JP3210847B2 - 光パルス試験器 - Google Patents
光パルス試験器Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光信号の伝送媒体
である光ファイバの光損失等の特性を試験する光パルス
試験器に関するものである。
である光ファイバの光損失等の特性を試験する光パルス
試験器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】高信頼性を持ち且つ経済的な光通信シス
テムを提供するためには、光信号の伝送媒体である光フ
ァイバの特性を高信頼性を有する試験器で測定し試験す
る必要がある。従来の光パルス試験器（Optical Time D
omain Reflectometer 、以下「ＯＴＤＲ」と称する）
は、被試験光ファイバの片端から試験できるため、非常
に有用な試験器として用いられている。そのため、ＯＴ
ＤＲの測定可能距離（これをダイナミックレンジとい
う）を拡大すると共に距離分解能を高くする研究開発が
なされて来た。
テムを提供するためには、光信号の伝送媒体である光フ
ァイバの特性を高信頼性を有する試験器で測定し試験す
る必要がある。従来の光パルス試験器（Optical Time D
omain Reflectometer 、以下「ＯＴＤＲ」と称する）
は、被試験光ファイバの片端から試験できるため、非常
に有用な試験器として用いられている。そのため、ＯＴ
ＤＲの測定可能距離（これをダイナミックレンジとい
う）を拡大すると共に距離分解能を高くする研究開発が
なされて来た。
【０００３】図１を用いてＯＴＤＲの構成を説明する。
19はファブリペロー半導体レーザ（Fabry-Perot Laser
Diode 、以下「ＦＰ−ＬＤ」と称する）であり、タイミ
ング発生器２からのタイミング信号に同期して信号光パ
ルスを発生する。この信号光源からの信号光パルスを光
合分波器３を介して被試験光ファイバ４に送出し、被試
験光ファイバ４からの後方散乱光及び反射光（以下、後
方散乱光及び反射光を一括して「後方散乱光」と称す
る）を、再び光合分波器３を介して受光器５で受信して
電気信号に変換する。
19はファブリペロー半導体レーザ（Fabry-Perot Laser
Diode 、以下「ＦＰ−ＬＤ」と称する）であり、タイミ
ング発生器２からのタイミング信号に同期して信号光パ
ルスを発生する。この信号光源からの信号光パルスを光
合分波器３を介して被試験光ファイバ４に送出し、被試
験光ファイバ４からの後方散乱光及び反射光（以下、後
方散乱光及び反射光を一括して「後方散乱光」と称す
る）を、再び光合分波器３を介して受光器５で受信して
電気信号に変換する。
【０００４】信号処理部６で、この電気信号をタイミン
グ発生器２からのタイミング信号に同期させて加算した
後、ＯＴＤＲ波形に変換して表示部７に表示する。この
ＯＴＤＲ波形を解析することにより、被試験光ファイバ
の光損失等の特性を評価することができる。
グ発生器２からのタイミング信号に同期させて加算した
後、ＯＴＤＲ波形に変換して表示部７に表示する。この
ＯＴＤＲ波形を解析することにより、被試験光ファイバ
の光損失等の特性を評価することができる。
【０００５】図２に基づいてＯＴＤＲのダイナミックレ
ンジ（Single-Way Dynamic Range、以下「ＳＷＤＲ」と
称する）と距離分解能との関係について説明する。ＳＷ
ＤＲは、被試験光ファイバからの後方散乱光パワーと受
光器の感度のｄＢ表示値との差の１／２で表される。
ンジ（Single-Way Dynamic Range、以下「ＳＷＤＲ」と
称する）と距離分解能との関係について説明する。ＳＷ
ＤＲは、被試験光ファイバからの後方散乱光パワーと受
光器の感度のｄＢ表示値との差の１／２で表される。
【０００６】後方散乱光パワーは、信号光パルスの入射
端でのピークパワーＰo(dBm)と被試験光ファイバからの
後方散乱係数Ｒ(dB)との差で表され、受光器の感度は、
最小受光感度Ｐmin(dBm)から加算による信号雑音比の改
善量ＳＮＩＲ(dB)（Signal to Noise Ratio Improvemen
t Ratio 、以下「ＳＮＩＲ」と称する）を減算した量で
表される。従って、ＯＴＤＲのダイナミックレンジＳＷ
ＤＲは、 ＳＷＤＲ＝（Ｐo −Ｒ−Ｐmin ＋ＳＮＩＲ）／２ (dB) と表される。信号光パルスのパルス幅が大きくなると後
方散乱光パワーが大きくなり、且つ、受光器の最小受光
感度が良くなり、ダイナミックレンジが大きくなる。
端でのピークパワーＰo(dBm)と被試験光ファイバからの
後方散乱係数Ｒ(dB)との差で表され、受光器の感度は、
最小受光感度Ｐmin(dBm)から加算による信号雑音比の改
善量ＳＮＩＲ(dB)（Signal to Noise Ratio Improvemen
t Ratio 、以下「ＳＮＩＲ」と称する）を減算した量で
表される。従って、ＯＴＤＲのダイナミックレンジＳＷ
ＤＲは、 ＳＷＤＲ＝（Ｐo −Ｒ−Ｐmin ＋ＳＮＩＲ）／２ (dB) と表される。信号光パルスのパルス幅が大きくなると後
方散乱光パワーが大きくなり、且つ、受光器の最小受光
感度が良くなり、ダイナミックレンジが大きくなる。
【０００７】ＯＴＤＲの距離分解能は信号光パルスのパ
ルス幅と受信帯域で決まり、受信帯域はパルス幅の逆数
となっている。パルス幅１μs の場合、受信帯域は１MH
z であり、距離分解能は１００m である。この時の受光
器の最小受光感度は約−７２dBm である。パルス幅を１
００nsとした場合、受信帯域は１０MHz となり、距離分
解能が１０m になるが、最小受光感度は受信帯域内の雑
音が増加するため、約５dB劣化し、約−６７dBm とな
る。同時に、後方散乱光レベルはパルス幅が１／１０に
なったため１０dB低下する。即ち、ＯＴＤＲの距離分解
能を１０倍にすると、ダイナミックレンジは約７．５dB
低下することになる。
ルス幅と受信帯域で決まり、受信帯域はパルス幅の逆数
となっている。パルス幅１μs の場合、受信帯域は１MH
z であり、距離分解能は１００m である。この時の受光
器の最小受光感度は約−７２dBm である。パルス幅を１
００nsとした場合、受信帯域は１０MHz となり、距離分
解能が１０m になるが、最小受光感度は受信帯域内の雑
音が増加するため、約５dB劣化し、約−６７dBm とな
る。同時に、後方散乱光レベルはパルス幅が１／１０に
なったため１０dB低下する。即ち、ＯＴＤＲの距離分解
能を１０倍にすると、ダイナミックレンジは約７．５dB
低下することになる。
【０００８】従来からＯＴＤＲのダイナミックレンジを
拡大する方法として、信号光パルスのパワーを光増幅器
等を用いて大きくする方法、コヒーレント検波方式を用
いて受光器の最小受光感度を改善する方法、或いは加算
回数を多くしてＳＮＩＲを大きく取る方法を用いてい
る。
拡大する方法として、信号光パルスのパワーを光増幅器
等を用いて大きくする方法、コヒーレント検波方式を用
いて受光器の最小受光感度を改善する方法、或いは加算
回数を多くしてＳＮＩＲを大きく取る方法を用いてい
る。
【０００９】しかし、被試験光ファイバに入射する信号
光パルスのパワーは、被試験光ファイバ中で起こる非線
形光学現象によって上限が与えられる。更にインサービ
ス状態でＯＴＤＲを用いて光ファイバの試験を行う場合
は、通信光とＯＴＤＲの信号光との間の非線形光学現象
により、通信光パワーが変動する問題が生じるため、Ｏ
ＴＤＲの信号光パルスパワーは数dBm 以下に制限され
る。
光パルスのパワーは、被試験光ファイバ中で起こる非線
形光学現象によって上限が与えられる。更にインサービ
ス状態でＯＴＤＲを用いて光ファイバの試験を行う場合
は、通信光とＯＴＤＲの信号光との間の非線形光学現象
により、通信光パワーが変動する問題が生じるため、Ｏ
ＴＤＲの信号光パルスパワーは数dBm 以下に制限され
る。
【００１０】受光器の最小受光感度は、コヒーレント検
波方式を用いてもショット雑音限界で制限される。この
ショット雑音限界も距離分解能（パルス幅と受信帯域）
によって与えられている。また、加算回数を多くする方
法は、ＳＮＩＲが大きくなりダイナミックレンジは改善
されるが、測定時間が長くなり効率的な試験監視技術と
しては適さない。
波方式を用いてもショット雑音限界で制限される。この
ショット雑音限界も距離分解能（パルス幅と受信帯域）
