JP2007139433A - 光ファイバ測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】散乱または反射した異なる波長の戻り光の強度変化の位置検出を高精度に行うことが可能な光ファイバ測定装置を提供する。
【解決手段】被測定対象の光ファイバに入射する所定の光パルスを発生する光源部と、前記光源部からの前記光パルスを受けて前記被測定光ファイバに入射すると共に、連結用光伝送手段を介して相互に接続された複数のフィルタ手段により前記戻り光をそれぞれの波長毎に分波して出力する光結合手段と、前記光結合手段により波長毎に分波されたそれぞれの戻り光を、受光用光伝送手段を介して受けて光電変換を行う複数の受光部と、前記複数の受光部のそれぞれの出力を信号処理する信号処理部と、を備え、前記連結用光伝送手段と前記受光用光伝送手段との合計の光路長が、分波される各波長のそれぞれで等しくなるように構成されたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、被測定光ファイバの長手方向における特性を測定する光ファイバ測定装置に関し、詳しくは、精度良く光ファイバの特性を測定できる光ファイバ測定装置に関するものである。

近年、光通信の分野では、伝送レートの高速化の要求が高まり１０［Ｇｂｐｓ］、４０［Ｇｂｐｓ］などの伝送レートが実現され始めている。このような高速の光通信を実現するためには、光ファイバの伝送損失特性の測定や、破断点などの劣化部分の検出が重要になってくる。

このような測定や検出を行う測定装置として、被測定光ファイバに光パルスを入射し、当該光パルスの各通過点で発生する複数の異なる波長の戻り光（後方散乱光および反射光）を検出することにより被測定光ファイバの特性を測定する、いわゆるＯＴＤＲ（Optical Time Domain Reflector）を適用した光ファイバ測定装置が知られている。

従来の光ファイバ測定装置は、図７に示すように、被測定光ファイバ２００に光パルスを入射し、当該光パルスの各通過点で発生する複数の異なる波長の戻り光を検出することにより被測定光ファイバの特性を測定する光ファイバ測定装置である。

この光ファイバ測定装置において、１０１は光ファイバ測定装置各部を制御する制御部、１０３はオペレータにより光ファイバ測定に関する各種操作がなされる操作部、１０５は光ファイバ測定に関する各種表示を行う表示部、１１０は被測定対象の光ファイバ２００に入射するための所定の波長λ0の光パルスを制御部１０１の制御に基づいて発生するレーザ光源などの光源部で、１２０は光源部１１０からの光パルスを受けて被測定光ファイバ２００に入射すると共に、被測定光ファイバ２００からの戻り光をそれぞれの波長毎に分波して出力する方向性光結合器、１５０ａは方向性光結合器１２０により波長毎に分波されたλ1の戻り光を、受光用光伝送手段１４０ａを介して受けて光電変換と増幅とを行う受光増幅部、１５０ｂは方向性光結合器１２０により波長毎に分波されたλ2の戻り光を、受光用光伝送手段１４０ｂを介して受けて光電変換と増幅とを行う受光増幅部、１６０ａは受光増幅部１５０ａの出力信号をＡ−Ｄ変換してディジタルデータを生成するＡ−Ｄ変換部、１６０ｂは受光増幅部１５０ｂの出力信号をＡ−Ｄ変換してディジタルデータを生成するＡ−Ｄ変換部、１７０ａはＡ−Ｄ変換部１６０ａでＡ−Ｄ変換されたディジタルデータを光源部１１０からの光パルスの繰り返しタイミングに応じて繰り返し回数分加算平均する加算処理部、１７０ｂはＡ−Ｄ変換部１６０ｂでＡ−Ｄ変換されたディジタルデータを、光源部１１０からの光パルスの繰り返しタイミングに応じて、繰り返し回数分加算平均する加算処理部である。

以上の構成において、光源部１１０から被測定光ファイバ２００に光パルスを入射し、当該光パルスの各通過点で発生する複数の異なる波長の戻り光を検出することにより、制御部１０１は、各波長の戻り光の信号レベルに応じた損失特性を求め、対数変換された右下がりの損失波形として表示部１０５に表示する。

