JP6024634B2 - Optical line fault detection device and optical line fault detection method - Google Patents
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Description
本発明は、光線路障害検知装置および光線路障害検知方法に関し、特に、加入者系システムにおいて、OTDR(Optical Time Domain Reflectometer)試験方式を利用した、WDM−PON(Wavelength Division Multiplexing−Passive Optical Network)システムの光線路障害検知装置および光線路障害検知方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an optical line failure detection apparatus and an optical line failure detection method, and in particular, in a subscriber system, a WDM-PON (Wavelength Division Multiplexing Passive Optical Optical) using an OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) test method. The present invention relates to an optical line failure detection apparatus and an optical line failure detection method for a system.
有線通信である光通信システムの高速大容量化と低コスト化を実現する技術にWDM−PON(Wavelength Division Multiplex−Passive Optical Network)がある。これはユーザ側の光回線終端装置であるONU(Optical Network Unit)のそれぞれに異なる光波長を割り当てることによって、1ユーザに10Gbps以上の高速通信を提供可能としている。さらに、ONUと通信事業者側の終端装置であるOLT(Optical Line Terminal)間に分岐器(波長分割多重通信(WDM)装置)を適用することによって、光ファイバの収容効率を高めることができる。 There is a WDM-PON (Wavelength Division Multiplex-Passive Optical Network) as a technique for realizing high-speed, large-capacity and low-cost optical communication systems that are wired communication. This makes it possible to provide high-speed communication of 10 Gbps or more to one user by assigning different optical wavelengths to each of the ONUs (Optical Network Units) which are optical line terminating devices on the user side. Further, by applying a branching unit (wavelength division multiplexing (WDM) device) between the ONU and an OLT (Optical Line Terminal) which is a terminating device on the carrier side, the optical fiber accommodation efficiency can be increased.
このようなWDM−PONの品質、信頼性を維持管理するために、光ファイバの線路障害を検知する光線路障害検知装置が特許文献1に記載されている。
In order to maintain and manage the quality and reliability of such WDM-PON, an optical line fault detection device that detects a line fault in an optical fiber is described in
特許文献1に記載された光線路障害検知装置は、WDM−PONシステムの光線路の障害を検知する光線路障害検知装置である。WDN−PONシステムは、図8に示すように、電話局側光回線終端装置(10)と、固定波長分波型の分岐器(15)と、加入者側光回線終端装置(161〜16n)とを有する。
The optical line failure detection device described in
電話局側光回線終端装置(10)は、異なる複数の波長の信号光を合波して共通光ファイバ線路(17)の一端に入射し、一方、共通光ファイバ線路を介して送られてくる光をその波長毎に分離して受信する。固定波長分波型の分岐器(15)は共通光ファイバ線路の他端側に接続され、電話局側光回線終端装置(10)から送られてくる信号光を受けて、その波長に応じて分離し、波長毎に異なる長さで個別に設けられた個別光ファイバ線路(181〜18n)の一端へ入射させる。一方、分岐器(15)は、各個別光ファイバ線路を介して送られてくる信号光を合波して共通光ファイバ線路へ出射する。加入者側光回線終端装置(161〜16n)は、個別光ファイバ線路の他端側にそれぞれ接続される。 The telephone station side optical line terminator (10) combines signal lights having different wavelengths and enters one end of the common optical fiber line (17), and is sent via the common optical fiber line. Light is separated for each wavelength and received. The fixed wavelength demultiplexing type branching device (15) is connected to the other end of the common optical fiber line, receives the signal light transmitted from the telephone station side optical line terminator (10), and according to the wavelength. It separates and injects into the end of the individual optical fiber track | line (181-18n) separately provided with the different length for every wavelength. On the other hand, the branching device (15) combines the signal lights transmitted through the individual optical fiber lines and outputs them to the common optical fiber line. The subscriber side optical line terminators (161 to 16n) are respectively connected to the other end sides of the individual optical fiber lines.
