(57)【要約】  第１のＰＯＮ及び第２のＰＯＮの光ファイバセンサに問い合わせるファイバネットワークであり、クエリ信号を送出すると共に応答信号を受信する試験信号トランシーバ、第１のＰＯＮ、第２のＰＯＮを備えるファイバネットワーク。各ＰＯＮは、電気通信信号を生成する光源、光ファイバセンサを備える。各ＰＯＮは、電気通信信号を複数の加入者に伝送可能であり、クエリ信号をそれぞれのＰＯＮに供給すると共に光ファイバセンサまでＰＯＮ内を伝播させ得るように、また、試験信号トランシーバがＰＯＮを通して光ファイバセンサから応答信号を受信可能であるように、試験信号トランシーバに光学的に接続される。ファイバネットワークは、クエリ信号をＰＯＮへ同時に供給可能であるように、また、ＰＯＮからの応答信号を試験信号トランシーバへ供給可能であるように、試験信号トランシーバ及びＰＯＮに光学的に接続されるクエリ信号スプリッタを備える。【選択図】図２
2015535413.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の受動光ネットワーク（ＰＯＮ）（１０）及び第２のＰＯＮ（１１）の光ファイバセンサ（１００）に問い合わせるためのファイバネットワーク（１）であって、
クエリ信号を送出すると共に、前記クエリ信号から生じる応答信号を受信する、試験信号トランシーバ（２００）と、
第１の電気通信信号を生成する第１の光源（３０）を備えると共に、第１の光ファイバセンサ（１００）を備える、第１のＰＯＮ（１０）であり、前記第１のＰＯＮ（１０）は、前記第１の電気通信信号を複数の加入者（７０）に伝送するように適合され、前記第１のＰＯＮ（１０）は、前記試験信号トランシーバ（２００）からのクエリ信号が前記第１のＰＯＮ（１０）へと供給され、前記第１のＰＯＮ（１０）内を前記第１の光ファイバセンサ（１００）まで伝播できるようにして、また、前記試験信号トランシーバ（２００）が前記第１のＰＯＮ（１０）を通して前記第１の光ファイバセンサ（１００）から応答信号を受信できるようにして、前記試験信号トランシーバ（２００）に光学的に接続される、第１のＰＯＮ（１０）と、
第２の電気通信信号を生成する第２の光源（３０）を備えると共に、第２の光ファイバセンサ（１００）を備える、第２のＰＯＮ（１１）であり、前記第２のＰＯＮ（１１）は、前記第２の電気通信信号を複数の加入者（７０）に伝送するように適合され、前記第２のＰＯＮ（１１）は、前記試験信号トランシーバ（２００）からのクエリ信号が前記第２のＰＯＮ（１１）へと供給され、前記第２のＰＯＮ（１１）内を前記第２の光ファイバセンサ（１００）まで伝播できるようにして、また、前記試験信号トランシーバ（２００）が前記第２のＰＯＮ（１１）を通して前記第２の光ファイバセンサ（１００）から応答信号を受信できるようにして、前記試験信号トランシーバ（２００）に光学的に接続される、第２のＰＯＮ（１１）と、を備えるファイバネットワーク（１）において、
前記ファイバネットワーク（１）は、前記試験信号トランシーバ（２００）によって送出されたクエリ信号を、前記第１のＰＯＮ（１０）及び前記第２のＰＯＮ（１１）へと同時に供給すると共に、前記第１のＰＯＮ（１０）及び前記第２のＰＯＮ（１１）から前記試験信号トランシーバ（２００）へと応答信号を供給する、クエリ信号スプリッタ（２２０）を更に備え、前記クエリ信号スプリッタ（２２０）は、前記クエリ信号スプリッタ（２２０）が前記試験信号トランシーバ（２００）によって送出された１つのクエリ信号を前記第１のＰＯＮ（１０）及び前記第２のＰＯＮ（１１）へと同時に供給できるように、また、前記クエリ信号スプリッタ（２２０）が前記第１のＰＯＮ（１０）及び前記第２のＰＯＮ（１１）から前記試験信号トランシーバ（２００）へと応答信号を供給できるようにして、前記試験信号トランシーバ（２００）並びに前記第１のＰＯＮ（１０）及び第２のＰＯＮ（１１）に光学的に接続されることを特徴とする、ファイバネットワーク（１）。
【請求項２】
前記第１のＰＯＮ（１０）又は前記第２のＰＯＮ（１１）が、前記クエリ信号及び前記第１の電気通信信号若しくは前記第２の電気通信信号がファイバ（４０）の少なくとも１セグメントにわたって前記第１のＰＯＮ（１０）又は前記第２のＰＯＮ（１１）の同一のファイバ（４０）を移動するように適合される、請求項１に記載のファイバネットワーク（１）。
【請求項３】
前記クエリ信号スプリッタ（２２０）が、対称スプリッタであり、１：２、１：４、１：８、１：１６、１：３２、又は１：６４、又はそれよりも高い分割比を有する、請求項１又は２に記載のファイバネットワーク（１）。
【請求項４】
前記クエリ信号スプリッタ（２２０）が、前記試験信号トランシーバ（２００）によって送出される光クエリ信号を、前記光クエリ信号を前記第２のＰＯＮ（１１）へと供給するよりも高いパワーで、前記第１のＰＯＮ（１０）へと供給するように適合される、請求項１又は２に記載のファイバネットワーク（１）。
【請求項５】
前記第１の光ファイバセンサ（１００）又は前記第２の光ファイバセンサ（１００）が、センサファイバ（１１０）によって、それぞれの光ファイバセンサ（１００）を備える前記ＰＯＮ（１０、１１）に光学的に接続され、前記センサファイバ（１１０）が前記センサファイバ（１１０）の遠端に反射体（１２０）を備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載のファイバネットワーク（１）。
【請求項６】
前記反射体（１２０）が、前記センサファイバ（１１０）内を移動する１つ又は２つの波長の光を選択的に反射するように適合される、請求項５に記載のファイバネットワーク（１）。
【請求項７】
前記クエリ信号が特定の波長スペクトルを有し、前記反射体（１２０）が、前記クエリ信号の前記波長スペクトル内の波長を有する光を選択的に反射し、前記クエリ信号の前記波長スペクトル外の波長を有する光を透過させるように適合される、請求項５又は６に記載のファイバネットワーク（１）。
【請求項８】
前記ファイバネットワーク（１）が、信号結合デバイス（２４０、２５０）を更に備え、前記信号結合デバイス（２４０、２５０）は、前記信号結合デバイス（２４０、２５０）が前記第１の光ファイバセンサ（１００）又は前記第２の光ファイバセンサ（１００）それぞれに向かってクエリ信号を前記センサファイバ（１１０）へと供給できるようにして、前記第１のＰＯＮ（１０）又は前記第２のＰＯＮ（１１）に光学的に配置される、請求項５〜７のいずれか一項に記載のファイバネットワーク（１）。
【請求項９】
前記信号結合デバイス（２４０、２５０）が、波長依存性の信号結合デバイス（２４０、２５０）又は波長分割多重化装置（ＷＤＭ）（２４０、２５０）である、請求項８に記載のファイバネットワーク（１）。
【請求項１０】
前記第１の光ファイバセンサ（１００）又は前記第２の光ファイバセンサ（１００）が、それぞれのセンサファイバ（１１０）によって、前記それぞれの光ファイバセンサ（１００）を備える前記ＰＯＮ（１０、１１）に光学的に接続され、前記光ファイバセンサ（１００）が、前記センサファイバ（１１０）の変形が前記センサファイバ（１１０）内を伝播するクエリ信号の光減衰の変化を引き起こすようにして、前記センサファイバ（１１０）の少なくとも１セグメントを変形させるように適合される、アクチュエータ（３４０）を備える、請求項１〜９のいずれか一項に記載のファイバネットワーク（１）。
【請求項１１】
前記光ファイバセンサ（１００）が受動センサである、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のファイバネットワーク（１）。
【請求項１２】
前記試験信号トランシーバ（２００）、前記第１のＰＯＮ（１０）及び前記第２のＰＯＮ（１１）、前記第１の光ファイバセンサ（１００）及び前記第２の光ファイバセンサ（１００）、並びに前記クエリ信号スプリッタ（２２０）が、前記試験信号トランシーバ（２００）によって、同一の前記光ファイバセンサ（１００）の２つの連続した問合せの間の時間間隔を１０秒以下にして、前記第１の光ファイバセンサ（１００）及び前記第２の光ファイバセンサ（１００）に繰り返し問い合わせることができるように適合される、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のファイバネットワーク（１）。
【請求項１３】
１つ以上の更なるＰＯＮを備え、更なるＰＯＮがそれぞれ、それぞれの電気通信信号を生成するそれぞれの光源（３０）を備えると共に、それぞれの光ファイバセンサ（１００）を備え、更なるＰＯＮがそれぞれ、前記それぞれの電気通信信号を複数の加入者に伝送するように適合され、更なるＰＯＮがそれぞれ、前記試験信号トランシーバ（２００）からのクエリ信号が前記更なるＰＯＮへと供給可能であり、前記それぞれの光ファイバセンサ（１００）まで前記更なるＰＯＮ内を伝播することができるようにして、また、前記試験信号トランシーバ（２００）が前記それぞれの光ファイバセンサ（１００）から応答信号を受信することができるようにして、前記試験信号トランシーバ（２００）に光学的に接続され、前記クエリ信号スプリッタ（２２０）が、前記試験信号トランシーバ（２００）によって送出されたクエリ信号を、前記第１のＰＯＮ（１０）、前記第２のＰＯＮ（１１）、及び１つ以上の前記更なるＰＯＮへと同時に供給すると共に、前記第１のＰＯＮ（１０）、前記第２のＰＯＮ（１１）、及び前記１つ以上の更なるＰＯＮからの応答信号を、前記試験信号トランシーバ（２００）へと供給するように適合され、前記クエリ信号スプリッタ（２２０）が、前記クエリ信号スプリッタ（２２０）が前記試験信号トランシーバ（２００）によって送出されたクエリ信号を、前記第１のＰＯＮ（１０）、前記第２のＰＯＮ（１１）、及び前記１つ以上の更なるＰＯＮに同時に供給することができるようにして、また、前記クエリ信号スプリッタ（２２０）が前記第１のＰＯＮ（１０）、前記第２のＰＯＮ（１１）、及び前記１つ以上の更なるＰＯＮからの応答信号を前記試験信号トランシーバ（２００）へと供給することができるようにして、前記試験信号トランシーバ（２００）に、並びに前記第１のＰＯＮ（１０）、前記第２のＰＯＮ（１１）、及び前記１つ以上の更なるＰＯＮに光学的に接続される、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のファイバネットワーク（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受動光ネットワーク及びセンサを備えるファイバネットワークに関する。
【背景技術】
【０００２】
