(57)【要約】【課題】コストが低減され、且つ通信品質に影響を及ぼさずに光線路の検査を行うことが可能な光線路検査装置及び光線路検査方法を提供する。【解決手段】検査光を光ファイバ３に入射させるにあたって、その周波数を光ファイバ３を伝播する通信光の周波数の２倍以上に設定する検査光送信部９Ａと、検査光の後方散乱光と反射光の内の少なくとも一方を波長毎に選択受信する検査光受信部１１Ａと、上記の後方散乱光と反射光の内の少なくとも一方が受信されるまでの時間を波長毎に計測し、測定された時間に基づいて光ファイバ３の状態を示す状態情報を生成する情報生成部１２とを設ける。【選択図】      図１
2004212350.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信光が伝播する光ファイバから成る光線路に検査光を入射させ、該検査光の後方散乱光と反射光の内の少なくとも一方を測定することにより前記光線路の状態を検査するための光線路検査装置であって、
通信光が前記光線路内を伝播している際に、前記検査光の周波数を前記通信光の周波数の２倍以上に設定する周波数設定手段を有することを特徴とする光線路検査装置。
【請求項２】
前記検査光の波長を変化させる波長変化手段と、
前記後方散乱光と前記反射光の内の少なくとも一方を波長毎に選択受信する受信手段と、
前記後方散乱光と前記反射光の内の少なくとも一方が受信されるまでの時間を波長毎に計測する時間測定手段と、
前記測定された時間に基づいて前記光線路の状態を示す状態情報を生成する状態情報生成手段と
を有することを特徴とする請求項１に記載の光線路検査装置。
【請求項３】
前記検査光の偏波方向を変化させる偏波方向変化手段と、
前記後方散乱光と前記反射光の内の少なくとも一方を偏波方向毎に選択受信する受信手段と、
前記後方散乱光と前記反射光の内の少なくとも一方が受信されるまでの時間を偏波方向毎に測定する時間測定手段と、
前記測定された時間に基づいて前記光線路の状態を示す状態情報を生成する状態情報生成手段と
を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の光線路検査装置。
【請求項４】
通信光が伝播する光ファイバから成る光線路に検査光を入射させ、該検査光の後方散乱光と反射光の内の少なくとも一方を測定することにより前記光線路の状態を検査するための光線路検査方法であって、
通信光が前記光線路内を伝播している際に、前記検査光の周波数を前記通信光の周波数の２倍以上に設定する周波数設定ステップを有することを特徴とする光線路検査方法。
【請求項５】
前記検査光の波長を変化させる波長変化ステップと、
前記後方散乱光と前記反射光の内の少なくとも一方を波長毎に選択受信する受信ステップと、
前記後方散乱光と前記反射光の内の少なくとも一方が受信されるまでの時間を波長毎に計測する時間測定ステップと、
前記測定された時間に基づいて前記光線路の状態を示す状態情報を生成する状態情報生成ステップと
を有することを特徴とする請求項４に記載の光線路検査方法。
【請求項６】
前記検査光の偏波方向を変化させる偏波方向変化ステップと、
前記後方散乱光と前記反射光の内の少なくとも一方を偏波方向毎に選択受信する受信ステップと、
前記後方散乱光と前記反射光の内の少なくとも一方が受信されるまでの時間を偏波方向毎に測定する時間測定ステップと、
前記測定された時間に基づいて前記光線路の状態を示す状態情報を生成する状態情報生成ステップと
を有することを特徴とする請求項４又は５に記載の光線路検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光線路の状態を検査するための光線路検査装置及び光線路検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、デジタル伝送の高速、高品質サービスへの要求に対応すべく、光ファイバから成る光線路を用いた光通信方式の導入が拡大されている。このような光通信方式においては、光ファイバを正常な状態に保つために、これを定期的に検査することが必要となっている。
【０００３】
上記の検査は、一般にはＯＴＤＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ）と呼ばれる装置を用いて行われる。
【０００４】
上記のＯＴＤＲによりパルス光が光ファイバに入射され、このパルス光が光ファイバ内を伝播する際には、レーリー散乱光が生じ、また、光ファイバの接続部等においては反射光が生じ、前記のレーリー散乱光の内の後方散乱光と、前記の反射光は、距離に比例した時間を経過した後、パルス光の入射端に戻ってくる。
