JP4819165B2 - 光通信システム及びその監視方法 - Google Patents

Description

本発明は、光通信分野に関し、特に、能動的に光伝送路を分岐する光分岐素子を含む光線路の監視システム及び監視方法に関する。

映像信号等の大容量のデジタル信号を高速に転送するために光ファイバを利用した光通信システムが注目されている。この光通信システムにおいて通信光を伝送する媒体となる光線路は、光ファイバで構成されている。この光ファイバが断線していたり、或る光ファイバと他の光ファイバとの接続が不良となっていたり、光ファイバと他の光部品との光結合が不良となっていたりすると、通信光は伝送されないか、もしくは、通信光の損失が大きくなってしまう。そこで、このような光線路の不具合を検出するためにＯＴＤＲ（Optical Time Domain Reflectometer）試験が行われる。なお、ＯＴＤＲは光パルス試験器とも呼ばれる。

ＯＴＤＲ試験では、ＯＴＤＲ装置８（図５参照）を用いて信号光波長と異なる波長のパルス状の監視光を監視対象の光線路に入力し、その監視光が光線路を伝搬する際に生じる後方散乱光（反射光も含む）を光線路から観測し、その取り出した後方散乱光の光強度の時間的変化を検出する。この検出された後方散乱光の強度の時間的変化は、光線路の長手方向における損失分布を表す。

図５は、ＯＴＤＲ装置の構成を示すブロック図である。

パルス発生器２５によって駆動されたＯＴＤＲ光源２４からは短パルス光が発生し、この短パルス光は光伝送路２０に入射する。光伝送路２０におけるレイリー散乱光およびコネクタ２１におけるフレネル反射光の一部が後方散乱光となって戻ってくる。この後方散乱光は光結合部６を介してフォトダイオード（以下、ＰＤ）２２へ導かれる。ＰＤ２２からの信号は、増幅されるが、増幅後も検出される光のパワーは弱いため、繰り返し同じ測定を行う。パワーの損失を測定し、測定結果を波形観測モニタ２３で観測する。

図６は、ＯＴＤＲ装置による観測結果の説明図である。

観測される結果は、図６に示すように横軸が距離または時間、縦軸がパワー値であるグラフとして表示される。入力光も後方散乱光も距離が進むと減衰する。もし、コネクタ２１または光伝送路２０に異常があると、急激な屈折率変化によるフレネル反射が生じる。後方散乱光およびフレネル反射光は反射点からの距離に比例した遅延時間で入射端に戻ってくる。戻ってきた光パワーの時間変化を測定することによって、それぞれのコネクタ２４または光伝送路２０の状態を監視する事が可能になる。

図６の例では、距離１００００ｍの地点でパワー値が急激に低下している。このことは、ＯＴＤＲ光源からの距離が１００００ｍの地点にコネクタ２１等が存在するか、または、その地点に異常があることを示している。

ところで、局側装置１２から複数の端末装置１−１〜１−ｎまで個別に光ファイバを敷設するＳＳ（Single Star）システムではなく、１つの局側装置１２（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）と複数の端末装置１−１〜１−ｎ（ＯＮＵ：Optical Network Unit）とが光分岐素子を介して接続されたＰＯＮ（Passive Optical Network）システムにおいては、これら複数の分岐光線路３−１〜３−ｎのそれぞれを監視することが求められる。

このようなＰＯＮシステムにおいて、例えば、図７に示すような分岐光線路３−１〜３−ｎの監視システムによって光線路の異常の有無、破断個所または異常箇所等を監視する技術が知られている（たとえば非特許文献１、非特許文献２または特許文献１参照）。

図７は、分岐光線路の監視システムの一例の説明図である。

図７に示すように、分岐光線路３−１〜３−ｎの監視を行えるようにするため、局側装置１２側に異なる波長λ１から波長λｎのｎ個の波長を持った監査光を送信する波長可変ＯＴＤＲ装置８が設置され、端末装置側１−１〜１−ｎには、それぞれ、異なる波長選択反射特性を有する第１〜第ｎの波長選択反射フィルタ２−１〜２−ｎが設置されている。ＯＴＤＲ装置８はＰＣ（パーソナルコンピュータ）２６によって制御される。

波長可変ＯＴＤＲ装置８から送信された監視光は、制御光線路７、主光線路５および光結合部６を介して光分岐線路３−１〜３−ｎに入力される。この監視光は、反射中心波長が一致する波長選択反射フィルタ２−１〜２−ｎを設置した光線路からのみ強く反射する。この反射光の測定を分岐光線路３−１〜３−ｎが正常な状態時に行い、各分岐光線路３−１〜３−ｎの状態を記憶する。この作業を一定の間隔で測定を行い、記憶している各分岐光線路３−１〜３−ｎの状態と比較することで各分岐光線路３−１〜３−ｎの情報を監視することが可能となる。

