WO2023166656A1 - 漏洩光を解析する装置及び方法 - Google Patents

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averaging
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一貴 納戸
卓威 植松
裕之 飯田
栄伸 廣田
研司 井上
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日本電信電話株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/07—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems

Definitions

  • the present disclosure relates to an apparatus and method for analyzing leaked light from an optical fiber bend.
  • an optical network unit (OLT) 1 installed in a base station and an optical network unit (ONU) 2 in a user's home are connected via an optical fiber 3. It is connected.
  • the optical fiber 3 is bent, and the transmission signal 5 emitted from the ONU 2 is detected from the leaked light 7 from the bent portion 4 in order to determine whether the work on the core wire has been properly performed.
  • MAC Media Access Control
  • the MAC address is transmitted by the OLT 1 and the ONU 2 with their own MAC address on the transmission signal. Therefore, by confirming the MAC address using the leaked light 7, it is possible to determine whether or not the work can be completed at the work site.
  • a probe optical fiber 6 is brought into contact with the bent portion 4 of the optical fiber 3 in order to collect the leaked light 7 from the bent portion 4 of the optical fiber 3 .
  • the leaked light 7 from the bent portion 4 of the optical fiber 3 propagates through the probe optical fiber 6 and is converted into an electric signal by the light receiving element 8 .
  • MAC addresses are sequentially extracted from the converted electric signal by the analysis unit 9 .
  • An object of the present disclosure is to make it possible to extract a transmission signal from leaked light from a bent portion of an optical fiber even when the communication speed is increased.
  • the device of the present disclosure comprises: a probe optical fiber that collects leaked light from the bent portion of the optical fiber; a light-receiving element that converts leaked light collected by the probe optical fiber into an electrical signal; an averaging unit for averaging the electrical signals converted by the light receiving element; an analysis unit for extracting a transmission signal from the electrical signal averaged by the averaging unit; Equipped with
  • the method of the present disclosure comprises: the probe optical fiber collects the leaked light from the bent portion of the optical fiber, the light receiving element converts leaked light collected by the probe optical fiber into an electrical signal; an averaging unit averaging the electric signal converted by the light receiving element, An analysis unit extracts a transmission signal from the electrical signal averaged by the averaging unit.
  • the program of the present disclosure is a program for realizing a computer as each functional unit provided in the apparatus according to the present disclosure, and is a program for causing the computer to execute each step included in the method executed by the apparatus according to the present disclosure. .
  • FIG. 4 is a diagram showing an overview of MAC address capture
  • 1 is a diagram illustrating an example embodiment of the present disclosure
  • FIG. FIG. 5 is a diagram showing an example of amplitudes before averaging
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of amplitude after averaging
  • FIG. 2 shows an example embodiment of the present disclosure.
  • the system of this embodiment includes a leakage light analysis device 20 that analyzes the leakage light 7 of the optical fiber 3 .
  • the leakage light analysis device 20 further includes an averaging section 11 in addition to the probe optical fiber 6 , the light receiving element 8 , the analysis section 9 and the display section 10 .
  • the analyzing unit 9 and the averaging unit 11 of the leakage light analysis device 20 of the present disclosure can also be realized by a computer and a program, and the program can be recorded on a recording medium or provided through a network.
  • the ONU 2 connected to the OLT 1 via the optical fiber 3 emits a transmission signal 5 from the ONU 2 toward the OLT 1 .
  • the emitted transmission signal 5 propagates through the optical fiber 3 and is converted into leaked light 7 at the bent portion 4 .
  • the leaked light 7 from the bent portion 4 of the optical fiber 3 is collected by the probe optical fiber 6 .
  • the leaked light 7 condensed by the probe optical fiber 6 is converted into an electric signal by the light receiving element 8 .
  • the converted electrical signal is added and averaged by the addition/average unit 11 .
  • the averaging electrical signal is the transmission signal 5 emitted from the ONU 2 converted into an electrical signal.
  • the analysis unit 9 extracts the transmission signal 5 from the electrical signal averaged by the averaging unit 11 . This makes it possible to extract the MAC address included in the transmission signal.
  • the extracted MAC address is displayed on the display unit 10 . Note that the MAC address may be arbitrary identification information of the ONU 2 that transmits the leaked light 7 .
  • FIG. 3 shows the amplitude of the electrical signal before averaging
  • FIG. 4 shows the amplitude of the electrical signal after averaging. Since the leaked light 7 is weak, the transmission signal from the ONU 2 is buried in noise. On the other hand, as can be seen from FIG. 4, when averaging is performed, the noise is reduced and the pulse waveform appears to the extent that the transmission signal can be extracted. In FIG. 4, a signal of amplitude 1 to which random noise is added is added and averaged 1024 times.
  • the MAC address is written in the header of all Ethernet frames (Ethernet is a registered trademark) and is represented by signal 0 and signal 1.
  • the averaging unit 11 cuts out the transmission signal continuously output from the ONU 2 in units of Ethernet frames, and adds and averages the cut-out Ethernet frames.
  • the MAC address represented by the signal 0 and the signal 1 can be extracted from the transmission signal continuously output from the ONU2.
  • the number of averaging can be any number of 2 or more. Since the random noise can be reduced as the number of averaging increases, the time for which the light receiving element 8 receives the leaked light 7 increases. For example, the leaked light 7 may be continuously received by the light receiving element 8 and the averaging unit 11 may repeat averaging until the analysis unit 9 can determine the MAC address.
  • This disclosure can be applied to the information and communications industry.
  • optical subscriber terminal OLT
  • ONU Optical subscriber network unit
  • Optical fiber Bending part 5: Transmission signal 6: Probe optical fiber 7: Leakage light 8: Light receiving element 9: Analysis unit 10: Display unit 11: Average averaging unit 20: Leakage light analyzer

