JP3770527B2 - 光パルス試験装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、試験対象の光ファイバ線路に光パルスを入射し、その戻り光を受光して、光ファイバ線路の伝送特性を測定する光パルス試験装置において、光ファイバ線路の評価を容易にするための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバ線路の障害、劣化等の有無を調べるために従来より光パルス試験装置が用いられている。
【０００３】
光パルス試験装置は、光ファイバ線路を用いた通信システムが使用する光と等しい波長の光パルスを、試験対象の光ファイバ線路の一端に入射してから所定時間が経過するまでの間、この光ファイバ線路の一端側に戻ってくる光の強度を検出し、その強度の時間（距離に換算できる）に対する変化を示す波形を表示装置の画面に表示して光ファイバ線路の伝送特性を観測できるようにしている。
【０００４】
ところが、近年では、光ファイバ線路を用いて波長が異なる光を多重伝送する通信システムが出現している。
【０００５】
このような通信システムの光ファイバ線路を試験するために、波長の異なる光パルスを光ファイバ線路に選択的に入射できるようにするとともに、操作部の操作によって光ファイバ線路に入射する光パルスの波長を切り換えて各波長毎の波形データを取得し、取得した各波長毎の波形データを操作部の操作で選択的に表示できるようにしていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記のような従来の光パルス試験装置では、波長の切り換えを操作部の操作によって行わなければならないため操作が煩雑となり、しかも、取得した各波長毎の波形データを操作部の切り換え操作で順次切り換えて観測しなければならず、波長の違いによる光ファイバ線路の特性の差が把握しにくいという問題があった。
【０００８】
本発明は、この問題を解決し、操作が簡単で、波長の違いによる光ファイバ線路の特性の差が容易に把握できるようにするとともに、波長が異なるイベントのうち共通の位置で発生したイベントが判るように表示することで、ファイバ線路上の異常箇所を速やかに把握できるようにした光パルス試験装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の請求項１の光パルス試験装置は、
試験対象の光ファイバ線路の一端を接続するための接続端子（２０ａ）と、
異なる波長の光パルスを選択的に出射できるように形成され、該光パルスを前記接続端子を介して前記光ファイバ線路の一端に入射する光パルス発生手段（２４）と、
前記光ファイバ線路から前記接続端子側に入射される光を受光し、該受光した光の強度に応じた受光信号を出力する受光器（３０）と、
前記受光器から出力される受光信号をサンプリングしてディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器（３１）と、
データを記憶するためのメモリ（３２）と、
前記光パルス発生手段から前記光ファイバ線路の一端に一つの光パルスが入射されてから所定時間が経過するまでの間に前記Ａ／Ｄ変換器から出力される一連のディジタル値を、前記光ファイバ線路の伝送特性を表す波形データとして前記メモリの前記光パルスの波長に対応する領域に記憶するデータ書込手段（３３）と、
予め設定された測定スケジュールにしたがって、前記光パルス発生手段が前記光ファイバ線路の一端に入射する光パルスの波長を切り換え、各波長毎の波形データを前記メモリに記憶させる測定制御手段（３５）と、
前記メモリに記憶された各波長毎の波形データに基づいて、少なくとも前記光ファイバ線路を一端側から他端側に進む光の強度が局所的に変化している位置をイベント発生位置として各波長毎に求め、該各波長毎のイベント発生位置における光ファイバ線路の特性値を算出するイベント検出手段（４２）と、
表示装置（２２）と、
前記表示装置の第１の表示領域に距離軸と光の強度軸とからなる直交座標を表示するとともに、該座標上に前記メモリに記憶された各波長毎の波形データを一括表示する波形表示手段（４１）と、
前記表示装置の前記第１の表示領域と異なる第２の表示領域に、前記イベント検出手段によって検出された各波長毎のイベント発生位置および該各波長毎のイベント発生位置における特性値を一覧表示するイベント表示手段（４６）と、
前記イベント検出手段によって検出された各波長毎のイベント発生位置のうち、波長が異なりその発生位置が所定距離範囲内にあるイベントの波形パターンを比較し、該波形パターンが一致するか否かを判定する波形比較手段（４３）とを備え、
前記イベント表示手段は、前記波形比較手段によって波形パターンが一致すると判定された複数のイベントが、光ファイバ線路の同一位置で発生している共通のイベントであることを認識できるように表示することを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明を適用した実施形態の光パルス試験装置２０の概略の外観図、図２は、光パルス試験装置２０の全体構成を示している。
【００１３】
図１に示しているように、この光パルス試験装置２０は、略矩形の偏平な筐体上面側に試験対象の光ファイバ線路を接続するための接続端子２０ａが設けられ、前面側に操作部２１と液晶型の表示装置２２が設けられている。
【００１４】
接続端子２０ａは、図２に示しているように、試験対象の光ファイバ線路１の一端側を外部からコネクタ接続できるように構成されたものであり、この接続端子２０ａには、３つのポートを有する方向性結合器２３の第１ポート２３ａがファイバ接続されている。
【００１５】
方向性結合器２３は、第２ポート２３ｂから入射された光を第１ポート２３ａから出射し、第１ポート２３ａから入射された光を第３ポート２３ｃに出射する。
【００１６】
方向性結合器２３の第２ポート２３ｂには光パルス発生部２４がファイバ接続され、第３ポート２３ｃには受光器３０がファイバ接続されている。
【００１７】
