光アクセス設備管理方法及び光アクセス設備管理システム
【課題】 作業者に波形読取スキルや設備DB操作スキルを要求することなく、設備属性情報を取得できるようにする。
【解決手段】 光ファイバ網を構成する光アクセス設備それぞれの光ファイバ内に光学識別データを刻印すると共に光アクセス設備それぞれに対応する設備情報を設備データベース18に登録しておき、光アクセス設備それぞれの光ファイバに試験光を出射してその反射光を受光することで光アクセス設備それぞれの光ファイバ内に刻印された光学識別データを読み取り、読み取られた光学識別データを設備データベース18内の設備情報と照合することで光アクセス設備それぞれの設備情報を提供する。
【解決手段】 光ファイバ網を構成する光アクセス設備それぞれの光ファイバ内に光学識別データを刻印すると共に光アクセス設備それぞれに対応する設備情報を設備データベース18に登録しておき、光アクセス設備それぞれの光ファイバに試験光を出射してその反射光を受光することで光アクセス設備それぞれの光ファイバ内に刻印された光学識別データを読み取り、読み取られた光学識別データを設備データベース18内の設備情報と照合することで光アクセス設備それぞれの設備情報を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光アクセス設備の稼働状態を速やかに判定する光アクセス設備管理方法及び光アクセス設備管理システムに関する。
【背景技術】
【0002】
光アクセス設備の保守・運用業務では、故障発生時に故障位置を迅速に特定することが重要である。そのために、光アクセス設備それぞれの状況を示す情報を取得し、各光アクセス設備の情報を蓄積した設備データベース(以下、設備DB)を構築している。このことから、設備DBは常に最新化し正確なDBを維持する必要があり、設備更改時には設備DBをタイムリーに更新する必要がある。
【0003】
従来は、故障発生時には、設備管理部署からOTDR(Optical Time Domain Reflectometry:光ファイバ通信網の標準的な光学的評価法)を用いて光の反射量や損失値を距離データとともに測定し、値に異常値が発生した箇所の距離データを元に、予め構築しておいた設備DBと照合し、異常が発生した対象設備を把握している(特許文献1参照)。
【0004】
図10を用いてOTDRシステムの構成を示す。
図10において、通信用における所内装置(OLT:Optical Line Terminal)36と終端装置(ONU:Optical Network Unit)313は、所内光配線37および光線路314と、この光線路に対して試験光を入出力する光カプラ38によって接続され、光通信しているものとする。
【0005】
OTDR試験装置35は光カプラ38を用いて、所内光配線37および光線路314に接続する。OTDR試験装置35は、試験光送出器31、試験光検出器32、光カプラ33、PC制御部34を有する。試験光送出器31から送出された試験光は光カプラ33および38を介して光線路314を後方散乱しながら伝播する。後方散乱光は光カプラ38および33を通り、試験光検出器32で光電変換される。これを、長手方向の距離に対する後方散乱光強度をプロットしてグラフにする。以上が、OTDR法である。
【0006】
OTDR法によってコネクタや融着点を有する光線路の評価結果を図11に示す。図11に示す反射41や損失42はそれぞれ、線路内に存在するコネクタや融着点によるものである。また、光アクセス設備を管理するためには設備データベース43を予め構築しておく。例えば、反射41における損失が増加して通信に障害が発生した場合には、修理対応するために前出の設備データベース43を用いて、反射や損失点の位置とOTDRによる障害発生位置を比較照合する。
【0007】
ここで、10km地点に反射点を観測した時は、設備データベース43の同箇所の設備を確認する。設備データベース43でコネクタと記録されていれば、この反射はコネクタ接続によるものであり、コネクタが収容されている設備として、クロージャ番号等が特定され、設備を識別できる。
【0008】
減衰点に対しても、同様にしてOTDR測定結果から光線路上の設備識別を行うことができる。これによって、光線路が故障した場合に、どの設備において修理等の作業を行えばよいかが得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】特公平7−28266号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
しかしながら、上述の従来技術には以下のような問題点が知られている。上記説明の中に、作業者がOTDR結果から反射点や損失点を読み取り、設備データベースと照合する必要があり、波形読取スキルや設備データベース操作スキルが要求される。当該スキルを習得するには有スキル者から技術を継承するか、講習を受ける必要があり、作業効率の向上や保守費用の経済化の観点を考慮して、設備識別のスキルフリー化が求められていた。
【0011】
また、現場作業中に目視可能な設備の情報を取得するために、局内に設置してある設備データベースを操作する、あるいはオペレータに依頼する必要があり、作業時間の長延化が問題となっていた。
本発明は、上記の事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、作業者に波形読取スキルや設備DB操作スキルを要求することなく、設備属性情報を取得することができ、これによって正確かつ迅速に設備状態を把握することが可能な光アクセス設備管理方法及び光アクセス設備管理システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明に係る光アクセス設備管理方法は以下のような態様の構成とする。
