JP6387025B2 - 判定装置、判定方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、判定装置、判定方法、及びプログラムに関する。

鉄塔の間に架設された送電線を落雷等から保護するために、グラウンドワイヤ（架空地線）が送電線の上方を伸びるように鉄塔の間に架設されている。グラウンドワイヤに光ファイバを組み合わせた光ファイバ複合架空地線（ＯＰＧＷ）が知られている。ＯＰＧＷは、既存の送電網を利用して光通信回線を構築できるため、電力会社の光通信回線として広く採用されている。ＯＰＧＷの光ファイバは、送配電系統の保守管理システムの通信に用いられているため、ひとたび通信障害が発生すると電力の送配電に重大な影響を及ぼす。

ＯＰＧＷは、光ファイバの周囲をアルミ管で被覆し、アルミ管の周囲にグラウンドワイヤを巻き付けた構成を備えている。ＯＰＧＷは、このような構成を備えるため、水がアルミ管の亀裂や端部等から内部に浸入した場合、水とアルミニウムが長時間接触して反応し、水素が発生する。発生した水素はアルミ管内の光ファイバに吸収され、特定波長の伝送損失を増大させる（水素吸収損失）。特許文献１は、光パルス試験器（ＯＴＤＲ）により測定されるＯＴＤＲ波形に基づいて、光ファイバにおける水素吸収損失の発生を判定する光ファイバの診断方法を開示している。

特開２０１３−９６７３４号公報

しかしながら、特許文献１の診断方法は、ＯＴＤＲ波形における反射光の強度の微少な変化を特定することができない。伝送損失が発生した初期段階では、反射光の強度がわずかに変化するに過ぎないため、ＯＴＤＲ波形を確認したとしても伝送損失が発生した兆候を把握することは困難であった。このため、特許文献１の診断方法においては、通信障害が発生する前に光ファイバにおける水素吸収損失の発生の兆候を把握することができない、という問題があった。そして、特許文献１の診断方法においては、伝送損失が発生した兆候を把握することが困難である以上、曲げ損失、放射線損失といった他の伝送損失の発生の兆候も把握することができない、という問題もあった。この問題は、ＯＰＧＷに含まれる光ファイバに限られず、それ以外の光通信回線用の光ファイバにも共通して存在している。

本発明は、このような背景に基づいてなされたものであり、光ファイバにおいて伝送損失発生の兆候を容易に判定することができる判定装置、判定方法、及びプログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の観点に係る判定装置は、
光ファイバに接続された光パルス試験器により測定された基準時の基準波形と、前記光ファイバに接続され、前記光パルス試験器と同一の又は異なる光パルス試験器により測定された現時点の測定波形とを取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された基準波形及び測定波形のそれぞれに基づいて、前記光ファイバの任意の位置から前記光ファイバの長手方向に沿って互いに反対方向に同一距離だけ離れた２つの基準点における反射光の強度の差分を、当該基準点の間の距離で除算することにより、前記光ファイバの任意の位置毎における単位長さあたりの反射光の強度の損失を示す単位損失を計算する単位損失計算手段と、
前記光ファイバの任意の位置毎に、前記単位損失計算手段により計算された基準波形に基づく単位損失と測定波形に基づく単位損失とを比較する比較手段と、
前記比較手段による比較結果に基づいて、前記光ファイバの任意の位置毎に、伝送損失発生の兆候の有無を判定する判定手段と、
を備える。

前記比較手段は、測定波形に基づく単位損失と基準波形に基づく単位損失との差分を計算する差分計算手段を備え、
前記判定手段は、前記差分計算手段により計算された差分が閾値よりも大きい場合に伝送損失発生の兆候ありと判定してもよい。

前記比較手段は、測定波形に基づく単位損失を基準波形に基づく単位損失で除した倍率を計算する倍率計算手段を備え、
前記判定手段は、前記倍率計算手段により計算された倍率が閾値よりも大きい場合に伝送損失発生の兆候ありと判定してもよい。

前記判定手段により伝送損失発生の兆候ありと判定された位置が連続して存在する区間の距離を計算し、
前記距離が閾値よりも大きい場合に、前記光ファイバにおいて水素吸収損失が発生していると判定し、前記距離が閾値よりも大きくない場合に、前記光ファイバにおいて曲げ損失が発生していると判定する損失区間判定手段をさらに備えていてもよい。

前記比較手段に、第１の波長の光を用いて測定された基準波形に基づく単位損失に対する測定波形に基づく単位損失の変化量である第１の変化量と、第２の波長の光を用いて測定された基準波形に基づく単位損失に対する測定波形に基づく単位損失の変化量である第２の変化量と、を計算させ、
前記第１の変化量が第１の閾値よりも大きい場合に、前記光ファイバにおいて水素吸収損失が発生していると判定し、前記第２の変化量が第２の閾値よりも大きい場合に、前記光ファイバにおいて曲げ損失が発生していると判定する異波長判定手段をさらに備えていてもよい。

前記単位損失計算手段は、基準波形及び測定波形に含まれるノイズが単位損失の計算結果に及ぼす影響を低減するノイズ低減手段を備えていてもよい。

前記ノイズ低減手段は、基準波形及び測定波形に基づいて、前記光ファイバの任意の位置毎に単位損失の複数の候補を計算する候補計算手段と、
前記候補計算手段により前記光ファイバの任意の位置毎に計算された単位損失の複数の候補から、前記光ファイバの任意の位置毎における単位損失として代表値を選択する候補選択手段と、
を備えていてもよい。

前記ノイズ低減手段は、前記光ファイバの任意の位置毎に、当該位置から前記光ファイバに沿って同一距離で互いに反対方向に離れた位置に２つの基準点をそれぞれ設定する基準点設定手段と、
前記基準点から前記光ファイバの入射端側及び出射端側にそれぞれ一定距離ずつ離れた位置に複数の追加点を設定する追加点設定手段と、
を備えており、
前記候補計算手段は、前記基準点設定手段により設定された基準点と、前記追加点設定手段により設定された追加点とに基づいて、前記光ファイバの任意の位置毎における単位損失の複数の候補を計算してもよい。

