路5の状態を同時に判断することができる。   On the other hand, if the monitor optical signal is not equal to or higher than the predetermined threshold level in step S7 (N in S7), the transmission side communication device 1 is normal and the optical fiber line 5 is abnormal (microbending loss at the point 4 in FIG. 1). Is generated (S8), and a signal for switching the optical fiber route 5 to the optical fiber bypass route 9 is transmitted to the optical switches 3 and 6 (S9). Then, the alarm device 24 issues an alarm to the network manager (S10). That is, the main optical signal 19 transmitted from the transmission side communication device 1 is transmitted through the optical fiber line 5 and reaches the reception side communication device 8. If something abnormal (for example, microbending loss) occurs in the optical fiber line 5, the monitor optical signal 18 on the transmission side is at a normal level, but the level of the monitor optical signal 18 on the reception side is attenuated by the line. descend. By determining this level, the NMS 15 determines that the transmission side communication device 1 is normal and the optical fiber line 5 is abnormal. Thereby, the state of the transmission side communication apparatus 1 and the optical fiber line 5 can be judged simultaneously.

また、ステップS6で送信側のモニタ光信号18が所定の閾値レベル以上でない場合は(S6でN)、送信側のモニタ光信号18が所定の閾値レベル以上か否かをチェックする(S11)。ステップS11で受信側のモニタ光信号18が所定の閾値レベル以上でない場合は(S11でN)、送信側通信装置1異常である旨を表示して(S12)ステップS10に進む。即ち、送信側通信装置1が何らかの原因でモニタ光信号18が閾値レベル以下になった場合は、殆どの場合は、主光信号19のレベルも閾値レベル以下になる。従って、そのレベルの主光信号が光ファイバ線路5を介して受信側に到達すると、受信側のモニタ光信号18も必ず閾値レベル以下となる。尚、この結果から、光ファイバ線路5も正常であるとは必ずしも判定できない。何故ならば、光ファイバ線路5が断線していても同じ現象となるためである。従って、このときは送信側通信装置1のみが異常であると判定する。これにより、送信側通信装置1と光ファイバ線路5の状態を切り分けて判定することができる。   If it is determined in step S6 that the monitor light signal 18 on the transmission side is not equal to or higher than the predetermined threshold level (N in S6), it is checked whether the monitor light signal 18 on the transmission side is equal to or higher than the predetermined threshold level (S11). When the monitor light signal 18 on the receiving side is not equal to or higher than the predetermined threshold level in step S11 (N in S11), it is displayed that the transmission side communication device 1 is abnormal (S12), and the process proceeds to step S10. In other words, when the monitor optical signal 18 falls below the threshold level for some reason, the level of the main optical signal 19 also falls below the threshold level. Therefore, when the main optical signal at that level reaches the receiving side via the optical fiber line 5, the monitoring optical signal 18 on the receiving side is always below the threshold level. From this result, it cannot always be determined that the optical fiber line 5 is also normal. This is because the same phenomenon occurs even if the optical fiber line 5 is disconnected. Therefore, at this time, it is determined that only the transmission-side communication device 1 is abnormal. Thereby, the state of the transmission side communication apparatus 1 and the optical fiber line 5 can be separated and determined.

