JP7318705B2 - 判定装置及び判定方法 - Google Patents

Description

本開示は、ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）形態の光線路において、分岐スプリッタの分岐側に接続される光ファイバ心線の任意位置で当該光ファイバ心線の側方から試験光を入射し、当該光ファイバ心線のユーザ宅側における終端状態を判定する判定装置及び判定方法に関する。

通信ビルとユーザ宅間のアクセスネットワークを光ファイバで結ぶＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ Ｔｏ Ｔｈｅ Ｈｏｍｅ）サービスは、主に通信ビルの外部に分岐スプリッタ（以後、所外分岐ＳＰと称する）を設けて光ファイバを分岐するＰＯＮ形態のネットワークによって提供されている。ＰＯＮ形態の光回線開通工事おいて、ユーザ宅側となる所外分岐ＳＰの光ファイバ心線が現用心線であるか、もしくは非現用心線であるかを工事現場で判定することは、工事対象の心線を特定する工程において重要な確認事項となる。ここで、現用心線とは既に特定のユーザによって使用されている光ファイバ心線を意味し、非現用心線とはどのユーザにも利用されていない光ファイバ心線を意味する。

ユーザからの光回線利用申込みに対して迅速かつ効率的に光回線開通を行うため、所外分岐ＳＰの分岐側に接続された光ファイバ心線は、あらかじめ住宅地付近の電柱までケーブル単位で張られている。なお、所外分岐ＳＰの分岐側から光ファイバ心線の終端までを「所外分岐ＳＰ下部」と記載することがある。光回線開通工事は、申込みのあったユーザ宅付近の電柱にてケーブルに収容された光ファイバ心線を切断し、そこからユーザ宅へ光ファイバ心線を引き落とし、ユーザ宅内に設置された光加入者終端装置（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ、以後、ＯＮＵと称する）と光ファイバ心線を接続する工程となる。尚、このように光ファイバ心線をユーザ宅へ引き落とす電柱を引き落とし柱と呼ぶ。ここで、引き落とし柱のケーブルには現用心線と非現用心線が混在しており、工事作業者はその中から非現用心線を切断し、ユーザ宅へ引き落とさねばならない。通常、ケーブルに収容された光ファイバ心線にはそれぞれ番号が付与されており、通信事業者の設備管理オペレーションシステムには、光ファイバ心線の番号毎に現用心線か非現用心線かの情報が登録されている。しかしながら、ヒューマンエラー等の理由により、光ファイバ心線のシステム上の登録情報と現実の利用実態が一致しない可能性もある。そのため、前述したようにＰＯＮ形態の光回線開通工事おいては、工事対象外となる現用心線を誤って切断しないよう、ケーブルに収容された複数の光ファイバ心線の内、どの光ファイバ心線が現用もしくは非現用心線であるかを工事現場で確認することは極めて重要である。

ＰＯＮ形態の所外分岐ＳＰ下部の光ファイバ心線を現用心線か非現用心線か判定する方法について、特許文献１～３及び非特許文献１などに提案されている。

特開２００８－３０９９５８号公報 特開２００９－２５０５２号公報 特開２０１８－１８６５０３号公報

Ｋｅｉｔａ Ｍａｔｓｕｏｋａ， Ｓｈｉｎｉｃｈｉ Ｎｉｉｍｉ， Ｍａｓａａｋｉ Ｍｉｙａｍｏｔｏ， Ｈｉｒｏｓｈｉ Ｓｕｇａｗａｒａ "Ｎｅｗ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ"， Ｐｒｏｃ． ６４ｎｄ Ｉｎｔ． Ｃａｂｌｅ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ Ｓｙｍｐ．， ｐｐ． ７０４－７０８， Ｎｏｖ． ２０１５．

特許文献１および特許文献２には、ＯＮＵの前段で光ファイバ心線に接続される試験光遮断フィルタの有無を判定する方法が開示されている。これらはそれぞれ２波長のＯＴＤＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ）もしくは２波長の心線対照光を用いる方法であるが、共通の原理として、試験光遮断フィルタの帯域反射特性に対して透過する波長帯の光と反射する波長帯の２波長の試験光を通信ビルから所外分岐ＳＰ下部心線に入射し、２波長の反射光の反射率比の大小を比較することで対象の光ファイバ心線の終端部が試験光遮断フィルタであるか否かを判定している。

これらの方法は、非現用心線には全て試験光遮断フィルタが接続されていないことが前提となっているが、実際の所外ＳＰ下部の光ファイバ心線の設備運用では、非現用心線にも試験光遮断フィルタが接続されている。ユーザが光回線利用中でなくとも試験光遮断フィルタまで接続した所外ＳＰ下部の光ファイバ心線は保留心線と呼ばれており、その目的は、ユーザが光回線の申込みを行った際に、保留心線にＯＮＵを接続することでＤＩＹにて開通できるようにすることにある。以上のことから、特許文献１および特許文献２の方法で現用心線と非現用心線の判定することは困難である。

非特許文献１には、所外ＳＰ下部の光ファイバ心線を曲げて、ＯＮＵからの上り通信光を漏洩光として検知することで対象の光ファイバ心線にＯＮＵが接続しているか否かを判定する方法が開示されている。この方法は、ＯＮＵが発光中の状態であれば対象光ファイバ心線が現用心線であることを確認できるが、ＯＮＵの電源が一時的にでも切られていた場合にはＯＮＵが発光せず検知不可能となる。よって、非特許文献１の方法は、電源ＯＦＦのＯＮＵを検知できないため、当該方法で現用心線と非現用心線の判定することは困難である。