【０００５】
このため、パルス光の間隔を所定の値に設定し、後方散乱光と反射光の内の少なくとも一方が入射端に戻ってくるまでの時間と光量とを測定することにより、散乱又は反射若しくはこれらの両方が光ファイバのどの部分で発生したかを特定することができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
図５は、上述のＯＴＤＲのような光線路検査を行うための装置の一例を説明するための図である。    
光源１００１において発生されたパルス光は方向性結合器１００２を通じて光ファイバ１００３に入射され、光ファイバ１００３の故障箇所（図示せず）等で発生した後方散乱光又は反射光若しくはこれらの両方は方向性結合器１００２を通じて受光部１００４で受光される。
【０００７】
【特許文献１】
特公平７−２８２６６号公報（第３頁−第４頁、第１図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実際に通信が行われている、つまり通信光が伝播している光ファイバを検査する場合、光ファイバに検査用のパルス光を入射させると、このパルス光が信号光の受光側の装置にも入射し、入射したパルス光に信号光と重なる周波数の成分が含まれていると通信品質に影響を与えてしまうという問題が存在する。
【０００９】
一方、パルス光を用いずに、検査光として信号光より十分に高い周波数の光を用いると、検査光が連続して発信されるため、信号光には影響を与えない反面、検査光の反射成分が重なって戻ってくるため、時間成分（距離成分）が判明しないという根本的な問題が存在する。そのため、検査光は前述のとおり一定の時間間隔を有したパルス光である必要性があり、さらに、光ファイバの光の出射端側に検査光のみを遮断するフィルタ等を挿入する必要があり、コストの上昇の原因ともなっている。
【００１０】
このような事情に鑑み、本発明は、コストが低減され、且つ通信品質に影響を及ぼさずに光線路の検査を行うことが可能な光線路検査装置及び光線路検査方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明は、通信光が伝播する光ファイバから成る光線路に検査光を入射させ、検査光の後方散乱光と反射光の内の少なくとも一方を測定することにより光線路の状態を検査するための光線路検査装置であって、通信光が光線路内を伝播している際に、検査光の周波数を通信光の周波数の２倍以上に設定する周波数設定手段を有することを要旨とする。
【００１２】
請求項１に記載の本発明にあっては、検査光の周波数を信号光の周波数の２倍以上に設定するため、検査光の周波数と信号光の周波数が同一とはならず、検査光を遮断するフィルタを設けずとも、通信品質に影響を及ぼすことを防止でき、さらにコストも低減できる。
【００１３】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の発明において、検査光の波長を変化させる波長変化手段と、後方散乱光と反射光の内の少なくとも一方を波長毎に選択受信する受信手段と、後方散乱光と反射光の内の少なくとも一方が受信されるまでの時間を波長毎に計測する時間測定手段と、測定された時間に基づいて光線路の状態を示す状態情報を生成する状態情報生成手段とを有することを要旨とする。
【００１４】
請求項３に記載の本発明は、請求項１又は２に記載の発明において、検査光の偏波方向を変化させる偏波方向変化手段と、後方散乱光と反射光の内の少なくとも一方を偏波方向毎に選択受信する受信手段と、後方散乱光と反射光の内の少なくとも一方が受信されるまでの時間を偏波方向毎に測定する時間測定手段と、測定された時間に基づいて光線路の状態を示す状態情報を生成する状態情報生成手段とを有することを要旨とする。
【００１５】
請求項４に記載の本発明は、通信光が伝播する光ファイバから成る光線路に検査光を入射させ、検査光の後方散乱光と反射光の内の少なくとも一方を測定することにより光線路の状態を検査するための光線路検査方法であって、通信光が光線路内を伝播している際に、検査光の周波数を通信光の周波数の２倍以上に設定する周波数設定ステップを有することを要旨とする。
【００１６】
請求項４に記載の本発明にあっては、検査光の周波数を信号光の周波数の２倍以上に設定するため、検査光の周波数と信号光の周波数が同一とはならず、検査光を遮断するフィルタを設けずとも、通信品質に影響を及ぼすことを防止でき、さらにコストも低減できる。
【００１７】
