JP3465973B2 - OTDR measurement device - Google Patents
OTDR measurement deviceInfo
- Publication number
- JP3465973B2 JP3465973B2 JP32100394A JP32100394A JP3465973B2 JP 3465973 B2 JP3465973 B2 JP 3465973B2 JP 32100394 A JP32100394 A JP 32100394A JP 32100394 A JP32100394 A JP 32100394A JP 3465973 B2 JP3465973 B2 JP 3465973B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- optical
- frequency
- continuous
- otdr
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、コヒーレントなＯＴＤ
Ｒ（Optical Time-Domain Reflectometry）波形を求め
る際に用いて好適なＯＴＤＲ測定装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、コヒーレントな光を用いた、いわ
ゆるＯＴＤＲ（Optical Time-DomainReflectometry）と
称される技術が知られている。図４は、従来のＯＴＤＲ
波形を測定するＯＴＤＲ測定装置の一例を示す構成図で
あり、図において、１はスペクトル（周波数）幅の狭い
コヒーレントな光を出射する狭線幅光源、２，３は光カ
プラ（光分岐手段）、４は光カプラ（光合波手段）、５
は光周波数シフタと光パルス化用変調器を兼ねた光音響
光学素子、６は受光素子（受光器）、７は増幅器、８は
ミキサ、９は局発信号を出力するＲＦ発振器、１０は２
乗加算型アベレージャ、１１は被測定光ファイバであ
る。
【０００３】狭線幅光源１は、数ｋＨｚの波長の連続光
を出射するもので、例えば、外部共振器付き半導体レー
ザ、半導体レーザ励起固体レーザ等が好適に用いられ
る。光カプラ２〜４は、方向性結合器、光ミキサ等に置
き換えることもできる。光音響光学素子５は電気光結晶
等からなるもので、超音波の回折原理による光周波数シ
フタの機能を有し、光カプラ２により分岐された連続光
をパルス化するとともにその周波数をシフトさせるもの
である。受光素子６としては、アバランシェフォトダイ
オード（ＡＰＤ）が好適に用いられる。
【０００４】次に、このＯＴＤＲ測定装置の動作につい
て説明する。狭線幅光源１から出射される光λcは、光
カプラ２により連続光λc1と局発光λc2とに分岐され
る。この連続光λc1は音響光学素子５に入射し、該音響
光学素子５において光周波数がシフトする（シフト後の
周波数：ｆｓ）とともにパルス光λpに変換される。該
パルス光λpは光カプラ３を通過した後に被測定光ファ
イバ１１の入射端に入射される。該被測定光ファイバ１
１で発生したレイリー散乱による後方散乱光λsは光カ
プラ３により分離され、光カプラ４に入射し、前記光カ
プラ２により前記局発光λc2と合波され、この合波光λ
rが受光素子６に入射する。受光素子６では光ヘテロダ
イン検波により該合波光λrを電気信号に変換し前記後
方散乱光と前記局発光との周波数差に相当するビート信
号Ｂs（周波数：ｆｓ）を出力する。ミキサ８では、前
記ビート信号ＢsとＲＦ発振器９により出力される局発
信号Ｌsとをミキシングし、２乗加算型アベレージャ１
０において該ミキシングした信号をデジタル変換し、各
信号毎の２乗処理した信号を加算処理し、ランダムノイ
ズを低減化することによりＯＴＤＲ波形を得ることがで
きる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のＯＴ
ＤＲ測定装置では、光周波数シフタとして用いられる音
響光学素子５の挿入損失が３〜７ｄＢと大きく、パルス
化した場合の消光比（ｏｎ／ｏｆｆ比）が劣化するとい
う問題点があった。特に、シフト周波数が約５０ＭＨｚ
以下の場合においては、音響光学素子５のシフト効率が
悪く挿入損失が高くなるという問題点があった。
【０００６】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、挿入損失を低く抑え、約５０ＭＨｚ以
下のシフト周波数が得られ、しかも、簡単にシフト周波
数の制御を行うことができるＯＴＤＲ測定装置を提供す
ることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は次の様なＯＴＤＲ測定装置を採用した。す
なわち、光ファイバに周波数変調光を入射し、該光ファ
イバから出射する後方散乱光からＯＴＤＲ波形を求める
ＯＴＤＲ測定装置であって、数ｋＨｚの波長の連続光を
出射する狭線幅光源と、該狭線幅光源から出射される光
を連続光と局発光に分岐する光分岐手段と、数Ｗの光強
度のパルス光を出射する高出力パルス光源と、該高出力
パルス光源から出力されるパルス光と前記光分岐手段に
より分岐された連続光とを合波する光合波手段と、非線
形屈折率を有し、前記合波光のうち連続光のみの周波数
をシフトさせつつ該連続光をラマン増幅させ、この増幅
かつ周波数シフトされた連続光を含む合波光を被測定光