特許文献1に記載された光線路障害検知装置(20)は、線路カプラ(21)と、広帯域光パルス発生手段(22)と、カプラ(23)と、受光器(25)と、時間波形取得手段(27)と、基準波形記憶手段(28)と、障害検知手段(29)とを備える。
The optical line fault detection device (20) described in
線路カプラ(21)は、共通光ファイバ線路に接続されている。広帯域光パルス発生手段(22)は、共通光ファイバ線路を伝送する全ての信号光の波長を含む広帯域光パルスを発生する。また、広帯域光パルス発生手段(22)は、WDM−PONシステムの通信停止期間中に広帯域光パルスを入射させる。カプラ(23)は、広帯域光パルスを第1光路で受けて第2光路から出射し、線路カプラ(21)を介してWDM−PONシステムに入射させる。また、広帯域光パルスの入射に対してWDM−PONシステムから線路カプラに戻ってきた戻り光を第2光路で受けて第3光路に出射する。受光器(25)は、カプラの第3光路から出射された戻り光を受けてその強度に応じた振幅をもつ電気信号に変換する。時間波形取得手段(27)は、広帯域光パルスをWDM−PONシステムに入射したタイミングから所定時間が経過するまでの間、受光器から出力された信号の時間波形を取得する。基準波形記憶手段(28)は、WDM−PONシステムが正常運転しているときに予め取得された時間波形を基準波形として記憶する。障害検知手段(29)は、時間波形取得手段で新規に取得された時間波形と基準波形とを比較して、WDM−PONシステムの障害の探索を行う。 The line coupler (21) is connected to the common optical fiber line. The broadband optical pulse generating means (22) generates a broadband optical pulse including the wavelengths of all signal lights transmitted through the common optical fiber line. The broadband optical pulse generating means (22) causes the broadband optical pulse to enter during the communication stop period of the WDM-PON system. The coupler (23) receives the broadband optical pulse on the first optical path, emits it from the second optical path, and enters the WDM-PON system via the line coupler (21). In addition, the return light returned from the WDM-PON system to the line coupler in response to the incidence of the broadband optical pulse is received by the second optical path and emitted to the third optical path. The light receiver (25) receives the return light emitted from the third optical path of the coupler and converts it into an electrical signal having an amplitude corresponding to the intensity. The time waveform acquisition means (27) acquires the time waveform of the signal output from the light receiver until a predetermined time elapses from the timing when the broadband optical pulse is incident on the WDM-PON system. The reference waveform storage means (28) stores a time waveform acquired in advance when the WDM-PON system is operating normally as a reference waveform. The fault detection means (29) compares the time waveform newly acquired by the time waveform acquisition means with the reference waveform and searches for a fault in the WDM-PON system.
このような構成としたことにより、WDM−PONシステムの分岐数が膨大であっても、1線路分の測定時間で短時間に障害検知を行うことができる、としている。 By adopting such a configuration, even if the number of branches of the WDM-PON system is enormous, failure detection can be performed in a short time in the measurement time for one line.
上述した関連する光線路障害検知装置においては、広帯域光源の波長帯域が電話局側光回線終端装置(10)が備える送受信器の送信波長と重複している。従って、広帯域パルスのうちの、同一波長成分が送受信機に対してノイズとなり、WDM−PONシステムにおける通信を阻害する。 In the related optical line failure detection apparatus described above, the wavelength band of the broadband light source overlaps with the transmission wavelength of the transmitter / receiver included in the telephone station side optical line termination device (10). Therefore, the same wavelength component in the wideband pulse becomes noise for the transceiver, and hinders communication in the WDM-PON system.
このため、特許文献1では、広帯域光パルスを用いた障害検知試験は、WDM−PONシステムの通信停止期間中に行うこととしている。しかしながら、加入者数が増え、加入者側光回線終端装置が増えると、通信停止期間が短くなり、障害検知試験を行う時間帯を確保するのが困難である、という問題があった。
For this reason, in
このように、関連する光線路障害検知装置においては、WDN−PONシステムの構成にかかわらず、全帯域について一括して障害検知試験を行うことが困難である、という問題があった。 As described above, the related optical line failure detection apparatus has a problem that it is difficult to collectively perform a failure detection test for all bands regardless of the configuration of the WDN-PON system.
本発明の目的は、上述した課題である、関連する光線路障害検知装置においては、WDN−PONシステムの構成にかかわらず、全帯域について一括して障害検知試験を行うことが困難である、という課題を解決する光線路障害検知装置および光線路障害検知方法を提供することにある。 The object of the present invention is that the related optical line fault detection device, which is the above-mentioned problem, is difficult to perform fault detection tests for all bands at once regardless of the configuration of the WDN-PON system. An object of the present invention is to provide an optical line failure detection device and an optical line failure detection method that solve the problem.
本発明の光線路障害検知装置は、WDM−PONシステムに用いられる信号光の波長をすべて含む広帯域光パルスを発生させる広帯域パルス発生手段と、広帯域光パルスから信号光の波長に対応する波長成分を除去した広帯域検査光を出力する第1の波長選択器と、広帯域検査光をWDM−PONシステムに導入する光分岐器と、広帯域検査光と信号光とを含むWDM−PONシステムからの戻り光から信号光を除去し、戻り検査光として出力する第2の波長選択器と、戻り検査光を電気信号に変換し、電気信号と基準電気信号とを比較する戻り検査光処理部とを有する。 The optical line fault detecting device of the present invention includes a broadband pulse generating means for generating a broadband optical pulse including all the wavelengths of signal light used in the WDM-PON system, and a wavelength component corresponding to the wavelength of the signal light from the broadband optical pulse. From the return light from the WDM-PON system including the first wavelength selector that outputs the removed broadband inspection light, the optical splitter that introduces the broadband inspection light into the WDM-PON system, and the broadband inspection light and the signal light A second wavelength selector that removes the signal light and outputs it as return inspection light, and a return inspection light processing unit that converts the return inspection light into an electrical signal and compares the electrical signal with a reference electrical signal.
