JP3465733B2 - 光パルス試験方法 - Google Patents

光パルス試験方法

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JP3465733B2 JP20955496A JP20955496A JP3465733B2 JP 3465733 B2 JP3465733 B2 JP 3465733B2 JP 20955496 A JP20955496 A JP 20955496A JP 20955496 A JP20955496 A JP 20955496A JP 3465733 B2 JP3465733 B2 JP 3465733B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、光通信システムに
おける光信号伝送媒体である光ファイバ又は光ファイバ
線路の光損失特性の測定、破断等の異常の検知等のため
の光パルス試験方法に関する。 【0002】光パルス試験装置は被測定光ファイバ及び
光線路の片端から測定及び試験ができるので、光ファイ
バの検査、光線路の建設及び保守の上で極めて有用なツ
ールになっている。原理的には光パルスを被測定物に送
出して被測定物内等で発生して光パルス試験装置側に戻
って来る反射光又は後方散乱光を受光し、それらを解析
して測定結果等を示すものである。 【0003】図1は従来の光パルス試験装置の構成の概
略を示す図であって、1はパルス幅Tの光パルスを発生
する光源部、2は被測定光ファイバ9に光源部1からの
光パルスを出力すると共に被測定光ファイバ9からの光
パルスの反射又は後方散乱光を受光部3に導く出入力
部、4は受光部3で光電気変換した信号を処理する信号
処理部、5は全体を制御するCPU部、6は信号処理し
た結果を表示する表示部であり、この部分はこの種試験
装置において必須のものではない。7は光パルス試験装
置本体、8はコネクタ接続部であり、測定又は試験を行
おうとする被測定光ファイバ9がここに接続される。 【0004】図2は一本の光ファイバを測定し信号処理
した結果の波形を示す図であって、この波形は光パルス
試験装置の表示部に表示され、通常OTDR波形といわ
れる(OTDRは光パルス試験装置の略である)。横軸
は距離(又は光ファイバの長さ)、縦軸は受光レベル
(又は損失)である。 【0005】波形左端のパルスピークはコネクタ接続部
8からの反射であり、傾きを持った直線部は被測定光フ
ァイバ9からの後方散乱光レベルの長手方向の変化を示
し、それに続くピークパルスは被測定光ファイバ遠端か
らのフレネル反射であり、その先はノイズレベルであ
る。K1及びK2は従来の光パルス試験装置が有してい
るカーソルであり、K1とK2との間の距離(長さ)及
びレベル差(損失差)を測定するのに用いられる。被測
定光ファイバの光損失を測定する場合には、カーソルK
を傾きが直線状となった後方散乱光レベルの近端側、K
2を遠端側に設定して測定する。 【0006】コネクタ接続部8の反射レベルは後方散乱
光レベルより光強度が大きいので、ここに示したように
OTDR波形では後方散乱光レベルに至るまで漸近して
波形が変化する。この区間は傾きが直線ではなく光損失
を測定できないのでデッドゾーンと呼ばれる。デッドゾ
ーンは反射パルスの大きさ及び光パルス幅Tと密接な関
係にあり、場合によっては数百mに及んでいた。そのた
め、従来の光パルス試験装置を用いた光損失測定におい
てはデッドゾーン部分は推定によらざるを得なかった。 【0007】また、表示部にはコネクタ接続部8からの
反射パルスの立上り部分が明瞭に表示れないために、コ
ネクタ接続部の損失評価は勿論のこと接続が良好になさ
れているか否かでさえ判断できないことがあった。これ
は、従来の光パルス試験装置は被測定光ファイバ区間内
の損失測定、破断検知等のためにのみ設計されていたた
めである。 【0008】図3は他のOTDR波形例である。出入力
部2として音響光学スイッチ(AOスイッチともいう)
等の高速光スイッチを用い、コネクタ接続部8からの反
射パルス光が受光器3に入力されないように工夫した光
パルス試験装置で得られる波形例である。コネクタ反射
パルス光が受光器に入力されないので、デッドゾーンは