光パルス発生部２４は、波長が異なる光パルスを選択的に出射するように構成されたものであり、例えば図３に示すように、波長がそれぞれ異なるレーザ光を出射する３つのレーザダイオード２５、２６、２７と、各レーザダイオード２５〜２７から光パルスを出射させるための駆動パルスを３つのレーザダイオード２５、２６、２７のいずれかに選択的に供給するためのスイッチ２８と、各レーザダイオード２５〜２７から出射された光パルスを方向性結合器２３の第２ポート２３ｂに入射する３対１の合波器２９とによって構成されている。
【００１８】
各レーザダイオード２５〜２７は、それぞれ異なる波長λａ（例えば１５５０ｎｍ）、λｂ（例えば１６２５ｎｍ）、λｃ（例えば１３１０ｎｍ）の光パルスを後述する測定制御回路３５からの駆動パルスに同期して出射する。
【００１９】
なお、ここでは、波長がそれぞれ異なる３つのレーザダイオード２５〜２７に駆動パルスを選択的に供給することで、出射光の波長を切り換えるようにしているが、波長の可変が可能な一つのレーザ光源を制御して、出射光の波長を切り換えるようにしてもよい。
【００２０】
スイッチ２８は、測定制御回路３５からの切り換え信号によって切り換えられる。
【００２１】
また、方向性結合器２３の第３ポート２３ｃに接続された受光器３０は、前記波長λａ、λｂ、λｃの光に対してほぼ同等の感度を有するアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）等の受光素子によって構成されており、接続端子２０ａに接続された光ファイバ線路１から戻ってくる光を方向性結合器２３を介して受光し、その光の強度に対応する大きさの受光信号を出力する。
【００２２】
受光器３０から出力される受光信号は、Ａ／Ｄ変換器３１によって所定周期でサンプリングされてディジタルのデータに順次変換される。このＡ／Ｄ変換器３１は、測定制御回路３５から出力されるサンプリングクロックを受けてサンプリングを行う。
【００２３】
メモリ３２は、光パルスが接続端子２０ａに出射されてから所定時間（観測レンジによって決まる）が経過するまでの間に、Ａ／Ｄ変換器３１から出力される複数（Ｋ）のデータを記憶するためのものであり、前記光パルスの波長に対応する３つの記憶領域３２ａ〜３２ｃを有している。ここで、記憶領域３２ａ〜３２ｃのアドレス範囲は、それぞれＡａ（１）〜Ａａ（Ｋ）、Ａｂ（１）〜Ａｂ（Ｋ）、Ａｃ（１）〜Ａｃ（Ｋ）とする。なお、データ数Ｋは、観測レンジとサンプリングクロックの周期によって決まる。
【００２４】
Ａ／Ｄ変換器３１から出力されたデータは、データ書込手段３３によってメモリ３２に記憶される。
【００２５】
このデータ書込手段３３は、Ａ／Ｄ変換器３１から出力されたデータの平均化に必要な加算処理を行いながらメモリ３２に対するデータの書込処理を行う。
【００２６】
即ち、波長λａ、λｂ、λｃのうちのある波長λｉの光パルスが接続端子２０ａに出射されてから所定時間が経過するまでの間にＡ／Ｄ変換器３１から出力されるＫ個のデータＤｉ（１）〜Ｄｉ（Ｋ）と、メモリ３２の波長λｉに対応する領域のアドレスＡｉ（１）〜Ａｉ（Ｋ）にそれぞれ記憶されているデータＤｔｉ（１）〜Ｄｔｉ（Ｋ）（測定開始時の初期値は全て０である）とをそれぞれ加算し、その各加算結果、Ｄｉ（１）＋Ｄｔｉ（１）、Ｄｉ（２）＋Ｄｔｉ（２）、……、Ｄｉ（Ｋ）＋Ｄｔｉ（Ｋ）で各アドレスＡｉ（１）〜Ａｉ（Ｋ）の記憶値を更新するという動作を、各波長について予め設定された平均化回数Ｎだけ行う。なお、平均化回数Ｎが１の場合には、最初に取得したデータＤｉ（１）〜Ｄｉ（Ｋ）のみがアドレスＡｉ（１）〜Ａｉ（Ｋ）に記憶される。
【００２７】
このデータ書込手段３３は、測定制御回路３５からのアドレス信号に基づいて上記処理を行う。
【００２８】
測定制御回路３５は、後述する測定条件設定手段３７によって予め設定された情報に基づいて、駆動パルスのパルス幅を設定するとともに、測定開始指示手段３８からの開始信号を受けると、予め設定された測定スケジュールにしたがって、光パルス発生部２４に出射波長を指定して駆動パルスを出力して光パルスを試験対象の光ファイバ線路１に入射させ、Ａ／Ｄ変換器３１にサンプリングクロックを出力して受光信号をサンプリングさせ、データ書込手段３３に対するアドレス信号を可変して、メモリ３２にデータを記憶させる。
【００２９】
測定条件設定手段３７は、前記操作部２１の操作によって指定された測定パラメータおよび測定スケジュールを設定するためのものである。
【００３０】
ここで、指定可能な測定パラメータは、波長、パルス幅、平均化数、観測レンジ（サンプリングクロックの周期と光パルス１個当たりのサンプリング回数で決まる）等がある。また、測定スケジュールは主に波長の切り換え順の指定等である。
【００３１】
測定開始指示手段３８は、操作部２１が特定操作されたときに、測定制御回路３５に対して測定の開始を指示する。
【００３２】
距離データ算出手段４０は、測定時にＡ／Ｄ変換器３１がサンプリングしたデータが、光ファイバ線路１のどの位置から戻ってきた光によるものかを対応づけるために、Ａ／Ｄ変換器３１の各サンプリングタイミングにそれぞれ対応する光ファイバ線路１の一端からの距離を求める。
【００３３】
この距離の演算は各波長毎に行う必要がある。即ち、光ファイバ線路１を通過する光の速度は、光ファイバ線路１の屈折率に依存しており、この屈折率は同一の光ファイバでも通過する光の波長によって異なる。
【００３４】
したがって、ある波長の光パルスが光ファイバ線路１に出射されてから一定時間Ｔ後にＡ／Ｄ変換器３１から出力されるデータに対応する光の戻り位置と、異なる波長の光パルスが光ファイバ線路１に出射されてから一定時間Ｔ後にＡ／Ｄ変換器３１から出力されるデータに対応する光の戻り位置は異なっている。
【００３５】
このために、距離データ算出手段４０では、各サンプリンタイミング毎の距離を波長毎に算出している。ただし、このように距離を算出しても、光ファイバ線路１の波長に対する屈折率にはバラツキがあるため、算出した距離にも誤差が含まれている。
【００３６】
