(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024113934
(43)【公開日】2024-08-23
(54)【発明の名称】監視システム、監視装置及び監視方法
(51)【国際特許分類】
H04B 10/077 20130101AFI20240816BHJP
H04J 14/00 20060101ALI20240816BHJP
【FI】
H04B10/077 110
H04J14/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023019219
(22)【出願日】2023-02-10
(71)【出願人】
【識別番号】000004237
【氏名又は名称】日本電気株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100109313
【弁理士】
【氏名又は名称】机 昌彦
(74)【代理人】
【識別番号】100149618
【弁理士】
【氏名又は名称】北嶋 啓至
(72)【発明者】
【氏名】松本 恵一
【テーマコード(参考)】
5K102
【Fターム(参考)】
5K102AA01
5K102AA46
5K102AB06
5K102AD00
5K102KA01
5K102KA28
5K102LA06
5K102LA15
5K102LA24
5K102LA42
5K102LA52
5K102MA01
5K102MB11
5K102MH03
5K102MH15
5K102MH22
5K102PA00
5K102PB01
5K102PD11
5K102PH11
5K102PH31
(57)【要約】
【課題】
MCF伝送路の監視光の受信レベルに含まれる、クロストークの影響を低減する。
【解決手段】
監視システムは、光送信回路及び光受信回路を備える監視装置と、光中継器と、第1のMCF伝送路及び第2のMCF伝送路と、を備え、第1のMCF伝送路及び第2のMCF伝送路は、いずれも複数のコアを含み、いずれも監視装置と光中継器とを複数のコアを介して接続し、光送信回路は光パルスを生成し、第1のMCF伝送路の複数のコアに含まれる第1のコアに光パルスを入力し、光中継器は第1のコアから受信した光パルスを第2のMCF伝送路の複数のコアに含まれる第2のコアへループバックし、光受信回路は、ループバックされた光パルスを第2のMCF伝送路の複数のコアから光受信パルスとして受信するとともに光受信パルスに基づいて補正受信レベルを算出する。
【選択図】
図8
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光送信手段及び光受信手段を備える監視装置と、光中継器と、第1のMCF(Multi-Core Fiber)伝送路及び第2のMCF伝送路と、を備えた監視システムであって、
前記第1のMCF伝送路及び前記第2のMCF伝送路は、いずれも複数のコアを含み、いずれも前記監視装置と前記光中継器とを前記複数のコアを介して接続し、
前記光送信手段は、光パルスを生成し、前記第1のMCF伝送路の前記複数のコアに含まれる第1のコアに前記光パルスを入力し、
前記光中継器は、前記第1のコアから受信した前記光パルスを、前記第2のMCF伝送路の前記複数のコアに含まれる第2のコアへループバックし、
前記光受信手段は、
前記ループバックされた光パルスを前記第2のMCF伝送路の前記複数のコアから光受信パルスとして受信し、
前記光受信パルスに基づいて補正受信レベルを算出する、
監視システム。
【請求項2】
前記光受信パルスの受信レベルの合算により前記補正受信レベルが算出される、請求項1に記載された監視システム。
【請求項3】
前記第2のMCF伝送路の前記複数のコアの全てから受信された光受信パルスの受信レベルに基づいて前記補正受信レベルが算出される、請求項1又は2に記載された監視システム。
【請求項4】
前記光受信手段は、略同一の時刻に受信した前記光受信パルスの受信レベルに基づいて前記補正受信レベルを算出する、請求項1又は2に記載された監視システム。
【請求項5】
前記光受信手段は、
前記受信レベルを前記第2のMCF伝送路のコア毎に電気信号として出力する光電気変換手段と、
前記電気信号が前記コア毎に示すレベルを合算することによって前記補正受信レベルを算出する信号処理手段と、
を備える請求項4に記載された監視システム。
【請求項6】
前記光受信手段は、前記光受信パルスの受信レベルが空間的に合算された光のレベルに基づいて前記補正受信レベルを算出する、請求項1又は2に記載された監視システム。
【請求項7】
前記監視装置は、前記第1のMCF伝送路の前記複数のコアから前記第1のコアを選択し、前記第1のコアへ前記光パルスを出力する光スイッチを備え、
前記光受信手段は、選択された前記第1のコアと対応付けて前記補正受信レベルを算出する、請求項1又は2に記載された監視システム。
【請求項8】
前記第1のコアを伝搬する光パルスの伝搬方向と前記第2のコアを伝搬する光パルスの伝搬方向とは互いに異なり、
