JP2001527211A - 光ファイバの接続を現場で特性づける方法とシステム - Google Patents
光ファイバの接続を現場で特性づける方法とシステムInfo
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Abstract
(57)【要約】
動作状態にある光ファイバシステムの光ファイバコネクタを外部テスト装置なしでテストする方法とシステムに関する。複数のコネクタを有する光ファイバ経路の一端に入力信号を加え、出力信号を得る。入力信号は光ファイバ経路にわたって知られた特性を有している（トレーニングパルス）。入力信号に応答して生成される出力信号が時間領域表現から周波数領域表現に、例えばフーリエ変換解析を用いて変換される。この出力の周波数領域表現が入力信号の周波数領域表現と組み合わされ、各コネクタの位置と性能の相対的なレベルを決定できる波形を生成する。本方法とシステムは光ファイバ経路の分解を要求されない。
Description
【０００１】 ［発明の背景］ 本発明は、一般にテスト方法およびシステムの分野に関する。より具体的には
、本発明は、一般に、現場で光ファイバケーブルのアセンブリとコンポーネント
の動作特性のテストを行う方法とシステムに関するものである。
、本発明は、一般に、現場で光ファイバケーブルのアセンブリとコンポーネント
の動作特性のテストを行う方法とシステムに関するものである。
【０００２】 本発明以前には、航空機に搭載された光ファイバシステムのような、光ファイ
バシステムにおける故障は、光ファイバ、光ファイバコネクタ及びその他の部品
を完全に取り外すことなく分離することは不可能であった。したがって、例えば
発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いた光ファイバ伝送システムにおいては、光ファ
イバコネクタによる反射の影響はしばしば無視されている。電気的な伝送システ
ムと同様に、光ファイバ伝送システム内における反射は、伝送される信号を歪ま
せ、システムの情報伝送能力を損なわせる。劣化の度合いは反射の振幅、反射間
の遅れ及び反射源間の伝送媒体における減衰に依存する。伝送路における減衰は
、反射の振幅、したがって反射の影響を減少させる。したがって、光ファイバ伝
送システムにおける反射は、コネクタとコネクタとの間の伝送路のごく小さい減
衰（例えば、１キロメートル当たり０．５ｄＢのオーダー）によって、システム
性能により顕著な影響を与える。
バシステムにおける故障は、光ファイバ、光ファイバコネクタ及びその他の部品
を完全に取り外すことなく分離することは不可能であった。したがって、例えば
発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いた光ファイバ伝送システムにおいては、光ファ
イバコネクタによる反射の影響はしばしば無視されている。電気的な伝送システ
ムと同様に、光ファイバ伝送システム内における反射は、伝送される信号を歪ま
せ、システムの情報伝送能力を損なわせる。劣化の度合いは反射の振幅、反射間
の遅れ及び反射源間の伝送媒体における減衰に依存する。伝送路における減衰は
、反射の振幅、したがって反射の影響を減少させる。したがって、光ファイバ伝
送システムにおける反射は、コネクタとコネクタとの間の伝送路のごく小さい減
衰（例えば、１キロメートル当たり０．５ｄＢのオーダー）によって、システム
性能により顕著な影響を与える。
【０００３】 軍事航空電子工学的な応用において、一般的な光ファイバ伝送路は多数の接続
を含む。これらの接続は、一般に異なるサイズの電線や同軸接続等、他の多くの
タイプの接続を含む多線終端コネクタ（例えば、ＭＩＬ−Ｃ−３８９９９挿入コ
ネクタ）において発生する。これらのタイプの光ファイバコネクタの貧弱な性能
は、光ファイバ伝送システムの性能を著しく劣化させる。歴史的に、コネクタは
断続的なシステム故障の原因であった。本発明以前において、コネクタの性能レ
ベルを計測する方法、又は複数コネクタシステムにおける特定のコネクタの回線
問題を分離する方法はなかったので、航空機内のコネクタの各々について定期的
なメンテナンスが行われている。
を含む。これらの接続は、一般に異なるサイズの電線や同軸接続等、他の多くの
タイプの接続を含む多線終端コネクタ（例えば、ＭＩＬ−Ｃ−３８９９９挿入コ
ネクタ）において発生する。これらのタイプの光ファイバコネクタの貧弱な性能
は、光ファイバ伝送システムの性能を著しく劣化させる。歴史的に、コネクタは
断続的なシステム故障の原因であった。本発明以前において、コネクタの性能レ
ベルを計測する方法、又は複数コネクタシステムにおける特定のコネクタの回線
問題を分離する方法はなかったので、航空機内のコネクタの各々について定期的
なメンテナンスが行われている。
【０００４】 メンテナンス活動は、接続部分を外し、ファイバの終端を溶液を用いてきれい
にし、そしてファイバを再び接続することを含む。画像に入力するコストを除い
て、これらのメンテナンス活動はしばしば非効率的であり、又は貧弱な性能の接
続を作り出していた。
にし、そしてファイバを再び接続することを含む。画像に入力するコストを除い
て、これらのメンテナンス活動はしばしば非効率的であり、又は貧弱な性能の接
続を作り出していた。
【０００５】 ［発明の概要］ 以下の発明の概要は、本発明に特有な革新的な特徴のいくつかの理解を助ける
ために提供され、完全な説明を意図するものではない。発明の様々な側面は、明
細書、請求項、図面それに要約の全体に進むことによってのみ完全に理解できる
。
ために提供され、完全な説明を意図するものではない。発明の様々な側面は、明
