JP4865787B2 - 受動型光試験終端装置 - Google Patents

Description

本発明は、一般に通信ネットワークに関するものであり、詳細には、光伝送ネットワークの受動（パッシブ）型光試験終端装置に関するものである。

ファイバ・トゥ・ザ・ホーム（ＦＴＴＨ）またはファイバ・トゥ・ザ・ビジネス（ＦＴＴＢ）は、銅線と比べて、より長い距離でしかも大いに広い帯域幅を提供できるため、普及が進んでいる。しかし、銅線を試験するためのメカニズムと匹敵するほどのメカニズムは、光回線については提供されていない。当該技術分野で知られている光回線の試験を行うソリューションでは、光加入者線終端装置（ＯＮＴ）が用いられる。

しかし、ＯＮＴ装置は、ネットワーク側と通信するための電力を必要とする。ファイバが損傷した場合、その後の通信は不可能である。しかし、ＯＮＴとの通信の欠如は、必ずしもファイバが損傷していることを意味しない。ＯＮＴに不具合があることもありうるであろうし、電力供給が停止することもありうる。

従って、改良された光ネットワーク試験終端装置、特に外部からの電力供給に依存しない終端装置は、有利であろう。

そこで、本発明は、上記の不利な点のうち１つ以上を、個別に、あるいはいかなる組み合わせであっても、好適に軽減、緩和、又は除去することを目的とする。

本発明の第１の態様によって、請求項１で定義するように、光ネットワークにおいて使用される光試験終端装置が提供される。この光試験終端装置は、受動型光エレメントと、その光試験終端装置を光ファイバに結合するための第１の光カプラと第２の光カプラとを含む。受動型光エレメントは、光ネットワークから試験信号を受信する入力部と、ネットワークに向かって応答信号を出力する出力部と、光遅延回線と、光制御式の光スイッチとを含んでいる。受動型光エレメントは、試験信号に応じて応答信号を出力するように動作可能であることを特徴とし、また応答信号の長さは、試験信号の長さと比較して変更される。

本発明の第２の態様によって、請求項５で定義するように、通信ネットワークが提供される。このネットワークの少なくとも一部は、光ファイバ上での光信号の送信を利用することを特徴とする。ネットワークは、光試験終端装置を含み、光試験終端装置は、受動型光エレメントと、光試験終端装置を光ファイバに結合するための第１の光カプラと第２の光カプラとを含む。受動型光エレメントは、ネットワークから試験信号を受信する入力部と、ネットワークに向かって応答信号を出力する出力部と、光遅延回線と、光制御式の光スイッチとを含んむ。受動型光エレメントは、試験信号に応じて応答信号を出力するように動作可能であることを特徴とし、また応答信号の長さは試験信号の長さと比較して変更されている。

本発明の第３の態様によって、請求項１３で定義するように、光ネットワークの終端処理の試験を行う方法が提供される。本方法は、試験信号をネットワークから前記光ネットワークの前記終端装置へ向けて送信するステップと、前記試験信号を前記終端装置に接続された受動型光エレメントによって受信するステップと、そして、前記試験信号の前記受信に応じて、前記受動型光エレメントによって、応答信号をネットワークへ向けて送信するステップとを含む。本方法は、前記受動型光エレメントが、光遅延回線と、光制御式の光スイッチとを含み、前記応答信号の長さが、前記試験信号の長さと比較して変更されていることを特徴とする。

本発明のさらなる特徴は、従属請求項の中で記載されたとおりである。

本発明によって、
−特別な測定用受信器または送信器がネットワーク側になくても、ネットワーク側からシングル（単一）のもしくはデュアル（２つ）の光回線についてエンド・ツー・エンドでの利用可能性を測定することと、
−通常の動作に影響を及ぼすことなく、測定することと、
−ユーザ側の終端処理装置の単純化と、
−シングル・ファイバ・モードのネットワークとデュアル・ファイバ・モードのネットワークとに、等しくソリューションを適用することと
が有利に可能になる。