単一のMCF伝送路が前記第1のコア及び前記第2のコアを含む、
請求項1又は2に記載された監視システム。
【請求項9】
複数のコアを含む、第1のMCF(Multi-Core Fiber)伝送路及び第2のMCF伝送路と接続可能な監視装置であって、
光パルスを生成し、前記第1のMCF伝送路の前記複数のコアに含まれる第1のコアに前記光パルスを入力する光送信手段と、
前記第2のMCF伝送路の前記複数のコアから、前記光パルスを光受信パルスとして受信し、前記光受信パルスに基づいて補正受信レベルを算出する光受信手段と、
を備える監視装置。
【請求項10】
光送信手段及び光受信手段を備える監視装置と、光中継器と、第1のMCF(Multi-Core Fiber)伝送路及び第2のMCF伝送路と、を備えた監視システムで用いられる監視方法であって、
前記第1のMCF伝送路及び前記第2のMCF伝送路は、いずれも複数のコアを含み、いずれも前記監視装置と前記光中継器とを前記複数のコアを介して接続し、
前記第1のMCF伝送路の前記複数のコアに含まれる第1のコアに前記監視装置から光パルスを入力し、
前記第1のコアから受信した前記光パルスを、前記光中継器において前記第2のMCF伝送路の前記複数のコアに含まれる第2のコアへループバックさせ、
前記ループバックされた光パルスを前記第2のMCF伝送路の前記複数のコアから光受信パルスとして前記監視装置において受信し、
前記光受信パルスに基づいて補正受信レベルを算出する、
監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、監視システム等に関する。
【背景技術】
【0002】
光伝送システムの伝送容量拡大のために、マルチコアファイバ(Multi-Core Fiber、MCF)を備える光ケーブルを用いる検討が進められている。MCFは、1本の光ファイバに複数のコアを格納することによって空間分割多重(Space Division Multiplexing、SDM)を実現し、光ファイバの伝送容量を拡大できる。MCFの構造として、非結合型MCFと結合型MCFとが知られている。非結合型MCFは、1本の光ファイバが備えるコアの間隔が比較的大きいMCFである。非結合型MCFは、コア間のクロストークが少ない一方、光ファイバ1本あたりのコアの本数を大きくできない。これに対して、結合型MCFは、1本の光ファイバが備えるコアの間隔が比較的小さいMCFである。結合型MCFは、コア間にクロストークが生じる一方、光ファイバ1本あたりのコアの本数を大きくできる。このため、結合型MCFはSDMによる大容量化に適している。MCFを用いた光ファイバ伝送路を、以下では「MCF伝送路」と記載する。
【0003】
また、光海底ケーブルシステムでは、海底中継器や光海底ケーブルの状態を監視するために、海底中継器でループバックされた監視光のレベルの変動を監視する方式が知られている。MCF伝送路が用いられた光海底ケーブルシステムにおいてこのような監視を行う場合には、監視光の送信機が出力した監視光を、MCF伝送路のコアのいずれかへ出力する。監視光の受信機は、光中継器でループバックされた監視光のレベルを測定する。測定された監視光のレベルが規定値よりも低下した場合は、監視光のルート上に障害があると推定できる。
【0004】
本発明に関連して、特許文献1には、障害検出の技術として、MCF伝送路を用いたシステムで用いられるものが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
結合型MCFでは、コア間のクロストークによって、隣接するコア(隣接コア)に監視光が漏洩する。そして、その漏洩量は環境温度や圧力、ねじれといった光ファイバの設置状況に応じて変動する。すなわち、あるコアに入力された監視光がMCF伝送路の状況に応じて隣接コアに漏洩するため、監視光の受信レベルがコア間のクロストークによって変動する。その結果、MCF伝送路の状態変化に起因する監視光の受信レベルの変動と、隣接コアへの光パルスの漏洩に起因する監視光の受信レベルの変動とが重なるため、監視光の受信機ではMCF伝送路の状態変化を正しく検出できない恐れがある。そして、MCF伝送路の状態変化を正しく検出できない場合には、MCF伝送路の障害の誤検出が発生する恐れもある。従って、MCF伝送路を監視する際には、MCF伝送路のクロストークに起因する影響、特に監視光の受信レベル変動の影響を低減できることが好ましい。
【0007】
(発明の目的)
本発明は、MCF伝送路の監視光の受信レベルに含まれる、クロストークの影響を低減可能な技術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】
【0008】
