(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
局内装置と加入者端末との間に設けられた光ファイバの心線対照を行うための心線対照方法において、
前記局内装置側から被試験対象となる前記加入者端末への光ファイバに対して心線対照光を入力する際に、
前記入力する心線対照光の変調周波数を、前記局内装置と前記加入者端末間の通信信号の変調周波数に対して、該通信信号の変調周波数の周波数帯域外で、かつ前記通信信号の変調周波数の周波数帯域と前記心線対照光の変調周波数の周波数帯域とに重畳が生じないように、かつ前記加入者端末に予め内蔵されている前記通信信号を抽出するための帯域フィルタによって、前記通信信号の変調周波数と前記心線対照光の変調周波数とのうち、前記心線対照光の変調周波数のみが遮断されるように周波数配置することを特徴とする光ファイバ心線対照方法。
【請求項２】
前記局内装置と加入者端末との間に設けられた光ファイバを複数の光ファイバの中から選別する心線対照光受信装置が、
前記心線対照光を受信する際に、
前記心線対照光の変調周波数成分のみを透過する所定の帯域フィルタを用いて前記心線対照光に対応する信号を復調することを特徴とする請求項１記載の光ファイバ心線対照方法。
【請求項３】
局内装置と加入者端末との間に設けられた光ファイバの心線対照を行うための心線対照装置において、
前記局内装置と前記加入者端末間の通信信号の変調周波数の周波数帯域外であって、かつ前記通信信号の周波数帯域と重畳が生じない周波数帯域を有し、かつ前記加入者端末に内蔵された前記通信信号を抽出するための帯域フィルタによって遮断される周波数帯域内に、変調周波数を有する心線対照光を発生する心線対照光発生手段と、
前記心線対照光発生手段によって発生された心線対照光を被試験対象となる前記加入者端末への光ファイバに入射する光カプラと、
前記光ファイバを介して送られてくる心線対照光を受信して、前記局内装置と加入者端末との間に設けられた光ファイバを複数の光ファイバの中から選別する心線対照光受信手段とを備えることを特徴とする光ファイバ心線対照装置。
【請求項４】
前記心線対照光受信手段が、前記心線対照光の変調周波数成分のみを透過する所定の帯域フィルタを有していることを特徴とする請求項３記載の光ファイバ心線対照装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバ心線対照方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、シングルモード光ファイバを用い、波長1.31μｍ帯及び1.55μｍ帯の通信光による波長多重方式を用いたサービスの導入が拡大されている。そのサービスを提供するために使用している光ファイバに故障修理や回線切替が発生した場合、即応性を確保する上で、運用中の回線についてサービスに影響を与えず、光回線の心線対照が行える方法が必要となる。
【０００３】
図３は、運用中回線として使用している光ファイバ３，３，３，…（ただし図示は対照試験対象の１本のみ）の心線対照を実施するための光線路構成の概略図である。運用中回線として使用している光ファイバ３の心線対照を実施しようとした場合、対照すべき光ファイバ３に、局内装置１を有する通信設備ビル側から、心線対照器光源部９によって発生した、通信光１３と異なった波長1.615μｍ〜1.675μｍの範囲の心線対照光１４を光カプラ２を介して入射する。一方、作業現場においては、心線対照器曲げ部１０により、光ファイバ３に曲げ半径12.5〜13.0ｍｍの曲げ３ａを加える。そして、その曲げ３ａによる心線対照光の放射光１１を心線対照器曲げ部１０に付属する所定の受光素子からなる受信機１２で検知する。これらの構成によって心線対照が行われている。
【０００４】
上記曲げ半径は、曲げによる伝送品質の劣化を最小にし、且つ心線対照装置が心線対照光を検知可能とする条件を同時に満足するために定められている。この方法は、山本他、特開平06-221958号公報「光ファイバ心線対照装置」で既知である。該方法では、前述のとおり心線対照光波長が通信光波長と異なるように波長配置されている。
