JPH02130447A

JPH02130447A - 光ファイバ線路の監視システム

Info

Publication number: JPH02130447A
Application number: JP28537588A
Authority: JP
Inventors: Hisao Maki; 久雄牧; Masumi Fukuma; 眞澄福間; Takeo Komiya; 健雄小宮; Shuzo Suzuki; 鈴木　修三
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1988-11-11
Filing date: 1988-11-11
Publication date: 1990-05-18
Anticipated expiration: 2013-03-04
Also published as: JP2722554B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、光ファイバ線路における障害状態を監視す
る光ファイバ線路の監視装置及び監視方法に関するもの
であり、具体的には、光ファイバを使用する光通信線路
網における異常の有無を検知あるいは障害を予知する装
置、方法に関するものである。

〔従来の技術〕

光ファイバを長距離伝送路として用いる場合、中継器間
隔は数十キロメートルになるので、光ファイバの伝送特
性が変化した時（例えば、光ファイバの切断、光ケーブ
ル内への浸水、温度上昇等）、中継器間における光ファ
イバ線路の異常場所を検知する必要がある。さらに、今
後導入される加入者系線路網においても必要である。

従来では、加入者系線路網における異常検知方法として
ガス圧監視方法がある。これは、光ケーブル内に高圧乾
燥空気を封入し、光ケーブルの接。

読点等に設置した圧力発振器で圧力変化を検知するもの
であった。このように、圧力の変化を検知することによ
り、光ケーブルの破損の有無、破損状態を監視すること
ができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来の光ファイバ線路の監視方法によれ
ば、ケーブル内の圧力が時間の経過と共に低下すること
から、光ケーブルに穴が存在して水等が浸入することを
予知することはできるが、通信媒体（光ファイバ、メタ
リック芯線（銅線））自体に異常が存在するか否かの判
断をすることができない。

その為、通信可能性、障害の種類を検知することができ
ず、光ファイバの寿命等を推定することができないとい
う欠点があった。

そこでこの発明は、光ファイバ線路に生じた障害の種類
の識別、光ファイバ線路の寿命の推定等ができる監視装
置を提供することにより、監視精度の向上を目的とする
。

また、光ファイバ線路に生じた障害の状態を精度良く、
かつ、簡単に監視することができる監視方法を提供する
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を達成するため、この発明は光ファイバ線路に
おける障害状態を監視する光ファイバ線路の監視装置に
おいて、光ファイバ線路に接続されたセンサファイバと
、センサファイバにモニタ光を入射するモニタ光入射手
段と、モニタ光の後方散乱光を検出する後方散乱光検出
手段と、後方散乱光に基づき光ファイバ線路における障
害を検知する障害検知手段とを備えて構成されている。

また、この発明は光ファイバ線路にファイバセンサを接
続し当該光ファイバ線路に生じた障害状態を監視する光
ファイバ線路の監視方法において、モニタ光を光ファイ
バ線路に入射する第１のステップと、モニタ光の後方散
乱光を検出する第２のステップと、後方散乱光の波形と
正常状態における後方散乱光の波形とを比較し損失増加
点を抽出する第３のステップと、損失増加点における損
失増の大きさ及び変化率を算出する第４のステップと、
損失増の大きさ及び変化率と基準値とを比較し光ファイ
バ線路における障害を検知する第５のステップとを含ん
で構成される。

〔作用〕

この発明は、以上のように構成されているので、浸水、
湿度上昇、温度変化等の障害状態が発生すると、光ファ
イバ線路に接続されたファイバセンサの作用により、局
部的に曲げ損失が発生し後方散乱光の波形に段差（不連
続点）が現れる。

この不連続点における段差の大きさ、時間的変化を検知
することにより、障害の種類、線路の寿命等を判断する
ことができる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例に係る光ファイバ線路の監視
装置及び監視方法を添付図面に基づき説明する。なお、
説明において同一要素には同一符号を用い、重複する説
明は省略する。