本発明の監視システムは、光送信手段及び光受信手段を備える監視装置と、光中継器と、第1のMCF(Multi-Core Fiber)伝送路及び第2のMCF伝送路と、を備えた監視システムであって、前記第1のMCF伝送路及び前記第2のMCF伝送路は、いずれも複数のコアを含み、いずれも前記監視装置と前記光中継器とを前記複数のコアを介して接続し、前記光送信手段は、光パルスを生成し、前記第1のMCF伝送路の前記複数のコアに含まれる第1のコアに前記光パルスを入力し、前記光中継器は、前記第1のコアから受信した前記光パルスを、前記第2のMCF伝送路の前記複数のコアに含まれる第2のコアへループバックし、前記光受信手段は、前記ループバックされた光パルスを前記第2のMCF伝送路の前記複数のコアから光受信パルスとして受信し、前記光受信パルスに基づいて補正受信レベルを算出する。
【0009】
本発明の監視装置は、複数のコアを含む、第1のMCF伝送路及び第2のMCF伝送路と接続可能な監視装置であって、光パルスを生成し、前記第1のMCF伝送路の前記複数のコアに含まれる第1のコアに前記光パルスを入力する光送信手段と、前記第2のMCF伝送路の前記複数のコアから、前記光パルスを光受信パルスとして受信し、前記光受信パルスに基づいて補正受信レベルを算出する光受信手段と、を備える。
【0010】
本発明の監視方法は、監視装置と、光中継器と、第1のMCF伝送路及び第2のMCF伝送路と、を備えた監視システムで用いられる監視方法であって、前記第1のMCF伝送路及び前記第2のMCF伝送路は、いずれも複数のコアを含み、いずれも前記監視装置と前記光中継器とを前記複数のコアを介して接続し、前記第1のMCF伝送路の前記複数のコアに含まれる第1のコアに前記監視装置から光パルスを入力する手順、前記第1のコアから受信した前記光パルスを、前記光中継器において前記第2のMCF伝送路の前記複数のコアに含まれる第2のコアへループバックさせる手順、前記ループバックされた光パルスを前記第2のMCF伝送路の前記複数のコアから光受信パルスとして前記監視装置において受信する手順、及び、前記光受信パルスに基づいて補正受信レベルを算出する手順、を含む。
【発明の効果】
【0011】
本発明は、MCF伝送路の監視光の受信レベルに含まれる、クロストークの影響を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【
図4】クロストークがない場合の、光受信パルスのレベルの例を説明する図である。
【
図5】クロストークがある場合の、光受信パルスのレベルの例を説明する図である。
【
図6】クロストークがない場合の障害の検出の例について説明する図である。
【
図7】クロストークがある場合の障害の検出の例について説明する図である。
【
図8】監視システムの詳細な構成例を示す図である。
【
図9】光パルス受信回路におけるレベルの合算の例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。図中に示された矢印は信号等の向きを例示するものであり、信号等の性質の限定を意図しない。また、実施形態及び図面では既出の要素には同一の参照符号を付して、重複する説明は省略する場合がある。
【0014】
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態における監視システム10の構成例を示す図である。監視システム10は、監視装置100及び150、MCF(Multi-Core Fiber)伝送路300及びMCF伝送路400、並びに、光中継器201-205を備える。
図1において、複数の光中継器201-205は、監視装置100と監視装置150との間に縦続接続されている。光中継器201-205は同様の構成及び機能を備える。このため、以下では、光中継器201-205を総称する場合は、これらを光中継器200と記載する場合がある。監視システム10は、MCF伝送路300、MCF伝送路400及び光中継器201-205を備える光伝送システムに、監視機能を提供するシステムである。
【0015】
MCF伝送路300及びMCF伝送路400は、複数のコアを含むマルチコアファイバである。
図1において、MCF伝送路300は図の左から右方向(以下、「下り方向」という。)の光を伝送し、MCF伝送路400は図の右から左方向(以下、「上り方向」という。)の光を伝送する。MCF伝送路300とMCF伝送路400とを併せて1個のMCF伝送路と考えてもよい。
【0016】
監視装置100及び150、並びに光中継器201-205は、MCF伝送路300及びMCF伝送路400の複数のコアを介して、互いに通信可能に接続される。光中継器201-205は、伝送される光を増幅する光増幅器及び監視光をループバックするループバック回路を、MCF伝送路300及びMCF伝送路400のそれぞれのコアの光路毎に備える。そして、光中継器201-205は、光増幅器の出力側で監視光をループバックする。このような、監視光をループバックさせるためのループバック回路を備える光中継器201-205は、一般的に知られている。
【0017】
監視装置100は、MCF伝送路300及びMCF伝送路400を介して光中継器200と接続可能である。監視装置100は、MCF伝送路300及びMCF伝送路400、並びに光中継器200の状態を監視するために、MCF伝送路300のコアの1つに監視光(
