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技術 二重化光線路の光路遅延測定方法とその測定装置

出願人 日本電信電話株式会社
発明者 井上雅晶真鍋哲也納戸一貴本田奈月片山和典
出願日 2013年4月23日 (6年4ヶ月経過) 出願番号 2013-090450
公開日 2014年11月17日 (4年10ヶ月経過) 公開番号 2014-216710
状態 特許登録済
技術分野 光通信システム 光学装置、光ファイバーの試験
主要キーワード 周期的パルス信号 RS型フリップフロップ回路 本線路 遅延測定装置 迂回線路 切り替えシステム ランダムパルス パルス幅分
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (10)

課題

試験光入射することなく光路遅延測定可能とする。

解決手段

LT11及びONU12間を結ぶ現用光線路18に対して迂回光線路19の両端部をそれぞれ光カプラ13、14により結合して構成される二重化光線路において、ONU12から発せられる第1の波長上り信号光を下流側光カプラ14にて現用光線路18及び迂回光線路19に二分岐し、分岐された上り信号光を試験光として迂回光線路19を伝搬させつつ第1の波長から第2の波長に変換し、第2の波長に変換された試験光を現用光線路18に分岐され伝搬する第1の波長の上り信号光と上流側光カプラ13で合波し、合波された上り信号光と試験光をWDMカプラ17で第1の波長の光信号と第2の波長の光信号に分波し、各波長の光信号から光−電気変換器113,116で光電流を検出し、2つのデジタル信号相互相関相関器114で解析することで二重化光線路の光路遅延を測定する。

概要

背景

近年、光通信網支障移転工事等において、通信サービスを維持しながら、現用回線から移転先回線サービス移転させることを可能とするサービス無瞬断切替技術が開発されている(例えば、非特許文献1参照)。この切替技術で利用される従来の二重化光線路光路遅延測定方法では、二重化区間をはさむ上部側と下部側に一対(2箇所)の光入出力ポートを用意したうえで、一方の入力ポートから同一波長試験信号光を入力し、もう一方の出力ポートから合波された試験信号光のみを取り出して、光のビート周波数を利用して光路長差を検出し、光路遅延を測定するようにしている。

ところで、この方法では、現用光線路において、二重化区間の上部側では、光入出力ポートとして交換局内光カプラなどを流用できるが、下部側に光入出力ポートを取り付けることは容易なことではないため、実現性に乏しい。また、光路長差の検出に光ビート周波数を利用するため、光路長調整電気遅延器(非特許文献2参照)が使えないなどの問題があった。

概要

試験光入射することなく光路遅延を測定可能とする。OLT11及びONU12間を結ぶ現用光線路18に対して迂回光線路19の両端部をそれぞれ光カプラ13、14により結合して構成される二重化光線路において、ONU12から発せられる第1の波長上り信号光を下流側光カプラ14にて現用光線路18及び迂回光線路19に二分岐し、分岐された上り信号光を試験光として迂回光線路19を伝搬させつつ第1の波長から第2の波長に変換し、第2の波長に変換された試験光を現用光線路18に分岐され伝搬する第1の波長の上り信号光と上流側光カプラ13で合波し、合波された上り信号光と試験光をWDMカプラ17で第1の波長の光信号と第2の波長の光信号に分波し、各波長の光信号から光−電気変換器113,116で光電流を検出し、2つのデジタル信号相互相関相関器114で解析することで二重化光線路の光路遅延を測定する。

目的

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、本線路(現用光線路)に対する副線路(迂回光線路)について、試験光を入射することなく光路遅延を測定することができ、しかも副線路への電気遅延器の適用が可能となる二重化光線路の光路遅延測定方法とその測定装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

上流側伝送装置及び下流側伝送装置間を結ぶ光ファイバによる現用光線路に対して光ファイバによる迂回光線路の両端部をそれぞれ上流側光カプラ、下流側光カプラにより結合して構成される二重化光線路光路遅延計測する光路遅延測定方法であって、前記下流側伝送装置から発せられる第1の波長上り信号光を前記下流側光カプラにて前記現用光線路及び前記迂回光線路に二分岐し、前記分岐された上り信号光を試験光として前記迂回光線路を伝搬させ、当該迂回光線路にて第1の波長から第2の波長に変換し、前記第2の波長に変換された試験光を前記現用光線路に分岐され伝搬する第1の波長の上り信号光と前記上流側光カプラで合波し、前記合波された上り信号光と試験光を波長分割光カプラで第1の波長の光信号と第2の波長の光信号に分波し、前記分波された第1の波長の光信号の光電流を検出してデジタル信号に変換し、前記分波された第2の波長の光信号の光電流を検出してデジタル信号に変換し、前記2つのデジタル信号の相互相関解析することで二重化光線路の光路遅延を測定することを特徴とする二重化光線路の光路遅延測定方法。

