受動光線路網の破断点検出システム
【課題】本発明は、受動光線路網の破断点検出システムを提供する。
【解決手段】主制御領域により、モニタ光信号を光ファイバ分岐経路に供給し、光ファイバ分岐経路は、異なる受動光線路網構造により、異なる反射光信号を主制御領域にフードバックする。これにより、主制御領域内の光スペクトルアナライザーと光時間領域反射測定器は、フィードバックされた反射光信号に基づいて、受動光線路網の光ファイバ分岐経路に、破断点が発生したどうかや破断点の位置を判断することができる。
【解決手段】主制御領域により、モニタ光信号を光ファイバ分岐経路に供給し、光ファイバ分岐経路は、異なる受動光線路網構造により、異なる反射光信号を主制御領域にフードバックする。これにより、主制御領域内の光スペクトルアナライザーと光時間領域反射測定器は、フィードバックされた反射光信号に基づいて、受動光線路網の光ファイバ分岐経路に、破断点が発生したどうかや破断点の位置を判断することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバネットワーク構造に関し、特に、受動光線路網の破断点検出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
科学技術の進歩とともに、最近の数年来、インターネットにより、全地球の通信量が膨大になり、全地球の電信市場自由化とともに、新規の電信建設も増加し、通信方式の多元化により（例えば、ファクスや携帯電話、コンピュータ等が、通信媒介になる）、間接的に、通信量が増加する。特に、全地球の電信革新と建設が全面的に展開されるとともに、光ファイバが家まで、光線が机までという概念により、上流の光ファイバや主受動素子、及び下流の光通信設備も、全面的に盛んになる。
【０００３】
しかしながら、光ファイバ通信の発展に従って、光ファイバ通信ネットワーク構造のモニタとメンテナンスも、段々重要視されてきた。光ファイバ通信ネットワークの光ファイバ分岐経路に、破断点が発生した時、破断点が発生した光ファイバ分岐経路を検出することや、破断点の発生した位置を検出することは、メンテナンスや光ファイバ通信ネットワークの伝送のモニタには、極めて重要である。
【０００４】
図１は、従来技術の破断点検出システムの概念図である。破断点検出システムは、主制御領域１と主制御領域１に接続される光ファイバ主幹（ｆｉｂｅｒ ｔｒｕｎｋ）と、複数の光ファイバ分岐経路（ｆｉｂｅｒ ｂｒａｎｃｈ）上のクライアント（第１のクライアント３５乃至第４のクライアント６５）と、を備える。主制御領域１は、複数の信号源（第１の信号源１１乃至第４の信号源１４）と、光サーキュレーター（ｃｉｒｃｕｌａｔｏｒ）１５と、波長分割多重（ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ、 ＷＤＭ）光ファイバカプラ（ｃｏｕｐｌｅｒ）１８と光カプラ（図示せず）からなるカップリングユニット（ｃｏｕｐｌｅｒ ｕｎｉｔ）（第１のカップリングユニット）と、ポンプレーザー光源（ｐｕｍｐ ｌａｓｅｒ ｌｉｇｈｔ ｓｏｕｒｃｅ）１６と、線路残存検出ユニット１７と、を備える。その中、線路残存検出ユニット（ｈｏｏｋｕｐ ｓｕｒｖｉｖａｌ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｕｎｉｔ）１７は、光スペクトルアナライザー（ｏｐｔｉｃａｌ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ａｎａｌｙｚｅｒ、 ＯＳＡ）であってもよく、第１の信号源１１乃至第４の信号源１４により提供されたデータ信号は、それぞれ、λ１乃至λ４である。
【０００５】
データ信号λ１乃至λ４は、光ファイバ主幹上の光カプラにより統合された後、光ファイバ主幹上の光サーキュレーター１５の案内により、波長分割多重光ファイバカプラを介して、光ファイバ主幹にフィードイン（ｆｅｅｄ ｉｎｔｏ）されるように伝送される。データ信号λ１乃至λ４が、主制御領域１の外に伝送されると、光ファイバ主幹と上記の光ファイバ分岐経路との間に接続される光路分岐器（ｓｐｌｉｔｔｅｒ）２を介して、それぞれ、各光ファイバ分岐経路に伝送される。光路分岐器２は波長選択性がなく、且つ環境の変化に敏感ではないため、すべての光ファイバ分岐経路に、データ信号λ１乃至λ４がフィードインされる。
【０００６】
その中、各光ファイバ分岐経路がすべてシングルモード光ファイバ（ｓｉｎｇｌｅ ｍｏｄｅ ｆｉｂｅｒ）であり、また、第１の光ファイバ分岐経路には、光ファイバブラッググレーティング（ｆｉｂｅｒ Ｂｒａｇｇ ｇｒａｔｉｎｇ、 ＦＢＧ）３１と調整可能なフィルタ（ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｆｉｌｔｅｒ）３３と第１のクライアント３５が備え、第２の光ファイバ分岐経路には、光ファイバブラッググレーティング４１と調整可能なフィルタ４３と第２のクライアント４５が備え、第３の光ファイバ分岐経路には、光ファイバブラッググレーティング５１と調整可能なフィルタ５３と第３のクライアント５５が備え、第４の光ファイバ分岐経路には、光ファイバブラッググレーティング６１と調整可能なフィルタ６３と第４のクライアント６５が備える。
【０００７】
また、データ信号λ１乃至λ４が光ファイバ主幹において伝送されている同時に、ポンプレーザー光源１６は光ファイバ主幹に対してポンプレーザー光λ５を提供し、上記光ファイバ主幹はシングルモード光ファイバ（ｓｉｎｇｌｅ ｍｏｄｅ ｆｉｂｅｒ）ＳＭＦとエルビウムドープ光ファイバ（Ｅｒｂｉｕｍ−ｄｏｐｅｄ ｆｉｂｅｒ）ＥＤＦを備えるから、ポンプレーザー光λ５により、エルビウムドープ光ファイバＥＤＦが励起されて、モニタ光ファイバ主幹や光ファイバ分岐経路に破断点が発生したか否かのモニタ光信号として、ある周波帯範囲の自然放射増幅の輻射光（ａｍｐｌｉｆｉｅｄ ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ ｅｍｉｓｓｉｏｎ）ＡＳＥを生成させる。輻射光ＡＳＥは、それぞれ、λ５１乃至λ５４である。前記モニタ光信号λ５１乃至λ５４は、光路分岐器２を介して、同時に各光ファイバ分岐経路に伝送される。この時、各光ファイバ分岐経路にはすべてデータ信号λ１乃至λ４及びモニタ光信号λ５１乃至λ５４が存在する。
【０００８】
光ファイバブラッググレーティング３１、４１、５１、６１は、それぞれに対応するブラッグ条件（Ｂｒａｇｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）がある。即ち、異なる中心波長（ｃｅｎｔｅｒ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ）を有するため、ここで、光ファイバブラッググレーティング３１の中心波長がモニタ光信号λ５１に等しく、光ファイバブラッググレーティング４１の中心波長がモニタ光信号λ５２に等しく、光ファイバブラッググレーティング５１の中心波長がモニタ光信号λ５３に等しく、光ファイバブラッググレーティング６１の中心波長がモニタ光信号λ５４に等しいと仮定する。また、調整可能なフィルタ３３、４３、５３、６３は、それぞれ、対応する濾過周波帯を有するため、調整可能なフィルタ３３の濾過周波帯がデータ信号λ１に等しく、調整可能なフィルタ４３の濾過周波帯がデータ信号λ２に等しく、調整可能なフィルタ５３の濾過周波帯がデータ信号λ３に等しく、調整可能なフィルタ６３の濾過周波帯がデータ信号λ４に等しいと仮定する。
【０００９】
上記のように、第１のクライアント３５に伝送されたのはデータ信号λ１だけであり、モニタ光信号λ５１が反射されて、反射光信号λ’５１を形成し、第２のクライアント４５に伝送されたのはデータ信号λ２だけであり、モニタ光信号λ５２が反射されて、反射光信号λ’５２を形成し、第３のクライアント５５に伝送されたのはデータ信号λ３だけであり、モニタ光信号λ５３が反射されて、反射光信号λ’５３を形成し、第４のクライアント６５に伝送されたのはデータ信号λ４だけであり、モニタ光信号λ５４が反射されて、反射光信号λ’５４を形成する。
【００１０】
最後に、反射された反射光信号λ’５１乃至λ’５４は、波長分割多重光ファイバカプラ１８と光サーキュレーター１５を介して、線路残存検出ユニット１７に伝送され、各光ファイバ分岐経路に破断点が発生したか否かを解析する。
【００１１】
しかしながら、上記から分かるように、従来技術の破断点検出システムは、破断点が発生した光ファイバ分岐経路だけを検出し、有効に且つ精確に破断点の発生位置を探し出すことができないため、光ファイバネットワークのメンテナンスやモニタにおいて実用的とは言い難い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、受動光線路網の破断点検出システムであり、主制御領域により光ファイバ分岐経路に対してモニタ光信号を提供し、光ファイバ分岐経路は異なる受動光線路網構造に基づいて異なる反射光信号を生成し、主制御領域に返送することにより、主制御領域内の光スペクトルアナライザーと光時間領域反射測定器は、フィードバックされた反射光信号に基づいて、受動光線路網中の光ファイバ分岐経路に破断点があるかどうかや破断点の位置を判断することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１の実施形態の破断点検出システムは、主制御領域が備え、この主制御領域に、光ファイバ主幹と、複数の光ファイバ分岐経路に位置するクライアントが接続される。主制御領域は、複数の信号源と、光カプラと、アイソレータと、二つの比率光ファイバカプラと、破断点位置検出ユニットと、線路残存検出ユニットを備え、線路残存検出ユニットは、光スペクトルアナライザーである。
【００１４】
まず、比率光ファイバカプラで、信号源により提供されたデータ信号と破断点位置検出ユニットにより提供されたモニタ光信号を、所定の比率で光ファイバ主幹にフィードインする。続いて、光路分岐器で、データ信号とモニタ光信号を、同時に各光ファイバ分岐経路ごとにフィードインする。最後に、ブラッグ条件を満たすモニタ光信号が、線路残存ユニットと破断点位置検出ユニットに反射されることで各光ファイバ分岐経路に破断点が発生したかどうかや破断点の発生位置を解析する。また、調整可能なフィルタの濾過周波帯を満たすデータ信号が、クライアントに伝送される。
【００１５】
本発明の第２の実施形態の破断点検出システムは、第１の実施形態とは異なり、線路残存検出ユニットに、デマルチプレクサと複数の感光素子を備え、各感光素子に対応する光ファイバ分岐経路がある。
【００１６】
モニタ光信号が、それぞれ、比率光ファイバカプラにより、所定の比率で線路残存検出ユニットと破断点位置検出ユニットに反射された時、デマルチプレクサにより、モニタ光信号の反射光信号が、それぞれ、各反射光信号に対応する感光素子に伝送される。そのため、各感光素子は、反射光信号に基づいて、各反射光信号に対応する光ファイバ分岐経路に破断点が発生したかどうかを判断することができる。
【００１７】
本発明の第３の実施形態の破断点検出システムは、第２の実施形態とは異なり、線路残存検出ユニットに、デマルチプレクサと切換えスイッチと感光素子を備える。
【００１８】
反射光信号がそれぞれ、比率光ファイバカプラにより、所定の比率で線路残存検出ユニットと破断点位置検出ユニットにフィードバックされた時、デマルチプレクサは、切換えスイッチが順に切換えることにより、反射光信号を順に感光素子に伝送する。そのため、感光素子は、フィードバックされた反射光信号に基づいて、順に、各反射光信号に対応する光ファイバ分岐経路に破断点が発生したかどうかを判断することができる。