なお、このように測定を行う光ファイバ測定装置については、以下の特許文献１や特許文献２などに関連技術が記載されている。
特開２００３−５０１８１号公報（第１頁、図１） 特開２００３−２５４０８５８号公報（第１頁、図１）

以上の図７に示した光ファイバ測定装置や以上の特許文献に記載された光ファイバ測定装置において、被測定光ファイバから戻ってくる散乱または反射による複数の異なる波長の戻り光を測定する場合、測定したい波長を戻り光毎に切り換え、それぞれの波長毎に測定を行うか、あるいは、検出したい波長毎に検出回路を設けて同時に測定を行うことが考えられる。

なお、方向性光結合器１２０として、内部の光軸あわせなどの面倒な調整作業を不要にでき、空間損失が小さいなどの理由のため、異なる波長透過（遮断）特性を有する複数のフィルタ手段を連結用光ファイバなどの連結用光伝送手段で接続したものが用いられている。

このような方向性光結合器１２０を使用した場合、上述したいずれの場合であっても、検出される戻り光の強度変化点の位置が本来は同じ位置にあるべきであるにもかかわらず、波長毎に異なって検出されることが判明した。

このため、散乱または反射した異なる波長の戻り光の正確な位置やそれぞれの位置関係が異なってしまうことになり、その結果を分析して得られるデータの正確な比較が難しくなる場合があることが判明した。

たとえば、図７のような光ファイバ測定装置を用いて、λ1とλ2とで戻り光の強度変化を検出した場合に、本来であれば図８（ｃ）（ｄ）のように距離Ｌ６と検出されるはずの強度変化点が、図８（ａ）（ｂ）のように距離Ｌ５と距離Ｌ６とに分離した状態で検出されてしまう現象が発生する。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであって、散乱または反射した異なる波長の戻り光の強度変化の位置検出を高精度に行うことが可能な光ファイバ測定装置を提供することを目的とする。

以上の課題を解決する本発明は、以下に記載するようなものである。
（１）請求項１記載の発明は、被測定光ファイバに光パルスを入射し、当該光パルスの各通過点で発生する複数の異なる波長の戻り光を検出することにより被測定光ファイバの特性を測定する光ファイバ測定装置であって、被測定対象の光ファイバに入射する所定の光パルスを発生する光源部と、前記光源部からの前記光パルスを受けて前記被測定光ファイバに入射すると共に、連結用光伝送手段を介して相互に接続された複数のフィルタ手段により前記戻り光をそれぞれの波長毎に分波して出力する光結合手段と、前記光結合手段により波長毎に分波されたそれぞれの戻り光を、受光用光伝送手段を介して受けて光電変換を行う複数の受光部と、前記複数の受光部のそれぞれの出力を信号処理する信号処理部と、を備え、前記連結用光伝送手段と前記受光用光伝送手段との合計の光路長が、分波される各波長のそれぞれで等しくなるように構成されたことを特徴とする光ファイバ測定装置である。

（２）請求項２記載の発明は、前記連結用光伝送手段は連結用光ファイバであり、前記受光用光伝送手段は受光用光ファイバである、ことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ測定装置である。

（３）請求項３記載の発明は、前記戻り光の強度変化の検出にＬｘの応答距離が必要であり、いずれかの波長における前記連結用光伝送手段と前記受光用光伝送手段との合計の光路長の最大値がＬmaxであり、いずれかの波長における前記連結用光伝送手段と前記受光用光伝送手段との合計の光路長の最小値がＬminである場合、Ｌmax−Ｌmin＜Ｌｘの条件を満たす、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光ファイバ測定装置である。

以上の発明では、以下のような効果を得ることができる。
（１）請求項１記載の光ファイバ測定装置の発明では、光源部からの光パルスを受けて被測定光ファイバに入射すると共に、連結用光伝送手段を介して相互に接続された複数のフィルタ手段により戻り光をそれぞれの波長毎に分波して出力する光結合手段を用いて、波長毎に分波されたそれぞれの戻り光を受光用光伝送手段を介して受光部で受けて光電変換を行って、それぞれの出力を各信号処理部で信号処理することにより、被測定光ファイバにおいて光パルスの各通過点で発生する複数の異なる波長の戻り光を検出することにより被測定光ファイバの特性を測定する際に、連結用光伝送手段と受光用光伝送手段との合計の光路長が、分波される各波長のそれぞれで等しくなるように構成しておく。