【０００５】
更に、加入者端末７の入力部に透過特性に関し、波長依存性を有する心線対照光遮断型光フィルタ８を挿入することにより、たとえ運用中回線に心線対照光を入射してもサービス品質を劣化させることなく運用中回線の心線対照が実現されている。この場合、加入者端末７は、光ファイバ３を介して光信号を受信して電気信号に変換する光受信機４と、通信光１３の変調周波数に対応する帯域透過特性を有する帯域フィルタ５と、帯域フィルタ５から出力された電気信号を受信して復調する受信機６とから構成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
現在の心線対照方法においては、心線対照光遮断型光フィルタ８が対照すべき光ファイバ３に設置されていない場合、心線対照光１４と通信光１３は同時に加入者端末７に内蔵された光受信機４で受光される。心線対照光１４は通信光１３と共に電気信号に変換される。図４に変換後の受信信号スペクトルの模式図を示す。本図が示すように、たとえ心線対照光１４が通信光１３とは異なる波長を有していても通信信号と心線対照信号の重畳が生じ、この重畳周波数成分が雑音となり通信に影響を与えてしまう。このことを詳細に説明すると次のようになる。
【０００７】
心線対照光１４が通信光１３と比較して十分に低速で、且つパルス変調されていると仮定する。この時、心線対照光１４が加入者端末７に入射された場合の符号誤り率（BER）は以下の式で与えられる。
【数１】
0004053266.tif 000002
ここで、SDは通信光１３の等価入力信号電流、σ02は通信光１３のみが加入者端末７に入射されているときの加入者端末７での等価入力雑音電流の全分散、SIDは心線対照光１４の等価入カピーク電流、σ12は通信光１３と心線対照光１４が同時に加入者端末７に入射されている時の加入者端末７での等価入力雑音電流、erfc（x）は補誤差関数であり、
【数２】
0004053266.tif 000003
で定義される。
【０００８】
また、通信光１３の受光平均パワをPS、心線対照光１４の平均受光パワをPID、加入者端末７までの通信光１３の変換効率をρS、心線対照光１４の変換効率をρIDとすると、通信光１３と心線対照光１４の等価入力電流はそれぞれ、
【数３】
0004053266.tif 000004
で与えられる。
【０００９】
式（１）を用いて、心線対照光１４の受光パワに依存したBER劣化を見積った結果を図５において点線で示す。ここでは、等価入力雑音電流の全分散に関し、心線対照光による増加分をショット雑音のみと仮定した。参考文献（ITU-T. Recommendation G.983.1,“Broadband optical access systems based on Passive Optical Networks（PON）,”1988）に従い、SD2/σ02＝22dB、PS＝−33dBmとした。BER＜10-9を満足しようとした場合、心線対照光１４の平均受光パワPIDは−51dBm以下とする必要があることが分かる。例えば加入者端末７の入力部において心線対照光平均受光パワが−35dBmの場合、運用中回線の心線対照を実現するため、１６ｄＢ以上の遮断量を有する心線対照光遮断型光フィルタ８を挿入する必要がある。
【００１０】
しかし、心線対照光遮断型光フィルタ８の挿入は、光フィルタ固有の損失により、光線路全体の線路損失が増加し、光通信方式の適用距離を制限してしまうという欠点を有している。また、光フィルタの設置により、光通信システムで使用する光線路全体の高コスト化に繋がるという問題があった。
【００１１】
