JP3982047B2

JP3982047B2 - Ｏｔｄｒ装置

Info

Publication number: JP3982047B2
Application number: JP08776298A
Authority: JP
Inventors: 政明古橋
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1998-03-31
Publication date: 2007-09-26
Anticipated expiration: 2018-03-31
Also published as: JPH11284573A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＯＴＤＲ（Optical Time Domain Reflectometry;光時間領域後方散乱光測定）装置に関し、特に、ＯＴＤＲを用いた光ファイバ線路の測定結果の解析により、理想的なＯＴＤＲ装置によって測定されるのと同等の戻り光分布波形を得るための技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光パルス試験器の一つであるＯＴＤＲ装置は、試験対象の光ファイバ線路へ光パルスを送出し、この光ファイバ線路から戻ってくる後方散乱光等の戻り光の強さの時間的な変化を検出することによって、光ファイバ線路に存在する障害点の検出を行うとともに損失分布や接続損失の測定を行う装置である。
【０００３】
図７は従来から用いられている一般的なＯＴＤＲ装置の構成を示すブロック図である。同図によれば、タイミング発生部１の出力するタイミング信号に従って、駆動回路２が光源３を駆動し、それによって光源３が光パルスを出射する。この光パルスは、光ファイバ４，光方向性結合器５，光ファイバ６，光コネクタ７を順に伝播して被測定光ファイバ８に入射し、さらに光コネクタ９を伝播して被測定光ファイバ１０に入射する。
【０００４】
一方、被測定光ファイバ８及び被測定光ファイバ１０からの戻り光は、入射したときと反対方向に伝播してゆき、光方向性結合器５から光ファイバ１１を通って受光器１２に入射する。これにより、受光器１２で戻り光が受光されて電気信号に変換され、増幅器１３が受光器１２の出力を増幅してディジタル処理部１４へ出力する。ディジタル処理部１４はタイミング発生部１から送られるタイミング信号に従いつつ、増幅器１３の出力に対して平均処理を行って、得られた結果を対数変換して後方散乱光等の戻り光の分布波形を表示部１５の画面上に表示させる。
【０００５】
ここで、図８を参照してＯＴＤＲ装置で測定される戻り光分布波形について説明する。同図は、図７に示したように被測定光ファイバ８，１０を接続して測定した場合の波形例であって、横軸は距離，縦軸は受信光レベルを表している。なお、横軸の距離は、光源３から出射された光パルスが被測定光ファイバ８へ導かれてからの時間に相当する距離を意味している。そして、前述したようにディジタル処理部１４で対数変換を行うことで、図８に示したように、被測定光ファイバからの後方散乱光は右下がりの直線となって現れる。また、コネクタや端末点における反射（いわゆるフレネル反射）は上向きの大きな不連続波形（符号Ｗ１，Ｗ２を参照）として観測され、接続部における損失は段差（符号Ｗ３を参照）として観測される。
【０００６】
これらのうち、コネクタにおける反射は、光ファイバの材料とコネクタ部分の空気層との間の屈折率の違いによって発生する反射である。したがって、ＯＴＤＲ装置が理想的なものであって、測定用の発光パルス幅を無限に細くすることができ、しかも、受光器１２及び増幅部１３（以下、これらを総称して「受信回路」という）の信号再生周波数帯域を無限大に広くすることができれば、図９に実線で示すごとく、反射点に相当する波形が時間（距離）軸上で幅を持たずに一点で表される観測波形を得ることが期待できる。
【０００７】
また、融着による接続点の損失や被測定光ファイバの特定の部分が曲げられたことによる損失は、局部的にレベルが変化する段差として観測される。したがって、上述したようにＯＴＤＲ装置が理想的なものであれば、図１０に実線で示すごとく、接続点に相当する波形がステップ状に変化した傾斜を持たない観測波形を得ることが期待できる。
