JP2723661B2 - Optical fiber break prediction method - Google Patents

Optical fiber break prediction method

Info

Publication number
JP2723661B2
JP2723661B2 JP21152590A JP21152590A JP2723661B2 JP 2723661 B2 JP2723661 B2 JP 2723661B2 JP 21152590 A JP21152590 A JP 21152590A JP 21152590 A JP21152590 A JP 21152590A JP 2723661 B2 JP2723661 B2 JP 2723661B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical fiber
measured
strain
optical
bending
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP21152590A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0495843A (en
Inventor
恒夫 桑原
豊 満永
広昭 古賀
和浩 柴
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP21152590A priority Critical patent/JP2723661B2/en
Publication of JPH0495843A publication Critical patent/JPH0495843A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2723661B2 publication Critical patent/JP2723661B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、有線伝送路等を構成する光ファイバの破断
予測方法に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for predicting breakage of an optical fiber constituting a wired transmission line or the like.

(従来の技術) 近年、光ファイバは大容量、低損失の特徴を有してい
ることから、有線伝送路の伝送媒体として幅広く使われ
ている。しかし、光ファイバは、その材質が石英ガラス
等の脆性材料であるため、長期間歪が加えられていると
静疲労現象により破断し、光信号が伝送されなくなる。
(Prior Art) In recent years, optical fibers have been widely used as transmission media for wired transmission lines because of their characteristics of large capacity and low loss. However, since the optical fiber is made of a brittle material such as quartz glass, the optical fiber breaks due to a static fatigue phenomenon when strain is applied for a long period of time, so that an optical signal is not transmitted.

この静疲労による破断は、伝送特性の変化等の前兆を
伴わず突然生じ、かつ、光ファイバは伝送容量が大きい
ため、このような予期しない破断は通信網の運用に重大
な支障をきたす。
The breakage due to static fatigue occurs suddenly without a sign such as a change in transmission characteristics, and since the optical fiber has a large transmission capacity, such an unexpected breakage seriously hinders the operation of a communication network.

ここで、光ファイバの静疲労破断現象について従来明
らかになっている知見を以下に述べる。
Here, the findings that have been clarified in the past regarding the static fatigue fracture phenomenon of optical fibers are described below.

光ファイバの静疲労破断現象は、ガラスの脆性破壊理
論により説明される。
The static fatigue fracture phenomenon of an optical fiber is explained by the theory of brittle fracture of glass.

脆性破壊理論によれば、ガラス表面に存在する微少な
傷が応力の存在下で徐々に成長し、遂には破断に至るも
のである。破断に至るまでの時間tは、加えられている
歪をs、ガラス表面に初期的に存在する傷の大きさをx
とし、A,nを定数とすると下記の(1)式により求めら
れる(参考文献:電子通信学会論文誌J66−B,7,P829−8
36“スクリーニング試験による光ファイバ強度保証
法”)。
According to the theory of brittle fracture, microscopic flaws on the glass surface grow gradually in the presence of stress and eventually break. The time t until breakage is represented by s as the applied strain and x as the size of the scratch initially present on the glass surface.
Where A and n are constants, it is obtained by the following equation (1) (Reference: IEICE Transactions J66-B, 7, P829-8
36 “Optical fiber strength guarantee method by screening test”).

t=Ax−(n−2)/2s-n …(1) 従って、光ファイバの破断時間tを予測するためには、
傷の大きさxと加えられている歪の大きさs(または応
力sに比例する応力の大きさ)を求める必要がある。
t = Ax− (n−2) / 2s−n (1) Therefore, in order to predict the breaking time t of the optical fiber,
It is necessary to determine the size of the flaw x and the size of the applied strain s (or the size of the stress proportional to the stress s).

ただし、現実には、傷の大きさxは通常1μm以下で
あり、伝送路を構成する光ファイバの長さ方向の全長に
亘ってこのような傷の大きさを把握することは殆ど不可
能である。
However, in reality, the size x of the flaw is usually 1 μm or less, and it is almost impossible to grasp the size of such a flaw over the entire length of the optical fiber constituting the transmission line in the length direction. is there.

そこで従来、同一の製造条件下で製造された光ファイ
バから試験サンプルを抽出して強度試験を実施し、傷の
大きさを統計的に把握する方法が提案されている。この
ようにして傷の大きさが把握できれば、加えられた歪s
さえ明らかになれば光ファイバの破断時間tそのものは
予測できなくても、その代わりとして一定時間tの間に
光ファイバが破断する確率(以下、破断率という)pを
算出することが可能となる。
Therefore, conventionally, a method has been proposed in which a test sample is extracted from an optical fiber manufactured under the same manufacturing conditions, a strength test is performed, and the size of the flaw is statistically grasped. If the size of the flaw can be grasped in this way, the applied strain s
If it becomes clear, even if the break time t of the optical fiber itself cannot be predicted, it is possible to calculate the probability p (hereinafter, referred to as a break rate) that the optical fiber breaks during the fixed time t instead. .

この破断率pはn,m,kを試験サンプルの強度試験から
求められる傷の分布や傷の成長速度を表すパラメータと
して、次の(2)式により与えられる。
The breaking rate p is given by the following equation (2), using n, m, and k as parameters representing the distribution of scratches and the growth rate of the scratches obtained from the strength test of the test sample.

ln(p)=(m/(n−2))t+(m・n/(n−2))ln(s)+
k …(2) なお、光ファイバの破断率pを下げる目的で、光ファ
イバの製造直後に一定の短時間加え、光ファイバの表面
に存在する傷のうち、比較的大きい部分を予め除去して
おいてから使用する場合がある。この場合の破断率p
も、試験サンプルの強度試験から求められる傷の分布や
傷の成長速度を表すパラメータn,m,Np、歪s、時間t、
製造直後に加える歪量sp、歪印加時間tpの関数として次
の(3)式により与えられる。
ln (p) = (m / (n-2)) t + (mn / (n-2)) ln (s) +
k (2) In addition, in order to lower the breaking rate p of the optical fiber, a relatively large portion of the scratches existing on the surface of the optical fiber is removed in advance by applying a short time immediately after the production of the optical fiber. You may need to use it later. Breakage rate p in this case
The parameters n, m, N p , strain s, time t, which represent the distribution of wounds and the growth rate of the wounds determined from the strength test of the test sample
Strain amount s p added immediately after preparation, is given by the following equation (3) as a function of strain application time t p.

ln(p)=ln(m/(n−2)) +ln(Np)+n・ln(s/sp)+ln(t/tp)…(3) (課題を解決するための手段) ところが、従来、光ファイバを用いた有線伝送路の破
断予測を行う方法として提案されているものは、専ら光
ファイバの光伝送損失を測定することによってのみ光フ
ァイバの故障の判定や予測を行うもののみである(参考
文献:特公平2−20049号公報“光ファイバケーブル破
断予知装置”、1990年電子情報通信学会春期全国大会.B
−888“光線路試験・管理システムの構成法”)。
ln (p) = ln (m / (n−2)) + ln (N p ) + n · ln (s / s p ) + ln (t / t p ) (3) (Means for solving the problem) Conventionally, methods proposed to predict breakage of a wired transmission line using an optical fiber have been proposed only for determining or predicting an optical fiber failure only by measuring the optical transmission loss of the optical fiber. (Reference: Japanese Patent Publication No. Hei 2-20049, “Optical Fiber Cable Breakage Prediction Device”, 1990 IEICE Spring Conference. B
−888 “Method of configuring optical line test and management system”).

