JPH02132338A - 光線路監視方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光線路監視方法に関し、特に詳細には、光ファ
イバパルス試験器を用いた光線路監視方法に関する。

〔従来技術〕

近年、光通信技術の発達にともない光ファイバケーブル
線路（以下光線路という）を敷設し、その光線路を通し
て光通信を行うようになってきている。

そして、光線路に万一破断あるいは異状な光損失の増加
等の障害が発生した場合には、その位置を確認し光線路
を修復しなければならない。このような障害点探索用測
定器の一例として光ファイバパルス試験器（以下ＯＴＤ
Ｒという）がある。

第５図に示すように、ＯＴＤＲ１は、光線路２に接続さ
れ、所定のパルス間隔を有する光パルス信号を光線路２
に導入する。そしてその光パルス信号の反射光の光強度
を検知して光線路の長手方向の状態をオシロスコープ等
の表示管１ａを用いで観察するようになっている。この
第５図に示すグラフの横軸は信号の伝搬時間を示し、こ
の伝搬時間は実際にはＯＴＤＲＩからの光ファイバの距
離に比例している。一方縦軸は検知された反射光の光強
度をデシベル表示したものである。そして光ファイバの
長手方向の特性が均一な部分Ａでは反射光の光強度は図
に示すように伝搬時間に対して直線的に減少し、その傾
きが光線路の光損失に対応する。一方接続点又は障害点
Ｂでは、そこでのフレネル反射により、Ｃで示すような
パルス状の波形が観測され、接続点又は障害点Ｂを容易
に見つけることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記光線路の監視システムを光ファイバ通信網に適用す
る場合には、複数の光ファイバケーブルを一つのＯＴＤ
Ｒ１で監視するために１×Ｎ光スイッチをＯＴＤＲＩの
先端部に接続し、択一的に光ファイバケーブルを選択で
きるようにしている。

この場合のＯＴＤＲＩで観察される反射光の光強度の時
間変化プロファイルを第５図に示す。この第５図におい
てＥで示す部分は光パルス信号が、ＩＸＮ光スイッチ１
１の光ファイバ切替え部でフレネル反射を起こしている
ことにより生じる現象である。そして、この反射光の時
間変化プロファイルの波形の乱れ幅Ｄ（以下デッドゾー
ンという）内では、光線路の障害等があったとしても、
その障害点等の位置ばかりか障害が存在するかどうかす
ら見つけることができなかった。このデッドゾーンは、
第４図の表で示すように、ＯＴＤＲ１が発する光パルス
の波長、パルス間隔等により異なる。

そのため、光ファイバ線路の監視を十分に行うことが難
しかった。

そこで本発明では、光ファイバ線路の全範囲にわたって
光ファイバ線路に障害点が存在するかどうかの監視を可
能にする光線路監視方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を達成するため、本発明の光線路監視方法は、
光ファイバパルス試験器から光線路に光パルス信号を導
入し、その反射光の光強度の時間変化プロファイルを観
察することにより光ファイバ線路の監視を行う光線路監
視方法であって、前記時間変化プロファイルのデータを
サンプリングするデータサンプリング工程と、前記デー
タサンプリング工程で得られたサンプリングデータから
前記時間変化プロファイルの平坦部分の傾斜を求める傾
斜算出工程と、前記傾斜算出工程で得られた傾斜と前記
時間変化プロファイルの平坦部分の少なくとも一点のデ
ータとより、光線路に設けられた光ファイバ接続部にフ
レネル反射が発生しなかったと仮定した場合の推定時間
変化プロファイルを推定する推定工程と、前記推定工程
で得られた推定時間変化プロファイルの光ファイバ接続
部位置直前における推定接続損失と、予め測定されてい
る光ファイバ接続部の接続損失とを比較し、比較結果に
基づき光線路の状態を監視する工程とを含むことを特徴
とする。

〔作用〕

本発明の光線路監視方法では、上記のように構成し、フ
レネル反射の影響を受けた時間変化プロファイルの部分
を、他の部分の状態よりフレネル反射がなかった場合を
推定し、その推定値から障害点の有無を判断しフレネル
反射の影響を受けている部分における光線路の監視を可
能にしている。