【０００８】
しかしながら、実際のＯＴＤＲ装置では、図９に波線で表した通り、反射点における波形は距離軸上で幅のある距離広がりが生じるほか、図１０に波線で表したように、接続点における波形も距離広がりによる傾斜を持った段差波形となる。こうした波形になるのは、実際のＯＴＤＲ装置は理想的なものでないために、測定用の発光パルスが有限の光パルス幅を持つことと、受信回路の信号再生周波数帯域の特性に起因している。
【０００９】
また、仮に、受信回路の信号再生周波数帯域を無限大に広げられたとしても、測定用の発光パルスの光パルス幅に関しては無限小にすることができず有限の値になるため、光パルスが光ファイバ線路中を伝わる時の光の帯に相当する距離の広がりを持った波形となってしまう。したがって、測定対象の光ファイバ線路において、反射点や接続点が、測定用の発光パルスの光パルス幅や受信回路の特性から決定される距離広がりよりも狭い間隔で近接していると、反射波形や段差波形が重なって観測されてしまい、それぞれの波形を互いに分離して正しく測定することができなくなってしまう。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、もし理想的なＯＴＤＲ装置を実現できるのであれば、測定用の発光パルスの光パルス幅を無限に細くでき、しかも、受信回路の信号再生周波数帯域を無限大に広げることができる。それゆえ、図９に実線で示すごとく、反射点が幅をもたず一点で表されるとともに、図１０に実線で示すごとく接続点がステップ状に変化して距離広がりを持たない観測波形が得られる。しかし、実際には発光パルス幅を無限小にすることは不可能であるため、光パルスが光ファイバ線路中を伝わる時の光の帯に相当する距離の広がりを持つ観測波形しか得られないことになる。こうしたことから、ＯＴＤＲ装置の観測波形に存在するこうした距離広がりを打ち消せるようなＯＴＤＲ装置が望まれている。
【００１１】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、光ファイバ線路からの戻り光強度の時間変化とＯＴＤＲ装置自身の受信回路の応答特性から、ＯＴＤＲ装置自身の発する光パルスが光ファイバ線路中を伝わる時の光の帯に相当する距離や、受信回路の信号再生周波数帯域の特性等に起因する距離の広がりを打ち消すことができるＯＴＤＲ装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、第１の発明は、光ファイバ線路へ光パルスを出射し、該光パルスに応じて前記光ファイバ線路から得られる戻り光を受信手段で受信して前記戻り光の光強度の時間変化を出力するＯＴＤＲ装置において、測定距離と前記光パルスのパルス幅とを測定条件として設定する測定条件設定手段と、前記パルス幅を持つ光パルスを前記光ファイバ線路へ出射した場合に前記光ファイバ線路から得られる光パルス波形をパルス応答波形として予め設定するパルス応答波形設定手段と、前記測定条件の下に、前記光ファイバ線路へ前記光パルスを出射し、該光パルスに応じた戻り光の光強度の時間変化を測定波形として求める波形測定手段と、前記光パルスが出射されてから前記受信手段で受信されるまでの間に生じる距離広がりの打ち消された理想波形と前記パルス応答波形との積によって前記測定波形が得られることに基づき、前記パルス応答波形及び前記測定波形から前記理想波形を生成する波形生成手段とを具備することを特徴としている。
【００１３】
また、第２の発明は、上記第１の発明において、前記波形生成手段は、前記パルス応答波形及び前記測定波形を所定のサンプリング間隔で数値化するとともに、前記パルス応答波形を複数のインパルス応答波形の集まりと見なして、数値化された前記パルス応答波形の波形データのレベルの総和が“１”となるように該パルス応答波形の波形データを正規化し、前記理想波形の波形データ数が前記測定波形の波形データ数に等しいものとして、前記パルス応答波形の波形データと前記理想波形の波形データの積が前記測定波形の波形データに等しいことから前記理想波形の波形データを算出することを特徴としている。
