JP4648923B2 - 受動式光ネットワークにおける光ファイバー障害の監視測定装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、簡便且つ低コストの受動式光ネットワークにおける光ファイバー障害の監視測定装置及び方法に関するものである。

グローバル・インターネットの急速な成長に伴って、伝統的なネットワークでは通信革命がひき起こした高速情報伝送と応用のニーズに応対できなくなっている。
一方、光電産業技術の成熟及び製品応用の多様化は、急激に成長するグローバル・インターネット・高品質マルチメディアネットワーク及び各種デジタル通信に必要な大量のブロード・バンドに対して、最良の解決方途を提供した。そこで、各種光通信ネットワークのフレームが相次いで現れ、その中でも受動式光ネットワーク・サービス・システムが最も見込まれている。
このサービス・システムが今後大量に使用される結果、その特殊なネットワーク・フレームの監視測定需要に対応して、受動式光ネットワークの各分岐ルートを監視測定し易い装置及び方法を発明する必要がある。

受動式光ネットワークは、各分岐ルートの先天的フレーム設計の問題で、光ファイバーを監視測定することは元々困難度が高かった、以前オプチカル・タイム・ドメイン・リフレクトメーター(Optical Time Domain Reflectometer OTDR)による監視測定方式があったが、しかし、オプチカル・タイム・ドメイン・リフレクトメーターの軌跡図の上では、すべての分岐後の信号が重なって現れ、単独で任意の分岐ルートを識別ことは出来ない。また、識別問題を解決するため、分岐ルートの末端に能動式識別アセンブリを付け加えることが出来るが、通信ネットワーク及び制御部側のコントロール・コンピュータとインタラクティブに運用されなければならず、往々にして監視測定システムの複雑度を増大することになる。また、長変位光ファイバーに反射ユニットを加えて識別アセンブリとするものもあるが、しかし、分岐ルートの長短が一致しないため、設計や据付のいずれにおいても困難性がある。
このようにオプチカル・タイム・ドメイン・リフレクトメーターを監視測定本体とする方式では、ルーターの数量が増えると、オプチカル・タイム・ドメイン・リフレクトメーターのダイナミック・レンジ（Dynamic Range）及びイベント・デッド・ゾーン(Event Dead Zone)の制限のため、往々にして目標を監視測定することが実行不可能となる。

一方、チューナブル・レーザー（Tunable Laser 波長可変レーザー）光源やオプチカル・サーキュレーターや光パワーメーターを使い、更に末端において光ファイバー・ブラッグ・グレーティング(Fiber Bragg Grating, FBG)の設計を組み合わせることによって、障害を監視測定する目的を達成できるが、ただ各分岐光ファイバー・ルートを測定するとき、同時にすべてのルートのリアルタイム情況を表示することが出来ず、且つチューナブル・レーザー光源を順番に異なる監視測定波長に切り替えなければならず、ルートの分岐数が多いほど時間がかかる。
此れで分かるように、上述従来の方式には尚幾多の欠点があり、よい設計とは言い難く、改良が待たれていた。

本発明者は、上述従来方式の各項の欠点に鑑み、極力新規改善を試み、且つ長年苦心研鑽の末、ついに本件に係る受動式光ネットワークにおける光ファイバー障害の監視測定装置及び方法の研究開発に成功した。

本発明の主要目的は、制御部側にて光ファイバー・ルーターの断線又は光ロスが過大であるかどうか監視測定し、サービス・システム或いは光ファイバー・ルーターの問題であるかどうかを明確にクリアし、且つ正確に障害ルート及び状態を表示し、運用コストを下げ、且つメンテナンス効率を引き上げることの出来る受動式光ネットワークにおける光ファイバー障害の監視測定装置及び方法を提供することにある。

上述目的を達成するため、本発明の提供する受動式光ネットワークにおける光ファイバー障害の監視測定装置及び方法は、一組の光ファイバー監視測定装置を利用して受動式光ネットワークから反射されてきた異なる監視測定波長及び光パワーをリアルタイムに監視測定して、光ファイバー障害を監視測定する目的を達成する、主としてオプチカル・スペクトラム・アナライザーを利用してリアルタイムに光ネットワークから反射されてきた異なる監視測定波長及び光パワーを測定し、コントロール・コンピュータがこの測定データに対して比較分析を行い、分岐光ファイバー・ルートの最新状態を判定し、警告及び後続処理プロセスの根拠とする。

