JP6507084B2 - 光ファイバテープ心線モニタ用受光装置、光ファイバテープ心線モニタ方法、及び光回線モニタ方法 - Google Patents

Description

本発明は、光ファイバの側方から光信号を入出射する光ファイバテープ心線モニタ用受光装置、光ファイバテープ心線モニタ方法、及び光回線モニタ方法に関する。

光ファイバケーブルを用いた通信システムでは、支障移転工事や光ファイバケーブルの収容替え工事が行われる。支障移転工事や光ファイバケーブルの収容替え工事では、一時的に物理的な光ファイバケーブルの切断が伴うため、時としてユーザのサービス利用中に通信が中断してしまう場合が発生する。

ユーザに対しては、予め工事予告（時間帯を限定した通信中断予告）を行うが、顧客満足度の低下に繋がらないように光ファイバを切断する際には、ユーザがサービスを利用中であるか否かを判別できる方法が望ましい。例えば、光回線単位でサービスの利用状態が把握できれば、利用中である光ファイバの切り替えを後回しにし、ユーザのサービス利用状況に応じた柔軟な切り替えを行うことで個々のユーザが感じる不便を最小限に抑えることができる。

このため、光アクセスネットワークのトラフィックを監視し、ユーザのサービス利用状況を判別する技術として、ユーザの宅内に設置した光回線終端装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）から通信ビルの中に設置した光加入者線終端装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）に送信する上り光信号の一部を受信して、そのデータフレームを分析することで光回線単位の利用状態を判別する方法などが提案されている（例えば、非特許文献１を参照。）。また，通信ビルに入局せずに、所外（通信ビルやユーザ宅外）の８分岐スプリッタ下部の区間（スプリッタのＯＮＵ側）において、側方光入出力装置とＡＰＤ（アバランシェフォトダイオード）とで、上り信号光をモニタする方法も提案されている（例えば、非特許文献２を参照。）。

磯村、「支障移転等の切替工事で通話中確認を実現するＦＴＴＨ区間通信モニタ技術」， ＮＴＴ技術ジャーナル， ２００９．５， ｐｐ．４０〜４２ 真保、「光側方出力技術を用いた上り通信光のモニタリング検討」， 信学会技報， 光ファイバ応用技術、 ｐｐ．１５−１８，ＯＰＥ ２０１３−２０７（２０１４−０２）

通常、光アクセス網において、８分岐スプリッタ上部（スプリッタのＯＬＴ側）では光ファイバ心線が４心線毎にまとめられた光ファイバテープが用いられている。しかし、従来の側方光入出力装置では単心の光ファイバからしかモニタできないため、８分岐スプリッタ上部で光信号をモニタするためには光ファイバテープを単心線にばらして１心ずつモニタする必要があった。この作業は時間がかかり非効率という課題があった。

そこで、本発明は、上記課題に鑑み、スプリッタ下部の光ファイバ心線に接続されたＯＮＵの動作状態を、スプリッタ上部の光ファイバテープにて短時間で一括して確認し得る光ファイバテープ心線モニタ用受光装置、光ファイバテープ心線モニタ方法、及び光回線モニタ方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、側方光入出力装置のプローブファイバ先端に集光レンズを配置し、光ファイバテープの各心線から漏洩する全ての漏洩光を当該集光レンズで１つのプローブファイバ先端に集光することとした。

具体的には、本発明に係る光ファイバテープ心線モニタ用受光装置は、
複数の主光ファイバが並列する光ファイバテープを湾曲させて形成した曲げ部に先端を近接させる１本のプローブファイバと、
前記プローブファイバの前記先端に配置され、前記曲げ部の前記主光ファイバから漏洩するそれぞれの漏洩光を前記プローブファイバの前記先端に集光する１つの集光レンズと、
を備える。