によって与えられている。また、加算回数を多くする方
法は、ＳＮＩＲが大きくなりダイナミックレンジは改善
されるが、測定時間が長くなり効率的な試験監視技術と
しては適さない。
【００１１】即ち、距離分解能（パルス幅と受信帯域）
によって最小受光感度が与えられるため、ＯＴＤＲを高
距離分解能化すると同時に最小受光感度を改善すること
はできない。従って、高い距離分解能を必要とする場合
はダイナミックレンジが不足するという問題点がある。
によって最小受光感度が与えられるため、ＯＴＤＲを高
距離分解能化すると同時に最小受光感度を改善すること
はできない。従って、高い距離分解能を必要とする場合
はダイナミックレンジが不足するという問題点がある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
の問題点に鑑み、高距離分解能で且つダイナミックレン
ジが大きいＯＴＤＲを提供することにある。
の問題点に鑑み、高距離分解能で且つダイナミックレン
ジが大きいＯＴＤＲを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、信号光源、光合分波器、受光器、加算
処理器及び表示器を具えた光パルス試験器において、信
号光源は、信号光パルスのパルス幅時間内で所定時間間
隔毎に所定波長間隔たけ波長が変化する信号光パルスを
発生する光源であり、受光器の前には、各波長毎に所定
の光遅延を与える光遅延回路を具備する。
達成するために、信号光源、光合分波器、受光器、加算
処理器及び表示器を具えた光パルス試験器において、信
号光源は、信号光パルスのパルス幅時間内で所定時間間
隔毎に所定波長間隔たけ波長が変化する信号光パルスを
発生する光源であり、受光器の前には、各波長毎に所定
の光遅延を与える光遅延回路を具備する。
【００１４】前記の信号光源は、相異なる複数個の波長
λi(i=1,2,...,N)のパルス幅τの光パルスを発生する光
源、及び、該波長の異なるＮ個の光パルスに与える所定
の遅延Ｄi が Ｄi ＝τ（ｉ−１）＋αi (i=1,2,...,N) であり、且つ ０≦α1 ≦α2 ≦α3 ≦…≦αN と表される関係を持つ光遅延回路を具備する信号光源で
あり、前記の受光器の前に具備される光遅延回路は、各
波長λi(i=1,2,...,N)毎に与える所定の遅延Ｄ' i が Ｄ' i ＝ＤN-i+1 ＋α' (i=1,2,...,N) であり、且つ α' ≧０ と表される関係を持つ光遅延回路であることが好まし
い。
λi(i=1,2,...,N)のパルス幅τの光パルスを発生する光
源、及び、該波長の異なるＮ個の光パルスに与える所定
の遅延Ｄi が Ｄi ＝τ（ｉ−１）＋αi (i=1,2,...,N) であり、且つ ０≦α1 ≦α2 ≦α3 ≦…≦αN と表される関係を持つ光遅延回路を具備する信号光源で
あり、前記の受光器の前に具備される光遅延回路は、各
波長λi(i=1,2,...,N)毎に与える所定の遅延Ｄ' i が Ｄ' i ＝ＤN-i+1 ＋α' (i=1,2,...,N) であり、且つ α' ≧０ と表される関係を持つ光遅延回路であることが好まし
い。
【００１５】このような本発明によれば、ＯＴＤＲの高
距離分解能化と高ダイナミックレンジ化とを同時に達成
でき、効率的で信頼性の高い光ファイバの試験手段を実
現することができる。また、光源を１つにすることがで
き、ＯＴＤＲの構成を簡素化することができる。
距離分解能化と高ダイナミックレンジ化とを同時に達成
でき、効率的で信頼性の高い光ファイバの試験手段を実
現することができる。また、光源を１つにすることがで
き、ＯＴＤＲの構成を簡素化することができる。
【００１６】また、他の本発明は、信号光源、光合分波
器、受光器、加算処理器及び表示器を具えた光パルス試
験器において、信号光源は、信号光パルスのパルス幅時
間内で所定時間間隔毎に所定波長間隔たけ波長が変化す
る信号光パルスを発生する光源であり、受光器は、各波
長毎に光を分波する光合分波器、各波長毎の後方散乱光
を独立に電気信号に変換する受光素子、各受光素子から
の電気信号に所定の遅延を与える遅延回路、及び、該遅
延回路からの各波長毎の後方散乱光の電気信号を重ね合
わせる加算回路を具備する。
器、受光器、加算処理器及び表示器を具えた光パルス試
験器において、信号光源は、信号光パルスのパルス幅時
間内で所定時間間隔毎に所定波長間隔たけ波長が変化す
る信号光パルスを発生する光源であり、受光器は、各波
長毎に光を分波する光合分波器、各波長毎の後方散乱光
を独立に電気信号に変換する受光素子、各受光素子から
の電気信号に所定の遅延を与える遅延回路、及び、該遅
延回路からの各波長毎の後方散乱光の電気信号を重ね合
わせる加算回路を具備する。
【００１７】前記の信号光源は、相異なる複数個の波長
λi(i=1,2,...,N)のパルス幅τの光パルスを発生する光
源、及び、該波長の異なるＮ個の光パルスに与える所定
の遅延Ｄi が Ｄi ＝τ（ｉ−１）＋αi (i=1,2,...,N) であり、且つ ０≦α1 ≦α2 ≦α3 ≦…≦αN と表される関係を持つ光遅延回路を具備する信号光源で
あり、前記の遅延回路は、各波長λi(i=1,2,...,N)の後
方散乱光を電気信号に変換する受光素子からの電気信号
に与える所定の遅延Ｄ' i が Ｄ' i ＝ＤN-i+1 ＋α' (i=1,2,...,N) であり、且つ α' ≧０ と表される関係を持つ遅延回路であることが好ましい。
λi(i=1,2,...,N)のパルス幅τの光パルスを発生する光
源、及び、該波長の異なるＮ個の光パルスに与える所定
の遅延Ｄi が Ｄi ＝τ（ｉ−１）＋αi (i=1,2,...,N) であり、且つ ０≦α1 ≦α2 ≦α3 ≦…≦αN と表される関係を持つ光遅延回路を具備する信号光源で
あり、前記の遅延回路は、各波長λi(i=1,2,...,N)の後
方散乱光を電気信号に変換する受光素子からの電気信号
に与える所定の遅延Ｄ' i が Ｄ' i ＝ＤN-i+1 ＋α' (i=1,2,...,N) であり、且つ α' ≧０ と表される関係を持つ遅延回路であることが好ましい。
【００１８】このような本発明によれば、光源を１つに
することができ、信号光パルスに与える波長毎の遅延
を、受光器の電気回路で調整できるため、ＯＴＤＲの構
成を簡素化することができる。
することができ、信号光パルスに与える波長毎の遅延
を、受光器の電気回路で調整できるため、ＯＴＤＲの構
成を簡素化することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】次に図面を用いて本発明の実施の
形態を説明する。図３は本発明の第１の実施例の構成を
示す図である。図で、信号光源１は、信号光パルスのパ
ルス幅内に所定間隔で異なる所定の波長の光を発生する
光源であり、この信号光パルスはタイミング発生器２か
らのタイミング信号に同期して発生される。
形態を説明する。図３は本発明の第１の実施例の構成を
示す図である。図で、信号光源１は、信号光パルスのパ
ルス幅内に所定間隔で異なる所定の波長の光を発生する
光源であり、この信号光パルスはタイミング発生器２か
らのタイミング信号に同期して発生される。
【００２０】この信号光パルスは、光合分波器３を介し
て被試験光ファイバ４に入力される。この被試験光ファ
イバ４からの後方散乱光は、光合分波器３を介して光遅
延回路８に導かれ、所定の波長毎に所定の遅延が与えら
れ、受光器５で電気信号に変換される。この電気信号
は、信号処理部６で、タイミング発生器２からのタイミ
ング信号に同期して加算された後、ＯＴＤＲ波形に変換
され、表示部７で表示される。
て被試験光ファイバ４に入力される。この被試験光ファ
イバ４からの後方散乱光は、光合分波器３を介して光遅
延回路８に導かれ、所定の波長毎に所定の遅延が与えら
れ、受光器５で電気信号に変換される。この電気信号
は、信号処理部６で、タイミング発生器２からのタイミ
ング信号に同期して加算された後、ＯＴＤＲ波形に変換
され、表示部７で表示される。
【００２１】次に信号光源１を図４を用いて詳細に説明
する。図では、分布帰還型半導体レーザ（Distributed
Feedback Laser-Diode、以下「ＤＦＢ−ＬＤ」と称す
る）11〜18を用い、それらの発振波長をそれぞれλ1 、
λ2 、λ3 、λ4 、λ5 、λ6、λ7 、λ8 と表してい
る。この実施例では、λ1 ＝１５４６nm、λ2 ＝１５４