本願の第１発明は、受動式光ネットワークの各分岐ルートの末端の光ネットワーク・ユニットの前面に設け、入力したモニターリング・ウェーブ・バンドの光信号の特定の監視測定波長の光信号を反射する特定監視測定波長反射コンポーネントによって入力光の反射・透過及びろ過を行って、受動式光ネットワークにおける光ファイバー障害の監視測定装置を構築することによって、光ファイバーの障害監視測定目的を達成する監視測定装置であって、ブロード・バンド監視測定光源モジュールと、前記ブロード・バンド監視測定光源モジュールに接続するオプチカル・サーキュレーターと、前記オプチカル・サーキュレーターに接続するオプチカル・チャネル・セレクター及びオプチカル・スペクトラル・アナライザーと、前記オプチカル・チャネル・セレクターに接続すると共に、受動式光ネットワークの分岐された各光ファイバーに接続する、複数のウェーブレンズ・ディビジョン・マルチプレクサーと、前記オプチカル・スペクトラル・アナライザーに接続するコントロール・コンピュータを含み、前記ブロード・バンド監視測定光源モジュールは、モニターリング・ウェーブ・バンドの光信号を前記オプチカル・サーキュレーターに送り出し、前記オプチカル・サーキュレーターは、受け取ったモニターリング・ウェーブ・バンドの光信号を前記オプチカル・チャネル・セレクターへ送り出すと共に、受動式光ネットワークから戻ってきた監視測定波長の光信号を前記オプチカル・スペクトル・アナライザーへ送り込み、前記オプチカル・スペクトル・アナライザーは、受動式光ネットワークから反射して戻ってきた異なる監視測定波長及び光パワーを測定し、前記コントロール・コンピュータは、前記オプチカル・スペクトラル・アナライザーで測定済の波形図を取り込み且つ全体の監視測定プロセスをコントロールし、前記オプチカル・チャネル・セレクターは、オプチカル・チャネルを切り替えて、受け取ったモニターリング・ウェーブ・バンドの光信号を前記ウェーブレンス・ディビジョン・マルチプレクサーへ送り込み、前記ウェーブレンス・ディビジョン・マルチプレクサーは、サービス・ウェーブ・バンド及びモニターリング・ウェーブ・バンドを整合して光ファイバーへ送り込むことを特徴とする、受動式光ネットワークにおける光ファイバー障害の監視測定装置を提供する。
本願の第２発明は、受動式光ネットワークにおける光ファイバー障害の監視測定方法であって、制御部側に受動式光ネットワークにおける光ファイバー障害の監視測定装置を設置し、且つその受動式光ネットワークの各分岐ルートの末端の光ネットワーク・ユニットの前面に特定監視測定波長反射コンポーネントを取り付けるステップ１と、オプチカル・チャネル・セレクターを順次コントロールして測定すべきオプチカル・ラインへ切り替え、モニターリング・ウェーブ・バンドの光信号を前記オプチカル・チャネルへ入力し、ウェーブレンス・ディビジョン・マルチプレクサーによって整合した後、サービス・ウェーブ・バンド及びモニターリング・ウェーブ・バンドの光信号を監視測定すべき光ファイバーの中で進行させ、更に光ファイバー、光分岐器を経て各分岐ルートの末端へ至り、特定監視測定波長反射コンポーネントへ入る、特定監視測定波長反射コンポーネントの中では、特定監視測定波長の光信号のみが制御部側へ反射して戻されるステップ２と、制御部側のオプチカル・スペクトラル・アナライザーは、各分岐ルートから反射して戻ってきた異なる監視測定波長の光信号を同時に受け取り且つ測定することによって、最新状態の波形データを獲得するステップ３と、波形データ毎に、反射後の監視測定波長の波形の有無及び光パワーの大小を比較することによって前記反射波形データを判断・分析するステップ４と、取得した反射後監視測定波長の有無及び光パワーの大小を分析して判断するステップであって、或る部分のルートに対応する特定監視測定波長波形が消えた場合、当該分岐ルートに障害が生じたことを表し、光パワーが小さくなれば、当該分岐ルートに異常が発生したことを表す、ステップ５と、を含むことを特徴とする、受動式光ネットワークにおける光ファイバー障害の監視測定方法を提供する。

本発明に係る受動式光ネットワークにおける光ファイバー障害の監視測定装置及び方法は、その他従来の技術に比べ、更に下記のような長所がある、
１． 本発明は、制御部側の監視測定装置によって、末端の特定監視測定波長反射コンポーネントと組合わせて、実行性・信頼性・簡便性・経済性のある受動式光ネットワークにおける光ファイバー障害の監視測定装置及び方法を提供することができる。
２． 本発明は、受動式光ネットワーク上において、同時に６４個以上の分岐ルートの最新情況を監視測定且つ表示し、快速で大量監視測定の目標を実現することが出来る。
３． 本発明は、制御部側においてシングルエンド且つ長期的な自動監視測定を行い、快速・正確にサービスシステム又は光ファイバー・ルートの障害をクリアし、更に各分岐ルートの最新状態から予防的メンテナンスを行い、より好ましいサービス品質を提供することが出来る。
４． 本発明は、ネットワーク運営の人件費を引き下げ、更に受動式光ネットワークの信頼性及び安定性を確保してメンテナンス効率を向上させることが出来、その経済的効果は極めて明確である。

