JP4109574B2

JP4109574B2 - 光ファイバ伝送路の損失特性評価方法

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Publication number: JP4109574B2
Application number: JP2003149703A
Authority: JP
Inventors: 恭三辻川; 雅昭高谷
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2003-05-27
Filing date: 2003-05-27
Publication date: 2008-07-02
Anticipated expiration: 2023-05-27
Also published as: JP2004354104A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光ファイバ伝送路の損失評価方法に関し、より詳細には、複数のシングルモード光ファイバを接続して構成された光ファイバ伝送路のレーリ散乱損失、ＯＨ基吸収損失および接続損失の各要因ごとの損失を簡便かつ高精度に評価することを可能とする方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、光ファイバは通信用の低損失な伝送媒体として広く使用されているが、光ファイバを用いて実際の光通信システムを設計するためには、伝送光信号波長における損失値を精度良く評価することが求められる。例えば、シングルモード光ファイバ中の広い波長帯域内にある複数の波長の光を伝送信号として用いる経済的な通信技術として知られるCoarse-WDM(CWDM)などの波長多重光伝送システムを、中継系および加入者系光ファイバネットワークヘ導入するに際しては、その光ファイバ伝送路は複数の光ケーブルが比較的短い区間で接続されているため、任意の光ケーブル区間ごとの損失特性を高精度で把握することが重要になる。また、仮に特定の区間で損失の顕著な増大があるような場合に、その場所と原因（損失要因）とを特定することが可能になれば、光ケーブルの張り替えや再接続といった補修工事を効率的に行うことができるようになる。
【０００３】
なお、光ファイバ自体の主な損失要因はレーリ散乱損失α_Ｒ、赤外吸収損失α_ＩＲ、ＯＨ基吸収損失α_ＯＨおよび構造不整損失α_ＩＭの４つに分類され、外的損失要因としては光ファイバの接続および光ファイバの曲げに起因する損失（接続損失α_Ｃおよび曲げ損失α_Ｂ）があり、布設された光ファイバケーブルの区間ごとの損失特性を評価する従来の方法としては、光パルス試験器（Optical Time Domain Reflectometer：OTDR）による方法がある。
【０００４】
【非特許文献１】
“International Wire & Cable Symposium Proceedings 1996”, pp.679-688 (1996).
【０００５】
【非特許文献２】
“光ファイバ技術２００のポイント” 電気通信協会、pp.292-293、（1990）．
【０００６】
【非特許文献３】
信学論Ｂ−Ｉ．，vol.J78-B-I，no.12，pp.724-735，Dec. (1995).
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の損失特性評価方法には以下に説明するような問題があった。
【０００８】
