(57)【要約】【課題】波長固定の分岐器を介して接続したＷＤＭ−ＰＯＮシステムの障害検知を、インサービスの状態で実現できるようにする。【解決手段】線路カプラ２１を介してＷＤＭ−ＰＯＮシステムの共通光ファイバ線路１７を伝送する信号光Ｐｃを受け、信号光スペクトラム検出部３０によってそのスペクトラムを検出する。制御部５０は、そのスペクトラム検出結果に基づいて、共通光ファイバ線路１７を伝送していない信号光波長があれば、それを試験波長と決定して、その試験波長による測定を光反射測定部４０に指示する。光反射測定部４０は、試験波長の光パルスＰｏを共通光ファイバ線路１７へ入射し、その光パルスＰｏに対するＷＤＭ−ＰＯＮシステムからの戻り光Ｐｒを受光して、共通光ファイバ線路１７から試験波長に対応した個別光ファイバ線路１８に至る光路の伝送損失特性を求める。【選択図】図１
2011024095.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、該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電話局側光回線終端装置（１０）と、前記共通光ファイバ線路の他端側に接続され、前記電話局側光回線終端装置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、該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前記共通光ファイバ線路へ出射する固定波長分波型の分岐器（１５）と、前記個別光ファイバ線路の他端側にそれぞれ接続された加入者側光回線終端装置（１６１〜１６ｎ）とを有するＷＤＭ−ＰＯＮシステムの光線路の障害を探索する光線路障害探索装置であって、
前記共通光ファイバ線路に接続された線路カプラ（２１）と、
前記線路カプラを介して前記共通光ファイバ線路を伝送する信号光を受け、そのスペクトラムを検出する信号光スペクトラム検出部（３０）と、
前記信号光スペクトラム検出部の検出結果に基づいて、前記共通光ファイバ線路を伝送していない信号光波長を調べ、該信号光波長を試験波長と決定する制御部（５０）と、
前記制御部によって決定された試験波長の光パルスを生成して、前記線路カプラを介して前記共通光ファイバ線路へ入射し、該光パルスに対する前記ＷＤＭ−ＰＯＮシステムからの戻り光を受光して、前記共通光ファイバ線路から試験波長に対応した個別光ファイバ線路に至る光路の伝送損失特性を求める光反射測定部（４０）とを備えたことを特徴とする光線路障害探索装置。
【請求項２】
前記制御部は装置の動作モードを信号光スペクトラム検出モードと光反射測定モードにいずれかに指定する機能を有しており、
前記信号光スペクトラム検出部および前記光反射測定部が、
前記線路カプラに接続され、前記ＷＤＭ−ＰＯＮシステムが通信に用いる全ての信号光の波長範囲から指定された波長の光を選択的に且つ双方向に通過させる波長可変フィルタ（２２）と、
前記信号光スペクトラム検出モードが指定されているときには、前記波長可変フィルタの通過波長を、前記全ての信号光の波長を含む範囲で掃引させ、前記試験波長が決定されて光反射測定モードが指定されたときには、前記波長可変フィルタの通過波長を前記試験波長に設定する第１の波長コントローラ（２３）と、
前記波長可変フィルタに接続され、前記線路カプラおよび波長可変フィルタを介して入射された光を第１光路で受けて第２光路へ出射し、第３光路から入射された光を前記第１光路の前記波長可変フィルタへ出射するカプラ（２４）と、
前記カプラから前記第２光路へ出射された光を受けてその強度に応じた振幅をもつ電気の信号に変換する受光器（２５）と、
前記信号光スペクトラム検出モードが指定されているときに、前記受光器の出力信号と、前記第１の波長コントローラによって掃引される前記波長可変フィルタの通過波長とを対応付けして信号光スペクトラムとして記憶し、該信号光スペクトラムを前記制御部へ出力する信号光スペクトラム記憶手段（３１）と、
前記光反射測定モードが指定されているときに、前記全ての信号光の波長のいずれかの波長の光を出射する波長可変光源（４１）と、
前記波長可変光源から出射された光を受けて、光パルスを発生させ前記カプラの前記第３光路へ出射する光パルス発生手段（４４）と、
前記光反射測定モードが指定されているときに、前記試験波長に等しい波長の光を前記波長可変光源から出射させて、前記光パルス発生手段、前記カプラ、前記波長可変フィルタおよび前記線路カプラを介して前記ＷＤＭ−ＰＯＮシステムに入射させる第２の波長コントローラ（４２）と、
前記ＷＤＭ−ＰＯＮシステムに入射された光パルスに対する戻り光が、前記線路カプラ、前記波長可変フィルタ、前記カプラを介して前記受光器に入射されている間、前記受光器の出力信号を取得して、前記共通光ファイバ線路から試験波長に対応した個別光ファイバ線路に至る光路の伝送損失特性を求める伝送損失特性算出手段（４３）とにより、構成されていることを特徴とする請求項１記載の光線路障害探索装置。
【請求項３】
前記信号光スペクトラム検出部と前記光反射測定部は、光スイッチ（２７）を介して前記線路カプラに選択的に接続されるようになっており、
前記光反射測定部は、
前記全ての信号光の波長範囲内で指定された波長の光を出射する波長可変光源（１４１）と、
前記制御部で決定された試験波長に等しい波長の光を前記波長可変光源から出射させる波長コントローラ（１４２）と、
前記波長可変光源から出射された光を２分岐する光分岐器（１４３）と、
前記光分岐器で分岐された一方の光を受け、光パルスを発生させる光パルス発生手段（１５３）と、
