JP2000295185A

JP2000295185A - 光線路監視システム

Info

Publication number: JP2000295185A
Application number: JP11095153A
Authority: JP
Inventors: Susumu Inoue; 享井上; Masaichi Mobara; 政一茂原; Kazuaki Sakai; 和明酒井; Ichiro Matsuura; 一郎松浦; Fumiaki Tanaka; 郁昭田中; Chikashi Izumida; 史泉田
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd; NTT Inc
Priority date: 1999-04-01
Filing date: 1999-04-01
Publication date: 2000-10-20

Abstract

(57)【要約】【課題】信号光や試験光の波長が変動した場合であっ
ても信号光の受信エラーが生じ難い光線路監視システム
を提供する。【解決手段】ＯＴＤＲ装置１２からパルス出力された
試験光は光カプラ１３を経て光線路３０を伝送され光導
波路型回折格子２３に到達して反射され、その反射光は
光線路３０を戻り光カプラ１３を経てＯＴＤＲ装置１２
に到達する。光線路３０の途中において発生した試験光
の後方散乱光も、光カプラ１３を経てＯＴＤＲ装置１２
に到達する。これらの反射光および後方散乱光の強度の
時間変化がＯＴＤＲ装置１２により検出される。光導波
路型回折格子２３の格子間隔は、試験光の伝搬方向に連
続的に変化しており、第１の位置３０ａの側に近いほど
短くなっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、監視対象である光
線路に試験光を導入し、その光線路における試験光の戻
り光を検出して、その検出結果に基づいて光線路を監視
する光線路監視システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光伝送システムは、局と他局との間や局
と加入者端末との間に主に光ファイバからなる光線路を
設け、この光線路を介して信号光を伝送する。この信号
光の伝送媒体である光線路の長さは数ｋｍ〜数百ｋｍに
も及ぶことから、その光線路の監視は何れかの局におい
て行われる。

【０００３】従来の光線路監視システムは、監視対象で
ある光線路の第１の位置の側に光源と受光器とが設けら
れ、光線路の第２の位置には多層膜フィルタが設けられ
ている。そして、光源から出力された試験光は、光線路
の第１の位置に導入され、光線路の第２の位置に向けて
伝送され、第２の位置に設けられた多層膜フィルタによ
り反射され、その反射光が光線路を戻っていき第１の位
置から出射される。そして、第１の位置から出射された
反射光は受光器により検出され、その反射光の検出結果
に基づいて光線路が監視される。一方、この光線路を伝
送される信号光は多層膜フィルタを透過する。すなわ
ち、多層膜フィルタは、試験光を反射させる一方で信号
光を透過させる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の光線路監視システムは以下のような問題点を有して
いる。すなわち、例えば、信号光を波長１．５５μｍ帯
とし、試験光を波長１．６５μｍ帯として、透過すべき
信号光に対する反射率を−３５ｄＢ程度の低い値になる
よう多層膜フィルタを設計すると、反射すべき試験光に
対する反射率が−２０ｄＢ程度の低い値となる。このよ
うに、反射すべき試験光に対する反射率が低いと、上記
第２の位置からの反射光量の認識精度が低下するととも
に、光線路の断線等による異常点からの反射と第２の位
置からの反射との識別が困難となる。

【０００５】本発明は、上記問題点を解消する為になさ
れたものであり、信号光や試験光の波長が変動した場合
であっても信号光の受信エラーが生じ難い光線路監視シ
ステムを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る光線路監視
システムは、監視対象である光線路の第１の位置に試験
光を導入して該試験光を光線路の第２の位置に向けて伝
送させ、第２の位置で反射され第１の位置から出射され
た反射光を検出して、その反射光の検出結果に基づいて
光線路を監視する光線路監視システムであって、第２の
位置に試験光を反射させて反射光とする光導波路型回折
格子が設けられており、その光導波路型回折格子の格子
間隔が試験光の伝搬方向に連続的に変化していて第１の
位置に近いほど短いことを特徴とする。