ステップS11で受信側のモニタ光信号18が所定の閾値レベル以上である場合は(S11でY)、送信側の光信号は正常に出ているにも拘わらず光カプラ7の異常でモニタ光信号18が出てこないか、又は/及び、受信側のモニタ光信号18のレベル如何に拘わらずO/E変換器12の出力が一定値を出す異常である旨を表示して(S13)ステップS10に進む。即ち、光カプラ2、6は光信号を主光信号19とモニタ光信号18に光学的に分岐する構成となっている。例えば、ビームスプリッタのような構成である。従って、光そのものを扱うため、ビームスプリッタの故障モードとしては、モニタ光信号18が全く出てこないといった現象以外にない。その結果、送信側のモニタ光信号18が閾値以下で、受信側のモニタ光信号18が閾値以上の場合は、送信側の光信号は正常に出ているにも拘わらず光カプラ2の異常でモニタ光信号18が出てこないか、又は/及び、受信側のモニタ光信号18のレベル如何に拘わらず光電気変換器12の出力が一定値を出す異常と考えることができる。
また、送信側及び受信側の光切替器3及び6は、NMS15から切換信号を受信すると、光ファイバ線路5を光ファイバ迂回ルート9に切り替える(S15)。
If the monitor light signal 18 on the reception side is equal to or higher than the predetermined threshold level in step S11 (Y in S11), the monitor light signal is detected due to an abnormality in the optical coupler 7 although the transmission side optical signal is output normally. 18 and / or display that the output of the O / E converter 12 is abnormal to give a constant value regardless of the level of the monitor light signal 18 on the receiving side (S13). Step S10 Proceed to That is, the optical couplers 2 and 6 are configured to optically branch the optical signal into the main optical signal 19 and the monitor optical signal 18. For example, it has a configuration like a beam splitter. Therefore, since the light itself is handled, the failure mode of the beam splitter is nothing but the phenomenon that the monitor light signal 18 does not come out at all. As a result, when the monitor light signal 18 on the transmission side is equal to or lower than the threshold value and the monitor light signal 18 on the reception side is equal to or greater than the threshold value, the optical coupler 2 is abnormal even though the optical signal on the transmission side is normally output. It can be considered that the monitor light signal 18 does not come out and / or an abnormality in which the output of the photoelectric converter 12 takes a constant value regardless of the level of the monitor light signal 18 on the receiving side.
Further, when receiving the switching signal from the NMS 15, the optical switches 3 and 6 on the transmission side and the reception side switch the optical fiber line 5 to the optical fiber bypass route 9 (S15).

図4はディスプレイに表示したモニタ光信号レベルと閾値レベルの関係を表す図である。図4(a)は、送信側の通信装置と光ファイバ線路が共に正常である場合の図、図4(b)は、送信側通信装置が正常で、光ファイバ線路が異常である場合の図、図4(c)は送信側通信装置が異常で、光ファイバ線路が正常の場合の図である。
図4では、送信側及び受信側の閾値レベルを夫々符号35、36で表し、縦軸にモニタ光信号レベル、横軸に時間を表す。図4(a)の場合、送信側及び受信側のモニタ光信号レベルは、閾値レベル35、36以上であるので、送信側通信装置1と光ファイバ線路5が共に正常であるといえる。図4(b)の場合、送信側のモニタ光信号レベルは、閾値レベル35以上であるので、送信側通信装置1は正常であるといえるが、受信側のモニタ光信号レベルは、時間t1で閾値レベル36以下であるので、光ファイバ線路5が異常である。図4(c)の場合、送信側のモニタ光信号レベルは、時間t1で閾値レベル35以下であるので、送信側通信装置1は異常であり、受信側のモニタ光信号レベルも、時間t2で閾値レベル36以下であるので、送信側通信装置1が異常で、光ファイバ線路5が正常であるといえる。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the monitor light signal level displayed on the display and the threshold level. 4A is a diagram in the case where both the communication device on the transmission side and the optical fiber line are normal, and FIG. 4B is a diagram in the case where the transmission side communication device is normal and the optical fiber line is abnormal. FIG. 4C is a diagram when the transmission-side communication device is abnormal and the optical fiber line is normal.
In FIG. 4, the threshold levels on the transmission side and the reception side are represented by reference numerals 35 and 36, respectively, the monitor optical signal level on the vertical axis, and the time on the horizontal axis. In the case of FIG. 4A, since the monitor optical signal levels on the transmission side and the reception side are equal to or higher than the threshold levels 35 and 36, it can be said that both the transmission side communication device 1 and the optical fiber line 5 are normal. In the case of FIG. 4B, the monitor-side optical signal level on the transmission side is equal to or higher than the threshold level 35, so that it can be said that the transmission-side communication apparatus 1 is normal, but the monitor-side optical signal level on the reception side is Since the threshold level is 36 or less, the optical fiber line 5 is abnormal. In the case of FIG. 4C, the transmission side monitor optical signal level is equal to or lower than the threshold level 35 at time t1, so the transmission side communication apparatus 1 is abnormal, and the reception side monitor optical signal level is also at time t2. Since it is below the threshold level 36, it can be said that the transmission side communication apparatus 1 is abnormal and the optical fiber line 5 is normal.