波形表示手段４１は、後述する表示モード設定手段４７によって一括表示が指定されているときには、表示装置２２の第１の表示領域に縦軸がレベル、横軸が距離の直交座標を表示するとともに、この直交座標上に、メモリ３２に記憶された各波形データを距離データ算出手段４０によって算出された各波長毎の距離データに基づいて一括表示する。なお、この一括表示の場合、各波形データを区別できるように色や線種を変えて表示している。
【００３７】
また、表示モード設定手段４７によって個別表示が指定されているときには、操作部２１の操作で指定された波形データを直交座標上に表示する。
【００３８】
イベント検出手段４２は、メモリ３２に記憶された各波形データについて、少なくとも光ファイバ線路１中のファイバ融着接続点、ファイバコネクタ接続点、切断発生点、末端等のように、光の強度が局所的に変化している位置をイベント発生位置として検出し、そのイベントの種類（主に、ファイバコネクタ接続点や切断発生点、末端点のように反射を伴う減衰かファイバ融着接続点のように反射を伴わない減衰）、イベント発生位置における損失量、反射率（リターンロス）等の特性値を算出している。
【００３９】
なお、このイベント検出手段４２は、前記した特性値以外にファイバ接続点の間の線路の平均減衰量、口元から末端までの総損失量等の特性値等も各波長毎に算出している。
【００４０】
また、波形比較手段４３は、各波形データについて検出されたイベント発生位置について、例えば図４に示すように、所定距離Ｌの範囲内（例えば３０ｍ以内）でともに発生しているイベントの波形Ｈａ、Ｈｂ、Ｈｃのパターンを比較し、これらのパターンが一致している場合にはそれらのイベントが光ファイバ線路１の共通の位置で発生したものであることを示す情報を出力する。このパターンの比較は、各波形Ｈａ、Ｈｂ、Ｈｃの一つを基準にし、他の波形を距離（時間）方向およびレベル方向にずらして相関がとれたときにパターンが一致したと判定する。
【００４１】
許容範囲設定手段４４は、操作部２１の操作によって特性値の許容範囲を設定するためのものである。
【００４２】
また、特性値判定手段４５は、イベント検出手段４２が検出したイベントの特性値が許容範囲設定手段４４に設定された許容範囲内にあるか否かを判定する。
【００４３】
イベント表示手段４６は、表示モード設定手段４７によって一括表示が指定されているときには、各波形データについて検出されたイベントの番号、発生位置、イベントの種類、その特性値、使用波長等を、表示装置２２の前記第１の表示領域と異なる第２の表示領域に一覧表示する。
【００４４】
また、表示モード設定手段４７によって個別表示が指定されている場合には、操作部２１の操作で指定された波形データについて検出されたイベントの番号、発生位置、イベントの種類、その特性値、使用波長を第２の表示領域に一覧表示する。
【００４５】
また、このイベント表示手段４６は、一括表示の場合に、波形比較手段４３において波形パターンが一致したと判定されたイベントについては、そのイベント番号を共通にして、これらのイベントが光ファイバ線路１の共通の位置で発生したものであると認識できるようにしている。
【００４６】
また、イベント表示手段４６は、特性値判定手段４５によって許容範囲を超えていると判定された特性値について、少なくともその特性値を他の特性値と区別できるように表示する。
【００４７】
この区別表示は、特性値の他に、例えばイベント番号あるいはそのイベント欄全体を他のイベント番号あるいはイベント欄と区別できるように表示することもできる。また、この区別は、文字と背景の反転表示、色分け表示、点滅表示、下線や囲み線の付加あるいは特定の警告マークの付加等のいずれであってもよい。なお、この区別表示は、表示モード設定手段４７による指定とは無関係に行われる。
【００４８】
表示モード設定手段４７は、操作部２１の操作によって表示装置２２に表示する波形データおよびイベントの一覧を、全ての波長について一括に表示させるか、波長毎に個別に表示させるかを設定するためのものであり、個別表示が指定された場合には、表示する波形データおよびイベント一覧を操作部２１の操作によって指定できるようにしている。
【００４９】
次に、この光パルス試験装置２０の動作の一例を説明する。
予め、測定条件設定手段３７により所定の測定パラメータが設定され、且つ、光パルスの波長をλａ、λｂ、λｃの順に切り換えて測定を行うスケジュールが設定されているものとし、表示モード設定手段４７により一括表示が指定されているものとする。
【００５０】
この状態で測定の開始が指示されると、測定制御回路３５は、光パルス発生部２４に対し、λａの波長を指定してから所定幅の駆動パルスを出力する。
【００５１】
この駆動パルスを受けた光パルス発生部２４は、駆動パルスに同期した波長λａの光パルスを光ファイバ線路１の一端側に入射する。
【００５２】
そして、この入射された光パルスによるファイバ線路１内の散乱光等が光ファイバ線路１の一端側に戻り受光器３０で受光され、その受光信号が所定周期でサンプリングされてディジタルのデータに変換され、メモリ３２の領域３２ａにアドレス順に記憶される。
【００５３】
予め設定された観測レンジに対応する個数のデータがメモリ３２の領域３２ａに記憶されると、測定制御回路３５は、光パルス発生部２４に対して２個目の駆動パルスを出力して、この駆動パルスに同期した波長λａの光パルスを光ファイバ線路１に入射させ、その戻り光について得られたデータで、メモリ３２の領域３２ａのデータを加算更新する。
【００５４】
以下同様の処理を繰り返し行い、Ｎ個目の光パルスについてのデータによるメモリ３２の領域３２ａのデータ更新が行われて波長λａについての平均化された波形データが得られると、測定制御回路３５は、光パルス発生部２４に対して波長λｂを指定して前記同様の処理を行わせて、メモリ３２の領域３２ｂに波長λｂについての平均化された波形データを記憶させ、続いて、光パルス発生部２４に対して波長λｃを指定して前記同様の処理を行わせて、メモリ３２の領域３２ｃに波長λｃについての平均化された波形データを記憶させる。
【００５５】
このようにして各波長毎の平均化された波形データがメモリ３２に記憶されると、距離データ算出手段４０では、各サンプリンタイミング毎の距離を波長毎に算出する。