このような破断予測方法は、光ファイバの光伝送損失
が増加することによる故障の事後判定及び予測、光ファ
イバの破断故障の事後判定にはある程度有効であるが、
光ファイバの破断は前記のように、光ファイバに加えら
れている歪によって生じるのであり、この歪の大きさは
光ファイバの光伝送特性を測定しても直接には求められ
ないため、光ファイバの破断故障の予測には役に立たな
い。
Such a break prediction method is effective to some extent in post-judgment and prediction of a failure due to an increase in optical transmission loss of an optical fiber, and post-judgment of a breakage failure of an optical fiber.
As described above, the breakage of the optical fiber is caused by the strain applied to the optical fiber, and the magnitude of this strain cannot be directly obtained by measuring the optical transmission characteristics of the optical fiber. It is not useful for predicting the fracture failure of steel.

詳述すれば、光ファイバに加えられる歪の種類は、伸
び歪と曲げ歪の2種類があり、このうち伸び歪をいくら
加えても光伝送損失は全く増加しないので、従来の破断
予測方法では、この種の歪の測定は全く不可能であり、
それに続く光ファイバの破断予測は全く行えない。
More specifically, there are two types of strain applied to an optical fiber, elongational strain and bending strain. Among them, no matter how much the elongational strain is applied, the optical transmission loss does not increase at all. , It is not possible to measure this kind of strain at all,
Subsequent breakage of the optical fiber cannot be predicted at all.

また、曲げ歪を加えると光ファイバの光伝送損失は増
加するが、この損失増加量は曲げ歪の大きさだけでな
く、曲げ長さや曲げが加えられた光ファイバの構造、例
えばコア径や屈折率分布にも大きく依存する。
In addition, when bending strain is applied, the optical transmission loss of the optical fiber increases.However, this loss increase is not only due to the bending strain, but also the bending length and the structure of the bent optical fiber, such as core diameter and refraction. It also depends heavily on the rate distribution.

このため、光伝送損失の測定結果から曲げ歪の大きさ
を算出するためには特別の工夫が必要となるが、従来の
方法に基づく検査システムではそのための工夫は全くさ
れておらず、曲げ歪の算出やそれに続く光ファイバの破
断予測は全く行えない。
For this reason, special measures are required to calculate the magnitude of bending strain from the measurement results of optical transmission loss.However, inspection systems based on the conventional method do not take any measures for that, and the bending strain And the subsequent prediction of the breakage of the optical fiber cannot be performed at all.

このように、従来の方法で破断予測が行われていない
理由は、一つには先に述べた2種類の歪の中でこれまで
伸び歪の測定方法だけが開発されているが(参考文献:O
ptical Fiber Communication conference'90.PD−15“F
irst measurement of strain along field−installed
optical fiber using brillouin spectroscopy")、曲
げ歪の測定法は未だ開発されていない。これは光ファイ
バに加わっている総合的な歪の算出ができないためであ
り、また、歪が測定できないときの光ファイバの破断を
予測する方法が未だ開発されていないためである。
As described above, one of the reasons that the fracture prediction is not performed by the conventional method is that, among the two types of strains described above, only a method of measuring elongation strain has been developed so far (see References). : O
ptical Fiber Communication conference'90.PD-15 “F
irst measurement of strain along field-installed
optical fiber using brillouin spectroscopy "), a method for measuring bending strain has not been developed yet because it is not possible to calculate the total strain applied to the optical fiber and to measure the optical fiber when the strain cannot be measured. This is because a method for predicting the fracture of the steel has not been developed yet.

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、
その目的は、光ファイバの破断予測を的確に行える光フ
ァイバの破断予測方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of such circumstances,
An object of the present invention is to provide a method for predicting breakage of an optical fiber that can accurately predict breakage of an optical fiber.

(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するため、請求項(1)では、測定対
象の光ファイバと同種の光ファイバの強度試験を行って
当該光ファイバの破断率と歪との基準関係を規定してお
き、測定対象の光ファイバと同種の光ファイバを測定対
象光ファイバと同一条件下に設置し、設置時点から現時
点までの当該同種光ファイバの破断率を測定し、この測
定した破断率と前記基準関係とから前記同種光ファイバ
の歪量を算出し、この算出した歪量と前記基準関係とか
ら前記測定対象光ファイバの将来の破断率を算出するよ
うにした。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, in claim (1), a strength test is performed on an optical fiber of the same type as the optical fiber to be measured, and a standard for the breakage rate and strain of the optical fiber is set. The relationship is stipulated, an optical fiber of the same type as the optical fiber to be measured is installed under the same conditions as the optical fiber to be measured, the breakage rate of the same type of optical fiber from the installation time to the current time is measured, and this measurement is performed. The amount of strain of the same kind of optical fiber was calculated from the breaking rate and the reference relationship, and the future breaking rate of the optical fiber to be measured was calculated from the calculated strain amount and the reference relationship.

また、請求項(2)では、測定対象の光ファイバと同
種の光ファイバの強度試験を行って当該光ファイバの破
断率と伸び歪との基準関係を規定しておき、測定対象の
光ファイバに所定波長の光を伝搬させ、この伝搬光を検
出して当該測定対象光ファイバの伸び歪量を測定すると
ともに、測定対象の光ファイバと同種の光ファイバを測
定対象光ファイバと同一条件下に設置し、設置時点から
現時点までの当該同種光ファイバの破断率を測定し、こ
の測定した破断率と前記基準関係とから前記同種光ファ
イバの伸び歪量を算出し、この算出した伸び歪量と前記
測定した伸び歪量とから推定伸び歪量を算出し、この推
定伸び歪量と前記基準関係とから前記測定対象光ファイ
バの将来の破断率を算出するようにした。
Further, in claim (2), a strength test is performed on an optical fiber of the same type as the optical fiber to be measured, and a reference relationship between the breakage rate and the elongation strain of the optical fiber is defined. Propagates light of a predetermined wavelength, detects the propagated light, measures the elongation strain of the optical fiber to be measured, and installs an optical fiber of the same type as the optical fiber to be measured under the same conditions as the optical fiber to be measured. Then, the breaking rate of the same kind of optical fiber from the time of installation to the present time is measured, and the elongation strain amount of the same kind of optical fiber is calculated from the measured breaking rate and the reference relation, and the calculated elongation strain amount and the An estimated amount of elongation strain was calculated from the measured amount of elongation strain, and a future breakage rate of the optical fiber to be measured was calculated from the estimated amount of elongation strain and the reference relationship.

(作 用) 請求項(1)によれば、測定対象の光ファイバと同種
の光ファイバに対し強度試験を行われ、当該光ファイバ
の破断率と歪との基準関係が規定される。
(Operation) According to claim (1), a strength test is performed on an optical fiber of the same type as the optical fiber to be measured, and a reference relationship between the breakage rate and the strain of the optical fiber is defined.

次いで、測定対象光ファイバと同種の光ファイバが測
定対象光ファイバと同一条件下に設置され、設置時点か
ら現時点までの当該同種光ファイバの破断率が測定され
る。
Next, an optical fiber of the same type as the optical fiber to be measured is installed under the same conditions as the optical fiber to be measured, and the breakage rate of the same type of optical fiber from the installation time to the current time is measured.

次に、測定した破断率とあらかじめ求められている基
準関係とから前記同種光ファイバの歪量が算出される。
Next, the strain amount of the same kind of optical fiber is calculated from the measured breaking rate and a reference relation obtained in advance.

続いて、この算出した歪量と前記基準関係とから測定
対象光ファイバの将来の破断率が算出され、この算出結
果に基づいて光ファイバの破断予測が行われる。
Subsequently, a future breakage rate of the optical fiber to be measured is calculated from the calculated strain amount and the reference relation, and a breakage prediction of the optical fiber is performed based on the calculation result.