請求項2

上流側伝送装置及び下流側伝送装置間を結ぶ光ファイバによる現用光線路に対して光ファイバによる迂回光線路の両端部をそれぞれ上流側光カプラ、下流側光カプラにより結合して構成される二重化光線路の光路遅延を計測する光路遅延測定方法であって、前記下流側伝送装置から発せられる第1の波長の上り信号光を前記下流側光カプラにて前記現用光線路及び前記迂回光線路に二分岐し、前記分岐された上り信号光を試験光として前記迂回光線路を伝搬させ、当該迂回光線路にて第1の波長の試験光を電気信号に変換し、当該迂回光線路にて前記電気信号を電気遅延器に通して遅延させ、当該迂回光線路にて前記遅延された電気信号を第2の波長の試験光に変換し、前記第2の波長に変換された試験光を前記現用光線路に分岐され伝搬する第1の波長の上り信号光と前記上流側光カプラで合波し、前記合波された上り信号光と試験光を波長分割光カプラで第1の波長の光信号と第2の波長の光信号に分波し、前記分波された第1の波長の光信号の光電流を検出してデジタル信号に変換し、前記分波された第2の波長の光信号の光電流を検出してデジタル信号に変換し、前記2つのデジタル信号のパターンマッチング排他的論理和回路を用いてモニタリングし、前記排他的論理和回路の出力の平均値が1になるように前記電気遅延器にて遅延の調整を行うことで現用光線路長と迂回光線路長の一致を測定することを特徴とする二重化光線路の光路遅延測定方法。

請求項3

上流側伝送装置及び下流側伝送装置間を結ぶ光ファイバによる現用光線路に対して光ファイバによる迂回光線路の両端部をそれぞれ上流側光カプラ、下流側光カプラにより結合して構成される二重化光線路の光路遅延を計測する光路遅延測定方法であって、前記下流側伝送装置から発せられる第1の波長の上り信号光を前記下流側光カプラにて前記現用光線路及び前記迂回光線路に二分岐し、前記分岐された上り信号光を試験光として前記迂回光線路を伝搬させ、当該迂回光線路にて第1の波長から第2の波長に変換し、前記第2の波長に変換された試験光を前記現用光線路に分岐され伝搬する第1の波長の上り信号光と前記上流側光カプラで合波し、前記合波された上り信号光と試験光を波長分割光カプラで第1の波長の光信号と第2の波長の光信号に分波し、前記分波された第1の波長の光信号の光電流を検出し、前記分波された第2の波長の光信号の光電流を検出し、前記2つの光電流の時間進みに比例したパルス信号を生成し、前記2つの光電流の時間遅れに比例したパルス信号を生成し、前記2つのパルス信号それぞれの直流成分を抽出し、前記直流成分の大きさから二重化光線路の光路遅延を測定することを特徴とする二重化光線路の光路遅延測定方法。

請求項4

上流側伝送装置及び下流側伝送装置間を結ぶ光ファイバによる現用光線路に対して光ファイバによる迂回光線路の両端部をそれぞれ結合して構成される二重化光線路の光路遅延を計測する光路遅延測定装置であって、前記下流側伝送装置から発せられる第1の波長の上り信号光を前記現用光線路及び前記迂回光線路に二分岐する下流側光カプラと、前記分岐された上り信号光を試験光として前記迂回光線路を伝搬させ、当該迂回光線路にて第1の波長から第2の波長に変換する波長変換手段と、前記第2の波長に変換された試験光を前記現用光線路に分岐され伝搬する第1の波長の上り信号光と合波させる前記上流側光カプラと、前記合波された上り信号光と試験光を第1の波長の光信号と第2の波長の光信号に分波する波長分割光カプラと、前記分波された第1の波長の光信号の光電流を検出してデジタル信号に変換する第1の光−電気変換手段と、前記分波された第2の波長の光信号の光電流を検出してデジタル信号に変換する第2の光−電気変換手段と、前記2つのデジタル信号の相互相関を解析することで二重化光線路の光路遅延を測定する相関器とを具備することを特徴とする二重化光線路の光路遅延測定装置。

