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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Wellenlängendispersions-Meßsystem
zum Messen der Wellenlängendispersion
von Lichtleitern, die in einem optischen Kommunikationsweg vorgesehen
sind, und insbesondere ein Wellenlängendispersions-Meßsystem,
das folgendes aufweist: eine Wellenlängendispersions-Meßvorrichtung,
um dann, wenn ein zu messender Lichtleiter aus einer Vielzahl von
Lichtleitern gebildet ist, die durch mindestens einen Verbindungspunkt
in Reihe miteinander verbunden sind, Wellenlängendispersionswerte der jeweiligen
Lichtleiter von einem Ende des zu messenden Lichtleiters zu messen;
ein optisches Rückstreumeßgerät (nachstehend
OTDR genannt), das eine solche Wellenlängendispersions-Meßfunktion
hat; ein entsprechendes optisches Wellenlängendispersions-Meßverfahren;
und ein Speichermedium, das ein solches Wellenlängendispersions-Verarbeitungsprogramm
abspeichert. Insbesondere betrifft die Erfindung einer Vorrichtung
gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 und ein entsprechendes Verfahren und Speichermedium
gemäß den Ansprüche 8 bzw.
10.
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Stand der
Technik
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Ein
in einem optischen Kommunikationsweg verlegter Lichtleiter hat eine
Wellenlängendispersionseigenschaft;
das heißt,
das Reflexionsvermögen von
durch den Lichtleiter hindurchgehendem Licht verändert sich in Abhängigkeit
von der Wellenlänge.
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Da
die Übertragungsgeschwindigkeit
von Licht in einem Lichtleiter von der Wellenlängendispersionseigenschaft
beeinflußt
wird, ist es erforderlich, die Wellenlängendispersionseigenschaft
des Lichtleiters zu messen.
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11 ist
ein Schema, das einen Meßzustand
einer Wellenlängendispersionseigenschaft
gemäß dem Stand
der Technik zeigt.
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Ein
Sender 50 und ein Empfänger 51 sind
jeweils an den Enden eines in einem optischen Kommunikationsweg
verlegten Lichtleiters F angeordnet.
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Ein
Lichtleiter F0, der als Referenz dient, ist parallel zu dem zu messenden
Lichtleiter F angeordnet.
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Die
Wellenlängendispersionseigenschaft des
Lichtleiters F wird durch (1) das Phasenverfahren oder (2) das Impulsverfahren
mit Hilfe des Senders 50 und des Empfängers 51 gemessen,
wie noch beschrieben wird.
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(1) Das Phasenverfahren
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Bei
dem Phasenverfahren wird ein Laserstrahl mit einer vorbestimmten
Wellenlänge
(Hunderte von Megahertz) intensitätsmoduliert und von dem Sender 50 gesendet.
Die Wellenlängendispersionseigenschaft
wird auf der Basis einer von dem Empfänger 51 detektierten
Phasendifferenz zwischen den Lichtleitern F und F0 erhalten.
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(2) Das Impulsverfahren
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Bei
dem Impulsverfahren wird eine Vielzahl von Impulsstrahlen λ1, λ2, ... unterschiedlicher
Wellenlängen
von dem Sender 50 gesendet, und die Impulsstrahlen λ1, λ2, ... der
jeweiligen Wellenlängen werden
von dem Empfänger 51 detektiert.
Die Wellenlängendispersionseigenschaft
wird auf der Basis der Detektierzeiten der Wellenlängen (Verzögerungszeit)
erhalten.
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Beim
Messen der Wellenlängendispersionseigenschaft
gemäß dem Stand
der Technik ergeben sich jedoch die nachstehenden Probleme, da der Sender 50 und
der Empfänger 51 an
den jeweiligen Enden des Lichtleiters F angeordnet sein müssen.
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An
jedem von den Standorten des Senders 50 und des Empfängers 51 muß sich eine
die Messung ausführende
Person befinden. Wenn die Messung ausgeführt wird, müssen die messenden Personen
außerdem
Verbindungen miteinander herstellen. Das Problem ist also, daß die Messung
zwangsläufig kompliziert
ist.
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Die
JP-Patentanmeldungsveröffentlichung KOKAI
Nr. 62-207 927 und die JP-Patentanmeldungsveröffentlichung KOKAI Nr. 4-285
836 beschreiben eine Wellenlängendispersions-Meßvorrichtung,
die eine Wellenlängendispersionseigenschaft
eines Lichtleiters von einem Ende des Lichtleiters mit einem OTDR
mißt.
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Die
erstere Wellenlängendispersions-Meßvorrichtung
ist jedoch hinsichtlich der Aufbaus insofern nachteilig, als ein
Faraday-Rotationselement (Polarisationsaufhebungsplatte) als Konstruktionsmerkmal
erforderlich ist.
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Was
die erstere und die letztere Wellenlängendispersions-Meßvorrichtung
angeht, ist für
den Fall, daß ein
zu messender Lichtleiter aus einer Vielzahl von Lichtleitern gebildet
ist, die durch mindestens einen Verbindungspunkt miteinander in
Reihe verbunden sind, nichts dahingehend offenbart, wie die Wellenlängendispersionswerte
der Lichtleiter auf einfache Weise zu bestimmen und zu berechnen sind.
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Das
Dokument US-A-5 179 420 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren
zum Messen der Wellenlängendispersion
gemäß der Definition
im Obergriff von Anspruch 1 bzw. 8. Bei der herkömmlichen Vorrichtung wird ein
optisches Rückstreumeßgerät verwendet,
wobei ein Lichtsignal mit einem zu prüfenden Lichtleiterweg gekoppelt
wird und rückgestreutes
und reflektiertes Licht von dem Lichtleiterweg detektiert und dazu
benutzt wird, Verlust-/Entfernungseigenschaften des Lichtleiterwegs
zu bestimmen.
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Bei
der herkömmlichen
Vorrichtung werden Lichtsignale mit nur zwei unterschiedlichen Wellenlängen verwendet,
wobei zwei optische Wellenlängensignale
mit einer Wellenlängendifferenz
von beispielsweise 30 nm in ein Ende eines Lichtleiters eingespeist
werden. Die zwei Signale werden von dem anderen Ende reflektiert,
und eine Entfernungsdifferenz zwischen den zwei optischen Wellenlängensignalen
wird von dem optischen Rückstreumeßgerät gemessen.
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Das
Dokument WO 97/46870 beschreibt ein optisches Rückstreumeßgerät, wobei ein Lichtleiterkabel
eine Vielzahl von Lichtleitersegmenten aufweist, die durch optische
Verbinder oder Spleiße
miteinander verbunden sind, die sich in jeweiligen Entfernun gen
von einer Auskopplungseinrichtung befinden. Das erste Reflexionsereignis
einer Übertragung ist
die Reflexion eines kleinen Bruchteils des Lichts von einem austretenden
Lichtimpuls aus dem Koppler. Dies ermöglicht die Nutzung des ersten
Reflexionsereignisses als Zeitreferenzimpuls. Die Zeiten des Auftretens
von später
auftretenden Ereignissen können
dann in bezug auf das erste Ereignis gemessen werden. Die jeweiligen
Zeiten können
also dazu benutzt werden, die Entfernungen von dem Koppler zu bestimmen.
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Die
der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist es, eine
vielseitig einsetzbare Vorrichtung und ein vielseitig einsetzbares
Verfahren zum Messen der Wellenlängendispersion
in einem Lichtleiter anzugeben, wobei es möglich ist, die Wellenlängendispersion
für jeden
Bereich des Lichtleiters zwischen zwei Verbindern separat zu bestimmen.