また、監視システムの別の例として、図８に示す構成が提案されている（例えば、非特許文献３または特許文献２参照）。

図８に示す監視システムは、局側装置１２側に固定波長λ１の個の波長を持った監査光を送信するＯＴＤＲ装置８を設置する。端末装置側１−１〜１−ｎに至る分岐光線路３−１〜３−ｎは、それぞれの長さが互いに異なるように形成され、敷設される。

そして、分岐光線路３−１〜３−ｎの敷設後、ＯＴＤＲ装置８から監視光を、主光線路５と光結合部６を介して光分岐線路３−１〜３−ｎに入力すると、この監視光が分岐光線路３−１〜３−ｎの終端位置（端末装置１−１〜１−ｎ直前に反射フィルタ２−１〜２−ｎを設置されている）で反射する。この反射光の測定を分岐光線路３−１〜３−ｎの正常時に行い、各分岐光線路３−１〜３−ｎの終端位置を記憶する。その後、一定の間隔で同様の測定を行い、その結果を、記憶していた各分岐光線路３−１〜３−ｎの終端位置と比較する。この比較の結果、断線等の故障が発生した分岐光線路３−１〜３−ｎの終端位置が変化していることから、障害のある分岐光線路３−１〜３−ｎの情報を得ることが可能となる。

特開２００４−１５６９６２号公報 特開２００６−２０３８２３号公報

圓佛晃次、他３名、「波長可変ＯＴＤＲと光フィルタからの反射光の後方散乱光を用いた分岐線路試験と波形解析」、2008年電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集、B-10-11、pp.154 圓佛晃次、他３名、「波長可変ＯＴＤＲと反射光の後方散乱光を用いた分岐線路試験と参照波形解析法」、2009年電子情報通信学会総合大会講演論文集、B-10-2、pp.321 山本文彦、他３名、「分岐形光線路の1.6μm帯故障切分け試験技術」、1994年電子情報通信学会秋季大会講演論文集、B−846、pp.444

図７に示した監視システムは、障害発生時にどの分岐光線路３−１〜３−ｎのどの位置にどのような故障が発生したのかを特定することができるが、この構成では局側装置１２側に互いに異なる波長λ１から波長λｎのｎ個の波長を送信するＯＴＤＲ装置８が必須である。さらに、各端末装置１−１〜１−ｎ側に互いに異なる波長の反射特性を持つｎ個の波長選択反射フィルタ２−１〜２−ｎを設置する必要がある。以上の構成が必須となる理由は、局側装置１２と端末装置１−１〜１−ｎとの間は光カプラ６で光分岐をされた構成であるため、局側装置１２側から固定波長λ１の波長のみの信号が送信された場合、局側装置１２側からの送信信号は全ての端末装置１−１〜１−ｎに送信され、各端末装置１−１〜１−ｎからの散乱光情報が重なり合うことによって光線路監視が困難となるためである。さらに、分岐数が増加した場合には、局側装置１２側のＯＴＤＲ装置８には新規に異なる波長を設定し、端末装置１−１〜１−ｎ側にも新規に異なる波長の反射フィルタを設置する必要があり、複雑且つコストが高くなってしまうという問題があった。

一方、図８に示す監視システムでは、局側装置１２側に設置するＯＴＤＲ装置８の波長が固定波長λ１のみであり、各端末装置１−１〜１−ｎ側に全て同じ波長の反射フィルタ２−１〜２−ｎが設置される。この例では、局側装置１２側に設置するＯＴＤＲ装置８の波長は固定波長λ１の１個のみで足り、端末装置１−１〜１−ｎ側には互いに同じ波長の反射特性を持つフィルタ２−１〜２−ｎが設置される。しかし、光線路の敷設時に各分岐光線路３−１〜３−ｎの長さを互いに異なる長さに設計する必要があり、設計の作業が大変複雑化するため現実的ではない。さらに、このシステムを適用して分岐光線路３−１〜３−ｎの監視を行った場合、どの分岐光線路３−１〜３−ｎに故障があるかを知ることはできるが、故障位置の特定まではできないという問題があった。

本発明の目的は、局側装置１２側から固定波長λ１の波長のみの信号が送信された場合、その信号を特定の端末装置１−１〜１−ｎのみに送信するように光カプラの代わりに光スイッチを用いることで、各端末装置１−１〜１−ｎからの散乱光情報が重ならず、且つ、障害発生時にどの分岐光線路３−１〜３−ｎのどの位置にどのような故障が発生したのかを特定できる監視システムを提供することにある。

