JP2014011554A - Optical line monitoring method and optical line monitoring system - Google Patents

Optical line monitoring method and optical line monitoring system Download PDF

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誠一 斧田
Nobuo Tsukamoto
信夫 塚本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To automatically perform fault location on the way of a path at actual time without altering an optical access system.SOLUTION: An optical line monitoring method monitors, by an OTDR, a loss characteristic change on the way of each path in an optical line system which consists of an optical path formed by one optical fiber and a plurality of paths formed by a plurality of branches, constructed by making the optical path formed by one optical fiber branch out to the plurality of branches by passive optical branching means, and making the plurality of branches formed by optical fibers whose difference between lengths is larger than the distance resolution of the used OTDR. The optical line monitoring method always monitors to compare a current reflection impulse response waveform with a reflection impulse response waveform from a certain time before, and if a decrement response has been detected, it determines a loss occurrence path by a fall position of the waveform of the decrement response, and determines a loss occurrence place by a rise position of the waveform of the decrement response. A digital-type OTDR employing a pseudorandom code correlation system is used.

Description

本発明は、光ファイバによる光路を複数の分岐光路に分岐させて構成された光路群を含んだ光線路系において、光路上で発生した伝送損失の変化検出する技術に関するものである。   The present invention relates to a technique for detecting a change in transmission loss generated on an optical path in an optical line system including an optical path group configured by branching an optical path by an optical fiber into a plurality of branched optical paths.

光ファイバを伝送媒体とするFTTH(Fiber To The Home )サービスの普及は目覚しく( Passive Optical Network:PONと総称される) 、我が国の光加入者数は、2012年4月現在2190万加入にのぼる。こうしたFTTHの普及とともに、光ネットワークに対する保守サービスの技術向上とコスト削減が急務になっている。
PONでは、局からの出線が加入者宅近傍の光分岐器(スプリッタ)で複数本に分岐されるが(通常8分岐) 、局からOTDR(Optical Time Domain Reflectometer、時間領域光反射計測器(通称光パルス試験器))の反射インパルス応答波形を見ると、スプリッタ下部の支線全部の反射が重畳されてしまうため、支線個別の反射応答を求めることが困難である。これを克服する試みがいくつかなされているが、現在までのところ現実的な解は得られていないようである。
The spread of FTTH (Fiber To The Home) service using optical fiber as a transmission medium is remarkable (passive optical network: collectively called PON), and the number of optical subscribers in Japan is 21.9 million as of April 2012. With the spread of FTTH, there is an urgent need to improve the technology and cost reduction of maintenance services for optical networks.
In the PON, the outgoing line from the station is branched into a plurality of optical splitters (splitters) near the subscriber's home (usually 8 branches). However, the station uses an OTDR (Optical Time Domain Reflectometer). Looking at the reflection impulse response waveform of the so-called optical pulse tester)), it is difficult to obtain the reflection response of each branch line because the reflection of all the branch lines below the splitter is superimposed. Several attempts have been made to overcome this, but to date no realistic solution appears to have been obtained.

ネットワーク上では種々故障が起こり得る。強風などの影響によって、ファイバケーブルが急曲されて局所的に大きな曲げ損失が発生したり、破断に至る場合も少なくない。
このようなトラブルが発生した場合には、加入者からのクレームによって通信事業者の要員が加入者宅に赴き、OTDRによってトラブルが発生した光路上の位置(光故障点)を検知した上で、対策を施すのが通常であり、監視の自動化はできていない。
このような従来の保守サービスでは、通信サービス運用上の問題も多く、保守のために膨大な手間とコストを要しているのが現状である。
そのため、加入者側からではなく、局側から通信サービスを継続した状態で前記光故障点を切り分けられる線路監視方式が渇望されている。
Various failures can occur on the network. In many cases, the fiber cable is suddenly bent by a strong wind or the like, causing a large bending loss locally or breaking.
When such a trouble occurs, the operator's staff goes to the subscriber's house according to the complaint from the subscriber, and after detecting the position (light failure point) on the optical path where the trouble occurred by OTDR, Countermeasures are usually taken and monitoring is not automated.
In such a conventional maintenance service, there are many problems in the operation of the communication service, and the current situation is that enormous effort and cost are required for the maintenance.
Therefore, a line monitoring system that can isolate the optical failure point in a state where the communication service is continued from the station side rather than from the subscriber side is desired.

高橋央他 「パルス光ブリルアン利得解析によるスプリッタ 下部測定技術」、電子情報通信学会技術研究報告、 OFT2011-76、2012年3月2日Takahashi, et al. "Split lower measurement technology by Brillouin gain analysis using pulsed light", IEICE Technical Report, OFT2011-76, March 2, 2012

光故障を切り分けるもっとも基本的な手段は上記のOTDRであるが、これを局から加入側に対して用いると、スプリッタ以遠の複数加入者線からのレーリ後方散乱光が重畳されてしまうため、加入者線ごとの故障切り分けは不可能とされている。
また、非特許文献1に記載の技術は、局側からブリルアンポンプ光パルスと時間遅れをもたせたプローブ光パルスを発出し、支線の高反射終端から折り返されたポンプ光がプローブ光と逆向きに衝突するときに発生するブリルアン増幅光を選択的に受光して解析するものであるが、系の構成が非常に複雑である。
The most basic means for isolating optical failure is the above-mentioned OTDR. However, if this is used from the station to the subscriber side, Rayleigh backscattered light from multiple subscriber lines beyond the splitter will be superimposed. It is considered impossible to isolate the failure for each person line.
Further, the technique described in Non-Patent Document 1 emits a probe light pulse with a time delay from the Brillouin pump light pulse from the station side, and the pump light turned back from the high-reflection end of the branch line is opposite to the probe light. The Brillouin amplified light generated at the time of collision is selectively received and analyzed, but the system configuration is very complicated.

従って、本発明の目的とするところは、光アクセス系を改変することなく、シンプルなハード構成によって光分岐器以遠を含めた光アクセス系のfault locationを実時間で自動的に行う方式を実現することにある。すなわち、線路系を対象に、ファイバ線路の破断もしくは急曲などによる局部的な挿入損失の変化を「線路故障」として、その故障発生時刻、その故障位置(どの支線のどの位置か)、および故障内容(破断か挿入損か、挿入損なら定量的に何デシベルか)を実時間で検出することである。   Therefore, an object of the present invention is to realize a system for automatically performing the fault location of the optical access system including the distance from the optical branching unit in real time with a simple hardware configuration without modifying the optical access system. There is. In other words, for the line system, the change in local insertion loss due to fiber line breaks or sharp bends is defined as “line failure”, the time of failure occurrence, the location of the failure (which branch of which location), and the failure It is to detect the content (breakage or insertion loss, how many decibels is quantitative if it is insertion loss) in real time.

