JP2019215168A - 光パルス試験装置及び光パルス試験方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光ファイバケーブルの試験を短時間で一括して行える光パルス試験装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係る光パルス試験装置は、所望の空間分解能に対応するパルス幅Ｔのｎ倍の光パルスを発する光パルス信号発生部１１と、ｎ本のＦＵＴからの反射光及び後方散乱光を受光する光受信部１２と、ＦＵＴが接続されたそれぞれの経路に時間Ｔ毎にスイッチングし、前記光パルスをパルス幅Ｔの試験光パルスとして前記経路に順に入射した後、それぞれの前記経路に時間Ｔより短い時間ｔｓ毎にスイッチングし、ＦＵＴそれぞれの反射光及び後方散乱光を時間ｎ×ｔｓ毎に順に光受信部１２へ入射する光経路制御部１３と、光受信部１２が出力する電気信号をスイッチング周期ｔｓと等しい周期で分離してＦＵＴそれぞれの離散信号とし、ＦＵＴそれぞれの反射光及び後方散乱光の反射率分布を演算する演算処理部１４と、を備える。【選択図】図１

Description

本開示は、光線路の光損失分布や断線位置等を測定するための光パルス試験装置及びその方法に関する。

従来より、被試験光ファイバ（Ｆｉｂｅｒ ｕｎｄｅｒ ｔｅｓｔ、以後ＦＵＴと称する）の距離、光損失分布、あるいは断線位置を測定する技術として、光パルス試験器（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ、以後ＯＴＤＲと称する）がある。このＯＴＤＲは、ＦＵＴに試験光パルスを送出し、試験光パルスによってＦＵＴ中で生じる反射光やレイリー後方散乱光（以後、単に後方散乱光と称する）のパワーを時間領域で測定することでＦＵＴの各地点における光の反射率分布（以後、ＯＴＤＲ波形と称する）を測定する装置である（例えば、特許文献１を参照。）。

特開２０１１−１６４０７５号公報

通常、光ファイバケーブルを建設、敷設および故障修理する場合は、光ファイバケーブルに収容される光ファイバ心線全てをＯＴＤＲで試験する。光ファイバケーブルには、ケーブル種別にもよるが最大で２０００心といった光ファイバ心線が収容されている。ＯＴＤＲは原理上、１心の光ファイバ単位でのみ測定可能であるため、複数の心線をＯＴＤＲで測定するには、測定心線を切替ながら１心ずつ測定する必要がある。そのため、ＯＴＤＲによる複数心線の測定は心線数に比例して測定時間が長くなり、光ファイバケーブル工事の短期化が困難という課題がある。

そこで、本発明は、上記課題を解決するために、多くの光ファイバ心線を収容する光ファイバケーブルの試験を短時間で一括して行える光パルス試験装置及び光パルス試験方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る光パルス試験装置は、試験光パルスより短い周期で各光ファイバ心線からの戻り光を順に受光し、各光ファイバ心線の情報を離散データとして処理することとした。