特許文献３には、非特許文献１で対応不可能であった電源ＯＦＦのＯＮＵを検知する方法が開示されている。この方法は、非特許文献１の方法でＯＮＵからの上り光が検知できなかった光ファイバ心線に対しＯＴＤＲを用いて２波長の試験光を入射し、光ファイバ心線終端部からの２波長の反射光の反射減衰量がＯＮＵの光トランシーバの反射特性を反映したものになることを利用して、対象光ファイバ心線の終端部が電源ＯＦＦのＯＮＵであるか否かを判定している。非特許文献１の方法と特許文献３の方法を併用することで、対象光ファイバ心線が現用心線であるか非現用心線であるかを判定することができる。

しかし、特許文献３の方法は、測定のためにＯＴＤＲと所外ＳＰ下部の光ファイバ心線をコネクタ接続する必要があるため、コネクタのある設備箇所でしか実行できないという制限がある。所外ＳＰ下部では、コネクタはモジュールタイプの所外ＳＰにのみ実装されており、ユーザ宅付近の引き落とし柱のクロージャ内には着脱可能なコネクタ箇所は存在しない。

以上のことから、非特許文献１と特許文献３を併用する方法は、電源ＯＦＦのＯＮＵを検知できるが、コネクタが実装された所外ＳＰの設備箇所からしか実行できず、開通工事場所である引き落とし柱で現用心線と非現用心線の判定することが困難という課題がある。

そこで、本発明は、上記課題を解決するために、所外ＳＰ下部の光ファイバ心線の終端部に電源ＯＦＦのＯＮＵが接続されているか否かを、所外ＳＰ下部の光ファイバ心線が露出している任意の箇所から判定できる判定装置及び判定方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る判定装置及び判定方法は、複数の波長の試験光を光ファイバ側方から入射し、終端で反射したそれぞれの反射光の光強度比又は終端におけるそれぞれの反射減衰量に基づいて判断することとした。

具体的には、本発明にかかる第１の判定装置は、
ＰＯＮの光分岐スプリッタの分岐側に一端を接続する光ファイバの任意位置において、前記光ファイバの他端側に対して光入出力を可能とする光入出力部と、
前記光入出力部を介して前記光ファイバに複数の波長の試験光を入射し、前記試験光により前記光ファイバで発生した戻り光をそれぞれ受光する測定部と、
前記測定部が受光した前記戻り光のうち、前記光ファイバの他端で反射した反射光の光強度から前記光ファイバの他端における反射率を波長毎に取得し、異なる波長の前記反射率の比率から前記光ファイバの他端の状態を判定する判定部と、
を備える。

また、本発明にかかる第１の判定方法は、
ＰＯＮの光分岐スプリッタの分岐側に一端を接続する光ファイバの任意位置において、前記光ファイバの他端側に対して複数の波長の試験光を入射し、
前記試験光により前記光ファイバで発生した戻り光をそれぞれ受光し、
前記戻り光のうち、前記光ファイバの他端で反射した反射光の光強度から前記光ファイバの他端における反射率を波長毎に取得し、
異なる波長の前記反射率の比率から前記光ファイバの他端の状態を判定する
ことを特徴とする。

試験光の反射は光ファイバ心線の終端部の状況に応じて波長ごとに反射量が変化する。つまり、波長ごとに反射量の多少が把握できれば光ファイバ心線の終端部の状況を推定することができる。従って、本発明は、所外ＳＰ下部の光ファイバ心線の終端部に電源ＯＦＦのＯＮＵが接続されているか否かを、所外ＳＰ下部の光ファイバ心線が露出している任意の箇所から判定できる判定装置及び判定方法を提供することができる。

例えば、前記試験光が波長の短いものからλ１、λ２及びλ３の３波長であり、
λ１、λ２及びλ３の前記反射率をそれぞれＲ１、Ｒ２及びＲ３とすると、
前記判定部は、
前記比率のうちＲ１／Ｒ２が所定値Ａより大きい場合、前記光ファイバの他端に終端装置が接続されている状態と判定し、
前記比率のうちＲ１／Ｒ２が所定値Ａ以下かつ前記比率のうちＲ３／Ｒ１が所定値Ｂより大きい場合、前記光ファイバの他端に帯域反射型フィルタが配置されている状態と判定し、
前記比率のうちＲ１／Ｒ２が所定値Ａ以下かつ前記比率のうちＲ３／Ｒ１が所定値Ｂ以下の場合、前記光ファイバの他端に配置された光コネクタが開放状態、もしくは前記光ファイバの他端が切断された状態と判定することを特徴とする。

また、例えば、前記試験光が波長の短いものからλ１及びλ２の２波長であり、
λ１及びλ２の前記反射率をそれぞれＲ１及びＲ２とすると、
前記判定部は、
前記比率のうちＲ１／Ｒ２が所定値Aより大きい場合、前記光ファイバの他端に終端装置が接続されている状態と判定し、
前記比率のうちＲ１／Ｒ２が所定値A以下の場合、前記光ファイバの他端に帯域反射型フィルタが配置されている状態、前記光ファイバの他端に配置された光コネクタが開放状態、もしくは前記光ファイバの他端が切断された状態と判定することを特徴とする。

一方、本発明にかかる第２の判定装置は、
ＰＯＮの光分岐スプリッタの分岐側に一端を接続する光ファイバの任意位置において、前記光ファイバの他端側に対して光入出力を可能とする光入出力部と、
前記光入出力部を介して前記光ファイバに複数の波長の試験光を入射し、前記試験光により前記光ファイバで発生した戻り光をそれぞれ受光する測定部と、
前記測定部が受光した前記戻り光のうち、前記光ファイバの他端で反射した反射光の光強度から前記光ファイバの他端における反射減衰量を波長毎に取得しており、
前記試験光が波長の短いものからλ１及びλ２の２波長で、前記反射減衰量をそれぞれＲＬ１及びＲＬ２とした場合、
前記反射減衰量のＲＬ１が所定値ａより大きい場合、前記光ファイバの他端が切断された状態と判定し、
前記反射減衰量のＲＬ１が所定値ａ以下かつ前記反射減衰量のＲＬ２が所定値ｂ以下の場合、前記光ファイバの他端に配置された光コネクタが開放状態であると判定し、
前記反射減衰量のＲＬ１が所定値ａ以下かつ前記反射減衰量のＲＬ２が所定値ｂより大きい場合、前記光ファイバの他端に終端装置が接続されている状態と判定する判定部と、
を備えることを特徴とする。