本発明の光線路障害検知システムは、局側光回線終端装置と、光ファイバ線路と、固定波長分岐器と、加入者側光回線終端装置と、狭帯域透過光フィルタとを備えたWDM−PONシステムと、WDM−PONシステムに用いられる信号光の波長をすべて含む広帯域光パルスを発生させる広帯域パルス発生手段と、広帯域光パルスから信号光の波長に対応する波長成分を除去した広帯域検査光を出力する第1の波長選択器と、広帯域検査光をWDM−PONシステムに導入する光分岐器と、広帯域検査光と信号光とを含むWDM−PONシステムからの戻り光から信号光を除去し、戻り検査光として出力する第2の波長選択器と、戻り検査光を電気信号に変換し、電気信号と基準電気信号とを比較する戻り検査光処理部とを有する光線路障害検知装置とを有し、狭帯域透過光フィルタは、加入者側光回線終端装置の前段に配置し、信号光を透過させ、広帯域検査光を遮断する。
An optical line fault detection system according to the present invention includes a WDM- PON including a station side optical line terminator, an optical fiber line, a fixed wavelength splitter, a subscriber side optical line terminator, and a narrowband transmission optical filter. System, broadband pulse generating means for generating broadband optical pulses including all the wavelengths of signal light used in WDM- PON systems, and broadband inspection light from which wavelength components corresponding to the wavelength of the signal light are removed from the broadband optical pulses A first wavelength selector, an optical splitter for introducing broadband inspection light into the WDM-PON system, and removing signal light from the return light from the WDM-PON system including the broadband inspection light and signal light, and returning An optical line fault having a second wavelength selector that outputs as inspection light, and a return inspection light processing unit that converts the return inspection light into an electric signal and compares the electric signal with a reference electric signal. And a sensing device, narrow band pass optical filter located in front of the subscriber optical network unit, by transmitting the signal light and blocks the broadband inspection light.
本発明の光線路障害検知方法は、WDM−PONシステムに用いられる信号光の波長をすべて含む広帯域光パルスを発生させ、広帯域光パルスから前記信号光の波長に対応する波長成分を除去した広帯域検査光を生成し、広帯域検査光をWDM−PONシステムに導入し、広帯域検査光と信号光とを含むWDM−PONシステムからの戻り光から信号光を除去した戻り検査光を生成し、戻り検査光を電気信号に変換し、電気信号と基準電気信号とを比較する。 The optical line fault detection method of the present invention generates a broadband optical pulse including all wavelengths of signal light used in a WDM-PON system, and removes a wavelength component corresponding to the wavelength of the signal light from the broadband optical pulse. The light is generated, the broadband inspection light is introduced into the WDM-PON system, the return inspection light is generated by removing the signal light from the return light from the WDM-PON system including the broadband inspection light and the signal light, and the return inspection light is generated. Is converted into an electric signal, and the electric signal and the reference electric signal are compared.
本発明の光線路障害検知装置によれば、WDN−PONシステムの構成にかかわらず、全帯域について一括して障害検知試験を行うことができる。 According to the optical line fault detection device of the present invention, the fault detection test can be performed collectively for all bands regardless of the configuration of the WDN-PON system.
以下に、図面を参照しながら、本発明の実施形態による光線路障害検知装置について詳細に説明する。 Hereinafter, an optical line fault detection device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は本発明の実施形態によるWDM−PONシステムに用いる光線路障害検知装置20の構成を示すブロック図である。
本発明の実施形態による光線路障害検知装置は、広帯域光パルス発生手段と、第1の波長選択器と、光分岐器と、第2の波長選択器と、戻り検査光処理部を有する。
広帯域光パルス発生手段は、WDM−PONシステムに用いられる信号光の波長をすべて含む広帯域光パルスを発生させる。第1の波長選択器は、広帯域光パルスから信号光の波長に対応する波長成分を除去した広帯域検査光を出力する。第2の波長選択器は、広帯域検査光をWDM−PONシステムに導入する光分岐器と、広帯域検査光と信号光とを含むWDM−PONシステムからの戻り光から信号光を除去し、戻り検査光として出力する。戻り検査光処理部は、戻り検査光を電気信号に変換し、電気信号と基準電気信号とを比較する。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an optical line
An optical line fault detection device according to an embodiment of the present invention includes broadband optical pulse generation means, a first wavelength selector, an optical branching device, a second wavelength selector, and a return inspection light processing unit.
The broadband optical pulse generating means generates a broadband optical pulse including all the wavelengths of signal light used in the WDM-PON system. The first wavelength selector outputs a broadband inspection light obtained by removing a wavelength component corresponding to the wavelength of the signal light from the broadband light pulse. The second wavelength selector removes the signal light from the return light from the WDM-PON system including the optical branching device for introducing the broadband inspection light into the WDM-PON system, and the broadband inspection light and the signal light, and returns the inspection. Output as light. The return inspection light processing unit converts the return inspection light into an electric signal, and compares the electric signal with the reference electric signal.
また、本発明の実施形態による光線路障害検知装置は、戻り検査光処理部が、受光器と、アナログ/デジタル変換器と、時間波形取得手段と、基準波形記憶手段と、障害検知手段とを備える。 In the optical line fault detection device according to the embodiment of the present invention, the return inspection light processing unit includes a light receiver, an analog / digital converter, a time waveform acquisition unit, a reference waveform storage unit, and a fault detection unit. Prepare.