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Abstract

本開示は、通信速度が高速化した場合であっても、光ファイバの曲げ部の漏洩光から伝送信号を取り出し可能にすることを目的とする。　本開示は、光ファイバの曲げ部からの漏洩光を集光するプローブ光ファイバと、前記プローブ光ファイバで集光された漏洩光を電気信号に変換する受光素子と、前記受光素子で変換された電気信号を加算平均する加算平均部と、前記加算平均部で加算平均された電気信号から伝送信号を取り出す解析部と、を具備する装置である。

Description

漏洩光を解析する装置及び方法
　本開示は、光ファイバ曲げ部からの漏洩光を解析する装置及び方法に関するものである。
　光アクセスネットワークの実網では、図１に示すように、基地局に設置されている光加入者終端装置（ＯＬＴ）１とユーザ宅内の光加入者ネットワーク装置（ＯＮＵ）２が光ファイバ３にて接続されている。光アクセスネットワークの保守運用においては、作業心線の作業が適切に実施されたかを判定するために、光ファイバ３を曲げ、曲げ部４からの漏洩光７から、ＯＮＵ２から出射される伝送信号５を取り出し、取り出した伝送信号５からＯＮＵ２のＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレスを抽出し、抽出したＭＡＣアドレスが作業前に確認したＭＡＣアドレスと一致したかを確認する技術が検討されている（非特許文献１）。
　ＭＡＣアドレスはＯＬＴ１とＯＮＵ２が正常に光ファイバ３にて接続された場合のみ、ＯＬＴ１とＯＮＵ２が自らのＭＡＣアドレスを伝送信号に乗せて、送信するものである。このため、漏洩光７を用いてＭＡＣアドレスを確認することで、作業の完了可否を作業現場にて判定することができる。従来技術では図１に示すように光ファイバ３の曲げ部４からの漏洩光７を集光するために、光ファイバ３の曲げ部４にプローブ光ファイバ６を突き当てている。これにより、光ファイバ３の曲げ部４からの漏洩光７はプローブ光ファイバ６を伝搬し、受光素子８にて電気信号に変換される。変換された電気信号は解析部９にて逐次ＭＡＣアドレスを抽出される。
　動画配信サービスの普及などにより、通信速度の高速化が求められている。しかし、従来技術では、漏洩光７の光強度が不足し、漏洩光７から伝送信号を取り出すことができなかった。一方で、光アクセスネットワークの実網では伝送品質に影響を与えないために、光ファイバ３の曲げ部４での伝送損失は２ｄＢ以下に抑える必要があり、光ファイバ３の曲げ部４からの漏洩光７の光強度は限られている。このため、光ファイバ３の曲げ部４からの漏洩光７の光強度を増加させることなく高速な通信速度に対応することが求められている。
Ｈ．　Ｈｉｒｏｔａ　ｅｔ　ａｌ．，　"Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｃａｂｌｅ　Ｃｈａｎｇｅｏｖｅｒ　Ｔｏｏｌ　Ｗｉｔｈ　Ｌｉｇｈｔ　Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ"，　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＬＩＧＨＴＷＡＶＥ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ，　ＶＯＬ．　３４，　ＮＯ．　１４，　ｐｐ．　３３７９－３３８８，　２０１６．
　本開示は、通信速度が高速化した場合であっても、光ファイバの曲げ部の漏洩光から伝送信号を取り出し可能にすることを目的とする。
　本開示の装置は、