本発明は、下記の図面に関連して行われる下記の詳細説明から、もっとよく理解され、認識されるであろう。

以下の本明細書において、「受動型光エレメント」という用語は、動作するのに電力供給を必要としない光エレメントのことを言う。

以下の本明細書において、「ダウンストリーム」という用語は、ネットワークから加入者へ向かう方向のデータの流れを言う。

以下の本明細書において、「アップストリーム」という用語は、加入者からネットワークへ向かう方向のデータの流れを言う。

図１を参照すると、本発明による光ネットワークで用いられる光試験終端装置１００の一実施形態が図解されている。図１の実施形態において、光試験終端装置１００は、受動型光エレメント１０２と、第１の光カプラ１０４と、第２の光カプラ１０６とを含む。光カプラ１０４および１０６によって、光試験終端装置１００は、光ネットワークの光ファイバ１０８および１１０と結合することが可能になる。受動型光エレメント１０２は、ネットワークから試験信号を受信する入力部と、ネットワークに向かって応答信号を出力する出力部とを含む。ネットワークインフラが、試験信号に応じて、回線の状態を評価できるようにするために、受動型光エレメント１０２は、応答信号を出力するように動作する。ネットワークインフラが誤った評価をするような状況を回避するために、応答信号は、上記の試験信号とは異なっている。誤った評価という問題は、損傷のあるファイバが鏡のように作用することで、試験信号が、ただ減衰されただけで、送信されたのと同じように単純に戻ってくるという事実の結果として生ずる。デュアル・ファイバ・モード（すなわち、２つの別個のファイバが、加入者の装置とネットワークとを接続するのに用いられる場合）においてさえ、アップストリームおよびダウンストリームのファイバが偶発的に切断され、ダウンストリームからの光がアップストリームに入射して、最後にネットワークインフラに返信されるようなことが発生することがある。この状況は、例えば、火事の際に何らかの形でファイバが溶ける場合に発生することがある。そのような誤解を回避するために、本発明の光試験終端装置は、試験信号と比べて大幅に異なる（すなわち、損傷のあるファイバによって反映された信号と比べても異なる）応答信号を作成する。

一実施形態において、応答信号のパラメータのうち少なくとも１つのパラメータは、試験信号の対応するパラメータと非線形の関係にある。非線形関係を導入するための実装方法としては、いくつかの可能性がありうる。１つの実装方法としては、受動型光エレメント１０２は、試験信号の長さ（継続時間）と比較して長さが変更されたような応答信号を出力することである。

図３および図４を参照すると、受動型光エレメント１０２の１つの可能性のある実装と、その動作の方法が、描かれている。受動型光エレメント１０２は、光遅延回線３０２と、光制御式の光スイッチ３０４とを含む。

動作中、ポイント３０６において光信号が分割（分岐）された場合、光信号の一部は、光制御式の光スイッチ３０４へ直接進行し、光信号の残りの部分は、遅延回線３０２を介して光制御式の光スイッチ３０４の制御ポート３１０へ進行する。光制御式の光スイッチ３０４は、制御ポート３１０で制御信号が受信された場合、光スイッチ３０４の入力ポート３０８と出力ポート３１２との間で回線を遮断するように機能する。遅延回線３０２が遅延パラメータＴを有する場合、遅延回線３０２を介して送信された光信号は、分割ポイント３０６から直接スイッチ３０４へ送信された信号を受信した後に時間Ｔが経過してから、光制御式の光スイッチ３０４をトリガすることになる。ゆえに、長さが遅延パラメータＴと同じかそれより短い信号４０２は、影響を受けない状態のまま、信号４０４としてスイッチ３０４を介して送信されることになる。また、長さが遅延パラメータＴより長い信号４０６は、長さＴのところでカットされた信号４０８としてスイッチ３０４を介して送信されることになる。図４の軸上のパラメータは、光強度（ＯＩ）および時間（ｔ）である。