図1の黒矢印)を送信する。本実施形態では、監視光は光パルスである。光中継器200のループバック回路は、MCF伝送路300から入力された光パルスを分岐する。分岐された光パルスの一方は、MCF伝送路400へループバックされ、監視装置100で受信される。MCF伝送路300の複数のコアは、光中継器200のループバック回路を介して、MCF伝送路400の複数のコアと1対1で接続される。光カプラで分岐された他方の光パルスは、MCF伝送路300を伝搬して隣接する他の光中継器200へ進む。
【0018】
一方、監視装置150は、MCF伝送路400の1つのコアに、監視光である光パルス(
図1の白抜き矢印)を送出する。そして、監視装置150は、光中継器201-205のそれぞれでループバックされた光パルスをMCF伝送路300から受信する。監視装置150の機能は、光パルスの伝搬方向が異なる以外は、監視装置100と同様である。
【0019】
以下では、MCF伝送路300及びMCF伝送路400がいずれも4コアのMCFであり、5台の光中継器201-205が縦続接続された場合について説明する。しかし、以下の説明は、MCF伝送路300及びMCF伝送路400のコア数が4コア以外の場合、及び、縦続接続された光中継器200の台数が5台以外の場合にも適用されうることは明らかである。
【0020】
図2及び
図3は、それぞれ、MCF伝送路300の断面の例及びMCF伝送路400の断面の例を示す。MCF伝送路300はコア311-314を備え、MCF伝送路400はコア411-414を備える。なお、MCF伝送路300及びMCF伝送路400は、それぞれ、8個以上のコアを持つ1本のMCF伝送路の一部であってもよい。
【0021】
図4は、コア311-314の間及びコア411-414の間のいずれにもコア間のクロストークがない場合に、監視装置100においてMCF伝送路400から受信された光パルスの受信レベルの例を説明する図である。縦軸は監視装置100において受信された光パルス(光受信パルス)のレベルに対応し、横軸は時間である。なお、以下では、同一のMCF内におけるコア間のクロストークを単に「クロストーク」と記載する。
【0022】
光中継器201-205は、MCF伝送路300からMCF伝送路400へ、コア毎に光パルスをループバックする。
図4では、監視装置100がMCF伝送路300のコア311へ送出した光パルスが、光中継器201-205においてMCF伝送路400にループバックされる場合の例を示す。監視装置100がコア311に1個の光パルスを送出すると、光中継器201-205のそれぞれでループバックされた光パルスが、5個の光パルスを含むパルス列としてコア411から受信される。それぞれの光パルスの受信時刻は、光パルスが監視装置100から遠い光中継器でループバックされるほど遅くなる。すなわち、
図4において、5個の光受信パルスは、左から順にそれぞれ光中継器201、202、203、204、205でループバックされたものである。
図4及び以降の同様の図面では、例えば光中継器201でループバックされた光パルスを「P201」と記載する。
【0023】
なお、MCF伝送路300及びコア311は、それぞれ、第1のMCF伝送路及び第1のコアと呼ぶことができる。また、MCF伝送路400及びコア411は、それぞれ、第2のMCF伝送路及び第2のコアと呼ぶことができる。そして、第1のコア及び第2のコアは、単一のMCF伝送路に含まれていてもよい。このような単一のMCF伝送路においては、第1のコアを伝搬する光パルスの伝搬方向と第2のコアを伝搬する光パルスの伝搬方向とは互いに異なる。
【0024】
MCF伝送路300のコア間及びMCF伝送路400のコア間のいずれにもクロストークがない場合には、
図4に示すように、コア311へ送出された光パルスはコア411のみで受信される。従って、コア411から受信された光受信パルスの受信レベルを確認することで、それぞれの光パルスが伝搬した経路での障害(例えば、損失増加)の発生の有無を監視することができる。
【0025】
ここで、本実施形態の光受信パルスの受信レベルを示す図において、縦軸は、直前の光受信パルスと受信レベルの差がない場合に、水平な破線で示される振幅(以下、「基準レベル」という。)になる。例えば、
図4では光受信パルスP202に対する、直前の光受信パルスは、光受信パルスP201である。すなわち、「直前の光受信パルスの受信レベル」は、監視装置100に1つ近い光中継器でループバックされた光パルスの受信レベルである。また、ある光受信パルスにおいて、直前の光受信パルスよりも受信レベルが低くなった場合には、当該光受信パルスの受信レベルはレベル差に応じて基準レベルよりも低いレベルで示される。例えば、光中継器202でループバックされた光受信パルスP202の受信レベルが低下すると、
図4において光受信パルスP202のレベルは基準レベルよりも低下して示される。この場合、光受信パルスP202の後の光受信パルスP203-P205において、受信レベルが光受信パルスP202のレベルと同様である場合は、後の光パルスのレベルは基準レベルとして表示される。いいかえれば、
