JP2017183877A - 測定装置及び測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】既存のシステムへの変更を限りなく少なくし、常時発光するＯＮＵを速やかに特定する。
【解決手段】測定装置１が上り光の周波数とブリルアン周波数シフト分の周波数差をもつ識別光をＯＮＵ３Ａ，３Ｂ，３Ｃへ向けて入射し、測定装置１が上り光と識別光の相互作用によって生じた上り光の増幅が観測された時間を計測する。これにより、上り光の増幅が観測された時間と各ＯＮＵ３Ａ，３Ｂ，３ＣのＲＴＴ値とを比較することで、常時発光するＯＮＵ３Ａを特定することが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＰＯＮネットワークにおいて異常なＯＮＵを特定する技術に関する。

現在光アクセスシステムとして広く用いられているＧＥ−ＰＯＮ（Ｇｉｇａｂｉｔ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ−Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムでは、局側光回線終端装置であるＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）と加入者側光回線終端装置であるＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）が、光スプリッタなどの受動（パッシブ）素子で構成されたＰ２ＭＰ（Ｐｏｉｎｔ ｔｏ Ｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔ）形態で接続される。ＧＥ−ＰＯＮの上り信号は光スプリッタで合波されるため、各ＯＮＵからの上り信号が合波後に衝突しないように、ＯＬＴが司令塔の役目を務め、各ＯＮＵに対して送信許可を通知し、上り信号を時間的に分離して衝突を回避している（非特許文献１参照）。

落合康二、他６名、「Ｇｉｇａｂｉｔ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ−ＰＯＮ（ＧＥ−ＰＯＮ）システムの開発」、ＮＴＴ技術ジャーナル、日本電信電話株式会社、２００５年３月、第１７巻、第３号、pp. 75-80 大石将之、他２名、「標準ＭＰＣＰメッセージを用いた障害ＯＮＵ特定法の提案」、信学技報、社団法人電子情報通信学会、２０１０年１１月１１日、第１１０巻、第２９１号、pp. 17-21 水野洋輔、中村健太郎、「光ファイバ中のブリルアン散乱とそのセンサ応用」、超音波ＴＥＣＨＮＯ、日本工業出版株式会社、２０１４年、第２６巻、第３号、pp. 84-89

ＯＮＵが故障した際には、速やかに当該ＯＮＵを特定し、交換等の復旧を図ることが重要である。故障したＯＮＵが常時発光した場合には、ＧＥ−ＰＯＮシステムの特徴上、各ＯＮＵと通信ができなくなる。この問題を解決するため、例えば非特許文献２では、ＯＮＵの正常動作を順次検査し、排他的に障害ＯＮＵを特定する手法が提案されている。しかしながら、非特許文献２の手法では、ＯＮＵを周期的に発光するように制御することが必要であり、既に広く導入されているＯＬＴ，ＯＮＵに対して手を加える必要が生じる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、既存のシステムへの変更を限りなく少なくし、常時発光するＯＮＵを速やかに特定することを目的とする。

第１の本発明に係る測定装置は、上り光を出力し続けている加入者側光回線終端装置を特定する測定装置であって、前記上り光に対してブリルアン周波数シフト分の周波数差を持つパルス光を前記上り光に対向して入射する発光手段と、前記上り光を受信する受光手段と、前記上り光と前記パルス光の相互作用によって生じた前記上り光の増幅を検知し、前記上り光が増幅された時間を計測する計測手段と、を有することを特徴とする。

第２の本発明に係る測定方法は、上り光を出力し続けている加入者側光回線終端装置を特定する測定方法であって、前記上り光に対してブリルアン周波数シフト分の周波数差を持つパルス光を前記上り光に対向して入射するステップと、前記上り光を受信するステップと、前記上り光と前記パルス光の相互作用によって生じた前記上り光の増幅を検知し、前記上り光が増幅された時間を計測するステップと、を有することを特徴とする。

本発明によれば、既存のシステムへの変更を限りなく少なくし、常時発光するＯＮＵを速やかに特定することができる。

本実施の形態における測定装置を含む全体構成図である。 上り光の増幅が観測される時間を示す図である。 測定装置から接続点までの距離、ＯＬＴから接続点までの距離、接続点からＯＮＵまでの距離を示す図である。 上り光が識別光によって増幅される様子を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

対向する２つの光が光ファイバ中を伝搬する際に、双方の周波数差がブリルアン周波数差（１０ＧＨｚ程度）と等しいとき、相互作用により利得を生じることが知られている（非特許文献３参照）。そこで、この物理現象を利用し、本実施の形態における測定装置は、異常ＯＮＵが出力する上り光（連続光）に対向して識別光（パルス光）を光ファイバに入射し、上り光と識別光の間で相互作用を生じて上り光が増幅された時間を計測することで異常ＯＮＵを特定する。

図１は、本実施の形態における測定装置を含む全体構成図である。

図１に示すように、本実施の形態における測定装置１は、ＴＤＭ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）−ＰＯＮ構成のアクセスネットワークにおいて利用される。ＯＬＴ２は、局側に設置される光回線終端装置である。ＯＮＵ３Ａ，３Ｂ，３Ｃは、加入者側に設置される光回線終端装置である。ＯＬＴ２に接続された光ファイバはスプリッタ４によって分岐されて各ユーザ宅のＯＮＵ３Ａ，３Ｂ，３Ｃのそれぞれに接続される。ＯＬＴ２は、各ＯＮＵ３Ａ，３Ｂ，３Ｃからの上り信号が衝突しないように各ＯＮＵ３Ａ，３Ｂ，３Ｃに対して送信許可を通知する。ＯＮＵ３Ａ，３Ｂ，３Ｃは、ＯＬＴ２からの送信許可に応じて上り信号を送信する。図１では、ＯＮＵ３Ａが故障し、上り光を出力し続けている。そのため、他のＯＮＵ３Ｂ，３Ｃは通信できず、ＯＮＵ３Ａの常時発光が解消されるまでは発光しない状態となる。

測定装置１は、光ファイバ及びカプラ（図示せず）を介して、ＯＬＴ２側の光ファイバに接続される。測定装置１は、上り光に対向して識別光を光ファイバに入射する識別光発光部１１と、上り光を受光して上り光が増幅された時間を計測する上り光受光部１２を備える。上り光の周波数をｆ１、光ファイバ中におけるブリルアン後方散乱による周波数シフトをｆｂとしたときに、識別光の周波数をｆ１−ｆｂとする。

測定装置１から光ファイバに入射された識別光は、スプリッタ４により複数の光ファイバへ分岐され、各ＯＮＵ３Ａ，３Ｂ，３Ｃまで到達する。このとき、識別光は、対向する上り光とすれ違いながら光ファイバ中を進行する。識別光と上り光の周波数差がブリルアン周波数シフトｆｂである場合、識別光と上り光の間で相互作用を生じ、上り光が増幅される。この上り光の増幅は、識別光が出力されてから常時発光しているＯＮＵ３Ａに到達するまでの間に発生する。したがって、上り光受光部１２において観測される上り光の増幅は、図２に示すように、識別光が異常ＯＮＵ３Ａに到達するまでの時間Ｔ１の２倍で観測される。

ＴＤＭ−ＰＯＮでは、各ＯＮＵ３Ａ，３Ｂ，３Ｃからの上り信号の送信時刻を制御するために、各ＯＮＵ３Ａ，３Ｂ，３ＣのＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ Ｔｒｉｐ Ｔｉｍｅ）値をＯＬＴ２が保持している。ＲＴＴ値は、ＯＬＴ−ＯＮＵ間距離（伝搬時間）に相当するため、ＲＴＴ値と上り光の増幅が観測された時間とを比較することで、常時発光している異常ＯＮＵ３Ａを特定できる。

本実施の形態では、ＯＬＴ２から各ＯＮＵ３Ａ，３Ｂ，３Ｃまでの距離は互いに異なっていることを前提とする。また、識別光の発光時間は、同一ＰＯＮ配下におけるＯＮＵ３Ａ，３Ｂ，３Ｃの距離差に相当する伝搬時間よりも短くする。さらに、上り光の強度を計測する時間分解能は、同一ＰＯＮ配下におけるＯＮＵ３Ａ，３Ｂ，３Ｃの距離差に相当する光の伝搬時間よりも短くする。これらの条件を満たさない場合であっても、常時発光しているＯＮＵの候補を絞ることが可能である。

次に、上り光の増幅が観測された時間から常時発光しているＯＮＵを特定する方法について説明する。

図３のように、測定装置１から光ファイバへの接続点までの光ファイバの距離をＬｒ、ＯＬＴ２から測定装置１の接続点までの光ファイバの距離をＬｓ、測定装置１の接続点からｊ番目のＯＮＵ３までの距離をＬｊとする。ＯＬＴ２からｊ番目のＯＮＵ３までの距離はＬｊ＋Ｌｓと表すことができる。ｊ番目のＯＮＵのＲＴＴ値は次式（１）で表すことができる。

ここで、αは、ＯＬＴ内部でのＲＴＴ値測定処理時間とＯＮＵ内部でのＲＴＴ値測定処理時間を加えた内部処理時間であり、ｃは、光ファイバ中を伝搬する光の速度である。例えば、Ｌｊ＋Ｌｓが約４０ｋｍの場合、ＯＬＴ−ＯＮＵ間の光ファイバを光が往復する時間は約０．４０００ｍｓｅｃとなる。ＲＴＴ値が約０．４１６４ｍｓｅｃであった場合、内部処理時間αは約０．０１６４ｍｓｅｃとなる。