本発明の一実施形態において、ネットワークインフラによって送信される試験信号の長さは、遅延パラメータＴより相当長く、また、受動型光エレメント１０２を含む光試験終端装置１００によって送信される応答信号の長さは、Ｔに等しいことによって特徴付けられるであろう。ネットワークインフラが、送信した試験信号に対する応答として、時間パラメータＴを有する応答信号を受信したのであれば、それは、加入者への回線が適切に機能していることを認識できる。一方、ネットワークインフラがこのような応答信号を受信できないのであれば、それは回線上において不具合（回線が損傷を受けているか、曲がっている）が発生していることを認識できる。

別の実施形態において、受動型光エレメント１０２は、試験信号の他のパラメータを変更するように構成される。

一実施形態において、光試験終端装置１００の受動型光エレメント１０２は、試験信号の光強度とは非線形の関係にある光強度を持つ応答信号を出力する。この実施形態において、応答信号は、所定のパーセンテージ（割合）だけ減衰されているので、そのような減衰された応答信号がネットワークインフラによって受信された場合、加入者への光回線が適切に動作していることを認識できる。

別の実施形態において、光試験終端装置１００の受動型光エレメント１０２は、試験信号の波長と異なる波長を持つ応答信号を出力する。この実施形態において、試験信号は、一定の波長によって特徴付けられ、受動型光エレメント１０２は、この一定の波長を所定の値だけシフトする。ゆえに、所定の波長シフトの分だけ試験信号と異なる応答信号をネットワークインフラが受信した場合、加入者への光回線が適切に動作していることを認識できる。

さらに別の実施形態において、光試験終端装置１００の受動型光エレメント１０２は、応答信号によって搬送されるメッセージが、試験信号によって搬送されるメッセージとは異なるような応答信号を出力する。

本発明の第２の態様によって、通信ネットワークが定義される。一実施形態において、ネットワークの少なくとも一部は、光ファイバ１０８、１１０、２０２上での光信号の送信を利用する。今日の通信ネットワークは１つの物理媒体だけを利用するのではないということは、当業者には明らかである。逆に、通信ネットワークは、光ファイバ、銅線ケーブル、および／または、無線リンク（無線回線）を利用した物理リンクの組み合わせである。物理媒体の選択は、帯域幅、品質、技術的要件に基づく（例えば、ケーブルまたは光ファイバのインフラを構築することが経済的に見合わない状況においては、無線リンクが採用される）。本実施形態の通信ネットワークは、受動型光エレメント１０２と、光試験終端装置１００を光ファイバ１０８および１１０に結合するための第１の光カプラ１０４と第２の光カプラ１０６と、を持つ光試験終端装置１００を含む。前記受動型光エレメント１０２は、ネットワークから試験信号を受信する入力部と、ネットワークに向かって応答信号を出力する出力部とを含む。ネットワークインフラが誤った評価をするような状況を回避するために、応答信号は、前記試験信号とは異なっている。

図１を参照すると、通信ネットワークの終端装置の一実施形態が提示されている。明確にするため、ネットワークの終端装置の部分だけが示されている。この実施形態において、加入者回線は、２本のファイバで構成される（すなわち、デュアル・ファイバ・モード）。第１の光カプラ１０４は、受動型光エレメント１０２の入力部に接続されていて、ダウンストリームファイバ１０８に結合されており、他方、第２の光カプラ１０６は、受動型光エレメント１０２の出力部に接続されていて、ダウンストリームファイバ１１０に結合されている。