図4の縦軸で示される受信レベルは、直前の光受信パルスの受信レベルとの相対的な値に対応する。
図4では、光受信パルスのレベルは一定であるので、コア411からの光受信パルスのレベルは一定である。
【0026】
また、光中継器200が備える光増幅器の利得は、光中継器200に接続されたMCF伝送路300、400及び光中継器200の、正常時の損失を補償するように設定される。このため、正常時には、
図4に示すように、光受信パルスのレベルは、ループバックされる個所が光中継器201-205のいずれであるかにかかわらず、おおむね等しくなる。一方、MCF伝送路300、400及び光中継器201-205の、いずれかに障害があると判断される程度の損失増加(例えば3dB程度)があると、監視装置100において受信される光パルスのレベルは、正常時と識別可能なレベルまで低下する。
【0027】
図5は、MCF伝送路300又はMCF伝送路400にクロストークがある場合の、光受信パルスの受信レベルの例を示す。MCF伝送路300のコア間又はMCF伝送路400のコア間にクロストークがあり、監視装置100がコア311にのみ光パルスを送出した場合でも、コア412、413、414から光パルスが受信されたことを示す。なお、
図5では、光中継器201でループバックされる経路では、コア412-414からの光パルスは受信されていない。これは、光中継器201において光パルスがループバックされる経路ではクロストークが少ない可能性があることを示す。なお、
図5に示される受信レベルの振幅は、ばらつきを説明するためのものであり、実際の受信レベルと厳密に対応するものではない。
【0028】
クロストークはMCF伝送路300及びMCF伝送路400の外的な要因等によって変動するため、受信される光パルスの強度は測定時刻毎に変動する場合がある。
図5の縦方向の両矢印は、レベルが測定時刻によって異なることを示す。従って、一般的な監視装置のように、コア411から受信された光受信パルスの受信レベルのみを監視すると、クロストークによる受信レベルの低下が伝送路障害として誤検出される恐れがある。なお、ここでいう「伝送路障害」は、受信レベルの低下が光中継器200の障害に起因する場合を含む。
【0029】
図6及び
図7は、クロストークの有無による障害の検出の例について説明する図である。
図6は、クロストークがない場合の例である。
図6は、光中継器203でループバックされた経路のコア上に障害があり、対応する光受信パルスP203の受信レベルが低下している。水平な一点鎖線は障害発生の閾レベルを示し、受信レベルが閾レベル以下となった場合には障害と判断できる。
図6では、受信レベルはクロストークの影響を受けていないため、正しく障害の有無が検出できる。なお、障害発生個所よりも後の光中継器204及び205においてループバックされる経路に障害がない場合は、後の光受信パルスのレベルは変化しない。このため、上述したように、障害を示す光受信パルスよりもより後の光受信パルスの受信レベルは、基準レベルで示される。
【0030】
次に、
図7を用いて、MCF伝送路300及びMCF伝送路400の少なくとも一方にクロストークがある場合について、一般的な監視装置で生じる課題を説明する。光中継器203でループバックされた経路のコア上の障害によって、光受信パルスP203の受信レベルが低下している点は、
図6と同様である。
図7では、光中継器202、光中継器204及び光中継器205によってループバックされる経路のコアのクロストークにより、コア411から受信される光受信パルスP202、P204及びP205の受信レベルも低下している。このため、コア411から受信される光受信パルスのレベルが本来の正常なレベルよりも閾レベルを超えて変化する結果、これらの光受信パルスの経路上で障害が発生したものと誤認識される恐れがある。
【0031】
本実施形態では、MCF伝送路300及びMCF伝送路400の、それぞれのクロストークに起因する伝送路障害の誤検出を抑制するための構成を備えた監視システム及び監視装置について説明する。
【0032】
図8は、第1の実施形態の監視システム10の詳細な構成例を示す図である。監視システム10は、監視装置100と、光中継器201と、MCF伝送路300及びMCF伝送路400と、を備える。監視装置100は、光パルス送信回路110と、光パルス受信回路120とを備える。
図8では、2台目以降の光中継器202-205及び監視装置150の記載は省略されている。光パルス送信回路110は、光送信手段を担う。光送信手段は、光パルスを生成し、MCF伝送路300が備える複数のコアの1本であるコア311(すなわち、第1のコア)に当該光パルスを光送信パルスとして送出する。光パルス送信回路110として、OTDR(Optical Time Domain Reflectometer)が用いられてもよい。
【0033】
光中継器200は、コア311から受信した光パルスを、MCF伝送路400の複数のコアの1本であるコア411(すなわち、第2のコア)へループバックする。
【0034】
