JP2731320B2 - Optical pulse tester - Google Patents

Optical pulse tester

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JP2731320B2
JP2731320B2 JP12885292A JP12885292A JP2731320B2 JP 2731320 B2 JP2731320 B2 JP 2731320B2 JP 12885292 A JP12885292 A JP 12885292A JP 12885292 A JP12885292 A JP 12885292A JP 2731320 B2 JP2731320 B2 JP 2731320B2
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弥平 小山田
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  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は光通信システム分野にお
いて、光通信信号の伝送媒体である光ファイバ及び光フ
ァイバ線路の光損失等の特性を試験する光パルス試験器
(以後、OTDR(Optical Time Domain Reflectomete
r) と称する)の測定性能の向上に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical pulse tester (hereinafter referred to as an OTDR (Optical Time Tester) for testing characteristics such as optical loss of an optical fiber and an optical fiber line as a transmission medium of an optical communication signal. Domain Reflectomete
r)).

【0002】[0002]

【従来の技術】OTDRは、被試験光ファイバに光パル
スを送出し、被試験光ファイバからの反射光や後方散乱
光を受信、解析して光損失等の特性をCRT等に表示す
る装置である。被試験光ファイバの特性を片端から試験
できることから非常に有用なツールとなっている。その
ため、従来からOTDRの測定可能範囲(これをダイナ
ミックレンジという)を拡大する研究開発がなされてき
た。ダイナミックレンジを拡大するには、主に被試験光
ファイバへの送出パルス強度を大きくすることと、後方
散乱光等の受信感度を向上する方法が取られる。受信感
度を向上する一方法として、ヘテロダインもしくはホモ
ダイン受信といったコヒーレント検波技術の適用が検討
されている。
2. Description of the Related Art An OTDR is a device for transmitting an optical pulse to an optical fiber under test, receiving and analyzing reflected light and backscattered light from the optical fiber under test, and displaying characteristics such as optical loss on a CRT or the like. is there. This is a very useful tool because the characteristics of the optical fiber under test can be tested from one end. Therefore, research and development for expanding the measurable range of the OTDR (this is called a dynamic range) has been conventionally performed. In order to expand the dynamic range, a method of increasing the intensity of a pulse transmitted to the optical fiber under test and a method of improving the receiving sensitivity of backscattered light or the like are mainly used. As one method for improving reception sensitivity, application of a coherent detection technique such as heterodyne or homodyne reception is being studied.

【0003】コヒーレント検波技術を用いる従来のOT
DRについて図4を基に説明する。図4では試験信号光
とローカル信号光の発生を同一光源により行っていると
ともに、試験信号光側を光周波数変調してヘテロダイン
受信を行っている。図4において、1は狭線幅スペクト
ルの試験信号光およびローカル信号光を発生する狭線幅
光源、2は光源1からの出射光を試験信号光aとローカ
ル信号光bとに分岐する第1の合分岐器、3は分岐した
試験信号光を一定の周期でパルス化すると共に光周波数
変調する音響光学スイッチ(以後AOスイッチと称
す)、4はパルス化した試験信号光を被試験光ファイバ
5に入射するとともに光ファイバからの反射光および後
方散乱光cを試験器に導く第2の合分岐器、6は試験器
内に導かれた反射光および後方散乱光cと前記のローカ
ル信号光bとを合波する第3の合分岐器、7は合波され
た反射光および後方散乱光とローカル信号光とのビート
信号光dを光−電気変換する受光器、8は電気信号の増
幅器、9は増幅された電気信号と局部発振器10で発生
したローカル電気信号とをミキシングするミキサ、11
は高周波信号を遮断する電気フィルタ、12はアナログ
・ディジタル変換する信号変換器、13はディジタル信
号を自乗加算するとともに対数変換する信号処理器、1
4は反射光および後方散乱光強度の長手方向分布を表示
するCRT、15は試験信号光を一定周期でパルス化し
たり、加算処理するために必要なタイミング発生器であ
る。符号8〜13で電気処理系を成している。
Conventional OT using coherent detection technology
DR will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the test signal light and the local signal light are generated by the same light source, and the test signal light side is optically frequency-modulated to perform heterodyne reception. In FIG. 4, reference numeral 1 denotes a narrow line width light source that generates a test signal light and a local signal light having a narrow line width spectrum, and 2 denotes a first light source that branches the light emitted from the light source 1 into a test signal light a and a local signal light b. 3 is an acousto-optic switch (hereinafter referred to as an AO switch) for pulsating the branched test signal light at a constant period and modulating the optical frequency, and 4 is an optical fiber under test 5 for the pulsed test signal light. And a second branching device 6 for guiding the reflected light and the backscattered light c from the optical fiber to the tester, and the reflected light and the backscattered light c guided into the tester and the local signal light b. A light receiving device 7 for optically-to-electrically converting the combined reflected light and beat signal light d of the backscattered light and the local signal light; 8, an electric signal amplifier; 9 is the amplified electric signal and local oscillation Mixer for mixing the local electrical signals generated by the 10, 11
, An electric filter for blocking high-frequency signals; 12, a signal converter for analog-to-digital conversion;
Reference numeral 4 denotes a CRT for displaying the longitudinal distribution of reflected light and backscattered light intensity, and reference numeral 15 denotes a timing generator necessary for pulsing the test signal light at a constant period or performing addition processing. Reference numerals 8 to 13 constitute an electric processing system.