上記目的を達成するために、本発明の第２の観点に係る判定方法は、
光ファイバに接続された光パルス試験器により測定された基準時の基準波形を取得するステップと、
取得された基準波形に基づいて、前記光ファイバの任意の位置から前記光ファイバの長手方向に沿って互いに反対方向に同一距離だけ離れた２つの基準点における反射光の強度の差分を、当該基準点の間の距離で除算することにより、前記光ファイバの任意の位置毎における単位長さあたりの反射光の強度の損失を示す単位損失を計算するステップと、
前記光ファイバに接続され、前記光パルス試験器と同一の又は異なる光パルス試験器により測定された現時点の測定波形を取得するステップと、
取得された測定波形に基づいて、前記光ファイバの任意の位置から前記光ファイバの長手方向に沿って互いに反対方向に同一距離だけ離れた２つの基準点における反射光の強度の差分を、当該基準点の間の距離で除算することにより、前記光ファイバの任意の位置毎における単位損失を計算するステップと、
前記光ファイバの任意の位置毎に、計算された基準波形に基づく単位損失と測定波形に基づく単位損失とを比較するステップと、
基準波形に基づく単位損失と測定波形に基づく単位損失との比較結果に基づいて、前記光ファイバの任意の位置毎に、伝送損失発生の兆候の有無を判定するステップと、
を含む。

上記目的を達成するために、本発明の第３の観点に係るプログラムは、
コンピュータを、
光ファイバに接続された光パルス試験器により測定された基準時の基準波形と、前記光ファイバに接続され、前記光パルス試験器と同一の又は異なる光パルス試験器により測定された現時点の測定波形とを取得する取得手段、
前記取得手段により取得された基準波形及び測定波形のそれぞれに基づいて、前記光ファイバの任意の位置から前記光ファイバの長手方向に沿って互いに反対方向に同一距離だけ離れた２つの基準点における反射光の強度の差分を、当該基準点の間の距離で除算することにより、前記光ファイバの任意の位置毎における単位長さあたりの反射光の強度の損失を示す単位損失を計算する単位損失計算手段、
前記光ファイバの任意の位置毎に、前記単位損失計算手段により計算された基準波形に基づく単位損失と測定波形に基づく単位損失とを比較する比較手段、
前記比較手段による比較結果に基づいて、前記光ファイバの任意の位置毎に、伝送損失発生の兆候の有無を判定する判定手段、
として機能させる。

本発明によれば、基準波形に基づく単位損失と測定波形に基づく単位損失とを比較することにより、伝送損失の発生の兆候と関連している単位損失の経時的な変化を把握することができる。このため、光ファイバにおいて伝送損失発生の兆候を容易に判定することができる。

本発明の実施の形態１に係る判定システムの構成を示す図である。 本発明の実施の形態１に係るＯＰＧＷの断面図である。 本発明の実施の形態１に係るＯＴＤＲ波形を示すグラフである。 本発明の実施の形態１に係る判定装置の機能的な構成を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る単位損失データのデータテーブルを示す図である。 本発明の実施の形態１に係る判定装置において単位損失の複数の候補を計算する例を示す図である。 （ａ）は本発明の実施の形態１に係る準備処理の流れを示すフローチャートであり、（ｂ）は本発明の実施の形態１に係る判定処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１に係る単位損失計算処理の流れを示すフローチャートである。 （ａ）はＯＴＤＲ基準波形及び測定波形を示すグラフであり、（ｂ）は（ａ）のＯＴＤＲ波形に基づいて計算された単位損失の差分計算例を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る判定装置の機能的な構成を示す図である。 （ａ）はＯＴＤＲ基準波形及び測定波形を示すグラフであり、（ｂ）は（ａ）のＯＴＤＲ波形に基づいて計算された単位損失の倍率計算例を示す図である。 本発明の実施の形態３に係る判定装置の機能的な構成を示す図である。 本発明の実施の形態３に係る損失区間データのデータテーブルを示す図である。 （ａ）は水素吸収損失が発生しているＯＴＤＲ基準波形及び測定波形を示す拡大図であり、（ｂ）は（ａ）のＯＴＤＲ波形に基づいて計算された単位損失の差分計算例を示す拡大図である。 （ａ）は曲げ損失が発生しているＯＴＤＲ基準波形及び測定波形を示す拡大図であり、（ｂ）は（ａ）のＯＴＤＲ波形に基づいて計算された単位損失の差分計算例を示す拡大図である。 本発明の実施の形態４に係る判定装置の機能的な構成を示す図である。 （ａ）は本発明の実施の形態４に係る第１の単位損失データのデータテーブルを示す図であり、（ｂ）は本発明の実施の形態４に係る第２の単位損失データのデータテーブルを示す図である。 本発明の実施の形態５に係る判定装置の機能的な構成を示す図である。 本発明の実施の形態６に係る判定装置の機能的な構成を示す図である。

以下、本発明の実施形態に係る判定装置、判定方法、及びプログラムについて、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図面においては、同一または同等の部分に同一の符号を付している。

（実施の形態１）
図１を参照して、本発明の実施の形態１に係る判定システム１について説明する。実施の形態１においては、理解を容易にするために、ＯＰＧＷの光ファイバを判定装置１００の判定対象として例示しているが、その他の光ファイバを判定装置１００の判定対象として選択することが可能である。

図１に示されるように、判定システム１は、判定装置１００と、光パルス試験器（ＯＴＤＲ（Optical Time Domain Reflectometer））２００とを備える。判定装置１００は、有線、無線、又はこれらを組み合わせた通信回線を介してＯＴＤＲ２００に通信可能に接続されている。ＯＴＤＲ２００は、判定対象の光ファイバ複合架空地線（ＯＰＧＷ（Optical ground wire））３００の光ファイバに対して光を送受可能に接続されている。

図２に示されるように、ＯＰＧＷ３００は、光ファイバ３０１、アルミスペ−サ３０２、アルミ管３０３、アルミ覆鋼線３０４を備えている。アルミスペ−サ３０２は、アルミ管３０３の内部に配置されている。アルミスペーサ３０２は、ＯＰＧＷ３００の長手方向に沿って複数の溝を有する。溝とアルミ管３０３で形成された空間には、複数の光ファイバ３０１が収容されている。アルミ管３０３の外周には、アルミ覆鋼線３０４が巻き付けられている。

ＯＴＤＲ２００は、光ファイバにおける伝送損失の分布を測定する装置である。ＯＴＤＲ２００は、光ファイバの入射端に光パルスを入射し、光ファイバにて反射されて戻ってくる光パルスを受信することにより、光ファイバにおける伝送損失の分布を測定することができる。ＯＴＤＲ２００で測定されたＯＴＤＲ波形を参照することにより、光ファイバのどの部分で伝送損失が発生しているかを把握することができる。