また、請求項(2)によれば、測定対象の光ファイバ
と同種の光ファイバに対し強度試験が行われ、当該光フ
ァイバの破断率と伸び歪との基準関係が規定される。
According to claim (2), a strength test is performed on an optical fiber of the same type as the optical fiber to be measured, and a reference relationship between the breaking rate and the elongation strain of the optical fiber is defined.

ここで、測定対象の光ファイバに対し所定波長の光が
入射され伝搬される。この伝搬光は受光器にて検出さ
れ、この検出結果に基づいて測定対象光ファイバの伸び
歪量が測定される。
Here, light of a predetermined wavelength is incident on the optical fiber to be measured and propagated. The propagating light is detected by the light receiver, and the elongation strain of the optical fiber to be measured is measured based on the detection result.

また、測定対象の光ファイバと同種の光ファイバが測
定対象光ファイバと同一条件下に設置され、設置時点か
ら現時点までの当該同種光ファイバの破断率が測定され
る。
Further, an optical fiber of the same type as the optical fiber to be measured is installed under the same conditions as the optical fiber to be measured, and the breakage rate of the same type of optical fiber from the installation time to the current time is measured.

次に、測定した破断率とあらかじめ求められている基
準関係とから前記同種光ファイバの伸び歪量が算出され
る。
Next, the amount of elongation strain of the same kind of optical fiber is calculated from the measured breaking rate and a reference relation obtained in advance.

続いて、算出した伸び歪量と前記測定した伸び歪量と
から推定伸び歪量が算出され、この推定伸び歪量と前記
基準関係とから測定対象光ファイバの将来の破断率が算
出され、この算出結果に基づいて光ファイバの破断予測
が行われる。
Subsequently, an estimated amount of elongation strain is calculated from the calculated amount of elongation strain and the measured amount of elongation strain, and a future breakage rate of the optical fiber to be measured is calculated from the estimated amount of elongation strain and the reference relationship. The breakage of the optical fiber is predicted based on the calculation result.

(実施例) 第1図は、本発明に使用する測定系の一例を示す構成
図である。第1図において、1は主信号の送信装置、2
は主信号の受信装置、3は測定対象の複数の光ファイ
バ、4a,4b,4cは光分岐装置、5a,5b,5cは光スイッチ、6,
7は周知の光パルス試験器で、互いに測定波長が異なる
ものである。8はパルス光発生装置、9は受光装置、10
は波長掃引型の光源、11はデータ解析装置、12は磁気デ
ィスク記憶装置等からなるデータベースである。なお、
第1図中で示している配線のうち、実線は光配線を、破
線は電気配線をそれぞれ示している。
(Example) FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of a measurement system used in the present invention. In FIG. 1, 1 is a main signal transmitting device, 2
Is a main signal receiving device, 3 is a plurality of optical fibers to be measured, 4a, 4b, 4c are optical branching devices, 5a, 5b, 5c are optical switches, 6,
Reference numeral 7 denotes a known optical pulse tester whose measurement wavelengths are different from each other. 8 is a pulse light generator, 9 is a light receiving device, 10
Is a wavelength sweep type light source, 11 is a data analyzer, and 12 is a database including a magnetic disk storage device and the like. In addition,
In the wiring shown in FIG. 1, a solid line indicates an optical wiring, and a broken line indicates an electric wiring.

各光ファイバ3には、通常、主信号の送信装置1、受
信装置2が接続されているため、本実施例にて使用する
測定系は、第1図に示すように、光分岐装置4a,4bを介
して各光ファイバ3に接続している。また、実際に測定
する各光ファイバ3の選択や測定装置の選択のために、
光スイッチ5a,5b,5cを使用している。
Since a transmitting device 1 and a receiving device 2 for a main signal are usually connected to each optical fiber 3, the measuring system used in the present embodiment is, as shown in FIG. Each optical fiber 3 is connected via 4b. In addition, for selection of each optical fiber 3 to be actually measured and selection of a measuring device,
Optical switches 5a, 5b, 5c are used.

次に、上記構成による測定系を用いた本発明方法の手
順並びに原理について順を追って説明する。
Next, the procedure and principle of the method of the present invention using the measurement system having the above configuration will be described step by step.

まず、曲げ歪の測定方法について説明する。 First, a method for measuring bending strain will be described.

曲げ歪を測定するには、光パルス試験器6,7から出射
される波長の異なったパルス光を光スイッチ5cにより適
宜選択して、光スイッチ5aを介して測定対象の光ファイ
バ3に入射する。さらに、光ファイバ3からのレイリー
散乱光を、再び光スイッチ5aを介して光スイッチ5cより
適宜切り替えて光パルス試験器6もしくは光パルス試験
器7にて受光し、パルス光の各波長毎に光ファイバ3の
光伝送損失量を遠隔により測定する。
In order to measure the bending strain, pulse lights having different wavelengths emitted from the optical pulse testers 6 and 7 are appropriately selected by the optical switch 5c, and are incident on the optical fiber 3 to be measured via the optical switch 5a. . Further, the Rayleigh scattered light from the optical fiber 3 is again appropriately switched by the optical switch 5c via the optical switch 5a and received by the optical pulse tester 6 or the optical pulse tester 7. The optical transmission loss of the fiber 3 is measured remotely.

これらの測定結果は、光パルス試験器6,7からデータ
解析装置11に送出され、データ解析装置11において所定
のデータ処理が行われて、光ファイバ3に加わっている
曲げ歪の曲げ径と曲げ長さに分離して検出される。
These measurement results are sent from the optical pulse testers 6 and 7 to the data analyzer 11, where the data analyzer 11 performs predetermined data processing and obtains the bending diameter and bending strength of the bending strain applied to the optical fiber 3. Detected separately in length.

ここで、光パルス試験器6,7の台数は2台に限定され
るものではなく、データ解析装置11におけるデータ処理
に必要なパルス光の測定波長の数に応じて増設すること
ができる。また、複数のパルス光源を実装するととも
に、表示部、操作部等を共用した1台の光パルス試験器
であっても良い。また、光伝送損失量の測定は、光パル
ス試験器6,7を用いずに、例えば半導体レーザと光パワ
ーメーターを測定対象の光ファイバ3の両端に設置して
行っても良い。ただし、曲がり部が2箇所以上あるとき
にも、光パルス試験器6,7を用いた測定を行えば、各曲
がり部の光伝送損失量を分離して測定できる利点があ
る。
Here, the number of optical pulse testers 6 and 7 is not limited to two, and can be increased according to the number of measurement wavelengths of pulse light required for data processing in the data analyzer 11. In addition, a single optical pulse tester that mounts a plurality of pulse light sources and shares a display unit, an operation unit, and the like may be used. Further, the measurement of the optical transmission loss amount may be performed without using the optical pulse testers 6 and 7, for example, by installing a semiconductor laser and an optical power meter at both ends of the optical fiber 3 to be measured. However, even when there are two or more bends, if the measurement is performed using the optical pulse testers 6 and 7, there is an advantage that the amount of optical transmission loss at each bend can be separated and measured.

前述のように、複数の波長のパルス光を用いて測定し
た複数の光伝送損失量から曲げ歪(曲げ径、曲げ長さ)
を検出するためには、あらかじめ測定対象の光ファイバ
3と同種の光ファイバ及び光パルス試験器6,7と同種の
光パルス試験器を用いて、曲げ歪による光伝送損失量と
曲げ径との関係を把握し、基準データとしてデータ解析
装置11に記憶させておく必要がある。
As described above, bending strain (bending diameter, bending length) is calculated from a plurality of optical transmission losses measured using pulsed lights of a plurality of wavelengths.
In order to detect the optical transmission loss due to bending strain and the bending diameter, an optical fiber of the same type as the optical fiber 3 to be measured and an optical pulse tester of the same type as the optical pulse testers 6 and 7 are used in advance. It is necessary to grasp the relationship and store it in the data analyzer 11 as reference data.