図１は、OTDRにより得られた後方散乱光の受光パワーと区間距離との関係を説明するための図で、このOTDR測定波形において、光ファイバ区間での波形の傾きが光ファイバ自体の損失（ｄＢ／ｋｍ）を表し、接続点での波形の段差が接続点での接続損失および曲げ損失（ｄＢ）を表す。OTDRによる測定では、通常は測定波長として１．３１μｍ、１．５５μｍ、１．６５μｍなどのうちの１つの波長が用いられるが、これらの波長における全損失には各損失要因に起因する損失が混在している。このため、OTDR測定波形の傾きから光ファイバ自体の全損失を見積もることは可能でも各損失要因ごとの損失を正確に分離することは困難であった。
【０００９】
また、OTDRによってレーリ散乱損失を測定する際には、標準光ファイバを測定対象光ファイバに接続し、その両端側から損失測定を行う必要があり（非特許文献１参照）、さらに、レーリ散乱損失値の算出のためには光ファイバの構造パラメータを用いた複雑な計算も必要とされる。このため、実際に布設されており複数の接続点を有する光ファイバケーブルの損失測定にこのような方法を適用することは事実上不可能である。
【００１０】
さらに、接続損失を求める場合には、長波長の光を用いて測定すると接統点におけるOTDR波形の段差に曲げ損失の影響が現れてしまう可能性があるため、１．３１μｍなどの短波長の光を用いて損失測定を実行する。この場合、OTDRで観測される後方散乱光の強度が光ファイバ毎に異なるため、例えば非特許文献２に記載されているように、光ファイバの両側からの損失測定が必須となり、光ファイバの両側から測定して得られた２つのOTDR波形の段差の平均値をとる必要が生じるという問題がある。
【００１１】
このように、従来の評価方法では、光伝送路の任意の光ファイバ区間において光ファイバ自体の損失を各損失要因ごとに評価することは、光ファイバ区間の片側から測定を行なうか両側から測定を行なうかに関わらず困難であることに加え、接続損失を評価する際には伝送路の両側からの測定を行うことが必須となって多大な労力を必要とするという問題があった。
【００１２】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、複数のシングルモード光ファイバを接続して構成された光ファイバ伝送路の任意の区間におけるレーリ散乱損失α_Ｒ、赤外吸収損失α_ＩＲ、ＯＨ基吸収損失α_ＯＨおよび構造不整損失α_ＩＭの４つの要因ごとの損失を高精度に評価することを可能とする方法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、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、複数のシングルモード光ファイバが接続されて構成されている光伝送路のレーリ散乱損失特性の評価方法であって、０．９〜１．２μｍの波長範囲内にある１つの波長λ_ｘを選択してOTDR測定を実行する第１のステップと、前記第１のステップにより得られたOTDR測定波形の傾きＴ（λ_ｘ）と予め定められた補正係数Ｚ_１とを基に次式（ａ）によりレーリ散乱係数ｋ_１を求め、次式（ｂ）によりレーリ散乱損失α_Ｒ（λ）を算出する第２のステップと、を備えていることを特徴とする。
Ｔ（λ_ｘ）−Ｚ_１＝ｋ_１／λ_ｘ ^４ …（ａ）
α_Ｒ（λ）＝ｋ_１／λ^４ …（ｂ）
【００１４】
請求項２に記載の発明は、複数のシングルモード光ファイバが接続されて構成されている光伝送路のレーリ散乱損失特性およびＯＨ基吸収損失特性の評価方法であって、１．２〜１．４μｍの波長範囲内にある２つの異なる波長λ_ｙおよびλ_ｚを選択して各々の波長の光を用いたOTDR測定を実行する第１のステップと、前記第１のステップにより得られたOTDR測定波形の傾きＴ（λ_ｙ）およびＴ（λ_ｚ）ならびに予め定められた補正係数Ｚ_２とを基に次式（ｃ）および（ｄ）を満足するレーリ散乱係数ｋ_１およびレーリ散乱損失α_Ｒ（λ）ならびにＯＨ基吸収損失α_ＯＨ（λ）を算出する第２のステップと、を備えていることを特徴とする。