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Zu
diesem Zweck offenbart die Erfindung eine Wellenlängendispersions-Meßvorrichtung
gemäß der Definition
in Anspruch 1, ein Verfahren zum Messen einer Wellenlängendispersion
gemäß der Definition
in Anspruch 8 und ein maschinenlesbares Speichermedium gemäß der Definition
in Anspruch 10, das ein Wellenlängendispersions-Verarbeitungsprogramm
zum Ausführen
eines solchen Wellenlängendispersions-Meßverfahrens
abpeichert. Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Vorrichtung und
des Verfahrens sind von den abhängigen
Unteransprüchen
gedeckt.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
Zeichnungen zeigen in
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1 ein
Blockschaltbild, das den Aufbau einer Wellenlängendispersions-Meßvorrichtung
gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ein
Ablaufdiagramm, das Inhalte eines Verfahrens zum Messen einer Wellenlängendispersionseigenschaft
gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
zeigt;
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3 ein
Diagramm, das die Intensität
von Rückstreulicht
zeigt;
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4 ein
Diagramm, das eine approximierte Kurve einer Verzögerungseigenschaft
in Abhängigkeit
von der Wellenlänge
des Lichtleiters zeigt;
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5 ein
Diagramm, das eine Wellenlängendispersionseigenschaft
zeigt;
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6 ein
Blockschaltbild, das den Aufbau einer Wellenlängendispersions-Meßvorrichtung
gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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7A und 7B Diagramme,
die das Messen von Wellenlängendispersionseigenschaften der
jeweiligen Lichtleiter mit einer Wellenlängendispersions-Meßvorrichtung
gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigen;
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8 ein
Ablaufdiagramm, das Inhalte eines Verfahrens zum Messen einer Wellenlängendispersionseigenschaft
gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel
zeigt;
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9 ein
Ablaufdiagramm, das Inhalte eines Verfahrens zum Messen einer Wellenlängendispersionseigenschaft
gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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10 ein
Blockschaltbild, das einen Hauptteil einer Modifikation des ersten
Ausführungsbeispiels
zeigt; und
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11 ein
Schema, das den Aufbau für
die Wellenlängendispersionsmessung
gemäß dem Stand
der Technik zeigt.
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Beste Art
die Erfindung auszuführen
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Zunächst folgt
ein Überblick über die
vorliegende Erfindung.
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Eine
Wellenlängendispersions-Meßvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung weist folgendes auf: eine Lichtquelle (2), die
an einem Ende eines zu messenden Lichtleiters angeordnet ist, der
in einem optischen Kommunikationsweg verlegt ist, zur Abgabe von
Meßlicht
einer Vielzahl von Wellenlängen
an den zu messenden Lichtleiter; eine Lichtempfangseinrichtung (11)
zum Empfangen von reflektiertem Licht von dem zu messenden Lichtleiter
und zum Ausgeben von detektierten Daten; und eine Verarbeitungseinrichtung
(8) zum Berechnen eines Wellenlängendispersionswerts des zu
messenden Lichtleiters aus einer Verzögerungszeit des reflektierten Lichts
der jeweiligen Wellenlängen
auf der Basis der Zeit der Abgabe des Meßlichts der jeweiligen Wellenlängen und
der Zeit des Empfangens des von der Lichtempfangseinrichtung detektierten
reflektierten Lichts.
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Wenn
der zu messende Lichtleiter aus einer Vielzahl von Lichtleitern
gebildet ist, die durch mindestens einen Verbindungspunkt in Reihe
miteinander verbunden sind, berechnet die Verarbeitungseinrichtung
(8) Wellenlängendispersionswerte
der Lichtleiter durch Detektieren einer Zeit der Abgabe des Lichtimpulses,
einer Zeit des Empfangens eines reflektierten Lichts von dem Verbindungspunkt
und einer Zeit des Empfangens eines reflektierten Lichts von dem
anderen Ende des zu messenden Lichtleiters.
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Die
Verarbeitungseinrichtung (8) kann dazu ausgebildet sein,
die von der Lichtempfangseinrichtung (11) ausgegebenen
Meßdaten
einer Anpassung mit einer Funktionskurve zweiter Ordnung zu unterziehen,
um die Zeit des Empfangens des reflektierten Lichts von dem Verbindungspunkt
zu detektieren, so daß die
Wellenlängendispersionswerte
der Lichtleiter berechnet werden.
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Die
Lichtempfangseinrichtung (11) kann folgendes aufweisen:
ein Lichtempfangselement (4) zum Ausgeben eines Detektiersignals
mit einem Wert, welcher der Inten sität des reflektierten Lichts entspricht,
und einen A/D-Wandler (6) zum A/D-Umwandeln des Detektiersignals
des Lichtempfangselements.
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Die
Lichtquelle (2) kann von einer Lichtquelle mit veränderlicher
Wellenlänge
gebildet sein, mit der die Wellenlänge innerhalb eines vorbestimmten
Bereichs veränderlich
ist, der ein Zentrum bei einer Referenzwellenlänge hat.
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Die
Lichtquelle (2) kann von einer Vielzahl von Lichtabgabeelementen
gebildet sein, um in Abhängigkeit
von dem Typ des zu messenden Lichtleiters Licht einer Wellenlänge, die
einem kleinsten Dispersionswert entspricht, abzugeben und um Licht
mit mindestens zwei Wellenlängen
abzugeben, die von der vorstehend genannten Wellenlänge verschieden sind.
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Ferner
kann die Lichtquelle (2) folgendes aufweisen: ein Lichtabgabeelement
zur Abgabe eines Lichts, das eine Wellenlänge von 1,31 μm hat, ein
Lichtabgabeelement zur Abgabe von Licht, das eine Wellenlänge von
1,55 μm
hat, und ein Lichtabgabeelement zur Abgabe eines Lichts, das eine
Wellenlänge
von 1,625 μm
hat.
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Ein
OTDR gemäß der vorliegenden
Erfindung ist mit einem Ende eines zu messenden Lichtleiters, der
in einem optischen Kommunikationsweg verlegt ist, verbunden und
gibt ein Meßlicht
an den zu messenden Lichtleiter ab und detektiert einen Lichtverlust
und eine fehlerhafte Stelle des zu messenden Lichtleiters auf der
Basis eines reflektierten Lichts. Das OTDR weist folgendes auf:
Lichtabgabeelemente
einer Vielzahl von Wellenlängen;
eine
Verzweigungseinrichtung (3) zum Verzweigen eines reflektierten
Lichts von dem zu messenden Lichtleiter zu einer Seite eines Lichtempfangselements;
das
Lichtempfangselement (4) zum Empfangen des durch die Verzweigungseinrichtung
verzweigten reflektierten Lichts und zum Ausgeben eines Detektiersignals
mit einem Wert, der einer Intensität des empfangenen Lichts entspricht;
einen
A/D-Wandler (6) zum A/D-Umwandeln des Detektiersignals
von dem Lichtempfangselement und zum Ausgeben des umgewandelten
Signals an die Verarbeitungseinrichtung; und
die Verarbeitungseinrichtung
(8) zum Approximieren einer Wellenlängeneigenschaft einer Verzögerungszeit
auf der Basis einer Verzögerungszeit
des reflektierten Lichts der jeweiligen Wellenlängen auf der Basis einer Zeit
der Abgabe des Meßlichts
der jeweiligen Wellenlängen
von der Lichtquelle und einer Zeit des Empfangens des von dem Lichtempfangselement
detektierten reflektierten Lichts und zum anschließenden Berechnen
eines Wellenlängendispersionswerts
des zu messenden Lichtleiters auf der Basis der Approximierung.
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Wenn
der zu messende Lichtleiter aus einer Vielzahl von Lichtleitern
gebildet ist, die durch mindestens einen Verbindungspunkt in Reihe
miteinander verbunden sind, kann das OTDR der vorliegenden Erfindung
so ausgebildet sein, daß die
Verarbeitungseinrichtung (8) die Wellenlängendispersionswerte
der Lichtleiter berechnet durch Detektieren einer Lichtabgabezeit
des Lichtimpulses, einer Lichtempfangszeit eines reflektierten Lichts
von dem Verbindungspunkt und einer Lichtempfangszeit eines reflektierten
Lichts von dem anderen Ende des zu messenden Lichtleiters.
