JP4864752B2 - 光伝送線路監視装置、光伝送線路監視方法、及び監視プログラム - Google Patents
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Description
また、光伝送線路の特性を考慮して第1の波形部分からの第2の波形部分のずれ量を、第1の波形部分のいずれか1つからのずれの量を基準のシフト量として扱うことにより、全ての波形部分についてのシフト量を計算する場合よりも計算量のコストを大幅に削減することが可能となる。また、複数の第1の波形部分を基準波形とすることにより、仮に工事や断線などの原因で1つの第1の波形部分に相当する第3の波形部分を検出できなかった場合であっても、自動的に別の基準波形から基準のシフト量を算出する事が可能となり、1箇所の波形部分において異常があった場合、他の正常な波形を異常と検出することを防ぐことが可能となる。
上記に説明したように、光ファイバの伸縮により、正常時測定情報から形成される波形と、監視対象測定情報から形成される波形の距離軸においてずれが発生していた場合であっても、波形が同じであることから、対応する波形に基づいて検出を行うことで、光ファイバの伸縮によるずれを考慮した正確な検出を行うことができるとともに、光ファイバの伸縮による誤検出を防ぐことが可能となる。
また、測定装置50から終端装置である各ONU120−1〜120−Nまでの光ファイバ長は、予め光ファイバ敷設工事時に異なる光ファイバ長となるように設計されている。したがって、反射光によって形成される波形において生じるピークは、終端装置ごとに異なった位置に生じる。なお、測定装置50が受光する戻り光には、測定装置50に接続される全ての終端装置からの反射光が含まれる。
測定装置50は、例えば、OTDR(Optical Time Domain Reflectometer)であり、光スイッチ40及び光ファイバ200−1を通じて光伝送線路の光ファイバ60に光パルス信号を入射し、光伝送線路から反射により戻ってくるONU120−1〜120−Nにおける反射光である戻り光を受光する。また、測定装置50は、受光した戻り光の光強度値を測定し、受光した時間に基づく距離を算出し、測定した光強度値と算出した距離とを測定情報として出力する。
以下の説明では、測定情報DB12に記憶される測定情報の中で光伝送線路が正常である場合に測定されたものとして予めユーザにより選択されている測定情報を正常時測定情報と記載し、監視対象となる時点で測定装置50に測定された測定情報を監視対象測定情報と記載する。
この閾値は、過去の測定結果による統計に基づいて設定される値であり、ユーザによって予め設定されても良いし、例えば測定情報の最大光強度値に一定率を乗算した値など、測定情報に対応させて変動する値として設定してもよいし、出力部18が画面に表示する波形を参照して、ユーザの操作によって波形解析部11に設定してもよい。
測定情報DB(Data Base)12は、接続部10を介して測定装置50から受信した測定情報である正常時測定情報と、監視対象測定情報と、波形解析部11から入力される正常時測定情報に対応する正常時ピーク情報とを記憶する。この正常時ピーク情報として、測定情報DB12は、図2に示すように、基準優先番号と、測定装置50から測定点までの距離と、測定点からの反射光による波形の初期ピーク位置と、補正領域幅とを測定点名に対応させたテーブルとして記憶する。なお、基準優先番号は、波形を検出しやすい測定点順に定められ、例えば過去の測定結果による統計に基づいてユーザによって定められてもよいし、測定点までの距離や、測定点ごとの最大の光強度、測定点ごとのピークの半値幅などに応じて波形解析部11が定めてもよい。
補正部17は、シフト量算出部16が算出したシフト量に基づいて、監視対象測定情報の距離の値を補正し、補正監視対象測定情報とする。
部分測定情報表示領域301と全測定情報表示領域300の関係は、全測定情報表示領域300にて、ユーザがマウス等を操作することで、当該操作を受けた操作部14が入力する情報に基づいて、領域枠302を設定すると、設定された領域枠302に含まれる正常時測定情報の波形と、監視対象測定情報の波形とが出力部18により部分測定情報表示領域301に表示されるという関係がある。
