JP2011518523A - ファイバネットワーク監視 - Google Patents

Abstract

本明細書は、光ファイバネットワーク監視に関する技術を説明する。監視システムを提供する。監視システムは、複数の分岐ファイバを含むファイバネットワークと、複数の支局に通信信号を放送するようにファイバネットワークの主要ファイバに連結される、主局とを含む。監視システムは、監視信号を伝送し、受信部分が、複数の分岐ファイバの特定の分岐ファイバおよび各それぞれの分岐ファイバに連結される複数のフィルタリングデバイスの状態を具体的に識別するように、監視信号の反射部分を検出するように構成される、監視デバイスを含み、各フィルタリングデバイスは、複数の通信波長と、監視信号の伝送窓内にはない異なる波長とを通過させ、残りの波長を遮断するように構成される、伝送窓を含み、異なる波長は、それぞれの分岐ファイバを識別する。

Description

（背景）
本開示は、ファイバネットワーク監視に関する。

光ファイバネットワークは、通常、多数の分岐ファイバに接続される、主要ファイバを含む。ファイバネットワークを通して、発信元位置から複数の目的地に信号を放送することができる。通常、ファイバネットワークの状態が監視される。モニタは、ネットワーク内の位置、例えば、放送位置に置くことができる。モニタは、例えば、放送位置から、光ファイバネットワークの状態を遠隔監視する。

単一のファイバを調べるために、通常、光時間領域反射光測定法（「ＯＴＤＲ」）が使用される。ＯＴＤＲデバイスを使用して、光の短パルスがファイバに伝送される。ＯＴＤＲデバイスを使用して、ファイバ内の障害を示す、ファイバ内の光パルスからの後方散乱光の急激な変化が監視される。ファイバネットワークでは、光パルスは、分割され、全ての分岐に伝播されるため、検出される後方散乱光は、全ての分岐によって寄与される。その結果、障害が検出される時にさえ、障害を、特定の分岐ファイバに関して識別することができない場合がある。

（概要）
本明細書は、光ファイバネットワーク監視に関する技術を説明する。一般に、本明細書に記載される主題の一局面は、複数の分岐ファイバを含むファイバネットワークと、ファイバネットワークの主要ファイバに連結される主局とを含む、監視システムにおいて具現化することができ、主局は、複数の分岐ファイバのそれぞれの分岐ファイバに連結される複数の支局に、通信信号を放送するように構成される。また、監視システムは、監視信号を伝送し、監視信号の受信部分が、複数の分岐ファイバの特定の分岐ファイバおよび各分岐ファイバに連結される複数のフィルタリングデバイスの状態を具体的に識別するように、監視信号の反射部分を検出するように構成される、監視デバイスも含み、各フィルタリングデバイスは、複数の通信波長と、監視信号の伝送窓内にはない異なる波長とを通過させ、残りの波長を遮断するように構成される、伝送窓を含み、異なる波長は、それぞれの分岐ファイバを識別する。本局面の他の実施形態は、対応する方法および装置を含む。

これらおよび他の実施形態は、所望により、以下の特徴のうちの１つ以上を含むことができる。監視信号の強度を、変調関数によって変調することができる。変調関数は、周期的であってもよい。監視デバイスは、信号源と受信機との間に連結されるサーキュレータを含むことができる。

監視システムは、監視信号を複数の分岐ファイバのそれぞれに分離するように構成される、スプリッタをさらに含むことができる。監視システムは、複数の反射要素をさらに含むことができ、各反射要素は、対応する分岐ファイバに沿って位置付けられ、各反射要素は、分岐ファイバの対応するフィルタリングデバイスによって通過させられる特定の波長を反射するように構成される。

各フィルタリングデバイスは、第１のファイバと、第１のファイバから出射する光を平行にするための第１のレンズと、特定の伝送関数に従って、平行光のうちの１つ以上の伝送波長を部分的に伝送し、平行光のうちの１つ以上の反射波長を反射するためのフィルタであって、反射波長は、フィルタリングデバイスを出射しない、フィルタと、フィルタによって伝送される、１つ以上の伝送波長を含む、フィルタリングされた光を集束するための第２のレンズと、第２のレンズによって集束される集束光を受信するための第２のファイバとを含むことができる。

フィルタリングデバイスは、特定の波長入力を、第１のファイバおよび第２のファイバの両方に伝送する一方で、他の波長を遮断するように構成することができる。フィルタの伝送関数は、伝送窓と、特定の監視波長に対応する規定幅のピークとを含み、伝送窓は、非通過波長の指定範囲によってピークから分離される。伝送窓は、実質的に１２５０ｎｍから１５８５ｎｍの間であってもよい。規定幅のピークの実質的に２５％の通過率であってもよいピーク幅は、１０ｎｍ未満である。フィルタの伝送関数は、Ｓ帯域およびＣ帯域を実質的に網羅することができ、実質的に１５６１ｎｍから１７００ｎｍの間の規定幅のピークを含むことができる。フィルタは、薄膜フィルタであってもよい。フィルタリングデバイスは、ＳＣ、ＬＣ、ＳＴ、およびＭＵから成る群より選択される、ファイバコネクタに連結するために構成することができる。

一般に、本明細書に記載される主題の一局面は、第１の方向で１つ以上の通信信号を受信する行為であって、通信信号は、伝送窓内の波長を有する、行為と、第１の方向で監視信号を受信する行為であって、監視信号は、伝送窓の波長とは異なる、１つ以上の波長を含み、伝送窓の波長および監視信号の波長は、波長の指定範囲によって分離される、行為と、通信信号を通過させる行為と、監視信号の特定の波長を通過させる行為と、全ての他の波長を遮断する行為とを含む、方法において具現化することができる。本局面の他の実施形態は、対応するシステムおよび装置を含む。