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Ferner
kann das OTDR der vorliegenden Erfindung so ausgebildet sein, daß dann,
wenn die Verarbeitungseinrichtung (8) die Wellenlängendispersionswerte
der Lichtleiter berechnet, von der Lichtempfangseinrichtung (11)
erhaltene Meßdaten
einer Anpassung mit einer Funktionskurve zweiter Ordnung unterzogen
werden, um die Lichtempfangszeit des reflektierten Lichts von dem
Verbindungspunkt zu erhalten, so daß die Wellenlängendispersionswerte
der Lichtleiter berechnet werden.
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Ein
Verfahren zum Messen der Wellenlängendispersion
gemäß der vorliegenden
Erfindung gewinnt einen Wellenlängendispersionswert
eines zu messenden Lichtleiters durch Einspeisen von Meßlicht einer
Vielzahl von Wellenlängen
in ein Ende des zu messenden Lichtleiters und auf der Basis einer Differenz
der Verzögerungszeit
zwischen reflektiertem Licht der jeweiligen Wellenlängen, das
von dem zu messenden Lichtleiter reflektiert wird.
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Das
Verfahren zum Messen der Wellenlängendispersion
gemäß der vorliegenden
Erfindung kann einen approximierten Ausdruck einer Wellenlängeneigenschaft
in einer Verzögerungszeit
durch Einspeisen von Meßlicht
mit einer Vielzahl von Wellenlängen
in ein Ende eines zu messenden Lichtleiters und auf der Basis einer
Differenz der Verzögerungszeit
zwischen reflektiertem Licht der jeweiligen Wellenlängen gewinnen,
das von dem zu messenden Lichtleiter reflektiert wird, und kann
einen Wellenlängendispersionswert
des zu messenden Lichtleiters auf der Basis des approximierten Ausdrucks
gewinnen.
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Ferner
können
bei dem Verfahren zum Messen der Wellenlängendispersion gemäß der vorliegenden
Erfindung dann, wenn der zu messende Lichtleiter aus einer Vielzahl
von Lichtleitern gebildet ist, die durch mindestens einen Verbindungspunkt
in Reihe miteinander verbunden sind, Wellenlängendispersionswerte der jeweiligen
Lichtleiter berechnet werden durch Detektieren einer Zeit der Abgabe
des Lichtimpulses, einer Zeit des Empfangens eines reflektierten
Lichts von dem Verbindungspunkt und einer Zeit des Empfangens eines
reflektierten Lichts von einem anderen Ende des zu messenden Lichtleiters.
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Wenn
Wellenlängendispersionswerte
der jeweiligen Lichtleiter berechnet werden, kann ferner das Verfahren
zum Messen der Wellenlängendispersion
gemäß der vorliegenden
Erfindung Meßdaten einer
Anpassung mit einer Funktionskurve zweiter Ordnung unterziehen,
um die Zeit des Empfangens des reflektierten Lichts von dem Verbindungspunkt zu
detektieren, so daß die
Wellenlängendispersionswerte
der jeweiligen Lichtleiter berechnet werden.
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Ein
Speichermedium gemäß der vorliegenden
Erfindung speichert ein Wellenlängendispersions-Verarbeitungsprogramm
zum Messen eines Wellenlängendispersionswerts
eines zu messenden Lichtleiters unter Verwendung einer Vorrichtung
ab, die folgendes aufweist: eine Lichtquelle, die mit einem Ende
des zu messenden Lichtleiters verbunden ist, um Meßlicht einer
Vielzahl von verschiedenen Wellenlängen in das eine Ende einzuspeisen;
eine Lichtempfangseinrichtung zum Empfangen eines reflektierten
Lichts von dem zu messenden Lichtleiter; und eine Verarbeitungseinrichtung
zum Steuern von Bereichen der Vorrichtung.
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Das
Wellenlängendispersions-Verarbeitungsprogramm
bewirkt, daß die
Lichtquelle Meßlicht einer
Vielzahl von Wellenlängen
in den zu messenden Lichtleiter einspeist; detektiert Verzögerungszeiten
der jeweiligen Wellenlängen,
wenn reflektiertes Licht, das von dem zu messenden Lichtleiter reflektiert
wird, von der Lichtempfangseinrichtung detektiert wird, so daß ein approximierter
Ausdruck einer Wellenlängeneigenschaft
in einer Verzögerungszeit erhalten
wird; und gewinnt einen Wellenlängendispersionswert
des zu messenden Lichtleiters auf der Basis des approximierten Ausdrucks.
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Ferner
kann das Wellenlängendispersions-Verarbeitungsprogramm
eine Entfernungsposition jedes Verbindungspunkts des zu messenden Lichtleiters
auf der Basis einer Zeit der Abgabe des Meßlichts von der Lichtquelle
und der Zeit des Empfangens des von der Lichtempfangseinrichtung
detektierten reflektierten Lichts erhalten und einen approximierten
Ausdruck einer Wellenlängeneigenschaft
in einer Verzögerungszeit
aus einer Verzögerungszeit
des reflektierten Lichts der jeweiligen Wellenlängen in Einheiten der Vielzahl
von Lichtleitern erhalten, die miteinander verbunden sind, um den
zu messenden Lichtleiter zu bilden, so daß Wellenlängendispersionswerte der jeweiligen
Lichtleiter auf der Basis des approximierten Ausdrucks erhalten
werden.
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Das
Wellenlängendispersions-Verarbeitungsprogramm
kann ferner dann, wenn der zu messende Lichtleiter aus einer Vielzahl
von Lichtleitern gebildet ist, die durch mindestens einen Verbindungspunkt
in Reihe miteinander verbunden sind, Wellenlängendispersionswerte der jeweiligen
Lichtleiter berechnen durch das Detektieren einer Zeit der Abgabe
des Lichtimpulses, einer Zeit des Empfangens eines reflektierten
Lichts von dem Verbindungspunkt und einer Zeit des Empfangens eines
reflektierten Lichts von einem anderen Ende des zu messenden Lichtleiters.
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Wenn
ferner das Wellenlängendispersions-Verarbeitungsprogramm
Wellenlängendispersionswerte
der jeweiligen Lichtleiter berechnet, kann es die Meßdaten einer
Anpassung mit einer Funktionskurve zweiter Ordnung unterziehen,
um die Zeit des Empfangens des reflektierten Lichts von dem Verbindungspunkt
zu detektieren, so daß die
Wellenlängendispersionswerte
der jeweiligen Lichtleiter berechnet werden.
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Bei
der Wellenlängendispersions-Meßvorrichtung
mit dem vorstehenden Aufbau ist die Wellenlängendispersions-Meßvorrichtung
mit einem Ende des zu messenden Lichtleiters verbunden, der in dem optischen
Kommunikationsweg verlegt ist, und Meßlicht einer Vielzahl von Wellenlängen wird
von der Lichtquelle (2) aufeinanderfolgend an den Lichtleiter abgegeben.
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Das
reflektierte Licht von dem Lichtleiter wird von dem Lichtempfangselement
(4) empfangen.
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Die
Verarbeitungseinrichtung (8) berechnet einen Wellenlängendispersionswert
des Lichtleiters aus der Verzögerungszeit
des reflektierten Lichts der jeweiligen Wellenlängen auf der Basis der Lichtabgabezeit
des Meßlichts
der jeweiligen Wellenlängen und
der Lichtempfangszeiten des von dem Lichtempfangselement (4)
empfangenen reflektierten Lichts.
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Wenn
die Verarbeitungseinrichtung (8) Wellenlängendispersionswerte
der jeweiligen Lichtleiter berechnet, unterzieht sie Meßdaten,
die von der Lichtempfangseinrichtung (11) erhalten werden,
einer Ampassung mit einer Funktionskurve zweiter Ordnung, um die
Lichtempfangszeiten des reflektierten Lichts an dem Verbindungspunkt
zu erhalten, so daß die
jeweiligen Wellenlängendispersionswerte der
Lichtleiter berechnet werden.