また、本発明に係る光ファイバテープ心線モニタ方法は、
複数の主光ファイバが並列する光ファイバテープを湾曲させて曲げ部を形成し、
前記光ファイバテープに形成した前記曲げ部に１本のプローブファイバの先端を近接させ、
前記プローブファイバの前記先端に配置した１つの集光レンズで、前記曲げ部の前記主光ファイバから漏洩するそれぞれの漏洩光を前記プローブファイバの前記先端に集光させてモニタする。

本発明に係る光ファイバテープ心線モニタ用受光装置及び光ファイバテープ心線モニタ方法は、光ファイバテープの複数の主光ファイバからの漏洩光を集光レンズで集光してプローブファイバ先端に結合するため、光ファイバテープを単心線にばらして１心ずつモニタする必要がない。このため、本発明に係る光ファイバテープ心線モニタ用受光装置及び光ファイバテープ心線モニタ方法は、作業の効率化を図ることができる。

従って、本発明は、スプリッタ下部の光ファイバ心線に接続されたＯＮＵの動作状態を、スプリッタ上部の光ファイバテープにて短時間で一括して確認し得る光ファイバテープ心線モニタ用受光装置、及び光ファイバテープ心線モニタ方法を提供することができる。

本発明に係る光ファイバテープ心線モニタ用受光装置は、前記集光レンズの、前記プローブファイバの前記先端側と反対側に配置され、所望の前記主光ファイバからの漏洩光のみを透過するフィルタをさらに備える。

また、本発明に係る光ファイバテープ心線モニタ方法は、前記集光レンズの、前記プローブファイバの前記先端側と反対側にフィルタを配置し、前記フィルタで所望の前記主光ファイバからの漏洩光のみを透過させることを特徴とする。

フィルタの設置により所望の主光ファイバの漏洩光のみをモニタすることができ、受光した光の中から所望の主光ファイバの漏洩光を探し出す必要がなくなる。

本発明に係る光ファイバテープ心線モニタ用受光装置の前記フィルタは、光が透過するエリアを変更できる可動スリットとすることができる。

本発明に係る光ファイバテープ心線モニタ用受光装置の前記フィルタは、光が透過するエリアを電気的に制御可能な液晶フィルタとすることができる。

本発明に係る光ファイバテープ心線モニタ用受光装置は、前記曲げ部の前記主光ファイバから漏洩するそれぞれの漏洩光を集光して前記集光レンズに結合する、前記主光ファイバの本数分の個別集光レンズをさらに備える。個別集光レンズで予め漏洩光を集光しておくことでプローブファイバへの結合効率を高めることができる。

本発明に係る光回線モニタ方法は、光スプリッタに、複数の光回線終端装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）に接続する複数の光ファイバ心線と、光加入者線終端装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）に接続する前記光ファイバテープとが接続され、前記光スプリッタで前記ＯＮＵからの上り信号を合波し、前記光ファイバテープのいずれかの前記主光ファイバで前記ＯＬＴへ伝搬する光通信システムにおいて、前記光ファイバテープ心線モニタ方法で前記上り信号を前記漏洩光としてモニタし、前記ＯＮＵのサービス利用状態を把握する。本発明に係る光回線モニタ方法は、８分岐スプリッタ上部で一括して光信号をモニタすることができ、作業の効率化を図ることができる。

従って、本発明は、スプリッタ下部の光ファイバ心線に接続されたＯＮＵの動作状態を、スプリッタ上部の光ファイバテープにて短時間で一括して確認し得る光回線モニタ方法を提供することができる。

本発明は、スプリッタ下部の光ファイバ心線に接続されたＯＮＵの動作状態を、スプリッタ上部の光ファイバテープにて短時間で一括して確認し得る光ファイバテープ心線モニタ用受光装置、光ファイバテープ心線モニタ方法、及び光回線モニタ方法を提供することができる。