(1)光ファイバ網を構成する複数の光アクセス設備それぞれの光ファイバ内に光学識別データを刻印すると共に前記複数の光アクセス設備それぞれに対応する設備情報を設備データベースに登録しておき、前記複数の光アクセス設備それぞれの光ファイバに試験光を出射してその反射光を受光することで前記複数の光アクセス設備それぞれの光ファイバ内に刻印された光学識別データを読み取り、前記読み取られた光学識別データを前記設備データベース内の設備情報と照合することで前記複数の光アクセス設備それぞれの設備情報を提供する態様とする。
【0013】
(2)(1)の構成において、前記複数の光アクセス設備それぞれに刻印される光学識別データを一次元もしくは二次元バーコードにして光アクセス設備それぞれの外側に張り付けておく態様とする。
本発明に係るレーザ光測定装置は以下のような態様の構成とする。
【0014】
(3)光ファイバ網を構成する複数の光アクセス設備それぞれの光ファイバに試験光を出射してその反射光を受光することで、前記複数の光アクセス設備それぞれの光ファイバ内に刻印された光学識別データを読み取る読み取り手段と、前記複数の光アクセス設備それぞれに対応する設備情報が前記光学識別データと対応付けて登録される設備データベースと、前記読み取り手段で読み取られた光学識別データを前記設備データベース内の設備情報と照合することで前記複数の光アクセス設備それぞれの設備情報を提供する情報提供手段とを具備する態様とする。
【0015】
(4)(3)の構成において、前記複数の光アクセス設備それぞれに刻印される光学識別データを一次元もしくは二次元バーコードにして光アクセス設備それぞれの外側に張り付けておく態様とする。
【発明の効果】
【0016】
以上のように、本発明によれば、作業者に波形読取スキルや設備DB操作スキルを要求することなく、設備属性情報を取得することができ、これによって正確かつ迅速に設備状態を把握することが可能な光アクセス設備管理方法及び光アクセス設備管理システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明に係る光アクセス設備管理システムの第1の実施形態を示すブロック構成図。
【図2】図1に示すシステムの光線路上の反射光スペクトル波形を示す模式図。
【図3】図1に示すシステムの格子1個の長さと反射率の関係を表すグラフ。
【図4】図1に示すシステムの格子の長さと反射スペクトル幅の関係を表すグラフ。
【図5】図1に示すシステムの各格子の長さでの反射率と反射スペクトル幅の関係を表すグラフ。
【図6】図1に示すシステムの反射スペクトル幅と反射率の関係を表すグラフ。
【図7】図1に示すシステムの反射部1つ当たりの反射率における、反射部の個数と、受光される反射光強度の関係を表すグラフ。
【図8】図1に示すシステムの光IDから設備属性を測定する際に実行されるフローチャート。
【図9】本発明に係る光アクセス設備管理システムの第2の実施形態を示すブロック構成図。
【図10】従来のOTDR法を示す構成例。
【図11】従来法であるOTDR法を用いた設備識別法を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
(第1の実施形態)
図1は本発明に係る光IDを用いた設備管理方法が適用された第1の実施形態に係る光アクセス設備管理システムの構成を示すブロック図である。尚、図1において、図10の説明と共通する部分については説明を省略する。
【0019】
図1において、11は図10に示したOTDR試験装置を利用した光ID読出装置、12は結果表示部、13は光ID解析部、14及び15、16は光ID、17はブロードバンドネットワーク(NW)、18は設備データベース(設備DB)、19は光ID及び設備属性を設備DBへ書き込む書き込み制御装置である。
【0020】
光ID読出装置11の試験光送出器31から送出された試験光は光カプラ33、38を介して被測定ファイバ314に入射される。試験光は1.65μmの保守用波長を用いることでOLT36とONU313の通信を阻害することなくインサービス試験が可能である。
【0021】
当該試験光は後方に散乱光を放ちながら光ファイバ中を伝搬する。このとき、予め光アクセス設備39、310、311に各々ユニークな後方散乱光の特徴点を付与する光ファイバ(光ID部という。)を配置する。例えば、光ケーブル39の光ID14ならば(011)の符号情報をFBG(Fiber Bragg Grating)を用いて接続点(例えば,コネクタのフェルール部)に刻印し、後方散乱光波長の異なる反射を付与する。同様にファイバ収容部310の接続点に刻印された光ID15ならば(101)、宅内配線311の接続点に刻印された光ID16ならば(001)というようなユニークな符号情報を付与する。図2に一つの光ID部が3ビットで、101を表す場合の例を示す。
【0022】
以下、FBGを用いた光ID部の格子構造の設計について説明する。
FBGは、光ファイバ内に屈折率の大きい部分と小さい部分で格子を作成し、特定波長のみを反射させる光ファイバデバイスとして知られている。このデバイスでは、反射波長λBと格子周期Λは以下の(1)式の関係が知られている。
【0023】
【数1】
ここで、nはファイバ格子内の平均屈折率である。また、その反射光の反射率(入射光強度と反射光強度の比)Rと波長スペクトルの幅Δλは以下の(2),(3)式が成り立つ。
【0024】
【数2】
【0025】
【数3】
ここで、Lは格子の長さ、Δnは格子を形成する2つの屈折率の差、ηはファイバを伝搬する光のエネルギーのうち、コアを伝搬するエネルギーの割合である。Lが1cm、Δnが0.0003、ηが1とすると、反射波長1.65μmとしたFBGの場合、Rは0.99、Δλは0.56nmとなる。
【0026】
通信光の波長と異なる波長を反射させるため、反射波長を1650nmとした設計例について述べる。
光ID部での格子の長さと反射率の関係は、(2)式より計算できる。図3は本発明の実施形態に係る格子1個の長さと反射率を表すグラフである。各線は、格子構造の屈折率変化の大きさを示す。すなわち、計算による、光ID部1〜N(Nは光ID部の総数)の格子長と反射率の関係を示したものである。格子構造の屈折率の変化の大きさΔnによって開きはあるが、一般的に、格子の長さが短い方が、反射率は小さくなる。1mm以下の長さの格子長の場合、屈折率変化Δnを小さくすれば、-10〜-30dBの反射を起こすことができる。
