JP2013156035A

JP2013156035A - 光パルス試験器

Info

Publication number: JP2013156035A
Application number: JP2012014530A
Authority: JP
Inventors: Tatsuyuki Maki; 達幸牧
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 2012-01-26
Filing date: 2012-01-26
Publication date: 2013-08-15
Anticipated expiration: 2032-01-26
Also published as: JP5462292B2

Abstract

【課題】本発明は、ＯＴＤＲ測定を行う光パルス試験器における被測定光ファイバ長の測定時間を短縮することの可能な光パルス試験器及び光パルス試験方法の提供を目的とする。
【解決手段】本願発明の光パルス試験方法は、連続光を被測定光ファイバ１００に出力し、連続光の出力を停止してから連続光による戻り光の信号レベルが予め定められた閾値未満になるまでの時間を測定し、測定した時間を用いて被測定光ファイバ１００の長さを測定する光ファイバ長測定手順と、光ファイバ測定手順で測定した被測定光ファイバ１００の長さによって定められる距離レンジを設定し、パルス光を被測定光ファイバ１００に出力し、パルス光による戻り光の信号レベルの時間波形を記録する波形記録手順と、を順に有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＯＴＤＲ測定を行う光パルス試験器に関し、特に光ファイバ長の測定機能を有する光パルス試験器に関する。

通信需要の高まりにより、光による通信が一般的となっている。最近ではＦＴＴｘなど、自宅まで光ファイバが敷設されるようになってきた。現場では、光ファイバの敷設工事が日々実施されており、敷設工事の実施確認、光ファイバの保守点検などに用いられるＯＴＤＲ（ＯｐｔｉｃａｌＴｉｍｅＤｏｍａｉｎＲｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ）は欠かせないものとなっている。

ＯＴＤＲは光ファイバの損失や断線位置を検出する測定器であるが、被測定光ファイバを適正に測定するためには知識を必要とする。ＯＴＤＲの設定パラメータのひとつに距離レンジがあるが、これは、被測定光ファイバの長さに応じて設定する項目である。ＯＴＤＲは、接続された被測定光ファイバに適した距離レンジを自動で設定できる機能を備えているものが一般的である。

従来の距離レンジの自動設定機能は、ＯＴＤＲに接続された被測定光ファイバを実際に平均化測定（本測定）に入る前に簡易的に測定を実施し、接続された被測定光ファイバの長さを通常のＯＴＤＲ法を用いて求めてから、求めたファイバ長に適した距離レンジを設定するというものである（例えば、特許文献１参照。）。この事前の簡易的測定には、通常のＯＴＤＲ測定をするためのパルス光が用いられており、被測定光ファイバの長さを求めるためにはある程度の平均化が必要となる。この場合、平均化のために何度も測定を行うため、事前の簡易的測定であっても時間を要する問題があった。

特開２００８−２０２２９号公報

本発明は、被測定光ファイバ長の測定時間を短縮することの可能な光パルス試験器及び光パルス試験方法の提供を目的とする。

本願発明の光パルス試験器は、パルス光及び連続光を出力する光源（１１）と、前記光源からの前記パルス光の出力タイミングを制御するとともに、前記光源からの連続光の停止タイミングを制御するタイミング制御部（１３）と、前記光源からのパルス光又は連続光が被測定光ファイバで反射又は散乱された戻り光を受光する受光器（１４）と、前記光源がパルス光を出力した時点以降に前記受光器で受光された戻り光の信号レベルの時間波形を記録するとともに前記光源が連続光の出力を停止した時点以降に前記受光器で受光された戻り光の信号レベルの時間波形を記録する波形記録部（１８）と、前記波形記録部に記録された時間波形のうち、前記光源が連続光の出力を停止した時点以降に前記受光器で受光された戻り光の信号レベルの時間波形を観測し、前記光源が連続光の出力を停止してから前記受光器の受光する戻り光の信号レベルが予め定められた閾値未満になるまでの時間を用いて、前記被測定光ファイバの絶対的な長さを測定する遠端検出部（１９）と、を備える。

本願発明の光パルス試験器は、光源（１１）と、タイミング制御部（１３）と、受光器（１４）と、波形記録部（１８）と、を備えるため、通常のＯＴＤＲ測定を行うことができる。本願発明の光パルス試験器は、遠端検出部（１９）を備え、光源（１１）が連続光を出力するため、被測定光ファイバ長を簡易的に短時間で測定することができる。ここで、本願発明の光パルス試験器は、被測定光ファイバ長の測定のために連続光を用いるため、十分な受光信号レベルが得られ、これにより平均化が不要になる。このため、被測定光ファイバ長の測定時間を短縮することができる。したがって、本願発明の光パルス試験器は、被測定光ファイバ長の測定時間を短縮することができる。