光パルス受信回路120は、MCF伝送路400へループバックされた光パルスを、MCF伝送路400が備える複数のコアから、光受信パルスとして受信する。さらに、光パルス受信回路120は、光受信パルスに基づいて補正受信レベルを算出する、このような機能を備える光パルス受信回路120は、光受信手段の一例である。光パルス受信回路120は、例えば、MCF伝送路400のコア411-414から受信した光パルスに対応するそれぞれの光の受信レベルを合算した、補正受信レベルを算出する。
【0035】
このような構成を備える監視システム10及び監視装置100は、MCF伝送路の監視光の受信レベルに含まれるクロストークの影響を低減できる。その理由について以下に説明する。
【0036】
図5、
図7等で説明したように、MCF伝送路300又は400にクロストークが存在すると、光パルスのパワーが複数のコアに分散されるため、コア毎の光受信パルスの受信レベルが大きく変動する場合がある。このため、一般的な監視装置では、伝送路障害が誤検出される恐れがある。
【0037】
本実施形態の監視装置100において、光パルス送信回路110は、光パルスをMCF伝送路300のコア311に送信する。光パルス受信回路120は、光中継器201-205においてループバックされた光パルスをMCF伝送路400のコア411-414から光受信パルスとして受信し、光受信パルスのレベルを合算して補正受信レベルを求める。
【0038】
図9は、光パルス受信回路120における受信レベルの合算の例を説明する図である。光パルス受信回路120は、MCF伝送路400のコア411-414から受信した、それぞれの光パルスの受信レベルを取得する。この機能のために、光パルス受信回路120は、光電気変換回路121-124及び信号処理回路125を備える。光電気変換回路121-124は、MCF伝送路400のコア411-414と1対1に対応して設けられる。光電気変換回路121-124は、それぞれ、光受信パルスをレベル信号に変換する。レベル信号は、コア411-414から受信された光受信パルスの、それぞれの受信レベルを示す振幅を持つ電気信号である。光電気変換回路121-124は、光受信パルスに対応して取得された受信レベルを、コア毎に電気信号として出力する光電気変換手段を担う。
【0039】
信号処理回路125は、光電気変換回路121-124から入力されたレベル信号の振幅を合算する演算を行い、その演算結果を補正受信レベルとして出力する。信号処理回路125は、コア411-414毎の電気信号が示すレベルを合算することによって補正受信レベルを算出する、信号処理手段を担う。
【0040】
補正受信レベルの演算は、同一の光送信パルスから生じ、同一の光中継器でループバックされた光受信パルスの受信レベルに対して行われる。
図9には、合算されるレベル信号の振幅を破線で囲んで示される。すなわち、光パルス受信回路は、略同一の時刻にMCF伝送路400から受信した光パルスの受信レベルに基づいて、補正受信レベルを算出してもよい。
【0041】
図9の例では、コア411の光受信パルスP202-P205の受信レベルは、クロストークにより、いずれも閾レベルを下回っている。このため、コア411の受信レベルは、光受信パルスP202以降の光パルスのレベルがさらに低下していることを示す。しかし、実際に障害によって受信レベルが低下しているのは光受信パルスP203の経路のみであって、コア411における光受信パルスP202、P204及びP205の受信レベルの低下はクロストークに起因する。従って、コア411の受信レベルのみで障害の有無を判断すると、光受信パルスP202、P204及びP205では障害が誤検出される。しかしながら、1個のコアにおける光受信パルスのレベルに代えて補正受信レベルを用いることで、クロストークの影響がある場合でも、伝送路障害の有無を正しく検出できるようになる。
【0042】
補正受信レベルは、同一の光送信パルスから生成され、光パルス受信回路120においてコア411-414から受信された複数の光受信パルスについて、受信レベルを合算したものである。ここで、「ある経路」は、例えば、光中継器202においてループバックされる経路である。すなわち、補正受信レベルは、クロストークによりコア311以外のコア及びコア411以外のコアの少なくともいずれかに漏洩した光パルスのパワーを含んでいる。いいかえれば、補正受信レベルは、光受信パルスの受信レベルの、クロストークによるレベル変動が補償されたレベルを示す。
図9の下部に示すように、補正受信レベルを用いることで、光パルス受信回路120は、ループバックされた光のレベルを補償できる。
【0043】
なお、光パルス受信回路120は、MCF伝送路400の複数のコアの全てから受信された光受信パルスの受信レベルに基づいて補正受信レベルを算出してもよい。あるいは、光パルス受信回路120は、MCF伝送路400の2個以上のコアから受信された光受信パルスの受信レベルに基づいて補正受信レベルを算出してもよい。例えば、光受信パルスの受信レベルが所定の値以上となる光受信パルスのみを、補正受信レベルの算出の対象としてもよい。これによって、クロストークが小さいコアを補正受信レベルの算出の対象から除外し、補正受信レベルを算出する際の演算量を削減できる。また、MCF伝送路400からコア毎に受信した光のレベルを、電気信号に変換することなく、空間的に合算した光受信パルスのレベルに基づいて補正受信レベルを算出してもよい。