　光ファイバの曲げ部からの漏洩光を集光するプローブ光ファイバと、
　前記プローブ光ファイバで集光された漏洩光を電気信号に変換する受光素子と、
　前記受光素子で変換された電気信号を加算平均する加算平均部と、
　前記加算平均部で加算平均された電気信号から伝送信号を取り出す解析部と、
　を具備する。
　本開示の方法は、
　プローブ光ファイバが、光ファイバの曲げ部からの漏洩光を集光し、
　受光素子が、前記プローブ光ファイバで集光された漏洩光を電気信号に変換し、
　加算平均部が、前記受光素子で変換された電気信号を加算平均し、
　解析部が、前記加算平均部で加算平均された電気信号から伝送信号を取り出す。
　本開示のプログラムは、本開示に係る装置に備わる各機能部としてコンピュータを実現させるためのプログラムであり、本開示に係る装置が実行する方法に備わる各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムである。
　本開示は、通信速度が高速化した場合であっても、光ファイバの曲げ部の漏洩光から伝送信号を取り出し可能にすることができる。
ＭＡＣアドレスキャプチャの概要を示す図である。 本開示の実施形態例を説明する図である。 加算平均前の振幅の一例を示す図である。 加算平均後の振幅の一例を示す図である。
　以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本開示は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。これらの実施の例は例示に過ぎず、本開示は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。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。
　図２に、本開示の実施形態例を示す。本実施形態のシステムは、光ファイバ３の漏洩光７を解析する漏洩光解析装置２０を備える。漏洩光解析装置２０は、プローブ光ファイバ６、受光素子８、解析部９及び表示部１０に加え、さらに加算平均部１１を備える。本開示の漏洩光解析装置２０の解析部９及び加算平均部１１はコンピュータとプログラムによっても実現でき、プログラムを記録媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。
　ＯＬＴ１と光ファイバ３にて接続されたＯＮＵ２は、前記ＯＮＵ２から前記ＯＬＴ１に向けて伝送信号５を出射する。出射された前記伝送信号５は、前記光ファイバ３を伝搬し、曲げ部４にて漏洩光７に変換される。前記光ファイバ３の前記曲げ部４からの前記漏洩光７はプローブ光ファイバ６にて集光される。前記プローブ光ファイバ６で集光された前記漏洩光７は受光素子８にて電気信号に変換される。
　変換された前記電気信号は加算平均部１１にて加算平均される。加算平均された前記電気信号は前記ＯＮＵ２から出射された前記伝送信号５を電気信号に変化したものである。解析部９は、加算平均部１１にて加算平均された電気信号から伝送信号５を取り出す。これにより、伝送信号に含まれているＭＡＣアドレスを抽出することができる。抽出された前記ＭＡＣアドレスは表示部１０にて表示される。なお、ＭＡＣアドレスは、漏洩光７を送信するＯＮＵ２の任意の識別情報であってもよい。
　図３及び図４に、加算平均の効果について示す。図３は加算平均前の電気信号の振幅を示し、図４は加算平均後の電気信号の振幅を示す。漏洩光７が微弱であるため、ＯＮＵ２からの伝送信号がノイズに埋もれている。これに対し、図４からも分かるように、加算平均を実施すると、ノイズが減少し、伝送信号が抽出可能な程度までパルス波形が現れている。なお、図４ではランダムなノイズを付与した振幅１の信号を１０２４回加算平均している。