即ち、光ファイバに曲げが加わると、この光ファイバ
の光伝送損失量は増加するので、測定対象の光ファイバ
の光伝送損失量を測定することにより曲げ歪を検出する
ことができる。しかし、この光伝送損失量は、光ファイ
バに加わる曲げ歪が大きくなっても、即ち、曲げ径が小
さくなっても、あるいは曲げ歪を加えた長さ(以下、曲
げ長さという)が大きくなっても増加する。このため、
一種類の波長のパルス光を用いて光伝送損失量を測定し
ても、曲げ径と曲げ長さとを分離して検出することは不
可能である。
That is, when bending is applied to the optical fiber, the amount of optical transmission loss of this optical fiber increases. Therefore, bending distortion can be detected by measuring the amount of optical transmission loss of the optical fiber to be measured. However, the amount of optical transmission loss is large even when the bending strain applied to the optical fiber is large, that is, even when the bending diameter is small, or when the bending strain is applied (hereinafter referred to as bending length). Even increase. For this reason,
Even if the amount of optical transmission loss is measured using pulsed light of one type of wavelength, it is impossible to separate and detect the bending diameter and the bending length.

また、光伝送損失量の測定に光パルス試験器を使用す
ることにより曲げ歪が発生している場所を測定すること
ができるが、現実の伝送路を測定するために必要なダイ
ナミックレンジを確保するためには、光パルス試験器の
距離分解能を、通常、10m〜100m程度にしなければなら
ないのに対し、光ファイバの破断に結び付く曲げ歪の曲
げ径は数mm〜数cmである。このため、光パルス試験器の
距離分解能では、光ファイバの破断に結び付く曲げ径を
曲げ長さと分離して検出することは全く不可能となる。
In addition, by using an optical pulse tester to measure the amount of optical transmission loss, it is possible to measure the place where bending strain occurs, but secure the dynamic range necessary to measure the actual transmission path. For this purpose, the distance resolution of the optical pulse tester must be generally about 10 m to 100 m, whereas the bending diameter of the bending strain that leads to the breakage of the optical fiber is several mm to several cm. Therefore, with the distance resolution of the optical pulse tester, it is impossible at all to detect the bending diameter associated with the breakage of the optical fiber separately from the bending length.

そこで、本実施例では、曲げ歪による曲げ径や曲げ長
さが光伝送損失量の増加に対して与える影響は、光ファ
イバを伝搬する光の波長によって異なることを利用し、
複数の異なる波長の光を用いて光伝送損失量の増加量を
測定することにより、曲げ径と曲げ長さを分離して検出
している。
Therefore, in the present embodiment, the effect that the bending diameter or bending length due to bending strain has on the increase in the amount of optical transmission loss depends on the wavelength of light propagating through the optical fiber,
The bending diameter and the bending length are separately detected by measuring the amount of increase in the optical transmission loss using a plurality of lights of different wavelengths.

この場合、光ファイバの曲げ歪による光伝送損失量の
増加量と曲げ形状、即ち、曲げ径と曲げ長さとの関係
は、測定対象の光ファイバの種類によって異なる(例え
ばシングルモード光ファイバとマルチモード光ファイバ
では全く異なるし、同じシングルモード光ファイバであ
っても屈折率分布の与え方によって異なる)ので、測定
対象の光ファイバと同種の光ファイバを用いて、曲げに
よる光伝送損失量の増加量と曲げ形状との関係を予め把
握しておく必要がある。
In this case, the relationship between the amount of increase in the optical transmission loss due to the bending strain of the optical fiber and the bending shape, that is, the relationship between the bending diameter and the bending length differs depending on the type of the optical fiber to be measured (for example, a single mode optical fiber and a multimode optical fiber). (Optical fibers are completely different, and even the same single-mode optical fiber depends on how the refractive index distribution is given.) Therefore, using an optical fiber of the same type as the optical fiber to be measured, the increase in optical transmission loss due to bending It is necessary to grasp the relationship between the shape and the bending shape in advance.

次に、ステップ状の屈折率分布を有するシングルモー
ド光ファイバ(以下、SI型SM光ファイバという)の場合
を例にとって本発明の詳細を説明する。
Next, the present invention will be described in detail by taking, as an example, the case of a single mode optical fiber having a step-like refractive index distribution (hereinafter, referred to as an SI SM optical fiber).

SI型SM光ファイバの曲げ歪による光伝送損失量Sと曲
げ形状との関係は(4)式で与えられることは周知のこ
とである(文献:D.Marcuse,“Cuvature loss formula f
or optical fibers"Applied Optics,19,9,pp1493−150
0)。
It is well known that the relationship between the optical transmission loss S due to bending strain and the bending shape of the SI SM optical fiber is given by equation (4) (Reference: D. Marcuse, “Cuvature loss formula f
or optical fibers "Applied Optics, 19,9, pp1493-150
0).

ここで、Rは曲げ径、Lは曲げ長さ、bは光ファイバ
の軸方向の伝搬定数、kは軸に直交するコア内の伝搬定
数、rは軸に直交するクラッド内の伝搬定数、K+1,K-1
は変形ベッセル関数、Vは規格化周波数、aはコア半
径、πは円周率である。
Here, R is the bending diameter, L is the bending length, b is the propagation constant in the axial direction of the optical fiber, k is the propagation constant in the core perpendicular to the axis, r is the propagation constant in the cladding perpendicular to the axis, K +1 , K -1
Is a modified Bessel function, V is a normalized frequency, a is a core radius, and π is a pi.

前記(4)式に示されているように、光伝送損失量S
は、曲げ径R、曲げ長さLといった曲げ形状に関係する
パラメータ(以下、曲げパラメータという)とb,k,r,V,
aといった光ファイバの伝送特性を規定するパラメータ
(以下、伝送パラメータという)とから算出される。こ
の伝送パラメータは、光ファイバの製造後に検査すれば
把握できるものである。従って、(4)式における未知
のパラメータは、曲げパラメータの曲げ径Rと曲げ長さ
Lの2つである。
As shown in the above equation (4), the optical transmission loss S
Are parameters related to the bending shape such as bending radius R and bending length L (hereinafter referred to as bending parameters) and b, k, r, V,
It is calculated from a parameter such as a that defines the transmission characteristics of the optical fiber (hereinafter referred to as a transmission parameter). These transmission parameters can be grasped by inspection after manufacturing the optical fiber. Therefore, the two unknown parameters in the equation (4) are the bending radius R and the bending length L of the bending parameters.

ここで重要なことは、伝送パラメータは光ファイバ内
を伝搬する光の波長によって変化するため、前記(4)
式からも推察できるように、曲げによる光伝送損失は波
長毎に異なるという性質(以下、損失の波長依存性とい
う)を持つが、この波長依存性自体が曲げ径Rによって
異なってくることである。従って、損失の波長依存性を
調べれば、曲げ径Rを算出することができ、その結果、
曲げ長さLも算出できる。前述した損失の波長依存性
は、例えば複数の異なる波長のパルス光を用いて光伝送
損失量を測定することにより調べられる。
What is important here is that the transmission parameter changes according to the wavelength of the light propagating in the optical fiber, so that the above (4)
As can be inferred from the equation, the optical transmission loss due to bending has the property of being different for each wavelength (hereinafter referred to as the wavelength dependence of the loss), and this wavelength dependence itself varies depending on the bending diameter R. . Therefore, by examining the wavelength dependence of the loss, the bending diameter R can be calculated, and as a result,
The bending length L can also be calculated. The above-described wavelength dependence of the loss can be examined by measuring the amount of optical transmission loss using, for example, a plurality of pulsed lights having different wavelengths.