７nm、λ3 ＝１５４８nm、λ4 ＝１５４９nm、λ5 ＝１
５５０nm、λ6 ＝１５５１nm、λ7 ＝１５５２nm、λ8
＝１５５３nmとした。また、図で10は光導波路型の多波
長光合分波器である。
する。図では、分布帰還型半導体レーザ（Distributed
Feedback Laser-Diode、以下「ＤＦＢ−ＬＤ」と称す
る）11〜18を用い、それらの発振波長をそれぞれλ1 、
λ2 、λ3 、λ4 、λ5 、λ6、λ7 、λ8 と表してい
る。この実施例では、λ1 ＝１５４６nm、λ2 ＝１５４
７nm、λ3 ＝１５４８nm、λ4 ＝１５４９nm、λ5 ＝１
５５０nm、λ6 ＝１５５１nm、λ7 ＝１５５２nm、λ8
＝１５５３nmとした。また、図で10は光導波路型の多波
長光合分波器である。
【００２２】所定の波長の光をポートａ〜ｈから入力す
るとポートｘに出力し、所定以外の波長の光は遮断す
る。ポートａ〜ｈの透過波長はそれぞれ上記ＤＦＢ−Ｌ
Ｄの中心波長λ1 〜λ8 に設定されている。各ポートの
透過損失は約２dBであり、透過波長帯域の半値幅は約
０．３nmであり、ポート間のクロストークは約３０dBで
ある。
るとポートｘに出力し、所定以外の波長の光は遮断す
る。ポートａ〜ｈの透過波長はそれぞれ上記ＤＦＢ−Ｌ
Ｄの中心波長λ1 〜λ8 に設定されている。各ポートの
透過損失は約２dBであり、透過波長帯域の半値幅は約
０．３nmであり、ポート間のクロストークは約３０dBで
ある。
【００２３】ポートｘから光を入力した場合は、ポート
ａ〜ｈには先に設定した波長の光のみが出力される。Ｄ
ＦＢ−ＬＤ11〜18の駆動回路111 〜118 は、タイミング
発生器２からのタイミング信号に同期して、所定の遅延
を与えて各ＤＦＢ−ＬＤ11〜18をパルス駆動する。
ａ〜ｈには先に設定した波長の光のみが出力される。Ｄ
ＦＢ−ＬＤ11〜18の駆動回路111 〜118 は、タイミング
発生器２からのタイミング信号に同期して、所定の遅延
を与えて各ＤＦＢ−ＬＤ11〜18をパルス駆動する。
【００２４】ここでは、ＤＦＢ−ＬＤ11〜18を１００ns
のパルス幅で駆動し、それぞれに０ns、１００ns、２０
０ns、３００ns、４００ns、５００ns、６００ns、７０
０nsの遅延を与えている。従って、この信号光源から出
力される信号光パルスは、パルス幅８００nsとなり、パ
ルス幅内に１００ns毎に８つの異なる所定の波長を有し
ている。
のパルス幅で駆動し、それぞれに０ns、１００ns、２０
０ns、３００ns、４００ns、５００ns、６００ns、７０
０nsの遅延を与えている。従って、この信号光源から出
力される信号光パルスは、パルス幅８００nsとなり、パ
ルス幅内に１００ns毎に８つの異なる所定の波長を有し
ている。
【００２５】次に光遅延回路８を図５を用いて詳細に説
明する。図では、２個の多波長光合分波器10を対向さ
せ、同一波長ポート間（ａ−ａ、ｂ−ｂ、…、ｈ−ｈ）
を、所定の長さの光ファイバ81〜88で接続する。これら
の光ファイバの長さを調整することにより、通過する光
信号に任意の遅延を与えることができる。
明する。図では、２個の多波長光合分波器10を対向さ
せ、同一波長ポート間（ａ−ａ、ｂ−ｂ、…、ｈ−ｈ）
を、所定の長さの光ファイバ81〜88で接続する。これら
の光ファイバの長さを調整することにより、通過する光
信号に任意の遅延を与えることができる。
【００２６】光ファイバ81〜88の長さはそれぞれ１４１
m 、１２１m 、１０１m 、８１m 、６１m 、４１m 、２
１m 、１m である。従って、波長λ1 〜λ8 の光が同時
に入力された場合、波長λ1 〜λ8 の光は波長λ8 に対
して相対的に、７００ns、６００ns、５００ns、４００
ns、３００ns、２００ns、１００ns、０nsの遅延時間が
与えられる。
m 、１２１m 、１０１m 、８１m 、６１m 、４１m 、２
１m 、１m である。従って、波長λ1 〜λ8 の光が同時
に入力された場合、波長λ1 〜λ8 の光は波長λ8 に対
して相対的に、７００ns、６００ns、５００ns、４００
ns、３００ns、２００ns、１００ns、０nsの遅延時間が
与えられる。
【００２７】次に図６及び図７を用いてこの実施例の動
作を説明する。信号光源１からの信号光パルスの模式図
を図６に示す。信号光パルスのパルス幅を８τとする
と、このパルスはパルス幅内にλ1 〜λ8 の波長を含
み、それぞれの波長λ1 〜λ8 が時間幅τで変化してい
る。この信号光パルスは、タイミング発生器２からのタ
イミング信号に同期して所定の周期Ｔで繰り返し発生さ
れ、被試験光ファイバに送出される。
作を説明する。信号光源１からの信号光パルスの模式図
を図６に示す。信号光パルスのパルス幅を８τとする
と、このパルスはパルス幅内にλ1 〜λ8 の波長を含
み、それぞれの波長λ1 〜λ8 が時間幅τで変化してい
る。この信号光パルスは、タイミング発生器２からのタ
イミング信号に同期して所定の周期Ｔで繰り返し発生さ
れ、被試験光ファイバに送出される。
【００２８】この信号光パルスを被試験光ファイバに入
射した場合の後方散乱光波形の模式図を図７に示す。図
７(a) は遅延回路８を入れずに受光器で受信した場合の
各波長毎の後方散乱光波形を示している。この時のパル
ス幅は８τ＝８００nsであるため、距離分解能は８０m
となる。
射した場合の後方散乱光波形の模式図を図７に示す。図
７(a) は遅延回路８を入れずに受光器で受信した場合の
各波長毎の後方散乱光波形を示している。この時のパル
ス幅は８τ＝８００nsであるため、距離分解能は８０m
となる。
【００２９】ここで１つの波長のみを分離して考える
と、信号光パルスのパルス幅はτになり、１００nsとな
る。このときの距離分解能は１０m である。そこで、上
記の光遅延回路８を受光器の前に挿入すると、図７(b)
に示すように、各波長毎の後方散乱光がλ8 の波形に全
て重なる。従って、距離分解能は１つの波長のみを分離
して考えた場合の１００nsとなり、同時に後方散乱光パ
ワーは８倍（９dBに相当）となる。実際には、光遅延回
路の挿入損失が約５dBであるため、後方散乱光パワーは
４dB大きくなる。即ち、距離分解能を８０m から１０m
に高分解能化させると同時にダイナミックレンジを拡大
することができる。
と、信号光パルスのパルス幅はτになり、１００nsとな
る。このときの距離分解能は１０m である。そこで、上
記の光遅延回路８を受光器の前に挿入すると、図７(b)
に示すように、各波長毎の後方散乱光がλ8 の波形に全
て重なる。従って、距離分解能は１つの波長のみを分離
して考えた場合の１００nsとなり、同時に後方散乱光パ
ワーは８倍（９dBに相当）となる。実際には、光遅延回
路の挿入損失が約５dBであるため、後方散乱光パワーは
４dB大きくなる。即ち、距離分解能を８０m から１０m
に高分解能化させると同時にダイナミックレンジを拡大
することができる。
【００３０】以下に、この第１の実施例について本発明
の効果を実験的に確認した結果を説明する。図８に本発
明によるＯＴＤＲと従来のＯＴＤＲで１０kmの光ファイ
バを測定した結果を示す。図８(a) は従来のＯＴＤＲを
用いて、パルス幅１００ns（距離分解能１０m ）、受信
帯域１０MHz で測定したＯＴＤＲ波形である。信号光パ
ルスのピークパワーは１０dBであり、加算回数は２16で
ある。このＯＴＤＲ波形から、ＳＷＤＲは１４dBである
ことが分かる。
の効果を実験的に確認した結果を説明する。図８に本発
明によるＯＴＤＲと従来のＯＴＤＲで１０kmの光ファイ
バを測定した結果を示す。図８(a) は従来のＯＴＤＲを
用いて、パルス幅１００ns（距離分解能１０m ）、受信
帯域１０MHz で測定したＯＴＤＲ波形である。信号光パ
ルスのピークパワーは１０dBであり、加算回数は２16で
ある。このＯＴＤＲ波形から、ＳＷＤＲは１４dBである
ことが分かる。
【００３１】図８(b) は、図３に示した本発明のＯＴＤ
Ｒを構成して被試験光ファイバを測定したＯＴＤＲ波形
である。信号光パルスのパルス幅は８００nsであり、波
長はパルス幅内で１００nsずつずれて、λ1 ＝１５４６
nm、λ2 ＝１５４７nm、λ3＝１５４８nm、λ4 ＝１５
４９nm、λ5 ＝１５５０nm、λ6 ＝１５５１nm、λ7＝
１５５２nm、λ8 ＝１５５３nmの波長を有する。
Ｒを構成して被試験光ファイバを測定したＯＴＤＲ波形
である。信号光パルスのパルス幅は８００nsであり、波