本発明は、上記目的を達成するために以下の構成を備えている。
請求項1に係る光線路監視方法の発明は、
1本の光ファイバによる光路を、受動的な光分岐手段により複数の支線に分岐させ、前記複数の支線は、用いるOTDRの距離分解能以上の距離差をもつ光ファイバで構成して、前記1本の光ファイバによる光路と前記複数の支線とからなる複数の経路が構成されてなる光線路系において、各経路の途中における損失特性変化をOTDRで監視する光線路監視方法であって、
現在の反射インパルス応答波形と一定時間前からの反射インパルス応答波形を常時比較監視し、減分応答が検出されたとき、前記減分応答の波形の立ち下がり位置によって損失が発生した経路を特定し、前記減分応答の波形の立ち上がり位置によって損失が発生した箇所を特定することを特徴としている。
請求項2では、
前記減分応答が検出された時点に基づいて前記損失が発生した時刻を特定する処理か、もしくは、
前記減分応答波形のレベルに基づいて挿入損を求めて前記損失発生の内容を特定する処理か、
の少なくとも何れか一つの処理を行うことを特徴としている。
請求項3では、
前記光線路系が正常な時にあらかじめ取得した正常時の反射インパルス応答波形に基づいて、各支線のレーリ後方散乱光レベルの分布と、各支線の終端位置に対応した終端位置情報とを含んだ支線終端マップを得ておき、
前記損失が発生した支線として特定する際には、
前記減分応答波形の立下り位置を前記支線終端マップと対比させ、前記立ち下がり位置と一致する終端位置情報を含んだ支線を、前記損失が発生した支線として特定し、
前記損失が発生した支線上の位置として特定する際には、
前記減分応答波形の立ち上がり位置を、前記特定した支線の支線終端マップと対比させ、前記立ち上がり位置に対応した位置を、前記損失が発生した支線上の位置として特定し、
前記損失発生の内容を特定する際には、
前記減分応答の減分レベルと前記支線終端マップにおけるレーリ後方散乱光レベル分布との比較によって挿入損失値を特定することを特徴としている。
請求項4では、
前記各経路の途中における損失特性変化を監視するOTDRとしては、
擬似ランダム符号で変調された光を前記光線路系へ出射し、前記光線路系からの反射光と前記擬似ランダム符号との相関処理によって反射インパルス応答波形を得る擬似ランダム符号相関方式によるデジタル式のOTDRを用いることを特徴としている。
請求項5では、
1本の光ファイバによる光路を、受動的な光分岐手段により複数の支線に分岐させ、前記複数の支線は、用いるOTDRの距離分解能以上の距離差をもつ光ファイバで構成して、前記1本の光ファイバによる光路と前記複数の支線とから構成されてなる光線路系を複数含んだ光伝送システムにおける複数の光線路系を対象にした時分割多重の光線路監視方法であって、
前記複数の光線路系の内の何れか1つの光線路系を順次選択し、
擬似ランダム符号で変調された光は、前記選択した光線路系に対して出射し、
前記光線路系からの反射光は受光して加算し、
該加算出力と前記擬似ランダム符号との相関処理によって反射インパルス応答波形を得る擬似ランダム符号相関方式によるデジタル式のOTDRを用いることを特徴としている。
請求項6では、
前記前記1本の光ファイバによる光路には、光通信手段から出力された通信光と、前記通信光とは異なる波長の光を擬似ランダム符号で変調した監視光とを、波長分割多重させて出射し、
前記光線路系から、波長選択性カプラによって前記監視光に基づいた反射光を分離して受光し、
受光した反射光と前記擬似ランダム符号との相関処理によって反射インパルス応答波形を得る擬似ランダム符号相関方式によるデジタル式のOTDRを用いることを特徴としている。
請求項7では、
前記1本の光ファイバによる光路には擬似ランダム符号で変調した監視光を出射し、
前記光線路系から、波長選択性カプラによって前記監視光に基づいた反射光を分離して受光し、
受光した反射光と前記擬似ランダム符号との相関処理によって反射インパルス応答波形を得る擬似ランダム符号相関方式によるデジタル式のOTDRを用いることを特徴としている。
請求項8に係る監視システムは、
1本の光ファイバによる光路を、受動的な光分岐手段により複数の支線に分岐させ、前記複数の支線は、用いるOTDRの距離分解能以上の距離差をもつ光ファイバで構成して、前記1本の光ファイバによる光路と前記複数の支線とからなる複数の経路が構成されてなる光線路系において、各経路の途中における損失特性変化をOTDRで監視するために用いる光線路監視システムであって、
現在の反射インパルス応答波形と一定時間前からの反射インパルス応答波形を常時比較監視して、減分応答が検出されたとき、前記減分応答の波形の立ち下がり位置と、前記減分応答の波形の立ち上がり位置に関する情報を出力する減分応答監視手段を備えていることを特徴としている。
In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
The invention of the optical line monitoring method according to claim 1 comprises:
An optical path by one optical fiber is branched into a plurality of branch lines by a passive optical branching means, and the plurality of branch lines are constituted by optical fibers having a distance difference equal to or greater than the distance resolution of the OTDR to be used. In the optical line system in which a plurality of paths composed of the optical path of the optical fiber and the plurality of branch lines are configured, an optical line monitoring method for monitoring loss characteristic change in the middle of each path by OTDR,
The current reflected impulse response waveform and the reflected impulse response waveform from a certain period of time are constantly compared and monitored, and when a decrement response is detected, the path where loss has occurred is identified by the falling position of the decrement response waveform. The location where the loss has occurred is specified by the rising position of the waveform of the decrement response.
In claim 2,
A process of identifying the time at which the loss occurred based on the time when the decrement response was detected, or
A process of determining the content of the loss occurrence by obtaining an insertion loss based on the level of the decrement response waveform,
It is characterized in that at least one of the processes is performed.
In claim 3,
A branch line including distribution of Rayleigh backscattered light level of each branch line and termination position information corresponding to the termination position of each branch line based on a normal reflection impulse response waveform acquired in advance when the optical line system is normal Get the end map,
When specifying the branch line where the loss occurred,
The falling position of the decrement response waveform is compared with the branch line end map, and the branch line including the terminal position information matching the falling position is specified as the branch line where the loss has occurred,
When specifying the position on the branch line where the loss has occurred,
The rising position of the decrement response waveform is compared with the branch end map of the specified branch line, and the position corresponding to the rising position is specified as the position on the branch line where the loss has occurred,
When specifying the contents of the loss occurrence,
The insertion loss value is specified by comparing the decrement level of the decrement response with the Rayleigh backscattered light level distribution in the branch line termination map.
In claim 4,
As an OTDR for monitoring a loss characteristic change in the middle of each path,
The light modulated by the pseudo-random code is emitted to the optical line system, and a reflected impulse response waveform is obtained by correlation processing between the reflected light from the optical line system and the pseudo-random code. It is characterized by using OTDR.
In claim 5,
An optical path by one optical fiber is branched into a plurality of branch lines by a passive optical branching means, and the plurality of branch lines are constituted by optical fibers having a distance difference equal to or greater than the distance resolution of the OTDR to be used. A time division multiplexing optical line monitoring method for a plurality of optical line systems in an optical transmission system including a plurality of optical line systems composed of an optical path of the optical fiber and the plurality of branch lines,
Sequentially selecting one of the plurality of optical line systems,
The light modulated with the pseudo-random code is emitted to the selected optical line system,
The reflected light from the optical line system is received and added,
A digital OTDR based on a pseudo-random code correlation method that obtains a reflected impulse response waveform by a correlation process between the added output and the pseudo-random code is used.
In claim 6,
In the optical path of the one optical fiber, the communication light output from the optical communication means and the monitoring light obtained by modulating the light having a wavelength different from that of the communication light with a pseudo-random code are output by wavelength division multiplexing. And
From the optical line system, the reflected light based on the monitoring light is separated and received by a wavelength selective coupler,
A digital OTDR based on a pseudo random code correlation method for obtaining a reflected impulse response waveform by correlation processing between received reflected light and the pseudo random code is used.
In claim 7,
A monitoring light modulated with a pseudo-random code is emitted to the optical path of the one optical fiber,
From the optical line system, the reflected light based on the monitoring light is separated and received by a wavelength selective coupler,
A digital OTDR based on a pseudo random code correlation method for obtaining a reflected impulse response waveform by correlation processing between received reflected light and the pseudo random code is used.
A monitoring system according to claim 8 comprises:
An optical path by one optical fiber is branched into a plurality of branch lines by a passive optical branching means, and the plurality of branch lines are constituted by optical fibers having a distance difference equal to or greater than the distance resolution of the OTDR to be used. An optical line monitoring system used for monitoring loss characteristic changes in the middle of each path by OTDR in an optical line system in which a plurality of paths including an optical path of the optical fiber and the plurality of branch lines are configured,
The current reflected impulse response waveform and the reflected impulse response waveform from a certain time ago are constantly compared and monitored, and when a decrement response is detected, the falling position of the decrement response waveform and the decrement response waveform A decrement response monitoring means for outputting information related to the rising position of is provided.

上述した解決手段を備えた本発明の基本要素を一言ずつで言うなら、「PNCR/OTDR(Pseudorandom noise-code Correlation Reflectometry/OTDR)」、「DRA(Decremental Reflection Analysis:反射減分解析)」、「デジタルポーリング」の3点である。
なお、
PNCR/OTDRとは、擬似ランダム符号相関方式によるデジタル式のOTDRであり、従来のアナログ式のパルス方式に代わるOTDRのことであり、例えば、以下の参考文献1に開示されている。
参考文献1:<論文> 斧田他「擬似ランダム符号相関方式によるファイバレーリ散乱の検出」2006.3 ¥電子情報通信学会総合大会予稿C-5-12
To say the basic elements of the present invention with the above-described solution one by one, “PNCR / OTDR (Pseudorandom noise-code Correlation Reflectometry / OTDR)”, “DRA (Decremental Reflection Analysis)”, Three points of “digital polling”.
In addition,
PNCR / OTDR is a digital OTDR based on a pseudo-random code correlation method, which is an OTDR that replaces a conventional analog pulse method, and is disclosed in Reference Document 1 below, for example.
Reference 1: <Article> Axda et al. “Detection of fiber Rayleigh scattering by pseudo-random code correlation method” 2006.3 ¥ Proceedings of the IEICE General Conference C-5-12

また、
DRAは、本発明の骨子をなすもので、OTDRによるネットワークからの反射インパルス応答の一定時間前からのDecremental Reflection、すなわち「反射減分」もしくは「DR応答」を常時監視し、故障発生で生じた減分応答を解析することによって、上述の目的であるすべての故障情報を得る方式のことである。
また、
デジタルポーリングは、局内の出線ごとに線路監視用波長の送受光モジュールを設け、サイクリックに順次送光系をイネーブルにすることによって、複数の出線を時分割で多重化する方式のことである。
Also,
DRA forms the essence of the present invention, and constantly monitors decremental reflection from a certain time before the reflected impulse response from the network by OTDR, that is, “reflection decrement” or “DR response”, and is caused by the occurrence of a failure. By analyzing the decrement response, it is a method of obtaining all the failure information which is the above-mentioned purpose.
Also,
Digital polling is a system that multiplexes multiple outgoing lines in a time-division manner by providing a transmission / reception module with a line monitoring wavelength for each outgoing line in the station and sequentially enabling the light transmission system. is there.

以下に、それぞれを詳細に説明する。
1)PNCR/OTDR
OTDRは光線路上の光損失分布、すなわち反射インパルス応答を得るための試験器の一般名称で、従来、アナログ式のパルス方式のものが用いられている。シャープな光パルスを対象に向かって発出したときの反射光の時間応答波形を以ってそのまま出力とするものである。
この方式は原理は簡単ながら、本発明の目的からするといくつかの短所を持つ。
1つには、単独パルスショットに対する波形応答であるために、線路系の最遠端からの反射が戻るまで、次のショットを待たなくてはならない。線路上の異なる区間からの反射戻りが重なってしまうからである。これは時間的な無駄である。
2つには、パルス方式であるために、光源のピークパワを高くしなくてはならないことである。ハイパワ光源は一般的でないため、コスト高につくだけでなく、ショット時に通信伝送系に対して影響をあたえるおそれがある。
3つには、光源をハイパワにしてもショットあたりの光エネルギが小さいため、単独パルスでは受光S/N比が十分でない。そのため多数回ショットによる平均化処理でS/N比を稼ぐことが必要となる。ショット間隔は線路長に制限されるから、結果、計測時間が長くならざるを得ない。
そこで本発明では、アナログ式のパルス方式に代わって、発明者によって開発されたデジタル式の擬似ランダム符号相関方式(PNCR方式と略称)を採用する。
図3に、デジタル式の擬似ランダム符号相関方式の原理構成を示した。
PNCR方式では前述した従来方式の欠点をほぼクリアすることができるので、本発明の回線監視システムのためのOTDR方式としては最適なのである。
Each will be described in detail below.
1) PNCR / OTDR
OTDR is a general name of a tester for obtaining an optical loss distribution on an optical line, that is, a reflected impulse response, and conventionally, an analog pulse type is used. The output is directly output with the time response waveform of the reflected light when a sharp light pulse is emitted toward the target.
While this principle is simple, it has several disadvantages for the purposes of the present invention.
One is the waveform response to a single pulse shot, so the next shot must wait until the reflection from the farthest end of the line system returns. This is because reflection returns from different sections on the track overlap. This is a waste of time.
Second, because of the pulse system, the peak power of the light source must be increased. Since a high power light source is not common, not only is the cost high, but there is a possibility of affecting the communication transmission system at the time of a shot.
Third, even if the light source is high-powered, the light energy per shot is small, so the light-receiving S / N ratio is not sufficient with a single pulse. Therefore, it is necessary to earn an S / N ratio by averaging processing by multiple shots. Since the shot interval is limited by the line length, the measurement time must be long as a result.
Therefore, in the present invention, a digital pseudo random code correlation method (abbreviated as PNCR method) developed by the inventor is employed instead of the analog pulse method.
FIG. 3 shows the principle configuration of the digital pseudo-random code correlation method.
The PNCR system can almost completely eliminate the above-mentioned drawbacks of the conventional system, and is therefore optimal as the OTDR system for the line monitoring system of the present invention.