なお、前述した例では、損失の波長依存性は曲げ径R
のみに影響されるが、屈折率分布の形状が異なる光ファ
イバで、損失の波長依存性が曲げ長さLにも依存するよ
うな場合においても、その依存の仕方は、通常、曲げ径
Rと曲げ長さLとでは異なるので、複数の異なる波長の
光を用いた光伝送損失量の増加量の測定結果から曲げ径
R及び曲げ長さLを算出することができる。
In the example described above, the wavelength dependence of the loss corresponds to the bending radius R
In the case where the wavelength dependence of the loss also depends on the bending length L in an optical fiber having a different shape of the refractive index distribution, the manner of the dependence is usually the same as the bending diameter R. Since the bending length L is different from the bending length L, the bending diameter R and the bending length L can be calculated from the measurement result of the increase amount of the optical transmission loss using a plurality of lights of different wavelengths.

何にしても伝送パラメータを把握している場合には、
前述したように、(4)式における未知パラメータは曲
げ径Rと曲げ長さLの2つであるので、少くとも2つの
異なる波長の光を用いて光伝送損失量を測定すれば曲げ
径Rと曲げ長さLを算出することができる。勿論、測定
に付随する測定誤差の影響を少なくするため3種類以上
の異なる波長の光を用いて光伝送損失量を測定し、この
測定結果から最小自乗法を用いて曲げ径R及び曲げ長さ
Lを算出するようにしても良い。
Anyway, if you know the transmission parameters,
As described above, since the two unknown parameters in the equation (4) are the bending diameter R and the bending length L, if the optical transmission loss is measured using at least two different wavelengths of light, the bending diameter R And the bending length L can be calculated. Of course, in order to reduce the influence of the measurement error accompanying the measurement, the amount of optical transmission loss is measured using three or more types of light having different wavelengths, and the bending diameter R and the bending length are obtained from the measurement result using the least square method. L may be calculated.

次に、より具体的な例として、SI型SM光ファイバの曲
げ径Rと曲げ長さLの算出方法の一例を説明する。
Next, as a more specific example, an example of a method of calculating the bending diameter R and the bending length L of the SI SM optical fiber will be described.

第2図は、SI型SM光ファイバにおける光伝送損失量の
比と曲げ径Rとの関係を示す図であり、測定対象のSI型
SM光ファイバ(以下、光ファイバという)と同種の光フ
ァイバ(コア径9μm、非屈折率差0.32%)に波長1.65
μmの光を伝搬させたときの曲げによる光伝送損失量S
の増加量Aと、波長1.55μmの光を伝搬させたときの曲
げによる光伝送損失量Sの増加量Bとの比の曲げ径Rに
対する依存性を曲線Cで示したものである。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the ratio of the amount of optical transmission loss and the bending radius R in the SI SM optical fiber, and shows the SI type to be measured.
A wavelength of 1.65 is applied to an optical fiber (core diameter 9 μm, non-refractive index difference 0.32%) of the same kind as SM optical fiber (hereinafter referred to as optical fiber).
Optical transmission loss S due to bending when light of μm is propagated
Curve C shows the dependence of the ratio of the ratio of the increase A on the bending diameter R to the increase B on the optical transmission loss S due to bending when light having a wavelength of 1.55 μm is propagated.

この関係は次のようにして求めたものである。即ち、
測定対象の光ファイバと同種の光ファイバ及び波長1.65
μmと波長1.55μmのパルス光を出射する光パルス試験
器6,7と同種の光パルス試験器を用いて、曲げ歪を加え
ない状態の光ファイバにおける各波長毎の光伝送損失量
S1a,S1bを測定する。
This relationship is obtained as follows. That is,
Optical fiber of the same type as the optical fiber to be measured and wavelength 1.65
Optical transmission loss at each wavelength in an optical fiber without bending strain using optical pulse testers 6 and 7 that emit pulsed light of μm and 1.55 μm wavelength
Measure S1a and S1b.

次に、光ファイバに所定の曲げ径Rの曲げ歪を加えた
状態で、同様に各波長に対応する光伝送損失量S2a,S2b
を測定する。この後、これらの測定結果の差を算出し、
各波長毎に曲げ歪による光伝送損失量の増加量A(=S2
a−S1a),B(=S2b−S1b)を求める。次いで、これらの
増加量A,Bの比(A/B)を算出して、この比(A/B)と曲
げ径Rとの対応付けを行う。
Next, in a state where a bending strain having a predetermined bending radius R is applied to the optical fiber, the optical transmission loss amounts S2a and S2b corresponding to the respective wavelengths are similarly obtained.
Is measured. After that, the difference between these measurement results is calculated,
Increase A (= S2) in optical transmission loss due to bending strain for each wavelength
a−S1a) and B (= S2b−S1b). Next, the ratio (A / B) of these increased amounts A and B is calculated, and the ratio (A / B) is associated with the bending diameter R.

これにより、曲げ長さLに無関係な光伝送損失量の比
(A/B)と曲げ径Rとの関係を求めることができること
は、前記(4)式によっても明らかである。
It is clear from the above equation (4) that the relationship between the ratio (A / B) of the optical transmission loss amount irrespective of the bending length L and the bending diameter R can be obtained.

このようにして求めた光伝送損失量の比(A/B)と曲
げ径Rとの関係を基準関係として、測定対象の光ファイ
バ3における曲げ径Rを容易に検出することができる。
The bending diameter R in the optical fiber 3 to be measured can be easily detected using the relationship between the ratio (A / B) of the optical transmission loss amount thus obtained and the bending diameter R as a reference relation.

即ち、測定対象の光ファイバ3に、波長1.65μm及び
波長1.55μmのパルス光を伝搬させてそれぞれの波長毎
に光伝送損失量S3a,S3bを測定する。次に、この測定結
果から前述した曲げ歪が加わらない状態のときの光伝送
損失量S1a,S1bを減算して、各波長毎に光伝送損失量の
増加量A(=S3a−S1a),B(=S3b−S1b)を算出する。
That is, pulse light having a wavelength of 1.65 μm and a wavelength of 1.55 μm are propagated through the optical fiber 3 to be measured, and the optical transmission loss amounts S3a and S3b are measured for each wavelength. Next, the optical transmission loss amounts S1a and S1b when the bending strain is not applied are subtracted from the measurement result, and the increase amount A (= S3a−S1a), B of the optical transmission loss amount for each wavelength is subtracted. (= S3b-S1b) is calculated.

さらに、この増加量A,Bの比(A/B)を算出して、第2
図に示す関係に基づき、曲げ径Rを検出することができ
る。また、曲げ径Rを求めることができれば、前記
(4)式を用いて曲げ長さLを算出することができる。
Further, the ratio (A / B) of the increase amounts A and B is calculated, and the second
The bending diameter R can be detected based on the relationship shown in the drawing. Further, if the bending diameter R can be obtained, the bending length L can be calculated using the above equation (4).

前述した伝送パラメータの具体的数値は、同じSI型SM
光ファイバであっても屈折率分布の与え方によって異な
るので、上述のような方法で曲げ径Rと曲げ長さLを算
出するためには、測定対象の光ファイバ3毎に伝送パラ
メータを把握しておく必要があることは前にも述べた。
The specific values of the transmission parameters mentioned above are the same SI type SM
Even in the case of an optical fiber, the bending radius R and the bending length L are calculated according to the above-described method because the transmission parameters are determined for each optical fiber 3 to be measured. We need to keep that in mind.