［実施例］
図１を参照して、本発明の提供する受動式光ネットワークにおける光ファイバー障害の監視測定装置は、
ブロードバンド監視測定光源モジュール１６と、
オプチカル・サーキュレーター１７と、
オプチカル・スペクトラル・アナライザー１９と、
コントロール・コンピュータ１８と、
ウェーブレンス・ディビジョン・マルチプレクサー１３と、
オプチカル・チャネル・セレクター２４と、を含む。

監視測定の主要装置は制御部１０にあり、オプチカル・ライン・ターミナル(Optical Line Terminal, OLT)１１がサービス・ウェーブ・バンド１２の光信号をウェーブレンス・ディビジョン・マルチプレクサー１３へ送り出し、一方、監視測定装置のブロード・バンド監視測定光源モジュール１６がオプチカル・サーキュレーター１７を経由してモニターリング・ウェーブ・バンド１５の光信号をウェーブレンス・ディビジョン・マルチプレクサー１３へ送り出し、ウェーブレンス・ディビジョン・マルチプレクサー１３がこの二種類のウェーブ・バンドの光信号を整合して送り出す、光ファイバー１４と制御部外の光ファイバー２０を経由して更にオプチカル・スプリッター２１へ至り、多数の分岐光ファイバー・ルートへ分光し、各ルートの末端へいたる、整合された光信号は特定の監視測定波長反射コンポーネント２２へ入る。
ここで、サービス・ウェーブ・バンド１２の光信号は特定の監視測定波長反射コンポーネント２２を通過してオプチカル・ネットワーク・ユニット２３(Optical Network Unit, ONU)へ入り、ユーザーサービスを提供することが出来る。

一方、モニターリング・ウェーブ・バンド１５の光信号が特定監視測定波長反射コンポーネント２２に入るときは、特定の監視測定波長のみが反射され、モニターリング・ウェーブ・バンド１５の中のその他の波長はろ過され、その中で分岐ルートの中の一つ一つの特定監視測定波長反射コンポーネント２２はすべて唯一且つ異なる監視測定波長しか反射できない。

反射後の監視測定波長は反対方向に沿って、オプチカル・スプリッター２１、オプチカル・ケーブル２０、光ファイバー１４の順に、ウェーブレンス・ディビジョン・マルチプレクサー１３へ入り、オプチカル・サーキュレーター１７を経て、オプチカル・スペクトラル・アナライザー１９に接収され且つ測定され、更に全体の分岐光ファイバー・ルート末端の反射波形図（図２に示すように）を得る、コントロール・コンピュータ１８がこの波形図を取り入れ、異なるルートの反射波形１９１に対して比較分析を行い、全体の分岐光ファイバー・ルートの最新状態の情報を獲得し、且つ警告など後続プロセスを行う根拠とすることが出来る。

本発明に使用されるモニターリング・ウェーブ・バンドは1625nmウェーブ・バンドに限らず、1310nmウェーブ・バンド及び1550nmウェーブ・バンドをモニターリング・ウェーブ・バンドとすることも出来る。

本発明は又、オプチカル・チャネル・セレクター２４(Optical Channel Selector, OCS)と組み合わせて、（図３に示すように）、その監視測定原理は図一と同じである、但しオプチカル・チャネル・セレクターを付け加えると、コントロール・コンピュータを経由して、監視測定プロセスに従って異なるオプチカル・チャネルに切り替え、監視測定すべき光ファイバー・ルートの数量や区域を拡大して、監視測定装置の使用効率を高め、監視測定の単位コストを引き下げることが出来る。

上述詳細な説明は、本発明の実行可能な実施例についての具体的説明であり、但しこの実施例は本発明の特許請求範囲を制限するものではなく、凡そ本発明の技芸精神を逸脱せずになされる等価実施又は変更は、すべて本案の特許請求範囲に含まれるものとする。

本発明に係る受動式光ネットワークにおける光ファイバー障害の監視測定装置及び方法の構築略図である。 前記受動式光ネットワークにおける光ファイバー障害の監視測定装置及び方法のスペクトラル・アナライザーに表示された波形略図である。 前記受動式光ネットワークにおける光ファイバー障害の監視測定装置及び方法のオプチカル・チャネル・セレクターを複数の光ファイバー・ルートに応用した構築略図である。

符号の説明

１０ 制御部
１１ オプチカル・ライン・ターミナル(Optical Line Terminal, OLT)
１２ サービス・ウェーブ・バンド
１３ ウェーブレンス・ディビジョン・マルチプレクサー(Wavelength Division Multiplexer, WDM)
１４ 光ファイバー
１５ モニターリング・ウェーブ・バンド
１６ ブロードバンド監視測定光源モジュール
１７ オプチカル・サーキュレーター(Optical Circulator)
１８ コントロール・コンピュータ
１９ オプチカル・スペクトラル・アナライザー(Optical Spectral Analyzer)
２０ 光ファイバー
２１ オプチカル・スプリッター(Optical Splitter)
２２ 特定監視測定波長反射コンポーネント
２３ オプチカル・ネットワーク・ユニット(Optical Network Unit, ONU)
２４ オプチカル・チャネル・セレクター(Optical Channel Selector, OCS)
１９１ 異なるルートの反射波形

Claims (2)

1. 受動式光ネットワークの各分岐ルートの末端の光ネットワーク・ユニットの前面に設け、入力したモニターリング・ウェーブ・バンドの光信号の特定の監視測定波長の光信号を反射する特定監視測定波長反射コンポーネントによって入力光の反射・透過及びろ過を行って、受動式光ネットワークにおける光ファイバー障害の監視測定装置を構築することによって、光ファイバーの障害監視測定目的を達成する監視測定装置であって、
   ブロード・バンド監視測定光源モジュールと、前記ブロード・バンド監視測定光源モジュールに接続するオプチカル・サーキュレーターと、前記オプチカル・サーキュレーターに接続するオプチカル・チャネル・セレクター及びオプチカル・スペクトラル・アナライザーと、前記オプチカル・チャネル・セレクターに接続すると共に、受動式光ネットワークの分岐された各光ファイバーに接続する、複数のウェーブレンズ・ディビジョン・マルチプレクサーと、前記オプチカル・スペクトラル・アナライザーに接続するコントロール・コンピュータを含み、
   前記ブロード・バンド監視測定光源モジュールは、モニターリング・ウェーブ・バンドの光信号を前記オプチカル・サーキュレーターに送り出し、
   前記オプチカル・サーキュレーターは、受け取ったモニターリング・ウェーブ・バンドの光信号を前記オプチカル・チャネル・セレクターへ送り出すと共に、受動式光ネットワークから戻ってきた監視測定波長の光信号を前記オプチカル・スペクトル・アナライザーへ送り込み、
   前記オプチカル・スペクトル・アナライザーは、受動式光ネットワークから反射して戻ってきた異なる監視測定波長及び光パワーを測定し、
   前記コントロール・コンピュータは、前記オプチカル・スペクトラル・アナライザーで測定済の波形図を取り込み且つ全体の監視測定プロセスをコントロールし、
   前記オプチカル・チャネル・セレクターは、オプチカル・チャネルを切り替えて、受け取ったモニターリング・ウェーブ・バンドの光信号を前記ウェーブレンス・ディビジョン・マルチプレクサーへ送り込み、
   前記ウェーブレンス・ディビジョン・マルチプレクサーは、サービス・ウェーブ・バンド及びモニターリング・ウェーブ・バンドを整合して光ファイバーへ送り込むことを特徴とする、
   受動式光ネットワークにおける光ファイバー障害の監視測定装置。
2. 受動式光ネットワークにおける光ファイバー障害の監視測定方法であって、
   制御部側に受動式光ネットワークにおける光ファイバー障害の監視測定装置を設置し、且つその受動式光ネットワークの各分岐ルートの末端の光ネットワーク・ユニットの前面に特定監視測定波長反射コンポーネントを取り付けるステップ１と、
   オプチカル・チャネル・セレクターを順次コントロールして測定すべきオプチカル・ラインへ切り替え、モニターリング・ウェーブ・バンドの光信号を前記オプチカル・チャネルへ入力し、ウェーブレンス・ディビジョン・マルチプレクサーによって整合した後、サービス・ウェーブ・バンド及びモニターリング・ウェーブ・バンドの光信号を監視測定すべき光ファイバーの中で進行させ、更に光ファイバー、光分岐器を経て各分岐ルートの末端へ至り、特定監視測定波長反射コンポーネントへ入る、特定監視測定波長反射コンポーネントの中では、特定監視測定波長の光信号のみが制御部側へ反射して戻されるステップ２と、
   制御部側のオプチカル・スペクトラル・アナライザーは、各分岐ルートから反射して戻ってきた異なる監視測定波長の光信号を同時に受け取り且つ測定することによって、最新状態の波形データを獲得するステップ３と、
   波形データ毎に、反射後の監視測定波長の波形の有無及び光パワーの大小を比較することによって前記反射波形データを判断・分析するステップ４と、
   取得した反射後監視測定波長の有無及び光パワーの大小を分析して判断するステップであって、或る部分のルートに対応する特定監視測定波長波形が消えた場合、当該分岐ルートに障害が生じたことを表し、光パワーが小さくなれば、当該分岐ルートに異常が発生したことを表す、ステップ５と、
   を含むことを特徴とする、受動式光ネットワークにおける光ファイバー障害の監視測定方法。

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