JP3162449B2 - スターバス型光ファイバ線路網の監視システム - Google Patents

スターバス型光ファイバ線路網の監視システム

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JP3162449B2
JP3162449B2 JP34488591A JP34488591A JP3162449B2 JP 3162449 B2 JP3162449 B2 JP 3162449B2 JP 34488591 A JP34488591 A JP 34488591A JP 34488591 A JP34488591 A JP 34488591A JP 3162449 B2 JP3162449 B2 JP 3162449B2
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正幸 西村
泉 三川
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ線路網、特
にスターバス型光ファイバ線路網の監視システムに関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】スターバス型光ファイバ線路網は、局か
ら出た1本の光ファイバをスターカプラによって分岐
し、多数の加入者へ通信信号光を分配する線路網であ
る。
【0003】このスターバス型光ファイバ線路網におい
て、光ファイバの断線等の障害発生を監視する方法とし
て、従来OTDR(Optical Time Domain Reflectomete
r )を使用する方法があった。この詳細については、中
本 他による下記の文献、「1990年電気情報通信学
会 秋季大会 B−692」もしくはI.Sankaw
a 他による下記の文献、「IEEE Photo. Tech. Lett.
Vol.2,No.10,p.766,1990」に記載されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、局側からOT
DRでこのようなスターバス型光ファイバ線路網を測定
すると、スターカプラ以遠の光ファイバで損失増加や断
線が起こったことは検知できるものの、分岐後のどの光
ファイバで障害が発生したのかを特定できないという問
題点があった。
【0005】本発明は、上記の問題点を解決した光ファ
イバ線路網の監視システムを提供することを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係るスターバス
型光ファイバ線路網監視システムは、スターバス型光フ
ァイバ線路網の局側に監視装置を、各端末側の遠端線路
中に透過性を有する反射器をそれぞれ設けたものであ
る。監視装置は、波長が変化する試験信号光を出射する
試験信号光発生手段と、光信号を電気信号に変換する光
電変換手段と、信号光発生手段からの試験信号光をスタ
ーバス型光ファイバ線路網に入射すると共にスターバス
型光ファイバ線路網の端末側から到来した光を抜き出し
て光電変換手段に与える光分離結合手段と、端末側から
到来した光が光電変換手段により光電気変換されて得ら
れた電気信号の変調周波数成分を解析する手段とを備え
ている。反射器は、互いに対向する反射率が1未満の2
つの反射面を線路中に挿入した構造を有し、反射器内の
2つの反射面の間隔が各端末ごとに異なっていることを
特徴とする。
【0007】なお、前述の複数の反射器が有する反射面
には、通常の通信信号光波長に対する反射率が小さく、
かつ試験信号光波長に対する反射率が大きい誘電体多層
膜がコーティングされていることが望ましい。
【0008】
【作用】試験信号光発生手段から波長の変化する試験信
号光を光分離結合手段を介してスターバス型光ファイバ
線路網に送り込むと、その試験信号光は端末側の各々の
反射器に到達する。このため、反射器に入射した試験信
号光はその対向反射面で多重反射される。多重反射した
試験信号光には反射面間隔に応じた振幅変調がかかり、
各反射器においてその一部が反射戻り光としてスターバ
ス型光ファイバ線路網を逆進する。これらの反射戻り光
は、監視装置内の光分離結合手段を経て光電変換手段で
電気信号に変換される。この電気信号はスペクトルアナ
ライザに到達し、それぞれ周波数スペクトルの解析がな
される。
【0009】前述の対向反射面は、所定の間隔を保って
設けられており、この間隔は個々の反射器で全て異なる
値となっている。ここで、対向する二つの面の間隔を
d、試験信号光の初期波長をλ0 、波長の掃引速度をα
とすると、反射戻り光の変調周波数fは、 f=dα/λ0 2 で与えられる。このため、個々の反射器に対するλ0
よびαが同じ値であっても、dの値が異なると、反射戻
り光の変調周波数は異なる。したがって、周波数スペク
トルの解析により端末別に(反射器別に)反射戻り光の
状態を検知することができる。
【0010】
【実施例】次に、本発明の実施例について添付図面を用
い、具体的に説明する。
【0011】図1は、実施例に係るスターバス型光ファ
イバ線路網監視システムを示したものである。監視の対
象となるスターバス型光ファイバ線路網(以下、光ファ