しかし、光ファイバの製造後に伝送パラメータを把握
できなかった場合にも、曲げ径Rと曲げ長さLを算出す
ることができる。即ち、SI型SM光ファイバの伝送パラメ
ータは、屈折率分布を表す2つのパラメータ、例えばコ
ア径と比屈折率差(以下、構造パラメータという)を用
いて算出することができる。従って、予め伝送パラメー
タを把握していない場合には、前記(4)式における未
知パラメータは、2つの構造パラメータと曲げ径R、曲
げ長さLの合計4つとなり、測定対象の光ファイバ3が
SI型SM光ファイバであることが解っていれば、異なる4
つの波長のパルス光を用いて、各波長毎に測定対象の光
ファイバ3における光伝送損失量Sを測定することによ
り、前記未知パラメータ、即ち、2つの構造パラメー
タ、曲げ径R、曲げ長さLを算出することができる。
However, even when the transmission parameters cannot be determined after manufacturing the optical fiber, the bending diameter R and the bending length L can be calculated. That is, the transmission parameters of the SI SM optical fiber can be calculated using two parameters representing the refractive index distribution, for example, the core diameter and the relative refractive index difference (hereinafter, referred to as structural parameters). Therefore, if the transmission parameters are not known in advance, the unknown parameters in the above equation (4) are a total of four of the two structural parameters, the bending diameter R and the bending length L, and the optical fiber 3 to be measured is
If you know that it is SI type SM optical fiber,
By measuring the optical transmission loss S in the optical fiber 3 to be measured for each wavelength using pulsed light of two wavelengths, the unknown parameters, that is, the two structural parameters, the bending diameter R, and the bending length L are measured. Can be calculated.

一方、測定対象の光ファイバ3が複数本存在し、この
複数本の光ファイバの曲げによる光伝送損失量の増加量
と曲げ形状との関係が統計的にしか把握できない場合
(例えば光ファイバの光伝送損失量の増加量と曲げ形状
との関係を規定するパラメータの平均値や標準偏差のみ
を把握している場合)にも本方法を適用することができ
る。この場合には、検出結果も統計的な値として算出さ
れる。
On the other hand, when there are a plurality of optical fibers 3 to be measured, and the relationship between the increase in the amount of optical transmission loss due to bending of the plurality of optical fibers and the bent shape can only be statistically grasped (for example, the optical fiber This method can also be applied to the case where only the average value and the standard deviation of the parameters that define the relationship between the increase in the transmission loss and the bending shape are known. In this case, the detection result is also calculated as a statistical value.

即ち、測定対象の光ファイバが複数あり、これらの光
ファイバの伝送パラメータ、あるいは構造パラメータが
統計的に把握できている場合、例えば構造パラメータの
平均値と標準偏差が解っている場合には、任意の曲げ径
R、曲げ長さLにおける複数の異なる波長の光のそれぞ
れに対する伝送損失量Sも統計的な値(平均値、標準偏
差)として算出され、これに基づいて前述と同様にし
て、複数本の光ファイバの曲げ径Rと曲げ長さLのそれ
ぞれの平均値や標準偏差を算出することができる。
That is, when there are a plurality of optical fibers to be measured and transmission parameters or structural parameters of these optical fibers can be statistically grasped, for example, when the average value and the standard deviation of the structural parameters are known, arbitrary The transmission loss amount S for each of a plurality of different wavelengths of light at the bending diameter R and the bending length L is also calculated as a statistical value (average value, standard deviation). The average value and the standard deviation of the bending diameter R and the bending length L of the optical fiber can be calculated.

次に、伸び歪の測定方法について説明する。なお、伸
び歪の測定原理は既に前述の文献等で詳述されているの
で、ここでは簡単に述べる。
Next, a method for measuring elongation strain will be described. Note that the principle of measuring the elongation strain has already been described in detail in the above-mentioned literature and the like, and will be briefly described here.

第1図の測定系において伸び歪を測定する場合、パル
ス光発生装置8より光スイッチ5a,5c、光分岐装置4a,4c
を介して光ファイバ3に光パルスを注入するとともに、
波長掃引型光源10より光信号を光スイッチ5b、光分岐装
置4bを介して同一の光ファイバ3に注入する。
When elongation strain is measured in the measurement system shown in FIG. 1, the optical switches 5a and 5c and the optical branching devices 4a and 4c are transmitted from the pulse light generator 8.
While injecting an optical pulse into the optical fiber 3 through
An optical signal is injected from the wavelength-swept light source 10 into the same optical fiber 3 via the optical switch 5b and the optical branching device 4b.

これにより、パルス光発生装置8より注入した光の波
長と波長掃引型光源10より注入した光の波長の差が、光
ファイバ3に加わっている伸び歪によって引き起こされ
るブリリアン波長シフト量と一致したときに、波長掃引
型光源10から注入した光がパルス光発生装置8より注入
した光によってブリリアン増幅される。この波長シフト
量は歪の大きさに比例している。
Thereby, when the difference between the wavelength of the light injected from the pulse light generator 8 and the wavelength of the light injected from the wavelength-swept light source 10 coincides with the amount of Brillian wavelength shift caused by the elongation strain applied to the optical fiber 3. Then, the light injected from the wavelength sweep type light source 10 is Brillian amplified by the light injected from the pulse light generator 8. This wavelength shift amount is proportional to the magnitude of the distortion.

次いで、受光装置9によって光分岐装置4a,4c、光ス
イッチ5a,5cを介して波長掃引型光源10よりの光電力を
注入した光の波長の関数としてモニタし、その結果がデ
ータ解析装置11に送出される。これにより、データ解析
装置11にてブリリアン波長シフト量、さらにこの値から
伸び歪が算出される。
Next, the light receiving device 9 monitors the optical power from the wavelength sweep type light source 10 via the optical branching devices 4a and 4c and the optical switches 5a and 5c as a function of the wavelength of the injected light, and the result is sent to the data analyzer 11. Sent out. Thus, the data analyzer 11 calculates the Brillian wavelength shift amount and the elongation strain from this value.

このようにして測定した曲げ歪、伸び歪を合計して測
定対象の光ファイバ3に加わっている総合的な歪の値と
して光ファイバ3の破断予測のために破断率pが求めら
れる。
The bending rate and the elongation strain thus measured are summed, and the breaking rate p is calculated as a value of the total strain applied to the optical fiber 3 to be measured for predicting the breaking of the optical fiber 3.

なお、この破断率pを求めるには、測定対象の光ファ
イバ3と同種の光ファイバの強度試験を行って当該光フ
ァイバの破断率pと歪との基準関係を規定しておく、具
体的には前述の(2)式あるいは(3)式を用いて歪か
ら破断率pを算出できるように、(2)式中のパラメー
タn,m,k、あるいは(3)式中のパラメータn,m,Npを求
めておく必要があり、これらのパラメータもデータ解析
装置11に記憶させてある。
In order to obtain the breaking rate p, a strength test is performed on an optical fiber of the same type as the optical fiber 3 to be measured, and a reference relationship between the breaking rate p and the strain of the optical fiber is specified. Is calculated so that the breaking rate p can be calculated from the strain using the above-mentioned equation (2) or (3), so that the parameter n, m, k in equation (2) or the parameter n, m in equation (3) , must seek N p, it is also be stored in the data analyzer 11 these parameters.

従って、データ解析装置11においては、上述の総合的
な歪量の算出に引続き、この算出結果が(2)式、ある
いは(3)式に代入されて破断率pが求められる。
Therefore, in the data analyzer 11, following the above-described calculation of the total amount of strain, the calculation result is substituted into the equation (2) or the equation (3) to determine the breaking rate p.

