JP2014020878A - Characteristic analysis device and method for optical branch line - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光ファイバ等の光線路の特性解析装置及びその特性解析方法に係り、特に分岐後の光線路について解析する場合に関する。 The present invention relates to a characteristic analysis apparatus and a characteristic analysis method for an optical line such as an optical fiber, and more particularly to a case where an optical line after branching is analyzed.
光ファイバなどの光線路を使用する光通信システムでは、光線路の故障を検出し、または、故障位置を特定するために光パルス線路監視装置が用いられる。光パルス線路監視装置は、光が光線路内を伝搬するに伴い、その光と同じ波長の後方散乱光が生じて逆方向に伝搬することを利用する。すなわち、光線路に試験光として光パルスを入射すると、この光パルスが破断点に到達するまで後方散乱光を発生し続け、試験光と同じ波長の戻り光が光パルスを入射した光線路の端面から出射される。この後方散乱光の継続時間を測定することにより、光線路の破断位置を特定することが可能となるものである。この原理に基づく監視装置としては、OTDR(Optical Time Domain Reflectometer)が代表的である。 In an optical communication system using an optical line such as an optical fiber, an optical pulse line monitoring device is used to detect a failure of the optical line or to specify a failure position. The optical pulse line monitoring device utilizes the fact that backscattered light having the same wavelength as the light is generated and propagates in the reverse direction as the light propagates in the optical line. That is, when an optical pulse is incident on the optical line as test light, backscattered light continues to be generated until the optical pulse reaches the breaking point, and the end face of the optical line on which the return light having the same wavelength as the test light is incident. It is emitted from. By measuring the duration of the backscattered light, it is possible to specify the break position of the optical line. As a monitoring device based on this principle, an OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) is typical.
しかしながら、PON(Passive Optical Network)型の光分岐線路については、通信事業者設備ビルに設置されたOTDRでは、光スプリッタからユーザ装置側(下部側)に位置する分岐光ファイバ(以下、「分岐下部光ファイバ」)に対して、あるいは光デバイス(反射型フィルタ)、光スプリッタやファイバ接続部品など光線路に接続されている光装置の損失情報を、個別に識別することは困難である。 However, with regard to PON (Passive Optical Network) type optical branch lines, the OTDR installed in a telecommunications carrier equipment building uses a branch optical fiber (hereinafter referred to as “Branch Lower”) located on the user equipment side (lower side) from the optical splitter. It is difficult to individually identify loss information of an optical device connected to an optical line such as an optical fiber ”) or an optical device (reflection filter), an optical splitter, or a fiber connection component.
すなわち、通信事業者設備ビルから敷設されている幹線光ファイバが光スプリッタにより複数の光ファイバに分岐されるため、試験光も光スプリッタにより複数の分岐下部光ファイバに一様に分配される。その後、各分岐下部光ファイバからの戻り光が入射端に戻る際、戻り光は光スプリッタで重なり合ってしまうため、入射端で観測されるOTDR波形からは、どの分岐下部光ファイバに故障が生じているかを識別できなくなる。このように、既存のOTDRは基本的に1本の光ファイバに対する測定には有効であるが、PON型の光分岐線路に対してはそのまま適用することはできない。そこで、光分岐線路に対するOTDRの適用を可能とするための技術が提案されている(非特許文献1、特許文献1参照)。
That is, since the trunk optical fiber laid from the telecommunications carrier equipment building is branched into a plurality of optical fibers by the optical splitter, the test light is also uniformly distributed to the plurality of lower branch optical fibers by the optical splitter. After that, when the return light from each lower branch optical fiber returns to the incident end, the return light overlaps with the optical splitter. Therefore, from the OTDR waveform observed at the incident end, which branch lower optical fiber has failed. Cannot be identified. As described above, the existing OTDR is basically effective for measurement of one optical fiber, but cannot be applied as it is to a PON type optical branch line. Therefore, a technique for enabling application of OTDR to an optical branch line has been proposed (see Non-Patent
非特許文献1では、試験光を反射する光フィルタをターミネーションフィルタとしてユーザ装置の手前に設置し、各ユーザ装置からの反射光の強度を高分解能なOTDRにより測定するというものであり、この測定によれば、光スプリッタより下部の分岐光ファイバにおける距離分解能として2mの精度を得られることが報告されている。
In
しかしながら、この技術では故障心線の特定と、故障位置がユーザ装置であるか光線路であるかを切り分ける程度に留まっており、分岐下部光ファイバのどの位置で故障が発生しているかを特定することができない。
また、特許文献1では、光スプリッタとして、光の多光束干渉を利用するアレイ導波路回折格子型波長合分波器を用い、波長可変光源により試験光の波長を切り替えて被試験光線路を選択するという提案がなされている。これは、波長可変光源の波長を掃引し、反射光の波長を光反射処理部で検出し、その波長を基準に試験光の波長を設定することで試験光の波長に対応付けて各光線路の個別監視を実現可能とするものである。
However, in this technology, the fault core is identified and whether the fault location is the user device or the optical line is limited, and the position where the fault occurs in the lower branch optical fiber is specified. I can't.