具体的には、本発明に係る光パルス試験装置は、ｎ本（ｎは２以上の整数）の光ファイバからの反射光及び後方散乱光の反射率分布を同時に測定する光パルス試験装置であって、
所望の空間分解能に対応するパルス幅Ｔのｎ倍の光パルスを発する光パルス信号発生部と、
前記ｎ本の光ファイバからの反射光及び後方散乱光を受光し、電気信号を出力する光受信部と、
前記ｎ本の光ファイバが接続されたそれぞれの経路に時間Ｔ毎にスイッチングし、前記光パルス信号発生部からの光パルスをパルス幅Ｔの試験光パルスとして前記経路に順に入射した後、それぞれの前記経路に時間Ｔより短い時間ｔ_ｓ毎にスイッチングし、前記ｎ本の光ファイバそれぞれの反射光及び後方散乱光を時間ｎ×ｔ_ｓ毎に順に前記光受信部へ入射する光経路制御部と、
前記光受信部が出力する前記電気信号を前記光経路制御部のスイッチング周期ｔ_ｓと等しい周期で分離して前記ｎ本の光ファイバそれぞれの離散信号とし、前記離散信号から前記ｎ本の光ファイバそれぞれの反射光及び後方散乱光の反射率分布を演算する演算処理部と、
を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る光パルス試験方法は、ｎ本（ｎは２以上の整数）の光ファイバからの反射光及び後方散乱光の反射率分布を同時に測定する光パルス試験方法であって、
所望の空間分解能に対応するパルス幅Ｔのｎ倍の光パルスを発する光パルス信号発生手順と、
前記ｎ本の光ファイバが接続されたそれぞれの経路に時間Ｔ毎にスイッチングし、前記光パルス信号発生手順で発生させた光パルスをパルス幅Ｔの試験光パルスとして前記経路に順に入射した後、それぞれの前記経路に時間Ｔより短い時間ｔ_ｓ毎にスイッチングし、前記ｎ本の光ファイバそれぞれの反射光及び後方散乱光を時間ｎ×ｔ_ｓ毎に順に光受信部へ入射する光経路制御手順と、
前記ｎ本の光ファイバからの反射光及び後方散乱光を前記光受信部で受光し、電気信号を出力する光受信手順と、
前記光受信手順で出力する前記電気信号を前記光経路制御手順のスイッチング周期ｔ_ｓと等しい周期で分離して前記ｎ本の光ファイバそれぞれの離散信号とし、前記離散信号から前記ｎ本の光ファイバそれぞれの反射光及び後方散乱光の反射率分布を演算する演算処理手順と、
を行うことを特徴とする。

本光パルス試験装置及び方法は、光スイッチを利用して試験光パルスを順に複数のＦＵＴに入力した後、当該光スイッチを試験光パルスより短い周期で切り替えて各ＦＵＴからの戻り光を順に受光する。各ＦＵＴからの戻り光の情報は連続ではなく離散的になるが、光スイッチの切り換え周期を試験光パルスより大幅に短くすることでＦＵＴ内の反射イベントの取りこぼしを低減することができる。このため、複数のＦＵＴについて試験精度を維持しつつ一括して試験することができる。

従って、本発明は、多くの光ファイバ心線を収容する光ファイバケーブルの試験を短時間で一括して行える光パルス試験装置及び光パルス試験方法を提供することができる。

本発明に係る光パルス試験装置の前記経路は、前記光経路制御部が時間Ｔ毎にスイッチングしている途中で前記ｎ本の光ファイバのいずれの反射光及び後方散乱光も前記光経路制御部へ到達しない長さのダミーファイバを有することを特徴とする。ダミーファイバが無いと光経路制御部が試験光パルスを各ＦＵＴへ入射している間に先に試験光パルスが入射されたＦＵＴから戻り光が戻ってきてしまい、その情報を取りこぼすことがある。本光パルス試験装置は、適当な長さのダミーファイバを経路中に配置することで当該情報の取りこぼしを回避することができる。

本発明に係る光パルス試験装置の前記光パルス信号発生部は、連続光発生部と前記連続光発生部からの連続光をパルス化する光パルス化部を有し、前記光受信部は、前記連続光発生部からの連続光を用いて前記ｎ本の光ファイバからの反射光及び後方散乱光をコヒーレント検波することを特徴とする。本光パルス試験装置は、コヒーレント検波を行うことで測定ＳＮ比を向上させることができる。

本発明に係る光パルス試験装置の前記光パルス信号発生部は、前記光パルスを時間Ｔ毎に光周波数符号化し、前記光経路制御部は、光周波数符号化された試験光パルスを前記経路に順に入射することを特徴とする。周波数多重数分だけ光ファイバ心線１つの測定効率を高めることができる。

本発明は、多くの光ファイバ心線を収容する光ファイバケーブルの試験を短時間で一括して行える光パルス試験装置及び光パルス試験方法を提供することができる。

本発明に係る光パルス試験装置の構成を説明する図である。 本発明に係る光パルス試験装置の光パルス発生部から出力される光パルスの時間波形を説明する図である。 本発明に係る光パルス試験装置の光経路制御部の経路切替におけるスイッチング周波数の時間変化を説明する図である。 それぞれのＦＵＴで発生する後方散乱光を光経路制御部で時刻ｔ_ｓで切替し、１つの光受信部で受信した後、受信信号を時間で分割することで、それぞれのＦＵＴからのＯＴＤＲ波形を再生する方法を説明する図である。 スイッチング時間ｔ_ｓとパルス幅Ｔが（ｉ）ｔ_ｓ＝Ｔの場合と（ｉｉ）ｔ_ｓ＜＜Ｔの場合について信号処理によって再生されるＯＴＤＲ波形の比較を説明する図である。 本発明に係る光パルス試験装置の構成を説明する図である。 本発明に係る光パルス試験装置の構成を説明する図である。