なお、例えば、正常時測定波形401については、距離が初期ピーク距離801で示される値にてピークとなり、当該ピークでは符号851で示される光強度値を有することになる。一方、監視対象波形402aについては、ピークの発生の位置がずれて発生するため、初期ピーク距離801で示される距離軸における光強度値は、符号852aにて示された値となる。そのため、これらの光強度値の差が、ピーク異常検出閾値を超える場合には、監視対象測定情報は、初期ピーク距離801の距離において異常として判定されることになる。しかし、この場合、光ファイバの伸張により距離軸における位置がずれているだけであり、現実には異常は発生していない為誤検出していることになる。
図5は、光伝送線路監視装置1における光ファイバの伸縮による誤検出を防止するための処理を示したフローチャートである。また、図6は、図4の波形表示画面400aの部分測定情報表示領域301に表示された波形の一部を拡大した図であり、図6は、本実施形態の光伝送線路監視装置1を用いて異常の検出が可能となる波形の一例を示した図である。
まず、予め正常値となる測定情報を測定情報DB12に記録する事前準備過程について説明する。
ユーザが操作部14を操作することによって、初期測定を行う初期測定開始命令信号が接続部10を介して測定装置50に送信される。測定装置50は初期測定開始命令信号を受信すると、光スイッチ40及び光ファイバ200−1を通じて光伝送線路の光ファイバ60に光パルス信号を入射し、光伝送線路から反射により戻ってくるONU120−1〜120−Nにおける反射光である戻り光を受光する。測定装置50は、受光した戻り光の光強度値を測定し、受光した時間に基づく距離を算出し、測定した光強度値と算出した距離とを正常時測定情報として光伝送線路監視装置1へ送信する(ステップS1)。
ここで、正常時ピーク情報とは、基準優先番号と、測定点名と、その測定点の距離と、波形解析部11によって解析される初期ピーク位置距離と、補正領域の範囲を示す補正領域幅とからなる情報である。補正領域幅は、図4において、補正領域端701−1の距離軸における値と、補正領域端701−2の距離軸における値とを減算した値の絶対値が補正領域幅と等しい値になるように2つの補正領域端の距離を定める。
次に、異常検出過程について説明する。ステップS1と同様の動作によって測定装置50は、ユーザによって定められる所定の周期ごとに光パルス信号を入射し、ONU120−1〜120−Nからの反射光を受光する。測定装置50は、受光した戻り光から測定した光強度値と受光時間に基づき算出した距離とを監視対象測定情報として、光伝送線路監視装置1へ送信する。光伝送線路監視装置1において、接続部10は、受信した監視対象測定情報を測定情報DB12に書き込む(ステップS3)。上記のように、測定装置50から随時送信された監視対象測定情報が、測定情報DB12に書き込まれることによって、測定情報DB12は随時更新されているものとする。
波形解析部11は、異常検出開始命令信号が入力されると、測定情報DB12から正常時測定情報と、正常時ピーク情報と、異常検出開始指示信号に含まれる情報により特定される監視対象測定情報とを読み出す。波形解析部11は、監視対象測定波形のピークが発生する位置等の解析情報を検出する。波形解析部11は、正常時ピーク情報と監視対象解析情報と監視対象測定情報とをシフト量算出部16に出力する。
シフト量算出部16は、入力された正常時ピーク情報から、最も基準優先番号の若い測定点を抽出し、この測定点において設定される補正領域に対応させて、監視対象解析情報から監視対象ピークを抽出する(ステップS5)。
反射レベルの低下や断線等の原因により、正常時測定波形として用いようとした測定点における補正領域内から監視対象ピークが検出されなかった場合、シフト量算出部16は基準優先番号に1を加算して、補正領域内から監視対象ピークが検出されるまでステップS5を繰り返す。
測定される波形は、温度変化や工事によるケーブル伸縮があっても、一定量距離がずれる以外、波形に違いがないという特性がある。この特性を考慮して、監視対象ピークと、初期ピーク位置とのずれを示すステップS6において算出されるシフト量を、他の全ての測定点のずれを補正する基準の値として用い、監視対象波形402を補正する事が可能となる。このことにより、ケーブル伸縮にかかわらず正確な異常検出を行うことができるという効果がある。