また、本発明にかかる第２の判定方法は、
ＰＯＮの光分岐スプリッタの分岐側に一端を接続する光ファイバの任意位置において、前記光ファイバの他端側に対して複数の波長の試験光を入射し、
前記試験光により前記光ファイバで発生した戻り光をそれぞれ受光し、
前記戻り光のうち、前記光ファイバの他端で反射した反射光の光強度から前記光ファイバの他端における反射減衰量を波長毎に取得し、
前記試験光が波長の短いものからλ１及びλ２の２波長で、前記反射減衰量をそれぞれＲＬ１及びＲＬ２とした場合、
前記反射減衰量のＲＬ１が所定値ａより大きい場合、前記光ファイバの他端が切断された状態と判定し、
前記反射減衰量のＲＬ１が所定値ａ以下かつ前記反射減衰量のＲＬ２が所定値ｂ以下の場合、前記光ファイバの他端に配置された光コネクタが開放状態であると判定し、
前記反射減衰量のＲＬ１が所定値ａ以下かつ前記反射減衰量のＲＬ２が所定値ｂより大きい場合、前記光ファイバの他端に終端装置が接続されている状態と判定することを特徴とする。

試験光の反射は光ファイバ心線の終端部の状況に応じて波長ごとに反射減衰量が変化する。ここで反射量を測定するときにレイリー後方散乱光も測定できれば、波長ごとに反射減衰量を把握でき、その結果から光ファイバ心線の終端部の状況を推定することができる。従って、本発明は、所外ＳＰ下部の光ファイバ心線の終端部に電源ＯＦＦのＯＮＵが接続されているか否かを、所外ＳＰ下部の光ファイバ心線が露出している任意の箇所から判定できる判定装置及び判定方法を提供することができる。

本発明は、所外ＳＰ下部の光ファイバ心線の終端部に電源ＯＦＦのＯＮＵが接続されているか否かを、所外ＳＰ下部の光ファイバ心線が露出している任意の箇所から判定できる判定装置及び判定方法を提供することができる。

本発明に係る判定装置を説明する図である。 本発明に係る判定装置が取得するＯＴＤＲ波形（３波長）を説明する図である。（ａ）は全体波長、（ｂ）は距離２００ｍ付近の拡大図である。 本発明に係る判定方法を説明するフローチャートである。 本発明に係る判定装置が取得する反射率の比（３波長）を説明する図である。 本発明に係る判定装置が取得するＯＴＤＲ波形（２波長）を説明する図である。（ａ）は全体波長、（ｂ）は距離２００ｍ付近の拡大図である。 本発明に係る判定方法を説明するフローチャートである。 本発明に係る判定装置が取得する反射率の比（２波長）を説明する図である。 本発明に係る判定装置が備える２波長のコヒーレントＯＴＤＲを説明する図である。 本発明に係る判定装置が取得するＯＴＤＲ波形を説明する図である。（ａ）は全体波長、（ｂ）～（ｄ）は距離２０１０ｍ付近の拡大図である。 本発明に係る判定装置が取得する反射減衰量を説明する図である。 本発明に係る判定方法を説明するフローチャートである。

添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。

（実施形態１）
図１は、本実施形態の判定装置１０１を説明する図である。判定装置１０１は、光ファイバ心線５０の終端状態を判定する。判定装置１０１は、
ＰＯＮの光分岐スプリッタの分岐側に一端を接続する光ファイバ５０の任意位置において、光ファイバ５０の他端（終端５１）側に対して光入出力を可能とする光入出力部１１と、
光入出力部１１を介して光ファイバ５０に複数の波長の試験光を入射し、前記試験光により光ファイバ５０で発生した戻り光をそれぞれ受光する測定部１２と、
測定部１２が受光した前記戻り光のうち、光ファイバ５０の他端（終端５１）で反射した反射光の光強度から光ファイバ５０の他端（終端５１）における反射率を波長毎に取得し、異なる波長の前記反射率の比率から光ファイバ５０の他端（終端５１）の状態を判定する判定部１３と、
を備える。

光入出力部１１は、所定の曲げ形状を光ファイバ心線５０に印加することで光ファイバ心線５０のコア内を伝搬する光を漏洩光として外部へ出力し、さらに外部からの光をコア内に入力する。測定部１２は、複数の波長の試験光を光ファイバ心線５０に入射してその戻り光から光ファイバ心線５０の反射率分布を計測する。判定部１３は、その反射率分布を解析する。判定装置１０１は、光ファイバ心線５０が露出している所外ＳＰ下部の任意の箇所からその心線の終端５１に電源ＯＦＦのＯＮＵ１０２が接続されているか否かを判定することができる。

測定部１２は、３つの中心波長の異なる試験光を発光し、光ファイバ長手方向の反射率分布を受光できる機能を持ったものであればよく、ＯＴＤＲやコヒーレント検波受信型のＯＴＤＲ、フォトンカウンティング方式のＯＴＤＲ、ＯＦＤＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｏｍａｉｎ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｏｒ）を用いれば良い。本実施形態では、測定部１２がＯＴＤＲである場合を説明する。

ＯＴＤＲから出力される試験光は、ブローブ光ファイバ３１を介してＧＲＩＮ（Ｇｒａｄｉｅｎｔ Ｉｎｄｅｘ）レンズ３２に入力される。ここで、ブローブ光ファイバ３１は汎用のシングルモードファイバを用い、ＧＲＩＮレンズ３２はビームウェスト幅２７μｍで焦点距離１０９０μｍのものを用いる。