【０００７】この光線路監視システムによれば、監視対
象である光線路の第１の位置に導入された試験光は、光
線路の第２の位置に向けて伝送され、第２の位置に設け
られた光導波路型回折格子により反射され、その反射光
が光線路を戻っていき第１の位置から出射される。そし
て、第１の位置から出射された反射光の検出結果に基づ
いて光線路が監視される。この光導波路型回折格子の屈
折率変調の間隔すなわち格子間隔は、信号光を透過させ
る一方で試験光を反射させるよう設計される。

【０００８】ここで、光導波路型回折格子の格子間隔
は、試験光の伝搬方向に連続的に変化している。これに
より、光導波路型回折格子は、試験光の波長を含む一定
の反射波長帯域の光を高い反射率で試験光を反射させる
ことができる。すなわち、光導波路型回折格子は、試験
光の波長が変動した場合であっても、高い反射率で試験
光を反射させることができる。一方で、光導波路型回折
格子は、信号光の波長が変動した場合であっても、高い
透過率で信号光を透過させることができる。また、光導
波路型回折格子の格子間隔は、第１の位置の側に近いほ
ど短くなっている。これにより、光導波路型回折格子
は、試験光の波長が変動した場合であっても、安定した
反射率で試験光を反射させることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態を詳細に説明する。尚、図面の説明におい
て同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省
略する。

【００１０】図１は、本実施形態に係る光線路監視シス
テムを含む光伝送システムの概略構成図である。光伝送
システムは、局１０と加入者端末２０との間で光線路３
０を介して光伝送するものである。光線路監視システム
は、この光線路３０を監視するものであり、ＯＴＤＲ装
置１２および光導波路型回折格子２３を備えて構成され
る。

【００１１】局１０内には送信器１１、ＯＴＤＲ装置１
２および光カプラ１３が設けられている。送信器１１
は、例えば波長１．５５μｍ帯の信号光を出力する。Ｏ
ＴＤＲ装置１２は、例えば１．６５μｍ帯の試験光を光
カプラ１３へ出力するとともに、光カプラ１３から到達
した試験光の戻り光の強度の時間変化を検出し、これに
基づいて光線路３０を監視する。光カプラ１３は、送信
器１１から出力された信号光およびＯＴＤＲ装置１２か
ら出力された試験光を入力し、これらを光線路３０の第
１の位置３０ａへ導入する。また、光カプラ１３は、光
線路３０から到達した試験光の戻り光をＯＴＤＲ装置１
２へ導く。

【００１２】光線路３０は、主に光ファイバからなり、
局１０内の光カプラ１３から第１の位置３０ａに入力さ
れた信号光および試験光を第２の位置３０ｂに向けて伝
送する。また、光線路３０は、試験光の戻り光を第２の
位置３０ｂの側から第１の位置３０ａの側へ向けて伝送
する。ここで、戻り光とは、光線路３０の途中において
発生した試験光の後方散乱光や、光線路３０の第２の位
置３０ｂに設けられた光導波路型回折格子２３により反
射された試験光の反射光である。

【００１３】加入者端末２０内には、受信器２１、光フ
ァイバ２２および光導波路型回折格子２３が設けられて
いる。光導波路型回折格子２３は、光線路３０の第２の
位置３０ｂに設けられており、例えば光ファイバのコア
領域に屈折率変調が形成されたファイバグレーティング
であり、信号光を透過させる一方で試験光を反射させる
よう、屈折率変調の間隔すなわち格子間隔が設計されて
いる。また、光導波路型回折格子２３の格子間隔は、試
験光の伝搬方向に連続的に変化していて、第１の位置３
０ａの側に近いほど短い。光ファイバ２２は、送信器１
１から出力され光線路３０を経て光導波路型回折格子２
３を透過した信号光を受信器２１に導き、受信器２１
は、この光ファイバ２２により導かれた信号光を受信す
る。