図３は、ＯＴＤＲ２００で測定されたＯＴＤＲ波形を示す。図３のグラフの横軸は、光ファイバの入射端からの距離（ｋｍ）を、縦軸は反射光の強度（ｄＢ）を示す。図３を参照すると、光ファイバの入射端から離れるにつれて、その位置で反射された光の強度が徐々に低下している様子を確認することができる。光ファイバの任意の位置における伝送損失は、単位長さあたりの反射光の強度の損失である単位損失を用いて評価することができる。

判定装置１００は、ＯＴＤＲ２００で測定されたＯＴＤＲ波形に基づいて、光ファイバ３０１における伝送損失発生の兆候の有無を判定する装置である。判定装置１００は、ＯＴＤＲ波形におけるノイズの影響を除去しつつ単位損失を計算し、単位損失の経時的な変化量に基づいて伝送損失発生の兆候の有無を判定する。

次に、図４を参照して、判定装置１００の機能的な構成について説明する。

判定装置１００は、取得部１１０、記憶部１２０、単位損失計算部１３０、差分計算部１４０、判定部１５０、表示部１６０、指示受付部１７０を備える。

取得部１１０は、ＯＴＤＲ２００にて測定されたＯＴＤＲ波形を取得する。

記憶部１２０は、取得部１１０にて取得されたＯＴＤＲ波形を記憶する。記憶部１２０は、単位損失データベース１２１を備えている。単位損失データベース１２１は、単位損失計算部１３０にて計算された単位損失と、差分計算部１４０で計算された単位損失の差分とを記憶する。

図５は、単位損失データベース１２１のデータテーブルの形式を示す図である。単位損失データベース１２１には、光ファイバ３０１の入射端からの距離Ｌ_１、Ｌ_２、Ｌ_３、・・・、Ｌ_ｍに対応付けて、基準波形に基づく単位損失α’_１、α’_２、α’_３、・・・、α’_ｍ、測定波形に基づく単位損失α_１、α_２、α_３、・・・、α_ｍ、単位損失の差分Ｓｄ_１、Ｓｄ_２、Ｓｄ_３、・・・、Ｓｄ_ｍを記憶していく（ｍは整数）。

ここで、基準波形は、伝送損失発生の兆候を判断するための基準となるＯＴＤＲ波形である。基準波形としては、伝送損失が発生していないＯＰＧＷ３００における正常なＯＴＤＲ波形が好ましいが、最も古い測定波形又はある任意の時点での測定波形を選択してもよい。基準波形として最も古い測定波形又はある任意の時点での測定波形を選択した場合、その後に取得する測定波形が、最も古い測定波形を取得した時点又はある任意の時点からどれだけ変化したかを把握することができる。

測定波形は、伝送損失発生の兆候の有無を監視している現時点におけるＯＴＤＲ波形である。ノイズの影響を最小限にするために、ＯＴＤＲ基準波形及び測定波形は、同じ条件（波長、測定距離、パルス幅、ＯＴＤＲ２００のメーカー等）で、かつ表示されるＯＴＤＲ波形が滑らかになるように測定することが望ましい。ＯＴＤＲ基準波形及びＯＴＤＲ測定波形が互いに異なる条件で測定された場合、変換率等を用いてＯＴＤＲ基準波形及びＯＴＤＲ測定波形のいずれかをコンバートする必要がある。

単位損失の差分Ｓｄは、基準波形に基づく単位損失と測定波形に基づく単位損失との差分である。

単位損失計算部１３０は、光ファイバ３０１の任意の位置における単位損失を計算する。単位損失は、光ファイバ３０１の任意の位置における単位長さあたりの反射光の強度の損失（ｄＢ／ｋｍ）である。具体的には、図３に示されるグラフにおいて、光ファイバ３０１の入射端から距離Ｌ_Ｘの位置にある任意の点Ｘから光ファイバ３０１の長手方向に沿って互いに反対方向に同一距離だけ離れた基準点Ａ、Ｂにおける反射光の強度Ｉ_Ａ、Ｉ_Ｂの差分Ｉ_Ｂ−Ｉ_Ａを、基準点Ａ、Ｂの間の距離Ｌ_Ａ−Ｌ_Ｂ（計算長）で除した値が単位損失α_ＡＢである。この計算長Ｌ_Ａ−Ｌ_Ｂは、初期段階では１０００ｍに設定しておき、波形ノイズ状態や損失種別等に合わせて１０００ｍよりも小さく、２５０ｍよりも大きな値に設定することが好ましい。計算長Ｌ_Ａ−Ｌ_Ｂを１０００ｍとした場合、任意の点Ｘから基準点Ａ、Ｂまでの距離Ｌ_Ｘ−Ｌ_Ｂ、Ｌ_Ａ−Ｌ_Ｘは、５００ｍに設定する。なお、基準点Ａは任意の点Ｘを基準にして入射端と反対側に、基準点Ｂは点Ｘを基準にして入射端側に設定している。

任意の点Ｘにおける単位損失は、以下の式で表すことができる。なお、任意の点Ｘにおける単位損失は、図３におけるグラフにおける基準点Ａ、Ｂ間の傾きに相当する。

ここで、α_ＡＢは単位損失（ｄＢ／ｋｍ）、Ｉ_Ａは基準点Ａからの反射光の強度（ｄＢ）、Ｉ_Ｂは基準点Ｂからの反射光の強度（ｄＢ）、Ｌ_Ａは入射端から基準点Ａまでの距離（ｋｍ）、Ｌ_Ｂは入射端から基準点Ｂまでの距離（ｋｍ）である。

単位損失計算部１３０は、機能的には、位置選択部１３１、基準点設定部１３２、追加点設定部１３３、候補計算部１３４、候補選択部１３５を備える。基準点設定部１３２、追加点設定部１３３、候補計算部１３４、候補選択部１３５は、ＯＴＤＲ波形のノイズが単位損失の計算に及ぼす影響を低減するノイズ低減手段を構成している。

位置選択部１３１は、単位損失の計算対象となる光ファイバ３０１の位置を選択する。光ファイバ３０１の位置は、図５に示すように、光ファイバ３０１の入射端からの距離Ｌ_１、Ｌ_２、Ｌ_３、・・・、Ｌ_ｍで表すことができる。

基準点設定部１３２は、単位損失の計算対象となる光ファイバ３０１の位置ごとに、単位損失を計算するのに必要な基準点Ａ、Ｂを設定する。

追加点設定部１３３は、基準点Ａ、Ｂの周囲に複数の追加点を設定する。図６を参照して、追加点設定部１３３が複数の追加点を設定する手順について具体的に説明する。なお、図６は、理解を容易にするために、ＯＴＤＲ波形のノイズを強調して描いている。