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Nachstehend
werden Ausführungsbeispielen
der vorstehend kurz ausgeführten
vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben.
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Erstes Ausführungsbeispiel
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1 ist
ein Blockschaltbild, das den Aufbau einer Wellenlängendispersions-Meßvorrichtung
gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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In 1 bezeichnet 1 eine
Wellenlängendispersions-Meßvorrichtung,
die ein OTDR verwendet. Die Wellenlängendispersions-Meßvorrichtung 1 ist mit
einem Ende eines zu messenden Lichtleiters F verbunden, der in einem
optischen Kommunikationsweg oder dergleichen verlegt ist.
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Nachstehend
wird ein Innenaufbau der Wellenlängendispersions-Meßvorrichtung 1,
die das OTDR verwendet, beschrieben.
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Eine
Lichtquelle 2 mit veränderlicher
Wellenlänge
hat eine Treiberschaltung 2a, ein Lichtabgabeelement 2b,
wie etwa eine Laserdiode (LD) und eine optische Resonanzeinrichtung 2c.
Sie gibt ein pulsierendes Meßlicht
(Laserstrahl) ab, das eine Zentralwellenlänge λ hat.
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Die
Treiberschaltung 2a steuert das Treiben des Lichtabgabeelements 2b.
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Die
optische Resonanzeinrichtung 2c ist eine Einrichtung vom
externen Typ, die außerhalb des
Lichtabgabeelements 2b angeordnet ist und eine Wellenlängenwählfunktion
hat. Beispielsweise werden ein Beugungsgitter, ein Prisma oder ein
akustooptisches Element als optische Resonanzeinrichtung verwendet.
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Bei
diesem Aufbau ist das Meßlicht
innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von ±Δλ in bezug auf die Zentralwellenlänge λ (λ1, λ2, ..., λn) veränderlich.
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Das
von der Lichtquelle 2 mit veränderlicher Wellenlänge abgegebene
pulsierende Meßlicht
trifft durch die Verzweigungseinrichtung 3 auf den Lichtleiter
F auf.
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Beispielsweise
wird ein optischer Richtungskoppler als Verzweigungseinrichtung 3 verwendet.
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Die
Verzweigungseinrichtung 3 verzweigt ein reflektiertes Licht
(pulsierendes reflektiertes Fresnel-Licht und kontinuierliches Rückstreulicht),
das von der Seite des Lichtleiters F zu der Seite eines Lichtempfangselements 4 hin
reflektiert wird.
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Das
Lichtempfangselement 4 besteht aus einer Photodiode (PD)
zum Empfangen von Rückstreulicht
und gibt ein Detektiersignal aus, wenn es Licht empfängt.
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Das
Detektiersignal wird von einem Verstärker 5 verstärkt und
von einem A/D-Wandler 6 in einem vorbestimmten Abtastzyklus
A/D-umgewandet und an die Verarbeitungseinrichtung 8 abgegeben.
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Die
Verarbeitungseinrichtung 8 hat eine CPU und Speichereinheiten,
wie etwa ein ROM und ein RAM. Die CPU führt eine zentralisierte Steuerung
der Komponentenbereiche im Inneren der Wellenlängendispersions-Meßvorrichtung 1 aus.
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Die
Verarbeitungseinrichtung 8 mißt ferner unter Anwendung der
nachstehend beschriebenen Vorgänge
eine Wellenlängendispersionseigenschaft des
Lichtleiters F auf der Basis eines in den Speichereinheiten, wie
etwa einem ROM im voraus gespeicherten Wellenlängendispersions-Meßprogramms.
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Eine
Einstelleinrichtung 9 stellt in der Verarbeitungseinrichtung 8 durch
Operationseingaben oder dergleichen Parameter oder dergleichen ein,
die für
die Messung der Wellenlängendispersionseigenschaft
erforderlich sind.
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Daten über die
von der Verarbeitungseinrichtung 8 verarbeitete Wellenlängendispersionseigenschaft
werden an eine Ausgabeeinrichtung 10 ausgegeben.
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Die
Ausgabeeinrichtung 10 besteht aus einer Displayeinrichtung
zum Anzeigen der Wellenlängendispersionseigenschaft,
einer Schnittstelle (I/F) zur externen Ausgabe der Daten der Wellenlängendispersionseigenschaft
usw.
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Eine
Zeitsteuereinheit 12 steuert die Treiberschaltung 2a unter
der Steuerung der Verarbeitungseinrichtung 8, so daß eine Zeit
der Abgabe des Meßlichts
durch das Lichtabgabeelement 2a und eine Zeit des Abtastens
des Detektiersignals durch den A/D-Wandler 6 gesteuert
werden, wenn Rückstreulicht
detektiert wird.
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Inhalte
eines Verfahrens zum Messen einer Wellenlängendispersionseigenschaft
des Lichtleiters F mit der Wellenlängendispersions-Meßvorrichtung 1 unter
Verwendung des vorstehend genannten OTDR werden unter Bezugnahme
auf das in 2 gezeigte Ablaufdiagramm beschrieben.
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Anfangseinstellwerte
(beispielsweise einen Brechungsindex n, eine Vielzahl von Wellenlängen λ1, λ2, ..., λn, die als
Meßlicht
verwendet werden, usw.), die sich auf den Typ des in einem optischen Kommunikationsweg
oder dergleichen verlegten Lichtleiters F beziehen, werden in der
Einstelleinrichtung 9 im voraus eingestellt (Schritt S1).
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Beim
Start einer Meßoperation
einer Dispersionseigenschaftsmessung verändert die Verarbeitungseinrichtung 8 die
Meßwellenlänge λi, so daß die Messung
bei jeder Wellenlänge
bei λ1 gestartet
wird (Schritt S2).
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Zunächst steuert
die Zeitsteuereinheit 12 die Treiberschaltung 2a,
um zu bewirken, daß das Lichtabgabeelement 2b ein
Meßlicht
der Wellenlänge λ1 abgibt.
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Dieses
Meßlicht
trifft durch die Verzweigungseinrichtung 3 auf den Lichtleiter
F auf.
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Der
Lichtleiter F reflektiert ein reflektiertes Licht des Meßlichts
(reflektiertes Fresnel-Licht und Rückstreulicht), wie in 3 gezeigt
ist, zu der Wellenlängendispersions-Meßvorrichtung 1,
die das OTDR verwendet.
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Die
das OTDR verwendende Wellenlängendispersions-Meßvorrichtung 1 empfängt das
reflektierte Licht mit einer in 3 gezeigten
Intensität.
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In 3 bezeichnet
die Abszisse eine Länge L
und die Ordinate eine Intensität
des reflektierten Lichts.
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Die
Länge L
entspricht der Zeit, in der das Rückstreulicht zu der Wellenlängendispersions-Meßvorrichtung 1 zurückkehrt.
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Wie 3 zeigt,
wird das Meßlicht
der Wellenlänge λ1 von der
Wellenlängendispersions-Meßvorrichtung 1 in
einer Entfernung L0 abgegeben.
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Rückstreulicht,
dessen Intensität
mit der Entfernung des verlegten Lichtleiters allmählich sinkt, wird
von dem Lichtleiter F detektiert.
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Reflektiertes
Fresnel-Licht am fernen Ende Fx des Lichtleiters F (in 1 gezeigt)
wird in dem Entfernungsbereich L1 detektiert. Der Anstiegspunkt der
Wellenform des reflektierten Fresnel-Lichts entspricht der Entfernung
L1 zu dem fernen Ende Fx des Lichtleiters F.
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Das
Lichtempfangselement 4 detektiert die Intensitäten des
reflektierten Lichts aufeinanderfolgend in einer Periode, die der
Entfernung L1 zu dem fernen Ende Fx entspricht, wie in 3 gezeigt
ist.
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Die
Verarbeitungseinrichtung 8 speichert vorübergehend
die Entfernung L1 zu dem fernen Ende bei der Wellenlänge λ1 des Meßlichts
(Schritt S3).