受動光ネットワークは、光ファイバを通して光信号を伝送するのに使用される。受動光電気通信ネットワークでは、光電気通信信号は、電気通信プロバイダの中央局から多数の電気通信の顧客又は加入者に伝送される。典型的な受動光ネットワーク（「ＰＯＮ」）は、約３０の加入者を中央局に接続するが、少数又はより多くの加入者に接続しているＰＯＮも存在する。典型的なＰＯＮは、「光回線端末」（「ＯＬＴ」）と呼ばれる場合がある光源／検出器デバイスの組み合わせと、光ファイバと、スプリッタと、光回線終端装置（「ＯＮＵ」）とを、加入者側の場所に備える。ＯＬＴは、光ファイバを通してＰＯＮに接続された加入者に伝送される電気通信信号を生成し、加入者から電気通信信号を受信する。典型的なＰＯＮの一段又は二段において、光スプリッタが１つのファイバの信号を複数の信号へと分割し、それらは別個の光ファイバに伝送される。それによって、電気通信信号は複数の加入者のＯＮＵにカスケードされる。数千の加入者に電気通信サービスを提供するために、中央局から多数の加入者に別個の電気通信信号をそれぞれ伝送する、多数のＰＯＮが必要とされる。
【０００３】
例えば、ＰＯＮの素子に対する損傷、破壊行為、無許可アクセスのような外的影響、又は環境影響を検出するために、一部のＰＯＮは光ファイバセンサを備える。これらのセンサはほとんどが受動センサであり、即ち、動作するのに電気エネルギーを要しない。かかる光ファイバセンサは、他の通信信号を搬送しない専用のセンサファイバ（「ダークファイバ」）を通して、又は通信信号の伝送に使用されるファイバを通して、ＰＯＮの光ファイバを通してネットワークオペレータの中央局に接続される場合が多い。外的影響に応答して、かかる光ファイバセンサは、例えば、それを介して中央局に接続されるファイバの減衰を変形することができる。ＰＯＮの光ファイバセンサは、試験信号トランシーバによって、例えば光学的時間領域反射計（「ＯＴＤＲ」）によって、問い合わせるか又は「読み取る」ことができる。光ファイバセンサを読み取る場合、ＯＴＤＲは、光クエリ信号（optical query signal）をＰＯＮに送出し、クエリ信号から生じる応答信号の強さを測定する。クエリ信号及び／又は応答信号は試験信号と呼ばれることがある。より強い応答信号を得るために、光ファイバセンサをＰＯＮの他の素子に接続しているファイバ（「センサファイバ」）は、センサファイバの端部であってセンサの近傍に位置する、反射体を備える場合が多い。その結果、応答信号は、センサによるクエリ信号の変形、例えば減衰から生じる。光ファイバセンサの「通常」状態では、応答信号は、例えば１００％の強さを有するが、センサの「作動」状態では、応答信号は３０％の強さを有する。クエリ信号の送出から応答信号がＯＴＤＲに到達するまでの時間遅延は、ＰＯＮにおける光ファイバセンサの位置を示唆し、特定のセンサを識別するのに使用することができる。かかるＯＴＤＲ技術を用いたＰＯＮの光ファイバセンサの問合せは、光ファイバネットワーク及び具体的にはＰＯＮにおいて、ファイバの故障場所を突き止めるためにＯＴＤＲが従来使用されているという理由で有利である。ファイバの故障場所を突き止めるこの従来のプロセスは、ファイバが損傷している場所、即ちファイバの故障位置において、ファイバの信号伝送が低減され、減衰が高いという事実を利用する。ＯＴＤＲのクエリ信号は、したがって、ファイバの故障位置で減衰され、応答信号は、損傷していないファイバからの応答信号よりも弱い。ＯＴＤＲは、クエリ信号の送出から応答信号の受信までの時間遅延から、ファイバの故障位置を判断する。高速ＯＴＤＲ測定には約１秒かかるが、これは、ＯＴＤＲが応答信号を受信し、その後データ処理を行うのに特定の時間量を要するためである。しかしながら、ダイナミックレンジの制限により、ファイバの故障位置に対する標準的なＯＴＤＲ測定は、多数の個々の測定を行い平均化しなければならないため、大幅に長い時間がかかる。ファイバの故障はめったに発生しないため、この時間遅延は通常は重要でない。同一のＯＴＤＲデバイス及び同一の技術を、原理的には、ＰＯＮの光ファイバセンサに問い合わせるのに使用することができる。
【０００４】
ＰＯＮの光ファイバセンサの一部、例えば日本特許公開公報ＪＰ  ２０１０−２１２７６７  Ａ２に記載されているようなフラッディングセンサに対する問合せは低頻度であり得る。したがって、かかるセンサには、ＰＯＮのファイバを監視する従来の「低速」技術を使用して問い合わせることができる。それら従来の「低速」ファイバ監視技術の１つは、ＥＰ  １９８０８３４  Ａ１に記載されており、ネットワーク監視ユニットが故障したファイバを判断し、試験すべき光ファイバを選択するのに光スイッチが使用される。ＯＴＤＲは、光スイッチを介して光パルス信号を光ファイバへと発射し、故障したファイバが位置するＰＯＮのＯＮＵにある反射体から反射されて戻ってくる光を受信する。文献において、ファイバが断裂した地点を簡単に判断するのに十分な高い信号対雑音比で一回の測定を実施するのには、ＰＯＮ  １つ当たり約９０秒かかると記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ネットワークのインフラストラクチャを有効に保護するために、ＰＯＮの一部のセンサにより高い頻度で問い合わせなければならない。例えば、ＰＯＮにおけるスプライスキャビネットのドアが開いたのを検出するセンサは、約５〜１０秒毎以上の頻度で読み取らなければならない。そうでなければ、センサの二回の問合せの間にドアが開かれ、無許可の作業がキャビネット内で行われ、ドアが再び閉じられ、その際にドアの開閉に気付かないままであり得る。１つの試験信号トランシーバ、具体的にはＯＴＤＲを、スイッチを介して１つのＰＯＮに光学的に接続し、ＰＯＮのセンサに問い合わせ、次にＯＴＤＲを次のＰＯＮに接続し、この次のＰＯＮのセンサに問い合わせ、全てのＰＯＮがＯＴＤＲに接続され、全てのセンサが読み取られるまでこれを続けるという従来の技術は、特定のＰＯＮの特定のセンサの十分に高頻度の問合せを提供することができない。一方、全てのセンサを十分な高頻度で読み取るために、専用の試験信号トランシーバ、例えばＯＴＤＲを各ＰＯＮに接続するということは、非常に高価な解決策であろう。高頻度で、また単一の試験信号トランシーバのみを使用して、２つ以上のＰＯＮの光ファイバセンサに問い合わせることが望ましい。本開示はこの課題に対処しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の発明は、第１の受動光ネットワーク（ＰＯＮ）及び第２のＰＯＮの光ファイバセンサに問い合わせるためのファイバネットワークであり、
クエリ信号を送出すると共に、クエリ信号から生じる応答信号を受信する、試験信号トランシーバと、
第１の電気通信信号を生成する第１の光源を備えると共に、第１の光ファイバセンサを備える、第１のＰＯＮであり、第１のＰＯＮは、第１の電気通信信号を複数の加入者に伝送するように適合され、第１のＰＯＮは、試験信号トランシーバからのクエリ信号が第１のＰＯＮへと供給され、第１のＰＯＮ内を第１の光ファイバセンサまで伝播できるようにして、また、試験信号トランシーバが第１のＰＯＮを通して第１の光ファイバセンサから応答信号を受信できるようにして、試験信号トランシーバに光学的に接続される、第１のＰＯＮと、
第２の電気通信信号を生成する第２の光源を備えると共に、第２の光ファイバセンサを備える、第２のＰＯＮであり、第２のＰＯＮは、第２の電気通信信号を複数の加入者に伝送するように適合され、第２のＰＯＮは、試験信号トランシーバからのクエリ信号が第２のＰＯＮへと供給され、第２のＰＯＮ内を第２の光ファイバセンサまで伝播できるようにして、また、試験信号トランシーバが第２のＰＯＮを通して第２の光ファイバセンサから応答信号を受信できるようにして、試験信号トランシーバに光学的に接続される、第２のＰＯＮと、を備えるファイバネットワークにおいて、
ファイバネットワークは、試験信号トランシーバによって送出されたクエリ信号を、第１のＰＯＮ及び第２のＰＯＮへと同時に供給すると共に、第１のＰＯＮ及び第２のＰＯＮから試験信号トランシーバへと応答信号を供給する、クエリ信号スプリッタを更に備え、クエリ信号スプリッタは、クエリ信号スプリッタが試験信号トランシーバによって送出された１つのクエリ信号を第１のＰＯＮ及び第２のＰＯＮへと同時に供給できるように、また、クエリ信号スプリッタが第１のＰＯＮ及び第２のＰＯＮから試験信号トランシーバへと応答信号を供給できるようにして、試験信号トランシーバ並びに第１のＰＯＮ及び第２のＰＯＮに光学的に接続されることを特徴とする、ファイバネットワークを提供する。
【０００７】
本開示によるファイバネットワークは、単一の試験信号トランシーバによって２つ（以上）のＰＯＮの光ファイバセンサに問い合わせることによって、上述した頻繁なセンサ問合せの課題に対処する。試験信号トランシーバは、例えば、光学的時間領域反射計（「ＯＴＤＲ」）であってもよい。光ファイバセンサの問合せは、本開示の文脈では、そのセンサにクエリ信号を送信し、そのセンサから応答信号を受信することを意味する。従来のファイバネットワークでは、１つの試験信号トランシーバに接続される複数のＰＯＮのセンサは、例えば、試験信号トランシーバを１つのＰＯＮに次々に接続する光スイッチを使用して、連続的に問い合わせられていた。本開示によるファイバネットワーク、即ち、２つのＰＯＮが光学的に接続されるクエリ信号スプリッタを有するファイバネットワークでは、試験信号トランシーバは、クエリ信号を２つのＰＯＮへと同時に送り、スイッチを操作する必要なく、応答信号を受信することができる。異なるＰＯＮの光ファイバセンサに同時に問い合わせることによって、連続的な問合せよりも高頻度の問合せが単一の試験信号トランシーバで可能になる。同時の問合せは、クエリ信号スプリッタを使用することで可能になる。
【０００８】
試験信号トランシーバ、例えばＯＴＤＲは、特定の波長組成及び特定の信号形状の光信号「クエリ信号」を、時間に伴って光ファイバへと送出する。クエリ信号は特定の波長を有してもよく、２つ以上の離散的な波長を含んでもよく、又は、１つ以上の波長が残りの波長よりもはるかに高い強さを有する特定の波長スペクトルを有してもよい。クエリ信号は、一般に、ファイバを通って移動する際に変形され、例えば、ファイバ内を伝播する際に減衰及び／又は部分的に散乱されてもよく、ファイバ欠陥部で部分的に反射されてもよく、特定の半径未満でファイバが曲がっているところで減衰されてもよく、あるいはファイバ端部で部分的又は完全に反射されてもよい。試験信号トランシーバは、クエリ信号に応答してファイバから戻ってくる信号、即ち「応答信号」を検出する。各応答信号はクエリ信号から生じるが、クエリ信号の変形、例えば減衰、散乱、反射、又はスペクトル変形によって形成される。試験信号トランシーバは応答信号を受信し、それらを解析してもよい。例えば、クエリ信号の送出から応答信号の到達までの時間遅延を判断するか、あるいは時間に伴う応答信号の強さ、持続時間、若しくは形状、又は応答信号のスペクトル組成を判断してもよい。かかるパラメータにより、試験信号トランシーバにおける送出と到達との間にクエリ信号及びそれに関連する応答信号が移動する、１つ又は複数のファイバの性質を判断することが可能になる。また、かかるパラメータにより、ファイバに沿って位置する任意の１つ又は複数のセンサの性質を判断することも可能になってもよい。