【００１５】
請求項３に記載の発明は、複数のシングルモード光ファイバが接続されて構成されている光伝送路のレーリ散乱損失特性およびＯＨ基吸収損失特性の評価方法であって、請求項１に記載の方法によりレーリ散乱係数ｋ_１およびレーリ散乱損失α_Ｒ（λ）を算出する第１のステップと、１．２〜１．４μｍの波長範囲内にある１つの波長λ_ｙを選択してOTDR測定を実行する第２のステップと、前記第２のステップにより得られたOTDR測定波形の傾きＴ（λ_ｙ）と予め定められた補正係数Ｚ_２とを基に次式（ｃ）を満足するＯＨ基吸収損失α_ＯＨ（λ）を算出する第３のステップと、を備えていることを特徴とする。

【００１６】
請求項４に記載の発明は、少なくとも２本のシングルモード光ファイバ（ａおよびｂ）が接続されて構成されている光伝送路の接続損失特性の評価方法であって、０．９〜１．４μｍの波長範囲内にある１つの波長λ_ｘを選択し、前記光ファイバａ側からｂ側へのOTDR測定を実行する第１のステップと、前記第１のステップにより得られたOTDR測定波形中に現れる２つの傾きＴ_ａ（λ_ｘ）およびＴ_ｂ（λ_ｘ）ならびに予め定められた補正係数Ｚ_１を用いて次式（ａ１）および（ａ２）により前記光ファイバａおよびｂ各々のレーリ散乱係数ｋ_１ａおよびｋ_１ｂを算出する第２のステップと、前記第２のステップで得られたレーリ散乱係数ｋ_１ａおよびｋ_１ｂから次式（ｅ）により後方散乱光変動量△Ｒを求める第３のステップと、前記第１のステップにより得られたOTDR測定波形中の段差Ｇと前記第３のステップで得られた後方散乱光変動量△Ｒとを用いて次式（ｆ）を満足する接続損失α_Ｃ（λ）を求める第４のステップと、を備えていることを特徴とする。
Ｔ_ａ（λ_ｘ）−Ｚ_１＝ｋ_１ａ／λ_ｘ ^４ …（ａ１）
Ｔ_ｂ（λ_ｘ）−Ｚ_１＝ｋ_１ｂ／λ_ｘ ^４ …（ａ２）
ΔＲ＝１０・ｌｏｇ（ｋ_１ａ／ｋ_１ｂ） …（ｅ）
Ｇ＝α_Ｃ（λ）＋ΔＲ …（ｆ）
【００１７】
請求項５に記載の発明は、光ファイバ伝送路の損失特性評価方法であって、請求項２または３に記載の方法によりレーリ散乱係数ｋ_１およびレーリ散乱損失α_Ｒ（λ）ならびにＯＨ基吸収損失α_ＯＨ（λ）を決定するステップと、請求項４に記載の方法により接続損失α_Ｃ（λ）を決定するステップと、を備えていることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ここでは、複数の１．３ミクロン零分散シングルモード光ファイバ（SMF）を接続して構成されている光伝送路に対する損失評価例を基に本発明を説明する。
【００１９】
損失評価を行なうに際しては、SMFの各損失要因の波長依存性を考慮した測定波長の決定を行なうことが必要となる。石英系のSMFの光ファイバ固有の主損失要因としては、レーリ散乱損失α_Ｒ、赤外吸収損失α_ＩＲ、構造不整損失α_ＩＭ、ＯＨ基不純物の吸収による損失α_ＯＨがあり、光ファイバの全損失αはこれらの損失の和として与えられ、これら各損失は近似的に以下の式（１）〜（５）により表現される。
α_Ｒ（λ）＝ｋ_１／λ^４ …（１）
α_ＩＲ（λ）＝ｋ_２ｅｘｐ（−ｋ_３／λ） …（２）
α_ＩＭ（λ）＝ｋ_４ …（３）
α_ＯＨ（λ）＝Σα_ＯＨｎ（ｎ＝１〜４） …（４）
α_ＯＨ１（λ）＝Ｐ_１ｅｘｐ[−｛（１／λ−１／λ_１）／σ_１｝^２] （ｎ＝１）
α_ＯＨｎ（λ）＝Ｐ_ｎ／[１＋｛（１／λ−１／λ_ｎ）／σ_ｎ｝^２] （ｎ＝２〜４）
α（λ）＝α_Ｒ（λ）＋α_ＩＲ（λ）＋α_ＩＭ（λ）＋ｋ_５α_ＯＨ（λ） …（５）
【００２０】
従って、光ファイバの全損失αを与える式（５）には、ｋ_１〜ｋ_５、Ｐ_１〜Ｐ_４、λ_１〜λ_４およびσ_１〜σ_４の１７個の定数が含まれることとなり、全損失特性を推定するには上記１７個全ての定数を決定する必要がある。このため、複数の波長の光を用いて損失測定を行ない、得られた測定値にフィッティングを施してこれらの係数を決定して各損失要因を評価することとなる。
【００２１】
図２は、ボビン巻きにしたＳＭＦの損失波長特性を説明するための図で、この図には、式（５）に基づく計算により求めた損失曲線と、白丸により示した実測損失値を比較して示してある。また、損失曲線を光ファイバ自体の主損失要因であるレーリ散乱損失α_Ｒ、赤外吸収損失α_ＩＲ、ＯＨ基吸収損失α_ＯＨおよび構造不整損失α_ＩＭの４つの各損失要因をパラメータとしてフィッティングして得られた各損失要因の波長依存性も示した。
【００２２】
この図より、ＳＭＦの損失測定値は式（５）により極めて高い精度で近似できることが読み取れる。各損失要因の波長依存性に着目すると、先ず、赤外吸収損失α_ＩＲ（λ）は１．５μｍよりも長波長側で急激に増加している。なお、ＳＭＦではマイクロベンドなどによる曲げ損失α_Ｂ（λ）も１．５μｍ以上の波長領域で増加することが分っている。構造不整損失α_ＩＭ（λ）は波長に依存しない定数であるが、例えば非特許文献３に記載されているように、ＳＭＦでは０〜０．０３ｄＢ／ｋｍ程度の値である。式（１）のレーリ散乱損失α_Ｒ（λ）に関する係数ｋ_１はレーリ散乱係数と呼ばれ、α_Ｒ（λ）は波長の４乗に反比例し、波長が長くなるに従ってなだらかに減衰している。ＯＨ基吸収損失α_ＯＨ（λ）は１．４μｍ近傍にピークをもつ波長依存性を有しており、この波長依存性曲線をフィッテイングした結果、式（４）中のＯＨ基吸収損失α_ＯＨ（λ）についての係数であるＰ_ｎ、λ_ｎおよびσ_ｎは表１のように決定される。
【００２３】
【表１】

【００２４】
これらの係数値はあくまでも一例ではあるが、コアガラスの組成がほぼ一定の場合にはガラス中のＯＨ基吸収特性の変化は無視できるので、表１に掲げた各係数の値をＳＭＦ全般に対する良好な近似値として用いることができる。
【００２５】
図２に示した各損失要因ごとの波長依存性の解析結果から、０．９〜１．２μｍ付近の波長範囲ではα_Ｒ（λ）のみが支配的であり、１．２〜１．４μｍ付近の波長範囲ではα_Ｒ（λ）とα_ＯＨ（λ）の２つの要因が支配的となることがわかる。
【００２６】
以下に、レーリ散乱損失α_Ｒ（λ）が支配的となる０．９〜１．２μｍ付近の波長範囲から１つのOTDR測定波長を選択する場合およびレーリ散乱損失α_Ｒ（λ）およびＯＨ基吸収損失α_ＯＨ（λ）が支配的となる１．２〜１．４μｍ付近の波長範囲から２つのOTDR測定波長を選択する場合に場合分けして、本発明の損失評価方法における各損失要因ごとの基本的評価手順について説明する。
【００２７】
先ず、レーリ散乱損失α_Ｒ（λ）が支配的となる０．９〜１．２μｍ付近の波長範囲から１つのOTDR測定波長を選択する場合は、上記波長範囲から選択したOTDR測定波長をλ_ｘとして次式（６）を仮定する。
Ｔ（λ_ｘ）−Ｚ_１＝α_Ｒ（λ_ｘ）＝ｋ_１／λ_ｘ ^４ …（６）
【００２８】
ここで、Ｔ（λ_ｘ）はOTDR測定波形の傾きであり、Ｚ_１は構造不整損失などの寄与分を表す補正項で典型的なＳＭＦの場合では０．０１〜０．０２ｄＢ／ｋｍ程度の定数とすればよい。上式（６）より、実測により求めた測定波形の傾きＴ（λ_ｘ）とλ_ｘとからレーリ散乱係数ｋ_１が得られ、式（１）にこのｋ_１を代入してレーリ散乱損失α_Ｒ（λ）が決定される。