光ファイバ心線５０は、凸型ブロック３３および凹型ブロック３３に挟み込まれることで所定の曲げ形状が形成される。ＧＲＩＮレンズ３２から出力される集光された試験光は、凹型ブロック３４を透過後、光ファイバ心線５０の前記曲げ形状の部分に入力される。ここで凸型ブロック３３は、光ファイバ心線５０からの漏洩光と凸型ブロック３３間の反射を低減するため、光ファイバ心線５０の被覆の屈折率１．５程度より大きな屈折率を持つ材質のものを用いればよい。例えば、凸型ブロック３３は、屈折率１．５７のガラスもしくはポリカーボネートで形成される。光ファイバ心線５０の曲げ形状は、図１に示す平面内にて曲率半径２ｍｍ、中心角度９０度とする。

光ファイバ心線５０に入力された試験光は、光ファイバ心線５０中を伝搬した後、その終端５１にて反射される。ここで、光ファイバ心線５０の長さは、最大でも２ｋｍ以下であるため、本実施形態では長さ２００ｍの光ファイバ心線のサンプルを用いる。

終端５１からの反射光は、試験光の入力箇所と同じく、光ファイバ心線５０の所定の曲げ形状を付与された箇所から漏洩し、凹型ブロック３４を透過後、ＧＲＩＮレンズ３２に入力される。ＧＲＩＮレンズ３２から出力された反射光は、プローブファイバ３１を介して測定部１２（ＯＴＤＲ）に入力される。ＯＴＤＲは、入力された反射光を解析し、光ファイバ心線５０のファイバ長手方向に対する反射率分布を得る。

本実施形態では、前記試験光が波長の短いものからλ１、λ２及びλ３の３波長であり、
λ１、λ２及びλ３の前記反射率をそれぞれＲ１、Ｒ２及びＲ３とすると、
判定部１３は、
前記比率のうちＲ１／Ｒ２が所定値Ａより大きい場合、光ファイバ５０の他端（終端５１）に終端装置（ＯＮＵ１０２）が接続されている状態と判定し、
前記比率のうちＲ１／Ｒ２が所定値Ａ以下かつ前記比率のうちＲ３／Ｒ１が所定値Ｂより大きい場合、光ファイバ５０の他端（終端５１）に帯域反射型フィルタが配置されている状態と判定し、
前記比率のうちＲ１／Ｒ２が所定値Ａ以下かつ前記比率のうちＲ３／Ｒ１が所定値Ｂ以下の場合、光ファイバ５０の他端（終端５１）に配置された光コネクタが開放状態、もしくは光ファイバ５０の他端（終端５１）が切断された状態と判定することを特徴とする。

ここで、ＯＴＤＲから出力される３つの試験光の波長は、光ファイバ心線５０の終端５１の帯域反射特性を考慮して設定する。光ファイバ心線５０が現用の場合に終端５１に設置されるＯＮＵ１０２には、ＯＮＵ１０２から発光される上り通信光の反射光が自身の発光素子に入らないよう１３１０ｎｍ帯の光を反射するアイソレータが発光素子内に内蔵されている。さらに、ＯＮＵ１０２には、光局舎終端装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）からの下り通信光を受光するように１４９０ｎｍ帯を透過するＷＤＭフィルタ、および受光のためのフォトディテクタが内蔵されている。

そのため、光ファイバ心線５０からＯＮＵ１０２に波長１３１０ｎｍおよび１４９０ｎｍの試験光を入射した場合、１３１０ｎｍの試験光により強い反射光が生じるが、１４９０ｎｍの試験光によっては弱い反射光しか生じない。このようなＯＮＵ内蔵の光デバイスの帯域反射特性を考慮し、ＯＴＤＲから出力される試験光の波長λ１およびλ２は、１３１０ｎｍおよび１４９０ｎｍが相応しい。但し、１４９０ｎｍ帯のレーザ光源は、一般的な通信波長帯である１５５０ｎｍ帯のレーザ光源に比べ高価である。そのため、波長λ２には１５５０ｎｍ帯のレーザ光源を用いてもよい。以下、ＯＴＤＲから出力される試験光の波長λ１およびλ２は、１３１０ｎｍ、１５５０ｎｍとして説明する。

さらに光ファイバ心線５０の終端５１に設置されている試験光遮断フィルタを考慮し、試験光遮断フィルタの反射帯域である１６５０ｎｍを試験光の波長λ３に設定する。

上記の試験波長を選択した場合、前述した入出力部１１における光ファイバ心線５０との光の入出力効率は、すべての波長において約－１３ｄＢとなる。

またＯＴＤＲから出力される試験光のパルス幅は、本測定で要求される空間分解能が１ｍ以下であるため、１０ｎｓ（空間分解能１ｍ）とする。これは、ユーザ宅に設置された試験光遮断フィルタとＯＮＵ間の光ファイバ長が最低１．５ｍであるため、この２つの隣接する反射イベントを識別するためにＯＴＤＲの要求空間分解能を１ｍ以下としている。

また測定レンジは、所外ＳＰ下部の光ファイバ心線の最長の長さを考慮し、２ｋｍとする。最後に、測定の平均化回数は、１波長の測定あたり２^１４（＝８１９２）回とする。これは、測定時間としては１波長あたり１０秒程度となり、工事作業の測定待ち時間を極力短くしつつ平均化効果によるＯＴＤＲ波形のＳＮ比向上を得られるよう考慮した平均化回数となる。