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Dann
verändert
die Verarbeitungseinrichtung 8 die Meßwellenlänge λi des von dem Lichtabgabeelement 2b abgegebenen
Meßlichts
zur nächsten Wellenlänge λ2, und die
Vorgänge
der obigen Schritte S2 und S3 werden noch einmal ausgeführt.
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Die
Verarbeitungseinrichtung 8 speichert vorübergehend
die Entfernung L2 zu dem fernen Ende bei der Wellenlänge λ2 des Meßlichts.
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Wie
vorstehend beschrieben, bewirkt die Verarbeitungseinrichtung 8,
daß das
Lichtabgabeelement 2b die Wellenlänge λi des Meßlichts um die Anzahl n der
eingestellten Wellenlängen ändert, und speichert
aufeinanderfolgend Detektierzeiten Li, zu denen das ferne Ende detektiert
wird (Schritt S4).
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Danach
erhält
die Verarbeitungseinrichtung 8 die Verzögerungszeiten Tλi(Tλ1, Tλ2, ..., Tλn) der jeweiligen
Wellenformen λi(λ1, λ2, ..., λn) gemäß der folgenden
Gleichung (1) (Schritt 5): Tλi(ps)
= 2 × Lλi × IORλi/C (1),wobei IORλi einen Vorgabewert
von IOR (einem Brechungsindex der Lichtleitergruppe) jeder Wellenlänge in der
Wellenlängendispersions-Meßvorrichtung 1 darstellt
und C die Lichtgeschwindigkeit (2,99792458 × 108 m/s)
bezeichnet.
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Die
obige Verzögerungszeit
T/λi wird
durch die Länge
des Lichtleiters F dividiert, so daß die Verzögerungszeit tλi pro Längeneinheit
durch die folgende Gleichung (2) erhalten wird (Schritt S6): tλi(ps/km) = Tλi/Lλi (2).
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Auf
diese Weise wird die Länge
Lλi des
Lichtleiters F beispielsweise bei der vorbestimmten Wellenlänge λ1 genutzt.
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Dann
erhält
die Verarbeitungseinrichtung 8 einen approximierten Ausdruck
der Wellenlängeneigenschaft
der Verzögerungszeit
(Schritt S7).
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Auf
der Basis der für
jede Wellenlänge λi erhaltenen
Verzögerungszeit
tλi pro
Längeneinheit
wird die Verzögerungseigenschaft
D(λ) in
bezug auf die Wellenlänge
mit einem nachstehend angegebenen ersten approximierten Ausdruck
(3a) approximiert, und Koeffizienten a, b und c, die an
das Meßergebnis am
besten angepaßt
sind, werden erhalten.
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Erster
approximierter Ausdruck: D(λ)
= a + bλ2 + cλ2 (3a).
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Der
erste approximierte Ausdruck wird bei einem Lichtleiter F angewandt,
der eine Dispersion von Null in einem Bandbereich von 1,31 μm hat.
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Der
nachstehende zweite approximierte Ausdruck wird bei einem Lichtleiter
F angewandt, der eine Dispersion von Null in einem Bandbereich von 1,55 μm hat.
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Zweiter
approximierter Ausdruck: D(λ)
= aλ2 + bλ +
C (3b).
-
Der
erste oder zweite approximierte Ausdruck wird in Abhängigkeit
von dem Typ des Lichtleiters F gewählt, der von der Einstelleinrichtung 9 der Wellenlängendispersions-Meßvorrichtung 1 im
voraus (bei der Anfangseinstellung im Schritt S1) eingestellt worden
ist.
-
4 ist
ein Diagramm, das eine approximierte Kurve einer Verzögerungseigenschaft
in Abhängigkeit
von der Wellenlänge
des Lichtleiters F zeigt, die durch den obigen Approximierungsvorgang erhalten
worden ist.
-
In
dem in 4 gezeigten Beispiel wird die approximierte Kurve
durch vier Wellenlängen λi(λ1, λ2, λ3 und λ4) erhalten.
-
Der
Wellenlängendispersionswert
S(λ) des Lichtleiters
F wird unter Anwendung der folgenden Gleichung (4a) oder (4b) auf
der Basis des obigen approximierten Ausdrucks (3a) oder (3b) berechnet (Schritt
S8):
-
Bei
Anwendung des ersten approximierten Ausdrucks gilt S(λ) = 2bλ – 2Cλ–3 (4a).
-
Bei
Anwendung des zweiten approximierten Ausdrucks gilt S(λ) = 2aλ + b (4b).
-
S(λ) wird durch
Differenzieren von D(λ)
nach λ erhalten.
-
5 ist
ein Diagramm, das eine durch die obige Operation erhaltene Wellenlängendispersionseigenschaft
zeigt.
-
Auf
der Basis der so erhaltenen Wellenlängendispersionseigenschaft
wird ein dispersionskompensierender Lichtleiter (DCF) (nicht gezeigt)
mit dem fernen Ende des Lichtleiters F verbunden.
-
Da
der Dispersionswert des dispersionskompensierenden Lichtleiters
angegeben ist, wird ein Lichtleiter mit einer Länge, die für die Kompensation erforderlich
ist, an dem fernen Ende auf der Basis des Dispersionswerts des Lichtleiters
F vorgesehen.
-
Mit
der Wellenlängendispersions-Meßvorrichtung 1 kann
die Wellenlängendispersionseigenschaft
des Lichtleiters F exakt gemessen werden. Die erforderliche Länge des
dispersionskompensierenden Lichtleiters kann also exakt erhalten
werden. Dadurch ist eine Dispersionskompensation mit hoher Genauigkeit
möglich.
-
Die
genaue Dispersionskompensation ermöglicht die Eliminierung des
Einflusses der Dispersion insbesondere dann, wenn eine HF-Übertragung mit
dem Lichtleiter F ausgeführt
wird, so daß der Übertragungswirkungsgrad
verbessert werden kann.
-
Die
Wellenlänge λi des von
der Wellenlängendispersions-Meßvorrichtung 1 abgegebenen Meßlichts
wird in Abhängigkeit
von dem Typ des Lichtleiters F eingestellt.
-
Wenn
beispielsweise ein Lichtleiter mit einer Dispersion von Null in
einem Bandbereich von 1,31 μm
als der Lichtleiter F verwendet wird, gibt die Lichtquelle 2 mit
veränderlicher
Wellenlänge
zunächst
ein Meßlicht
mit einer Referenzwellenlänge λ1 von 1,31 μm als Wellenlänge λi ab, um
die obige Verzögerungszeit
Tλ1 zu erhalten.
-
Danach
wird Meßlicht
der Wellenlängen λ2, ..., λn, die um
+ Δλ von der
Referenzwellenlänge λ1 verschieden
sind, abgegeben, so daß die
Verzögerungszeiten
Tλ2, ...,
Tλn erhalten
werden können.
-
Die
Wellenlänge ±Δλ kann jeden
Wert innerhalb des Bereichs der Wellenlängen haben, welche die Lichtquelle 2 mit
veränderlicher
Wellenlänge
abgeben kann.
-
Ferner
kann die Wellenlänge
+Δλ auf der Plus-
und Minusseite der Referenzwellenlänge λ1 gleich sein.
-
Um
eine Wlllenlängendispersionseigenschaft
zu erhalten, ist es nur erforderlich, die Wellenlängendispersion
bei drei Wellenlängen
oder mehr zu messen, so daß eine
approximierte Kurve D(λ)
erhalten wird.
-
Beispielsweise
kann bei einer Modifikation der Wellenlängendispersions-Meßvorrichtung 1 gemäß 10 die
Lichtquelle 2 mit veränderlicher
Wellenlänge
eine Vielzahl von Lichtabgabeelementen 21, 22 und 23 haben,
um Licht der jeweiligen Wellenlängen
(beispielsweise 1,31 μm,
1,55 μm
und 1,625 μm)
in Abhängigkeit
von dem Typ (dem kleinsten Wert der Dispersion) des Lichtleiters
F abzugeben, um sie mit einem Lichtschalter 25 umzuschalten.
-
Zweites Ausführungsbeispiel
-
6 ist
ein Blockschaltbild, das den Aufbau einer Wellenlängendispersions-Meßvorrichtung
gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
-
Wie
in 6 gezeigt ist, wird bei dem zweiten Ausführungsbeispiel
anstelle der vorstehend im ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen
Lichtquelle 2 mit veränderlicher
Wellenlänge
eine Mehrfachwellenlänge-Lichtquelle 15 zum
gleichzeitigen Abgeben von Licht einer Vielzahl von Wellenlängen λi(λ1, λ2, ..., λn) als Lichtquelle
der Wellenlängendispersions-Meßvorrichtung 1 verwendet,
die ein OTDR verwendet.
-
Die
Mehrfachwellenlänge-Lichtquelle 15 gemäß 6 weist
folgendes auf: eine Vielzahl von Lichtabgabeelementen 15a, 15b,
..., 15n zum jeweiligen Abgeben von Licht einer einzigen
Wellenlänge λ1, λ2, ..., λn, eine Treiberschaltung 15A zum
Treiben der Lichtabgabeelemente 15a, 15b, ..., 15n und
einen Lichtwellensynthetisierer 15C zum Synthetisieren
und Abgeben des Lichts der jeweiligen Wellenlängen.
-
Die
Mehrfachwellenlänge-Lichtquelle 15 gibt gleichzeitig
Licht der Wellenlängen λi von dem
Lichtwellensynthetisierer 15C ab.
-
Eine
Teilereinrichtung 17 ist an einer Seite der Verzweigungseinrichtung 3,
von der Rückstreulicht
verzweigt wird, vorgesehen, so daß das Licht der Wellenlänge λ1 in Licht
der jeweiligen Wellenlängen geteilt
wird, die von Lichtempfangsbereichen 11a, 11b,
..., 11n einer Vielzahl von Strecken empfangen werden.
-
Die
Lichtempfangsbereiche 11a, 11b, ..., 11n sind
jeweils versehen mit Lichtempfangselementen 4a, 4b,
..., 4n, Verstärkern 5a, 5b,
..., 5n und A/D-Wandlern 6a, 6b, ..., 6n einer
Vielzahl von Strecken, die dem Lichtempfangselement 4,
dem Verstärker 5 und
dem A/D-Wandler 6 des vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels
entsprechen.
-
Die
Lichtempfangselemente 4a, 4b, ..., 4n der
jeweiligen Strecken empfangen Licht den jeweiligen geteilten Wellenlängen λi.
-
Die
Verstärker 5 (5a, 5b,
..., 5n) der jeweiligen Strecken verstärken empfangene Lichtausgangssignale
der jeweiligen Wellenlängen λi.
-
Die
A/D-Wandler der jeweiligen Strecken führen eine A/D-Umwandlung der
Meßsignale
der jeweiligen Wellenlängen λi aus und
geben sie an die Verarbeitungseinrichtung 8 aus.
-
Bei
der Messung mit Hilfe der vorstehend beschriebenen gleichzeitigen
Abgabe von Mehrfachwellenlängen
kann die Verarbeitungseinrichtung 8 die Entfernung Li zu
dem fernen Ende Fx des Lichtleiters F bei jeder Wellenlänge λi erhalten.
-
Anders
ausgedrückt,
die Verarbeitungseinrichtung 8 kann die vorstehenden Vorgänge (die Schritte
S2, S3 und S4 gemäß 2)
gleichzeitig ausführen.
-
Bei
dem zweiten Ausführungsbeispiel
sind die Vorgänge
nach den Schritten 3 die gleichen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
-
Drittes Ausführungsbeispiel
-
Es
wird eine Wellenlängendispersions-Meßvorrichtung
gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
-
Der
Aufbau der Wellenlängendispersions-Meßvorrichtung
gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel
ist der gleiche wie derjenige des in 1 gezeigten
ersten Ausführungsbeispiels.
-
Die 7A und 7B sind
Diagramme, die Rückstreueigenschaften
eines Lichtleiters F zeigen, die mit einer Wellenlängendispersions-Meßvorrichtung 1 gemessen
worden sind (entsprechend Einzelheiten von 3).
-
Wie
in 7A gezeigt ist, hat der über eine lange Strecke verlegte
Lichtleiter F eine Vielzahl von Verbindungspunkten P(P1, P2, ...,
Pm), und eine Dämpfung
findet an jedem Verbindungspunkt P(P1, P2, ..., Pm) statt.
-
Die
Verbindungspunkte P sind von Schmelzverbindungen oder Verbinderverbindungen
gebildet.
-
Das
von einer Vielzahl von Lichtleitern F(F1, F2, ..., Fm) erzeugte
Rückstreulicht
hat an jedem Verbindungspunkt P eine andere Intensität, wie 7A zeigt.
-
Die
Verarbeitungseinrichtung 8 gewinnt eine Entfernung Lp zu
jedem Verbindungspunkt P der Lichtleiter F auf der Basis der Intensitätsdifferenz
an dem Verbindungspunkt P des Lichtleiters F, wenn Rückstreulicht
empfangen wird.
-
Wie 7B zeigt,
entspricht dabei der Punkt, an dem eine Intensitätsdifferenz auftritt, der Entfernung
Lp des Verbindungspunkts P.
-
Die
Entfernung Lp wird auf der Basis der Zeit (Zeit t) ab der Abgabe
des Meßlichts
bis zu dem Empfang des Rückstreulichts
erhalten, wie vorstehend beschrieben wurde.
-
Die
Länge LFmi
jedes Lichtleiters in bezug auf die Wellenlänge λi wird auf der Basis der Entfernung
Lpmi zu jedem Verbindungspunkt durch die folgende Gleichung erhalten: LFmi = Lpmi – Lp(m-1)i.
-
Die
Verarbeitungseinrichtung 8 führt den gleichen Vorgang wie
in dem ersten Ausführungsbeispiel
aus, wobei LFmi in bezug auf jeden Lichtleiter Fm verwendet wird,
so daß die
Dispersionseigenschaften der jeweiligen Lichtleiter F1, F2, ...,
Fm erhalten werden können.
-
8 ist
ein Ablaufdiagramm, das Operationsabläufe bei dem dritten Ausführungsbeispiel zeigt.
-
Die
Operationsabläufe
bei dem dritten Ausführungsbeispiel
sind im wesentlichen die gleichen wie diejenigen des ersten Ausführungsbeispiels
gemäß 2.
-
Das
dritte Ausführungsbeispiel
unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, daß es zusätzlich einen
Schritt des Detektierens einer Entfernung L jedes Lichtleiters F
(Schritt S3) und einen Schritt des aufeinanderfolgenden Detektierens der
Lichtleiter F (Schritt S9) umfaßt.
-
Viertes Ausführungsbeispiel
-
Nachstehend
wird eine Wellenlängendispersions-Meßvorrichtung
gemäß einem
viertem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
-
Der
Aufbau der Wellenlängendispersions-Meßvorrichtung
gemäß dem vierten
Ausführungsbeispiel
ist demjenigen der Wellenlängendispersions-Meßvorrichtung 1 gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel,
die ein OTDR verwendet, ähnlich. Bei
dem vierten Ausführungsbeispiel
enthält
die Verarbeitungseinrichtung 8 jedoch einen Automeßalgorithmus,
der eine anpassende Interpolationsfunktion unter Anwendung einer
Funktionskurve zweiter Ordnung bei der Detektierung eines fernen
Endes (Peaks) aufweist.
-
9 ist
ein Ablaufdiagramm, das Operationsabläufe bei dem vierten Ausführungsbeispiel zeigt.
-
Wenn
der Prozeßablauf
gemäß dem Automeßalgorithmus
gestartet wird, werden zunächst Meßbedingungen
zum Erfassen der Gesamtwellenform vorgegeben (Schritt S11).
-
• Kurzbeschreibung des Ablaufs
-
Der
normale Autoeinstellprozeß wird
ausgeführt
(das heißt,
eine Wellenlänge
wird erfaßt,
um die Meßbedingungen
in Abhängigkeit
von der Wellenlänge
zu ändern),
und die Einstellung zum Erfassen der Gesamtwellenform wird ausgeführt.
-
• Genaue Erläuterung
-
Im
Fall der Messung der Gesamtwellenlänge (A11) ist die Wellenlänge auf
1550 nm festgelegt (bei Nichtvorhandensein von 1550 nm wird eine
Wellenlänge,
die 1550 nm am nächsten
kommt, gewählt).
-
Auf
der Basis der Einstellung der Meßbedingungen im Schritt S11
wird das Erfassen der Gesamtwellenform ausgeführt (Schritt S12).
-
Dann
wird das Detektieren eines Verbindungspunkts ausgeführt (Schritt
S13).
-
Die
Position des Verbindungspunkts (oder des anderen Ende) für die Wellenlängendispersionsmessung
wird auf der Basis des Ergebnisses der Detektierung des Verbindungspunkts
bestätigt
oder geändert.
-
• Kurzbeschreibung des Ablaufs
-
Das
Detektieren des Verbindungspunkts der erfaßten Daten wird automatisch
ausgeführt.
-
Die
detektierte Position des Verbindungspunkts (oder des anderen Endes)
wird in dem anschließenden
Verfahren verwendet.
-
Zunächst werden
eine Abtastauflösung,
ein Abtastbereich usw. bei der Einstellung der Meßbedingungen
vorgegeben (Schritt S14).
-
• Kurzbeschreibung des Ablaufs
-
Das
Einstellen von Meßbedingungen
für die Dispersionsmessung
wird ausgeführt.
-
Diese
Einstellung bleibt auch dann unverändert, wenn die Wellenlänge umgeschaltet
wird.
-
• Genaue Erläuterung
-
Die
folgenden Meßbedingungen
werden eingestellt.
- Entfernungsbereich: gleich dem im Fall
des Erfassens der Gesamtwellenform
- Impulsdauer: auf 10 ns festgelegt
- Abtastpunkt: Normalmodus
- Abtastauflösung:
die Auflösung
wird mit 5 cm bestimmt.
-
Dann
wird die Autoeinstellung λ(n)
(Peakdetektierung, ATT-Werteinstellung, AVE-Einstellung usw.) ausgeführt (Schritt
S15).
-
Kurzbeschreibung
des Ablaufs
-
Ein
ATT (Dämpfungsglied)
und die Anzahl von AVE-Malen (Mittelung), deren Einstellungen bei jeder
Wellenlänge
geändert
werden, werden vorgegeben.
-
Das
ATT ist in dem in 1 gezeigten Verstärker 5 vorgesehen
und wird auf einen solchen Wert eingestellt, daß das reflektierte Licht an
dem Verbindungspunkt nicht gesättigt
ist.
-
AVE
wird in der Verarbeitungseinrichtung 8 ausgeführt, in
der die Meßdaten
von dem in 1 gezeigten A/D-Wandler 6 eine
vorbestimmte Anzahl von Malen addiert und gemittelt werden. Die
gemittelten Daten werden ausgegeben.
-
Die
eingestellten Werte werden bestimmt, indem ein Peak in einem Bereich
detektiert wird, der sein Zentrum an der detektierten Position des
Verbindungspunkts (oder des anderen Endes) hat, indem ein Dämpfungsglied
gewählt
wird, in welchem der detektierte Peak nicht gesättigt ist, und indem die Anzahl
von Malen der Mittelung auf der Basis des Peakwerts bestimmt wird.
-
Anschließend wird
das Einstellen des Displaybereichs ausgeführt (Schritt S16).
-
Der
Bereich, der sein Zentrum an der detektierten Position des Verbindungspunkts
(oder des anderen Endes) hat, wird mit 10 m/div vorgegeben, und die
Wellenlänge
wird angezeigt.
-
Wenn
die detektierte Position des größten Werts
(Pposi) außerhalb
des Displaybereichs von 2 bis 8 div liegt, wird der Displaybereich
verschoben, um die Abszissenskala zu verschieben, so daß Pposi bei
2 div oder 8 div des Displaybereichs liegt.
-
Dann
wird das Erfassen der Wellenform ausgeführt (Schritt S17), danach wird
das Umschalten der Wellenlänge
ausgeführt
(Schritt S18), und die Operationen der Schritte S15 und der anschließenden Schritte
werden wiederholt ausgeführt.
-
Dann
wird die Peakdetektierung ausgeführt (Schritt
S19).
-
In
diesem Schritt werden die Meßdaten
der Position des Verbindungspunkts einem Augleich mit einer Funktionskurve
zweiter Ordnung unterzogen, so daß Daten zwischen den Punkten
interpoliert werden, an denen die Meßdaten im wesentlichen erhalten
werden, so daß die
physikalische Auflösung
verbessert werden kann.
-
Anders
ausgedrückt,
die Verarbeitungseinrichtung 8 unterzieht die erfaßten Meßdaten einer Anpassung
mit einer Funktionskurve zweiter Ordnung, um die Position des Verbindungspunkts
auf der Basis der Peakposition zu erhalten, so daß die Wellenlängendispersionswerte
der Lichtleiter jeweils berechnet werden.
-
Dabei
wird die Peakposition der Wellenform eines Bereichs von ±200 m,
der sein Zentrum an der detektierten Position des Verbindungspunkts
hat, erneut detektiert.
-
Log-Daten
(Daten, die 3 dB unter dem Peak liegen oder niedriger sind, werden
von der Berechnung ausgeschlossen) eines durch die Impulsdauer bestimmten
Bereichs, der sein Zentrum an der Peakposition hat, werden einem
Ausgleich mit einer Funktionskurve zweiter Ordnung unterzogen.
-
Es
wird bestimmt, daß der
Peak der Funktionskurve zweiter Ordnung die Position des Verbindungspunkts
ist.
-
• Einzelheiten der Abläufe
-
(1) Erneutes Detektieren
der Peakposition
-
Der
größte Wert
der Log-Daten innerhalb eines Auflösungsbereichs von ±20 000
(cm) (Punkt), der sein Zentrum an der detektierten Position des Verbindungspunkts
hat, wird herausgesucht. Es wird bestimmt, daß die Position des größten Werts
der Peak ist (wenn es eine Vielzahl von Daten für größte Werte gibt, wird bestimmt,
daß der
Punkt, welcher der detektieren Position des fernen Endes am nächsten ist,
der Peak ist).
-
Es
wird bestimmt, daß der
Wert der Log-Daten am Peak Logd (Peak) ist.
-
(2) Ausgleich
-
Anpassungsbereich
-
Der
größte Werte
von "i", welcher der Bedingung
Logd(Peak) – 1500 > Logd(i) genügt, wird
aus den Log-Daten auf der Seite des dem Peak nahen Endes herausgesucht,
und Fstrt = i + 1 wird berechnet (wenn es kein "i" gibt,
das der Bedingung genügt, wird
bestimmt, daß die
Peakdetektierung unmöglich ist,
und der Ablauf geht zu (4) weiter).
-
Gleichermaßen wird
der kleinste Wert von "i", welcher der Bedingung
Logd(Peak) – 1500 > Logd(i) genügt, aus
den Log-Daten auf der Seite des dem Peak nahen Endes herausgesucht,
und Fstrt = i – 1
wird berechnet (wenn es kein "i" gibt, das der Bedingung
genügt,
wird bestimmt, daß die
Peakdetektierung unmöglich
ist, und der Ablauf geht zu dem Vorgang von (3) weiter).