そこで本発明には、上記の事情を考慮し、従来に比べ低コストで、また光通信方式の適用距離の制限を改善することができる光ファイバ心線対照方法及び装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、局内装置と加入者端末との間に設けられた光ファイバの心線対照を行うための心線対照方法において、前記局内装置側から被試験対象となる前記加入者端末への光ファイバに対して心線対照光を入力する際に、前記入力する心線対照光の変調周波数を、前記局内装置と前記加入者端末間の通信信号の変調周波数に対して、該通信信号の変調周波数の周波数帯域外で、かつ前記通信信号の変調周波数の周波数帯域と前記心線対照光の変調周波数の周波数帯域とに重畳が生じないように、かつ前記加入者端末に予め内蔵されている前記通信信号を抽出するための帯域フィルタによって、前記通信信号の変調周波数と前記心線対照光の変調周波数とのうち、前記心線対照光の変調周波数のみが遮断されるように周波数配置することを特徴とする。請求項２記載の発明は、前記局内装置と加入者端末との間に設けられた光ファイバを複数の光ファイバの中から選別する心線対照光受信装置が、前記心線対照光を受信する際に、前記心線対照光の変調周波数成分のみを透過する所定の帯域フィルタを用いて前記心線対照光に対応する信号を復調することを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の発明は、局内装置と加入者端末との間に設けられた光ファイバの心線対照を行うための心線対照装置において、前記局内装置と前記加入者端末間の通信信号の変調周波数の周波数帯域外であって、かつ前記通信信号の周波数帯域と重畳が生じない周波数帯域を有し、かつ前記加入者端末に内蔵された前記通信信号を抽出するための帯域フィルタによって遮断される周波数帯域内に、変調周波数を有する心線対照光を発生する心線対照光発生手段と、前記心線対照光発生手段によって発生された心線対照光を被試験対象となる前記加入者端末への光ファイバに入射する光カプラと、前記光ファイバを介して送られてくる心線対照光を受信して、前記局内装置と加入者端末との間に設けられた光ファイバを複数の光ファイバの中から選別する心線対照光受信手段とを備えることを特徴とする。請求項４記載の発明は、前記心線対照光受信手段が、前記心線対照光の変調周波数成分のみを透過する所定の帯域フィルタを有していることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明による心線対照を実施するための光線路構成の概略図である。図２は、図１に示す帯域フィルタ１９の透過帯域と、心線対照光源部１７の変調周波数との配置を示す図である。なお、図１では、図３に示すものと同一の構成には同一の符号を付けている。
【００１５】
図１において、信号発生器１６により通信信号対域外の周波数ｆｃに周波数変調された心線対照光１５が、心線対照器光源部１７より光カプラ２を介して対照すべき光ファイバ３に入射される。作業現場で心線対照器曲げ部２１により光ファイバ３に曲げ３ａを加えることにより、光ファイバ３中の光が放射される。放射光１１は心線対照器曲げ部２に付属する受光部１８にて受信され、電気信号に変換される。本実施形態では、心線対照器曲げ部２１に心線対照光１５の変調周波数成分（周波数ｆｃ）を透過帯域とする帯域フィルタ１９を具備することにより、たとえ心線対照光１５と通信光１３が同時に放射されても、心線対照光１５の変調周波数成分のみが、心線対照器曲げ部２１の受信機２０で受信可能となる。これにより、作業現場にて光ファイバケーブル２２に収容されている多くの運用中の光ファイバ３，３，３，…から、対照すべき光ファイバ３の心線対照が可能となる。
【００１６】
一方、心線対照器光源部１７の変調周波数ｆｃは、図２に示すように、通信信号帯域外に周波数配置されているため、たとえ図３に示すような心線対照光遮断型光フィルタ８が未設置で、その心線対照光１５が加入者端末７の光受信機４に入射されても、加入者端末に予め内蔵された帯域フィルタ５によって、変調周波数成分ｆcは遮断されるためサービス品質は劣化せず、運用中回線の心線対照が可能となる。
【００１７】
上述したように、本実施形態では、光ファイバケーブルの心線対照を行うための光源部（信号発生器１６、心線対照器光源部１７、光カプラ２）と曲げ部（心線対照器曲げ部２１）で構成される光ファイバ心線対照器において、心線対照光１５の変調周波数ｆｃを通信信号帯域外に周波数配置する（図１参照）。また、光ファイバ３からの放射光１１を受信する心線対照器曲げ部２１に付属する受光部１８に心線対照光１５の有する変調周波数成分のみ透過する帯域フィルタ１９を具備する。これら２つの手段を光ファイバ心線対照器に施すことにより、心線対照光遮断型光フィルタ８を必要としない運用中回線の心線対照が実現可能となる。