本願発明の光パルス試験器では、前記遠端検出部の測定した前記被測定光ファイバの長さによって定められる距離レンジを選択する距離レンジ選択部（２０）をさらに備え、前記タイミング制御部は、前記距離レンジ選択部の選択した距離レンジに基づいて前記パルス光の出力タイミングを制御してもよい。
本願発明の光パルス試験器は、距離レンジ選択部（２０）を備えるため、ＯＴＤＲの設定パラメータである距離レンジを自動で設定することができる。

本願発明の光パルス試験器では、前記パルス光の戻り光の受光信号を増幅する第１の増幅器と、前記連続光の戻り光の受光信号を増幅する第２の増幅器と、をさらに備えていてもよい。
本願発明の光パルス試験器は、第１の増幅器と第２の増幅器を備えるため、受光信号レベルに応じて適切に増幅することができる。

本願発明の光パルス試験方法は、連続光を被測定光ファイバ（１００）に出力し、前記連続光の出力を停止してから前記連続光による戻り光の信号レベルが予め定められた閾値未満になるまでの時間を測定し、測定した時間を用いて前記被測定光ファイバの長さを測定する光ファイバ長測定手順と、前記光ファイバ測定手順で測定した前記被測定光ファイバの長さによって定められる距離レンジを設定し、パルス光を被測定光ファイバに出力し、前記パルス光による戻り光の信号レベルの時間波形を記録する波形記録手順と、を順に有する。

本願発明の光パルス試験方法は、波形記録手順を有するため、ＯＴＤＲ測定を行うことができる。本願発明の光パルス試験方法は、光ファイバ長測定手順を有するため、被測定光ファイバ長を測定することができる。ここで、本願発明の光パルス試験器は、被測定光ファイバ長の測定のために連続光を用いるため、十分な受光信号レベルが得られ、これにより平均化が不要になる。このため、被測定光ファイバ長の測定時間を短縮することができる。したがって、本願発明の光パルス試験方法は、被測定光ファイバ長の測定時間を短縮することができる。

本願発明の光パルス試験方法では、前記光ファイバ長測定手順において、前記被測定光ファイバの全長を光が伝搬する時間よりも長い時間にわたって、連続光を被測定光ファイバに出力してもよい。
本発明により、被測定光ファイバの遠端に連続光を到達させることができるため、連続光の出力を停止してから連続光による戻り光の信号レベルが予め定められた閾値未満になるまでの時間を測定することで、被測定光ファイバ長を測定することができる。

なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。

本発明によれば、ＯＴＤＲ測定を行う光パルス試験器における被測定光ファイバ長の測定時間を短縮することの可能な光パルス試験器及び光パルス試験方法を提供することができる。

本実施形態に係る光パルス試験器の構成の一例を示す。光ファイバ長測定手順における時間波形の一例を示す。

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

図１に、本実施形態に係る光パルス試験器の構成の一例を示す。本実施形態に係る光パルス試験器は、タイミング制御部１３と、ＬＤドライバ１２と、光源としてのＬＤ１１と、受光器としてのＡＰＤ（ＡｖａｌａｎｃｈｅＰｈｏｔｏＤｉｏｄｅ）１４と、増幅器１５と、ＡＤコンバータ１６と、加算部１７と、波形記録部１８と、遠端検出部１９と、距離レンジ選択部２０と、光カプラ２１と、を備える。光カプラ２１が測定対象となる被測定光ファイバ１００に接続される。

本実施形態に係る光パルス試験方法は、光ファイバ長測定手順と、波形記録手順と、を順に有する。光ファイバ長測定手順では、光パルス試験器が、連続光を用いて被測定光ファイバ１００の長さを測定する。波形記録手順では、光パルス試験器が、パルス光を用いて時間波形を測定することによって、ＯＴＤＲ測定を行う。以下、光ファイバ長測定手順及び波形記録手順について、詳細に説明する。

光ファイバ長測定手順において、光パルス試験器は以下のように動作する。
タイミング制御部１３は、ＬＤドライバ１２を連続的に駆動する。ＬＤ１１は、ＬＤドライバ１２からの駆動によって、連続光を出力する。光カプラ２１は、ＬＤ１１からの連続光を被測定光ファイバ１００に出力するとともに、被測定光ファイバ１００からの戻り光をＡＰＤ１４に出力する。このとき、タイミング制御部１３は、被測定光ファイバ１００の全長を光が伝搬する時間よりも長い時間にわたって、ＬＤドライバ１２を駆動する。これにより、被測定光ファイバ１００の遠端に連続光を到達させる。例えば、ＡＰＤ１４からの受光信号がほぼ一定になるまでＬＤドライバ１２を駆動する。そして、タイミング制御部１３がＬＤドライバ１２の駆動を停止し、ＬＤ１１からの連続光の出力を停止する。このとき、タイミング制御部１３は、連続光の出力を停止した旨を遠端検出部１９に通知する。

ＡＰＤ１４は、連続光が被測定光ファイバ１００で反射又は散乱された戻り光を受光する。増幅器１５は、ＡＰＤ１４からの電気信号を増幅する。ＡＤコンバータ１６は、増幅器１５からのアナログ信号をデジタル信号に変換する。加算部１７は、ＡＤコンバータ１６からのデジタル信号を蓄積する。波形記録部１８は、タイミング制御部１３がＬＤドライバ１２の駆動を停止した時刻以降における、戻り光レベルの時間波形を記録する。遠端検出部１９は、波形記録部１８の時間波形を用いて被測定光ファイバ１００の長さを測定する。距離レンジ選択部２０は、遠端検出部１９の測定した被測定光ファイバ１００の長さによって定められる距離レンジを選択する。距離レンジは、例えば、設定距離レンジが測定した光ファイバ長／０．９よりも長くなるように選択する。設定距離レンジは、０．５ｋｍ、１．０ｋｍ、２．５ｋｍ、５．０ｋｍ、１０ｋｍ、２５ｋｍ、５０ｋｍ、１００ｋｍのように、予め定められた距離レンジのなかから選択してもよい。

波形記録手順において、光パルス試験器は以下のように動作する。
タイミング制御部１３は、パルス光のパルス幅に応じてＬＤドライバ１２を駆動する。ＬＤ１１は、ＬＤドライバ１２からの駆動によって、パルス光を出力する。光カプラ２１は、ＬＤ１１からのパルス光を被測定光ファイバ１００に出力するとともに、被測定光ファイバ１００からの戻り光をＡＰＤ１４に出力する。ＡＰＤ１４は、パルス光が被測定光ファイバ１００で反射又は散乱された戻り光を受光する。増幅器１５は、ＡＰＤ１４からの電気信号を増幅する。ＡＤコンバータ１６は、増幅器１５からのアナログ信号をデジタル信号に変換する。加算部１７は、ＡＤコンバータ１６からのデジタル信号を蓄積する。波形記録部１８は、タイミング制御部１３がＬＤドライバ１２を駆動した時刻以降における、戻り光レベルの時間波形を記録する。このとき、タイミング制御部１３は、距離レンジ選択部２０の選択した距離レンジを時間換算（１ｋｍ≒１０μｓｅｃ）した周期で、所定の回数ＬＤドライバ１２を駆動させる。そして、加算部１７が所定の回数測定した各時間におけるデータを平均化する。これにより、ＯＴＤＲ測定を行うことができる。

図２に、光ファイバ長測定手順における時間波形の一例を示す。被測定光ファイバ１００の遠端に連続光が到達している状態でＬＤ１１からの連続光の出力を停止するため、ＡＰＤ１４では被測定光ファイバ１００に残存している光が検出される。遠端検出部１９は、波形記録部１８の時間波形を観測し、被測定光ファイバ１００に残存している光がなくなったか否かを判定する。たとえば、遠端検出部１９は、戻り光レベルが予め定められた閾値Ｔｈ未満になったか否かを判定する。閾値Ｔｈは、ノイズと戻り光とを判別可能な戻り光レベルである。遠端検出部１９は、ＬＤ１１が連続光の出力を停止した時刻ｔ_１から戻り光の信号レベルが閾値Ｔｈ未満になった時刻ｔ_２までの時間Ｔを測定する。時間Ｔは、被測定光ファイバ１００を光が往復する時間に相当するため、時間Ｔを用いて被測定光ファイバ１００の長さを算出することができる。

接続された被測定光ファイバ１００の遠端や、途中の接続点からの反射レベルが高いと図２に示すような時間波形にはならない場合があるが、閾値Ｔｈを下回るポイントは変わらずに測定することができる。この例は、連続光の出力時間を被測定光ファイバ１００の伝搬時間よりも十分長い時間にすることで、被測定光ファイバ中の全長にわたって光を満たすことにより、後方散乱光が飽和する。いったん飽和した状態から光を切ることにより、後方散乱光レベルは低下することになる。まったく測定されなくなった時間が被測定光ファイバ１００から光がなくなった時間とみなせるため、その時間から被測定光ファイバ１００の距離を換算することができる。被測定光ファイバ１００に反射点が存在した場合は、後方散乱光よりも大きな戻り光となるため、レベルが大きく測定されるだけで、遠端位置に影響することはない。