【0027】
一般的に、2つの屈折率による格子を用いた反射は全反射することを目的として作成されることが多いため、屈折率格子構造を紫外線の多重印加により作成することは、屈折率変化の限界を超えてしまい、位相を調節するなどした高度な制御が必要であった。しかしながら、今回用いる多波長光ID部は、上記のとおり、非常に小さい反射を起こすことを目的としているため、屈折率分布を、周期の異なる複数の屈折率格子構造を重ね合わせたものとすれば、線形に屈折率格子構造が足されるだけなので容易に作成可能である。
【0028】
次に、光ID部の反射波長の設計について説明する。
(3)式より計算した、格子長と反射波長幅の関係を図4に示す。凡例は、(3)式中のΔnηである。Δnηを0.0001とすれば、1cmの光ID部で0.3nmの波長幅になる。各反射波長の有無を1bitの情報とすれば、用いる反射波長帯域をΔλtotal、ビット数をB、1つの反射波長での反射波長幅をΔλとすると、
【0029】
【数4】
を満たすようにし、式2から求められる反射率と合わせて反射率と反射波長幅を設計すればよい。
(2)式と(3)式から屈折率格子の深さΔnηを消してまとめると、
【0030】
【数5】
となる。この式から計算した反射率と反射波長幅の関係を図5に示す。各線は格子長を示す。反射率が5dB以下になると、(5)式はλB2/Lに収束して、反射波長幅はLにのみ依存することになる。
【0031】
【数6】
この場合の(2)〜(6)式をまとめると、
【0032】
【数7】
となる。この式の計算結果を図6に示す。各線は屈折率格子の深さΔnηを示す。図6と(5),(6)式を用いて、格子長、反射率、反射波長幅を設計することができる。
次に、伝送線路上の光ID部1〜Nの数と格子の反射率の関係について例を挙げる。
線路上のN個目の光ID部Nから受光される反射光の反射率RNは、
【0033】
【数8】
となる。図7は、各光ID部1個当たりの反射率における、光ID部の個数と受光される反射率の関係を表すグラフである。すなわち、光ID部1個あたりの反射率を-10、-15、-20、-25、-30、-35、-40、-45dBとしたときの、N個目の光ID部からの反射率を表している(横軸は光ID部の個数Nである。)。光ID部1個当たりの反射率が小さいほど(反射の数字が-30とか-40とか数字が大きいほど)遠方の光ID部からの反射光の劣化が小さく(Nが増えても直線状となる)、光ID部1個当たりの反射率とほぼ同じ大きさで受光されることがわかる。
【0034】
以下のような条件を仮定した場合の光ID部の設計例を示す。
1.反射波長帯域Δλtotal:10nm
2.必要ビット数B:16bit
3.測定器の感度:-60dB
4.線路中の光ID部の数:100
条件1、2より、反射波長幅は(4)式より10nm/16で0.625nm以下である必要がある。ここでは、上限値の0.625nmとする。(6)式より、格子の長さは、16502/0.625で4.4mmと決まる。条件3と4を言い直すと、100個目の光ID部からの反射光のパワーは-60dB以上である必要があるということである。図7から、Nが100で反射光強度が-60dB以上であるためには、1個あたりの反射率は-15dB以下である必要がある。これと(7)式から、Δnηは2.1×10-5以下にする必要がある。ηはコアを導波する光のパワーの割合なので、ほとんど1に近い値である。このため、格子の屈折率差Δnをおおよそ2×10-5以下で光ID部の格子を作成すればよい。
【0035】
次に、格子の作成方法について述べる。
上述のように、一般的に多波長反射屈折率格子を作成する場合には、位相制御などの高度な作成方法が必要である。しかし、本発明での光ID部は上記のように-15dB程度以下の反射で十分なため、紫外線を光ファイバに当てて作成する屈折率格子の深さは十分小さくて済む。したがって、例えば上記のように16種類の反射波長がある16bitの光ID部を作成する場合には、16種類の波長に対応した周期を持つ16種類の位相マスクを用意して、1つ目のマスクを用いて紫外線を照射し、次に2つ目のマスクを用いて紫外線を照射して、と順次マスクを変えながら紫外線を重ねて照射することで、線形に重ね合わされた屈折率格子を作成し、多波長光ID部を作成することができる。
【0036】
ビットの数だけ用意された反射波長と、同じ波長で測定できるような多波長OTDRや多波長OFDRを用いれば、ある特定の位置の光ID部からの反射光スペクトルを見ると、図2のように測定される。各光ID部からは複数の波長の反射が測定され、この測定された反射波長のビットから、光ID部での情報を読み取る。図2の例では、3bitの符号として、101を表している。また、当然のことながら反射光分布測定方法は、いずれの方法でもかまわない。
【0037】
上記は、1つの光ID部から複数の波長の光反射波を起こし、光反射波の波長の有無によって符号化する実現手段できるが、1つの光ID部から複数の反射波を起こし、反射波の有無によっても符号化できる。
上記光ID部の後方散乱光は光カプラ38、33を介して試験光検出器32で検出され、光ID解析部13にて光ファイバ長手方向の光ID情報として解析される。当該光ID情報はネットワークNW17を経由し、予め光アクセス設備敷設時に光ID及び設備属性を設備DB18へ書込む書き込み制御装置19を用いて光IDに埋め込まれた符号情報と設備属性を保存する設備DB18と照合され、結果表示部12に設備属性が表示される。
【0038】
例えば、(101)ならばファイバ収容部310、(001)ならば宅内配線311、(011)ならば光ケーブル314の属性情報を得る。ここで、得られた属性情報を設備DB18に照合し、設備DBに属性情報が存在しない場合(保存されていない場合)や登録されている光ID情報と属性情報を変更する場合は光ID及び設備属性を設備DB18へ書込む書き込み制御装置19を用いて設備DB18を更改する。
【0039】
以上の手法の処理の流れを図8に示すフローチャートを参照して説明する。