短くなりその結果測定できない区間は小さくなってい
る。しかし、デッドゾーンのために被測定光ファイバの
測定装置に近い部分の測定ができないという欠点が残っ
ている。更に、デッドゾーンの左側が見えないため、コ
ネクタ接続部8の損失の測定もできない。 【0009】 【発明が解決しようとする課題】以上述べたように従来
の光パルス試験装置では、被測定光ファイバ及び光ファ
イバ線路のみの損失測定、破断検知等を行うように設計
されていたので、デッドゾーン部分の特性把握ができな
いという問題、更には被測定光ファイバと光パルス試験
装置とが正常に接続されているか否かの状況判断ができ
ないという問題があった。 【0010】本発明の目的は、上記の問題点に鑑み、光
パルス試験装置と接続された被測定光ファイバ等の特性
をコネクタ接続の状況をも含めて精度良く測定或いは評
価できる光パルス試験方法を提供することにある。 【0011】 【課題を解決するための手段】本発明の光パルス試験方
法は、上記の目的を達成するため、パルス幅Tの光パル
スを発生する光源部と、被測定光ファイバに光パルスを
出力すると共に被測定光ファイバとの接続部等からの反
射パルス及び被測定光ファイバ内で生じる後方散乱光を
受光部に導く出入力部と、光電気変換する受光部と、受
光部で光電気変換された信号を処理する信号処理部と、
該信号処理結果を表示する表示部と、装置全体を制御す
るCPU部と、被測定光ファイバに対するコネクタ接続
部とを備え、更に、前記出入力部に方向性結合器を備
え、該方向性結合器と前記コネクタ接続部との間に、
(Tv/2n)以上(ここで、vは光の速度、nは光フ
ァイバの屈折率)の長さの出入力光ファイバを備える光
試験装置を用いて、出入力光ファイバからの後方散乱光
レベル、被測定光ファイバとのコネクタ接続部からの反
射パルス及び被測定光ファイバからの後方散乱光レベル
を表すOTDR波形を表示部に表示し、該OTDR波形
のコネクタ接続部からの反射パルスの立ち上がり点のレ
ベルとデッドゾーンの境界に対応する点のレベルとの差
と、デッドゾーンの境界に対応する点のレベルと被測定
光ファイバの遠端に対応する点のレベルとの差を測定す
ることを特徴とする。 【0012】このような本発明によれば、長さ(Tv/
2n)以上の出入力光ファイバを設けているので、出入
力光ファイバからの後方散乱光及び被測定光ファイバと
のコネクタ接続部が明瞭に光パルス試験装置の表示部に
示される。光の速度をv(m/s)、光ファイバの屈折率を
nとすると、パルス幅T(s) の光パルスが光ファイバ中
を伝搬する距離は、(Tv/n)(m) である。光パルス
試験装置は光ファイバ内を往復伝搬した光信号を受光し
解析するので、通常は上記の距離を半分にして(Tv/
2n)で表す。本発明では、出入力光ファイバの長さを
(Tv/2n)以上、即ちパルス幅Tに相当する距離以
上にしているので、被測定光ファイバとのコネクタ接続
部からの反射光パルスは出入力光ファイバの後方散乱光
レベルに引き続いて明瞭に表示される。 【0013】 【発明の実施の形態】次に、図面を用いて本発明の実施
例を説明する。図4は本発明で用いる光パルス試験装置
の一実施例の構成を示すブロック図であり、11は方向性
結合器、12は出入力光ファイバ、13は方向性結合器11と
出入力光ファイバ12との融着接続部である。この他の図
1に示されている部分は、対応する部分と同一の参照符
号を付している。 【0014】方向性結合器11は光ファイバ型又は導波路
型のカプラー、又は音響光学スイッチ等からなり、光源
部で発生した光パルスを出入力光ファイバ12を経て被測
定光ファイバ9に導くと共に、出入力光ファイバ12区間
で生じた後方散乱光、被測定光ファイバ9との接続部8
で発生した反射パルス光及び被測定光ファイバ9区間で
生じた後方散乱光を受光器3に導く。受光器3で光電気
変換された信号は信号処理部4で解析され、表示部6を
有する光パルス試験装置の場合にはOTDR波形として
表示される。 【0015】図5(a) 及び(b) は、一本の光ファイバを
本発明で用いる実施例の装置で測定した時に表示される
OTDR波形例とカーソル操作を説明する図である。波
形としては左端から出入力光ファイバの後方散乱光レベ