【００１９】
本発明の第４の実施形態の破断点検出システムは、主制御領域を備え、主制御領域に、光ファイバ主幹と複数の光ファイバ分岐経路に位置するクライアントが接続される。主制御領域は、複数の信号源と、波長分割多重光ファイバカプラと、光カプラと、破断点位置検出ユニットとを備える。
【００２０】
まず、光カプラで、信号源により提供されたデータ信号を、光ファイバ主幹に統合し、また、波長分割多重光ファイバカプラで、破断点位置検出ユニットにより提供されたモニタ光信号を、光ファイバ主幹にフィードインする。続いて、光ファイバ主幹と光ファイバ分岐経路との間に接続されたアレー導波型グレーティングを介して、周波帯に基づいて、それぞれ、データ信号とモニタ光信号が、各光ファイバ分岐経路に伝送され、その中、各光ファイバ分岐経路に、データ信号とモニタ光信号がある。そのため、その中のひとつの光ファイバ分岐経路に破断点が発生すれば、破断点が発生した光ファイバ分岐経路のデータ信号が、対応するクライアントに伝送されることができなくなり、モニタ光信号とともに反射され、反射光信号が形成される。最後に、破断点位置検出ユニットは、反射光信号に基づいて、各光ファイバ分岐経路に破断点が発生したかどうかや破断点の発生位置を判断することができる。
【００２１】
本発明の第５の実施形態の破断点検出システムは、第４の実施形態とは異なり、第５の実施形態中の主制御領域に、更に、線路残存検出ユニットが備え、線路残存検出ユニットと破断点位置検出ユニットが、比率光ファイバカプラと波長分割多重光ファイバカプラを介して、光ファイバ主幹に接続され、また、各光ファイバ分岐経路に、更に、反射ユニットを備える。
【００２２】
データ信号とモニタ光信号が、アレー導波型グレーティングを介して、対応する光ファイバ分岐経路に伝送された時、反射ユニットはモニタ光信号を反射させ、反射光信号を生成し、また、波長分割多重光ファイバカプラと比率光ファイバカプラを介して、所定の比率で、それぞれ、線路残存検出ユニットと破断点位置検出ユニットにフィードバックされる。最後に、線路残存検出ユニットと破断点位置検出ユニットは、反射光信号から、各光ファイバ分岐経路に破断点が発生するかどうかや破断点の発生位置を判断することができる。
【００２３】
本発明の第６の実施形態の破断点検出システムは、第４の実施形態とは異なり、第６の実施形態中の主制御領域に、更に、線路残存検出ユニットが備え、線路残存検出ユニットが、比率光ファイバカプラを介して、光ファイバ主幹に接続され、また、破断点位置検出ユニットが、波長分割多重光ファイバカプラを介して、光ファイバ主幹に接続される。
【００２４】
このように、線路残存検出ユニットは、比率光ファイバカプラを介して、光ファイバ主幹から反射光信号を捕獲して、各光ファイバ分岐経路に破断点が発生したかどうかを解析することができ、また、破断点位置検出ユニットは、波長分割多重光ファイバカプラを介して、光ファイバ主幹から反射光信号を捕獲することで、破断点の発生位置を判断することができる。
【００２５】
本発明の第７の実施形態の破断点検出システムは、第４の実施形態とは異なり、第７の実施形態中の主制御領域に、更に、切換えユニットを備え、また、切換えユニットの切換え経路が、それぞれ、各光ファイバ分岐経路に対応する。
【００２６】
このように、破断点位置検出ユニットは、切換えユニットの切換えにより、順に、異なる波長であるモニタ光信号を、対応する光ファイバ分岐経路に提供する。また、光ファイバ分岐経路に破断点が発生した時の反射光信号は、順に、対応する切換え経路を介して、破断点位置検出ユニットにフィードバックされ、反射光信号に対応する光ファイバ分岐経路において、破断点の発生位置を判断することができる。
【００２７】
本発明の第８の実施形態の破断点検出システムは、第７の実施形態とは異なり、第８の実施形態中の主制御領域に、更に、線路残存検出ユニットが備え、該線路残存検出ユニットが、切換えユニット内の切換えスイッチと比率光ファイバカプラを介して、光ファイバ主幹に接続される。
【００２８】
このように、反射光信号は、比率光ファイバカプラを介して、切換えユニットに伝送される。切換えスイッチは経路を切換え、反射光信号を、線路残存検出ユニットに伝送し、また、反射光信号に対応する光ファイバ分岐経路に切換え、反射光信号を、高密度波長分割多重器を介して、破断点位置検出ユニットに伝送する。これで、上記の反射光信号に対応する光ファイバ分岐経路上の破断点の発生位置を判断することができる。
【００２９】
本発明の第９の実施形態の破断点検出システムは、第７の実施形態とは異なり、第９の実施形態において、アレー導波型グレーティングの代わりに、分波装置として、高密度波長分割多重器を利用するところと、高密度波長分割多重器のチャンネル数は、クライアントの２倍である。
【００３０】
高密度波長分割多重器は、データ信号とモニタ光信号を、その異なる波長に基づいて、複数のチャンネルに仕切り、続いて、光ファイバカプラで、それぞれ、データ信号とモニタ光信号を、対応する光ファイバ分岐経路にカップリングする。このように、反射光信号は、比率光ファイバカプラを介して、切換えユニットに伝送され、切換えスイッチは経路を切換え、反射光信号を線路残存検出ユニットに伝送させ、また、反射光信号に対応する光ファイバ分岐経路に切換え、これにより、反射光信号が、更に、高密度波長分割多重器を介して、破断点位置検出ユニットに伝送され、上記の反射光信号に対応する光ファイバ分岐経路上の破断点の発生位置を判断することができる。
【発明の効果】
【００３１】
以上、説明したように、本発明では、各光ファイバ分岐経路に破断点が発生したかどうかや破断点の発生位置を解析することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本発明に係る破断点検出システムは、主として、クライアント端末の付近にある受動光線路網（ｐａｓｓｉｖｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｎｅｔｗｏｒｋ、 ＰＯＮ）に適用され、光ファイバネットワーク中の経路に破断点（ｆａｕｌｔ）が発生したか否かを検出することや、光ファイバネットワーク中の経路の破断点の位置を検出することに役立つ。受動光線路網は、簡素や安いや高信頼性等の利点があり、また、全体構造が地域や環境や格別な需要に応じて、樹形トポロジ（ｔｒｅｅ ｔｏｐｏｌｏｇｙ）や、リングトポロジ（ｒｉｎｇ ｔｏｐｏｌｏｇｙ）や、スタートトポロジ（ｓｔａｒｔ ｔｏｐｏｌｏｇｙ）や、バストポロジ（ｂｕｓ ｔｏｐｏｌｏｇｙ）等のトポロジ構造を構築することができる。
【００３３】
本発明の第１の実施形態の破断点検出システムを、図２に示す。第１の実施形態は、従来技術とは、主制御領域１０と光ファイバ主幹が異なる。第１の実施形態の主制御領域１０は、複数の信号源（第１の信号源１１０乃至第４の信号源１１６）と、アイソレータ１８０と、二つの比率光ファイバカプラ１４２と１４３からなるカップリングユニットと、線路残存検出ユニット１５０と、破断点位置検出ユニット（ｆａｕｌｔ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｕｎｉｔ）１６０と、を備える。光ファイバ主幹は、シングルモード光ファイバＳＭＦであり、破断点位置検出ユニット１６０は、光時間領域反射測定器（ｏｐｔｉｃａｌ ｔｉｍｅ ｄｏｍａｉｎ ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ、 ＯＴＤＲ）である。
【００３４】
上記の信号源（第１の信号源１１０乃至第４の信号源１１６）により、提供されたデータ信号λ１乃至λ４は、まず、比率光ファイバカプラ１４２で、所定の比率で光ファイバ主幹にフィードインしてから、光路分岐器２０の特性を利用して、データ信号λ１乃至λ４を、同時に各光ファイバ分岐経路にフィードインする。同時に、破断点位置検出ユニット１６０は、ある周波帯範囲のモニタ光信号λ５１乃至λ５４を供給し、このモニタ光信号λ５１乃至λ５４は、データ信号λ１乃至λ４とともに、比率光ファイバカプラ１４２を介して、比率的に光ファイバ主幹にフィードインされ、その後、光路分岐器２０により、データ信号λ１乃至λ４とモニタ光信号λ５１乃至λ５４が、各光ファイバ分岐経路にフィードインされる。
【００３５】
光ファイバブラッググレーティング３１０、４１０、５１０、６１０と調整可能なフィルタ３３０、４３０、５３０、６３０の特性は、従来技術と同じであるため、最後に、第１の光ファイバ分岐経路を介して第１のクライアント３５０に伝送されたのはデータ信号λ１だけであり、モニタ光信号λ５１が反射されて、反射光信号λ’５１を形成し、第２の光ファイバ分岐経路を介して第２のクライアント４５０に伝送されたのは、データ信号λ２だけで、モニタ光信号λ５２が反射されて、反射光信号λ’５２を形成し、第３の光ファイバ分岐経路を介して第３のクライアント５５０に伝送されたのは、データ信号λ３だけで、モニタ光信号λ５３が反射されて、反射光信号λ’５３を形成し、第４の光ファイバ分岐経路を介して第４のクライアント６５０に伝送されたのは、データ信号λ４だけで、モニタ光信号λ５４が反射されて、反射光信号λ’５４を形成する。
【００３６】
最後に、反射光信号λ’５１乃至λ’５４は、比率光ファイバカプラ１４２、１４３を介して、所定の比率で線路残存検出ユニット１５０と破断点位置検出ユニット１６０にフィードバックされる。線路残存検出ユニット１５０は、フィードバックされた反射光信号λ’５１乃至λ’５４に基づいて、各光ファイバ分岐経路に異常があるか否かを判断し、また、破断点位置検出ユニット１６０は、フィードバックされた反射光信号λ’５１乃至λ’５４に基づいて、異常がある光ファイバ分岐経路上の破断点位置を判断する。
【００３７】
本発明の第２の実施形態は、上記の第１の実施形態の主制御領域１０の他の実施形態であり、図３は、本発明の第２の実施形態の破断点検出システム中の主制御領域の概念図である。線路残存検出ユニット１５０は、デマルチプレクサ（ｄｅｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）１５１と複数の感光素子ＰＤ１乃至ＰＤ４が備える。感光素子ＰＤ１乃至ＰＤ４は、フォトダイオードであり、且つ感光素子ごとには対応する各光ファイバ分岐経路がある。
【００３８】
反射光信号λ’５１乃至λ’５４が、比率光ファイバカプラ１４２、１４３により、所定の比率でそれぞれ、線路残存検出ユニット１５０と破断点位置検出ユニット１６０にフィードバックされる時、線路残存検出ユニット１５０内のデマルチプレクサ１５１は、反射光信号λ’５１乃至λ’５４を、それぞれ、各反射光信号に対応する感光素子に伝送し、即ち、反射光信号λ’５１が、感光素子ＰＤ１に伝送され、反射光信号λ’５２が、感光素子ＰＤ２に伝送され、反射光信号λ’５３が、感光素子ＰＤ３に伝送され、反射光信号λ’５４が、感光素子ＰＤ４に伝送される。これにより、各感光素子は、フィードバックされた反射光信号（λ’５１乃至λ’５４の中のひとつ）に基づいて、各反射光信号に対応する光ファイバ分岐経路に、異常があるか否かを判断することができる。
【００３９】
本発明の第３の実施形態は、上記の第１の実施形態の主制御領域１０の更なる実施形態であり、図４は、本発明の第３の実施形態の破断点検出システム中の主制御領域の概念図である。線路残存検出ユニット１５０は、デマルチプレクサ（ｄｅｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）１５１と切換えスイッチ１５３と感光素子ＰＤ１が備える。感光素子ＰＤ１は、アバランシェフォトダイオード（ａｖａｌａｎｃｈｅ ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ、 ＡＰＤ）等の感光ダイオードである。