図２を参照すると、本発明による通信ネットワークの別の実施形態が示されている。ここでもまた、明確にするため、ネットワークの終端装置の部分だけが図解されている。この実施形態において、通信ネットワークの光部分は、シングル・ファイバ・モードで動作する（すなわち、１本のファイバ２０２だけが、加入者の家または事務所まで敷設されている）。そのような構成において、第１の光カプラ１０４は、受動型光エレメント１０２の入力部に接続されていて、ネットワーク側のファイバ２０２に結合されており、そして、第２の光カプラ１０６は、受動型光エレメント１０２の出力部に接続されていて、加入者側のファイバ２０２に結合されている。

一実施形態において、通信ネットワークがシングル・ファイバ・モードで動作していて、シングル・ファイバ動作が、アップストリームとダウンストリームの波長分離に基づいている場合、通信ネットワークは、ネットワーク側に、応答信号と通常の動作信号とを受信するように構成された受信器を含む。あるいは、通信ネットワークは、ネットワーク側に、応答信号を通常の動作信号から分離するスプリッタと、そして、この応答信号を受信する第１の受信器と通常の動作信号を受信する第２の受信器とを含む。シングル・ファイバ・モードの場合に限り、２つの波長について２つの受信器が必要となることがありうるであろう。デュアル・ファイバ・モードでは通常、アップストリームについてもダウンストリームについても同じ、１つの波長だけが存在する。従って、ネットワーク端の受信器上の試験信号と通常信号とは同じ波長であるから、両方を分離する機会はない。しかしながら、試験は、動作中以外の時間に実行されなければならないであろうから、試験信号と通常信号するためのメカニズムは必要ない（運用中に、すべてが適切に動作しているときは、回線が依然として問題ないことを示すための検出メカニズムを設けることの実際上の必要性はない）。

図５を参照すると、通信ネットワークの別の実施形態が示されている（ネットワークの終端装置の部分だけが描かれている）。通信ネットワークはさらに、通常動作中に応答信号のスイッチを切るように動作可能な、電気制御式の光スイッチ５０２を含む。加入者の装置５０４が着信信号を検出してネットワークに向かって何かを返信するやいなや、加入者の装置５０４は、電気制御式の光スイッチ５０２の動作を制御することによって、パッシブ・リターンパスのスイッチをオフにする（切る）。それは、加入者の装置５０４が信号を受信してネットワークへ信号を送信する限り、光試験終端装置１００は動作が不可能になる（ディスエーブルされる）ことを意味する。受信と、受信に応じた送信とは、回線が適切に機能している十分な証拠である。次に、加入者の装置５０４が、受信信号に応じて、受信することと送信することを停止した場合、電気制御式の光スイッチ５０２は、パッシブ・リターンパスのスイッチをオンにし（入れ）、光試験終端装置１００は、使用可能になる。

さらに別の実施形態において、受動型光エレメント１０２は、光路のスイッチを短時間で切るけれども、そのスイッチを比較的長時間で再度入れるような場合、光制御式の光スイッチ３０４を「切る位置」に維持し続けるのに十分なほど頻繁に光が受動型光エレメント１０２に入射することから、通常動作中は、光は受動型光エレメント１０２から出射されないであろう。例として、デュアル・ファイバ・モードについて考えてみよう。デュアル・ファイバ・モードにおいて、通常動作信号と光試験終端装置１００からの応答信号とは加算されて、つまりはネットワーク側に向かって送信される一種の乱れた信号となる。従って、ネットワークへ向かって送信された信号の劣化を招くような通常動作信号と応答信号との間の干渉を回避するため、光試験終端装置１００のリターンパスは、通常動作中はスイッチを切られるべきである。上記で概説したとおり、リターンパスは、通常動作中は必要ない。これは、前の実施形態、あるいは受動的な方法、において説明したように、電気スイッチを用いて行ってもよい。この実施形態の記述の中で、光制御式の光スイッチ３０４を短時間で切って、そのスイッチを比較的長時間で再度入れるようにする場合、追加の電気制御式の光スイッチを設けなくても、光制御式の光スイッチ３０４がいかにして単独でこれを実行しうるかを、説明した。通常動作中は、ダウンストリームは変調される、すなわち、光のスイッチが頻繁に入れたり切ったりされるであろう。この光スイッチを再度入れるのに要する時間が、変調周期に比べて比較的長い場合、スイッチは最初の信号でスイッチを切られるであろうし、再度スイッチを入れようと試みるであろうが、その間に光制御式の光スイッチ３０４は、次の信号を受信し、再度切るよう強いられるであろう。この結果、通常動作中はスイッチが常に切られている状態になる。回線の試験が必要な場合、試験信号だけが、光回線を通って送信される。光制御式の光スイッチ３０４のスイッチが試験信号に応じて入ったり切れたりできるような方法で、試験信号は、変調されなければならない。