なお、前述したように、2つの歪、即ち、曲げ歪と伸
び歪のうち、一方しか加えられていないことが明らかな
場所の破断率pの予測には、他方の歪の測定は省略でき
る。
As described above, the measurement of the other strain can be omitted in predicting the breaking rate p at a place where it is clear that only one of the two strains, namely, the bending strain and the elongation strain, is applied.

次に、同一の条件下で製造され、かつ、同一の状況下
に設置された同種の光ファイバの過去の破断率から、将
来の破断率を予測する方法について説明する。
Next, a method of predicting a future break rate from a past break rate of the same type of optical fiber manufactured under the same conditions and installed under the same conditions will be described.

この方法は前述のように、測定装置のダイナミックレ
ンジ等の関係から歪測定が行えない場所の破断率予測に
用いる。光ファイバ3が破断したかどうかは、光パルス
試験器6もしくは光パルス試験器7によって容易に検出
できる。従って、その結果を破断時間、破断場所等の情
報とともに、データベース12に記録しておく必要があ
る。さらに、データベース12には、どの光ファイバが同
一の条件下で製造され、かつ、同一の状況下に設置され
たという情報もあらかじめ記録される。
As described above, this method is used for estimating the rupture rate at a location where strain cannot be measured due to the dynamic range of the measuring device. Whether the optical fiber 3 has been broken can be easily detected by the optical pulse tester 6 or the optical pulse tester 7. Therefore, it is necessary to record the result in the database 12 together with information such as the rupture time and the rupture location. In addition, the database 12 also records in advance information indicating which optical fiber was manufactured under the same conditions and installed under the same conditions.

このデータベース12に記憶された、予測したい光ファ
イバと同一の条件下で製造され、かつ、同一の状況下に
設置された光ファイバの過去の破断率をもとに、データ
解析装置11において、前記(2)式もしくは(3)式よ
り歪sが算出され、さらに、その歪sをもとに、(2)
式もしくは(3)式より将来の時刻tにおける破断率が
算出される。
Stored in this database 12, manufactured under the same conditions as the optical fiber to be predicted, and based on the past breakage rate of the optical fiber installed under the same situation, the data analysis device 11, The distortion s is calculated from the equation (2) or (3), and based on the distortion s, (2)
The breaking rate at a future time t is calculated from the equation or the equation (3).

このとき、前述したように、過去に複数回の破断があ
た場合には、破断時間tj(j=1〜i)と破断確率p
j(j=1〜j)のi組のデータから歪sが、最小自乗
法によって求められる。
At this time, as described above, when a plurality of breaks have occurred in the past, the break time t j (j = 1 to i) and the break probability p
The distortion s is obtained from the i sets of data j (j = 1 to j) by the least square method.

次に、歪も測定され、また設置から現在までの破断率
pが測定されている場合において、この両者の測定結果
を組み合わせて将来の破断率pの予測を高精度を行う方
法について説明する。
Next, a description will be given of a method of performing a highly accurate prediction of a future breakage rate p by combining the measurement results of both cases where the strain is also measured and the breakage rate p from installation to the present is measured.

この方法では、前述したような方法で光パルス試験器
6及び7、受光装置9、波長掃引型光源10よりのデータ
をもとにデータ解析装置11で算出した歪の値、及びデー
タベース12に記録している予測したい光ファイバと同一
の条件下で製造され、かつ、同一の状況下に設置された
光ファイバの過去の破断率をもとにデータ解析装置11で
算出した歪の値とをもとに、再びデータ解析装置11で最
小自乗法によって、より誤差の少ない歪の値が算出さ
れ、この算出結果が再び前記(2)式、もしくは(3)
式に代入されて、破断率pがデータ解析装置11により算
出される。
In this method, the distortion value calculated by the data analyzer 11 based on the data from the optical pulse testers 6 and 7, the light receiving device 9, and the wavelength-swept light source 10 in the manner described above, and recorded in the database 12 The optical fiber is manufactured under the same conditions as the optical fiber to be predicted, and the strain value calculated by the data analyzer 11 based on the past breakage rate of the optical fiber installed under the same condition is also used. At the same time, the value of the distortion having a smaller error is calculated again by the least squares method in the data analyzer 11, and the calculated result is again expressed by the above equation (2) or (3).
Substituting into the equation, the breaking rate p is calculated by the data analysis device 11.

次に、最小自乗法によって、より誤差の少ない歪を算
出する方法を、破断率pと歪sの関係が(2)式に従う
ときを例にとり詳述する。
Next, a method of calculating a strain with a smaller error by the least square method will be described in detail, taking a case where the relationship between the breaking ratio p and the strain s follows the equation (2) as an example.

ここで、測定により求められた歪の大きさをs0、測定
精度をδsとする。また、過去に記録された破断発生に
おける破断時間をtj(j=1〜i)、時間tiにおける破
断をpj、標本抽出誤差に基づくln(pi)の誤差の期待
値をδpi、最小自乗法によって算出する誤差の少ない歪
をssとすると、ssは(5)式のWを最小をとするような
sとして与えられる。
Here, the magnitude of the strain obtained by the measurement is s 0 , and the measurement accuracy is δs. Also, the break time at the break occurrence recorded in the past is t j (j = 1 to i), the break at time t i is p j , and the expected value of the error of ln (p i ) based on the sampling error is δp i. When a distortion with a small error calculated by the least square method is s s , s s is given as s that minimizes W in the equation (5).

また、予測したい光ファイバと同一の条件下で製造さ
れ、かつ、同一の状況下に設置された光ファイバの本数
をNとすると、時間tiにおける破断率pj(j=1〜i)
は(6)式で、標本抽出誤差の期待値δpiは(7)式で
与えられる。
Further, assuming that the number of optical fibers manufactured under the same conditions as the optical fiber to be predicted and installed under the same conditions is N, the breaking rate p j (j = 1 to i) at time t i
Is given by equation (6), and the expected value of sampling error δp i is given by equation (7).

pi=i/N …(6) δpi=(1/ln(1−pi))・pi ・(N−i+1)/N2(1−pi) …(7) なお、測定対象の光ファイバと同種の光ファイバの強
度試験から求められる傷の分布や傷の成長速度を表すパ
ラメータm,n,kが確定値として与えられず、統計的なば
らつきをもって与えられる(即ち、平均値m0,n0,k0と、
分散δm2,δn2,δk2とが与えられる)場合には、式
(5)における歪みsと同様の方法によって推定すれば
良い。即ち、式(5)の代わりに式(8)のWを最小と
するようなs,m,n,kを求める。
p i = i / N (6) δp i = (1 / ln (1-p i )) 2 · p i (N−i + 1) / N 2 (1-p i ) (7) Measurement Parameters m, n, and k representing the distribution of flaws and the growth rate of flaws obtained from the strength test of the optical fiber of the same kind as the target optical fiber are not given as definite values, but are given with statistical variations (ie, average Values m 0 , n 0 , k 0 and
Distributed .delta.m 2, .DELTA.n 2, and .delta.k 2 is given), then, it may be estimated by the same method as the strain s in equation (5). That is, instead of equation (5), s, m, n, k that minimizes W in equation (8) are obtained.

(発明の効果) 以上説明したように、請求項(1)または(2)によ
れば、光ファイバの破断率を事前に予測できる。従っ
て、この結果をもとに、破断率が高いと予測された光フ
ァイバの使用を中止したり、破断率が高いと予測された
場所の光ファイバを取り替えた修理(例えば歪の除去)
したりでき、結果として光ファイバの静疲労破断に基づ
く伝送路の途絶を防止することができる。
(Effect of the Invention) As described above, according to claim (1) or (2), the breaking rate of the optical fiber can be predicted in advance. Therefore, based on this result, the use of the optical fiber predicted to have a high breakage rate is stopped, or the optical fiber at the place predicted to have a high breakage rate is replaced (for example, the strain is removed).
As a result, interruption of the transmission line due to static fatigue fracture of the optical fiber can be prevented.