図２（ａ）は、３波長の試験光測定により得られたＯＴＤＲ波形である。なお、横軸の「距離」とは、光ファイバ心線５０に入出力部１１を設置した場所から終端５１の方向への距離及び終端５１で折り返して入出力部１１へ向かう方向への距離である。なお、入出力部１１を設置した場所からから終端５１までの距離は約２００ｍである。通常、ＯＴＤＲ波形には光ファイバ中からのレイリー後方散乱光と光ファイバ終端の反射光が表示される。本実施形態では、入出力部１１での光入力と光出力の合計で約－２６ｄＢの損失が生じる。そして、ＯＴＤＲのダイナミックレンジは２０ｄＢ程度であるため、レイリー後方散乱光はＯＴＤＲのノイズフロア以下の信号強度となり観測されない。光ファイバにおける反射イベントの一般的な評価パラメータとして反射減衰量が用いられるが、反射減衰量を測定するにはレイリー後方散乱光を観測する必要がある。従って、判定装置１０１の測定部１２がＯＴＤＲである場合、測定部１２は光ファイバ５０の終端５１の反射減衰量を測定できない。

そこで、測定部１２がＯＴＤＲである場合において、反射減衰量の代わりに反射率を用いて光ファイバ心線５０の終端５１での反射イベントを評価及び識別する方法を以下説明する。

図２（ｂ）は、光ファイバ心線５０の距離２００ｍ地点の終端５１におけるＯＴＤＲ波形の拡大図である。同図で示す波形は、終端５１に電源ＯＦＦのＯＮＵ１０２が接続され、その前段に試験光遮断フィルタが配置された場合の波形である。試験光波長１３１０、１５５０、１６５０ｎｍにおけるそれぞれの反射率をＲ１、Ｒ２、Ｒ３とする。同図で示すように、ＯＮＵ１０２はＷＤＭフィルタを内蔵しているため、Ｒ１とＲ２に差が生じている。またＯＮＵ１０２の前には１６５０ｎｍ帯の試験光遮断フィルタが設置されているため、Ｒ３とＲ１にも差が生じている。このように各波長における反射率の比、Ｒ１／Ｒ２およびＲ３／Ｒ１が終端５１によって固有の値を取るため、判定部１３は、この２つのパラメータを用いて光ファイバ心線５０の終端５１の状態を判定することができる。以下、詳細を判定フローチャートを用いて説明する。

図３は、判定部１３が行う、終端５１からの各波長における反射率の比（Ｒ１／Ｒ２およびＲ３／Ｒ１）を用いた終端５１の状態を判定するフローチャートである。まず、前述した方法にて反射率分布を測定する（ステップＳ１１）。次に、ＯＴＤＲ波形の反射イベントがあるかどうかを判定する（ステップＳ１２）。これは、光ファイバが存在しない距離ないし区間にてノイズフロアを計測し、そのノイズフロアの閾値より高いレベルの信号が観測された際に、反射信号ありと判定する（ステップＳ１２にて“Ｙｅｓ”）。一方で、ノイズフロアの閾値より高いレベルの反射信号が検知されなかった場合（ステップＳ１２にて“Ｎｏ”）は、信号未検知として光ファイバ心線の終端５１の状態は未知となる（ステップＳ１３）。

反射信号が検知された場合、反射率の比（Ｒ１／Ｒ２およびＲ３／Ｒ１）を算出する（ステップＳ１４）。そして、Ｒ１／Ｒ２が所定の閾値Ａ以上か未満かで、光ファイバ心線５０の終端５１の状態が電源ＯＦＦのＯＮＵであるか否かを判定する（ステップＳ１５）。Ｒ１／Ｒ２が所定の閾値Ａ以上の場合（ステップＳ１５で“Ｙｅｓ”）、光ファイバ心線５０の終端５１の状態が電源ＯＦＦのＯＮＵである（ステップＳ１６）。

Ｒ１／Ｒ２が閾値Ａ未満であった場合（ステップＳ１５で“Ｎｏ”）、Ｒ３／Ｒ１が所定の閾値Ｂ以上か未満かで、光ファイバ心線５０の終端５１の状態が試験光遮断フィルタであるか否かを判定する（ステップＳ１７）。Ｒ３／Ｒ１が所定の閾値Ｂ以上の場合（ステップＳ１７で“Ｙｅｓ”）、光ファイバ心線５０の終端５１の状態が試験光遮断フィルタであると判定する（ステップＳ１８）。Ｒ３／Ｒ１が閾値Ｂ未満であった場合（ステップＳ１７で“Ｎｏ”）、光ファイバ心線５０の終端５１の状態が電源ＯＦＦのＯＮＵと試験光遮断フィルタ以外の状態である、光コネクタの開放端もしくは光ファイバ心線が切断された状態と判定する（ステップＳ１９）。

図４は、光ファイバ心線５０の終端５１の３つの状態（下記参照）において反射率比を計算し、横軸にＲ１／Ｒ２、縦軸にＲ３／Ｒ１のグラフにプロットした結果である。同図は、光ファイバ心線５０の終端５１が電源ＯＦＦのＯＮＵ、試験光遮断フィルタ、光ファイバ心線切断の状態において各１，０００回測定、合計３０００回の測定を行った結果である。ここで、図３のフローチャートにおける判定閾値ＡおよびＢを両者とも４と設定すると、電源ＯＦＦのＯＮＵ、試験光遮断フィルタ、光ファイバ心線切断が正しく判定できることが分かる。

以上のように、入出力部１１とＯＴＤＲである測定部１２を接続した構成において、判定部１３は、測定した３波長の光ファイバ心線の終端５１からの反射光の反射率比Ｒ１／Ｒ２とＲ３／Ｒ１を判定パラメータとして用いることで、光ファイバ心線５０の終端５１の状態（電源ＯＦＦのＯＮＵ、試験光遮断フィルタ、又は光コネクタの開放端ないし光ファイバ心線切断）を判定できる。

（実施形態２）
図１は、本実施形態の構成でもある。本実施形態では、前記試験光が波長の短いものからλ１及びλ２の２波長であり、
λ１及びλ２の前記反射率をそれぞれＲ１及びＲ２とすると、
判定部１３は、
前記比率のうちＲ１／Ｒ２が所定値Aより大きい場合、光ファイバ５０の他端（終端５１）に終端装置（ＯＮＵ１０２）が接続されている状態と判定し、
前記比率のうちＲ１／Ｒ２が所定値A以下の場合、光ファイバ５０の他端（終端５１）に帯域反射型フィルタが配置されている状態、光ファイバ５０の他端（終端５１）に配置された光コネクタが開放状態、もしくは光ファイバ５０の他端（終端５１）が切断された状態と判定することを特徴とする。

本実施形態の判定装置１０１は、測定部１２のＯＴＤＲから出力される試験光が２波長１３１０ｎｍ、１５５０ｎｍで判定を行う。この２波長測定方法は１６５０ｎｍの試験光を使用しないため安価な測定が可能となる。しかし、２波長測定では反射率の比、Ｒ１／Ｒ２のみで終端判定処理を実施し、光ファイバ心線の終端５１が試験光遮断フィルタと光コネクタの開放端もしくは光ファイバ心線が切断におけるＲ１／Ｒ２の範囲が重複するため、試験光遮断フィルタと光コネクタの開放端もしくは光ファイバ心線が切断を終端判定することはできない。

図５（ａ）は、２波長の試験光測定により得られたＯＴＤＲ波形である。図５（ｂ）は、光ファイバ心線５０の距離２００ｍ地点における終端５１からのＯＴＤＲ波形拡大図を示す。同図で示す波形は、終端５１に電源ＯＦＦのＯＮＵ１０２が接続され、その前段に試験光遮断フィルタが配置された場合の波形である。試験光波長１３１０、１５５０ｎｍにおけるそれぞれの反射率をＲ１、Ｒ２とする。同図で示すように、ＯＮＵ１０２はＷＤＭフィルタを内蔵しているため、Ｒ１とＲ２に差が生じている。このように各波長における反射率の比、Ｒ１／Ｒ２が終端５１によって固有の値を取るため、判定部１３は、この１つのパラメータを用いて光ファイバ心線５０の終端５１の状態を判定することができる。以下、詳細について判定フローチャートを用いて説明する。

図６は、判定部１３が行う、終端５１からの各波長における反射率の比Ｒ１／Ｒ２を用いた終端５１の状態を判定するフローチャートである。まず、前述した方法にて反射率分布を測定する（ステップＳ２１）。次に、ＯＴＤＲ波形の反射イベントがあるかどうかを判定する（ステップＳ２２）。これは、光ファイバが存在しない距離ないし区間にてノイズフロアを計測し、そのノイズフロアの閾値より高いレベルの信号が観測された際に、反射信号ありと判定する（ステップＳ２２にて“Ｙｅｓ”）。一方で、ノイズフロアの閾値より高いレベルの反射信号が検知されなかった場合（ステップＳ２２にて“Ｎｏ”）は、信号未検知として光ファイバ心線の終端５１の状態は未知となる（ステップＳ２３）。

反射信号が検知された場合、反射率の比Ｒ１／Ｒ２を算出する（ステップＳ２４）。そして、Ｒ１／Ｒ２が所定の閾値Ａ以上か未満かで、光ファイバ心線５０の終端５１の状態が電源ＯＦＦのＯＮＵであるか否かを判定する（ステップＳ２５）。Ｒ１／Ｒ２が所定の閾値Ａ以上の場合（ステップＳ２５で“Ｙｅｓ”）、光ファイバ心線５０の終端５１の状態が電源ＯＦＦのＯＮＵである（ステップＳ２６）。一方、Ｒ１／Ｒ２が閾値Ａ未満であった場合（ステップＳ２５で“Ｎｏ”）、光ファイバ心線５０の終端５１の状態が試験光遮断フィルタ、光コネクタの開放端、もしくは光ファイバ心線が切断された状態と判定する（ステップＳ２７）。

図７は、光ファイバ心線５０の終端５１の３つの状態（下記参照）において反射率比を計算し、Ｒ１／Ｒ２の軸にプロットした結果である。同図は、光ファイバ心線５０の終端５１が電源ＯＦＦのＯＮＵ、試験光遮断フィルタ、光ファイバ心線切断の状態において各３００回測定、合計９００回の測定を行った結果である。ここで、図５のフローチャートにおける判定閾値Ａを例えば４と設定すると、電源ＯＦＦのＯＮＵか、試験光遮断フィルタもしくは光ファイバ心線切断かを判定できていることが分かる。

以上のように、入出力部１１とＯＴＤＲである測定部１２を接続した構成において、判定部１３は、測定した２波長の光ファイバ心線の終端５１からの反射光の反射率比Ｒ１／Ｒ２を判定パラメータとして用いることで、光ファイバ心線５０の終端５１の状態（電源ＯＦＦのＯＮＵか、試験光遮断フィルタ、光コネクタの開放端もしくは光ファイバ心線切断か）を判定できる。

（実施形態３）
図１は、本実施形態の構成でもある。本実施形態の判定装置１０１は、
ＰＯＮの光分岐スプリッタの分岐側に一端を接続する光ファイバ５０の任意位置において、光ファイバ５０の他端（終端５１）側に対して光入出力を可能とする光入出力部１１と、
光入出力部１１を介して光ファイバ５０に複数の波長の試験光を入射し、前記試験光により光ファイバ５０で発生した戻り光をそれぞれ受光する測定部１２と、
測定部１２が受光した前記戻り光のうち、光ファイバ５０の他端で反射した反射光の光強度から光ファイバ５０の他端（終端５１）における反射減衰量を波長毎に取得しており、
前記試験光が波長の短いものからλ１及びλ２の２波長で、前記反射減衰量をそれぞれＲＬ１及びＲＬ２とした場合、
前記反射減衰量のＲＬ１が所定値ａより大きい場合、光ファイバ５０の他端が切断された状態と判定し、
前記反射減衰量のＲＬ１が所定値ａ以下かつ前記反射減衰量のＲＬ２が所定値ｂ以下の場合、光ファイバ５０の他端に配置された光コネクタが開放状態であると判定し、
前記反射減衰量のＲＬ１が所定値ａ以下かつ前記反射減衰量のＲＬ２が所定値ｂより大きい場合、光ファイバ５０の他端（終端５１）に終端装置（ＯＮＵ１０２）が接続されている状態と判定する判定部１３と、
を備える。