ル、被測定光ファイバとのコネクタ接続部からの反射パ
ルス、被測定光ファイバからの後方散乱光レベル、及び
遠端のフレネル反射が表示されている。 【0016】カーソルK1は先ず図5(a) に示すよう
に、コネクタ接続部からの反射パルスの立上り点に置か
れ、K2は従来デッドゾーンといわれている領域の境界
に設置される。K1とK2との縦軸レベル差α1はコネ
クタ接続部の損失と従来デッドゾーン内にあった被測定
光ファイバの損失の和に関する情報を含んでいる。次に
は、K1がK2のあった位置に置かれ(K1'とする)、
K2は被測定光ファイバ遠端に置かれる(K2'とす
る)。K1'とK2'との縦軸レベル差α2は、K1'とK2'
との間の被測定光ファイバの損失である。レベル差α1
とα2との和は被測定光ファイバ全長の損失とコネクタ
接続部の損失との和にほぼ等しい。 【0017】コネクタ接続部の損失は統計的に予測でき
る。例えばSC形コネクタを用いた場合には平均して
0.2dBである。従って、レベル差α1(dB)から0.2
dBを差し引きこれにα2を加算すると、被測定光ファイ
バの損失を求めることができることになる。 【0018】一方、OTDR波形から接続損失を求める
場合、接続された光ファイバの特性(レーリー散乱損
失、開口数等)が異なると光ファイバ特性差に基づく見
かけ上の接続損失が測定される。その結果、上述したコ
ネクタ接続損失は光パルス試験装置で測定すると0.2
dBより大きくなったり小さくなったりして、偏差を生じ
る。種々のメーカー及び種々のロットの光ファイバを融
着接続法によりランダムに接続して偏差を実際に測定し
た。その結果は、波長1.3μm では0.16dB、波長
1.55μm では0.22dB、となった。これらの値は
前述のSC形コネクタの平均接続損失0.2dBと同等の
レベルである。 【0019】即ち、0.2dBの接続損失を光パルス試験
装置で測定すると0.4dBとなったり0.0dBとなった
りすることを意味する。これは一見精度が悪いと思われ
るが、従来の技術では光パルス試験装置と被測定光ファ
イバとをつなぐコネクタ接続部の損失は全く測定できな
かったことと比較すると、格段の進歩といえる。少なく
ともコネクタの接続状況の良否の判定が可能になる。 【0020】出入力光ファイバとして、特性が世界的に
標準化されている光ファイバの中でも中心的な特性を有
するものを適用することにより、光ファイバ特性差に基
づく偏差は小さくなる。それにより、コネクタ接続損失
の算出精度が向上する。なお、出入力光ファイバと方向
性結合器との接続は、必ずしも融着接続である必要はな
く、反射損失が比較的大きなメカニカル接続等でもよ
い。 【0021】図6は、本発明で用いる光パルス試験装置
の他の実施例の構成を示すブロック図であり、21はカー
ボン又は金属を被覆した出入力光ファイバ、22は外部出
力用バス、23は外部出力端子、24は接続コード、25は外
部CRT等、26は途中に光ファイバ接続部27を有する光
ファイバ線路である。この実施例では、出入力光ファイ
バ21にはカーボン又は金属を被覆しているので、信頼性
を損ねることなく小さい径で曲げることができ、光パル
ス試験装置を小型化できるという利点がある。また、表
示部を試験装置内に設けずに、外部出力用バス22、外部
出力端子23及び接続コード24を介して外部CRT等25に
表示させるようにし、一層の小型化を図っている。 【0022】次に、図7に、両端に光コネクタ、途中に
光ファイバ接続部を有する光ファイバ線路を複数用意
し、光パルス試験装置で損失を測定した場合と、光源と
光パワーメータとで損失を測定した場合との比較を行っ
た結果を示す。この場合の光ファイバ線路は、長さ約5
0m で、中間に融着接続又はMTコネクタ接続があり、
異なる特性の光ファイバを接続したものである。両端に
光コネクタを設けたのは光源と光パワーメータとで損失
を測定するために必要であるためである。光パルス試験
装置のパルス幅は20nsである。 【0023】図7によれば、光パルス試験装置で損失を
測定した場合と、光源と光パワーメータとで損失を測定
した場合とを比較すると、前者による測定値は後者によ
る測定値と、0.4dB程度の精度で一致している。この
結果から、本発明による光パルス試験装置を用いれば、