【００４０】
反射光信号λ’５１乃至λ’５４が、比率光ファイバカプラ１４２により、所定の比率でそれぞれ、線路残存検出ユニット１５０と破断点位置検出ユニット１６０にフィードバックされる時、線路残存検出ユニット１５０内のデマルチプレクサ１５１は、反射光信号λ’５１乃至λ’５４を切換えスイッチ１５３で順に切換えることにより、順に、感光素子ＰＤ１に伝送する。そのため、感光素子ＰＤ１は、フィードバックされた反射光信号（λ’５１乃至λ’５４中その中一個）に基づいて、順に各反射光信号に対応する光ファイバ分岐経路に異常があるか否かを判断することができる。
【００４１】
本発明の第１乃至第３の実施形態において、光ファイバ主幹と光ファイバ分岐経路がシングルモード光ファイバで、また、ブラッグ光ファイバグレーティングと濾過装置との組合せで、光ファイバネットワーク中の光信号を反射と濾過する反射・フィルタユニットを構成するが、本発明は、それによって制限されることがない。光ファイバ主幹と光ファイバ分岐経路は、マルチモード光ファイバ（Ｍｕｌｔｉｍｏｄｅ Ｆｉｂｅｒ、 ＭＭＦ）や分散補償光ファイバ（Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｆｉｂｅｒ、 ＤＣＦ）等であってもよく、反射・フィルタユニットは、同時に反射条件と濾過範囲を有する反射式フィルタや半反射半透過式フィルタであってもよい。
【００４２】
光ファイバに破断点が発生する時、その破断端面においてフレネル反射（Ｆｒｅｓｎｅｌ ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｓ）が発生する。本発明の第４の実施形態は、この特性により、アレー導波型グレーティングを分波装置として利用し、破断面に発生した反射光信号で、光ファイバ分岐経路に破断点があるか否かを判断し、図５は、本発明の第４の実施形態の破断点検出システムの概念図である。
【００４３】
破断点検出システムは、主制御領域１０と主制御領域１０に接続された光ファイバ主幹と複数の光ファイバ分岐経路上に位置するクライアント（第１のクライアント３５０乃至第４のクライアント６５０）が備える。主制御領域１０は、複数の信号源（第１の信号源１１０乃至第４の信号源１１６）と、波長分割多重光ファイバカプラ１４４と光カプラ（図示せず）からなるカップリングユニットと、破断点位置検出ユニット１６０が備える。第１の信号源１１０乃至第４の信号源１１６により提供されたデータ信号は、それぞれ、λ１乃至λ４である。
【００４４】
データ信号λ１乃至λ４は、光ファイバ主幹上に位置する光カプラにより統合されてから、波長分割多重光ファイバカプラ１４４を介して、光ファイバ主幹にフィードインされる。データ信号λ１乃至λ４が、主制御領域１０の外に伝送されると、光ファイバ主幹と上記光ファイバ分岐経路の間に接続されるアレー導波型グレーティング２２により、それぞれ、光ファイバ分岐経路ごとに伝送される。即ち、データ信号λ１が、第１の光ファイバ分岐経路に伝送され、データ信号λ２が、第２の光ファイバ分岐経路に伝送され、データ信号λ３が、第３の光ファイバ分岐経路に伝送され、データ信号λ４が、第４の光ファイバ分岐経路に伝送される。その中、各光ファイバ分岐経路は、すべてシングルモード光ファイバである。
【００４５】
また、データ信号λ１乃至λ４が、光ファイバ主幹上において伝送されると同時に、破断点位置検出ユニット１６０はある周波帯範囲のモニタ光信号λ５１乃至λ５４を、光ファイバ主幹上に供給し、光ファイバ主幹や光ファイバ分岐経路に破断点があるか否かをモニタする。モニタ光信号λ５１乃至λ５４は、アレー導波型グレーティング２２により、それぞれ、対応する光ファイバ分岐経路上に伝送される。そのため、第１の光ファイバ分岐経路上に、データ信号λ１とモニタ光信号λ５１が伝送され、第２の光ファイバ分岐経路上に、データ信号λ２とモニタ光信号λ５２が伝送され、第３の光ファイバ分岐経路上に、データ信号λ３とモニタ光信号λ５３が伝送され、第４の光ファイバ分岐経路上に、データ信号λ４とモニタ光信号λ５４が伝送されている。
【００４６】
このように、もし第１の光ファイバ分岐経路に、破断点が発生した場合、データ信号λ１が、第１のクライアント３５０に伝送されなく、モニタ光信号λ５１とともに反射され、反射光信号λ’５１がを形成する。もし第２の光ファイバ分岐経路に、破断点が発生した場合、データ信号λ２が、第２のクライアント４５０に伝送されなく、モニタ光信号λ５２とともに反射され、反射光信号λ’５２を形成する。もし第３の光ファイバ分岐経路に、破断点が発生した場合、データ信号λ３が、第３のクライアント５５０に伝送されなく、モニタ光信号λ５３とともに反射され、反射光信号λ’５３を形成する。もし、第４の光ファイバ分岐経路に、破断点が発生した場合、データ信号λ４が、第４のクライアント６５０に伝送されなく、モニタ光信号λ５４とともに反射され、反射光信号λ’５４を形成する。
【００４７】
最後に、反射された反射光信号λ’５１乃至λ’５４の何れか一つが、波長分割多重光ファイバカプラ１４４により、破断点位置検出ユニット１６０に伝送され、各光ファイバ分岐経路に、破断点が発生したかどうかを解析し、破断点の発生位置を判断する。
【００４８】
本発明の第５の実施形態は、反射ユニットから生成した反射光信号により、光ファイバ分岐経路に破断点が発生したかどうかや破断点の発生位置を判断する。図６は、本発明の第５の実施形態の破断点検出システムの概念図である。
【００４９】
第５の実施形態は、第４の実施形態とは、第５の実施形態において、主制御領域１０に、更に、線路残存検出ユニット１５０が備え、線路残存検出ユニット１５０と破断点位置検出ユニット１６０が、比率光ファイバカプラ１４２と光カプラ（図示せず）と波長分割多重光ファイバカプラ１４４からなるカップリングユニットを介して、光ファイバ主幹に接続されるところが異なる。また、第５の実施形態において、各光ファイバ分岐経路には、更に反射ユニット（７１０乃至７７０）があり、各反射ユニットは、波長分割多重光ファイバカプラ（図示せず）と反射鏡（図示せず）が備える。
【００５０】
データ信号λ１とモニタ光信号λ５０が、アレー導波型グレーティング２２を介して、第１の光ファイバ分岐経路上に伝送される時、モニタ光信号λ５１が、波長分割多重光ファイバカプラ（図示せず）を介して反射鏡に伝送されて、反射光信号λ’５１を生成する。同じように、モニタ光信号λ５２が、反射鏡に伝送されて、反射光信号λ’５２を生成し、モニタ光信号λ５３が、反射鏡に伝送されて、反射光信号λ’５３を生成し、モニタ光信号λ５４が、反射鏡に伝送されて、反射光信号λ’５４を生成する。
【００５１】
続いて、上記の反射光信号λ’５１乃至λ’５４は、波長分割多重光ファイバカプラ１４４と比率光ファイバカプラ１４２により、それぞれ、所定の比率で線路残存検出ユニット１５０と破断点位置検出ユニット１６０にフィードバックされる。最後に、線路残存検出ユニット１５０と破断点位置検出ユニット１６０は、これらの反射光信号から、各光ファイバ分岐経路に破断点が発生したかどうかや破断点の発生位置を判断することができる。
【００５２】
本発明の第６の実施形態は、上記フレネル反射の特性により、分波装置としてアレー導波型グレーティングを利用し、破断端面に発生した反射光信号で、光ファイバ分岐経路に破断点があるかどうかや破断点の位置を判断する。図７は、本発明の第６の実施形態の破断点検出システムの概念図である。
【００５３】
第６の実施形態は、第４の実施形態とは、第６の実施形態において、主制御領域１０には、更に、線路残存検出ユニット１５０が備え、線路残存検出ユニット１５０が、カップリングユニットの比率光ファイバカプラ１４２を介して、光ファイバ主幹に接続され、また、破断点位置検出ユニット１６０が、カップリングユニットの波長分割多重光ファイバカプラ１４４を介して、光ファイバ主幹に接続されるところが異なる。
【００５４】
もし第１の光ファイバ分岐経路に破断点が発生した時、データ信号λ１が、第１のクライアント３５０に伝送されなく、モニタ光信号λ５１とともに反射されて、反射光信号λ’５１を形成する。もし第２の光ファイバ分岐経路に破断点が発生した時、データ信号λ２が、第２のクライアント４５０に伝送されなく、モニタ光信号λ５２とともに反射されて、反射光信号λ’５２を形成する。もし第３の光ファイバ分岐経路に破断点が発生した時、データ信号λ３が、第３のクライアント５５０に伝送されなく、モニタ光信号λ５３とともに反射されて、反射光信号λ’５３を形成する。もし第４の光ファイバ分岐経路に破断点が発生した時、データ信号λ４が、第４のクライアント６５０に伝送されなく、モニタ光信号λ５４とともに反射されて、反射光信号λ’５４を形成する。
【００５５】
最後に、反射された反射光信号（λ’５１乃至λ’５４の何れか一つ）は、比率光ファイバカプラ１４２により、所定の比率で線路残存検出ユニット１５０に伝送され、各光ファイバ分岐経路に破断点が発生したかどうかを解析し、また、上記反射された反射光信号も、比率光ファイバカプラ１４２と波長分割多重光ファイバカプラ１４４を介して破断点位置検出ユニット１６０に伝送されて、破断点の発生位置を判断する。
【００５６】
本発明の第７の実施形態は、上記フレネル反射の特性により、分波装置として、アレー導波型グレーティングを利用し、破断端面に発生した反射光信号で、光ファイバ分岐経路に破断点があるかどうかや破断点の位置を判断する。図８は、本発明の第７の実施形態の破断点検出システムの概念図である。
【００５７】
第７の実施形態は、第４の実施形態とは、第７の実施形態において、主制御領域１０に、更に、切換えユニット（図示せず）が備え、切換えユニットは、高密度波長分割多重器１７５と、切換えスイッチ１７３を有するところが異なる。このように、破断点位置検出ユニット１６０は、切換えユニットの切換えを利用して、カップリングユニットの比率光ファイバカプラ１４２を介して、光ファイバ主幹に接続される。また、切換えユニットの切換え経路は、それぞれ、各光ファイバ分岐経路に対応する。
【００５８】
もし第１の光ファイバ分岐経路に破断点が発生した時、データ信号λ１が、第１のクライアント３５０に伝送されなく、モニタ光信号λ５１とともに反射されて、反射光信号λ’５１を形成する。もし第２の光ファイバ分岐経路に破断点が発生した時、データ信号λ２が、第２のクライアント４５０に伝送されなく、モニタ光信号λ５２とともに反射されて、反射光信号λ’５２を形成する。もし第３の光ファイバ分岐経路に破断点が発生した時、データ信号λ３が、第３のクライアント５５０に伝送されなく、モニタ光信号λ５３とともに反射されて、反射光信号λ’５３を形成する。もし第４の光ファイバ分岐経路に破断点が発生した時、データ信号λ４が、第４のクライアント６５０に伝送されなく、モニタ光信号λ５４とともに反射されて、反射光信号λ’５４を形成する。
【００５９】
最後に、反射された反射光信号（λ’５１乃至λ’５４の何れか一つ）は、比率光ファイバカプラ１４２を介して切換えユニットに伝送される。切換えスイッチ１７３は反射光信号に基づいて、対応する光ファイバ分岐経路に切換え、反射光信号を高密度波長分割多重器１７５を介して破断点位置検出ユニット１６０に伝送して、上記反射光信号に対応する光ファイバ分岐経路の破断点の発生位置を判断する。
【００６０】