ファイバの入射端に入射する周波数シフト手段と、該被
測定光ファイバから出力する後方散乱光と前記光分岐手
段により分岐された局発光とを合波し出射する光合波手
段と、該光合波手段から出射する光を受光し、前記後方
散乱光と前記局発光との周波数差に相当するビート信号
を出力する受光器と、該ビート信号よりＯＴＤＲ波形を
求めるＯＴＤＲ処理手段とを備えたことを特徴としてい
る。
【０００８】
【作用】本発明のＯＴＤＲ測定装置では、前記周波数シ
フト手段により、前記合波光のうち連続光のみの周波数
をシフトさせつつ該連続光をラマン増幅させ、この増幅
かつ周波数シフトされた連続光を含む合波光を被測定光
ファイバの入射端に入射する。この周波数シフト手段で
は、非線形屈折率による相互位相変調（ＸＰＭ：クロス
・フェーズ・モジュレーション）により、入射した光の
光強度に応じて屈折率が僅かに変化する。この僅かな屈
折率変化により前記光の位相が変化し、この位相の変化
により光周波数が変化する。これより、挿入損失が低
く、約５０ＭＨｚ以下のシフト周波数が得られる。さら
に、入射光の強度または該周波数シフト手段の光導波部
分の長さを変えることにより、シフト周波数の制御が簡
単になる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明のＯＴＤＲ測定装置の実施態様
について説明する。図１は、本発明の一実施例のＯＴＤ
Ｒ測定装置を示す構成図であり、図１において図４と同
一の構成要素には同一の符号を付してある。図におい
て、２１は波長λhの高強度の光パルスを出力する高出
力パルス光源、２２は光パルスλhと光カプラ２より出
射される連続光λc1とを合波する光合波器（光合波手
段）、２３は非線形屈折率を有し、前記合波光λmのう
ち連続光λc1のみの周波数をシフトさせ、この周波数シ
フトされた合波光λm2を出射する非線形用光ファイバ
（周波数シフト手段）、２４はバンドパスフィルタ（Ｂ
ＰＦ）、２５は増幅器７、ミキサ８、ＲＦ発振器９及び
２乗加算型アベレージャ１０により構成されるＯＴＤＲ
処理装置である。なお、光カプラ（光合波手段）４で
は、被測定光ファイバ１１から出力するレイリー散乱に
よる後方散乱光λs2と局発光λc2とを合波し出射してい
る。
【００１０】次に、このＯＴＤＲ測定装置の動作につい
て説明する。狭線幅光源１から出射される光λcは、光
カプラ２により連続光λc1と局発光λc2とに分岐され、
該連続光λc1は光合波器２２により高出力パルス光源２
１より出射された光パルスλhと合波され、非線形用光
ファイバ２３に入射する。この非線形用光ファイバ２３
には、伝搬する光信号の強度に比例して媒質の屈折率が
変化する光カー効果があるために、この光ファイバ２３
に光を入射させると当該光の強度に比例して屈折率が僅
かに変化する。この僅かな屈折率変化により該光ファイ
バ２３内に相互位相変調が生じ、伝搬する光の位相が変
化し、この位相の変化により当該光の光周波数がシフト
する。
【００１１】ここで、光周波数がシフトする原理につい
て説明する。ここでは、図２に示すように、光パルスλ
hは、スペクトル線幅が広がったり、複数のピークに分
裂する等の不具合を避けるために、光強度Ｉ、パルス幅
τの急峻な立ち上がりの三角波とする。この時の光ファ
イバ２３の屈折率変化Δｎは、光強度の変化ΔＰに比例
する。この場合、連続光λc1の電界Ｅは次式であらわさ
れる。
Ｅ＝Ａ・ｃｏｓ（ωｔ＋ψ） ……（１）
この電界ＥのＸＰＭによる位相変調は時間に比例するβ
ｔを受けるために、上記電界Ｅは
Ｅ’＝Ａ・ｃｏｓ（ωｔ＋βｔ＋ψ）
＝Ａ・ｃｏｓ｛（ω＋β）ｔ＋ψ｝ ……（２）
となり、光周波数がβだけシフトしたことになる。
【００１２】一方、位相変化Δφは、
Δφ＝βｔ＝（４πｂｎ2Ｌeff／λＡeff）・ΔＰ ……（３）
で表される。但し、
λ ：光パルスの波長
ΔＰ ：光強度変化
ｎ2 ：非線形屈折率
Ａeff ：コア有効断面積
Ｌeff ：有効ファイバ長
ｂ ：偏波による補正項
【００１３】ここでは、λ＝１．６５μｍ、ΔＰ＝１０
Ｗ（１００ｎｓあたり）とする。通常の光ファイバで
は、ｎ2／Ａeff＝１０-9〜１０-10（単位：１／Ｗ）で
あるから、ここでは５×１０-10とする。また、Ｌeffは
光ファイバが短い場合ファイバ損失を無視することがで
きるので、ファイバ長Ｌに一致する。ここでは、１ｋｍ
とする。また、ｂはランダム偏光と仮定して２／３とす
る。すると、Δφ＝２．５・ΔＰ＝２５０×１０6（単
位：ｓｅｃ-1）となり、光の角周波数ωが−２５０Ｍず
れることとなり、周波数に換算すると約４０ＭＨｚずれ
ることとなる。したがって、連続光λc1は、光パルスλ
hが無い部分３１では周波数がシフトせず、光パルスλh
の立ち下がり部分３２では周波数が負にシフトすること
となる。なお、光パルスλhの立ち上がり部分が三角波
状であればこの部分では周波数が正にシフトする。以上
により、連続光λc1は、周波数シフトした光がパルス状
に発生することと等価になる。
【００１４】そこで、この光ファイバ２３に光パルスλ
hと連続光λc1とを同時に入射させると、該光パルスλh
の光強度に比例する屈折率の僅かな変化により該光ファ
イバ２３内に相互位相変調が生じ、伝搬する連続光λc1
の位相が変化し、この位相の変化により該連続光λc1の
周波数が変化する。図３は、連続光λc1の周波数が変化
する様子を示したもので、三角波の光パルスλhの光強