本実施形態の測定部１２は、実施形態１および２で説明したＯＴＤＲに比べて高感度なＯＦＤＲ、コヒーレントＯＴＤＲ、又はフォトンカウンティング方式のＯＴＤＲである。本実施形態の判定装置１０１は、測定部１２が３波長を用いず、２波長１３１０ｎｍ、１５５０ｎｍの試験光の波形を計測するだけで光ファイバ心線５０の終端５１の状態（ＯＮＵ、帯域反射型フィルタまたは光ファイバ心線切断）を判定できる。これは、測定部１２に高感度な反射率分布測定器を用いることで、入出力部１１での損失に関わらず光ファイバ心線５０からのレイリー後方散乱光を観測でき、各波長の測定で終端５１における反射イベントの反射減衰量を得られるためである。

図８は、測定部１２のコヒーレントＯＴＤＲの構成を説明する図である。コヒーレントＯＴＤＲは、コヒーレント検波用に狭線幅のレーザ光源８１を用いる。狭線幅のレーザ光源８１は、例えば、線幅１００ｋＨｚ以下の性能を有するファイバレーザや外部共振型レーザなどが挙げられる。ここで、波長λ１、λ２はそれぞれ１３１０、１５５０ｎｍとする。

中心波長がそれぞれλ１、λ２の光源から出力された連続光は、光パルス化回路８２によって、所定の時間幅の光パルスに変調される。光パルス化回路８２は、空間分解能１ｍに対応した時間幅１０ｎｓの光パルスを消光比５０ｄＢで生成し、かつ光の強度増幅も行う光デバイスであれば良い。光パルス化回路８２は、例えば半導体光増幅器が挙げられる。

光パルス化回路８２から出力された光パルスは偏波制御器８３によって光の偏波状態をスクランブルされた状態でサーキュレータ８４に入力される。偏波制御器８３は偏波コントローラや偏波スクランブラといった装置を用いれば良い。サーキュレータ８４から出力された出力された波長λ１およびλ２の光パルスは、それぞれの波長による測定を光経路切替器８５によって切り替えられる。

光経路切替器８５は、高速な切替である必要がなく、光チャンネルセレクタのような機械式のスイッチやＭＥＭＳスイッチなどを用いれば良い。光経路切替器８５から出力された光パルスはプローブファイバ３１に入力され、図１で説明したように光ファイバ心線５０の終端５１に入射される。

プローブファイバ３１から出力される光ファイバ心線５０の終端５１からの反射光は、光経路切替器８５およびサーキュレータ８４を通じて合分波器８６に入力される。合分波器８６で、当該反射光と、光周波数制御回路８７によって周波数シフトされた光源８１からの波長λ１およびλ２の局発光とが合波され、バランス型光受信回路８８によってヘテロダイン検波される。ここで、光周波数制御回路８７は、光パルスの信号帯域分だけ光の周波数をシフトさせられる機能を持った光デバイスでよく、パルス幅１０ｎｓの信号帯域１００ＭＨｚに対応した周波数シフト量を持った音響光学変調器を用いれば良い。

バランス型光受信回路８８からの出力ビート信号は、数値化処理器８９でサンプリングされ、数値演算処理器９０におけるデジタルフィルタリング処理によって信号帯域１００ＭＨｚ以外の不要な周波数成分をカットされる。そして、数値演算処理器９０は不要な周波数成分を除去された信号に対し、繰り返し測定における２乗加算平均処理を行うことでＯＴＤＲ波形を得る。

図９（ａ）は、測定部１２としてコヒーレントＯＴＤＲを用いた場合の波長１３１０、１５５０ｎｍのＯＴＤＲ波形である。ここで、被測定光ファイバは最大距離の２ｋｍのものを用いている。図９（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、光ファイバ心線５０の終端５１の状態がそれぞれ、電源ＯＦＦのＯＮＵ、コネクタの開放端、切断されたファイバであるときのＯＴＤＲ波形を示している。いずれの場合においても、隣接するコネクタによる反射と終端５１での反射とが観測できており、さらにはレイリー後方散乱光も観測できている。

以下の式を用いて、終端５１の反射減衰量ＲＬが計算できる。
［式（１）］
ＲＬ＝－α＋１０ｌｏｇ（１０^Ｈ／１０－１） （ｄＢ）
ここで、σは波長およびパルス幅に依存するレイリー後方散乱光係数であり、Ｈはレイリー後方散乱光レベルから反射光のピークレベルまでの高さである（図９（ｂ）～（ｄ）を参照）。例えば、光ファイバ心線５０がシングルモードファイバの場合、σは波長１３１０、１５５０ｎｍでそれぞれ－７０、－７３ｄＢである。

図１０は、式（１）を用いて算出された光ファイバ心線５０の終端５１の反射減衰量マップである。横軸は波長１３１０ｎｍの反射減衰量、縦軸は１５５０ｎｍの反射減衰量である。図１０のように、終端５１の状態（電源ＯＦＦのＯＮＵ、コネクタの開放端、切断されたファイバ）によってプロットした反射減衰量の範囲が分かれている。このため、単純な閾値を設定することで、反射減衰量から終端５１の状態を判定することができる。