細書、請求項、図面それに要約の全体に進むことによってのみ完全に理解できる
。
【０００６】 本発明の原理によれば、光ファイバ伝送路内の光ファイバコネクタの性能が決
定される。貧弱な又は参照以下の性能を示すコネクタの場所は、システムを分解
することなく、決定される。
定される。貧弱な又は参照以下の性能を示すコネクタの場所は、システムを分解
することなく、決定される。
【０００７】 各コネクタの性能を計測するためには、システムレイアウトの知識を得なけれ
ばならない。この知識は、コネクタの数、各コネクタ間の距離、及びコネクタの
通常の性能を含む。この情報を用いて回線又は光ファイバ伝送路は解析され、各
コネクタに関する特定の特性周波数とその周波数において期待される通常のエネ
ルギーレベルを決定する。
ばならない。この知識は、コネクタの数、各コネクタ間の距離、及びコネクタの
通常の性能を含む。この情報を用いて回線又は光ファイバ伝送路は解析され、各
コネクタに関する特定の特性周波数とその周波数において期待される通常のエネ
ルギーレベルを決定する。
【０００８】 一旦伝送路の特性がわかれば、コネクタの性能は、参照入力信号、すなわち既
知の特性を持ったテストパルスを光ファイバ伝送路に導入し、その結果生じる出
力信号を解析することによって決定される。解析は、参照入力信号の周波数領域
表現、例えばフーリエ変換から、結果として生じた出力信号の周波数領域表現、
例えばフーリエ変換、を減算し、解析によって決定された各特性周波数における
エネルギーレベルを調べることによってなされる。例として、特定のコネクタの
性能が低下するにつれて、ある特有の周波数のエネルギーが増大する。
知の特性を持ったテストパルスを光ファイバ伝送路に導入し、その結果生じる出
力信号を解析することによって決定される。解析は、参照入力信号の周波数領域
表現、例えばフーリエ変換から、結果として生じた出力信号の周波数領域表現、
例えばフーリエ変換、を減算し、解析によって決定された各特性周波数における
エネルギーレベルを調べることによってなされる。例として、特定のコネクタの
性能が低下するにつれて、ある特有の周波数のエネルギーが増大する。
【０００９】 各コネクタの性能を特徴づける能力によって、光ファイバ伝送路中の障害又は
他の好ましくない影響を局部にとどめることができる。貧弱な動作をする又は実
際に故障してしまったコネクタの光ファイバ伝送路中の位置を知ることによって
、メンテナンスをその障害の原因そのものに向けることができる。
他の好ましくない影響を局部にとどめることができる。貧弱な動作をする又は実
際に故障してしまったコネクタの光ファイバ伝送路中の位置を知ることによって
、メンテナンスをその障害の原因そのものに向けることができる。
【００１０】 光ファイバ伝送路中の個々の光ファイバコネクタの性能を計測する能力によっ
て、各コネクタを監視し、その性能を記録することができる。監視し、記録する
と、個々のコネクタ、航空機の場合は、高度、速度、加速度、ピッチ、ロール、
ヨーなど、航空機の動作に関するパラメータ、が時間軸上でどのように動作して
いるかを判断することが可能となる。この情報は、航空機内の配線・ケーブル設
計を支援するために用いることができる。
て、各コネクタを監視し、その性能を記録することができる。監視し、記録する
と、個々のコネクタ、航空機の場合は、高度、速度、加速度、ピッチ、ロール、
ヨーなど、航空機の動作に関するパラメータ、が時間軸上でどのように動作して
いるかを判断することが可能となる。この情報は、航空機内の配線・ケーブル設
計を支援するために用いることができる。
【００１１】 コネクタの性能は、例えば様々な高度、速度、加速度、ピッチ、ロール、ヨー
において航空機が動作することによって生じる、光ファイバシステム上の機械的
な又は環境的な応力の関数として特徴づけられる。この情報により、特定の航空
機デザインに関連して光ファイバケーブルの経路とコネクタ配置により、問題を
隔離することが可能となる。これはこれらの問題が航空機の飛行中により発生し
やすいからである。
において航空機が動作することによって生じる、光ファイバシステム上の機械的
な又は環境的な応力の関数として特徴づけられる。この情報により、特定の航空
機デザインに関連して光ファイバケーブルの経路とコネクタ配置により、問題を
隔離することが可能となる。これはこれらの問題が航空機の飛行中により発生し
やすいからである。
【００１２】 本発明の新規な特徴は、後述する発明の詳細な説明を精査することにより当業
者には明らかになるであろう。また、本発明を実施することにより理解されるで
あろう。しかしながら、発明の詳細な説明とその後の請求の範囲より発明の精神
と範囲内において様々な変更と修正が当業者には明らかになるであろうから、発
明の詳細な説明とそこで示される特定の例は、本発明の特定の実施形態を含む一
方で、例示の目的で提供されていることを理解すべきである。
者には明らかになるであろう。また、本発明を実施することにより理解されるで
あろう。しかしながら、発明の詳細な説明とその後の請求の範囲より発明の精神
と範囲内において様々な変更と修正が当業者には明らかになるであろうから、発
明の詳細な説明とそこで示される特定の例は、本発明の特定の実施形態を含む一
方で、例示の目的で提供されていることを理解すべきである。
【００１３】 ［発明の詳細な説明］ 図１は、光ファイバシステム（図示せず）の光ファイバ伝送路１００を示して
いる。光ファイバ伝送路１００は、所定数の有効な伝送回線を含む。図１におい
て、４本の光ファイバ伝送回線１０１、１０３、１０５及び１０７が、制限のな
い例として示されている（すなわち、もっと多くの伝送回線が可能である）。光
ファイバ伝送路１００の各回線に、対応する伝搬遅延１０２，１０４，１０６及