図8において、まず、試験光を被測定光ファイバに入射し、後方散乱光の特徴点(例えば反射など)から光ケーブル長手方向の光IDを測定する(ステップS1)。次に得られた光ID情報はネットワーク17を通して設備DB18と内容を照合する(ステップS2)。ここで、当該光ID情報と一致する情報が設備DB18に保存されている場合(YES)は設備DB18に保存されている設備属性情報を結果として表示する(ステップS3)。一方、照合不可の場合(NO)は、設備属性を入力し、設備DB18を更改する(ステップS4)。全ての設備において判定を行い、一連の処理を終了する。
【0040】
以上に述べた方法をとることで、光学的に設備状態を速やかに判定・更改することができる。
(第2の実施形態)
次に、現場作業時に設備属性を即時判定する方法を、図9を用いて説明する。尚、図9において、図10の説明と共通する部分については説明を省略する。
【0041】
光アクセス設備39、310、311には予め、第1の実施形態で説明した光ID部と同じ符号情報を持つ一次元もしくは二次元バーコード(以下、IDバーコードとする)52,53,54を設備外観に張付する。
ここで光アクセス設備には、光ケーブルの他、ファイバ収容部の例として、コネクタ、融着点、メカニカルスプライス等が、そして宅内配線の例として光カールコード、等が対象として挙げられる。光カールコードは光コンセントとONUを接続するカール状の光ファイバである。
【0042】
作業者55はIDバーコード読出装置51を用いて当該IDバーコードを読取り、当該IDバーコード読出装置51に保存されている設備DBと照合し、設備属性を取得する。
以上に述べた方法をとることで、保守作業時に即時に設備状態を把握することが可能となる。
【0043】
上記実施形態に適用された光IDを用いた設備管理方法は、従来技術に対して以下の優位性を持つと考えられる。
第1に、従来技術では、作業者がOTDR結果から反射点や損失点を読み取り、設備データベースと照合する必要があり、波形読取スキルや設備データベース操作スキルが要求される。当該スキルを習得するには有スキル者から技術を継承するか、講習を受けなければならなく、作業効率の向上や保守費用の経済化の観点から設備識別のスキルフリー化が求められていた。
【0044】
これに対して上記実施形態では、光ID読取装置が波形測定から光IDを検出し、自動的に設備DBと照合させるため、作業者に波形読取スキルや設備DB操作スキルを要求することなく、設備属性情報を取得することができる。よって、従来技術よりも正確かつ迅速に設備状態を把握することが可能となる。
【0045】
第2に、従来では、現場作業中に目視可能な設備の情報を取得するために、局内に設置してある設備データベースを操作する、あるいはオペレータに依頼する必要があり、作業時間の長延化が問題となっていた。
これに対して上記実施形態では、光ID情報をIDバーコードにして設備外観に張付することで、現場作業中にIDバーコードを読取り、設備属性を取得することが可能となる。よって、即時に設備状態を把握することが可能となる。
【0046】
尚、IDバーコードは、光ID情報を設備外観に張付することができるものであれば良く、一次元および二次元バーコードに限られるものではなく、三次元バーコードやAR(拡張現実)マーカなどで代替することも可能である。
本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成を削除してもよい。さらに、異なる実施形態例に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【0047】
11…光ID読出装置、12…結果表示部、13…光ID解析部、14,15,16…光ID、17…ブロードバンドネットワーク(NW)、18…設備データベース(設備DB)、19…書き込み制御装置、31…試験光送出器、310…ファイバ収容部、311…宅内配線、313…終端装置(ONU)、314…光線路(光ケーブルまたは被測定ファイバ)、32…試験光検出器、33…光カプラ、34…PC制御部、35…OTDR試験装置、36…所内装置(OLT)、37…所内光配線、38…光カプラ、39…光ケーブル、41…反射、42…損失、43…設備データベース、51…IDバーコード読出装置。
【技術分野】
【0001】
本発明は、光アクセス設備の稼働状態を速やかに判定する光アクセス設備管理方法及び光アクセス設備管理システムに関する。
【背景技術】
【0002】
光アクセス設備の保守・運用業務では、故障発生時に故障位置を迅速に特定することが重要である。そのために、光アクセス設備それぞれの状況を示す情報を取得し、各光アクセス設備の情報を蓄積した設備データベース(以下、設備DB)を構築している。このことから、設備DBは常に最新化し正確なDBを維持する必要があり、設備更改時には設備DBをタイムリーに更新する必要がある。
【0003】
従来は、故障発生時には、設備管理部署からOTDR(Optical Time Domain Reflectometry:光ファイバ通信網の標準的な光学的評価法)を用いて光の反射量や損失値を距離データとともに測定し、値に異常値が発生した箇所の距離データを元に、予め構築しておいた設備DBと照合し、異常が発生した対象設備を把握している(特許文献1参照)。
【0004】
図10を用いてOTDRシステムの構成を示す。
図10において、通信用における所内装置(OLT:Optical Line Terminal)36と終端装置(ONU:Optical Network Unit)313は、所内光配線37および光線路314と、この光線路に対して試験光を入出力する光カプラ38によって接続され、光通信しているものとする。
【0005】
OTDR試験装置35は光カプラ38を用いて、所内光配線37および光線路314に接続する。OTDR試験装置35は、試験光送出器31、試験光検出器32、光カプラ33、PC制御部34を有する。試験光送出器31から送出された試験光は光カプラ33および38を介して光線路314を後方散乱しながら伝播する。後方散乱光は光カプラ38および33を通り、試験光検出器32で光電変換される。これを、長手方向の距離に対する後方散乱光強度をプロットしてグラフにする。以上が、OTDR法である。