【００２９】
Ｔ（λ_ｘ）の測定に際しては、パルス幅や平均化回数等の測定パラメータを適切に設定し、最小二乗法等を用いて測定波形を解析すれば、光伝送路の片側からの測定のみによって、任意の光ファイバ区間に対してＴ（λ_ｘ）を得ることができる。なお、より高精度な評価を行いたい場合には伝送路の両側から測定を行い、その平均値をＴ（λ_ｘ）とすることも可能である。測定波長λ_ｘとしては、例えば汎用レーザの発振波長である０．９８μｍや１．０６μｍを選択することができる。０．９〜１．２μｍ付近の波長では高次モードの影響がOTDR波形に影響を与える可能性があるが、このような影響を回避するためには、OTDRの入射端に半径数ｃｍ程度の適切な曲げを施したＳＭＦを接続することで高次モードの影響を除去するか、あるいは、ＳＭＦのカットオフ波長により近い１．２μｍ付近の波長を測定波長λ_ｘとして選択すればよい。
【００３０】
ＳＭＦのｋ_１の典型的な値は１．０ｄＢ／ｋｍ／μｍ^４程度なので、波長λ_ｘにおけるレーリ散乱損失α_Ｒ（λ_ｘ）は０．５〜０．８ｄＢ／ｋｍ程度の値をとる。一方、補正項Ｚ_１による誤差は０．０１〜０．０２ｄＢ／ｋｍ程度なので、実用上十分な精度でα_Ｒ（λ_ｘ）を評価できることになる。
【００３１】
次に、レーリ散乱損失α_Ｒ（λ）およびＯＨ基吸収損失α_ＯＨ（λ）が支配的となる１．２〜１．４μｍ付近の波長範囲から２つのOTDR測定波長を選択する場合について説明する。この場合は上記波長範囲にある２つの波長λ_ｙおよびλ_ｚを測定波長として選択し、次式（７）および（８）を仮定する。

【００３２】
ここで、Ｔ（λ_ｙ）およびＴ（λ_ｚ）は波長λ_ｙおよびλ_ｚでの各々のOTDR測定波形の傾きであり、Ｚ_２は構造不整損失やマイクロベンディングなどの寄与分を表す補正項で０．０１〜０．０４ｄＢ／ｋｍ程度の定数とすればよい。
【００３３】
α_ＯＨ（λ_ｙ）とα_ＯＨ（λ_ｚ）との関係は式（４）により与えられるから、例えば、λ_ｙを１．３μｍ、λ_ｚを１．３８μｍとすると、次式（９）が成立する。
【００３４】
α_ＯＨ（１．３８μｍ）＝４７．７α_ＯＨ（１．３１μｍ） …（９）
従って、例えばOTDR測定渡形から得られたＴ（λ_ｙ）とＴ（λ_ｚ）とがそれぞれ、Ｔ（λ_ｙ）＝Ｔ（１．３１μｍ）＝０．３８０ｄＢ／ｋｍおよびＴ（λ_ｚ）＝Ｔ（１．３８μｍ）＝１．５０ｄＢ／ｋｍのときにＺ_２＝０．０２ｄＢ／ｋｍとして式（７）〜（９）を解くと、ｋ_１＝０．９８５ｄＢ／ｋｍ／μｍ^４となり、式（１）によりレーリ散乱損失α_Ｒ（λ）を決定することができる。また、波長λ_ｚにおけるＯＨ基吸収損失α_ＯＨ（λ_ｚ）は１．２３ｄＢ／ｋｍとなり、式（４）と表１に示した係数値を用いてｋ_５＝１．５４が得られＯＨ基吸収損失α_ＯＨ（λ）を決定することができる。なお、ＯＨ基吸収損失α_ＯＨ（λ）の評価精度を向上させるためには、２つの測定波長のうちの一方を可能な限りα_ＯＨ（λ）のピーク波長である１．３８３μｍに近づけることが好ましい。
【００３５】
これまではレーリ散乱損失α_Ｒ（λ）が支配的となる０．９〜１．２μｍ付近の波長範囲から１つのOTDR測定波長を選択する場合と、レーリ散乱損失α_Ｒ（λ）およびＯＨ基吸収損失α_ＯＨ（λ）が支配的となる１．２〜１．４μｍ付近の波長範囲から２つのOTDR測定波長を選択する場合と、に場合分けして、レーリ散乱損失α_Ｒ（λ）または／およびＯＨ基吸収損失α_ＯＨ（λ）の評価手順を説明してきたが、これら２つの場合で用いた手順を組み合わせて用いることも可能である。具体的には、２つの測定波長のうちの一方をレーリ散乱損失α_Ｒ（λ）のみが支配的となる０．９〜１．２μｍ付近の波長範囲から選択して式（６）に基づいて係数ｋ_１を決定し、この係数ｋ_１の値を式（８）に代入してこれら２つの測定波長に対応するＯＨ基吸収損失α_ＯＨ（λ）を決定するようにすることも可能である。