図６に示されるように、追加点設定部１３３は、基準点Ａの入射端側及び入射端の反対側のそれぞれに、基準点Ａから一定の間隔ｄごとにｎ個の追加点を設定する（ｎは整数）。図６では、理解を容易にするために、基準点Ａからｎｄだけ離れた追加点Ａ_−ｎ、Ａ_ｎ、基準点Ａから（ｎ−１）ｄだけ離れた追加点Ａ_ｎ−１のみを明示しているが、実際には基準点Ａの周囲に２ｎ個の追加点が設定される。

同様にして、追加点設定部１３３は、基準点Ｂの入射端側及び入射端の反対側のそれぞれに、基準点Ａから一定の間隔ｄごとにｎ個の追加点を設定する。図６では、理解を容易にするために、基準点Ｂからｎｄだけ離れた追加点Ｂ_−ｎ、Ｂ_ｎ、基準点Ｂから（ｎ−１）ｄだけ離れた追加点Ｂ_−ｎ+１のみを明示しているが、実際には基準点Ｂの周囲に２ｎ個の追加点が設定される。

このようにして、基準点設定部１３２及び追加点設定部１３３は、位置選択部１３１で選択された位置の周囲に基準点Ａ、Ｂ、及び追加点を合計４ｎ＋２個設定する。

候補計算部１３４は、位置選択部１３１で選択された位置における単位損失の複数の候補を計算する。具体的には、候補計算部１３４は、基準点設定部１３２により設定された基準点Ａ、Ｂからの反射光の強度に基づく単位損失を計算する。

また、候補計算部１３４は、追加点設定部１３３により設定された合計４ｎ個の追加点に基づいて、合計２ｎ個の単位損失の候補を計算する。追加点に基づく単位損失の候補は、位置選択部１３１で選択された位置（図６においては、距離Ｌ_ｉで表される位置）から同一の距離だけ反対方向に離れた位置にある２つの追加点を選択し、この２つの追加点に基づいて計算される。このようにして、候補計算部１３４は、合計２ｎ＋１個の単位損失の候補を計算する。図６において点線で表される直線の傾きがそれぞれ異なっているように、単位損失の候補は、それぞれノイズの影響を受け、それぞれ異なる値となっている。

候補選択部１３５は、位置選択部１３１で選択された位置における単位損失として、候補計算部１３４で計算された合計２ｎ＋１個の単位損失の候補から中央値を選択する。中央値は、有限個のデータを小さいものから大きいものへと順に並べたとき、中央に位置する値である。

差分計算部１４０は、単位損失計算部１３０で計算された基準波形の単位損失と、同じく単位損失計算部１３０で計算された測定波形の単位損失との差分Ｓｄを計算する。単位損失の差分Ｓｄは以下の式で表すことができる。差分計算部１４０は、基準波形の単位損失と測定波形の単位損失とを比較する比較手段の一例である。

ここで、Ｓｄは単位損失の差分（ｄＢ／ｋｍ）、Ｉ_Ａは基準点Ａからの測定波形の反射光の強度（ｄＢ）、Ｉ_Ｂは基準点Ｂからの測定波形の反射光の強度（ｄＢ）、Ｉ’_Ａは基準点Ａからの基準波形の反射光の強度（ｄＢ）、Ｉ’_Ｂは基準点Ｂからの基準波形の反射光の強度（ｄＢ）、Ｌ_Ａは入射端からＡまでの距離（ｋｍ）、Ｌ_Ｂは入射端からＢまでの距離（ｋｍ）である。

判定部１５０は、差分計算部１４０が計算した差分Ｓｄに基づいて、伝送損失発生の兆候の有無を判定する判定手段である。具体的には、判定部１５０は、ある位置における差分Ｓｄの計算結果が閾値より大きい場合、当該位置において伝送損失発生の兆候があると判定する。

表示部１６０は、様々な情報をユーザに向けて表示する。例えば、表示部１６０は、ＯＴＤＲ２００で測定されたＯＴＤＲ波形を表示する。また、表示部１６０は、伝送損失発生の兆候の有無、伝送損失発生の兆候が見られる光ファイバ３０１の位置、定期的なメンテナンスにおいて交換すべきＯＰＧＷ３００の区間等を表示する。

指示受付部１７０は、判定装置１００に対するユーザからの指示を受け付ける。例えば、指示受付部１７０は、単位損失の計算対象となる位置、すなわち光ファイバ３０１の入射端からの距離Ｌ_ｉの選択、当該計算対象となる位置に対する基準点Ａ、Ｂ及び追加点の位置の設定、ＯＴＤＲ２００の測定波形を取得する日時などについて、ユーザからの指示を受け付ける。

判定装置１００は、物理的には、１つ又は複数のプロセッサ、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、通信インタフェース、キーボード、マウス、タッチパネル、ディスプレイなどの一部及び全部を組み合わせて構成される装置である。判定装置１００は、汎用のコンピュータであっても、専用の装置であってもよい。判定装置１００の各機能及び判定装置１００が実行する処理は、例えば、上述の物理的構成を備える装置が、予め組み込まれたプログラムを実行することにより実現される。本発明は、プログラムとして実行されてもよく、そのプログラムが記憶された記憶媒体として実現されてもよい。

次に、図７、８を参照して、判定装置１００が実行する処理について説明する。

まず、図７（ａ）を参照して、判定装置１００が実行する準備処理について説明する。準備処理は、光ファイバ３０１が伝送損失の影響を受けていない時点、例えば、ＯＰＧＷ３００が送電線に沿って架設された時点で行っておくことが望ましい。

指示受付部１７０は、ユーザから単位損失の計算対象となる位置Ｌ_ｉ、当該計算対象となる位置に対する基準点Ａ、Ｂ及び追加点の位置について指示を受け付ける（ステップＳ１０１）。

取得部１１０は、ＯＴＤＲ２００から伝送損失が発生する前の正常な光ファイバ３０１におけるＯＴＤＲ基準波形を取得する（ステップＳ１０２）。

単位損失計算部１３０は、取得部１１０により取得されたＯＴＤＲ基準波形に基づいて光ファイバ３０１の単位損失α’_ｉを計算する（ステップＳ１０３）。

ここで、図８を参照して、単位損失計算処理（ステップＳ１０３）の詳細について説明する。

まず、単位損失計算部１３０は、カウンタをｉ＝１に設定する（ステップＳ２０１）。

位置選択部１３１は、カウンタの設定に基づいて、単位損失の計算対象となる位置を設定する（ステップＳ２０２）。光ファイバ３０１上の位置は、光ファイバ３０１の入射端からの距離Ｌ_ｉで表すことができる。したがって、カウントがｉ＝１に設定されている場合、選択される位置は光ファイバ３０１の入射端からの距離Ｌ_１で示される。