度の変化に対応して連続光λc1に周波数がシフトしない
部分４１、周波数が負にシフトする部分４２及び周波数
が正にシフトする部分４３が生じている。
【００１５】この周波数シフトした光λLはバンドパス
フィルタ２４及び光カプラ３を通過した後に被測定光フ
ァイバ１１の入射端に入射される。該被測定光ファイバ
１１で発生したレイリー散乱による後方散乱光λs2は光
カプラ３により分離され、光カプラ４に入射し、前記局
発光λc2と合波され、この合波光λr2が受光素子６に入
射する。受光素子６以降の動作は、従来のＯＴＤＲ測定
装置と全く同様である。以上によりＯＴＤＲ波形を得る
ことができる。
【００１６】前記非線形用光ファイバ２３は、Ｅｒ添加
光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）やラマン増幅器等と共用
化することができる。これにより、通常、弱い出力しか
得られない狭線幅光源１から出射する光を増幅しつつ周
波数シフタとして用いることができる。例えば、狭線幅
光源１として１．６５μｍの波長のレーザ光を出射させ
る半導体レーザを用い、高出力パルス光源２１として
１．５４μｍの波長のパルス光を出射させるＥＤＦＡを
用い、このパルス光の光強度を数Ｗとすれば、非線形用
光ファイバ２３において数十ＭＨｚ程度の周波数シフト
を与えつつラマン増幅させることができる。これによ
り、通常、弱い出力しか得られない前記半導体レーザか
ら出射する光を増幅しつつ周波数シフタとして用いるこ
とができる。
【００１７】以上説明した様に、この実施例のＯＴＤＲ
測定装置によれば、狭線幅光源１と、光カプラ２〜４
と、受光素子６と、高出力パルス光源２１と、光合波器
２２と、非線形用光ファイバ２３と、バンドパスフィル
タ２４と、増幅器７、ミキサ８、ＲＦ発振器９及び２乗
加算型アベレージャ１０により構成されるＯＴＤＲ処理
装置２５とを備えたので、非線形屈折率による相互位相
変調（ＸＰＭ）により、狭線幅光源１より出射される連
続光λc1を周波数シフトしたパルス光と等価とすること
ができ、挿入損失が低いパルス光を出射させることがで
きる。また、約５０ＭＨｚ以下のシフト周波数を有する
光パルスを得ることができ、さらに、入射光の強度また
は非線形用光ファイバ２３の長さを変えることにより、
簡単にシフト周波数の制御を行うことができる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のＯＴＤＲ
測定装置によれば、数ｋＨｚの波長の連続光を出射する
狭線幅光源と、該狭線幅光源から出射される光を連続光
と局発光に分岐する光分岐手段と、数Ｗの光強度のパル
ス光を出射する高出力パルス光源と、該高出力パルス光
源から出力されるパルス光と前記光分岐手段により分岐
された連続光とを合波する光合波手段と、非線形屈折率
を有し、前記合波光のうち連続光のみの周波数をシフト
させつつ該連続光をラマン増幅させ、この増幅かつ周波
数シフトされた連続光を含む合波光を被測定光ファイバ
の入射端に入射する周波数シフト手段と、該被測定光フ
ァイバから出力する後方散乱光と前記光分岐手段により
分岐された局発光とを合波し出射する光合波手段と、該
光合波手段から出射する光を受光し、前記後方散乱光と
前記局発光との周波数差に相当するビート信号を出力す
る受光器と、該ビート信号よりＯＴＤＲ波形を求めるＯ
ＴＤＲ処理手段とを備えたので、非線形屈折率による相
互位相変調（ＸＰＭ）により、狭線幅光源より出射され
る連続光を周波数シフトしたパルス光と等価とすること
ができ、挿入損失が低いパルス光を出射させることがで
きる。また、約５０ＭＨｚ以下のシフト周波数を有する
光パルスを得ることができ、さらに、入射光の強度また
は周波数シフト手段の光伝送路の長さを変えることによ
り、簡単にシフト周波数の制御を行うことができる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a coherent OTD
The present invention relates to an OTDR measurement device suitable for use in obtaining an R (Optical Time-Domain Reflectometry) waveform. 2. Description of the Related Art Conventionally, a technique called so-called OTDR (optical time-domain reflectometry) using coherent light is known. FIG. 4 shows a conventional OTDR.
FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of an OTDR measuring apparatus for measuring a waveform. In the figure, reference numeral 1 denotes a narrow line light source that emits coherent light having a narrow spectrum (frequency) width, and reference numerals 2 and 3 denote optical couplers (optical branching means). 4 is an optical coupler (optical multiplexing means), 5
Is a photoacoustic optical element which also serves as an optical frequency shifter and an optical pulsing modulator, 6 is a light receiving element (photodetector), 7 is an amplifier, 8 is a mixer, 9 is an RF oscillator for outputting a local oscillation signal, and 10 is 2
A multiply-add type averager 11 is an optical fiber to be measured. The narrow line light source 1 emits continuous light having a wavelength of several kHz. For example, a semiconductor laser with an external resonator, a solid-state laser pumped by a semiconductor laser or the like is preferably used. The optical couplers 2 to 4 can be replaced with a directional coupler, an optical mixer, or the like. The photoacoustic optical element 5 is made of an electro-optical crystal or the like, has a function of an optical frequency shifter based on the principle of diffraction of ultrasonic waves, and pulsates continuous light branched by the optical coupler 2 and shifts its frequency. It is. As the light receiving element 6, an avalanche photodiode (APD) is preferably used. Next, the operation of the OTDR measuring device will be described. The light λ c emitted from the narrow line light source 1 is split by the optical coupler 2 into a continuous light λ c1 and a local light λ c2 . The continuous light λ c1 is incident on the acousto-optic device 5, where the optical frequency is shifted (frequency after shift: fs) and converted into pulsed light λ p . After passing through the optical coupler 3, the pulse light λ p is incident on the incident end of the optical fiber under test 11. The measured optical fiber 1
The backscattered light λ s due to Rayleigh scattering generated in 1 is separated by the optical coupler 3, enters the optical coupler 4, is multiplexed with the local light λ c2 by the optical coupler 2, and
r enters the light receiving element 6. Outputs a: beat signal B s of the optical heterodyne detection in the light receiving element 6 converts the multiplexing light lambda r into electrical signals corresponding to the frequency difference between the local light and the backscattered light (fs frequency). The mixer 8 mixes the beat signal B s and the local oscillation signal L s output from the RF oscillator 9 to form a square addition type averager 1.