【0006】
OTDR法によってコネクタや融着点を有する光線路の評価結果を図11に示す。図11に示す反射41や損失42はそれぞれ、線路内に存在するコネクタや融着点によるものである。また、光アクセス設備を管理するためには設備データベース43を予め構築しておく。例えば、反射41における損失が増加して通信に障害が発生した場合には、修理対応するために前出の設備データベース43を用いて、反射や損失点の位置とOTDRによる障害発生位置を比較照合する。
【0007】
ここで、10km地点に反射点を観測した時は、設備データベース43の同箇所の設備を確認する。設備データベース43でコネクタと記録されていれば、この反射はコネクタ接続によるものであり、コネクタが収容されている設備として、クロージャ番号等が特定され、設備を識別できる。
【0008】
減衰点に対しても、同様にしてOTDR測定結果から光線路上の設備識別を行うことができる。これによって、光線路が故障した場合に、どの設備において修理等の作業を行えばよいかが得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】特公平7−28266号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
しかしながら、上述の従来技術には以下のような問題点が知られている。上記説明の中に、作業者がOTDR結果から反射点や損失点を読み取り、設備データベースと照合する必要があり、波形読取スキルや設備データベース操作スキルが要求される。当該スキルを習得するには有スキル者から技術を継承するか、講習を受ける必要があり、作業効率の向上や保守費用の経済化の観点を考慮して、設備識別のスキルフリー化が求められていた。
【0011】
また、現場作業中に目視可能な設備の情報を取得するために、局内に設置してある設備データベースを操作する、あるいはオペレータに依頼する必要があり、作業時間の長延化が問題となっていた。
本発明は、上記の事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、作業者に波形読取スキルや設備DB操作スキルを要求することなく、設備属性情報を取得することができ、これによって正確かつ迅速に設備状態を把握することが可能な光アクセス設備管理方法及び光アクセス設備管理システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明に係る光アクセス設備管理方法は以下のような態様の構成とする。
(1)光ファイバ網を構成する複数の光アクセス設備それぞれの光ファイバ内に光学識別データを刻印すると共に前記複数の光アクセス設備それぞれに対応する設備情報を設備データベースに登録しておき、前記複数の光アクセス設備それぞれの光ファイバに試験光を出射してその反射光を受光することで前記複数の光アクセス設備それぞれの光ファイバ内に刻印された光学識別データを読み取り、前記読み取られた光学識別データを前記設備データベース内の設備情報と照合することで前記複数の光アクセス設備それぞれの設備情報を提供する態様とする。
【0013】
(2)(1)の構成において、前記複数の光アクセス設備それぞれに刻印される光学識別データを一次元もしくは二次元バーコードにして光アクセス設備それぞれの外側に張り付けておく態様とする。
本発明に係るレーザ光測定装置は以下のような態様の構成とする。
【0014】
(3)光ファイバ網を構成する複数の光アクセス設備それぞれの光ファイバに試験光を出射してその反射光を受光することで、前記複数の光アクセス設備それぞれの光ファイバ内に刻印された光学識別データを読み取る読み取り手段と、前記複数の光アクセス設備それぞれに対応する設備情報が前記光学識別データと対応付けて登録される設備データベースと、前記読み取り手段で読み取られた光学識別データを前記設備データベース内の設備情報と照合することで前記複数の光アクセス設備それぞれの設備情報を提供する情報提供手段とを具備する態様とする。
【0015】
(4)(3)の構成において、前記複数の光アクセス設備それぞれに刻印される光学識別データを一次元もしくは二次元バーコードにして光アクセス設備それぞれの外側に張り付けておく態様とする。
【発明の効果】
【0016】
以上のように、本発明によれば、作業者に波形読取スキルや設備DB操作スキルを要求することなく、設備属性情報を取得することができ、これによって正確かつ迅速に設備状態を把握することが可能な光アクセス設備管理方法及び光アクセス設備管理システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明に係る光アクセス設備管理システムの第1の実施形態を示すブロック構成図。
【図2】図1に示すシステムの光線路上の反射光スペクトル波形を示す模式図。
【図3】図1に示すシステムの格子1個の長さと反射率の関係を表すグラフ。
【図4】図1に示すシステムの格子の長さと反射スペクトル幅の関係を表すグラフ。
【図5】図1に示すシステムの各格子の長さでの反射率と反射スペクトル幅の関係を表すグラフ。
【図6】図1に示すシステムの反射スペクトル幅と反射率の関係を表すグラフ。
【図7】図1に示すシステムの反射部1つ当たりの反射率における、反射部の個数と、受光される反射光強度の関係を表すグラフ。
【図8】図1に示すシステムの光IDから設備属性を測定する際に実行されるフローチャート。
【図9】本発明に係る光アクセス設備管理システムの第2の実施形態を示すブロック構成図。
【図10】従来のOTDR法を示す構成例。
【図11】従来法であるOTDR法を用いた設備識別法を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
(第1の実施形態)