2)DRAを図1を参照して説明する。
図1(a)には、局側のOTDRからの出線が光分岐器で3つの支線L1、L2、L3に分岐され、前記支線2の途中で損失が発生した例を示している。
(1)光分岐器以遠の支線長にはOTDRの距離分解能以上の距離差があるものとする(ない場合は終端にダミーファイバを追加して差を付与する)。
(2)正常時における局側からのOTDR反射応答(NR/BF(Network Reflection/Before the Fault),図1(b)参照。)により、加入者線の終端位置マップ(図1(c)参照。)を作成する。
(3)各支線に対応するレーリ後方散乱レベル(レーリレベルと仮称)R1,R2,R3を求めておく。
(4)観測点から見た光線路系の反射インパルス応答(OTDR反射波形)の一定時間前からの減分応答(DR応答)を常時監視する。
(5)線路上に曲げによる挿入損や破断などの光学的故障がない場合、DR応答はつねにゼロである。
(6)故障発生と同時にOTDR反射応答が図1(d)に示したNR/AF(Network Reflection/After the Fault)のように変化し、前記NR/BFとの減分としてDR応答(図1(e)参照。)が出現する。これにより故障発生時刻がわかる。
(7)発生したDR応答波形の立下り位置P2と、支線終端マップ上での終端位置が一致する支線L2が故障線路である。
(8)DR応答波形の立ち上がり時点P1に相当する地点が損失が発生した損失点の位置、すなわち故障位置である
(9)上記立上がり幅D2を支線L2に対応するレーリレベルR2と比較し、ほぼ等しければ「破断」、レーリレベルよりも低ければ曲げなどによる挿入損である。挿入損の大きさは、前記レーリレベルとの比D2/R2として求めることができる。
2) DRA will be described with reference to FIG.
FIG. 1A shows an example in which the outgoing line from the OTDR on the station side is branched into three branch lines L1, L2, and L3 by an optical branching device, and a loss occurs in the middle of the branch line 2. FIG.
(1) It is assumed that the branch line length beyond the optical branching unit has a distance difference equal to or greater than the OTDR distance resolution (if there is no difference, a dummy fiber is added at the end to give the difference).
(2) OTDR reflection response (NR / BF (Network Reflection / Before the Fault), see FIG. 1 (b)) from the station side in the normal state, and the termination position map of the subscriber line (see FIG. 1 (c)) .)
(3) The Rayleigh backscattering level (tentative name) R1, R2, R3 corresponding to each branch line is obtained.
(4) The decrement response (DR response) from a certain time before the reflection impulse response (OTDR reflection waveform) of the optical line system viewed from the observation point is constantly monitored.
(5) If there is no optical failure such as insertion loss or breakage due to bending on the track, the DR response is always zero.
(6) At the same time as the failure occurs, the OTDR reflection response changes as NR / AF (Network Reflection / After the Fault) shown in FIG. 1 (d), and the DR response (FIG. 1) is decremented from the NR / BF. (See (e)) appears. As a result, the failure occurrence time can be known.
(7) The branch line L2 in which the falling position P2 of the generated DR response waveform and the terminal position on the branch line terminal map coincide is the fault line.
(8) The point corresponding to the rising point P1 of the DR response waveform is the position of the loss point, that is, the failure position. (9) The rising width D2 is compared with the Rayleigh level R2 corresponding to the branch line L2. If it is equal, it is “break”, and if it is lower than the Rayleigh level, it is an insertion loss due to bending or the like. The magnitude of the insertion loss can be obtained as a ratio D2 / R2 with respect to the Rayleigh level.

3)デジタルポーリング
(1)従来技術
出線ごとにOTDRを設けるのはコスト高につくため、従来は、OTDRの出口に光スイッチを設け、複数の出線を順次選択接続する方式が採られている。
しかし光スイッチは機械的な可動部をもつものが多く、応答性と信頼性の点で課題がある上、コストも高い。
また通常1×2のものが基本となるため、選択段数が増えると多数個の光スイッチを要するなど極めて面倒かつ高価につく。
従って光スイッチによらない電気回路的手法によって実現したデジタルポーリングでは、シンプル、高速かつ安価な出線選択手段を提供することができる。
(2)系の構成と動作手順
本発明が採用するデジタルポーリングを、図5に示した構成を参照して説明する。
光線路監視装置12からの出線21〜24・・・ごとに、双方向の送受光手段(BIDIと略称;Bi-directional tranceiver)161〜164・・・を設ける。なお、図5においては、複数の光線路系の内4本の出線21〜24を含んだ光線路系を図示して、他の光線路系は省略している。
各BIDI161〜164の光源を、PN符号発生部1212にて発生させた共通の擬似ランダム符号(PN符号)でデジタル変調する。
タイミング発生部122から出力される位相のずれたイネーブル信号(図6のイネーブル信号φ1〜φ8参照)によりにて上記各BIDI161〜164の送光回路をPN符号フレームの整数倍の時間長ずつサイクリックに順次イネーブルにするのが望ましい。
各BIDIの受光器のアナログ加算出力をAD変換後、上記PN符号との相関処理を施し、出線ごとの反射インパルス応答を順次求める。
上記反射インパルス応答にもとづいた反射減分応答解析により、出線ごとの光故障の切り分けを行なう。
3) Digital polling (1) Conventional technology Since it is expensive to provide an OTDR for each outgoing line, conventionally, an optical switch is provided at the outlet of the OTDR and a plurality of outgoing lines are sequentially selected and connected. Yes.
However, many optical switches have mechanical moving parts, and there are problems in terms of responsiveness and reliability, and the cost is high.
In addition, since 1 × 2 is usually the base, increasing the number of selected stages requires a large number of optical switches and is extremely cumbersome and expensive.
Therefore, digital polling realized by an electric circuit method not using an optical switch can provide a simple, high-speed and inexpensive outgoing line selection means.
(2) System Configuration and Operation Procedure The digital polling employed by the present invention will be described with reference to the configuration shown in FIG.
Bidirectional transmission / reception means (abbreviated as BIDI; Bi-directional tranceiver) 161-164... Are provided for each of the outgoing lines 21-24. In FIG. 5, an optical line system including four outgoing lines 21 to 24 among a plurality of optical line systems is illustrated, and other optical line systems are omitted.
The light sources of the BIDI 161 to 164 are digitally modulated with a common pseudo-random code (PN code) generated by the PN code generator 1212.
The BIDI 161-164 light transmission circuits are cyclically cycled by an integral multiple of the PN code frame by an enable signal (see enable signals φ1-φ8 in FIG. 6) output from the timing generator 122. It is desirable to enable them sequentially.
The analog addition output of each BIDI light receiver is AD-converted, and then subjected to correlation processing with the PN code to sequentially obtain a reflected impulse response for each outgoing line.
Based on the reflection decrement response analysis based on the reflection impulse response, the optical failure is classified for each outgoing line.

以下においては、本明細書において使用する用語と記号を、図1と対応させて説明する。
<OTDR>光パルス試験器の一般名称。従来、OTDRはアナログ式のパルス方式のものしか普及していないので、普通はこの方式のものを指す。本発明では、方式にかかわらず、線路系の反射応答(反射インパルス応答)を求める計測器として用いる。
<出線、光路>光アクセス系の場合は電話局、光計測系の場合はインタロゲータから出る一本の光ファイバ幹線のこと。
<支線>出線の途中、光アクセス系の場合は加入者域、後述する光計測系の場合は観測域近傍において、光分岐器によって分岐された支線光ファイバ。
(光計測系:光センサにおける、あるいはファイバそのものにおける挿入損失の発生もしくは変化によってセンシングするシステム。光伸長計のように、変位をファイバ曲げに変換するものが普及している)
<光分岐器、光分岐手段、スプリッタ>一本のファイバを複数本のファイバに受動的に分岐する機器。ファイバを撚り合わせて延伸するタイプと光の平面回路(PLC:Planar Light Circuit)で構成するタイプがある。本発明の場合はどちらでも可。
<損失点>ファイバの破断や急曲によって、伝送損失が増加する。曲げ損の場合は数dBから10数dB、破断の場合は損失無限大。局所的な損失増は、線路監視の観点からすると「故障」であり、光計測系の場合は「計測情報」である。ここでは両方の場合を想定して、「損失点」とした。
<NR/BF応答>Network Reflection/Before the Fault。ファイバ線路系からのOTDRによる反射(インパルス)応答で、損失発生前のもの。
<NR/AF応答>Network Reflection/After the Fault。ファイバ線路系からのOTDRによる反射(インパルス)応答で、損失発生後のもの。
<DR応答>Decremental Reflection(反射減分)応答。NR応答の一定時間前からの「減分応答」(NR/BF−NR/AF)。応答差分。
<L1〜L3>支線番号。簡単のため光分岐後の支線数を3としたが、PONのような光アクセス系では、8あるいは32が通常である。光計測系の場合は、状況によってまちまちである。
<R0>光分岐器直後のOTDR反射レベル段差。分岐損失に応じて大きくなる。すべての支線からのレーリ反射が重畳されるため、分岐数をNとし、分岐器の過剰損失がないものとすれば、分岐による反射減衰量は10logN (dB)であたえられる(分岐損そのものは本発明では直接関係しない)。
<Ri,R1〜R3>損失発生前のNR/BF応答における各支線終端点のレーリ反射レベル段差。
<Di,D1〜D3>支線に対応したDRレベル。Riとの比較で損失αiがわかる。すなわち、αi=10log(1−Di/Ri) (dB)。
<DR立下り>DR応答波形における立下りタイミング。支線終端マップでタイミングがこれと合致する支線が「損失」発生支線である。
<DR立ち上がり>同じく立ち上がりタイミング。支線終端マップでタイミングがこれと合致する位置から、損失発生支線内の発生箇所が同定される。
In the following, terms and symbols used in this specification will be described in correspondence with FIG.
<OTDR> General name of optical pulse tester. Conventionally, since OTDR has only been widely used in the analog pulse system, it usually refers to this system. In the present invention, it is used as a measuring instrument for obtaining the reflection response (reflection impulse response) of the line system regardless of the system.
<Outgoing line, optical path> In the case of an optical access system, it is a single optical fiber trunk line coming out of an interrogator in the case of an optical measurement system.
<Branch line> A branch line optical fiber branched by an optical branching device in the subscriber area in the case of an optical access system or in the vicinity of an observation area in the case of an optical measurement system to be described later.
(Optical measurement system: A system that senses by the occurrence or change of insertion loss in an optical sensor or in the fiber itself. A device that converts displacement into fiber bending, such as an optical extensometer, is widespread.)
<Optical splitter, optical splitter, splitter> A device that passively splits a single fiber into a plurality of fibers. There are two types, one is a type in which fibers are twisted and drawn, and the other is a type that consists of a planar light circuit (PLC). Either is possible in the case of the present invention.
<Loss point> Transmission loss increases due to breakage or sharp bending of the fiber. In the case of bending loss, several dB to several tens of dB. The increase in local loss is “failure” from the viewpoint of line monitoring, and “measurement information” in the case of an optical measurement system. Here, “loss point” is assumed assuming both cases.
<NR / BF response> Network Reflection / Before the Fault. Reflection (impulse) response from the fiber line system by OTDR before loss occurs.
<NR / AF response> Network Reflection / After the Fault. Reflection (impulse) response from the fiber line system by OTDR after loss.
<DR response> Decremental Reflection response. “Decremented response” (NR / BF-NR / AF) from a certain time before the NR response. Response difference.
<L1-L3> Branch line number. For simplicity, the number of branch lines after optical branching is set to 3, but 8 or 32 is usually used in an optical access system such as a PON. In the case of an optical measurement system, it varies depending on the situation.
<R0> OTDR reflection level step immediately after the optical splitter. Increases with branching loss. Since Rayleigh reflections from all branch lines are superimposed, assuming that the number of branches is N and there is no excess loss of the branching device, the return loss due to branching can be given as 10 logN (dB). Not directly related to the invention).
<Ri, R1 to R3> Rayleigh reflection level difference at each branch line end point in the NR / BF response before loss occurs.
<Di, D1 to D3> DR levels corresponding to branch lines. The loss αi is known by comparison with Ri. That is, αi = 10 log (1−Di / Ri) (dB).
<DR falling> Fall timing in DR response waveform. A branch line whose timing coincides with this in the branch line end map is a “loss” generation branch line.
<DR rise> The rise timing is the same. The occurrence location in the loss generation branch line is identified from the position where the timing coincides with the branch line end map.

