JP2883948B2 - 分岐光フアイバ線路の故障点探索方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、分岐を有する光ファイバ線路の故障点探
索方法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来より、光パルス発生器の発生する光パルスを被試
験光ファイバに入射し、反射してくる後方散乱光やフレ
ネル反射光を光・電変換し、さらに信号処理を施し、反
射点の距離と反射光強度との関係を反射波形として表示
画面上に描き出し、反射波形の後方散乱の減少点やフレ
ネル反射によるピーク点を、故障位置として、探索する
方法が広く用いられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来の故障点探索方法によると、分岐
を有する光ファイバ線路に適用して、故障点を探索する
ことができなかった。

本発明はこのような課題を解決するためになされたも
ので、分岐を有する光ファイバ線路に適用して、故障点
を探索することができる故障点探索方法を得ることを目
的とする。

〔課題を解決するための手段〕

このような目的を達成するために、 本願の第１発明（請求項１に係る発明）では、分岐を
有する光ファイバ線路での断線点を探索するものとし、
以下の方法で、故障位置（断線位置）および故障区間
（断線区間）を判定する。

反射波形の段差点のうち被試験光ファイバ線路に対応
する標点がない段差点を故障位置と判定する。反射波形
の段差点が１個である場合には、最も測定端に近い標点
と測定端との間を、故障区間と判定する。反射波形の段
差点が複数である場合には、段差点の対応がない標点の
うち最も測定端に近い標点とこの標点に最も地位測定端
側の分岐点との間を、故障区間と判定する。

また、本願の第２発明（請求項２に係る発明）では、
分岐を有する光ファイバ線路での損失増加点を探索する
ものとし、以下の方法で、故障位置（損失増加位置）お
よび故障区間（損失増加区間）を判定する。

反射波形の段差点のうち被試験光ファイバ線路に対応
する標点がない段差点を故障位置すなわち故障段差点と
判定する。標点との対応があるすべての段差点よりも故
障段差点が測定端側にある場合には、最も測定端に近い
標点と測定端との間を故障区間と判定する。それ以外の
場合のうち、損失増加により反射光強度の低下を生じた
段差点の中で最も遠距離にある段差点が、故障段差点に
近い遠距離側の分岐点よりも遠距離側にある場合には、
故障段差点の前後の分岐点の間を故障区間と判定する。
それ以外の場合、損失増加により反射光強度の低下を生
じた段差点の中で最も遠距離にある段差点に対応する線
路端末と故障段差点に最も近い測定端側の分岐点との間
を、故障区間と判定する。

〔作用〕

したがってこの発明によれば、 その第１発明では、分岐を有する被試験光ファイバ線
路での断線点を、故障点として探索することができる。

また、その第２発明では、分岐を有する被試験光ファ
イバ線路での損失増加点を、故障点として探索すること
ができる。

〔実施例〕

以下、本発明に係る分岐光ファイバ線路の故障点探索
方法を詳細に説明する。

実施例の説明に入る前に、本願発明について説明を加
える。一般に、光ファイバに光パルスを入射すると、後
方散乱光とフレネル反射光が反射するが、フレネル反射
光は反射点における光ファイバの状態により発生しない
場合がある。そこで、本発明では、すべての故障を探索
可能とするため、後方散乱光を利用する。また、本発明
の故障点探索方法は、（１）断線の場合と、（２）局所
曲げや金属腐食に伴う水素などによる光損失増加の場合
とで、異なる。以下、これら二つの場合の故障点探索方
法について説明する。

先ず、断線点の探索方法について、説明する。なお、
以下では説明を容易とするために、断線点を１箇所とし
ている。

第２図は、分岐を有する光ファイバ線路を例示し、光
パルス試験器の構成と、故障前の反射波形とを合わせて
示している。同図において、１は光パルス試験器であ
り、光パルス発生器11,方向性結合器12,コネクタ13,光
・電変換器14,処理部15および表示部16を備えている。
光パルス発生器11で発生させた光パルスは、方向性結合
器12およびコネクタ13を通して、被試験光ファイバ線路
２に送出される。光ファイバ線路２で生じた後方散乱や
フレネル反射による戻り光は、コネクタ13と方向性結合
器12を通して光・電変換器14で電気信号に変換され、処
理部15に送られる。処理部15では、信号強度を対数変換
する他、パルス送信後の遅延時間に光パルスの伝搬速度
を掛けて距離に変換する。なお、本発明の故障点探索方
法では、フレネル反射によるスパイク状の反射波を用い
ないため、処理部15において、スパイク状の反射波を検
知して除去するなどの処理を行う。処理結果は、横軸を
距離、縦軸に信号強度（反射量）を示す反射波形とし
て、表示部16に表示される。

次に、線路構成に関して説明する。光ファイバ線路２
は、すべて同一特性の光ファイバが接続され、その接続
点の損失は、分岐点の光損失や破断による光損失、故障
点の光損失に比較して無視できるものとする。また、光
ファイバ線路２の分岐点は、光ファイバ融着形カプラな
どを用いて構成されている。ここで、光フィールド線路
２は、C₁〜C₇、B₁，B₂の記号を付し、それぞれ線路区
間、分岐点として識別する。なお、第２図に示した一転
鎖線は、線路構成と反射波形との反応位置を示してい
る。

次に、第２図を用いて、反射波形の特性を説明する。
反射波形の各部を識別するため、水平部分には記号R₁〜
R₇を、段差部分には記号G₁〜G₇を付している。まず、反
射波形のR₁の部分は、線路区間C₁の後方散乱の反射量を
示している。図において、R₁は水平に表されているが、
実際には、光ファイバの光損失があるため、右下がりに
傾斜している。但し、この傾斜は、本発明の故障点探索
方法では後述のように段差点のみを問題とするため、無
視した。傾斜を無視している点については、R₂〜R₇につ
いても同様である。R₁に続く段差点G₁は、光ファイバの
分岐による損失を表している。例えば、入力ポート２
個、出力ポート２個の光ファイバ融着形カプラを用い入
力ポートを１ポート無接続として分岐点を構成した場
合、最低3dBの段差が生じる。R₂は、線路区間C₂およびC
₃の後方散乱光が加算され反射量を示している。段差点G
₂は、線路区間C₃の端末点であり、この点で線路区間C₃
の後方散乱がなくなることを示している。続くR₃は、線
路区間C₂のみの後方散乱を示している。分岐点B₂以降
は、分岐数が４分岐であるが、反射波形に段差が生じる
現象は、２分岐の場合と同様である。

ここで、反射波形の段差点の距離と測定端から光ファ
イバ線路２の分岐点あるいは線路端末までの距離は、一
致する。また、線路が断線すると、線路の断線点の同一
距離の反射波形上の位置に、段差が生じる。この特性を
用いて、分岐を有する光ファイバ線路での断線点の探索
は、次の方法を適用して行うことができる。

すなわち、「反射波形の段差点のうち光ファイバ線路
に対応する標点がない段差点を故障位置と判定する一
方、反射波形の段差点が１個である場合には、最も測定
端に近い標点と測定端との間を故障区間と判定し、反射
波形の段差点が複数である場合には段差点の対応がない
標点のうち最も測定端に近い標点この標点に最も近い測
定端側分岐点との間を故障区間と判定する」方法を適用
することにより、光ファイバ線路２での断線点の探索を
行うことができる。なお、上述の方法においては、線路
の分岐点および線路端末を総称して標点と定義し、また
反射波形の段差点の距離と標点の測定端からの積算距離
とが一致するとき、これを段差点と標点とが対応すると
定義している。

次に、具体的な断線点の探索例について、第１図
（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。

先ず、線路区間C₁が断線した場合について、第１図
（ａ）を用いて説明する。同図では、線路区間C₁がＦ点
にて断線した場合に測定される反射波形を、線路構成と
併せて示している。この反射波形に、上述した故障点探
索方法を適用する。まず、反射波形を見ると、段差点が
１個あるが、この段差点G_fに対応する線路の標点がない
ので、故障位置はこの段差点G_fにあることが分かる。次
に、故障区間は、反射波形の段差点が１個であるので、
最も測定端に近い標点、即ち分岐点B₁と測定端との間で
あることが分かる。

次に、線路区間C₂が断線した場合について、第１図
（ｂ）を用いて説明する。同図では、線路区間C₂がＦ点
に断線した場合に測定される反射波形を、線路構成と併
せて示している。この反射波形に、上述した故障点探索
方法を適用する。まず、反射波形の段差点と線路構成の
標点との対応を見ると、線路の標点に対応しない段差点
G_fがある。そこで、この段差点G_fを故障位置と判定す
る。故障区間は、反射波形の段差点が複数であるから、
段差点の対応がない標点のうち最も測定端に近い標点、
即ち分岐点B₂と、この標点に最も近い測定端側の分岐
点、即ち分岐点B₁との間であることが分かる。