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。

（実施形態１）
図１は、本実施形態の光パルス試験装置３０１の構成を示す図である。光パルス試験装置３０１は、ｎ個の異なるＦＵＴ５１からの反射光および後方散乱光の反射率分布を一括して測定することができるものである。光パルス試験装置３０１は、
所望の空間分解能に対応するパルス幅Ｔのｎ倍の光パルスを発する光パルス信号発生部１１と、
ｎ本のＦＵＴ５１からの反射光及び後方散乱光を受光し、電気信号を出力する光受信部１２と、
ｎ本のＦＵＴ５１が接続されたそれぞれの経路に時間Ｔ毎にスイッチングし、光パルス信号発生部１１からの光パルスをパルス幅Ｔの試験光パルスとして前記経路に順に入射した後、それぞれの前記経路に時間Ｔより短い時間ｔ_ｓ毎にスイッチングし、ｎ本のＦＵＴ５１それぞれの反射光及び後方散乱光を時間ｎ×ｔ_ｓ毎に順に光受信部１２へ入射する光経路制御部１３と、
光受信部１２が出力する電気信号を光経路制御部１３のスイッチング周期ｔ_ｓと等しい周期で分離してｎ本のＦＵＴ５１それぞれの離散信号とし、前記離散信号からｎ本のＦＵＴ５１それぞれの反射光及び後方散乱光の反射率分布を演算する演算処理部１４と、
を備える。
演算処理部１４は、数値化部２２、数値演算処理部２３及びクロック同期部２４を有する。

図２は、光パルス発生部１１から出力される光パルスの時間波形を示したものである。光パルス発生部１１は、図２に示すように測定の空間分解能に対応するパルス幅をＴ、ＦＵＴの個数をｎとした場合、時間幅ｎＴの長さの光パルスを出力する。

出力された光パルスは、サーキュレータ２１を通過後、光経路制御部１３に入力される。光経路制御部１３は光スイッチである。この光スイッチは、後述するスイッチング幅がｔ_ｓ以下となる速度で駆動し、入力光を多ポートに順に出力する。例えば、光経路制御部１３は、ＰＬＺＴ（（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ_３）の導波路型光スイッチや半導体光増幅器（ＳＯＡ）を用いた半導体光スイッチである。

図３は、光経路制御部１３の経路切替におけるスイッチング周波数の時間変化を示したものである。時刻０からｎＴの間においては、光パルスをパルス幅Ｔでｎ個の試験光パルスに分割してＦＵＴ５１にそれぞれ入射させるため、スイッチング周波数はパルス幅Ｔの逆数となるｆ_０＝１／Ｔである。一方、ｎ個のＦＵＴ５１でそれぞれ発生した反射光及び後方散乱光を１つの光受信部１２で受信するため、スイッチング周波数はパルス幅Ｔより十分小さいスイッチング時間ｔ_ｓの逆数となるｆ_ｓ＝１／ｔ_ｓである。

尚、ＦＵＴに試験光パルスが入射された直後から後方散乱光は発生するため、光経路制御部１３の出力ポートに直接ＦＵＴを接続すると、スイッチング周波数ｆ_０で試験光パルスを出力ポートに出力している間（図２の時刻０〜ｎＴ）、ＦＵＴからの後方散乱光の反射イベントを取りこぼす可能性がある。そのため、時間幅ｎＴで光がファイバを伝搬する長さに調節したダミーファイバ５２を光経路制御部１３の出力ポートとＦＵＴ５１の間に挿入する。つまり、光経路制御部１３の出力ポートとＦＵＴ５１の間に、光経路制御部１３が時間Ｔ毎にスイッチングしている途中でｎ本のＦＵＴ５１のいずれの反射光及び後方散乱光も光経路制御部１３へ到達しない長さのダミーファイバを配置する。