請求項5

上流側伝送装置及び下流側伝送装置間を結ぶ光ファイバによる現用光線路に対して光ファイバによる迂回光線路の両端部をそれぞれ結合して構成される二重化光線路の光路遅延を計測する光路遅延測定装置であって、前記下流側伝送装置から発せられる第1の波長の上り信号光を前記現用光線路及び前記迂回光線路に二分岐する下流側光カプラと、前記分岐された上り信号光を試験光として前記迂回光線路を伝搬させ、当該迂回光線路にて第1の波長の試験光を電気信号に変換する光−電気変換器と、当該迂回光線路にて前記電気信号を遅延する電気遅延器と、当該迂回光線路にて前記遅延された電気信号を第2の波長の試験光に変換する電気−光変換器と、前記第2の波長に変換された試験光を前記現用光線路に分岐され伝搬する第1の波長の上り信号光と合波する前記上流側光カプラと、前記合波された上り信号光と試験光を第1の波長の光信号と第2の波長の光信号に分波する波長分割光カプラと、前記分波された第1の波長の光信号の光電流を検出してデジタル信号に変換する第1の光−電気変換手段と、前記分波された第2の波長の光信号の光電流を検出してデジタル信号に変換する第2の光−電気変換手段と、前記2つのデジタル信号のパターンマッチングをモニタリングする排他的論理和回路とを具備し、前記排他的論理和回路の出力の平均値が1になるように前記電気遅延器にて遅延の調整を行うことで現用光線路長と迂回光線路長の一致を測定することを特徴とする二重化光線路の光路遅延測定装置。

請求項6

上流側伝送装置及び下流側伝送装置間を結ぶ光ファイバによる現用光線路に対して光ファイバによる迂回光線路の両端部をそれぞれ結合して構成される二重化光線路の光路遅延を計測する光路遅延測定装置であって、前記下流側伝送装置から発せられる第1の波長の上り信号光を前記現用光線路及び前記迂回光線路に二分岐する下流側光カプラと、前記分岐された上り信号光を試験光として前記迂回光線路を伝搬させ、当該迂回光線路にて第1の波長から第2の波長に変換する波長変換手段と、前記第2の波長に変換された試験光を前記現用光線路に分岐され伝搬する第1の波長の上り信号光と合波する上流側光カプラと、前記合波された上り信号光と試験光を第1の波長の光信号と第2の波長の光信号に分波する波長分割光カプラと、前記分波された第1の波長の光信号の光電流を検出する第1の光−電気変換器と、前記分波された第2の波長の光信号の光電流を検出する第2の光−電気変換器と、前記2つの光電流の時間進みに比例したパルス信号を生成する第1のパルス信号生成手段と、前記2つの光電流の時間遅れに比例したパルス信号を生成する第2のパルス信号生成手段と、前記2つのパルス信号それぞれの直流成分を抽出し、前記直流成分の大きさから二重化光線路の光路遅延を測定する測定手段とを具備することを特徴とする二重化光線路の光路遅延測定装置。

技術分野

0001

本発明は、支障移転工事等における光線路切替時の一時的な迂回路を構成するために二重化された光線路の光路長差検出技術に関する。

背景技術

0002

近年、光通信網の支障移転工事等において、通信サービスを維持しながら、現用回線から移転先回線サービス移転させることを可能とするサービス無瞬断切替技術が開発されている(例えば、非特許文献1参照)。この切替技術で利用される従来の二重化光線路光路遅延測定方法では、二重化区間をはさむ上部側と下部側に一対(2箇所)の光入出力ポートを用意したうえで、一方の入力ポートから同一波長試験信号光を入力し、もう一方の出力ポートから合波された試験信号光のみを取り出して、光のビート周波数を利用して光路長差を検出し、光路遅延を測定するようにしている。

0003

ところで、この方法では、現用光線路において、二重化区間の上部側では、光入出力ポートとして交換局内光カプラなどを流用できるが、下部側に光入出力ポートを取り付けることは容易なことではないため、実現性に乏しい。また、光路長差の検出に光ビート周波数を利用するため、光路長調整電気遅延器(非特許文献2参照)が使えないなどの問題があった。

先行技術

0004

東、他:光アクセス媒体切り替え方式基礎検討−サービス無瞬断光媒体切り替えシステム−,信学技法OFT2008-52, pp.27-31, 2008.
可変電気遅延器を用いた光線路無瞬断切替システムの基本検討,信学技法OFT2012-46, pp.23-26, 2012.