請求項５に記載の本発明は、請求項４に記載の発明において、検査光の波長を変化させる波長変化ステップと、後方散乱光と反射光の内の少なくとも一方を波長毎に選択受信する受信ステップと、後方散乱光と反射光の内の少なくとも一方が受信されるまでの時間を波長毎に計測する時間測定ステップと、測定された時間に基づいて光線路の状態を示す状態情報を生成する状態情報生成ステップとを有することを要旨とする。
【００１８】
請求項６に記載の本発明は、請求項４又は５に記載の発明において、検査光の偏波方向を変化させる偏波方向変化ステップと、後方散乱光と反射光の内の少なくとも一方を偏波方向毎に選択受信する受信ステップと、後方散乱光と反射光の内の少なくとも一方が受信されるまでの時間を偏波方向毎に測定する時間測定ステップと、測定された時間に基づいて光線路の状態を示す状態情報を生成する状態情報生成ステップとを有することを要旨とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いつつ本発明の光線路検査装置及び光線路検査方法についての説明を行う。    
なお、以下の実施の形態は、あくまでも本発明の説明のためのものであり、本発明の範囲を制限するものではない。したがって、当業者であれば、これらの各要素又は全要素を含んだ各種の実施の形態を採用することが可能であるが、これらの実施の形態も本発明の範囲に含まれる。    
また、実施の形態を説明するための全図において、同一要素のものは同一符号を付与し、これに関する反復説明は省略する。
【００２０】
「第１の実施の形態」
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光線路検査装置１Ａの構成を示すブロック図である。    
光線路検査装置１Ａは、光カプラ８と、請求項に記載に周波数設定手段及び波長変化手段に含まれる検査光送信部９Ａと、方向性結合器１０と、請求項に記載の受信手段に含まれる検査光受信部１１Ａと、請求項に記載の時間測定手段及び状態情報生成手段に含まれる情報生成部１２とを有する。
【００２１】
なお、本図においては、伝送部２が光ファイバ（光線路）３に通信光を入射させ、光ファイバ３内を伝播した通信光がメディアコンバータ４に入射される場合を示している。
【００２２】
光ファイバ３には、光ファイバ同士を接続する接続コネクタ５や光ファイバ同士が融着された部分である融着接続部６等の接続点や、場合によっては故障箇所７が存在する。
【００２３】
光ファイバ３の伝送部２側には光カプラ８が接続され、光カプラ８には方向性結合器１０が接続されている。
【００２４】
また、方向性結合器１０には検査光送信部９Ａ及び検査光受信部１１Ａが接続され、検査光受信部１１Ａには情報生成部１２が接続されている。
【００２５】
検査光送信部９Ａは、光源部９１と、光源から発せられた光に対して変調を行う変調部９２とを有し、光源部９１は光の波長を時間的にλ１よりλｎの間で変化させる。
【００２６】
前記のように光の波長をλ１からλｎまで変化させるにあたっては、光源部９１の光源体としてスペクトル幅の広いものを選定し、その後、スペクトル内の任意の波長を有する光をフィルタやグレーティング等により取り出す。なお、波長変化及びグレーティングの詳細については後述する。
【００２７】
変調部９２により変調された検査光は、方向性結合器１０及び光カプラ８を介して光ファイバ３へ入射され、接続コネクタ５、融着接続部６、故障箇所７、光ファイバ３自体で散乱・反射し、この際に発生した後方散乱光及び反射光は、伝送部２の方向へ戻り、光カプラ８、方向性結合器１０を介して検査光受信部１１Ａにより受信される。
【００２８】
また、光源部９１は、検査光の周波数も自由に設定可能であり、本発明における検査光の最小周波数ωｅと信号光Ｓの最大周波数ωｓｍａｘの関係は以下の式で表される。
【００２９】
【数１】
ωｅ  ≧  ωｓｍａｘ×２      （１）
【００３０】
式（１）に示すように、本発明においては、検査光の最小周波数を信号光の最大周波数の２倍以上に設定する。したがって、検査光の周波数と信号光の周波数が同一とはならず、検査光を遮断するフィルタを設けずとも、検査光がメディアコンバータ４に入射した際に通信品質に影響を及ぼすことを防止でき、さらにコストも低減できる。
【００３１】
また、検査光の周波数を設定するにあたっては、光源部９１が通信光の周波数の測定を行う。なお、通信光周波数測定部を別に有する構成としても良い。
【００３２】
上記のような検査光、つまり検査光の後方散乱光及び反射光を受信する検査光受信部１１Ａは、波長選択部１１１と、受光部１１２とを有し、波長選択部１１１で波長別に分けられた光は、受光部１１２で受光され、電気信号化される。なお、波長選択部１１１及び受光部１１２の詳細については後述する。