At 0, the OTDR waveform can be obtained by digitally converting the mixed signal, adding the squared signal of each signal, and reducing random noise. [0005] Incidentally, the above-mentioned OT
The DR measurement apparatus has a problem that the insertion loss of the acousto-optic element 5 used as an optical frequency shifter is as large as 3 to 7 dB, and the extinction ratio (on / off ratio) when pulsed is deteriorated. In particular, the shift frequency is about 50MHz
In the following cases, there is a problem that the shift efficiency of the acousto-optic element 5 is poor and the insertion loss is high. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such circumstances, and has a low insertion loss, a shift frequency of about 50 MHz or less can be obtained, and the shift frequency can be easily controlled. It is intended to provide an OTDR measurement device. [0007] In order to solve the above problems, the present invention employs the following OTDR measuring apparatus. That is, an OTDR measurement device that enters frequency-modulated light into an optical fiber and obtains an OTDR waveform from backscattered light emitted from the optical fiber, and a narrow line width light source that emits continuous light having a wavelength of several kHz, A light branching unit that branches light emitted from a narrow line width light source into continuous light and local light, a high-power pulse light source that emits pulse light having a light intensity of several W, and a pulse output from the high-power pulse light source An optical multiplexing unit that multiplexes the light and the continuous light branched by the optical branching unit; and a non-linear refractive index, and a frequency of only the continuous light in the multiplexed light.
Raman amplifies the continuous light while shifting
The multiplexed light including the frequency-shifted continuous light is converted to the light to be measured.
Frequency shifting means for inputting to the input end of the fiber; optical multiplexing means for multiplexing and emitting the backscattered light output from the optical fiber to be measured and the local light branched by the optical branching means; A light receiver that receives light emitted from the optical fiber and outputs a beat signal corresponding to a frequency difference between the backscattered light and the local light, and OTDR processing means for obtaining an OTDR waveform from the beat signal. And [0008] In the OTDR measuring apparatus of the present invention, the frequency shift means controls the frequency of only the continuous light of the combined light.
Raman amplifies the continuous light while shifting
The multiplexed light including the frequency-shifted continuous light is converted to the light to be measured.
It is incident on the input end of the fiber. In this frequency shifting means, the refractive index slightly changes according to the light intensity of the incident light due to cross-phase modulation (XPM: cross-phase modulation) using a nonlinear refractive index. The slight change in the refractive index changes the phase of the light, and the change in the phase changes the optical frequency. Thus, a low insertion loss and a shift frequency of about 50 MHz or less can be obtained. Further, the shift frequency can be easily controlled by changing the intensity of the incident light or the length of the optical waveguide portion of the frequency shift means. An embodiment of the OTDR measuring apparatus according to the present invention will be described below. FIG. 1 shows an OTD according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a configuration diagram showing an R measurement device, and in FIG. 1, the same components as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals. In the figure, the high output pulse light source 21 that outputs light pulses of high intensity of the wavelength lambda h, 22 is an optical multiplexer for multiplexing the continuous light lambda c1 emitted from the optical pulse lambda h and the optical coupler 2 (optical multiplexer A wave means), 23 has a nonlinear refractive index, shifts the frequency of only the continuous light λ c1 of the multiplexed light λ m , and outputs the frequency-shifted multiplexed light λ m2 (non-linear optical fiber (frequency shift)). Means, 24 are band-pass filters (B
PF), 25 is an OTDR composed of an amplifier 7, a mixer 8, an RF oscillator 9, and a square addition type averager 10.
Processing device. The optical coupler (optical multiplexing means) 4 multiplexes and outputs the backscattered light λ s2 due to Rayleigh scattering and the local light λ c2 output from the optical fiber 11 to be measured. Next, the operation of the OTDR measuring device will be described. The light λ c emitted from the narrow line light source 1 is split by the optical coupler 2 into a continuous light λ c1 and a local light λ c2 ,
The continuous light λ c1 is converted into a high-output pulse light source 2 by an optical multiplexer 22.
Is multiplexed with the optical pulses lambda h emitted from 1, is incident on the nonlinear optical fiber 23. This nonlinear optical fiber 23
Has an optical Kerr effect in which the refractive index of the medium changes in proportion to the intensity of the propagating optical signal.
When light is incident on the light, the refractive index slightly changes in proportion to the intensity of the light. This slight change in the refractive index causes cross-phase modulation in the optical fiber 23, changes the phase of the propagating light, and the change in the phase shifts the optical frequency of the light. Here, the principle of shifting the optical frequency will be described. Here, as shown in FIG.