長はパルス幅内で１００nsずつずれて、λ1 ＝１５４６
nm、λ2 ＝１５４７nm、λ3＝１５４８nm、λ4 ＝１５
４９nm、λ5 ＝１５５０nm、λ6 ＝１５５１nm、λ7＝
１５５２nm、λ8 ＝１５５３nmの波長を有する。
【００３２】光遅延回路では、波長λ8 に対して相対的
に、７００ns、６００ns、５００ns、４００ns、３００
ns、２００ns、１００ns、０nsの遅延時間が与えられて
いる。この光遅延回路の挿入損失は５dBである。図８
(a) の場合の測定条件と合わせるために、信号光パルス
のピークパワーは１０dB、加算回数は２16とした。ま
た、受光器の帯域は１０MHz にしている。
に、７００ns、６００ns、５００ns、４００ns、３００
ns、２００ns、１００ns、０nsの遅延時間が与えられて
いる。この光遅延回路の挿入損失は５dBである。図８
(a) の場合の測定条件と合わせるために、信号光パルス
のピークパワーは１０dB、加算回数は２16とした。ま
た、受光器の帯域は１０MHz にしている。
【００３３】この図８(b) から、ＳＷＤＲは１６dBであ
ることが分かる。ＳＷＤＲが２dB拡大したのは、１００
nsずつ波長毎にずれて戻って来る後方散乱光を、光遅延
回路で調整して８つの波長の後方散乱光が同時に受光器
に到達するようにしたため、受信する後方散乱光パワー
が４dB大きくなったためである。
ることが分かる。ＳＷＤＲが２dB拡大したのは、１００
nsずつ波長毎にずれて戻って来る後方散乱光を、光遅延
回路で調整して８つの波長の後方散乱光が同時に受光器
に到達するようにしたため、受信する後方散乱光パワー
が４dB大きくなったためである。
【００３４】また、距離分解能は１０m であった。これ
は、各波長毎の後方散乱光波形はパルス幅１００nsの信
号光パルスを送出した場合の波形と同じであり、受光器
の受信帯域を１０MHz とすれば距離分解能は１０m とな
るからである。これにより、高距離分解能化すると同時
にＳＷＤＲを拡大することが可能なＯＴＤＲを実現で
き、本発明の有効性が確認できた。
は、各波長毎の後方散乱光波形はパルス幅１００nsの信
号光パルスを送出した場合の波形と同じであり、受光器
の受信帯域を１０MHz とすれば距離分解能は１０m とな
るからである。これにより、高距離分解能化すると同時
にＳＷＤＲを拡大することが可能なＯＴＤＲを実現で
き、本発明の有効性が確認できた。
【００３５】次に、本発明の第２の実施例を説明する。
図９はこの第２の実施例の構成を示す図であり、信号光
源１は、信号光パルスのパルス幅内で、所定間隔で、所
定波長間隔だけ波長が変化する光源であり、ＦＰ−ＬＤ
19と光遅延回路９を具えている。このＦＰ−ＬＤ19から
の光パルスは多モード発振しており、中心波長は１５５
０nmである。発振波長スペクトルの包絡線の半値幅は１
３nmであり、各モードの発振波長の間隔は０．８５nmで
ある。
図９はこの第２の実施例の構成を示す図であり、信号光
源１は、信号光パルスのパルス幅内で、所定間隔で、所
定波長間隔だけ波長が変化する光源であり、ＦＰ−ＬＤ
19と光遅延回路９を具えている。このＦＰ−ＬＤ19から
の光パルスは多モード発振しており、中心波長は１５５
０nmである。発振波長スペクトルの包絡線の半値幅は１
３nmであり、各モードの発振波長の間隔は０．８５nmで
ある。
【００３６】ここでは、各モードの中で、λ1 ＝１５４
７nm、λ2 ＝１５４７．８５nm、λ3 ＝１５４８．７n
m、λ4 ＝１５４９．５５nm、λ5 ＝１５５０．４nm、
λ6 ＝１５５１．２５nm、λ7 ＝１５５２．１nm、λ8
＝１５５２．９５nmの８つのモードを用いる。このＦＰ
−ＬＤ19はタイミング発生器２からのタイミング信号に
同期してパルス幅１００nsでパルス駆動される。この光
パルスは、光遅延回路９で各波長ごとに遅延を与えられ
る。
７nm、λ2 ＝１５４７．８５nm、λ3 ＝１５４８．７n
m、λ4 ＝１５４９．５５nm、λ5 ＝１５５０．４nm、
λ6 ＝１５５１．２５nm、λ7 ＝１５５２．１nm、λ8
＝１５５２．９５nmの８つのモードを用いる。このＦＰ
−ＬＤ19はタイミング発生器２からのタイミング信号に
同期してパルス幅１００nsでパルス駆動される。この光
パルスは、光遅延回路９で各波長ごとに遅延を与えられ
る。
【００３７】この光遅延回路９の多波長光合分波器10の
構成は前述の第１の実施例における光遅延回路８のそれ
と同様の構成を有し、各ポートａ〜ｈに対応する波長
は、ＦＰ−ＬＤ19の特定のモードの波長λ1 ＝１５４７
nm、λ2 ＝１５４７．８５nm、λ3 ＝１５４８．７nm、
λ4 ＝１５４９．５５nm、λ5 ＝１５５０．４nm、λ6
＝１５５１．２５nm、λ7 ＝１５５２．１nm、λ8 ＝１
５５２．９５nmに設定されており、これ以外のモードは
遮断される。
構成は前述の第１の実施例における光遅延回路８のそれ
と同様の構成を有し、各ポートａ〜ｈに対応する波長
は、ＦＰ−ＬＤ19の特定のモードの波長λ1 ＝１５４７
nm、λ2 ＝１５４７．８５nm、λ3 ＝１５４８．７nm、
λ4 ＝１５４９．５５nm、λ5 ＝１５５０．４nm、λ6
＝１５５１．２５nm、λ7 ＝１５５２．１nm、λ8 ＝１
５５２．９５nmに設定されており、これ以外のモードは
遮断される。
【００３８】光ファイバ91〜98の長さはそれぞれ２m 、
２２m 、４２m 、６２m 、８２m 、１０２m 、１２２m
、１４２m であり、波長λ1 に対して相対的に、０n
s、１００ns、２００ns、３００ns、４００ns、５００n
s、６００ns、７００nsの遅延を与える。従って、この
光遅延回路から出力される信号光パルスのパルス幅は８
００nsとなり、そのパルス幅内で１００ns毎に波長がλ
1 〜λ8 に変化する。
２２m 、４２m 、６２m 、８２m 、１０２m 、１２２m
、１４２m であり、波長λ1 に対して相対的に、０n
s、１００ns、２００ns、３００ns、４００ns、５００n
s、６００ns、７００nsの遅延を与える。従って、この
光遅延回路から出力される信号光パルスのパルス幅は８
００nsとなり、そのパルス幅内で１００ns毎に波長がλ
1 〜λ8 に変化する。
【００３９】光遅延回路８では、光遅延回路９と同じよ
うに、各ポートａ〜ｈに対応する波長は、ＦＰ−ＬＤ19
の特定のモードの波長λ1 ＝１５４７nm、λ2 ＝１５４
７．８５nm、λ3 ＝１５４８．７nm、λ4 ＝１５４９．
５５nm、λ5 ＝１５５０．４nm、λ6 ＝１５５１．２５
nm、λ7 ＝１５５２．１nm、λ8 ＝１５５２．９５nmに
設定されている。
うに、各ポートａ〜ｈに対応する波長は、ＦＰ−ＬＤ19
の特定のモードの波長λ1 ＝１５４７nm、λ2 ＝１５４
７．８５nm、λ3 ＝１５４８．７nm、λ4 ＝１５４９．
５５nm、λ5 ＝１５５０．４nm、λ6 ＝１５５１．２５
nm、λ7 ＝１５５２．１nm、λ8 ＝１５５２．９５nmに
設定されている。
【００４０】光ファイバ81〜88の長さはそれぞれ１４２
m 、１２２m 、１０２m 、８２m 、６２m 、４２m 、２
２m 、２m である。従って、λ1 〜λ8 の波長の光が同
時に入力された場合、λ1 〜λ8 の波長の光は波長λ8
に対して相対的に、７００ns、６００ns、５００ns、４
００ns、３００ns、２００ns、１００ns、０nsの遅延を
与える。
m 、１２２m 、１０２m 、８２m 、６２m 、４２m 、２
２m 、２m である。従って、λ1 〜λ8 の波長の光が同
時に入力された場合、λ1 〜λ8 の波長の光は波長λ8
に対して相対的に、７００ns、６００ns、５００ns、４
００ns、３００ns、２００ns、１００ns、０nsの遅延を
与える。
【００４１】次に、光遅延回路８及び９の光ファイバの
長さの関係式を一般的に示す。この実施例では８ポート
であるが、一般化するためにポート数をＮとする。各ポ
ートｉ(i=1,2,...,N) は予め設定した波長λi(i=1,
2,...,N)に対応する。
長さの関係式を一般的に示す。この実施例では８ポート
であるが、一般化するためにポート数をＮとする。各ポ
ートｉ(i=1,2,...,N) は予め設定した波長λi(i=1,
2,...,N)に対応する。
【００４２】ＦＰ−ＬＤ19からの光パルスのパルス幅を