本発明の第８の実施形態は、上記のフレネル反射の特性により、分波装置として、高密度波長分割多重器２４を利用し、破断端面に発生した反射光信号で、光ファイバ分岐経路に破断点があるかどうかや破断点の位置を判断する。図９は、本発明の第８の実施形態の破断点検出システムの概念図である。
【００６１】
第８の実施形態は、第７の実施形態とは、第８の実施形態において、主制御領域１０に、更に、線路残存検出ユニット１５０が備え、線路残存検出ユニット１５０が、切換えユニット内の切換えスイッチ１７３と比率光ファイバカプラ１４２を介して光ファイバ主幹に接続されるところが異なる。
【００６２】
このように、反射された反射光信号（λ’５１乃至λ’５４の何れか一つ）は、比率光ファイバカプラ１４２により切換えユニットに伝送される。切換えスイッチ１７３は経路を切換え、上記反射光信号を線路残存検出ユニット１５０に伝送し、また、反射光信号に基づいて、対応する光ファイバ分岐経路に経路を切換え、反射光信号を高密度波長分割多重器１７５を介して、破断点位置検出ユニット１６０に伝送することで、上記反射光信号に対応する光ファイバ分岐経路上の破断点の発生位置を判断する。
【００６３】
本発明の第９の実施形態は、上記のフレネル反射の特性により、分波装置として、高密度波長分割多重器２４を利用し、破断端面に発生した反射光信号で、光ファイバ分岐経路に破断点があるかどうかや破断点の位置を判断する。図１０は、本発明の第９の実施形態の破断点検出システムの概念図である。
【００６４】
第９の実施形態は、第７の実施形態とは、第９の実施形態において、分波装置として、アレー導波型グレーティングの代わりに高密度波長分割多重器２４を利用し、高密度波長分割多重器２４のチャンネル数が、クライアントの２倍である。高密度波長分割多重器２４は、データ信号λ１乃至λ４とモニタ光信号λ５１乃至λ５４を、異なる波長により複数の経路に分け、続いて、１×２の光ファイバカプラ（第２のカップリングユニット）８１０、８３０、８５０、８７０により、それぞれ、データ信号λ１とモニタ光信号λ５１を第１の光ファイバ分岐経路にカップリングし、データ信号λ２とモニタ光信号λ５２を第２の光ファイバ分岐経路にカップリングし、データ信号λ３とモニタ光信号λ５３を、第３の光ファイバ分岐経路にカップリングし、データ信号λ４とモニタ光信号λ５４を、第４の光ファイバ分岐経路にカップリングする。
【００６５】
このように、反射された反射光信号（λ’５１乃至λ’５４の何れか一つ）は、比率光ファイバカプラ１４２を介して、切換えユニットに伝送される。切換えスイッチ１７３は反射光信号に基づいて、対応する光ファイバ分岐経路に切換え、反射光信号を高密度波長分割多重器１７５を介して、破断点位置検出ユニット１６０に伝送して、上記反射光信号に対応する光ファイバ分岐経路の破断点の発生位置を判断する。
【００６６】
本発明の第４乃至第９の実施形態において、光ファイバ主幹と光ファイバ分岐経路が、シングルモード光ファイバであるが、本発明は、それによって制限されることがない。光ファイバ主幹と光ファイバ分岐経路は、マルチモード光ファイバや分散補償光ファイバ等であってもよい。
【００６７】
また、第１の実施形態乃至第９の実施形態は、光ファイバ主幹にデータ信号がフィードインされる位置に近い所でアイソレータ（ｉｓｏｌａｔｏｒ）を設置し、反射光信号がデータ信号入力に与える影響を隔てる。
【００６８】
以上は、ただ、本発明のより良い実施形態であり、本発明は、それによって制限されることが無く、本発明に係わる特許請求の範囲や明細書の内容に基づいて行った等価の変更や修正は、全てが、本発明の特許請求の範囲内に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】従来技術の破断点検出システムの概念図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の破断点検出システムの概念図である。
【図３】本発明の第２の実施形態の破断点検出システムの主制御領域の概念図である。
【図４】本発明の第３の実施形態の破断点検出システムの主制御領域の概念図である。
【図５】本発明の第４の実施形態の破断点検出システムの概念図である。
【図６】本発明の第５の実施形態の破断点検出システムの概念図である。
【図７】本発明の第６の実施形態の破断点検出システムの概念図である。
【図８】本発明の第７の実施形態の破断点検出システムの概念図である。
【図９】本発明の第８の実施形態の破断点検出システムの概念図である。
【図１０】本発明の第９の実施形態の破断点検出システムの概念図である。
【符号の説明】
【００７０】
１、１０ 主制御領域
１１、１１０ 第１の信号源
１２、１１２ 第２の信号源
１３、１１４ 第３の信号源
１４、１１６ 第４の信号源
１４２、１４３ 比率光ファイバカプラ
１５ 光サーキュレーター
１５１ デマルチプレクサ
１５３、１７３ 切換えスイッチ
１６ ポンプレーザー光源
１６０ 破断点位置検出ユニット
１７、１５０ 線路残存検出ユニット
１８、１４４ 波長分割多重光ファイバカプラ
１８０ アイソレータ
２、２０ 光路分岐器
２２ アレー導波型グレーティング
２４、１７５ 高密度波長分割多重器
３１、４１、５１、６１、３１０、４１０、５１０、６１０ 光ファイバブラッググレーティング
３３、４３、５３、６３、３３０、４３０、５３０、６３０ 調整可能なフィルタ
３５、３５０ 第１のクライアント
４５、４５０ 第２のクライアント
５５、５５０ 第３のクライアント
６５、６５０ 第４のクライアント
７１０、７３０、７５０、７７０ 反射ユニット
ＰＤ１ 第１の感光素子
ＰＤ２ 第２の感光素子
ＰＤ３ 第３の感光素子
ＰＤ４ 第４の感光素子
ＳＭＦ シングルモード光ファイバ
ＥＤＦ エルビウムドープ光ファイバ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバネットワーク構造に関し、特に、受動光線路網の破断点検出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
科学技術の進歩とともに、最近の数年来、インターネットにより、全地球の通信量が膨大になり、全地球の電信市場自由化とともに、新規の電信建設も増加し、通信方式の多元化により（例えば、ファクスや携帯電話、コンピュータ等が、通信媒介になる）、間接的に、通信量が増加する。特に、全地球の電信革新と建設が全面的に展開されるとともに、光ファイバが家まで、光線が机までという概念により、上流の光ファイバや主受動素子、及び下流の光通信設備も、全面的に盛んになる。
【０００３】
しかしながら、光ファイバ通信の発展に従って、光ファイバ通信ネットワーク構造のモニタとメンテナンスも、段々重要視されてきた。光ファイバ通信ネットワークの光ファイバ分岐経路に、破断点が発生した時、破断点が発生した光ファイバ分岐経路を検出することや、破断点の発生した位置を検出することは、メンテナンスや光ファイバ通信ネットワークの伝送のモニタには、極めて重要である。
【０００４】
図１は、従来技術の破断点検出システムの概念図である。破断点検出システムは、主制御領域１と主制御領域１に接続される光ファイバ主幹（ｆｉｂｅｒ ｔｒｕｎｋ）と、複数の光ファイバ分岐経路（ｆｉｂｅｒ ｂｒａｎｃｈ）上のクライアント（第１のクライアント３５乃至第４のクライアント６５）と、を備える。主制御領域１は、複数の信号源（第１の信号源１１乃至第４の信号源１４）と、光サーキュレーター（ｃｉｒｃｕｌａｔｏｒ）１５と、波長分割多重（ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ、 ＷＤＭ）光ファイバカプラ（ｃｏｕｐｌｅｒ）１８と光カプラ（図示せず）からなるカップリングユニット（ｃｏｕｐｌｅｒ ｕｎｉｔ）（第１のカップリングユニット）と、ポンプレーザー光源（ｐｕｍｐ ｌａｓｅｒ ｌｉｇｈｔ ｓｏｕｒｃｅ）１６と、線路残存検出ユニット１７と、を備える。その中、線路残存検出ユニット（ｈｏｏｋｕｐ ｓｕｒｖｉｖａｌ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｕｎｉｔ）１７は、光スペクトルアナライザー（ｏｐｔｉｃａｌ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ａｎａｌｙｚｅｒ、 ＯＳＡ）であってもよく、第１の信号源１１乃至第４の信号源１４により提供されたデータ信号は、それぞれ、λ１乃至λ４である。
【０００５】
データ信号λ１乃至λ４は、光ファイバ主幹上の光カプラにより統合された後、光ファイバ主幹上の光サーキュレーター１５の案内により、波長分割多重光ファイバカプラを介して、光ファイバ主幹にフィードイン（ｆｅｅｄ ｉｎｔｏ）されるように伝送される。データ信号λ１乃至λ４が、主制御領域１の外に伝送されると、光ファイバ主幹と上記の光ファイバ分岐経路との間に接続される光路分岐器（ｓｐｌｉｔｔｅｒ）２を介して、それぞれ、各光ファイバ分岐経路に伝送される。光路分岐器２は波長選択性がなく、且つ環境の変化に敏感ではないため、すべての光ファイバ分岐経路に、データ信号λ１乃至λ４がフィードインされる。
【０００６】
その中、各光ファイバ分岐経路がすべてシングルモード光ファイバ（ｓｉｎｇｌｅ ｍｏｄｅ ｆｉｂｅｒ）であり、また、第１の光ファイバ分岐経路には、光ファイバブラッググレーティング（ｆｉｂｅｒ Ｂｒａｇｇ ｇｒａｔｉｎｇ、 ＦＢＧ）３１と調整可能なフィルタ（ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｆｉｌｔｅｒ）３３と第１のクライアント３５が備え、第２の光ファイバ分岐経路には、光ファイバブラッググレーティング４１と調整可能なフィルタ４３と第２のクライアント４５が備え、第３の光ファイバ分岐経路には、光ファイバブラッググレーティング５１と調整可能なフィルタ５３と第３のクライアント５５が備え、第４の光ファイバ分岐経路には、光ファイバブラッググレーティング６１と調整可能なフィルタ６３と第４のクライアント６５が備える。
【０００７】
また、データ信号λ１乃至λ４が光ファイバ主幹において伝送されている同時に、ポンプレーザー光源１６は光ファイバ主幹に対してポンプレーザー光λ５を提供し、上記光ファイバ主幹はシングルモード光ファイバ（ｓｉｎｇｌｅ ｍｏｄｅ ｆｉｂｅｒ）ＳＭＦとエルビウムドープ光ファイバ（Ｅｒｂｉｕｍ−ｄｏｐｅｄ ｆｉｂｅｒ）ＥＤＦを備えるから、ポンプレーザー光λ５により、エルビウムドープ光ファイバＥＤＦが励起されて、モニタ光ファイバ主幹や光ファイバ分岐経路に破断点が発生したか否かのモニタ光信号として、ある周波帯範囲の自然放射増幅の輻射光（ａｍｐｌｉｆｉｅｄ ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ ｅｍｉｓｓｉｏｎ）ＡＳＥを生成させる。輻射光ＡＳＥは、それぞれ、λ５１乃至λ５４である。前記モニタ光信号λ５１乃至λ５４は、光路分岐器２を介して、同時に各光ファイバ分岐経路に伝送される。この時、各光ファイバ分岐経路にはすべてデータ信号λ１乃至λ４及びモニタ光信号λ５１乃至λ５４が存在する。
【０００８】
光ファイバブラッググレーティング３１、４１、５１、６１は、それぞれに対応するブラッグ条件（Ｂｒａｇｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）がある。即ち、異なる中心波長（ｃｅｎｔｅｒ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ）を有するため、ここで、光ファイバブラッググレーティング３１の中心波長がモニタ光信号λ５１に等しく、光ファイバブラッググレーティング４１の中心波長がモニタ光信号λ５２に等しく、光ファイバブラッググレーティング５１の中心波長がモニタ光信号λ５３に等しく、光ファイバブラッググレーティング６１の中心波長がモニタ光信号λ５４に等しいと仮定する。また、調整可能なフィルタ３３、４３、５３、６３は、それぞれ、対応する濾過周波帯を有するため、調整可能なフィルタ３３の濾過周波帯がデータ信号λ１に等しく、調整可能なフィルタ４３の濾過周波帯がデータ信号λ２に等しく、調整可能なフィルタ５３の濾過周波帯がデータ信号λ３に等しく、調整可能なフィルタ６３の濾過周波帯がデータ信号λ４に等しいと仮定する。