これらおよび他の実施形態は、所望により、以下の特徴のうちの１つ以上を含むことができる。方法は、反射監視信号を第２の方向から受信するステップと、反射監視信号を通過させるステップとをさらに含むことができる。監視信号の強度を、変調関数によって変調することができる。

一般に、本明細書に記載される主題の一局面は、Ｓ帯域およびＣ帯域を網羅する伝送窓と、特定の監視信号に対応し、かつ伝送窓にはない、指定波長での規定幅のピークとを含む、指定伝送関数を有する薄膜フィルタを含む、装置において具現化することができる。

これらおよび他の実施形態は、所望により、以下の特徴を含むことができる。装置は、ＳＣ、ＬＣ、ＳＴ、およびＭＵから成る群より選択される、ファイバコネクタに連結するために構成することができる。

一般に、本明細書に記載される主題の一局面は、多波長を有する光信号を提供するように構成される源と、光ファイバネットワーク内の異なる位置に配置される、複数のフィルタであって、各フィルタは、特定の伝送関数に従って、光信号のうちの１つ以上の伝送波長を部分的に伝送し、光信号のうちの１つ以上の反射波長を反射するためのものであり、複数のフィルタの各フィルタの伝送関数は、１つ以上の通信波長を含む伝送窓と、それぞれのフィルタのそれぞれの監視波長に対応する、異なる伝送ピークとを含む、フィルタと、複数のフィルタから返される光信号の波長に従って、光ファイバネットワークの特定の位置の問題を識別するように構成されるモニタとを含む、システムにおいて具現化することができる。本局面の他の実施形態は、対応する方法および装置を含む。

これらおよび他の実施形態は、所望により、以下の特徴を含むことができる。光信号の強度を、変調関数によって変調することができる。

本明細書に記載される主題の特定の実施形態は、以下の利点のうちの１つ以上を実現するために導入することができる。ファイバネットワーク内の個々の分岐を監視し、識別するために、比較的安価であり、容易に取り付けることができ、かつ操作が簡単である、フィルタリングデバイスが提供される。

フィルタリングデバイスは、様々な種類のファイバコネクタに結合することができる、複数のポートを含むことができる。したがって、取り付け者は、ファイバネットワーク内のフィルタリングデバイスを容易に追加または変更することができる。フィルタリングデバイスは、ファイバネットワーク内の個々の分岐を、実質的に同時に識別し、監視するために使用することができる。フィルタは、通信信号のための伝送窓と、ファイバネットワーク内の特定の分岐を符号化する特定の波長を有する監視信号のための狭い伝送ピークとを提供するように設計し、製造することができる。フィルタリングデバイスのためのコリメーティング光学素子は、実質的に２５％レベルでのピーク幅が、１ｎｍ以下となり得るように、非常に狭い幅の伝送ピークを提供するように設計し、パッケージすることができる。加えて、フィルタリングデバイスのパッケージングは、広範囲の温度および湿度で安定であり得る、ＷＤＭデバイスパッケージングの成熟した技術を利用することができる。

ファイバネットワーク内の全ての分岐からの累積漏洩信号は、誤認警報を生成する可能性がある。波長フィルタリングデバイスは、光信号を、前方および後方の両方に２回フィルタリングすることができる。したがって、フィルタは、監視信号のうちの１つの特定の複合波長を両方向に通過させ、他の複合波長を拒絶する。他の複合波長の漏洩を抑制することができる。

信号対ノイズ比を増大するために、監視信号の強度を変調することができる。光ファイバの破損または損傷を含む障害の場合では、反射される強度変調信号は、高価なＯＴＤＲデバイスを使用することなく、障害の位置を推測するための情報を提供することができる。

本発明の１つ以上の実施形態の詳細を、添付の図面および以下の説明に記述する。本発明の他の特徴、局面、および利点は、説明、図面、ならびに特許請求の範囲から明らかとなるであろう。

図１は、従来の監視を使用する、例示的な光ファイバネットワークのブロック図を示す。 図２は、個々の分岐の監視を含む、例示的なファイバネットワークのブロック図を示す。 図３は、光ファイバネットワーク内の分岐を監視するための例示的な方法のフローチャートを示す。 図４は、ファイバネットワーク内の個々の分岐を識別し、監視するためのフィルタの例示的な伝送関数の表示を示す。 図５は、例示的な薄膜フィルタのブロック図を示す。 図６は、フィルタの例示的な伝送関数を示す。 図７は、例示的なフィルタリングデバイスを示す。 図８は、ファイバコネクタに結合する、例示的なフィルタリングデバイスを示す。 図９は、例示的な監視デバイスを示す。

様々な図中の同様の参照番号および記号表示は、同様の要素を指す。

（詳細な説明）
図１は、従来の監視を使用する、例示的な光ファイバネットワーク１０のブロック図を示す。光ファイバネットワーク１０は、複数の分岐ファイバ、例えば、４つの分岐ファイバ２２、２４、２６、および２８に連結される、主要ファイバ２０を含む。分岐ファイバ２２、２４、２６、および２８のそれぞれは、それぞれの支局３２、３４、３６、および３８に連結される。ネットワーク１０は、主要ファイバ２０ならびに分岐ファイバ２２、２４、２６、および２８を通して、主局３０と支局３２、３４、３６、および３８を繋ぐ。

