JP5315466B1

JP5315466B1 - 波長監視システム

Info

Publication number: JP5315466B1
Application number: JP2012552190A
Authority: JP
Inventors: 史郎笠
Original assignee: SoftBank Telecom Corp
Current assignee: SoftBank Corp
Priority date: 2012-09-06
Filing date: 2012-09-06
Publication date: 2013-10-16
Anticipated expiration: 2032-09-06
Also published as: JPWO2014038036A1; WO2014038036A1

Abstract

波長監視システム（１０）は、複数の光加入者線終端装置（３１〜３４）と複数の光加入者線ネットワーク装置（４１〜４８）との間で波長分割多重方式により下り光信号及び上り光信号を伝送する波長多重ネットワーク（２０）から下り光信号の一部及び上り光信号の一部を抽出する光分岐器（１１）と、抽出された下り光信号の波長を分析する第１の光スペクトラム解析装置（１２）と、抽出された上り光信号の波長を分析する第２の光スペクトラム解析装置（１３）と、を備える。

Description

本発明は波長多重ネットワークに流れる光信号の波長を監視するための波長監視システム、及び波長監視方法に関する。

ＰＯＮ（ＰａｓｓｉｖｅＯｐｔｉｃａｌＮｅｔｗｏｒｋ）は、光信号を用いたポイント・トゥー・マルチポイント接続型光アクセス網の一つであり、通信事業者が運営する設備センタに設置された光加入者線終端装置と、ユーザ宅に設置される複数の光加入者線ネットワーク装置とを光ファイバ網で接続している。光加入者線終端装置に接続する幹線光ファイバは、スプリッタにより、８〜６４本程度の複数の支線光ファイバに分岐され、各支線光ファイバに光加入者線ネットワーク装置が接続される。一本の光ファイバで下り光信号と上り光信号を同時に送受信し、双方向通信を行うための通信方式として、例えば、特表２００７−５２３５３８号公報において言及されているように、下り光信号と上り光信号のそれぞれに異なる波長を割り当てる波長分割多重方式が知られている。波長分割多重方式によれば、一つのＰＯＮを複数の通信事業者が利用することができる。

特表２００７−５２３５３８号公報

しかし、波長分割多重方式では、光信号の光源として用いる半導体レーザの発振波長の変動により、波長が規定値からずれてしまう結果、光信号同士が干渉する虞がある。

そこで、本発明は、波長多重ネットワークに流れる光信号の波長を監視することを課題とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係わる波長監視システムは、波長多重ネットワークに流れる光信号の一部を抽出する光分岐器と、抽出された光信号の波長を分析する光スペクトラム解析装置とを備える。

本発明によれば、波長多重ネットワークに流れる光信号の波長を監視することができる。

実施例１に係わる波長監視システムの構成を示すブロック図である。実施例２に係わる波長監視システムの構成を示すブロック図である。実施例３に係わる波長監視システムの構成を示すブロック図である。実施例４に係わる波長監視システムの構成を示すブロック図である。

以下、各図を参照しながら本発明の実施例について説明する。同一の機能ブロックには、同一の符号を付すものとし、重複する説明を省略する。

図１は本実施例に係わる波長監視システム１０の構成を示すブロック図である。
波長多重ネットワーク２０は、複数の光加入者線終端装置（ＯＬＴ）３１〜３４と複数の光加入者線ネットワーク装置（ＯＮＵ）４１〜４８との間で波長分割多重方式により、下り光信号及び上り光信号を時分割多重伝送するＰＯＮ（ＴＤＭ／ＷＤＭ−ＰＯＮ）である。波長多重ネットワーク２０は、光ファイバ２１を幹線から支線に分岐させる複数のスプリッタ２２と、光加入者線終端装置３１〜３４から光加入者線ネットワーク装置４１〜４８へ伝送される波長の異なる複数の下り光信号Ｓ_D1,Ｓ_D2,Ｓ_D3,Ｓ_D4を合波するとともに、光加入者線ネットワーク装置４１〜４８から光加入者線終端装置３１〜３４へ伝送される波長の異なる複数の上り光信号Ｓ_U1,Ｓ_U2,Ｓ_U3,Ｓ_U4を分波する波長合分波器２３とを備えている。それぞれの光加入者線ネットワーク装置４１〜４８には、全ての下り光信号Ｓ_D1,Ｓ_D2,Ｓ_D3,Ｓ_D4が入力されるが、光加入者線ネットワーク装置４１〜４８内に設置された光フィルタの動作により、自機宛の下り光信号のみを抽出する。光加入者線ネットワーク装置４１〜４８から光加入者線終端装置３１〜３４への上り光信号Ｓ_U1,Ｓ_U2,Ｓ_U3,Ｓ_U4は、それぞれ同じ波長を有する上り信号間で、その送信タイミングが互いに重ならないように時分割多重伝送される。ＯＬＴ制御装置３０は、それぞれの光加入者線終端装置３１〜３４による光信号の送受信を制御する。