【００３３】
情報生成部１２は、前記の電気信号に基づいて、光線路の状態を示す状態情報を生成する。
【００３４】
次に、前記の波長変化及びグレーティングの詳細について説明する。    
図２は、図１の検査光送信部９Ａの詳細を示すブロック図であり、光源部９１は光発生部９１ａと、可動型グレーティング部９１ｂと、集光部９１ｃとを有する。    
光発生部９１ａは、広い幅のスペクトルを有する光（以下、“光源光”とする）を発生させ、この光源光は、可動型グレーティング部９１ｂに導かれ、可動型グレーティング部９１ｂの角度θ若しくは温度変化により変化可能な回折格子の間隔によって波長が決定され、集光部９１ｃにより集光される。集光された光源光は、変調部９２により変調され、変調信号光の最大周波数の２倍以上の周波数を有する検査光として方向性結合器１０へ入射される。
【００３５】
上記のとおり、可動型グレーティング部９１ｂの角度θを連続的に変化させる、若しくは回折格子の間隔を変化させることにより、光ファイバ３に入射される検査光の波長を連続的に変化させることが可能となる。
【００３６】
図３は、図１の検査光受信部１１Ａの詳細を示すブロック図であり、波長選択部１１１は、波長選択用グレーティング部１１１ａを有し、受光部１１２は、受光素子部１１２ａを有する。    
検査光の後方散乱光及び反射光は、方向性結合器１０を介して波長選択用グレーティング部１１１ａに入射し、ここで波長毎に選別される。受光素子部１１２ａは、波長毎に選別された光を受信し、情報生成部１２は、其々の光が受光素子部１１２ａにより受信されるまでに要した時間（以下、“時間成分”とする）を測定し、これを基に接続コネクタ５、融着接続部６、故障箇所７が光ファイバ３のどの位置に存在するかを示す情報、つまり前述の状態情報を生成する。この状態情報は、以下の式を用いることにより生成される。
【００３７】
【数２】
Ｘ＝ｖ×ｔ／２          （２）
【００３８】
なお、上記の式（２）におけるＸは検査光の入射端から散乱・反射が起こった位置までの距離（以下、“距離成分”とする）を指し、ｖは検査光の速度を指し、ｔは時間成分を指す。
【００３９】
また、前述の検査光送信部９Ａの動作は、請求項に記載の周波数設定ステップ及び波長変化ステップに含まれ、検査光受信部１１Ａの動作は、請求項に記載の受信ステップに含まれ、情報生成部１２の動作は、請求項に記載の時間測定ステップ及び状態情報生成ステップに含まれる。
【００４０】
なお、本実施の形態においては、検査光送信部９Ａにおいてグレーティングを行うことにより検査光の波長を設定し、検査光受信部１１Ａにおいてもグレーティングを行うことにより波長の選別を行う場合を示したが、これに限定されず、光学フィルタ等を用いることにより、検査光の波長の設定及び選別を行う構成とすることもできる。
【００４１】
上記のとおり、異なる波長を有する後方散乱光及び反射光の時間成分を測定し、測定された時間成分を基に距離成分を求めることにより、パルス光を用いずとも、接続コネクタ５、融着接続部６、故障箇所７、光ファイバ３自体で起こった散乱及び反射を特定できる。このため、接続コネクタ５、融着接続部６、故障箇所７の存在及び光ファイバ３における位置を検出することができ、これにより、光ファイバ３の状態を検査することができる。
【００４２】
「第２の実施の形態」
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る光線路検査装置１Ｂの構成を示すブロック図である。    
なお、本図は図１と同様に、伝送部２が光ファイバ（光線路）３に通信光を入射させ、光ファイバ３内を伝播した通信光がメディアコンバータ４に入射される場合を示している。
【００４３】
光線路検査装置１Ｂは、図１の光線路検査装置１Ａに変更を加えたものであり、前述の検査光送信部９Ａ及び検査光受信部１１Ａの代わりに、請求項に記載の偏波方向変化手段に含まれる検査光送信部９Ｂと、請求項に記載の受信手段に含まれる検査光受信部１１Ｂを有する。
【００４４】
検査光送信部９Ｂは、光源部９１と、変調部９２と、偏波調整部９３とを有する。光源部９１及び変調部９２は、図１に示したものと同様であり、偏波調整部９３は、周波数が信号光の最大周波数２倍以上に設定された検査光の偏波方向を周期的に変化させる。
【００４５】
偏波調整部９３により偏光方向を変化させられた検査光は、方向性結合器１０及び光カプラ８を介して光ファイバ３へ入射され、融着接続部６、故障箇所７、光ファイバ３自体で散乱・反射し、この際に発生した後方散乱光及び反射光は光カプラ８、方向性結合器１０を介して検査光受信部１１Ｂにより受信される。
【００４６】
検査光受信部１１Ｂは、偏波選択部１１３と、受光部１１４を有し、偏波選択部１１３は、受信された後方散乱光及び反射光を偏波方向毎に選別する。
【００４７】
受光部１１４は、複数の受光素子を有し、この受光素子により偏波方向毎に選別された光を受信し、情報生成部１２は、光の時間成分を測定し、状態情報（距離成分）を生成する。なお、状態情報を生成するにあたっては、前記の式（２）が用いられる。
【００４８】
上記のように、時間成分から状態情報を生成することにより、パルス光を用いずとも、例えば、図中の５１に示す偏波方向を有する後方散乱光及び反射光により接続コネクタ５の存在及び光ファイバ３における位置を検出し、６１に示す偏波方向を有する後方散乱光及び反射光により融着接続部６の存在及び位置を検出し、７１に示す偏波方向を有する後方散乱光及び反射光により故障箇所７の存在及び位置を検出するといったことができるため、光ファイバ３の状態を検査することができる。
【００４９】
また、前述の検査光送信部９Ｂの動作は、請求項に記載の周波数設定ステップ及び偏波方向変化ステップに含まれ、検査光受信部１１Ｂの動作は、請求項に記載の受信ステップに含まれ、情報生成部１２の動作は、請求項に記載の時間測定ステップ及び状態情報生成ステップに含まれる。
【００５０】
また、本実施の形態における光線路検査装置１Ｂは、前述のとおり検査光の周波数が信号光の最大周波数の２倍以上に設定されているため、検査光の周波数と信号光の周波数が同一とはならず、検査光を遮断するフィルタを設けずとも、検査光がメディアコンバータ４に入射した際に通信品質に影響を及ぼすことを防止でき、さらにコストも低減できる。
【００５１】
なお、本発明の第１の実施の形態においては、光線路検査装置１Ａ（図１）が検査光の波長を変化させ、この検査光の後方散乱光及び反射光を波長毎に選択受信する場合を示し、本発明の第２の実施の形態においては、光線路検査装置１Ｂ（図４）が検査光の偏波方向を変化させ、この検査光の後方散乱光及び反射光を偏波方向毎に選択受信する場合を示したが、波長と偏波方向の両方を変化させ、検査光の後方散乱及び反射光を波長と偏波方向毎に選択受信し、これらの時間成分に基づいて、状態情報を生成する構成とすることもできる。
【００５２】
また、上記の本発明の第１及び第２の実施の形態においては、光ファイバ３において後方散乱光と反射光の両方が発生し、光線路検査装置１Ａ（図１）及び１Ｂ（図４）は、これらの両方を受信するとともに受信までの時間を測定し、測定された時間を基に状態情報を生成する場合を示したが、光ファイバ３の状態によっては、後方散乱光又は反射光のいずれか一方しか発生しないこともある。
【００５３】
このように、後方散乱光又は反射光のいずれか一方しか発生しない場合においても、光線路検査は可能である。したがって、検査光受信部１１Ａ（図１）及び１１Ｂは、後方散乱光のみ、又は反射光のみ、若しくはこれらの両方、つまり後方散乱光と反射光の内の少なくとも一方を受信し、また、情報生成部１２（図１及び図４）は、後方散乱光と反射光の内の少なくとも一方が受信されるまでの時間を測定する。
【００５４】
【発明の効果】
以上のとおり本発明によれば、コストが低減され、且つ通信品質に影響を及ぼすことなく光線路の検査を行うことが可能な光線路検査装置及び光線路検査方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光線路検査装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の検査光送信部の詳細を示すブロック図である。
【図３】図１の検査光受信部の詳細を示すブロック図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る光線路検査装置の構成を示すブロック図である。
【図５】従来の光線路検査の概略を示す図である。
【符号の説明】
１Ａ、１Ｂ  光線路検査装置
２  伝送部
３  光ファイバ
４  メディアコンバータ
５  接続コネクタ
６  融着接続部
７  故障箇所
８  光カプラ
９Ａ、９Ｂ  検査光送信部
１０  方向性結合器
１１Ａ、１１Ｂ  検査光受信部
１２  情報生成部
９１  光源部
９２  変調部
９３  偏波調整部
１１１  波長選択部
１１２、１１４  受光部
１１３  偏波選択部
【図１】
2004212350.tif 000003
【図２】
2004212350.tif 000004
【図３】
2004212350.tif 000005
【図４】
2004212350.tif 000006
【図５】
2004212350.tif 000007