【0044】
また、光パルスをMCF伝送路300へ複数回送出し、それぞれの光パルスに応じて求められた補正受信レベルを平均化してもよい。異なる時刻に測定された補正受信レベルを平均化することで、監視システム10の周囲の温度や周囲の圧力の変動等によるクロストーク量の時間的な変動による影響を平均化できる。これにより、過渡的に生じた損失変動が補正受信レベルに影響を与えることを抑制できる。
【0045】
さらに、光パルス受信回路120は、MCF伝送路400の全てのコアから受信された光受信パルスのレベルを、合算の対象とする必要はない。クロストークによる影響を与えるコア群が限定されている場合には、限定されたコア群から得られる光受信パルスのレベルのみを合算してもよい。MCF伝送路300及びMCF伝送路400のクロストークを予め測定し、測定されたクロストークの量が大きいコア群の光受信パルスの受信レベルを、光受信レベルの合算の対象としてもよい。これにより、信号処理回路125の計算量を削減できる。
【0046】
(第2の実施形態)
図10は、第2の実施形態の監視装置101の構成例を示す図である。監視装置101は,監視装置100の構成に加えて、判定回路130を備える。判定回路130は、信号処理回路125が出力する補正受信レベルを用いて光パルスがループバックされた経路の障害の有無を判定し、当該判定の結果を出力する、判定手段を担う。判定条件は、例えば
図9に例示した閾レベルである。判定条件は予め判定回路130の不揮発性メモリ等に書き込まれていてもよい。また、障害の有無の判定結果の出力方法は特に限定されない。判定結果は、電気信号によって他の装置に通知されてもよく、音響あるいは画像によって監視装置101の管理者に通知されてもよい。監視装置101は、第1の実施形態の監視装置100に代えて用いることができる。監視装置100と同様に、監視装置101も、MCF伝送路の監視光の受信レベルに含まれる、クロストークの影響を低減できる。そして、監視装置101は、クロストークの影響が低減された補正受信レベルを用いて、光パルスがループバックされた経路の障害の有無を判定した結果を出力できる。
【0047】
(第3の実施形態)
図11は、第3の実施形態の監視装置102の構成例を示す図である。監視装置102は、監視装置100と比較して、光スイッチ140を備える点で相違する。光スイッチ140は、1個の入力ポートと4個の出力ポートを持つ1×4光スイッチである。光スイッチ140は、光パルス送信回路110から入力ポートに入力された光パルス(光送信パルス)を、4個の出力ポートの1つへ送出する。光スイッチ140の出力は、それぞれ、MCF伝送路300のコア311-314に接続される。すなわち、光スイッチ140は、MCF伝送路300の複数のコア311-314から1個のコアを選択し、選択されたコアへ光パルスを出力できる。
【0048】
光スイッチ140を用いることにより、監視装置102は、光送信パルスを入力するMCF伝送路300のコアを選択できる。そして、異なるコアに光送信パルスを送出し、それぞれの結果から得られた補正受信レベルを比較することで、光送信パルスが入力されたコア毎に、伝送路の状態を確認できる。この場合、信号処理回路125は、選択されたコアと補正受信レベルを対応付けて算出してもよい。そして、監視装置102は、監視装置100と同様に、MCF伝送路から受信した監視光の受信レベルに含まれるクロストークの影響を低減できるとともに、判定回路130をさらに備えてもよい。
【0049】
以上の各実施形態に記載された監視装置100-102の機能及び手順の一部又は全部は、監視装置100が備える中央処理装置(central processing unit、CPU)がプログラムを実行することにより実現されてもよい。プログラムは、固定された、一時的でない記録媒体に記録される。記録媒体としては半導体メモリ又は固定磁気ディスク装置が用いられるが、これらには限定されない。
【0050】
なお、本発明の実施形態は以下の付記のようにも記載されうるが、これらには限定されない。
【0051】
(付記1)
光送信手段及び光受信手段を備える監視装置と、光中継器と、第1のMCF(Multi-Core Fiber)伝送路及び第2のMCF伝送路と、を備えた監視システムであって、
前記第1のMCF伝送路及び前記第2のMCF伝送路は、いずれも複数のコアを含み、いずれも前記監視装置と前記光中継器とを前記複数のコアを介して接続し、
前記光送信手段は、光パルスを生成し、前記第1のMCF伝送路の前記複数のコアに含まれる第1のコアに前記光パルスを入力し、
前記光中継器は、前記第1のコアから受信した前記光パルスを、前記第2のMCF伝送路の前記複数のコアに含まれる第2のコアへループバックし、