このように、本実施形態に係る光パルス試験器は、被測定光ファイバ１００のファイバ長よりも十分長い連続光を被測定光ファイバ１００に入力し、その連続光がＯＦＦした時間から、被測定光ファイバ１００からの戻り光がなくなるまでの時間を測定し、その時間を被測定光ファイバ１００の長さに換算することにより、被測定光ファイバ１００の長さを求める。従来の被測定光ファイバ１００よりも十分短いパルス幅を用いて被測定光ファイバの遠端を検出する方法に比べ、戻り光のレベルを大きくとることが可能であるため、遠端を求める際の平均化時間を短くすることが可能となる。また、遠端を検出する方法においても、従来であれば、ＯＴＤＲトレースから各イベントのロスを求めて、そのロスがある閾値以上であった場合を遠端とする方法をとっていたが、本実施形態に係る方法を用いれば、ある閾値を下回るデータの位置を遠端することができるため、より検出スピードを高めることができる。

また、光パルス試験を行うために必要なＯＴＤＲと共通の構成を用いて光ファイバ長の測定を行うことができるため、従来の光パルス試験器と親和性が高い。なお、波形記録手順ではパルス光の戻り光を受光するのに対し、光ファイバ長測定手順では連続光の戻り光を受光するため、増幅器１５へ入力される受光信号レベルが異なる。そこで、増幅器１５は、パルス光の戻り光の受光信号に適した周波数特性を有する第１の増幅器（不図示）と、第１の増幅器よりも周波数帯域が狭く連続光の戻り光の受光信号に適した第２の増幅器（不図示）と、を備えていてもよい。

本発明は情報通信産業に適用することができる。

１１：ＬＤ
１２：ＬＤドライバ
１３：タイミング制御部
１４：ＡＰＤ
１５：増幅器
１６：ＡＤコンバータ
１７：加算部
１８：波形記録部
１９：遠端検出部
２０：距離レンジ選択部
２１：光カプラ
１００：被測定光ファイバ

Claims

パルス光及び連続光を出力する光源（１１）と、
前記光源からの前記パルス光の出力タイミングを制御するとともに、前記光源からの連続光の停止タイミングを制御するタイミング制御部（１３）と、
前記光源からのパルス光又は連続光が被測定光ファイバで反射又は散乱された戻り光を受光する受光器（１４）と、
前記光源がパルス光を出力した時点以降に前記受光器で受光された戻り光の信号レベルの時間波形を記録するとともに前記光源が連続光の出力を停止した時点以降に前記受光器で受光された戻り光の信号レベルの時間波形を記録する波形記録部（１８）と、
前記波形記録部に記録された時間波形のうち、前記光源が連続光の出力を停止した時点以降に前記受光器で受光された戻り光の信号レベルの時間波形を観測し、前記光源が連続光の出力を停止してから前記受光器の受光する戻り光の信号レベルが予め定められた閾値未満になるまでの時間を用いて、前記被測定光ファイバの絶対的な長さを測定する遠端検出部（１９）と、
を備える光パルス試験器。
前記遠端検出部の測定した前記被測定光ファイバの長さによって定められる距離レンジを選択する距離レンジ選択部（２０）をさらに備え、
前記タイミング制御部は、前記距離レンジ選択部の選択した距離レンジに基づいて前記パルス光の出力タイミングを制御することを特徴とする請求項１に記載の光パルス試験器。
前記パルス光の戻り光の受光信号を増幅する第１の増幅器と、
前記連続光の戻り光の受光信号を増幅する第２の増幅器と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の光パルス試験器。
連続光を被測定光ファイバ（１００）に出力し、前記連続光の出力を停止してから前記連続光による戻り光の信号レベルが予め定められた閾値未満になるまでの時間を測定し、測定した時間を用いて前記被測定光ファイバの長さを測定する光ファイバ長測定手順と、
前記光ファイバ測定手順で測定した前記被測定光ファイバの長さによって定められる距離レンジを設定し、パルス光を被測定光ファイバに出力し、前記パルス光による戻り光の信号レベルの時間波形を記録する波形記録手順と、
を順に有する光パルス試験方法。
前記光ファイバ長測定手順において、前記被測定光ファイバの全長を光が伝搬する時間よりも長い時間にわたって、連続光を被測定光ファイバに出力することを特徴とする請求項４に記載の光パルス試験方法。