第１図は、この発明に係る光ファイバ線路の監視装置の
基本構成を示すブロック図、第２図は、後方散乱光の光
パワーの波形変化を示す図である。

最初に、第２図に基づき、この発明の詳細な説明する。

光ファイバ線路内を伝播するモニタ光の後方散乱光の光
パワーの変化は指数関数で示される。その為、これを対
数変換すれば一次関数で表すことができる。第２図は、
後方散乱光の光パワーの波形変化を示すもので、横軸と
して時間から換算される光ファイバケーブルの距離、縦
軸として後方散乱光パワーをとったものである。同図（
ａ）は正常状態における後方散乱光の波形であり、同図
（ｂ）は障害状態における後方散乱光の波形である。第
２図で示すように、接続点あるいは曲げ破断等の障害に
よる損失増が発生した障害状態の場合、パワーレベルは
不連続に変化し波形に段差が生じる。従って、光ファイ
バを用いた光ファイバ線路を敷設した時に後方散乱光パ
ワーを測定し、■後方散乱光の光パワーの波形、■接続
点における接続損失、■各種センサファイバの接続位置
における損失を含む基準データをデータベースに記録し
ておく。この基準データと測定データとを比較すること
により、障害の位置、種類を特定することができる。

次に、第１図に基づき、この発明に係る光ファイバ線路
の監視装置の基本構成を説明する。この光ファイバ線路
の監視装置は、基本的に、センサファイバ１．２．３、
モニタ光入射手段４、後方散乱光検出手段５、障害検知
手段６を備えて構成されている。光ファイバ線路７には
、センサファイバ１．２．３が接続されており、光ファ
イバ線路８にはセンサファイバ１が接続されている。セ
ンサファイバとしては、浸水センサ、温度センサ、湿度
センサ等を使用することができる。光ファイバ線路７．
８は、それぞれ交換器に接続されており、光信号が伝送
されている。モニタ光入射手段４は、それぞれの光ファ
イバ線路７．８にファイバ形カブラ等を介して接続され
ており、センサファイバが接続された光ファイバにモニ
タ光を入射することができる。後方散乱光検出手段５は
、モニタ光入射手段４に接続されており、光ファイバ線
路を伝播するモニタ光の後方散乱光を検出することがで
きる。障害検知手段６は、後方散乱光検出手段５に接続
されており、後方散乱光に基づき光ファイバ線路におけ
る障害を検知する。

第３図は、光ファイバ線路における障害の検知例を示す
ものである。同図（ａ）は光ファイバ線路にＡセンサと
Ｂセンサを接続した監視装置の概要を示し、同図（ｂ）
〜（ｄ）は後方散乱光のパワー波形を示すものである。

Ａセンサ（例えば、浸水センサ）で０．３ｄＢの損失増
が検知されると、パワー波形には損失増に対応した段差
が表れる（同図（ｂ）参照）。同様に、Ｂセンサ（例え
ば、温度センサ）で０．８ｄＢの損失増が検知されると
、パワー波形には損失増に対応した段差が表れる（同図
（ｃ）参照）。これらの損失増が同時に発生した時には
、パワー波形には２つの損失増に対応した２つの段差が
順番に表れる（同図（ｄ）参照）。このように、各種の
センサファイバを接続しておくことにより、複数の障害
の有無、種類、位置等を検知することができる。

次に、第４図に基づき、この発明の一実施例に係る光フ
ァイバ線路の監視装置を説明する。この実施例は、複数
の浸水センサファイバ９．９、・・・密閉部材１０．１
０、・・・、ラインセレクタ１１．０ＴＤＲ１２を含ん
で構成されている。０ＴＤＲ１２は、ラインセレクタ１
１に接続されており、ラインセレクタ１１には複数の光
ファイバ線路１３．１４．１５が接続されている。それ
ぞれの光ファイバ線路には、複数の浸水センサファイバ
９．９、・・・が密閉部材１０．１０、・・・内に収納
された状態で接続されている（同図（ａ）参照）。

同図（ｂ）は、この監視装置に使用できる浸水センサフ
ァイバを示す斜視図である。この浸水センサファイバは
、吸水性材料９ａｑ９ｂ、光ファイバ９ｃを含んで構成
されている。光ファイバ９ｃは、光ファイバ線路１３．
１４．１５を構成するもので、吸水性材料９ａ、９ｂを
挾んで配置されており、プラスチック製ケース９ｄに収
納されている。プラスチック製ケース９ｄには、複数の
穴が形成されたプラスチックカバー９ｅが嵌合され、吸
水性材料９ａ、９ｂ等が固定される。

第５図は、浸水センサファイバの作用を示す断面図であ
る。水がケース９ｄ内に浸入すると吸水性材料９　ａ　
ｓ　９　ｂが膨潤し、光ファイバ９ｃが曲げられる（同
図（ａ））。その為、当該光ファイバ９ｃには曲げ損失
が生じ時間の経過と共に、伝送損失が増加するので（同
図（ｂ））　、水が光ファイバ線路内に浸入したことを
検知することができる。なお、この実施例には浸水セン
サファイバを使用しているが、特に浸水センサファイバ
に限定されるものではない。