【０００９】
上記のように、第１のクライアント３５に伝送されたのはデータ信号λ１だけであり、モニタ光信号λ５１が反射されて、反射光信号λ’５１を形成し、第２のクライアント４５に伝送されたのはデータ信号λ２だけであり、モニタ光信号λ５２が反射されて、反射光信号λ’５２を形成し、第３のクライアント５５に伝送されたのはデータ信号λ３だけであり、モニタ光信号λ５３が反射されて、反射光信号λ’５３を形成し、第４のクライアント６５に伝送されたのはデータ信号λ４だけであり、モニタ光信号λ５４が反射されて、反射光信号λ’５４を形成する。
【００１０】
最後に、反射された反射光信号λ’５１乃至λ’５４は、波長分割多重光ファイバカプラ１８と光サーキュレーター１５を介して、線路残存検出ユニット１７に伝送され、各光ファイバ分岐経路に破断点が発生したか否かを解析する。
【００１１】
しかしながら、上記から分かるように、従来技術の破断点検出システムは、破断点が発生した光ファイバ分岐経路だけを検出し、有効に且つ精確に破断点の発生位置を探し出すことができないため、光ファイバネットワークのメンテナンスやモニタにおいて実用的とは言い難い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、受動光線路網の破断点検出システムであり、主制御領域により光ファイバ分岐経路に対してモニタ光信号を提供し、光ファイバ分岐経路は異なる受動光線路網構造に基づいて異なる反射光信号を生成し、主制御領域に返送することにより、主制御領域内の光スペクトルアナライザーと光時間領域反射測定器は、フィードバックされた反射光信号に基づいて、受動光線路網中の光ファイバ分岐経路に破断点があるかどうかや破断点の位置を判断することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１の実施形態の破断点検出システムは、主制御領域が備え、この主制御領域に、光ファイバ主幹と、複数の光ファイバ分岐経路に位置するクライアントが接続される。主制御領域は、複数の信号源と、光カプラと、アイソレータと、二つの比率光ファイバカプラと、破断点位置検出ユニットと、線路残存検出ユニットを備え、線路残存検出ユニットは、光スペクトルアナライザーである。
【００１４】
まず、比率光ファイバカプラで、信号源により提供されたデータ信号と破断点位置検出ユニットにより提供されたモニタ光信号を、所定の比率で光ファイバ主幹にフィードインする。続いて、光路分岐器で、データ信号とモニタ光信号を、同時に各光ファイバ分岐経路ごとにフィードインする。最後に、ブラッグ条件を満たすモニタ光信号が、線路残存ユニットと破断点位置検出ユニットに反射されることで各光ファイバ分岐経路に破断点が発生したかどうかや破断点の発生位置を解析する。また、調整可能なフィルタの濾過周波帯を満たすデータ信号が、クライアントに伝送される。
【００１５】
本発明の第２の実施形態の破断点検出システムは、第１の実施形態とは異なり、線路残存検出ユニットに、デマルチプレクサと複数の感光素子を備え、各感光素子に対応する光ファイバ分岐経路がある。
【００１６】
モニタ光信号が、それぞれ、比率光ファイバカプラにより、所定の比率で線路残存検出ユニットと破断点位置検出ユニットに反射された時、デマルチプレクサにより、モニタ光信号の反射光信号が、それぞれ、各反射光信号に対応する感光素子に伝送される。そのため、各感光素子は、反射光信号に基づいて、各反射光信号に対応する光ファイバ分岐経路に破断点が発生したかどうかを判断することができる。
【００１７】
本発明の第３の実施形態の破断点検出システムは、第２の実施形態とは異なり、線路残存検出ユニットに、デマルチプレクサと切換えスイッチと感光素子を備える。
【００１８】
反射光信号がそれぞれ、比率光ファイバカプラにより、所定の比率で線路残存検出ユニットと破断点位置検出ユニットにフィードバックされた時、デマルチプレクサは、切換えスイッチが順に切換えることにより、反射光信号を順に感光素子に伝送する。そのため、感光素子は、フィードバックされた反射光信号に基づいて、順に、各反射光信号に対応する光ファイバ分岐経路に破断点が発生したかどうかを判断することができる。
【００１９】
本発明の第４の実施形態の破断点検出システムは、主制御領域を備え、主制御領域に、光ファイバ主幹と複数の光ファイバ分岐経路に位置するクライアントが接続される。主制御領域は、複数の信号源と、波長分割多重光ファイバカプラと、光カプラと、破断点位置検出ユニットとを備える。
【００２０】
まず、光カプラで、信号源により提供されたデータ信号を、光ファイバ主幹に統合し、また、波長分割多重光ファイバカプラで、破断点位置検出ユニットにより提供されたモニタ光信号を、光ファイバ主幹にフィードインする。続いて、光ファイバ主幹と光ファイバ分岐経路との間に接続されたアレー導波型グレーティングを介して、周波帯に基づいて、それぞれ、データ信号とモニタ光信号が、各光ファイバ分岐経路に伝送され、その中、各光ファイバ分岐経路に、データ信号とモニタ光信号がある。そのため、その中のひとつの光ファイバ分岐経路に破断点が発生すれば、破断点が発生した光ファイバ分岐経路のデータ信号が、対応するクライアントに伝送されることができなくなり、モニタ光信号とともに反射され、反射光信号が形成される。最後に、破断点位置検出ユニットは、反射光信号に基づいて、各光ファイバ分岐経路に破断点が発生したかどうかや破断点の発生位置を判断することができる。
【００２１】
本発明の第５の実施形態の破断点検出システムは、第４の実施形態とは異なり、第５の実施形態中の主制御領域に、更に、線路残存検出ユニットが備え、線路残存検出ユニットと破断点位置検出ユニットが、比率光ファイバカプラと波長分割多重光ファイバカプラを介して、光ファイバ主幹に接続され、また、各光ファイバ分岐経路に、更に、反射ユニットを備える。
【００２２】
データ信号とモニタ光信号が、アレー導波型グレーティングを介して、対応する光ファイバ分岐経路に伝送された時、反射ユニットはモニタ光信号を反射させ、反射光信号を生成し、また、波長分割多重光ファイバカプラと比率光ファイバカプラを介して、所定の比率で、それぞれ、線路残存検出ユニットと破断点位置検出ユニットにフィードバックされる。最後に、線路残存検出ユニットと破断点位置検出ユニットは、反射光信号から、各光ファイバ分岐経路に破断点が発生するかどうかや破断点の発生位置を判断することができる。
【００２３】
本発明の第６の実施形態の破断点検出システムは、第４の実施形態とは異なり、第６の実施形態中の主制御領域に、更に、線路残存検出ユニットが備え、線路残存検出ユニットが、比率光ファイバカプラを介して、光ファイバ主幹に接続され、また、破断点位置検出ユニットが、波長分割多重光ファイバカプラを介して、光ファイバ主幹に接続される。
【００２４】
このように、線路残存検出ユニットは、比率光ファイバカプラを介して、光ファイバ主幹から反射光信号を捕獲して、各光ファイバ分岐経路に破断点が発生したかどうかを解析することができ、また、破断点位置検出ユニットは、波長分割多重光ファイバカプラを介して、光ファイバ主幹から反射光信号を捕獲することで、破断点の発生位置を判断することができる。
【００２５】
本発明の第７の実施形態の破断点検出システムは、第４の実施形態とは異なり、第７の実施形態中の主制御領域に、更に、切換えユニットを備え、また、切換えユニットの切換え経路が、それぞれ、各光ファイバ分岐経路に対応する。
【００２６】
このように、破断点位置検出ユニットは、切換えユニットの切換えにより、順に、異なる波長であるモニタ光信号を、対応する光ファイバ分岐経路に提供する。また、光ファイバ分岐経路に破断点が発生した時の反射光信号は、順に、対応する切換え経路を介して、破断点位置検出ユニットにフィードバックされ、反射光信号に対応する光ファイバ分岐経路において、破断点の発生位置を判断することができる。
【００２７】
本発明の第８の実施形態の破断点検出システムは、第７の実施形態とは異なり、第８の実施形態中の主制御領域に、更に、線路残存検出ユニットが備え、該線路残存検出ユニットが、切換えユニット内の切換えスイッチと比率光ファイバカプラを介して、光ファイバ主幹に接続される。
【００２８】
このように、反射光信号は、比率光ファイバカプラを介して、切換えユニットに伝送される。切換えスイッチは経路を切換え、反射光信号を、線路残存検出ユニットに伝送し、また、反射光信号に対応する光ファイバ分岐経路に切換え、反射光信号を、高密度波長分割多重器を介して、破断点位置検出ユニットに伝送する。これで、上記の反射光信号に対応する光ファイバ分岐経路上の破断点の発生位置を判断することができる。
【００２９】
本発明の第９の実施形態の破断点検出システムは、第７の実施形態とは異なり、第９の実施形態において、アレー導波型グレーティングの代わりに、分波装置として、高密度波長分割多重器を利用するところと、高密度波長分割多重器のチャンネル数は、クライアントの２倍である。
【００３０】
高密度波長分割多重器は、データ信号とモニタ光信号を、その異なる波長に基づいて、複数のチャンネルに仕切り、続いて、光ファイバカプラで、それぞれ、データ信号とモニタ光信号を、対応する光ファイバ分岐経路にカップリングする。このように、反射光信号は、比率光ファイバカプラを介して、切換えユニットに伝送され、切換えスイッチは経路を切換え、反射光信号を線路残存検出ユニットに伝送させ、また、反射光信号に対応する光ファイバ分岐経路に切換え、これにより、反射光信号が、更に、高密度波長分割多重器を介して、破断点位置検出ユニットに伝送され、上記の反射光信号に対応する光ファイバ分岐経路上の破断点の発生位置を判断することができる。
【発明の効果】
【００３１】
以上、説明したように、本発明では、各光ファイバ分岐経路に破断点が発生したかどうかや破断点の発生位置を解析することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本発明に係る破断点検出システムは、主として、クライアント端末の付近にある受動光線路網（ｐａｓｓｉｖｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｎｅｔｗｏｒｋ、 ＰＯＮ）に適用され、光ファイバネットワーク中の経路に破断点（ｆａｕｌｔ）が発生したか否かを検出することや、光ファイバネットワーク中の経路の破断点の位置を検出することに役立つ。受動光線路網は、簡素や安いや高信頼性等の利点があり、また、全体構造が地域や環境や格別な需要に応じて、樹形トポロジ（ｔｒｅｅ ｔｏｐｏｌｏｇｙ）や、リングトポロジ（ｒｉｎｇ ｔｏｐｏｌｏｇｙ）や、スタートトポロジ（ｓｔａｒｔ ｔｏｐｏｌｏｇｙ）や、バストポロジ（ｂｕｓ ｔｏｐｏｌｏｇｙ）等のトポロジ構造を構築することができる。
【００３３】