【0004】このようなコヒーレント検波技術を用いる
OTDRでは、微弱な後方散乱光cに対して比較的大き
な強度のローカル信号光bを合波したビート信号光dを
受信検波するものである。ビート信号光の強度Ad は、
後方散乱光強度をAc 、ローカル信号光強度をAb とす
ると、Ac とAb の積の平方根に比例する。従って、ロ
ーカル信号光強度Ab を比較的大きくすることによっ
て、より微弱な後方散乱光まで受信できることになり、
OTDRとしてのダイナミックレンジを拡大することが
できる。
In the OTDR using such a coherent detection technique, a beat signal light d obtained by combining a local signal light b having a relatively large intensity with a weak backscattered light c is received and detected. The intensity Ad of the beat signal light is
Assuming that the backscattered light intensity is Ac and the local signal light intensity is Ab, it is proportional to the square root of the product of Ac and Ab. Therefore, by making the local signal light intensity Ab relatively large, even weaker backscattered light can be received,
The dynamic range as the OTDR can be expanded.

【0005】通常、光通信に用いる波長1.3μm、
1.55μmにおいて、AOスイッチを光周波数変調器
として使用するためには100MHz程度の周波数で駆
動する必要がある。従って、光周波数は100MHz程
度(ここでは丁度100MHzとする)シフトすること
になる。その結果、第3の合分岐器で後方散乱光および
反射光とローカル信号光とを合波して得られるビート信
号光dは、受光器7で光電気変換された後、そのスペク
トルを観測すると100MHzを中心として側帯波成分
を有する中間周波信号(IF信号)となる。このIF信
号を電気レベルでベースバンド信号に落として信号処理
し最終的に後方散乱波形等をCRTに表示するために、
まず増幅器8でIF信号を増幅し、局部発振器10から
のローカル電気信号とミキサ9でミキシングする。さら
にベースバンド信号を電気フィルタ11で高周波成分を
遮断して信号変換器12に入力する。
Usually, a wavelength of 1.3 μm used for optical communication,
At 1.55 μm, it is necessary to drive the AO switch at a frequency of about 100 MHz in order to use the AO switch as an optical frequency modulator. Therefore, the optical frequency shifts by about 100 MHz (here, it is just 100 MHz). As a result, the beat signal light d obtained by multiplexing the backscattered light and the reflected light with the local signal light in the third multiplexer / demultiplexer is subjected to photoelectric conversion in the light receiver 7 and then its spectrum is observed. An intermediate frequency signal (IF signal) having a sideband component around 100 MHz. In order to convert this IF signal into a baseband signal at an electric level and process the signal, and finally display a backscattered waveform or the like on a CRT,
First, the IF signal is amplified by the amplifier 8 and mixed with the local electric signal from the local oscillator 10 by the mixer 9. Furthermore, the high frequency component of the baseband signal is cut off by the electric filter 11 and input to the signal converter 12.

【0006】前述したビート信号の側帯波帯域は、試験
信号光の光パルス幅をWとすると1/Wとなり、例えば
光パルス幅1μsの場合には1MHzとなる。従って、
局部発器は光パルス幅が1μsの場合100.1MHz
もしくは99.9MHz程度に設定し、さらに電気フィ
ルタは1MHz以上を遮断するものを用いる。このよう
な構成であるので、増幅器8は100MHz帯の高周波
域まで大きな増幅性能を有し、低雑音なものが必要であ
る。
The sideband of the beat signal is 1 / W when the optical pulse width of the test signal light is W, and is 1 MHz when the optical pulse width is 1 μs, for example. Therefore,
100.1MHz when the light pulse width is 1μs
Alternatively, it is set to about 99.9 MHz, and an electric filter that cuts off 1 MHz or more is used. With such a configuration, the amplifier 8 needs to have a large amplification performance up to a high frequency band of 100 MHz band and low noise.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】このような100MH
z以上の帯域まで低雑音で高利得な特性を有する増幅器
を作製するのは、低周波域の増幅器より難しく、増幅器
で発生する熱雑音のためにコヒーレント検波方式のショ
ット雑音限界を達成しにくいといった問題があった。そ
の結果、OTDRの高ダイナミックレンジ化の妨げとな
っていた。また、局部発振器やミキサも100MHz帯
の高周波で良好な特性のものが必要であり、このような
ものは高価であるといった欠点もあった。
SUMMARY OF THE INVENTION Such a 100 MH
It is more difficult to produce an amplifier with low noise and high gain characteristics up to the band of z or more than the low frequency amplifier, and it is difficult to achieve the shot noise limit of the coherent detection method due to the thermal noise generated by the amplifier. There was a problem. As a result, it has been an obstacle to increase the dynamic range of the OTDR. Further, the local oscillator and the mixer also need to have good characteristics at a high frequency of the 100 MHz band, and such a device has a disadvantage that it is expensive.

【0008】本発明の目的は、コヒーレント検波方式を
用いるOTDRにおいて、光レベルでビート信号周波数
を低周波化して、増幅器をはじめとする電気系の設計を
容易にし、ダイナミックレンジの大きいOTDRを実現
するものである。
An object of the present invention is to reduce the beat signal frequency at the optical level in an OTDR using a coherent detection method, thereby facilitating the design of an electric system including an amplifier and realizing an OTDR having a large dynamic range. Things.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、コヒーレント
検波方式を用いるOTDRにおいて、試験信号光側もし
くはローカル信号光側、もしくは両光側に対して設けた
光周波数変調器を複数個にすると共に個々の光周波数シ
フトを正および負にし、後方散乱光および反射光とロー
カル信号光とを合波して得られるビート信号光の周波数
を低周波化して、光電気変換後に用いる増幅器の所要帯
域を狭くするものである。また、局部発振器やミキサを
用いる場合にはこれらの所要帯域も狭くするものであ
る。
According to the present invention, there is provided an OTDR using a coherent detection system, wherein a plurality of optical frequency modulators are provided for a test signal light side, a local signal light side, or both light sides. The individual optical frequency shifts are made positive and negative, the frequency of the beat signal light obtained by multiplexing the backscattered light and the reflected light with the local signal light is lowered, and the required band of the amplifier used after the photoelectric conversion is reduced. It is to narrow. When a local oscillator or a mixer is used, these required bands are also narrowed.

【0010】AOスイッチを光周波数変調器として用い
る場合、光周波数シフトの正負はAOスイッチ内の圧電
素子と超音波吸収体の配置を変えることによって容易に
実現できる。コヒーレント検波方式を用いるOTDRの
構成として、試験信号光側にAOスイッチを縦列に2個
配設し、第1番目のもので光周波数変調とパルス化を行
い第2番目のもので光周波数変調を行う場合、第1番目
のAOスイッチの駆動周波数を100HMz、シフトを
正とし、第2番目のAOスイッチの駆動周波数を10
0.1MHz、シフトを負とすると、試験光ファイバか
らの後方散乱光および反射光は0.1MHz負にシフト
している。この後方散乱光および反射光とローカル信号
光とを合波すると、ビート信号のビート周波数は0.1
MHzとなる。
When the AO switch is used as an optical frequency modulator, the sign of the optical frequency shift can be easily realized by changing the arrangement of the piezoelectric element and the ultrasonic absorber in the AO switch. As a configuration of the OTDR using the coherent detection method, two AO switches are arranged in tandem on the test signal light side, and the first one performs optical frequency modulation and pulsing, and the second one performs optical frequency modulation. In this case, the driving frequency of the first AO switch is 100 HMz, the shift is positive, and the driving frequency of the second AO switch is 10
Assuming that the shift is 0.1 MHz and the shift is negative, the backscattered light and the reflected light from the test optical fiber are shifted by 0.1 MHz negative. When the backscattered light and the reflected light are combined with the local signal light, the beat signal has a beat frequency of 0.1.
MHz.