〔実施例〕

以下図面を参照しつつ本発明に従う実施例について説明
する。

同一符号を付した要素は同一機能を有するため重複する
説明は省略する。

第１図は本発明の光線路監視方法の概略工程を示し、第
２図は本発明に従う光線路監視方法により監視を行うこ
とができる光ファイバ通信網システムの一例を示す。

まず、第２図に示す光ファイバ通信網システムから説明
していく。

第２図に示す光ファイバ通信網システムでは、電話局１
０ａに交換機１１ａが設けられ、ビル１０ｂには構内交
換機１ｌｂが、また別の電話局１０ｃには交換機１１０
等が設けられている。そして、電話局１０ａの交換機１
１ａには光線路２０が接続され、光線路２０は中継器２
１を介してビル１０ｂ等の構内交換機１ｌｂ及び別の電
話局１０ｃの交換機１１ｃへ接続され、各電話機１２ａ
，１２ｂ等の通信機器へと接続される。そして、この光
線路２０の状態を監視するため、電話局１０ａ内にはＯ
ＴＤＲ１３が設けられている。

このＯＴＤＲ１３は光ファイバを介してＩＸＮ光スイッ
チ１４に接続され、この１×Ｎ光スイッチ１４の各出力
用光ファイバケーブルは光信号合波・分離器１６に接続
されている。この出力用光ファイバケーブルはそれぞれ
光線路２ｏの複数の光ファイバケーブルに対応して設け
られている。

そして光信号合波・分離器１６は光線路２ｏに接続され
、光パルス信号を１×Ｎ光スイッチ１４で選択された対
応する光ファイバケーブルに導入したり、また光ファイ
バケーブルからの反射光をＯＴＤＲ３に分離伝送する。

また更にＯＴＤＲ１３には検知したデータを信号処理す
る信号処理装置１５が接続されている。この信号処理装
置１５は、データを処理し光線路内に障害があるかどう
かを監視する。

以下、上記光ファイバ通信網システムの光線路の障害点
の有無を監視する方法について説明する。

この監視方法は、第１図に示すように大きく分けてサン
プリング工程３０、移動平均工程３１、傾斜算出工程３
２、時間変化プロファイル推定工程３３、損失推定工程
３４及び比較判断工程３５より構成される。

本発明に従う光線路監視方法の原理について説明する。

ＯＴＤＲを用いて第２図に示す光ファイバ通信網システ
ムの光線路を監視すると、第３図（．　ａ　）に示す時
間変化プロファイルを得ることができる。

この第３図（ａ）において横軸は信号の伝搬時間に対応
し、実際にはＯＴＤＲからの距離に対応している。縦軸
は光パルス信号の反射光の光強度をｄＢ表示したもので
ある。

この様に得られた時間変化プロファイルでＥの部分が光
スイッチ中に生じるフレネル反射の影響を受けている部
分である。ここでもしフレネル反射が生じなかったとす
ると、このフレネル反射の影響部分Ｅにおける時間変化
プロファイルはこの時間変化プロファイルの平坦部分Ｆ
の延長線Ｇ（以下この延長線Ｇを推定時間変化プロファ
イル直線Ｇという）となることが推定される。これは第
５図を用いて先に説明したように、長手方向に均一な特
性を有する光ファイバでは、時間変化プロファイルが直
線上になるという性質を利用している。そして、フレネ
ル反射の影響が開始する位置Ｅａにおける推定時間変化
プロファイル直線Ｇの反射光の光強度の値Ｇｓと、実際
の時間変化プロファイルのこの位置における反射光の光
強度の値Ｅｓとの差しをもとめる。このＬがこのフレネ
ル反射による光損失の相当する。したがって、光線路敷
設時に光スイッチの接続損失Ｓρを測定し、Ｌ＞ＳＪ７
となっている場合には、このフレネル反射の影響部分Ｅ
において光線路に何等かの障害点が存在していると推定
され、これにより、このフレネル反射の影響部分におい
ても光線路の監視が可能になる。一方、上記推定時間変
化プロファイル直線Ｇを求めるためには、まずこの時間
変化プロファイルを時間（横軸の変数）で微分する。こ
の微分した値をグラフにすると第３図（ｂ）のようにな
る。次にこの第３図（ｂ）で、その微分値が一定となっ
ている部分Ｆの微分値Ｋを求め、この一定となっている
部分の任意の位置の時間変化プロファイルの値（ｄ（ｔ
ｋ），ｔｋ，）と微分値Ｋとを用いて推定時間変化プロ
ファイル直線Ｇ　（Ｇ　（ｔ）−Ｋｔ＋β｝を求め、こ
の推定時間変化プロファイル直線ＧのＥａの位置の値（
Ｇ（Ｅａ））を求めることによりＥｓを求めることがで
きる。このＥａは第３図（ｂ）に示した微分値の急激な
変化を生じる位置を求めることにより求めることもでき
るし、また光線路敷設時に予めＯＴＤＲから光スイッチ
等までの距離を測定しておき逆算して求めることもでき
る。そして上記のことを自動的に実施する方法の一例と
して第１図に示す工程がある。

以下、第１図に示す各工程について具体的に説明する。

まず、サンプリング工程３１では、ＯＴＤＲを作動させ
、光線路に導入した光パルス信号の反射光の光強度を検
知する。そして検知された光強度７のｄＢ値を所定の時
間間隔Δｔ毎にサンプリングして検知時間ｔ　　　（ｐ
＝１、２、・・・ｎ｝におけるｐ 時間変化プロファイルのデータｄ（ｔ）を測定ｐ し、検知時間ｔ　とデータｄ（ｔ）とを対にしｐｐ て（ｔ　　，ｄ（ｔ　　））　（ｐ＝１、２、−ｎ　１
ｐｐ （以下サンプリングデータ群という）として記憶してお
く。

次の移動平均工程３１では、サンプリングされたデータ
の雑音等による変動やサンプリング時の検知精度の変動
のサンプリングデータへの影響を取り除く。この移動平
均工程３１では、先のサンプリング工程３０で得られた
サンプリングデータ群のデータ値それぞれに以下の平均
化処理を施す。

・・・■ ここでｋは移動平均を取る範囲であり、得られた時間変
化プロファイルの状態のより選択される。

またａ　ｐは重み付け係数であり、この重み付け係数ａ
　は通常１に固定されているが、検知精度、ｐ または雑音等が変動したりする際、この変動の影響を取
り除くためサンプリングデータに所定の重み付け係数を
掛ける。

上記式■の演算処理にて得られた平均化データをそれぞ
れ検知時間ｔ　と対にして（ｔ，Ａｐｐ （ｔ　）｝として記憶する。

ｐ 次の傾斜算出工程３２では先の移動平均工程３１で得ら
れた平均化データ｛ｔ　　，Ａ（ｔ　　）１ｐｐ に、以下の式■の演算を施すことにより時間変化プロフ
ァイルの各時間ｔ　における傾きα（１　　）ｐｐ を求める。

・・・■ 次に上記式■で得られた傾きα（１　　）のそれｐ ぞれ隣り合う傾きの差分Δ（１　　）を以下の式■ｐ で求める。

Δ　（ｔ　　）＝α　（１　　　　）　　一α　（１　
　　）　　・・・■１）　　　　　　　　　　ｐａｌ　
　　　　　　　　　ｐそしてΔ（１　　）の値が零に近
似される範囲をｐ 求め、その時のα（ｔ）＝Ｋを求める。

ｐ このＫが時間変化プロファイルの平坦部分（第３３図（
ａ）においてＦの部分に対応）の傾き推定される。

次にプロファイル推定工程３３を実施する。このプロフ
ァイル推定工程３３では、先の傾斜算出工程３２で得ら
れた時間変化プロファイルの平坦部分（第３図（ａ）に
おいてＦの部分に対応）の傾きＫとこの平坦部分の任意
の一点、例えば（ｔ　　，ｄ（ｔｉ）ｌ　とよりこの平
坦部分の直線ｋ の関数ｄ（ｔ　　）一Ｋｔ（ｔ　　）十βを求める。

ｐｐ そしてこの直線の関数はフレネル反射の影響が現れてい
る部分（第３図（ａ）のＥの部分に対応）でのフレネル
反射がなかったとした場合の推定時間変化プロファイル
直線Ｇに一致している。