上記光経路制御部１３に入射された試験光パルスは、パルス幅Ｔの周期で出力ポート１、２、・・・、ｎにスイッチングするよう駆動された光経路制御部１３によって、１、２、・・・、ｎのＦＵＴにそれぞれパルス幅Ｔだけ出力される。光経路制御部１３から出力されたパルス幅Ｔの試験光パルスはダミーファイバ５２を通過後、ＦＵＴ５１に入射する。試験光パルスが入射された＃１、＃２、・・・、＃ｎのＦＵＴ５１からそれぞれ発生する後方散乱光は、ダミーファイバ５２通過後、パルス幅Ｔより十分小さいスイッチング幅ｔ_ｓで駆動された光経路制御部１３に入力される。ここで、各ＦＵＴ５１からの後方散乱光は連続光であるが、光経路制御部１３のスイッチングにより、１つのＦＵＴ５１からの後方散乱光は幅ｔ_ｓでＴ_ｓ×ｎ間隔の離散光となり、さらにｎ本分のＦＵＴの離散光が連続する光となって光経路制御部１３の入力ポート０に現れる。

光経路制御部１３の入力ポート０に現れた後方散乱光は、サーキュレータ２１を通過後、光受信部１２にて受信される。光受信部１２から出力される電気信号は、数値化部２２でサンプリングされる。

図４は、＃１、＃２、・・・、＃ｎのＦＵＴ５１で発生する後方散乱光を光経路制御部１３で時刻ｔ_ｓで切替し、１つの光受信部１２で受信した後、受信信号を時間ｔ_ｓで分割することで、＃１、＃２、・・・、＃ｎのＦＵＴからのＯＴＤＲ波形を再生する方法を示したものである。図４（Ａ）は各ＦＵＴ５１で発生する後方散乱光の時間波形である。図４（Ｂ）は光経路制御部１３の入力ポート０に現れた後方散乱光の波形である。

図４（Ｂ）のように光受信部１２で受信する波形は、時刻ｔ_ｓ毎に各ＦＵＴからの後方散乱光が切り替わっている。このため、数値演算処理部２３は、クロック同期部２４を利用して光経路制御部１３のスイッチングに同期し、光受信部１２で受信した受信信号を時間区間ｔ_１、ｔ_２、・・・ｔ_ｎでｎ個に分離する。数値演算処理部２３は、この分離処理を受信信号全体に繰り返し行い、分離した信号を区間ｔ_１、ｔ_２、・・・ｔ_ｎ毎に時間軸に従って並べる。つまり、数値演算処理部２３は、ｎ個のＦＵＴ５１からの後方散乱光のＯＴＤＲ波形を離散データとして再生する。

図５は、スイッチング時間ｔ_ｓとパルス幅Ｔが（ｉ）ｔ_ｓ＝Ｔの場合と（ｉｉ）ｔ_ｓ＜Ｔ/２０ｎの場合について、数値演算処理部２３の信号処理によって再生されるＯＴＤＲ波形を比較したものである。前述したように（ｉ）の場合では、信号処理で再生して得られるＯＴＤＲ波形について空間分解能がｎ倍に劣化し、さらに反射イベントを検知できない可能性がある。一方、（ｉｉ）の場合においては、信号処理で再生される波形は、反射イベントは全て検知可能となる。なお、空間分解能は最大で２ｎｔ_ｓだけ劣化するため、２ｎｔ_ｓがパルス幅Ｔに対し１/１０以下、すなわちｔ_ｓ＜Ｔ/２０ｎになるよう、ｎとスイッチング時間ｔ_ｓを設定することが必要となる。

具体的な数値例を以下示す。測定する光ファイバケーブルは海底ケーブルとし、心線数ｎは１６心とする。海底ケーブルのＯＴＤＲ測定における要求空間分解能は１ｋｍであるため、試験光パルスのパルス幅Ｔは１０μｓとする。尚、試験光パルスの波長は１５５０ｎｍとする。また、光経路制御部１３にナノ秒オーダの高速なスイッチングを可能とする半導体光スイッチを用い、スイッチング時間ｔ_ｓは１０ｎｓとする。この場合、測定速度はｎ＝１６倍だけ早くなる。一方、信号処理によって再生されるＯＴＤＲ波形は、反射イベントが時間幅で２ｎｔ_ｓ＝３２０ｎｓだけ長くなり、空間分解能は１．０３２ｋｍと劣化する。尚、この場合、２ｎｔ_ｓはパルス幅Ｔに対し約１/３１となっている。