【0011】一方、試験信号光側に光周波数変調機能の
ない光スイッチを配設し、ローカル信号光側にAOスイ
ッチを縦列に2個配設した場合には、ローカル信号光側
の第1番目および第2番目のAOスイッチの周波数シフ
トを正および負とすることによって、ビート信号周波数
はAOスイッチ1個の場合よりも小さくすることができ
る。
On the other hand, when an optical switch having no optical frequency modulation function is provided on the test signal light side and two AO switches are provided in tandem on the local signal light side, the first switch on the local signal light side is used. By making the frequency shift of the second AO switch positive and negative, the beat signal frequency can be made smaller than in the case of a single AO switch.

【0012】さらに、試験信号光側およびローカル信号
光側にAO光スイッチを配設する場合、光周波数シフト
符号が同じでシフト量が若干異なるものを用いることに
よって、例えば100MHzと100.1MHzで、共
に正にシフトするものを用いることによって、ビート信
号周波数は0.1MHzとすることが出来る。
Further, when the AO optical switch is provided on the test signal light side and the local signal light side, by using ones having the same optical frequency shift code and slightly different shift amounts, for example, at 100 MHz and 100.1 MHz, The beat signal frequency can be set to 0.1 MHz by using both of them that shift positively.

【0013】[0013]

【作用】試験信号光側もしくはローカル信号光側のみに
光周波数変調手段を複数設ける場合には周波数シフトを
正と負にし、試験信号光側およびローカル信号光側に光
周波数変調手段を複数設ける場合には周波数シフトを正
同士もしくは負同士とすることによって、後方散乱光お
よび反射光とローカル信号光とを合波したビート信号の
周波数を低周波化できる。従って、ビート信号光を検出
し増幅する回路は低周波で動作すれば十分となる。
When a plurality of optical frequency modulation means are provided only on the test signal light side or the local signal light side, the frequency shift is made positive and negative, and when a plurality of optical frequency modulation means are provided on the test signal light side and the local signal light side. By setting the frequency shift to positive or negative, the frequency of the beat signal obtained by multiplexing the backscattered light and the reflected light with the local signal light can be reduced. Therefore, a circuit that detects and amplifies beat signal light only needs to operate at a low frequency.

【0014】[0014]

【実施例】図1は本発明の第一の実施例を説明する図で
あって、21は第1のAOスイッチ、22は第2のAO
スイッチ、23は数MHz帯域で動作する増幅器であ
る。AOスイッチそれぞれの光周波数シフトは、第1の
AOスイッチ21では正、第2のAOスイッチ22では
負である。
FIG. 1 is a diagram for explaining a first embodiment of the present invention, in which 21 is a first AO switch, and 22 is a second AO switch.
The switch 23 is an amplifier operating in a several MHz band. The optical frequency shift of each AO switch is positive in the first AO switch 21 and negative in the second AO switch 22.

【0015】本発明のコヒーレント検波OTDRの構成
と動作について説明する。DFB−LD等の半導体レー
ザに光ファイバを接続することなどにより、スペクトル
線幅を狭くした狭線幅光源1からの出射光は、第1の合
分岐器2により試験信号光aとローカル信号光bとに分
岐される。分岐された試験信号光aは第1のAOスイッ
チ21で一定の周期でパルス化と共に正側に光周波数変
調され、さらに第2のAOスイッチ22で負側に光周波
数変調され、第2の合分岐器4を介して被試験光ファイ
バ5に入射される。
The configuration and operation of the coherent detection OTDR of the present invention will be described. By connecting an optical fiber to a semiconductor laser such as a DFB-LD or the like, the light emitted from the narrow linewidth light source 1 whose spectral linewidth has been narrowed is converted into a test signal light a and a local signal light by a first coupler 2. b. The branched test signal light a is pulse-pulsed at a fixed cycle by the first AO switch 21 and optically frequency-modulated to the positive side. Further, the second AO switch 22 is optically frequency-modulated to the negative side. The light enters the optical fiber under test 5 via the branching device 4.

【0016】被試験光ファイバ5からの反射光および後
方散乱光cは、第2の合分岐器4を介して第3の合分岐
器6に導かれる。この第3の合分岐器6にはローカル信
号光bも導かれ、反射光および後方散乱光cと合波され
る。合波されたビート信号光dはダブルバランス型PI
N−FET等の受光器7で光−電気変換される。電気変
換されたビート信号は増幅器23で増幅された後に信号
変換器12に入力される。
The reflected light and the backscattered light c from the optical fiber under test 5 are guided to the third coupler 6 via the second coupler 4. The local signal light b is also guided to the third multiplexer / demultiplexer 6, and is multiplexed with the reflected light and the backscattered light c. The multiplexed beat signal light d is a double-balanced PI
The light-to-electric conversion is performed by a light receiver 7 such as an N-FET. The electrical converted beat signal is input to the signal converter 12 after being amplified by the amplifier 23.

【0017】信号変換器12ではアナログ・ディジタル
変換さらに自乗変換され、信号処理器13でSN改善の
ために加算されたのち対数変換され、CRT14に信号
の時間的変化すなわち長手方向の分布として表示され
る。タイミング発生器15は試験信号光をパルス化する
ためのトリガ信号を第1のAOスイッチ21の駆動部に
供給するとともに信号変換器12や信号処理器13へタ
イミング信号を供給する。
The signal converter 12 performs analog-digital conversion and further square conversion, adds the signals to improve the SN in the signal processor 13, performs logarithmic conversion, and displays the signals on the CRT 14 as a temporal change, that is, a distribution in the longitudinal direction. You. The timing generator 15 supplies a trigger signal for pulsing the test signal light to the drive unit of the first AO switch 21 and supplies a timing signal to the signal converter 12 and the signal processor 13.

【0018】第1のAOスイッチ21には圧電素子と超
音波吸収体が正の光周波数シフトを生じるように配置さ
れたものを用い、第2のAOスイッチ22には圧電素子
と超音波吸収体の配置が逆で負の光周波数シフトを生じ
るものを用いる。AOスイッチの駆動周波数は例えば1
00MHzと100.1MHzに設定する。そうする
と、被試験光ファイバに入射される試験信号パルスは狭
線幅光源からの出射光に比べて0.1MHz負側に光周
波数シフトしたものとなる。
As the first AO switch 21, a piezoelectric element and an ultrasonic absorber arranged so as to generate a positive optical frequency shift are used. As the second AO switch 22, a piezoelectric element and an ultrasonic absorber are used. Are used, the arrangement of which causes a negative optical frequency shift. The driving frequency of the AO switch is, for example, 1
Set to 00 MHz and 100.1 MHz. Then, the test signal pulse incident on the optical fiber under test has an optical frequency shifted to the negative side by 0.1 MHz as compared with the emitted light from the narrow line light source.

【0019】被試験光ファイバからの後方散乱光や反射
光もまた0.1MHz負側に光周波数シフトしている。
従って、被試験光ファイバからの後方散乱光および反射
光cとローカル信号光bとを合波したビート信号光の光
周波数は0.1MHz負側に光周波数シフトしている。
すなわち、ビート信号光の光周波数の絶対値は、第1の
AOスイッチ21の光周波数シフト量の絶対値100M
Hzより小さく、また第2のAOスイッチ22の光周波
数シフト量の絶対値100.1MHzより小さくなって
いる。
The backscattered light and reflected light from the optical fiber under test also have an optical frequency shift to the negative side of 0.1 MHz.
Therefore, the optical frequency of the beat signal light obtained by combining the backscattered light and reflected light c from the optical fiber under test and the local signal light b is shifted to the negative side by 0.1 MHz.
That is, the absolute value of the optical frequency of the beat signal light is 100 M of the absolute value of the optical frequency shift amount of the first AO switch 21.
Hz, and the absolute value of the optical frequency shift amount of the second AO switch 22 is smaller than 100.1 MHz.

【0020】このビート信号光を光−電気変換した後の
ビート信号は、0.1MHzを中心としたものとなる。
光パルス幅が1μsの場合、ビート信号の側帯波帯域
(=スペクトル幅)は前述のとおり1MHzであるの
で、増幅器23の帯域幅は1MHz程度で十分となる。
図4に示した従来のような構成では、ビート信号の周波
数が100MHzであるので100MHz帯まで増幅す
る増幅器が必要であったが、本発明ではそのような増幅
器は必要でなく、数MHz帯までの増幅器で十分であ
る。高ダイナミックレンジで直線性がよくかつ雑音が小
さい増幅器の設計製造は周波数が高いほど難しくかつ高
価になる。また、従来用いていたようなミキサや局部発
振器、電気フィルタが不要となる。
The beat signal obtained by subjecting this beat signal light to light-to-electric conversion has a center frequency of 0.1 MHz.
When the optical pulse width is 1 μs, the sideband of the beat signal (= spectral width) is 1 MHz as described above, so that the bandwidth of the amplifier 23 of about 1 MHz is sufficient.
In the conventional configuration shown in FIG. 4, since the frequency of the beat signal is 100 MHz, an amplifier for amplifying up to the 100 MHz band is required. However, such an amplifier is not required in the present invention. Is sufficient. The design and manufacture of amplifiers with high dynamic range, good linearity and low noise are more difficult and expensive at higher frequencies. Further, a mixer, a local oscillator, and an electric filter which are conventionally used become unnecessary.

【0021】従って、本発明では、OTDRの設計製造
が容易になり、安価にできる利点がある。さらに、増幅
器で発生する雑音を小さくできるので、OTDRのダイ
ナミックレンジを大きくできるという利点がある。本発
明の第2の実施例を図2に示す。第2のAOスイッチ2
2を被試験光ファイバ5との合分岐器として用いるとと
もに被試験光ファイバ5からの反射光および後方散乱光
に対する光周波数変調器として用いたものである。光周
波数シフトの符号と大きさは第1の実施例と同じであ
る。
Therefore, according to the present invention, there is an advantage that the design and manufacture of the OTDR are facilitated and the cost can be reduced. Further, since the noise generated in the amplifier can be reduced, there is an advantage that the dynamic range of the OTDR can be increased. FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention. Second AO switch 2
2 is used as a branching device with the optical fiber 5 to be tested and as an optical frequency modulator for reflected light and backscattered light from the optical fiber 5 to be tested. The sign and magnitude of the optical frequency shift are the same as in the first embodiment.

【0022】第2のAOスイッチ22の0次光側(駆動
信号オフの時に接続される側)は第1のAOスイッチ2
1と接続され、1次光側(駆動信号オンの時に接続され
る側)は第3の合分岐器6と接続される。第2のAOス
イッチ22の駆動信号はタイミング発生器15より供給
され、試験信号光パルスが第2のAOスイッチ部を通過
する時間はオフで、それ以外はオンとする。そうするこ
とによって被試験光ファイバ5からの反射光および後方
散乱は第3の合分岐器6に導かれると共に、その光周波
数が変調される。
The 0th-order light side (the side connected when the drive signal is off) of the second AO switch 22 is connected to the first AO switch 2.
1, and the primary light side (the side connected when the drive signal is on) is connected to the third coupler 6. The drive signal for the second AO switch 22 is supplied from the timing generator 15, and the time during which the test signal light pulse passes through the second AO switch is off, and the other times are on. By doing so, the reflected light and the backscatter from the optical fiber under test 5 are guided to the third coupler 6 and the optical frequency thereof is modulated.

【0023】本実施例では、被試験光ファイバ5に入射
する試験信号光パルス並びに被試験光ファイバで発生す
る反射光および後方散乱光は光周波数が100MHz正
にシフトしているが、第2のAOスイッチ22を介して
第3の合分岐器6に導かれる反射光および後方散乱光は
再変調されて0.1MHz負側に光周波数シフトしたも
のとなる。従って、第1の実施例と同様に、ビート信号
は0.1MHzを中心として得られるので、増幅器23
の帯域は数MHzで十分となる。また、第1の実施例と
同様にミキサや局部発振器、電気フィルタが不要であ
り、さらに本実施例では第2の合分岐器が不要となるの
で、より一層構成が簡単になる。
In the present embodiment, the optical frequency of the test signal light pulse incident on the optical fiber under test 5 and the reflected light and backscattered light generated by the optical fiber under test are shifted to 100 MHz positive. The reflected light and the backscattered light guided to the third branching device 6 via the AO switch 22 are re-modulated and have a frequency shifted to the negative side of 0.1 MHz. Accordingly, similarly to the first embodiment, since the beat signal is obtained around 0.1 MHz, the amplifier 23
Band of several MHz is sufficient. Further, as in the first embodiment, a mixer, a local oscillator, and an electric filter are not required. Further, in the present embodiment, the second multiplexer / demultiplexer is not required, so that the configuration is further simplified.

【0024】本発明の第3の実施例を図3に示す。第2
のAOスイッチ22をローカル信号光側に配設したもの
である。光周波数シフトの符号は両方とも正で、シフト
量が第1のAOスイッチは100MHz、第2のAOス
イッチは105MHzの例である。被試験光ファイバ5
からの反射光および後方散乱光は100MHz正側に光
周波数シフトし、ローカル信号光は105MHz正側に
光周波数シフトしているので、第3の合分岐器6で合波
されたビート信号は5MHzのIF信号となる。そこ
で、電気系においてミキサ24と局部発振器25により
ベースバンド信号に落している。電気系の構成は従来例
と同様であるが、IF周波数が低いので、増幅器23、
ミキサ24および局部発振器25の動作周波数は低くで
きる。
FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention. Second
AO switch 22 is disposed on the local signal light side. The signs of the optical frequency shifts are both positive, and the shift amount is an example where the first AO switch is 100 MHz and the second AO switch is 105 MHz. Optical fiber under test 5
The reflected light and the backscattered light from the optical signal are shifted optically to the positive side of 100 MHz, and the local signal light is shifted optically to the positive side of 105 MHz, so that the beat signal multiplexed by the third coupler 6 is 5 MHz. IF signal. Therefore, in the electric system, the signal is dropped to a baseband signal by the mixer 24 and the local oscillator 25. The configuration of the electric system is the same as that of the conventional example, but since the IF frequency is low, the amplifier 23,
The operating frequencies of the mixer 24 and the local oscillator 25 can be reduced.

【0025】その結果、増幅器、ミキサ、局部発振器、
電気フィルタの設計製造が従来より容易になる。また、
増幅器で発生する雑音を小さくできるので、OTDRの
ダイナミックレンジを大きくできるという利点がある。
本実施例においても、ビート信号光の光周波数の絶対値
は、第1のAOスイッチ21の光周波数シフト量の絶対
値100MHzより小さく、また第2のAOスイッチ2
2の光周波数シフト量の絶対値105MHzより小さく
なっている。
As a result, an amplifier, a mixer, a local oscillator,
The design and manufacture of the electric filter becomes easier than before. Also,
Since the noise generated in the amplifier can be reduced, there is an advantage that the dynamic range of the OTDR can be increased.
Also in the present embodiment, the absolute value of the optical frequency of the beat signal light is smaller than the absolute value of the optical frequency shift amount of the first AO switch 21 of 100 MHz, and the second AO switch 2
The absolute value of the optical frequency shift amount of No. 2 is smaller than 105 MHz.

【0026】以上説明した実施例のうち、第1と第2の
実施例では、光周波数変調手段をいずれも試験信号光側
のみに配設した場合、第3の実施例では、光周波数変調
手段を試験信号光側とローカル信号光側に配設した場合
を示したが、光周波数変調手段をローカル信号光側のみ
に配設する場合であっても、ビート信号光の光周波数の
絶対値を個々の光変調器の光周波数シフト量絶対値より
小さくすることができ、これら第1〜第3の実施例と同
様の効果を得ることができる。
Of the above-described embodiments, in the first and second embodiments, the optical frequency modulation means is provided only on the test signal light side. In the third embodiment, the optical frequency modulation means is provided. Is shown on the test signal light side and the local signal light side. However, even when the optical frequency modulation means is provided only on the local signal light side, the absolute value of the optical frequency of the beat signal light is The optical frequency shift amount of each optical modulator can be made smaller than the absolute value, and the same effects as those of the first to third embodiments can be obtained.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上述べたように、本発明はコヒーレン
ト検波方式を用いるOTDRにおいて、試験信号光側も
しくはローカル信号光側、もしくは両光側に対して設け
た光周波数変調器を複数個にすると共に個々の光周波数
シフトを正および負にし、後方散乱光および反射光とロ
ーカル信号光とを合波して得られるビート信号光の周波
数を低周波化したものであるので、光電気変換後に用い
る増幅器の所要帯域を狭くすることができる。また、局
部発信器やミキサを用いる場合にはこれらの所要帯域も
狭くすることができる。
As described above, according to the present invention, in the OTDR using the coherent detection method, a plurality of optical frequency modulators are provided for the test signal light side, the local signal light side, or both light sides. And the individual optical frequency shifts are made positive and negative, and the frequency of the beat signal light obtained by multiplexing the backscattered light and the reflected light with the local signal light is reduced, so that it is used after photoelectric conversion. The required band of the amplifier can be narrowed. When a local oscillator or a mixer is used, these required bands can be narrowed.

【0028】本発明を用いることにより、100MHz
帯まで増幅する増幅器は必要でなく、数MHz帯までの
増幅器で十分となり、又、ミキサや局部発振器、電気フ
ィルタを不要に出来るので、OTDRの設計製造が容易
に且つ安価になる。また、増幅器で発生する雑音を小さ
くできるので、OTDRのダイナミックレンジを大きく
できるという利点がある。
By using the present invention, 100 MHz
An amplifier that amplifies the OTDR is not required, and an amplifier up to a few MHz band is sufficient, and a mixer, a local oscillator, and an electric filter can be eliminated, so that the design and manufacture of the OTDR are easy and inexpensive. Also, since the noise generated in the amplifier can be reduced, there is an advantage that the dynamic range of the OTDR can be increased.

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

【図1】本発明の第1の実施例FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施例FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施例FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention.

【図4】従来のコヒーレント検波OTDR構成例FIG. 4 shows an example of a conventional coherent detection OTDR configuration

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:狭線幅スペクトルの光を発生する狭線幅光源 2:第1の合分岐器 3:音響光学スイッチ(AOスイッチ) 4:第2の合分岐器 5:被試験光ファイバ 6:第3の合分岐器 7:受光器 8:増幅器 9:ミキサ 10:局部発振器 11:電気フィルタ 12:信号変換器 13:信号処理器 14:CRT 15:タイミング発生器 21:第1のAOスイッチ 22:第2のAOスイッチ 23:増幅器 24:ミキサ 25:局部発振器 1: Narrow line width light source that generates light having a narrow line width spectrum 2: First branching device 3: Acousto-optic switch (AO switch) 4: Second branching device 5: Optical fiber under test 6: Third 7: optical receiver 8: amplifier 9: mixer 10: local oscillator 11: electric filter 12: signal converter 13: signal processor 14: CRT 15: timing generator 21: first AO switch 22: first 2 AO switch 23: Amplifier 24: Mixer 25: Local oscillator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三川 泉 東京都千代田区内幸町1丁目1番6号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−279834(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Izumi Mikawa 1-6, Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation (56) References JP-A-4-279834 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 試験信号光およびローカル信号光の発生
手段と、該試験信号光を一定周期にパルス化して被試験
光ファイバに繰り返して送出する手段と、前被試験光フ
ァイバから繰り返し戻ってくる反射光及び後方散乱光と
前記ローカル信号光とを合波する手段と、合波した繰り
返しビート信号光を検出して電気信号に変換する光検出
手段と、繰り返し得られる電気信号を処理して前記被試
験光ファイバからの反射光や後方散乱光の波形を表示す
る電気信号処理系と、繰り返し処理を行うためのタイミ
ング発生手段と、前記試験信号光側およびローカル信号
光側のどちらか一方もしくは両方に光周波数変調手段と
を備えた光パルス試験器において、 前記光周波数変調手段が光周波数シフト量の異なる複数
の光変調器から成り、それぞれの光周波数シフトが正も
しくは負であり、前記ビート信号光の光周波数の絶対値
が個々の光変調器の光周波数シフト量の絶対値より小さ
いことを特徴とする光パルス試験器。
1. A means for generating test signal light and local signal light, means for pulsating the test signal light at a fixed period and repeatedly sending it to the optical fiber under test, and repeatedly returning from the optical fiber under test. Means for multiplexing the reflected light and the backscattered light with the local signal light, light detecting means for detecting the combined repetitive beat signal light and converting it to an electric signal, and processing the repeatedly obtained electric signal to process the electric signal. An electrical signal processing system for displaying the waveform of the reflected light or the backscattered light from the optical fiber under test; timing generation means for performing repetitive processing; and either or both of the test signal light side and the local signal light side An optical pulse tester comprising: a plurality of optical modulators having different optical frequency shift amounts; The number shift is positive or negative, OTDR, wherein the absolute value of the optical frequency of the beat signal light is smaller than the absolute value of the optical frequency shift amount of each of the optical modulator.
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