In
しかしながら、アレイ導波路回折格子型波長合分波器に代表される、波長ルーティング機能を持つ光分岐装置は一般的に高価であり、多くの加入者を収容するアクセス系光システムに用いることはコスト面で難しい。更には、このような光部品は温度依存性が大きく、温度調整機能を付加する必要もあるため、システムを構築する際に必要となるコストが高くなり好ましくない。 However, an optical branching device having a wavelength routing function typified by an arrayed waveguide grating type wavelength multiplexer / demultiplexer is generally expensive, and it is costly to use it in an access optical system that accommodates many subscribers. Difficult in terms. Furthermore, such optical components are highly temperature dependent and need to be added with a temperature adjustment function, which is not preferable because the cost required for constructing the system increases.
非特許文献2では、ポンプ光パルスとプローブ光パルスの二つの試験光パルスを入射し、両試験光の衝突位置でのブリルアン利得を解析することにより、スプリッタ下部心線個別の損失分布を測定する技術が開示されている。
しかしながら、パルス法を用いたブリルアン利得解析は、個別の分岐下部光ファイバについて、長さが1m以上の差がある場合に分岐下部光ファイバを識別することが可能(つまり、分解能は1m以下)である。これは、パルス法において、パルス幅がブリルアン散乱のフォノン寿命(〜1m)より狭いときに感度が著しく劣化するためである。よって、非特許文献2に記載の手法は、試験光のパルス幅以上の個別の分岐光ファイバに長さの差がない場合には測定できない。即ち、実際の設備監視においては、集合住宅などのユーザ装置が設置される場所が隣接している場合の分岐光線路の場合は、分岐光ファイバの長さの差が1m以下となる場合があるため、パルス法では測定できない。
In
However, the Brillouin gain analysis using the pulse method can identify the lower branch optical fiber when there is a difference of 1 m or more in length for each individual lower branch optical fiber (that is, the resolution is 1 m or less). is there. This is because, in the pulse method, the sensitivity is significantly deteriorated when the pulse width is narrower than the phonon lifetime (˜1 m) of Brillouin scattering. Therefore, the method described in
そこで、PON型の光分岐線路において、光スプリッタからユーザ装置側の分岐下部光ファイバ、および装置(光スプリッタ、ファイバ接続部品などの光デバイス)を監視するにあたり、新たに光デバイスや光線路構成を変更することなく(既設設備を変更することによりコストをかけることなく)、既設所外設備(ファイバ長の異なる分岐下部ファイバと光反射フィルタ)の光線路損失特性を個別に測定ことを可能とし、分岐下部光ファイバ長差が1m以下の短い場合でも測定可能(つまり、分解能は1m以上)な技術が求められている。 Therefore, in the PON type optical branch line, when monitoring the branch lower optical fiber from the optical splitter to the user equipment side and the equipment (optical devices such as optical splitters and fiber connection parts), a new optical device and optical line configuration are added. Without changing (without cost by changing existing equipment), it is possible to individually measure the optical line loss characteristics of existing off-site equipment (branch lower fiber and light reflection filter with different fiber lengths), There is a need for a technology that can measure even when the difference in length of the optical fiber below the branch is as short as 1 m or less (that is, the resolution is 1 m or more).
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、光スプリッタからユーザ装置側の分岐下部光ファイバ、および装置を監視するにあたり、新たに光デバイスや光線路構成を変更することなく、既設所外設備の光線路損失特性を個別に測定ことを可能とする光分岐線路の特性解析装置およびその特性解析方法を提供することを目的とする。 The present invention was made in order to solve the above-described problems.When monitoring the branch lower optical fiber on the user apparatus side from the optical splitter and the apparatus, without changing the optical device or the optical line configuration newly, It is an object of the present invention to provide an optical branch line characteristic analysis device and a characteristic analysis method thereof capable of individually measuring optical line loss characteristics of existing off-site facilities.