前記光パルスを第１光路で受けて第２光路から前記光スイッチおよび前記線路カプラを介して前記共通光ファイバ線路へ出射し、該光パルスに対する戻り光を前記第２光路から受けて第３光路へ出射させるカプラ（１４４）と、
前記光分岐器で分岐された他方の光の光周波数を、前記試験波長の近傍で且つ前記試験波長以外の信号光の光周波数と一致しない範囲で所定量（Δｆ）シフトさせる周波数シフタ（１４６）と、
前記カプラの前記第３光路から出射された戻り光と、前記周波数シフタからの出射光とを合波する合波器（１４７）と、
前記合波器から出射される光を受光する受光器（１４８）と、
前記受光器の出力信号から前記周波数シフタによる周波数のシフト量に等しい周波数のビート成分を抽出するバンドパスフィルタ（１４９）と、
前記バンドパスフィルタによって抽出されたビート成分の振幅を検出する検波器（１５０）と、
前記検波器の出力に基づいて、前記共通光ファイバ線路から試験波長に対応した個別光ファイバ線路に至る光路の伝送損失特性を求める伝送損失特性算出手段（１５２）とを備えていることを特徴とする請求項１記載の光線路障害探索装置。
【請求項４】
前記信号光スペクトラム検出部と前記光反射測定部は、光スイッチ（２７）を介して前記線路カプラに選択的に接続されるようになっており、
前記光反射測定部は、
前記全ての信号光の波長範囲内で指定された波長の光を出射する波長可変光源（１４１）と、
前記制御部で決定された試験波長に対し、該試験波長の近傍で且つ前記試験波長以外の他の信号光波長と一致しない範囲で所定周波数（Δｆ）の差をもつ波長の光を前記波長可変光源から出射させる波長コントローラ（１４２）と、
前記波長可変光源から出射された光を２分岐する光分岐器（１４３）と、
前記光分岐器で分岐された一方の光を受け、光パルスを発生する光パルスを発生させる光パルス発生手段（１５３）と、
前記光パルスの光周波数を、前記所定周波数シフトさせて前記試験波長にする周波数シフタ（１４６）と、
前記周波数シフタから出射された前記試験波長の光パルスを第１光路で受けて第２光路から前記光スイッチおよび前記線路カプラを介して前記共通光ファイバ線路へ出射し、該光パルスに対する戻り光を前記第２光路から受けて第３光路へ出射させるカプラ（１４４）と、
前記カプラの前記第３光路から出射された戻り光と、前記光分岐器で分岐された他方の光パルスとを合波する合波器（１４７）と、
前記合波器から出射される光を受光する受光器（１４８）と、
前記受光器の出力信号から前記周波数シフタによる周波数のシフト量に等しい周波数のビート成分を抽出するバンドパスフィルタ（１４９）と、
前記バンドパスフィルタによって抽出されたビート成分の振幅を検出する検波器（１５０）と、
前記検波器の出力に基づいて、前記共通光ファイバ線路から試験波長に対応した個別光ファイバ線路に至る光路の伝送損失特性を求める伝送損失特性算出手段（１５２）とを備えていることを特徴とする請求項１記載の光線路障害探索装置。
【請求項５】
前記信号光スペクトラム検出部と前記光反射測定部は、光スイッチ（２７）を介して前記線路カプラに選択的に接続されるようになっており、
前記光反射測定部は、
前記全ての信号光の波長範囲内で指定された波長の光を出射する波長可変光源（１４１）と、
前記制御部で決定された試験波長に対し、該試験波長の近傍で且つ前記試験波長以外の他の信号光波長と一致しない範囲で所定周波数（Δｆ）の差をもつ波長の光を前記波長可変光源から出射させる波長コントローラ（１４２）と、
前記波長可変光源から出射された光を２分岐する光分岐器（１４３）と、
前記光分岐器で分岐された一方の光の光周波数を、前記所定周波数シフトさせて前記試験波長にする周波数シフタ（１４６）と、
前記周波数シフタから出射された光を受け、前記試験波長の光パルスを発生させる光パルス発生手段（１５３）と、
前記光パルスを第１光路で受けて第２光路から前記光スイッチおよび前記線路カプラを介して前記共通光ファイバ線路へ出射し、該光パルスに対する戻り光を前記第２光路から受けて第３光路へ出射させるカプラ（１４４）と、
前記カプラの前記第３光路から出射された戻り光と、前記光分岐器で分岐された他方の光とを合波する合波器（１４７）と、
前記合波器から出射される光を受光する受光器（１４８）と、
前記受光器の出力信号から前記周波数シフタによる周波数のシフト量に等しい周波数のビート成分を抽出するバンドパスフィルタ（１４９）と、
前記バンドパスフィルタによって抽出されたビート成分の振幅を検出する検波器（１５０）と、
前記検波器の出力に基づいて、前記共通光ファイバ線路から試験波長に対応した個別光ファイバ線路に至る光路の伝送損失特性を求める伝送損失特性算出手段（１５２）とを備えていることを特徴とする請求項１記載の光線路障害探索装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＷＤＭ−ＰＯＮ(Wavelength Division Multiplexing-Passive Optical Network)システムにおける局内のＯＬＴ(Optical Line
Terminal)側から光スプリッタ経由してユーザ宅側の各ＯＮＵ（Optical Network Unit）間の光ファイバ線路の障害検知を行う装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光アクセス・システムの高速化は著しく、この５年ほどの間に約１００倍程度の高速・広帯域化が実現され、さらなる高速化に向けた研究が行なわれている。
【０００３】
これを実現する技術としてＰＯＮが知られている。ＰＯＮは、光アクセス回線の途中に受動素子である分岐装置を挿入して、その分岐装置で複数に分岐された各ファイバを複数の加入者宅にそれぞれ引き込み、効率よく光ファイバ通信を行う技術である。