前記光受信手段は、
前記ループバックされた光パルスを前記第2のMCF伝送路の前記複数のコアから光受信パルスとして受信し、
前記光受信パルスに基づいて補正受信レベルを算出する、
監視システム。
【0052】
(付記2)
前記光受信パルスの受信レベルの合算により前記補正受信レベルが算出される、付記1に記載された監視システム。
【0053】
(付記3)
前記第2のMCF伝送路の前記複数のコアの全てから受信された光受信パルスの受信レベルに基づいて前記補正受信レベルが算出される、付記1又は2に記載された監視システム。
【0054】
(付記4)
前記光受信手段は、略同一の時刻に受信した前記光受信パルスの受信レベルに基づいて前記補正受信レベルを算出する、付記1乃至3のいずれか1項に記載された監視システム。
【0055】
(付記5)
前記光受信手段は、
前記受信レベルを前記第2のMCF伝送路のコア毎に電気信号として出力する光電気変換手段と、
前記電気信号が前記コア毎に示すレベルを合算することによって前記補正受信レベルを算出する信号処理手段と、
を備える付記4に記載された監視システム。
【0056】
(付記6)
前記光受信手段は、前記光受信パルスの受信レベルが空間的に合算された光のレベルに基づいて前記補正受信レベルを算出する、付記1乃至4のいずれか1項に記載された監視システム。
【0057】
(付記7)
前記監視装置は、前記第1のMCF伝送路の前記複数のコアから前記第1のコアを選択し、前記第1のコアへ前記光パルスを出力する光スイッチを備え、
前記光受信手段は、選択された前記第1のコアと対応付けて前記補正受信レベルを算出する、付記1乃至6のいずれか1項に記載された監視システム。
【0058】
(付記8)
前記監視装置は、前記光パルスが伝搬した経路の状態を判定した結果を、前記補正受信レベルを用いて出力する判定手段を備える、付記1乃至7のいずれか1項に記載された監視システム。
【0059】
(付記9)
前記第1のコアを伝搬する光パルスの伝搬方向と前記第2のコアを伝搬する光パルスの伝搬方向とは互いに異なり、
単一のMCF伝送路が前記第1のコア及び前記第2のコアを含む、
付記1乃至8のいずれか1項に記載された監視システム。
【0060】
(付記10)
複数のコアを含む、第1のMCF(Multi-Core Fiber)伝送路及び第2のMCF伝送路と接続可能な監視装置であって、
光パルスを生成し、前記第1のMCF伝送路の前記複数のコアに含まれる第1のコアに前記光パルスを入力する光送信手段と、
前記第2のMCF伝送路の前記複数のコアから、前記光パルスを光受信パルスとして受信し、前記光受信パルスに基づいて補正受信レベルを算出する光受信手段と、
を備える監視装置。
【0061】
(付記11)
光送信手段及び光受信手段を備える監視装置と、光中継器と、第1のMCF(Multi-Core Fiber)伝送路及び第2のMCF伝送路と、を備えた監視システムで用いられる監視方法であって、
前記第1のMCF伝送路及び前記第2のMCF伝送路は、いずれも複数のコアを含み、いずれも前記監視装置と前記光中継器とを前記複数のコアを介して接続し、
前記第1のMCF伝送路の前記複数のコアに含まれる第1のコアに前記監視装置から光パルスを入力し、
前記第1のコアから受信した前記光パルスを、前記光中継器において前記第2のMCF伝送路の前記複数のコアに含まれる第2のコアへループバックさせ、
前記ループバックされた光パルスを前記第2のMCF伝送路の前記複数のコアから光受信パルスとして前記監視装置において受信し、
前記光受信パルスに基づいて補正受信レベルを算出する、
監視方法。
【0062】
(付記12)
複数のコアを含むMCF(Multi-Core Fiber)伝送路と接続可能な監視装置の制御方法であって、
前記複数のコアに含まれる第1のコアに光パルスを入力し、
前記複数のコアから、前記光パルスを光受信パルスとして受信し、
前記光受信パルスに基づいて補正受信レベルを算出する、
監視装置の制御方法。
【0063】
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。例えば、本発明は、光海底ケーブルシステム及び陸上の光伝送システムに適用される。なお、実施形態は、監視装置を含む監視システム、監視装置、監視システムで用いられる監視方法、及び、監視装置の制御方法の手順の実施形態をも開示している。
【0064】
また、それぞれの実施形態に記載された構成は、必ずしも互いに排他的なものではない。本発明の作用及び効果は、上述の実施形態の全部又は一部を組み合わせた構成によって実現されてもよい。
【符号の説明】
【0065】
10 監視システム
100-102、150 監視装置
110 光パルス送信回路
120 光パルス受信回路
121-124 光電気変換回路
125 信号処理回路
130 判定回路
140 光スイッチ
200-205 光中継器
300、400 MCF伝送路
311-314、411-414 コア
P201-P205 光受信パルス