波長監視システム１０は、波長多重ネットワーク２０に流れる下り光信号の一部及び上り光信号の一部を抽出する光分岐器１１と、抽出された下り光信号の波長を分析する光スペクトラム解析装置１２と、抽出された上り光信号の波長を分析する光スペクトラム解析装置１３と、光スペクトル解析装置１２から下り光信号の波長及び強度に関する情報を受信するとともに、光スペクトル解析装置１３から上り光信号の波長及び強度に関する情報を受信する信号処理装置１４とを備えている。

光分岐器１１は、光信号を入出力するための入出力ポートＡ，Ｂと、入力された光信号の一部を所定の割合で分岐出力するための分岐出力ポートＣ，Ｄとを備えている。入出力ポートＡ，Ｂは、光ファイバ２１の幹線部分（波長合分波器２３とスプリッタ２２との間）に接続される一方、分岐出力ポートＣ，Ｄは、それぞれ、光スペクトラム解析装置１３，１２に接続されている。例えば、光信号を９：１の割合で分岐出力する場合、入出力ポートＡに入力された下り光信号のうちその９０％は入出力ポートＢに出力され、残りの１０％は分岐出力ポートＤに出力される。同様に、入出力ポートＢに入力された上り光信号のうちその９０％は入出力ポートＡに出力され、残りの１０％は分岐出力ポートＣに出力される。

光スペクトラム解析装置１２，１３は、光信号に含まれる波長成分を分析して、波長とその強度に関する情報を得るための装置であり、例えば、公知のモノクロメータを利用できる。モノクロメータは、広範囲の光を空間的に分散させ、それを回折格子などで狭い範囲の波長のみを取り出すものであり、回折格子を回転させて受光素子に到達する光の波長を変化させる構成を用いることができる。光スペクトラム解析装置１２，１３は、モノクロメータに限られるものではなく、例えば、光信号を光分岐器で複数の光信号に分割し、分割されたそれぞれの光信号を、各信号波長に対応する中心透過波長を有するバンドパスフィルタに通して受光器で受光して信号処理する構成でもよい。

光スペクトラム解析装置１２，１３は、光信号の波長成分の解析結果の情報として、例えば、光信号の波長又はそのエネルギーに比例した物理量（波数、周波数等）と、光信号の強度とを対応付けて信号処理装置１４に出力してもよい。

信号処理装置１４は、それぞれの下り光信号Ｓ_D1,Ｓ_D2,Ｓ_D3,Ｓ_D4の波長の規定値、及びそれぞれの上り光信号Ｓ_U1,Ｓ_U2,Ｓ_U3,Ｓ_U4の波長の規定値に関する情報を予め記憶装置に保持しており、それらの波長の規定値と、光スペクトラム解析装置１２，１３から取得した波長及び強度に関する情報とを比較することにより、光加入者線終端装置３１〜３４の下り光信号及び上り光信号の有無とその強度、及び規定値以外の波長を有する光信号の有無とその強度を監視することができる。具体的には、信号処理装置１４は、複数の光加入者線終端装置３１〜３４のうち何れか一つがその下り光信号を波長多重ネットワーク２０に送信する前にその下り光信号に干渉する波長を有する光信号が波長多重ネットワーク２０を流れているか否かを監視し、或いは複数の光加入者線ネットワーク装置４１〜４８のうち何れか一つがその上り光信号を波長多重ネットワーク２０に送信する前にその上り光信号に干渉する波長を有する光信号が波長多重ネットワーク２０を流れているか否かを監視することができる。また例えば、信号処理装置１４は、複数の光加入者線終端装置３１〜３４のうち何れか一つがその下り光信号を波長多重ネットワーク２０に送信している最中にその下り光信号の波長が規定値からずれているか否かを監視し、或いは複数の光加入者線ネットワーク装置４１〜４８のうち何れか一つがその上り光信号を波長多重ネットワーク２０に送信している最中にその上り光信号の波長が規定値からずれているか否かを監視することができる。