このような比較的短い光ファイバ線路の損失を或る程度
の精度で測定できることが明らかになった。従来の光パ
ルス試験装置を用いてパルス幅20nsで測定を試みた
が、このような短い光ファイバ線路ではデッドゾーンの
ために損失の測定ができず、本発明の有効性が確認され
た。 【0024】 【発明の効果】以上述べたように、本発明は光パルス試
験装置において、方向性結合器とコネクタ接続部との間
に出入力光ファイバを挿入することにより、被測定光フ
ァイバ近端部の状況をコネクタ接続状態をも含めて良否
判定を可能にするものである。出入力光ファイバとして
カーボン又は金属を被覆したものを用いる小型の光パル
ス試験装置を用いることもできる。また、中心的な光フ
ァイバ特性を有するものを用いることにより、被測定光
ファイバの測定精度を向上することができる。 【0025】更には、前述したように、本発明の光パル
ス試験方法は被測定光ファイバの片端から測定及び試験
等ができる極めて有効な試験方法であり、本発明によれ
ば、このような光パルス試験方法の改良により、片端の
みにコネクタを有する光ファイバ及び光ファイバ線路の
全区間の損失測定及びコネクタ接続部の評価が可能にな
り、光ファイバ線路の建設及び保守を行う際の線路損失
測定稼働を短縮できる。
【図面の簡単な説明】 【図1】 従来の光パルス試験装置の構成の概略を示す
図である。 【図2】 一本の光ファイバを測定し信号処理した結果
の波形を示す図である。 【図3】 他のOTDR波形例である。 【図4】 本発明で用いる光パルス試験装置の一実施例
の構成を示すブロック図である。 【図5】 一本の光ファイバを図4の実施例の装置で測
定した時に表示されるOTDR波形例と本発明の測定方
法におけるカーソル操作を説明する図である。 【図6】 本発明で用いる光パルス測定装置の他の実施
例の構成を示すブロック図である。 【図7】 光パルス試験装置で損失を測定した場合と、
光源と光パワーメータとで損失を測定した場合との比較
を行った結果を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H04B 10/12 H04B 9/00 Q 10/13 10/135 10/14 (56)参考文献 特開 平6−201482(JP,A) 特開 昭51−77345(JP,A) 特開 平4−62508(JP,A) 特開 平4−158237(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04B 17/00 G01M 11/00 - 11/08 H04B 9/00

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 パルス幅Tの光パルスを発生する光源部
    と、被測定光ファイバに光パルスを出力すると共に被測
    定光ファイバとの接続部等からの反射パルス及び被測定
    光ファイバ内で生じる後方散乱光を受光部に導く出入力
    部と、光電気変換する受光部と、受光部で光電気変換さ
    れた信号を処理する信号処理部と、該信号処理結果を表
    示する表示部と、装置全体を制御するCPU部と、被測
    定光ファイバに対するコネクタ接続部とを備え、更に、
    前記出入力部に方向性結合器を備え、該方向性結合器と
    前記コネクタ接続部との間に、(Tv/2n)以上(こ
    こで、vは光の速度、nは光ファイバの屈折率)の長さ
    の出入力光ファイバを備える光試験装置を用いて、出入
    力光ファイバからの後方散乱光レベル、被測定光ファイ
    バとのコネクタ接続部からの反射パルス及び被測定光フ
    ァイバからの後方散乱光レベルを表すOTDR波形を表
    示部に表示し、該OTDR波形のコネクタ接続部からの
    反射パルスの立ち上がり点のレベルとデッドゾーンの境
    界に対応する点のレベルとの差と、デッドゾーンの境界
    に対応する点のレベルと被測定光ファイバの遠端に対応
    する点のレベルとの差を測定することを特徴とする光パ
    ルス試験方法。
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