空間分解能を従来と等しくした上での速度改善量を算出する。空間分解能を１ｋｍと等しくするため、ＯＴＤＲのパルス幅Ｔを９．７μｓで生成する。この場合、信号処理によって再生されるＯＴＤＲ波形の反射イベントは時間幅で１０μｓとなるため、空間分解能は１ｋｍで維持される。一方、パルス幅Ｔが１０μｓから９．７μｓに変化することで、ＯＴＤＲ測定のＳＮ比が劣化する。ＳＮ比の劣化分を補うため、信号の測定回数（アベレージ回数）を増やす方法を取った場合、１心あたりの測定時間は（１００／９７）^２≒１．０６倍だけ長くなる。よって、１６心全ての測定時間は、従来方法に比べ１６／１．０６≒１５．１倍だけ早くなる。

（実施形態２）
図６は、本実施形態の光パルス試験装置３０２の構成を示す図である。光パルス試験装置３０２は、実施形態１の光パルス試験装置３０１に対し、光パルス信号発生部１１が、連続光発生部３１と連続光発生部３１からの連続光をパルス化する光パルス化部３２を有し、光受信部１２が、連続光発生部３１からの連続光を用いてｎ本のＦＵＴ５１からの反射光及び後方散乱光をコヒーレント検波することを特徴とする。光パルス試験装置３０２は、実施形態１の光パルス試験装置３０１の直接検波方式を、コヒーレント検波方式としたものである。

以下、光パルス試験装置３０２の動作について図６を用いて説明する。
コヒーレント検波のためには連続光が必要である。このため、光パルス試験装置３０２の光パルス信号発生部１１は、連続光を発生させる連続光発生部３１と光パルス化部３２を有する。連続光発生部３１から出力した連続光は、光カプラＣ１によって２分岐され、一方は光パルス化部３２に入力され、他方はコヒーレント検波用のローカル光とする。光パルス化部３２は連続光から時間幅ｎＴの試験光パルスを生成する。光パルス化部３２は、例えば、音響光学変調器（ＡＯＭ）を用いて、パルス化を行うと共に光の周波数シフトも行う。当該試験光パルスは、サーキュレータ２１を介して光経路制御部１３に入力される。

以降の光経路制御部１３による時刻Ｔ毎における試験光パルスの切替およびスイッチング時間ｔ_ｓ毎における後方散乱光の切替は実施形態１で説明した光パルス試験装置３０１と同様の処理を実行する。光経路制御部１３から出力される後方散乱光は光サーキュレータ２１を通過後、光カプラＣ２にて前述したローカル光と合波され、光受信部１２にてコヒーレント検波される。コヒーレント検波にてよって出力されるローカル光と後方散乱光のビート信号はＩＦ信号として数値化部２２によってサンプリングされる。そして、数値演算処理部２３にてミキシングを行うことでＩＦ信号をベースバンド信号に変換し、更に２乗演算することによって、実施形態１で説明と同様に後方散乱光のパワーが数値化される。以降の数値演算処理部２３での信号処理によるｎ個のＦＵＴ５１からの後方散乱光の波形再生処理については、実施形態１の説明と同様である。

光パルス試験装置３０２は、コヒーレント検波方式に用いて光受信するため、実施形態１の光パルス試験装置３０１に比べ、ＯＴＤＲのパルス１回あたりの測定ＳＮ比を約２０ｄＢ程度向上させることができる。

（実施形態３）
図７は、本実施形態の光パルス試験装置３０３の構成を示す図である。光パルス試験装置３０３は、実施形態２の光パルス試験装置３０２に対し、光パルス信号発生部１１が光パルスを時間Ｔ毎に光周波数符号化し、光経路制御部１３が光周波数符号化された試験光パルスを前記経路に順に入射することを特徴とする。光パルス試験装置３０３は、実施形態２の光パルス試験装置３０２の単一周波数パルスによるコヒーレント検波を、周波数符号化されたパルス列を用いるコヒーレント検波としたものである。