図１１は、判定部１３が行う、反射減衰量ＲＬ１およびＲＬ２を用いた終端５１状態を判定するフローチャートである。ここで、ＲＬ１およびＲＬ２は、波長がλ１（１３１０ｎｍ）及びλ２（１５５０ｎｍ）の試験光の反射減衰量である。まず、前述した方法にて反射率分布を測定する（ステップＳ３１）。次に、反射減衰量を算出する（ステップＳ３２）。

反射減衰量ＲＬ１およびＲＬ２における所定閾値をそれぞれａ、ｂと設定する。例えば、閾値ａ＝３０ｄＢ、閾値ｂ＝２５ｄＢである。反射減衰量ＲＬ１が閾値ａ以上か未満かを判断する（ステップＳ３３）。反射減衰量ＲＬ１が閾値ａ以上である場合（ステップＳ３３にて“Ｙｅｓ”）、終端５１は光ファイバ心線が切断された状態と判定する（ステップＳ３４）。一方、反射減衰量ＲＬ１が閾値ａ未満である場合（ステップＳ３３にて“Ｎｏ”）、反射減衰量ＲＬ２が閾値ｂ以上か未満かを判断する（ステップＳ３５）。反射減衰量ＲＬ２が閾値ｂ以上である場合（ステップＳ３５にて“Ｙｅｓ”）、終端５１に電源ＯＦＦのＯＮＵが接続されていると判断する（ステップＳ３６）。反射減衰量ＲＬ２が閾値ｂ未満である場合（ステップＳ３５にて“Ｎｏ”）、終端５１の状態はコネクタ開放と判定する。

（発明の効果）
本発明によれば、所外ＳＰ下部の光ファイバ心線の終端５１に電源ＯＦＦのＯＮＵが接続されているか否かを、所外ＳＰ下部の光ファイバ心線が露出している任意の箇所から判定することが可能となる。

１１：光入出力部
１２：測定部
１３：判定部
３１：プローブファイバ
３２：ＧＲＩＮレンズ
３３：凸型ブロック
３４：凹型ブロック
５０：光ファイバ心線
５１：終端
８１：レーザ光源
８２：光パルス化回路
８３：偏波制御器
８４：サーキュレータ
８５：光経路切替器
８６：合分波器
８７：光周波数制御回路
８８：バランス型光受信回路
８９：数値化処理器
９０：数値演算処理器
１０１：判定装置
１０２：ＯＮＵ

Claims (2)

1. ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）の光分岐スプリッタの分岐側に一端を接続する光ファイバの任意位置において、前記光ファイバの他端側に対して光入出力を可能とする光入出力部と、
   前記光入出力部を介して前記光ファイバに複数の波長の試験光を入射し、前記試験光により前記光ファイバで発生した戻り光をそれぞれ受光する測定部と、
   前記測定部が受光した前記戻り光のうち、前記光ファイバの他端で反射した反射光の光強度から前記光ファイバの他端における反射率を波長毎に取得し、異なる波長の前記反射率の比率から前記光ファイバの他端の状態を判定する判定部と、
   を備える判定装置であって、
   前記光入出力部は、前記光ファイバの任意位置に形成した曲げ形状にて前記光入出力を行うこと、
   前記測定部は、ＯＴＤＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ）であること
   を特徴とし、
   前記試験光が波長の短いものからλ１、λ２及びλ３の３波長であり、
   λ１、λ２及びλ３の前記反射率をそれぞれＲ１、Ｒ２及びＲ３とすると、
   前記判定部は、
   前記比率のうちＲ１／Ｒ２が所定値Ａより大きい場合、前記光ファイバの他端に終端装置が接続されている状態と判定し、
   前記比率のうちＲ１／Ｒ２が所定値Ａ以下かつ前記比率のうちＲ３／Ｒ１が所定値Ｂより大きい場合、前記光ファイバの他端に帯域反射型フィルタが配置されている状態と判定し、
   前記比率のうちＲ１／Ｒ２が所定値Ａ以下かつ前記比率のうちＲ３／Ｒ１が所定値Ｂ以下の場合、前記光ファイバの他端に配置された光コネクタが開放状態、もしくは前記光ファイバの他端が切断された状態と判定することを特徴とする判定装置。
2. ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）の光分岐スプリッタの分岐側に一端を接続する光ファイバの任意位置において、前記光ファイバの他端側に対して光入出力を可能とする光入出力部を介し、前記光ファイバに複数の波長の試験光を入射し、
   前記光入出力部を介し、前記試験光により前記光ファイバで発生した戻り光を測定部でそれぞれ受光し、
   前記戻り光のうち、前記光ファイバの他端で反射した反射光の光強度から前記光ファイバの他端における反射率を波長毎に取得し、
   異なる波長の前記反射率の比率から前記光ファイバの他端の状態を判定する
   ことを特徴とする判定方法であって、
   前記光入出力部は、前記光ファイバの任意位置に形成した曲げ形状にて前記光入出力を行うこと、
   前記測定部は、ＯＴＤＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ）であること
   を特徴とし、
   前記試験光が波長の短いものからλ１、λ２及びλ３の３波長であり、
   λ１、λ２及びλ３の前記反射率をそれぞれＲ１、Ｒ２及びＲ３とすると、
   前記比率のうちＲ１／Ｒ２が所定値Ａより大きい場合、前記光ファイバの他端に終端装置が接続されている状態と判定し、
   前記比率のうちＲ１／Ｒ２が所定値Ａ以下かつ前記比率のうちＲ３／Ｒ１が所定値Ｂより大きい場合、前記光ファイバの他端に帯域反射型フィルタが配置されている状態と判定し、
   前記比率のうちＲ１／Ｒ２が所定値Ａ以下かつ前記比率のうちＲ３／Ｒ１が所定値Ｂ以下の場合、前記光ファイバの他端に配置された光コネクタが開放状態、もしくは前記光ファイバの他端が切断された状態と判定することを特徴とする判定方法。

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