いくつかの実現形態では、光ファイバネットワーク１０は、「ファイバ・トゥー・ジ・エックス（ｆｉｂｅｒ ｔｏ ｔｈｅ ｘ）」（「ＦＴＴＸ」）用途向けの受動光ネットワーク（「ＰＯＮ」）であってもよい。主局３０は、例えば、光配線終端装置（ｏｐｔｉｃａｌ ｌｉｎｅ ｔｅｒｍｉｎａｌ）（「ＯＬＴ」）であってもよく、支局３２、３４、３６、または３８は、それぞれが、光ネットワークユニット（ｏｐｔｉｃａｌ ｎｅｔｗｏｒｋ ｕｎｉｔ）（「ＯＮＵ」）であってもよい。

監視デバイス４０は、ネットワークの状態を監視するために、主局３０に関連して置かれる。例えば、監視デバイス４０は、主局３０の一部であってもよく、または主局３０に連結されてもよい。ネットワークの状態の監視には、主局３０と支局２２、２４、２６、および２８との間の接続が正常な状態である（すなわち、切断、不測の損失、または他の障害がない）かどうかを監視することを含む。しかしながら、例えば、光時間領域反射光測定法を使用する、従来の監視デバイス４０は、ファイバネットワークを全体としてのみ監視し、個々の分岐ファイバを監視することができない。

図２は、個々の分岐の監視を含む、例示的な光ファイバネットワーク１１のブロック図を示す。また、光ファイバネットワーク１１は、光スプリッタ５０を通して分岐ファイバ２２、２４、２６、および２８に接続される、主要ファイバ２０も含む。ネットワーク１１は、主要ファイバ２０ならびに分岐ファイバ２２、２４、２６、および２８を通して、主局３０と支局３２、３４、３６、および３８を繋ぐ。さらに、光ファイバネットワーク１１は、それぞれの分岐ファイバ２２、２４、２６、および２８に沿って置かれる、波長フィルタリングデバイス４２、４４、４６、ならびに４８を含む。

図１のネットワーク１０と同様に、図２のネットワーク１１は、ＦＴＴＸ用途向けの受動光ネットワーク（「ＰＯＮ」）であってもよい。主局３０は、ＯＬＴであってもよく、支局３２、３４、３６、または３８のうちの１つ以上は、ＯＮＵであってもよい。

監視デバイス４０は、光ファイバネットワーク１１の状態を監視するために、主局３０内またはその付近に置かれる。監視には、主局と全ての支局との間の接続が正常な状態である（例えば、ネットワーク内に切断、不測の損失、または他の障害が生じていない）かどうかを決定することを含むことができる。

いくつかの実現形態では、監視デバイス４０は、主要ファイバ２０を通して、監視信号６０を発することができる。監視信号６０は、分岐ファイバ２２、２４、２６、および２８をそれぞれ監視するために、多数の監視される分岐に対応する多波長、例えば、４つの波長、λ１、λ２、λ３、およびλ４からなってもよい。スプリッタ５０は、監視信号６０を分岐ファイバ２２、２４、２６、および２８のそれぞれに分割する。

いくつかの実現形態では、監視デバイス４０は、各信号が１つの異なる波長のみ、例えば、λ１、λ２、λ３、およびλ４を有する、一連の監視信号６０を連続して発することができる。

波長フィルタリングデバイスは、各分岐ファイバの光経路に沿って置くことができる。例えば、波長フィルタリングデバイス４２は、スプリッタ５０と支局３２との間の光経路２２内に置くことができる。波長フィルタリングデバイス４２は、２つのポートを含むことができる。各ポートは、分岐ファイバ２２と直列に接続される。フィルタリングデバイス４２は、監視信号６０内の１つの波長のみ、例えば、４つの複合波長λ１、λ２、λ３、およびλ４のうちのλ１のみを伝送する。フィルタリングデバイス４２は、他の波長（例えば、λ２、λ３、およびλ４）を遮断する。したがって、フィルタリングデバイス４２は、１つの波長のみ、例えば、λ１のみを有する、フィルタリングされた信号６２を通過させる。

同様に、各他の分岐ファイバは、監視信号６０の単一の波長を伝送する、それぞれの波長フィルタリングデバイスを含む。分岐ファイバ２４は、波長λ２を有する、フィルタリングされた信号６４を伝送する、波長フィルタリングデバイス４４を含む。分岐ファイバ２６は、波長λ３を有する、フィルタリングされた信号６６を伝送する、波長フィルタリングデバイス４６を含み、分岐ファイバ２８は、波長λ４を有する、フィルタリングされた信号６８を伝送する、波長フィルタリングデバイス４８を含む。

反射要素５２は、フィルタリングデバイス４２とステーション３２との間の光経路２２内に配置される。いくつかの実現形態では、反射要素５２は、また、ファイバ２２にも接続される、２つのポートを有するデバイスであってもよい。いくつかの他の実現形態では、反射要素５２は、フィルタリングデバイス４２とステーション３２との間の任意の要素の表面上の追加コーティングであってもよい。反射要素５２は、ファイバネットワークの光通信信号を通過させる一方で、λ１、λ２、λ３、およびλ４の任意の波長を有する信号、または１つの特定の波長のみ、例えば、λ１のみを有する信号のいずれかを反射することができる。通信信号を、以下により詳細に記載する。

分岐ファイバ２２が正常な状態である時、例えば、分岐ファイバ２２内に障害がない時、反射要素５２は、フィルタリングされた信号６２を反射する。反射信号は、フィルタリングデバイス４２およびスプリッタ５０を通過して戻る。スプリッタ５０から、フィルタリングされた信号６２は、伝播して主要ファイバ２０に戻り、監視デバイス４０を使用して（例えば、主局３０で）検出される。