以下、光パルス試験装置３０３の動作について図７を用いて説明する。
周波数符号化された光パルス列を生成するため、光パルス試験装置３０３の光パルス信号発生部１１は、光パルス試験装置３０２の光パルス信号発生部１１に光周波数変更部３３をさらに有する。光カプラＣ１から出力された連続光が光周波数変更部３３に入力される。例えば、光周波数変更部３３はＳＳＢ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｓｉｄｅ−Ｂａｎｄ）変調器である。ＳＳＢ変調器に周波数ｆ_１、ｆ_２、・・・、ｆ_Ｎの正弦波をそれぞれパルス幅Ｔの時間だけ入力し駆動すると、ＳＳＢ変調器からはそれぞれ光周波数がｆ_１、ｆ_２、・・・、ｆ_Ｎだけ周波数シフトした光波が出力される。

この光波を光パルス化部３２に入射しパルス化することで、周波数符号化されたパルス列を生成することができる。図７に示すように、１つの試験光パルス（パルス幅ＮＴ）には光周波数がｆ_１、ｆ_２、・・・、ｆ_Ｎの光波が時分割多重されており（周波数符号化されたパルス列で１つの試験光パルスを構成する）、ｎ心のＦＵＴを一括測定する場合、この周波数符号化された試験光パルスをｎ個生成する。光経路制御部１３によるＦＵＴへのスイッチングは、周波数符号化されたパルス列の時間幅ＮＴ毎に切替を行う。

以降のスイッチング時間ｔ_ｓ毎における後方散乱光の切替及びローカル光との合波によるコヒーレント検波、及び数値化部２２によるサンプリングは実施形態２の説明と同様に行う。

周波数符合化パルス列によって発生した周波数多重された後方散乱光を周波数分離処理するため、数値演算処理部２３によって受信したビート信号をフーリエ変換する。そして、フーリエ変換によって得られる周波数ｆ_１、ｆ_２、・・・、ｆ_Ｎの複素振幅をそれぞれ２乗することによって、Ｎ個の後方散乱光波形を取得できる。

光パルス試験装置３０３は、複数の周波数を持った試験光パルス列を用いるため、光パルス試験装置３０２（単一周波数パルスでの測定）に比べ、周波数多重数の分だけ光ファイバ１心分のＯＴＤＲ波形をＮ倍速く測定することができる（特許文献１参照）。

［付記］
以下は、本実施形態の光パルス試験装置を説明したものである。
光ファイバからの反射光及び後方散乱光の反射率分布を測定する光パルス試験装置において、
試験光パルスを発する光パルス信号発生手段と、
前記試験光パルスを所定の時間間隔毎に異なる試験光ファイバに接続されたそれぞれの光経路にスイッチングする光経路制御部と、
前記試験光パルスを透過させ、前記光経路制御部の先に接続された被試験光ファイバの各 地点で反射または散乱により発生した後方散乱光を光受信部へ透過させる光サーキュレータと、
前記光サーキュレータからの光信号を光受信して電流信号を取得する光受信部と、
前記電流信号をデジタル信号にサンプリングする数値化部と、
前記サンプリングされた信号から被試験光ファイバからの反射光及び後方散乱光の反射率分布を求める演算処理手段を具備する光パルス試験装置であって、
前記光経路制御部は、試験光パルスのパルス幅より短い時間周期で異なる試験光ファイバに接続されたそれぞれの光経路にスイッチングし、
前記演算処理手段は、前記光経路制御部のスイッチング周期と等しい周期でサンプリングデータを分割し、
異なる試験光ファイバからの後方散乱光を同時に一括で測定することを特徴とする光パルス試験装置。

（発明の効果）
本発明によれば、ｎ心の光ファイバケーブルの反射率分布測定を、従来の方法に比べ約ｎ倍効率よく測定する光パルス試験装置および方法を提供することができる。

１１：光パルス発生部
１２：光受信部
１３：光経路制御部
１４：演算処理部
２１：光サーキュレータ
２２：数値化部
２３：数値演算処理部
２４：クロック同期部
３１：連続光発生部
３２：光パルス化部
３３：光周波数変更部
５１：ＦＵＴ
５２：ダミーファイバ
３０１〜３０３：光パルス試験装置

Claims (8)

