JP2823344B2 - 光ファイバ伝送路の試験監視方法及び装置 - Google Patents

光ファイバ伝送路の試験監視方法及び装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】 本発明は、使用状態における多芯光ファイバ伝送路を
通信品質に影響を与えないで効率的に試験又は監視する
ための方法及び装置に関するものである。
【従来の技術】
光ファイバを用いた情報伝送システムの普及に伴い、
伝送システムの信頼性向上の観点から、伝送路の故障に
対する予防保全の重要な課題になりつつある。光ファイ
バを用いた伝送路の予防保全を行なうには、通信品質に
影響を与えないで使用状態の伝送路の特性を試験し又は
監視することが必要である。従来、この種の試験監視シ
ステムとしては、例えば第2図に示すような提案がなさ
れている(富田ほか“光線路の自動故障切分け法"1990
年電子情報通信学会春季全国大会B−890参照)。 同図において、21は光通信用の送信器、22は受信器、
23は、送信器21と受信器22との間を連絡するための光フ
ァイバ伝送路である。伝送路23の一端(例えば送信器21
側)には光カプラ24が配備され、かつ、他端(例えば受
信器22側)には切分器25が配備されている。切分器25
は、例えば干渉膜フィルタをもって構成されており、通
信光(波長λo)はそのまま通過し、試験光(波長λ
t)は反射するような特性を持たせてある。伝送路23の
試験又は監視は、光パルス試験器26から光カプラ24を介
して試験光を伝送路23に送り込むによって行う。伝送路
23に入射した試験光は、他端側の切分器25まで伝播した
後、同切分器によって反射せしめられ、光カプラ24を介
して試験器26まで戻って来る。従って、反射光又は後方
散乱光の量を計測し、予め測定しておいた正常な光量と
比較することにより、伝送路23の故障の有無を判定する
ことが出来る。試験光の波長は、信号光の波長と異なる
ため、たとえ伝送路23の使用中に試験を行なったとして
も、正常の通信を妨害することがない。 しかし、光ファイバは、1芯で使用することは殆どな
く、4芯又はそれ以上の多芯で使用するのが普通である
から、伝送路の試験監視も個々の光ファイバについて行
なう必要があり、そのためには、光ファイバの本数に見
合う同一性能の複数の光パルス試験器26、光カプラ24及
び切分器25を配備する必要がある。特に光パルス試験器
26は、極めて安定した高出力の光を発射する半導体レー
ザを使用する必要があるため、このような条件を満足さ
せようとすると、非常に高価なシステムになってしま
う。
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、従来技術における前述の問
題点を解決し、高性能で経済的に多芯光ファイバ伝送路
の試験又は監視を行なうための方法及び装置を提案する
ことにある。
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨は、通信光の波長と異なる波長の試験光
を複数の伝送用光ファイバに送り込み、反射光又は後方
散乱光を測定することによって、光送信器と光受信器と
の間に布設された使用状態における光ファイバ伝送路の
試験又は監視を行う方法において、上記試験光は希土類
添加光ファイバを用いて増幅した後、光スターカプラを
介して個々の上記伝送用光ファイバに並列的に分配して
送り込むことにある。ここで「希土類添加光ファイバ」
とは、例えばエルビウム(Er)のような希土類元素をコ
アにドープした光ファイバのことをいう。この種のファ
イバが光増幅作用を有すること自体は、既に公知になっ
ている(例えば中沢“光ファイバによる光増幅”「光
学」第18巻第6号(1989年6月)第291頁〜第296頁参
照)。 希土類添加光ファイバは、そのままでは光の増幅作用
を有しない。従って、希土類添加光ファイバを励起する
ための何等かの光源を別に用意する必要がある。励起光
源の波長λpは、Er添加光ファイバの場合、その吸収特
性に合わせて0.98μm帯又は1.5μmのいずれかを選択
することが望ましい。励起光の注入は、例えば光分波器
を用いて行なうことが可能である。 励起光を増幅するための光ファイバは、必ずしもEr添
加光ファイバに限られるものではなく、例えばネオジム
(Nd)をコアに添加した光ファイバを使用することも可
能である。また、必要に応じてErやNdに加えてイッテル
ビウム(Yb)、アルミニウム(Al)、燐(P)、ゲルマ
ニウム(Ge)等の元素を添加した光ファイバを使用する
ことも出来る。
【作用】
希土類添加光ファイバは、例えばEr添加光ファイバの
場合、0.8μm帯、0.98μm帯及び1.5μm帯に光の吸収
が発生し、特に0.98μm帯及び1.5μm帯での吸収が顕
著である。このため、これらの吸収帯のどれかの波長を
有する励起光を希土類添加光ファイバに注入することに
より、添加元素イオンを高エネルギ準位に励起すること
が出来る。この状態で希土類添加光ファイバに別の波長
の光を入射してやると、いわゆる誘電放出が発生し、入
射光のエネルギが光ファイバ内を伝播するにつれて次第
に増大する。光の増幅率は、ファイバの長さ、励起光の
強度、添加元素の種類や濃度等によって変わるが、本発
明者による実験の結果、百〜数千の範囲の大きな値を得
ることが出来ることを確認した。 このため、試験用光源のほかに励起用光源を配備し、
試験用光源に接続した希土類添加光ファイバに励起光を
入射することにより、試験用光源からの試験光を増幅す
ることが可能となり、たとえ単一の試験用光源を使用し
た場合であっても、複数の伝送用光ファイバの各々に対
して充分な強度の試験光を分配することが出来る。
【実施例】
第1図は、本発明を4芯の光ファイバからなる伝送路
に適用した場合の一実施例を示した系統図である。光送
信器1−1〜1−4からの波長λo(例えば1.3μm)
の通信光は、伝送用光ファイバ2−1〜2−4を伝播
し、切分器4−1〜4−4を通過した後、光受信器3−
1〜3−4に到達する。切分器4−1〜4−4には、波
長λoの通信光をそのまま通過させ、波長λtの試験光
を反射させるような特性を持たせておく。 試験用光源6からの波長λt(例えば1.55μm)の試
験光は、同光源に接続されたEr添加光ファイバ9に入射
せしめられる。一方、励起用光源7からの波長λp(例
えば1.48μm)の励起光は、分波器86に介してEr添加光
ファイバ9に入射せしめられ、同ファイバを励起する。
この結果、試験光はEr添加光ファイバ9を伝播する間に
所定の強度まで増幅される。増幅された試験光は、1×
4光スターカプラ10(入力1,出力4)を介して中継用の
4本の光ファイバ12−1〜12−4に並列的に分配され
る。分配された試験光は、光カプラ5−1〜5−4を介
して伝送用ファイバ2−1〜2−4に送り込まれる。 カプラ5−1〜5−4は、例えば光ファイバを加工し
て構成することができ、波長λoの通信光はそのまま通
貨させるが、波長λtの試験光は選択的に分波するよう
な特性を持たせておく。この種のカプラは、光ファイバ
加工型のほか、干渉膜フィルタ型、導波路型等を使用す
ることが出来る。 伝送用ファイバ2−1〜2−4に発生する波長λtの
反射光又は後方散乱光は、カプラ5−1〜5−4によっ
て分離された中継用ファイバ12−1〜12−4に取り込ま
れ、かつ、方向性結合器11−1〜11−4を介して信号処
理回路13に入力される。同回路は、例えばアバランスェ
ホトダイオード14、信号増幅器15、ボックスカーアベレ
ージャ16、対数増幅器17及びX−Yレコード18を持って
構成することが出来る。 本実施例では、1個の試験用光源6を使用している。
このため、伝送用ファイバ2−1〜2−4に分配される
試験光の波長は全て同一となり、個々の光ファイバの伝
送特性や故障箇所を全く同一の条件で判定することが出
来る。また、Er添加光ファイバ9を用いて試験光を増幅
しているため、試験用光源6が1個であるにも拘らず、
伝送用ファイバ2−1〜2−4に分配される試験光の強
度を伝送路の試験又は監視に必要な大きさに維持するこ
とが出来る。この結果、測定感度が格段に向上し、より
長い伝送路の試験又は監視を行なうことが可能となる。 なお、試験用光源6と分波器8との間又は分波器8と
Er添加光ファイバ9との間に光アイソレータを挿入して
おくと、波長の選択性が更に向上する。また、Er添加光
ファイバ9とスターカプラ10との間にも分波器を挿入し
ておくと、励起光が伝送用ファイバ2−1〜2−4に混
入するのを防止することが出来る。
【発明の効果】
本発明の高価を列挙すれば次の通りである。 試験用光源を原則として1個しか必要としないの
で、低コストのシステムを構成することが出来る。 全く同一波長の試験光を用いて複数の伝送用光ファ
イバの試験又は監視をすることが出来るので、光ファイ
バの特性変動、特性劣化等を容易かつ正確に比較評価す
ることが可能である。 伝送用光ファイバに送り込まれる試験光の強度の増
大によって感度が向上し、結果的に長距離の光ファイバ
の試験又は監視をすることが可能となり、障害探索の際
の距離分解能も改善する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係る光ファイバ伝送路試験監視方法
及び装置の一実施例を示す系統図、第2図は従来の試験
方法を説明するための系統図である。 〈符号の説明〉 1……光送信器、2……伝送用光ファイバ、3……光受
信器、4……切分器、5……光カプラ、6……試験用光
源、7……励起用光源、9……Er添加光ファイバ、8…
…分波器、10……光スターカプラ、12……中継用光ファ
イバ、13……信号処理回路、14……アバランシェホトダ
イオード、15……信号増幅器、16……ボックスカーアベ
レージャ、17……対数増幅器、18……X−Yレコーダ、
21……光送信器、22……光受信器、23……光ファイバ伝
送路、24……光カプラ、25……切分器、26……光パルス
試験器

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】通信光の波長と異なる波長の試験光を複数
    の伝送用光ファイバに送り込み、反射光又は後方散乱光
    を測定することによって、光送信器と光受信器との間に
    布設された使用状態における光ファイバ伝送路の試験又
    は監視を行う方法において、上記試験光は希土類添加光
    ファイバを用いて増幅した後、光スターカプラを介して
    個々の上記伝送用光ファイバに並列的に分配して送り込
    むことを特徴とする試験監視方法。
  2. 【請求項2】増幅用の希土類添加光ファイバとしてエル
    ビウム添加光ファイバを使用することを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載の試験監視方法。
  3. 【請求項3】通信光の波長と異なる試験光を発射させる
    ための光源と、当該光源に接続された増幅用の希土類添
    加光ファイバと、当該希土類添加光ファイバに注入する
    励起光を発射させるための光源と、希土類添加光ファイ
    バに対して、励起光を入射するための手段と、励起光に
    よって増幅された試験光を光送信器と光受信器との間に
    布設された使用状態における複数の伝送用光ファイバに
    並列的に分配して送り込むための光スターカプラと、各
    伝送用光ファイバの所定箇所に配備された試験光を反射
    させるための手段と、反射光又は後方散乱光を取り出す
    ための手段と、取り出した反射光又は後方散乱光を計測
    するための手段を備えたことを特徴とする光ファイバ伝
    送路の試験監視装置。
  4. 【請求項4】増幅用の希土類添加光ファイバはエルビウ
    ム添加光ファイバであることを特徴とする特許請求の範
    囲第3項記載の試験監視装置。
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