【０００４】
ＰＯＮシステムは、局内終端装置のＯＬＴと各ユーザ宅のＯＮＵの間を、分岐装置を介して接続するものであり、ＯＬＴと複数のＯＮＵ間の分岐光線路を安価に監視することが要求されている。
【０００５】
ＰＯＮシステムの１つにＷＤＭ−ＰＯＮがある。このＷＤＭ−ＰＯＮは、各ＯＮＵに異なる光波長を割り当てることによって光ファイバの共有を行うシステムである。この方式は１ユーザに対してそれぞれ１波長を割り当てるため、１０Ｇビット/秒超の高速化が可能と考えられている。
【０００６】
上記のＷＤＭ−ＰＯＮ方式のシステムを試験する技術として、特許文献１には、センタ装置からの共通光ファイバ線路を複数の加入者に割り当てられた個別光ファイバ線路に分岐するスターカップラの光加入者装置（ＯＮＵ）側の各入出力端に、それぞれの信号光の波長を透過し、試験光およびその反射光の波長については通過または遮断を切替可能なフィルタ手段（波長可変フィルタ）をそれぞれ挿入し、各光加入者装置の入出力端に、それぞれの信号光の波長を透過し、試験光については反射する波長選択反射手段（波長選択フィルタ）を設け、通信を行う個別光ファイバ線路のフィルタ手段は試験光遮断状態にし、試験を行う個別光ファイバ線路のフィルタ手段は試験光通過状態にして、センタ装置側の線路に接続された光反射測定装置（ＯＴＤＲ）からパルス状の試験光を入射し、その戻り光に基づいて個別光ファイバ線路毎の障害試験を行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３２５５２１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記特許文献１では、個別光ファイバ線路毎に波長可変フィルタを設ける必要があり、分岐数が膨大になると、それに応じて波長可変フィルタの数も増加し、コスト高になるという問題がある。
【０００９】
一方、ＷＤＭ−ＰＯＮシステムのうち、共通光ファイバ線路を複数の個別光ファイバ線路に分岐するための分岐手段として、複数の固定波長に分波できるＡＷＧ（Arrayed Waveguide Grating）を用いたものが多くあり、これに上記特許文献１のような試験システムを適用することが考えられるが、特許文献１の波長分岐部にＡＷＧを用いた場合、試験光波長を個別光ファイバ線路毎の信号光波長に合わせる必要があり、両者の波長が一致してしまうと、ＯＮＵ側で試験光のみを反射させることができず、信号光と試験光がＯＮＵに入射してしまい、通信の妨げとなり、インサービス状態での試験は困難となる。
【００１０】
また、ＯＴＤＲを用いた光ファイバ線路の障害検知を行う際、ＯＮＵからセンタ装置（ＯＬＴ）側へ出射された信号光（Up stream信号光）が、試験光と混ざり、正しい測定が行えない。
【００１１】
本発明は、上記課題を解決し、共通光ファイバ線路と個別光ファイバ線路の間をＡＷＧのような波長固定の分岐器を介して接続したＷＤＭ−ＰＯＮシステムの障害検知を、インサービスの状態で実現できる光線路障害探索装置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】
【００１２】
前記目的を達成するために、本発明の請求項１の光線路障害探索装置は、
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、該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電話局側光回線終端装置（１０）と、前記共通光ファイバ線路の他端側に接続され、前記電話局側光回線終端装置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、該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前記共通光ファイバ線路へ出射する固定波長分波型の分岐器（１５）と、前記個別光ファイバ線路の他端側にそれぞれ接続された加入者側光回線終端装置（１６１〜１６ｎ）とを有するＷＤＭ−ＰＯＮシステムの光線路の障害を探索する光線路障害探索装置であって、
前記共通光ファイバ線路に接続された線路カプラ（２１）と、
前記線路カプラを介して前記共通光ファイバ線路を伝送する信号光を受け、そのスペクトラムを検出する信号光スペクトラム検出部（３０）と、
前記信号光スペクトラム検出部の検出結果に基づいて、前記共通光ファイバ線路を伝送していない信号光波長を調べ、該信号光波長を試験波長と決定する制御部（５０）と、
前記制御部によって決定された試験波長の光パルスを生成して、前記線路カプラを介して前記共通光ファイバ線路へ入射し、該光パルスに対する前記ＷＤＭ−ＰＯＮシステムからの戻り光を受光して、前記共通光ファイバ線路から試験波長に対応した個別光ファイバ線路に至る光路の伝送損失特性を求める光反射測定部（４０）とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項２の光線路障害探索装置は、請求項１記載の光線路障害探索装置において、
前記制御部は装置の動作モードを信号光スペクトラム検出モードと光反射測定モードにいずれかに指定する機能を有しており、
前記信号光スペクトラム検出部および前記光反射測定部が、
前記線路カプラに接続され、前記ＷＤＭ−ＰＯＮシステムが通信に用いる全ての信号光の波長範囲から指定された波長の光を選択的に且つ双方向に通過させる波長可変フィルタ（２２）と、