基準点設定部１３２は、位置選択部１３１で選択された位置を基準にして基準点Ａ、Ｂを設定する（ステップＳ２０３）。位置選択部１３１で選択された位置から光ファイバ３０１の入射端と反対側に離れた点が基準点Ａ、光ファイバ３０１の入射端側に離れた点が基準点Ｂである。基準点設定部１３２は、位置選択部１３１で選択された位置から指示受付部１７０により設定された同一距離だけ離れた位置Ｌ_Ａ、Ｌ_Ｂに基準点Ａ、Ｂを設定する。つまり、Ｌ_１−Ｌ_Ｂ＝Ｌ_Ａ−Ｌ_１である。例えば、基準点Ａ、Ｂは、いずれも計算対象として選択された位置から５００ｍだけ離れた位置に設定することができる。

追加点設定部１３３は、指示受付部１７０で受け付けた指示に基づいて、基準点Ａの周囲に追加点を設定する（ステップＳ２０４）。追加点設定部１３３は、基準点Ａに対して入射側及び入射端の反対側にそれぞれｎ個の追加点を設定する。追加点は基準点Ａから距離ｄごとに設定する。

同様にして、追加点設定部１３３は、指示受付部１７０で受け付けた指示に基づいて、基準点Ｂの周囲に追加点を設定する（ステップＳ２０５）。追加点設定部１３３は、基準点Ｂに対して入射側及び入射端の反対側にそれぞれｎ個の追加点を設定する。追加点は基準点Ｂから距離ｄごとに設定する。このようにして、基準点Ａ、Ｂの周囲には、合計４ｎ個の追加点が設定される。

候補計算部１３４は、位置選択部１３１で選択された位置における単位損失の複数の候補を計算する（ステップＳ２０６）。図６に示されるように、基準点Ａ、Ｂからの反射光の強度に基づく単位損失の候補のみならず、基準点Ａ、Ｂの周囲にそれぞれ設定した追加点に基づく単位損失の候補も計算する。追加点は全部で４ｎ個であるから、追加点に基づく単位損失の候補は２ｎ個である。候補計算部１３４は、基準点設定部１３２及び追加点設定部１３３により設定された基準点Ａ、Ｂ及び追加点に基づき、合計２ｎ＋１個の単位損失の候補を計算する。

ステップＳ２０６の具体的な処理について説明する。まず、図６に示されるように、候補計算部１３４は、基準点Ａ、Ｂからの反射光の強度に基づいて単位損失の候補α_ＡＢ１を計算する。

次に、候補計算部１３４は、基準点Ｂから入射端側にｎｄだけ離れた追加点Ｂ_−ｎからの反射光の強度と、基準点Ａから入射端と反対側にｎｄだけ離れた追加点Ａ_ｎからの反射光の強度に基づいて、単位損失の候補α_ＡＢ２を計算する。同様にして、基準点Ｂから入射端側に（ｎ−１）ｄだけ離れた追加点Ｂ_−ｎ＋１からの反射光の強度と、基準点Ａから入射端と反対側に（ｎ−１）ｄだけ離れた追加点Ａ_ｎ−１からの反射光の強度に基づいて、単位損失の候補α_ＡＢ３を計算する。

このような計算を繰り返して、基準点Ｂから入射端側に離れた追加点からの反射光の強度と、基準点Ａから入射端と反対側に離れた追加点からの反射光の強度に基づいて、合計ｎ個の単位損失の候補を計算することができる。

また、候補計算部１３４は、基準点Ｂから入射端と反対側にｎｄだけ離れた追加点Ｂ_ｎからの反射光の強度と、基準点Ａから入射端側にｎｄだけ離れた追加点Ａ_−ｎからの反射光の強度に基づいて、単位損失の候補α_{ＡＢｎ＋２}を計算する。また、図６には図示されていないが、基準点Ｂから入射端と反対側に（ｎ−１）ｄだけ離れた追加点Ｂ_ｎ−１からの反射光の強度と、基準点Ａから入射端側に（ｎ−１）ｄだけ離れた点Ａ_−ｎ＋１からの反射光の強度に基づいて、単位損失の候補α_{ＡＢｎ＋３}を計算する。

このような計算を繰り返して、基準点Ｂから入射端と反対側に離れた追加点からの反射光の強度と、基準点Ａから入射端側に離れた追加点からの反射光の強度に基づいて、合計ｎ個の単位損失の候補を計算することができる。

なお、単位損失計算処理（ステップＳ１０３）において、ｎをいかなる値にするかは任意であるが、ＯＴＤＲ波形のノイズによる単位損失の計算結果への影響を効果的に除去するためには、ｎは１０以上の適度にノイズが抑えられる値が好ましい。

候補選択部１３５は、候補計算部１３４によって計算された２ｎ＋１個の単位損失の候補から中央値を位置選択部１３１で選択された位置における単位損失として選択する（ステップＳ２０７）。

次に、単位損失計算部１３０は、カウンタの設定がｉ＝ｍであるかどうかを判定する（ステップＳ２０８）。カウンタの設定がｉ＝ｍである場合（ステップＳ２０８：ＹＥＳ）、処理をリターンする。一方、カウンタの設定がｉ＝ｍでない場合（ステップＳ２０８：ＮＯ）、ｉに１を足し合わせる（ステップＳ２０９）。その後、処理は再びステップＳ２０２に戻る。このような処理を繰り返して単位損失計算処理（ステップＳ１０３）が終了する。

記憶部１２０は、図５に示すように、単位損失計算処理（ステップＳ１０３）において計算された単位損失α’_１、α’_２、α’_３、・・・、α’_ｍを単位損失データベース１２１に記憶する（ステップＳ１０４）。単位損失データベース１２１には、入射端からの距離Ｌ_ｉに対応付けて基準波形の単位損失α’_１、α’_２、α’_３、・・・、α’_ｍが記憶される。このようにして、準備処理が終了する。

次に、図７（ｂ）を参照して、判定装置１００がＯＰＧＷ３００の運用中に実行する判定処理について説明する。

現在日時が指示受付部１７０にて設定された測定対象日時かどうかを判定する（ステップＳ１０５）。例えば、ＯＴＤＲ２００の測定波形を取得する測定対象日時は、毎日午前２：００等に設定される。