ｊ番目のＯＮＵが常時発光しており、上り光の増幅が観測された時間をＴｍとする。上り光の増幅が観測された時間Ｔｍと各距離Ｌｒ，Ｌｓ，Ｌｊとの関係は次式（２）で表すことができる。

上記の式（１）及び式（２）から常時発光しているＯＮＵのＲＴＴ値は次式（３）で求めることができる。

式（３）に、上り光の増幅が観測された時間Ｔｍ、測定装置１から接続点までの距離Ｌｒ、ＯＬＴ２から接続点までの距離Ｌｓ、及びＯＬＴとＯＮＵの内部処理時間αを代入すると、常時発光しているＯＮＵのＲＴＴ値を求めることができる。求めたＲＴＴ値をＯＬＴ２が保持する各ＯＮＵのＲＴＴ１〜ＲＴＴ３２と照らし合わせて一致したものを特定する。ＲＴＴ値が一致したＲＴＴ１〜ＲＴＴ３２に対応するＯＮＵが異常ＯＮＵであると特定できる。

測定装置１に、測定装置１から接続点までの距離Ｌｒ、ＯＬＴ２から接続点までの距離Ｌｓ、ＯＬＴとＯＮＵの内部処理時間α、及び各ＯＮＵのＲＴＴ値を入力しておき、測定装置１が、上り光の増幅が観測された時間Ｔｍを得て、式（３）を用いてＲＴＴを算出して各ＯＮＵのＲＴＴ値と比較し、異常ＯＮＵを特定してもよい。

次に、上り光の増幅について説明する。

図４は、上り光が識別光によって増幅される様子を説明する図である。

異常なＯＮＵは、強度が一定の上り光を出力し続けている（図４（ａ））。

時刻ｔ＝０において、測定装置１が識別光を出力すると、上り光と識別光の間で相互作用を生じて上り光が増幅される（図４（ｂ））。このときから、測定装置１では上り光の増幅が観測される。

識別光はＯＮＵ側へ進んでいくが、増幅された上り光は増幅されたままＯＬＴ側へ伝わる（図４（ｃ））。

時刻ｔ＝Ｔ１において、識別光はＯＮＵに到達して消滅する（図４（ｄ））。

識別光が消滅した後も、増幅された分の上り光はＯＬＴ側へ伝わる（図４（ｅ））。

時刻ｔ＝２Ｔ１において、時刻ｔ＝Ｔ１の瞬間にＯＮＵの直前で増幅された上り光が測定装置１に到達する（図４（ｆ））。

その後、識別光を出力する前の状態に戻る（図４（ｇ））。

なお、識別光はスプリッタ４によって分岐されて正常なＯＮＵへも向かうが、正常なＯＮＵは発光しないので、測定装置１では、異常なＯＮＵが出力した上り光のみが観測される。

以上説明したように、本実施の形態によれば、測定装置１が上り光の周波数とブリルアン周波数シフト分の周波数差をもつ識別光をＯＮＵ３Ａ，３Ｂ，３Ｃへ向けて入射し、測定装置１が上り光と識別光の相互作用によって生じた上り光の増幅が観測された時間を計測することにより、上り光の増幅が観測された時間と各ＯＮＵ３Ａ，３Ｂ，３ＣのＲＴＴ値とを比較することで、常時発光するＯＮＵ３Ａを特定することが可能となる。

なお、本実施の形態では、ＯＬＴ２とは別に測定装置１を設置したが、ＯＬＴ２が測定装置１の機能を備えてもよい。また、測定装置１が具備する、識別光発光部１１と上り光受光部１２を一体の装置として記載したが、別々の装置とするなど、各機能部は、一体であることは必須ではない。

１…測定装置
１１…識別光発光部
１２…上り光受光部
２…ＯＬＴ
３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ…ＯＮＵ
４…スプリッタ

Claims (2)

1. 上り光を出力し続けている加入者側光回線終端装置を特定する測定装置であって、
   前記上り光に対してブリルアン周波数シフト分の周波数差を持つパルス光を前記上り光に対向して入射する発光手段と、
   前記上り光を受信する受光手段と、
   前記上り光と前記パルス光の相互作用によって生じた前記上り光の増幅を検知し、前記上り光が増幅された時間を計測する計測手段と、
   を有することを特徴とする測定装置。
2. 上り光を出力し続けている加入者側光回線終端装置を特定する測定方法であって、
   前記上り光に対してブリルアン周波数シフト分の周波数差を持つパルス光を前記上り光に対向して入射するステップと、
   前記上り光を受信するステップと、
   前記上り光と前記パルス光の相互作用によって生じた前記上り光の増幅を検知し、前記上り光が増幅された時間を計測するステップと、
   を有することを特徴とする測定方法。

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