光ファイバは、大きな通信容量を持つため、ここで達
成される通信の途絶防止は、社会全体の円滑な活動の確
保の観点からも極めて大きな意味を持つ。加えて本方法
は、屋外の広い範囲に設置されている光ファイバの特性
を遠隔で測定することにより達成でき、きわめて簡便な
方法であるといえる。
Since the optical fiber has a large communication capacity, the prevention of communication disruption achieved here is extremely significant from the viewpoint of ensuring smooth activities throughout society. In addition, this method can be achieved by remotely measuring the characteristics of an optical fiber installed in a wide area outdoors, and can be said to be a very simple method.

また、測定装置のダイナミックレンジ等の関係から歪
測定が行えない場所の破断率の予測を行えるという利点
がある。
In addition, there is an advantage that it is possible to predict a rupture rate in a place where strain measurement cannot be performed due to a dynamic range of the measuring device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明に使用する測定系の一例を示す構成図、
第2図は光伝送損失量の比と曲げ径との関係を示す図で
ある。 図中、1……主信号の送信装置、2……主信号の受信装
置、3……測定対象の光ファイバ、4a,4b,4c……光分岐
装置、5a,5b,5c……光スイッチ、6,7……光パルス試験
器、8……パルス光発生装置、9……受光装置、10……
波長掃引型の光源、11……データ解析装置、12……デー
タベース。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of a measurement system used in the present invention,
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the ratio of the optical transmission loss and the bending diameter. In the figure, 1 ... a main signal transmitting device, 2 ... a main signal receiving device, 3 ... an optical fiber to be measured, 4a, 4b, 4c ... an optical branching device, 5a, 5b, 5c ... an optical switch. , 6,7 ... light pulse tester, 8 ... pulse light generator, 9 ... light receiving device, 10 ...
Wavelength-swept light source, 11 Data analyzer, 12 Database.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】測定対象の光ファイバと同種の光ファイバ
の強度試験を行って当該光ファイバの破断率と歪との基
準関係を規定しておき、 測定対象の光ファイバと同種の光ファイバを測定対象光
ファイバと同一条件下に設置し、設置時点から現時点ま
での当該同種光ファイバの破断率を測定し、 この測定した破断率と前記基準関係とから前記同種光フ
ァイバの歪量を算出し、 この算出した歪量と前記基準関係とから前記測定対象光
ファイバの将来の破断率を算出する ことを特徴とする光ファイバの破断予測方法。
An optical fiber of the same type as the optical fiber to be measured is subjected to a strength test to define a reference relationship between the breakage rate and the strain of the optical fiber. Installed under the same conditions as the optical fiber to be measured, measure the breakage rate of the same type of optical fiber from the time of installation to the current time, and calculate the strain amount of the same type of optical fiber from the measured breakage rate and the reference relationship. An optical fiber breakage prediction method, wherein a future breakage rate of the optical fiber to be measured is calculated from the calculated strain amount and the reference relation.
【請求項2】測定対象の光ファイバと同種の光ファイバ
の強度試験を行って当該光ファイバの破断率と伸び歪と
の基準関係を規定しておき、 測定対象の光ファイバに所定波長の光を伝搬させ、この
伝搬光を検出して当該測定対象光ファイバの伸び歪量を
測定するとともに、 測定対象の光ファイバと同種の光ファイバを測定対象光
ファイバと同一条件下に設置し、設置時点から現時点ま
での当該同種光ファイバの破断率を測定し、 この測定した破断率と前記基準関係とから前記同種光フ
ァイバの伸び歪量を算出し、 この算出した伸び歪量と前記測定した伸び歪量とから推
定伸び歪量を算出し、 この推定伸び歪量と前記基準関係とから前記測定対象光
ファイバの将来の破断率を算出する ことを特徴とする光ファイバの破断予測方法。
2. An optical fiber of the same kind as an optical fiber to be measured is subjected to a strength test to define a reference relationship between a breaking rate and an elongation strain of the optical fiber. And measure the amount of elongation strain of the optical fiber to be measured by detecting this propagated light, and install an optical fiber of the same type as the optical fiber to be measured under the same conditions as the optical fiber to be measured. From this to the present, measuring the breaking rate of the same kind of optical fiber, calculating the amount of elongation strain of the same kind of optical fiber from the measured breaking rate and the reference relationship, and calculating the calculated amount of elongation strain and the measured elongation strain An estimated elongation strain amount is calculated from the estimated elongation amount, and a future breakage rate of the optical fiber to be measured is calculated from the estimated elongation strain amount and the reference relation.
JP21152590A 1990-08-13 1990-08-13 Optical fiber break prediction method Expired - Fee Related JP2723661B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21152590A JP2723661B2 (en) 1990-08-13 1990-08-13 Optical fiber break prediction method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21152590A JP2723661B2 (en) 1990-08-13 1990-08-13 Optical fiber break prediction method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0495843A JPH0495843A (en) 1992-03-27
JP2723661B2 true JP2723661B2 (en) 1998-03-09

Family

ID=16607340

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP21152590A Expired - Fee Related JP2723661B2 (en) 1990-08-13 1990-08-13 Optical fiber break prediction method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2723661B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003036708A (en) 2001-07-19 2003-02-07 Ichikoh Ind Ltd Stop lamp for automobile
CN113588452B (en) * 2021-07-30 2023-10-27 国网青海省电力公司信息通信公司 Cable life prediction method and device, processor and storage medium

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0495843A (en) 1992-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4350380B2 (en) Optical fiber backscatter polarization analysis
US6946646B2 (en) Method of evaluating fiber PMD using polarization optical time domain reflectometry
JP5037506B2 (en) Fiber PMD evaluation method using composite POTDR trace
JP2004525388A5 (en)
EP1526368A1 (en) Optical fiber polarization mode dispersion measurement method and measurement device
JP2009506342A (en) Fiber PMD evaluation method using POTDR trace
NL2007280C2 (en) Measuring method of longitudinal distribution of bending loss of optical fiber, measuring method of longitudinal distribution of actual bending loss value of optical fiber, test method of optical line, manufacturing method of optical fiber cable, manufacturing method of optical fiber cord, and manufacturing method of optical fiber.
US8576387B2 (en) Fiber identification using optical frequency-domain reflectometer
JP2012505410A (en) Detection system and optical fiber for use in such a system
CN108957209B (en) Automatic broken line detection device for communication optical fiber cable production
JP2723661B2 (en) Optical fiber break prediction method
CN112985773A (en) OPGW state detection method, system and storage medium based on BOTDR and OTDR
JPH04151532A (en) Optical-fiber testing method
CN115388957B (en) Method, device and system for detecting OPGW optical cable icing and storage medium
Alekhin et al. Application of the polarization reflectometry for estimating the distribution of mechanical stress in optical fiber
Gorlov et al. Predicting the Reliability of Physical Channel in Optical Access Networks by Non-destructive Methods
JPH05272920A (en) Optical-fiber displacement gage
JP7331960B2 (en) Apparatus and method for detecting microbends in optical fibers
JPH02187641A (en) Method of monitoring state of optical fiber line
WO2023152468A1 (en) Optical time domain reflectometry for hollow core optical fibres
JP4822868B2 (en) Optical fiber status judgment method
US8749769B2 (en) Media stress analysis system and method
CN118696222A (en) Optical time domain reflectometry for hollow fiber
JPH1056433A (en) Device and method for testing optical pulse
JP2008244664A (en) Method and system for monitoring optical line, and optical line monitoring device and program thereof

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees