JP2879066B2

JP2879066B2 - 光パルス試験器

Info

Publication number: JP2879066B2
Application number: JP5836490A
Authority: JP
Inventors: 博司中本; 弥平小山田
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1990-03-09
Filing date: 1990-03-09
Publication date: 1999-04-05
Anticipated expiration: 2014-04-05
Also published as: JPH03259725A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は、光パルス試験器における特性の改良に関す
るものである。

「従来の技術とその課題」光パルス試験器のダイナミックレンジを拡大するため
に、光増幅器を用いて出力光パルスのパワーの増大を図
るものがある。

第５図はその一従来例を示す構成ブロック図である。
図において、１は駆動回路７により動作する光源であ
り、この光源１から光パルスが送信される。送信パルス
は光増幅器２に入射され、ここで増幅された送信パルス
は光カップラ３を介して被測定ファイバ６に入射され
る。この被測定ファイバ６から戻ってきたフレネル反射
光や後方散乱光（受信光）は光カップラ３を介して、受
光器４に受光される。その結果、受光器４は後方散乱光
を受光し、O/E変換された電気信号が信号処理装置５に
導かれる。なお、光源1,光増幅器2,光カップラ3,受光器
４のそれぞれの間は光ファイバ８〜10を介して結合され
ている。

最終的に信号処理装置５の出力に基づいて被測定ファ
イバ６の特性や破断点がどの位置にあるか等を判定す
る。

しかしながら、光増幅器２では入射信号光のある，な
しに関わらず連続的に自然放出光を発しており、そのパ
ワーは増幅度にほぼ比例して大きくなる。このため、光
増幅器２の出力光としては自然放出光が送信パルスの背
景光となり、この背景光による後方散乱光及びフレネル
反射光が受光器４に入射され雑音となってしまう。増幅
度が小さく自然放出光も小さい時には、受光器４におけ
る他の雑音が主要な雑音となるため、光増幅器２を用い
たことによって受光感度を劣化させることはない。しか
し、増幅度を増していくと自然放出光による雑音が受光
器４において主要な雑音となり、増幅度を増すに従って
受光感度は劣化していくという問題があった。

また、光増幅器２の出力光パワーの時間平均値には限
界があり、単体の増幅器では増幅度を増すと自身の自然
放出光によって飽和が起こり、それ以上の出力光パワー
を得ることはできなくなる。そのため、さらにダイナミ
ックレンジの拡大を図るために、光増幅器２を複数用い
る必要がある。第６図は２段の光増幅器を用いた場合の
一従来例を示す構成ブロック図であって、第５図の前記
従来例と同一素子は同一符号を付した。先に述べたよう
に、駆動回路７により動作する光源１から発せられる送
信パルスは光ファイバ13を介して第１の光増幅器11に入
射する。ここで増幅された送信パルスは光ファイバ14を
介して第２の光増幅器12に入射する。さらに増幅された
送信パルスは光ファイバ15,光カップラ３を介して被測
定ファイバ６に入射される。被測定ファイバ６から戻っ
てきた後方散乱光は光カップラ３を介して受光器４で受
光される。この後方散乱信号は前記同様、信号処理回路
５で信号処理が施され、後方散乱光が観測される。

しかしながら、上記のような構成の装置では、第１の
光増幅器11の発生した自然放出光が第２の光増幅器12に
入射し増幅されて出力される。また、前述したように光
増幅器の時間平均された出力パワーには限界があるた
め、第２の光増幅器の出力パワーは飽和してしまい、所
定の増幅度が達成できなくなるという問題があった。

本発明の目的は上記の問題点を解決するためになされ
たもので、光増幅器の発生する自然放出雑音が受信器に
おけるS/N比を低減するのを防ぐとともに、前段の自然
放出光によって後段の光増幅器を飽和させるのを防ぎ容
易に増幅度の拡大が図れ、ダイナミックレンジの拡大が
図れる光パルス試験器を提供することを目的とする。

「課題を解決するための手段」上記目的を達成するために、本発明では光源からの光
パルスを被測定ファイバに入射し被測定ファイバから戻
り光を検出することにより被測定ファイバの状態を観測
する光パルス試験器において、その特徴とするところ
は、前記光源から被測定ファイバに達する光路に、光パ
ルスを増幅する光増幅器をｎ段（ｎ≧１）配置するとと
もに、該光増幅器の少なくとも一つの光増幅器の出力端
側に、該一つの光増幅器から出力されるパルス列のスペ
ースの期間に同期して光を遮断させる光スイッチを配置
し、さらに、前記光源と前記光スイッチに接続されて該
光スイッチに対して動作の同期タイミングを与える制御
系を設けてなる光増幅系を備える点にあり、単に光増幅
器を用いた従来の技術と異なる。また、全光スイッチの
オンオフのタイミングを同期させることにより、上記の
目的を達成できる。

「作用」本発明によれば、光増幅器から出力されるパルス光が
入射するときだけ、光スイッチにより光を通過させるよ
うにしたので、光増幅器の発生する自然放出雑音が受信
器におけるS/N比を低減するのを防ぐとともに、光増幅
器を多段に接続した場合に、前段の光増幅器の発生する
自然放出光によって後段の光増幅器を飽和させるのを防
ぎ容易に増幅度の拡大を図ることができる。

「実施例」第１図は本発明に係わる光パルス試験器の第１実施例
を示す構成ブロック図であって、第６図の前記従来例と
同一素子は同一符合を付した。

同図で16は前記光増幅器11から出力されるパルス光が
入射するときだけ光を通過させる、光増幅器11の出力端
側に設けられた光スイッチ、17は前記光増幅器12から出
力されるパルス光が入射するときだけ光を通過させる、
光増幅器12の出力端側に設けられた光スイッチ、18〜21
は光増幅器11,光スイッチ16,光増幅器12,光スイッ17,光
カップラ３のそれぞれの間を接続するための光ファイバ
（光路）、22は、光源１と２個の光スイッチ16,17の動
作の同期タイミングを合わせる、つまり光増幅器12から
出力されるパルス列のスペースの期間（パルス間隔）に
光スイッチ16,17の動作のタイミングを合わせる制御系
である。

従来同様、制御系22により動作する光源１から発せら
れる送信パルスは１段目の光増幅器11に入射する。ここ
で増幅された送信パルスは光スイッチ16に入射する。こ
のタイミングに合わせて光スイッチ16はオンとなり、送
信パルスは２段目の光増幅器12に入射する。この後光ス
イッチ16はオフとなり、光を遮断する。さらに、光増幅
器12で増幅された送信パルスが光スイッチ17に入射す
る。このタイミングに合わせて光スイッチ17はオンとな
り、送信パルスが光カップラ３を介して被測定ファイバ
６に入射する。この後光スイッチ17はオフとなり、光を
遮断する。被測定ファイバ６から戻ってきた後方散乱光
は光カップラ３を介して受光器４で受光される。この後
方散乱信号は従来同様、信号処理回路５で信号処理が施
され、後方散乱光が観測される。

このような構成の光パルス試験器においては、光スイ
ッチ16によって送信パルスに同期して自然放出光もまた
パルス化されるため、２段目の光増幅器12への入力パワ
ーの時間平均値は小さくなり、飽和を起こすに至らなく
なる。また、２段目の光増幅器12の出力光もまた、送信
パルスに同期してパルス化されるため、被測定ファイバ
６内には送信パルスの背景光となる光は入射されなくな
り、受光器４におけるS/N比の劣化を解消できる。

なお、第２の光増幅器12の増幅度が小さく自然放出光
も小さい時には、光スイッチ17を除去したとしても受光
器４においては他の雑音が主要な雑音となるため、自然
出光によって受光感度を劣化させることはない。

次に、第２実施例について説明する。

第２図は本発明に係わる光パルス試験器の他の一実施
例を示す構成ブロック図であって、第６図は前記従来例
と同一素子は同一符合を付した。本実施例はコヒーレン
ト検出波方式の検波回路を用いた光パルス試験器であ
る。

図において、23は狭スペクトル線幅を持つコヒーレン
ト光を出射する光源である。この光源23からの光は光カ
ップラ24により２方向に分岐され、送信パルスとすべき
一方の光が、制御系31により動作する光スイッチ25に入
射し、局部発振光とすべき他方の光が光カップラ26に入
射する。光スイッチ25でパルス化された送信パルスは１
段目の光増幅器11に入射する。ここで増幅された送信パ
ルスは光スイッチ16に入射する。このタイミングに合わ
せて光スイッチ16はオンとなり、送信パルスは２段目の
光増幅器12に入射する、この後光スイッチ16はオフとな
り、光を遮断する。さらに、増幅された送信パルスが光
スイッチ17に入射する。このタイミングに合わせて光ス
イッチ17はオンとなり、送信パルスが光カップラ３を介
して被測定ファイバ６に入射する。この後光スイッチ17
はオフとなり、光を遮断する。被測定ファイバ６から戻
ってきた後方散乱光は光カップラ３を介して光カップラ
26に入射し、先に分岐した局部発振光と合成され、受光
器27に受光される。その結果、受光器27は受信光と局部
発振光のビート信号を受光し、そのビート信号に応じた
電気信号が検波器28で検波されて、帯域通過フィルタ29
を経て信号処理装置30に導かれる。なお、光源23,光カ
ップラ24,26,光スイッチ25,光増幅器11,受光器27のそれ
ぞれの間は光ファイバ32〜37を介して結合されている。

最終的に信号処理装置30の出力に基づいて被測定ファ
イバ６の特性や破断点がどの位置にあるか等を判定す
る。

このような構成の光パルス試験器においては、光スイ
ッチ16によって送信パルスに同期して自然放出光もまた
パルス化されるため、２段目の光増幅器12への入力パワ
ーの時間平均値は小さくなり、飽和を起こすに到らなく
なる。また、２段目の光増幅器12の出力光もまた、送信
パルスに同期してパルス化されるため、被測定ファイバ
６内には送信パルスの背景光となる光は入射されなくな
り、受光器27におけるS/N比の劣化を解消できる。

なお、第２の光増幅器12の増幅度が小さく自然放出光
も小さい時には、光スイッチ17を除去したとしても受光
器27においては他の雑音が主要な雑音となるため、自然
放出光によって受光感度を劣化させることはない。

第３図には、第２図において光スイッチ16.17を取り
除いた時の後方散乱観測波形を示す。また、第４図には
第２図において光スイッチ17を取り除いた時の後方散乱
観測波形を示す。いづれも30Kmファイバの後方散乱光を
観測している。第３図および第４図で距離30Km以遠の部
分は雑音領域である。第３図に比べて第４図の雑音量が
約3dB減少していることから、光スイッチ16を挿入する
ことによって光増幅器11の自然放出光が除去され、受光
器27における受光感度の劣化が抑制されることが示され
た。

「発明の効果」以上説明したように本発明によれば、光増幅器の発生
する自然放出雑音が受信器におけるS/N比を低減するの
を防ぐとともに、光増幅器を多段に接続するときに前段
の自然放出光によって後段の光増幅器を飽和させるのを
防ぎ容易に増幅度の拡大が図れ、ダイナミックレンジの
拡大が図れる光パルス試験器を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の実施例を示す図であって、第
１図は本発明に係わる光パルス試験器の第１の実施例を
示す構成ブロック図、第２図は本発明に係わる光パルス
試験器の第２の実施例を示す構成ブロック図である。第
３図は第２図において光スイッチ16,17を取り除いた時
の後方散乱観測波形を示す図、第４図は第２図において
光スイッチ17を取り除いた時の後方散乱観測波形を示す
図、第５図は１段の光増幅器を適用した従来の光パルス
試験器を示す構成ブロック図、第６図は２段の光増幅器
を適用した従来の光パルス試験器を示す構成ブロック図
である。１……光源、2,11,12……光増幅器、3,24,26……光カッ
プラ、4,27……受光器、６……被測定ファイバ、７……
駆動回路、16,17,25……光スイッチ、13、18、19、20、
21……光ファイバ（光路）、22,31……制御系。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光源からの光パルスを被測定ファイバに入
射し被測定ファイバからの戻り光を検出することにより
被測定ファイバの状態を観測する光パルス試験器におい
て、前記光源から被測定ファイバに達する光路に、光パルス
を増幅する光増幅器をｎ段（ｎ≧１）配置するととも
に、該光増幅器の少なくとも一つの光増幅器の出力端側
に、該一つの光増幅器から出力されるパルス列のスペー
スの期間に同期して光を遮断させる光スイッチを配置
し、さらに、前記光源と前記光スイッチに接続されて該
光スイッチに対して動作の同期タイミングを与える制御
系を設けてなる光増幅系を具備することを特徴とする光
パルス試験器。