例えば、一つの光加入者線終端装置３１が光信号を送受信している状況下において、更に光加入者線終端装置３２が光信号の送受信を開始する場合には、ＯＬＴ制御装置３０は、波長多重ネットワーク２０に流れる光信号の波長とその強度に関する情報を信号処理装置１４から受け取り、下り光信号Ｓ_D2又は上り光信号Ｓ_U2に干渉する光信号が波長多重ネットワーク２０に流れているか否かを判断する。ＯＬＴ制御装置３０は、下り光信号Ｓ_D2に干渉する光信号も、上り光信号Ｓ_U2に干渉する光信号も波長多重ネットワーク２０に流れていないと判断すると、その旨を光加入者線終端装置３２に報告する。光加入者線終端装置３２は、斯かる報告を受けて、下り光信号Ｓ_D2の送信を開始するとともに、上り光信号Ｓ_U2の送信開始を、光加入者線ネットワーク装置４１〜４８のうち上り光信号Ｓ_U2を送信すべきものに指示する。一方、ＯＬＴ制御装置３０は、下り光信号Ｓ_D2に干渉する光信号又は上り光信号Ｓ_U2に干渉する光信号が波長多重ネットワーク２０に流れていると判断すると、その旨を光加入者線終端装置３２に報告する。光加入者線終端装置３２は、斯かる報告を受けて、光信号の送受信を行わないことを決定し、光加入者線ネットワーク装置４１〜４８のうち上り光信号Ｓ_U2を送信すべきものに警報を発する。このように、波長監視システム１０の波長監視機能は、複数の光加入者線終端装置３１〜３４のうち何れかが光信号の送受信を開始する際に、干渉する光信号の有無を事前に監視する用途に利用できる。

また、一つの光加入者線終端装置３１が光信号を送受信している状況下では、信号処理装置１４は、その下り光信号Ｓ_D1又は上り光信号Ｓ_U1の波長が規定値からずれているか否かを監視することもできる。例えば、下り光信号Ｓ_D1の波長が規定値からずれている場合には、信号処理装置１４はその旨をＯＬＴ制御装置３０に報告する。ＯＬＴ制御装置３０は、斯かる報告を受けて、下り光信号Ｓ_D1の波長が規定値に一致するように補正することを光加入者線終端装置３１に指示する。光加入者線終端装置３１は、斯かる指示を受けて、下り光信号Ｓ_D1の波長が規定値に一致するように補正する。また例えば、上り光信号Ｓ_U1の波長が規定値からずれている場合には、信号処理装置１４はその旨をＯＬＴ制御装置３０に報告する。斯かる報告は、ＯＬＴ制御装置３０から光加入者線終端装置３１に伝えられる。光加入者線終端装置３１は、斯かる報告を受けて、上り光信号Ｓ_U1の波長が規定値に一致するように補正することを光加入者線ネットワーク装置４１〜４８のうち上り光信号Ｓ_U1を送信すべきものに指示する。このように、波長監視システム１０の波長監視機能は、複数の光加入者線終端装置３１〜３４のうち何れかが光信号を送受信している場合に、その光信号が規定値からずれているか否かを監視する用途に利用できる。

なお、本実施例に係わる波長監視システム１０は、下り光信号監視用の光スペクトラム解析装置１２と、上り光信号解析用の光スペクトラム解析装置１３をそれぞれ別系統にして設けているため、干渉する光信号が下り光信号と上り光信号のどちらに干渉するのかを区別できる利点を有する。