発明が解決しようとする課題

0005

以上のように、従来の二重化光線路の光路遅延測定方法では、下部側に光入出力ポートを取り付けることは容易なことではないため、実現性に乏しい、光路長差の検出に光ビート周波数を利用するため、光路長調整に電気遅延器が使えないなどの問題があった。

0006

そこで、本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、本線路(現用光線路)に対する副線路迂回光線路)について、試験光入射することなく光路遅延を測定することができ、しかも副線路への電気遅延器の適用が可能となる二重化光線路の光路遅延測定方法とその測定装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0007

上記の課題を解決するため、本発明に係る二重化光線路の光路遅延測定方法は、以下の3つの態様で構成される。
(1)上流側伝送装置及び下流側伝送装置間を結ぶ光ファイバによる現用光線路に対して光ファイバによる迂回光線路の両端部をそれぞれ上流側光カプラ、下流側光カプラにより結合して構成される二重化光線路の光路遅延を計測する光路遅延測定方法であって、前記下流側伝送装置から発せられる第1の波長上り信号光を前記下流側光カプラにて前記現用光線路及び前記迂回光線路に二分岐し、前記分岐された上り信号光を試験光として前記迂回光線路を伝搬させ、当該迂回光線路にて第1の波長から第2の波長に変換し、前記第2の波長に変換された試験光を前記現用光線路に分岐され伝搬する第1の波長の上り信号光と前記上流側光カプラで合波し、前記合波された上り信号光と試験光を波長分割光カプラで第1の波長の光信号と第2の波長の光信号に分波し、前記分波された第1の波長の光信号の光電流を検出してデジタル信号に変換し、前記分波された第2の波長の光信号の光電流を検出してデジタル信号に変換し、前記2つのデジタル信号の相互相関解析することで二重化光線路の光路遅延を測定することを特徴とする。

0008

(2)上流側伝送装置及び下流側伝送装置間を結ぶ光ファイバによる現用光線路に対して光ファイバによる迂回光線路の両端部をそれぞれ上流側光カプラ、下流側光カプラにより結合して構成される二重化光線路の光路遅延を計測する光路遅延測定方法であって、前記下流側伝送装置から発せられる第1の波長の上り信号光を前記下流側光カプラにて前記現用光線路及び前記迂回光線路に二分岐し、前記分岐された上り信号光を試験光として前記迂回光線路を伝搬させ、当該迂回光線路にて第1の波長の試験光を電気信号に変換し、当該迂回光線路にて前記電気信号を電気遅延器に通して遅延させ、当該迂回光線路にて前記遅延された電気信号を第2の波長の試験光に変換し、前記第2の波長に変換された試験光を前記現用光線路に分岐され伝搬する第1の波長の上り信号光と前記上流側光カプラで合波し、前記合波された上り信号光と試験光を波長分割光カプラで第1の波長の光信号と第2の波長の光信号に分波し、前記分波された第1の波長の光信号の光電流を検出してデジタル信号に変換し、前記分波された第2の波長の光信号の光電流を検出してデジタル信号に変換し、前記2つのデジタル信号のパターンマッチング排他的論理和回路を用いてモニタリングし、前記排他的論理和回路の出力の平均値が1になるように前記電気遅延器にて遅延の調整を行うことで現用光線路長と迂回光線路長の一致を測定することを特徴とする。

0009

(3)上流側伝送装置及び下流側伝送装置間を結ぶ光ファイバによる現用光線路に対して光ファイバによる迂回光線路の両端部をそれぞれ上流側光カプラ、下流側光カプラにより結合して構成される二重化光線路の光路遅延を計測する光路遅延測定方法であって、前記下流側伝送装置から発せられる第1の波長の上り信号光を前記下流側光カプラにて前記現用光線路及び前記迂回光線路に二分岐し、前記分岐された上り信号光を試験光として前記迂回光線路を伝搬させ、当該迂回光線路にて第1の波長から第2の波長に変換し、前記第2の波長に変換された試験光を前記現用光線路に分岐され伝搬する第1の波長の上り信号光と前記上流側光カプラで合波し、前記合波された上り信号光と試験光を波長分割光カプラで第1の波長の光信号と第2の波長の光信号に分波し、前記分波された第1の波長の光信号の光電流を検出し、前記分波された第2の波長の光信号の光電流を検出し、前記2つの光電流の時間進みに比例したパルス信号を生成し、前記2つの光電流の時間遅れに比例したパルス信号を生成し、前記2つのパルス信号それぞれの直流成分を抽出し、前記直流成分の大きさから二重化光線路の光路遅延を測定することを特徴とする。