本発明の一実施形態における通信ネットワークを図解する図である。 本発明の一実施形態における通信ネットワークを図解する図である。 本発明の一実施形態における、光試験終端装置で用いられる受動型光エレメントを図解する図である。 本発明の一実施形態において、受動型光エレメントがどのようにして多様な入力信号に応答するかについて図解する図である。 本発明の一実施形態における通信ネットワークを図解する図である。

Claims (13)

1. 光ネットワークにおいて使用される光試験終端装置（１００）であって、
   受動型光エレメント（１０２）と、
   前記光試験終端装置を光ファイバ（１０８、１１０、２０２）に結合するための第１の光カプラ（１０４）と第２の光カプラ（１０６）と
   を含み、
   前記受動型光エレメント（１０２）は、
   前記光ネットワークから光の試験信号を受信する入力部と、
   前記光ネットワークに向かって光の応答信号を出力する出力部と、
   分岐部（３０６）を介して前記第１の光カプラに接続された光遅延回線（３０２）と、
   前記分岐部を介して前記第１の光カプラに接続された入力ポート（３０８）と、前記光遅延回線の出力部に接続された制御ポート（３１０）と、前記第２の光カプラに接続された出力ポート（３１２）とを備えた光制御式の光スイッチ（３０４）と
   を含み、
   前記制御ポートに光信号を入力されると、前記光スイッチが、前記入力ポートと前記出力ポートとの接続を遮断することで、前記光遅延回線の遅延パラメータ（Ｔ）よりも長い前記試験信号が入力されたときに、前記受動型光エレメント（１０２）が、前記遅延パラメータ（Ｔ）と同じ長さの前記応答信号を出力することを特徴とする光試験終端装置。
2. 前記受動型光エレメント（１０２）は、前記応答信号を出力するように動作し、前記応答信号に搭載されているメッセージは、前記試験信号に搭載されているメッセージとは異なっていることを特徴とする請求項１に記載の光試験終端装置。
3. 前記光制御式の光スイッチ（３０４）がスイッチオフとなる時間は、前記光制御式の光スイッチ（３０４）がスイッチオンとなる時間よりも短いことを特徴とする請求項１または２に記載の光試験終端装置。
4. 通常動作中は前記応答信号をスイッチオフするように動作する電気制御式の光スイッチ（５０２）をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光試験終端装置。
5. 通信ネットワークであって、
   前記通信ネットワークの少なくとも一部では光ファイバ（１０８、１１０、２０２）を介して光信号を送信することを基礎としており、
   前記通信ネットワークは、
   光試験終端装置（１００）を含み、
   前記光試験終端装置（１００）は、
   受動型光エレメント（１０２）と、
   前記光試験終端装置を光ファイバ（１０８、１１０、２０２）に結合するための第１の光カプラ（１０４）と第２の光カプラ（１０６）と
   を含み、
   前記受動型光エレメント（１０２）は、
   前記光ネットワークから光の試験信号を受信する入力部と、
   前記光ネットワークに向かって光の応答信号を出力する出力部と、
   分岐部（３０６）を介して前記第１の光カプラに接続された光遅延回線（３０２）と、
   前記分岐部を介して前記第１の光カプラに接続された入力ポート（３０８）と、前記光遅延回線の出力部に接続された制御ポート（３１０）と、前記第２の光カプラに接続された出力ポート（３１２）とを備えた光制御式の光スイッチ（３０４）と
   を含み、