図２は本実施例に係わる波長監視システム１０の構成を示すブロック図である。
本実施例に係わる波長監視システム１０は、波長多重ネットワーク２０の後方散乱測定に用いられる入射光から光スペクトラム解析装置１２，１３をそれぞれ遮蔽するためのフィルタ１５，１６を備えている点で上述の実施例１と異なり、その余の点でその構成を共通にする。波長多重ネットワーク２０を構成する光ファイバ２１にパルス光を入射すると、レイリー散乱という現象により光ファイバ２１内で入射光の一部が散乱されて入射端に戻ってくる。この光は、後方散乱光と呼ばれており、光ファイバ２１の伝送損失試験に利用される。後方散乱測定に用いられる入射光の波長は、一般に、下り光信号Ｓ_D1,Ｓ_D2,Ｓ_D3,Ｓ_D4の波長の規定値、及び上り光信号Ｓ_U1,Ｓ_U2,Ｓ_U3,Ｓ_U4の波長の規定値とは異なるものが使用されているため、波長干渉の虞はないが、入射光の強度は非常に強いため、その入射光が光スペクトラム解析装置１２，１３に入力されると、光スペクトラム解析装置１２，１３の光受信回路が飽和したり、或いはその光部品の損傷等を招いたりする虞がある。後方散乱測定に用いられる入射光から光スペクトラム解析装置１２，１３をそれぞれ遮蔽するためのフィルタ１５，１６を設けることにより、そのような不具合を回避できる。

図３は本実施例に係わる波長監視システム１０の構成を示すブロック図である。
本実施例に係わる波長監視システム１０は、光分岐器１１によって抽出された下り光信号及び上り光信号を合波する光合波器１７を備える点、及び二つの光スペクトラム解析装置１２，１３に替えて一つの光スペクトラム解析装置１８を備える点で上述の実施例１と異なり、その余の点でその構成を共通にする。但し、光スペクトラム解析装置１８の構成は、上述の光スペクトラム解析装置１２，１３の構成と同じである。斯かる構成によれば、光スペクトラム解析装置の個数を削減できるため、低コストである。

図４は本実施例に係わる波長監視システム１０の構成を示すブロック図である。
本実施例に係わる波長監視システム１０は、波長多重ネットワーク２０の後方散乱測定に用いられる入射光から光スペクトラム解析装置１８を遮蔽するためのフィルタ１９を備えている点で上述の実施例３と異なり、その余の点でその構成を共通にする。本実施例によれば、光スペクトラム解析装置の個数を削減できるため、低コストである上に、後方散乱測定用いられる入射光から光スペクトラム解析装置１８を保護することができる。

１０…波長監視システム
１１…光分岐器
１２，１３，１８…光スペクトラム解析装置
１４…信号処理装置
１５，１６…フィルタ
１７…光合波器
２０…波長多重ネットワーク
２１…光ファイバ
２２…スプリッタ
２３…波長合分波器
３０…ＯＬＴ制御装置
３１，３２，３３，３４…光加入者線終端装置
４１，４２，４３，４４，４５，４６，４７，４８…光加入者線ネットワーク装置

Claims

複数の光加入者線終端装置と複数の光加入者線ネットワーク装置との間で波長分割多重方式により下り光信号及び上り光信号を伝送する波長多重ネットワークから前記下り光信号の一部及び前記上り光信号の一部を抽出する光分岐器と、
前記抽出された下り光信号及び上り光信号を合波する光合波器と、
前記合波された下り光信号及び上り光信号の波長を分析する光スペクトラム解析装置と、
を備える波長監視システム。
請求項１に記載の波長監視システムであって、
前記波長多重ネットワークの後方散乱測定に用いられる入射光から前記光スペクトラム解析装置を遮蔽するためのフィルタを更に備える、波長監視システム。
請求項１に記載の波長監視システムであって、
前記光スペクトル解析装置から前記下り光信号の波長及び強度に関する情報と前記上り光信号の波長及び強度に関する情報を受信する信号処理装置を更に備える、波長監視システム。
請求項３に記載の波長監視システムであって、
前記信号処理装置は、前記複数の光加入者線終端装置のうち何れか一つがその下り光信号を前記波長多重ネットワークに送信する前にその下り光信号に干渉する波長を有する光信号が前記波長多重ネットワークを流れているか否かを監視し、或いは前記複数の光加入者線ネットワーク装置のうち何れか一つがその上り光信号を前記波長多重ネットワークに送信する前にその上り光信号に干渉する波長を有する光信号が前記波長多重ネットワークを流れているか否かを監視する、波長監視システム。
請求項３に記載の波長監視システムであって、
前記信号処理装置は、前記複数の光加入者線終端装置のうち何れか一つがその下り光信号を前記波長多重ネットワークに送信している最中にその下り光信号の波長が規定値からずれているか否かを監視し、或いは前記複数の光加入者線ネットワーク装置のうち何れか一つがその上り光信号を前記波長多重ネットワークに送信している最中にその上り光信号の波長が規定値からずれているか否かを監視する、波長監視システム。