1. ｎ本（ｎは２以上の整数）の光ファイバからの反射光及び後方散乱光の反射率分布を同時に測定する光パルス試験装置であって、
   所望の空間分解能に対応するパルス幅Ｔのｎ倍の光パルスを発する光パルス信号発生部と、
   前記ｎ本の光ファイバからの反射光及び後方散乱光を受光し、電気信号を出力する光受信部と、
   前記ｎ本の光ファイバが接続されたそれぞれの経路に時間Ｔ毎にスイッチングし、前記光パルス信号発生部からの光パルスをパルス幅Ｔの試験光パルスとして前記経路に順に入射した後、それぞれの前記経路に時間Ｔより短い時間ｔ_ｓ毎にスイッチングし、前記ｎ本の光ファイバそれぞれの反射光及び後方散乱光を時間ｎ×ｔ_ｓ毎に順に前記光受信部へ入射する光経路制御部と、
   前記光受信部が出力する前記電気信号を前記光経路制御部のスイッチング周期ｔ_ｓと等しい周期で分離して前記ｎ本の光ファイバそれぞれの離散信号とし、前記離散信号から前記ｎ本の光ファイバそれぞれの反射光及び後方散乱光の反射率分布を演算する演算処理部と、
   を備えることを特徴とする光パルス試験装置。
2. 前記経路は、前記光経路制御部が時間Ｔ毎にスイッチングしている途中で前記ｎ本の光ファイバのいずれの反射光及び後方散乱光も前記光経路制御部へ到達しない長さのダミーファイバを有することを特徴とする請求項１に記載の光パルス試験装置。
3. 前記光パルス信号発生部は、連続光発生部と前記連続光発生部からの連続光をパルス化する光パルス化部を有し、
   前記光受信部は、前記連続光発生部からの連続光を用いて前記ｎ本の光ファイバからの反射光及び後方散乱光をコヒーレント検波する
   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装置。
4. 前記光パルス信号発生部は、前記光パルスを時間Ｔ毎に光周波数符号化し、
   前記光経路制御部は、光周波数符号化された試験光パルスを前記経路に順に入射する
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光パルス試験装置。
5. ｎ本（ｎは２以上の整数）の光ファイバからの反射光及び後方散乱光の反射率分布を同時に測定する光パルス試験方法であって、
   所望の空間分解能に対応するパルス幅Ｔのｎ倍の光パルスを発する光パルス信号発生手順と、
   前記ｎ本の光ファイバが接続されたそれぞれの経路に時間Ｔ毎にスイッチングし、前記光パルス信号発生手順で発生させた光パルスをパルス幅Ｔの試験光パルスとして前記経路に順に入射した後、それぞれの前記経路に時間Ｔより短い時間ｔ_ｓ毎にスイッチングし、前記ｎ本の光ファイバそれぞれの反射光及び後方散乱光を時間ｎ×ｔ_ｓ毎に順に光受信部へ入射する光経路制御手順と、
   前記ｎ本の光ファイバからの反射光及び後方散乱光を前記光受信部で受光し、電気信号を出力する光受信手順と、
   前記光受信手順で出力する前記電気信号を前記光経路制御手順のスイッチング周期ｔ_ｓと等しい周期で分離して前記ｎ本の光ファイバそれぞれの離散信号とし、前記離散信号から前記ｎ本の光ファイバそれぞれの反射光及び後方散乱光の反射率分布を演算する演算処理手順と、
   を行うことを特徴とする光パルス試験方法。
6. 前記経路に、前記光経路制御手順において時間Ｔ毎にスイッチングしている途中で前記ｎ本の光ファイバのいずれの反射光及び後方散乱光もスイッチングを行っている光経路制御部へ到達しない長さのダミーファイバを配置する調整手順をさらに行うことを特徴とする請求項５に記載の光パルス試験方法。
7. 前記光パルス信号発生手順では、連続光発生部からの連続光をパルス化して前記光パルスを生成し、
   前記光受信手順では、前記連続光発生部からの連続光を用いて前記ｎ本の光ファイバからの反射光及び後方散乱光をコヒーレント検波する
   ことを特徴とする請求項５又は６に記載の光パルス試験方法。
8. 前記光パルス信号発生手順では、前記光パルスを時間Ｔ毎に光周波数符号化し、
   前記光経路制御手順では、光周波数符号化された試験光パルスを前記経路に順に入射する
   ことを特徴とする請求項５から７のいずれかに記載の光パルス試験方法。

Images