【００５６】
また、波形表示手段４１によって、例えば図５に示しているように、表示装置２２の第１の表示領域Ｅ１に縦軸がレベル、横軸が距離の直交座標が表示され、その直交座標上に、メモリ３２に記憶された各波形データＦａ、Ｆｂ、Ｆｃがそれぞれ区別できるように一括表示される。
【００５７】
なお、メモリ３２に記憶された波形データは、Ｎ回の加算によって得られたものであるから、レベルを絶対量で表示するような場合には、メモリ３２のデータを平均化回数Ｎで除算して表示する必要かあるが、相対量で表示する場合にはメモリ３２のデータをそのまま表示してもよい。
【００５８】
また、メモリ３２に記憶され各波形データに基づいて、イベント発生位置が検出され、そのイベントの種類（主に、ファイバコネクタ接続点、切断発生点、末端点のように反射を伴う減衰かファイバ融着接続点のように反射を伴わない減衰）、イベント発生位置における損失量、反射率（リターンロス）等の特性値が算出され、さらに、波長が異なるイベントについて光ファイバ線路１の共通の位置で発生したものが検出され、また、検出されたイベントの特性値が許容範囲設定手段４４に設定された許容範囲内にあるか否かが判定される。
【００５９】
そして、図５に示しているように、表示装置２２の第２の表示領域Ｅ２に、各波形データについて検出されたイベントの番号、発生位置（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）、イベントの種類（Ｔｙｐｅ）、その特性値〔Ｓｐｌｉｃｅ（接続損失）、Ｒ．Ｌｏｓｓ（リターンロス）〕、使用波長（λ）等が一覧表示される。
【００６０】
このとき、光ファイバ線路１の共通の位置で発生しているイベントについては、共通のイベント番号（この場合０１、０２）が付される。また、許容範囲を超えていると判定された特性値（この場合１．５２）およびそのイベントの番号（０２）は、図５のように反転表示されて他の特性値およびイベント番号と区別される。
【００６１】
なお、表示装置２２の第３の表示領域Ｅ３には、共通の測定パラメータ、例えば観測レンジ、平均化回数、パルス幅等が表示される。
【００６２】
以上のように、この実施形態の光パルス試験装置２０は、異なる波長の光パルスによる測定を予め指定した順序にしたがって自動的に行うとともに、その測定によって得られた各波長毎の波形データと、各波長毎のイベントの一覧とを同一画面上に一括表示しているので、波長の違いによる光ファイバ線路の特性の差がきわめて容易に把握できる。
【００６３】
また、波長が異なるイベントのうち所定距離範囲内に発生しているイベントの波形パターンを比較して、そのパターンが一致した場合には、これらのイベントが光ファイバ線路１の共通の位置で発生したものであることが判るように表示しているので、波長の違いによるイベント発生位置の表示ずれによる誤った判断を防止することができ、光ファイバ線路１の特性を正しく評価できる。
【００６４】
さらに、イベント発生位置における特性値のうち、予め設定した許容範囲を超える特性値については、少なくともその特性値を他の特性値と区別できるように表示したので、イベント一覧の表示上で異常箇所を速やかに把握することができる。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光パルス試験装置は、異なる波長の光パルスによる測定を予め指定した順序にしたがって自動的に行うとともに、その測定によって得られた各波長毎の波形データと、各波長毎のイベントの一覧とを同一画面上に一括表示しているので、波長の違いによる光ファイバ線路の特性の差がきわめて容易に把握できる。
【００６６】
また、波長が異なるイベントのうち所定距離範囲内に発生しているイベントの波形パターンを比較して、そのパターンが一致した場合には、これらのイベントが光ファイバ線路の共通の位置で発生したものであることが判るように表示しているので、波長の違いによるイベント発生位置のずれによる誤った判断を防止することができ、光ファイバ線路の特性を正しく評価できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の概略正面図
【図２】実施形態の構成を示すブロック図
【図３】要部の構成例を示す図
【図４】要部の動作を説明するための図
【図５】測定結果の表示例を示す図
【符号の説明】
２０ 光パルス試験装置
２０ａ 接続端子
２１ 操作部
２２ 表示装置
２３ 方向性結合器
２４ 光パルス発生部
３０ 受光器
３１ Ａ／Ｄ変換器
３２ メモリ
３３ データ書込手段
３５ 測定制御回路
３７ 測定条件設定手段
３８ 測定開始指示手段
４０ 距離データ算出手段
４１ 波形表示手段
４２ イベント検出手段
４３ 波形比較手段
４４ 許容範囲設定手段
４５ 特性値判定手段
４７ 表示モード設定手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、試験対象の光ファイバ線路に光パルスを入射し、その戻り光を受光して、光ファイバ線路の伝送特性を測定する光パルス試験装置において、光ファイバ線路の評価を容易にするための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバ線路の障害、劣化等の有無を調べるために従来より光パルス試験装置が用いられている。
【０００３】
光パルス試験装置は、光ファイバ線路を用いた通信システムが使用する光と等しい波長の光パルスを、試験対象の光ファイバ線路の一端に入射してから所定時間が経過するまでの間、この光ファイバ線路の一端側に戻ってくる光の強度を検出し、その強度の時間（距離に換算できる）に対する変化を示す波形を表示装置の画面に表示して光ファイバ線路の伝送特性を観測できるようにしている。
【０００４】
ところが、近年では、光ファイバ線路を用いて波長が異なる光を多重伝送する通信システムが出現している。
【０００５】