び１０８が関連付けられている。システムは、制限のない例として、３つのコネ
クタ１１０，１１５及び１２０を備えている。これらのコネクタのそれぞれには
、反射係数（“Ｒ”）と透過係数（“Ｔ”）が関連付けられている。コネクタ１
１０，１１５及び１２０に対する反射係数は、それぞれＲ1 、Ｒ2 及びＲ3 であ
る。コネクタ１１０，１１５及び１２０に対する透過係数は、それぞれＴ1 、Ｔ
2 及びＴ3 である。光ファイバコネクタと光ファイバ内ではエネルギーは保存さ
れることに注意することが重要である。したがって、伝送されないエネルギー（
例えば損失）は反射され、この反射されたエネルギーによってこの原理に基づい
て本発明が動作することができる。
いる。光ファイバ伝送路１００は、所定数の有効な伝送回線を含む。図１におい
て、４本の光ファイバ伝送回線１０１、１０３、１０５及び１０７が、制限のな
い例として示されている（すなわち、もっと多くの伝送回線が可能である）。光
ファイバ伝送路１００の各回線に、対応する伝搬遅延１０２，１０４，１０６及
び１０８が関連付けられている。システムは、制限のない例として、３つのコネ
クタ１１０，１１５及び１２０を備えている。これらのコネクタのそれぞれには
、反射係数（“Ｒ”）と透過係数（“Ｔ”）が関連付けられている。コネクタ１
１０，１１５及び１２０に対する反射係数は、それぞれＲ1 、Ｒ2 及びＲ3 であ
る。コネクタ１１０，１１５及び１２０に対する透過係数は、それぞれＴ1 、Ｔ
2 及びＴ3 である。光ファイバコネクタと光ファイバ内ではエネルギーは保存さ
れることに注意することが重要である。したがって、伝送されないエネルギー（
例えば損失）は反射され、この反射されたエネルギーによってこの原理に基づい
て本発明が動作することができる。
【００１４】 ここで図２を参照すると、図１に示した光ファイバ伝送路１００のシグナルフ
ロー図が示されている。図１に示すような光ファイバ伝送路は、ここで示す動作
説明のため、双方向であるが、限定ではなく説明の簡単のため、入力信号は図１
及び図２の左側において導入され、出力信号は図１及び図２の右側のシステムよ
り出力されるものとする。当業者には、信号を左側以外からも導入できることが
理解できるはずである。図２の左側における信号入力は、出力信号４０１，４０
２及び４０３を含む無限の数の出力信号となり、それぞれが光ファイバ伝送路１
００内の様々な伝搬遅延の多接続によって決まる特定の瞬間に到達する。光ファ
イバ伝送路１００の実際の出力４５０は、出力信号４０１，４０２及び４０３を
含むこれらの出力信号の和であり、これらの出力信号は逆極性であることもあり
得る。限定のためではなく、この議論のみのために、ゆくゆくは最初の３つの出
力信号（４０１，４０２及び４０３）のみについて考える。残りの出Ｙろく信号
は大変小さい。
ロー図が示されている。図１に示すような光ファイバ伝送路は、ここで示す動作
説明のため、双方向であるが、限定ではなく説明の簡単のため、入力信号は図１
及び図２の左側において導入され、出力信号は図１及び図２の右側のシステムよ
り出力されるものとする。当業者には、信号を左側以外からも導入できることが
理解できるはずである。図２の左側における信号入力は、出力信号４０１，４０
２及び４０３を含む無限の数の出力信号となり、それぞれが光ファイバ伝送路１
００内の様々な伝搬遅延の多接続によって決まる特定の瞬間に到達する。光ファ
イバ伝送路１００の実際の出力４５０は、出力信号４０１，４０２及び４０３を
含むこれらの出力信号の和であり、これらの出力信号は逆極性であることもあり
得る。限定のためではなく、この議論のみのために、ゆくゆくは最初の３つの出
力信号（４０１，４０２及び４０３）のみについて考える。残りの出Ｙろく信号
は大変小さい。
【００１５】 入力信号、すなわちパルス３０１は、光ファイバ伝送路１００の１端に与えら
れる。この入力信号は、図３において二乗コサイン関数として示されているが、
このタイプの信号に限定されない。その結果として光ファイバ伝送路の他端から
得られる出力信号４５０は図４に示されている。図４の波形の一部分４０１，４
０２及び４０３は、図２に示した出力信号４０１，４０２及び４０３に対応する
。
れる。この入力信号は、図３において二乗コサイン関数として示されているが、
このタイプの信号に限定されない。その結果として光ファイバ伝送路の他端から
得られる出力信号４５０は図４に示されている。図４の波形の一部分４０１，４
０２及び４０３は、図２に示した出力信号４０１，４０２及び４０３に対応する
。
【００１６】 図５を参照すると、図３に示された入力信号３０１から生成されたフーリエ変
換５０１が示されている。フーリエ変換は当業者によく知られた方法によって実
行される。フーリエ変換は、信号を正弦波成分のスペクトルに展開し、信号やシ
ステム性能の解析を手助けする数学的なツールである；これは、信号のスペクト
ルを決定するより一般的な処理のひとつである。古典的なフーリエ処理は、連続
時間信号及びシステムに対してはフーリエ級数とフーリエ積分解析を含み、離散
信号解析には他の方法を含む。この実施形態においてはフーリエ変換が用いられ
る。フーリエ変換は、時間領域での表現から、反射がコネクタの位置を示す周波
数反応にリプルを引き起こす周波数領域へ有益な翻訳を提供する。本発明のこの
実施形態は、フーリエ変換を用いることによって信号をコネクタ解析のための他
の領域に変換するものとして導入されるが、当業者ならば、他の形式の解析も同
じ又は他の情報を提供するために用いることができ、かつ本発明がフーリエ変換
に限定されないことを認識するであろう。さらに、これらの信号のスペクトル組
成の決定は、数学的解析に限定されない。これらの信号のスペクトル組成の決定