本発明によれば、上記3つの基本要素によって以下の効果が得られる。
1)PNCR方式による効果
1つ目には、PNCR方式は、プローブ光として、孤立パルスの代わりにPN符号でデジタル変調された連続光を用いるが、線路最遠端からの反射戻りを待つ必要がなく、発出と受光を同時に行なうことができる。時間的な空白を要せず、計測上の時間効率が非常に高い。
2つ目には、同じ理由から、ショットあたりの(PNCR方式の場合は符号長あたりの)発出光エネルギを、符号長に比例して大きくできることから、プローブ光のピークパワを大きくする必要がない。
3つ目には、相関方式の利得が大きいため、高S/N比を得ることが容易である。従来方式のような夥しい回数の平均化処理が不要なため、計測時間が短縮される。
4つ目には、デジタル式であるために、チップ速度や、符号長などのOTDR動作の条件設定が非常に簡単である。従来方式では回路定数のようなハード要素を制御しなくてはならないが、PNCR方式ではソフト的に制御できる。
PNCR方式は、以上のような特長を備えているため、本発明の光線路監視システムのためのOTDR方式としては最適なのである。
According to the present invention, the following three effects can be obtained by the above three basic elements.
1) Effects of the PNCR method
First, the PNCR method uses continuous light that is digitally modulated with a PN code instead of an isolated pulse as the probe light. However, there is no need to wait for a return return from the farthest end of the line, and it can emit and receive light. Can be done at the same time. No time gap is required and the time efficiency in measurement is very high.
Second, for the same reason, the emitted light energy per shot (per code length in the case of the PNCR method) can be increased in proportion to the code length, so that it is not necessary to increase the peak power of the probe light.
Third, since the gain of the correlation method is large, it is easy to obtain a high S / N ratio. The measurement time is shortened because the averaging process as in the conventional method is not required.
Fourth, since it is a digital system, it is very easy to set conditions for OTDR operation such as chip speed and code length. In the conventional method, hardware elements such as circuit constants must be controlled, but in the PNCR method, it can be controlled in software.
Since the PNCR system has the above-described features, it is optimal as an OTDR system for the optical line monitoring system of the present invention.

2)DRAによる効果
反射インパルス応答(OTDR反射波形)の一定時間前からの減分応答(DR応答)を常時監視することにより、故障発生時刻の同定、故障線の同定、故障位置の同定が可能である。
また、DR応答の立上がり幅に基づいて、「破断」の発生か、もしくは破断ではないが損失の発生かを識別でき、損失の発生の場合にはどの程度の損失発生かを判断することができる。
3)デジタルポーリングによる効果
本発明ではBIDIと電気的なデジタル回路でデジタルポーリングを行うため、従来の光スイッチを用いた方式に比較して、安価、省スペース、高速応答(PN符号のフレーム単位でのポーリングであるため)といった特長のほかに、可動部をもつ光スイッチによらないため、長期信頼性の面でも非常に有利である。
2) Effect of DRA By constantly monitoring the decrement response (DR response) from a certain time before the reflected impulse response (OTDR reflected waveform), it is possible to identify the time of failure occurrence, failure line, and failure location. It is.
In addition, based on the rise of the DR response, it is possible to identify whether a “break” occurs or a loss occurs but not a break, and in the case of a loss, it is possible to determine how much loss has occurred. .
3) Effects of digital polling In the present invention, since digital polling is performed by BIDI and an electric digital circuit, compared with a method using a conventional optical switch, it is inexpensive, space-saving, and high-speed response (per PN code frame unit). In addition to the features such as the polling), since it does not depend on an optical switch having a moving part, it is very advantageous in terms of long-term reliability.

本発明の特徴である反射減分応答と支線終端マップの説明図である。It is explanatory drawing of the reflection decrement response and branch line termination map which are the characteristics of this invention. 本発明が対象とするシステムの概要Overview of the system targeted by the present invention PNCRによるOTDRの基本構成の説明図である。It is explanatory drawing of the basic composition of OTDR by PNCR. 光線路系のトポロジーと支線終端マップの説明図である。It is explanatory drawing of the topology of an optical line type | system | group, and a branch line termination | terminus map. デジタルポーリングの説明図である。It is explanatory drawing of digital polling. デジタルポーリングの説明図である。It is explanatory drawing of digital polling. DRAによる故障点切り分けの基本アルゴリズムの説明図である。It is explanatory drawing of the basic algorithm of fault point isolation by DRA. シミュレーション条件を示す図である。It is a figure which shows simulation conditions. シミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows a simulation result. シミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows a simulation result. シミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows a simulation result.

図2には、本発明が対象とするシステムの概要を2通りの場合について図示した。
図2(a)は、PONと呼ばれる光加入者線路の場合である。下り1.55μm、上り1.31μmの通信光は、波長分割多重によって一本の共通線路を双方向に行き来する。線路監視のための監視光は1.65μmが用いられており、同様に波長分割多重によって通信光とは別階層となっている。
光線路監視装置12から出力されるPN符号で変調されて光源13から出力される前記監視光は、波長選択性カプラ16を介して出線2に送出される。そして、出線2、分岐器3、および各支線L1〜L8からの反射インパル応答光は、前記波長選択性カプラ16によって選択的に取り出され、さらにカプラ15を介して受光器14にて受光される。
光加入者系のネットワーク構成としては、電話局1内の光端局装置(OLT:Optical Line Terminal)11ごとに分岐器で4分岐された出線2が、加入者域で分岐器3によってさらに8分岐されて、支線L1〜L8で加入者宅に分配され、光回線終端装置(ONU:Optical Network Unit)にONU1〜ONU8において終端される形となっている。よって光終端装置ごとに32加入分収容されることになるが、光端局装置11から加入者宅までパッシブな分岐が2段階入ることから、こうしたネットワーク形式をPDS(Passive Double Star)と呼んでいる。
本発明では出線ごとの故障監視を基本とするので、簡単のため局内での分岐は略記し、上図のように光端局装置からの出線を1本とみなすことにする。なお、特許請求の範囲に記載した「経路」は、図2においては、出線2、分岐器3、および支線L1を含み光回線終端装置ONU1までの経路1から、出線2、分岐器3、および支線L8を含み光回線終端装置ONU8までの経路8までの8本の経路に対応している。
FIG. 2 shows an overview of the system targeted by the present invention in two cases.
FIG. 2A shows an optical subscriber line called PON. Communication light having a downlink of 1.55 μm and an uplink of 1.31 μm travels back and forth on one common line by wavelength division multiplexing. The monitoring light used for line monitoring is 1.65 μm, and is similarly separated from the communication light by wavelength division multiplexing.
The monitoring light modulated by the PN code output from the optical line monitoring device 12 and output from the light source 13 is sent to the outgoing line 2 through the wavelength selective coupler 16. The reflected impulse response light from the outgoing line 2, the branching unit 3, and the branch lines L1 to L8 is selectively extracted by the wavelength selective coupler 16, and further received by the light receiver 14 through the coupler 15. The
As for the network configuration of the optical subscriber system, an outgoing line 2 that is branched into four by a branching unit for each optical line terminal (OLT: Optical Line Terminal) 11 in the telephone station 1 is further separated by a branching unit 3 in the subscriber area. It is divided into eight branches, distributed to the subscriber's homes via branch lines L1 to L8, and terminated at ONU1 to ONU8 by an optical network unit (ONU). Therefore, each optical terminal unit can accommodate 32 subscriptions, but since there are two stages of passive branching from the optical terminal unit 11 to the subscriber's home, this network type is called PDS (Passive Double Star). Yes.
Since the present invention is based on failure monitoring for each outgoing line, for the sake of simplicity, the branching within the station is abbreviated and the outgoing line from the optical terminal device is regarded as one as shown in the above figure. In FIG. 2, the “route” described in the claims includes the outgoing line 2, the branching unit 3, and the branch line L <b> 1 to the optical line terminating device ONU <b> 1 to the outgoing line 2, the branching unit 3. , And the branch line L8, and the eight paths up to the path 8 to the optical line termination device ONU8.

図2(b)は、通信分野でなく、敷設された光ファイバ上の任意箇所における挿入損の変化としてとらえる光センシング系の場合である。この場合はセンシングが目的であるから、用いる光源波長は1種類でよい。   FIG. 2B shows a case of an optical sensing system that is not in the communication field, but is considered as a change in insertion loss at an arbitrary location on the installed optical fiber. In this case, since the purpose is sensing, only one type of light source wavelength may be used.