第６図は、この実施例に使用することができる温度セン
サファイバを示すものである。同図（ａ）は、その基本
的構成を示す斜視図であり、同図（ｂ）は、収納状態を
示す斜視図である。この温度センサファイバは、温度変
化により体積変化する気体を弾性容器１６に封入し、そ
れを温度変化により体積変化しない固定用紐１７で光フ
ァイバ１８に固定して構成されている（第７図（ａ）参
照）。この温度センサファイバは、光ファイバ１８が突
出できる窓１９ａを備えた容器１９に収納されている（
同図（ｂ）参照）。温度上昇があると、光ファイバ１８
は窓１９ａから突出し、局部的に曲げが発生する。この
曲げによって光ファイバには伝送損失の変化が生じるの
で、その損失増加を０ＴＤＲ等で検知することにより、
温度上昇を検知することができる。

次に、第７図に基づき、この発明の一実施例に係る光フ
ァイバ線路の監視方法を説明する。同図は、この光ファ
イバ線路の監視方法を示す工程図である。ステップ１０
１では、光ファイバ線路に合波分波器あるいは分岐合流
器を用いて、光パルス試験機（ＯＴＤＲ）からモニタ光
を入射する。

ステップ１０２では、ファイバの持つレーり散乱光特性
により減衰しながら伝播する時に入射方向と逆方向に戻
る後方散乱光を検出する。ステップ１０３では、検出さ
れた後方散乱光と、あらかじめ記憶された基準データと
を比較する。この基準データは、光ファイバを用いた光
ファイバ線路を敷設した時に後方散乱光パワーを測定し
、■後方散乱光パワーの波形、■接続点における接続損
失、■各種センサファイバの接続位置における損失等を
含むものである。ステップ１０４では、後方散乱光と基
準データの差を比較し、損失増加点を抽出する。複数の
ファイバセンサを接続することにより、光ファイバ線路
における障害の位置を推定することができる。ステップ
１０５では、損失増加点における損失増の大きさ及び変
化率を算出する。ステップ１０６では、損失増の大きさ
及び変化率を、あらかじめ記憶された基準値と比較する
。

これらの基準値は、例えば、浸水時の損失増加量、増加
率、温度変化時の損失増加量、増加率等であり、実験的
あるいは経験的に求められたものである。ステップ１０
７では、基準値との比較に基づき、光ファイバ線路に生
じた障害を検知する。例えば、損失増加量が０．３ｄＢ
であれば浸水、０．８ｄＢであれば温度変化等のように
、光ファイバ線路に発生した障害を検知することや（で
きる。

次に、第８図に基づき、この発明の他の実施例に係る光
ファイバ線路の監視方法を説明する。同図は、この光フ
ァイバ線路の監視方法を示すフローチャートである。ま
ず、０ＴＤＲで後方散乱光の光パワーの波形変化を測定
する（ステップ２０１）。この測定された波形変化に基
づき、損失増加点を抽出する（ステップ２０２）。次に
、抽出された増加点における損失増の変化率を算出する
（ステップ２０３）。この算出値を正常時のデータと比
較することにより、異常があるか否かを判断する（ステ
ップ２０４）。異常がない場合にはステップ２０８へ進
む。異常が検知された場合には、この異常が、直接的損
失増によるものかを判断する（ステップ２０５）。ここ
で直接的損失増とは、現象が発生すればそれが直接損失
増として検出されるものである。一方、間接的損失増は
現象の発生自体が微小な損失変化しかもたらさないので
、間接的に検出した情報を損失増に置き換えたものであ
る。後者の例としては、浸水センサファイバ等がある。

直接的損失増である場合にはシステムダウンとなる損失
増になるまでの寿命（損失増が大きいので再敷設が必要
になるまでの時間）を推定しくステップ２０６）、直接
的損失増でない場合（間接的損失増の場合）には損失増
と現象発生原因の関係から寿命を推定する（ステップ２
０７）。寿命を推定したらアラームを出力しくステップ
２０８）、最新の損失データをデータとして追加記憶す
る（ステップ２０９）。このように、各種障害に対して
理論的あるいは実験的に得られた障害発生時の基準デー
タ（データテーブル値）における損失変化率と、観測デ
ータから得られた損失変化率から光ファイバ線路の寿命
を推定することができる。