この結果、散乱または反射した異なる波長の戻り光の位置やそれぞれの位置関係が異なったり分離したりすることはなくなり、同じ位置で発生した散乱または反射による異なる波長の戻り光について、それぞれの位置関係が正確に検出され、散乱または反射した異なる波長の戻り光の強度変化の位置検出を高精度に行うことが可能になる。

（２）請求項２記載の光ファイバ測定装置の発明では、上記（１）における光結合手段内の連結用光伝送手段は連結用光ファイバであり、受光部までの伝送に用いられる受光用光伝送手段は受光用光ファイバであり、これらの合計の光路長が分波される各波長のそれぞれで等しくなるように構成してあるため、散乱または反射による異なる波長の戻り光について、それぞれの位置関係が正確に検出され、散乱または反射した異なる波長の戻り光の強度変化の位置検出を高精度に行うことが可能になる。

（３）請求項３記載の光ファイバ測定装置の発明では、上記（１）または（２）において、戻り光の強度変化の検出にＬｘの応答距離が必要であれば、いずれかの波長における連結用光伝送手段と受光用光伝送手段との合計の光路長の最大値Ｌmaxと、他のいずれかの波長における合計の光路長の最小値Ｌminとについて、Ｌmax−Ｌmin＜Ｌｘの条件を満たすようにしておく。

このようにしておくことで、散乱または反射した異なる波長の戻り光の位置やそれぞれの位置関係が応答距離Ｌｘを満足しつつ検出され、同じ位置で発生した散乱または反射による異なる波長の戻り光について、それぞれの位置関係が正確に検出され、散乱または反射した異なる波長の戻り光の強度変化の位置検出を高精度に行うことが可能になる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態）を詳細に説明する。
ここでは、光ファイバの伝送損失特性の測定や破断点などの劣化部分の検出を行う測定装置として、被測定光ファイバに光パルスを入射し、当該光パルスの各通過点で発生する複数の異なる波長の戻り光（後方散乱光および反射光）を検出することにより被測定光ファイバの特性を測定する、いわゆるＯＴＤＲ（Optical Time Domain Reflector）を適用した光ファイバ測定装置１００を具体例にして説明を行う。なお、ここで、ＯＴＤＲとは、ＲＯＴＤＲやＢＯＴＤＲなどの各種のものを含むものとする。

第一の実施形態：
図１に、被測定光ファイバ２００に光パルスを入射し、当該光パルスの各通過点で発生する複数の異なる波長の戻り光を検出することにより被測定光ファイバ２００の特性を測定する光ファイバ測定装置１００の概略構成を示す。

この光ファイバ測定装置１００において、１０１は光ファイバ測定装置各部を制御する制御部、１０３はオペレータにより光ファイバ測定に関する各種操作がなされる操作部、１０５は光ファイバ測定に関する各種表示を行う表示部である。

また、１１０は被測定対象の光ファイバ２００に入射するための所定の波長λ0の光パルスを制御部１０１の制御に基づいて発生し、方向性光結合器１２０の入力端子に供給するレーザ光源などの光源部である。

１２０は光源部１１０からの光パルスを受けて被測定光ファイバ２００に入射すると共に、被測定光ファイバ２００からの戻り光をそれぞれの波長毎に分波して出力する方向性光結合器である。なお、この方向性光結合器１２０としては、内部の光軸あわせなどの面倒な調整作業を不要にでき、空間損失が小さいなどの理由のため、異なる波長透過（遮断）特性を有する複数のフィルタ手段を連結用光ファイバなどの連結用光伝送手段で接続したものが用いられる。この方向性光結合器１２０は、図１に示す例では、フィルタ部１２１〜フィルタ部１２３により、光源部１１０からのλ0の光パルス被測定光ファイバ２００に伝え、被測定光ファイバ２００からの戻り光に含まれるλ1とλ2とを選択的に出力するものである。