図1は本発明に係る光IDを用いた設備管理方法が適用された第1の実施形態に係る光アクセス設備管理システムの構成を示すブロック図である。尚、図1において、図10の説明と共通する部分については説明を省略する。
【0019】
図1において、11は図10に示したOTDR試験装置を利用した光ID読出装置、12は結果表示部、13は光ID解析部、14及び15、16は光ID、17はブロードバンドネットワーク(NW)、18は設備データベース(設備DB)、19は光ID及び設備属性を設備DBへ書き込む書き込み制御装置である。
【0020】
光ID読出装置11の試験光送出器31から送出された試験光は光カプラ33、38を介して被測定ファイバ314に入射される。試験光は1.65μmの保守用波長を用いることでOLT36とONU313の通信を阻害することなくインサービス試験が可能である。
【0021】
当該試験光は後方に散乱光を放ちながら光ファイバ中を伝搬する。このとき、予め光アクセス設備39、310、311に各々ユニークな後方散乱光の特徴点を付与する光ファイバ(光ID部という。)を配置する。例えば、光ケーブル39の光ID14ならば(011)の符号情報をFBG(Fiber Bragg Grating)を用いて接続点(例えば,コネクタのフェルール部)に刻印し、後方散乱光波長の異なる反射を付与する。同様にファイバ収容部310の接続点に刻印された光ID15ならば(101)、宅内配線311の接続点に刻印された光ID16ならば(001)というようなユニークな符号情報を付与する。図2に一つの光ID部が3ビットで、101を表す場合の例を示す。
【0022】
以下、FBGを用いた光ID部の格子構造の設計について説明する。
FBGは、光ファイバ内に屈折率の大きい部分と小さい部分で格子を作成し、特定波長のみを反射させる光ファイバデバイスとして知られている。このデバイスでは、反射波長λBと格子周期Λは以下の(1)式の関係が知られている。
【0023】
【数1】
ここで、nはファイバ格子内の平均屈折率である。また、その反射光の反射率(入射光強度と反射光強度の比)Rと波長スペクトルの幅Δλは以下の(2),(3)式が成り立つ。
【0024】
【数2】
【0025】
【数3】
ここで、Lは格子の長さ、Δnは格子を形成する2つの屈折率の差、ηはファイバを伝搬する光のエネルギーのうち、コアを伝搬するエネルギーの割合である。Lが1cm、Δnが0.0003、ηが1とすると、反射波長1.65μmとしたFBGの場合、Rは0.99、Δλは0.56nmとなる。
【0026】
通信光の波長と異なる波長を反射させるため、反射波長を1650nmとした設計例について述べる。
光ID部での格子の長さと反射率の関係は、(2)式より計算できる。図3は本発明の実施形態に係る格子1個の長さと反射率を表すグラフである。各線は、格子構造の屈折率変化の大きさを示す。すなわち、計算による、光ID部1〜N(Nは光ID部の総数)の格子長と反射率の関係を示したものである。格子構造の屈折率の変化の大きさΔnによって開きはあるが、一般的に、格子の長さが短い方が、反射率は小さくなる。1mm以下の長さの格子長の場合、屈折率変化Δnを小さくすれば、-10〜-30dBの反射を起こすことができる。
【0027】
一般的に、2つの屈折率による格子を用いた反射は全反射することを目的として作成されることが多いため、屈折率格子構造を紫外線の多重印加により作成することは、屈折率変化の限界を超えてしまい、位相を調節するなどした高度な制御が必要であった。しかしながら、今回用いる多波長光ID部は、上記のとおり、非常に小さい反射を起こすことを目的としているため、屈折率分布を、周期の異なる複数の屈折率格子構造を重ね合わせたものとすれば、線形に屈折率格子構造が足されるだけなので容易に作成可能である。
【0028】
次に、光ID部の反射波長の設計について説明する。
(3)式より計算した、格子長と反射波長幅の関係を図4に示す。凡例は、(3)式中のΔnηである。Δnηを0.0001とすれば、1cmの光ID部で0.3nmの波長幅になる。各反射波長の有無を1bitの情報とすれば、用いる反射波長帯域をΔλtotal、ビット数をB、1つの反射波長での反射波長幅をΔλとすると、
【0029】
【数4】
を満たすようにし、式2から求められる反射率と合わせて反射率と反射波長幅を設計すればよい。
(2)式と(3)式から屈折率格子の深さΔnηを消してまとめると、
【0030】
【数5】
となる。この式から計算した反射率と反射波長幅の関係を図5に示す。各線は格子長を示す。反射率が5dB以下になると、(5)式はλB2/Lに収束して、反射波長幅はLにのみ依存することになる。
【0031】
【数6】
この場合の(2)〜(6)式をまとめると、
【0032】
【数7】
となる。この式の計算結果を図6に示す。各線は屈折率格子の深さΔnηを示す。図6と(5),(6)式を用いて、格子長、反射率、反射波長幅を設計することができる。
次に、伝送線路上の光ID部1〜Nの数と格子の反射率の関係について例を挙げる。
線路上のN個目の光ID部Nから受光される反射光の反射率RNは、
【0033】
【数8】
となる。図7は、各光ID部1個当たりの反射率における、光ID部の個数と受光される反射率の関係を表すグラフである。すなわち、光ID部1個あたりの反射率を-10、-15、-20、-25、-30、-35、-40、-45dBとしたときの、N個目の光ID部からの反射率を表している(横軸は光ID部の個数Nである。)。光ID部1個当たりの反射率が小さいほど(反射の数字が-30とか-40とか数字が大きいほど)遠方の光ID部からの反射光の劣化が小さく(Nが増えても直線状となる)、光ID部1個当たりの反射率とほぼ同じ大きさで受光されることがわかる。
【0034】
以下のような条件を仮定した場合の光ID部の設計例を示す。
1.反射波長帯域Δλtotal:10nm
2.必要ビット数B:16bit
3.測定器の感度:-60dB
4.線路中の光ID部の数:100