このような通信システムの光ファイバ線路を試験するために、波長の異なる光パルスを光ファイバ線路に選択的に入射できるようにするとともに、操作部の操作によって光ファイバ線路に入射する光パルスの波長を切り換えて各波長毎の波形データを取得し、取得した各波長毎の波形データを操作部の操作で選択的に表示できるようにしていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記のような従来の光パルス試験装置では、波長の切り換えを操作部の操作によって行わなければならないため操作が煩雑となり、しかも、取得した各波長毎の波形データを操作部の切り換え操作で順次切り換えて観測しなければならず、波長の違いによる光ファイバ線路の特性の差が把握しにくいという問題があった。
【０００８】
本発明は、この問題を解決し、操作が簡単で、波長の違いによる光ファイバ線路の特性の差が容易に把握できるようにするとともに、波長が異なるイベントのうち共通の位置で発生したイベントが判るように表示することで、ファイバ線路上の異常箇所を速やかに把握できるようにした光パルス試験装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の請求項１の光パルス試験装置は、
試験対象の光ファイバ線路の一端を接続するための接続端子（２０ａ）と、
異なる波長の光パルスを選択的に出射できるように形成され、該光パルスを前記接続端子を介して前記光ファイバ線路の一端に入射する光パルス発生手段（２４）と、
前記光ファイバ線路から前記接続端子側に入射される光を受光し、該受光した光の強度に応じた受光信号を出力する受光器（３０）と、
前記受光器から出力される受光信号をサンプリングしてディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器（３１）と、
データを記憶するためのメモリ（３２）と、
前記光パルス発生手段から前記光ファイバ線路の一端に一つの光パルスが入射されてから所定時間が経過するまでの間に前記Ａ／Ｄ変換器から出力される一連のディジタル値を、前記光ファイバ線路の伝送特性を表す波形データとして前記メモリの前記光パルスの波長に対応する領域に記憶するデータ書込手段（３３）と、
予め設定された測定スケジュールにしたがって、前記光パルス発生手段が前記光ファイバ線路の一端に入射する光パルスの波長を切り換え、各波長毎の波形データを前記メモリに記憶させる測定制御手段（３５）と、
前記メモリに記憶された各波長毎の波形データに基づいて、少なくとも前記光ファイバ線路を一端側から他端側に進む光の強度が局所的に変化している位置をイベント発生位置として各波長毎に求め、該各波長毎のイベント発生位置における光ファイバ線路の特性値を算出するイベント検出手段（４２）と、
表示装置（２２）と、
前記表示装置の第１の表示領域に距離軸と光の強度軸とからなる直交座標を表示するとともに、該座標上に前記メモリに記憶された各波長毎の波形データを一括表示する波形表示手段（４１）と、
前記表示装置の前記第１の表示領域と異なる第２の表示領域に、前記イベント検出手段によって検出された各波長毎のイベント発生位置および該各波長毎のイベント発生位置における特性値を一覧表示するイベント表示手段（４６）と、
前記イベント検出手段によって検出された各波長毎のイベント発生位置のうち、波長が異なりその発生位置が所定距離範囲内にあるイベントの波形パターンを比較し、該波形パターンが一致するか否かを判定する波形比較手段（４３）とを備え、
前記イベント表示手段は、前記波形比較手段によって波形パターンが一致すると判定された複数のイベントが、光ファイバ線路の同一位置で発生している共通のイベントであることを認識できるように表示することを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明を適用した実施形態の光パルス試験装置２０の概略の外観図、図２は、光パルス試験装置２０の全体構成を示している。
【００１３】
図１に示しているように、この光パルス試験装置２０は、略矩形の偏平な筐体上面側に試験対象の光ファイバ線路を接続するための接続端子２０ａが設けられ、前面側に操作部２１と液晶型の表示装置２２が設けられている。
【００１４】
接続端子２０ａは、図２に示しているように、試験対象の光ファイバ線路１の一端側を外部からコネクタ接続できるように構成されたものであり、この接続端子２０ａには、３つのポートを有する方向性結合器２３の第１ポート２３ａがファイバ接続されている。
【００１５】
方向性結合器２３は、第２ポート２３ｂから入射された光を第１ポート２３ａから出射し、第１ポート２３ａから入射された光を第３ポート２３ｃに出射する。
【００１６】
方向性結合器２３の第２ポート２３ｂには光パルス発生部２４がファイバ接続され、第３ポート２３ｃには受光器３０がファイバ接続されている。
【００１７】
光パルス発生部２４は、波長が異なる光パルスを選択的に出射するように構成されたものであり、例えば図３に示すように、波長がそれぞれ異なるレーザ光を出射する３つのレーザダイオード２５、２６、２７と、各レーザダイオード２５〜２７から光パルスを出射させるための駆動パルスを３つのレーザダイオード２５、２６、２７のいずれかに選択的に供給するためのスイッチ２８と、各レーザダイオード２５〜２７から出射された光パルスを方向性結合器２３の第２ポート２３ｂに入射する３対１の合波器２９とによって構成されている。
【００１８】
各レーザダイオード２５〜２７は、それぞれ異なる波長λａ（例えば１５５０ｎｍ）、λｂ（例えば１６２５ｎｍ）、λｃ（例えば１３１０ｎｍ）の光パルスを後述する測定制御回路３５からの駆動パルスに同期して出射する。
【００１９】
なお、ここでは、波長がそれぞれ異なる３つのレーザダイオード２５〜２７に駆動パルスを選択的に供給することで、出射光の波長を切り換えるようにしているが、波長の可変が可能な一つのレーザ光源を制御して、出射光の波長を切り換えるようにしてもよい。
【００２０】
スイッチ２８は、測定制御回路３５からの切り換え信号によって切り換えられる。
【００２１】