次に、図1、2、3を参照して、本発明の特徴的な技術要素を構成するPNCR方式によるOTDRの基本構成を説明する。
本発明では出線元から見たOTDR波形、すなわち反射インパルス応答波形が基本となるが、局外分岐器の挿入損が大きいため、以遠の反射応答を正確に求めるにはOTDRの高感度化が必須となる。従来のOTDRはパルス方式によるものがほとんどであるが、アナログ式であるために、下記のような制約が多いものになっている。
1)対象とする線路系に光パルスを発出してから、最遠端からの反射光が戻るまで、次のパルスを発出できないため、計測応答が遅くなる。
2)1ショットあたりの光パルスエネルギはパルス幅と光源のピークパワ値の積であたえられるが、パルス幅を長くすると距離分解能が落ちる。ピークパワを大きくするにも光源デバイスに限界がある。また無理に大きくできたとしても、光ファイバのコア内のエネルギ密度が高くなると光ファイバのコアがダメージを受けたり、誘導ラマン散乱などの非線形現象によるよけいな反射が起こり得る。従ってOTDRの感度に制約が生ずる。
3)感度を上げようとすると、受光S/N比を大きくしなければならない。そのために従来はショット数を多くして(しばしば数10万回にも達する)平均化処理を施すことが行なわれるが、上記1)の理由により、ますます計測時間が長くならざるを得ない。
4)アナログ式であるために、OTDR動作の条件制御が簡単でない。たとえばパルス幅やピークパワを変えようとしても、電気回路的な措置が必要となるため、制御が面倒である。
Next, the basic configuration of the OTDR based on the PNCR system that constitutes the characteristic technical elements of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the present invention, the OTDR waveform as seen from the origin of the outgoing line, that is, the reflected impulse response waveform, is fundamental. However, since the insertion loss of the external branching device is large, it is necessary to increase the sensitivity of the OTDR in order to accurately obtain the far-end reflection response. Required. Most conventional OTDRs are based on a pulse system, but are analog and therefore have many restrictions as described below.
1) Since the next pulse cannot be emitted until the reflected light from the farthest end returns after the light pulse is emitted to the target line system, the measurement response is delayed.
2) The optical pulse energy per shot is given by the product of the pulse width and the peak power value of the light source, but the distance resolution decreases when the pulse width is increased. There is a limit to the light source device to increase the peak power. Even if it can be forcibly increased, if the energy density in the core of the optical fiber becomes high, the core of the optical fiber may be damaged, or an excessive reflection due to nonlinear phenomena such as stimulated Raman scattering may occur. Therefore, the OTDR sensitivity is limited.
3) To increase the sensitivity, the received light S / N ratio must be increased. For this reason, conventionally, an averaging process is performed by increasing the number of shots (often reaching several hundred thousand times), but for the reason of 1), the measurement time must be increased.
4) Since it is an analog type, the condition control of the OTDR operation is not easy. For example, even if it is attempted to change the pulse width or peak power, an electric circuit-like measure is required, so that the control is troublesome.

そこで本発明では図3のようなデジタル式のPN符号相関方式(PNCR方式)を採用する。これは、デジタルエンジン121において、光源のLD13をPN符号発生部1212で発生したPN符号でデジタル変調して、対象線路系に発出したときの反射光をPD14で受光して、A/D変換部1213でA/D変換を施し、相関処理部1211にて前記PN符号で相関処理するもので、出力には線路系の反射インパルス応答が得られる(参考文献1)。   Therefore, the present invention employs a digital PN code correlation method (PNCR method) as shown in FIG. This is because the digital engine 121 digitally modulates the LD 13 of the light source with the PN code generated by the PN code generator 1212, and the PD 14 receives the reflected light when it is emitted to the target line system, and the A / D converter The A / D conversion is performed in 1213, and the correlation processing unit 1211 performs correlation processing with the PN code, and a line-based reflection impulse response is obtained at the output (Reference Document 1).

PNCR方式によるOTDRの特長は上記と対比してすべてその逆である。すなわち
1)相関方式であるため、最遠端からの反射戻りを待つ必要はなく、プローブ光発出と反射光受光が時間的に重なっても差し支えない。従って発出するとともに受光もできるわけで、無駄時間を要しない。そのため、計測応答が速くなる。
2)PN符号長(PNフレーム長)を長くすることで、それに比例して相関利得を大きくできるため、あえてプローブ光のピークパワを大きくする必要がない。ローパワで済むことから、ピークパワの大きなプローブ光を嫌う用途にも適用できる。また光通信分野で普及している通常パワの光源がそのまま利用可能であることから、デバイスコストが抑えられる。
3)計測応答が速くなるため、計測対象の動きの速い光学的変化にも対応できる。
4)デジタル式であるために、OTDR動作条件の変更は、電気回路的なハード領域で行なう必要がなく、ソフト領域で容易に可能である。
All the features of OTDR by the PNCR method are the opposite of the above. That is, since 1) it is a correlation method, it is not necessary to wait for the return reflection from the farthest end, and the probe light emission and the reflected light reception may overlap in time. Therefore, it is possible to emit light and receive light, and no time is wasted. Therefore, the measurement response becomes faster.
2) Since the correlation gain can be increased proportionally by increasing the PN code length (PN frame length), it is not necessary to increase the peak power of the probe light. Since low power is sufficient, it can also be applied to applications that hate probe light with large peak power. In addition, since the power source of normal power that is widely used in the optical communication field can be used as it is, the device cost can be reduced.
3) Since the measurement response becomes faster, it is possible to cope with an optical change in which the measurement target moves quickly.
4) Since it is a digital type, it is not necessary to change the OTDR operation condition in the hardware area like an electric circuit, and can be easily performed in the software area.

次に、図4、5、6を参照して、本発明における光線路系のトポロジーと支線終端マップとデジタルポーリングを説明する。
光アクセス系のトポロジーとしては図4(a)に示すように、局内から1本の光ファイバで局外に出線し、それぞれ加入者地域付近から光分岐器(SPL:スプリッタ)により8分岐される形態があるが、我が国では、図5に示すように、PDS(パッシブダブルスター)が普及しており、図のように局内から4本の出線で局外に出線し、それぞれ加入者地域付近から光分岐器(SPL:スプリッタ)により8分岐されるのが通常である。
ここで本発明の前提として、SPL以遠の加入者線は一定以上の、すなわち後述するPNCR/OTDR(PN符号相関方式によるOTDR)の距離分解能L以上の距離差をもつものとする。
距離分解能Lは、L=c/2nf であたえられる。ここにcは真空光速、nは光ファイバのモード屈折率、fはPN符号のチップ速度である。
数値例でいうと、c=3×108m/s、n =1.5(石英系のファイバ)であるから、f=100MHzとすると、L=1mとなる。f=25MHzならL=4m、f=10MHzならL=10m となる。
Next, the optical line system topology, branch line termination map, and digital polling in the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in Fig. 4 (a), the topology of the optical access system is as follows: a single optical fiber from the inside of the station is connected to the outside of the station, and each branch is divided into 8 branches from the vicinity of the subscriber area by an optical branching unit (SPL: splitter). In Japan, as shown in Fig. 5, PDS (passive double star) is widespread, and as shown in the figure, there are four outgoing lines outside the station, and each subscriber Usually, it is branched into 8 by an optical splitter (SPL: splitter) from near the area.
Here, as a premise of the present invention, it is assumed that subscriber lines beyond SPL have a distance difference of a certain value or more, that is, a distance resolution L or more of PNCR / OTDR (OTDR by PN code correlation method) described later.
The distance resolution L is given by L = c / 2nf. Here, c is the speed of vacuum, n is the mode refractive index of the optical fiber, and f is the tip speed of the PN code.
In numerical examples, since c = 3 × 10 8 m / s and n = 1.5 (quartz fiber), if f = 100 MHz, L = 1 m. When f = 25MHz, L = 4m, and when f = 10MHz, L = 10m.

本発明の目的は、上記のような線路系を対象に、ファイバ線路の破断もしくは急曲などによる局部的な挿入損失の変化を「線路故障」として、その故障位置(どの支線のどの位置か)と故障内容(破断か挿入損か、挿入損なら定量的に何デシベルか)を実時間で検出することである。
なお、各支線の光学的終端条件はとくにはない。つまり、高反射終端であってもよいし、無反射終端であってもかまわない。
また破断故障時における破断面の反射減衰量は、いくら以下でなくてはならないという条件もない。実際、ファイバ破断の反射減衰量は、約40dBを平均値として±20数dBの広い範囲で分布するから、これを当てにした線路監視は実際的でないからである。
The object of the present invention is to change the local insertion loss due to the breakage or sharp bend of the fiber line as a “line fault” for the line system as described above, and the failure position (which branch of which position) And the details of failure (breakage or insertion loss, how many decibels is quantitative if insertion loss) are detected in real time.
There is no particular optical termination condition for each branch line. That is, it may be a high reflection end or a non-reflection end.
Further, there is no requirement that the return loss of the fractured surface at the time of a fracture failure must be less than or equal to. Actually, the return loss of the fiber breakage is distributed over a wide range of about ± 20 dB with an average value of about 40 dB, and line monitoring based on this is impractical.

次に、本発明に用いる支線終端マップについて述べる。
図4(b)は、正常時の局内出線元から見たOTDR波形である。煩雑を避けるため、線路損失はゼロとし、支線終端は無反射であるとした。
図4(c)は、図4(b)をもとに作成する支線終端マップで、各支線の終端位置(特許請求の範囲に記載された「終端位置情報」に対応。)とレーリ後方散乱レベル段差(図ではR1〜R8で表示している)を距離順に線上表示したものである。これをまず準備する。
Next, the branch line end map used in the present invention will be described.
FIG. 4B is an OTDR waveform viewed from the in-station source line at the normal time. In order to avoid complications, the line loss was set to zero, and the branch line end was assumed to be non-reflective.
FIG. 4C is a branch line terminal map created based on FIG. 4B, and the terminal positions of the branch lines (corresponding to “terminal position information” described in claims) and Rayleigh backscattering. Level steps (indicated by R1 to R8 in the figure) are displayed on a line in order of distance. Prepare this first.

次に、本発明の特徴的な技術要素を構成する「デジタルポーリング」について図5、6を参照して説明する。なお、図5においては前述したように4本の出線を含んだ光線路系を図示して他の光線路系は省略し、図6においては8本の出線を含んだ光線路系に対するデジタルポーリングによる選択動作を説明している。
本発明における「デジタルポーリング」とは、複数の出線をひとつの線路監視システム内で時分割に多重化する方式で、従来例のシステムにあっては光スイッチバンクで行っている機能を、上図のように出線ごとのBIDIモジュール(Bi-directional (双方向性の)送光回路および受光回路)とタイミング発生部122で行なうものである。
1)各BIDIモジュールの送光回路を同一のPN符号で駆動する。
2)PN符号の一定整数倍フレーム毎に、順次各BIDIモジュールの上記送光回路をイネーブルにする(図6参照)。
3)出線ごとの反射受光出力をアナログ加算してA/D変換後、もとのPN符号と相関処理することによって、順次出線ごとの反射応答を得る
4)出線ごとにDRAによって故障切分けを行なう。
Next, “digital polling” which constitutes a characteristic technical element of the present invention will be described with reference to FIGS. In FIG. 5, as described above, the optical line system including four outgoing lines is illustrated, and the other optical line systems are omitted. In FIG. 6, the optical line system including eight outgoing lines is illustrated. A selection operation by digital polling is described.
“Digital polling” in the present invention is a method of multiplexing a plurality of outgoing lines in a time division within one line monitoring system. In the conventional system, the function performed by the optical switch bank is This is performed by the BIDI module (Bi-directional (bidirectional) light transmitting circuit and light receiving circuit) and the timing generator 122 for each outgoing line as shown in the figure.
1) The light transmission circuit of each BIDI module is driven with the same PN code.
2) The light transmission circuit of each BIDI module is sequentially enabled for each frame of a fixed integer multiple of the PN code (see FIG. 6).
3) After analog addition of the reflected light reception output for each outgoing line and A / D conversion, correlation processing with the original PN code is performed to sequentially obtain a reflection response for each outgoing line 4) Failure by DRA for each outgoing line Carve out.