は、スペクトラムアナライザ又は受信装置等の物理的装置によって実現すること
ができる。加えて、正弦波でないカーネルを用いた数学的解析（例えば、ウェー
ブレット変換）を用いてもよい。
換５０１が示されている。フーリエ変換は当業者によく知られた方法によって実
行される。フーリエ変換は、信号を正弦波成分のスペクトルに展開し、信号やシ
ステム性能の解析を手助けする数学的なツールである；これは、信号のスペクト
ルを決定するより一般的な処理のひとつである。古典的なフーリエ処理は、連続
時間信号及びシステムに対してはフーリエ級数とフーリエ積分解析を含み、離散
信号解析には他の方法を含む。この実施形態においてはフーリエ変換が用いられ
る。フーリエ変換は、時間領域での表現から、反射がコネクタの位置を示す周波
数反応にリプルを引き起こす周波数領域へ有益な翻訳を提供する。本発明のこの
実施形態は、フーリエ変換を用いることによって信号をコネクタ解析のための他
の領域に変換するものとして導入されるが、当業者ならば、他の形式の解析も同
じ又は他の情報を提供するために用いることができ、かつ本発明がフーリエ変換
に限定されないことを認識するであろう。さらに、これらの信号のスペクトル組
成の決定は、数学的解析に限定されない。これらの信号のスペクトル組成の決定
は、スペクトラムアナライザ又は受信装置等の物理的装置によって実現すること
ができる。加えて、正弦波でないカーネルを用いた数学的解析（例えば、ウェー
ブレット変換）を用いてもよい。
【００１７】 図６を参照すると、図４に示された結果として得られる出力信号４５０から生
成されたフーリエ変換６０１が示されている。図６に示すフーリエ変換６０１の
出力信号スペクトルを図５に示すフーリエ変換５０１の入力信号スペクトルと比
較すると、コネクタ１１０，１１５及び１２０による反射が周波数領域における
振幅の不均一を生み出していることは明らかである。振幅の不均一（振幅及び間
隔の両方）を解析することによって、反射の位置と大きさに関する情報が得られ
る。より具体的には、特定の周波数において現れる振幅のピークや欠損を用いて
、光ファイバ伝送路１００上のコネクタの位置と特性を特定することができる。
光ファイバ伝送路の物理的なパラメータに対する特定の周波数は、欠陥のある接
続に位置を決定するうえで特に重要である。本発明によれば、光ファイバ伝送路
の他のパラメータを用いてもよい。
成されたフーリエ変換６０１が示されている。図６に示すフーリエ変換６０１の
出力信号スペクトルを図５に示すフーリエ変換５０１の入力信号スペクトルと比
較すると、コネクタ１１０，１１５及び１２０による反射が周波数領域における
振幅の不均一を生み出していることは明らかである。振幅の不均一（振幅及び間
隔の両方）を解析することによって、反射の位置と大きさに関する情報が得られ
る。より具体的には、特定の周波数において現れる振幅のピークや欠損を用いて
、光ファイバ伝送路１００上のコネクタの位置と特性を特定することができる。
光ファイバ伝送路の物理的なパラメータに対する特定の周波数は、欠陥のある接
続に位置を決定するうえで特に重要である。本発明によれば、光ファイバ伝送路
の他のパラメータを用いてもよい。
【００１８】 図７に、本発明の原理を説明する機能ブロック図が示されている。テストさ
れる光ファイバ伝送路の非限定的な例が図１に示されており、それはそれぞれ既
知の間隔離した３つのコネクタ１１０，１１５、１２０を含んでいる。図２に示
すように、商業的に利用可能な光源が参照入力信号３０１を光ファイバ伝送路の
入力に与える。この参照入力信号の特性は知られている。参照フーリエ変換ブロ
ック７０１で参照信号３０１（図３に示す）を変換してフーリエ変換５０１を得
る。本発明が欠陥接続を突き止めることができる光の伝送があるはずである。光
ファイバ伝送路１００の出力信号４５０が光ファイバ伝送路１００の出力に生成
される。得られた出力信号４５０からフーリエ変換ブロック７０７でフーリエ変
換６０１が生成される。比較器７１０が、出力信号４５０のフーリエ変換６０１
を入力信号３０１のフーリエ変換５０１と比較する。リンク減衰用にスケールさ
れている。実際には、図７に示すように、フーリエ変換６０１からフーリエ変換
５０１を比較器７１０で差し引く。得られた出力８００がコネクタ評価ブロック
７２０で解析し、それぞれのコネクタ１１０，１１５，１２０の性能レベルを決
定する。
れる光ファイバ伝送路の非限定的な例が図１に示されており、それはそれぞれ既
知の間隔離した３つのコネクタ１１０，１１５、１２０を含んでいる。図２に示
すように、商業的に利用可能な光源が参照入力信号３０１を光ファイバ伝送路の
入力に与える。この参照入力信号の特性は知られている。参照フーリエ変換ブロ
ック７０１で参照信号３０１（図３に示す）を変換してフーリエ変換５０１を得
る。本発明が欠陥接続を突き止めることができる光の伝送があるはずである。光
ファイバ伝送路１００の出力信号４５０が光ファイバ伝送路１００の出力に生成
される。得られた出力信号４５０からフーリエ変換ブロック７０７でフーリエ変
換６０１が生成される。比較器７１０が、出力信号４５０のフーリエ変換６０１
を入力信号３０１のフーリエ変換５０１と比較する。リンク減衰用にスケールさ
れている。実際には、図７に示すように、フーリエ変換６０１からフーリエ変換
５０１を比較器７１０で差し引く。得られた出力８００がコネクタ評価ブロック
７２０で解析し、それぞれのコネクタ１１０，１１５，１２０の性能レベルを決
定する。
【００１９】 図７に示された装置で、３つのコネクタ１１０，１１５，１２０のそれぞれの
反射係数（すなわち、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）と伝送係数（すなわち、Ｔ１、Ｔ２、