前記信号光スペクトラム検出モードが指定されているときには、前記波長可変フィルタの通過波長を、前記全ての信号光の波長を含む範囲で掃引させ、前記試験波長が決定されて光反射測定モードが指定されたときには、前記波長可変フィルタの通過波長を前記試験波長に設定する第１の波長コントローラ（２３）と、
前記波長可変フィルタに接続され、前記線路カプラおよび波長可変フィルタを介して入射された光を第１光路で受けて第２光路へ出射し、第３光路から入射された光を前記第１光路の前記波長可変フィルタへ出射するカプラ（２４）と、
前記カプラから前記第２光路へ出射された光を受けてその強度に応じた振幅をもつ電気の信号に変換する受光器（２５）と、
前記信号光スペクトラム検出モードが指定されているときに、前記受光器の出力信号と、前記第１の波長コントローラによって掃引される前記波長可変フィルタの通過波長とを対応付けして信号光スペクトラムとして記憶し、該信号光スペクトラムを前記制御部へ出力する信号光スペクトラム記憶手段（３１）と、
前記光反射測定モードが指定されているときに、前記全ての信号光の波長のいずれかの波長の光を出射する波長可変光源（４１）と、
前記波長可変光源から出射された光を受けて、光パルスを発生させ前記カプラの前記第３光路へ出射する光パルス発生手段（４４）と、
前記光反射測定モードが指定されているときに、前記試験波長に等しい波長の光を前記波長可変光源から出射させて、前記光パルス発生手段、前記カプラ、前記波長可変フィルタおよび前記線路カプラを介して前記ＷＤＭ−ＰＯＮシステムに入射させる第２の波長コントローラ（４２）と、
前記ＷＤＭ−ＰＯＮシステムに入射された光パルスに対する戻り光が、前記線路カプラ、前記波長可変フィルタ、前記カプラを介して前記受光器に入射されている間、前記受光器の出力信号を取得して、前記共通光ファイバ線路から試験波長に対応した個別光ファイバ線路に至る光路の伝送損失特性を求める伝送損失特性算出手段（４３）とにより、構成されていることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の請求項３の光線路障害探索装置は、請求項１記載の光線路障害探索装置において、
前記信号光スペクトラム検出部と前記光反射測定部は、光スイッチ（２７）を介して前記線路カプラに選択的に接続されるようになっており、
前記光反射測定部は、
前記全ての信号光の波長範囲内で指定された波長の光を出射する波長可変光源（１４１）と、
前記制御部で決定された試験波長に等しい波長の光を前記波長可変光源から出射させる波長コントローラ（１４２）と、
前記波長可変光源から出射された光を２分岐する光分岐器（１４３）と、
前記光分岐器で分岐された一方の光を受け、光パルスを発生させる光パルス発生手段（１５３）と、
前記光パルスを第１光路で受けて第２光路から前記光スイッチおよび前記線路カプラを介して前記共通光ファイバ線路へ出射し、該光パルスに対する戻り光を前記第２光路から受けて第３光路へ出射させるカプラ（１４４）と、
前記光分岐器で分岐された他方の光の光周波数を、前記試験波長の近傍で且つ前記試験波長以外の信号光の光周波数と一致しない範囲で所定量（Δｆ）シフトさせる周波数シフタ（１４６）と、
前記カプラの前記第３光路から出射された戻り光と、前記周波数シフタからの出射光とを合波する合波器（１４７）と、
前記合波器から出射される光を受光する受光器（１４８）と、
前記受光器の出力信号から前記周波数シフタによる周波数のシフト量に等しい周波数のビート成分を抽出するバンドパスフィルタ（１４９）と、
前記バンドパスフィルタによって抽出されたビート成分の振幅を検出する検波器（１５０）と、
前記検波器の出力に基づいて、前記共通光ファイバ線路から試験波長に対応した個別光ファイバ線路に至る光路の伝送損失特性を求める伝送損失特性算出手段（１５２）とを備えていることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の請求項４の光線路障害探索装置は、請求項１記載の光線路障害探索装置において、
前記信号光スペクトラム検出部と前記光反射測定部は、光スイッチ（２７）を介して前記線路カプラに選択的に接続されるようになっており、
前記光反射測定部は、
前記全ての信号光の波長範囲内で指定された波長の光を出射する波長可変光源（１４１）と、
前記制御部で決定された試験波長に対し、該試験波長の近傍で且つ前記試験波長以外の他の信号光波長と一致しない範囲で所定周波数（Δｆ）の差をもつ波長の光を前記波長可変光源から出射させる波長コントローラ（１４２）と、
前記波長可変光源から出射された光を２分岐する光分岐器（１４３）と、
前記光分岐器で分岐された一方の光を受け、光パルスを発生する光パルスを発生させる光パルス発生手段（１５３）と、
前記光パルスの光周波数を、前記所定周波数シフトさせて前記試験波長にする周波数シフタ（１４６）と、
前記周波数シフタから出射された前記試験波長の光パルスを第１光路で受けて第２光路から前記光スイッチおよび前記線路カプラを介して前記共通光ファイバ線路へ出射し、該光パルスに対する戻り光を前記第２光路から受けて第３光路へ出射させるカプラ（１４４）と、
前記カプラの前記第３光路から出射された戻り光と、前記光分岐器で分岐された他方の光パルスとを合波する合波器（１４７）と、
前記合波器から出射される光を受光する受光器（１４８）と、
前記受光器の出力信号から前記周波数シフタによる周波数のシフト量に等しい周波数のビート成分を抽出するバンドパスフィルタ（１４９）と、
前記バンドパスフィルタによって抽出されたビート成分の振幅を検出する検波器（１５０）と、