τとすると、光遅延回路９の各波長毎の遅延Ｄi は、 Ｄi ＝τ（ｉ−１）＋αi (i=1,2,...,N) （１） であり、且つ ０≦α1 ≦α2 ≦α3 ≦…≦αN （２） の関係式を満たす。このとき、光遅延回路８の各ポート
の遅延Ｄ' i は、 Ｄ' i ＝ＤN-i+1 ＋α' (i=1,2,...,N) （３） であり、且つ α' ≧０ （４） の関係式を満たす。
τとすると、光遅延回路９の各波長毎の遅延Ｄi は、 Ｄi ＝τ（ｉ−１）＋αi (i=1,2,...,N) （１） であり、且つ ０≦α1 ≦α2 ≦α3 ≦…≦αN （２） の関係式を満たす。このとき、光遅延回路８の各ポート
の遅延Ｄ' i は、 Ｄ' i ＝ＤN-i+1 ＋α' (i=1,2,...,N) （３） であり、且つ α' ≧０ （４） の関係式を満たす。
【００４３】このαi (i=1,2,...,N) は光遅延回路９が
各波長毎に与える遅延時間の冗長時間であり、α' は光
遅延回路８が与える遅延時間の冗長時間である。光遅延
回路８及び９の遅延時間の関係式（１）〜（４）が満た
されていれば、αi (i=1,2,...,N) 及びα' は任意に設
定できる。但し、 （Ｎ−１）τ＋α1 ＋α2 ＋α3 ＋…＋αN は信号光パルスの送出周期Ｔよりも充分小さいものとす
る。
各波長毎に与える遅延時間の冗長時間であり、α' は光
遅延回路８が与える遅延時間の冗長時間である。光遅延
回路８及び９の遅延時間の関係式（１）〜（４）が満た
されていれば、αi (i=1,2,...,N) 及びα' は任意に設
定できる。但し、 （Ｎ−１）τ＋α1 ＋α2 ＋α3 ＋…＋αN は信号光パルスの送出周期Ｔよりも充分小さいものとす
る。
【００４４】光ファイバの長さをＬ、光の群速度をｖと
すると、光ファイバを透過する光の遅延はＬ／ｖと表さ
れる。従って、光ファイバ91〜9Nの長さをＬi (i=1,
2,...,N) 、光ファイバ81〜8Nの長さをＬ' i (i=1,
2,...,N) 、各波長に対応する光の群速度をｖi (i=1,
2,...,N) とすると、光遅延回路８及び９の光ファイバ
の長さは、 Ｌ' i ／ｖi ＝ＬN-i+1 ／ｖN-i+1 ＋α' (i=1,2,...,N) （５） の関係式を満たせばよい。従って、上記の冗長時間αi
(i=1,2,...,N) は各光ファイバの長さの冗長度αi ／ｖ
i に変換できることが分かる。
すると、光ファイバを透過する光の遅延はＬ／ｖと表さ
れる。従って、光ファイバ91〜9Nの長さをＬi (i=1,
2,...,N) 、光ファイバ81〜8Nの長さをＬ' i (i=1,
2,...,N) 、各波長に対応する光の群速度をｖi (i=1,
2,...,N) とすると、光遅延回路８及び９の光ファイバ
の長さは、 Ｌ' i ／ｖi ＝ＬN-i+1 ／ｖN-i+1 ＋α' (i=1,2,...,N) （５） の関係式を満たせばよい。従って、上記の冗長時間αi
(i=1,2,...,N) は各光ファイバの長さの冗長度αi ／ｖ
i に変換できることが分かる。
【００４５】この第２の実施例では、遅延を与える光フ
ァイバに分散シフト光ファイバを用いており、λ1 〜λ
8 の波長の光の群速度のばらつきは殆どなかったので、
Ｌ' i ＝ＬN-i+1 とした。また、光遅延回路８が与える
遅延時間の冗長時間はα' ＝０とした。上記の冗長時間
αi はαi ＝１０ns、光ファイバの長さの冗長度はα i
／ｖi ＝２m に設定している。
ァイバに分散シフト光ファイバを用いており、λ1 〜λ
8 の波長の光の群速度のばらつきは殆どなかったので、
Ｌ' i ＝ＬN-i+1 とした。また、光遅延回路８が与える
遅延時間の冗長時間はα' ＝０とした。上記の冗長時間
αi はαi ＝１０ns、光ファイバの長さの冗長度はα i
／ｖi ＝２m に設定している。
【００４６】この冗長時間αi を所定時間に設定するこ
とにより、本発明のＯＴＤＲの距離分解能を決めるτを
冗長時間αi の範囲で変化させることができることが分
かる。例えば、冗長時間αi を１μs （光ファイバ長の
冗長度を２００m ）に設定した場合、光遅延回路８及び
９の光ファイバ長を調整することなしに、τは１μs以
下の任意の時間幅に設定可能になる。
とにより、本発明のＯＴＤＲの距離分解能を決めるτを
冗長時間αi の範囲で変化させることができることが分
かる。例えば、冗長時間αi を１μs （光ファイバ長の
冗長度を２００m ）に設定した場合、光遅延回路８及び
９の光ファイバ長を調整することなしに、τは１μs以
下の任意の時間幅に設定可能になる。
【００４７】以下に、この第２の実施例について本発明
の効果を実験的に確認した結果を説明する。図９に示し
た本発明のＯＴＤＲを用い、第１の実施例と同一条件で
１０kmの光ファイバを測定した結果、従来のＯＴＤＲと
比較してＳＷＤＲが２dB拡大して１６dBとなった。これ
により、高距離分解能化すると同時にＳＷＤＲを拡大す
ることが可能なＯＴＤＲを実現でき、本発明の有効性が
確認できた。また、この例における信号光源にはＦＰ−
ＬＤを１個だけ用いるため、構成を極めて簡素化するこ
とができた。
の効果を実験的に確認した結果を説明する。図９に示し
た本発明のＯＴＤＲを用い、第１の実施例と同一条件で
１０kmの光ファイバを測定した結果、従来のＯＴＤＲと
比較してＳＷＤＲが２dB拡大して１６dBとなった。これ
により、高距離分解能化すると同時にＳＷＤＲを拡大す
ることが可能なＯＴＤＲを実現でき、本発明の有効性が
確認できた。また、この例における信号光源にはＦＰ−
ＬＤを１個だけ用いるため、構成を極めて簡素化するこ
とができた。
【００４８】次に、本発明の第３の実施例を説明する。
図１０はこの第３の実施例の構成を示す図であり、第２
の実施例で示した光遅延回路８及び９の中の２個の多波
長光合分波器10の内の１つを共通にし、各ポート毎に光
合分波器３を設置している。このような構成により、第
２の実施例と同様な効果を得られると共に、多波長光合
分波器の数を少なくすることができた。
図１０はこの第３の実施例の構成を示す図であり、第２
の実施例で示した光遅延回路８及び９の中の２個の多波
長光合分波器10の内の１つを共通にし、各ポート毎に光
合分波器３を設置している。このような構成により、第
２の実施例と同様な効果を得られると共に、多波長光合
分波器の数を少なくすることができた。
【００４９】次に、本発明の第４の実施例を説明する。
図１１はこの第４の実施例の構成を示す図であり、光遅
延回路100 は所定の波長の光に所定の遅延を与える光遅
延回路であり、光の入力方向によって、同一波長に与え
る遅延を変えることができる。第１の多波長光合分波器
10と第２の多波長光合分波器10' のそれぞれのポートａ
〜ｈを、２ポート１組とし、各組に光サーキュレータを
２個ずつ挿入し、この光サーキュレータ101 、101'の間
には遅延を与える光ファイバ121 〜128 を挿入する。
図１１はこの第４の実施例の構成を示す図であり、光遅
延回路100 は所定の波長の光に所定の遅延を与える光遅
延回路であり、光の入力方向によって、同一波長に与え
る遅延を変えることができる。第１の多波長光合分波器
10と第２の多波長光合分波器10' のそれぞれのポートａ
〜ｈを、２ポート１組とし、各組に光サーキュレータを
２個ずつ挿入し、この光サーキュレータ101 、101'の間
には遅延を与える光ファイバ121 〜128 を挿入する。
【００５０】光サーキュレータ101 、101'は、ファラデ
ー回転子型の４ポートの光サーキュレータであり、ｐ1
から入力した光はｐ2 （スルーポート）に出力され、逆
に、ｐ2 から光が入力された場合はｐ3 （クロスポー
ト）に出力される。また、ｐ3から入力した光はｐ4
（スルーポート）に出力され、逆に、ｐ4 から光が入力
された場合はｐ1 （クロスポート）に出力される（図１
１の矢印を参照）。
ー回転子型の４ポートの光サーキュレータであり、ｐ1
から入力した光はｐ2 （スルーポート）に出力され、逆
に、ｐ2 から光が入力された場合はｐ3 （クロスポー
ト）に出力される。また、ｐ3から入力した光はｐ4
（スルーポート）に出力され、逆に、ｐ4 から光が入力
された場合はｐ1 （クロスポート）に出力される（図１
１の矢印を参照）。
【００５１】以下に光サーキュレータ101 と101'との間
に挿入される光ファイバ121 〜128の長さの設定方法を
説明する。ＦＰ−ＬＤ19からの光パルスのパルス幅を
τ、光の群速度をｖg とすると、光ファイバ121 〜128