また、第３の発明は、上記第１又は第２の発明において、前記光ファイバ線路に設けられた被測定光ファイバと、該被測定光ファイバへ前記光パルスを入射させるとともに前記被測定光ファイバからの戻り光を前記受信手段へ導く光方向性結合器との間に、反射が生じない態様でダミーファイバを挿入したことを特徴としている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。本実施形態では、ＯＴＤＲ装置の構成として図１に示すものを用いており、同図においては図７に示した構成要素と同じものについては同一の符号を付してある。図１に示すＯＴＤＲ装置は、図７に示したＯＴＤＲ装置に対して、光方向性結合器５と光コネクタ７の間の光ファイバ６にダミーファイバ１６を挿入している。このダミーファイバ１６は、光コネクタ７で反射された波形を観測できるように距離を離すためのものである。ここで、ダミーファイバ１６を挿入するにあたっては、反射光が発生しないように融着するか或いは整合剤を用いた接続手段で挿入するようにしている。こうすることによって、反射光が発生しない状況下で、光パルスの発光直後に受信される散乱光を測定することが可能となる。
【００１５】
そして、従来のＯＴＤＲ装置と本実施形態によるＯＴＤＲ装置の間の動作の違いは、主としてディジタル処理部１４で実行される処理の相違によるものである。したがって、以下で説明するＯＴＤＲ装置の動作のうち、特記しないものについてはディジタル処理部１４がこれを行うことになる。
【００１６】
まず、本実施形態によるＯＴＤＲ装置で行われる処理の概要を説明しておく。本実施形態では、図２に示すようにＯＴＤＲ装置で実際に測定された観測波形から、図３に示すように理想的なＯＴＤＲ装置で得られるのと同等の戻り光分布波形を求めて表示させるものである。さらに言えば、図２に示される戻り光強度の観測波形ならびにＯＴＤＲ装置自身が発する光パルスの波形や受信回路の信号再生周波数帯域等から定まるパルス応答特性に基づいて、光パルスが光ファイバ線路中を伝わる時の光の帯に相当する距離や、受信回路の信号再生周波数帯域の特性等に起因する距離の広がりを打ち消す処理を行うようにしている。こうすることで、反射点に対応する波形が時間軸上において一点で表されるようになると共に、接続点に対応する波形がステップ状に変化して傾斜を持たない理想的な波形が生成される。
【００１７】
次に、図４に示すフローチャートを参照しつつ、上記構成によるＯＴＤＲ装置の動作について説明する。
まず、ステップＳ１において、ＯＴＤＲ装置を用いた測定に必要となる条件として、発光パルス幅および測定距離の情報を入力装置（図示省略）を用いてディジタル処理部１４へ設定する。これにより、ディジタル処理部１４は設定されたこれら情報を内部に記憶する。ここで、発光パルス幅は、測定用の光パルスが光ファイバ線路の中を伝わるときの光の帯に相当する距離を決定するためのものである。一方、測定距離は、増幅部１３から出力されるアナログ電気信号の観測波形をディジタル処理部１４がサンプリングするときのデータポイント数を決定するものである。例えば、データのサンプリング間隔（換言すれば「分解能」）を１ｍ間隔に設定したのであれば、測定距離を１０ｋｍとすると、データポイント数は１０〔ｋｍ〕／１〔ｍ〕＝１００００個になる。
【００１８】
次に、ステップＳ２では、ステップＳ１で設定された条件の下に、光源３から出射される測定用の発光パルスの波形やＯＴＤＲ装置内の受信回路の信号再生周波数帯域等から決定されるパルス応答波形を決定して、ディジタル処理部１４へ設定する。これにより、ディジタル処理部１４は設定されたパルス応答波形を数値化して記憶する。
【００１９】