図5はOTDRによる測定系原理を説明する図(「実務に役立つ光ファイバ技術200のポイント」発売元(株)オーム社、295ページ図1より引用)である。パルス発生器25により半導体レーザ26を変調してビームスプリッタ28に入射して、入射光反射光に分岐させる。その反射光を受光装置31により受光して表示又は記録装置32に入力する。また、被測定用光ファイバ35には接続点33と端末又は破断点34があるとする。光ファイバ35に光を入射したときに、光ファイバ35の途中から入射端に戻ってくる光には、コアの屈折率の段差(入射端、端末、破断点等)によって生じるフレネル反射と、レイリー散乱光のうち、光ファイバ35の入射端に戻ってくる後方レイリー散乱光(後方散乱光)があり、この原理を利用したものがOTDRである(図6(「実務に役立つ光ファイバ技術200のポイント」発売元(株)オーム社、296ページ図2より引用)参照)。   FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of a measurement system based on OTDR (“Points of optical fiber technology 200 useful for business”, published by Ohm Co., Ltd., page 295, FIG. 1). The semiconductor laser 26 is modulated by the pulse generator 25, enters the beam splitter 28, and is branched into incident light reflected light. The reflected light is received by the light receiving device 31 and input to the display or recording device 32. Further, it is assumed that the optical fiber 35 to be measured has a connection point 33 and a terminal or break point 34. When light is incident on the optical fiber 35, the light that returns from the middle of the optical fiber 35 to the incident end includes Fresnel reflection caused by steps in the refractive index of the core (incident end, terminal, break point, etc.), and Rayleigh. Among the scattered light, there is backward Rayleigh scattered light (backscattered light) returning to the incident end of the optical fiber 35, and the OTDR utilizing this principle is shown in FIG. (Refer to "Point" distributor Ohm Co., Ltd., page 296, Fig. 2)).

1 送信側通信装置、2 光カプラ、3 光切替器、4 マイクロベンディング損失発生箇所、5 光ファイバ線路、6 光切替器、7 光カプラ、8 受信側通信装置、9 光ファイバ迂回ルート、10 O/E変換器、11 SVE、12 O/E変換器、13 SVE、14 通信ネットワーク、15 NMS、16 ディスプレイ、17 光信号、18 モニタ光信号、19 主光信号、20 モニタ光信号の最大値、21 モニタ光信号の平均値、22 モニタ光信号の最小値、23 閾値、24 警報装置、100 光ファイバ線路監視システム   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transmission side communication apparatus, 2 Optical coupler, 3 Optical switch, 4 Microbending loss occurrence place, 5 Optical fiber line, 6 Optical switch, 7 Optical coupler, 8 Reception side communication apparatus, 9 Optical fiber detour route, 10 O / E converter, 11 SVE, 12 O / E converter, 13 SVE, 14 communication network, 15 NMS, 16 display, 17 optical signal, 18 monitor optical signal, 19 main optical signal, 20 maximum value of monitor optical signal, 21 Average value of monitor optical signal, 22 Minimum value of monitor optical signal, 23 Threshold, 24 Alarm device, 100 Optical fiber line monitoring system

Claims (5)