ここで、方向性光結合器１２０の内部構成は図２のようになっている。すなわち、フィルタ部１２１は、光源部１１０からのλ0の光パルスを入力端子Ｐ１で受けて、入出力端子Ｐ２から被測定光ファイバ２００に伝える。この場合、入力端子Ｐ１から入出力端子Ｐ２への透過特性は、図３（ａ）のようになっており、λ0の波長のみを透過する。

なお、この図３は、横軸が波長λを示しており、縦軸が入出力特性を示している。ここで、縦軸方向に大きな値であれば透過、縦軸方向に小さい値であれば減衰（遮断）を意味している。

一方、波長λ0，λ1，λ2，λ3，…，λnの被測定光ファイバ２００からの戻り光はフィルタ部１２１の入出力端子Ｐ２から入力され、波長λ1，λ2，λ3，…，λnの成分が出力端子Ｐ３から出力される。この場合、入出力端子Ｐ２から出力端子Ｐ３への透過特性は、図３（ｂ）のようになっており、λ0の波長のみを遮断する。

また、フィルタ部１２１の出力端子Ｐ３からの波長λ1，λ2，λ3，…，λnの戻り光は、光ファイバなどで構成された長さＬ１の連結用光伝送手段１３０ａを介して、フィルタ部１２２の入力端子Ｐ４から入力される。そして、入力端子Ｐ４から入力された波長λ1，λ2，λ3，…，λnの成分のうち、λ1の成分のみが出力端子Ｐ５から出力される。この場合、入力端子Ｐ４から出力端子Ｐ５への透過特性は、図３（ｃ）のようになっており、λ1の波長のみを透過する。ここで、出力端子Ｐ５からのλ1の成分の戻り光は、光ファイバなどで構成された長さＬ２の受光用光伝送手段１４０ａを介して受光増幅部へ導かれる。また、入力端子Ｐ４から入力された波長λ1，λ2，λ3，…，λnの成分のうち、λ1以外の成分が出力端子Ｐ６から出力される。この場合、入力端子Ｐ４から出力端子Ｐ６への透過特性は、図３（ｄ）のようになっており、λ1の波長のみを遮断する。

また、フィルタ部１２２の出力端子Ｐ６からの波長λ2，λ3，…，λnの戻り光は、光ファイバなどで構成された長さＬ３の連結用光伝送手段１３０ｂを介して、フィルタ部１２３の入力端子Ｐ７から入力される。そして、入力端子Ｐ７から入力された波長λ2，λ3，…，λnの成分のうち、λ2の成分のみが出力端子Ｐ８から出力される。この場合、入力端子Ｐ７から出力端子Ｐ８への透過特性は、図３（ｅ）のようになっており、λ2の波長のみを透過する。ここで、出力端子Ｐ８からのλ2の成分の戻り光は、光ファイバなどで構成された長さＬ４の受光用光伝送手段１４０ｂを介して受光増幅部へ導かれる。

１５０ａは方向性光結合器１２０により波長毎に分波されたλ1の戻り光を、受光用光伝送手段１４０ａを介して受けて光電変換と増幅とを行う受光増幅部、１５０ｂは方向性光結合器１２０により波長毎に分波されたλ2の戻り光を、受光用光伝送手段１４０ｂを介して受けて光電変換と増幅とを行う受光増幅部である。

１６０ａは受光増幅部１５０ａの出力信号をＡ−Ｄ変換してディジタルデータを生成するＡ−Ｄ変換部、１６０ｂは受光増幅部１５０ｂの出力信号をＡ−Ｄ変換してディジタルデータを生成するＡ−Ｄ変換部、１７０ａはＡ−Ｄ変換部１６０ａでＡ−Ｄ変換されたディジタルデータを光源部１１０からの光パルスの繰り返しタイミングに応じて繰り返し回数分加算平均する加算処理部、１７０ｂはＡ−Ｄ変換部１６０ｂでＡ−Ｄ変換されたディジタルデータを、光源部１１０からの光パルスの繰り返しタイミングに応じて、繰り返し回数分加算平均する加算処理部である。