現在日時が測定対象日時である場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、取得部１１０は、ＯＴＤＲ２００を制御し、測定波形を取得する（ステップＳ１０６）。ノイズの影響を最小限にするために、ＯＴＤＲ基準及び測定波形は、同じ条件（波長、測定距離、パルス幅、ＯＴＤＲ２００のメーカー等）で、表示されるＯＴＤＲ波形が滑らかになるように測定することが望ましい。一方、現在時刻が測定対象日時でない場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）、再びステップＳ１０５に戻る。

単位損失計算部１３０は、ステップＳ１０６で取得されたＯＴＤＲ２００の測定波形に基づいて、指示受付部１７０にて設定された複数の位置における光ファイバ３０１の単位損失α_１、α_２、α_３、・・・、α_ｍを計算する（ステップＳ１０７）。単位損失の計算処理については、ステップＳ１０３において詳述した処理と同様である。

その後、記憶部１２０は、図５に示される単位損失データベース１２１に測定波形の単位損失α_１、α_２、α_３、・・・、α_ｍを光ファイバ３０１の入射端からの距離Ｌ_１、Ｌ_２、Ｌ_３、・・・、Ｌ_ｍに対応付けて記憶する（ステップＳ１０８）。

差分計算部１４０は、数式２を用いて、指示受付部１７０にて設定された位置Ｌ_ｉごとに、ＯＴＤＲ２００の基準波形の単位損失α’_ｉと、ＯＴＤＲ２００の測定波形の単位損失α_ｉとの差分Ｓｄ_ｉを計算する（ステップＳ１０９）。

判定部１５０は、指示受付部１７０にて設定された位置ごとに、差分Ｓｄ_ｉの計算結果が閾値より大きいものがあるかどうか判定する（ステップＳ１１０）。

差分Ｓｄ_ｉの計算結果に閾値よりも大きなものがない場合（ステップＳ１１０：ＮＯ）、再びステップＳ１０５に移る。一方、差分Ｓｄ_ｉの計算結果に閾値よりも大きなものがある場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、表示部１６０は、閾値よりも大きな差分Ｓｄ_ｉに対応する位置に伝送損失の発生の兆候がある旨を表示する（ステップＳ１１１）。具体的には、表示部１６０は、閾値よりも大きな差分Ｓｄ_ｉに対応する位置において伝送損失発生の兆候があること、当該位置を含むＯＰＧＷ３００の区間を定期的なメンテナンス時に交換すべきことを表示する。

ステップＳ１１１において表示部１６０が、伝送損失発生の兆候がある旨を表示した後、再びステップＳ１０５に戻り、判定装置１００は継続的にＯＰＧＷ３００への監視を実行し続ける。

図９は、実際に測定されたＯＴＤＲ波形と、このＯＴＤＲ波形に基づいて計算された単位損失の差分計算結果を示す。図９（ａ）に示すように、基準波形及び測定波形は、わずかな差しかないため、このままでは反射率の強度の変動を捉えることができない。このため、図９（ｂ）に示すように、基準波形及び測定波形に基づいて、基準波形に基づく単位損失と基準波形に基づく単位損失との差分である単位損失の差分Ｓｄを計算する。これにより、光ファイバの入射端から３１０００ｍ〜３２０００ｍ付近で単位損失の変動が生じていることを把握できる。なお、３６０００ｍ付近は、終端反射のノイズである。

基準波形及び測定波形に含まれるノイズにより、一部の区間に誤った差分Ｓｄの計算結果が出てしまう可能性がある。この場合には、計算区間を絞り込むか、基準波形及び測定波形のノイズが少なくなるように測定をやり直す必要がある。また、差分計算においては、基準波形は非正常な波形であってもよいが、差分Ｓｄの計算結果にノイズが多く含まれることに留意すべきである。

以上説明したように、実施の形態１においては、ＯＴＤＲ基準波形に基づく単位損失α’と、現時点で得られたＯＴＤＲ測定波形に基づく単位損失αとを比較することにより、光ファイバ３０１のどの位置で単位損失の経時的な変化が発生しているかを把握することができる。このため、伝送損失が光ファイバ３０１に通信障害を引き起こす前に、光ファイバのどの位置で伝送損失発生の兆候が発生しているかを容易に判定することができる。

伝送損失の発生の兆候が見られる時点では、ＯＴＤＲ波形の反射光の強度の変化は微小であるとともに、ＯＴＤＲ波形にノイズが存在しているため、伝送損失発生の兆候の有無を判定することが困難であった。しかしながら、実施の形態１においては、ＯＴＤＲ波形からノイズの影響を除去しつつ単位損失を計算しているため、微少な反射光の強度の変化を把握することができ、伝送損失発生の兆候の有無を正確に判定することができる。

図６に示されるようなＯＴＤＲ波形が測定された場合、基準点Ａ、Ｂのみに基づいて単位損失を計算した場合、特異的な値を選択することになってしまい、伝送損失発生の兆候の有無を誤って判定してしまうおそれがある。しかしながら、実施の形態１においては、単位損失の複数の候補から中央値を選択しているため、基準点Ａ、Ｂのみに基づいて単位損失を計算する場合と比べて、単位損失として特異的な値を計算することを防止できる。

本発明の実施の形態１においては、ＯＴＤＲ測定波形に基づく単位損失αと、ＯＴＤＲ基準波形に基づく単位損失α’との差分Ｓｄを計算し、単位損失の差分Ｓｄに基づいて伝送損失発生の兆候の有無を判定しているため、伝送損失の発生を示すわずかな兆候も逃さずに把握することができる。

（実施の形態２）
図９を参照して、本発明の実施の形態２に係る判定装置１００について説明する。実施の形態１においては、初期状態を示すＯＴＤＲ基準波形と現在時のＯＴＤＲ測定波形とを比較するための指標として単位損失の差分Ｓｄを例示しているが、両者を比較するための指標はこれに限られない。実施の形態２に係る判定装置１００の基本的な構成は、実施の形態１に係る判定装置１００と同一であるが、差分計算部１４０の代わりに倍率計算部１８０を備える点で、実施の形態１とは異なる。以下、両者の異なる部分を中心に説明する。

倍率計算部１８０は、単位損失計算部１３０で計算されたＯＴＤＲ測定波形に基づく単位損失αを、同じく単位損失計算部１３０で計算されたＯＴＤＲ基準波形に基づく単位損失α’で除した倍率Ｓｍを計算する。単位損失の倍率Ｓｍは以下の式で表すことができる。

ここで、Ｓｍは単位損失の倍率、Ｉ_Ａは基準点Ａからの測定波形の反射光の強度（ｄＢ）、Ｉ_Ｂは基準点Ｂからの測定波形の反射光の強度（ｄＢ）、Ｉ’_Ａは基準点Ａからの基準波形の反射光の強度（ｄＢ）、Ｉ’_Ｂは基準点Ｂからの基準波形の反射光の強度（ｄＢ）である。

判定部１５０は、倍率計算部１８０による単位損失の倍率Ｓｍの計算結果が閾値よりも大きいかどうかを判定する。単位損失の倍率の計算結果が閾値よりも大きい場合、伝送損失が発生していると判断する。一方、単位損失の倍率Ｓｍの計算結果が閾値よりも小さい場合、伝送損失が発生していないと判断する。

図１１は、実際に測定されたＯＴＤＲ波形と、このＯＴＤＲ波形に基づいて計算された単位損失の倍率計算結果を示す。図１１（ａ）に示すように、基準波形及び測定波形は、わずかな差しかないため、このままでは反射率の強度の変動を捉えることができない。このため、図１１（ｂ）に示すように、基準波形及び測定波形に基づいて、基準波形に基づく単位損失に対する基準波形に基づく単位損失の倍率である単位損失の倍率Ｓｍを計算する。これにより、光ファイバの入射端から６０００ｍ付近で単位損失の変動が生じていることを把握できる。

基準波形及び測定波形に含まれるノイズにより、一部の区間に誤った計算結果が出てしまう可能性がある。この場合には、計算区間を絞り込むか、基準波形及び測定波形のノイズが少なくなるように測定をやり直す必要がある。また、倍率計算においては、倍率Ｓｍの計算結果におけるノイズが少なくなるように、基準波形が正常なＯＴＤＲ波形、例えば初期状態のＯＰＧＷを測定したＯＴＤＲ波形であることが好ましい。

以上のとおり、実施の形態２においては、倍率計算部１８０により現在時の測定波形に基づく単位損失αを、基準時の基準波形に基づく単位損失α’で除して単位損失の倍率Ｓｍを計算し、判定部１５０により単位損失の倍率Ｓｍが閾値よりも大きいかどうかを判定して、伝送損失発生の兆候の有無を判定している。このため、基準波形に基づく単位損失α’に対する測定波形に基づく単位損失αの増加の程度をより直感的に把握することができる。

（実施の形態３）
図１２、１３を参照して、実施の形態３に係る判定装置１００について説明する。実施の形態１、２においては、伝送損失発生の兆候の有無を判定可能であるが、いかなる種類の伝送損失が発生しているかを特定することができない。実施の形態３に係る判定装置１００の基本的な構成は、実施の形態１に係る判定装置１００と同一であるが、水素吸収損失と曲げ損失を判別する損失区間判定部１９１をさらに備える点で、実施の形態１と異なる。以下、両者の異なる部分を中心に説明する。

損失区間判定部１９１は、判定部１５０により伝送損失発生の兆候ありと判定されたＯＰＧＷ３００について、水素吸収損失と曲げ損失のいずれが発生しているかを判定する。損失区間判定部１９１は、判定部１５０により伝送損失発生の兆候があると判定された位置が連続して存在する区間の距離を計算し、当該区間の距離が閾値よりも大きいかどうかを判定し、その判定結果に基づいて水素吸収損失と曲げ損失とを判別する。

水素吸収損失は、ＯＰＧＷ３００のアルミ管３０３内で広がる水素が原因で発生するため、伝送損失が発生する区間の距離が長くなる傾向がある。例えば、水素吸収損失は、アルミ管３０３の管長にほぼ等しい程度に広がることがある。一方、曲げ損失は、局所的な曲げにより引き起こされるため、伝送損失が発生する区間は水素吸収損失に比べて短い。このため、伝送損失発生の兆候ありと判定された位置が連続して存在する区間の距離に基づいて、水素吸収損失と曲げ損失を判別することができる。

記憶部１２０は、伝送損失発生の兆候ありと判定された位置が光ファイバ３０１に沿って連続して存在する区間Ｚ_１、Ｚ_２、Ｚ_３・・・と、当該区間に対応する距離Ｄ_１、Ｄ_２、Ｄ_３、・・・とを記憶する損失区間データベース１２２を備える。損失区間データベース１２２は、図１３に示されるデータテーブルの形式で損失区間データを記憶していく。

具体的には、ＯＴＤＲ２００が測定に用いる光の波長を１６２５ｎｍとし、計算長を５００ｍ以下とした場合、損失区間が１０００ｍ以下のとき、曲げ損失であると判定する。一方、損失区間が１０００ｍよりも大きいとき、水素吸収損失であると判定する。この判定方法は、差分計算、倍率計算のいずれにおいても適用可能である。

次に、損失区間判定部１９１が水素吸収損失と曲げ損失を判別する処理について説明する。

損失区間判定部１９１は、判定部１５０の判別結果に基づいて、伝送損失発生の兆候ありと判定された位置が連続して存在する区間Ｚ_１、Ｚ_２、Ｚ_３、・・・を抽出する。そして、損失区間判定部１９１は、当該区間の距離Ｄ_１、Ｄ_２、Ｄ_３、・・・を計算する。例えば、光ファイバ３０１の入射端からの距離Ｌ_１、Ｌ_２、Ｌ_３で表される位置において伝送損失発生の兆候ありと判定されている場合、距離Ｌ_１〜Ｌ_３で示される区間は互いに連続していることから、当該区間をＺ_１とし、距離Ｌ_１〜Ｌ_３で示される区間の距離Ｌ_３−Ｌ_１＝Ｄ_１とする。このような処理を繰り返して、図１３に示されるようなデータテーブルの形式で損失区間データベース１２２に損失区間データを記憶していく。

損失区間データが損失区間データベース１２２に記憶された後、区間Ｚ_１、Ｚ_２、Ｚ_３、・・・に対応付けられた距離Ｄ_１、Ｄ_２、Ｄ_３、・・・のうち、閾値よりも大きいものがあるかどうかを判定する。ある区間の距離が閾値よりも大きい場合、損失区間判定部１９１は当該区間においては水素吸収損失が発生していると判定する。一方、ある区間の距離が閾値よりも大きくない場合、損失区間判定部１９１は当該区間においては曲げ損失が発生していると判定する。

表示部１６０は、損失区間判定部１９１の判定結果を表示する。具体的には、表示部１６０は、伝送損失発生の兆候ありと判定された位置において、水素吸収損失が発生しているか、曲げ損失が発生しているかを表示する。