すなわち、一般に理想的なパルス波形は矩形であるが、実際にＯＴＤＲ装置で測定を行う局面においては、光源３内部のパルス発生回路（図示省略）の特性によって、パルス波形の立ち上がり時間や立ち下がり時間はゼロとはならず、図５に示すように立ち上がりや立ち下がりに傾斜を持った波形となる。また、ＯＴＤＲ装置では自身の発する光パルスの反射波を受信して信号再生を行っている。そのため、パルス発生回路や光パルスの伝播する光ファイバ内での分散の影響によって波形の乱れが生じるほか、受信回路の信号再生周波数帯域によって制限を受けることになる。したがって、再生されるパルス波形は理想的な矩形から変化した波形になってしまっている場合が多い。こうしたことから、本実施形態では、これらの様々な影響を受けて再生される波形を図５に示すようなパルス応答波形として予め決定しておき、このパルス応答波形を数値化したデータをディジタル処理部１４へ設定している。
【００２０】
ディジタル処理部１４がパルス応答波形を数値化するにあたっては、各データサンプルの間隔をＯＴＤＲ装置で測定を行う際のデータサンプリング間隔と同じ間隔に設定するようにしている。例えば、測定距離に関して述べたように１ｍ間隔のデータサンプリング間隔を設定したのであれば、パルス応答波形についても１ｍ毎のデータで波形を表すものとする。このように、本実施形態では、パルス応答波形がデータサンプリング間隔毎に存在する複数のインパルス応答波形の寄せ集めであるという考え方を採っている。
【００２１】
図５はパルス応答波形を数値化するときの様子を示したものであり、横軸にはデータ番号を“１”から“ｎ”（ｎは自然数）まで１ｍ間隔にとり、縦軸にはパルス応答波形のレベルＰ（ｊ）（ｊ＝１〜ｎ）をとっている。レベルＰ（ｊ）としては、各データ番号に対応するパルス応答波形のレベルの総和が“１”となるようにして、レベルＰ（ｊ）が正規化されたレベルを与えるようにしている。換言すれば、以下に示す（１）式を満足するようにレベルＰ（ｊ）を決めることになる。
【数１】

【００２２】
したがって、データ番号ｊに対応するパルス応答波形の元々のレベルをｐ（ｊ）（ｊ＝１〜ｎ）とすれば、以下に示される（２）式に従ってレベルＰ（ｊ）を算出できることになる。
【数２】

以上のようにして、このステップＳ２では、パルス応答波形を数値化してディジタル処理部１４内に記憶させるようにする。
【００２３】
次に、ステップＳ３では、ステップＳ１で設定された発光パルス幅及び測定距離の条件下で、実際にＯＴＤＲ装置によって光ファイバ線路を測定する。すると、図２に示すような戻り光の受信光レベルの時間的変化を表す波形が得られるので、ディジタル処理部１４は測定された波形を取り込み、これを数値化した波形データを記憶する。なお、こうした実際の観測波形は従来の技術で説明したのと同様の動作によって得られるため、ここでは説明を繰り返さない。
【００２４】
図２から分かるように、この場合の波形データには、光パルスが発光された直後にダミーファイバ１６で発生する後方散乱光の受信レベルが含まれることになる。そして、ダミーファイバ１６の後方散乱光波形に続いて、ダミーファイバ１６と被測定光ファイバ８を接続する光コネクタ７による反射と被測定光ファイバ８の接続点における接続損失があり、さらには、光コネクタ９による反射と被測定光ファイバ１０の接続点における接続損失が続いて観測されることになる。
【００２５】
ここで、波形データの総数を（ｍ＋ｎ−１）個とおいたときに、（ｍ＋ｎ−１）の値がステップＳ１で設定した測定距離に対応するデータポイント数以上となるようにｍを決定する。例えば、ステップＳ１に関する説明で例示したように測定距離を１０ｋｍとした場合には、（ｍ＋ｎ−１）の値が“１００００”以上となるようにｍの値を選ぶ必要がある。なお、これ以後、図２に示す実際の観測波形から得られる波形データをｑ（ｘ）（ｘ＝１，２，…，ｍ＋ｎ−１）とする。また、波形データｑ（ｘ）の値は、受信光レベルが対数軸である表示画面を持った一般的なＯＴＤＲ装置を想定した値になっている。そこで、波形データｑ（ｘ）を次式に従って線形値へ変換したものを波形データＱ（ｘ）（ｘ＝１，２，…，ｍ＋ｎ−１）とする。
Ｑ（ｘ）＝１０^q(x)/5 … （３）
【００２６】
次に、ステップＳ４においては、ステップＳ２によって得られたパルス応答波形とステップＳ３で得られた観測波形を合成する。
いま、図３に示すような最終的に求めたい波形の波形データをｆ（ｘ）（ｘ＝１，２，…，ｍ＋ｎ−１）とおく。なお、波形データｆ（ｘ）のデータポイント数は波形データｑ（ｘ）と同じく（ｍ＋ｎ−１）個とする。図３に示される波形は、図２に示される実測波形と同様に反射点及び接続点を有しているが、ＯＴＤＲ装置自身の発する光パルスが光ファイバ線路中を伝わる時の光の帯に相当する距離や、受信回路の信号再生周波数帯域の特性等に起因する距離の広がりが打ち消された波形となっていることが分かる。
【００２７】
次に、前述した波形データｑ（ｘ）と同じく、波形データｆ（ｘ）の値も受信光レベルとして対数軸を持つ画面上に表示することを想定している。そこで、波形データを次式に従って線形値に変換した波形データをＦ（ｘ）（ｘ＝１，２，…，ｍ＋ｎ−１）とおくことにする。
Ｆ（ｘ）＝１０^f(x)/5 … （４）
なお、これら波形データｆ（ｘ）及び波形データＦ（ｘ）の値は何れもこの時点では未知の値である。
【００２８】
ここで、レベルＰ（ｊ）と波形データＦ（ｘ）の積を考えることにするが、説明の便宜上、これらレベルＰ（ｊ）及び波形データＦ（ｘ）に対応する行列をそれぞれ定義しておくことにする。
まず、レベルＰ（ｊ）（ｊ＝１〜ｎ）の値をそれぞれＰ₁，Ｐ₂，…，Ｐ_n-1，Ｐ_n とし、これらの値を用いて以下の（５）式で表される（ｍ＋ｎ−１）行（ｍ＋ｎ−１）列の行列Ｐ（ｍ＋ｎ−１，ｍ＋ｎ−１）を定義する。
【数３】

また、目的とする波形データＦ（ｘ）（ｘ＝１〜ｍ＋ｎ−１）の値をそれぞれＬ₁，Ｌ₂，…，Ｌ_m+n-1 として、（ｍ＋ｎ−１）行１列の行列Ｆ（１，ｍ＋ｎ−１）を以下の（６）式のように定義する。
【数４】

【００２９】
次に、（５）式と（６）式の行列積“Ｐ×Ｆ”を計算して、以下の（７）式で示される（ｍ＋ｎ−１）行１列の行列Ｍ（１，ｍ＋ｎ−１）を求める。なお、（７）式では第１，第２，第ｎ−１，第ｎ，第ｎ＋１，第ｍ，第ｍ＋１，第ｍ＋ｎ−２，第ｍ＋ｎ−１の各列だけを示してある。
【数５】

次いで、波形データＦ（ｘ）を（６）式に示す行列で表記したのと同様にして、波形データＱ（ｘ）を以下の（８）式のように行列で表記する。なお、ここでは、Ｑ（１），Ｑ（２），…，Ｑ（ｍ＋ｎ−１）の値をそれぞれＤ₁，Ｄ₂，…，Ｄ_m+n-1としている。
【数６】

【００３０】
次に、以下に述べる手順で（６）式中の値Ｌ₁，Ｌ₂， …，Ｌ_m+n-1 を算出して波形データＦ（ｘ）を求める。すなわち、（７）式及び（８）を等しいものとおき、（７）式及び（８）式の各行について以下に示す連立方程式（９）を立てる。
【数７】

【００３１】
ここで、このような連立方程式（９）が成立する理由について、図６及び前掲した図５を参照しつつ以下に説明する。いま、パルス応答波形を図５に示すようにＰ₁，Ｐ₂，…，Ｐ_n-1，Ｐ_nで表現するとしたとき、光パルス波形は図５の左側から右側に向かって進行することになる。ここで、このような光パルス波形が光源３から光ファイバ線路へ送出されて伝播してゆくときの様子を示したのが図６である。光パルス波形のレベル値は前述したようにＰ₁〜Ｐ_nであるため、同図では光パルス波形をインパルスＰ₁〜インパルスＰ_n の集まりとして表している。
【００３２】
ここで、光ファイバ線路中のある地点において反射が発生する場合を考える。すると、光パルス波形が未だ反射点に到達していない間は、同図の波形ＰＷ₁で示すように光パルス波形が図中の矢印方向へと進行してゆくことになる。その後、光パルス波形が反射点に達するが、その場合には、インパルスＰ_nが時間的に最初に反射点へ到達し、これに続いてインパルスＰ_n-1，Ｐ_n-2，…，Ｐ₂ が順次反射点へ到達し、最後にインパルスＰ₁ が反射点へ到達する。これによって、図６の波形ＰＷ₂に示すように、最初に到達したインパルスＰ_nによって反射点で反射が生じ、次いで、同図の波形ＰＷ₃ に示すようにインパルスＰ_n-1〜Ｐ₂が次々に反射点で反射され、最後は、同図の波形ＰＷ₄ に示すようにインパルスＰ₁ が反射点に到達して反射が生じ、この時点で反射点での光パルス波形の反射が終わる。
【００３３】
ところで、実際に観測される光パルス波形は、インパルスＰ₁〜Ｐ_nをそれぞれ光ファイバ線路へ入射させることによって得られるｎ個の理想波形を重ね合わせたものと考えることができる。したがって、最初に観測されるインパルス応答は、最初に反射点へ到達するインパルスＰ_n に対応して得られる理想波形のうちの最初の波形データに相当する。換言すれば、最初に観測されるインパルス応答の波形データの値Ｄ₁ は、理想波形の最初の波形データの値Ｌ₁ と、最初に反射されてくるインパルスＰ_n のレベル（即ち、図５に示したパルス応答波形における割合ないしは重み）とを乗じたものに相当すると言える。
【００３４】
また、続いて観測されるインパルス応答は、最初に観測されるインパルス応答よりも１サンプリング間隔だけ遅れた時刻において観測されることになる。この場合、当該時刻において同時に観測されるインパルス応答は、インパルスＰ_n よりも１サンプリング間隔だけ遅れて反射されるインパルスＰ_n-1 に対応して得られる理想波形のうちの最初の波形データと、インパルスＰ_n に対応して得られる理想波形のうちの２番目の波形データの２つのインパルス応答である。したがって、当該時刻のインパルス応答の波形データの値Ｄ₂ は、インパルスＰ_n-1 のレベルに理想波形の最初の波形データの値Ｌ₁を乗じたものと、インパルスＰ_nのレベルに理想波形の２番目の波形データの値Ｌ₂ を乗じたものとの総和となる。以下同様にして、順次観測されるインパルス応答の波形データの値Ｄ₃，…，Ｄ_n-1，Ｄ_n，Ｄ_n+1，…，Ｄ_m+n-2，Ｄ_m+n-1は、それぞれ同時に観測される３個，…，ｎ−１個，ｎ個，ｎ−１個，…，２個，１個のインパルス応答の和となるため、それぞれ（９）式に示したように表現されることになる。
【００３５】
さて、（９）式において、右辺に存在するＰ₁〜Ｐ_nの値は正規化されたパルス応答波形に相当するものであって、そのすべてが（２）式で与えられる既知の値である。また、左辺に存在するＤ₁〜Ｄ_m+n-1の値もステップＳ３で設定された実測の観測波形から決まる波形データであって、（８）式によって与えられる既知の値である。したがって、（９）式中の最初の等式からＬ₁ の値が求められることになる。次いで、求められたＬ₁ を（９）式中の２番目の等式に代入することでＬ₂ の値が求められる。以下これと同様に、（９）式中の最後の式を除く３番目〜（ｍ＋ｎ−２）番目までの等式に関しても、それまでに求められた値を順次代入して各等式を順に解いてゆけば良い。こうして最終的にはＬ₁〜Ｌ_m+n-1の値をすべて求めることができる。
【００３６】
最後に、以上のようにして求めた（６）式の行列Ｆ（１，ｍ＋ｎ−１）を波形データＦ（ｘ）の形に書き直す。前述した通り、この波形データは線形値で表されたものであることから、波形データＦ（ｘ）の各値を次の（１０）式にしたがって対数軸を持つ画面上に表示するための波形データｆ（ｘ）へ逆変換する。
ｆ（ｘ）＝５×ｌｏｇ₁₀（Ｆ（ｘ）） … （１０）
こうして波形データｆ（ｘ）の各値が得られたので、ディジタル処理部１４がこれらｆ（ｘ）の値に基づいて表示部１５上に戻り光分布波形を表示させれば、図３に示す波形が得られることになる。
【００３７】
以上のように、本実施形態では、光ファイバ線路からの戻り光強度の時間変化を実測して得られる観測波形と、発光パルスのパルス幅やＯＴＤＲ装置自身の受信回路の信号再生周波数帯域等の応答特性から決まるパルス応答波形を用いて、パルス応答波形が複数のインパルス応答波形の寄せ集めであるとの想定の下に、目的とする理想波形にパルス応答波形を合成することで観測波形が得られるものとして、上述した行列演算を利用した数値解析を施して理想波形の波形データを求めるようにしている。こうすることで、ＯＴＤＲ装置の発する光パルスが光ファイバ線路を伝わる時の光の帯に相当する距離や、受信回路の信号再生周波数帯域の特性等に起因する距離の広がりを打ち消すことができるため、理想的なＯＴＤＲ装置を用いたのと同等の戻り光分布波形が得られることになる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、測定条件として測定距離と光パルス幅を設定するとともに、設定された光パルス幅を持つ理想的な光パルスから得られるパルス応答波形を設定し、設定された測定条件下で戻り光の光強度の時間変化を表す測定波形を求め、パルス応答波形及び測定波形に基づき、光パルスの出射から受信までの間に生じる距離広がりの打ち消された理想波形を生成している。これにより、光パルスが光ファイバ線路を伝わる時の光の帯に相当する距離や、受信手段の信号再生周波数帯域の特性等に起因する距離の広がりを打ち消すことができる。したがって、反射点に対応する波形が時間軸上において一点で表されるようになると共に、接続点に対応する波形がステップ状に変化して傾斜を持たない波形を生成することができ、理想的なＯＴＤＲ装置を用いたのと同等の戻り光分布波形が得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるＯＴＤＲ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】同装置において、光ファイバ線路から測定される受信波形の一例を示した波形図である。
【図３】同装置による波形処理を実施して得られる距離広がりのない戻り光分布波形を示す波形図である。
【図４】同装置による波形処理の手順の概要を示したフローチャートである。
【図５】同装置で用いられるパルス応答波形を示した波形図である。
【図６】同実施形態におけるパルス応答波形と光ファイバ線路中の反射点との関係を示す説明図である。
【図７】従来の技術によるＯＴＤＲ装置の構成を示すブロック図である。
【図８】一般的なＯＴＤＲ装置によって得られる受信波形の一例を示した波形図である。
【図９】従来の技術によるＯＴＤＲ装置を用いて、光コネクタによる接続部分を観測したときの受信波形の一例を示した波形図である。
【図１０】従来の技術によるＯＴＤＲ装置を用いて、融着による接続部分を観測したときの受信波形の一例を示した波形図である。
【符号の説明】
１…タイミング発生部、２…駆動回路、３…光源、４，６，１１…光ファイバ、７，９…光コネクタ、８，１０…被測定光ファイバ、１２…受光器、１３…増幅部、１４…ディジタル処理部、１５…表示部、１６…ダミーファイバ

Claims

光ファイバ線路へ光パルスを出射し、該光パルスに応じて前記光ファイバ線路から得られる戻り光を受信手段で受信して前記戻り光の光強度の時間変化を出力するＯＴＤＲ装置において、
測定距離と前記光パルスのパルス幅とを測定条件として設定する測定条件設定手段と、
前記パルス幅を持つ光パルスを前記光ファイバ線路へ出射した場合に前記光ファイバ線路から得られる光パルス波形をパルス応答波形として予め設定するパルス応答波形設定手段と、
前記測定条件の下に、前記光ファイバ線路へ前記光パルスを出射し、該光パルスに応じた戻り光の光強度の時間変化を測定波形として求める波形測定手段と、
前記光パルスが出射されてから前記受信手段で受信されるまでの間に生じる距離広がりの打ち消された理想波形と前記パルス応答波形との積によって前記測定波形が得られることに基づき、前記パルス応答波形及び前記測定波形から前記理想波形を生成する波形生成手段と
を具備することを特徴とするＯＴＤＲ装置。
前記波形生成手段は、
前記パルス応答波形及び前記測定波形を所定のサンプリング間隔で数値化するとともに、前記パルス応答波形を複数のインパルス応答波形の集まりと見なして、数値化された前記パルス応答波形の波形データのレベルの総和が“１”となるように該パルス応答波形の波形データを正規化し、前記理想波形の波形データ数が前記測定波形の波形データ数に等しいものとして、前記パルス応答波形の波形データと前記理想波形の波形データの積が前記測定波形の波形データに等しいことから前記理想波形の波形データを算出する
ことを特徴とする請求項１記載のＯＴＤＲ装置。
前記光ファイバ線路に設けられた被測定光ファイバと、該被測定光ファイバへ前記光パルスを入射させるとともに前記被測定光ファイバからの戻り光を前記受信手段へ導く光方向性結合器との間に、反射が生じない態様でダミーファイバを挿入した
ことを特徴とする請求項１又は２記載のＯＴＤＲ装置。