　本手法をＭＡＣアドレスの解析に用いることで、従来技術ではノイズとして認識され、ＭＡＣアドレスを取り出すことができないほど、光ファイバ３の曲げ部４からの漏洩光７の光強度が弱い場合においても、ＭＡＣアドレスを取り出すことが可能となる。
　例えば、ＭＡＣアドレスは、全てのイーサネットフレーム（イーサネットは登録商標）のヘッダに記載され、信号０と信号１で表される。その場合、加算平均部１１は、ＯＮＵ２から連続で出力されている伝送信号をイーサネットフレーム単位で切り出し、切り出したイーサネットフレーム同士を加算平均する。これにより、信号０と信号１で表されるＭＡＣアドレスを、ＯＮＵ２から連続で出力されている伝送信号から取り出すことができる。
　なお、本実施形態では１０２４回加算平均を行う例を示したが、加算平均の数は２以上の任意の数でありうる。加算平均の数が多いほどランダムなノイズが低減できるため、受光素子８にて漏洩光７を受光する時間は長くなる。例えば、解析部９においてＭＡＣアドレスが判別可能になるまで、受光素子８にて漏洩光７の受光を連続して行い、加算平均部１１が加算平均を繰り返してもよい。
（本開示の効果）
　従来技術ではＭＡＣアドレスを取り出すことが出来ない程小さな光強度の漏洩光７であっても、ＭＡＣアドレスを取り出すことが可能となる。これにより、ＯＬＴ１とＯＮＵ２が高速な通信速度な場合においても、光ファイバ３の曲げ部４からの漏洩光７の光強度を増加させることなく、漏洩光７からＯＮＵ２のＭＡＣアドレスを抽出することができる。これにより、本開示は、光アクセスネットワークの実網において、伝送品質に影響を与えることなく、作業現場にて作業の完了可否を判定することができる。
　本開示は情報通信産業に適用することができる。
１：光加入者終端装置（ＯＬＴ）
２：光加入者ネットワーク装置（ＯＮＵ）
３：光ファイバ
４：曲げ部
５：伝送信号
６：プローブ光ファイバ
７：漏洩光
８：受光素子
９：解析部
１０：表示部
１１：加算平均部
２０：漏洩光解析装置

Claims (5)

  1. 　光ファイバの曲げ部からの漏洩光を集光するプローブ光ファイバと、
    　前記プローブ光ファイバで集光された漏洩光を電気信号に変換する受光素子と、
    　前記受光素子で変換された電気信号を加算平均する加算平均部と、
    　前記加算平均部で加算平均された電気信号から伝送信号を取り出す解析部と、
    　を具備する装置。
  2. 　前記伝送信号が、前記光ファイバの接続されている装置の識別情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
  3. 　プローブ光ファイバが、光ファイバの曲げ部からの漏洩光を集光し、
    　受光素子が、前記プローブ光ファイバで集光された漏洩光を電気信号に変換し、
    　加算平均部が、前記受光素子で変換された電気信号を加算平均し、
    　解析部が、前記加算平均部で加算平均された電気信号から伝送信号を取り出す、
    　方法。
  4. 　前記伝送信号が、前記光ファイバの接続されている装置の識別情報を含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
  5. 　請求項１又は２に記載の装置に備わる加算平均部及び解析部の少なくともいずれかとしてコンピュータを実現させるためのプログラム。
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