【００３６】
次に、接続損失α_Ｃ（λ）の評価方法について説明する。一般に、後方散乱光の反射率Ｒは次式（１０）で与えられる。

なお、Ｓは後方散乱光のコアヘの補集率、ＷはOTDRの測定パルス幅、ｖは光パルスの群速度である。
【００３７】
ここで、接続点で２本の光ファイバａと光ファイバｂとが接続されている光伝送路を仮定し、ＳＭＦでの曲げ損失α_Ｂ（λ）を無視できる測定波長λおよびパルス幅Ｗの条件下で、光ファイバａ側または光ファイバｂ側の何れか一方からOTDR測定する場合を想定する。後方散乱光のコアヘの補集率Ｓと光パルスの群速度ｖとは何れも光ファイバの屈折率分布に依存するので、光ファイバ特性の違いによる後方散乱光の変動要因となるのは、Ｓとｖおよびα_Ｒ（λ）である。後方散乱光の変動量を△Ｒ（ｄＢ）、光ファイバａと光ファイバｂとを接続した際のOTDR波形の段差をＧ（ｄＢ）、実際の接続損失をα_Ｃ（λ）（ｄＢ）とすると、次式（１１）〜（１３）が成立する。
Ｇ_ａ→ｂ＝α_Ｃ（λ）＋ΔＲ …（１１）
Ｇ_ｂ→ａ＝α_Ｃ（λ）−ΔＲ …（１２）
ΔＲ＝１０[ｌｏｇ（Ｓ_ａ／Ｓ_ｂ）＋ｌｏｇ（ｖ_ａ／ｖ_ｂ）＋ｌｏｇ（ｋ_１ａ／ｋ_１ｂ）] …（１３）
なお、これらの式中の下付添字ａおよびｂは光ファイバａおよびｂに対応することを意味しており、Ｇ_ａ→ｂは光ファイバａから光ファイバｂへの測定により得られるOTDR波形の段差であり、Ｇ_ｂ→ａは光ファイバｂから光ファイバａへの測定により得られるOTDR波形の段差である。
【００３８】
図３は、OTDR測定による接続損失α_Ｃ（λ）の決定方法を説明するための概念図で、この図に示すように、片側からのOTDR測定によって接続損失α_Ｃ（λ）の評価を行う場合には、通常は△Ｒの分だけ見積誤差を含んでいる。そこで、光ファイバａ側とｂ側の両方からもOTDR測定を行い、Ｇ_ａ→ｂとＧ_ｂ→ａの平均値をとることで△Ｒをキャンセルさせて接続損失α_Ｃ（λ）を正確に求めることも可能である。
【００３９】
しかしながら、光ケーブル区間長が数ｋｍにも渡るような場合には光ファイバの両側からOTDR測定を実行することは作業が煩雑となり実用的ではない。そこで本例では、まず、既に説明した方法により片側からのOTDR測定により接続された２本の光ファイバの各々の係数ｋ_１を決定し、次に、これらの値を用いてα_Ｃ（λ）の値を決定するという手順を採用する。
【００４０】
式（１３）においてレーリ散乱係数ｋ_１はファイバの製造プロセスにも依存するので、ＳＭＦ同士であっても（ｋ_１ａ／ｋ_１ｂ）の値は１０％程度の変動幅をもち、これはｌｏｇ（ｋ_１ａ／ｋ_１ｂ）換算で約０．４ｄＢに相当する。一方、Ｓやｖは屈折率分布というファイバの基本構造に依存するパラメータなので、式（１３）中の第１項ｌｏｇ（Ｓ_ａ／Ｓ_ｂ）と第２項ｌｏｇ（ｖ_ａ／ｖ_ｂ）の絶対値は、第３項であるｌｏｇ（ｋ_１ａ／ｋ_１ｂ）と比較すると通常は無視できるほどの小さい値となる。従って、接続された２本のファイバの各々のｋ_１を決定し、△Ｒを１０・１ｏｇ（ｋ_１ａ／ｋ_１ｂ）と近似した式（△Ｒ＝１０・１ｏｇ（ｋ_１ａ／ｋ_１ｂ））に代入することによって、接続損失α_Ｃ（λ）を得ることができることになる。
【００４１】