【００１４】ＯＴＤＲ装置１２からパルス出力された試
験光は光カプラ１３を経て光線路３０を伝送され光導波
路型回折格子２３に到達して反射され、その反射光は光
線路３０を戻り光カプラ１３を経てＯＴＤＲ装置１２に
到達する。また、光線路３０の途中において発生した試
験光の後方散乱光も、光カプラ１３を経てＯＴＤＲ装置
１２に到達する。これらの戻り光（反射光および後方散
乱光）の強度の時間変化がＯＴＤＲ装置１２により検出
される。

【００１５】図２は、ＯＴＤＲ装置１２により検出され
る戻り光の強度の時間変化を示す図である。光線路３０
が正常であれば、戻り光の強度は、時間の経過とともに
次第に減少していき、光導波路型回折格子２３からの反
射光を表す極大が或る時刻において生じる。もし、光線
路３０の何れかの箇所で異常が発生すれば、その異常箇
所に対応する時刻において、戻り光の強度は急激に低下
する。このように、ＯＴＤＲ装置１２により戻り光の強
度の時間変化を検出することにより、光線路３０上のど
の箇所で異常が発生したかを検知することができる。

【００１６】一方、局１０内の送信器１１から出力され
た信号光は、光カプラ１３を経て光線路３０を伝送さ
れ、光導波路型回折格子２３を透過して、加入者端末２
０内の光ファイバ２２を経て受信器２１により受信され
る。

【００１７】次に、本実施形態に係る光線路監視システ
ムに用いられる光導波路型回折格子２３について更に詳
細に説明する。

【００１８】図３は、光導波路型回折格子２３の構成お
よび配置の説明図である。同図に示すように、この光導
波路型回折格子２３は、光線路３０の第２の位置３０ｂ
に設けられており、光ファイバ２３ａのコア領域２３ｂ
に屈折率変調が形成されたファイバグレーティングであ
る。光導波路型回折格子２３の屈折率変調の間隔すなわ
ち格子間隔は、信号光を透過させる一方で試験光を反射
させるよう設計されている。

【００１９】また、光導波路型回折格子２３の格子間隔
は、試験光の伝搬方向に連続的に変化している。これに
より、光導波路型回折格子２３は、試験光の波長を含む
一定の反射波長帯域の光を高い反射率で試験光を反射さ
せることができる。すなわち、光導波路型回折格子２３
は、試験光の波長が変動した場合であっても、高い反射
率で試験光を反射させることができる。一方で、光導波
路型回折格子２３は、信号光の波長が変動した場合であ
っても、高い透過率で信号光を透過させることができ
る。

【００２０】さらに、光導波路型回折格子２３の格子間
隔は、第１の位置３０ａの側に近いほど短くなってい
る。これにより、光導波路型回折格子２３は、試験光の
波長が変動した場合であっても、安定した反射率で試験
光を反射させることができる。このことを図４〜図６を
用いて説明する。

【００２１】図４は、光導波路型回折格子の作用の説明
図である。図４（ａ）は、本実施形態のように格子間隔
が第１の位置３０ａの側に近いほど短くなっている場合
を示し、図４（ｂ）は、本実施形態とは逆に格子間隔が
第１の位置３０ａの側に近いほど長くなっている場合を
示す。

【００２２】本実施形態とは逆に格子間隔が第１の位置
３０ａの側に近いほど長くなっている場合（図４
（ｂ））には、第１の位置３０ａの側からコア領域２３
ｂを伝送されてきた試験光は、反射されるべき光導波路
型回折格子２３中の格子間隔の位置に到達する前に、格
子間隔が長い領域を通過して、その際に図中Ａで示すよ
うに一部がクラッド領域２３ｃに放射される。この放射
に因りＯＴＤＲ装置１２に戻る反射光の強度が低下し、
光線路の監視に誤りが生じる場合がある。また、反射さ
れるべき光導波路型回折格子２３中の格子間隔の位置に
到達して反射された試験光の反射光も、格子間隔が長い
領域を通過して、その際に図中Ｂで示すように一部がク
ラッド領域２３ｃに放射される。この放射された試験光
は、光ファイバ２２を経て受信器２１に到達し受信エラ
ーを生じさせる場合がある。