-
Anpassung
-
Bei
einer Impulsdauer von 10 ns bis 20 μs ist die Anpassungsfunktion
(die Funktionskurve zweiter Ordnung: y = ax^2 + bx +c) wie folgt:
-
Bedeutungen:
-
A
ist ein Term zweiter Ordnung der Anpassungsfunktion, B ist ein linearer
Term der Anpassungsfunktion, a6 ist ΣLogd (i), a7 ist Σ(Logd(i)·x), a8 ist Σ(Logd(i)·x^2),
n ist die Anzahl von bei dem Ausgleich verwendeten Datenpunkten,
n = Fstp-Fstrt + 1 (wenn n ≤ 2,
wird bestimmt, daß die
Peakdetektierung unmöglich
ist, und der Ablauf geht zu (3)) weiter.
a6, a7, a8 = 0, j
= 1.
-
Wenn
i = Fstrt~Fstp, a6 = a6 + Logd(i), a7 = a7 + Logd(i)·j, a8
= a8 + Logd(i)·j·j,
i
= i + 1, j = j + 1.
-
Die
vorstehende Operation wird wiederholt. A = {(n+1)·(n+2)/6·a6-(n+1)·a7+a8}/{n·(n+1)·(n-2)·(n+2)·(n-1)/180} B = {12·a7-6·(n+1)·a6}/{n·(n+1)·(n-1)}-(n+1)·A.
-
• Peakdetektierung
-
Die
detektierte Position Posi(n) (n: Wellenlängenzahl) wird erhalten durch
Posi(n) = (~B/(2·A)-1 +
Fstrt)·Auflösung (cm)
+ Abtaststartpositon (cm) (berechnet für die Einheit 1 cm).
- (3) Die Abläufe
(1), (2) und (3) werden in bezug auf jede Wellenlänge wiederholt.
- (4) Der approximierte Ausdruck der Dispersionsmessung wird aus
Posi(n) erhalten.
-
Bei
einer Markerposition wird der Wert von Posi(n) (ein IOR-umgewandelter
Wert) angezeigt.
-
Approximierter
Ausdruck der Gleichung zweiten Grades mit der Fehlerquadratmethode
(Methode der kleinsten Quadrate).
-
Zum
Approximieren der m-Anzahl von Daten mit y = axλ2 + bx + c mit der Fehlerquadratmethode sind
drei Normalgleichungen erforderlich.
-
Die
erste wird erhalten Multiplikation des Koeffizienten c (= 1) in
den jeweiligen Bedingungsgleichungen und Addition miteinander. Σ(y)
= Σ(x^2) × a + Σ(x) × b + Σ(c).
-
Die
zweite Normalgleichung wird erhalten durch Multiplikation der vorstehenden
Gleichung mit dem Koeffizienten von b (= x). Σ(y × x) = Σ(x^3) × a + Σ(x^2) × b + Σ(c × x).
-
Gleichermaßen wird
die dritte Normalgleichung erhalten durch Multiplikation der vorstehenden Gleichung
mit dem Koeffizienten von a (= x^2). Σ(y × x^2) = Σ(x^4) × a + Σ(x^3) × b + Σ(c × x^2).
-
Der
mit der Fehlerquadratmethode approximierte Ausdruck wird durch die
obigen drei Gleichungen erhalten.
-
Dann
wird das erneute Einstellen des Displaybereichs ausgeführt (Schritt
20).
-
• Kurzbeschreibung des Ablaufs
-
Nach
der Peakdetektierung wird der Displaybereich neu eingestellt, so
daß die
Peakwellenform jeder Wellenlänge
innerhalb des Bildschirms angezeigt werden kann.
-
Die
Abszissenskala wird auf der Basis des größten und des kleinsten Werts
an der Peakposition jeder Wellenlänge bestimmt (mindestens 10
m/div).
-
Die
Abszissenverschiebeposition wird so bestimmt, daß die Peakwellenformen bei
sämtlichen Wellenlängen innerhalb
des Displaybereichs von 2 bis 8 div. sind.
-
• Genaue Erläuterung
-
Wenn
die Differenz zwischen dem größten und
dem kleinsten Wert der Peakposition bei jeder Wellenlänge 80 m
oder mehr ist (wenn der Brechungsindex jeder Wellenlänge 1,5
ist), wird die Abszissenskala gewählt, die der folgenden Bedingung genügt: Abszissenskala × 0,8 ≥ (Differenz
zwischen dem größten und
dem kleinsten Wert der Peakposition).
-
Was
die Abszissenverschiebung angeht, wird die Abszissenverschiebeposition
so geändert, daß der Zwischenwert
zwischen dem größten und dem
kleinsten Wert der Peakposition in der Mitte des Bildschirms liegt.
-
Wie
vorstehend im einzelnen beschrieben, ist gemäß der vorliegenden Erfindung
die Wellenlängendispersions-Meßvorrichtung
zum Erhalten der Wellenlängendispersionseigenschaft
des zu messenden Lichtleiters an einem Ende des zu messenden Lichtleiters
angeordnet, so daß die
Dispersion von dem einen Ende des zu messenden Lichtleiter gemessen
werden kann. Außerdem
wird Meßlicht
einer Vielzahl von Wellenlängen
an den zu messenden Lichtleiter abgegeben, und der Wellenlängendispersionswert
des zu messenden Lichtleiters wird durch Approximation der Wellenlängeneigenschaft
einer Verzögerungszeit
auf der Basis von Verzögerungszeiten
von reflektiertem Licht der jeweiligen Wellenlängen berechnet. Da dieser Aufbau
einfach ist, kann auch die Operation einfach sein.
-
Ferner
wird gemäß der vorliegenden
Erfindung die Wellenlänge
des Meßlichts
geändert,
und die Messung eine Vielzahl von Malen ausgeführt. Die Approximation der
Wellenlängeneigenschaft
kann also exakt erhalten werden.
-
Wenn
dabei gemäß der vorliegenden
Erfindung die Vorrichtung einen Aufbau zur Abgabe von Licht der
Wellenlänge
hat, die dem kleinsten Dispersionswert für den Typ des verlegten zu
messenden Lichtleiters entspricht, und zur Abgabe von Licht von mindestens
zwei Wellenlängen
hat, die von der obigen Wellenlänge
verschieden sind, kann der Wellenlängendispersionswert, der dem
Typ des zu messenden Lichtleiters entspricht, exakter erhalten werden.
-
Beispielsweise
kann bei Verwendung eines Aufbaus zur Abgabe von Licht der Wellenlängen 1,31 μm, 1,55 μm und 1,625 μm für die Typen
der Lichtleiter zum Universalgebrauch ein exakterer Wellenlängendispersionswert
erhalten werden.
-
Der
obige Wellenlängendispersionswert kann
ferner durch Nutzen des Grundaufbaus eines Universal-OTDR erhalten
werden. Dabei kann die Suche nach einer fehlerhaften Stelle des
zu messenden Lichtleiters, die Messung eines Lichtverlusts usw.
und die Messung der Wellenlängendispersionseigenschaft
mit einem OTDR ohne erneute Verbindung ausgeführt werden.
-
Außerdem ist
es bei dem Verfahren zum Messen der Wellenlängendispersion und bei einem Speichermedium,
welches das Wellenlängendispersions-Verarbeitungsprogramm
abspeichert, möglich, den
Wellenlängendispersionswert
des zu messenden Lichtleiters durch einen einfachen Ablauf und an nur
einem Ende des zu messenden Lichtleiters zu erhalten.
-
Ferner
werden bei dem Speichermedium der vorliegenden Erfindung, welches
das Wellenlängendispersions-Verarbeitungsprogramm
abspeichert, die Positionen der Verbindungspunkte der in dem Ausführungsprozeß liegenden
Lichtleiter erhalten, so daß ein
approximierter Ausdruck der Wellenlängeneigenschaft einer Verzögerungszeit
erhalten wird. Dadurch kann in einer tatsächlich gebauten Schaltung, in
der eine Vielzahl von Lichtleitern verbunden sind, die Dispersion
jedes Lichtleiters auf einfache Weise von einem Ende des Lichtleiters
gemessen werden.