また、方向性結合器２３の第３ポート２３ｃに接続された受光器３０は、前記波長λａ、λｂ、λｃの光に対してほぼ同等の感度を有するアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）等の受光素子によって構成されており、接続端子２０ａに接続された光ファイバ線路１から戻ってくる光を方向性結合器２３を介して受光し、その光の強度に対応する大きさの受光信号を出力する。
【００２２】
受光器３０から出力される受光信号は、Ａ／Ｄ変換器３１によって所定周期でサンプリングされてディジタルのデータに順次変換される。このＡ／Ｄ変換器３１は、測定制御回路３５から出力されるサンプリングクロックを受けてサンプリングを行う。
【００２３】
メモリ３２は、光パルスが接続端子２０ａに出射されてから所定時間（観測レンジによって決まる）が経過するまでの間に、Ａ／Ｄ変換器３１から出力される複数（Ｋ）のデータを記憶するためのものであり、前記光パルスの波長に対応する３つの記憶領域３２ａ〜３２ｃを有している。ここで、記憶領域３２ａ〜３２ｃのアドレス範囲は、それぞれＡａ（１）〜Ａａ（Ｋ）、Ａｂ（１）〜Ａｂ（Ｋ）、Ａｃ（１）〜Ａｃ（Ｋ）とする。なお、データ数Ｋは、観測レンジとサンプリングクロックの周期によって決まる。
【００２４】
Ａ／Ｄ変換器３１から出力されたデータは、データ書込手段３３によってメモリ３２に記憶される。
【００２５】
このデータ書込手段３３は、Ａ／Ｄ変換器３１から出力されたデータの平均化に必要な加算処理を行いながらメモリ３２に対するデータの書込処理を行う。
【００２６】
即ち、波長λａ、λｂ、λｃのうちのある波長λｉの光パルスが接続端子２０ａに出射されてから所定時間が経過するまでの間にＡ／Ｄ変換器３１から出力されるＫ個のデータＤｉ（１）〜Ｄｉ（Ｋ）と、メモリ３２の波長λｉに対応する領域のアドレスＡｉ（１）〜Ａｉ（Ｋ）にそれぞれ記憶されているデータＤｔｉ（１）〜Ｄｔｉ（Ｋ）（測定開始時の初期値は全て０である）とをそれぞれ加算し、その各加算結果、Ｄｉ（１）＋Ｄｔｉ（１）、Ｄｉ（２）＋Ｄｔｉ（２）、……、Ｄｉ（Ｋ）＋Ｄｔｉ（Ｋ）で各アドレスＡｉ（１）〜Ａｉ（Ｋ）の記憶値を更新するという動作を、各波長について予め設定された平均化回数Ｎだけ行う。なお、平均化回数Ｎが１の場合には、最初に取得したデータＤｉ（１）〜Ｄｉ（Ｋ）のみがアドレスＡｉ（１）〜Ａｉ（Ｋ）に記憶される。
【００２７】
このデータ書込手段３３は、測定制御回路３５からのアドレス信号に基づいて上記処理を行う。
【００２８】
測定制御回路３５は、後述する測定条件設定手段３７によって予め設定された情報に基づいて、駆動パルスのパルス幅を設定するとともに、測定開始指示手段３８からの開始信号を受けると、予め設定された測定スケジュールにしたがって、光パルス発生部２４に出射波長を指定して駆動パルスを出力して光パルスを試験対象の光ファイバ線路１に入射させ、Ａ／Ｄ変換器３１にサンプリングクロックを出力して受光信号をサンプリングさせ、データ書込手段３３に対するアドレス信号を可変して、メモリ３２にデータを記憶させる。
【００２９】
測定条件設定手段３７は、前記操作部２１の操作によって指定された測定パラメータおよび測定スケジュールを設定するためのものである。
【００３０】
ここで、指定可能な測定パラメータは、波長、パルス幅、平均化数、観測レンジ（サンプリングクロックの周期と光パルス１個当たりのサンプリング回数で決まる）等がある。また、測定スケジュールは主に波長の切り換え順の指定等である。
【００３１】
測定開始指示手段３８は、操作部２１が特定操作されたときに、測定制御回路３５に対して測定の開始を指示する。
【００３２】
距離データ算出手段４０は、測定時にＡ／Ｄ変換器３１がサンプリングしたデータが、光ファイバ線路１のどの位置から戻ってきた光によるものかを対応づけるために、Ａ／Ｄ変換器３１の各サンプリングタイミングにそれぞれ対応する光ファイバ線路１の一端からの距離を求める。
【００３３】
この距離の演算は各波長毎に行う必要がある。即ち、光ファイバ線路１を通過する光の速度は、光ファイバ線路１の屈折率に依存しており、この屈折率は同一の光ファイバでも通過する光の波長によって異なる。
【００３４】
したがって、ある波長の光パルスが光ファイバ線路１に出射されてから一定時間Ｔ後にＡ／Ｄ変換器３１から出力されるデータに対応する光の戻り位置と、異なる波長の光パルスが光ファイバ線路１に出射されてから一定時間Ｔ後にＡ／Ｄ変換器３１から出力されるデータに対応する光の戻り位置は異なっている。
【００３５】
このために、距離データ算出手段４０では、各サンプリンタイミング毎の距離を波長毎に算出している。ただし、このように距離を算出しても、光ファイバ線路１の波長に対する屈折率にはバラツキがあるため、算出した距離にも誤差が含まれている。
【００３６】
波形表示手段４１は、後述する表示モード設定手段４７によって一括表示が指定されているときには、表示装置２２の第１の表示領域に縦軸がレベル、横軸が距離の直交座標を表示するとともに、この直交座標上に、メモリ３２に記憶された各波形データを距離データ算出手段４０によって算出された各波長毎の距離データに基づいて一括表示する。なお、この一括表示の場合、各波形データを区別できるように色や線種を変えて表示している。
【００３７】
また、表示モード設定手段４７によって個別表示が指定されているときには、操作部２１の操作で指定された波形データを直交座標上に表示する。
【００３８】
イベント検出手段４２は、メモリ３２に記憶された各波形データについて、少なくとも光ファイバ線路１中のファイバ融着接続点、ファイバコネクタ接続点、切断発生点、末端等のように、光の強度が局所的に変化している位置をイベント発生位置として検出し、そのイベントの種類（主に、ファイバコネクタ接続点や切断発生点、末端点のように反射を伴う減衰かファイバ融着接続点のように反射を伴わない減衰）、イベント発生位置における損失量、反射率（リターンロス）等の特性値を算出している。
【００３９】
なお、このイベント検出手段４２は、前記した特性値以外にファイバ接続点の間の線路の平均減衰量、口元から末端までの総損失量等の特性値等も各波長毎に算出している。
【００４０】
また、波形比較手段４３は、各波形データについて検出されたイベント発生位置について、例えば図４に示すように、所定距離Ｌの範囲内（例えば３０ｍ以内）でともに発生しているイベントの波形Ｈａ、Ｈｂ、Ｈｃのパターンを比較し、これらのパターンが一致している場合にはそれらのイベントが光ファイバ線路１の共通の位置で発生したものであることを示す情報を出力する。このパターンの比較は、各波形Ｈａ、Ｈｂ、Ｈｃの一つを基準にし、他の波形を距離（時間）方向およびレベル方向にずらして相関がとれたときにパターンが一致したと判定する。
【００４１】
許容範囲設定手段４４は、操作部２１の操作によって特性値の許容範囲を設定するためのものである。
【００４２】
また、特性値判定手段４５は、イベント検出手段４２が検出したイベントの特性値が許容範囲設定手段４４に設定された許容範囲内にあるか否かを判定する。
【００４３】
イベント表示手段４６は、表示モード設定手段４７によって一括表示が指定されているときには、各波形データについて検出されたイベントの番号、発生位置、イベントの種類、その特性値、使用波長等を、表示装置２２の前記第１の表示領域と異なる第２の表示領域に一覧表示する。
【００４４】
また、表示モード設定手段４７によって個別表示が指定されている場合には、操作部２１の操作で指定された波形データについて検出されたイベントの番号、発生位置、イベントの種類、その特性値、使用波長を第２の表示領域に一覧表示する。
【００４５】
また、このイベント表示手段４６は、一括表示の場合に、波形比較手段４３において波形パターンが一致したと判定されたイベントについては、そのイベント番号を共通にして、これらのイベントが光ファイバ線路１の共通の位置で発生したものであると認識できるようにしている。
【００４６】
また、イベント表示手段４６は、特性値判定手段４５によって許容範囲を超えていると判定された特性値について、少なくともその特性値を他の特性値と区別できるように表示する。
【００４７】
この区別表示は、特性値の他に、例えばイベント番号あるいはそのイベント欄全体を他のイベント番号あるいはイベント欄と区別できるように表示することもできる。また、この区別は、文字と背景の反転表示、色分け表示、点滅表示、下線や囲み線の付加あるいは特定の警告マークの付加等のいずれであってもよい。なお、この区別表示は、表示モード設定手段４７による指定とは無関係に行われる。
【００４８】
表示モード設定手段４７は、操作部２１の操作によって表示装置２２に表示する波形データおよびイベントの一覧を、全ての波長について一括に表示させるか、波長毎に個別に表示させるかを設定するためのものであり、個別表示が指定された場合には、表示する波形データおよびイベント一覧を操作部２１の操作によって指定できるようにしている。
【００４９】
次に、この光パルス試験装置２０の動作の一例を説明する。
予め、測定条件設定手段３７により所定の測定パラメータが設定され、且つ、光パルスの波長をλａ、λｂ、λｃの順に切り換えて測定を行うスケジュールが設定されているものとし、表示モード設定手段４７により一括表示が指定されているものとする。
【００５０】
この状態で測定の開始が指示されると、測定制御回路３５は、光パルス発生部２４に対し、λａの波長を指定してから所定幅の駆動パルスを出力する。
【００５１】
この駆動パルスを受けた光パルス発生部２４は、駆動パルスに同期した波長λａの光パルスを光ファイバ線路１の一端側に入射する。
【００５２】
そして、この入射された光パルスによるファイバ線路１内の散乱光等が光ファイバ線路１の一端側に戻り受光器３０で受光され、その受光信号が所定周期でサンプリングされてディジタルのデータに変換され、メモリ３２の領域３２ａにアドレス順に記憶される。
【００５３】
予め設定された観測レンジに対応する個数のデータがメモリ３２の領域３２ａに記憶されると、測定制御回路３５は、光パルス発生部２４に対して２個目の駆動パルスを出力して、この駆動パルスに同期した波長λａの光パルスを光ファイバ線路１に入射させ、その戻り光について得られたデータで、メモリ３２の領域３２ａのデータを加算更新する。
【００５４】
以下同様の処理を繰り返し行い、Ｎ個目の光パルスについてのデータによるメモリ３２の領域３２ａのデータ更新が行われて波長λａについての平均化された波形データが得られると、測定制御回路３５は、光パルス発生部２４に対して波長λｂを指定して前記同様の処理を行わせて、メモリ３２の領域３２ｂに波長λｂについての平均化された波形データを記憶させ、続いて、光パルス発生部２４に対して波長λｃを指定して前記同様の処理を行わせて、メモリ３２の領域３２ｃに波長λｃについての平均化された波形データを記憶させる。
【００５５】
このようにして各波長毎の平均化された波形データがメモリ３２に記憶されると、距離データ算出手段４０では、各サンプリンタイミング毎の距離を波長毎に算出する。
【００５６】
また、波形表示手段４１によって、例えば図５に示しているように、表示装置２２の第１の表示領域Ｅ１に縦軸がレベル、横軸が距離の直交座標が表示され、その直交座標上に、メモリ３２に記憶された各波形データＦａ、Ｆｂ、Ｆｃがそれぞれ区別できるように一括表示される。
【００５７】
なお、メモリ３２に記憶された波形データは、Ｎ回の加算によって得られたものであるから、レベルを絶対量で表示するような場合には、メモリ３２のデータを平均化回数Ｎで除算して表示する必要かあるが、相対量で表示する場合にはメモリ３２のデータをそのまま表示してもよい。
【００５８】
また、メモリ３２に記憶され各波形データに基づいて、イベント発生位置が検出され、そのイベントの種類（主に、ファイバコネクタ接続点、切断発生点、末端点のように反射を伴う減衰かファイバ融着接続点のように反射を伴わない減衰）、イベント発生位置における損失量、反射率（リターンロス）等の特性値が算出され、さらに、波長が異なるイベントについて光ファイバ線路１の共通の位置で発生したものが検出され、また、検出されたイベントの特性値が許容範囲設定手段４４に設定された許容範囲内にあるか否かが判定される。
【００５９】
そして、図５に示しているように、表示装置２２の第２の表示領域Ｅ２に、各波形データについて検出されたイベントの番号、発生位置（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）、イベントの種類（Ｔｙｐｅ）、その特性値〔Ｓｐｌｉｃｅ（接続損失）、Ｒ．Ｌｏｓｓ（リターンロス）〕、使用波長（λ）等が一覧表示される。
【００６０】
このとき、光ファイバ線路１の共通の位置で発生しているイベントについては、共通のイベント番号（この場合０１、０２）が付される。また、許容範囲を超えていると判定された特性値（この場合１．５２）およびそのイベントの番号（０２）は、図５のように反転表示されて他の特性値およびイベント番号と区別される。
【００６１】
なお、表示装置２２の第３の表示領域Ｅ３には、共通の測定パラメータ、例えば観測レンジ、平均化回数、パルス幅等が表示される。
【００６２】
以上のように、この実施形態の光パルス試験装置２０は、異なる波長の光パルスによる測定を予め指定した順序にしたがって自動的に行うとともに、その測定によって得られた各波長毎の波形データと、各波長毎のイベントの一覧とを同一画面上に一括表示しているので、波長の違いによる光ファイバ線路の特性の差がきわめて容易に把握できる。
【００６３】
また、波長が異なるイベントのうち所定距離範囲内に発生しているイベントの波形パターンを比較して、そのパターンが一致した場合には、これらのイベントが光ファイバ線路１の共通の位置で発生したものであることが判るように表示しているので、波長の違いによるイベント発生位置の表示ずれによる誤った判断を防止することができ、光ファイバ線路１の特性を正しく評価できる。
【００６４】
さらに、イベント発生位置における特性値のうち、予め設定した許容範囲を超える特性値については、少なくともその特性値を他の特性値と区別できるように表示したので、イベント一覧の表示上で異常箇所を速やかに把握することができる。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光パルス試験装置は、異なる波長の光パルスによる測定を予め指定した順序にしたがって自動的に行うとともに、その測定によって得られた各波長毎の波形データと、各波長毎のイベントの一覧とを同一画面上に一括表示しているので、波長の違いによる光ファイバ線路の特性の差がきわめて容易に把握できる。
【００６６】
また、波長が異なるイベントのうち所定距離範囲内に発生しているイベントの波形パターンを比較して、そのパターンが一致した場合には、これらのイベントが光ファイバ線路の共通の位置で発生したものであることが判るように表示しているので、波長の違いによるイベント発生位置のずれによる誤った判断を防止することができ、光ファイバ線路の特性を正しく評価できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の概略正面図
【図２】実施形態の構成を示すブロック図
【図３】要部の構成例を示す図
【図４】要部の動作を説明するための図
【図５】測定結果の表示例を示す図
【符号の説明】
２０ 光パルス試験装置
２０ａ 接続端子
２１ 操作部
２２ 表示装置
２３ 方向性結合器
２４ 光パルス発生部
３０ 受光器
３１ Ａ／Ｄ変換器
３２ メモリ
３３ データ書込手段
３５ 測定制御回路
３７ 測定条件設定手段
３８ 測定開始指示手段
４０ 距離データ算出手段
４１ 波形表示手段
４２ イベント検出手段
４３ 波形比較手段
４４ 許容範囲設定手段
４５ 特性値判定手段
４７ 表示モード設定手段
Claims (1)
- 試験対象の光ファイバ線路の一端を接続するための接続端子（２０ａ）と、
異なる波長の光パルスを選択的に出射できるように形成され、該光パルスを前記接続端子を介して前記光ファイバ線路の一端に入射する光パルス発生手段（２４）と、
前記光ファイバ線路から前記接続端子側に入射される光を受光し、該受光した光の強度に応じた受光信号を出力する受光器（３０）と、
前記受光器から出力される受光信号をサンプリングしてディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器（３１）と、
データを記憶するためのメモリ（３２）と、
前記光パルス発生手段から前記光ファイバ線路の一端に一つの光パルスが入射されてから所定時間が経過するまでの間に前記Ａ／Ｄ変換器から出力される一連のディジタル値を、前記光ファイバ線路の伝送特性を表す波形データとして前記メモリの前記光パルスの波長に対応する領域に記憶するデータ書込手段（３３）と、
予め設定された測定スケジュールにしたがって、前記光パルス発生手段が前記光ファイバ線路の一端に入射する光パルスの波長を切り換え、各波長毎の波形データを前記メモリに記憶させる測定制御手段（３５）と、
前記メモリに記憶された各波長毎の波形データに基づいて、少なくとも前記光ファイバ線路を一端側から他端側に進む光の強度が局所的に変化している位置をイベント発生位置として各波長毎に求め、該各波長毎のイベント発生位置における光ファイバ線路の特性値を算出するイベント検出手段（４２）と、
表示装置（２２）と、
前記表示装置の第１の表示領域に距離軸と光の強度軸とからなる直交座標を表示するとともに、該座標上に前記メモリに記憶された各波長毎の波形データを一括表示する波形表示手段（４１）と、
前記表示装置の前記第１の表示領域と異なる第２の表示領域に、前記イベント検出手段によって検出された各波長毎のイベント発生位置および該各波長毎のイベント発生位置における特性値を一覧表示するイベント表示手段（４６）と、
前記イベント検出手段によって検出された各波長毎のイベント発生位置のうち、波長が異なりその発生位置が所定距離範囲内にあるイベントの波形パターンを比較し、該波形パターンが一致するか否かを判定する波形比較手段（４３）とを備え、
前記イベント表示手段は、前記波形比較手段によって波形パターンが一致すると判定された複数のイベントが、光ファイバ線路の同一位置で発生している共通のイベントであることを認識できるように表示することを特徴とする光パルス試験装置。
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