すなわち、本発明による接続損失α_Ｃ（λ）の評価においては、少なくとも２本のシングルモード光ファイバ（ａおよびｂ）が接続されて構成されている光伝送路において、先ず、０．９〜１．４μｍの波長範囲内にある１つの波長λ_ｘを選択し、光ファイバａ側からｂ側へのOTDR測定を実行して得られたOTDR測定波形中に現れる２つの傾きＴ_ａ（λ_ｘ）およびＴ_ｂ（λ_ｘ）ならびに予め定められた補正係数Ｚ_１を用いて次式（１４）および（１５）により光ファイバａおよびｂ各々のレーリ散乱係数ｋ_１ａおよびｋ_１ｂを算出する。そして、得られたレーリ散乱係数ｋ_１ａおよびｋ_１ｂを基に次式（１６）により後方散乱光変動量△Ｒを求め、最後に、OTDR測定波形中の段差Ｇと後方散乱光変動量△Ｒとを用いて次式（１７）を満足する接続損失α_Ｃ（λ）を求める。
Ｔ_ａ（λ_ｘ）−Ｚ_１＝ｋ_１ａ／λ_ｘ ^４ …（１４）
Ｔ_ｂ（λ_ｘ）−Ｚ_１＝ｋ_１ｂ／λ_ｘ ^４ …（１５）
ΔＲ＝１０・ｌｏｇ（ｋ_１ａ／ｋ_１ｂ） …（１６）
Ｇ＝α_Ｃ（λ）＋ΔＲ …（１７）
【００４２】
このような手順によれば、光伝送路の片側からのみのOTDR測定方法により、規格値を超える異常損失が生じている接続点を発見するなどの実用的目的は十分に達成可能である。
【００４３】
これまで説明してきたレーリ散乱α_Ｒ、ＯＨ基吸収α_ＯＨおよび接続損失α_Ｃの３つの各損失要因に関する評価方法を評価目的に応じて組み合わせることとすれば、光伝送路の片側からのOTDR測定のみにより、相互に接続された２本の光ファイバの損失特性を実用上充分な精度で評価することが可能となる。なお、光伝送路の両側からのOTDR測定を実行することとすれば、さらにその評価精度を高めることが可能となることはいうまでもない。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数のシングルモード光ファイバが接続されて構成されている光伝送路に０．９〜１．２μｍの波長範囲内にある１つの波長λ_ｘを伝送させ、得られたOTDR測定波形の傾きＴ（λ_ｘ）と予め定められた補正係数Ｚ_１とを用いてレーリ散乱係数ｋ_１とレーリ散乱損失α_Ｒ（λ）を算出したり、１．２〜１．４μｍの波長範囲内にある２つの異なる波長λ_ｙおよびλ_ｚを伝送させ、得られたOTDR測定波形の傾きＴ（λ_ｙ）およびＴ（λ_ｚ）ならびに予め定められた補正係数Ｚ_２を用いてレーリ散乱係数ｋ_１およびレーリ散乱損失α_Ｒ（λ）ならびにＯＨ基吸収損失α_ＯＨ（λ）を算出したり、あるいは、１．０〜１．４μｍの波長範囲内にある１つの波長λ_ｘを選択して互いに接続されている光ファイバａ側から光ファイバｂ側へのOTDR測定により得られたOTDR測定波形中に現れる２つの傾きＴ_ａ（λ_ｘ）およびＴ_ｂ（λ_ｘ）ならびに予め定められた補正係数Ｚ_１を用いて光ファイバａおよびｂ各々のレーリ散乱係数ｋ_１ａおよびｋ_１ｂを算出し、これをもとに接続損失α_Ｃ（λ）を求めることとした。
【００４５】
このような手法を採用することにより、複数のシングルモード光ファイバを接続して構成された光ファイバ伝送路の任意の区間におけるレーリ散乱α_Ｒ、ＯＨ基吸収α_ＯＨおよび接続損失α_Ｃの３つの各損失要因を片側からのOTDR測定のみにより高精度に評価することを可能とする方法を提供することが可能となり、両側からのOTDR測定を実行することによりさらにその精度を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 OTDRにより得られた後方散乱光の受光パワーと区間距離との関係を説明するための図である。
【図２】シングルモード光ファイバの損失波長特性を説明するための図である。
【図３】 OTDR測定による接続損失α_Ｃ（λ）の決定方法を説明するための図である。