図6は、デジタルポーリングによる各BIDIモジュール1〜8の送光回路に対するイネーブルタイミングを示す図である。図6に示されているように、イネーブル信号φ1〜φ8によって、各BIDIモジュールごとに一定のイネーブル時間(T)ごとにサイクリックにイネーブル化する。前記イネーブル時間(T)は、符号フレーム(符号長)の整数倍に選ぶのが望ましい。   FIG. 6 is a diagram showing enable timings for the light transmission circuits of the BIDI modules 1 to 8 by digital polling. As shown in FIG. 6, the enable signals φ1 to φ8 are cyclically enabled for each BIDI module at a constant enable time (T). The enable time (T) is preferably selected to be an integral multiple of the code frame (code length).

次に、本発明の特徴的な技術要素であるDRAについて、図7を参照して説明する。
図7は、DRAによる故障点切り分けの基本アルゴリズムを説明する説明図である。
図7(a)においては、3つの支線1、2、3の内の支線2の途中において曲げ損が発生した状況を示している。
図7(b)においては、支線1、2、3の終端のレーリ反射レベル段差R1、R2、R3を示している。
図7(c)においては、支線3の終端までのレーリ反射レベルを示している。
図7(d)においては、反射減分(DR応答)波形を示している。
Next, DRA that is a characteristic technical element of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining a basic algorithm for fault point isolation by DRA.
FIG. 7A shows a situation in which bending loss occurs in the middle of the branch line 2 among the three branch lines 1, 2, and 3.
FIG. 7B shows Rayleigh reflection level steps R1, R2, and R3 at the ends of the branch lines 1, 2, and 3.
FIG. 7C shows the Rayleigh reflection level up to the end of the branch line 3.
FIG. 7D shows a reflection decrement (DR response) waveform.

<DRAの考え方>
1)故障時刻
DR応答の発生時刻が故障時刻である。
2)故障線路
反射減分応答波形の立ち下り位置P2と終端マップ位置が一致する線路が故障線路である。この図例では、反射減分応答波形の立ち下り位置P2は、支線2の終端マップと一致するので、故障線路は支線2であると同定できる。
3)故障位置
反射減分応答波形の立ち上がり位置P1が故障位置をあたえる。この図例では、反射減分応答波形の立ち上がり位置P1に一致する前記支線2の終端マップと一致する位置が、支線2上の故障位置として同定できる。
4)挿入損の大きさ
故障線路に対応するレーリレベルをR2、反射減分応答波形の反射減分レベルをD2とすると、
挿入損α2は、
α2=10log(1−R2/D2) (dB)
として求めることができる。
一般化すると、支線iに対応するレーリレベルをRi、反射減分応答波形の反射減分レベルをDiとしたとき、挿入損αiは、
αi=10log(1−Ri/Di) (dB)
として求めることができる。
5)故障内容の判断
故障が「破断」であるか急曲などによる「挿入損」であるかは、反射減分レベルとレーリレベルの比較により容易に判別できる。すなわち、
D<R の場合には「挿入損」であると判別でき、
D≒R の場合には「破断」の発生と判断できる。
以上のように、反射減分レベルを終端マップと比較することによって、図2(a)に示したような複数の支線を備えた光加入者系の場合にも、故障線路(支線)の同定と、同定された故障線路上の故障位置の同定が可能である。
さらに、上述したように、故障内容も判断することができる。
<DRA concept>
1) Failure time
The occurrence time of the DR response is the failure time.
2) Faulty line A faulty line is a line where the falling position P2 of the reflection decrement response waveform matches the termination map position. In this example, the falling position P2 of the reflection decrement response waveform matches the termination map of the branch line 2, so that the fault line can be identified as the branch line 2.
3) Failure position The rising position P1 of the reflection decrement response waveform gives the failure position. In this example, the position that coincides with the termination map of the branch line 2 that coincides with the rising position P1 of the reflection decrement response waveform can be identified as a failure position on the branch line 2.
4) The magnitude of insertion loss When the Rayleigh level corresponding to the faulty line is R2, and the reflection decrement level of the reflection decrement response waveform is D2,
Insertion loss α2 is
α2 = 10log (1-R2 / D2) (dB)
Can be obtained as
In general, when the Rayleigh level corresponding to the branch line i is Ri and the reflection decrement level of the reflection decrement response waveform is Di, the insertion loss αi is
αi = 10log (1-Ri / Di) (dB)
Can be obtained as
5) Determination of failure content Whether a failure is “break” or “insertion loss” due to a sharp curve or the like can be easily determined by comparing the reflection decrement level with the Rayleigh level. That is,
If D <R, it can be determined that there is an “insertion loss”
In the case of D≈R, it can be determined that “break” has occurred.
As described above, the failure line (branch line) is identified even in the case of the optical subscriber system having a plurality of branch lines as shown in FIG. 2A by comparing the reflection decrement level with the termination map. Thus, it is possible to identify the fault location on the identified fault line.
Further, as described above, the failure content can also be determined.

次に、図5に示したように、1本の出線と分岐器と8本の分岐された支線L1〜L8とで構成された1つの光線路系(図2、図4参照)を複数含んだ光加入者系の線路構成の場合について説明する。
これは、PDS(パッシブダブルスター)と呼ばれ、図のように局内から複数(例えば4本)の光ファイバ21〜24で局外に出線し、それぞれ加入者地域付近から光分岐器(SPL:スプリッタ)31〜34により8分岐されるのが通常である。この場合も、SPL以遠の加入者線は一定以上の、すなわち前述したPNCR/OTDR(PNCR方式によるOTDR)の距離分解能L以上の距離差をもつものとする。前記距離差が無い場合にはダミーファイバを挿入して距離差を与える。
この場合には、光線路監視装置12では、複数の光線路系を順次選択切り替えながら、選択切り替えした1つの光線路系においては、図2、4、7を参照した説明と同様に、故障発生の支線を特定し、さらに、故障発生位置と、損失値を特定していく。
複数の光線路系の選択切り替えは、前述したように、複数の出線をひとつの線路監視システム内で時分割に多重化する方式で、図示したように出線ごとのBIDIモジュール(Bi-directional(双方向性の)送光回路および受光回路)と、タイミング発生部等のデジタル回路で行なうものである。
この際に、各BIDIモジュール161〜164の送光回路は、PN符号発生部1212から出力される同一のPN符号で駆動し、各BIDIモジュール161〜164の切り替えタイミングは、タイミング発生部122から出力されるタイミング信号φ1〜φ4(図6参照)によって、PN符号の一定整数倍フレーム毎に、順次各BIDIモジュールの送光回路をイネーブル化することによって行う。
受光に際しては、各出線21〜24ごとの反射受光出力をアナログ加算部124でアナログ加算して、A/D変換部1213でA/D変換した後、相関処理部1211で前記PN符号と相関処理することによって、順次、各出線ごとの反射応答を得る。
なお、複数の光線路系からの反射光は系毎のBIDIモジュールの受光回路でそれぞれ受光して加算するが、時分割多重化されているため、時間的には系毎にずれており、ある時間で見ると、ただ1系統の反射光しか受光されないので、アナログ加算することで不都合は発生しない。
そして、DR信号処理部123においては、各出線ごとに前述したDRAによって、故障切分けを行なうことにより、故障発生時刻を特定し、故障発生の支線を特定し、故障発生位置を特定し、さらに損失値を特定することができる。なお、前記DR信号処理部123は、特許請求の範囲に記載された減分応答監視手段に対応している。
Next, as shown in FIG. 5, a plurality of one optical line system (see FIGS. 2 and 4) constituted by one outgoing line, a branching unit, and eight branched branch lines L1 to L8. The case of the line configuration of the included optical subscriber system will be described.
This is called PDS (passive double star), and as shown in the figure, multiple (for example, four) optical fibers 21 to 24 are connected to the outside of the station, and optical branching units (SPLs) are placed near the subscriber area. : Splitter) It is usually 8 branches by 31-34. Also in this case, it is assumed that the subscriber lines beyond the SPL have a distance difference of a certain value or more, that is, a distance resolution L or more of the above-described distance resolution L of the PNCR / OTDR (PNCR system OTDR). If there is no distance difference, a dummy fiber is inserted to give the distance difference.
In this case, in the optical line monitoring device 12, a failure occurs in one optical line system that is selected and switched while sequentially switching a plurality of optical line systems in the same manner as described with reference to FIGS. The branch line is identified, and the failure location and loss value are identified.
As described above, the selection switching of a plurality of optical line systems is a method of multiplexing a plurality of outgoing lines in a time-division manner within one line monitoring system, and as shown in the figure, a BIDI module (Bi-directional for each outgoing line). (Bidirectional light transmitting circuit and light receiving circuit) and a digital circuit such as a timing generator.
At this time, the light transmission circuits of the BIDI modules 161 to 164 are driven by the same PN code output from the PN code generator 1212, and the switching timing of the BIDI modules 161 to 164 is output from the timing generator 122. In response to the timing signals φ1 to φ4 (see FIG. 6), the light transmission circuit of each BIDI module is sequentially enabled for each frame of a certain integer multiple of the PN code.
At the time of light reception, the reflected light reception output for each of the outgoing lines 21 to 24 is analog-added by the analog adder 124, A / D converted by the A / D converter 1213, and then correlated with the PN code by the correlation processor 1211 By processing, the reflection response for each outgoing line is obtained sequentially.
Reflected light from a plurality of optical line systems is received and added by the light receiving circuit of the BIDI module for each system, but since it is time-division multiplexed, there is a time shift for each system. In terms of time, only one system of reflected light is received, so there is no inconvenience caused by analog addition.
Then, in the DR signal processing unit 123, by performing the fault isolation by the DRA described above for each outgoing line, the fault occurrence time is specified, the branch line of the fault occurrence is specified, the fault occurrence position is specified, Further, the loss value can be specified. The DR signal processing unit 123 corresponds to a decrement response monitoring unit described in the claims.

次に、図2(b)に示したようなトポロジーを持つ挿入損失型の光センシング系の場合にも、
敷設された各支線を含む光路上の任意箇所において挿入損が発生した場合に、その発生時刻の特定と、その支線の特定と、特定された支線上の発生位置の特定と、発生した損失値を特定することができる。この場合はセンシングが目的であるから、用いる光源波長は1種類でよい。
Next, even in the case of an insertion loss type optical sensing system having a topology as shown in FIG.
When an insertion loss occurs at any point on the optical path including each installed branch line, the generation time, the branch line, the generation position on the specified branch line, and the loss value generated Can be specified. In this case, since the purpose is sensing, only one type of light source wavelength may be used.