条件1、2より、反射波長幅は(4)式より10nm/16で0.625nm以下である必要がある。ここでは、上限値の0.625nmとする。(6)式より、格子の長さは、16502/0.625で4.4mmと決まる。条件3と4を言い直すと、100個目の光ID部からの反射光のパワーは-60dB以上である必要があるということである。図7から、Nが100で反射光強度が-60dB以上であるためには、1個あたりの反射率は-15dB以下である必要がある。これと(7)式から、Δnηは2.1×10-5以下にする必要がある。ηはコアを導波する光のパワーの割合なので、ほとんど1に近い値である。このため、格子の屈折率差Δnをおおよそ2×10-5以下で光ID部の格子を作成すればよい。
【0035】
次に、格子の作成方法について述べる。
上述のように、一般的に多波長反射屈折率格子を作成する場合には、位相制御などの高度な作成方法が必要である。しかし、本発明での光ID部は上記のように-15dB程度以下の反射で十分なため、紫外線を光ファイバに当てて作成する屈折率格子の深さは十分小さくて済む。したがって、例えば上記のように16種類の反射波長がある16bitの光ID部を作成する場合には、16種類の波長に対応した周期を持つ16種類の位相マスクを用意して、1つ目のマスクを用いて紫外線を照射し、次に2つ目のマスクを用いて紫外線を照射して、と順次マスクを変えながら紫外線を重ねて照射することで、線形に重ね合わされた屈折率格子を作成し、多波長光ID部を作成することができる。
【0036】
ビットの数だけ用意された反射波長と、同じ波長で測定できるような多波長OTDRや多波長OFDRを用いれば、ある特定の位置の光ID部からの反射光スペクトルを見ると、図2のように測定される。各光ID部からは複数の波長の反射が測定され、この測定された反射波長のビットから、光ID部での情報を読み取る。図2の例では、3bitの符号として、101を表している。また、当然のことながら反射光分布測定方法は、いずれの方法でもかまわない。
【0037】
上記は、1つの光ID部から複数の波長の光反射波を起こし、光反射波の波長の有無によって符号化する実現手段できるが、1つの光ID部から複数の反射波を起こし、反射波の有無によっても符号化できる。
上記光ID部の後方散乱光は光カプラ38、33を介して試験光検出器32で検出され、光ID解析部13にて光ファイバ長手方向の光ID情報として解析される。当該光ID情報はネットワークNW17を経由し、予め光アクセス設備敷設時に光ID及び設備属性を設備DB18へ書込む書き込み制御装置19を用いて光IDに埋め込まれた符号情報と設備属性を保存する設備DB18と照合され、結果表示部12に設備属性が表示される。
【0038】
例えば、(101)ならばファイバ収容部310、(001)ならば宅内配線311、(011)ならば光ケーブル314の属性情報を得る。ここで、得られた属性情報を設備DB18に照合し、設備DBに属性情報が存在しない場合(保存されていない場合)や登録されている光ID情報と属性情報を変更する場合は光ID及び設備属性を設備DB18へ書込む書き込み制御装置19を用いて設備DB18を更改する。
【0039】
以上の手法の処理の流れを図8に示すフローチャートを参照して説明する。
図8において、まず、試験光を被測定光ファイバに入射し、後方散乱光の特徴点(例えば反射など)から光ケーブル長手方向の光IDを測定する(ステップS1)。次に得られた光ID情報はネットワーク17を通して設備DB18と内容を照合する(ステップS2)。ここで、当該光ID情報と一致する情報が設備DB18に保存されている場合(YES)は設備DB18に保存されている設備属性情報を結果として表示する(ステップS3)。一方、照合不可の場合(NO)は、設備属性を入力し、設備DB18を更改する(ステップS4)。全ての設備において判定を行い、一連の処理を終了する。
【0040】
以上に述べた方法をとることで、光学的に設備状態を速やかに判定・更改することができる。
(第2の実施形態)
次に、現場作業時に設備属性を即時判定する方法を、図9を用いて説明する。尚、図9において、図10の説明と共通する部分については説明を省略する。
【0041】
光アクセス設備39、310、311には予め、第1の実施形態で説明した光ID部と同じ符号情報を持つ一次元もしくは二次元バーコード(以下、IDバーコードとする)52,53,54を設備外観に張付する。
ここで光アクセス設備には、光ケーブルの他、ファイバ収容部の例として、コネクタ、融着点、メカニカルスプライス等が、そして宅内配線の例として光カールコード、等が対象として挙げられる。光カールコードは光コンセントとONUを接続するカール状の光ファイバである。
【0042】
作業者55はIDバーコード読出装置51を用いて当該IDバーコードを読取り、当該IDバーコード読出装置51に保存されている設備DBと照合し、設備属性を取得する。
以上に述べた方法をとることで、保守作業時に即時に設備状態を把握することが可能となる。
【0043】
上記実施形態に適用された光IDを用いた設備管理方法は、従来技術に対して以下の優位性を持つと考えられる。
第1に、従来技術では、作業者がOTDR結果から反射点や損失点を読み取り、設備データベースと照合する必要があり、波形読取スキルや設備データベース操作スキルが要求される。当該スキルを習得するには有スキル者から技術を継承するか、講習を受けなければならなく、作業効率の向上や保守費用の経済化の観点から設備識別のスキルフリー化が求められていた。
【0044】
これに対して上記実施形態では、光ID読取装置が波形測定から光IDを検出し、自動的に設備DBと照合させるため、作業者に波形読取スキルや設備DB操作スキルを要求することなく、設備属性情報を取得することができる。よって、従来技術よりも正確かつ迅速に設備状態を把握することが可能となる。
【0045】
第2に、従来では、現場作業中に目視可能な設備の情報を取得するために、局内に設置してある設備データベースを操作する、あるいはオペレータに依頼する必要があり、作業時間の長延化が問題となっていた。
これに対して上記実施形態では、光ID情報をIDバーコードにして設備外観に張付することで、現場作業中にIDバーコードを読取り、設備属性を取得することが可能となる。よって、即時に設備状態を把握することが可能となる。