シフト量算出部16は、補正領域端701−1と補正領域端701−2とを初期ピーク距離801を含むように図6のように設定し、補正領域端701−1と補正領域端701−2との距離が補正領域幅となる位置に設定する。シフト量算出部16は、補正領域端701−1から補正領域端701−2の範囲内で、図6に示すように、監視対象波形402aのピーク位置として測定ピーク距離802aを検出する。シフト量算出部16は、検出した測定ピーク距離802aから初期ピーク距離801を減算してシフト量601を算出する。
なお、補正領域端701−1と、初期ピーク距離801と、補正領域端701−2との距離軸における位置関係は、過去の測定結果による統計に基づいて設定される値であって、例えば初期ピーク距離801との距離が補正領域幅に一定率を乗算した値となる位置に補正領域端701−1の距離軸における位置を設定するなどとしてユーザによって予め設定された位置関係でもよいし、出力部18が画面に表示する波形を参照して、ユーザの操作によってシフト量算出部16に設定してもよい。
波形解析部11は、補正監視対象測定情報が入力されると、正常時ピーク情報と、正常時測定情報と、補正監視対象測定情報とを判定部15に出力する。
判定部15は、入力された正常時ピーク情報の測定点ごとに補正監視対象測定波形のピークに異常があるか否かを判定する(ステップS8)。判定部15は、波形に異常がないと判定した場合、該当する測定点における測定情報は正常であるという判定結果を出力部18に出力して処理を終了する(ステップS9)。判定部15は、波形に異常があると判定した場合、該当する測定点における測定情報は異常であるというアラームと判定結果とを出力部18に出力して処理を終了する(ステップS10)。
次に判定部15は、算出した光強度値の差の値が予め定められるピーク異常検出用閾値を超えるか否かを判定する。判定部15は、判定により正常時測定情報のピークにおける光強度値の差がピーク異常検出用閾値を超えることを検出した場合、異常であると判定する。
このピーク異常検出用閾値は、過去の測定結果による統計に基づいて設定される値であり、ユーザによって予め設定されても良いし、例えば過去の測定結果による統計に基づいてユーザによって定められる一定率を測定情報の最大光強度値に乗算した値など、測定情報に対応させて変動する値として設定してもよい。
シフト量算出部16は、検出した測定ピーク距離802b−1から初期ピーク距離801を減算してシフト量601−1を、測定ピーク距離802b−2から初期ピーク距離801を減算してシフト量601−2をそれぞれ算出する。シフト量算出部16は、算出したシフト量601−1とシフト量601−2とを比較し、値が0に近いものであるシフト量601−1を正しいシフト量として補正部17に出力する。
これら上記のシフト量を算出する動作によれば、工事後に監視対象測定波形において、ONU120−1〜120−Nからの反射波によるピークが近接し、補正範囲内で複数のピークが存在する場合があるが、そのような場合でも監視装置の誤動作を防止することが可能となる効果がある。
判定部15は、予め定められる波形部分特定用閾値に基づいて正常時測定波形401の波形部分と、監視対象波形402の波形部分とを抽出する。そして、判定部15は、抽出したそれぞれの波形部分の波形幅を算出する。
この波形部分特定用閾値は、過去の測定結果による統計に基づいて設定される値であり、ユーザによって予め設定されても良いし、例えば測定情報の最大光強度値の50%など、測定情報に対応させて変動する値として設定してもよいし、出力部18が画面に表示する波形を参照して、ユーザの操作によって判定部15に設定してもよい。
また、正常時の波形から得られる特定の波形部分のピーク距離と、監視対象時の波形から得られる特定の波形部分のピーク距離とを比較することで、光ファイバの伸縮によるずれを補正するためのシフト量を算出して補正することができ、正常時の波形のピークが発生する位置における光強度値を比較することで、正確に異常が発生しているか否かを検出することが可能となる。
また、本発明は、光ファイバの伸縮が生じても波形形状は変化をしない特性を利用するものであればどのような構成でもよく、波形全体を比較するような構成としてもよい。
Claims (8)
- 光伝送線路を構成する光ファイバの長手方向に光パルスを入射することにより測定される戻り光を解析して得られる前記光伝送線路の距離ごとの光強度値を含む測定情報のいずれかを正常時測定情報とし、当該正常時測定情報と、監視対象となる前記光ファイバの伸縮が不明な状態での測定情報とに基づいて前記光伝送線路の異常検出を行う光伝送線路監視装置であって、
前記正常時測定情報に含まれる前記距離と前記光強度値とから形成される波形の中で少なくとも1つの波形のピークを含む第1の波形部分を検出する第1の検出手段と、
前記第1の波形部分のピークを含む予め定められる補正範囲内において、前記監視対象の測定情報の波形の中で、前記第1の波形部分に相当する第2の波形部分を検出する第2の検出手段と、
前記第1の波形部分と、前記第2の検出手段が検出する前記第2の波形部分とに基づいて、前記監視対象の測定情報の波形において異常検出を行う異常検出手段と
を備え、
前記第1の検出手段は、
前記第1の波形部分を特定する情報として、前記第1の波形部分のピークの距離の値を検出し、
前記第2の検出手段は、
前記監視対象の測定情報において前記補正範囲内の前記第2の波形部分のピークの距離の値を検出し、
前記異常検出手段は、
前記第2の波形部分の前記第1の波形部分に対する前記距離の値のずれを補正するためのシフト量を、前記第1の波形部分のピークの距離の値と前記第2の波形部分のピークの距離の値とに基づいて算出するシフト量算出手段と、
前記第2の波形部分の距離の値を前記シフト量算出手段が算出するシフト量で補正する補正手段と、
前記補正手段により補正された前記第2の波形部分と、前記第1の波形部分とを比較することにより、異常か否かを判定する第1の判定手段と、
前記第1の判定手段が、異常であると判定した場合、異常あるものとして出力する第1の出力手段と
を備えたことを特徴とする光伝送線路監視装置。 - 前記監視対象の測定情報の波形の中で、前記第1の波形部分に相当する第2の波形部分の距離の値の、前記光ファイバの伸縮による前記第1の波形部分の距離の値からのシフト量予測値を前記補正範囲として算出する補正範囲算出手段を
さらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の光伝送線路監視装置。 - 前記監視対象の測定情報の波形の中で、前記第1の波形部分に相当する第2の波形部分の距離の値の、前記光ファイバの伸縮による前記第1の波形部分の距離の値からのシフト量予測値として予めユーザによって設定された前記補正範囲を記憶する記憶手段を
備えたことを特徴とする請求項1に記載の光伝送線路監視装置。 - 前記第2の検出手段は、
前記監視対象の測定情報の波形の中において、前記第1の波形部分に相当する波形部分が前記補正範囲内で複数検出された場合、前記第1の波形部分のピークにもっとも近いピークを有する波形部分を前記第2の波形部分として検出する
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の光伝送線路監視装置。 - 前記第1の検出手段が検出する第1の波形部分の少なくとも1つを基準波形として記憶する測定情報記憶手段をさらに備え、
前記第2の検出手段は、
前記監視対象の測定情報の波形の中で、前記基準波形に相当する第2の波形部分を検出し、
前記異常検出手段は、
前記基準波形と、前記第2の波形部分とに基づき、前記監視対象の測定情報の波形全体を補正することによって、前記光ファイバの伸縮に依存せずに異常検出を行う
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の光伝送線路監視装置。 - 前記第1の検出手段が検出する複数の前記第1の波形部分を基準波形として、優先する順位を示す基準優先番号と対応させて記憶する測定情報記憶手段をさらに備え、
前記シフト量算出手段は、
前記第2の波形部分の前記基準波形に対する前記距離の値のずれを補正するためのシフト量を、前記基準波形のピークの距離の値と前記第2の波形部分のピークの距離の値とに基づいて基準のシフト量として算出する際に、前記基準優先番号がN(Nは1から始まる整数)の前記基準波形に相当する波形部分が前記補正範囲内に存在しない場合、
前記基準優先番号がN+1の前記基準波形に相当する波形部分を第2の波形部分とし、前記基準優先番号がN+1の前記基準波形と前記第2の波形部分とに基づいて前記距離の値のずれを補正するためのシフト量を算出する
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の光伝送線路監視装置。 - 光伝送線路を構成する光ファイバの長手方向に光パルスを入射することにより測定される戻り光を解析して得られる前記光伝送線路の距離ごとの光強度値を含む測定情報のいずれかを正常時測定情報とし、当該正常時測定情報と、監視対象となる前記光ファイバの伸縮が不明な状態での測定情報とに基づいて前記光伝送線路の異常検出を行う光伝送線路監視方法であって、
前記正常時測定情報に含まれる前記距離と前記光強度値とから形成される波形の中で少なくとも1つの波形のピークを含む第1の波形部分を検出する第1のステップと、
前記第1の波形部分のピークを含む予め定められる補正範囲内において、前記監視対象の測定情報の波形の中で、前記第1の波形部分に相当する第2の波形部分を検出する第2のステップと、
前記第1のステップにおいて検出される前記第1の波形部分と、前記第2のステップにおいて検出される前記第2の波形部分とに基づいて、前記監視対象の測定情報の波形において異常検出を行う異常検出ステップと
を含み、
前記第1のステップは、
前記第1の波形部分を特定する情報として、前記第1の波形部分のピークの距離の値を検出し、
前記第2のステップは、
前記監視対象の測定情報において前記補正範囲内の前記第2の波形部分のピークの距離の値を検出し、
前記異常検出ステップは、
前記第2の波形部分の前記第1の波形部分に対する前記距離の値のずれを補正するためのシフト量を、前記第1の波形部分のピークの距離の値と前記第2の波形部分のピークの距離の値とに基づいて算出するシフト量算出ステップと、
前記第2の波形部分の距離の値を前記シフト量算出ステップにより算出されるシフト量で補正する補正ステップと、
前記補正ステップにより補正された前記第2の波形部分と、前記第1の波形部分とを比較することにより、異常か否かを判定する第1の判定ステップと、
前記第1の判定ステップが、異常であると判定した場合、異常あるものとして出力する第1の出力ステップと
を含むことを特徴とする光伝送線路監視方法。 - 光伝送線路を構成する光ファイバの長手方向に光パルスを入射することにより測定される戻り光を解析して得られる前記光伝送線路の距離ごとの光強度値を含む測定情報のいずれかを正常時測定情報とし、当該正常時測定情報と、監視対象となる前記光ファイバの伸縮が不明な状態での測定情報とに基づいて前記光伝送線路の異常検出を行う光伝送線路監視装置のコンピュータに、
前記正常時測定情報に含まれる前記距離と前記光強度値とから形成される波形の中で少なくとも1つの波形のピークを含む前記第1の波形部分の検出を、第1の波形部分を特定する情報として、前記第1の波形部分のピークの距離の値を検出して行う第1のステップと、
前記第1の波形部分のピークを含む予め定められる補正範囲内において、前記監視対象の測定情報の波形の中で、前記第1の波形部分に相当する第2の波形部分の検出を、前記監視対象の測定情報において前記補正範囲内の前記第2の波形部分のピークの距離の値を検出して行う第2のステップと、
前記第1のステップで検出される前記第1の波形部分と、前記第2のステップで検出される前記第2の波形部分とに基づいて、前記監視対象の測定情報の波形において、前記第2の波形部分の前記第1の波形部分に対する前記距離の値のずれを補正するためのシフト量を、前記第1の波形部分のピークの距離の値と前記第2の波形部分のピークの距離の値とに基づいて算出し、前記第2の波形部分の距離の値を前記シフト量で補正し、当該補正された前記第2の波形部分と、前記第1の波形部分とを比較することにより、異常か否かを判定し、異常であると判定した場合、異常あるものとして出力するステップと
を実行させるための監視プログラム。
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