【０００９】
本開示のファイバネットワークにおける１つ又は複数のＰＯＮは、電気通信の目的に使用される。それらは、電気通信信号を生成することができる、それぞれの光源を備える。光源は光回線端末（ＯＬＴ）であってもよく、それらはまた、光電気通信信号を受信するように動作可能であってもよい。ＰＯＮは、例えば、光ファイバ、スプリッタ、反射体、光ファイバセンサ、波長分割多重化装置、又は光回線終端装置（ＯＮＵ）を更に備えてもよい。ＰＯＮは、電気通信信号を、例えば中央局に位置する光源から、光ファイバを通して加入者に伝送するように適合される。加入者側では、ＰＯＮのファイバはＯＮＵで終端してもよい。ＯＮＵは反射体を備えてもよく、又は反射体はＯＮＵと関連付けられてもよい。ＯＮＵ内の、又はＯＮＵと関連付けられた反射体は、光ファイバセンサに含まれる反射体と同一のタイプのものであってもよい。ＰＯＮは、加入者と中央局との間で、例えば双方向で、電気通信信号を伝送するように適合されてもよい。電気通信信号は、ＰＯＮの光源によって送出されるという点で、クエリ信号及び応答信号とは異なるが、クエリ信号及びそれに関連する応答信号は、試験信号トランシーバによって送出される。クエリ信号及び／又は応答信号の波長は、同一のファイバに伝送される電気通信信号の波長とは異なってもよい。クエリ信号又は応答信号は、時間に伴って、電気通信信号とは異なる光波長スペクトル、異なる持続時間、及び／又は異なる形状を有してもよい。それにより、クエリ信号及び／又は応答信号を電気通信信号と区別することができる。クエリ信号及び電気通信信号は、ＰＯＮの同一のファイバに伝送されてもよい。
【００１０】
本開示によるファイバネットワークでは、ＰＯＮは、試験信号トランシーバからのクエリ信号がＰＯＮへと供給され、ＰＯＮ内を光ファイバセンサまで伝播することができるようにして、また、試験信号トランシーバがＰＯＮを通して光ファイバセンサから応答信号を受信することができるようにして、試験信号トランシーバに光学的に接続することができる。広くは、試験信号トランシーバとＰＯＮとの間のこの光学的接続は、光ファイバによって行われてもよい。このファイバ（「試験信号ファイバ」）は、試験信号トランシーバに光学的に接続され、その第１の端部を通して試験信号トランシーバからクエリ信号を受信すると共に、更なるファイバに、又は信号結合デバイスの入力側に光学的に接続されてもよい、その第２の反対側の端部にクエリ信号を更に伝送する。信号結合デバイスも、ＰＯＮのネットワークファイバに光学的に接続され、そのＰＯＮへとクエリ信号が供給される。そのネットワークファイバは、電気通信信号を伝送するように適合されてもよい。信号結合デバイスは、ネットワークファイバの電気通信信号をクエリ信号と光学的に組み合わせる。組み合わされた信号は、ＰＯＮのファイバによって更に伝送される。
【００１１】
ＰＯＮの光源は、ＰＯＮの単一のファイバ、即ち「ルートファイバ（root fibre）」へと電気通信信号を供給する。このルートファイバは、信号を分割し複数のネットワークファイバへと伝送するスプリッタに、電気通信信号を伝送してもよい。ネットワークファイバは、電気通信信号を個々の加入者のＯＮＵに伝送してもよい。ルートファイバの端部と任意の加入者との間に光学的に配置された１つのスプリッタのみを有するＰＯＮは、一段ＰＯＮと呼ばれることがある。あるいは、ネットワークファイバは電気通信信号を第２のスプリッタに伝送してもよく、そこで信号は再び分割される。更なるネットワークファイバは、電気通信信号を第２のスプリッタから個々の加入者のＯＮＵに伝送してもよい。ルートファイバの端部と任意の加入者との間に光学的に配置された２つのスプリッタを有するかかるＰＯＮは、二段ＰＯＮと呼ばれることがある。両方のタイプのＰＯＮにおいて、電気通信信号はルートファイバから個々の加入者のＯＮＵへとカスケードされる。この配置によってＰＯＮの全てのネットワークファイバの光ファイバセンサに問い合わせることが可能になるので、ＰＯＮのルートファイバへとクエリ信号を供給することが有利である。しかしながら、ＰＯＮのいくつかの分岐のうち１つの分岐のみにクエリ信号を供給することが可能である。その場合、その分岐のセンサのみに問い合わせることができる。
【００１２】
広くは、本開示によるファイバネットワークのスプリッタは、１つの入力信号をいくつかの出力信号へと分割できるだけではなく、いくつかの入力信号を組み合わせて１つの出力信号にすることもできる。一段ＰＯＮのネットワークファイバによってＯＬＴに向かって伝送された戻り電気通信信号は、スプリッタによって組み合わされ、ＰＯＮのルートファイバへと供給されてもよく、そのＰＯＮによって信号はＯＬＴに伝送される。同様に、二段ＰＯＮでは、ＰＯＮのいくつかのネットワークファイバによってＯＬＴに向かって伝送された戻り電気通信信号は、第２のスプリッタによって、次に第１のスプリッタによって組み合わされ、第１のスプリッタによってＰＯＮのルートファイバへと供給されてもよく、そのＰＯＮによって信号はＰＯＮのＯＬＴに伝送される。
【００１３】
本開示によるファイバネットワークはクエリ信号スプリッタを備える。クエリ信号スプリッタはパワースプリッタであってもよく、即ち、入力光信号をより低い強さの複数の出力光信号へと分割してもよい。出力信号は、本質的に同一の波長組成を有してもよい。
【００１４】
クエリ信号スプリッタは、一般的に、上流側及び下流側及び信号ポートを備える。「上流側」及び「下流側」は、ＰＯＮの光源からＰＯＮのＯＮＵへの信号フローを指す。上流側の１つの信号ポート（「上流側ポート」）は、下流側の複数の信号ポート（「下流側ポート」）に光学的に接続される。入力光信号を分割する場合、光信号は上流側ポートへと供給される。スプリッタは、入力信号をより低い強さの複数の出力光信号へと、即ちより弱い光信号へと分割する。出力信号は、下流側ポートを通して同時にスプリッタを出る。出力信号は、本質的に同一の波長組成を有してもよい。
【００１５】
クエリ信号スプリッタはまた、その下流側ポートを通して複数の入力光信号を受信し、それらを組み合わせて単一の出力信号としてもよい。出力信号は、上流側ポートを通してスプリッタを出る。それにより、クエリ信号スプリッタは、複数の入力光信号を組み合わせて１つの出力信号としてもよい。
【００１６】
クエリ信号スプリッタの上流側ポートは、光ファイバの端部に、例えば試験信号ファイバの端部に光学的に接続されてもよい。試験信号ファイバの反対側の端部は、試験信号トランシーバに光学的に接続されてもよい。それにより、クエリ信号スプリッタは、試験信号トランシーバに光学的に接続される。試験信号トランシーバによって送出されるクエリ信号は、試験信号ファイバを通してクエリ信号スプリッタへと供給されてもよい。応答信号は、試験信号ファイバを通してクエリ信号スプリッタから試験信号トランシーバへと供給されてもよい。
【００１７】
クエリ信号スプリッタの第１の下流側ポートは、更なる光ファイバの端部に、例えば第１の「分割試験信号ファイバ」の端部に光学的に接続されてもよい。第１の分割試験信号ファイバの反対側の端部は、クエリ信号を第１のＰＯＮのファイバへと結合するように動作可能である、第１の信号結合デバイス、例えばＷＤＭに光学的に接続されてもよい。このようにして、第１の信号結合デバイスは第１のＰＯＮのファイバに光学的に接続される。それにより、第１のＰＯＮに光学的に接続される。したがって、クエリ信号スプリッタは、例えば、試験信号ファイバによって試験信号トランシーバに、また第１の分割試験信号ファイバによって第１のＰＯＮに光学的に接続されてもよく、それによって、クエリ信号スプリッタが、試験信号トランシーバによって送出されるクエリ信号を第１のＰＯＮへと供給することができると共に、クエリ信号スプリッタが、第１のＰＯＮから試験信号トランシーバへと応答信号を供給することができる。
【００１８】
クエリ信号スプリッタの第２の下流側の低強度ポートは、更なる光ファイバの端部に、例えば第２の分割試験信号ファイバの端部に光学的に接続されてもよい。第２の分割試験信号ファイバの反対側の端部は、クエリ信号を第２のＰＯＮのファイバへと結合するように動作可能である、第２の信号結合デバイス、例えばＷＤＭに光学的に接続されてもよい。第２の信号結合デバイスは、第２のＰＯＮのファイバに光学的に接続される。それにより、第２のＰＯＮに光学的に接続される。したがって、クエリ信号スプリッタは、例えば、試験信号ファイバによって試験信号トランシーバに、また第２の分割試験信号ファイバによって第２のＰＯＮに光学的に接続されてもよく、それによって、クエリ信号スプリッタが、試験信号トランシーバによって送出されるクエリ信号を第２のＰＯＮへと供給することができると共に、クエリ信号スプリッタが、第２のＰＯＮから試験信号トランシーバへと応答信号を供給することができる。
【００１９】
このようにして、クエリ信号スプリッタは、試験信号トランシーバに、また第１及び第２のＰＯＮに光学的に接続されてもよい。試験信号トランシーバによって送出されるクエリ信号を第１のＰＯＮ及び第２のＰＯＮへと同時に供給することができるようにして、また、第１のＰＯＮ及び第２のＰＯＮから試験信号トランシーバへと応答信号を供給することができるようにして、試験信号トランシーバに、また第１及び第２のＰＯＮに光学的に接続されてもよい。
【００２０】
クエリ信号スプリッタは受動光学部品であってもよい。クエリ信号スプリッタは受動部品であってもよく、即ち動作に電力を要しないので、ファイバネットワークへの設置は、一般には動作に電気エネルギーを要する光スイッチの設置よりも簡単であってもよい。クエリ信号スプリッタは、例えば、電力が利用可能でない場所に、例えばファイバネットワークのスプリッタキャビネットに設置することができる。また、スプリッタは制御回路を要さず自律的に動作するが、スイッチは能動的に動作させなければならない。これは、本開示によるファイバネットワークの更なる利点である。
【００２１】
試験信号ファイバ、第１の分割試験信号ファイバ、及び／又は第２の分割試験信号ファイバは、それらの長さを延長するために、複数のサブ光ファイバで構成されてもよい。サブ光ファイバは、例えば、それらそれぞれの端部で共に接合されて、試験信号ファイバ、第１の分割試験信号ダイバー、及び／又は第２の試験信号ファイバを形成してもよい。
【００２２】