本発明に係る光ファイバテープ心線モニタ用受光装置を説明する図である。 本発明に係る光ファイバテープ心線モニタ用受光装置を説明する図である。 曲げ部形成器を説明する図である。 曲げ部形成器を説明する図である。 本発明に係る光ファイバテープ心線モニタ用受光装置を説明する図である。 本発明に係る光ファイバテープ心線モニタ用受光装置を説明する図である。 本発明に係る光ファイバテープ心線モニタ用受光装置が備える可動スリットを説明する概念図である。 本発明に係る光ファイバテープ心線モニタ用受光装置を説明する図である。 本発明に係る光ファイバテープ心線モニタ用受光装置を説明する図である。 本発明に係る光ファイバテープ心線モニタ用受光装置が備える液晶フィルタを説明する概念図である。 本発明に係る光ファイバテープ心線モニタ用受光装置を説明する図である。 本発明に係る光ファイバテープ心線モニタ用受光装置を用いる光回線モニタ方法を説明する図である。 本発明に関連する光ファイバテープ心線モニタ用受光装置の説明する概念図である。

添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施形態であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。

（実施形態１）
図１は、本実施形態の光ファイバテープ心線モニタ用受光装置３０１を説明する概念図である。
光ファイバテープ心線モニタ用受光装置３０１は、
複数の主光ファイバが並列する光ファイバテープ１００を湾曲させて形成した曲げ部１１０に先端を近接させる１本のプローブファイバ２０と、
プローブファイバ２０の前記先端に配置され、曲げ部１１０の前記主光ファイバから漏洩するそれぞれの漏洩光をプローブファイバ２０の前記先端に集光する１つの集光レンズ１０と、
を備える。
また、図１には、曲げ部１１０に近接させるプローブファイバ２０の前記先端と反対側の端部に前記漏洩光を受光して電気信号に変換する受光素子３０と、受光素子３０が出力する電気信号をモニタするモニタ装置４０も記載している。受光素子３０及びモニタ装置４０は光ファイバテープ心線モニタ用受光装置３０１の構成要素ではないが、モニタ装置４０が受光素子３０と光ファイバテープ心線モニタ用受光装置３０１を含む構成であってもよい。

図２は、光ファイバテープ１００が４本の主光ファイバを並列させている場合の光ファイバテープ心線モニタ用受光装置３０１の動作を説明する図である。まず、光ファイバテープ１００に曲げ部１１０を形成する。図３及び図４は、光ファイバテープ１００に曲げ部１１０を形成する曲げ部形成器２００を説明する図である。

曲げ部形成器２００は、凸型ブロック５１と凹型透明ブロック５２からなる。凹型透明ブロック５２には、石英などの透明ガラスや、透明プラスチックを用いる。さらに、凹型透明ブロック５２または凸型ブロック５１には光ファイバテープ１００が収まるための台形溝が形成されている。曲げ部形成器２００は、光ファイバテープ１００を凸型ブロック５１と凹型透明ブロック５２とで挟み込み、凸型ブロック５１と凹型透明ブロック５２で決められた曲げ形状の曲げ部１１０を光ファイバテープ１００に形成する。

図４は、図３のＹ軸方向から光ファイバテープ心線モニタ用受光装置３０１及び曲げ部形成器２００を見た図である。図４は、凸型ブロック５１に台形溝が形成されている場合である。光ファイバテープ１００を凸型ブロック５１に台形溝に入れ、凹型透明ブロック５２で挟む。そして、集光レンズ１０を最も受光効率（受光素子３０での漏洩光の受光効率）が高くなる位置に調整したのち、凹型透明ブロック５２と集光レンズ１０を接着固定する。つまり、曲げ部形成器２００は、凸型ブロック５１と凹型透明ブロック５２で光ファイバテープ１００を挟み込むだけで、漏洩光の受光効率を最も高くすることができる。

図２でさらに説明する。漏洩光の受光効率が最も高い位置は、光ファイバテープ１００の中心（主光ファイバの並列方向の中心）と集光レンズ１０の中心軸と一致し、集光レンズ１０の中心軸とプローブファイバ２０の中心軸とが一致する位置である。

光ファイバテープ心線モニタ用受光装置３０１を用いる光ファイバテープ心線モニタ方法は、
複数の主光ファイバが並列する光ファイバテープを湾曲させて曲げ部を形成し、
前記光ファイバテープに形成した前記曲げ部に１本のプローブファイバの先端を近接させ、
前記プローブファイバの前記先端に配置した１つの集光レンズで、前記曲げ部の前記主光ファイバから漏洩するそれぞれの漏洩光を前記プローブファイバの前記先端に集光させてモニタする。

つまり、本光ファイバテープ心線モニタ方法は、曲げ部１１０の主光ファイバそれぞれからの漏洩光を集光レンズ１０で１本のプローブファイバ２０に集光し、受光素子３０でこれらを受光することで、４本の主光ファイバからの漏洩光を一括してモニタすることができる。本実施形態では光ファイバテープ１００が主光ファイバを４本並列させる場合を説明しているが、光ファイバテープ１００が主光ファイバを８本並列させる場合、光ファイバテープ心線モニタ用受光装置３０１を２つ使用してもよいし、８本の主光ファイバからの漏洩光を一括してモニタすることができる光ファイバテープ心線モニタ用受光装置を使用してもよい。

（具体的な実施例）
図５は、光ファイバテープ心線モニタ用受光装置３０１の具体例を説明する図である。光ファイバテープ１００を構成する主光ファイバの直径は２５０μｍである。このため、集光レンズ１０のビームウエスト径は、光ファイバテープ１００内の外側の２本の主光ファイバ中心軸間隔（およそ７５０μｍ）以上が必要である。本実施例では集光レンズ１０のビームウエスト径は８００μｍである。プローブファイバ２０はＧＩ５０ファイバである。なお、プローブファイバ２０はＧＩ６２．５、ステップインデックス型ファイバ、ダブルクラッド型ファイバ等の他種のマルチモードファイバも使用可能である。受光素子３０は微弱な光も検出可能なアバランシフォトダイオード（ＡＰＤ）である。

モニタ装置４０は、受光素子３０が受光した漏洩光の電気信号をモニタする。漏洩光はＯＮＵからの上り光信号であり、光信号に含まれる内容からユーザのサービス利用状況を確認することができる。

図１２は、光ファイバテープ心線モニタ用受光装置３０１を用いる光回線モニタ方法を説明する図である。モニタ対象の光通信システム４００は、光スプリッタ１７０に、複数のＯＮＵ１５０に接続する複数の光ファイバ心線１５５と、ＯＬＴ１６０に接続する光ファイバテープ１００とが接続され、光スプリッタ１７０でＯＮＵ１５０からの上り信号を合波し、光ファイバテープ１００のいずれかの前記主光ファイバでＯＬＴ１６０へ伝搬する光通信システムである。光ファイバテープ心線モニタ用受光装置３０１は、光通信システム４００の光ファイバテープ１００に形成された曲げ部１１０において、前述の光ファイバテープ心線モニタ方法で前記上り信号を前記漏洩光としてモニタし、ＯＮＵ１５０のサービス利用状態を把握する。

（実施形態２）
図６は、本実施形態の光ファイバテープ心線モニタ用受光装置３０２を説明する図である。光ファイバテープ心線モニタ用受光装置３０２は、実施形態１で説明した光ファイバテープ心線モニタ用受光装置３０１において、集光レンズ１０の、プローブファイバ２０の前記先端側と反対側に配置され、所望の前記主光ファイバからの漏洩光のみを透過するフィルタ１５をさらに備えることを特徴とする。

本実施形態では、フィルタ１５は、光が透過するエリアを変更できる可動スリットである。図７は、可動スリットを説明する図である。可動スリットのスリット幅は０．１ｍｍ以上０．２５ｍｍ以下である。図８のように、光ファイバテープ心線モニタ用受光装置３０２は、可動スリットをモニタしたい主光ファイバからの漏洩光のみ透過するように動かすことで、主光ファイバを伝搬する光信号を選択的にモニタ可能である。

（実施形態３）
図９は、本実施形態の光ファイバテープ心線モニタ用受光装置３０３を説明する図である。光ファイバテープ心線モニタ用受光装置３０３もフィルタ１５を備えるが、光ファイバテープ心線モニタ用受光装置３０３のフィルタ１５は、光が透過するエリアを電気的に制御可能な液晶フィルタである。

図１０は、液晶フィルタを説明する図である。液晶フィルタ複数の領域に区分されており、電気信号で当該区分毎に光を透過又は遮断することができる。当該領域の幅は０．１ｍｍ以上０．２５ｍｍ以下である。図９のように、光ファイバテープ心線モニタ用受光装置３０２は、モニタしたい主光ファイバからの漏洩光のみ透過するように液晶フィルタの区分の透過／遮断を設定することで、主光ファイバを伝搬する光信号を選択的にモニタ可能である。

（実施形態４）
図１１は、本実施形態の光ファイバテープ心線モニタ用受光装置３０４を説明する図である。光ファイバテープ心線モニタ用受光装置３０４は、実施形態１の光ファイバテープ心線モニタ用受光装置３０１に、曲げ部１１０の前記主光ファイバから漏洩するそれぞれの漏洩光を集光して集光レンズ１０に結合する、前記主光ファイバの本数分の個別集光レンズ１７をさらに備える。

個別集光レンズ１７は、例えば、屈折率分布レンズであり、レンズ径０．２５ｍｍ、０．２５ピッチのコリメータである。また、集光レンズ１０は、レンズ径１．８ｍｍ、０．２５ピッチのコリメータである。
なお、ピッチとは、屈折率分布型レンズ内を通る光線の蛇行周期を表す。ピッチ０．２５とは無限遠にある物体の倒立実像が出射端面上に結像する長さである。ピッチＰは無次元の数であり以下の式で表される。
（数式１）
Ｐ＝（１／２π）ｚ√Ａ
ここでｚはレンズの長さであり、√Ａは屈折率分布定数で単位は長さの逆数である。

光ファイバテープ心線モニタ用受光装置３０４は、集光レンズ１０の前段において個別集光レンズ１７で漏洩光を集光しておく。この構成により、光ファイバテープ心線モニタ用受光装置３０４は、実施形態１の光ファイバテープ心線モニタ用受光装置３０１の構成と比べて受光効率を高めることができる。

（他の実施形態）
上述の実施形態では光ファイバテープに含まれる主光ファイバの数が４の場合を説明したが、本発明に係る光ファイバテープ心線モニタ用受光装置は、集光レンズの直径やピッチを調整することで任意の数の主光ファイバの数が含まれる光ファイバテープのモニタが可能である。

（効果）
本発明に係る光ファイバテープ心線モニタ用受光装置は、次のような効果を奏する。
（１）本発明に係る光ファイバテープ心線モニタ用受光装置は、光ファイバテープの複数の主光ファイバを一括してモニタ可能であり、高効率且つ短時間で作業ができる。例えば、８分岐スプリッタの上部の４心光ファイバテープにおいて一括モニタすることで、最大３２個のＯＮＵのサービス状況を一括してモニタ可能である。
（２）本発明に係る光ファイバテープ心線モニタ用受光装置は、図１３のようなプローブファイバ４本の光ファイバテープ心線モニタ用受光装置と比べ、プローブファイバ毎の軸調整が不要で、軸ずれによる受光効率低下を軽減できる。
（３）本発明に係る光ファイバテープ心線モニタ用受光装置は、図１３のようなプローブファイバ４本の光ファイバテープ心線モニタ用受光装置と比べ、プローブファイバが１本でアレー化する必要がなく、装置構成が簡易であって経済的である。
（４）本発明に係る光ファイバテープ心線モニタ用受光装置は、図１３のようなプローブファイバ４本の光ファイバテープ心線モニタ用受光装置と比べ、プローブファイバが１本であるから、光増幅器、中継器、及び受光素子なども１つで済むため、装置構成が簡易であって経済的且つ小型化を実現できる。
（５）本発明に係る光ファイバテープ心線モニタ用受光装置は、図７や図１０のフィルタを使うことで所望のファイバ心線だけをモニタ可能である。

１０：集光レンズ
１５：フィルタ
１７：個別集光レンズ
２０：プローブファイバ
３０：受光素子
４０：モニタ装置
５１：凸型ブロック
５２：凹型透明ブロック
１００：光ファイバテープ
１１０：曲げ部
１５０：ＯＮＵ
１５５：光ファイバ心線
１６０：ＯＬＴ
１７０：スプリッタ
２００：曲げ部形成器
３０１〜３０４：光ファイバテープ心線モニタ用受光装置
４００：光通信システム

Claims (8)

1. 複数の主光ファイバが並列する光ファイバテープを湾曲させて形成した曲げ部に先端を近接させる１本のプローブファイバと、
   前記プローブファイバの前記先端に配置され、前記曲げ部の前記主光ファイバから漏洩するそれぞれの漏洩光を前記プローブファイバの前記先端に集光する１つの集光レンズと、
   を備える光ファイバテープ心線モニタ用受光装置であって、
   前記集光レンズは、直径が前記プローブファイバの直径より大きく、且つビームウエスト径が、前記光ファイバテープ内の外側の２本の主光ファイバ中心軸間隔以上であることを特徴とする光ファイバテープ心線モニタ用受光装置。
2. 前記集光レンズの、前記プローブファイバの前記先端側と反対側に配置され、所望の前記主光ファイバからの漏洩光のみを透過するフィルタをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバテープ心線モニタ用受光装置。
3. 前記フィルタは、光が透過するエリアを変更できる可動スリットであることを特徴とする請求項２に記載の光ファイバテープ心線モニタ用受光装置。
4. 前記フィルタは、光が透過するエリアを電気的に制御可能な液晶フィルタであることを特徴とする請求項２に記載の光ファイバテープ心線モニタ用受光装置。
5. 前記曲げ部の前記主光ファイバから漏洩するそれぞれの漏洩光を集光して前記集光レンズに結合する、前記主光ファイバの本数分の個別集光レンズをさらに備えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の光ファイバテープ心線モニタ用受光装置。
6. 複数の主光ファイバが並列する光ファイバテープを湾曲させて曲げ部を形成し、
   前記光ファイバテープに形成した前記曲げ部に１本のプローブファイバの先端を近接させ、
   前記プローブファイバの前記先端に配置した１つの集光レンズで、前記曲げ部の前記主光ファイバから漏洩するそれぞれの漏洩光を前記プローブファイバの前記先端に集光させてモニタする光ファイバテープ心線モニタ方法であって、
   前記集光レンズは、直径が前記プローブファイバの直径より大きく、且つビームウエスト径が、前記光ファイバテープ内の外側の２本の主光ファイバ中心軸間隔以上であることを特徴とする光ファイバテープ心線モニタ方法。
7. 前記集光レンズの、前記プローブファイバの前記先端側と反対側にフィルタを配置し、前記フィルタで所望の前記主光ファイバからの漏洩光のみを透過させることを特徴とする請求項６に記載の光ファイバテープ心線モニタ方法。
8. 光スプリッタに、複数の光回線終端装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）に接続する複数の光ファイバ心線と、光加入者線終端装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）に接続する前記光ファイバテープとが接続され、前記光スプリッタで前記ＯＮＵからの上り信号を合波し、前記光ファイバテープのいずれかの前記主光ファイバで前記ＯＬＴへ伝搬する光通信システムにおいて、
   請求項６又は７に記載の光ファイバテープ心線モニタ方法で前記上り信号を前記漏洩光としてモニタし、前記ＯＮＵのサービス利用状態を把握する光回線モニタ方法。

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