Claims

複数のシングルモード光ファイバが接続されて構成されている光伝送路のレーリ散乱損失特性の評価方法であって、
０．９〜１．２μｍの波長範囲内にある１つの波長λ_ｘを選択してOTDR測定を実行する第１のステップと、
前記第１のステップにより得られたOTDR測定波形の傾きＴ（λ_ｘ）と予め定められた補正係数Ｚ_１とを基に次式（ａ）によりレーリ散乱係数ｋ_１を求め、次式（ｂ）によりレーリ散乱損失α_Ｒ（λ）を算出する第２のステップと、
を備えていることを特徴とする光ファイバ伝送路の損失特性評価方法。
Ｔ（λ_ｘ）−Ｚ_１＝ｋ_１／λ_ｘ ^４ …（ａ）
α_Ｒ（λ）＝ｋ_１／λ^４ …（ｂ）
複数のシングルモード光ファイバが接続されて構成されている光伝送路のレーリ散乱損失特性およびＯＨ基吸収損失特性の評価方法であって、
１．２〜１．４μｍの波長範囲内にある２つの異なる波長λ_ｙおよびλ_ｚを選択して各々の波長の光を用いたOTDR測定を実行する第１のステップと、
前記第１のステップにより得られたOTDR測定波形の傾きＴ（λ_ｙ）およびＴ（λ_ｚ）ならびに予め定められた補正係数Ｚ_２とを基に次式（ｃ）および（ｄ）を満足するレーリ散乱係数ｋ_１およびレーリ散乱損失α_Ｒ（λ）ならびにＯＨ基吸収損失α_ＯＨ（λ）を算出する第２のステップと、
を備えていることを特徴とする光ファイバ伝送路の損失特性評価方法。
複数のシングルモード光ファイバが接続されて構成されている光伝送路のレーリ散乱損失特性およびＯＨ基吸収損失特性の評価方法であって、
請求項１に記載の方法によりレーリ散乱係数ｋ_１およびレーリ散乱損失α_Ｒ（λ）を算出する第１のステップと、
１．２〜１．４μｍの波長範囲内にある１つの波長λ_ｙを選択してOTDR測定を実行する第２のステップと、
前記第２のステップにより得られたOTDR測定波形の傾きＴ（λ_ｙ）と予め定められた補正係数Ｚ_２とを基に次式（ｃ）を満足するＯＨ基吸収損失α_ＯＨ（λ）を算出する第３のステップと、
を備えていることを特徴とする光ファイバ伝送路の損失特性評価方法。
少なくとも２本のシングルモード光ファイバ（ａおよびｂ）が接続されて構成されている光伝送路の接続損失特性の評価方法であって、
０．９〜１．４μｍの波長範囲内にある１つの波長λ_ｘを選択し、前記光ファイバａ側からｂ側へのOTDR測定を実行する第１のステップと、
前記第１のステップにより得られたOTDR測定波形中に現れる２つの傾きＴ_ａ（λ_ｘ）およびＴ_ｂ（λ_ｘ）ならびに予め定められた補正係数Ｚ_１を用いて次式（ａ１）および（ａ２）により前記光ファイバａおよびｂ各々のレーリ散乱係数ｋ_１ａおよびｋ_１ｂを算出する第２のステップと、
前記第２のステップで得られたレーリ散乱係数ｋ_１ａおよびｋ_１ｂから次式（ｅ）により後方散乱光変動量△Ｒを求める第３のステップと、
前記第１のステップにより得られたOTDR測定波形中の段差Ｇと前記第３のステップで得られた後方散乱光変動量△Ｒとを用いて次式（ｆ）を満足する接続損失α_Ｃ（λ）を求める第４のステップと、
を備えていることを特徴とする光ファイバ伝送路の損失特性評価方法。
Ｔ_ａ（λ_ｘ）−Ｚ_１＝ｋ_１ａ／λ_ｘ ^４ …（ａ１）
Ｔ_ｂ（λ_ｘ）−Ｚ_１＝ｋ_１ｂ／λ_ｘ ^４ …（ａ２）
ΔＲ＝１０・ｌｏｇ（ｋ_１ａ／ｋ_１ｂ） …（ｅ）
Ｇ＝α_Ｃ（λ）＋ΔＲ …（ｆ）
請求項２または３に記載の方法によりレーリ散乱係数ｋ_１およびレーリ散乱損失α_Ｒ（λ）ならびにＯＨ基吸収損失α_ＯＨ（λ）を決定するステップと、
請求項４に記載の方法により接続損失α_Ｃ（λ）を決定するステップと、
を備えていることを特徴とする光ファイバ伝送路の損失特性評価方法。