【００２３】これに対して、本実施形態のように格子間
隔が第１の位置３０ａの側に近いほど短くなっている場
合（図４（ａ））には、第１の位置３０ａの側からコア
領域２３ｂを伝送されてきた試験光は、反射されるべき
光導波路型回折格子２３中の格子間隔の位置に到達する
前に、格子間隔が長い領域を通過することはない。ま
た、反射されるべき光導波路型回折格子２３中の格子間
隔の位置に到達して反射された試験光の反射光も、格子
間隔が長い領域を通過することはない。したがって、試
験光およびその反射光の何れも、クラッド領域２３ｃに
放射されることはない。

【００２４】図５は、光導波路型回折格子の反射特性お
よび透過特性の説明図である。図５（ａ）は、本実施形
態のように格子間隔が第１の位置３０ａの側に近いほど
短くなっている場合の反射特性を示し、図５（ｂ）は、
その場合の透過特性を示す。図５（ｃ）は、本実施形態
とは逆に格子間隔が第１の位置３０ａの側に近いほど長
くなっている場合の反射特性を示し、図５（ｄ）は、そ
の場合の透過特性を示す。

【００２５】本実施形態とは逆に格子間隔が第１の位置
３０ａの側に近いほど長くなっている場合には、反射特
性（図５（ｃ））は、試験光の反射波長帯域内において
波長が短いほど反射率が小さい。これは、図４（ｂ）中
Ａで説明した試験光の一部がクラッド領域２３ｃへ放射
される現象に因るものであると考えられる。また、透過
特性（図５（ｄ））は、試験光の反射波長帯域内におい
て波長が短いほど透過率が大きく、特に、試験光の反射
波長帯域の下限付近において透過率が許容値を超えて大
きくなる場合がある。これは、図４（ｂ）中Ｂで説明し
た試験光の一部がクラッド領域２３ｃへ放射される現象
に因るものであると考えられる。

【００２６】これに対して、本実施形態のように格子間
隔が第１の位置３０ａの側に近いほど短くなっている場
合には、反射特性（図５（ａ））および透過特性（図５
（ｂ））それぞれは何れも、試験光の反射波長帯域内に
おいて波長に依らず略一定である。

【００２７】図６は、光導波路型回折格子の透過特性の
測定結果を示す図である。図６（ａ）は、本実施形態の
ように格子間隔が第１の位置３０ａの側に近いほど短く
なっている場合の透過特性を示し、図６（ｂ）は、本実
施形態とは逆に格子間隔が第１の位置３０ａの側に近い
ほど長くなっている場合の透過特性を示す。各図は、光
ファイバ２２として単一モード光ファイバ（ＳＭＦ）お
よびグレーディドインデックス光ファイバ（ＧＩＦ）の
何れかを用いて、受信器２１により検出された試験光の
強度の波長依存性を示している。

【００２８】本実施形態とは逆に格子間隔が第１の位置
３０ａの側に近いほど長くなっている場合（図６
（ｂ））には、光ファイバ２２が単一モード光ファイバ
（ＳＭＦ）であるときには、試験光の反射波長帯域内に
おいて透過率は充分に小さい。一方、光ファイバ２２が
グレーディドインデックス光ファイバ（ＧＩＦ）である
ときには、試験光の反射波長帯域内において波長が短い
ほど透過率が大きく、特に、試験光の反射波長帯域の下
限付近において透過率が許容値（−２０ｄＢ）を超えて
大きくなっている。これは、グレーディドインデックス
光ファイバ（ＧＩＦ）の実効コア断面積が比較的大きい
ことから、図４（ｂ）中Ｂで説明した試験光の一部がク
ラッド領域２３ｃへ放射されたものが、光ファイバ２２
のコアへ導入され、受信器２１まで到達したことに因る
ものと考えられる。