本発明の代表的な一例は、第１波長の信号光を送信する局側装置と、第２波長の監視光を光線路に送信し、前記光線路からの反射光を受信することによって前記光線路を監視するＯＴＤＲ装置と、前記信号光を受信する複数の端末装置と、前記複数の端末装置に接続される複数の光線路と、前記複数の光線路に接続され、前記局側装置からの指示に従って、選択された前記光線路への前記信号光及び前記監視光の経路の開放及び閉鎖を行う方向切替え装置と、前記各光線路上に設置され、前記監視光を反射するフィルタと、を備える光通信システムであって、前記局側装置は、前記複数の光線路の一つを選択し、前記ＯＴＤＲ装置に、前記監視光を前記方向切替え装置へ送信させることを特徴とする。

本発明の実施形態によれば、波長可変光源が不要となるため、装置の設置スペースおよびコストを大幅に削減することができる。さらに、複数の分岐光線路に同一波長の反射特性を持つフィルタを設置することができるため、システム構成を単純化し、コストを削減することができる。

本発明の第１の実施形態にかかる分岐光線路監視システムを含む光通信システムの構成図である。 本発明の第１の実施形態の監視方法について説明するフローチャートである。 本発明の第２の実施形態にかかる分岐光線路監視システムを含む光通信システムの構成図である。 本発明の第２の実施形態の監視方法について説明するフローチャートである。 ＯＴＤＲ装置の構成を示すブロック図である。 ＯＴＤＲ装置による観測結果の説明図である。 分岐光線路の監視システムの一例の説明図である。 分岐光線路の監視システムの別の例の説明図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。

＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態にかかる分岐光線路監視システムを含む光通信システムの構成図である。

この図に示されている光通信システムは、局側装置１２、主光線路５、方向切替え装置４、分岐光線路３−１〜３−ｎおよび端末装置１−１〜１−ｎを備える。この光通信システムは、局側装置１２と端末装置１−１〜１−ｎそれぞれとの間で信号光を送受信する。

主光線路５は、局側装置１２と方向切替え装置４との間に設けられ、これらの間で信号光を光ファイバ等によって光学的に伝送する。各分岐光線路３−１〜３−ｎは、方向切替え装置４と端末装置１−１〜１−ｎとの間に設けられ、これらの間で信号光を光ファイバ等によって光学的に伝送する。方向切替え装置４は、主光線路５によって伝送されてきた光を特定の分岐光線路３−１〜３−ｎへ送信する。また、方向切替え装置４は、各分岐光線路３−１〜３−ｎによって伝送されてきた光を主光線路５へ送信する。

この光通信システムでは、局側装置１２から出力された信号光は、主光線路５によって伝送されて方向切替え装置４に入力し、この方向切替え装置４によって特定の方向へ送信され、そして、その送信された各信号光は、各分岐光線路３−１〜３−ｎによって伝送されて端末装置１−１〜１−ｎにて受信される。また、各端末装置１−１〜１−ｎから送信された信号光は、各分岐光線路３−１〜３−ｎによって伝送されて方向切替え装置４に入力され、この方向切替え装置４から主光線路５を介して伝送され、局側装置１２にて受信される。

本実施形態に係る光通信システムは、さらに、分岐光線路監視システムを含む。この分岐光線路監視システムは、ｎ本の分岐光線路３−１〜３−ｎそれぞれを監視するものであり、ＯＴＤＲ装置８、光結合部６、光フィルタ９、レンジングデータ検出部１３、および各光フィルタ２−１〜２−ｎを備えて構成される。ＯＴＤＲ装置８、光結合部６、光フィルタ９およびレンジングデータ検出部１３は、局側装置１２とともに局内に配置されている。

光結合部６は、局側装置１２と方向切替え装置４との間を接続する主光線路５上に設けられており、ＯＴＤＲ装置８と光ファイバ等（図１に示す制御光線路７）によって光学的に接続されている。この光結合部６は、局側装置１２と各端末装置１−１〜１−ｎとの間で伝送される信号光を透過させ、且つ、ＯＴＤＲ装置８から送信された監視光が入力されるとその監視光を光結合部６から方向切替え装置４へ送信する。さらに、光結合部６は、方向切替え装置４から光結合部６に送信された後方散乱光が入力されるとその後方散乱光をＯＴＤＲ装置８へ送信する。

ＯＴＤＲ装置８は、光結合部６へ送信するための監視光を発生する光源部（図示省略）と、光結合部６から送信される後方散乱光の強度の時間的変化を検出する検出部（図示省略）と、を含む。

光フィルタ９は、主光線路５上の、局側装置１２と光結合部６との間に設けられており、局側装置１２と各端末装置１−１〜１−ｎとの間で伝送される信号光を透過させ、且つ、監視光波長と同一の波長λ１の光を遮断する。この光フィルタ９は、例えば、主光線路５を構成する光ファイバに形成された回折格子であってもよく、あるいは、主光線路５の途中に挿入された誘電体多層膜フィルタであってもよい。

レンジングデータ検出部１３は、局側装置１２へ情報を送信するための制御線１１Ａによって局側装置１２と電気的に接続されている。このレンジングデータ検出部１３は、記憶装置（信号用）１５及び処理部（信号用）１４を備えている。

記憶装置（信号用）１５は、信号光を用いて局側装置１２と各端末装置１−１〜１−ｎとの間の伝搬遅延時間（ＲＴＴ：Round Trip Time）を測定した結果、および、信号光を用いて局側装置１２と方向切替え装置との間の伝搬遅延時間（ＲＴＴ）を測定した結果等を記憶する装置である。これらの結果は光通信切替え制御に必要な情報であり、局側装置１２によって管理される。レンジングデータ検出部１３は、局側装置１２が管理しているこれらの情報を抽出し、記憶装置（信号用）１５に記録する。また、これらの測定は局側装置１２によって定期的に行われ、その都度、レンジングデータ検出部１３が測定結果を抽出し、それによって記憶装置（信号用）１５の情報を更新する。

処理部（信号用）１４は、局側装置１２と各端末装置１−１〜１−ｎとの間、及び、局側装置１２と方向切替え装置４との間の信号用波長における伝搬遅延時間（ＲＴＴ）（すなわち、信号光を用いて測定されたＲＴＴ）から、方向切替え装置４と各端末装置１−１〜１−ｎとの間の信号用波長における伝搬遅延時間（ＲＴＴ）を算出する装置である。記憶装置（信号用）１５の情報が更新される度に、処理部（信号用）１４が上記の伝搬遅延時間（ＲＴＴ）を算出する。

例えば、処理部（信号用）１４は、局側装置１２と端末装置１−１との間の伝搬遅延時間（ＲＴＴ）から、局側装置１２と方向切替え装置４との間の伝搬遅延時間（ＲＴＴ）を減算することによって、方向切替え装置４と端末装置１−１との間の（すなわち分岐光線路３−１の）伝搬遅延時間（ＲＴＴ）を算出する。分岐光線路３−２〜３−ｎの伝搬遅延時間（ＲＴＴ）も同様の方法によって算出される。

なお、図１には、レンジングデータ検出部１３を局側装置１２から独立した装置として記載したが、実際には、レンジングデータ検出部１３は局側装置１２に含まれてもよい。例えば、処理部（信号用）１４は、局側装置１２が備えるプロセッサであり、記憶装置（信号用）１５は、局側装置１２が備える記憶装置（例えばメモリ）であってもよい。

各光フィルタ２−１〜２−ｎは、各分岐光線路３−１〜３−ｎ上の、端末装置１−１〜１−ｎの近くに設けられており、局側装置１２と各端末装置１−１〜１−ｎとの間で伝送される信号光を透過させ、且つ、監視光波長と同一の波長の光を反射させる。各光フィルタ２−１〜２−ｎは、例えば、各分岐光線路３−１〜３−ｎを構成する光ファイバに形成された回折格子であってもよいし、各分岐光線路３−１〜３−ｎの途中に挿入された誘電体多層膜フィルタであってもよい。

図２は、本発明の第１の実施形態の監視方法について説明するフローチャートである。

最初に、局側装置１２は、監視測定を行う分岐光線路を光分岐線路３−１〜３−ｎの中から選択する（Ｓ１）。その後、局側装置１２は、レンジングデータ検出部１３から、光分岐線路３−１〜３−ｎのうち選択された線路の開放時間を、制御線１１Ａを介して取得する（Ｓ２）。

ここで、開放時間とは、方向切替え装置４が主光線路５とＳ１において選択された線路との間の光の経路を開放する時間である。例えば、主光線路５が接続された方向切替え装置４のポート（図示省略）と、分岐光線路３−１が接続された方向切替え装置４のポート（図示省略）との間の経路が開放されている間、方向切替え装置４は主光線路５から受信した信号光及び監視光を分岐光線路３−１に送信し、分岐光線路３−１から受信した信号光及び後方散乱光を主光線路５に送信する。その間、他の分岐光線路３−２〜３−ｎからの信号光及び後方散乱光は方向切替え装置４を通過することができない。

通常、局側装置１２と端末装置１−１〜１−ｎとの間で信号光を通信する場合、信号光が方向切替え装置４を通過する（例えば方向切替え装置４が信号光を主光線路５から受信して、選択された分岐光線路に送信する）間だけ、その通信に使用される経路を開放すればよい。

しかし、本実施形態では、ＯＴＤＲ試験を行うため、監視光が主光線路５から方向切替え装置４に到達した時点から、その監視光に起因する分岐光線路３−１からの後方散乱光が方向切替え装置４を通過し終えるまで、選択された経路を開放しておく必要がある。このとき、開放時間が短過ぎれば、すべての後方散乱光が方向切替え装置４を通過できないため、正確なＯＴＤＲ試験を行うことができない。一方、開放時間が長過ぎれば、すべての後方散乱光が通過した後も無為に経路が占有されることになり、これによって帯域効率が低下する。このため、すべての後方散乱光が通過した直後に経路が閉鎖されるように、開放時間を決定することが望ましい。

分岐光線路３−１から方向切替え装置４に最も遅く到達する後方散乱光は、監視光が届く範囲のうち、方向切替え装置４から最も遠い地点、すなわち、光フィルタ２−１近傍からの後方散乱光である。このため、分岐光線路３−１に関する最適な開放時間は、方向切替え装置４から光フィルタ２−１までの監視光の伝搬遅延時間の２倍（言い換えると、方向切替え装置４と光フィルタ２−１との間の監視光の往復時間）である。

本実施形態の処理部（信号用）１４は、方向切替え装置４から端末装置１−１までの信号光の伝搬遅延時間の２倍（言い換えると、方向切替え装置４と端末装置１−１との間の信号光の往復時間）を分岐光線路３−１に関する開放時間として算出する。光フィルタ２−１から端末装置１−１までの距離が十分に小さければ、このように算出された開放時間を、近似的に最適な開放時間として使用することができる。

局側装置１２は、端末装置１−１〜１−ｎとの間の信号光の通信を正常に実行するために、局側装置１２と端末装置１−１〜１−ｎとの間、及び、局側装置１２と方向切替え装置４との間の、信号光の伝搬遅延時間を測定する必要がある。通常、このような測定（レンジング）は、定期的に実行される。本実施形態では、このようにＯＴＤＲ試験とは無関係に実行されるレンジングの結果を用いて、ＯＴＤＲ試験のための近似的に最適な開放時間を求める。このため、ＯＴＤＲ試験のためにあらためて方向切替え装置４と端末装置１−１〜１−ｎとの間で監視光を用いたレンジングを実行する必要がない。

なお、上記のような開放時間の算出は、レンジングデータ検出部１３が新たな伝搬遅延時間を局側装置１２から取得した直後に実行されてもよいし、ステップＳ２において実行されてもよい。

上記は分岐光線路３−１の例を説明しているが、他の分岐光線路３−２〜３−ｎについても同様である。

以上の監視測定準備が終了後、局側装置１２は、光源を立ち上げ、波長λ１の監視信号を送信するように指示する信号を、制御線１１Ｂを介してＯＴＤＲ装置８へ送信する（Ｓ３）。

局側装置１２は、選択された線路の開放を指示する制御信号１１Ｃを方向切替え装置４に送信する（Ｓ４）。この制御信号１１Ｃを受信した方向切替え装置４は、選択された分岐光線路と主光線路５とを接続する経路を開放する。

開放を指示する制御信号１１Ｃを送信してから、レンジングデータ検出部１３より取得した開放時間後に、局側装置１２は、選択された線路の閉鎖を指示する制御信号１１Ｃを方向切替え装置４に送信する（Ｓ５）。この制御信号１１Ｃを受信した方向切替え装置４は、選択された分岐光線路と主光線路５とを接続する経路を閉鎖する。

なお、制御信号１１Ｃは、局側装置１２と方向切替え装置４とを接続する制御線を介して送信されてもよいし、主光線路５及び光結合部６を介して光信号として送信されてもよい。

上述した、本発明の第１の実施形態による分岐光線路監視システムを用いれば、波長λ１の固定波長の光源を用いて、複数の分岐光線路３−１〜３−ｎを監視することができるため、ＯＴＤＲ装置が波長可変光源を備える必要がなくなる。これによって、装置の設置スペースを小さくすることができ、さらにコストを大幅に削減することができる。また、各端末装置１−１〜１−ｎ側には、互いに同一の波長の反射特性を持つ反射フィルタ２−１〜２−ｎを設置することができる。これによって、端末装置１−１〜１−ｎ毎に互いに異なる波長の反射特性を持つｎ個の波長選択反射フィルタを設置する必要がなくなるため、システム構成が単純となり、コストを削減できる。

さらに、監視に必須な方向切替え装置４のポート開放時間を取得するために新たに方向切替え装置４と局側装置１２との間で距離測定（レンジング）を行う必要がないため、信号を途絶なく通信させることができ、且つ、多くの分岐光線路３−１〜３−ｎの監視を効率的に行うことができ、帯域の無駄を無くし、帯域効率を向上させることができる。

＜第２の実施形態＞
図３は、本発明の第２の実施形態にかかる分岐光線路監視システムを含む光通信システムの構成図である。

図３に示す第２の実施形態のシステムは、局側装置１２側に補正演算部１６を設けた点を除き、第１の実施形態のシステムと同様である。以下、第２の実施形態について説明するが、第１の実施形態と共通する部分については説明を省略する。

補正演算部１６は、制御線１１Ｄによって局側装置１２と電気的に接続されている。光ファイバ内の光の伝搬時間は、波長に依存することが知られている。信号光と監視光の波長は異なるため、より高精度な開放時間を取得するためには、波長依存による影響を補正する必要がある。補正演算部１６は、レンジングデータ検出部１３から局側装置１２に送信された情報に基づいて、光ファイバの伝搬時間の波長依存性をなくすための補正を行い、補正された情報を、制御線１１Ｄを介して局側装置１２に送信する。補正演算部１６は、記憶装置（監視用）１７、処理部（監視用）１８及び演算部１９を備えている。

記憶装置（監視用）１７は、局側装置１２と各フィルタ２−１〜２−ｎとの間の監視用波長での伝搬遅延時間（ＲＴＴ）の測定結果、及び、局側装置１２と方向切替え装置４との間の監視用波長での伝搬遅延時間（ＲＴＴ）の測定結果等を記憶する装置である。本実施形態では、この測定は初期設定の際に１度のみ実行される。なお、各フィルタ２−１〜２−ｎと各端末装置１−１〜１−ｎとの間の距離が無視できるほど小さい場合、局側装置１２と各フィルタ２−１〜２−ｎとの間の伝搬遅延時間（ＲＴＴ）を、局側装置１２と各端末装置１−１〜１−ｎとの間の伝搬遅延時間（ＲＴＴ）とみなすことができる。

処理部（監視用）１８は、局側装置１２と各フィルタ２−１〜２−ｎとの間、および、局側装置１２と方向切替え装置４との間の監視用波長での伝搬遅延時間（ＲＴＴ）に基づいて、方向切替え装置４と各フィルタ２−１〜２−ｎ間の監視用波長での伝搬遅延時間（ＲＴＴ）を算出する装置である。

演算部１９は、レンジングデータ検出部１３から送信される信号波長での伝搬遅延時間と、処理部（監視用）１８によって算出された測定用波長での伝搬遅延時間と、の間の波長に依存する違いを比較し、伝搬遅延時間を補正する。

例えば、処理部（監視用）１８は、局側装置１２とフィルタ２−１との間の監視光の伝搬遅延時間（ＲＴＴ）から、局側装置１２と方向切替え装置４との間の伝搬遅延時間（ＲＴＴ）を減算することによって、方向切替え装置４とフィルタ２−１との間の伝搬遅延時間（ＲＴＴ）を算出する。一方、処理部（信号用）１４は、第１の実施形態と同様、方向切替え装置４と端末装置１−１との間の信号光の伝搬遅延時間（ＲＴＴ）を算出する。

演算部１９は、局側装置１２とフィルタ２−１との間の監視光の伝搬遅延時間（ＲＴＴ）と、方向切替え装置４と端末装置１−１との間の信号光の伝搬遅延時間（ＲＴＴ）と、の比率を算出する。その後、処理部（信号用）１４が新たに方向切替え装置４と端末装置１−１との間の信号光の伝搬遅延時間（ＲＴＴ）を算出した場合、演算部１９は、その伝搬遅延時間（ＲＴＴ）に上記の比率を乗算することによって、波長依存性に基づく伝搬遅延時間の相違を打ち消すための補正を行う。例えば温度変化等によって信号光の伝搬遅延時間が変化した場合であっても、新たに監視光の伝搬遅延時間を測定する代わりに、上記の比率を用いて新たな信号光の伝搬遅延時間を補正することによって、新たな監視光の伝搬遅延時間を推定することができる。

すなわち、このように補正された伝搬遅延時間を用いることによって、新たな監視光の伝搬遅延時間を測定した場合と同程度に高精度な開放時間を算出することができる。上記の比率が計算されれば、その後あらためて監視光の伝搬遅延時間を測定する必要がないため、帯域効率の低下を防ぐことができる。

上記は分岐光線路３−１の関する例であるが、分岐光線路３−２〜３−ｎについても同様の計算が行われる。

なお、図３には、補正演算部１６を局側装置１２から独立した装置として記載したが、実際には、補正演算部１６は局側装置１２に含まれてもよい。例えば、処理部（監視用）１８及び演算部１９は、局側装置１２が備えるプロセッサであり、記憶装置（監視用）１７は、局側装置１２が備える記憶装置（例えばメモリ）であってもよい。

図４は、本発明の第２の実施形態の監視方法について説明するフローチャートである。

図４に示すステップＳ１〜Ｓ５は、図２に示した第１の実施形態と同様である。第２の実施形態では、ステップＳ１が実行された後、ステップＳ７及びＳ８が実行される。さらに、ステップＳ２が実行された後、ステップＳ３が実行される前に、ステップＳ６が実行される。

ステップＳ７において、局側装置１２は、ステップＳ１で選択されたポートが初めて選択されたか否かを判定する。そのポートが初めて選択された場合、局側装置１２は、局側装置１２と各フィルタ２−１〜２−ｎとの間の監視用波長での伝搬遅延時間、及び、局側装置１２と方向切替え装置４との間の監視用波長での伝搬遅延時間を測定する（ステップＳ８）。その後、局側装置１２はステップＳ２を実行する。一方、選択されたポートが初めて選択されたものでない場合、局側装置１２は、ステップＳ８を実行せずにステップＳ２を実行する。

ステップＳ６において、補正演算部１６は、上記図３を参照して説明したように、レンジングデータ検出部１３から取得したデータを、信号光と監視光の波長が異なることによる影響を取り除くように補正する。

上述した、本発明の第２の実施形態による分岐光線路監視システムを用いれば、実施形態１で記述した効果に加え、監視光解析手段による監視光解析をより高精度に行うことができる。これによって、実際にレンジングを行った場合と同程度の精度で、監視測定に必要な方向切替え装置４の特定のポートの開放時間制御を行うことができる。

１−１〜１−ｎ 端末装置
２−１〜２−ｎ、９ 光フィルタ
３−１〜３−ｎ 分岐光線路
４ 方向切替え装置
５ 主光線路
６ 光結合部
７ 制御光線路
８ ＯＴＤＲ装置
１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｄ 制御線
１１Ｃ 制御信号
１２ 局側装置
１３ レンジングデータ検出部
１４ 処理部（信号用）
１５ 記憶装置（信号用）
１６ 補正演算部
１７ 記憶装置（測定用）
１８ 処理部（信号用）
１９ 演算部
２０ 光ファイバ
２１ 光コネクタ
２２ ＰＤ（フォトダイオード）
２３ 波形観測モニタ
２４ ＯＴＤＲ光源
２５ パルス発生器
２６ ＰＣ（パーソナルコンピュータ）

Claims (10)

1. 第１波長の信号光を送信する局側装置と、
   第２波長の監視光を光線路に送信し、前記光線路からの反射光を受信することによって前記光線路を監視するＯＴＤＲ装置と、
   前記信号光を受信する複数の端末装置と、
   前記複数の端末装置に接続される複数の光線路と、
   前記複数の光線路に接続され、前記局側装置からの指示に従って、選択された前記光線路への前記信号光及び前記監視光の経路の開放及び閉鎖を行う方向切替え装置と、
   前記各光線路上に設置され、前記監視光を反射するフィルタと、を備える光通信システムであって、
   前記局側装置は、
   前記複数の光線路の一つを選択し、
   前記ＯＴＤＲ装置に、前記監視光を前記方向切替え装置へ送信させることを特徴とする光通信システム。
2. 前記光通信システムは、処理部及び記憶装置をさらに備え、
   前記局側装置は、前記局側装置と前記方向切替え装置との間の前記信号光の伝搬遅延時間、及び、前記局側装置と前記各端末装置との間の前記信号光の伝搬遅延時間を測定し、
   前記記憶装置は、前記測定された伝搬遅延時間を記憶し、
   前記処理部は、前記記憶装置に記憶された伝搬遅延時間に基づいて、前記方向切替え装置と前記各端末装置との間の前記信号光の往復時間を、前記各光線路に関する開放時間として計算し、
   前記局側装置は、前記ＯＴＤＲ装置に前記監視光を送信させた後、前記選択された光線路への経路の開放指示を前記方向切替え装置に送信し、
   前記開放指示を送信した後、前記選択された光線路に関する前記開放時間の経過後、前記経路の閉鎖指示を前記方向切替え装置に送信することを特徴とする請求項１に記載の光通信システム。
3. 前記処理部は、前記局側装置と前記各端末装置との間の前記信号光の伝搬遅延時間から、前記局側装置と前記方向切替え装置との間の前記信号光の伝搬遅延時間を減算した値を２倍することによって、前記各光線路に関する開放時間を計算することを特徴とする請求項２に記載の光通信システム。
4. 前記光通信システムは、補正演算部をさらに備え、
   前記局側装置は、前記局側装置と前記方向切替え装置との間の前記監視光の伝搬遅延時間、及び、前記局側装置と前記各フィルタとの間の前記監視光の伝搬遅延時間を測定し、
   前記処理部は、前記局側装置と前記各端末装置との間の前記信号光の伝搬遅延時間から、前記局側装置と前記方向切替え装置との間の前記信号光の伝搬遅延時間を減算した値を２倍することによって、前記局側装置と前記各端末装置との間の前記信号光の往復時間を計算し、
   前記補正演算部は、前記局側装置と前記各端末装置との間の前記信号光の往復時間を前記監視光の伝搬遅延時間に基づいて補正することによって、前記各光線路に関する開放時間を計算することを特徴とする請求項２に記載の光通信システム。
5. 前記補正演算部は、
   前記局側装置と前記各フィルタとの間の前記監視光の伝搬遅延時間から、前記局側装置と前記方向切替え装置との間の前記監視光の伝搬遅延時間を減算した値を２倍することによって、前記方向切替え装置と前記各フィルタとの間の前記監視光の往復時間を計算し、
   前記計算された信号光の往復時間と前記計算された監視光の往復時間との比率を計算し、
   その後、新たに前記局側装置と前記方向切替え装置との間の前記信号光の伝搬遅延時間、及び、前記局側装置と前記各端末装置との間の前記信号光の伝搬遅延時間が測定された場合、前記新たに測定された伝搬遅延時間に基づいて計算された前記局側装置と前記各端末装置との間の前記信号光の往復時間に、前記比率を乗算することによって、前記補正された前記各光線路に関する開放時間を計算することを特徴とする請求項４に記載の光通信システム。
6. 光通信システムの監視方法であって、
   前記光通信システムは、第１波長の信号光を送信する局側装置と、第２波長の監視光を光線路に送信し、前記光線路からの反射光を受信することによって前記光線路を監視するＯＴＤＲ装置と、前記信号光を受信する複数の端末装置と、前記複数の端末装置に接続される複数の光線路と、前記複数の光線路に接続され、前記局側装置からの指示に従って、選択された前記光線路への前記信号光及び前記監視光の経路の開放及び閉鎖を行う方向切替え装置と、前記各光線路上に設置され、前記監視光を反射するフィルタと、を備え、
   前記方法は、
   前記局側装置が、前記複数の光線路の一つを選択する第１手順と、
   前記局側装置が、前記ＯＴＤＲ装置に、前記監視光を前記方向切替え装置へ送信させる第２手順と、を含むことを特徴とする光通信システムの監視方法。
7. 前記光通信システムは、処理部及び記憶装置をさらに備え、
   前記方法は、さらに、
   前記局側装置が、前記局側装置と前記方向切替え装置との間の前記信号光の伝搬遅延時間、及び、前記局側装置と前記各端末装置との間の前記信号光の伝搬遅延時間を測定し、前記処理部が、前記記憶装置に記憶された伝搬遅延時間に基づいて、前記方向切替え装置と前記各端末装置との間の前記信号光の往復時間を、前記各光線路に関する開放時間として計算し、前記局側装置が、前記計算された開放時間を取得する第３手順と、
   前記局側装置が、前記ＯＴＤＲ装置に前記監視光を送信させた後、前記選択された光線路への経路の開放指示を前記方向切替え装置に送信する第４手順と、
   前記開放指示を送信した後、前記選択された光線路に関する前記開放時間の経過後、前記経路の閉鎖指示を前記方向切替え装置に送信する第５手順と、を含むことを特徴とする請求項６に記載の光通信システムの監視方法。
8. 前記第３手順は、前記処理部が、前記局側装置と前記各端末装置との間の前記信号光の伝搬遅延時間から、前記局側装置と前記方向切替え装置との間の前記信号光の伝搬遅延時間を減算した値を２倍することによって、前記各光線路に関する開放時間を計算する手順を含むことを特徴とする請求項７に記載の光通信システムの監視方法。
9. 前記光通信システムは、補正演算部をさらに備え、
   前記第３手順は、前記処理部が、前記局側装置と前記各端末装置との間の前記信号光の伝搬遅延時間から、前記局側装置と前記方向切替え装置との間の前記信号光の伝搬遅延時間を減算した値を２倍することによって、前記局側装置と前記各端末装置との間の前記信号光の往復時間を計算する手順を含み、
   前記方法は、さらに、
   前記局側装置が、前記局側装置と前記方向切替え装置との間の前記監視光の伝搬遅延時間、及び、前記局側装置と前記各フィルタとの間の前記監視光の伝搬遅延時間を測定する第６手順と、
   前記補正演算部が、前記局側装置と前記各端末装置との間の前記信号光の往復時間を前記監視光の伝搬遅延時間に基づいて補正することによって、前記各光線路に関する開放時間を計算する第７手順と、を含むことを特徴とする請求項７に記載の光通信システムの監視方法。
10. 前記第６手順は、
    前記補正演算部が、前記局側装置と前記各フィルタとの間の前記監視光の伝搬遅延時間から、前記局側装置と前記方向切替え装置との間の前記監視光の伝搬遅延時間を減算した値を２倍することによって、前記方向切替え装置と前記各フィルタとの間の前記監視光の往復時間を計算する手順と、
    前記補正演算部が、前記計算された信号光の往復時間と前記計算された監視光の往復時間との比率を計算する手順と、を含み、
    前記第７手順は、新たに前記局側装置と前記方向切替え装置との間の前記信号光の伝搬遅延時間、及び、前記局側装置と前記各端末装置との間の前記信号光の伝搬遅延時間が測定された場合、前記補正演算部が、前記新たに測定された伝搬遅延時間に基づいて計算された前記局側装置と前記各端末装置との間の前記信号光の往復時間に、前記比率を乗算することによって、前記補正された前記各光線路に関する開放時間を計算する手順を含むことを特徴とする請求項９に記載の光通信システムの監視方法。