前記検波器の出力に基づいて、前記共通光ファイバ線路から試験波長に対応した個別光ファイバ線路に至る光路の伝送損失特性を求める伝送損失特性算出手段（１５２）とを備えていることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の請求項５の光線路障害探索装置は、請求項１記載の光線路障害探索装置において、
前記信号光スペクトラム検出部と前記光反射測定部は、光スイッチ（２７）を介して前記線路カプラに選択的に接続されるようになっており、
前記光反射測定部は、
前記全ての信号光の波長範囲内で指定された波長の光を出射する波長可変光源（１４１）と、
前記制御部で決定された試験波長に対し、該試験波長の近傍で且つ前記試験波長以外の他の信号光波長と一致しない範囲で所定周波数（Δｆ）の差をもつ波長の光を前記波長可変光源から出射させる波長コントローラ（１４２）と、
前記波長可変光源から出射された光を２分岐する光分岐器（１４３）と、
前記光分岐器で分岐された一方の光の光周波数を、前記所定周波数シフトさせて前記試験波長にする周波数シフタ（１４６）と、
前記周波数シフタから出射された光を受け、前記試験波長の光パルスを発生させる光パルス発生手段（１５３）と、
前記光パルスを第１光路で受けて第２光路から前記光スイッチおよび前記線路カプラを介して前記共通光ファイバ線路へ出射し、該光パルスに対する戻り光を前記第２光路から受けて第３光路へ出射させるカプラ（１４４）と、
前記カプラの前記第３光路から出射された戻り光と、前記光分岐器で分岐された他方の光とを合波する合波器（１４７）と、
前記合波器から出射される光を受光する受光器（１４８）と、
前記受光器の出力信号から前記周波数シフタによる周波数のシフト量に等しい周波数のビート成分を抽出するバンドパスフィルタ（１４９）と、
前記バンドパスフィルタによって抽出されたビート成分の振幅を検出する検波器（１５０）と、
前記検波器の出力に基づいて、前記共通光ファイバ線路から試験波長に対応した個別光ファイバ線路に至る光路の伝送損失特性を求める伝送損失特性算出手段（１５２）とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
上記のように、本発明の請求項１の光線路障害探索装置は、線路カプラを介して共通光ファイバ線路を伝送する信号光を受け、そのスペクトラムを検出し、その検出結果に基づいて、共通光ファイバ線路を伝送していない信号光波長があれば、それを試験波長と決定して、その試験波長の光パルスをＷＤＭ−ＰＯＮシステムの共通光ファイバ線路へ入射し、その光パルスに対するＷＤＭ−ＰＯＮシステムからの戻り光を受光して、共通光ファイバ線路から試験波長に対応した個別光ファイバ線路に至る光路の伝送損失特性を求めている。
【００１８】
このため、たとえ、ＷＤＭ−ＰＯＮシステムの分岐数が膨大になってもコスト高を招くことなく、その障害検知をインサービスの状態で実現できる。
【００１９】
また、請求項２の構成のものでは、信号光スペクトラム検出部３０と光反射測定部４０を構成する各要素のうち、波長可変フィルタ、第１の波長コントローラ、カプラ、受光器を共用しているので、極めて簡易な構成でさらに低コストに実現できる。
【００２０】
また、請求項３〜５のように光反射測定部をヘテロダイン型にしたものでは、光ファイバ線路へ出射した光パルスと、ローカル光との周波数差に等しいビート成分の振幅を検出するので、受光素子の直流バイアスの変動等の影響を受けることなく光ファイバ線路の伝送損失特性を正確に且つ安定に求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の基本構成を示す図
【図２】信号光スペクトラム検出部の動作を説明するためのスペクトラム図
【図３】光反射測定部の動作を説明するための信号波形図
【図４】信号光スペクトラム検出部と光反射測定部のより具体的な構成例を示す図
【図５】光反射測定部の別の構成例を示す図
【図６】光反射測定部の別の構成例を示す図
【図７】光反射測定部の別の構成例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１は、ＷＤＭ−ＰＯＮシステムと本発明を適用した光線路障害探索装置２０の基本構成を示している。
【００２３】
試験対象のＷＤＭ−ＰＯＮシステムは、ＯＬＴ（電話局側光回線終端装置）１０、前記ＡＷＧで代表される固定波長分波型の分岐器１５、複数のＯＮＵ１６１〜１６ｎ（加入者側光回線終端装置）、ＯＬＴ１０と分岐器１５の間を接続する単一の共通光ファイバ線路１７、分岐器１５と各ＯＮＵ１６１〜１６ｎとの間をそれぞれ個別に接続する個別光ファイバ線路１８１〜１８ｎにより構成されている。
【００２４】
ここで、ＯＬＴ１０は、それぞれ異なる波長λ１〜λｎの信号光を送受信する複数の送受信器１１１〜１１ｎと、送受信器１１１〜１１ｎからの信号光を合波して共通光ファイバ線路１７に出射し、共通光ファイバ線路１７からの光を前記波長毎に分波して、対応波長の送受信器１１１〜１１ｎにそれぞれ与えるＡＷＧのような固定波長分波型の分岐器１２により構成されている。
【００２５】
この分岐器１２で波長多重された光は、共通光ファイバ線路１７を経て分岐器１５に入射される。
【００２６】
分岐器１５は分岐器１２と同一構成であり、ＯＬＴ１０側から入射された光を各波長λ１〜λｎの信号光に分け、その波長に割り当てられた個別光ファイバ線路１８１〜１８ｎへ出射し、ＯＮＵ１６１〜１６ｎにそれぞれ与える。また、ＯＮＵ１６１〜１６ｎから出射された信号光を、個別光ファイバ線路１８１〜１８ｎを介して受け、これを合波して共通光ファイバ線路１７へ出射する。
【００２７】
このＷＤＭ−ＰＯＮシステムの試験を行うための光線路障害探索装置２０は、共通光ファイバ線路１７に接続され、ＯＮＵ側からの信号光を分岐して光線路障害探索装置２０内へ入射させ、反射測定用の試験光をＯＮＵ方向へ入射させる線路カプラ２１、信号光スペクトラム検出部３０、光反射測定部（ＯＴＤＲ：Optical Time Domain Reflectmeter）４０および制御部５０を有している。
【００２８】
信号光スペクトラム検出部３０は、線路カプラ２１を介して共通光ファイバ線路１７から入射される信号光Ｐｃに対するスペクトラム検出を行うものである。
【００２９】
また、光反射測定部４０は波長可変型のＯＴＤＲであり、線路カプラ２１を介して共通光ファイバ線路１７へ試験波長の光パルスＰｏを出射し、その光パルスＰｏに対して共通光ファイバ線路１７および個別光ファイバ線路１８１〜１８ｎから戻ってくる戻り光Ｐｒ（レイリー散乱光、フレネル反射光）を受光し、その受光信号の時間経過に伴うレベル変化の波形を求めて、その平均化処理などによって、試験用の光パルスが通過したファイバ線路の伝送損失特性を求める。
【００３０】
なお、信号光スペクトラム検出部３０と光反射測定部４０の具体的な構成例については後述するが、両者が光学系を共有している場合があるので、ここでは理解しやすいように、信号光スペクトラム検出部３０と光反射測定部４０の機能を分離して示している。
【００３１】
制御部５０は、信号光スペクトラム検出部３０の検出結果に基づいて、光反射測定部４０による測定を行う。
【００３２】
例えば、信号光スペクトラム検出部３０によるスペクトル検出結果が、図２の（ａ）のように全ての信号光波長λ１〜λｎの位置に所定レベル以上のスペクトラムＳ１〜Ｓｎが定常的に存在している場合には、光反射測定を行わない。
【００３３】
しかし、スペクトラム検出結果が、図２の（ｂ）のように、例えば信号光波長λ２の位置のスペクトラムＳ２が所定時間以上連続して存在しない場合には、この信号光波長λ２が割り当てられた個別光ファイバ線路１８２に異常が発生した可能性があると判定し、光反射測定部４０に対して波長λ２による光パルスの試験を指示する。
【００３４】
この指示に対し、光反射測定部４０は、図３の（ａ）のように、波長λ２の光パルスＰｏを所定周期Ｔ（波長λ２の光が、線路カプラ２１からＯＮＵ１６２に至る光路を往復するのに必要な時間以上）で繰り返し出射する。
【００３５】
この光パルスＰｏは、線路カプラ２１を介して共通光ファイバ線路１７に入射され、分岐器１５に入射され、波長λ２に対応した個別光ファイバ線路１８２に入射され、その光パルスＰｏの通過によって生じる戻り光Ｐｒ（レイリー散乱光やフレネル反射光等）が、線路カプラ２１を介して光反射測定部４０へ入射されることになり、その伝送損失特性が例えば図３の（ｂ）のように測定される。この測定結果は、ＯＮＵ１６２そのものが異常状態あるいは非稼働状態でＯＬＴ１０との通信が停止している状態の測定結果であり、回線そのものには異常がなく、測定結果の波形はＯＮＵ１６２までの距離に対応した所で損失が大きくなってノイズレベルまで低下している。なお、図３の（ｂ）で示されたピークＡは入射端における反射、ピークＢは分岐器１５における反射成分である。
【００３６】
また、例えば個別光ファイバ線路１８２の途中が断線していて、損失が極端に大きくなっていると、光反射測定部４０によって得られる伝送損失特性の波形は、図３の（ｃ）のように、その断線位置でノイズレベルまで落ち込む。
【００３７】
制御部５０には、予め各波長についての正常時の伝送損失特性の波形情報が記憶され、その正常時の波形と上記測定波形とを比較し、例えば上記のように線路の遠端より手前の位置でレベルが大きく落ち込んでいることがわかると、断線障害が発生したことを報知する。また、波形の傾きが一部大きくなった場合には、その箇所で線路に異常な圧力等が加わったと判断して、損失増加が発生したことを報知する。なお、この報知は、図示しない通信手段を介して例えばＷＤＭ−ＰＯＮシステムのメンテナンスを行う部署、会社等に行われる。
【００３８】
上記したように、実施形態の光線路障害探索装置２０は、固定波長型の分岐器１５を用いたＷＤＭ−ＰＯＮシステムの共通光ファイバ線路１７を伝搬する信号光に対するスペクトラム検出を行い、通信が停止している波長がある場合に、その波長による光反射測定を行って回線の障害を探索している。
【００３９】
このため、ＷＤＭ−ＰＯＮシステムの分岐数が膨大になってもコスト高を招くことなく、その障害検知をインサービスの状態で実現できる。
【００４０】
（第１の実施形態）
次に、光線路障害探索装置２０の信号光スペクトラム検出部３０と光反射測定部４０の具体的な構成例の一つを、図４を用いて説明する。
【００４１】
図４において、前記信号光スペクトラム検出部３０の専用の構成要素には３０番代の符号を付し、光反射測定部４０の専用の構成要素には４０番代の符号を付し、共用の構成要素には２０番代の符号を付す。なお、制御部５０は、装置の動作モードを信号光スペクトラム検出モードと光反射測定モードにいずれかに指定する機能を有している。
【００４２】
先ず、信号光スペクトラム検出モード（図４で各光を実線の矢印で示す）が指定されている場合について説明する。
【００４３】
線路カプラ２１を介して入射される信号光Ｐｃは、波長可変フィルタ２２に入射される。波長可変フィルタ２２は、信号光波長λ１〜λｎを含む範囲の波長掃引が可能になっており、第１の波長コントローラ２３の制御により、上記信号光波長を含む範囲の波長掃引を繰り返す（この掃引は連続掃引あるいは各信号光波長を含む離散的な掃引のいずれであってもよい）。第１の波長コントローラ２３は、制御部５０の指示（モードおよび試験波長指定）にしたがって波長可変フィルタ２２の通過波長を制御する。
【００４４】
波長可変フィルタ２２を通過した光Ｐｃ′は、光を入出射するための３つの光路をもつカプラ２４の第１光路に入射され、それと異なる第２光路から出射されて受光器２５に入射され、その光の強度に応じた電圧の受光信号Ｖｃが出力される。
【００４５】
この受光信号Ｖｃは、Ａ／Ｄ変換器２６によってデジタルのデータＤｖに変換され、その時系列のデータＤｖｃがスペクトラム波形記憶手段３１により、第１の波形コントローラ２３からの掃引波長情報λにそれぞれ対応付けされて図示しない内部メモリに記憶される。
【００４６】
これにより、線路カプラ２１から入射される信号光Ｐｃのスペクトラム特性（例えば図２の（ａ）、（ｂ）の特性）が検出されてスペクトラム波形記憶手段３１に記憶されることになる。
【００４７】
制御部５０はスペクトラム波形記憶部３１に記憶されたスペクトラム特性と、予め記憶している正常時のスペクトラム特性とを比較し、システムが用いる信号光波長のうち、異常のある波長あるいは通信停止状態の波長の有無を調べる。
【００４８】
そして、異常のある波長あるいは通信停止状態の波長が見つかると、その波長を試験波長とし、反射測定モードに移行する（各光を点線の矢印で示す）。
【００４９】
反射測定モードでは、波長可変フィルタ２２の通過波長が試験波長に固定されるように第１の波長コントローラ２３に指示し、波長可変光源４１の出射光Ｐを受けた光パルス発生手段４４が出射する光パルスＰｏの波長が試験波長となるように、第２の波長コントローラ４２に指示を与え、さらにパルス試験用の一定周期Ｔのタイミング信号Ｃを出力する。
【００５０】
波長可変光源４１および光パルス発生手段４４は、信号光波長λ１〜λｎの光パルスのいずれかを選択的に出射できるようになっており、タイミング信号Ｃを受ける毎に第２の波長コントローラ４２で指定された試験波長の光パルスＰｏをカプラ２４の第３光路に入射する。ここで、波長可変光源４１および後述の波長可変光源１４１としては例えば半導体レーザと回折格子などを用いた外部共振器型の波長可変光源等を採用でき、光パルス発生手段４４および後述の光パルス発生手段１５３としては、例えばＬＮ型パルス変調器等が採用できるが、その構成については特に限定されない。
【００５１】
カプラ２４はこの光パルスＰｏを第１光路から波長可変フィルタ２２へ出射するが、このとき波長可変フィルタ２２の通過波長は試験波長と合っているので、光パルスＰｏは、波長可変フィルタ２２を通過し線路カプラ２１を介して共通光ファイバ線路１７に入射される。そして、共通光ファイバ線路１７から分岐器１５を経て試験波長に対応した個別光ファイバ線路に伝搬され、その間に生じたレイリー散乱光やフレネル反射光が、線路カプラ２１側に戻ってくる。
【００５２】
その戻り光Ｐｒの波長は試験波長に等しいので、波長可変フィルタ２２を通過し、カプラ２４の第１光路に入射され、第２光路から出射されて受光器２５に入射され、その光強度に対応したデータＤｖｒが伝送損失特性算出手段４３に入力される。なお、試験波長以外の信号光も線路カプラ２１を介して入射されるが、これらの信号光は波長の違いにより波長可変フィルタ２２を通過できないので反射測定への影響は無い。
【００５３】
伝送損失特性算出手段４３は、タイミング信号Ｃを受けてから所定時間（光パルスＰｏが試験波長に対応した個別光ファイバ線路の末端までの間を往復するのに必要な時間）が経過するまでの一連のデータＤｖｒを波形データとして取込み、これを複数回繰り返して、平均化処理を行い、ランダム雑音成分を除去して、図３の（ｂ）、（ｃ）に示した伝送損失特性の波形を求める。
【００５４】
この算出された伝送損失特性は、予めＯＮＵ毎（つまり試験波長毎）に取得されて記憶されている正常時の伝送損失特性と比較され、前記したような障害の有無やその位置が調べられて、その結果が報知される。
【００５５】
上記実施形態は、信号光スペクトラム検出モードと光反射測定モードとで、波長可変フィルタ２２、第１の波長コントローラ２３、カプラ２４、受光器２５およびＡ／Ｄ変換器２６を共有しているので、構成が簡素化でき、より低コストに実現できる。
【００５６】
（第２の実施形態）
図５は、信号光スペクトラム検出部３０と光反射測定部４０とが分離した構成例であり、信号光スペクトラム検出部３０の構成は任意（前記実施形態の信号光スペクトラム検出に必要な要素で構成してもよい）とし、光反射測定部４０については、ヘテロダイン型の構成を採用している。
【００５７】
ここで、線路カプラ２１、信号光スペクトラム検出部３０および光反射測定部４０の間には制御部５０によって切替制御される光スイッチ２７が挿入されている。制御部５０は、信号光スペクトラム検出部３０による信号光のスペクトラム検出を行う場合には、線路カプラ２１と信号光スペクトラム検出部３０との間を光スイッチ２７を介して接続させ、光反射測定を行う場合には、線路カプラ２１と光反射測定部４０との間を光スイッチ２７を介して接続させる。
【００５８】
この構成の場合でも前記同様に、通常は信号光スペクトラムの検出処理を行い、その検出結果で異常や通信停止の波長が制御部５０で検知されたときに、その波長が試験波長と決定されて光反射測定部４０による光反射測定を実行する。
【００５９】
光反射測定部４０の波長可変光源１４１は、全ての信号光波長λ１〜λｎの光Ｐのいずれかを選択的に出射できるようになっており、波長コントローラ１４２の制御により、制御部５０で決定された試験波長（光周波数をｆｐとする）の光Ｐを出射する。なお、ここで光Ｐは、少なくとも光パルス試験に必要な測定時間（測定距離に応じた時間）は連続する光である。
【００６０】
この光Ｐは光分岐器１４３で２分岐され、その一方Ｐ１が光パルス発生手段１５３に入射され、この光パルス発生手段１５３により試験波長の光パルスＰｏが生成され、タイミング信号Ｃに同期してカプラ１４４に出射される。