0010

また、本発明に係る二重化光線路の光路遅延措定装置は、以下の3つの態様で構成される。
(4)上流側伝送装置及び下流側伝送装置間を結ぶ光ファイバによる現用光線路に対して光ファイバによる迂回光線路の両端部をそれぞれ結合して構成される二重化光線路の光路遅延を計測する光路遅延測定装置であって、前記下流側伝送装置から発せられる第1の波長の上り信号光を前記現用光線路及び前記迂回光線路に二分岐する下流側光カプラと、前記分岐された上り信号光を試験光として前記迂回光線路を伝搬させ、当該迂回光線路にて第1の波長から第2の波長に変換する波長変換手段と、前記第2の波長に変換された試験光を前記現用光線路に分岐され伝搬する第1の波長の上り信号光と合波させる前記上流側光カプラと、前記合波された上り信号光と試験光を第1の波長の光信号と第2の波長の光信号に分波する波長分割光カプラと、前記分波された第1の波長の光信号の光電流を検出してデジタル信号に変換する第1の光−電気変換手段と、前記分波された第2の波長の光信号の光電流を検出してデジタル信号に変換する第2の光−電気変換手段と、前記2つのデジタル信号の相互相関を解析することで二重化光線路の光路遅延を測定する相関器とを具備することを特徴とする。

0011

(5)上流側伝送装置及び下流側伝送装置間を結ぶ光ファイバによる現用光線路に対して光ファイバによる迂回光線路の両端部をそれぞれ結合して構成される二重化光線路の光路遅延を計測する光路遅延測定装置であって、前記下流側伝送装置から発せられる第1の波長の上り信号光を前記現用光線路及び前記迂回光線路に二分岐する下流側光カプラと、前記分岐された上り信号光を試験光として前記迂回光線路を伝搬させ、当該迂回光線路にて第1の波長の試験光を電気信号に変換する光−電気変換器と、当該迂回光線路にて前記電気信号を遅延する電気遅延器と、当該迂回光線路にて前記遅延された電気信号を第2の波長の試験光に変換する電気−光変換器と、前記第2の波長に変換された試験光を前記現用光線路に分岐され伝搬する第1の波長の上り信号光と合波する前記上流側光カプラと、前記合波された上り信号光と試験光を第1の波長の光信号と第2の波長の光信号に分波する波長分割光カプラと、前記分波された第1の波長の光信号の光電流を検出してデジタル信号に変換する第1の光−電気変換手段と、前記分波された第2の波長の光信号の光電流を検出してデジタル信号に変換する第2の光−電気変換手段と、前記2つのデジタル信号のパターンマッチングをモニタリングする排他的論理和回路とを具備し、前記排他的論理和回路の出力の平均値が1になるように前記電気遅延器にて遅延の調整を行うことで現用光線路長と迂回光線路長の一致を測定することを特徴とする。

0012

(6)上流側伝送装置及び下流側伝送装置間を結ぶ光ファイバによる現用光線路に対して光ファイバによる迂回光線路の両端部をそれぞれ結合して構成される二重化光線路の光路遅延を計測する光路遅延測定装置であって、前記下流側伝送装置から発せられる第1の波長の上り信号光を前記現用光線路及び前記迂回光線路に二分岐する下流側光カプラと、前記分岐された上り信号光を試験光として前記迂回光線路を伝搬させ、当該迂回光線路にて第1の波長から第2の波長に変換する波長変換手段と、前記第2の波長に変換された試験光を前記現用光線路に分岐され伝搬する第1の波長の上り信号光と合波する上流側光カプラと、前記合波された上り信号光と試験光を第1の波長の光信号と第2の波長の光信号に分波する波長分割光カプラと、前記分波された第1の波長の光信号の光電流を検出する第1の光−電気変換器と、前記分波された第2の波長の光信号の光電流を検出する第2の光−電気変換器と、前記2つの光電流の時間進みに比例したパルス信号を生成する第1のパルス信号生成手段と、前記2つの光電流の時間遅れに比例したパルス信号を生成する第2のパルス信号生成手段と、前記2つのパルス信号それぞれの直流成分を抽出し、前記直流成分の大きさから二重化光線路の光路遅延を測定する測定手段とを具備することを特徴とする。

発明の効果

0013

本発明では、下流側伝送装置から出力されるランダムパルス光信号に着目し、これを活用することで、試験光の入射を不要とする。また、光路遅延の測定方法に着目し、光ビート周波数を利用しない測定方法(波長別光電変換後のデジタル電気信号を利用した相関相互関数による検出方法、EX−NOR回路を利用したデジタル信号のパターンマッチングによる検出方法、或いは位相検出器を利用した検出方法)とすることで、電気遅延器の使用を可能とする。

0014

したがって、本発明によれば、本線路(現用光線路)に対する副線路(迂回光線路)について、試験光を入射することなく光路遅延を測定することができ、しかも副線路への電気遅延器の適用が可能となる二重化光線路の光路遅延測定方法とその測定装置を提供することができる。