【００２９】これに対して、本実施形態のように格子間
隔が第１の位置３０ａの側に近いほど短くなっている場
合（図６（ａ））には、光ファイバ２２が単一モード光
ファイバ（ＳＭＦ）およびグレーディドインデックス光
ファイバ（ＧＩＦ）の何れであるときにも、試験光の反
射波長帯域内において透過率は充分に小さい。

【００３０】本発明は、上記実施形態に限定されるもの
ではなく種々の変形が可能である。例えば、光導波路型
回折格子は光ファイバに屈折率変調が形成された光ファ
イバグレーティングであるとして説明したが、これに限
られるものではなく、基板上の光導波路に屈折率等の変
調が形成された回折格子であってもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上、詳細に説明したとおり、本発明に
よれば、監視対象である光線路の第１の位置に導入され
た試験光は、光線路の第２の位置に向けて伝送され、第
２の位置に設けられた光導波路型回折格子により反射さ
れ、その反射光が光線路を戻っていき第１の位置から出
射される。そして、第１の位置から出射された反射光の
検出結果に基づいて光線路が監視される。

【００３２】ここで、光導波路型回折格子の格子間隔は
試験光の伝搬方向に連続的に変化しているので、光導波
路型回折格子は、試験光の波長を含む一定の反射波長帯
域の光を高い反射率で試験光を反射させることができ
る。すなわち、光導波路型回折格子は、試験光の波長が
変動した場合であっても、高い反射率で試験光を反射さ
せることができる。一方で、光導波路型回折格子は、信
号光の波長が変動した場合であっても、高い透過率で信
号光を透過させることができる。また、光導波路型回折
格子の格子間隔は第１の位置の側に近いほど短くなって
いるので、光導波路型回折格子は、試験光の波長が変動
した場合であっても、安定した反射率で試験光を反射さ
せることができる。すなわち、信号光や試験光の波長が
変動した場合であっても信号光の受信エラーは生じ難
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係る光線路監視システムを含む光
伝送システムの概略構成図である。

【図２】ＯＴＤＲ装置により検出される戻り光の強度の
時間変化を示す図である。

【図３】光導波路型回折格子の構成および配置の説明図
である。

【図４】光導波路型回折格子の作用の説明図である。

【図５】光導波路型回折格子の反射特性および透過特性
の説明図である。

【図６】光導波路型回折格子の透過特性の測定結果を示
す図である。

【符号の説明】

１０…局、１１…送信器、１２…ＯＴＤＲ装置、１３…
光カプラ、２０…加入者端末、２１…受信器、２２…光
ファイバ、２３…光導波路型回折格子、２３ａ…光ファ
イバ、２３ｂ…コア領域、２３ｃ…クラッド領域、３０
…光線路、３０ａ…第１の位置、３０ｂ…第２の位置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者茂原政一神奈川県横浜市栄区田谷町１番地住友電気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者酒井和明神奈川県横浜市栄区田谷町１番地住友電気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者松浦一郎神奈川県横浜市栄区田谷町１番地住友電気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者田中郁昭東京都新宿区西新宿三丁目19番２号日本電信電話株式会社内 (72)発明者泉田史東京都新宿区西新宿三丁目19番２号日本電信電話株式会社内Ｆターム(参考） 2G086 CC02 KK01 5K002 AA05 BA02 BA04 BA21 EA06 EA32 FA01 5K042 AA06 AA08 BA09 CA10 CA13 CA16 DA33 EA02 EA08 FA08 FA14 FA21 LA08 LA11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】監視対象である光線路の第１の位置に試
験光を導入して該試験光を前記光線路の第２の位置に向
けて伝送させ、前記第２の位置で反射され前記第１の位
置から出射された反射光を検出して、その反射光の検出
結果に基づいて前記光線路を監視する光線路監視システ
ムであって、前記第２の位置に前記試験光を反射させて前記反射光と
する光導波路型回折格子が設けられており、その光導波
路型回折格子の格子間隔が前記試験光の伝搬方向に連続
的に変化していて前記第１の位置に近いほど短いことを
特徴とする光線路監視システム。