ファイバ２２（光経路２２）内に問題（例えば、障害）がある場合、λ１のフィルタリングされた信号６２は、監視デバイス４０に返らない、または監視デバイス４０によって検出されない。あるいは、返されるフィルタリングされた信号６２は、非常に弱い信号のみが監視デバイス４０に返るように、大きな損失を有することができる。各分岐は、特定の波長のみを反射する。したがって、特定の波長を有する、反射されたフィルタリングされた信号を検出することによって、主局３０から、その特定の分岐の状態を監視することができる。逆に、ネットワークの特定の分岐内に問題がある場合、対応する波長の信号は、激しい損失を受ける、または検出されない。

光ファイバネットワークは、一般に、ある位置から別の位置に通信信号を伝送するために使用されるため、これらの通信信号は、大幅な損失なく、波長フィルタリングデバイス４２、４４、４６、または４８を通過する。例えば、通常の通信信号は、Ｓ帯域（１２８０〜１３５０ｎｍ）およびＣ帯域（１５２８〜１５６１ｎｍ）で伝送される。したがって、いくつかの実現形態では、フィルタリングデバイス４２、４４、４６、および４８は、Ｓ帯域およびＣ帯域をそれぞれ網羅する、２つの伝送窓を有する。あるいは、いくつかの他の実現形態では、フィルタリングデバイス４２、４４、４６、および４８は、実質的に１２８０〜１５６１ｎｍを網羅する、単一の伝送窓を有する。

図３は、光ファイバネットワーク内の分岐を監視するための例示的な方法３００のフローチャートである。便宜のため、方法３００は、監視を実施するデバイス（例えば、図２の監視デバイス４０）に関して記載される。

監視デバイスは、複数の異なる波長を有する光信号を伝送する（３０２）。いくつかの実現形態では、監視デバイスは、監視される分岐ファイバの数と等しい数の多数の異なる波長を有する、光信号を伝送する。光信号の波長は、光ファイバネットワーク上でのデータ通信に使用される波長の範囲外であってもよい。

監視デバイスは、伝送された光信号からの反射波長を検出する（３０４）。反射波長は、例えば、例えばスプリッタおよびフィルタリングデバイス（例えば、図２のスプリッタ５０およびフィルタリングデバイス４２）を使用して、ファイバネットワークの個々の分岐にフィルタリングされ、反射要素（例えば、図２の反射要素５２）を使用して、反射し戻された後に返される。

監視デバイスは、伝送された光信号のうちの１つ以上の波長が検出されていないかどうかを決定する（３０６）。あるいは、監視デバイスは、受信波長が、対応する光分岐ファイバ内の問題によって生じる高レベルの損失を示す、指定閾値未満の信号強度を有するかどうかを決定することができる。

全ての波長が検出される場合、光ファイバネットワークの全ての分岐が機能している（３０８）。しかしながら、１つ以上の波長が検出されない、または弱く検出される場合、監視デバイスは、欠けている／弱い波長に対応する分岐ファイバを識別する（３１０）。各分岐ファイバは、監視デバイスから伝送される信号の特定の波長を通過させる、フィルタリングデバイスを使用する。したがって、監視デバイスは、どの分岐ファイバが、欠けている、または弱い波長に対応するかを識別することができる。

監視デバイスは、欠けている、または弱い波長に対応する、ファイバネットワークの分岐ファイバ内の障害を識別する警告を生成する（３１２）。いくつかの実現形態では、警告は、ネットワーク管理者への信号、アラーム、障害のロギグン、または他の行為であってもよい。

いくつかの実現形態では、監視デバイスは、様々な間隔で光信号を伝送することを含んで、ファイバネットワークを監視することができる。例えば、監視は、頻繁に行われてもよく、または随時行われてもよい。いくつかの実現形態では、監視は、ネットワーク性能のいくつかの他の指標、例えば、１つ以上の支局（例えば、支局３２、３４、３６、および３８）での予期されるものより弱い信号強度を使用してトリガされる。

図４は、フィルタリングデバイス（例えば、フィルタリングデバイス４２）の例示的な伝送関数４００の表示を均等目盛で示す。伝送関数４００は、ｘ軸上に波長をとり、ｙ軸上に伝送率をとって提示される。フィルタリングデバイスは、点Ａ４０２（例えば、実質的に１２８０ｎｍ）から点Ｂ４０４（例えば、実質的に１５８５ｎｍ、または１５６１ｎｍから１５８５ｎｍの間の任意の波長）の伝送窓内の光を伝送する。点Ａ４０２から点Ｂ４０４の窓は、通信信号に使用される波長を実質的に網羅する。加えて、点Ｃ４０６で、特定の波長または狭い範囲の波長を有する光（例えば、２５％レベルで１ｎｍの幅を有する、Ｃ＝λ１＝１６０２ｎｍ）が伝送される。フィルタリングデバイスから伝送されない光（例えば、伝送窓の外側の光波長）は、遮断される、例えば、軸外に反射される。

いくつかの実現形態では、伝送関数４００は、Ｓ帯域（１２８０〜１３５０ｎｍ）およびＣ帯域（１５２８〜１５６１ｎｍ）の波長を網羅する。いくつかの他の実現形態では、伝送関数４００は、Ｓ帯域とＣ帯域との間のギャップであり、この波長スパン内には通信信号が存在しないため、任意の値を取ることができる、実質的に１３５０ｎｍから実質的に１５２８ｎｍの間の広範囲の波長を含む。例えば、実質的に１３５０ｎｍ〜実質的に１５２８ｎｍの伝送関数４１０（点線）は、曲線伝送関数であってもよく、または任意の他の伝送関数であってもよい。

いくつかの実現形態では、フィルタリングデバイスは、点Ａ４０２から点Ｄ４０８の波長スパン内の光信号に適用されるように構成される。その結果、点Ａ４０２から点Ｄ４０８の波長領域内の伝送関数４００のみが関心主題となる。点Ｃ４０６の波長λ１は、点Ａ４０２から点Ｂ４０４の間の伝送窓内にはないというように、対応する波長は、点Ａ＜Ｂ＜Ｃ＜Ｄである。点Ａ４０２から点Ｂ４０４の窓は、Ｓ帯域およびＣ帯域を網羅し、点Ｃ４０６の波長λ１は、多波長を含む、特定の監視信号（例えば、監視信号６０）の波長に対応する。

監視信号は、例えば、Ｌ帯域（１５６１〜１６２０ｎｍ）であり、点Ａ４０２から点Ｂ４０４の伝送窓の外側の成分波長を有してもよい。しかしながら、監視信号は、これらの波長が、所与のファイバの伝送窓内にあるが、点Ａ４０２から点Ｂ４０４の伝送窓内に含まれない限り、任意の波長からなってもよい。いくつかの実現形態では、監視信号は、実質的に１５６１ｎｍから１７００ｎｍの間である。

図５は、例示的な薄膜フィルタ５００のブロック図を示す。基材５０２は、薄膜５０４でコーティングされる。第２の薄膜５０６が、薄膜５０４上にさらにコーティングされる等である。基材５０２上に、多数の薄膜、例えば、膜５０４、５０６、５０８、および５１０を連続してコーティングすることができる。各薄膜は、異なる厚さを有することができる。加えて、２つの連続膜は、異なる屈折率を有することができる。いくつかの実現形態では、各薄膜層の厚さは、実質的に１００ｎｍ〜１０００ｎｍに及ぶ。加えて、所与の薄膜フィルタは、実質的に１０〜２０の層を有することができる。

入力光５１２がフィルタ５００に入射する時、光は、異なる屈折率を有する２つの膜の全ての界面で、部分的に反射される。全ての界面から部分的に反射される光は、光線５１４、５１６、５１８、５２０、および５２２によって示される。反射される光は、干渉し、反射光５２４を形成する。

例えば、コンピュータプログラムを使用して行うことができる、各薄膜の厚さおよび屈折率の選択は、反射光５２４で建設的干渉を有する特定の波長（例えば、λ２）をもたらす。したがって、事実上、特定の波長λ２の光が完全に反射され、反射光５２４に含まれる。反射光５２４および伝送される光５２６の合計が、入力光５１２と同一であるため、伝送される光５２６は、反射波長の成分を有さない。

特定の波長を反射し、他の波長を伝送する、薄膜フィルタを設計することができる（例えば、いくつかのコンピュータプログラムを使用して）。しかしながら、特定の伝送曲線は、設計および構築することが困難であり得る。例えば、標準伝送曲線は、帯域およびピークの両方ではなく、帯域（窓）のみ、またはピークのみを有する（例えば、波長のある指定範囲によって分離される）。しかしながら、図６に示されるように、フィルタの薄膜構造は、帯域およびピークを有する、独特の伝送曲線を提供することができる。

図６は、薄膜フィルタの例示的な対数伝送関数６００を示す。伝送関数６００は、フィルタの薄膜構造に関連する数値データ、例えば、各膜の厚さおよび屈折率を使用して、計算することができる（例えば、コンピュータを使用して）。フィルタリングデバイス（例えば、図２のフィルタリングデバイス４２）は、特定の伝送関数を有する、薄膜フィルタを含む。伝送関数６００は、フィルタリングデバイスの特定の薄膜フィルタの例示的な伝送通過率を示す。０ｄＢは１００％、−６ｄＢは２５％、−２０ｄＢは１％、および−４０ｄＢは０．０１％が通過したことを示すことに留意する。

例えば、図４の伝送関数４００と比較して、フィルタは、図４の点Ａ４０２から点Ｄ４０８（図６の点Ａ６０２から点Ｄ６０８に対応する）の波長スパン内の伝送関数を提供するように特殊設計され、点Ａおよび点Ｄは、それぞれ、実質的に１２５０ｎｍおよび１６２０ｎｍに置かれる。これは、図６の伝送関数６００に示される範囲に対応する。また、図４に示されるように、フィルタは、点Ａ４０２から点Ｂ４０４の伝送窓を有し、点Ｂ４０４は、実質的に１５８５ｎｍに置かれる。いくつかの実現形態では、点Ｂ４０４の位置は、１５６１ｎｍ〜１５８５ｎｍの範囲内で選択される。

伝送関数６００の伝送窓は、６０２から６０４で実質的に１００％の範囲の伝送率を有するように示される。この実施例では、図４の点Ｃ４０６は、実質的に１６０２ｎｍに置かれ、これは、図６の点Ｃ６０６に対応する。いくつかの実現形態では、点Ｃ６０６の位置は、点Ｂ６０４の対応する波長が点Ｃ６０６の波長未満となり、点Ｃ６０６の波長が点Ｄ６０８の波長未満となるように選択される。点Ｃ６０６での通過率レベルが実質的に２５％（−６ｄＢ）でのピーク幅は、実質的に１ｎｍである。いくつかの実現形態では、ピーク幅は、実質的に１０ｎｍ未満の値を有する。

図４および図６に示される薄膜フィルタの伝送関数は、例である。例えば、複数の伝送窓またはピークを有する、異なる伝送関数の他の薄膜フィルタを使用することができる。

いくつかの実現形態では、監視信号は、１５８５ｎｍ〜１７００ｎｍの窓内の波長を有するように選択することができる。２つの隣接する監視信号が、１ｎｍ（２５％レベルでのピーク幅）によって分離される時、総数が５５の異なる監視信号を使用することができる。結果として、光ファイバネットワーク内の最大５５の分岐を個々に監視することができる。いくつかの実現形態では、監視信号の数を増加させることができる。例えば、より狭いピーク幅のフィルタを構築することができる（すなわち、クロストークが光学的に低減される）、または監視システムは、識別検出回路を使用することができる（すなわち、クロストークが電子的に除去される）。識別回路では、全ての監視信号（例えば、λ１、λ２、λ３、およびλ４）を検出することができる、例えば、電子プロセッサは、指定閾値を越える信号を選び出すことができる。

図７は、例示的なフィルタリングデバイス７００を示す。フィルタリングデバイス７００は、フェルール１２０と、第１のレンズ１２８と、フィルタ１３０と、第２のレンズ１３２と、第２のフェルール１３６とを含む。第１のフェルール１２０は、第１のファイバ１２４を保持するように構成される。第２のフェルール１３６は、第２のファイバ１３４を保持するように構成される。

フィルタリングデバイスの外側からファイバ１２４に入射し、ファイバ１２４を出射する光１２６は、レンズ１２８を使用して平行化される。平行光は、フィルタ１３０上に入射する。フィルタは、フィルタ１３０および平行光が角度α（αは、９０度と等しくはない）を形成し、従って、平行光がフィルタ１３０に対して垂直にならないような、到来平行光の軸に対する角度で置くことができる。

例えば、図４および図６に示される伝送関数を特徴とする伝送波長を有する到来光では、平行光は、フィルタ１３０を通して伝送される。フィルタ１３０を通して伝送される平行光は、レンズ１３２を使用して集束され、第２のフェルール１３６を使用して保持される第２のファイバ１３４に入射する。光１３８は、ファイバ１３４からフィルタリングデバイス７００を出射する。

伝送関数（例えば、図４および図６に示される）に従って伝送されない波長を有する光では、フィルタ１３０は、平行光を反射する。平行光は、フィルタ１３０に対して垂直ではないため、反射光１２２は、軸外であり、したがって、ファイバ１２４に再入射しない。

同様に、光１４０が、ファイバ１３４を通ってフィルタリングデバイス７００に入射する時、伝送される光（例えば、フィルタ１３０の伝送帯域内の光）は、光１４２としてファイバ１２４を出射する。フィルタ１３０から反射される光は、軸外であり、ファイバ１３４に再入射しない。

いくつかの実現形態では、図７のフィルタ１３０上に入射する光が平行ではない、すなわち、光の入射角度が一様ではない場合、点Ｃ（図４の４０６）でのピークを広くすることができる。広がりは、光の発散に直接比例する。しかしながら、点Ｃでのピークの広がりは、監視信号間、例えば、λ１、λ２、λ３、およびλ４の間のクロストークを増加する可能性があり、これは、ひいては、光ファイバネットワーク（例えば、図２のファイバネットワーク１１）内の識別可能な分岐の数を減少させる。

図８は、フィルタリングデバイス７００の第１の側で第１のファイバ２０２と繋がれ、フィルタリングデバイス７００の第２の側で第２のファイバ２０４と繋がれる、フィルタリングデバイス７００の一実現形態を示す。第１のファイバ２０２の一方の端部は、第１のコネクタ２１０内の第１のフェルール２０６内に保持される。同様に、第２のファイバ２０４の一方の端部は、第２のコネクタ２１２内の第２のフェルール２０８内に保持される。第１のファイバ２０２の第１のフェルール２０６およびフィルタリングデバイス７００の第１のフェルール１２０の両方は、第１のアダプタ２１４を使用して保持され、適切な位置に保たれる。いくつかの実現形態では、第１のアダプタ２１４は、両方のフェルールを整合させ、保持する、アライメントスリーブを含む。同様に、第２のファイバ２０４およびフィルタリングデバイス７００は、第２のアダプタ２１６を使用して繋がれ、保持される。あるいは、第１のアダプタ２１４および第２のアダプタ２１６を、フィルタリングデバイス１００の機械的筐体内に含めることができる。

フィルタリングデバイスがファイバネットワーク１１内に含まれていない図２に示されるように、分岐ファイバ２２、２４、２６、および２８は、多くの場合、ＳＣ（加入者コネクタ（ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）または単一の連結器（ｓｉｎｇｌｅ ｃｏｕｐｌｉｎｇ））、ＬＣ（ルーセントコネクタ（Ｌｕｃｅｎｔ ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ））、ＳＴ（直線先端（ｓｔｒａｉｇｈｔ ｔｉｐ）または差し込みひねり（ｓｔａｂ ａｎｄ ｔｗｉｓｔ））、およびＭＵ（小型ユニット連結器（ｍｉｎｉａｔｕｒｅ ｕｎｉｔ−ｃｏｕｐｌｉｎｇ））型コネクタ等の標準ファイバコネクタによって、スプリッタ５０に接続される。したがって、各分岐ファイバは、分岐ファイバもしくはネットワークコンポーネントの取り付け、アップグレード、または修理を容易に実施できるように、スプリッタから容易に切断し、スプリッタに容易に再接続することができる。

図８に示されるように、フィルタリングデバイス７００の第１のフェルール１２０および第２のフェルール１３６、ならびにそれらの付随する受容部品（図示せず）は、ＰＣ（物理的接触）またはＡＰＣ（斜め研磨コネクタ（ａｎｇｌｅｄ ｐｏｌｉｓｈ ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）構成のいずれかで、様々な種類のコネクタ、例えば、ＳＣ、ＬＣ、ＳＴ、ＭＵ、および他のものと結合するように構成することができる。したがって、取り付け者は、例えば、最初に、分岐ファイバ２２をスプリッタ５０（図２）から切断し、次いで、ファイバコネクタによって、フィルタリングデバイス７００の一方の側をスプリッタ５０に、デバイス７００の他方の側をファイバ２２にそれぞれ接続することによって、フィルタリングデバイス７００を光ファイバネットワーク内に容易に含めることができる。

別の実施形態では、図７に示されるフィルタリングデバイス７００は、コネクタ対応の第１のフェルール１２０および第２のフェルール１３６の代わりに、２つのファイバピグテールを含むことができる。

さらに別の実現形態では、図７に示されるフィルタリングデバイス７００は、図４または図６に示される伝送特性を有するフィルタの代わりに、またはそれに加えて、別のフィルタを含むことができる。例えば、波長分割多重（ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：ＷＤＭ）フィルタまたは他のものを使用することができる。例えば、コネクタ対応フィルタリングデバイス７００は、フィルタ１３０として、ＷＤＭフィルタを含むことができる。デバイス７００は、２ポート型ＷＤＭフィルタであり、光ファイバネットワーク内の受信機（Ｒｘ）に接続されてもよい。

さらに別の実現形態では、図４または図６に示される伝送特性を有するフィルタは、必ずしも図７または図８に示されるフィルタリングデバイス等の光学装置内に配置される必要はない。例えば、フィルタは、独立型要素として使用されてもよく、または光学装置もしくはデバイス内の他の要素と組み合わせて使用されてもよい。

いくつかの実現形態では、また、ＯＴＤＲデバイスは、波長符号化ファイバ内の障害を検出するために使用することもできる。

図９は、例示的な監視デバイス９００を示す。監視デバイス９００は、図２の監視デバイス４０と類似する、特定の種類の監視デバイスであってもよい。監視デバイス９００は、信号源９２０と、サーキュレータ９２２と、受信機９２４とを含む。信号源９２０は、多波長を有する監視信号９６０を伝送する。あるいは、信号源９２０は、各信号が１つの異なる波長のみを有する、一連の監視信号９６０を連続して伝送する。

監視信号９６０は、サーキュレータ９２２によって、いくつかの実現形態では、図２の主局３０および主要ファイバ２０に対応する、主局９３０および主要ファイバ９３２を通して、ネットワークに方向付けられる。ネットワークからの反射監視信号９６１は、主要ファイバ９３２および主局９３０を通ってサーキュレータ９２２に戻る。サーキュレータ９２２は、信号が検出され、処理される、受信機９２４に反射監視信号９６１を方向付ける。受信機９２４は、反射監視信号９６１の波長を識別することができる。

いくつかの実現形態では、伝送される監視信号９６０の強度を、信号源９２０内で変調することができる。変調関数は、他の関数、例えば、鋸歯関数、二乗関数、または他の周期関数もしくは非周期関数を変調関数として使用することができるが、好ましくは、正弦関数である。信号源９２０から反射体の距離、および反射体から受信機９２４の距離が既知であるため、反射体、例えば、図２の反射要素５２からの反射監視信号９６１の、光波の位相ではなく、強度変調関数の位相は、既知である。信号源９２０および受信機９２４は、受信機９２４内のプロセッサが、信号源９２０での強度変調関数の位相を参照できるように、通信チャネル９２６によって、電子的に繋がれる。その結果、ネットワーク内の他の散乱信号または不規則に反射される信号から、反射体からの信号を抽出することができる。監視信号の強度変調は、信号検出のために、信号対ノイズ比を改善する。

さらに、特定のファイバ内の障害（例えば、光ファイバの破損または損傷）の場合には、反射監視信号の強度変調関数の位相を分析することによって、障害の位置を識別することができる。したがって、監視信号の強度変調は、ＯＴＤＲデバイスを使用することなく、障害の位置を識別できるようにする。

本明細書は、多くの詳述を含むが、これらは、本発明または主張され得るものの範囲における限定として解釈されるべきではなく、むしろ、本発明の特定の実施形態に特有の特徴の説明として解釈されるべきである。また、別個の実施形態の文脈において本明細書に記載される特定の特徴も、組み合わせで、単一の実施形態において実現することができる。逆に、また、単一の実施形態の文脈において記載される様々な特徴を、別々に、または任意の好適な副組み合わせで複数の実施形態において実現することもできる。さらに、特徴は、特定の組み合わせで作用するように上述される、さらにはそのようなものとして最初に主張される場合があるが、主張される組み合わせの１つ以上の特徴は、場合によっては、組み合わせから削除することができ、また、主張される組み合わせは、副組み合わせまたは副組み合わせの変形を主題とし得る。

同様に、動作は、特定の順序で図面に示されるが、これは、そのような動作が、示される特定の順序もしくは起こる順序で実施される必要がある、または所望の結果を達成するために、全ての動作が実施される必要があると理解されるべきではない。さらに、上述される実施形態の様々なシステムコンポーネントの分離は、全ての実施形態において、そのような分離が要求されると理解されるべきではない。

したがって、本発明の特定の実施形態を説明してきた。他の実施形態は、以下の特許請求の範囲の範囲内である。例えば、特許請求の範囲において列挙される行為は、異なる順序で実施され、依然として所望の結果を達成することができる。

Claims (21)

1. 複数の分岐ファイバを含むファイバネットワークと、
   該ファイバネットワークの主要ファイバに連結される主局であって、該複数の分岐ファイバのそれぞれの分岐ファイバに連結される複数の支局に、通信信号を放送するように構成される、主局と、
   監視信号を伝送し、該監視信号の受信部分が、該複数の分岐ファイバの特定の分岐ファイバの状態を具体的に識別するように、該監視信号の反射部分を検出するように構成される、監視デバイスと、
   各それぞれの分岐ファイバに連結される複数のフィルタリングデバイスであって、各フィルタリングデバイスは、複数の通信波長と、該監視信号の該伝送窓内にはない異なる波長とを通過させ、残りの波長を遮断するように構成される、伝送窓を含み、該異なる波長は、該それぞれの分岐ファイバを識別する、フィルタリングデバイスと
   を備える、監視システム。
2. 前記監視信号の強度は、変調関数によって変調される、請求項１に記載の監視システム。
3. 前記変調関数は、周期的である、請求項２に記載の監視システム。
4. 前記監視デバイスは、信号源と受信機との間に連結されるサーキュレータを含む、請求項１に記載の監視システム。
5. 前記監視信号を前記複数の分岐ファイバの各々に分離するように構成される、スプリッタをさらに備える、請求項１に記載の監視システム。
6. 複数の反射要素をさらに備え、各反射要素は、対応する分岐ファイバに沿って位置付けられ、各反射要素は、該分岐ファイバの対応するフィルタリングデバイスによって通過させられる特定の波長を反射するように構成される、請求項１に記載の監視システム。
7. 各フィルタリングデバイスは、
   第１のファイバと、
   該第１のファイバから出射する光を平行にするための第１のレンズと、
   特定の伝送関数に従って、該平行光のうちの１つ以上の伝送波長を部分的に伝送し、該平行光のうちの１つ以上の反射波長を反射するためのフィルタであって、該反射波長は、該フィルタリングデバイスを出射しない、フィルタと、
   該フィルタによって伝送される該１つ以上の伝送波長を含む、フィルタリングされた光を集束するための第２のレンズと、
   該第２のレンズによって集束される、集束光を受信するための第２のファイバと
   を備える、請求項１に記載の監視システム。
8. 前記フィルタリングデバイスは、特定の波長入力を、他の波長を遮断しつつ、前記第１のファイバおよび前記第２のファイバの両方に伝送するように構成される、請求項７に記載のフィルタリングデバイス。
9. 前記フィルタの前記伝送関数は、前記伝送窓と、特定の監視波長に対応する、規定幅のピークとを含み、該伝送窓は、非通過波長の指定範囲によって該ピークから分離される、請求項７に記載のフィルタリングデバイス。
10. 前記伝送窓は、実質的に１２５０ｎｍから１５８５ｎｍの間である、請求項９に記載のフィルタリングデバイス。
11. 前記規定幅のピークの実質的に２５％の通過率でのピーク幅は、１０ｎｍ未満である、請求項９に記載のフィルタリングデバイス。
12. 前記フィルタの前記伝送関数は、実質的にＳ帯域およびＣ帯域を網羅し、実質的に１５６１ｎｍから１７００ｎｍの間の規定幅のピークを含む、請求項９に記載のフィルタリングデバイス。
13. 前記フィルタは、薄膜フィルタである、請求項９に記載のフィルタリングデバイス。
14. 前記フィルタリングデバイスは、ＳＣ、ＬＣ、ＳＴ、およびＭＵから成る群より選択される、ファイバコネクタに連結するために構成される、請求項７に記載のフィルタリングデバイス。
15. 第１の方向で１つ以上の通信信号を受信することであって、該通信信号は、伝送窓内の波長を有する、ことと、
    該第１の方向で監視信号を受信することであって、該監視信号は、該伝送窓の該波長とは異なる、１つ以上の波長を含み、該伝送窓の該波長および該監視信号の該波長は、波長の指定範囲によって分離される、ことと、
    該通信信号を通過させることと、
    該監視信号の特定の波長を通過させることと、
    全ての他の波長を遮断することと
    を含む、方法。
16. 反射監視信号を第２の方向から受信することと、
    該反射監視信号を通過させることと
    をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
17. 前記監視信号の強度は、変調関数によって変調される、請求項１５に記載の方法。
18. Ｓ帯域およびＣ帯域を網羅する伝送窓と、特定の監視信号に対応し、かつ該伝送窓内にはない、指定波長での規定幅のピークとを含む、指定伝送関数を有する薄膜フィルタを備える、装置。
19. 前記装置は、ＳＣ、ＬＣ、ＳＴ、およびＭＵから成る群より選択される、ファイバコネクタに連結するために構成される、請求項１８に記載の装置。
20. 複数の波長を有する光信号を提供するように構成される、源と、
    光ファイバネットワーク内の異なる位置に配置される、複数のフィルタであって、各フィルタは、特定の伝送関数に従って、該光信号のうちの１つ以上の伝送波長を部分的に伝送し、該光信号のうちの１つ以上の反射波長を反射するためのものであり、該複数のフィルタの各フィルタの該伝送関数は、１つ以上の通信波長を含む伝送窓と、該それぞれのフィルタに対する、それぞれの監視波長に対応する異なる伝送ピークとを含む、複数のフィルタと、
    該複数のフィルタから返される該光信号の波長に従って、該光ファイバネットワーク内の特定の位置での問題を識別するように構成される、モニタと
    を備える、システム。
21. 前記光信号の強度は、変調関数によって変調される、請求項２０に記載のシステム。

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