上記の課題を解決するため、本発明に係る光分岐線路の特性解析装置は、以下の態様で構成される。
(1)1心の光ファイバを光スプリッタにより第1から第Nの光ファイバに分岐し、前記光スプリッタにより分岐された前記第1から第Nの分岐下部光ファイバの遠端に、試験光を反射し、前記試験光の波長と異なる波長の光を透過させる第1から第Nの単一波長反射型の光フィルタが接続される被測定ファイバに対して、前記光スプリッタによる分岐点から前記光フィルタまでのN心の分岐下部光ファイバについての長さの最小の差が光ファイバ識別分解能以上を有する光分岐線路についての光線路特性を解析する光分岐線路の特性解析装置であって、波長の異なる二種の試験光を生成する試験光生成手段と、前記波長の異なる二種の試験光を符号化する符号化手段と、前記符号化された二種の試験光を合波する合波手段と、前記合波された試験光を前記被測定ファイバに入射し、前記光スプリッタ下部の分岐光ファイバから戻ってきたプローブ光を抽出するサーキュレータと、前記抽出されたプローブ光から前記二種の試験光の一方の波長分を抽出するフィルタ手段と、前記フィルタ手段で抽出されたプローブ光を受光して電流に変換する光・電気変換手段と、前記電流に変換された試験光をデジタル信号に変換するアナログ・デジタル変換手段と、前記デジタル信号を復号化し、どの分岐下部光ファイバに入射されたプローブ光のデジタル信号であるのかを特定し、前記特定されたデジタル信号からブリルアン利得を解析し、前記符号を変化させて上記測定を繰り返し行い、繰り返し測定した測定結果から前記光スプリッタの下部分岐ファイバそれぞれのブリルアン利得特性分布を取得する演算処理手段とを具備する態様とする。
In order to solve the above-described problems, the optical branch line characteristic analyzer according to the present invention is configured in the following manner.
(1) One optical fiber is branched from a first optical fiber to an Nth optical fiber by an optical splitter, and test light is supplied to the far end of the first to Nth branched lower optical fibers branched by the optical splitter. The light from the branch point by the optical splitter is connected to a fiber to be measured to which first to Nth single-wavelength reflection type optical filters that reflect and transmit light having a wavelength different from the wavelength of the test light are connected. An optical branch line characteristic analysis apparatus for analyzing optical line characteristics of an optical branch line having a minimum difference in length for an N-core branched lower optical fiber up to a filter having an optical fiber identification resolution or higher. Test light generating means for generating two different types of test lights, encoding means for encoding the two types of test lights having different wavelengths, and multiplexing means for combining the two types of encoded test lights And the combined A test light is incident on the fiber to be measured, and a circulator for extracting the probe light returned from the branch optical fiber below the optical splitter, and one wavelength of the two types of test light from the extracted probe light. Filter means for extraction, optical / electrical conversion means for receiving the probe light extracted by the filter means and converting it into current, analog / digital conversion means for converting the test light converted into current into a digital signal, The digital signal is decoded, the branch lower optical fiber is identified as the digital signal of the probe light, the Brillouin gain is analyzed from the identified digital signal, the sign is changed, and the measurement is performed. The Brillouin gain characteristics of each of the lower branch fibers of the optical splitter from the measurement results of repeated measurement A manner that and a processing means for acquiring fabric.
(2)(1)において、前記ブリルアン利得解析は、光媒質内の歪みの測定を含む態様とする。
(3)(1)において、前記光線路特性は、距離に対する光減衰量、曲げ障害の位置、曲げの程度、断線障害の位置、距離に対する温度変化量の少なくともいずれかである態様とする。
(2) In (1), the Brillouin gain analysis includes measurement of distortion in the optical medium.
(3) In (1), the optical line characteristic is at least one of an optical attenuation amount with respect to a distance, a position of a bending obstacle, a degree of bending, a position of a disconnection obstacle, and a temperature change amount with respect to the distance.
また、本発明に係る光分岐線路の特性解析方法は、以下の態様で構成される。
(4)1心の光ファイバを光スプリッタにより第1から第Nの光ファイバに分岐し、前記光スプリッタにより分岐された前記第1から第Nの分岐下部光ファイバの遠端に、試験光を反射し、前記試験光の波長と異なる波長の光を透過させる第1から第Nの単一波長反射型の光フィルタが接続される被測定ファイバに対して、前記光スプリッタによる分岐点から前記光フィルタまでのN心の分岐下部光ファイバについての長さの最小の差が光ファイバ識別分解能以上を有する光分岐線路についての特性を解析する光分岐線路の特性解析装置に適用され、
波長の異なる二種の試験光を生成し、各試験光を符号化して合波し、合波された試験光を前記被測定ファイバに入射し、前記光スプリッタ下部の分岐光ファイバから戻ってきたプローブ光を抽出し、このプローブ光から前記二種の試験光の一方の波長分を抽出し、抽出された一方の波長分のプローブ光を電流に変換し、変換された電流信号をデジタル信号に変換し、このデジタル信号を復号して前記光分岐線路の特性を解析する方法であって、
前記デジタル信号の復号結果からどの分岐下部光ファイバに入射されたプローブ光のデジタル信号であるのかを特定し、前記特定したデジタル信号からブリルアン利得を解析し、前記符号を変化させて上記測定を繰り返し行い、繰り返し測定した測定結果から前記光スプリッタの下部分岐ファイバそれぞれのブリルアン利得特性分布を取得する態様とする。
Moreover, the optical branch line characteristic analysis method according to the present invention is configured in the following manner.