h is a steep rising triangular wave having a light intensity I and a pulse width τ in order to avoid problems such as an increase in the spectral line width and splitting into a plurality of peaks. At this time, the refractive index change Δn of the optical fiber 23 is proportional to the light intensity change ΔP. In this case, the electric field E of the continuous light λ c1 is expressed by the following equation. E = A · cos (ωt + ψ) (1) The phase modulation of this electric field E by XPM is proportional to time β
In order to receive t, the electric field E becomes E '= A · cos (ωt + βt + ψ) = A · cos ｛(ω + β) t + ψ｝ (2), which means that the optical frequency is shifted by β. On the other hand, the phase change Δφ is expressed as follows: Δφ = βt = (4πbn 2 L eff / λA eff ) · ΔP (3) Here, λ: wavelength of light pulse ΔP: change in light intensity n 2 : nonlinear refractive index A eff : core effective area L eff : effective fiber length b: correction term due to polarization Here, λ = 1.65 μm , ΔP = 10
W (per 100 ns). In a normal optical fiber, since n 2 / A eff = 10 −9 to 10 −10 (unit: 1 / W), it is set to 5 × 10 −10 here. L eff is equal to the fiber length L because the fiber loss can be neglected when the optical fiber is short. Here, 1 km
And Also, b is assumed to be random polarization and is set to 2/3. Then, Δφ = 2.5 · ΔP = 250 × 10 6 (unit: sec −1 ), and the angular frequency ω of light is shifted by −250 M, which is shifted by about 40 MHz in terms of frequency. Therefore, the continuous light λ c1 is
In the part 31 without h , the frequency does not shift and the light pulse λ h
In the falling portion 32, the frequency shifts negatively. Incidentally, the rising portion of the optical pulse lambda h is positively shifted frequency in this portion if triangular. As described above, the continuous light λ c1 is equivalent to the occurrence of frequency-shifted light in a pulse shape. Then, the optical pulse λ is applied to the optical fiber 23.
h and the continuous light λ c1 are incident simultaneously, the light pulse λ h
A slight change in the refractive index in proportion to the light intensity of the optical fiber 23 causes a cross-phase modulation in the optical fiber 23, and the propagating continuous light λ c1
Changes, and the frequency of the continuous light λ c1 changes due to the change in the phase. FIG. 3 shows how the frequency of the continuous light λ c1 changes. A portion 41 where the frequency does not shift to the continuous light λ c1 corresponding to the change in the light intensity of the triangular light pulse λ h , and the frequency is negative. And a portion 43 in which the frequency shifts positively. The frequency-shifted light λ L passes through the band-pass filter 24 and the optical coupler 3 before being incident on the incident end of the optical fiber 11 to be measured. Backscattered light λ s2 due to Rayleigh scattering generated in the measured optical fiber 11 is separated by the optical coupler 3, enters the optical coupler 4 and is multiplexed with the local light λ c2, and the multiplexed light λ r2 is 6 is incident. The operation after the light receiving element 6 is exactly the same as that of the conventional OTDR measuring device. Thus, an OTDR waveform can be obtained. The nonlinear optical fiber 23 can be shared with an Er-doped optical fiber amplifier (EDFA), a Raman amplifier, or the like. As a result, the light emitted from the narrow linewidth light source 1 that can normally obtain only a weak output can be used as a frequency shifter while amplifying the light. For example, a semiconductor laser that emits laser light having a wavelength of 1.65 μm is used as the narrow line width light source 1, and an EDFA that emits pulse light having a wavelength of 1.54 μm is used as the high-power pulse light source 21. When the intensity is set to several W, Raman amplification can be performed while giving a frequency shift of about several tens of MHz in the nonlinear optical fiber 23. Thereby, the light emitted from the semiconductor laser, which normally gives only a weak output, can be used as a frequency shifter while amplifying it. As described above, the OTDR of this embodiment
According to the measuring apparatus, the narrow line light source 1 and the optical couplers 2 to 4
, A light-receiving element 6, a high-power pulse light source 21, an optical multiplexer 22, a non-linear optical fiber 23, a band-pass filter 24, an amplifier 7, a mixer 8, an RF oscillator 9, and a square-average type averager 10. Since the OTDR processing device 25 is provided, the continuous light λ c1 emitted from the narrow-linewidth light source 1 can be made equivalent to the frequency-shifted pulse light by the cross phase modulation (XPM) using the nonlinear refractive index. As a result, pulse light with low insertion loss can be emitted. Further, an optical pulse having a shift frequency of about 50 MHz or less can be obtained, and further, by changing the intensity of the incident light or the length of the nonlinear optical fiber 23,
It is possible to easily control the shift frequency. As described above, the OTDR of the present invention
According to the measuring device, a narrow line light source that emits continuous light having a wavelength of several kHz, an optical branching unit that branches light emitted from the narrow line light source into continuous light and local light, and light of several W A high-power pulse light source for emitting pulse light of high intensity; an optical multiplexing means for multiplexing the pulse light output from the high-power pulse light source with the continuous light branched by the light branching means; And shifts the frequency of only the continuous light in the combined light.