   前記制御ポートに光信号を入力されると、前記光スイッチが、前記入力ポートと前記出力ポートとの接続を遮断することで、前記光遅延回線の遅延パラメータ（Ｔ）よりも長い前記試験信号が入力されたときに、前記受動型光エレメント（１０２）が、前記遅延パラメータ（Ｔ）と同じ長さの前記応答信号を出力することを特徴とする通信ネットワーク。
6. 前記通信ネットワークのうちデュアル・ファイバ・モードで動作している光部分では、前記受動型光エレメント（１０２）の前記入力部に接続している前記第１の光カプラが、前記通信ネットワーク側の光ファイバ（２０２）と結合しており、前記受動型光エレメント（１０２）の前記出力部に接続している前記第２の光カプラはダウンストリームファイバ（１１０）と結合している
   ことを特徴とする請求項５に記載の通信ネットワーク。
7. 前記通信ネットワークのうちシングル・ファイバ・モードで動作している光部分では、前記受動型光エレメント（１０２）の前記入力部に接続している前記第１の光カプラが前記通信ネットワーク側の光ファイバ（２０２）と結合しており、前記受動型光エレメント（１０２）の前記出力部に接続している前記第２の光カプラは加入者側の光ファイバ（２０２）と結合していることを特徴とする請求項５に記載の通信ネットワーク。
8. 前記通信ネットワーク側には、通常動作信号と応答信号とを受信する受信装置が設けられていることを特徴とする請求項７に記載の通信ネットワーク。
9. 前記通信ネットワーク側には、
   前記通常作信号から前記応答信号を分離する分離手段と、
   前記応答信号を受信する第１の受信機と、
   前記通常動作信号を受信する第２の受信機と
   が設けられていることを特徴とする請求項７に記載の通信ネットワーク。
10. 前記光制御式の光スイッチ（３０４）がスイッチオフとなる時間は、前記光制御式の光スイッチ（３０４）がスイッチオンとなる時間よりも短いことを特徴とする請求項５ないし９のいずれか１項に記載の通信ネットワーク。
11. 通常動作中は前記応答信号をスイッチオフするように動作する電気制御式の光スイッチ（５０２）をさらに備えることを特徴とする請求項５ないし９のいずれか１項に記載の通信ネットワーク。
12. 前記受動型光エレメント（１０２）は、前記応答信号を出力するように動作し、前記応答信号に搭載されているメッセージは、前記試験信号に搭載されているメッセージとは異なっていることを特徴とする請求項５に記載の通信ネットワーク。
13. 光ネットワークの終端を試験する方法であって、
    光の試験信号を前記終端に接続された受動型光エレメントによって受信するステップと、
    前記試験信号を受信したことに応じて、前記受動型光エレメントによって、光の応答信号を前記光ネットワークへ向けて送信するステップと
    を含み、
    前記応答信号は前記受動型光エレメントの内部において前記試験信号を２つの光信号に分岐することで生成された光信号であり、前記２つの光信号のうちの第１光信号は、光制御式の光スイッチ（３０４）を経由して前記光ネットワークへ転送され、前記２つの光信号のうちの第２光信号は、光遅延回線（３０２）を経由して前記光スイッチの制御ポート（３１０）へ転送され、
    前記光遅延回線の遅延パラメータ（Ｔ）よりも長い前記試験信号である前記第１光信号が入力されたときに、前記制御ポートに前記第２光信号が入力されたことに応じて前記光スイッチが前記光スイッチにおける前記第１光信号の通路を遮断することで、前記遅延パラメータ（Ｔ）と同じ長さの前記応答信号を前記光ネットワークへ出力することを特徴とする方法。

Images