【００６１】
カプラ１４４は、光を入出射するための３つの光路を有し、光パルスＰｏを第１光路で受けてそれと異なる第２光路へ出射し、第２光路からの戻り光Ｐｒを第３光路へ出射する。
【００６２】
カプラ１４４の第２光路には波長可変フィルタ１４５が接続されている。
波長可変フィルタ１４５は、その通過波長を信号光波長のいずれかに可変できるようになっており、前記波長コントローラ１４２の制御により、制御部５０から指定された試験波長の光を選択的に通過させる。つまり、光パルス生成手段１５３が生成した光パルスＰｏを通過させ、線路カプラ２１を介して共通光ファイバ線路１７へ入射させ、前記したように、その光パルスに対する戻り光Ｐｒを、線路カプラ２１を介して受けてカプラ１４４にの第２光路に入射させ、第３光路から出射させる。なお、信号光波長が少なく、これらの信号光が後述する受光器１４８に入射されても過負荷にならない場合には、この波長可変フィルタ１４５を省略することができる。
【００６３】
一方、光分岐器１４３で分岐された他方の光Ｐ２は、周波数シフタ１４６に入射し、その光周波数が所定量Δｆ（例えば１００ＭＨｚ）だけ変化する。
【００６４】
ここで、周波数シフトによって変化する光の波長は、試験波長の近傍であって、試験波長以外の信号光波長とは一致しない範囲に設定される。つまり、周波数シフト量は信号光波長の間隔に対して微小である。
【００６５】
元の周波数ｆｐに対してΔｆだけ周波数シフトされた光Ｐ２′（ローカル光）は、カプラ１４４の第３光路から出射される戻り光Ｐｒとともに合波器１４７に入射して合波され、その合波光Ｐｓが受光器１４８（例えばバランスド受光器）に入射される。
【００６６】
ここで合波光Ｐｓには、周波数ｆｐの戻り光Ｐｒと周波数ｆｐに対して微小な周波数Δｆだけ差のある光Ｐ２′とが含まれているので、受光器１４８の出力信号Ｖｓには、周波数Δｆのビート成分Ｖｂが含まれている。このビート成分Ｖｂの振幅は、光Ｐ２′の強度が一定であれば、戻り光Ｐｒの強度に依存し、しかも、交流信号であるから、直流バイアス等の変動の影響を受けない。
【００６７】
したがって、受光器１４８の出力信号Ｖｓを通過中心周波数がΔｆに等しいバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１４９に入力して、このビート成分Ｖｂを抽出し、検波器１５０によりその振幅を求め、Ａ／Ｄ変換器１５１によってデジタルのデータＤｖｒに変換して、戻り光の強度を示す値として伝送損失特性算出手段１５２に与え、前記同様に平均化処理等を行うことで、正確な伝送損失特性を安定に求めることができる。
【００６８】
なお、前記したように、波長可変フィルタ１４５を省略した構成では、試験波長以外の信号光が受光器１４８に入射され、それらの信号光によるビート成分も生じるが、それらのビート成分は上記周波数Δｆから大きくかけ離れた周波数成分であるため、バンドパスフィルタ１４９の出力には現れず、測定に影響はない。
【００６９】
なお、前記実施形態では、周波数をシフトしない方の光パルスをＰＯＮシステム側に入射していたが、図６に示すように、周波数シフタ１４６と光パルス発生手段１５３を、光分岐器１４３とカプラ１４４の間に設け、光パルス発生手段１５３によって発生された光パルスＰｏを周波数シフタ１４６により周波数シフトし、その周波数シフトした光パルスＰｏ′をカプラ１４４へ出射し、他方の分岐光Ｐ２を合波器１４７へ出射しても、前記同様にビート成分を得ることができる。
【００７０】
なお、この場合、厳密には波長可変光源１４１から出射される光Ｐの周波数を、試験波長に対応した周波数に対して所定量Δｆだけ差をもたせ、周波数シフタ１４６によって試験波長に対応した周波数に戻すようにする。
【００７１】
ただし、上記したようにその差Δｆが光の周波数に対して微小で、ＷＤＭ−ＰＯＮシステムの分岐器１５の各波長における通過帯域幅の中にある場合には、波長可変光源１４１から出射される光Ｐの周波数を、試験波長に対応した周波数に設定してもよい。
【００７２】
また、図７に示すように、光パルス発生手段１５３と周波数シフタ１４６の配置を入れ換えて、光分岐器１４３の出射光Ｐ１を周波数シフトし、その周波数シフトした光Ｐ１′から光パルスＰｏを発生させる構成としてもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１０……ＯＬＴ（電話局側光回線終端装置）、１５……分岐器、１６１〜１６ｎ……ＯＮＵ（加入者側光回線終端装置）、１７……共通光ファイバ線路、１８１〜１８ｎ……個別光ファイバ線路、２０……光線路障害探索装置、２１……線路カプラ、２２……波長可変フィルタ、２３……第１の波長コントローラ、２４……カプラ、２５……受光器、２６……Ａ／Ｄ変換器、２７……光スイッチ、３０……信号光スペクトラム検出部、３１……信号光スペクトラム記憶手段、４０……光反射測定部、４１……波長可変光源、４２……第２の波長コントローラ、４３……伝送損失特性算出手段、４４……光パルス発生手段、１４１……波長可変光源、１４２……波長コントローラ、１４３……光分岐器、１４４……カプラ、１４５……波長可変フィルタ、１４６……周波数シフタ、１４７……合波器、１４８……受光器、１４９……バンドパスフィルタ、１５０……検波器、１５１……Ａ／Ｄ変換器、１５２……伝送損失特性算出手段、１５３……光パルス発生手段。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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