次に、本発明による作用効果を、以下のシミュレーション実験によって確認した。
シミュレーションの条件は図8に示した表の通りである。
ファイバの伝送損失はすべてレーリ散乱によるものとし、0.2dB/kmとした。
PONのトポロジーとしては、光端局からの出線を、4,000m地点で分岐器によって100〜3,000m長の8本の加入者線に分岐した。加入者線長はランダム設定した。
光故障位置は、簡単のため加入者線の中央とし、イベントとしてはファイバ破断あるいは急曲による挿入損増を想定した。
PNCR/OTDRとしては、M系列符号のチップ速度を100MHzとした。よって距離分解能は1mである。
プローブ光の出力パワは5mW (p-p)とし、計測時間を10秒とした。
Next, the effects of the present invention were confirmed by the following simulation experiment.
The simulation conditions are as shown in the table of FIG.
All fiber transmission losses were due to Rayleigh scattering and were set to 0.2 dB / km.
As the PON topology, the outgoing line from the optical terminal was branched into eight subscriber lines with a length of 100 to 3,000 m by a branching device at a point of 4,000 m. The subscriber line length was set randomly.
The location of the optical failure was assumed to be the center of the subscriber line for simplicity, and the event assumed an increase in insertion loss due to fiber breakage or a sharp bend.
For PNCR / OTDR, the chip speed of the M-sequence code was set to 100 MHz. Therefore, the distance resolution is 1 m.
The output power of the probe light was 5 mW (pp) and the measurement time was 10 seconds.

図9、10、11は、故障点の挿入損をそれぞれ20dB、3dB、1dBとしたときのシミュレーション結果である。
各図において(a)は線路系の故障前後の反射応答(破線は故障前、実は故障後、下部の線はノイズ)、(b)は両者の差より求まるDR応答である。
このシミュレーション結果において、DRレベルの大きさは、与えた挿入損の大きさに対応して変化していることが示されている。
以上のシミュレーションによって、反射応答波形の立ち下がりから故障発生の支線を特定でき、支反射応答波形の立ち上がり位置から支線上の故障発生位置を特定し、DRレベルの大きさから挿入損を求めることが可能であることが検証された。
9, 10 and 11 show the simulation results when the insertion loss at the failure point is 20 dB, 3 dB and 1 dB, respectively.
In each figure, (a) is the reflection response before and after the failure of the line system (the broken line is before the failure, actually after the failure, the lower line is the noise), and (b) is the DR response obtained from the difference between the two.
In this simulation result, it is shown that the magnitude of the DR level changes corresponding to the magnitude of the given insertion loss.
By the above simulation, the branch line where the failure occurred can be identified from the fall of the reflection response waveform, the failure occurrence position on the branch line can be identified from the rising position of the branch reflection response waveform, and the insertion loss can be obtained from the magnitude of the DR level. It was verified that it was possible.

1 電話局
11 光端局装置
12 光線路監視装置、OTDR
121 デジタルエンジン
1211 相関処理部
1212 PN符号発生部
1213 A/D変換部
122 タイミング発生部
123 DR信号処理部
124 アナログ加算部
13 LD、光源
14 PD、受光器
16 波長選択性カプラ
161〜164 BIDIモジュール
2、21〜24 出線
3、31〜34 分岐器
L1〜L8 支線
ONU1〜ONU8 光回線終端装置
1 telephone office
11 Optical terminal equipment
12 Optical line monitoring device, OTDR
121 digital engine
1211 Correlation processor
1212 PN code generator
1213 A / D converter
122 Timing generator
123 DR signal processor
124 Analog adder
13 LD, light source
14 PD, receiver
16 wavelength selective coupler
161-164 BIDI module 2, 21-24 Outgoing line 3, 31-34 Branching device L1-L8 Branch line
ONU1 ~ ONU8 Optical line terminator

本発明は、上記目的を達成するために以下の構成を備えている。
請求項1に係る光線路監視方法の発明は、
1本の光ファイバによる光路を、受動的な光分岐手段により複数の支線に分岐させ、前記複数の支線は、用いるOTDRの距離分解能以上の距離差をもつ光ファイバで構成して、
前記1本の光ファイバによる光路と前記複数の支線とからなる複数の経路が構成されてなる光線路系において、各経路の途中における損失特性変化をOTDRで監視する光線路監視方法であって、
現在の反射インパルス応答波形と一定時間前からの反射インパルス応答波形を常時比較監視し、減分応答が検出されたとき、前記減分応答の波形の立ち下がり位置によって損失が発生した経路を特定し、前記減分応答の波形の立ち上がり位置によって損失が発生した箇所を特定することを特徴としている。
請求項2では、
前記減分応答が検出された時点に基づいて前記損失が発生した時刻を特定する処理か、もしくは、
前記減分応答波形のレベルに基づいて挿入損を求めて前記損失発生の内容を特定する処理か、
の少なくとも何れか一つの処理を行うことを特徴としている。
請求項3では、
前記光線路系が正常な時にあらかじめ取得した正常時の反射インパルス応答波形に基づいて、各支線のレーリ後方散乱光レベルの分布と、各支線の終端位置に対応した終端位置情報とを含んだ支線終端マップを得ておき、
前記損失が発生した支線として特定する際には、
前記減分応答波形の立下り位置を前記支線終端マップと対比させ、前記立ち下がり位置と一致する終端位置情報を含んだ支線を、前記損失が発生した支線として特定し、
前記損失が発生した支線上の位置として特定する際には、
前記減分応答波形の立ち上がり位置を、前記特定した支線の支線終端マップと対比させ、
前記立ち上がり位置に対応した位置を、前記損失が発生した支線上の位置として特定し、
前記損失発生の内容を特定する際には、
前記減分応答の減分レベルと前記支線終端マップにおけるレーリ後方散乱光レベル分布との比較によって挿入損失値を特定することを特徴としている。
請求項4では、
前記各経路の途中における損失特性変化を監視するOTDRとしては、
擬似ランダム符号で変調された光を前記光線路系へ出射し、前記光線路系からの反射光と前記擬似ランダム符号との相関処理によって反射インパルス応答波形を得る擬似ランダム符号相関方式によるデジタル式のOTDRを用いることを特徴としている。
請求項5では、
1本の光ファイバによる光路を、受動的な光分岐手段により複数の支線に分岐させ、前記複数の支線は、用いるOTDRの距離分解能以上の距離差をもつ光ファイバで構成して、
前記1本の光ファイバによる光路と前記複数の支線とから構成されてなる光線路系を複数含んだ光伝送システムにおける複数の光線路系を対象にした時分割多重の光線路監視方法であって、
前記複数の光線路系の内の何れか1つの光線路系を順次選択し、
擬似ランダム符号で変調された光は、前記選択した光線路系に対して出射し、
前記光線路系からの反射光は受光して加算し、
該加算出力と前記擬似ランダム符号との相関処理によって反射インパルス応答波形を得る擬似ランダム符号相関方式によるデジタル式のOTDRを用いることを特徴としている。
請求項6では、
前記1本の光ファイバによる光路には、光通信手段から出力された通信光と、前記通信光とは異なる波長の光を擬似ランダム符号で変調した監視光とを、波長分割多重させて出射し、
前記光線路系から、波長選択性カプラによって前記監視光に基づいた反射光を分離して受光し、
受光した反射光と前記擬似ランダム符号との相関処理によって反射インパルス応答波形を得る擬似ランダム符号相関方式によるデジタル式のOTDRを用いることを特徴としている。
請求項7では、
前記1本の光ファイバによる光路には擬似ランダム符号で変調した監視光を出射し、
前記光線路系から、波長選択性カプラによって前記監視光に基づいた反射光を分離して受光し、
受光した反射光と前記擬似ランダム符号との相関処理によって反射インパルス応答波形を得る擬似ランダム符号相関方式によるデジタル式のOTDRを用いることを特徴としている。
請求項8に係る監視システムは、
1本の光ファイバによる光路を、受動的な光分岐手段により複数の支線に分岐させ、前記複数の支線は、用いるOTDRの距離分解能以上の距離差をもつ光ファイバで構成して、
前記1本の光ファイバによる光路と前記複数の支線とからなる複数の経路が構成されてなる光線路系において、各経路の途中における損失特性変化をOTDRで監視するために用いる光線路監視システムであって、
現在の反射インパルス応答波形と一定時間前からの反射インパルス応答波形を常時比較監視して、減分応答が検出されたとき、前記減分応答の波形の立ち下がり位置と、前記減分応答の波形の立ち上がり位置に関する情報を出力する減分応答監視手段を備えていることを特徴としている。
In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
The invention of the optical line monitoring method according to claim 1 comprises:
The optical path by one optical fiber is branched into a plurality of branch lines by a passive optical branching means, and the plurality of branch lines are constituted by optical fibers having a distance difference equal to or greater than the distance resolution of the OTDR to be used,
In the optical line system in which a plurality of paths including the optical path by the one optical fiber and the plurality of branch lines are configured, an optical line monitoring method for monitoring loss characteristic change in the middle of each path by OTDR,
The current reflected impulse response waveform and the reflected impulse response waveform from a certain period of time are constantly compared and monitored, and when a decrement response is detected, the path where loss has occurred is identified by the falling position of the decrement response waveform. The location where the loss has occurred is specified by the rising position of the waveform of the decrement response.
In claim 2,
A process of identifying the time at which the loss occurred based on the time when the decrement response was detected, or
A process of determining the content of the loss occurrence by obtaining an insertion loss based on the level of the decrement response waveform,
It is characterized in that at least one of the processes is performed.
In claim 3,
A branch line including distribution of Rayleigh backscattered light level of each branch line and termination position information corresponding to the termination position of each branch line based on a normal reflection impulse response waveform acquired in advance when the optical line system is normal Get the end map,
When specifying the branch line where the loss occurred,
The falling position of the decrement response waveform is compared with the branch line end map, and the branch line including the terminal position information matching the falling position is specified as the branch line where the loss has occurred,
When specifying the position on the branch line where the loss has occurred,
The rising position of the decrement response waveform is compared with the branch line end map of the specified branch line,
Specify the position corresponding to the rising position as the position on the branch line where the loss occurred,
When specifying the contents of the loss occurrence,
The insertion loss value is specified by comparing the decrement level of the decrement response with the Rayleigh backscattered light level distribution in the branch line termination map.
In claim 4,
As an OTDR for monitoring a loss characteristic change in the middle of each path,
The light modulated by the pseudo-random code is emitted to the optical line system, and a reflected impulse response waveform is obtained by correlation processing between the reflected light from the optical line system and the pseudo-random code. It is characterized by using OTDR.
In claim 5,
The optical path by one optical fiber is branched into a plurality of branch lines by a passive optical branching means, and the plurality of branch lines are constituted by optical fibers having a distance difference equal to or greater than the distance resolution of the OTDR to be used,
A time division multiplex optical line monitoring method for a plurality of optical line systems in an optical transmission system including a plurality of optical line systems composed of an optical path formed by the one optical fiber and the plurality of branch lines. ,
Sequentially selecting one of the plurality of optical line systems,
The light modulated with the pseudo-random code is emitted to the selected optical line system,
The reflected light from the optical line system is received and added,
A digital OTDR based on a pseudo-random code correlation method that obtains a reflected impulse response waveform by a correlation process between the added output and the pseudo-random code is used.
In claim 6,
On the optical path of the one optical fiber, the communication light output from the optical communication means and the monitoring light obtained by modulating the light having a wavelength different from that of the communication light with a pseudo-random code are output by wavelength division multiplexing. ,
From the optical line system, the reflected light based on the monitoring light is separated and received by a wavelength selective coupler,
A digital OTDR based on a pseudo random code correlation method for obtaining a reflected impulse response waveform by correlation processing between received reflected light and the pseudo random code is used.
In claim 7,
A monitoring light modulated with a pseudo-random code is emitted to the optical path of the one optical fiber,
From the optical line system, the reflected light based on the monitoring light is separated and received by a wavelength selective coupler,
A digital OTDR based on a pseudo random code correlation method for obtaining a reflected impulse response waveform by correlation processing between received reflected light and the pseudo random code is used.
A monitoring system according to claim 8 comprises:
The optical path by one optical fiber is branched into a plurality of branch lines by a passive optical branching means, and the plurality of branch lines are constituted by optical fibers having a distance difference equal to or greater than the distance resolution of the OTDR to be used,
In an optical line system comprising a plurality of paths composed of an optical path by the one optical fiber and the plurality of branch lines, an optical line monitoring system used for monitoring loss characteristic changes in the middle of each path by OTDR. There,
The current reflected impulse response waveform and the reflected impulse response waveform from a certain time ago are constantly compared and monitored, and when a decrement response is detected, the falling position of the decrement response waveform and the decrement response waveform A decrement response monitoring means for outputting information related to the rising position of is provided.

Claims (8)

1本の光ファイバによる光路を、受動的な光分岐手段により複数の支線に分岐させ、前記複数の支線は、用いるOTDRの距離分解能以上の距離差をもつ光ファイバで構成して、前記1本の光ファイバによる光路と前記複数の支線とからなる複数の経路が構成されてなる光線路系において、各経路の途中における損失特性変化をOTDRで監視する光線路監視方法であって、
現在の反射インパルス応答波形と一定時間前からの反射インパルス応答波形を常時比較監視し、減分応答が検出されたとき、前記減分応答の波形の立下がり位置によって損失が発生した経路を特定し、前記減分応答の波形の立ち上がり位置によって損失が発生した箇所を特定することを特徴とする光線路監視方法。
An optical path by one optical fiber is branched into a plurality of branch lines by a passive optical branching means, and the plurality of branch lines are constituted by optical fibers having a distance difference equal to or greater than the distance resolution of the OTDR to be used. In the optical line system in which a plurality of paths composed of the optical path of the optical fiber and the plurality of branch lines are configured, an optical line monitoring method for monitoring loss characteristic change in the middle of each path by OTDR,
The current reflected impulse response waveform and the reflected impulse response waveform from a certain period of time are constantly compared and monitored, and when a decrement response is detected, the path where the loss has occurred is identified by the falling position of the decrement response waveform. A method of monitoring an optical line, wherein a location where a loss has occurred is specified by a rising position of a waveform of the decrement response.
前記減分応答が検出された時点に基づいて前記損失が発生した時刻を特定する処理か、もしくは、
前記減分応答波形のレベルに基づいて挿入損を求めて前記損失発生の内容を特定する処理か、
の少なくとも何れか一つの処理を行うことを特徴とする請求項1に記載の光線路監視方法。
A process of identifying the time at which the loss occurred based on the time when the decrement response was detected, or
A process of determining the content of the loss occurrence by obtaining an insertion loss based on the level of the decrement response waveform,
The optical line monitoring method according to claim 1, wherein at least one of the processes is performed.
前記光線路系が正常な時にあらかじめ取得した正常時の反射インパルス応答波形に基づいて、各支線のレーリ後方散乱光レベルの分布と、各支線の終端位置に対応した終端位置情報とを含んだ支線終端マップを得ておき、
前記損失が発生した支線として特定する際には、
前記減分応答波形の立下り位置を前記支線終端マップと対比させ、前記立ち下がり位置と一致する終端位置情報を含んだ支線を、前記損失が発生した支線として特定し、
前記損失が発生した支線上の位置として特定する際には、
前記減分応答波形の立ち上がり位置を、前記特定した支線の支線終端マップと対比させ、前記立ち上がり位置に対応した位置を、前記損失が発生した支線上の位置として特定し、
前記損失発生の内容を特定する際には、
前記減分応答の減分レベルと前記支線終端マップにおけるレーリ後方散乱光レベル分布との比較によって挿入損失値を特定することを特徴とする請求項2に記載の光線路監視方法。
A branch line including distribution of Rayleigh backscattered light level of each branch line and termination position information corresponding to the termination position of each branch line based on a normal reflection impulse response waveform acquired in advance when the optical line system is normal Get the end map,
When specifying the branch line where the loss occurred,
The falling position of the decrement response waveform is compared with the branch line end map, and the branch line including the terminal position information matching the falling position is specified as the branch line where the loss has occurred,
When specifying the position on the branch line where the loss has occurred,
The rising position of the decrement response waveform is compared with the branch end map of the specified branch line, and the position corresponding to the rising position is specified as the position on the branch line where the loss has occurred,
When specifying the contents of the loss occurrence,
3. The optical line monitoring method according to claim 2, wherein an insertion loss value is specified by comparing a decrement level of the decrement response with a Rayleigh backscattered light level distribution in the branch line termination map.
前記各経路の途中における損失特性変化を監視するOTDRとしては、
擬似ランダム符号で変調された光を前記光線路系へ出射し、前記光線路系からの反射光と前記擬似ランダム符号との相関処理によって反射インパルス応答波形を得る擬似ランダム符号相関方式によるデジタル式のOTDRを用いることを特徴とする請求項1に記載の光線路監視方法。
As an OTDR for monitoring a loss characteristic change in the middle of each path,
The light modulated by the pseudo-random code is emitted to the optical line system, and a reflected impulse response waveform is obtained by correlation processing between the reflected light from the optical line system and the pseudo-random code. 2. The optical line monitoring method according to claim 1, wherein OTDR is used.
1本の光ファイバによる光路を、受動的な光分岐手段により複数の支線に分岐させ、前記複数の支線は、用いるOTDRの距離分解能以上の距離差をもつ光ファイバで構成して、前記1本の光ファイバによる光路と前記複数の支線とから構成されてなる光線路系を複数含んだ光伝送システムにおける複数の光線路系を対象にした時分割多重の光線路監視方法であって、
前記複数の光線路系の内の何れか1つの光線路系を順次選択し、
擬似ランダム符号で変調された光は、前記選択した光線路系に対して出射し、
前記光線路系からの反射光は受光して加算し、
該加算出力と前記擬似ランダム符号との相関処理によって反射インパルス応答波形を得る擬似ランダム符号相関方式によるデジタル式のOTDRを用いることを特徴とする請求項4に記載の光線路監視方法。
An optical path by one optical fiber is branched into a plurality of branch lines by a passive optical branching means, and the plurality of branch lines are constituted by optical fibers having a distance difference equal to or greater than the distance resolution of the OTDR to be used. A time division multiplexing optical line monitoring method for a plurality of optical line systems in an optical transmission system including a plurality of optical line systems composed of an optical path of the optical fiber and the plurality of branch lines,
Sequentially selecting one of the plurality of optical line systems,
The light modulated with the pseudo-random code is emitted to the selected optical line system,
The reflected light from the optical line system is received and added,
5. The optical line monitoring method according to claim 4, wherein a digital OTDR based on a pseudo random code correlation method for obtaining a reflected impulse response waveform by a correlation process between the added output and the pseudo random code is used.
前記前記1本の光ファイバによる光路には、光通信手段から出力された通信光と、前記通信光とは異なる波長の光を擬似ランダム符号で変調した監視光とを、波長分割多重させて出射し、
前記光線路系から、波長選択性カプラによって前記監視光に基づいた反射光を分離して受光し、
受光した反射光と前記擬似ランダム符号との相関処理によって反射インパルス応答波形を得る擬似ランダム符号相関方式によるデジタル式のOTDRを用いることを特徴とする請求項4に記載の光線路監視方法。
In the optical path of the one optical fiber, the communication light output from the optical communication means and the monitoring light obtained by modulating the light having a wavelength different from that of the communication light with a pseudo-random code are output by wavelength division multiplexing. And
From the optical line system, the reflected light based on the monitoring light is separated and received by a wavelength selective coupler,
5. The optical line monitoring method according to claim 4, wherein a digital OTDR based on a pseudo random code correlation method for obtaining a reflected impulse response waveform by correlation processing between received reflected light and the pseudo random code is used.
前記1本の光ファイバによる光路には擬似ランダム符号で変調した監視光を出射し、
前記光線路系から、波長選択性カプラによって前記監視光に基づいた反射光を分離して受光し、
受光した反射光と前記擬似ランダム符号との相関処理によって反射インパルス応答波形を得る擬似ランダム符号相関方式によるデジタル式のOTDRを用いることを特徴とする請求項4に記載の光線路監視方法。
A monitoring light modulated with a pseudo-random code is emitted to the optical path of the one optical fiber,
From the optical line system, the reflected light based on the monitoring light is separated and received by a wavelength selective coupler,
5. The optical line monitoring method according to claim 4, wherein a digital OTDR based on a pseudo random code correlation method for obtaining a reflected impulse response waveform by correlation processing between received reflected light and the pseudo random code is used.
1本の光ファイバによる光路を、受動的な光分岐手段により複数の支線に分岐させ、前記複数の支線は、用いるOTDRの距離分解能以上の距離差をもつ光ファイバで構成して、前記1本の光ファイバによる光路と前記複数の支線とからなる複数の経路が構成されてなる光線路系において、各経路の途中における損失特性変化をOTDRで監視するために用いる光線路監視システムであって、
現在の反射インパルス応答波形と一定時間前からの反射インパルス応答波形を常時比較監視して、減分応答が検出されたとき、前記減分応答の波形の立下がり位置と、前記減分応答の波形の立ち上がり位置に関する情報を出力する減分応答監視手段を備えていることを特徴とする光線路監視システム。
An optical path by one optical fiber is branched into a plurality of branch lines by a passive optical branching means, and the plurality of branch lines are constituted by optical fibers having a distance difference equal to or greater than the distance resolution of the OTDR to be used. An optical line monitoring system used for monitoring loss characteristic changes in the middle of each path by OTDR in an optical line system in which a plurality of paths including an optical path of the optical fiber and the plurality of branch lines are configured,
The current reflected impulse response waveform and the reflected impulse response waveform from a certain time before are constantly compared and monitored, and when a decrement response is detected, the falling position of the decrement response waveform and the decrement response waveform An optical line monitoring system comprising decrement response monitoring means for outputting information relating to the rising position of the optical fiber.
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