光ファイバ線路の状態監視を行う光ファイバ線路監視システムであって、
前記光ファイバ線路を介して光信号の送受信を行う少なくとも2台の通信装置と、
前記各通信装置の送信端及び受信端に夫々備えられ、前記光信号を主光信号とモニタ光信号とに分岐する光カプラと、
該光カプラにより分岐された前記モニタ光信号を電気信号に変換する光電気変換器と、
前記通信装置の運用情報及び故障情報を収集して通信ネットワークに伝送する通信用監視制御装置と、
通信ネットワーク設備の構成、パフォーマンス、障害、及び作業を管理するネットワーク運用管理装置と、を備え、
前記ネットワーク運用管理装置は、前記送信側通信装置及び受信側通信装置から夫々送信されたモニタ光信号のレベルを監視し、該レベルの組み合わせに基づいて状態モードを判定することを特徴とする光ファイバ線路監視システム。
An optical fiber line monitoring system for monitoring the state of an optical fiber line,
At least two communication devices that transmit and receive optical signals via the optical fiber line;
An optical coupler provided at each of a transmission end and a reception end of each of the communication devices, and branching the optical signal into a main optical signal and a monitor optical signal;
A photoelectric converter that converts the monitor optical signal branched by the optical coupler into an electrical signal;
A communication monitoring and control device that collects operation information and failure information of the communication device and transmits them to a communication network;
A network operation management device for managing the configuration, performance, failure, and work of the communication network equipment,
The network operation management apparatus monitors levels of monitor optical signals transmitted from the transmission side communication apparatus and the reception side communication apparatus, and determines a state mode based on a combination of the levels. Track monitoring system.
前記ネットワーク運用管理装置は、前記送信側通信装置及び受信側通信装置から夫々送信されたモニタ光信号のレベルが何れも所定の閾値レベル以上である場合は、前記送信側通信装置及び前記光ファイバ線路が正常であると判定することを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ線路監視システム。   The network operation management device, when the levels of the monitor optical signals transmitted from the transmission side communication device and the reception side communication device are each equal to or higher than a predetermined threshold level, the transmission side communication device and the optical fiber line The optical fiber line monitoring system according to claim 1, wherein the optical fiber line monitoring system is determined to be normal. 前記ネットワーク運用管理装置は、前記送信側通信装置から送信されたモニタ光信号のレベルが所定の閾値レベル以上で、且つ前記受信側通信装置から送信されたモニタ光信号のレベルが所定の閾値レベル以下である場合は、前記送信側通信装置が正常で前記光ファイバ線路が異常であると判定することを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ線路監視システム。   In the network operation management apparatus, the level of the monitor optical signal transmitted from the transmission side communication apparatus is equal to or higher than a predetermined threshold level, and the level of the monitor optical signal transmitted from the reception side communication apparatus is equal to or lower than a predetermined threshold level 2, the optical fiber line monitoring system according to claim 1, wherein the transmission side communication device is determined to be normal and the optical fiber line is abnormal. 前記ネットワーク運用管理装置は、前記送信側通信装置及び受信側通信装置から送信されたモニタ光信号のレベルが所定の閾値レベル以下である場合は、前記送信側通信装置が異常であると判定することを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ線路監視システム。   The network operation management device determines that the transmission side communication device is abnormal when the level of the monitor optical signal transmitted from the transmission side communication device and the reception side communication device is equal to or lower than a predetermined threshold level. The optical fiber line monitoring system according to claim 1. 前記光ファイバ線路を他の光ファイバ線路に迂回させる光切換器を前記送信側通信装置及び受信側通信装置に夫々備え、
前記ネットワーク運用管理装置は、前記光ファイバ線路が異常であると判定した場合は、警報を発すると共に、該光ファイバ線路を前記他の光ファイバ線路に切り替えるための信号を前記各光切換器に送信することを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の光ファイバ線路監視システム。
Each of the transmission-side communication device and the reception-side communication device includes an optical switch that bypasses the optical fiber line to another optical fiber line,
When it is determined that the optical fiber line is abnormal, the network operation management device issues an alarm and transmits a signal for switching the optical fiber line to the other optical fiber line to each optical switch. The optical fiber line monitoring system according to any one of claims 1 to 4, wherein
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