本発明の第１の実施形態の破断点検出システムを、図２に示す。第１の実施形態は、従来技術とは、主制御領域１０と光ファイバ主幹が異なる。第１の実施形態の主制御領域１０は、複数の信号源（第１の信号源１１０乃至第４の信号源１１６）と、アイソレータ１８０と、二つの比率光ファイバカプラ１４２と１４３からなるカップリングユニットと、線路残存検出ユニット１５０と、破断点位置検出ユニット（ｆａｕｌｔ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｕｎｉｔ）１６０と、を備える。光ファイバ主幹は、シングルモード光ファイバＳＭＦであり、破断点位置検出ユニット１６０は、光時間領域反射測定器（ｏｐｔｉｃａｌ ｔｉｍｅ ｄｏｍａｉｎ ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ、 ＯＴＤＲ）である。
【００３４】
上記の信号源（第１の信号源１１０乃至第４の信号源１１６）により、提供されたデータ信号λ１乃至λ４は、まず、比率光ファイバカプラ１４２で、所定の比率で光ファイバ主幹にフィードインしてから、光路分岐器２０の特性を利用して、データ信号λ１乃至λ４を、同時に各光ファイバ分岐経路にフィードインする。同時に、破断点位置検出ユニット１６０は、ある周波帯範囲のモニタ光信号λ５１乃至λ５４を供給し、このモニタ光信号λ５１乃至λ５４は、データ信号λ１乃至λ４とともに、比率光ファイバカプラ１４２を介して、比率的に光ファイバ主幹にフィードインされ、その後、光路分岐器２０により、データ信号λ１乃至λ４とモニタ光信号λ５１乃至λ５４が、各光ファイバ分岐経路にフィードインされる。
【００３５】
光ファイバブラッググレーティング３１０、４１０、５１０、６１０と調整可能なフィルタ３３０、４３０、５３０、６３０の特性は、従来技術と同じであるため、最後に、第１の光ファイバ分岐経路を介して第１のクライアント３５０に伝送されたのはデータ信号λ１だけであり、モニタ光信号λ５１が反射されて、反射光信号λ’５１を形成し、第２の光ファイバ分岐経路を介して第２のクライアント４５０に伝送されたのは、データ信号λ２だけで、モニタ光信号λ５２が反射されて、反射光信号λ’５２を形成し、第３の光ファイバ分岐経路を介して第３のクライアント５５０に伝送されたのは、データ信号λ３だけで、モニタ光信号λ５３が反射されて、反射光信号λ’５３を形成し、第４の光ファイバ分岐経路を介して第４のクライアント６５０に伝送されたのは、データ信号λ４だけで、モニタ光信号λ５４が反射されて、反射光信号λ’５４を形成する。
【００３６】
最後に、反射光信号λ’５１乃至λ’５４は、比率光ファイバカプラ１４２、１４３を介して、所定の比率で線路残存検出ユニット１５０と破断点位置検出ユニット１６０にフィードバックされる。線路残存検出ユニット１５０は、フィードバックされた反射光信号λ’５１乃至λ’５４に基づいて、各光ファイバ分岐経路に異常があるか否かを判断し、また、破断点位置検出ユニット１６０は、フィードバックされた反射光信号λ’５１乃至λ’５４に基づいて、異常がある光ファイバ分岐経路上の破断点位置を判断する。
【００３７】
本発明の第２の実施形態は、上記の第１の実施形態の主制御領域１０の他の実施形態であり、図３は、本発明の第２の実施形態の破断点検出システム中の主制御領域の概念図である。線路残存検出ユニット１５０は、デマルチプレクサ（ｄｅｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）１５１と複数の感光素子ＰＤ１乃至ＰＤ４が備える。感光素子ＰＤ１乃至ＰＤ４は、フォトダイオードであり、且つ感光素子ごとには対応する各光ファイバ分岐経路がある。
【００３８】
反射光信号λ’５１乃至λ’５４が、比率光ファイバカプラ１４２、１４３により、所定の比率でそれぞれ、線路残存検出ユニット１５０と破断点位置検出ユニット１６０にフィードバックされる時、線路残存検出ユニット１５０内のデマルチプレクサ１５１は、反射光信号λ’５１乃至λ’５４を、それぞれ、各反射光信号に対応する感光素子に伝送し、即ち、反射光信号λ’５１が、感光素子ＰＤ１に伝送され、反射光信号λ’５２が、感光素子ＰＤ２に伝送され、反射光信号λ’５３が、感光素子ＰＤ３に伝送され、反射光信号λ’５４が、感光素子ＰＤ４に伝送される。これにより、各感光素子は、フィードバックされた反射光信号（λ’５１乃至λ’５４の中のひとつ）に基づいて、各反射光信号に対応する光ファイバ分岐経路に、異常があるか否かを判断することができる。
【００３９】
本発明の第３の実施形態は、上記の第１の実施形態の主制御領域１０の更なる実施形態であり、図４は、本発明の第３の実施形態の破断点検出システム中の主制御領域の概念図である。線路残存検出ユニット１５０は、デマルチプレクサ（ｄｅｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）１５１と切換えスイッチ１５３と感光素子ＰＤ１が備える。感光素子ＰＤ１は、アバランシェフォトダイオード（ａｖａｌａｎｃｈｅ ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ、 ＡＰＤ）等の感光ダイオードである。
【００４０】
反射光信号λ’５１乃至λ’５４が、比率光ファイバカプラ１４２により、所定の比率でそれぞれ、線路残存検出ユニット１５０と破断点位置検出ユニット１６０にフィードバックされる時、線路残存検出ユニット１５０内のデマルチプレクサ１５１は、反射光信号λ’５１乃至λ’５４を切換えスイッチ１５３で順に切換えることにより、順に、感光素子ＰＤ１に伝送する。そのため、感光素子ＰＤ１は、フィードバックされた反射光信号（λ’５１乃至λ’５４中その中一個）に基づいて、順に各反射光信号に対応する光ファイバ分岐経路に異常があるか否かを判断することができる。
【００４１】
本発明の第１乃至第３の実施形態において、光ファイバ主幹と光ファイバ分岐経路がシングルモード光ファイバで、また、ブラッグ光ファイバグレーティングと濾過装置との組合せで、光ファイバネットワーク中の光信号を反射と濾過する反射・フィルタユニットを構成するが、本発明は、それによって制限されることがない。光ファイバ主幹と光ファイバ分岐経路は、マルチモード光ファイバ（Ｍｕｌｔｉｍｏｄｅ Ｆｉｂｅｒ、 ＭＭＦ）や分散補償光ファイバ（Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｆｉｂｅｒ、 ＤＣＦ）等であってもよく、反射・フィルタユニットは、同時に反射条件と濾過範囲を有する反射式フィルタや半反射半透過式フィルタであってもよい。
【００４２】
光ファイバに破断点が発生する時、その破断端面においてフレネル反射（Ｆｒｅｓｎｅｌ ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｓ）が発生する。本発明の第４の実施形態は、この特性により、アレー導波型グレーティングを分波装置として利用し、破断面に発生した反射光信号で、光ファイバ分岐経路に破断点があるか否かを判断し、図５は、本発明の第４の実施形態の破断点検出システムの概念図である。
【００４３】
破断点検出システムは、主制御領域１０と主制御領域１０に接続された光ファイバ主幹と複数の光ファイバ分岐経路上に位置するクライアント（第１のクライアント３５０乃至第４のクライアント６５０）が備える。主制御領域１０は、複数の信号源（第１の信号源１１０乃至第４の信号源１１６）と、波長分割多重光ファイバカプラ１４４と光カプラ（図示せず）からなるカップリングユニットと、破断点位置検出ユニット１６０が備える。第１の信号源１１０乃至第４の信号源１１６により提供されたデータ信号は、それぞれ、λ１乃至λ４である。
【００４４】
データ信号λ１乃至λ４は、光ファイバ主幹上に位置する光カプラにより統合されてから、波長分割多重光ファイバカプラ１４４を介して、光ファイバ主幹にフィードインされる。データ信号λ１乃至λ４が、主制御領域１０の外に伝送されると、光ファイバ主幹と上記光ファイバ分岐経路の間に接続されるアレー導波型グレーティング２２により、それぞれ、光ファイバ分岐経路ごとに伝送される。即ち、データ信号λ１が、第１の光ファイバ分岐経路に伝送され、データ信号λ２が、第２の光ファイバ分岐経路に伝送され、データ信号λ３が、第３の光ファイバ分岐経路に伝送され、データ信号λ４が、第４の光ファイバ分岐経路に伝送される。その中、各光ファイバ分岐経路は、すべてシングルモード光ファイバである。
【００４５】
また、データ信号λ１乃至λ４が、光ファイバ主幹上において伝送されると同時に、破断点位置検出ユニット１６０はある周波帯範囲のモニタ光信号λ５１乃至λ５４を、光ファイバ主幹上に供給し、光ファイバ主幹や光ファイバ分岐経路に破断点があるか否かをモニタする。モニタ光信号λ５１乃至λ５４は、アレー導波型グレーティング２２により、それぞれ、対応する光ファイバ分岐経路上に伝送される。そのため、第１の光ファイバ分岐経路上に、データ信号λ１とモニタ光信号λ５１が伝送され、第２の光ファイバ分岐経路上に、データ信号λ２とモニタ光信号λ５２が伝送され、第３の光ファイバ分岐経路上に、データ信号λ３とモニタ光信号λ５３が伝送され、第４の光ファイバ分岐経路上に、データ信号λ４とモニタ光信号λ５４が伝送されている。
【００４６】
このように、もし第１の光ファイバ分岐経路に、破断点が発生した場合、データ信号λ１が、第１のクライアント３５０に伝送されなく、モニタ光信号λ５１とともに反射され、反射光信号λ’５１がを形成する。もし第２の光ファイバ分岐経路に、破断点が発生した場合、データ信号λ２が、第２のクライアント４５０に伝送されなく、モニタ光信号λ５２とともに反射され、反射光信号λ’５２を形成する。もし第３の光ファイバ分岐経路に、破断点が発生した場合、データ信号λ３が、第３のクライアント５５０に伝送されなく、モニタ光信号λ５３とともに反射され、反射光信号λ’５３を形成する。もし、第４の光ファイバ分岐経路に、破断点が発生した場合、データ信号λ４が、第４のクライアント６５０に伝送されなく、モニタ光信号λ５４とともに反射され、反射光信号λ’５４を形成する。
【００４７】
最後に、反射された反射光信号λ’５１乃至λ’５４の何れか一つが、波長分割多重光ファイバカプラ１４４により、破断点位置検出ユニット１６０に伝送され、各光ファイバ分岐経路に、破断点が発生したかどうかを解析し、破断点の発生位置を判断する。
【００４８】
本発明の第５の実施形態は、反射ユニットから生成した反射光信号により、光ファイバ分岐経路に破断点が発生したかどうかや破断点の発生位置を判断する。図６は、本発明の第５の実施形態の破断点検出システムの概念図である。
【００４９】
第５の実施形態は、第４の実施形態とは、第５の実施形態において、主制御領域１０に、更に、線路残存検出ユニット１５０が備え、線路残存検出ユニット１５０と破断点位置検出ユニット１６０が、比率光ファイバカプラ１４２と光カプラ（図示せず）と波長分割多重光ファイバカプラ１４４からなるカップリングユニットを介して、光ファイバ主幹に接続されるところが異なる。また、第５の実施形態において、各光ファイバ分岐経路には、更に反射ユニット（７１０乃至７７０）があり、各反射ユニットは、波長分割多重光ファイバカプラ（図示せず）と反射鏡（図示せず）が備える。
【００５０】
データ信号λ１とモニタ光信号λ５０が、アレー導波型グレーティング２２を介して、第１の光ファイバ分岐経路上に伝送される時、モニタ光信号λ５１が、波長分割多重光ファイバカプラ（図示せず）を介して反射鏡に伝送されて、反射光信号λ’５１を生成する。同じように、モニタ光信号λ５２が、反射鏡に伝送されて、反射光信号λ’５２を生成し、モニタ光信号λ５３が、反射鏡に伝送されて、反射光信号λ’５３を生成し、モニタ光信号λ５４が、反射鏡に伝送されて、反射光信号λ’５４を生成する。
【００５１】