クエリ信号は、試験信号トランシーバから光ファイバセンサまでの過程で、また反射後に応答信号として試験信号トランシーバに戻る過程で、いくつかのファイバ、スプリッタ、及び信号結合デバイスに伝送されてもよい。スプリッタを通る毎に、特定の分割比によって信号の強さが低減される。スプリッタの下流側のポートから上流側のポートへと通過する際、信号は他の多数の無関係な信号と組み合わされ、その数はスプリッタの分割比の逆数であり得る。したがって、信号は減衰され、その信号が解析される試験信号トランシーバに戻る前に雑音が追加される。試験信号トランシーバの感度は制限される。クエリ信号がより頻繁に分割される程、総分割比は高くなり、並びに／又はクエリ信号が無関係な信号（「雑音」）とより一層混合されるか又は組み合わされ、試験信号トランシーバが関連する応答信号を検出し解析するのがより困難になる。本開示によるファイバネットワークは、試験信号トランシーバから送出されるクエリ信号から生じる応答信号が、分割、減衰、反射、混合、及び組み合わせ後、依然として試験信号トランシーバによって明瞭に検出可能であるようにして設計されるであろう。送出時のクエリ信号の強さ及びクエリ信号スペクトル、ファイバ品質、ファイバ長、分割比、光ファイバセンサによる減衰、反射体の反射率、並びに波長選択性のようなパラメータは、当該分野において通例であるように、応答信号が、試験信号トランシーバがそれらを明瞭に検出するのに適切な強さ及び信号対雑音比のものであるように調節する必要があることがある。
【００２３】
本開示によるファイバネットワークでは、第１のＰＯＮ又は第２のＰＯＮは、クエリ信号及び第１の電気通信信号が、ファイバの少なくとも１セグメントにわたって第１のＰＯＮの同一のファイバを移動するか、又はクエリ信号及び第２の電気通信信号が、ファイバの少なくとも１セグメントにわたって第２のＰＯＮの同一のファイバを移動するようにして適合されてもよい。この態様では、２つのＰＯＮのうち一方の少なくとも一部は、電気通信信号及びクエリ信号の両方を伝送するのに使用される。したがって、ＰＯＮの少なくとも一部は２つの目的に、即ち電気通信目的及びＰＯＮのセンサの問合せのために使用されてもよい。既存の電気通信ファイバネットワークの場合、このことにより、センサ問合せのための別個のファイバ又は別個のネットワークの存在が不要になってもよい。
【００２４】
本開示の特定の態様では、クエリ信号及び第１の電気通信信号は、ファイバの少なくとも１セグメントにわたって第１のＰＯＮの同一のファイバを同時に移動してもよく、並びに／又は、クエリ信号及び第２の電気通信信号は、ファイバの少なくとも１セグメントにわたって第２のＰＯＮの同一のファイバを同時に移動してもよい。２つのＰＯＮのうち一方の一部を２つの異なる目的のために使用するという利点に加えて、同時伝送により、ＰＯＮの光ファイバセンサに問い合わせるときに電気通信機能を中断する、又は電気通信信号を伝送するときにセンサ問合せ機能を中断する必要性が回避されてもよい。これにより、電気通信機能及び／又はセンサ問合せ機能の利用可能時間が増加してもよい。
【００２５】
広くは、本開示によるファイバネットワークのクエリ信号スプリッタは対称スプリッタであってもよい。換言すれば、入力信号を等しい強さの複数の出力信号へと分割してもよい。対称スプリッタは、全ての出力ポートが同一の信号強度を提供するため、設置がしやすく、出力ポートの特定の１つを意識的に選択する必要なしに、光ファイバをクエリ信号スプリッタの出力ポートのいずれにも接続することができる。また、対称スプリッタは調達のコスト効率がより高い。対称的なクエリ信号スプリッタの分割比は、出力信号の強さと入力信号の強さとの比として定義されてもよい。クエリ信号スプリッタの分割比は、１：２、１：４、１：８、１：１６、１：３２、１：６４、又はそれよりも高い、例えば１：１２８であってもよい。より高い分割比により、クエリ信号がより小さい画分へと分割され、より低い強さのクエリ信号がクエリ信号スプリッタに接続された各ＰＯＮへと供給され、一方でより多くのＰＯＮがクエリ信号スプリッタに光学的に接続可能であってもよい。本開示によるファイバネットワークの特定の実施形態では、１：２５６の総分割比が、応答信号が試験信号トランシーバに到達する際に、信頼性高く検出し解析することができるような十分な強さの応答信号を提供してもよい。
【００２６】
しかしながら、別の方法として、クエリ信号スプリッタは、試験信号トランシーバによって送出されるクエリ信号を、光クエリ信号を第２のＰＯＮへと供給するのよりも高いパワーで、第１のＰＯＮへと供給するように適合されてもよい。換言すれば、クエリ信号スプリッタは非対称スプリッタであってもよく、即ち、全ての出力信号が必ずしも等しいパワー、強さ、又は強度を有さなくてもよい。これは、複数のＰＯＮのうち１つが別の１つのＰＯＮよりもサイズがはるかに大きいファイバネットワークにおいて有利なことがある。ＰＯＮのサイズは、例えば、ＰＯＮが電気通信信号を伝送する加入者の数によって規定されてもよい。より高強度の出力クエリ信号をより大きいＰＯＮへと供給することによって、試験信号トランシーバが検出するのに十分な強度の応答信号を、より大きいＰＯＮから受信することが可能になってもよい。より低強度の出力クエリ信号をより小さいＰＯＮへと供給することによって、やはり、試験信号トランシーバが検出するのに十分な強度の応答信号を、より小さいＰＯＮから受信することが可能になってもよい。等しいサイズを有するが、信号減衰特性が異なる複数のＰＯＮの場合、より高強度の出力クエリ信号をより減衰が多いＰＯＮへと供給することによって、試験信号トランシーバが検出するのに十分な強度の応答信号を、そのＰＯＮから受信することが可能になってもよい。このようにして、非対称的なクエリ信号スプリッタは、クエリ信号スプリッタに接続されたＰＯＮのサイズ又は減衰特性にしたがって、クエリ信号の強さを分配する助けとなってもよい。
【００２７】
本開示によるファイバネットワークでは、第１又は第２の光ファイバセンサは、センサファイバによって、それぞれのセンサを備えるＰＯＮの素子に光学的に接続されてもよい。センサファイバは、クエリ信号がＰＯＮ及びセンサファイバを通ってそれぞれの光ファイバセンサまで伝播できるようにして、また、そのセンサからの応答信号が、センサファイバ、ＰＯＮ、及びクエリ信号スプリッタを通って、ＰＯＮが光学的に接続された試験信号トランシーバまで伝播できるようにして、ＰＯＮに光学的に接続されてもよい。センサファイバは、センサファイバが電気通信信号を加入者に伝送できないようにして、それぞれのＰＯＮの素子に光学的に接続された光ファイバであってもよい。センサファイバは、光ファイバセンサを、センサを備えるＰＯＮのスプリッタに光学的に接続してもよい。センサファイバは、光ファイバセンサを、センサを備えるＰＯＮに配置された信号結合デバイスに光学的に接続してもよい。センサファイバを介して光ファイバセンサをそのＰＯＮに接続することによって、電気通信信号を伝送するＰＯＮのネットワークファイバの経路指示とは独立して、センサを配置することが可能になってもよい。また、電気通信信号の伝送ではなく、クエリ信号及び応答信号の伝送のみにセンサファイバを使用することが可能になってもよい。このようにして、センサファイバの減衰特性を修正することによって機能する光ファイバセンサは、いずれの電気通信信号の減衰も変化させることなく、クエリ信号及び応答信号の減衰を変化させてもよい。したがって、電気通信信号をより信頼性高く検出することができる。
【００２８】
一般に、センサファイバは、その長さを延長するために、複数のサブ光ファイバで長さ方向に構成されてもよい。サブ光ファイバは、例えば、それらのそれぞれの端部で共に接合されて、センサファイバを形成してもよい。
【００２９】
センサファイバは２つの端部を有してもよい。センサファイバの一方の端部、「閉」端は、それぞれの光ファイバセンサを備えるＰＯＮの素子に光学的に接続されてもよい。他方の「遠」端は、光ファイバセンサの素子に隣接して位置してもよく、並びに／又は光ファイバセンサの素子に光学的に接続されてもよい。センサファイバは、センサファイバの遠端に、例えば光ファイバセンサに近接して、反射体を備えてもよい。反射体は、センサファイバの遠端の端面であってもよい。反射体は、センサファイバの遠端の研磨又は被覆された端面であってもよい。センサファイバの遠端に反射体を設けることによって、応答信号の強さが増加し、それによってその信号対雑音比が増加してもよく、応答信号がより信頼性高く検出できるようになってもよい。次いで、これによって、センサファイバによって接続される光ファイバセンサを、ＰＯＮの光源から測定した長いファイバ経路の端部に配置することが可能になる。また、高い分割比を有するスプリッタの後方に光ファイバセンサを配置することが可能になってもよい。また、一段ＰＯＮのスプリッタの後方に、又は二段ＰＯＮの第２のスプリッタの後方にセンサを配置することが可能になってもよい。センサファイバの遠端に反射体を設けることによって、また、応答信号が依然として信頼性高く検出するのに十分な強さを有するであろうことから、クエリ信号を大幅に減衰する光ファイバセンサを使用することが可能になってもよい。クエリ信号は特定の波長スペクトルを有してもよく、反射体は、クエリ信号の波長スペクトル内の波長を有する光を選択的に反射し、クエリ信号の波長スペクトル外の波長を有する光を透過させるように適合されてもよい。これによって、反射体を電気通信信号経路に挿入して、クエリ信号を選択的に反射し、電気通信信号を妨害せずに通過させることが可能になる。反射体は、センサファイバを移動する光の１つ又は２つの波長を選択的に反射するように適合されてもよい。この場合、反射体は、選択された波長のみを反射するフィルタとして作用する。それにより、より広い波長スペクトルを有するクエリ信号が、１つ又は２つの波長のみを含むようにフィルタ処理されてもよい。
【００３０】
本開示の１つの特定の態様では、反射体と、センサファイバによってそれぞれのＰＯＮの他の素子に接続される光ファイバセンサとの間の幾何学的距離は、センサファイバの長さに沿って測定して、３００メートル未満である。試験信号トランシーバとセンサファイバの遠端にある反射体との間のファイバの全長は、クエリ信号の送出から、それに関連する応答信号が試験信号トランシーバに到達するまでの時間遅延に影響する。本開示によるいくつかのファイバネットワークでは、ネットワークにおける光ファイバセンサの位置は、クエリ信号の送出からそれに関連する応答信号がセンサファイバに到達するまでの時間遅延によって決定される。１つのＰＯＮ又は異なる複数のＰＯＮにおける２つの光ファイバセンサが、試験信号トランシーバとそれぞれのセンサファイバの遠端にある反射体との間で、それぞれのセンサファイバの長さに沿って測定して同一の長さのファイバを有する場合、それらそれぞれのクエリ信号と応答信号との間の時間遅延は等しくなり、どちらのセンサが応答信号を生成したかが曖昧になるという問題が生じることがある。センサファイバの一方に追加のファイバ長を加えることで、この曖昧性を取り除いてもよい。追加のファイバ長は、光ファイバセンサと、センサファイバの遠端にある反射体との間に配置されてもよい。