【００１８】
すなわち、上記の構成によれば、心線対照光１５の変調周波数が、局内装置１と加入者端末７間の通信光１３（通信信号）の変調周波数帯域外であって、加入者端末７に内蔵された帯域フィルタ５によって遮断される周波数帯域内に設定される。つまり、心線対照器光源部１７を使用し、図２に示すように通信信号と心線対照信号とを周波数多重することにより、たとえ心線対照信号光１５が通信光１３と同時に加入者端末７へ入射しても、心線対照信号光１５の変調周波数に対応する周波数成分が、通信光１３の変調周波数に対応する帯域透過特性を有する帯域フィルタ５によって減衰（遮断）されるので、サービスの品質劣化を防ぐことが可能となる。このことを詳細に説明すると次のようになる。
【００１９】
心線対照光１５が通信光１３と比較して十分高速で変調されていると仮定する。この時、心線対照光１５が加入者端末７に入射された場合の符号誤り率BERは以下の式で与えられる。
【数４】
0004053266.tif 000005
【００２０】
ここで、σ22は通信光１３と心線対照光１５とが同時に加入者端末７に入射されたときの等価雑音電流の全分散であり、心線対照光１５が正弦波変調されていると仮定するとσ22は以下の式で与えられる。
【数５】
0004053266.tif 000006
【００２１】
ここで、σ2Shotは心線対照光によるショット雑音電流、Ｋは加入者端末７に内蔵されている帯域フィルタ５の心線対照光変調周波数における透過率、ＯＭＩは心線対照光１５の光変調度を示す。図５において示された実線は式（５）を用い、K＝10-3、ＯＭＩ＝35％のときのBER特性を示す。本図が示すように、心線対照光１５の変調周波数を通信信号帯域外に周波数配置することにより、許容受光パワが17dB増加することが分かる。この許容受光パワの増加により、心線対照光遮断型光フィルタ８を必要としない、運用中回線の心線対照が実現可能となる。
【００２２】
なお、本発明の実施の形態は、上記の形態に限定されることなく、例えば、帯域フィルタ１９に代えて変調周波数ｆｃより低い周波数帯域の成分を減衰させる高域フィルタを用いるようにすることなどの変更を適宜行うことができる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、運用中回線の光線路において、通常、加入者端末近傍に設置される心線対照光遮断型光フィルタが未設置の場合でも、サービス品質を劣化させることなく心線対照を行うことを可能にすることから、光通信方式に使用される光線路の低損失化、光線路設備構築のためのコストの削減が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による心線対照を実施するための光線路構成の概略図。
【図２】図１に示す帯域フィルタ１９の透過帯域と、心線対照光源部１７の変調周波数との配置を示す図。
【図３】従来の心線対照を実施するための光線路構成の概略図。
【図４】図３の構成における受信信号スペクトルを示す模式図。
【図５】本発明および従来例における心線対照光の加入者端末における平均受光パワと符号誤り率BER特性との関係を示す図。
【符号の説明】
１：局内装置
２：光カプラ
３：光ファイバ（被試験光ファイバ）
４：光受信機
５：帯域フィルタ
６：受信機
７：加入者端末
８：心線対照光遮断型光フィルタ
９，１７：心線対照器光源部
１０，２１：心線対照器曲げ部
１１：放射光（心線対照光あるいは通信光）
１２，２０：受光部
１３：通信光
１４，１５：心線対照光
１６：信号発生器
１８：受光部
１９：帯域フィルタ
２２：光ファイバケーブル
【図１】
0004053266.tif 000007
【図２】
0004053266.tif 000008
【図３】
0004053266.tif 000009
【図４】
0004053266.tif 000010
【図５】
0004053266.tif 000011