以上の構成において、光源部１１０から被測定光ファイバ２００に波長λ0の光パルスを入射し、当該光パルスの各通過点で発生する複数の異なる波長の戻り光のうち、λ1の戻り光とλ2の戻り光とのそれぞれを検出することにより、制御部１０１は、各波長の戻り光の信号レベルに応じた損失特性を求め、対数変換された右下がりの損失波形として表示部１０５に表示する。

ここで、λ1の戻り光における受光増幅部１５０ａまでの光路長は、Ｌ１＋Ｌ２となる。また、λ2の戻り光における受光増幅部１５０ｂまでの光路長は、Ｌ１＋Ｌ３＋Ｌ４となる。この場合、Ｌ２＝Ｌ３＋Ｌ４、となるように連結用光伝送手段と受光用光伝送手段とを構成しておくことで、λ1の戻り光とλ2の戻り光とで光路長を等しくすることができる。これにより、光ファイバ測定装置１００を用いて、λ1とλ2とで戻り光の強度変化を検出した場合に、図８（ｃ）（ｄ）のように一致した距離として検出することが可能になる。

また、このように光学的にタイミングを揃えるようにしているため、Ａ−Ｄ変換部や信号処理部のタイミングを波長毎に変更する必要もなくなり、回路構成や回路制御を簡略化することができ、精度や信頼性が向上する。

なお、以上のように連結用光伝送手段と受光用光伝送手段との合計の光路長が、分波される各波長のそれぞれで等しくなるように構成しておく際に、実際には、光ファイバの融着作業などが伴うことにより、完全に等しくすることが困難である。

そこで、本件出願の発明者が研究を行ったところ、予想される検出された強度変化の応答距離Ｌｘよりも、いずれかの波長における連結用光伝送手段と受光用光伝送手段との合計の光路長の最大値Ｌmaxと他のいずれかの波長における合計の光路長の最小値Ｌminとの差（Ｌmax−Ｌmin）を小さくできれば、測定結果に大きな影響を与えないことが判明した。

すなわち、戻り光の強度変化の検出にＬｘの応答距離が必要であれば、いずれかの波長における連結用光伝送手段と受光用光伝送手段との合計の光路長の最大値Ｌmaxと、他のいずれかの波長における合計の光路長の最小値Ｌminとについて、
Ｌmax−Ｌmin＜Ｌｘ，
の条件を満たすようにしておけばよい。

第二の実施形態：
図４に、被測定光ファイバ２００に光パルスを入射し、当該光パルスの各通過点で発生する複数の異なる波長の戻り光を検出することにより被測定光ファイバ２００の特性を測定する光ファイバ測定装置１００の第二の実施形態の概略構成を示す。なお、図１に示したものと同一物には同一番号を付して、重複した説明は省略する。

この光ファイバ測定装置１００において、１２０は光源部１１０からの光パルスを受けて被測定光ファイバ２００に入射すると共に、被測定光ファイバ２００からの戻り光をそれぞれの波長毎に分波して出力する方向性光結合器である。

この方向性光結合器１２０Ａとしては、内部の光軸あわせなどの面倒な調整作業を不要にでき、空間損失が小さいなどの理由のため、異なる波長透過（遮断）特性を有する複数のフィルタ手段を連結用光ファイバなどの連結用光伝送手段で接続したものが用いられる。この方向性光結合器１２０は、図１に示す例では、フィルタ部１２１〜フィルタ部１２４により、光源部１１０からのλ0の光パルス被測定光ファイバ２００に伝え、被測定光ファイバ２００からの戻り光に含まれるλ1とλ2とλ3を選択的に出力するものである。

ここで、方向性光結合器１２０の内部構成は図５のようになっている。すなわち、フィルタ部１２１は、光源部１１０からのλ0の光パルスを入力端子Ｐ１で受けて、入出力端子Ｐ２から被測定光ファイバ２００に伝える。この場合、入力端子Ｐ１から入出力端子Ｐ２への透過特性は、図６（ａ）のようになっており、λ0の波長のみを透過する。