Raman-amplifies the continuous light while causing the amplification and frequency
The multiplexed light including the continuous light shifted by several
Frequency shift means incident on the incident end of the optical fiber, optical multiplexing means for multiplexing and emitting backscattered light output from the optical fiber to be measured and local light branched by the optical branching means, and from the optical multiplexing means. A light receiver that receives the emitted light and outputs a beat signal corresponding to a frequency difference between the backscattered light and the local light, and an OTDR waveform that obtains an OTDR waveform from the beat signal
With the TDR processing means, continuous light emitted from a narrow linewidth light source can be made equivalent to frequency-shifted pulsed light by cross-phase modulation (XPM) using a non-linear refractive index, and a pulse having a low insertion loss can be obtained. Light can be emitted. Further, it is possible to obtain an optical pulse having a shift frequency of about 50 MHz or less, and it is possible to easily control the shift frequency by changing the intensity of the incident light or the length of the optical transmission line of the frequency shift means. it can.
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例に係るＯＴＤＲ測定装置を
示す構成図である。
【図２】 光周波数がシフトする原理を示す説明図であ
る。
【図３】 連続光の周波数が変化する様子を示す説明図
である。
【図４】 従来のＯＴＤＲ測定装置を示す構成図であ
る。
【符号の説明】
１…狭線幅光源、２，３…光カプラ（光分岐手段）、４
…光カプラ（光合波手段）、６…受光素子（受光器）、
７…増幅器、８…ミキサ、９…ＲＦ発振器、１０…２乗
加算型アベレージャ、１１…被測定光ファイバ、２１…
高出力パルス光源、２２…光合波器（光合波手段）、２
３…非線形用光ファイバ（周波数シフト手段）、２４…
バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、２５…ＯＴＤＲ処理装
置。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a configuration diagram showing an OTDR measurement device according to one embodiment of the present invention. FIG. 2 is an explanatory diagram showing a principle of shifting an optical frequency. FIG. 3 is an explanatory diagram showing how the frequency of continuous light changes. FIG. 4 is a configuration diagram showing a conventional OTDR measurement device. [Description of Signs] 1 ... Narrow line width light source, 2, 3 ... Optical coupler (optical branching means), 4
... optical coupler (optical multiplexing means), 6 ... light receiving element (light receiver),
7 ... Amplifier, 8 ... Mixer, 9 ... RF oscillator, 10 ... Square addition type averager, 11 ... Optical fiber to be measured, 21 ...
High-output pulse light source, 22 ... optical multiplexer (optical multiplexing means), 2
3. Non-linear optical fiber (frequency shift means), 24 ...
Band pass filter (BPF), 25 ... OTDR processing device.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀口 常雄 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 佐藤 俊哉 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−322698（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−277220（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−65932（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−76151（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−76156（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01M 11/00 - 11/02 G01J 1/00 G01K 11/12 G02B 6/00 G02F 1/35 - 1/39 G02F 2/00 - 2/02 H04B 10/08 H04B 17/00 - 17/02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Tsuneo Horiguchi 1-1-6 Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Toshiya Sato 1-16-1 Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Japan (56) References JP-A-5-322698 (JP, A) JP-A-1-277220 (JP, A) JP-A-3-65932 (JP, A) JP-A-8-76151 ( JP, A) JP-A-8-76156 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01M 11/00-11/02 G01J 1/00 G01K 11/12 G02B 6 / 00 G02F 1/35-1/39 G02F 2/00-2/02 H04B 10/08 H04B 17/00-17/02
Claims (1)
射し、該光ファイバから出射する後方散乱光からＯＴＤ
Ｒ波形を求めるＯＴＤＲ測定装置であって、 数ｋＨｚの波長の連続光を出射する狭線幅光源と、 該狭線幅光源から出射される光を連続光と局発光に分岐
する光分岐手段と、 数Ｗの光強度のパルス光を出射する高出力パルス光源
と、 該高出力パルス光源から出力されるパルス光と前記光分
岐手段により分岐された連続光とを合波する光合波手段
と、 非線形屈折率を有し、前記合波光のうち連続光のみの周
波数をシフトさせつつ該連続光をラマン増幅させ、この
増幅かつ周波数シフトされた連続光を含む合波光を被測
定光ファイバの入射端に入射する周波数シフト手段と、 該被測定光ファイバから出力する後方散乱光と前記光分
岐手段により分岐された局発光とを合波し出射する光合
波手段と、 該光合波手段から出射する光を受光し、前記後方散乱光
と前記局発光との周波数差に相当するビート信号を出力
する受光器と、 該ビート信号よりＯＴＤＲ波形を求めるＯＴＤＲ処理手
段とを備えたことを特徴とするＯＴＤＲ測定装置。(57) [Claim 1] OTD is performed based on backscattered light emitted from the optical fiber by inputting light having a frequency shifted to the optical fiber.