続いて、上記の反射光信号λ’５１乃至λ’５４は、波長分割多重光ファイバカプラ１４４と比率光ファイバカプラ１４２により、それぞれ、所定の比率で線路残存検出ユニット１５０と破断点位置検出ユニット１６０にフィードバックされる。最後に、線路残存検出ユニット１５０と破断点位置検出ユニット１６０は、これらの反射光信号から、各光ファイバ分岐経路に破断点が発生したかどうかや破断点の発生位置を判断することができる。
【００５２】
本発明の第６の実施形態は、上記フレネル反射の特性により、分波装置としてアレー導波型グレーティングを利用し、破断端面に発生した反射光信号で、光ファイバ分岐経路に破断点があるかどうかや破断点の位置を判断する。図７は、本発明の第６の実施形態の破断点検出システムの概念図である。
【００５３】
第６の実施形態は、第４の実施形態とは、第６の実施形態において、主制御領域１０には、更に、線路残存検出ユニット１５０が備え、線路残存検出ユニット１５０が、カップリングユニットの比率光ファイバカプラ１４２を介して、光ファイバ主幹に接続され、また、破断点位置検出ユニット１６０が、カップリングユニットの波長分割多重光ファイバカプラ１４４を介して、光ファイバ主幹に接続されるところが異なる。
【００５４】
もし第１の光ファイバ分岐経路に破断点が発生した時、データ信号λ１が、第１のクライアント３５０に伝送されなく、モニタ光信号λ５１とともに反射されて、反射光信号λ’５１を形成する。もし第２の光ファイバ分岐経路に破断点が発生した時、データ信号λ２が、第２のクライアント４５０に伝送されなく、モニタ光信号λ５２とともに反射されて、反射光信号λ’５２を形成する。もし第３の光ファイバ分岐経路に破断点が発生した時、データ信号λ３が、第３のクライアント５５０に伝送されなく、モニタ光信号λ５３とともに反射されて、反射光信号λ’５３を形成する。もし第４の光ファイバ分岐経路に破断点が発生した時、データ信号λ４が、第４のクライアント６５０に伝送されなく、モニタ光信号λ５４とともに反射されて、反射光信号λ’５４を形成する。
【００５５】
最後に、反射された反射光信号（λ’５１乃至λ’５４の何れか一つ）は、比率光ファイバカプラ１４２により、所定の比率で線路残存検出ユニット１５０に伝送され、各光ファイバ分岐経路に破断点が発生したかどうかを解析し、また、上記反射された反射光信号も、比率光ファイバカプラ１４２と波長分割多重光ファイバカプラ１４４を介して破断点位置検出ユニット１６０に伝送されて、破断点の発生位置を判断する。
【００５６】
本発明の第７の実施形態は、上記フレネル反射の特性により、分波装置として、アレー導波型グレーティングを利用し、破断端面に発生した反射光信号で、光ファイバ分岐経路に破断点があるかどうかや破断点の位置を判断する。図８は、本発明の第７の実施形態の破断点検出システムの概念図である。
【００５７】
第７の実施形態は、第４の実施形態とは、第７の実施形態において、主制御領域１０に、更に、切換えユニット（図示せず）が備え、切換えユニットは、高密度波長分割多重器１７５と、切換えスイッチ１７３を有するところが異なる。このように、破断点位置検出ユニット１６０は、切換えユニットの切換えを利用して、カップリングユニットの比率光ファイバカプラ１４２を介して、光ファイバ主幹に接続される。また、切換えユニットの切換え経路は、それぞれ、各光ファイバ分岐経路に対応する。
【００５８】
もし第１の光ファイバ分岐経路に破断点が発生した時、データ信号λ１が、第１のクライアント３５０に伝送されなく、モニタ光信号λ５１とともに反射されて、反射光信号λ’５１を形成する。もし第２の光ファイバ分岐経路に破断点が発生した時、データ信号λ２が、第２のクライアント４５０に伝送されなく、モニタ光信号λ５２とともに反射されて、反射光信号λ’５２を形成する。もし第３の光ファイバ分岐経路に破断点が発生した時、データ信号λ３が、第３のクライアント５５０に伝送されなく、モニタ光信号λ５３とともに反射されて、反射光信号λ’５３を形成する。もし第４の光ファイバ分岐経路に破断点が発生した時、データ信号λ４が、第４のクライアント６５０に伝送されなく、モニタ光信号λ５４とともに反射されて、反射光信号λ’５４を形成する。
【００５９】
最後に、反射された反射光信号（λ’５１乃至λ’５４の何れか一つ）は、比率光ファイバカプラ１４２を介して切換えユニットに伝送される。切換えスイッチ１７３は反射光信号に基づいて、対応する光ファイバ分岐経路に切換え、反射光信号を高密度波長分割多重器１７５を介して破断点位置検出ユニット１６０に伝送して、上記反射光信号に対応する光ファイバ分岐経路の破断点の発生位置を判断する。
【００６０】
本発明の第８の実施形態は、上記のフレネル反射の特性により、分波装置として、高密度波長分割多重器２４を利用し、破断端面に発生した反射光信号で、光ファイバ分岐経路に破断点があるかどうかや破断点の位置を判断する。図９は、本発明の第８の実施形態の破断点検出システムの概念図である。
【００６１】
第８の実施形態は、第７の実施形態とは、第８の実施形態において、主制御領域１０に、更に、線路残存検出ユニット１５０が備え、線路残存検出ユニット１５０が、切換えユニット内の切換えスイッチ１７３と比率光ファイバカプラ１４２を介して光ファイバ主幹に接続されるところが異なる。
【００６２】
このように、反射された反射光信号（λ’５１乃至λ’５４の何れか一つ）は、比率光ファイバカプラ１４２により切換えユニットに伝送される。切換えスイッチ１７３は経路を切換え、上記反射光信号を線路残存検出ユニット１５０に伝送し、また、反射光信号に基づいて、対応する光ファイバ分岐経路に経路を切換え、反射光信号を高密度波長分割多重器１７５を介して、破断点位置検出ユニット１６０に伝送することで、上記反射光信号に対応する光ファイバ分岐経路上の破断点の発生位置を判断する。
【００６３】
本発明の第９の実施形態は、上記のフレネル反射の特性により、分波装置として、高密度波長分割多重器２４を利用し、破断端面に発生した反射光信号で、光ファイバ分岐経路に破断点があるかどうかや破断点の位置を判断する。図１０は、本発明の第９の実施形態の破断点検出システムの概念図である。
【００６４】
第９の実施形態は、第７の実施形態とは、第９の実施形態において、分波装置として、アレー導波型グレーティングの代わりに高密度波長分割多重器２４を利用し、高密度波長分割多重器２４のチャンネル数が、クライアントの２倍である。高密度波長分割多重器２４は、データ信号λ１乃至λ４とモニタ光信号λ５１乃至λ５４を、異なる波長により複数の経路に分け、続いて、１×２の光ファイバカプラ（第２のカップリングユニット）８１０、８３０、８５０、８７０により、それぞれ、データ信号λ１とモニタ光信号λ５１を第１の光ファイバ分岐経路にカップリングし、データ信号λ２とモニタ光信号λ５２を第２の光ファイバ分岐経路にカップリングし、データ信号λ３とモニタ光信号λ５３を、第３の光ファイバ分岐経路にカップリングし、データ信号λ４とモニタ光信号λ５４を、第４の光ファイバ分岐経路にカップリングする。
【００６５】
このように、反射された反射光信号（λ’５１乃至λ’５４の何れか一つ）は、比率光ファイバカプラ１４２を介して、切換えユニットに伝送される。切換えスイッチ１７３は反射光信号に基づいて、対応する光ファイバ分岐経路に切換え、反射光信号を高密度波長分割多重器１７５を介して、破断点位置検出ユニット１６０に伝送して、上記反射光信号に対応する光ファイバ分岐経路の破断点の発生位置を判断する。
【００６６】
本発明の第４乃至第９の実施形態において、光ファイバ主幹と光ファイバ分岐経路が、シングルモード光ファイバであるが、本発明は、それによって制限されることがない。光ファイバ主幹と光ファイバ分岐経路は、マルチモード光ファイバや分散補償光ファイバ等であってもよい。
【００６７】
また、第１の実施形態乃至第９の実施形態は、光ファイバ主幹にデータ信号がフィードインされる位置に近い所でアイソレータ（ｉｓｏｌａｔｏｒ）を設置し、反射光信号がデータ信号入力に与える影響を隔てる。
【００６８】
以上は、ただ、本発明のより良い実施形態であり、本発明は、それによって制限されることが無く、本発明に係わる特許請求の範囲や明細書の内容に基づいて行った等価の変更や修正は、全てが、本発明の特許請求の範囲内に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】従来技術の破断点検出システムの概念図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の破断点検出システムの概念図である。
【図３】本発明の第２の実施形態の破断点検出システムの主制御領域の概念図である。
【図４】本発明の第３の実施形態の破断点検出システムの主制御領域の概念図である。
【図５】本発明の第４の実施形態の破断点検出システムの概念図である。
【図６】本発明の第５の実施形態の破断点検出システムの概念図である。
【図７】本発明の第６の実施形態の破断点検出システムの概念図である。
【図８】本発明の第７の実施形態の破断点検出システムの概念図である。
【図９】本発明の第８の実施形態の破断点検出システムの概念図である。
【図１０】本発明の第９の実施形態の破断点検出システムの概念図である。
【符号の説明】
【００７０】
１、１０ 主制御領域
１１、１１０ 第１の信号源
１２、１１２ 第２の信号源
１３、１１４ 第３の信号源
１４、１１６ 第４の信号源
１４２、１４３ 比率光ファイバカプラ
１５ 光サーキュレーター
１５１ デマルチプレクサ
１５３、１７３ 切換えスイッチ
１６ ポンプレーザー光源
１６０ 破断点位置検出ユニット
１７、１５０ 線路残存検出ユニット
１８、１４４ 波長分割多重光ファイバカプラ
１８０ アイソレータ
２、２０ 光路分岐器
２２ アレー導波型グレーティング
２４、１７５ 高密度波長分割多重器
３１、４１、５１、６１、３１０、４１０、５１０、６１０ 光ファイバブラッググレーティング
３３、４３、５３、６３、３３０、４３０、５３０、６３０ 調整可能なフィルタ
３５、３５０ 第１のクライアント
４５、４５０ 第２のクライアント
５５、５５０ 第３のクライアント
６５、６５０ 第４のクライアント
７１０、７３０、７５０、７７０ 反射ユニット
ＰＤ１ 第１の感光素子
ＰＤ２ 第２の感光素子
ＰＤ３ 第３の感光素子
ＰＤ４ 第４の感光素子
ＳＭＦ シングルモード光ファイバ
ＥＤＦ エルビウムドープ光ファイバ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つのデータ信号と少なくとも一つのモニタ光信号を、所定の比率で、光ファイバ主幹にカップリングする比率光ファイバカプラと、
上記データ信号と上記モニタ光信号を、少なくとも一つの光ファイバ分岐経路に伝送する光路分岐器と、
上記光ファイバ分岐経路におけるデータに、反射条件を満たす一つの上記モニタ光信号を反射して反射光信号を生成し、また、上記データ信号と残りの上記モニタ光信号を濾過して、濾過範囲に符合する上記データ信号を上記光ファイバ分岐経路上のクライアントに伝送する反射・フィルタユニットと、
上記モニタ光信号を、光ファイバ主幹と光ファイバ分岐経路に対して供給し、また、上記反射光信号に基づいて、上記光ファイバ分岐経路の破断点の位置を判断し、また、上記反射条件が、破断点位置検出ユニットの許容範囲内にある破断点位置検出ユニットと、
上記反射光信号に基づいて、上記光ファイバ分岐経路に破断点が発生したかどうかを判断する線路残存検出ユニットと、
を備えることを特徴とする受動光線路網の破断点検出システム。
【請求項２】
前記破断点位置検出ユニットは、光時間領域反射測定器であり、前記線路残存検出ユニットは、光スペクトルアナライザーか、デマルチプレクサと少なくとも一つの感光素子からなるものか、デマルチプレクサと少なくとも一つの感光素子と切換えスイッチからなるものであり、上記感光素子は、フォトダイオードであることを特徴とする請求項１に記載の受動光線路網の破断点検出システム。
【請求項３】
前記光ファイバ主幹と前記光ファイバ分岐経路とがシングルモード光ファイバかマルチモード光ファイバか分散補償光ファイバであり、その中、前記反射・フィルタユニットは、少なくとも一つのブラッグ光ファイバグレーティングと少なくとも一つの濾過装置を備え、上記ブラッグ光ファイバグレーティングは前記反射条件を満足し、上記濾過装置は上記濾過範囲にあり、或いは、前記反射・フィルタユニットは、少なくとも一つの反射式フィルタや少なくとも一つの半反射半透過式フィルタを含むことを特徴とする請求項１に記載の受動光線路網の破断点検出システム。
【請求項４】
少なくとも一つのデータ信号と少なくとも一つのモニタ光信号を統合して、前記データ信号とモニタ光信号を光ファイバ主幹にカップリングする波長分割多重光ファイバカプラと、
上記データ信号と上記モニタ光信号を、対応する光ファイバ分岐経路上のクライアントに同時に伝送するアレー導波型グレーティングと、
上記モニタ光信号を供給し、上記光ファイバ分岐経路に破断点が発生する場合、反射光信号を生成し、上記反射光信号に基づいて、上記破断点の位置を判断する破断点位置検出ユニットと、
を備えることを特徴とする受動光線路網の破断点検出システム。
【請求項５】
前記破断点位置検出ユニットは、光時間領域反射測定器であり、前記波長分割多重光ファイバカプラに接続され、前記光ファイバ主幹と光ファイバ分岐経路とがシングルモード光ファイバかマルチモード光ファイバか分散補償光ファイバであることを特徴とする請求項４に記載の受動光線路網の破断点検出システム。
【請求項６】
更に、前記反射光信号に基づいて、前記光ファイバ分岐経路に破断点が発生したかどうかを判断する線路残存検出ユニットと、
上記線路残存検出ユニットに接続され、且つ前記波長分割多重光ファイバカプラと直列に接続され前記光ファイバ主幹に設置される比率カプラと、
上記光ファイバ分岐経路に設置され、上記モニタ光信号を上記線路残存検出ユニットと上記破断点位置検出ユニットに反射する反射ユニットと
を備えることを特徴とする請求項４に記載の受動光線路網の破断点検出システム。
【請求項７】
前記受動光線路網の破断点検出システムは更に、前記線路残存検出ユニットと前記破断点位置検出ユニットが接続され、且つ前記波長分割多重光ファイバカプラと直列に接続される比率カプラを備え、前記波長分割多重光ファイバカプラが光ファイバ主幹に設置され、前記反射ユニットは、もう一つの波長分割多重光ファイバカプラと全反射鏡が備え、前記全反射鏡が、前記反射ユニット内の波長分割多重光ファイバカプラを介して前記光ファイバ分岐経路に接続されて、
前記受動光線路網の破断点検出システムは更に、前記波長分割多重光ファイバカプラと前記破断点位置検出ユニットとの間に設置され、且つ前記破断点位置検出ユニットに前記モニタ光信号を光ファイバ主幹に出力させ、または前記反射光信号を受信させるように前記モニタ光信号と前記反射光信号に対応する経路に切換える切換えユニットを備え、前記切換えユニットは切換えスイッチと高密度波長分割多重器を備える、
ことを特徴とする請求項６に記載の受動光線路網の破断点検出システム。
【請求項８】
所定の比率で少なくとも一つのデータ信号と少なくとも一つのモニタ光信号を、光ファイバ主幹にカップリングする第１のカップリングユニットと、
上記データ信号と上記モニタ光信号を対応する周波帯の光ファイバ分岐経路に伝送し、対応するクライアントに伝送する高密度波長分割多重器と、
上記モニタ光信号を提供し、上記光ファイバ分岐経路に破断点が発生した場合、反射光信号を生成し、上記反射光信号に基づいて、上記破断点の位置を判断する破断点位置検出ユニットと、
上記モニタ光信号をその中の一つのチャンネルを介して上記光ファイバ主幹にフィードインさせるか、または上記反射光信号を前記破断点位置検出ユニットにフィードバックさせるように順に複数のチャンネルを切換える切換えユニットと、
を備えることを特徴とする受動光線路網の破断点検出システム。
【請求項９】
前記切換えユニットは、切換えスイッチと高密度波長分割多重器を備えることを特徴とする請求項８に記載の受動光線路網の破断点検出システム。
【請求項１０】
更に、前記切換えスイッチに接続され、前記反射光信号に基づいて、前記光ファイバ分岐経路に破断点が発生したかどうかを判断する線路残存検出ユニットと、前記高密度波長分割多重器と前記クライアントに接続され、前記データ信号と上記モニタ光信号を統合し上記光ファイバ分岐経路に伝送する第２のカップリングユニットと、を備えることを特徴とする請求項９に記載の受動光線路網の破断点検出システム。
【請求項１】
少なくとも一つのデータ信号と少なくとも一つのモニタ光信号を、所定の比率で、光ファイバ主幹にカップリングする比率光ファイバカプラと、
上記データ信号と上記モニタ光信号を、少なくとも一つの光ファイバ分岐経路に伝送する光路分岐器と、
上記光ファイバ分岐経路におけるデータに、反射条件を満たす一つの上記モニタ光信号を反射して反射光信号を生成し、また、上記データ信号と残りの上記モニタ光信号を濾過して、濾過範囲に符合する上記データ信号を上記光ファイバ分岐経路上のクライアントに伝送する反射・フィルタユニットと、
上記モニタ光信号を、光ファイバ主幹と光ファイバ分岐経路に対して供給し、また、上記反射光信号に基づいて、上記光ファイバ分岐経路の破断点の位置を判断し、また、上記反射条件が、破断点位置検出ユニットの許容範囲内にある破断点位置検出ユニットと、
上記反射光信号に基づいて、上記光ファイバ分岐経路に破断点が発生したかどうかを判断する線路残存検出ユニットと、
を備えることを特徴とする受動光線路網の破断点検出システム。
【請求項２】
前記破断点位置検出ユニットは、光時間領域反射測定器であり、前記線路残存検出ユニットは、光スペクトルアナライザーか、デマルチプレクサと少なくとも一つの感光素子からなるものか、デマルチプレクサと少なくとも一つの感光素子と切換えスイッチからなるものであり、上記感光素子は、フォトダイオードであることを特徴とする請求項１に記載の受動光線路網の破断点検出システム。
【請求項３】
前記光ファイバ主幹と前記光ファイバ分岐経路とがシングルモード光ファイバかマルチモード光ファイバか分散補償光ファイバであり、その中、前記反射・フィルタユニットは、少なくとも一つのブラッグ光ファイバグレーティングと少なくとも一つの濾過装置を備え、上記ブラッグ光ファイバグレーティングは前記反射条件を満足し、上記濾過装置は上記濾過範囲にあり、或いは、前記反射・フィルタユニットは、少なくとも一つの反射式フィルタや少なくとも一つの半反射半透過式フィルタを含むことを特徴とする請求項１に記載の受動光線路網の破断点検出システム。
【請求項４】
少なくとも一つのデータ信号と少なくとも一つのモニタ光信号を統合して、前記データ信号とモニタ光信号を光ファイバ主幹にカップリングする波長分割多重光ファイバカプラと、
上記データ信号と上記モニタ光信号を、対応する光ファイバ分岐経路上のクライアントに同時に伝送するアレー導波型グレーティングと、
上記モニタ光信号を供給し、上記光ファイバ分岐経路に破断点が発生する場合、反射光信号を生成し、上記反射光信号に基づいて、上記破断点の位置を判断する破断点位置検出ユニットと、
を備えることを特徴とする受動光線路網の破断点検出システム。
【請求項５】
前記破断点位置検出ユニットは、光時間領域反射測定器であり、前記波長分割多重光ファイバカプラに接続され、前記光ファイバ主幹と光ファイバ分岐経路とがシングルモード光ファイバかマルチモード光ファイバか分散補償光ファイバであることを特徴とする請求項４に記載の受動光線路網の破断点検出システム。
【請求項６】
更に、前記反射光信号に基づいて、前記光ファイバ分岐経路に破断点が発生したかどうかを判断する線路残存検出ユニットと、
上記線路残存検出ユニットに接続され、且つ前記波長分割多重光ファイバカプラと直列に接続され前記光ファイバ主幹に設置される比率カプラと、
上記光ファイバ分岐経路に設置され、上記モニタ光信号を上記線路残存検出ユニットと上記破断点位置検出ユニットに反射する反射ユニットと
を備えることを特徴とする請求項４に記載の受動光線路網の破断点検出システム。
【請求項７】
前記受動光線路網の破断点検出システムは更に、前記線路残存検出ユニットと前記破断点位置検出ユニットが接続され、且つ前記波長分割多重光ファイバカプラと直列に接続される比率カプラを備え、前記波長分割多重光ファイバカプラが光ファイバ主幹に設置され、前記反射ユニットは、もう一つの波長分割多重光ファイバカプラと全反射鏡が備え、前記全反射鏡が、前記反射ユニット内の波長分割多重光ファイバカプラを介して前記光ファイバ分岐経路に接続されて、
前記受動光線路網の破断点検出システムは更に、前記波長分割多重光ファイバカプラと前記破断点位置検出ユニットとの間に設置され、且つ前記破断点位置検出ユニットに前記モニタ光信号を光ファイバ主幹に出力させ、または前記反射光信号を受信させるように前記モニタ光信号と前記反射光信号に対応する経路に切換える切換えユニットを備え、前記切換えユニットは切換えスイッチと高密度波長分割多重器を備える、
ことを特徴とする請求項６に記載の受動光線路網の破断点検出システム。
【請求項８】
所定の比率で少なくとも一つのデータ信号と少なくとも一つのモニタ光信号を、光ファイバ主幹にカップリングする第１のカップリングユニットと、
上記データ信号と上記モニタ光信号を対応する周波帯の光ファイバ分岐経路に伝送し、対応するクライアントに伝送する高密度波長分割多重器と、
上記モニタ光信号を提供し、上記光ファイバ分岐経路に破断点が発生した場合、反射光信号を生成し、上記反射光信号に基づいて、上記破断点の位置を判断する破断点位置検出ユニットと、
上記モニタ光信号をその中の一つのチャンネルを介して上記光ファイバ主幹にフィードインさせるか、または上記反射光信号を前記破断点位置検出ユニットにフィードバックさせるように順に複数のチャンネルを切換える切換えユニットと、
を備えることを特徴とする受動光線路網の破断点検出システム。
【請求項９】
前記切換えユニットは、切換えスイッチと高密度波長分割多重器を備えることを特徴とする請求項８に記載の受動光線路網の破断点検出システム。
【請求項１０】
更に、前記切換えスイッチに接続され、前記反射光信号に基づいて、前記光ファイバ分岐経路に破断点が発生したかどうかを判断する線路残存検出ユニットと、前記高密度波長分割多重器と前記クライアントに接続され、前記データ信号と上記モニタ光信号を統合し上記光ファイバ分岐経路に伝送する第２のカップリングユニットと、を備えることを特徴とする請求項９に記載の受動光線路網の破断点検出システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−２１６６２６（Ｐ２００９−２１６６２６Ａ）
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−６２３８４（Ｐ２００８−６２３８４）
【出願日】平成２０年３月１２日（２００８．３．１２）
【出願人】（５０７１１９５４８）國立台灣科技大學 (5)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月１２日（２００８．３．１２）
【出願人】（５０７１１９５４８）國立台灣科技大學 (5)
【Ｆターム（参考）】
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