なお、この図６は、横軸が波長λを示しており、縦軸が入出力特性を示している。ここで、縦軸方向に大きな値であれば透過、縦軸方向に小さい値であれば減衰（遮断）を意味している。

一方、波長λ0，λ1，λ2，λ3，…，λnの被測定光ファイバ２００からの戻り光はフィルタ部１２１の入出力端子Ｐ２から入力され、波長λ1，λ2，λ3，…，λnの成分が出力端子Ｐ３から出力される。この場合、入出力端子Ｐ２から出力端子Ｐ３への透過特性は、図６（ｂ）のようになっており、λ0の波長のみを遮断する。

また、フィルタ部１２１の出力端子Ｐ３からの波長λ1，λ2，λ3，…，λnの戻り光は、光ファイバなどで構成された長さＬ１の連結用光伝送手段１３０ａを介して、フィルタ部１２２の入力端子Ｐ４から入力される。そして、入力端子Ｐ４から入力された波長λ1，λ2，λ3，…，λnの成分のうち、λ1の成分のみが出力端子Ｐ５から出力される。この場合、入力端子Ｐ４から出力端子Ｐ５への透過特性は、図６（ｃ）のようになっており、λ1の波長のみを透過する。ここで、出力端子Ｐ５からのλ1の成分の戻り光は、光ファイバなどで構成された長さＬ２の受光用光伝送手段１４０ａを介して受光増幅部へ導かれる。また、入力端子Ｐ４から入力された波長λ1，λ2，λ3，…，λnの成分のうち、λ1以外の成分が出力端子Ｐ６から出力される。この場合、入力端子Ｐ４から出力端子Ｐ６への透過特性は、図６（ｄ）のようになっており、λ1の波長のみを遮断する。

また、フィルタ部１２２の出力端子Ｐ６からの波長λ2，λ3，…，λnの戻り光は、光ファイバなどで構成された長さＬ３の連結用光伝送手段１３０ｂを介して、フィルタ部１２３の入力端子Ｐ７から入力される。そして、入力端子Ｐ７から入力された波長λ2，λ3，…，λnの成分のうち、λ2の成分のみが出力端子Ｐ８から出力される。この場合、入力端子Ｐ７から出力端子Ｐ８への透過特性は、図６（ｅ）のようになっており、λ2の波長のみを透過する。ここで、出力端子Ｐ８からのλ2の成分の戻り光は、光ファイバなどで構成された長さＬ４の受光用光伝送手段１４０ｂを介して受光増幅部へ導かれる。また、入力端子Ｐ７から入力された波長λ2，λ3，…，λnの成分のうち、λ2以外の成分が出力端子Ｐ９から出力される。この場合、入力端子Ｐ７から出力端子Ｐ９への透過特性は、図６（ｆ）のようになっており、λ2の波長のみを遮断する。

また、フィルタ部１２２の出力端子Ｐ９からの波長λ3，…，λnの戻り光は、光ファイバなどで構成された長さＬ５の連結用光伝送手段１３０ｃを介して、フィルタ部１２４の入力端子Ｐ１０から入力される。そして、入力端子Ｐ１０から入力された波長λ3，…，λnの成分のうち、λ3の成分のみが出力端子Ｐ１１から出力される。この場合、入力端子Ｐ１０から出力端子Ｐ１１への透過特性は、図６（ｇ）のようになっており、λ3の波長のみを透過する。ここで、出力端子Ｐ１１からのλ2の成分の戻り光は、光ファイバなどで構成された長さＬ６の受光用光伝送手段１４０ｃを介して受光増幅部へ導かれる。

１５０ａは方向性光結合器１２０により波長毎に分波されたλ1の戻り光を受光用光伝送手段１４０ａを介して受けて光電変換と増幅とを行う受光増幅部、１５０ｂは方向性光結合器１２０により波長毎に分波されたλ2の戻り光を受光用光伝送手段１４０ｂを介して受けて光電変換と増幅とを行う受光増幅部、１５０ｃは方向性光結合器１２０により波長毎に分波されたλ3の戻り光を受光用光伝送手段１４０ｃを介して受けて光電変換と増幅とを行う受光増幅部、である。