Ｔ３）が変化し、欠陥接続をシミュレートし、かつ図示される。図８に、フーリ
エ変換５０１と光ファイバ伝送路１００のフーリエ変換６０１との比較の結果の
出力８００が示されている。波形８１０が高反射率コネクタ１１０のシミュレー
トされた出力を表している。波形８１５がコネクタ１１５でのシミュレートされ
た欠陥、すなわち反射接続を表している。波形８２０がコネクタ１２０でのシミ
ュレートされた欠陥、すなわち反射接続を表している。図８から分かるように、
各波形にエネルギーピークがあり、そのピークはそれぞれのコネクタ１１０，１
１５，１２０に特有の領域（周波数オフセット）で生じる。光ファイバ伝送路１
００の特性が明らかになると、特定の周波数でのエネルギー量は特定のコネクタ
の反射の大きさに直接的に対応する。本発明の原理によると、特定の周波数での
エネルギーピークは光ファイバー伝送路１００の特定のコネクタの反射率に対応
し、特定のコネクタの性能レベルを決定するのに利用することができる。もし、
エネルギーが所定のしきい値より上であれば、コネクタは標準コネクタより低い
と推定する。エネルギーの所定のしきい値すなわち所定の量は、各システムに対
して低評価と決定する、最大許容限度に対応する。最大許容限度は光ファイバ伝
送路の各コネクタに対する許容できる最悪の性能レベルに対応する。
反射係数（すなわち、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）と伝送係数（すなわち、Ｔ１、Ｔ２、
Ｔ３）が変化し、欠陥接続をシミュレートし、かつ図示される。図８に、フーリ
エ変換５０１と光ファイバ伝送路１００のフーリエ変換６０１との比較の結果の
出力８００が示されている。波形８１０が高反射率コネクタ１１０のシミュレー
トされた出力を表している。波形８１５がコネクタ１１５でのシミュレートされ
た欠陥、すなわち反射接続を表している。波形８２０がコネクタ１２０でのシミ
ュレートされた欠陥、すなわち反射接続を表している。図８から分かるように、
各波形にエネルギーピークがあり、そのピークはそれぞれのコネクタ１１０，１
１５，１２０に特有の領域（周波数オフセット）で生じる。光ファイバ伝送路１
００の特性が明らかになると、特定の周波数でのエネルギー量は特定のコネクタ
の反射の大きさに直接的に対応する。本発明の原理によると、特定の周波数での
エネルギーピークは光ファイバー伝送路１００の特定のコネクタの反射率に対応
し、特定のコネクタの性能レベルを決定するのに利用することができる。もし、
エネルギーが所定のしきい値より上であれば、コネクタは標準コネクタより低い
と推定する。エネルギーの所定のしきい値すなわち所定の量は、各システムに対
して低評価と決定する、最大許容限度に対応する。最大許容限度は光ファイバ伝
送路の各コネクタに対する許容できる最悪の性能レベルに対応する。
【００２０】 図９に本発明による典型的なテストセットアップがブロック図の形で示されて
いる。図９は、ファイバリンクの性能を電気的に記録するだけでなく、ユーザに
観察できるように表示するテスト装置の一部として機能する、本発明の他の実施
形態を示している。テストセットアップによれば、プロセッサ９０５がテストを
制御し、テストを解析するために利用されている。パルス源９０１（光源）がテ
スト下の光ファイバ伝送路１００に接続されている。テスト源９０１は光ファイ
バ伝送路１００に繰り返しテストパルスを供給できる任意の従来のものとするこ
とができる。光ファイバ伝送路１００の他端に光ファイバ受信器９０２が配置さ
れている。同様に受信器９０３が信号源９０１からの信号を変換する、すなわち
光信号を電気的信号に変換するために用いることができる。受信器９０２，９０
３の出力がフーリエ変換解析器９０４に加えられる。フーリエ変換解析器は市場
で商業的に入手可能であり、多くの商業的に入手可能なフーリエ変換解析器から
選択することができる。代わりに、フーリエ変換解析器９０４は、関連するフー
リエ解析ソフトウエアを備え、受信器９０２，９０３への適切なインターフェー
スを備えたプロセッサユニットとすることもできる。フーリエ変換解析器９０４
はプロセッサユニット９０５に信号５０１と６０１（図７）と等価のものを与え
る。
いる。図９は、ファイバリンクの性能を電気的に記録するだけでなく、ユーザに
観察できるように表示するテスト装置の一部として機能する、本発明の他の実施
形態を示している。テストセットアップによれば、プロセッサ９０５がテストを
制御し、テストを解析するために利用されている。パルス源９０１（光源）がテ
スト下の光ファイバ伝送路１００に接続されている。テスト源９０１は光ファイ
バ伝送路１００に繰り返しテストパルスを供給できる任意の従来のものとするこ
とができる。光ファイバ伝送路１００の他端に光ファイバ受信器９０２が配置さ
れている。同様に受信器９０３が信号源９０１からの信号を変換する、すなわち
光信号を電気的信号に変換するために用いることができる。受信器９０２，９０
３の出力がフーリエ変換解析器９０４に加えられる。フーリエ変換解析器は市場
で商業的に入手可能であり、多くの商業的に入手可能なフーリエ変換解析器から
選択することができる。代わりに、フーリエ変換解析器９０４は、関連するフー
リエ解析ソフトウエアを備え、受信器９０２，９０３への適切なインターフェー
スを備えたプロセッサユニットとすることもできる。フーリエ変換解析器９０４
はプロセッサユニット９０５に信号５０１と６０１（図７）と等価のものを与え
る。
【００２１】 プロセッサユニット９０５は市場で入手できる任意のプロセッサとすることが
できる。プロセッサユニット７０５は、上述した（図７の加算装置７１０）よう
な加算動作を実行する商業的に入手可能なソフトウエアを含んでもよいプロセッ
サ９０５で用いられるソフトウエアは受信した波形のピークを識別し、ピークに
よって表されるコネクタに直接的に対応させる。プロセッサ９０５はそれと関連
させたメモリを備えている。そのメモリは商業的に入射可能な通常の任意のメモ
リとすることができる。通常のディスプレイユニット９１０がプロセッサ９０５
にシミュレーション実験環境内のような他の用途のために接続されている。ディ
スプレイ９１０は標準接続以下であることを示す過剰に反射させるコネクタを識
別したテスト結果を表示することができる。
できる。プロセッサユニット７０５は、上述した（図７の加算装置７１０）よう
な加算動作を実行する商業的に入手可能なソフトウエアを含んでもよいプロセッ
サ９０５で用いられるソフトウエアは受信した波形のピークを識別し、ピークに
よって表されるコネクタに直接的に対応させる。プロセッサ９０５はそれと関連
させたメモリを備えている。そのメモリは商業的に入射可能な通常の任意のメモ
リとすることができる。通常のディスプレイユニット９１０がプロセッサ９０５
にシミュレーション実験環境内のような他の用途のために接続されている。ディ
スプレイ９１０は標準接続以下であることを示す過剰に反射させるコネクタを識
別したテスト結果を表示することができる。
【００２２】 動作において、本発明は航空システムのテストへの特有の適応性がある。テス
トを受けるシステムがテスト装置に接続させられ、光ファイバシステムが、高度
、速度、加速、ピッチ、ロール、ヨーなどの多くの航空機動作パラメータの下で
動作させられるように、航空機が所定の一連の操作を実行する。航空機の実際の
動作条件にの下にある光ファイバシステムをテストすることによって、動作ベー
スラインが各光ファイバシステムに対して確立される。テストの結果、すなわち
異なった条件のもとでの光ファイバ伝送路１００の特性がプロセッサ９０５のメ
モリに記憶される。同様に、飛行パラメータの指示がテスト結果に関連づけられ
る。図９に示すシステムは、航空機の操作上の使用の間に光ファイバシステムを
テストするために用いることができる。この装置で、コネクタ欠陥や主要な欠陥
が光ファイバ伝送路の測定された結果を前のテスト結果の特性と比較することで
検出することができる。
トを受けるシステムがテスト装置に接続させられ、光ファイバシステムが、高度
、速度、加速、ピッチ、ロール、ヨーなどの多くの航空機動作パラメータの下で
動作させられるように、航空機が所定の一連の操作を実行する。航空機の実際の
動作条件にの下にある光ファイバシステムをテストすることによって、動作ベー
スラインが各光ファイバシステムに対して確立される。テストの結果、すなわち
異なった条件のもとでの光ファイバ伝送路１００の特性がプロセッサ９０５のメ
モリに記憶される。同様に、飛行パラメータの指示がテスト結果に関連づけられ
る。図９に示すシステムは、航空機の操作上の使用の間に光ファイバシステムを
テストするために用いることができる。この装置で、コネクタ欠陥や主要な欠陥
が光ファイバ伝送路の測定された結果を前のテスト結果の特性と比較することで
検出することができる。
【００２３】 本発明の原理によれば、一度システムが特性を与えられると、そのシステムの
テストは簡単で、テストすべき伝送路の入力の単一の接続と出力の接続が要求さ
れるだけである。
テストは簡単で、テストすべき伝送路の入力の単一の接続と出力の接続が要求さ
れるだけである。
【００２４】 本発明の他の変形例や修正例は当業者には明らかであろう。また、そのような
変形や修正をカバーすることが添付された請求の範囲の意図である。上述した特
定の値や構成は変形でき、本発明の特定の実施形態を単に説明しただけであり、
かつ本発明の範囲を限定するものではない。入力信号の参照フーリエ変換を出力
信号のフーリエ変換と比較してコネクタの位置を識別する本発明の原理に従う限
り、本発明の使用は異なった特性の要素を含むものである。一例の応用として航
空機システムに関して本発明を説明したが、当業者は、光ファイバ電話システム
、コンピュータネットワークシステム、データ通信システムなど他の領域に適用
できることが理解できるであろう。さらに、光ファイバ路は、単一モード又は多
モード、また、ステップ型光ファイバ、グレーデット型光ファイバ（ゲルマニウ
ムドープされたシリカ）、プラスチックファイバなど光学的に透過又は反射物質
などいかなる伝送タイプのものでもよい。本発明の範囲は添付の請求の範囲で定
義されることを意図している。
変形や修正をカバーすることが添付された請求の範囲の意図である。上述した特
定の値や構成は変形でき、本発明の特定の実施形態を単に説明しただけであり、
かつ本発明の範囲を限定するものではない。入力信号の参照フーリエ変換を出力
信号のフーリエ変換と比較してコネクタの位置を識別する本発明の原理に従う限
り、本発明の使用は異なった特性の要素を含むものである。一例の応用として航
空機システムに関して本発明を説明したが、当業者は、光ファイバ電話システム
、コンピュータネットワークシステム、データ通信システムなど他の領域に適用
できることが理解できるであろう。さらに、光ファイバ路は、単一モード又は多
モード、また、ステップ型光ファイバ、グレーデット型光ファイバ（ゲルマニウ
ムドープされたシリカ）、プラスチックファイバなど光学的に透過又は反射物質
などいかなる伝送タイプのものでもよい。本発明の範囲は添付の請求の範囲で定
義されることを意図している。
【図１】 図１は、本発明が有益に適用された光ファイバ伝送路を示す。
【図２】 図２は、図１の光ファイバ伝送路のシグナルフロー図を示す。