次に、この発明の応用例に係る自動光ファイバ線路監視
システムの概要を説明する。第９図は、そのシステム構
成図である。複数の光ファイバ線路２０．２１、・・・
には、それぞれセンサファイバ２２．２３が接続されて
いる。センサファイバは、浸水センサ、温度センサ、湿
度センサ等を使用することができる。光ファイバ線路２
０．２１は、それぞれＭＤ　Ｆ　（Ｍａｌｎ　　Ｄｌｓ
ｔｒｉｂｕｔＩｏｎ　Ｆｒａｍｅ）２４に接続されてお
り、波長λＳの光信号が送受信されている。ラインセレ
クタ２５は、複数のス。

イッチを備え、前述した光ファイバ線路２０．２１、・
・・に接続されている。このラインセレクタ２５には、
０ＴＤＲ２６が接続されている。この０ＴＤＲ２６とラ
インセレクタ２５には、データベース２７が搭載された
コンピュータシステム２８が接続されている。波長λＭ
のモニタ光は、上記ラインセレクタ２５を介して線路内
へ挿入され、センサファイバ２２．２３内を伝播する。

〔発明の効果〕

この発明に係る監視装置は、以上説明したように構成さ
れているので、光ファイバ線路に生じた障害の種類の識
別、光ファイバ線路の寿命の推定等ができる。

また、この発明に係る監視方法は、光ファイバ線路に生
じた障害の状態を精度良く、かつ、簡単に監視すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る光ファイバ線路の監視装置の
基本構成を示すブロック図、第２図は、光パワーの波形
変化を示す図、第３図は、障害の検知例を波形変化で示
す図、第４図は、この発明の一実施例に係る光ファイバ
線路の監視装置を示す図、第５図は、浸水センサファイ
バの作用を示す図、第６図は、温度センサファイバを示
す斜視図、第７図は、この発明に係る光ファイバ線路の
監視方法の一実施例を示す工程図、第８図は、この発明
に係る光ファイバ線路の監視方法の他の実施例を示すフ
ローチャート、第９図は、この発明の応用例に係る光フ
ァイバ線路の監視装置を示すブロック図である。１．２．３．２２．２３・・・センサファイバ４・・・
モニタ光入射手段５・・・後方散乱光検出手段６・・・障害検知手段７．８．１３．１４．１５・・・光ファイバ線路９・・
・浸水センサファイバ１０・・・密閉部材１１．２５・・・ラインセンサ１２．２６・・・０ＴＤＲ１６・・・弾性容器１７・・・固定用紐１８・・・光ファイバ１９・・・容器２０．２１・・・光ファイバ線路２４・・・ＭＤＲ２７・・・データベース２８・・・コンピュータシステム後方尽乱死漬形擾糟点に、Ｈ１了る動散乱光変イじ光パワーの波形変化第２図Ａてレフ− Ｂ亡：／７− 距１１！［ｋｍｌＰＪｉ′Ｆ１の秒゛知例第３図突売倒（前半）第図実舟例（後半）背８瓢妹浸水ｔ’：、’７ファイバのイ千用（前半）１１５図光ファイバ線路の監視方法第図

Claims

【特許請求の範囲】１、光ファイバ線路における障害状態を監視する光ファ
イバ線路の監視装置において、前記光ファイバ線路に接続されたセンサファイバと、前記光ファイバ線路にモニタ光を入射するモニタ光入射
手段と、前記モニタ光の後方散乱光を検出する後方散乱光検出手
段と、前記後方散乱光に基づき前記光ファイバ線路における障
害を検知する障害検知手段とを備えて構成されている光
ファイバ線路の監視装置。２、光ファイバ線路にファイバセンサを接続し、当該光
ファイバ線路に生じた障害状態を監視する光ファイバ線
路の監視方法において、モニタ光を光ファイバ線路に入射する第１のステップと
、前記モニタ光の後方散乱光を検出する第２のステップと
、前記後方散乱光の波形と正常状態における後方散乱光の
波形とを比較し、損失増加点を抽出する第３のステップ
と、前記損失増加点における損失増の大きさ及び変化率を算
出する第４のステップと、前記損失増の大きさ及び変化率と基準値とを比較し、前
記光ファイバ線路における障害を検知する第５のステッ
プを含んで構成される光ファイバ線路の監視方法。