次に損失推定工程３４を実施する。この損失推定工程３
４では時間変化プロファイルにフレネル反射の影響が現
れる直前の時間変化プロファイルの位置（第３図（ａ）
においてＥａの位置）における先のプロファイル推定工
程３３で推定された推定時間変化プロファイル直線Ｇの
関数の値（第３図（ａ）においてＥｓに対応）を求める
。一方、実際に時間変化プロファイルの時刻Ｅａでの値
Ｇｓを予め記憶しておき、損失Ｌ＝Ｇ　ｓ−Ｅ　ｓを求
める。

次に、比較・判断工程３５を実施する。この比較・判断
工程３５では、先の損失推定工程３４で求められた推定
損失Ｌと光線路敷設時に予め測定しておいた光スイッチ
等の接続損失ｓｇとの差を演算し、その差分が所定の範
囲内にあるがどぅがを判断し、所定の範囲内に入ってい
るときは、このフレネル反射の影響を受けている時間変
化プロファイルに相当する部分の光線路内に障害点等が
ないと判断し、所定の範囲外にあるときは何等かの障害
点が存在していると判断する。

このようにして、フレネル反射の影響を受けている部分
の時間変化プロファイルに相当する部分の光線路であっ
ても、その部分に障害点等が存在するかどうか調べるこ
とができる。

本発明は上記実施例に限定されるものでなく、種々の変
形例が考えられ得る。

具体的には、上記実施例では光ファイバ通信網システム
の光スイッチ部分でのフレネル反射の影響を受けている
部分の障害点検知について説明してきたが、この場合に
限定されず、光線路の中継接続部に生じるフレネル反射
の影響を受けている部分の障害点検知についても同様に
適用できる。

この場合には、その中継接続部を中心に所定の範囲に限
定して先に説明したように時間変化プロファイルを求め
上記方法を実施すればよい。この中継接続部の位置は光
線路敷設時に予め定められるので、この所定の範囲を限
定することは容易である。

更に上記実施例では、移動平均工程を実施しているが、
この移動平均工程を実施せずサンプリングデータを直接
傾斜算出工程で使用するようにしてもよい。

〔効果〕

本発明の光線路監視方法では、先に説明したように、た
とえ光線路上にフレネル反射を生じる接続部材等が存在
しても、光線路上の障害点等を容易に見つけることがで
き、光線路の全範囲にわたって監視をすることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従う光線路監視方法の一実施例の工
程図、第２図は、第１図に示す光線路監視方法を適用す
る光線路通信網システムの構成を示す図、第３図は、本
発明に従う光線路監視方法の原理を説明するための図、
第４図は、ＯＴＤＲによる試験方法でのフレネル反射に
よる光パルス信号のパルス幅、光パルス信号の波長を変
えたときのデッドゾーンの値の表を示す図、第５図は、
ＯＴＤＲによる光線路の監視状態を示す図、及び第６図
は、ＯＴＤＲに光線路監視におけるフレネル反射の影響
を示す図である。 １３・・・ＯＴＤＲ，１４・・・ＩＸＮ光スイッチ、１
５・・・信号処理装置、１６・・・光信号合波・分離器
、２０・・・光線路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光ファイバパルス試験器から光線路に光パルス信号
   を導入し、その反射光の光強度の時間変化プロファイル
   を観察することにより光線路の監視を行う光線路監視方
   法において、 前記時間変化プロファイルのデータをサンプリングする
   データサンプリング工程と、 前記データサンプリング工程で得られたサンプリングデ
   ータから前記時間変化プロファイルの平坦部分の傾斜を
   求める傾斜算出工程と、 前記傾斜算出工程で得られた傾斜と前記時間変化プロフ
   ァイルの平坦部分の少なくとも一点のデータとより、光
   線路に設けられた光ファイバ接続部にフレネル反射が発
   生しなかったと仮定した場合の推定時間変化プロファイ
   ルを推定する推定工程と、 前記推定工程で得られた推定時間変化プロファイルの光
   ファイバ接続部位置直前における推定接続損失と、予め
   測定されている光ファイバ接続部の接続損失とを比較し
   、比較結果に基づき光線路の状態を監視する工程とを含
   む光線路監視方法。 ２、前記データサンプリング工程で得られサンプリング
   データの移動平均を求め、この移動平均されたサンプリ
   ングデータに基づき傾斜算出工程を実施する請求項１記
   載の光線路監視方法。