(4) One optical fiber is branched from the first to the Nth optical fiber by the optical splitter, and the test light is supplied to the far end of the first to Nth branched lower optical fibers branched by the optical splitter. The light from the branch point by the optical splitter is connected to a fiber to be measured to which first to Nth single-wavelength reflection type optical filters that reflect and transmit light having a wavelength different from the wavelength of the test light are connected. Applied to the optical branch line characteristic analysis device for analyzing the characteristics of the optical branch line having the minimum difference in length for the N-core branched lower optical fiber to the filter having an optical fiber identification resolution or higher,
Two types of test light having different wavelengths are generated, each test light is encoded and combined, and the combined test light enters the fiber to be measured and returns from the branch optical fiber below the optical splitter. The probe light is extracted, one wavelength of the two types of test light is extracted from the probe light, the extracted probe light for one wavelength is converted into a current, and the converted current signal is converted into a digital signal. A method of converting and decoding the digital signal to analyze the characteristics of the optical branch line,
From the decoding result of the digital signal, specify which of the branch lower optical fibers is the probe light digital signal, analyze the Brillouin gain from the specified digital signal, change the sign, and repeat the above measurement The Brillouin gain characteristic distribution of each of the lower branch fibers of the optical splitter is obtained from the measurement results repeatedly performed.
本発明によれば、光スプリッタ下部側における個別の分岐光ファイバの特性分布を取得するために、分岐下部光ファイバ長が異なることと分岐下部光ファイバ終端に試験光波長を反射する光反射フィルタを備えていればよいため、現在のPON型光線路を一切取り替えることなく低コストで精密に測定可能であり、必要となる分岐下部光ファイバ長差が1m以下の場合でも測定可能(分解能が1m以上)な光分岐線路の特性解析装置及び方法を提供することができる。 According to the present invention, in order to obtain the characteristic distribution of the individual branch optical fibers on the lower side of the optical splitter, the light reflection filter that reflects the test light wavelength at the end of the branch lower optical fiber is different from that of the lower branch optical fiber Because it only needs to be equipped, it can be measured accurately at low cost without replacing the current PON type optical line, and can be measured even when the required difference in length of the bottom optical fiber is 1 m or less (resolution is 1 m or more) ) Optical branch line characteristic analysis apparatus and method.
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)
図1は、第1の実施形態に係る光分岐線路特性解析装置の構成を示すブロック図である。図1に示す装置(点線で囲まれた被測定ファイバを除く、他の全構成部分)は、第一試験光が被測定ファイバ中で受けたブリルアン利得の特性分布を求めることができるものである。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiment described below is an example of the configuration of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiment.
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an optical branch line characteristic analyzing apparatus according to the first embodiment. The apparatus shown in FIG. 1 (all other components excluding the fiber to be measured surrounded by a dotted line) can determine the Brillouin gain characteristic distribution received by the first test light in the fiber to be measured. .
図1に示す第1の実施形態において、光源11から出力された連続光は、分岐素子12によって2系統に分岐され、さらに分岐素子13によって2系統に分岐される。
分岐素子13で分岐された光の一方を第一試験光(プローブ光)、他方を第二試験光(ポンプ光)とする。第一試験光は、光周波数変更手段17により光周波数がfBだけシフトされる。具体的には、光周波数変更手段17は、駆動する正弦波発生器19からの信号周波数に応じて変調側波帯の周波数が変化する機能を持つ外部変調器であればよく、LiNbO3を用いた位相変調器、振幅変調器やSSB変調器であればよい。
In the first embodiment shown in FIG. 1, the continuous light output from the
One of the lights branched by the
光周波数変更手段17で周波数変更された第一試験光は光変調器18に入射され、光符号化手段21による符号化変調を受ける。一方、分岐素子13によって分岐された第二試験光は、光増幅器14によって光増幅された後、光変調器15に入射され、光符号化手段20による符号化変調を受ける。光符号化手段20,21は具体的には、任意波形駆動したLiNbO3を用いた導波路変調器が利用可能である。
The first test light whose frequency has been changed by the optical
ここで、光周波数変更手段17及び正弦波発生器19による光周波数シフトと光変調器15,18及び光符号化手段20,21による光符号化変調の順序は任意である。
符号化された第一試験光と符号化された第二試験光は合波素子16によって合波され、サーキュレータ22を通過して被測定光ファイバ23に入射される。被測定光ファイバ23は、光スプリッタ231と分岐下部光ファイバ232と分岐下部光ファイバ終端に設置された光反射フィルタ233により構成される。光スプリッタ231でN分岐された第一試験光と第二試験光は、分岐下部光ファイバ232中でインタラクションし、第一試験光はブリルアン増幅を受ける。このブリルアン増幅を受けた第一試験光と第二試験光は光サーキュレータ22に到達し、この光サーキュレータ22によって光フィルタ24に導かれる。この光フィルタ24は第一試験光のみを抽出するもので、ここで抽出された第一試験光は初段の分岐素子12によって分岐された無変調光と合波素子25によって合波され、光受信器26で受信される。
Here, the order of the optical frequency shift by the optical
The encoded first test light and the encoded second test light are combined by the combining
光受信器26からの出力電流は、アナログ/デジタル(A/D)変換器27でデジタル信号に変換されてから、演算処理装置28に入力される。演算処理装置28では入力された電流値に対して、下記で説明する分岐光ファイバ毎のブリルアン利得情報の分離方法、ブリルアン利得解析方法、分布測定方法の演算処理を行い、距離に対する損失分布を求める。
The output current from the
次に上述した本実施形態の光線路特性解析装置の動作について説明する。光周波数変更手段17、光符号化手段20,21、光受信器26、被測定光ファイバ23は、次の条件を満足する必要がある。
(条件1) 第一試験光を符号化する光符号化手段21の符号φn(t)と、第二試験光を符号化する光符号化手段20の符号ψn(t)は、任意の時刻tにおいて常に周波数差f1が一定であり、それ以外の時刻において周波数差が一定でないこと。
(条件2) 光周波数変更手段17による周波数シフトは、ブリルアン周波数シフトfBと条件1記載の符号間周波数差f1の差周波数と等しいこと。
(条件3) 第一試験光を符号化する光符号化手段21の符号φ(t)は、任意の時刻tにおいて相関が1であり、それ以外の時刻において相関が0であること。
(条件4) 被測定光ファイバ23となる分岐下部光ファイバ232の最小のファイバ長差が、光ファイバ識別分解能ΔL以上であること。
(条件5) 光受信器26の帯域は、符号化の変調帯域を受光可能な帯域であること。
Next, the operation of the above-described optical line characteristic analyzing apparatus of the present embodiment will be described. The optical
(Condition 1) The code φ n (t) of the optical encoding means 21 for encoding the first test light and the code ψ n (t) of the optical encoding means 20 for encoding the second test light are arbitrary The frequency difference f 1 is always constant at time t, and the frequency difference is not constant at other times.
(Condition 2) The frequency shift by the optical
(Condition 3) The code φ (t) of the optical encoding means 21 that encodes the first test light has a correlation of 1 at an arbitrary time t and a correlation of 0 at other times.
(Condition 4) The minimum fiber length difference of the branched lower optical fiber 232 to be the measured
(Condition 5) The band of the
ここで、条件1〜5は次のような意味を持っている。
条件1は、任意の位置zのみのブリルアン利得情報を取得するための条件である。
光符号化手段20,21の符号特性が上記の場合、被測定ファイバ23中の任意の位置zにおいて、条件2と合わせることで、第一試験光と第二試験光の周波数差が常にブリルアン周波数シフトと等しくなるため、符号長に渡ってブリルアン増幅を受ける。それ以外の位置では第一試験光と第二試験光の周波数差が揺らぐため、符号長に渡って常にブリルアン増幅を受けるわけではない。そのため、第一試験光の符号長に渡って積分することで、任意の位置zでのブリルアン利得を取得可能である。
Here, the
When the code characteristics of the optical encoding means 20 and 21 are as described above, the frequency difference between the first test light and the second test light is always the Brillouin frequency by matching with the
条件2は、第二試験光により第一試験光がブリルアン増幅を受けるために必要となる条件である。
条件3および条件4は、分岐下部光ファイバ232の個別のブリルアン利得情報を取得するために必要な条件である。
光符号化手段20,21の符号特性が上記の場合、分岐下部光ファイバ232の終端で反射されて戻ってきた第一試験光を、光もしくは電気の段で発生させた符号φn(t)と符号長に渡って相関をとることで、任意の分岐下部光ファイバ232から戻ってきた第一試験光の強度を得ることが可能となる。
When the code characteristics of the optical encoding means 20 and 21 are as described above, the code φ n (t) generated by the optical or electrical stage of the first test light reflected and returned from the end of the lower branch optical fiber 232 By taking the correlation over the code length, it is possible to obtain the intensity of the first test light that has returned from any branch lower optical fiber 232.
条件5は、光符号を精確に測定するためには、光受信器26の帯域、A/D変換器27の帯域は光符号変調周波数より広い必要がある。
この条件を満足する場合の本実施形態を用いた光線路の特性解析方法を示す。
波長の異なる二つの試験光(第一試験光、第二試験光)を用い、第一試験光はプローブ光であり、光周波数f0-fBとし、第二試験光はポンプ光であり、光周波数f0とする。ここで、f0はポンプ光の光周波数、fBはブリルアン後方散乱による光周波数シフト量とする。
An optical line characteristic analysis method using this embodiment when this condition is satisfied will be described.
Two test lights having different wavelengths (first test light, second test light) are used, the first test light is probe light, the optical frequency is f 0 -f B , the second test light is pump light, and the optical frequency f 0. Here, f 0 is the optical frequency of the pump light, and f B is the optical frequency shift amount due to Brillouin backscattering.
符号化した第一試験光と符号化した第二試験光を被測定光ファイバ23に入射する。ここで、第一試験光と第二試験光は、光スプリッタ231によりN分岐される。
(i) ブリルアン利得解析方法
第一試験光(プローブ光)と第二試験光(ポンプ光)の周波数がfBだけ差がある場合、第一試験光と第二試験光が対向伝搬すると、ブリルアン散乱が発生し、第一試験光は式(1)で表される増幅を受ける。
The encoded first test light and the encoded second test light are incident on the
(i) Brillouin gain analysis method When the frequency of the first test light (probe light) and the second test light (pump light) is different by f B , Scattering occurs and the first test light undergoes amplification represented by equation (1).
分岐下部光ファイバ心線#iの損失をαi、分岐下部光ファイバ心線#iを往復する場合の全損失を1/Diとすると、終端の光反射フィルタで反射された後、分岐下部光ファイバ入射端での第一試験光の強度Iprobe(2Li)は、式(2)で表される。 If the loss of the lower branch optical fiber core wire #i is α i and the total loss when going back and forth through the lower branch optical fiber core wire #i is 1 / D i , The intensity I probe (2L i ) of the first test light at the incident end of the optical fiber is expressed by Expression (2).
ここで、Ipump(z)は、式(3)で表される。
Here, I pump (z) is expressed by Equation (3).
上記、各分岐下部光ファイバからの戻り光Iprobe(2Li)は、光スプリッタから光受信器までの光ファイバにより同じ損失を受ける。
よって、ブリルアン利得を解析すれば、線路損失を測定することができる。
(ii) 分布測定方法
第一試験光の符号化をφn(t)、第二試験光の符号化をψn(t)とすると、φn(t)とψn(t)は、ある時刻tのときのみ周波数差がf1で一定であり、それ以外の時刻において周波数差が一定でない符号である。
The return light I probe (2L i ) from each branch lower optical fiber is subjected to the same loss by the optical fiber from the optical splitter to the optical receiver.
Therefore, line loss can be measured by analyzing the Brillouin gain.
(ii) Distribution measurement method If the encoding of the first test light is φ n (t) and the encoding of the second test light is ψ n (t), then φ n (t) and ψ n (t) are The frequency difference is constant at f 1 only at time t, and the frequency difference is not constant at other times.
また、第一試験光の符号φn(t)は、ある時刻tのときのみ相関が1であり、それ以外の時刻において相関が0となる符号である。 Further, the code φ n (t) of the first test light is a code in which the correlation is 1 only at a certain time t and the correlation is 0 at other times.
例えば、以下のように周波数変調した場合を考える。
For example, consider the case of frequency modulation as follows.
(iii) 分岐光ファイバのブリルアン利得情報分離方法
第一試験光が分岐光ファイバ#aの終端の試験光反射フィルタ233で反射され、光受信器26に到達する時間をtdaとすると、式(8)で表される。
(iii) Brillouin gain information separation method for branched optical fiber
When the time for the first test light to be reflected by the test light reflection filter 233 at the end of the branched optical fiber #a and reach the
他の分岐光ファイバ#b(1≦b≦Nの整数)から戻ってきた第一試験光が光受信器26に到達する時間tdbは、式(9)で表される。
A time t db when the first test light returned from the other branch optical fiber #b (an integer of 1 ≦ b ≦ N) reaches the
ここで、分岐下部光ファイバ#a、#bを分離識別する分解能は、符号化した第一試験光の符号特性により決まる。符号化した第一試験光は、符号同士の相関により復号する。式(5)で符号化した場合の分岐下部光ファイバ#a、#bを識別する分解能(分岐光ファイバ識別分解能)ΔLは、式(13)で表される。 Here, the resolution for separately identifying the branched lower optical fibers #a and #b is determined by the code characteristics of the encoded first test light. The encoded first test light is decoded by the correlation between the codes. A resolution (branching optical fiber identification resolution) ΔL for identifying the branched lower optical fibers #a and #b when encoded by the expression (5) is expressed by an expression (13).
つまり、受光側で得られた第一試験光を、初期位相を変化させて復号化することで、分岐下部光ファイバ毎の情報に分離することが可能となる。また、正弦波変調を用いた場合、Δfを50 MHz以上で変調することで、分岐下部光ファイバ#a、#bの識別分解能は1m以上を実現でき、Δfを5 GHzにすることで約1cmの分岐下部光ファイバ識別分解能を実現できる。 That is, it is possible to separate the first test light obtained on the light receiving side into information for each branched lower optical fiber by changing the initial phase and decoding. In addition, when using sine wave modulation, modulation resolution of Δf at 50 MHz or more can realize the identification resolution of the lower branch optical fibers #a and #b of 1 m or more, and about 1 cm by setting Δf to 5 GHz. The lower split optical fiber identification resolution can be realized.
上記演算処理装置28において、上記処理を実現するフローチャートを図2に示す。
図2において、まずデジタル化されたプローブ信号が入力された場合には(ステップS1)、このプローブ信号を復号化してどの分岐下部光ファイバに入射されたプローブ光のデジタル信号であるのかを特定し(ステップS2)、特定されたデジタル信号からブリルアン利得を解析し(ステップS3)、符号を変化させて(ステップS4)上記測定を繰り返し行い、繰り返し測定した測定結果から光スプリッタ231の下部分岐ファイバそれぞれのブリルアン利得特性分布を取得する(ステップS5,S6)。
FIG. 2 shows a flowchart for realizing the above processing in the
In FIG. 2, first, when a digitized probe signal is input (step S1), this probe signal is decoded to identify which branch lower optical fiber is the digital signal of the probe light. (Step S2) The Brillouin gain is analyzed from the identified digital signal (Step S3), the sign is changed (Step S4), and the above measurement is repeated. The Brillouin gain characteristic distribution is acquired (steps S5 and S6).
上記の実施形態において、第一試験光・第二試験光を正弦波で符号化した場合を記載したが、符号化は疑似ランダム信号(PRBS)においても測定可能である。
(i)〜(iii)の各測定結果と、条件1〜条件5を満たした場合、本実施形態によりPON型光分岐線路の分岐下部光ファイバ#a、#bの個別の損失分布測定が、既設所外設備(光スプリッタ231と分岐下部光ファイバ232と分岐下部光ファイバ終端に設置された光反射フィルタ233)の構成のみで測定可能であり、分岐下部光ファイバ#a、#bの識別分解能は1m以上を実現する、つまり分岐下部光ファイバ長差が1m以下の場合であっても測定可能とすることができる。
In the above embodiment, the case where the first test light and the second test light are encoded with a sine wave has been described, but the encoding can also be measured with a pseudo-random signal (PRBS).
When each of the measurement results (i) to (iii) and
(第2の実施形態)
図3は第2の実施形態に係る光分岐線路特性解析装置の構成を示すブロック図である。なお、図3において、図1と同一部分には同一符号を付して示し、ここでは異なる部分について説明する。
図3に示す装置では、光源11とは別に光源31を備え、光符号化手段29は、光源11のレーザ注入電流を任意符号によって波形変調し、遅延制御手段30により一定期間遅延させて光源31のレーザ注入電流を同じ符号で波形変調する。光源31で符号化変調された伝送光は合波素子25に送られ、光フィルタ24からの第1試験光と合波され、これによって相関波形として光受信器26で受信される。
(Second Embodiment)
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the optical branch line characteristic analyzing apparatus according to the second embodiment. 3, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and different parts will be described here.
In the apparatus shown in FIG. 3, a
すなわち、第1の実施形態では、光受信後に演算処理装置27で相関処理を行う方法としたのに対して、第2の実施形態では、光源31により遅延符号変調された信号光を合波素子25で試験光と合波することで、光の干渉により相関処理を行う方法である。なお、図3に示す光源31は、光源11と同様、注入電流によって任意波形変調可能な光源であればよい。
That is, in the first embodiment, the correlation processing is performed by the
その他、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体化できる。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幾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。 In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some configurations may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different example embodiments may be combined as appropriate.
11…光源
12,13…分岐素子
14…光増幅器
15,18…光変調器
16,25…合波素子
17…光周波数変更手段
19…正弦波発生器
20,21…光符号化手段
22…サーキュレータ
23…被測定ファイバ
231…光スプリッタ
232…分岐下部光ファイバ
233…光反射フィルタ
24…光フィルタ
26…光受信器
27…A/D変換器
28…演算処理装置
29…光符号化手段
30…遅延制御手段
31…光源
DESCRIPTION OF
Claims (4)
波長の異なる二種の試験光を生成する試験光生成手段と、
前記波長の異なる二種の試験光を符号化する符号化手段と、
前記符号化された二種の試験光を合波する合波手段と、
前記合波された試験光を前記被測定ファイバに入射し、前記光スプリッタ下部の分岐光ファイバから戻ってきたプローブ光を抽出するサーキュレータと、
前記抽出されたプローブ光から前記二種の試験光の一方の波長分を抽出するフィルタ手段と、
前記フィルタ手段で抽出されたプローブ光を受光して電流に変換する光・電気変換手段と、
前記電流に変換された試験光をデジタル信号に変換するアナログ・デジタル変換手段と、
前記デジタル信号を復号化し、どの分岐下部光ファイバに入射されたプローブ光のデジタル信号であるのかを特定し、前記特定されたデジタル信号からブリルアン利得を解析し、前記符号を変化させて上記測定を繰り返し行い、繰り返し測定した測定結果から前記光スプリッタの下部分岐ファイバそれぞれのブリルアン利得特性分布を取得する演算処理手段と
を具備することを特徴とする光分岐線路の特性解析装置。 A single optical fiber is branched from a first optical fiber to an Nth optical fiber by an optical splitter, and the test light is reflected to a far end of the first to Nth branched lower optical fibers branched by the optical splitter; For a fiber to be measured to which first to Nth single wavelength reflection type optical filters that transmit light having a wavelength different from the wavelength of the test light are connected, from the branch point by the optical splitter to the optical filter. An optical branch line characteristic analyzing apparatus for analyzing optical line characteristics of an optical branch line having a minimum difference in length with respect to an N-core branched lower optical fiber having an optical fiber identification resolution or higher,
A test light generating means for generating two types of test light having different wavelengths;
Encoding means for encoding the two types of test light having different wavelengths;
A multiplexing means for multiplexing the encoded two kinds of test lights;
A circulator that makes the combined test light enter the fiber to be measured and extracts the probe light returned from the branch optical fiber below the optical splitter;
Filter means for extracting one wavelength of the two kinds of test light from the extracted probe light;
Light / electric conversion means for receiving the probe light extracted by the filter means and converting it into a current;
Analog-digital conversion means for converting the test light converted into the current into a digital signal;
The digital signal is decoded, the branch lower optical fiber is identified as the probe light digital signal, the Brillouin gain is analyzed from the identified digital signal, the sign is changed, and the measurement is performed. An apparatus for analyzing characteristics of an optical branch line, comprising: an arithmetic processing unit that obtains a Brillouin gain characteristic distribution of each of the lower branch fibers of the optical splitter from measurement results that are repeatedly performed and repeatedly measured.
波長の異なる二種の試験光を生成し、各試験光を符号化して合波し、合波された試験光を前記被測定ファイバに入射し、前記光スプリッタ下部の分岐光ファイバから戻ってきたプローブ光を抽出し、このプローブ光から前記二種の試験光の一方の波長分を抽出し、抽出された一方の波長分のプローブ光を電流に変換し、変換された電流信号をデジタル信号に変換し、このデジタル信号を復号して前記光分岐線路の特性を解析する方法であって、
前記デジタル信号の復号結果からどの分岐下部光ファイバに入射されたプローブ光のデジタル信号であるのかを特定し、
前記特定したデジタル信号からブリルアン利得を解析し、
前記符号を変化させて上記測定を繰り返し行い、
繰り返し測定した測定結果から前記光スプリッタの下部分岐ファイバそれぞれのブリルアン利得特性分布を取得することを特徴とする光分岐線路の特性解析方法。 A single optical fiber is branched from a first optical fiber to an Nth optical fiber by an optical splitter, and the test light is reflected to a far end of the first to Nth branched lower optical fibers branched by the optical splitter; For a fiber to be measured to which first to Nth single wavelength reflection type optical filters that transmit light having a wavelength different from the wavelength of the test light are connected, from the branch point by the optical splitter to the optical filter. Applied to an optical branch line characteristic analyzer for analyzing the characteristics of an optical branch line in which the minimum difference in length of the N-core branched lower optical fiber has an optical fiber identification resolution or higher,
Two types of test light having different wavelengths are generated, each test light is encoded and combined, and the combined test light enters the fiber to be measured and returns from the branch optical fiber below the optical splitter. The probe light is extracted, one wavelength of the two types of test light is extracted from the probe light, the extracted probe light for one wavelength is converted into a current, and the converted current signal is converted into a digital signal. A method of converting and decoding the digital signal to analyze the characteristics of the optical branch line,
Identify which branch lower optical fiber is the digital signal of the probe light incident from the decoding result of the digital signal,
Analyzing the Brillouin gain from the identified digital signal;
Repeat the above measurement by changing the sign,
A characteristic analysis method for an optical branch line, characterized in that a Brillouin gain characteristic distribution of each of the lower branch fibers of the optical splitter is obtained from measurement results obtained repeatedly.
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