受光器は、戻り検査光の光強度に応じた電圧を出力する。アナログ/デジタル変換器は、電圧をデジタル電圧信号に変換する。時間波形取得手段は、広帯域光パルスがWDM−PONシステムに入射してから所定時間が経過するまでの間、デジタル電圧信号の時間変化を取得する基準電気信号の波形である基準波形を記憶する。障害検知手段は、デジタル電圧信号の時間変化と基準波形とを比較する。 The light receiver outputs a voltage corresponding to the light intensity of the return inspection light. The analog / digital converter converts the voltage into a digital voltage signal. The time waveform acquisition means stores a reference waveform that is a waveform of a reference electric signal for acquiring a time change of the digital voltage signal until a predetermined time elapses after the broadband optical pulse enters the WDM-PON system. The failure detection means compares the time change of the digital voltage signal with the reference waveform.
また、本発明の光線路障害検知装置前記基準波形記憶手段は、障害検知手段が電圧の時間変化と基準波形とを比較した結果、略同一と判断した電圧の時間変化を基準波形として記憶する。 Further, the reference waveform storage means of the optical line fault detection device of the present invention stores, as a reference waveform, a time change of the voltage determined to be substantially the same as a result of the fault detection means comparing the time change of the voltage with the reference waveform.
WDM−PONシステム1における、OLT(局側光回線終端装置)10から発信される信号光の波長数nは、例えば24程度である。信号光波長λk(k=1〜n)はλ1=1530.33nm、λ2=1531.90nm・・・、λ24=1567.13nmで、Cバンド帯、Lバンド帯に及んでいる。波長間隔は約1.6nm(周波数間隔200GHz)である。また、信号光は、通信分野の標準であるITU−Tグリットに準拠している。
In the WDM-
広帯域光パルス発生手段22から出射した、信号光波長λkを含む広帯域光パルスPwは第1の波長選択器102wに入射する。第1の波長選択器102wは第1の光アイソレータ100wおよび第1のFBG(Fiber Bragg Grating,ファイバグレーティング)101wかを備える。
The broadband optical pulse Pw including the signal light wavelength λk emitted from the broadband optical pulse generating means 22 is incident on the
第1の波長選択器102wに入射した広帯域光パルスPwは、光アイソレータ100wを通過し、第1のFBG101wに入射にする。第1のFBG101wは光ファイバの長手方向に屈折率が周期的に変化する構造を持ち、このグレーティング周期間隔幅に応じて特定波長を全反射するものである。第1のFBG101wでは全ての信号光波長λk(k=1〜n)をそれぞれ全反射するように構成されている。このため、FBG101w透過後の広帯域光パルスは信号光波長λkが欠損した広帯域光パルスPw’となる。第1の光アイソレータ100wは第1のFBG101wによる反射光を遮断する。これにより、反射光が広帯域光パルス発生手段22に入射し、光学的に悪影響を及ぼすことを防ぐことができる。
The broadband optical pulse Pw incident on the
第1のFBG101wを透過後の波長λkが欠損した広帯域光パルスPw’は光カプラ(optical coupler)である光サーキュレータ23に入射する。光サーキュレータ23は、第1光路、第2光路、第3光路と接続する。
The broadband optical pulse Pw ′ lacking the wavelength λk after passing through the
第1のFBG101wを透過後の信号光波長λkが欠損した広帯域光パルスPw’は光サーキュレータ23の第1光路に入射し、WDM−PONシステム1に接続する光サーキュレータ23の第2光路から出射する。
The broadband optical pulse Pw ′ lacking the signal light wavelength λk after passing through the
光サーキュレータ23の第2光路から出射した広帯域光パルスPw’は光カプラである光分岐器21を経由してWDM−PONシステム1に入射する。また、それとは別に、局側光回線終端装置10から発信される信号光も光分岐器21に入射する。WDM−PONシステム1は、OLT(局側光回線終端装置)10と、光ファイバ線路181〜18nと、固定波長分岐器15と、ONU(加入者側光回線終端装置)161〜16nと、狭帯域透過光フィルタとを備える。
The broadband optical pulse Pw ′ emitted from the second optical path of the
WDM−PONシステム1に入射した広帯域光パルスPw’およびWDM−PONシステム1の信号光は、固定波長分岐器15へ入射する。固定波長分岐器15はn個のポート1〜nを備える。固定波長分岐器15では、入射光が波長ごとに分離されて対応するポート1〜nから出射する。ポート1〜nから出射した分離された広帯域光パルスおよび信号光はそれぞれ対応する光ファイバ線路181〜18nを通ってONU16へ入射する。
The broadband optical pulse Pw ′ incident on the WDM-
なお、ONU16kの入力部には、ONU16kにノイズ成分となる広帯域光パルスが入力しないように遮断する狭帯域透過光フィルタを備えることができる。狭帯域透過光フィルタは、信号光波長λkのみを透過するフィルタである。このような構成とすることにより、広帯域光パルスがOLT10とONU161〜16n間の通信を阻害することを防ぐことができる。
In addition, the input part of ONU16k can be equipped with the narrow-band transmission optical filter which interrupts | blocks so that the broadband optical pulse used as a noise component may not be input into ONU16k. The narrow-band transmission optical filter is a filter that transmits only the signal light wavelength λk. By adopting such a configuration, it is possible to prevent the broadband optical pulse from hindering communication between the
ONU161〜16nに分離された広帯域光パルスおよび信号光が到達すると、反射光としての戻り光が逆方向に伝搬する。ONU161〜16nそれぞれからの戻り光は対応する光ファイバ線路181〜18nを通ってポート1〜nから固定波長分岐器15へ入射する。固定波長分岐器15では戻り光が一つに合波されて戻り光Prとして伝搬する。また、分岐器15や共通光ファイバ線路17等の接続点や破断点で、広帯域光パルスや信号光がフレネル反射することによっても戻り光が生じる。これらもその発生場所で一つに合波して戻り光Prとなる。
When the broadband optical pulse and the signal light separated to the ONUs 161 to 16n arrive, return light as reflected light propagates in the reverse direction. The return light from each of the ONUs 161 to 16n enters the fixed
戻り光Prは光分岐器21を経由して光サーキュレータ23の第2光路へ入射する。光サーキュレータ23の第2光路へ入射した戻り光Prは光サーキュレータ23の第3光路から出射する。
The return light Pr enters the second optical path of the
光サーキュレータ23の第3光路から出射した戻り光Prは、第2の波長選択器102rへ入射する。第2の波長選択器102rは第2の光アイソレータ100rおよび第2のFBG101rからなる。
The return light Pr emitted from the third optical path of the
第2の波長選択器102rへ入射した戻り光Prは、第2の光アイソレータ100rを通過し、第2のFBG101rに入射する。第2のFBG101rは、第1のFBG101wと同様に全ての信号光波長λk(k=1〜n)をそれぞれ全反射するように構成されている。第2のFBG101rは、局側光回線終端装置10から出射した信号光に対する戻り光(波長λk)を除去する。第2の光アイソレータ100rは第2のFBG101rによる反射光を遮断する。これにより、反射光が広帯域光パルス発生手段22に光学的な悪影響を及ぼすことを防ぐことができる。
The return light Pr that has entered the
第2のFBG101rを透過後の波長λkが欠損した戻り検査光Pr’は戻り検査光処理部200に入射する。戻り検査光処理部200は、戻り検査光の光強度に応じた電圧を出力する受光器25と、アナログ電圧信号をデジタル電圧信号に変換するアナログ/デジタル変換器26と、広帯域光パルスがWDM−PONシステム1に入射してから所定時間が経過するまでの間、電圧の時間変化を取得する時間波形取得手段27と、基準電気信号の波形である基準波形を記憶する基準波形記憶手段28と、電圧の時間変化と前記基準波形とを比較する障害検知手段29とを備える。
The return inspection light Pr 'lacking the wavelength λk after passing through the
図2は一つの信号光波長λkに対するFBGの反射スペクトラムを示す図である。縦軸は反射光パワー、横軸は波長(nm)である。 FIG. 2 is a diagram showing a reflection spectrum of the FBG with respect to one signal light wavelength λk. The vertical axis represents the reflected light power, and the horizontal axis represents the wavelength (nm).
図2に示すように、FBGは信号光波長λk近傍では全反射により高い反射光強度を示し、波長λkから離れた波長帯域は反射量0でありすべて透過する反射スペクトラムとなっている。信号光波長λkのみを全反射させるため、反射スペクトラムは急峻であることが望ましい。一方で、OLT10内の送受信器からの信号光波長λkは温度等の環境条件によってλk±0.1nm程度変動する。そのため、FBGの反射波長帯域幅(半値全幅)を例えば0.3nm(λk±0.15nm)とする。このような構成とすることで、共通光ファイバ線路17内で信号光と広帯域光パルスが重畳しないようにすることができる。
As shown in FIG. 2, the FBG exhibits high reflected light intensity due to total reflection in the vicinity of the signal light wavelength λk, and the wavelength band far from the wavelength λk has a reflection amount of 0 and has a reflection spectrum that transmits all. In order to totally reflect only the signal light wavelength λk, it is desirable that the reflection spectrum is steep. On the other hand, the signal light wavelength λk from the transceiver in the
図3〜図6は図1の各主要点における波長スペクトラムを示しており、縦軸の光強度は任意であり、各構成品の通過損失を考慮せずに記載している。 3 to 6 show the wavelength spectrum at each main point in FIG. 1, and the light intensity on the vertical axis is arbitrary, and is described without considering the passage loss of each component.
図3(a)は広帯域光パルス発生手段22から出射される広帯域光パルスPwの波長スペクトラムを示す図である。図3(b)は第1のFBG101wを透過後の信号波長λkが欠損した広帯域光パルスPw’の波長スペクトラムを示す図である。図3(c)は固定波長分岐器15への入射光Pw’’の波長スペクトラムを示す図である。いずれも縦軸は光強度、横軸は波長である。
FIG. 3A shows the wavelength spectrum of the broadband optical pulse Pw emitted from the broadband
図3(b)に示す広帯域光パルスPw’は光分岐器21を介してWDM−PONシステム1に入射する。図3(c)に示す固定波長分岐器15への入射光Pw’’は、広帯域光パルスPw’と信号光とが合波したものである。広帯域光パルスPw’が、第1のFBG101wによって信号波長λkが欠損させられていることから、信号光は広帯域光パルスPw’の欠損部分に位置することになる。つまり、広帯域光パルスPw’と信号光とが重なることはない。
The broadband optical pulse Pw ′ shown in FIG. 3B enters the WDM-
図3(c)に示す点線は、固定波長分岐器15が備えるn個のポート1〜nの透過波長帯域である。固定波長分岐器15としてはAWG(Arrayed Waveguide Grating)を用いている。AWGには低損失で多数の信号光を波長多重分離することができるという特徴がある。固定波長分岐器15の透過波長は信号光と同じ24波で、またITU−Tグリットに準拠し、通過損失は4dB以下である。
A dotted line shown in FIG. 3C is a transmission wavelength band of
図4は固定波長分岐器15への入射光Pw’’の波長スペクトラムの波長λi(i=1〜n)近傍の拡大図である。縦軸は光強度、横軸は波長である。
FIG. 4 is an enlarged view in the vicinity of the wavelength λi (i = 1 to n) of the wavelength spectrum of the incident light Pw ″ entering the fixed
図4に示す点線は、固定波長分岐器15が備えるポートiの透過波長帯域である。固定波長分岐器15の波長分離後の透過波長帯域幅を半値全幅で1nm(λi±0.5nm)、隣接波長(λi−1、λi+1)のクロストークを25dB以上確保することにより、隣接信号光(波長λi−1、λi+1)を遮断し、信号光波長λiとその近傍の広帯域光パルスのみを光ファイバ線路18iへ透過する。なお、光ファイバ線路18iを伝播する光信号の波長スペクトラムは、点線で示す固定波長分岐器15が備えるポートiの透過波長帯域で制限されて、個別信号光波長λiの両側にピークを持つ形状となる(点線内側)。
The dotted line shown in FIG. 4 is the transmission wavelength band of the port i included in the fixed
図5(a)は分岐器15を透過後の波長スペクトラムを光ファイバ線路18k(k=1〜n)毎に示した図である。
FIG. 5A is a diagram showing the wavelength spectrum after passing through the branching
図5(a)に示すように、光ファイバ線路18k(k=1〜n)には、それぞれに対応する信号光(波長λk)と広帯域光パルスの一部(波長λk近傍)の両方が伝播する。このため、OLT10とONU161〜16n間の通信を維持しつつ、個別光ファイバ線路18kの障害検知を行うことが可能である。
As shown in FIG. 5A, both the corresponding signal light (wavelength λk) and a part of the broadband optical pulse (near the wavelength λk) propagate through the optical fiber line 18k (k = 1 to n). To do. For this reason, it is possible to detect a failure in the individual optical fiber line 18k while maintaining communication between the
図5(b)はWDM−PONシステム1からの戻り光Prの波長スペクトラムである。縦軸は光強度、横軸は波長である。
FIG. 5B is a wavelength spectrum of the return light Pr from the WDM-
図6は第2のFBG101r透過後の戻り検査光Pr’波長スペクトラムを示す図である。縦軸は光強度、横軸は波長である。
FIG. 6 is a diagram showing the wavelength spectrum of the return inspection light Pr ′ after passing through the
信号光波長λkの戻り光は広帯域光パルス発生手段22と非同期であり、後段の時間波形取得手段27で時間波形を検出する妨げとなる。このため、FBG101rで信号光波長の戻り光(波長λk)を除去する。
The return light of the signal light wavelength λk is asynchronous with the broadband optical pulse generating means 22 and hinders detection of the time waveform by the time waveform acquisition means 27 at the subsequent stage. For this reason, the
以上、図1の主要点における波長スペクトラムを説明したが、時間軸で見れば、広帯域光パルス発生手段22から発生した広帯域光パルスPwが、接続点や破断点でフレネル反射して戻り光となり、戻り検査光処理部200に受光器25に到達する時間(距離)と受光パワーの関係が時間波形として時間波形取得手段27で取得される。戻り検査光処理部200に到達する戻り光Pr’は、図6に示すように信号光波長λk(k=1〜n)近傍に2つの光強度ピークを持つ光パルスとなる。
As described above, the wavelength spectrum at the main points in FIG. 1 has been described. However, when viewed on the time axis, the broadband light pulse Pw generated from the broadband light pulse generating means 22 is Fresnel reflected at the connection point or break point to become return light, The time waveform acquisition means 27 acquires the relationship between the time (distance) reaching the
図7は時間は軽酒盗手段が取得する時間波形を示す図であり、(a)は光ファイバ線路ごとの時間波形を示す図である。縦軸は光強度、横軸は波長である。 FIG. 7 is a diagram showing a time waveform acquired by the light stealing means, and (a) is a diagram showing a time waveform for each optical fiber line. The vertical axis represents light intensity, and the horizontal axis represents wavelength.
図7(a)に示すように、戻り光が戻り検査光処理部200へ到達するまでの時間は波長によって異なる。これは、共通光ファイバ線路17と個別光ファイバ線路181〜18nが持つ波長分散によるものである。共通光ファイバ線路17と個別光ファイバ線路181〜18nの分散値は18ps/nm/kmであり、2つの光パルスの波長間隔は約1.0nm、伝送距離は数kmであるから、2つの光パルスの到達時間差は数十ピコ秒オーダーと極短である。このため、光線路障害検知装置20は、この2つの光パルスを識別することなく、接続点、破断点の位置を誤検出することなく、最終的には図7(b)に示すような時間波形を取得する。この後の戻り検査光処理部200における処理は、特許文献1と同様である。
As shown in FIG. 7A, the time until the return light reaches the return inspection
このように、本実施形態では、WDM−PONシステム1を伝播する信号光と広帯域光パルスが重畳しない。このため、障害検知試験を行う上で、WDM−PONシステム1の通信停止を行う必要がない。つまり、WDN−PONシステムの構成にかかわらず、全帯域について一括して障害検知試験を行うことができる。
Thus, in the present embodiment, the signal light propagating through the WDM-
本発明は上記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものであることはいうまでもない。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible within the scope of the invention described in the claims, and it is also included within the scope of the present invention. Not too long.
1 WDM−PONシステム
10 OLT
15 固定波長分岐器
17 共通光ファイバ線路
22 広帯域光パルス発生手段
23 光サーキュレータ
25 受光器
26 アナログ/デジタル変換器
27 時間波形取得手段
28 基準波形記憶手段
29 障害検知手段
100w 第1の光アイソレータ
101w 第1のFBG
102w 第1の波長選択器
100r 第2の光アイソレータ
101r 第2のFBG
102r 第2の波長選択器
161〜16n ONU
181〜18n 光ファイバ線路
200 戻り検査光処理部
Pw 広帯域光パルス
Pw’ 第1の波長選択器透過後の広帯域光パルス
Pw’’ 固定波長分岐器15への入射光
Pr 固定波長分岐器透過後の戻り光
Pr’ 第2のFBG透過後の戻り光
λk 信号光波長
1 WDM-
DESCRIPTION OF
102w
102r second wavelength selector 161-16n ONU
181 to 18n
Claims (8)
前記広帯域光パルスから前記信号光の波長に対応する波長成分を除去した広帯域検査光を出力する第1の波長選択器と、
前記広帯域検査光を前記WDM−PONシステムに導入する光分岐器と、
前記広帯域検査光と前記信号光とを含む前記WDM−PONシステムからの戻り光から前記信号光を除去し、戻り検査光として出力する第2の波長選択器と、
前記戻り検査光を電気信号に変換し、前記電気信号と基準電気信号とを比較する戻り検査光処理部
とを有し、
前記第1の波長選択器は、前記波長成分を検査帯域幅で除去し、前記検査帯域幅は、前記WDM−PONシステムに用いられる固定波長分岐器の帯域幅よりも狭い
ことを特徴とする光線路障害検知装置。 Broadband optical pulse generating means for generating broadband optical pulses including all wavelengths of signal light used in the WDM-PON system;
A first wavelength selector that outputs a broadband inspection light obtained by removing a wavelength component corresponding to the wavelength of the signal light from the broadband light pulse;
An optical splitter for introducing the broadband inspection light into the WDM-PON system;
A second wavelength selector that removes the signal light from the return light from the WDM-PON system including the broadband inspection light and the signal light, and outputs the signal light as return inspection light;
Converting the return inspection light into an electric signal, it possesses a return test light processing unit for comparing the electrical signal and the reference electrical signal,
The first wavelength selector removes the wavelength component with an inspection bandwidth, and the inspection bandwidth is narrower than a bandwidth of a fixed wavelength splitter used in the WDM-PON system.
An optical line fault detection device characterized by the above.
前記信号光を全て全反射する第1のファイバグレーティングと、
前記第1のファイバグレーティングの反射光を遮断する第1の光アイソレータ
とを備える
請求項1に記載した光線路障害検知装置。 The first wavelength selector includes:
A first fiber grating that totally reflects the signal light;
A first optical isolator that blocks reflected light of the first fiber grating.
The optical line fault detection apparatus according to claim 1 .
前記第2のファイバグレーティングの反射光を遮断する第2の光アイソレータ
とを備える
請求項1又は2に記載した光線路障害検知装置。 The second wavelength selector includes a second fiber grating that totally reflects the signal light, and
A second optical isolator for blocking the reflected light of the second fiber grating.
The optical path failure detection device according to claim 1 or 2 .
前記電圧をデジタル電圧信号に変換するアナログ/デジタル変換器と、
前記広帯域光パルスが前記WDM−PONシステムに入射してから所定時間が経過するまでの間、前記デジタル電圧信号の時間変化を取得する時間波形取得手段と、
前記基準電気信号の波形である基準波形を記憶する基準波形記憶手段と、
前記デジタル電圧信号の時間変化と前記基準波形とを比較する障害検知手段
とを備える
請求項1から3のいずれか1項に記載した光線路障害検知装置。 The return inspection light processing unit outputs a voltage corresponding to the light intensity of the return inspection light; and
An analog / digital converter for converting the voltage into a digital voltage signal;
A time waveform acquisition means for acquiring a time change of the digital voltage signal until a predetermined time elapses after the broadband optical pulse is incident on the WDM-PON system;
Reference waveform storage means for storing a reference waveform which is a waveform of the reference electrical signal;
A failure detection means for comparing the time variation of the digital voltage signal with the reference waveform;
The optical line failure detection device according to any one of claims 1 to 3 .
前記WDM−PONシステムに用いられる信号光の波長をすべて含む広帯域光パルスを発生させる広帯域パルス発生手段と、前記広帯域光パルスから前記信号光の波長に対応する波長成分を除去した広帯域検査光を出力する第1の波長選択器と、前記広帯域検査光を前記WDM−PONシステムに導入する光分岐器と、前記広帯域検査光と前記信号光とを含む前記WDM−PONシステムからの戻り光から前記信号光を除去し、戻り検査光として出力する第2の波長選択器と、前記戻り検査光を電気信号に変換し、前記電気信号と基準電気信号とを比較する戻り検査光処理部とを有する光線路障害検知装置
とを有し、
前記狭帯域透過光フィルタは、前記加入者側光回線終端装置の前段に配置し、前記信号光を透過させ、前記広帯域検査光を遮断するとともに、
前記第1の波長選択器は、前記波長成分を検査帯域幅で除去し、前記検査帯域幅は、前記WDM−PONシステムに用いられる固定波長分岐器の帯域幅よりも狭い
ことを特徴とする光線路障害検知システム。 A WDM- PON system comprising a station side optical line terminator, an optical fiber line, a fixed wavelength splitter, a subscriber side optical line terminator, and a narrowband transmission optical filter;
Broadband pulse generating means for generating a broadband optical pulse including all wavelengths of signal light used in the WDM- PON system, and broadband inspection light obtained by removing a wavelength component corresponding to the wavelength of the signal light from the broadband optical pulse A first wavelength selector, an optical splitter for introducing the broadband inspection light into the WDM-PON system, and the signal from the return light from the WDM-PON system including the broadband inspection light and the signal light. A light beam having a second wavelength selector that removes light and outputs it as return inspection light, and a return inspection light processing unit that converts the return inspection light into an electric signal and compares the electric signal with a reference electric signal. A road fault detection device,
The narrow-band transmission optical filter is disposed in the front stage of the subscriber-side optical line termination device , transmits the signal light, blocks the broadband inspection light ,
The first wavelength selector removes the wavelength component with an inspection bandwidth, and the inspection bandwidth is narrower than a bandwidth of a fixed wavelength splitter used in the WDM-PON system.
An optical line fault detection system.
前記広帯域光パルスから前記信号光の波長に対応する波長成分を除去した広帯域検査光を生成し、
前記広帯域検査光を前記WDM−PONシステムに導入し、
前記広帯域検査光と前記信号光とを含む前記WDM−PONシステムからの戻り光から前記信号光を除去した戻り検査光を生成し、
前記戻り検査光を電気信号に変換し、前記電気信号と基準電気信号とを比較する、
光線路障害検知方法であって、
前記広帯域検査光の生成において、前記波長成分を検査帯域幅で除去し、前記検査帯域幅は、前記WDM−PONシステムに用いられる固定波長分岐器の帯域幅よりも狭い
ことを特徴とする光線路障害検知方法。 Generating a broadband optical pulse that includes all wavelengths of signal light used in the WDM-PON system;
A broadband inspection light is generated by removing a wavelength component corresponding to the wavelength of the signal light from the broadband optical pulse,
Introducing the broadband inspection light into the WDM-PON system;
Generating return inspection light obtained by removing the signal light from the return light from the WDM-PON system including the broadband inspection light and the signal light;
Converting the return inspection light into an electrical signal and comparing the electrical signal with a reference electrical signal;
An optical line fault detection method ,
In the generation of the broadband inspection light, the wavelength component is removed by the inspection bandwidth, and the inspection bandwidth is narrower than the bandwidth of the fixed wavelength branching unit used in the WDM-PON system.
An optical line fault detection method characterized by the above.
前記広帯域光パルスが前記WDM−PONシステムに入射してから所定時間が経過するまでの間、前記電圧の時間変化を取得し、
前記基準電気信号の波形である基準波形を記憶し、
前記電圧の時間変化と前記基準波形とを比較するステップを有し、
前記比較した結果、前記電圧の時間変化と前記基準波形とが略同一である場合、前記電圧の時間変化を基準波形として記憶する
請求項7に記載した光線路障害検知方法。 A voltage corresponding to the light intensity of the return inspection light is generated, and a time change of the voltage is acquired until a predetermined time elapses after the broadband optical pulse is incident on the WDM-PON system,
Storing a reference waveform which is a waveform of the reference electrical signal;
Comparing the time variation of the voltage with the reference waveform;
As a result of the comparison, when the time change of the voltage and the reference waveform are substantially the same, the time change of the voltage is stored as a reference waveform.
The optical line failure detection method according to claim 7 .
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