１６０ａは受光増幅部１５０ａの出力信号をＡ−Ｄ変換してディジタルデータを生成するＡ−Ｄ変換部、１６０ｂは受光増幅部１５０ｂの出力信号をＡ−Ｄ変換してディジタルデータを生成するＡ−Ｄ変換部、１６０ｃは受光増幅部１５０ｃの出力信号をＡ−Ｄ変換してディジタルデータを生成するＡ−Ｄ変換部である。

１７０ａはＡ−Ｄ変換部１６０ａでＡ−Ｄ変換されたディジタルデータを光源部１１０からの光パルスの繰り返しタイミングに応じて繰り返し回数分加算平均する加算処理部、
１７０ｂはＡ−Ｄ変換部１６０ｂでＡ−Ｄ変換されたディジタルデータを、光源部１１０からの光パルスの繰り返しタイミングに応じて、繰り返し回数分加算平均する加算処理部、１７０ｃはＡ−Ｄ変換部１６０ｃでＡ−Ｄ変換されたディジタルデータを、光源部１１０からの光パルスの繰り返しタイミングに応じて、繰り返し回数分加算平均する加算処理部、である。

以上の構成において、光源部１１０から被測定光ファイバ２００に波長λ0の光パルスを入射し、当該光パルスの各通過点で発生する複数の異なる波長の戻り光のうち、λ1の戻り光とλ2の戻り光とのそれぞれを検出することにより、制御部１０１は、各波長の戻り光の信号レベルに応じた損失特性を求め、対数変換された右下がりの損失波形として表示部１０５に表示する。

ここで、λ1の戻り光における受光増幅部１５０ａまでの光路長は、Ｌ１＋Ｌ２となる。また、λ2の戻り光における受光増幅部１５０ｂまでの光路長は、Ｌ１＋Ｌ３＋Ｌ４となる。そして、λ3の戻り光における受光増幅部１５０ｃまでの光路長は、Ｌ１＋Ｌ３＋Ｌ５＋Ｌ６となる。

この場合、Ｌ２＝Ｌ３＋Ｌ４、かつ、Ｌ４＝Ｌ５＋Ｌ６となるように連結用光伝送手段と受光用光伝送手段とを構成しておくことで、λ1の戻り光とλ2の戻り光とλ3の戻り光とで光路長を等しくすることができる。

これにより、光ファイバ測定装置１００を用いて、λ1とλ2とλ3とで戻り光の強度変化を検出した場合に、一致した距離として検出することが可能になる。また、このように光学的にタイミングを揃えるようにしているため、Ａ−Ｄ変換部や信号処理部のタイミングを波長毎に変更する必要もなくなり、回路構成や回路制御を簡略化することができ、精度や信頼性が向上する。

なお、この第二の実施形態においても、予想される検出された強度変化の応答距離Ｌｘよりも、いずれかの波長における連結用光伝送手段と受光用光伝送手段との合計の光路長の最大値Ｌmaxと他のいずれかの波長における合計の光路長の最小値Ｌminとの差（Ｌmax−Ｌmin）を小さくできれば、測定結果に大きな影響を与えない効果が得られる。

その他の実施形態（１）：
方向性光結合器１２０に含まれる複数のフィルタ部は一般的には多層膜フィルタにより構成されている。ここで、単一の波長を透過あるいは遮断するかわりに、複数の波長を含む程度の帯域を通過させるバンドパスフィルタや、特定の波長以下を透過させるショートウェーブパスフィルタ（ローパスフィルタ）や、特定の波長以上を透過させるロングウェーブパスフィルタ（ハイパスフィルタ）などで構成してもよい。あるいは、これらと、サーキュレータとを組み合わせるようにしてもよい。

その他の実施形態（２）：
以上の実施形態において、光源部１１０は単一の光源であったが、複数の光源を用いることも可能である。その場合には、複数の各光源から方向性光結合器１２０までの光伝送手段の光路長も、合計の光路長の計算に入れればよい。