図面の簡単な説明

0015

本発明に係る第1の実施形態である、二重化光線路とその光路遅延測定装置の構成を示すブロック図。
図1に示すデジタル相関器内部の処理の流れを説明するためのタイミン波形図。
本発明の第2の実施形態である、二重化光線路とその光路遅延測定装置の構成を示すブロック図。
図3に示すEX−NOR回路を用いた遅延確認の流れを説明するためのタイミング波形図。
図3に示す電気遅延器の掃引時間とEX−NOR回路の出力の平均値との関係を示す特性図。
本発明の第3の実施形態である、二重化光線路とその光路遅延測定装置の構成を示すブロック図。
図6に示す位相検出器の具体的な構成を示すブロック図。
図6に示位相検出器の入出力関係を示す波形図。
図6に示す位相検出器のU/Dポートから出力された周期的パルス信号のDC成分と光路遅延との関係を示す特性図。

実施例

0016

添付の図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。以下に説明する実施の形態は本発明の構成の例であり、本発明は、以下の実施の形態に制限されるものではない。
(第1の実施形態)
図1は、本発明に係る第1の実施形態である、二重化光線路とその光路遅延測定装置の構成を示すブロック図である。図1において、11は伝送装置(OLT:Optical Line Terminal)、12は伝送装置(ONU:Optical Network Unit)、13,14は光カプラ、16,112は電気−光変換器、110,113,116は光−電気変換器、17は波長分割多重方式WDM:Wavelength Division Multiplexing)光カプラ、18は現用光線路、19は迂回光線路、111は電気遅延器、114はデジタル相関器、115は信号処理及び結果表示部である。

0017

伝送装置(OLT)11と伝送装置(ONU)12の間は現用光線路18で結ばれており、データ信号送受信されている。迂回光線路19は一対の光カプラ13,14を用いて現用光線路18の両端に結合される。迂回光線路19は光−電気変換器110、電気遅延器111、電気−光変換器112で構成されており、光−電気変換器110にて受光した信号を電気信号に変換し、当該電気遅延器110において信号の遅延を制御し、電気−光変換器112にて再度光信号に変換し出射する。この迂回光線路19の構成によれば、例えば非特許文献2で照会しているように、MICREL社の半導体ディレイラインを用いることで10 psの分解能で信号の遅延を制御することができる。

0018

尚、本実施形態では、迂回光線路19は伝送装置(ONU)12からのデータ信号のみ伝送装置(OLT)11へ通すものとする。伝送装置(OLT)11と伝送装置(ONU)12との間でデータ信号を相互に送受信する場合は、伝送装置(OLT)11から伝送装置(ONU)12へデータ信号を通す迂回光線路19と同じ迂回光線路を別個に用意する。

0019

以下に、現用光線路18と迂回光線路19の光路遅延を計測する方法を説明する。
ONU12から出射されるランダムパルス光信号は光カプラ14にて二分岐され、それぞれ現用光線路18及び迂回光線路19に入射される。ここで、ランダムパルス光信号とはデータ信号を意味する。

0020

迂回光線路19に入射されたランダムパルス光信号は光−電気変換器110に入力され、ここでランダムパルス電気信号に変換される。このランダムパルス電気信号は、電気遅延器111にて遅延制御された後、電気−光変換器112にて波長λ2のランダムパルス光信号に変換される。

0021

一方、現用光線路18を通ったランダムパルス光信号は、光カプラ13にて迂回光線路19を通った波長λ2のランダムパルス光信号と合波される。当該合波したランダムパルス光信号はWDMカプラ17にて波長λ1とλ2のランダムパルス光信号に分波され、各々光−電気変換器113,116にてランダムパルス電気信号に変換された後、デジタル相関器114に入力され信号解析される。入力された当該ランダムパルス電気信号は現用光線路18と迂回光線路19の光路遅延が解析され、結果表示器115に表示される。

0022

図2を用いてデジタル相関器内部の信号処理について説明する。図2図1に示すデジタル相関器内部の処理の流れを説明するためのタイミング波形図であり、(a)は現用光線路長と迂回光線路長とが一致していない場合、(b)は現用光線路長と迂回光線路長とが一致している場合を示している。

0023

光−電気変換器113,116で光電変換された波長λ1及びλ2のランダムパルス電気信号はデジタル相関器114に入力され、内部の比較器にてそれぞれ"0"と"1"のデジタル信号に変換される。次に、波長λ1及びλ2のデジタル信号のパターンの相互相関を解析する。例えば、図2(a)に示すように、現用光線路長と迂回光線路長が一致していない場合、波長λ1及びλ2のデジタル信号のパターンは不一致を示すことから、当該ビットずれを測定することで現用光線路と迂回光線路の遅延を示す。図2(b)に示すように、デジタル信号のパターンが一致したとき、現用光線路長と迂回光線路長に遅延が生じていないことがわかる。このとき、遅延の正負の符号判別から現用光線路(もしくは迂回光線路)の長短を判定することができる。

0024

また、遅延の検出分解能はデジタル相関器1ビット分であり、用いたランダムパルス信号の周波数の逆数に相当する。もし、用いたランダムパルス信号の周波数が1.25GHzである場合は800 psとなる。800 psより短い遅延を測定する場合は、ランダムパルス信号の周波数を上げることで高分解能化が可能である。但し、ONU12からの出力信号の周波数の値は固定であるため、実際には他の手法(例えば、第3の実施形態に記載の位相検出法)が有効である。

0025

(第2の実施形態)
第1の実施形態に記載のデジタル相関器を用いた手法より、より低コストにて遅延を検出する方法を第2の実施形態に示す。
図3は本発明の第2の実施形態である、二重化光線路とその光路遅延測定装置の構成を示すブロック図である。図3において、図1と同一部分には同一符号にて示し、ここではその説明を省略する。図3において、314,315は比較器、316はEX−NOR回路である。本実施形態において、第1の実施形態と異なる点は、波長λ1及びλ2のランダムパルス光信号が光−電気変換器113,116にて光電変換された後、比較器314,315及びEX−NOR回路316に入力されて遅延を確認する点である。

0026

次に、比較器314,315及びEX−NOR回路316の具体的な動作について、図4図5を用いて説明する。図4図3に示すEX−NOR回路316を用いた遅延確認の流れを説明するためのタイミング波形図であり、(a)は現用光線路長と迂回光線路長が不一致の場合、図4(b)は現用光線路長と迂回光線路長が一致している場合を示している。図5図3に示す電気遅延器111の掃引時間とEX−NOR回路316の出力の平均値との関係を示す特性図である。

0027

光−電気変換器113,116で光電変換された波長λ1及びλ2のランダムパルス電気信号は比較器314,315に入力され、それぞれ"0"と"1"のデジタル信号に変換される。当該デジタル信号はEX−NOR(Exclusive-NOR)回路316に入力され、論理演算される。EX−NOR回路316は2つの入力が同じとき出力が1になる。つまり、2つの入力値が”0”,”0”または”1”,”1”の時に出力が”1”となり、”0”,”1”もしくは”1”,”0”の時に”0”を出力する。したがって、図4(a)に示すように、現用光線路長と迂回光線路長が一致していない場合、EX−NOR回路316に入力するデジタル信号のパターンはずれることから”0”が支配的となり、平均すると1を下回る。現用光線路長と迂回光線路長が一致する場合、同じデジタル信号が入力されるため、EX−NOR回路316の出力は”1”となる。これにより、当該手法によれば、現用光線路長と迂回光線路長の一致かどうかを判定できる。したがって、遅延を求める場合は、図5に示すように、電気遅延器111にて遅延を掃引しながらEX−NOR回路316の出力をモニタリングし、出力の平均値が”1”になったときの掃引時間を遅延量として検出する。また、現用光線路長と迂回光線路長の一致を示すものとして検出する。

0028

遅延の検出分解能はランダムパルス信号の1パルス幅分であり、周波数の逆数に相当する。もし、用いたランダムパルス信号の周波数が1.25GHzである場合は800 psとなる。800 psより短い遅延を測定する場合は、第1の実施形態と同様にランダムパルス信号の周波数を上げるか、もしくは次に説明する第3の実施形態に記載の位相検出法が有効である。

0029

尚、今回、ONU12の符号信号試験信号に用いたが、本手法において、現用光線路と迂回光線路を伝搬する信号を利用すればよく、別途試験信号を用意して現用光線路(もしくは迂回光線路)に入射するようにしてもよい。
また、EX−NOR回路の代わりにEX−OR回路を利用してもよい。

0030

(第3の実施形態)
実施例1及び2に記載の手法より高分解能に遅延を検出する方法を第3の実施形態に示す。
図6は本発明の第3の実施形態である、二重化光線路とその光路遅延測定装置の構成を示すブロック図である。図6において、図1と同一部分には同一符号を付して示し、ここではその説明を省略する。
図6において、11Aは位相検出器、11B,11Cはローパスフィルタ、11D,11EはA/D変換器である。本実施形態において、第1の実施形態と異なる点は、波長λ1及びλ2のランダムパルス光信号が各々光−電気変換器113,116にてランダムパルス電気信号に変換された後、それぞれ位相検出器11AのRポート及びSポートへ入力されることにある。詳細は次の段落で説明するが、位相検出器11Aでは現用光線路18に対する迂回光線路19の光路遅延がランダムパルス光信号の1パルス以内の場合、遅延進み/遅れによりUポートもしくはDポートから周期的パルス信号が出力される。当該周期的パルス信号はローパスフィルタ11Bまたは11Cに入力され、ここでDC成分(直流成分)を抽出される。抽出されたDC成分はA/D変換器114及び117でサンプリングされ、信号処理及び結果表示部615にて簡単な信号解析から、現用光線路18と迂回光線路19の光路遅延が測定される。

0031

但し、第3の実施形態において、信号パターンランダムでも周期的でもどちらでもよい。
次に、位相検出器11Aの具体的な構成と動作について、図7から図9を参照して説明する。図7図6に示す位相検出器の具体的な構成を示すブロック図、図8図6に示位相検出器の入出力関係を示す波形図、図9図6に示す位相検出器のU/Dポートから出力された周期的パルス信号のDC成分と光路遅延との関係を示す特性図である。

0032

図6に示す位相検出器11Aは、具体的には図7に示すように、2つのRS型フリップフロップ回路AND回路を用いた回路を基に構成されている。当該位相検出器11Aのタイミングチャート図8に示す。
位相検出器11Aにおいて、図8(a)に示すように、Rポートに入力された波長λ1の周期的パルス信号に対してSポートに入力された波長λ2の周期的パルス信号に"1"パルス幅以内の光路遅延(時間遅れ)が生じている場合、Rポートのパルス幅の立下りからSポートのパルス幅の立下りまでをパルス幅とした信号が、Uポートから出力される。

0033

一方で、図8(b)に示すように、Sポートに入力された波長λ2の周期的パルス信号に対してRポートに入力された波長λ1の周期的パルス信号に"1"パルス幅以内の光路遅延(時間進み)が生じている場合は、Sポートのパルス幅の立下りからRポートのパルス幅の立下りまでをパルス幅とした信号が、Dポートから出力される。

0034

U/Dポートから出力された周期的パルス信号のDC成分と光路遅延との関係を図9に示す。ここで、Tsはパルス幅を示す。当該DC成分は最大値を"1"、最小値を"0"に規格化している。理論的には時間遅れが小さいほど、Uポートから出力される周期的パルス信号のパルス幅は小さくなり、DC成分の強度も低くなる。このとき、Dポートからの出力は"0"である。一方で、時間進みが小さいほど、Dポートから出力される周期的パルス信号のパルス幅は小さくなり、DC成分の強度も低くなる。このとき、Uポートからの出力は"0"である。したがって、U/Dポートの出力から時間進み/遅れを判別することができ、DC成分の強度から光路遅延がわかる。

0035

次に、光路遅延τの分解能について述べる。分解能は利用するA/D変換器の垂直分解能及びパルス幅Tsにて決定される。例えば、8 bitの垂直分解能を有するA/D変換器を利用した場合、1パルス幅を256分割するので、800 psのパルス幅とすると3.125 psの分解能で光路遅延を測定することが可能である。8 bitの垂直分解能は一般的なA/D変換器において満たすことは容易であり、当該分解能は電気遅延器111で信号の遅延の制御可能な分解能である10 psよりも小さく、光路遅延を計測するために十分な分解能といえる。

0036

第1乃至第3の実施形態のそれぞれの手法における測定できる遅延時間の範囲について述べる。遅延時間が試験信号のパルス幅の時間より長い場合は、直接的に遅延量を決定することができ、長短判別も可能なデジタル相関解析(第1の実施形態に記載)や低コストで実現できる見込みがあるEX−NORフィルタと遅延器の併用(第2の実施形態に記載)の利用が適している。また、遅延時間が試験信号のパルス幅の時間より短い場合は、位相検出法(第3の実施形態に記載)を用いてピコセカンドオーダの高精度な遅延を直接かつ長短判別も決定することができる。

0037

したがって、上記第1乃至第3の実施形態は、ONU12からの上り信号を試験信号として利用しているので、一方向のみの伝送路損失のみの試験光強度の減衰量で、現用光線路と迂回線路の光路遅延を測定可能となる。また、上記実施形態を組み合わせることで、現用光線路と迂回線路の光路遅延を広範囲かつ正確に測定することができる。

0038

尚、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。

0039

11…伝送装置(OLT:Optical Line Terminal)、
12…伝送装置(ONU:Optical Network Unit)、
13,14…光カプラ、
16,112…電気−光変換器、
110,113,116…光−電気変換器、
17…波長分割多重方式(WDM:Wavelength Division Multiplexing)光カプラ、
18…現用光線路、
19…迂回光線路、
111…電気遅延器、
114…デジタル相関器、
115…信号処理及び結果表示部、
314,315…比較器、
316…EX−NOR回路、
11A…位相検出器、
11B,11C…ローパスフィルタ、
11D,11E…A/D変換器。

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