次に、線路区間C₇が断線した場合について、第１図
（ｃ）を用いて説明する。同図では、線路区間C₇がＦ点
にて断線した場合に測定される反射波形を、線路構成と
併せて示している。まず、反射波形の段差点と線路構成
の標点との対応を見ると、線路の標点に対応しない段差
点G_fがある。そこで、この段差点を故障位置と判定す
る。故障区間は、反射波形の段差点が複数であるから、
段差点の対応がない標点のうち最も測定端に近い標点、
即ち線路区間C₇の端末と、この標点に最も近い測定端側
の分岐点、即ち分岐点B₂との間であることが分かる。

次に、損失増加点の探索方法について、説明する。な
お、以下では説明を容易とするために、損失増加点は１
箇所としている。

分岐光ファイバ線路のある点で損失増加が生じた場合
の特性として、故障点において反射波形に小さい段差が
生じると、故障点のある線路の後方では反射量が故障点
で生じた段差分だけ一様に低下する。この特性を用い
て、分岐を有する光ファイバ線路での損失増加点の探索
は、次の方法を適用して行うことができる。

すなわち、「反射波形の段差点のうち線路に対応する
標点がない段差点を故障位置すなわち故障段差点と判定
する一方、標点との対応があるすべての段差点よりも故
障段差点が測定端側にある場合には、最も測定端に近い
標点と測定端との間を故障区間と判定し、それ以外の場
合のうち、損失増加により反射光強度の低下を生じた段
差点の中で最も遠距離にある段差点が、故障段差点に近
い遠距離側の分岐点よりも遠距離側にある場合には、故
障段差点の前後の分岐点の間を故障区間と判定し、それ
以外の場合、損失増加により反射光強度の低下を生じた
段差点の中で最も遠距離にある段差点に対応する線路端
末と故障段差点に最も近い測定端側の分岐点との間を故
障区間と判定する」方法を適用することにより、光ファ
イバ線路２での損失増加点の探索を行うことができる。

次に、具体的な損失増加点の探索例について、第１図
（ａ）〜（ｆ）を参照しながら説明する。

先ず、線路区間C₁に損失増加が生じた場合について、
第１図（ｄ）を用いて説明する。同図では、線路区間C₁
のＦ点を損失増加点とした場合に測定される反射波形す
なわち故障後の反射波形を実線にて、故障前の反射波形
を破線にて、線路構成と併せて示している。この反射波
形に、上述した故障点探索方法を適用する。まず、故障
後の反射波形から、故障位置は、標点との対応がない段
差点G_fであることが分かる。故障区間は、故障段差点G_f
が標点との対応があるすべての段差点より測定端側にあ
るので、最も測定端に近い標点、即ち分岐点B₁と測定端
との間であることが分かる。

次に、線路区間C₂に損失増加が生じた場合について、
第１図（ｅ）を用いて説明する。同図では、線路区間C₂
のＦ点を損失増加点とした場合に測定される反射波形す
なわち故障後の反射波形を実線にて、故障前の反射波形
を破線にて、線路構成と併せて示している。この反射波
形に、上述した故障点探索方法を適用する。まず、故障
後の反射波形から、故障位置は、標点との対応がない段
差点G_fであることが分かる。故障区間は、故障段差点G_f
が標点と対応する段差点の間にあるため、故障後に反射
量の低下を生じた段差点を見ると、反射量の低下を生じ
た段差点のうち最も遠距離にある段差点G₇が、故障段差
点G_fに近い遠距離側の分岐点B₂よりもさらに遠距離側に
あるため、故障段差点G_fを挟む分岐点の間、即ち分岐点
B₁と分岐点B₂との間であることが分かる。

次に、線路区間C₇に損失増加が生じた場合について、
第１図（ｆ）を用いて説明する。同図では、線路区間C₇
のＦ点を損失増加点とした場合に測定される反射波形す
なわち故障後の反射波形を実線にて、故障前の反射波形
を破線にて、線路構成と併せて示している。この反射波
形に、上述した故障点探索方法を適用する。まず、故障
後の反射波形から、故障位置は、標点との対応がない段
差点G_fであることが分かる。故障区間は、故障段差点G_f
が標点との対応があるすべての段差点より測定端側にな
く、かつ、故障後に反射量の低下を生じた段差点のう
ち、最も遠距離にある段差点が、故障段差点G_fに近い遠
距離側の分岐点よりも遠距離にないため、故障後に反射
量の低下を生じた段差点のうち、最も遠距離にある段差
点に対応する線路端末と、即ち線路区間C₇の線路端末
と、故障段差点G_fに最も近い測定端側の分岐点、即ち分
岐点B₂との間にあることが分かる。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明による分岐光ファイバ線
路の故障点探索方法によると、その第１発明では、分岐
を有する被試験光ファイバ線路での断線点を故障点とし
て探索することができ、またその第２発明では、分岐を
有する被試験光ファイバ線路での損失増加点を故障点と
して探索することができるようになる。

すなわち、光ファイバ線路の建設時の線路長、分岐位
置、分岐数などの線路構成データを利用して、反射波形
を分析することにより、分岐光ファイバ線路での故障点
を探索することが可能となる。

また、分岐光ファイバ線路の故障点探索を、線路端末
すなわち局舎内から行うことが可能であり、効率的な保
守が実現できる利点がある。

また、加入者光ファイバ線路の経済的な構成方法とし
て、局舎からある点までを１本の光ファイバを布設し、
そこから光結合器を用いてｎ本に分岐して加入者に接続
する方法が考えられているが、この場合の故障点探索を
容易に行うことが可能となる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｃ）は断線点の探索例の説明に用いる
反射波形と線路構成の概要を示す図、第１図（ｄ）〜
（ｆ）は損失増加点の探索例の説明に用いる反射波形と
線路構成の概要を示す図、第２図は本発明に係る分岐光
ファイバ線路の故障点探索方法を適用する線路構成を例
示し光パルス試験器の構成と故障前の反射波形とを合わ
せて示した図である。 １……光パルス試験器、11……光パルス発生器、12……
方向性結合器、13……コネクタ、14……光・電変換器、
15……処理部、16……表示部、２……被試験光ファイ
バ、C₁〜C₇……線路区間、B₁，B₂……分岐点、G_h……故
障段差点、G₁〜G₇……段差点。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】分岐を有する被試験光ファイバ線路に光パ
   ルスを入射し、その後方散乱による反射光を光・電変換
   し、さらに信号処理を施し、反射点の距離と反射光強度
   との関係を反射波形として測定し、前記線路での断線点
   を探索する分岐光ファイバ線路の故障点探索方法であっ
   て、 前記線路の分岐点および線路端末を総称して標点と定義
   し、また前記反射波形の段差点の距離と前記標点の測定
   端からの積算距離とが一致するとき、これを段差点と標
   点とが対応すると定義したうえ、 前記反射波形の段差点のうち前記線路に対応する標点が
   ない段差点を故障位置と判定する一方、 前記反射波形の段差点が１個である場合には、最も測定
   端に近い標点と測定端との間を故障区間と判定し、 前記反射波形の段差点が複数である場合には、段差点の
   対応がない標点のうち最も測定端に近い標点とこの標点
   に最も近い測定端側の分岐点との間を、故障区間と判定
   する ようにしたことを特徴とする分岐光ファイバ線路の故障
   点探索方法。
2. 【請求項２】分岐を有する被試験光ファイバ線路に光パ
   ルスを入射し、その後方散乱による反射光を光・電変換
   し、さらに信号処理を施し、反射点の距離と反射光強度
   との関係を反射波形として測定し、前記線路での損失増
   加点を探索する分岐光ファイバ線路の故障点探索方法で
   あって、 前記線路の分岐点および線路端末を総称して標点と定義
   し、また前記反射波形の段差点の距離と前記標点の測定
   端からの積算距離とが一致するとき、これを段差点と標
   点とが対応すると定義したうえ、 前記反射波形の段差点のうち前記線路に対応する標点が
   ない段差点を故障位置すなわち故障段差点と判定する一
   方、 標点との対応があるすべての段差点よりも前記故障段差
   点が測定端側にある場合には、最も測定端に近い標点と
   測定端との間を故障区間と判定し、 それ以外の場合のうち、損失増加により反射光強度の低
   下を生じた段差点の中で最も遠距離にある段差点が、前
   記故障段差点に近い遠距離側の分岐点よりも遠距離側に
   ある場合には、前記故障段差点の前後の分岐点の間を故
   障区間と判定し、 それ以外の場合、損失増加により反射光強度の低下を生
   じた段差点の中で最も遠距離にある段差点に対応する線
   路端末と前記故障段差点に最も近い測定端側の分岐点と
   の間を、故障区間と判定する。 ようにしたことを特徴とする分岐光ファイバ線路の故障
   点探索方法。