その他の実施形態（３）：
以上の実施形態において、方向性光結合器１２０として、被測定光ファイバ２００からの戻り光を２または３の異なる波長に分離分配する具体例を示したが、これに限定されるものではない。すなわち、４以上の異なる波長に分離分配する場合であっても、同様に光路長を揃えることで、本発明の良好な効果を得ることが可能である。

その他の実施形態（４）：
以上の実施形態において、複数の光源を用いて、４以上の異なる波長に分離分配する場合であっても、複数の各光源から方向性光結合器１２０までの光伝送手段の光路長を含めた状態で、同様に光路長を揃えることで、本発明の良好な効果を得ることが可能である。

その他の実施形態（５）：
なお、以上の各実施形態は、多波長OTDR（複数の波長の光パルスを同時または切り替えながらに発光し、各波長の後方散乱光を同時または、切り替えながら測定するOTDR）や、ラマンOTDR（１つの波長の光パルスを発光し、後方散乱光の内、ストークス光／アンチストークス光に分離して測定するOTDR）や、複合OTDR（上記の機能を単独および同時に実施、測定を行うOTDR）などにも適用できる。

本発明の第一の実施形態の光ファイバ測定装置の電気的な構成を示す機能ブロック図である。 本発明の第一の実施形態の光ファイバ測定装置の主要部の電気的な構成を示す機能ブロック図である。 本発明の第一の実施形態の光ファイバ測定装置の主要部の電気的な特性を示す特性図である。 本発明の第二の実施形態の光ファイバ測定装置の電気的な構成を示す機能ブロック図である。 本発明の第二の実施形態の光ファイバ測定装置の主要部の電気的な構成を示す機能ブロック図である。 本発明の第二の実施形態の光ファイバ測定装置の主要部の電気的な特性を示す特性図である。 従来の光ファイバ測定装置の電気的な構成を示す機能ブロック図である。 従来の光ファイバ測定装置による測定結果の一例を示す特性図である。

符号の説明

１００ 光ファイバ測定装置
１０１ 制御部
１０３ 操作部
１０５ 表示部
１０７ 記憶部
１１０ 光源部
１２０ 方向性光結合器
１２１〜１２３フィルタ部
１３０ａ〜１３０ｂ 連結用光伝送手段
１４０ａ〜１４０ｂ 受光用光伝送手段
１５０ａ〜１５０ｂ 受光増幅部
１６０ａ〜１６０ｂ Ａ−Ｄ変換部
１７０ａ〜１７０ｂ 加算処理部

Claims (3)

1. 被測定光ファイバに光パルスを入射し、当該光パルスの各通過点で発生する複数の異なる波長の戻り光を検出することにより被測定光ファイバの特性を測定する光ファイバ測定装置であって、
   被測定対象の光ファイバに入射する所定の光パルスを発生する光源部と、
   前記光源部からの前記光パルスを受けて前記被測定光ファイバに入射すると共に、連結用光伝送手段を介して相互に接続された複数のフィルタ手段により前記戻り光をそれぞれの波長毎に分波して出力する光結合手段と、
   前記光結合手段により波長毎に分波されたそれぞれの戻り光を、受光用光伝送手段を介して受けて光電変換を行う複数の受光部と、
   前記複数の受光部のそれぞれの出力を信号処理する信号処理部と、
   を備え、
   前記連結用光伝送手段と前記受光用光伝送手段との合計の光路長が、分波される各波長のそれぞれで等しくなるように構成されたことを特徴とする光ファイバ測定装置。
2. 前記連結用光伝送手段は連結用光ファイバであり、前記受光用光伝送手段は受光用光ファイバである、
   ことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ測定装置。
3. 前記戻り光の強度変化の検出にＬｘの応答距離が必要であり、いずれかの波長における前記連結用光伝送手段と前記受光用光伝送手段との合計の光路長の最大値がＬmaxであり、いずれかの波長における前記連結用光伝送手段と前記受光用光伝送手段との合計の光路長の最小値がＬminである場合、
   Ｌmax−Ｌmin＜Ｌｘの条件を満たす、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光ファイバ測定装置。

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