の長さＬi (i=1,2,...,N) は、 Ｌi ＝ｖg τ（ｉ−１）＋αi (i=1,2,...,N) （６） であり、且つ ０≦α1 ≦α2 ≦α3 ≦…≦αN （７） の関係式を満たすように設定する。
に挿入される光ファイバ121 〜128の長さの設定方法を
説明する。ＦＰ−ＬＤ19からの光パルスのパルス幅を
τ、光の群速度をｖg とすると、光ファイバ121 〜128
の長さＬi (i=1,2,...,N) は、 Ｌi ＝ｖg τ（ｉ−１）＋αi (i=1,2,...,N) （６） であり、且つ ０≦α1 ≦α2 ≦α3 ≦…≦αN （７） の関係式を満たすように設定する。
【００５２】ここで、αi (i=1,2,...,N) は各波長毎に
与える遅延時間の冗長時間である。但し、 （Ｎ−１）τ＋α1 ＋α2 ＋α3 ＋…＋αN は信号光パルスの送出周期Ｔよりも充分小さいものと
し、光の群速度ｖg の波長依存性は充分小さいものとす
る。
与える遅延時間の冗長時間である。但し、 （Ｎ−１）τ＋α1 ＋α2 ＋α3 ＋…＋αN は信号光パルスの送出周期Ｔよりも充分小さいものと
し、光の群速度ｖg の波長依存性は充分小さいものとす
る。
【００５３】この実施例ではポート数Ｎは８であり、各
ポートはａとｂ、ｃとｄ、ｅとｆ、ｇとｈの組に分け
る。各ポートに挿入された光ファイバの長さの組合せ
は、それぞれＬ1 とＬ8 、Ｌ2 とＬ7 、Ｌ3 とＬ6 、Ｌ
4 とＬ5 であり、光ファイバ121〜128 の長さはそれぞ
れ、Ｌ1 ＝２m 、Ｌ2 ＝２２m 、Ｌ3 ＝４２m 、Ｌ4 ＝
６２m 、Ｌ5 ＝８２m 、Ｌ6 ＝１０２m 、Ｌ7 ＝１２２
m 、Ｌ8 ＝１４２m とした。
ポートはａとｂ、ｃとｄ、ｅとｆ、ｇとｈの組に分け
る。各ポートに挿入された光ファイバの長さの組合せ
は、それぞれＬ1 とＬ8 、Ｌ2 とＬ7 、Ｌ3 とＬ6 、Ｌ
4 とＬ5 であり、光ファイバ121〜128 の長さはそれぞ
れ、Ｌ1 ＝２m 、Ｌ2 ＝２２m 、Ｌ3 ＝４２m 、Ｌ4 ＝
６２m 、Ｌ5 ＝８２m 、Ｌ6 ＝１０２m 、Ｌ7 ＝１２２
m 、Ｌ8 ＝１４２m とした。
【００５４】各組の光ファイバの長さの組合せを一般的
に表すと、 ｉ＋ｊ＝Ｎ＋１ (i,j=1,2,...,N) を満たすＬi とＬj との組になる。但し、この光遅延回
路は光サーキュレータで２ポートずつ組にしているた
め、ポート数Ｎは偶数に限られる。
に表すと、 ｉ＋ｊ＝Ｎ＋１ (i,j=1,2,...,N) を満たすＬi とＬj との組になる。但し、この光遅延回
路は光サーキュレータで２ポートずつ組にしているた
め、ポート数Ｎは偶数に限られる。
【００５５】以下にこの実施例の動作を説明する。第２
の実施例と同様に、多モード発振しているＦＰ−ＬＤ19
の光パルスの波長は、λ1 ＝１５４７nm、λ2 ＝１５４
７．８５nm、λ3 ＝１５４８．７nm、λ4 ＝１５４９．
５５nm、λ5 ＝１５５０．４nm、λ6 ＝１５５１．２５
nm、λ7 ＝１５５２．１nm、λ8 ＝１５５２．９５nmの
８つのモードを用いる。光合分波器３を介して光遅延回
路100 に入力される。第１の多波長光合分波器10と第２
の多波長光合分波器10' のそれぞれのポートａ〜ｈに対
応する波長は、上記のＦＰ−ＬＤ19の特定のモードの波
長に設定されている。
の実施例と同様に、多モード発振しているＦＰ−ＬＤ19
の光パルスの波長は、λ1 ＝１５４７nm、λ2 ＝１５４
７．８５nm、λ3 ＝１５４８．７nm、λ4 ＝１５４９．
５５nm、λ5 ＝１５５０．４nm、λ6 ＝１５５１．２５
nm、λ7 ＝１５５２．１nm、λ8 ＝１５５２．９５nmの
８つのモードを用いる。光合分波器３を介して光遅延回
路100 に入力される。第１の多波長光合分波器10と第２
の多波長光合分波器10' のそれぞれのポートａ〜ｈに対
応する波長は、上記のＦＰ−ＬＤ19の特定のモードの波
長に設定されている。
【００５６】次に、光遅延回路100 の動作を説明する。
ここでは多波長光合分波器10、10'のポートａとｂを通
過する光について説明する。対向する２個の多波長光合
分波器10、10' の間に、２個の光サーキュレータ101 、
101'を設置し、この光サーキュレータ101 と101'との間
には光ファイバ121 及び128 を入れる。光ファイバ121
の長さは２m 、光ファイバ128 の長さは１４２m であ
る。
ここでは多波長光合分波器10、10'のポートａとｂを通
過する光について説明する。対向する２個の多波長光合
分波器10、10' の間に、２個の光サーキュレータ101 、
101'を設置し、この光サーキュレータ101 と101'との間
には光ファイバ121 及び128 を入れる。光ファイバ121
の長さは２m 、光ファイバ128 の長さは１４２m であ
る。
【００５７】第１の多波長光合分波器10のポートａから
出力された波長λ1 の光パルスは、光サーキュレータ10
1 のスルーポートに出力され、光ファイバ121 を通過し
た後、第２の光サーキュレータ101'に出力され、スルー
ポートに出力される。更に、多波長光合分波器10' を通
り、被試験光ファイバ４に入射される。
出力された波長λ1 の光パルスは、光サーキュレータ10
1 のスルーポートに出力され、光ファイバ121 を通過し
た後、第２の光サーキュレータ101'に出力され、スルー
ポートに出力される。更に、多波長光合分波器10' を通
り、被試験光ファイバ４に入射される。
【００５８】この被試験光ファイバ４からの後方散乱光
は、逆に、第２の多波長光合分波器10' を通った後ポー
トａから第２の光サーキュレータ101'に入力され、クロ
スポートに出力される。光ファイバ128 を通過した後第
１の光サーキュレータ101 に入力され、クロスポートに
出力される。更に、第１の多波長光合分波器10のポート
ａから光合分波器３に出力される。
は、逆に、第２の多波長光合分波器10' を通った後ポー
トａから第２の光サーキュレータ101'に入力され、クロ
スポートに出力される。光ファイバ128 を通過した後第
１の光サーキュレータ101 に入力され、クロスポートに
出力される。更に、第１の多波長光合分波器10のポート
ａから光合分波器３に出力される。
【００５９】第１の多波長光合分波器10のポートｂから
出力された波長λ2 の光パルスは、ポートａの場合と同
様に光源側から被試験光ファイバ４に向けて通過する場
合、光ファイバ128 を通過する。この波長λ2 の光パル
スが被試験光ファイバ４に入射され、この被試験光ファ
イバ４から戻って来る後方散乱光は、光ファイバ121を
通過した後、第１の多波長光合分波器10のポートｂに入
力され、光合分波器３に出力される。
出力された波長λ2 の光パルスは、ポートａの場合と同
様に光源側から被試験光ファイバ４に向けて通過する場
合、光ファイバ128 を通過する。この波長λ2 の光パル
スが被試験光ファイバ４に入射され、この被試験光ファ
イバ４から戻って来る後方散乱光は、光ファイバ121を
通過した後、第１の多波長光合分波器10のポートｂに入
力され、光合分波器３に出力される。
【００６０】即ち、光遅延回路100 によって波長λ1 の
光パルス（ポートａ）に対して波長λ2 の光パルス（ポ
ートｂ）は７００nsだけ遅延が与えられる。逆に、被試
験光ファイバ４からの波長λ1 の後方散乱光は、波長λ
2 の後方散乱光に対して相対的に７００nsだけ遅延が与
えられる。その他のポートも同様に動作する。
光パルス（ポートａ）に対して波長λ2 の光パルス（ポ
ートｂ）は７００nsだけ遅延が与えられる。逆に、被試
験光ファイバ４からの波長λ1 の後方散乱光は、波長λ
2 の後方散乱光に対して相対的に７００nsだけ遅延が与
えられる。その他のポートも同様に動作する。
【００６１】従って、ＦＰ−ＬＤ19からの１００nsの光
パルスは、光遅延回路100 でａ、ｃ、ｅ、ｇ、ｈ、ｆ、
ｄ、ｂの順序で遅延が与えられ、ポートａの光に対して
相対的に、０ns、１００ns、２００ns、３００ns、４０
０ns、５００ns、６００ns、７００nsの遅延を与えられ
る。従って、パルス幅内で、１００nsの時間間隔で波長
が変化する８００nsの信号光パルスが出力される。
パルスは、光遅延回路100 でａ、ｃ、ｅ、ｇ、ｈ、ｆ、
ｄ、ｂの順序で遅延が与えられ、ポートａの光に対して
相対的に、０ns、１００ns、２００ns、３００ns、４０
０ns、５００ns、６００ns、７００nsの遅延を与えられ
る。従って、パルス幅内で、１００nsの時間間隔で波長
が変化する８００nsの信号光パルスが出力される。
【００６２】この信号光パルスが被試験光ファイバに入
射されると、戻って来る後方散乱光も各波長毎に分離し
て考えると、ａ、ｃ、ｅ、ｇ、ｈ、ｆ、ｄ、ｂの順序
で、ポートａの光に対して相対的に、０ns、１００ns、
２００ns、３００ns、４００ns、５００ns、６００ns、
７００nsの遅延を持っている。
射されると、戻って来る後方散乱光も各波長毎に分離し
て考えると、ａ、ｃ、ｅ、ｇ、ｈ、ｆ、ｄ、ｂの順序
で、ポートａの光に対して相対的に、０ns、１００ns、
２００ns、３００ns、４００ns、５００ns、６００ns、
７００nsの遅延を持っている。
【００６３】この後方散乱光が再び光遅延回路100 の逆
方向から入力されると、今度はａ、ｃ、ｅ、ｇ、ｈ、
ｆ、ｄ、ｂの順序で、ポートｂの光に対して相対的に、
７００ns、６００ns、５００ns、４００ns、３００ns、
２００ns、１００ns、０nsの遅延が与えられる。これに
より、各波長の後方散乱光が同時に光合分波器３に出力
され、受光器５で受信される。
方向から入力されると、今度はａ、ｃ、ｅ、ｇ、ｈ、
ｆ、ｄ、ｂの順序で、ポートｂの光に対して相対的に、
７００ns、６００ns、５００ns、４００ns、３００ns、
２００ns、１００ns、０nsの遅延が与えられる。これに
より、各波長の後方散乱光が同時に光合分波器３に出力
され、受光器５で受信される。
【００６４】光遅延回路100 中の光ファイバ121 〜128
の長さを変えることによって、所定の波長の光に対し
て、順方向と逆方向とで異なった遅延を与えることがで
き、第２の実施例に示した光遅延回路８と９とを兼ねる
ことができる。また、第２の実施例と同様に、冗長時間
を所定の時間に設定することにより、本発明のＯＴＤＲ
の距離分解能を決めるτを冗長時間の範囲で変化させる
ことができる。
の長さを変えることによって、所定の波長の光に対し
て、順方向と逆方向とで異なった遅延を与えることがで
き、第２の実施例に示した光遅延回路８と９とを兼ねる
ことができる。また、第２の実施例と同様に、冗長時間
を所定の時間に設定することにより、本発明のＯＴＤＲ
の距離分解能を決めるτを冗長時間の範囲で変化させる
ことができる。
【００６５】以下に、この第４の実施例について本発明
の効果を実験的に確認した結果を説明する。図１１に示
した本発明によるＯＴＤＲを用いて、第１の実施例と同
一の条件で１０kmの光ファイバを測定した結果、従来の
ＯＴＤＲと比較してＳＷＤＲが２dB拡大して１６dBとな
った。
の効果を実験的に確認した結果を説明する。図１１に示
した本発明によるＯＴＤＲを用いて、第１の実施例と同
一の条件で１０kmの光ファイバを測定した結果、従来の
ＯＴＤＲと比較してＳＷＤＲが２dB拡大して１６dBとな
った。
【００６６】これにより、高距離分解能化すると同時に
ＳＷＤＲを拡大することが可能なＯＴＤＲが実現でき、
本発明の有効性が確認できた。また、光遅延回路100 は
第２の実施例の光遅延回路８及び９を兼ねるため、構成
を極めて簡素化することができた。また、従来のＯＴＤ
Ｒの入出力端に光遅延回路100 を接続するだけで本発明
を容易に構成できる。
ＳＷＤＲを拡大することが可能なＯＴＤＲが実現でき、
本発明の有効性が確認できた。また、光遅延回路100 は
第２の実施例の光遅延回路８及び９を兼ねるため、構成
を極めて簡素化することができた。また、従来のＯＴＤ
Ｒの入出力端に光遅延回路100 を接続するだけで本発明
を容易に構成できる。
【００６７】次に、本発明の第５の実施例を説明する。
図１２はこの第５の実施例の構成を示す図であり、信号
光源１は第１の実施例のものと同一の構成を持ち、パル
ス幅内で、λ1 ＝１５４６nm、λ2 ＝１５４７nm、λ3
＝１５４８nm、λ4 ＝１５４９nm、λ5 ＝１５５０nm、
λ6 ＝１５５１nm、λ7 ＝１５５２nm、λ8 ＝１５５３
nmの波長に１００ns毎に変化し、８００nsの信号光パル
スを発生する。
図１２はこの第５の実施例の構成を示す図であり、信号
光源１は第１の実施例のものと同一の構成を持ち、パル
ス幅内で、λ1 ＝１５４６nm、λ2 ＝１５４７nm、λ3
＝１５４８nm、λ4 ＝１５４９nm、λ5 ＝１５５０nm、
λ6 ＝１５５１nm、λ7 ＝１５５２nm、λ8 ＝１５５３
nmの波長に１００ns毎に変化し、８００nsの信号光パル
スを発生する。
【００６８】図１３は、所定の波長毎に分離して後方散
乱光を受信する受光器50及び遅延回路900 の構成の細部
を示す図である。多波長光合分波器10のポートａ〜ｈの
透過波長をλ1 〜λ8 に設定している。受光素子アレイ
51〜58は、それぞれの波長の光を光電変換し、各ポート
の電気信号を遅延回路900 に出力する。遅延回路900
は、タイミング発生器２からのタイミング信号に同期し
て遅延回路911 〜918 で各信号に所定の遅延を与え、加
算回路910 で各ポートからの電気信号を加算し、信号処
理部６に出力する。
乱光を受信する受光器50及び遅延回路900 の構成の細部
を示す図である。多波長光合分波器10のポートａ〜ｈの
透過波長をλ1 〜λ8 に設定している。受光素子アレイ
51〜58は、それぞれの波長の光を光電変換し、各ポート
の電気信号を遅延回路900 に出力する。遅延回路900
は、タイミング発生器２からのタイミング信号に同期し
て遅延回路911 〜918 で各信号に所定の遅延を与え、加
算回路910 で各ポートからの電気信号を加算し、信号処
理部６に出力する。
【００６９】従って、信号光パルスが被試験光ファイバ
４に入射され、戻って来る後方散乱光は受光器50によっ
て波長毎に分離して受信され、遅延回路900 によって波
長毎にずれているＯＴＤＲ波形を電気的に遅延を与えて
補正し、各波長毎のＯＴＤＲ信号が足し合わされる。
４に入射され、戻って来る後方散乱光は受光器50によっ
て波長毎に分離して受信され、遅延回路900 によって波
長毎にずれているＯＴＤＲ波形を電気的に遅延を与えて
補正し、各波長毎のＯＴＤＲ信号が足し合わされる。
【００７０】第１の実施例と同一の条件で１０kmの光フ
ァイバを測定した結果、従来のＯＴＤＲに比較してＳＷ
ＤＲが３dB拡大して１７dBとなり、光学的な損失の増加
が多波長光合分波器10の４dBだけであったため、第１の
実施例よりＳＷＤＲの拡大量が１dB増加した。これによ
り、高距離分解能化すると同時にＳＷＤＲを拡大するこ
とが可能であるＯＴＤＲが実現でき、本発明の有効性を
確認できた。
ァイバを測定した結果、従来のＯＴＤＲに比較してＳＷ
ＤＲが３dB拡大して１７dBとなり、光学的な損失の増加
が多波長光合分波器10の４dBだけであったため、第１の
実施例よりＳＷＤＲの拡大量が１dB増加した。これによ
り、高距離分解能化すると同時にＳＷＤＲを拡大するこ
とが可能であるＯＴＤＲが実現でき、本発明の有効性を
確認できた。
【００７１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
構成を極めて簡素化することができると共に、高距離分
解能化すると同時にダイナミックレンジを拡大すること
が可能な光パルス試験器を実現することができるという
優れた効果を奏する。
構成を極めて簡素化することができると共に、高距離分
解能化すると同時にダイナミックレンジを拡大すること
が可能な光パルス試験器を実現することができるという
優れた効果を奏する。
【図１】従来の光パルス試験器の構成の例を示す図であ
る。
る。
【図２】光パルス試験器のダイナミックレンジと距離分
解能との関係を説明する図である。
解能との関係を説明する図である。
【図３】本発明による光パルス試験器の第１の実施例の
構成を示す図である。
構成を示す図である。
【図４】図３の実施例の信号光源の詳細な構成を示す図
である。
である。
【図５】図３の実施例の光遅延回路の詳細な構成を示す
図である。
図である。
【図６】信号光パルスの出力波形を説明する図である。
【図７】後方散乱光波形を説明する図である。
【図８】従来の光パルス試験器の出力波形と本発明によ
る光パルス試験器の出力波形とを比較する図である。
る光パルス試験器の出力波形とを比較する図である。
【図９】本発明による光パルス試験器の第２の実施例の
構成を示す図である。
