JP4383162B2

JP4383162B2 - 光分岐線路監視システム

Info

Publication number: JP4383162B2
Application number: JP2003434188A
Authority: JP
Inventors: 政仁森本
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 2003-12-26
Filing date: 2003-12-26
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2023-12-26
Also published as: JP2005192138A

Description

この発明は、親局装置に対して複数の子局装置が光多分岐接続された光多分岐通信システムにおける光分岐線路監視システムに関し、特に、各子局装置の受信機能に影響を与えずに簡易な方法で光通信線路を監視することができる光分岐線路監視システムに関するものである。

現在、ＦＴＴＨ（Fiber To The Home）を低価格で導入するために、局内に接地された１つのＯＬＴ（Optical Line Terminal）を多数のユーザで共有する光ＰＤＳ（Passive Double Star）システムが提案されている。図４は、この光ＰＤＳシステムの概要構成を示す図である。図４において、伝送装置１０に接続される基幹光線路２２の途中に光スプリッタ２８を設け、この光スプリッタ２８によって基幹光線路２２を光多分岐し、さらにこの光多分岐された基幹光線路２２は、局外の光スプリッタ３を介して複数の分岐光線路１ａ₁〜１ａ₈に光多分岐され、ユーザ（加入者）２４内の各ＯＮＵ（Optical Network Unit）２０に接続される。

この光ＰＤＳシステムは、光線路媒体である光ファイバや光通信機器の異常の監視を行うために、ＯＴＤＲ（Optical Time Domain Reflectometer）２を用い、ＯＴＤＲ２からファイバセレクタ（ＦＳ）２および光カプラ１８を介して基幹光線路２０に監視光を出力し、各ＯＮＵ２０から戻った監視光を検知するようにしている。すなわち、光カプラ１８から出力された監視光は、伝送装置１０が伝搬する通信光とともに基幹光線路２０を伝搬し、光スプリッタ３および分岐光線路１ａ₁〜１ａ₈を介して各ＯＮＵ２０に到達し、監視光のみが反射されてＯＴＤＲ２に戻り、この戻った監視光を測定することによって分岐光線路１ａ₁〜１ａ₈の異常の監視を行う。

この監視方式としては、たとえば、分岐光線路１ａ₁〜１ａ₈の長さを各分岐光線路１ａ₁〜１ａ₈毎に異なる長さに設定し、各ＯＮＵ２０２とＯＴＤＲ２との間の光線路長が異なるようにし、予め各分岐光線路１ａ₁〜１ａ₈毎に、正常時における監視光の戻り光の遅延時間などの測定データを求めておき、監視時における監視光の戻り光の測定データとの比較を行うことによって、異常のあった分岐光線路１ａ₁〜１ａ₈を特定するようにしている（非特許文献１参照）。この場合、監視光は単一波長を用いる。

また、各分岐光線路１ａ₁〜１ａ₈毎に異なる監視光波長を割り付けて、ＯＴＤＲ２が可変波長を出力できるようにし、ＯＴＤＲ２が監視光の反射光量の増減を監視することによって各分岐光線路１ａ₁〜１ａ₈の異常を検知し、異常のあった各分岐光線路１ａ₁〜１ａ₈を監視光の波長によって特定するようにしている（非特許文献２参照）。

さらに、異なる波長の監視光を各分岐光線路１ａ₁〜１ａ₈に分岐するのではなく、波長ルーティングによって対応する各分岐光線路１ａ₁〜１ａ₈のみに監視光を分波するものがある（非特許文献３参照）。この波長ルーティング方式の監視を行うためには、光スプリッタ３に代えて、図５に示す光線路監視用デバイス１０３を設ける必要がある。

この光線路監視用デバイス１０３は、まず光フィルタ１３０によって、入力された波長λａの通信光と、波長λｃ₁〜λｃ_nの監視光とを分波し、アレイ導波路回折格子型の回路１１０の通信光入力部１３１からの通信光を入力し、監視光入力部１３２から監視光を入力する。通信光を透過し監視光を反射するフィルタ１３７を介して通信光は透過し、通信光入力導波路１４２を通ってスラブ導波路１３３に入射し、スラブ導波路１３３で広がって、各光出力導波路１３６に入射し、その出力端からそれぞれ出射する。

一方、監視光は、監視光入力導波路１４３を通ってスラブ導波路１３３に入射し、スラブ導波路１３３の回折効果によって広がって、アレイ導波路１３４に入射し、フィルタ３７で反射することによってアレイ導波路１３４を往復伝搬し、再びスラブ導波路１３３を通って、波長毎に分波され、波長毎に異なる光出力導波路１３６から出射する。

「分岐形光線路の１．６μｍ帯故障切り分け試験技術」山本他、１９９４年電子情報通信学会秋季大会Ｂ−８４６「ＰＤＳ線路における障害監視方式に関する検討」伊藤他、１９９６年電子情報通信学会総合大会Ｂ−１０７３「試験波長割当法による分岐光線路の個別損失分布測定」田中他、平成８年電気学会電子・情報・システム部門大会Ａ−９−４

しかしながら、非特許文献１に記載された光分岐線路監視システムでは、各分岐光線路が敷設時に予め異なる長さにする設計を行う必要があり、この設計作業に時間と労力とがかかるという問題点があった。

また、非特許文献２に記載された光分岐線路監視システムでは、監視光が全てのＯＮＵに分岐されて入力されるため、自端末に対応する監視光の波長は反射できても、他端末に対応する監視光は反射することができないため、この監視光が端末側の通信装置に受光されないようにＷＤＭフィルタなどの追加のフィルタ素子を設ける必要があり、小型化を阻害し、構成が複雑になるという問題点があった。

さらに、非特許文献３に記載された光分岐線路監視システムでは、監視光のルーティングが行われるため、追加のフィルタ素子は必要ないが、光スプリッタに、このルーティングを行うための波長分離機能を搭載する必要があり、光スプリッタの小型化を阻害するという問題点があった。特に、この光スプリッタを収納する屋外のクロージャートレイでは収納困難となってしまい、このクロージャートレイと波長分離機能をもつ回路とを合わせて交換する必要があり、交換にかかる時間と労力とがかかるという問題点があった。

この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、光多分岐通信システムの大幅な変更を加えることなく、簡易かつ的確に分岐光線路の障害を検知し特定することができる光分岐線路監視システムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明は、親局装置と複数の子局装置とが光スプリッタによって光多分岐接続された光多分岐通信システムの各分岐線路を監視する光分岐線路監視システムにおいて、各子局装置は、各子局装置固有に割り当てられた固有の監視波長光を反射する反射フィルタを備え、前記親局装置は、前記反射フィルタの入力端における各監視波長光の強度が各子局装置の最小受信強度未満となるように各監視波長光を出射する出力制御手段を備えたことを特徴とする。

また、この発明は、上記の発明において、前記親局装置は、前記反射フィルタから反射された監視波長光をフォトンカウンティング方式を用いて検出することを特徴とする。

また、この発明は、上記の発明において、前記反射フィルタは、ファイバブラッググレーティングであることを特徴とする。

また、この発明は、上記の発明において、監視波長および各反射フィルタの反射波長は、１６２５ｎｍから１６７５ｎｍの範囲内であることを特徴とする。

この発明によれば、親局装置の出力制御手段が、反射フィルタの入力端における各監視波長光の強度が各子局装置の最小受信強度未満となるように各監視波長光を出射するようにしているので、子局装置側の通信に影響を及ぼさず、かつ簡易な構成で、分岐光線路の監視を行うことができるという効果を奏する。

以下に、図面を参照して、この発明にかかる光分岐線路監視システムの実施の形態について説明する。

図１は、この発明の実施の形態である光分岐線路監視システムの概要構成を示す図である。この光分岐線路監視システムは、伝送装置１０に幹線光線路２２が接続され、この幹線光線路２２は、光スプリッタ２８によって光多分岐され、複数の幹線光線路２２に分岐される。この分岐された幹線光線路２２は、光カプラ１８を介して局外に延び、屋外の光スプリッタ３によって各分岐光線路１ａ₁〜１ａ₈に光多分岐される。光多分岐された各分岐光線路１ａ₁〜１ａ₈はユーザ２４内の各ＯＮＵ２０に接続される。

制御部２６は、ＯＴＤＲ２が出力する可変波長の監視光の出力制御を行い、ＦＳに出力するとともに、受信計測の制御をも行う。ＯＴＤＲ２は、この制御部２６およびＦＳ２５を介して光カプラ１８に接続される。

各ＯＮＵ２０は、各ＯＮＵ２０固有の監視光波長が割り当てられ、各ＯＮＵ２０内にはそれぞれ固有波長の監視光を反射するＦＢＧ（Fiber Bragg Grating）２０−１〜２０−８が設けられている。

制御部２６は、監視すべき波長λｃ₁〜λｃ₈の監視光を周期的に出射させ、光カプラ１８を介して幹線光線路２２に出力される。この際、ＦＳ２５は、出力すべき幹線光線路２２を選択する。光カプラ１８において、伝送装置１０から伝搬した波長λｂの通信光は、たとえば波長λｃ₁の監視光とともに光スプリッタ３に入力され、各分岐光線路１ａ₁〜１ａ₈に光多分岐され、各ＯＮＵ２０に達する。すなわち、図２に示すように、波長λｃ₁の監視光は、ＦＢＧ２０−１のみによって反射され、波長λｂの通信光は、すべてのＯＮＵ２０で受信される。しかし、ＦＢＧ２０−３は、波長λｃ ₁を反射せずに、光受信部３１−３で受信され、Ｏ／Ｅ部によって光／電気変換され、受信処理部３３−３側に入力される。この波長λｃ ₁に対応する信号が受信されると、通信エラーなどが生じ、通信に影響を及ぼすことになる。

そこで、この実施の形態では、監視光の受光強度が、光受信部３１−１〜３１−８における最小受信感度未満となるように、ＯＴＤＲ２から出射される監視光強度を調整している。図３は、具体的な監視光強度の減衰を示す図である。図３に示すように、ＯＴＤＲ２からカプラ１８までの間の接続損失が２ｄＢ、光カプラ１８における分岐損失が８ｄＢ、光カプラ１８からスプリッタ３までの伝送損失を５ｄＢ、光スプリッタ３における分岐損失１０ｄＢとすると、ＯＴＤＲ２からＯＮＵ２０までの間の損失は、２５ｄＢとなる。ここで、ＯＮＵ２０の最小受信感度を−３０ｄＢｍとすると、ＯＴＤＲ２から―５ｄＢｍ未満の監視光が出力されればよい。この実施の形態では、ＯＴＤＲ２から−１０ｄＢｍの監視光を出力し、最終的なＯＮＵ２０端では、−３５ｄＢｍの入力となる。したがって、この−３５ｄＢｍの受信入力は、最小受信感度−３０ｄＢｍ未満であるので、この監視光の光受信部において受信されず、通信に影響を及ぼすことがない。なお、監視光はパルスで送出される。また、波長λａの通信光は、ＯＮＵ２０から伝送装置１０側に送出されるものである。

ここで、各ＦＢＧ２０−１〜２０−８からの反射戻り光である監視光強度は小さくなるため、ＯＴＤＲ２は、フォトンカウンティング方式を用いて監視光を検出することが好ましい。これによって、高感度の光測定を行うことができ、詳細な光測定波形を求めることができる。

なお、ＦＢＧ２０−１〜２０−８は、光コネクタ３０−１〜３０−８内に収まり、しかも光ファイバ内に形成されるため、ＯＮＵ２０の小型化を維持することができるとともに、低コスト化を図ることができる。

さらに、監視光の波長を１６２５ｎｍ〜１６７５ｎｍとすることで、国際標準に準拠した監視光波長とすることでき、システム構成部品の標準化が容易となり、コストダウンを容易に行うことができる。

この発明の実施の形態である光分岐線路監視システムの概要構成を示す図である。ＯＮＵ側における監視光と通信光との伝送状態を示す図である。監視光の損失変化を示す図である。従来の光分岐線路監視システムの概要構成を示す図である。監視光の波長分離機能を有した光スプリッタの構成を示す図である。

符号の説明

１ａ₁〜１ａ₈ 分岐光線路
２ＯＴＤＲ
３，２８光スプリッタ
１０伝送装置
１８光カプラ
２０ＯＮＵ
２０−１〜２０−８ＦＢＧ
２２基幹光線路
２４ユーザ
２５ファイバセレクタ（ＦＳ）
２６制御部
３０−１，３０−３光コネクタ
３１−１，３１−３光受信部
３２−１，３２−３Ｏ／Ｅ部
３３−１，３３−３受信処理部
λａ，λｂ通信光の波長
λｃ₁〜λｃ₈ 監視光の波長

Claims

親局装置と複数の子局装置とが光スプリッタによって光多分岐接続された光多分岐通信システムの各分岐線路を監視する光分岐線路監視システムにおいて、
各子局装置は、各子局装置固有に割り当てられた固有の監視波長光を反射する反射フィルタを備え、
前記親局装置は、前記反射フィルタの入力端における各監視波長光の強度が各子局装置の最小受信強度未満となるように各監視波長光を予め設定した出力で出射するとともに、前記反射フィルタから反射された監視波長光をフォトンカウンティング方式を用いて検出することを特徴とする光分岐線路監視システム。
前記反射フィルタは、ファイバブラッググレーティングであることを特徴とする請求項１に記載の光分岐線路監視システム。
監視波長および各反射フィルタの反射波長は、１６２５ｎｍから１６７５ｎｍの範囲内であることを特徴とする請求項１または２に記載の光分岐線路監視システム。