【0046】
尚、IDバーコードは、光ID情報を設備外観に張付することができるものであれば良く、一次元および二次元バーコードに限られるものではなく、三次元バーコードやAR(拡張現実)マーカなどで代替することも可能である。
本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成を削除してもよい。さらに、異なる実施形態例に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【0047】
11…光ID読出装置、12…結果表示部、13…光ID解析部、14,15,16…光ID、17…ブロードバンドネットワーク(NW)、18…設備データベース(設備DB)、19…書き込み制御装置、31…試験光送出器、310…ファイバ収容部、311…宅内配線、313…終端装置(ONU)、314…光線路(光ケーブルまたは被測定ファイバ)、32…試験光検出器、33…光カプラ、34…PC制御部、35…OTDR試験装置、36…所内装置(OLT)、37…所内光配線、38…光カプラ、39…光ケーブル、41…反射、42…損失、43…設備データベース、51…IDバーコード読出装置。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光ファイバ網を構成する複数の光アクセス設備それぞれの光ファイバ内に光学識別データを刻印すると共に前記複数の光アクセス設備それぞれに対応する設備情報を設備データベースに登録しておき、
前記複数の光アクセス設備それぞれの光ファイバに試験光を出射してその反射光を受光することで前記複数の光アクセス設備それぞれの光ファイバ内に刻印された光学識別データを読み取り、
前記読み取られた光学識別データを前記設備データベース内の設備情報と照合することで前記複数の光アクセス設備それぞれの設備情報を提供することを特徴とする光アクセス設備管理方法。
【請求項2】
請求項1記載の光アクセス設備管理方法において、
前記複数の光アクセス設備それぞれに刻印される光学識別データを一次元もしくは二次元バーコードにして光アクセス設備それぞれの外側に張り付けておくことを特徴とする光アクセス設備管理方法。
【請求項3】
光ファイバ網を構成する複数の光アクセス設備それぞれの光ファイバに試験光を出射してその反射光を受光することで、前記複数の光アクセス設備それぞれの光ファイバ内に刻印された光学識別データを読み取る読み取り手段と、
前記複数の光アクセス設備それぞれに対応する設備情報が前記光学識別データと対応付けて登録される設備データベースと、
前記読み取り手段で読み取られた光学識別データを前記設備データベース内の設備情報と照合することで前記複数の光アクセス設備それぞれの設備情報を提供する情報提供手段と
を具備することを特徴とする光アクセス設備管理システム。
【請求項4】
請求項3記載の光アクセス設備管理システムにおいて、
前記複数の光アクセス設備それぞれに刻印される光学識別データを一次元もしくは二次元バーコードにして光アクセス設備それぞれの外側に張り付けておくことを特徴とする光アクセス設備管理システム。
【請求項1】
光ファイバ網を構成する複数の光アクセス設備それぞれの光ファイバ内に光学識別データを刻印すると共に前記複数の光アクセス設備それぞれに対応する設備情報を設備データベースに登録しておき、
前記複数の光アクセス設備それぞれの光ファイバに試験光を出射してその反射光を受光することで前記複数の光アクセス設備それぞれの光ファイバ内に刻印された光学識別データを読み取り、
前記読み取られた光学識別データを前記設備データベース内の設備情報と照合することで前記複数の光アクセス設備それぞれの設備情報を提供することを特徴とする光アクセス設備管理方法。
【請求項2】
請求項1記載の光アクセス設備管理方法において、
前記複数の光アクセス設備それぞれに刻印される光学識別データを一次元もしくは二次元バーコードにして光アクセス設備それぞれの外側に張り付けておくことを特徴とする光アクセス設備管理方法。
【請求項3】
光ファイバ網を構成する複数の光アクセス設備それぞれの光ファイバに試験光を出射してその反射光を受光することで、前記複数の光アクセス設備それぞれの光ファイバ内に刻印された光学識別データを読み取る読み取り手段と、
前記複数の光アクセス設備それぞれに対応する設備情報が前記光学識別データと対応付けて登録される設備データベースと、
前記読み取り手段で読み取られた光学識別データを前記設備データベース内の設備情報と照合することで前記複数の光アクセス設備それぞれの設備情報を提供する情報提供手段と
を具備することを特徴とする光アクセス設備管理システム。
【請求項4】
請求項3記載の光アクセス設備管理システムにおいて、
前記複数の光アクセス設備それぞれに刻印される光学識別データを一次元もしくは二次元バーコードにして光アクセス設備それぞれの外側に張り付けておくことを特徴とする光アクセス設備管理システム。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2012−156945(P2012−156945A)
【公開日】平成24年8月16日(2012.8.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−16583(P2011−16583)
【出願日】平成23年1月28日(2011.1.28)
【出願人】(000004226)日本電信電話株式会社 (13,992)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年8月16日(2012.8.16)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年1月28日(2011.1.28)
【出願人】(000004226)日本電信電話株式会社 (13,992)
【Fターム(参考)】
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