構成を示す図である。
【図１０】本発明による光パルス試験器の第３の実施例
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
【図１１】本発明による光パルス試験器の第４の実施例
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
【図１２】本発明による光パルス試験器の第５の実施例
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
【図１３】図１２の実施例の受光器及び光遅延回路の詳
細な構成を示す図である。
細な構成を示す図である。
１ 信号光源 ２ タイミング発生器 ３ 光合分波器 ４ 被試験光ファイバ ５ 受光器 ６ 信号処理部 ７ 表示部 ８ 光遅延回路 ９ 信号光源の中の光遅延回路 １０、１０’ 多波長光合分波器 １１〜１８ 分布帰還型半導体レーザ（ＤＦＢ−ＬＤ） １９ ファブリペロー半導体レーザ（ＦＰ−ＬＤ） ５０ 受光器 ５１〜５８ 受光素子 ８１〜８８、９１〜９８ 遅延用光ファイバ １００ 光遅延回路 １０１、１０１’ 光サーキュレータ １１１〜１１８ ＤＦＢ−ＬＤの駆動回路 １２１〜１２８ 遅延用光ファイバ ９００ 遅延回路 ９１０ 加算回路 ９１１〜９１８ 遅延回路 ａ〜ｈ、ｘ ポート λ1 〜λ8 波長
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04B 17/00 H04B 10/08
Claims (4)
- 【請求項１】 所定周期で信号光パルスを発生する信号
光源、該光源からの信号光パルスを被試験光ファイバに
送出すると共に被試験光ファイバからの後方散乱光及び
反射光を受光器に導く光合分波器、該後方散乱光及び反
射光を受光して電気信号に変換する受光器、該受光器か
らの電気信号を前記所定周期毎に加算する加算処理器、
及び、該加算処理器からの後方散乱光及び反射光の波形
を表示する表示器を具えた光パルス試験器において、 前記信号光源は、信号光パルスのパルス幅時間内で所定
時間間隔毎に所定波長間隔だけ波長が変化する信号光パ
ルスを発生する光源であり、前記受光器の前には、各波
長毎に所定の光遅延を与える光遅延回路を具備すること
を特徴とする光パルス試験器。 - 【請求項２】 前記信号光源は、相異なる複数個の波長
λi(i=1,2,...,N)のパルス幅τの光パルスを発生する光
源、及び、該波長の異なるＮ個の光パルスに与える所定
の遅延Ｄi が Ｄi ＝τ（ｉ−１）＋αi (i=1,2,...,N) であり、且つ ０≦α1 ≦α2 ≦α3 ≦…≦αN と表される関係を持つ光遅延回路を具備する信号光源で
あり、 前記受光器の前に具備される光遅延回路は、各波長λi
(i=1,2,...,N)毎に与える所定の遅延Ｄ' i が Ｄ' i ＝ＤN-i+1 ＋α' (i=1,2,...,N) であり、且つ α' ≧０ と表される関係を持つ光遅延回路であることを特徴とす
る請求項１に記載の光パルス試験器。 - 【請求項３】 所定周期で信号光パルスを発生する信号
光源、該光源からの信号光パルスを被試験光ファイバに
送出すると共に被試験光ファイバからの後方散乱光及び
反射光を受光器に導く光合分波器、該後方散乱光及び反
射光を受光して電気信号に変換する受光器、該受光器か
らの電気信号を前記所定周期毎に加算する加算処理器、
及び、該加算処理器からの後方散乱光及び反射光の波形
を表示する表示器を具えた光パルス試験器において、 前記信号光源は、信号光パルスのパルス幅時間内で所定
時間間隔毎に所定波長間隔だけ波長が変化する信号光パ
ルスを発生する光源であり、 前記受光器は、各波長毎に光を分波する光合分波器、各
波長毎の後方散乱光及び反射光を独立に電気信号に変換
する受光素子、各受光素子からの電気信号に所定の遅延
を与える遅延回路、及び、該遅延回路からの各波長毎の
後方散乱光及び反射光の電気信号を重ね合わせる加算回
路を具備することを特徴とする光パルス試験器。 - 【請求項４】 前記信号光源は、相異なる複数個の波長
λi(i=1,2,...,N)のパルス幅τの光パルスを発生する光
源、及び、該波長の異なるＮ個の光パルスに与える所定
の遅延Ｄi が Ｄi ＝τ（ｉ−１）＋αi (i=1,2,...,N) であり、且つ ０≦α1 ≦α2 ≦α3 ≦…≦αN と表される関係を持つ光遅延回路を具備する信号光源で
あり、 前記遅延回路は、各波長λi(i=1,2,...,N)の後方散乱光
及び反射光を電気信号に変換する受光素子からの電気信
号に与える所定の遅延Ｄ' i が Ｄ' i ＝ＤN-i+1 ＋α' (i=1,2,...,N) であり、且つ α' ≧０ と表される関係を持つ遅延回路であることを特徴とする
請求項３に記載の光パルス試験器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28494795A JP3210847B2 (ja) | 1995-11-01 | 1995-11-01 | 光パルス試験器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28494795A JP3210847B2 (ja) | 1995-11-01 | 1995-11-01 | 光パルス試験器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09130341A JPH09130341A (ja) | 1997-05-16 |
| JP3210847B2 true JP3210847B2 (ja) | 2001-09-25 |
Family
ID=17685137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28494795A Expired - Fee Related JP3210847B2 (ja) | 1995-11-01 | 1995-11-01 | 光パルス試験器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3210847B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111025306A (zh) * | 2019-11-15 | 2020-04-17 | 浙江浙能天然气运行有限公司 | 一种基于相位敏感otdr的振动定位方法及系统 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2844051B1 (fr) * | 2002-08-30 | 2004-11-12 | Nexans | Systeme pour le controle par reflectometrie dans le domaine temporel (otdr) d'un reseau optique |
| CN110715790A (zh) * | 2018-07-13 | 2020-01-21 | 中兴通讯股份有限公司 | 脉冲测试方法及装置、测试设备及存储介质 |
| JP7146692B2 (ja) * | 2019-05-17 | 2022-10-04 | アンリツ株式会社 | 光パルス試験装置 |
| JP2021131293A (ja) * | 2020-02-19 | 2021-09-09 | 沖電気工業株式会社 | 光ファイバ歪み測定装置 |
| WO2024176436A1 (ja) * | 2023-02-24 | 2024-08-29 | 日本電信電話株式会社 | 光ファイバ群遅延特性試験装置及び光ファイバ群遅延特性試験方法 |
-
1995
- 1995-11-01 JP JP28494795A patent/JP3210847B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111025306A (zh) * | 2019-11-15 | 2020-04-17 | 浙江浙能天然气运行有限公司 | 一种基于相位敏感otdr的振动定位方法及系统 |
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|---|---|
| JPH09130341A (ja) | 1997-05-16 |
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