An OTDR measuring device for obtaining an R waveform, comprising: a narrow line light source that emits continuous light having a wavelength of several kHz; and a light branching unit that branches light emitted from the narrow line light source into continuous light and local light. A high-power pulse light source that emits pulse light having a light intensity of several W, an optical multiplexing unit that multiplexes the pulse light output from the high-power pulse light source and the continuous light branched by the optical branching unit, It has a non-linear refractive index, and the circumference of only the continuous light of the combined light.
Raman amplifies the continuous light while shifting the wave number.
Measures multiplexed light including amplified and frequency-shifted continuous light
Frequency shifting means for entering the input end of the constant optical fiber; optical multiplexing means for multiplexing and emitting backscattered light output from the measured optical fiber and local light branched by the optical branching means; A light receiver that receives light emitted from the means and outputs a beat signal corresponding to a frequency difference between the backscattered light and the local light; and OTDR processing means for obtaining an OTDR waveform from the beat signal. OTDR measurement device characterized by the following.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32100394A JP3465973B2 (en) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | OTDR measurement device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32100394A JP3465973B2 (en) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | OTDR measurement device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08179386A JPH08179386A (en) | 1996-07-12 |
| JP3465973B2 true JP3465973B2 (en) | 2003-11-10 |
Family
ID=18127707
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32100394A Expired - Fee Related JP3465973B2 (en) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | OTDR measurement device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3465973B2 (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000330082A (en) * | 1999-05-19 | 2000-11-30 | Advantest Corp | Optical pulse generator |
| CN101839698B (en) * | 2010-04-30 | 2012-04-25 | 南京大学 | BOTDR (Brillouin Optical Time Domain Reflectometer) for calibrating optical power of reference light and calibrating method thereof |
| WO2014104038A1 (en) * | 2012-12-26 | 2014-07-03 | 国立大学法人東京農工大学 | Wavelength conversion device |
| CN103115895B (en) * | 2013-01-21 | 2015-11-25 | 中国计量学院 | Sensor fibre refractive index multi-point detection method and device is bored based on drawing of optical time domain reflection technology |
| GB202020409D0 (en) * | 2020-12-22 | 2021-02-03 | Optasense Holdings Ltd | Fibre optic sensing |
-
1994
- 1994-12-22 JP JP32100394A patent/JP3465973B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08179386A (en) | 1996-07-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3033677B2 (en) | Optical fiber characteristics measurement device | |
| US7283216B1 (en) | Distributed fiber sensor based on spontaneous brilluoin scattering | |
| JPH11160200A (en) | Distribution type sensor device nd distribution type sensing method | |
| EP1258719A1 (en) | Polarization mode dispersion measuring device and polarization mode dispersion measuring method | |
| JP6866815B2 (en) | Optical fiber strain measuring device and optical fiber strain measuring method | |
| JP3031878B2 (en) | Laser line width measurement device using stimulated Brillouin scattering | |
| JP3306819B2 (en) | Optical pulse tester | |
| JP3465973B2 (en) | OTDR measurement device | |
| JP3408789B2 (en) | Method and apparatus for measuring backscattered light | |
| JP3237745B2 (en) | Strain / temperature distribution measuring method and its measuring device | |
| JP2575794B2 (en) | Optical fiber characteristics evaluation device | |
| JP3124184B2 (en) | Optical fiber temperature distribution measurement method | |
| JP3236661B2 (en) | Optical pulse tester | |
| JP3152314B2 (en) | Method and apparatus for measuring backscattered light | |
| JP2019060666A (en) | Optical fiber sensing system and optical fiber sensing method | |
| JP2000081374A (en) | Method and device for measuring wavelength dispersion | |
| JP3250587B2 (en) | Chromatic dispersion measurement device | |
| US6959150B2 (en) | Optical method and system for measuring in-band crosstalk in Raman amplifiers | |
| JPS6221035A (en) | Tester for optical fiber | |
| JP2731320B2 (en) | Optical pulse tester | |
| JP3231117B2 (en) | Measurement method of nonlinear refractive index of optical fiber | |
| JP3250586B2 (en) | Chromatic dispersion measurement device | |
| KR100348900B1 (en) | Supervisory System for Wavelength division multiplexing channel | |
| JP2008209214A (en) | Light sampling apparatus | |
| JPH08184502A (en) | Light waveform measuring equipment |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070829 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080829 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |