JP2014003439A - 光線路設備管理方法及び光線路設備管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】接続状態の検出による誤接続箇所の特定、データベースの更新・修正、接続点における損失・反射発生個所の切り分けが遠隔にて可能とする。
【解決手段】制御装置１６は、光計測装置１５を通じて光線路１１の接続点に配置される光用品１２，１３それぞれの識別情報を光線路に対する光計測により遠隔で収集し、収集された識別情報に基づいて光用品１２，１３の接続状態を管理し、読み取ったデータおよび光線路１１の接続点に関する情報をデータベースに保管する。そして、光線路１１の光反射率または光損失の長手方向分布と光線路上の識別情報分布とを光計測によって収集し、収集した識別情報から前記対向する光用品の接続状態を把握し、把握した接続状態とデータベースとの整合性を確認することで、対向する光用品の接続正常性を管理する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光線路設備を構成する接続点で用いられる光用品の接続状態の判定を遠隔から可能とする光線路設備管理方法および光線路設備管理システムに関する。

光ブロードバンドサービスの急速な普及や提供エリアの拡大により、光線路設備の新規接続や接続箇所の変更を必要とするケースが増加している。また、道路工事などの際にコンクリート柱の一時撤去が発生することで光線路の敷設ルート変更を余儀なくされる支障移転工事においても、接続点での光用品の接続切り替え作業が生じる。これらの工事は、作業内容を示した施工指示書に基づいて実施し、施工完了後には設備情報データベースに施工後の接続点の設備情報を投入し、その設備情報は、以後の設備保全を行うための管理情報として使用されることとなる。

一方、接続点における、光スプリッタや光ファイバケーブルなどの光用品に組み込まれた光コネクタの切り替え作業時に発生するトラブルの原因として、光ファイバ心線の誤接続による通信エラーやデータベースとの差異の発生、光コネクタの接続時に光ファイバ接続端面に付着した異物に起因する光ファイバ接続端面の急速劣化、現場付光用品組み上げ時の光ファイバの切断面不良による高損失接続に起因する通信サービスの安定性欠如など、様々な事例が報告されている（非特許文献１）。

NTT東日本 技術協力センタ,"現場組立コネクタにおけるトラブル事例と対策"，NTT技術ジャーナル, Vol.22,No.10,pp.48-50,2010. 古敷谷，荒木，鬼頭，伊藤，"効率的な光線路設備運用のための小型かつ大容量な光識別素子の検討"，信学技法, OFT2011-70, (2012).

従来の光線路設備管理システムにおいて、光ファイバ心線の誤接続を代表例とする光用品の接続切り替え時に発生するヒューマンエラーについては、それを能動的に検知する有効な手段はなかった。また、非特許文献１によると、接続点で発生するトラブル事象に対しては、現状では工具のメンテナンスや作業手順の適正化に対策を委ねているのみであり、これら事象の発生を根絶するための有効な手段はなく、また接続された光コネクタの接続異常をその場で検知する手段もなかった。

したがって、接続点の切り替え作業時のトラブルについては、工事完了後に通信サービス利用者から寄せられる通信異常の通報を受ける前に、予めトラブル事象を検知する技術が求められる。さらに、工事完了後、作業員が他の作業現地へ移動した後にトラブルが検知された場合には、再度作業現地に赴くこととなり、作業効率が悪いため、工事完了直後の作業員が作業現地にいるうちに、接続状態の正常性を確認する技術と、通信トラブルの原因に成り得る光用品の接続異常を検出する技術が求められている。

ここで、接続状態の正常性とは、光用品同士が施工指示書通りの接続状態を指し、また、接続異常とは、光接続用物品への異物の混入や光接続用物品内での光ファイバ切断端面などの不良、光コネクタの半挿しによる接続不良（勘合不良）などによって、正常な接続と比較して接続損失が増加した状態または接続損失の経時変化が著しい状態を指す。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、接続状態の検出による誤接続箇所の特定、データベースの更新・修正、接続点における損失・反射発生個所の切り分けが遠隔にて可能となり、光線路の保守運用稼働削減に寄与することのできる光線路設備管理方法及び光線路設備管理システムを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る光線路設備管理方法は、以下の態様で構成される。
（１）光線路の接続点に配置される識別情報をもった光用品それぞれの識別情報を遠隔で収集して前記光用品の接続状態をデータベースに登録し管理する光線路設備管理方法であって、前記接続点において対向する光用品に光計測にて読み出し可能な識別情報を付与し、前記光線路の光反射率または光損失の長手方向分布と前記光線路上の識別情報分布とを光計測によって収集し、前記収集した識別情報から前記対向する光用品の接続状態を把握し、前記把握した接続状態と前記データベースとの整合性を確認することで、前記対向する光用品の接続正常性を管理する態様とする。

また、本発明に係る光線路設備管理システムは、以下の態様で構成される。
（２）光線路の接続点に配置され、前記光線路に対する光計測にて読み出し可能な識別情報を持つ光用品と、前記光用品の識別情報を前記光線路に対する光計測により遠隔で収集する光計測装置と、前記光計測装置を通じて前記光用品の識別情報を収集し、収集された識別情報に基づいて前記光用品の接続状態を管理する制御装置と、前記光計測装置にて読み取ったデータおよび前記光線路の接続点に関する情報を保管するデータベースとを備える光線路設備管理システムであって、前記制御装置は、前記光線路の光反射率または光損失の長手方向分布と前記光線路上の識別情報分布とを光計測によって収集し、前記収集した識別情報から前記対向する光用品の接続状態を把握し、前記把握した接続状態と前記データベースとの整合性を確認することで、前記対向する光用品の接続正常性を管理する態様とする。

（３）（２）において、前記制御装置は、前記光計測によって得られた実設備の接続状態に基づいて、前記データベース上の情報を実設備の接続状態と一致するように修正する態様とする。
（４）（２）において、前記識別情報は、前記光用品の内部の光線路の光反射によって実現する態様とする。

（５）（２）において、前記光反射は、前記光用品内部の光線路にファイバーブラッググレーティングを書き込むことにより実現する態様とする。
（６）（５）において、前記ファイバーブラッググレーティングは、ブラッグ波長がＵバンド帯（1625nm〜1675nm）である態様とする。

（７）（５）において、前記ファイバーブラッググレーティングは、ブラッグ波長が光線路の加入者光終端装置側に配置された光試験光反射フィルタの反射帯域内である態様とする。

本発明の上記光線路設備管理方法及びそのシステムでは、接続点にて対向している光用品の各々に付与した識別情報を、通信事業者設備ビル等に設置された光計測装置により遠隔で読み取ることで、光線路における光用品の接続状態を容易に確認することが可能となる。

さらには、遠隔より読み取った結果からわかる実設備の接続状態と、光計測装置にリンクしたデータベースに保存された接続情報とを照合することにより両者の差異を検知することができ、必要に応じてデータベースの更新・修正が可能となる。
また、光計測結果から、接続点に存在する光用品を構成する対向する二つの光接続用物品（光コネクタ）の内、いずれの光接続用物品に異常な損失があるか、あるいは光接続用物品の境界端面に異常な損失があるのか等、接続点における詳細な異常損失発生個所の切り分けが可能となる。また、実設備とのアンマッチのない正確なデータベース化を行うことにより、詳細な故障箇所の特定が可能となり、保守稼働削減効果を得られる。

したがって、本発明によれば、接続状態の検出による誤接続箇所の特定、データベースの更新・修正、接続点における損失・反射発生個所の切り分けが遠隔にて可能となり、光線路の保守運用稼働削減に寄与することのできる光線路設備管理方法及び光線路設備管理システムを提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係る光線路設備管理システムの構成を示すブロック図である。 図１に示すシステムにおいて、光用品が光コネクタである場合を例として、光コネクタ本体に外部タグを貼付した形態を示す図である。 図２に示す光用品内部に光識別素子を実装した光ファイバを突き合わせた様子を示す状態図と、光用品内部に実装した光識別符号の読み出し結果を示す模式図である。 本発明の第３の実施形態において、光用品の接続点で突き合わされた光ファイバ接続端面に付着物がついた場合の光識別符号の読み出し結果を示す図である。 本発明の第３の実施形態において、現場付光用品内部で機械的欠陥が発生した場合の光識別符号の読み出し結果を示す図である。

添付の図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。以下に説明する実施の形態は本発明の構成の例であり、本発明は、以下の実施の形態に制限されるものではない。
（第１の実施形態）
第１の実施形態について、以下に詳述する。
図１は本発明の第１の実施形態に係る光線路設備管理システムの構成を示すブロック図である。

図１に示すように、本発明の光線路設備管理システムは、通信事業者側の伝送装置Ａと加入者側の終端装置Ｂとの間の光通信を行う光線路１１と、この光線路１１の接続地点に対向して配置され、光線路１１に対する光計測にて読み出し可能な識別情報を持った光識別素子を実装する光用品（例えば光コネクタ）１２，１３と、光線路１１に光結合器１４を介して光接続され、光用品１２，１３の識別情報を光線路１１に対する光計測により遠隔で収集する光計測装置１５と、光計測装置１５を通じて光用品１２，１３の識別情報を収集し、収集された識別情報に基づいて光用品１２，１３の接続状態を管理する制御装置１６と、光計測装置１５にて読み取った情報を表示する表示装置１７と、光計測装置１５にて読み取ったデータおよび光線路設備の接続点に関する情報を保管する設備情報データベース１８とを備える。

（１）光識別素子について
本実施形態のシステムでは、切り替えや増設が生じる接続点にて対向配置される光用品１２，１３の各々に光識別素子を実装する。光識別素子は、多ビットの光識別符号を持ち、その光識別符号のビットパターンは光用品間で異なり、その独自性を担保していなければならない。ここで光識別素子とは、光符号が書き込まれた素子そのものを指し、例えばファイバー・ブラッグ・グレーティング（ＦＢＧ）にて光符号を与えた場合、光識別素子はＦＢＧ素子そのものを指す。また、光識別符号は、例えば、ブラッグ反射波長の異なる複数個のファイバー・ブラッグ・グレーティング（ＦＢＧ）を一定の領域上に重ね書きすることで、波長軸上に反射の有無によるビット列を形成して表現する。

このような波長多重型ＦＢＧによる光識別素子の全長は1cm程度であり（非特許文献２）、例えば図２に示すように、光用品の接続部品として代表的な光コネクタの構成部品であるフェルール内の光ファイバに実装できる。あるいは、同一反射波長のＦＢＧをファイバ長手方向に直列に並べて空間的に多重したＦＢＧ（空間多重型ＦＢＧ）で光識別符号を表現し、これを光識別素子としてもよい。

また、本実施形態ではＦＢＧに付与した反射率は２段階（つまり、反射の「有」と「無」の二値）とし、それが“1”と“0”の符号情報を表すものとしているが、光計測によって分解可能な範囲で反射率の大きさを制御して光識別符号番号を多値化した反射率分布で表現することも可能である。また、反射波長は既存光通信設備との親和性を考慮すると、加入者側光終端装置の手前に配置された光試験光反射フィルタの反射帯域、あるいはＵバンド帯（1625-675nm）の帯域内にあることが望ましいが、反射波長がいずれの波長帯に書き込まれていてもよい。

（２）外部タグについて
光識別素子を実装した光用品１２，１３の外部には、光識別素子の光識別符号と同じ情報を符号化した情報を有するＱＲコード（登録商標）などの外部から読み取ることが可能な外部タグを貼付する。図２に、光用品１２が光コネクタである場合を例として、光コネクタ本体に外部タグ１２２を貼付した形態を示す。

光識別素子を実装した光コネクタ１２，１３を新設する工事を行った際には、この外部タグを読み取り機器で読み取り、工事完了後、通信設備ビルに設置してある設備情報を保管するデータベース１８に対して、読み取った外部タグ情報（すなわち光識別素子の光識別符号情報と同一の情報）と共に、当該光用品についての設置位置情報、接続対向光用品光識別番号、属性情報、敷設作業者情報など、光設備管理上必要な情報を投入する。これにより、外部タグ情報、光識別符号情報は、データベース１８内で設備情報との関連付けが完了する。

（３）光計測について
光線路１１上の光識別素子の光識別符号は、通信事業者設備ビル等に設置された光計測装置１５を用いて、制御装置１６により読み出しが可能である。なお、光計測装置１５を設置した通信事業者設備ビルとは異なる設備ビルに制御装置１６と表示装置１７を設置し、光計測装置１５に対して遠隔から操作、結果確認を行ってもよい。

図３（ａ）に、フェルール２１内の光ファイバに光識別素子を実装した２つの光用品としての光コネクタ１２，１３を対向接続した状態を示す。接続状態にある対向する２つの光コネクタ１２，１３に実装された２つの光識別素子１２１，１３１は、その離隔距離が約1.5cmとすれば、光計測装置は1cmの空間分解能を有する。そこで、測定波長を広帯域に変更可能な光源を備えたＯＦＤＲやＯＴＤＲを光計測装置として用いることにより、対向接続状態にある２つの光コネクタ２２，２３内の光識別符号を波長軸上に表現し計測することが可能となる。さらに、計測した各光識別符号を元に、データベース１８に登録されている関連設備情報（品名、設置位置、工事年月日、対向光コネクタ、等）を確認することが可能となる。また、光計測では、光線路長手方向の光反射率分布を収集できるため、異常反射や高損失が読み取れる位置とその前後にある光識別符号およびその設備情報を照合することにより、故障が発生した（あるいは懸念される）地点や設備の正確な特定が可能になる。

なお、本光計測では、使用する波長帯について限定はないが、通信サービスを提供中の実設備に対して計測を行う場合には、光計測で使用する波長帯として、通信サービスで使用する波長とは異なる波長帯を使用することにより、通信サービスへ影響を及ぼすことなく計測することが可能となる。

次に、実設備とデータベースの整合性確認について説明する。
（４）施工状態の正常性確認
接続点の光用品１２，１３の接続切り替え時などにおいて、光用品の誤接続が発生する場合がある。特に、光コネクタの接続切り替えが比較的頻繁に行われる光スプリッタや成端架、あるいは支障移転工事では屋外の光線路設備の接続点において、施工指示書通りの施工が行われないことによる誤接続が発生し、通信障害を生じる事例が発生している。そこで、光用品１２，１３の接続切り替えが施工指示書通りに正しく行われたことを確認する際に、施工実施後に、光計測装置１５による光計測によって、切り替えを行った接続点を挟んで存在する２つの光用品１２，１３の光識別素子の光識別符号を確認することによって、接続点の施工状態の正常性を確認することができる。

例えば、図３（ａ）の対向接続状態にある２つの光用品である光コネクタ１２，１３は、光識別符号“1111”をもつ光用品1111と、光識別符号“1001”をもつ光用品1001が接続されている接続点である。データベース１８に登録されているこの接続点に関する設備情報は、光識別符号“1111”と、光識別符号“1001”をもつ光用品1111，1001の設備情報、および光用品1111と光用品1001について対向接続されている光用品名情報が、光用品の新設時に登録されている。

図３（ｃ）は、図３（ａ）の接続状態を光計測装置で計測した結果を示している。図３（ｃ）では、光計測装置から光識別素子が実装されている光線路１１の地点までの距離毎に、波長軸方向の断面に、図３（ｂ）に示すような光識別素子に書き込まれた光識別符号表現する反射スペクトルを計測することができる。

ここで、具体的な施工事例を考える。光用品1111に、光識別符号“1011”をもつ新たな光用品1011を接続する切り替えを行うと施工を想定する。この施工において、光用品1111に誤って光識別符号“1101”をもつ光用品1101を接続した場合、施工後の光計測により、光用品1111と誤った光用品1101が接続されたことが確認できる。これにより、施工前の接続情報（光用品1111と光用品1001との接続）と、施工指示情報（光用品1111と光用品1001の接続状態を、光用品1111と光用品1011の接続状態に切り替える）と、施工後の実設備の接続状態（光用品1111と光用品1101の接続）とを照合し、施工後の実設備が施工指示情報と一致しない（施工指示書通りの接続状態に無い）ことが確認された場合、設備担当者にアラームが届き、トラブルが拡大する前に再施工処置を開始することができる。つまり、本実施形態によれば、施工完了後、速やかに接続状態を光計測によって確認できることから、接続施工の正常性確認が可能となる。

（第２の実施形態）
次に、実設備とデータベースに登録された設備情報に差異（アンマッチ）の検知・修正について説明する。
作業者の失念により、施工後の接続点の設備情報についてデータベース１８の更新が行われない場合や、データベース１８への設備情報の投入ミスの場合等により、実際の設備情報とデータベース１８に登録された設備情報に差異（アンマッチ）が生じる場合がある。従来は、実設備情報とデータベース１８の設備情報とのアンマッチについては、それに起因するトラブルが発生するまでは、事前に能動的に検知することが困難であった。

本発明の第１の実施形態を適用することにより、遠隔にて実設備の接続状態を情報収集することができるため、実設備に誤接続がないことが保証できる状況下では、光計測によって収集した実設備の接続状態とデータベース１８上の接続情報を比較することでその差異を検出することが可能となる。第２の実施形態では、その比較により差異が検出された場合に、光計測によって得た実設備の接続状態と一致させるように、データベース１８を修正することにより差異を解消する。この時、データベース情報の修正履歴を保存しておき、データベース情報の修正を行った光用品接続点については、後の設備点検等、当該現地に作業員が出向く機会があった際に接続の正常性を確認することが望ましい。

さらに、光線路設備に対して定期的に光計測を実施し、実設備の接続状態を監視しデータベース１８との差異を検知することで、より信頼性の高いデータベースを構築することができる。このように、信頼性の高いデータベース１８を維持することにより、保守業務において無用な派遣を無くすことができ、光線路１１の保守運用稼働削減が可能となる。

（第３の実施形態）
（５）接続点での詳細な故障発生箇所の切り分け
光用品の接続切り替え時や現場付光用品の新設時など、光ファイバの接続端面への付着物による高損失部の発生や現場付光コネクタなど現場付光部品内部の光ファイバ切断面の不良等による機械的な欠陥による高損失部の発生が懸念される場合、光計測装置１５による光計測で光線路１１の長手方向に対する反射イベントの分布および反射スペクトルを測定する。これにより、対象とする接続点に問題がある場合には、光用品の近辺で異常な反射や損失が観測されることから、問題の有無を遠隔から確認することが可能となる。

この時、異常イベントが発生している地点や設備を遠隔にて正確に把握できるだけでなく、対向接続されている２つの光接続用物品のそれぞれに光識別素子が実装されていることから、問題の発生位置が、対向接続する２つの光用品の接触面、即ち光ファイバ接続端面の異常であるか、あるいは対向接続する２つの光接続用物品の内のいずれか一方の光ファイバ切断端面の異常であるか、といった詳細な故障発生個所の特定が可能になる。

例えば、図４（ａ）に示す光ファイバ接続端面に異常がある場合には、図４（ｂ）に示すように、突き合わせた２つの光識別素子（図４中の“1111”を示す反射と“1001”を示す反射）の中間点において、光計測結果の信号レベルの異常な落ち込みまたは異常な反射率の上昇が観測できる。

また、図５（ａ）に示すように、現場付光用品の組み上げ作業において生じた現場付光用品内部の光ファイバ切断面不良等による機械的欠陥が存在する場合には、図５（ｂ）に示すように、２つの光識別素子（図５中の“1111”を示す反射と“1001”を示す反射）の外側（図５では、光識別符号“1011”より右側）において、光計測結果の信号レベルの異常な落ち込みまたは異常な反射率の上昇が観測できる。

図４、図５から得られる計測結果の特徴から、対向接続する２つの光用品の内のいずれか一方の光用品内部に異常や欠陥が存在することが確認できれば、当該光用品のみを再施工すればよいため、故障修理を行う際に、事前に詳細な故障発生箇所の特定が完了していることから、修理に要する時間を短縮することができる。また、光用品の中のいずれの場所で異常や欠陥が発生したかというデータと当該設備の施工作業者の情報、施工日などあらゆる施工作業情報を蓄積し情報分析することで、施工作業者のスキル習熟度の把握や、異常や欠陥が発生しやすい光用品の仕様変更についての方針策定に役立てられる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具現化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成を削除してもよい。さらに、異なる実施形態例に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。

Ａ…通信事業者側伝送装置、Ｂ…加入者側終端装置、１１…光線路（光コネクタ）、１２，１３…光用品、１２１，１３１…光識別素子、１２２…外部タグ、１４…光結合器、１５…光計測装置、１６…制御装置、１７…表示装置、１８…設備情報データベース、２１…フェルール。

Claims (7)

1. 光線路の接続点に配置される識別情報をもった光用品それぞれの識別情報を遠隔で収集して前記光用品の接続状態をデータベースに登録し管理する光線路設備管理方法であって、
   前記接続点において対向する光用品に光計測にて読み出し可能な識別情報を付与し、
   前記光線路の光反射率または光損失の長手方向分布と前記光線路上の識別情報分布とを光計測によって収集し、
   前記収集した識別情報から前記対向する光用品の接続状態を把握し、
   前記把握した接続状態と前記データベースとの整合性を確認することで、前記対向する光用品の接続正常性を管理することを特徴とする光線路設備管理方法。
2. 光線路の接続点に配置され、前記光線路に対する光計測にて読み出し可能な識別情報を持つ光用品と、
   前記光用品の識別情報を前記光線路に対する光計測により遠隔で収集する光計測装置と、
   前記光計測装置を通じて前記光用品の識別情報を収集し、収集された識別情報に基づいて前記光用品の接続状態を管理する制御装置と、
   前記光計測装置にて読み取ったデータおよび前記光線路の接続点に関する情報を保管するデータベースと
   を備える光線路設備管理システムであって、
   前記制御装置は、
   前記光線路の光反射率または光損失の長手方向分布と前記光線路上の識別情報分布とを光計測によって収集し、
   前記収集した識別情報から前記対向する光用品の接続状態を把握し、
   前記把握した接続状態と前記データベースとの整合性を確認することで、前記対向する光用品の接続正常性を管理することを特徴とする光線路設備管理システム。
3. 前記制御装置は、前記光計測によって得られた実設備の接続状態に基づいて、前記データベース上の情報を実設備の接続状態と一致するように修正することを特徴とする請求項２記載の光線路設備管理システム。
4. 前記識別情報は、前記光用品の内部の光線路の光反射によって実現することを特徴とする請求項２記載の光線路設備管理システム。
5. 前記光反射は、前記光用品内部の光線路にファイバーブラッググレーティングを書き込むことにより実現することを特徴とする請求項２記載の光線路設備管理システム。
6. 前記ファイバーブラッググレーティングは、ブラッグ波長がＵバンド帯（1625nm〜1675nm）であることを特徴とする請求項５記載の光線路設備管理システム。
7. 前記ファイバーブラッググレーティングは、ブラッグ波長が光線路の加入者光終端装置側に配置された光試験光反射フィルタの反射帯域内であることを特徴とする請求項５記載の光線路設備管理システム。

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