【図３】 図３は、図１の伝送路に適用された入力信号（振幅対時間）を示
す。
す。
【図４】 図４は、光ファイバ伝送路の受信端において結果として得られる
出力信号（振幅対時間）を示す。
出力信号（振幅対時間）を示す。
【図５】 図５は、図３の入力信号のフーリエ変換を示す。
【図６】 図６は、図４の出力信号のフーリエ変換を示す。
【図７】 図７は、本発明の原理によるテストシステムをブロック図で示す
。
。
【図８】 図８は、図７のテストシステムにおいて生成される波形（相対振
幅対周波数）を示す。
幅対周波数）を示す。
【図９】 図９は、本発明の原理によるテストの構成をブロック図で示す。
【手続補正書】
【提出日】平成１２年８月２４日（２０００．８．２４）
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４】
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正内容】
【図７】
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正内容】
【図８】
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正内容】
【図９】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，Ｕ Ｚ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 ウッズ，ジェイムズ・ダブリュ アメリカ合衆国・87109・ニューメキシコ 州・アルバカーキ・ノースイースト・クリ ム ストリート・8237 Ｆターム(参考） 5K002 BA03 EA06 EA07 FA01 5K042 CA10 DA33 GA02 GA11 LA01 MA04
Claims (21)
- 【請求項１】 複数のコネクタを備えた光学経路の欠陥接続を識別する方法
において、 （ａ） 時間領域表現を備えた参照入力を光学経路の第１の端部に導入するス
テップと、 （ｂ） 光学路の他方の端部で、時間領域表現を備え、参照入力に応答して生
成される出力を検出するステップと、 （ｃ） 参照入力と出力とを時間領域表現から時間の関数である領域へ変換す
るステップであって、変換された参照入力と変換された出力とを得るステップと
、 （ｄ） 結果信号を得るために、変換された参照入力と変換された出力とを組
み合わせるステップと、 （ｅ） 結果信号から、複数のコネクタの特定のコネクタを示し、かつ特定の
コネクタに対応する特定のパラメータを識別するステップと、 （ｆ） 欠陥が存在するかどうかを決定するために、結果信号の特定の領域内
のエネルギーの量から特定のコネクタのそれぞれの状態を決定するステップと を有する方法。 - 【請求項２】 光学経路は航空システムで動作するものである請求項１記載
の方法。 - 【請求項３】 光学経路は光ファイバを含む請求項１記載の方法。
- 【請求項４】 変換ステップはフーリエ変換プロセスを用いて行われる請求
項１記載の方法。 - 【請求項５】 特定の領域は特定の周波数帯である請求項１記載の方法。
- 【請求項６】 さらに、 （ｄ） 複数のコネクタの動作特性を決定するためにエネルギー量をエネルギ
ーの所定の量と比較するステップを有する請求項１記載の方法。 - 【請求項７】 エネルギーの所定の量が許容最大限度に対応している請求項
６記載の方法。 - 【請求項８】 許容最大限度は複数のコネクタの特定のコネクタのそれぞれ
の許容性能レベルの所定の最悪の場合に対応する請求項７記載の方法。 - 【請求項９】 状態は複数のコネクタの特定のコネクタのそれぞれの反射率
である請求項１記載の方法。 - 【請求項１０】 さらに、 （ｈ） 複数のコネクタのいずれかが所定の好ましくない反射率のレベルであ
るかどうかを識別するステップを有する請求項１記載の方法。 - 【請求項１１】 光学経路を機械的ストレスに曝してステップ（ａ）〜（ｆ
）を実施する請求項１記載の方法。 - 【請求項１２】 光学経路を環境ストレスに曝してステップ（ａ）〜（ｆ）
を実施する請求項１記載の方法。 - 【請求項１３】 ステップ（ｆ）で結果信号の特定の領域のエネルギー量を
エネルギーの所定の特有の量と比較する請求項１記載の方法。 - 【請求項１４】 エネルギーの所定の特有の量は許容ベースラインの光学経
路でステップ（ａ）〜（ｅ）を実施して決定する請求項１３記載の方法。 - 【請求項１５】 ステップ（ｄ）は変換された参照入力を変換された出力か
ら差し引くことを含む請求項１記載の方法。 - 【請求項１６】 航空システムに搭載された光ファイバ経路中の複数のコネ
クタの欠陥コネクタを識別する方法において、 （ａ） 光ファイバ経路の特性テストを実施するステップであって、 （１） 光ファイバ経路の第１の端部に第１信号を加え、 （２） 光ファイバ経路の第２の端部で第１信号に対応した出力信号を受
信し、 （３） 第１信号の周波数領域表現と出力信号の周波数領域表現とを組み
合わせて第１の結果信号をえ、 （４） 複数のコネクタの特定のコネクタに対応する第１の結果信号の特
定の周波数を識別し、 （５） 特定の周波数のそれぞれにおけるエネルギーの量から複数のコネ
クタのそれぞれの特有の状態を検出して、エネルギーの特定された量を決定し、 （６） 所定の機械的ストレスに曝して（１）〜（５）の全てを実施する
ステップと、 （ｂ） 光ファイバ経路の第１の端部にテストパルスを加えるステップと、 （ｃ） 光ファイバ経路の第２の端部から、テストパルスに対応した出力パル
スを受信するステップと、 （ｄ） 結果パルスを得るために、テストパルスの周波数領域表現と出力パル
スの周波数領域表現を組み合わせるステップと、 （ｅ） 複数のコネクタの特定のコネクタに対応する結果パルスの特定の周波
数を識別するステップと、 （ｆ） 特定の周波数のそれぞれにおけるエネルギー量から複数のコネクタの
それぞれの状態を決定し、かつエネルギー量をエネルギーの特有の量と比較する
ステップと を有する方法。 - 【請求項１７】 光学経路のシステムの欠陥コネクタを識別するステップで
、光学経路はシステムはパラメータを記憶するメモリを有し、光学システムは少
なくとも一つの光学経路を備え、光学経路は複数のコネクタを備え、光学経路シ
ステムは所定の特有のパラメータを持ち、特有のパラメータはメモリに記憶され
かつメモリにアクセスでき、特有のパラメータは有限個のコネクタを有し、それ
ぞれのコネクタの間に距離があり、コネクタの公称性能レベルを有し、 （ａ） 参照入力を光学経路の第１の端部に導入するステップと、 （ｂ） 光学路の他方の端部で、参照入力に応答して生成される出力を検出す
るステップと、 （ｃ） 参照入力の変換されたものと出力の変換されたものを組み合わせて結
果信号を得るステップと、 （ｄ） 結果信号から、複数のコネクタの特定のコネクタを示し、かつ特定の
コネクタに対応する特定のパラメータを識別するステップと、 （ｅ） 欠陥が存在するかどうかを決定するために、特定のパラメータのそれ
ぞれのエネルギーの量から特定のコネクタのそれぞれの状態を決定するステップ
と、 （ｆ） 光学経路の状態をユーザに表示するステップと を有する方法。 - 【請求項１８】 複数のコネクタを有する光学経路の欠陥コネクタを識別す
る方法において、 （ａ） 参照入力を光学経路の第１の端部に導入するステップと、 （ｂ） 光学路の他方の端部で、参照入力に応答して生成される出力を検出す
るステップと、 （ｃ） 参照入力を信号解析のために他の領域表現である変換された入力に変
換し、かつ出力を信号解析のために他の領域表現である変換された出力に変換す
るステップと、 （ｄ） 参照入力の変換されたものと出力の変換されたものを組み合わせて結
果信号を得るステップと、 （ｅ） 結果信号から、複数のコネクタの特定のコネクタを示し、かつ特定の
コネクタに対応する特定のパラメータを識別するステップと、 （ｆ） 欠陥が存在するかどうかを決定するために、特定のパラメータのそれ
ぞれのエネルギーの量から特定のコネクタのそれぞれの状態を決定するステップ
と を有する方法。 - 【請求項１９】 複数のコネクタを有する光学経路の欠陥コネクタを識別す
るシステムにおいて、 参照入力を光学経路の第１の端部に導入する手段と、 光学路の他方の端部で参照入力に応答して生成される出力を検出する手段と、 結果信号を得るために参照入力の変換されたものと出力の変換されたものを組
み合わせる手段と、 結果信号から、複数のコネクタの特定のコネクタを示し、かつ特定のコネクタ
に対応する特定のパラメータを識別する手段と、 欠陥が存在するかどうかを決定するために、特定のパラメータのそれぞれのエ
ネルギーの量から特定のコネクタのそれぞれの状態を決定する手段と を有するシステム。 - 【請求項２０】 参照入力の変換されたものと出力の変換されたものを組み
合わせる手段が、参照入力と出力の周波数領域変換を行う請求項１９記載のシス
テム。 - 【請求項２１】 組み合わせる手段、結果信号から特定のパラメータを識別
する手段、及び状態を検出する手段がスペクトル解析器である請求項２０記載の
システム
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/996,844 US5859695A (en) | 1997-12-23 | 1997-12-23 | Method of and system for characterization of fiber optic connections in situ |
| US08/996,844 | 1997-12-23 | ||
| PCT/US1998/024581 WO1999032868A1 (en) | 1997-12-23 | 1998-11-18 | Method of and system for characterization of fiber optic connections in situ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001527211A true JP2001527211A (ja) | 2001-12-25 |
Family
ID=25543368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000525741A Pending JP2001527211A (ja) | 1997-12-23 | 1998-11-18 | 光ファイバの接続を現場で特性づける方法とシステム |
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-
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-
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- 1998-11-18 JP JP2000525741A patent/JP2001527211A/ja active Pending
- 1998-11-18 WO PCT/US1998/024581 patent/WO1999032868A1/en not_active Application Discontinuation
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