【００３１】
あるいは、光ファイバセンサは、センサファイバによってＰＯＮに光学的に接続されなくてもよい。センサは、ＰＯＮのルートファイバに、又はＰＯＮのネットワークファイバに光学的に配置されてもよい。
【００３２】
本開示によるいくつかのファイバネットワークでは、クエリ信号は特定の波長スペクトルを有してもよい。特定の波長、例えば１６２５ｎｍ又は１６５０ｎｍを有してもよい。
【００３３】
一般に、本開示によるファイバネットワークは、信号結合デバイスを更に備え、前記信号結合デバイスが第１又は第２の光ファイバセンサそれぞれに向かってクエリ信号をセンサファイバへと供給できるようにして、第１又は第２のＰＯＮに光学的に配置されてもよい。このようにして、ファイバ結合デバイスは、クエリ信号をＰＯＮの素子から抽出し、それをそれぞれのセンサに向かってセンサファイバへと供給することができる。信号結合デバイスは、一般に、「分離」側及び「結合」側を有する。分離側は複数の分離ポートを有し、結合側は結合ポートを有する。信号結合デバイスは、その分離ポートのうち第１のポートに入ってくる第１の光信号と、その分離ポートのうち第２のポートに入ってくる第２の光信号とを結合して、結合ポートを出ていく単一の組み合わされる第３の光信号とするように動作可能である。信号結合デバイスはまた、結合ポートに入ってくる第４の光信号を分離して、その分離ポートのうち２つの別個のポートを出ていく第５の光信号及び第６の光信号とするように動作可能である。一態様では、信号結合デバイスは、光信号のパワー又は強さを分離し、また組み合わせてもよい。この態様では、その機能はパワースプリッタの機能に類似していてもよい。
【００３４】
あるいは、信号結合デバイスは波長依存性の信号結合デバイスであってもよく、即ち、光信号の波長を分離し、また組み合わせてもよい。この場合、その機能は、波長分割多重化装置（「ＷＤＭ」）の機能に類似していてもよい。信号結合デバイスは波長分割多重化装置であってもよい。波長依存性の信号結合デバイスは、第４の入力光信号の特定の波長成分を入力信号の他の波長成分から隔離してもよい。その結果、このタイプの信号結合デバイスの出力は、入ってくる第４の信号の特定の波長成分を含む第５の信号と、入ってくる第４の信号の他の、例えば残りの波長成分を含む第６の信号という、２つの信号であってもよい。波長依存性の信号結合デバイスはまた、第１の入力光信号の特定の波長成分を第２の入力光信号の波長成分と組み合わせるのに有用であってもよく、その出力は、第１の信号及び第２の信号両方の波長成分を含む第３の光信号である。
【００３５】
信号結合デバイスを備えるファイバネットワークにより、試験信号トランシーバからのクエリ信号を、信号結合デバイスが配置されたＰＯＮへと特に効率的に結合することが可能になってもよい。また、クエリ信号をＰＯＮの素子から効率的に抽出することが可能になってもよい。その結果、信号結合デバイスによって、電気通信信号の伝送と同時かつ連続的に、ＰＯＮの光ファイバセンサに問い合わせるためにクエリ信号及び応答信号を伝送するのに、ＰＯＮの素子を使用することが容易になる。波長依存性の信号結合デバイスにより、試験信号トランシーバ及びセンサを特定の試験波長で動作させることが可能になってもよい。特定の実施形態では、クエリ信号及びそれに関連する応答信号は特定の波長を有する。その波長は試験波長と呼ばれることがある。かかる試験波長は、電気通信信号に使用される光の波長とは異なってもよい。それにより、ＰＯＮのセンサへの問合せは、電気通信信号の伝送のための波長領域とは別の波長領域で行われてもよい。これによって、２つのタイプの信号間での干渉が起こりにくくなり、ファイバネットワーク全体の信頼性がより高くなってもよい。
【００３６】
一般に、上述のようなセンサファイバを備える、本開示によるファイバネットワークの光ファイバセンサは、センサファイバの少なくとも１セグメントを変形させるように適合されてもよい、アクチュエータを更に備えてもよい。センサファイバの変形は、センサファイバ内を伝播するクエリ信号及び／又は応答信号の光減衰の変化を引き起こすようなものであってもよい。センサファイバは、例えば、アクチュエータによって、特定の最小曲げ半径よりも小さい半径に曲げることができる部分を備えてもよい。センサファイバ内に伝送され曲げ部分を通って伝播するクエリ信号又は応答信号は、減衰されてもよい。一般に、光信号の減衰は信号の強さの低減である。アクチュエータは、ドアが開かれると、アクチュエータがセンサファイバを変形させ、それによってセンサファイバ内を伝播するクエリ信号及び／又は応答信号の光減衰の変化が引き起こされるようにして、光ファイバキャビネットのドアに機械的に連結されてもよく、その変化は試験信号トランシーバによって検出可能である。このようにして、アクチュエータは、外的影響をセンサファイバの減衰特性の変化へと変換してもよい。その変化は、試験信号トランシーバによって検出され測定されてもよい。
【００３７】
センサファイバの変形は、１つ以上の特定の波長に対して、又は１つ以上の特定の波長間隔のみに対して、センサファイバの光減衰特性の変化を引き起こしてもよい。上述したように、クエリ信号は特定の波長を有してもよく、又は１つ以上の波長が残りの波長よりもはるかに高い強さを有する特定の波長スペクトルを有してもよい。本開示によるファイバネットワークでは、第１又は第２の光ファイバセンサのアクチュエータは、センサファイバの変形によって、クエリ信号の波長スペクトル内の少なくとも１つの波長に対してセンサファイバにおけるクエリ信号の光減衰の変化が引き起こされるようにして、センサファイバの少なくとも１セグメントを変形させるように適合されてもよい。これにより、クエリ信号のスペクトル内の波長成分の１つ以上を減衰することが可能になり、一方で他の波長成分は減衰されないままであってもよい。これにより、同一のセンサファイバに対して作用する、２つの異なる光ファイバセンサを提供することが可能になってもよい。センサの１つは、クエリ信号のスペクトル内の第１の波長を減衰してもよく、他のセンサはクエリ信号のスペクトル内の第２の波長を減衰してもよい。好適な試験信号トランシーバは、２つのセンサによって導入される減衰を区別してもよい。
【００３８】
第１及び／又は第２の光ファイバセンサは受動センサであってもよい。受動センサは、動作するのに電気エネルギーの供給を要しない。したがって、電気エネルギーが利用可能でない場所で、あるいは電気が存在すると危険が生じる、又は他のデバイス若しくは環境と干渉することがある場所で、受動光ファイバを使用することができる。受動センサにより、それが設置されたファイバネットワークの場所で、例えばＰＯＮのスプライスキャビネット又はスプリッタキャビネット内で、電気エネルギーを提供することが不要になってもよい。しかしながら、別の方法として、第１及び／又は第２の光ファイバセンサは能動センサであってもよい。換言すれば、センサは動作するのに電気エネルギーを要する。
【００３９】
一般に、本開示によるファイバネットワークでは、試験信号トランシーバ、第１のＰＯＮ、第２のＰＯＮ、第１の光ファイバセンサ、第２の光ファイバセンサ、及び／又はクエリ信号スプリッタは、試験信号トランシーバによって、同一のセンサの２つの連続した問合せの間の間隔を１０秒以下にして、第１の光ファイバセンサ又は第２の光ファイバセンサに繰り返し問い合わせることができるように適合されてもよい。その目的のため、特定の手段を講じることができる。例えば、試験信号トランシーバは、対応する応答信号が試験信号トランシーバに戻ったときに、迅速かつ信頼性の高い検出に十分な強さ及び信号対雑音比を有するように、十分な強さのクエリ信号を送出するように適合されてもよい。ＰＯＮは、そのＰＯＮからの対応する応答信号が、試験信号トランシーバに戻ったときに、迅速かつ信頼性の高い検出に十分な強さ及び信号対雑音比を有するような回数でのみ、クエリ信号を分割してもよい。光ファイバセンサは任意の程度の減衰を発生させてもよい。減衰は、試験信号トランシーバにおいて、そのセンサからの減衰された応答信号をそのセンサからの減衰されていない応答信号と比較できるように適合されてもよい。減衰は、試験信号トランシーバにおいて、１つのセンサからの減衰された応答信号が、同一のセンサからの減衰されていない応答信号よりも大幅に低い強さを有するように適合されてもよい。光ファイバセンサは、検出可能な応答信号が試験信号トランシーバに戻らないように、クエリ信号及び／又は応答信号を大幅に減衰してもよい。光ファイバセンサは、あるいは、センサからの応答信号が試験信号トランシーバに戻ったときに、迅速かつ信頼性の高い検出に十分な強さ及び信号対雑音比を有する程度まで、クエリ信号及び／又は応答信号を減衰してもよい。クエリ信号スプリッタに接続された複数のＰＯＮのうち１つからの応答信号が、試験信号トランシーバに戻ったときに、迅速かつ信頼性の高い検出に十分な強さ及び信号対雑音比を有するように、クエリ信号スプリッタは十分に低い分割比を有してもよい。特定の実施形態では、試験信号トランシーバは、光ファイバセンサからの減衰された応答信号を、同一のセンサからの減衰されていない応答信号と比較するように適合されてもよい。減衰された応答信号は、減衰されていない応答信号よりも先に、試験信号トランシーバによって受信されていてもよく、又は逆もまた同様である。特定のセンサの問合せ間の１０秒以下という時間間隔により、センサの１つによって検出され指示されるような、異常な状況の迅速かつ信頼性の高い検出が可能になる。これにより、次いで、状況に対する迅速な反応が容易になってもよく、結果として、ファイバネットワークの素子を保護及び／又は固定する助けとなってもよい。
【００４０】
一般に、本開示によるファイバネットワークは１つ以上の更なるＰＯＮを備えてもよい。更なるＰＯＮはそれぞれ、それぞれの電気通信信号を生成するそれぞれの光源を備えてもよく、それぞれの光ファイバセンサを備えてもよい。更なるＰＯＮはそれぞれ、それぞれの電気通信信号を複数の加入者に伝送するように適合されてもよい。更なるＰＯＮはそれぞれ、試験信号トランシーバからのクエリ信号が更なるＰＯＮへと供給可能であり、更なるＰＯＮ内をそれぞれの光ファイバセンサへと伝播することができるようにして、また、試験信号トランシーバがそれぞれの光ファイバセンサから応答信号を受信することができるようにして、試験信号トランシーバに光学的に接続されてもよい。クエリ信号スプリッタは、試験信号トランシーバによって送出されたクエリ信号を、第１のＰＯＮ、第２のＰＯＮ、及び更なるＰＯＮ（１つ以上）へと同時に供給するように、また第１のＰＯＮ、第２のＰＯＮ、及び更なるＰＯＮ（１つ以上）からの応答信号を、試験信号トランシーバへと供給するように適合されてもよい。クエリ信号スプリッタは、クエリ信号スプリッタが、試験信号トランシーバから送出されたクエリ信号を、第１のＰＯＮ、第２のＰＯＮ、及び更なるＰＯＮ（１つ以上）へと同時に供給することができるようにして、またクエリ信号スプリッタが、第１のＰＯＮ、第２のＰＯＮ、及び更なるＰＯＮ（１つ以上）からの応答信号を、試験信号トランシーバへと供給することができるようにして、試験信号トランシーバに、また第１のＰＯＮ、第２のＰＯＮ、及び更なるＰＯＮ（１つ以上）に光学的に接続されてもよい。第１のＰＯＮ、第２のＰＯＮ、及び更なるＰＯＮのセンサに同時に問い合わせることにより、ＰＯＮのうち任意の１つにおいて、任意の１つのセンサにおける２つの連続した問合せ間の時間がより短くなってもよい。同一の試験信号トランシーバ及び同一のクエリ信号スプリッタを使用して、更なるＰＯＮに問い合わせることによって、追加の試験信号トランシーバ及び／又はクエリ信号スプリッタが存在する必要がなくなってもよく、したがって、ファイバネットワークのコスト効率がより良くなってもよい。
【００４１】
次に、本発明の特定の実施形態を例証する以下の図面を参照して本発明をより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】ＰＯＮを備えるファイバネットワークの概略ネットワーク図である。
【図２】本発明によるファイバネットワークの概略ネットワーク図である。
【図３】本発明による更なるファイバネットワークの概略ネットワーク図である。
【図４】スイッチを備える、本発明による更なるファイバネットワークの概略ネットワーク図である。
【図５ａ】ドアが閉じている、ドア上の光ファイバセンサを示す概略平面図である。
【図５ｂ】ドアが開いている、図５ａの光ファイバセンサを示す概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下に本発明の異なる実施形態を説明し、図面に示す。図中、同様の要素には同様の参照番号を付してある。光ファイバを参照すると、そのファイバは、端部で互いと接続されて、１つのファイバ経路を形成するいくつかの光ファイバで構成されてもよい。図１及び２のルートファイバ４０は、例えば、端部で共に接合された３つの物理的ファイバによって形成されてもよい。
【００４４】
図１は、２つの受動光ネットワーク（ＰＯＮ）１０、２０を備えるファイバネットワークの概略ネットワーク図である。第１のＰＯＮ  １０、即ち図１の上側のＰＯＮは、一段ＰＯＮ  １０である。第１のＰＯＮ  １０は、光源３０と、光ファイバ４０、５０と、スプリッタ６０と、複数の光回線終端装置（ＯＮＵ）７０とを備える。ＯＬＴ  ３０はネットワークオペレータの中央局内に位置し、一方でＯＮＵ  ７０は加入者の施設に位置する。
【００４５】
光源は光回線端末（「ＯＬＴ」）３０である。ＯＬＴ  ３０は、光電気通信信号を生成することができ、これらの信号を第１のＰＯＮ  １０のルートファイバ４０へと伝送することができる。ルートファイバ４０は、ＯＬＴ  ３０と、ＯＬＴ  ３０によって伝送された信号が最初に遭遇するスプリッタ６０との間の光ファイバ接続である。ＯＬＴ  ３０はまた、ルートファイバ４０から光電気通信信号を受信することができる。スプリッタ６０は１：３２のスプリッタであり、即ち、ルートファイバ４０を通って到達する電気通信信号を３２個の同一の、但しより弱い出力電気通信信号へと分割する。これらの出力信号は、３２本のネットワークファイバ５０によって３２個のＯＮＵ  ７０に更に伝送される。このようにして、光電気通信信号を、ＯＬＴ  ３０からファイバ４０、５０及びスプリッタ６０を通してＯＮＵ  ７０に伝送することができる。中央局に向けた通信の場合、ＯＮＵ  ７０も光電気通信信号を生成することができる。ＯＮＵ  ７０からの電気通信信号は、ネットワークファイバ５０を通してスプリッタ６０に伝送することができる。スプリッタ６０は、３２本のネットワークファイバから入ってくる光電気通信信号を、光学的に組み合わせ、即ち重畳する。スプリッタ６０は、組み合わされた信号を更にルートファイバ４０へ、またルートファイバ４０を介してＯＬＴ  ３０へと伝送する。このようにして、光電気通信信号を、ＯＮＵ  ７０からファイバ４０、５０及びスプリッタ６０を通してＯＬＴ  ３０に伝送することができる。第１のＰＯＮ  １０は、ＯＬＴ  ３０からの信号が、ＯＮＵ  ７０に到達する前にのみ単一のスプリッタ６０によって分割されることから、一段ＰＯＮである。
【００４６】
第２のＰＯＮ  ２０は二段ＰＯＮ  ２０である。第１のＰＯＮ  １０のように、光源３０と、光ファイバ４０、５０、５１と、スプリッタ６１、６２と、複数の光回線終端装置（ＯＮＵ）７０とを備える。光電気通信信号は、第１のＰＯＮ  １０に関して上述したように、ＯＬＴ  ３０から、ファイバ４０、５０、５１及びスプリッタ６１、６２を通して、ＯＮＵ  ７０に伝送することができる。しかしながら、二段ＰＯＮ  ２０では、ＯＬＴ  ３０からの光電気通信信号は、ＯＮＵ  ７０に到達する前に、第１のスプリッタ６１及び第２のスプリッタ６２によって二回分割される。第１のスプリッタは１：８のスプリッタであり、即ち、ルートファイバ４０を通って到達する電気通信信号を８個の同一の、但しより弱い出力電気通信信号へと分割する。第２のスプリッタ６２は１：５のスプリッタである。このようにして、ＯＬＴ  ３０からの光電気通信信号は、第１の段のスプリッタ６１において１：８で一旦分割され、分割された信号は、第２の段のスプリッタ６２の１つにおいて１：５で再び分割される。ファイバ４０、５０における減衰、結合損失、及びスプリッタ損失を無視すると、ＯＬＴ  ３０によって送出された信号のパワーの約１／４０がそれぞれのＯＮＵ  ７０に到達する。４０個のＯＮＵ  ７０は全て、同一の分割された電気通信信号をＯＬＴ  ３０から受信する。換言すれば、電気通信信号はＯＬＴ  ３０からＯＮＵ  ７０までカスケードされる。ＯＬＴ  ３０からの電気通信信号は、ファイバ４０、５０、５１及びスプリッタ６１、６２を通して同時に伝送される。
【００４７】
二段ＰＯＮ  ２０でも、電気通信信号を反対方向で、即ちＯＮＵ  ７０からＯＬＴ  ３０に伝送することができる。ＯＮＵ  ７０からの信号は、ＯＮＵ  ７０が接続された第２の段のネットワークファイバ５１を通して、第２の段のスプリッタ６２の１つに伝送され、更に、第１の段の対応するネットワークファイバ５０を通して、第１の段のスプリッタ６１に、また更にルートファイバ４０を介してＯＬＴ  ３０に伝送される。第２の段のスプリッタ６２は、対応する５本のネットワークファイバ５１を介して５つのＯＮＵ  ７０から入ってくる光電気通信信号を光学的に組み合わせ、即ち重畳する。組み合わされた信号は、第２の段のスプリッタ６２から第１の段のスプリッタ６１に伝送される。第１の段のスプリッタ６１は、５本のネットワークファイバ５０を介して８つの第２の段のスプリッタ６２から入ってくる組み合わされた光電気通信信号を光学的に組み合わせ、即ち重畳する。第１の段のスプリッタ６１は、組み合わされた信号を更にルートファイバ４０へ、またルートファイバ４０を介してＯＬＴ  ３０へと伝送する。
【００４８】
本発明の一態様によるファイバネットワーク１が、図２の概略ネットワーク図に示されている。ファイバネットワーク１は２つの一段ＰＯＮ  １０、１１を備える。ＰＯＮ  １０、１１は両方とも同一の構造又はアーキテクチャを有する：各ＰＯＮ  １０、１１は、ＯＬＴ  ３０と、ルートファイバ４０と、スプリッタ６０と、ネットワークファイバ５０と、ＯＮＵ  ７０とを有する。ＯＬＴ  ３０、ルートファイバ４０、スプリッタ６０、ネットワークファイバ５０、及びＯＮＵ  ７０の機能は、図１の文脈において記載したものと同一のである。これらの素子は、それぞれのＰＯＮ  １０、１１内で、ＰＯＮ  １０、１１のＯＬＴ  ３０から、ＯＬＴ  ３０に光学的に接続されたそれぞれのＰＯＮ  １０、１１のＯＮＵ  ７０に電気通信信号を伝送するのに使用される。電気通信信号は、１３１０ｎｍ、１４９０ｎｍ、及び／又は１５５０ｎｍの波長を有し、同一のルートファイバ４０及び同一のネットワークファイバ５０に伝送される。
【００４９】
第１のＰＯＮ  １０は光ファイバセンサ１００を備えるが、これについては、図５ａ及び５ｂの文脈において詳細に後述する。センサ１００は、センサファイバ１１０によって、第１のＰＯＮ  １０の他の素子に光学的に接続される。センサファイバ１１０の一端、「閉」端は、ＰＯＮ  １０の他の素子に、具体的には波長分割多重化装置２５０に光学的に接続される。センサファイバ１１０の反対側の端部、「遠端」は、反射体１２０を備える。ファイバネットワーク１は、第１のＰＯＮ  １０及び第２のＰＯＮ  １１の光ファイバセンサ１００に問い合わせる役割を果たす、この実施形態では光学的時間領域反射計（「ＯＴＤＲ」）２００である、試験信号トランシーバを更に備える。その目的のため、ＯＴＤＲ  ２００は、１６２５ｎｍという特定の波長の光クエリ信号を生成し送出する。この波長は、一般に、光ファイバネットワークにおける試験及び監視の目的で使用される。ＯＴＤＲ  ２００は、クエリ信号を試験信号ファイバ２１０へと送出し、それが信号をクエリ信号スプリッタ２２０に伝送する。クエリ信号スプリッタ２２０は、ＯＴＤＲ  ２００からのクエリ信号を、２つの同一の、但しより弱いクエリ信号へと分割する。これらの分割されたクエリ信号は、元の分割されていないクエリ信号と同一の波長スペクトルを有する。クエリ信号は電気通信データを伝送するのには使用されないが、それらの目的は、ＯＴＤＲ  ２００が光学的に接続された、ＰＯＮ  １０、１１の光ファイバセンサ１００に問い合わせることである。
【００５０】
ＯＴＤＲ  ２００のクエリ信号は、分割試験信号ファイバ２１５によって、第１のＰＯＮ  １０に向かって更に伝送され、この実施形態では波長分割多重化装置（「ＷＤＭ」）２４０である信号結合デバイスによって、第１のＰＯＮ  １０のルートファイバ４０へと結合される。ＷＤＭ  ２４０は、クエリ信号の波長スペクトルを有する光、即ち１６２５ｎｍの波長を有する光を、１３１０ｎｍ、１４９０ｎｍ、及び１５５０ｎｍの波長を有する、ＯＬＴ  ３０の電気通信信号の波長スペクトルを有する光と組み合わせる。ＷＤＭ  ２４０は、特定の波長スペクトルの電気通信信号成分と、異なる波長スペクトルのクエリ信号成分とを有する、組み合わされた信号を出力する。したがって、ＷＤＭ  ２４０は波長依存性の信号結合デバイスである。組み合わされた信号は、ルートファイバ４０を通して、第１のＰＯＮ  １０のＯＮＵ  ７０に向かって伝送される。スプリッタ６０に達する前に、第２のＷＤＭ  ２５０によって、クエリ信号の波長成分は電気通信信号の波長成分から分離される。第２のＷＤＭ  ２５０は、クエリ信号の波長、即ち１６２５ｎｍを有する光を、他の波長を有する光から、特に電気通信信号の光から隔離する。第２のＷＤＭ  ２５０は、クエリ信号の波長スペクトルを有する光を、第２のＷＤＭ  ２５０に光学的に接続されたセンサファイバ１１０へと供給し、組み合わされた信号の残りの波長成分、即ち電気通信信号の波長成分は、ルートファイバ４０によってスプリッタ６０に更に伝送される。スプリッタ６０は、電気通信信号を分割し、分割された信号を、ネットワークファイバ５０を通して加入者位置にある３２個のＯＮＵ  ７０に伝送する、１：３２のパワースプリッタである。
【００５１】
図２に示されない代替実施形態では、センサファイバ１１０内を伝播するクエリ信号は、更なるスプリッタで分割される。その更なるスプリッタによって、クエリ信号のパワーの画分は、光ファイバセンサ１００の問合せのためにそのセンサ１００に伝送され、クエリ信号の残りのパワーはスプリッタ６０に伝送され、そこで、クエリ信号の画分がルートファイバ４０の電気通信信号と再び組み合わされ、組み合わされた信号がＯＮＵ  ７０に向かってネットワークファイバ５０へと供給される。
【００５２】
第１のＰＯＮ  １０の光ファイバセンサ１００は、例えば図５ａ及び５ｂに示されるような、ドアセンサであってもよい。センサ１００は、センサ１００によって感知された環境条件に応じてクエリ信号を減衰する。減衰の程度は環境条件の指標である。減衰されたクエリ信号は、センサファイバ１１０によって、センサファイバ１１０の遠端に位置する反射体１２０に更に伝送される。反射体１２０は、減衰されたクエリ信号を反射して、ＯＴＤＲ  ２００に向かってセンサファイバへと戻す。クエリ信号は、センサ１００によって感知された環境条件に応じて、センサ１００を二回目に通過するときにセンサファイバ１１０内で再び減衰することができる。結果として得られる信号、即ち二回減衰され一回反射されていてもよいクエリ信号は、応答信号である。応答信号は、センサファイバ１１０を通して第２のＷＤＭ  ２５０へと逆に伝送される。第２のＷＤＭ  ２５０は、応答信号の波長成分を電気通信信号のスペクトルと組み合わせる。組み合わされた信号は、第２のＷＤＭ  ２５０からルートファイバ４０を通して第１のＷＤＭ  ２４０に伝送される。第１のＷＤＭ  ２４０は、応答信号の波長成分を電気通信信号の波長成分から分離する。応答信号の波長成分は、第２のＷＤＭ  ２４０に光学的に接続された分割試験信号ファイバ２１５へと供給され、組み合わされた信号の残りの波長成分、即ち電気通信信号の波長成分は、ルートファイバ４０によってＯＬＴ  ３０に更に伝送される。分割試験信号ファイバ２１５は、応答信号をクエリ信号スプリッタ２２０に伝送する。クエリ信号スプリッタ２２０は、第１のＰＯＮ  １０からの応答信号を第２のＰＯＮ  １１からの応答信号と組み合わせる。組み合わされた応答信号は、試験信号ファイバ２１０を介してＯＴＤＲ  ２００に伝送される。
【００５３】
ＯＴＤＲ  ２００は組み合わされた応答信号を解析する。可能なＯＴＤＲ解析方法は、最近獲得された応答信号を、全てのセンサ１００が「通常」状態であったときに、即ち全てのセンサ１００の環境条件が通常のあるべき状態であったとき、例えば、全てのドアが閉じられ、センサの場所に湿度又は液体が存在しないときに記録した、過去に記録された「通常」の応答信号と比較するものである。最近の応答信号と「通常」の応答信号との間の偏差は、センサ１００の少なくとも１つが「通常」でない状態又は作動状態であるかも知れないことを示唆する。ＯＴＤＲ  ２００は、どのセンサ１００が作動状態にあるかを既知の手法で判断することができる。
【００５４】
クエリ信号スプリッタ２２０は、一般に、光信号のパワーとは独立してそれらの波長成分を分割し組み合わせるＷＤＭとは対照的に、一般に、光信号の波長とは独立してそれらのパワーを分割する、パワースプリッタである。
【００５５】
図２の第２のＰＯＮ  １１は第１のＰＯＮ  １０と同一であり、したがって別個に記載はしない。第２のＰＯＮ  １１からの応答信号は、別個の分割試験信号ファイバ２１５を通して、第１のＰＯＮ  １０からの応答信号と同一のクエリ信号スプリッタ２２０へと供給される。クエリ信号スプリッタ２２０は、第２のＰＯＮ  １１からの応答信号を第１のＰＯＮ  １０からの応答信号と組み合わせる。組み合わされた応答信号は、試験信号ファイバ２１０を介してＯＴＤＲ  ２００に伝送される。
【００５６】
クエリ信号スプリッタ２２０は、ＯＴＤＲ  ２００によって送出されたクエリ信号を、第１のＰＯＮ  １０及び第２のＰＯＮ  １１へと同時に供給する。しかしながら、ＰＯＮ１０、１１からの応答信号は、異なる時間にクエリ信号スプリッタ２２０に到達してもよい。クエリ信号スプリッタ２２０は、応答信号が到達するとそれらをＯＴＤＲ  ２００に向かって渡す。ＯＴＤＲ  ２００からクエリ信号が送出されてから、ＰＯＮ１０、１１からの応答信号がＯＴＤＲ  ２００に到達するまでの遅延を使用して、センサ１００の場所を判断することができる。ＰＯＮ  １０、１１は、複数のセンサ１００及びそれに関連する反射体１２０を備えてもよい。同一のＰＯＮ１０、１１の、又は異なるＰＯＮ１０、１１の２つのセンサ１００からの応答信号は、ＯＴＤＲ  ２００とセンサ１００に関連付けられたそれぞれの反射体１２０との間の光ファイバの合計長さに応じて、異なる時間にＯＴＤＲ  ２００に到達してもよい。２つの応答信号の到達間の時間間隔を使用して、例えばファイバネットワーク１を設定するときに、特定のセンサ１００を識別することができる。しかしながら、２つのセンサ１００が偶然、ＯＴＤＲ  ２００とセンサ１００に関連付けられたそれぞれの反射体１２０との間で同一の長さの光ファイバを有する場合、２つのセンサ１００は、クエリ信号を送出してから応答信号が到達するまでの時間遅延によって区別することができない。これによって曖昧性が生じる。曖昧性を取り除くために、追加のファイバ長が、２つの曖昧なセンサ１００のうち一方のセンサファイバに導入されてもよく、それによって今度は、センサ１００のうち一方の反射体１２０が他方のセンサ１００の反射体１２０よりも、ＯＴＤＲ  ２００から光学的に遠く離れる。これらそれぞれの時間遅延が今度は異なり、センサ１００をＯＴＤＲ  ２００によって区別することができる。
【００５７】
図２のファイバネットワーク１では、ＯＬＴ  ３０、第１のＷＤＭ  ２４０、ＯＴＤＲ  ２００、及びクエリ信号スプリッタ２２０は、ネットワークオペレータの中央局２６０に位置する。第１のＰＯＮ  １０の第２のＷＤＭ  ２５０、スプリッタ６０、及びセンサ１００はスプリッタキャビネット２７０内に位置し、そのスプリッタキャビネットは、一般的には中央局２６０から数キロメートル離れており、また一般的には、第１のＰＯＮ  １０が電気通信信号を伝送する加入者のＯＮＵ  ７０から数百メートル離れている。同様に、第２のＰＯＮ  １１の第２のＷＤＭ  ２５０、スプリッタ６０、及びセンサ１００は異なるスプリッタキャビネット２７１内に位置し、そのスプリッタキャビネットはやはり、一般的には中央局２６０から数キロメートル離れており、また一般的には、第２のＰＯＮ  １１が電気通信信号を伝送する加入者のＯＮＵ  ７０から数百メートル離れている。それぞれのスプリッタキャビネット２７０、２７１のセンサ１００は、スプリッタキャビネット２７０のドアが開いているのを検出するセンサ１００である。これらについては図５ａ及び５ｂの文脈において詳細に記載する。
【００５８】
図２に示されるファイバネットワーク１は、第３のＰＯＮ、第４のＰＯＮ、又は更なるＰＯＮ（図示なし）を備えるように拡張することができる。更なるＰＯＮのそれぞれにおいて、分割試験信号ファイバ２１５は、更なるＰＯＮを同一のクエリ信号スプリッタ２２０に接続すると共に、試験信号ファイバ２１０を介してＯＴＤＲ  ２００に接続する。次に、クエリ信号スプリッタ２２０は、ＰＯＮそれぞれに接続され、ＯＴＤＲ  ２００からのクエリ信号を、接続された全てのＰＯＮへと同時に供給される、対応する数のクエリ信号へと分割するように適合される。したがって、クエリ信号スプリッタ２２０の分割比は、３２個のＰＯＮをＯＴＤＲ  ２００に接続するために、１：３２であるか、又は６４個のＰＯＮを接続するために１：６４であってもよい。より多くの光パワーがＰＯＮの１つ又はいくつかへと供給され、より少ない光パワーが異なるＰＯＮへと供給されるように、クエリ信号スプリッタ２２０の分割は不均等であってもよい。かかる不均等又は非対称的な分割は、１つのＯＴＤＲ  ２００が大きいＰＯＮ（例えば、６４か所の加入者に対して電気通信信号を伝送するＰＯＮ）及び小さいＰＯＮ（例えば、８か所の加入者に対して電気通信信号を伝送するＰＯＮ）に同時に問い合わせる場合に、特に有用である。本開示によるファイバネットワーク１におけるクエリ信号の分割に対する制限は、ＯＴＤＲ  ２００によって受信される応答信号がＯＴＤＲ  ２００の雑音と区別可能でなければならないという要件によって与えられる。クエリ信号の総分割比、即ち、ＯＴＤＲ  ２００に接続された任意のＰＯＮにおけるファイバ端部の任意の１つに到達する最小クエリ信号パワーと、ＯＴＤＲ  ２００によって送出されたときのクエリ信号パワーとの比は、１：１６、１：３２、１：６４、又は１：１２８、又は更にはそれよりも大きくてもよい。ＯＴＤＲ２００、ファイバ４０、５０、２１０、２１５、スプリッタ２２０、５０、６０、ＷＤＭ  ２４０、２５０、及び反射体１２０の特性によって、中でも特に、クエリ信号のどの総分割比が、ＯＴＤＲ  ２００において、信頼性高く検出し解析することができる応答信号を依然としてもたらすかが決まる。
【００５９】
本発明の代替実施形態では、光ファイバセンサ１００は、出力ファイバが加入者のＯＮＵ  ７０に接続される、スプリッタ６０の「後方」に配置することができる。この実施形態が図３に示される。図２のファイバネットワークのように、ＯＴＤＲ  ２００からのクエリ信号は、クエリ信号スプリッタ２００によって、また分割試験信号ファイバ２１５によって、複数のＰＯＮへと同時に供給される。クエリ信号スプリッタ２２０は１：８の分割比を有する。図３に示される実施形態では、８個のＰＯＮがクエリ信号スプリッタ２２０に光学的に接続される。これらのＰＯＮ  １０のうち１つのみが図３に示されている。ＯＴＤＲ  ２００は、波長１６２５ｎｍのクエリ信号を送出する。これらは、ＰＯＮ  １０のルートファイバ４０へと結合され、ＷＤＭ  ２４０によって、ＯＬＴ  ３０が送出する電気通信信号と組み合わされる。ルートファイバ４０は、組み合わされた信号をスプリッタ６０に伝送する。図２のファイバネットワークとの違いは、図３のファイバネットワーク１では、光ファイバセンサ１００が、ＯＴＤＲ  ２００から見てスプリッタ６０の後方に光学的に配置される点である。スプリッタ６０はパワースプリッタである。ルートファイバ４０から入ってくる信号を３２個の同一の信号へと分割し、これらの信号を３１個のＯＮＵ  ７０に向かって３１個のネットワークファイバ５０へと、また光ファイバセンサ１００に向かって１つのセンサファイバ１１０へと供給する。センサ１００は図２のセンサ１００と同一である。クエリ信号の波長、即ち１６２５ｎｍを、スプリッタ６０に向かってセンサファイバ１１０へと選択的に後方反射する、反射体１２０を備える。１６２５ｎｍの波長成分を有する応答信号は、センサ１００を再び通過する。センサ１００の状態に応じて、減衰されるか又はされない。次に、応答信号はスプリッタ６０に伝送され、そこで、３１本のネットワークファイバ５０から到達する電気通信信号と組み合わされる。組み合わされた信号は、スプリッタ６０からルートファイバ４０を通してＷＤＭ  ２４０に伝送される。ＷＤＭ  ２４０は、応答信号の波長成分、即ち１６２５ｎｍの波長を組み合わされた信号から抽出し、分割試験信号ファイバ２１５を通して、応答信号をクエリ信号スプリッタ２２０に渡す。クエリ信号スプリッタ２２０では、図３に示されるＰＯＮ  １０からの応答信号は、図示されない他の７つのＰＯＮからの応答信号と組み合わされる。次に、組み合わされた信号は、試験信号ファイバ２１０を通してＯＴＤＲ  ２００に伝送され、そこで受信され解析される。
【００６０】
この実施形態では、このようにして、ＯＴＤＲ  ２００からのクエリ信号は、センサ１００に到達する前に二回、即ちクエリ信号スプリッタ２２０及びスプリッタ６０によって分割される。クエリ信号スプリッタの所与の分割比に対して、したがって、センサ１００に到達するクエリ信号は、図２の場合のように、スプリッタ６０の手前のルートファイバ４０においてＷＤＭが組み合わされた信号からクエリ信号を抽出した場合よりも弱い。センサ１００の反射体１２０で反射した後に戻ってＯＴＤＲ  ２００に到達する、ＯＴＤＲ  ２００での信頼性の高い検出及び解析に十分な強さのものである応答信号の場合、クエリ信号スプリッタ２２０は、スプリッタ６０の手前のルートファイバ４０においてＷＤＭが組み合わされた信号からクエリ信号を抽出した場合に有し得るものよりも、低い分割比を有することができる。図３に示される実施形態では、より少数のＯＮＵ  ７０をＯＴＤＲ  ２００に光学的に接続することができるが、ファイバネットワーク１では、第２のＷＤＭ  ２５０を要することなく、異なるＰＯＮ  １０における光ファイバセンサ１００の同時問合せを行う。
【００６１】
本発明による更なる光ファイバネットワーク１が、図４の概略ネットワーク図に示される。ファイバネットワーク１では、いくつかのＰＯＮが一群のＰＯＮを形成する。第１の群はｎ個のＰＯＮを備え、第２の群はｍ個のＰＯＮを備え、第３の群はｑ個のＰＯＮを備える。ファイバネットワークはｋ群のＰＯＮを備える。各群はクエリ信号スプリッタ２２０、２２１、２２２を有する。全てのクエリ信号スプリッタ２２０、２２１、２２２は、一方の側では光スイッチ２８０を介してＯＴＤＲ  ２００に、他方の側ではＰＯＮ群に光学的に接続される。各クエリ信号スプリッタ２２０、２２１、２２２は、クエリ信号をＯＴＤＲ  ２００からその群のＰＯＮへと同時に供給することができ、応答信号をその群のＰＯＮからＯＴＤＲ  ２００へと供給することができる。一群のＰＯＮは全て、単一のクエリ信号スプリッタ２２０、２２１、２２２を通してＯＴＤＲ  ２００に接続される。一群内のＰＯＮは、図２又は図３に示されるのと同一の手法で同時に問い合わせられる。しかしながら、ＰＯＮ群は、単一のＯＴＤＲ  ２００によって連続的に問い合わせられる。これは、一方の側にあるＯＴＤＲ  ２００と他方の側にあるクエリ信号スプリッタ２２０、２２１、２２２との間に光学的に配置される、光スイッチ２８０によって達成される。スイッチ２８０は様々な位置をとることができる。１つの位置では、スイッチ２８０は、ＯＴＤＲ  ２００からのクエリ信号を、クエリ信号スプリッタ２２０、２２１、２２２のうち単一の１つへと、また更に、そのクエリ信号スプリッタ２２０、２２１、２２２に光学的に接続されたＰＯＮ群へと供給することができる。スイッチ２８０はまた、応答信号をＰＯＮ群から、またその群のＰＯＮが接続された１つのクエリ信号スプリッタ２２０、２２１、２２２から、ＯＴＤＲ  ２００へと供給することができる。
【００６２】
光スイッチ２８０は、ＯＴＤＲ  ２００を一度にＰＯＮの単一の群にのみ光学的に接続することができる。このようにして、ＯＴＤＲ  ２００は、スイッチ２８０によって現在ＯＴＤＲ  ２００に接続されている、１つのＰＯＮ群内の光ファイバセンサ１００にのみ同時に問い合わせることができる。異なるＰＯＮ群のセンサ１００に問い合わせる場合、スイッチ２８０を操作して、ＯＴＤＲ  ２００を、その異なるＰＯＮ群が光学的に接続されているクエリ信号スプリッタ２２０、２２１、２２２に光学的に接続することができる。スイッチ２８０の操作には時間が掛かる。したがって、１つのＰＯＮ群のセンサ１００には、異なるＰＯＮ群のセンサの問合せが行われた後にのみ問い合わせることができる。スイッチは、ｋ群全てのＰＯＮにおける全てのセンサへの問合せが行われるまでに、ｋ回操作する必要がある。したがって、図４に示されるファイバネットワーク１は、図２に示されるファイバネットワーク１のセンサ１００よりも低い頻度での問合せを要する、ＰＯＮ群のセンサ１００への問合せに特に適している。
【００６３】
図５ａは、本開示によるファイバネットワーク１で使用することができる、図２の光ファイバセンサ１００の一実施形態の概略平面図である。寸法は縮尺通りではなく、明瞭にするために一部の寸法が誇張されている。図５ａ及び５ｂに示されるセンサ１００は、ドア３００が開いているか又は閉じているかを検出することができる、受動光ファイバドアセンサである。ドア３００は、ヒンジ３１０を中心にして回転させることによって開閉することができる。ヒンジ軸は、図面の面に対して鉛直かつ垂直である。ドア３００は、図５ａでは閉じた位置で示されている。矢印３２０は、ドア３００が閉じた位置から開いた位置へと移動されるときのドア３００の回転方向を示している。ドア３００がヒンジ３１０の一方の側に配置され、アーム３３０がヒンジ３３０の反対側に配置されるようにして、アーム３３０がドア３００に固定されているので、ドア３００がヒンジ３１０の軸を中心にして回転すると、アーム３３０は同一の軸を中心にして回転する。アーム３３０は可動のセンサアクチュエータ３４０と接触している。ドア３００が開くと、アーム３３０がセンサアクチュエータ３４０を対抗要素３５０に向かって押す。アクチュエータ３４０は凸状に湾曲したアクチュエータ面３６０を有し、対抗要素３５０は凹状に湾曲した対応する対抗面３７０を有するので、凸状のアクチュエータ面３６０及び凹状の対抗面３７０は互いに対応し、ドア３００を開いたときにセンサアクチュエータ３４０が対抗要素３５０に押し付けられると、表面３６０、３７０の接触部分の間に空間を残さずに、凹状の対抗面３７０の大部分が凸状のアクチュエータ面３６０の大部分に接触する。
【００６４】
センサアクチュエータ３４０及び対抗要素３５０は、センサファイバ１１０の両側に配置される。図５ａに示されるように、ドア３００が閉じていると、アーム３３０はセンサアクチュエータ３４０を対抗要素３５０に押し付けず、それらの間のセンサファイバ１１０はセンサアクチュエータ３４０及び対抗要素３５０によって変形されないので、センサファイバ１１０は直線のままである。したがって、センサファイバ１１０内を反射体１２０に向かって伝播するクエリ信号は減衰されない。反射後、クエリ信号はやはり、センサアクチュエータ３４０及び対抗要素３５０を通過するときに減衰されない。クエリ信号は、ここでは、ＯＴＤＲ  ２００に返送される応答信号である。ドア３００が閉じているとき、センサ１００はその「通常」状態にある。
【００６５】
図５ａのドアセンサ１００が図５ｂに示され、ここではドア３００が開いている。センサ１００は「作動」状態にある。ドア３００を開くことによって、アーム３３０がヒンジ３１０を中心にして回転する。それによって、アーム３３０が、センサアクチュエータ３４０及びセンサファイバ１１０を、対抗要素３５０に向かって押し、そこに押し付ける。センサファイバ１１０はそれによって変形される。ファイバは対抗要素３５０の対抗面３７０の湾曲形状にされる。アクチュエータ面３６０の曲率及びそれに対応する対抗面３７０の曲率は、ドア３００が開いたときに、センサファイバ１１０内を伝播するクエリ信号の減衰を引き起こすのに十分に小さい半径で、センサファイバ１１０が曲げられるようにして選ばれる。センサファイバ１１０を曲げることによって引き起こされる減衰は、クエリ信号の波長に影響する。ドア３００が開くと、センサファイバ１１０はそれによって変形される。したがって、センサ１００は「作動」状態にある。減衰されたクエリ信号が一旦反射体１２０で反射されると、センサファイバ１１０内を第２のＷＤＭ  ２５０に向かって逆に伝播し、それによってセンサファイバ１１０の曲がった部分を、即ちセンサアクチュエータ３４０と対抗要素３５０との間の部分を二回目に通る。曲がった部分で二回目に減衰される。クエリ信号は、ここでは、ＯＴＤＲ  ２００に返送される応答信号である。このようにして、クエリ信号はセンサ１００によって二回減衰される。ＯＴＤＲ  ２００は、センサ１００（図５ａに示される）からの減衰されていない応答信号の強さを、同一のセンサ１００（図５ｂに示される）からの減衰された応答信号の強さと比較することによって、減衰量を判断することができる。それによって、ＯＴＤＲ  ２００は、センサ１００から受信した最新の応答信号が、センサ１００の「通常」状態又は「作動」状態のどちらを示しているかを判断することができる。
【００６６】
あるいは、センサ１００は、センサ１００が通常状態のとき、即ちドア３００が閉じているときはセンサファイバ１１０のクエリ信号が減衰され、センサ１００が作動状態のとき、即ちドア３００が開いているときは減衰されないようにして、構築することができる。ドア３００を閉じた状態から開いた状態にすると、センサ１００が通常状態から作動状態になり、ＯＴＤＲ  ２００は再び、センサファイバ１１０の減衰特性の変化を検出することができる。
【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５ａ】
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【図５ｂ】
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【国際調査報告】
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