イバ線路網という。)2は、局側と加入者側との間にス
ターカプラ6を有し、局側から送られてきた信号光は、
このスターカプラ6を介して分岐している複数の光ファ
イバ21に送られ、それぞれ加入者側に伝達される。
【0012】このような光ファイバ線路網2に対して設
けられている本実施例の監視システムは、光ファイバ線
路網2に試験信号光を送り込み、かつ後に説明する反射
器3からの反射光を解析する監視装置1と、光ファイバ
線路網2が有する複数の光ファイバ21の加入者側に接
続されて、試験信号光をそれぞれ反射する複数の反射器
3とを有している。
【0013】監視装置1は、波長可変の試験信号光を送
る試験信号発生器10を有しており、この試験信号発生
器10は、試験信号光源11と、試験信号光源11から
出射される試験信号光の波長を掃引する波長掃引装置1
2とからなっている。ここで、波長可変の試験信号光源
11としては、グレーティングを外部共振器として付加
したDFB(分布フィードバック形)半導体レーザを用
いる。このDFB半導体レーザでは、グレーティングの
傾きを波長掃引装置11により機械的に駆動することに
よって発振波長を掃引することができる。さらにこの監
視装置1は、前述の試験信号発生器10から出射される
試験信号光の、加入者側に設置されている反射器3から
の反射戻り光を分離する光分波器(光ファイバカプラ)
13、その反射戻り光を検出して電気信号に変換する光
電変換器(O/E変換器)14と、電気信号の周波数ス
ペクトルを解析するスペクトラムアナライザ15とを備
えている。
【0014】次に、反射器3について図2に基づき説明
する。図示されるように、反射器3の一端にはスターカ
プラから分岐された光ファイバ21が挿入され、その先
端には挿入損失を小さくするためにロッドレンズ51が
連結されている。反射器3の他端からは加入者に通じる
光ファイバ22が挿出されており、この光ファイバ22
の反射器3内における先端には、光ファイバ21同様、
ロッドレンズ52が連結されている。これらロッドレン
ズ51、52の端面は、それぞれ対向反射面31、32
を形成している。ここで用いられているロッドレンズ5
1、52は、信号光がほぼ平行ビームとなるよう調整さ
れ、平行ビームが最も効率よく入射するよう位置合わせ
されている。対向反射面31、32は所定の間隔dに保
たれて設けられており、その間隔dは、個々の反射器3
によって異なる値をとっている。次に、このように構成
されている本実施例の監視システムの動作について説明
する。試験信号発生器10から波長が一定速度で変化す
る試験信号光が出射されると、その試験信号光は光分波
器13を介して光ファイバ線路網2に送り込まれる。そ
してこの試験信号光はスターカプラ6で各端末に分配さ
れ、すべての反射器3に到達する。各反射器3では、試
験信号光は対向反射面31、32によって多重反射さ
れ、一部が反射戻り光として光ファイバ線路網2を逆進
し、監視装置1に送られる。監視装置1では、反射戻り
光が光分波器13を介して光電変換器14に伝達され、
電気信号に変換された後さらにスペクトラムアナライザ
15に到達してその周波数スペクトルが解析される。
【0015】反射器3内の対向反射面31、32を通過
する光の反射率Rは、多重反射を考慮すると以下の式で
与えられる。
【0016】
【数1】
【0017】上記の数式1において、R0 は単一面の反
射率、λは光の波長、dは対向する面の間隔である。R
0 が1よりも限りなく小さい値であるとすると、以下の
ように近似してもよい。
【0018】
【数2】
【0019】本実施例では試験信号光の波長λを時間的
に変化させることを考える。例えば、時間tに対して λ=λ0 +αt のように、初期波長λ0 から一定速度αで波長を掃引す
る場合を考える。αtがλ0 より限りなく小さいと仮定
すると、反射率Rは、下記の式
【0020】
【数3】
【0021】で示されるので、入射する光がCW(連続
発振)光であっても、反射した光には振幅変調がかかる
ことがわかる。ここで、前述したように、反射光の変調
周波数fは、 f=dα/λ0 2 で与えられる。したがって、λ0 およびαが同じでも、
dが異なると、反射光の変調周波数は異なる。dの値に
よって異なる変調周波数を得ることができる。
【0022】以下に、対向反射面の間隔dを変化させた
場合の各数値例を示す。
【0023】λ0 =1.55μm、α=10nm/se
cの場合、 d=20mmならばf=83.2Hz d=30mmならばf=124.9Hz となる。
【0024】上述したように、個々の反射器3の対向反
射面31、32の間隔dを変化させることにより、異な
った変調周波数を得ることができる。
【0025】以上より、対向反射面31、32の間隔d
がそれぞれ異なるように設定された複数の反射器3から
同時に戻ってきた反射光を、光電変換器14で一旦電気
信号に変換し、その変調周波数成分をスペクトラムアナ
ライザ15で解析することによって、どの反射器から反
射光が戻ってきたか、あるいは、戻ってきていないかを
特定することができ、どの光ファイバに障害が発生した
かを特定できる。
【0026】図3に、上述の監視装置1のスペクトラム
アナライザ15上で観測される信号波形を模式的に示
す。例えば、スターカプラ6(図1図示)で8分岐され
る光ファイバ21において、各ファイバに設置する反射
器3の対向反射面の間隔dを全て異なるよう設定してお
くと、それぞれに対応する8個の周波数成分が観測され
る。図3(a)は、分岐された8本の光ファイバ21が
全て正常な場合の信号波形である。もし、そのうち1本
の光ファイバで断線が発生し、反射光が戻らなくなる
と、それに対応する一つの周波数成分のみ観測できなく
なる(同図(b)矢印)ので、その特定のファイバで障
害が発生したことがわかる。さらに各周波数成分の振幅
を精密に測定し、監視し続けることにより、その振幅の
変化から、各ファイバの伝送損失の変化を検出すること
も可能である。
【0027】ところで、この反射器3は、試験信号光だ
けでなく通信信号光も通過するので通信信号光が大きく
反射するのは好ましくない。また、試験信号光について
はなるべく反射率が大きい方が測定上有利である。そこ
で、通信信号光(例えば波長1.3μm)に対しては低
反射率で、試験信号光(例えば波長1.55μm)に対
しては高反射率となるような誘電体多層膜コーティング
41、42を、両対向面31、32に施すのが好まし
い。この構造によって、通信信号光は対向反射面31、
32を通過やすくなり、試験信号光は対向反射面を反射
しやすくなる。
【0028】なお、本実施例では、局側の本来の通信伝
達装置と光ファイバ線路網との接続関係について説明を
省略しているが、例えば試験信号光波長が通信信号光波
長と異なる場合には、通信伝達装置からの通信信号光
と、監視装置からの試験信号光とを光合波器で合波して
から、被測定光ファイバ線路網に送り出すことができ
る。
【0029】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、局側から送られてきた試験信号光は、各端末側の線
路中に設けられた反射器内の対向反射面で多重反射さ
れ、反射面間隔に応じた振幅変調がかかる。その一部が
反射戻り光として光ファイバ線路中を逆進し、監視装置
内のスペクトルアナライザで周波数スペクトルの解析が
なされる。
【0030】このため、スターバス型光ファイバ線路網
の分岐後の複数の光ファイバに障害が発生したとき、上
述の解析された周波数スペクトルを比較することによっ
て、その障害が発生した光ファイバを特定することがで
きる。さらに、各周波数成分の振幅を精密に測定し、監
視し続けることにより、その振幅の変化から、各ファイ
バの伝送損失の変化を検出することも可能である。した
がって、光ファイバ線路網の監視を有効に行うことがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る光ファイバ線路網監視システムを
示す図である。
【図2】本発明で用いる反射器の構造を示す図である。
【図3】本発明の監視方法において観測される波形図で
ある。
【符号の説明】
1…監視装置 10…試験信号発生器 11…試験信号光源 12…波長掃引装置 14…光電変換器 15…スペクトラムアナライザ 2…光ファイバ線路網 21、22…光ファイバ 3…反射器 31、32…対向反射面 41、42…誘電体多層膜コーティング 51、52…ロッドレンズ 6…スターカプラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−131636(JP,A) 実公 昭45−18447(JP,Y1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01M 11/00 - 11/02 H04B 10/08

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スターバス型光ファイバ線路網の局側に
    監視装置を、各端末側の遠端線路中に透過性を有する反
    射器をそれぞれ設け、 前記監視装置は、波長が変化する試験信号光を出射する
    試験信号光発生手段と、光信号を電気信号に変換する光
    電変換手段と、前記信号光発生手段からの試験信号光を
    前記スターバス型光ファイバ線路網に入射すると共にス
    ターバス型光ファイバ線路網の端末側から到来した光を
    抜き出して前記光電変換手段に与える光分離結合手段
    と、前記端末側から到来した光が前記光電変換手段によ
    り光電気変換されて得られた電気信号の変調周波数成分
    を解析する手段とを備え、 前記反射器は、互いに対向する反射率が1未満の2つの
    反射面を線路中に挿入した構造を有し、 前記反射器内の2つの反射面の間隔が各端末ごとに異な
    っていることを特徴とするスターバス型光ファイバ線路
    網監視システム。
  2. 【請求項2】 前記複数の反射器が有する前記反射面に
    は、通常の通信信号光波長に対する反射率が小さく、か
    つ試験信号光波長に対する反射率が大きい誘電体多層膜
    がコーティングされている請求項1記載のスターバス型
    光ファイバ線路網監視システム。
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