以下に具体的な例を示す。図１４（ａ）は、水素吸収損失が発生している光ファイバを波長λが１６２５ｎｍの光により測定したＯＴＤＲ測定波形を示すグラフである。距離５０００〜７０００ｍ付近に水素吸収損失が発生しており、時間の経過とともに伝送損失が徐々に大きくなっている様子が見て取れる。図１４（ｂ）は、単位損失の差分を示すグラフである。距離５０００〜７０００ｍ付近の単位損失の差分Ｓｄが、時間の経過とともに徐々に増大し、最終的には差分Ｓｄが約１ｄＢ／ｋｍまで増加している。このように、水素吸収損失が発生している場合、比較的広い範囲にわたって単位損失の増大が発生する。

図１５（ａ）は、曲げ損失が発生している光ファイバを波長λが１３１０ｎｍの光により測定したＯＴＤＲ測定波形を示すグラフである。距離３１２００ｍ付近に曲げ損失が発生しており、時間の経過とともに伝送損失が徐々に拡大している様子が見て取れる。時間の経過とともに伝送損失が拡大しているのは、曲げ損失が徐々に成長する腐食生成物によるためである。図１５（ｂ）は、単位損失の差分Ｓｄを示すグラフである。距離３０９００〜３１５００ｍ付近の単位損失の差分Ｓｄが、時間の経過とともに徐々に増大し、０．８ｄＢ／ｋｍまで増加している。このように、曲げ損失が発生している場合、比較的狭い範囲で単位損失の増大が発生する。

以上説明したように、実施の形態３においては、伝送損失発生の兆候ありと判定された位置が連続して存在する区間の距離に基づいて、当該位置において水素吸収損失が発生しているか、曲げ損失が発生しているかを判別できる。

（実施の形態４）
図１６、１７を参照して、実施の形態４に係る判定装置１００について説明する。実施の形態３においては、水素吸収損失の発生を判定するために、伝送損失発生の兆候あり判定された位置が連続して存在する区間の距離を指標として用いているが、両者を判別するための指標はこれに限られない。実施の形態４に係る判定装置１００の基本的な構成は、実施の形態１に係る判定装置１００と同一であるが、異波長判定部１９２をさらに備える点で、実施の形態１と異なる。以下、両者の異なる部分を中心に説明する。

異波長判定部１９２は、第１の波長λ_１の光による単位損失の変化量である第１の変化量が第１の閾値よりも大きい場合に、水素吸収損失が発生していると判定し、第２の波長λ_２の光による単位損失の変化量である第２の変化量が第２の閾値よりも大きい場合に、曲げ損失が発生していると判定する。ここで、単位損失の変化量は、単位損失の差分Ｓｄ、単位損失の倍率Ｓｍのいずれも含んでいる。異波長判定部１９２は、ＯＴＤＲ２００に第１の波長λ_１及び第２の波長λ_２の光によるＯＴＤＲ波形を測定させ、差分計算部１４０、倍率計算部１８０といった比較手段に、第１の変化量及び第２の変化量を計算するように指示を出す。

第１の波長λ_１は、水素吸収損失が発生している場合に顕著な伝送損失を発生させる波長である。第２の波長λ_２は、曲げ損失が発生している場合に顕著な伝送損失を発生させる波長である。例えば、第１の波長λ_１は、１２４０ｎｍであり、第２の波長λ_２は、１５５０ｎｍである。

記憶部１２０は、第１の波長λ_１の光による単位損失データを記憶する第１の単位損失データベース１２３と、第２の波長λ_２の光による単位損失データを記憶する第２の単位損失データベース１２４とを備える。第１の単位損失データベース１２３及び第２の単位損失データベース１２４は、それぞれ図１７（ａ）、（ｂ）に示されるデータテーブルの形式で第１及び第２の単位損失データを記憶する。

次に、図７を参照しながら、異波長判定部１９２が水素吸収損失と曲げ損失を判別する処理について説明する。以下、理解を容易にするために、単位損失の変化量として単位損失の差分Ｓｄを用いて行う判別処理について例示する。

まず、図７（ａ）に示される処理で、異波長判定部１９２は、ＯＴＤＲ２００に第１の波長λ_１を用いたＯＴＤＲ波形の測定を行うように指示する。取得部１１０は、ＯＴＤＲ２００により第１の波長λ_１を用いて測定されたＯＴＤＲ基準波形を取得する（ステップＳ１０２）。

次に、異波長判定部１９２は、ＯＴＤＲ２００に第２の波長λ_２を用いたＯＴＤＲ波形の測定を行うように指示する。取得部１１０は、ＯＴＤＲ２００により第２の波長λ_２を用いて測定されたＯＴＤＲ基準波形を取得する（ステップＳ１０２）。

単位損失計算部１３０は、第１の波長λ_１を用いて測定されたＯＴＤＲ基準波形に基づく単位損失α’_１、α’_２、α’_３、・・・、α’_ｍを計算する（ステップＳ１０３）。また、単位損失計算部１３０は、第２の波長λ_２を用いて測定されたＯＴＤＲ基準波形に基づく単位損失β’_１、β’_２、β’_３、・・・、β’_ｍを計算する（ステップＳ１０３）。

記憶部１２０は、図１７（ａ）に示されるようなデータテーブルの形式で、単位損失計算部１３０により計算された基準波形に基づく単位損失α’_１、α’_２、α’_３、・・・α’_ｍを第１の単位損失データベース１２３に記憶する（ステップＳ１０４）。また、同様にして、記憶部１２０は、図１７（ｂ）に示されるようなデータテーブルの形式で、単位損失計算部１３０により計算された基準波形に基づく単位損失β’_１、β’_２、β’_３、・・・β’_ｍを第２の単位損失データベース１２４に記憶する（ステップＳ１０４）。

次に、図７（ｂ）に示される処理で、異波長判定部１９２は、ＯＴＤＲ２００に第１の波長λ_１を用いた現在時のＯＴＤＲ測定波形の測定を行うように指示する。取得部１１０は、ＯＴＤＲ２００により第１の波長λ_１を用いて測定された測定波形を取得する（ステップＳ１０６）。

次に、異波長判定部１９２は、ＯＴＤＲ２００に第２の波長λ_２を用いた現在時のＯＴＤＲ測定波形の測定を行うように指示する。取得部１１０は、ＯＴＤＲ２００により第２の波長λ_２を用いて測定された測定波形を取得する（ステップＳ１０６）。

単位損失計算部１３０は、第１の波長λ_１を用いて測定された測定波形に基づく単位損失α_１、α_２、α_３、・・・、α_ｍを計算する（ステップＳ１０７）。また、単位損失計算部１３０は、第２の波長λ_２を用いて測定された測定波形に基づく単位損失β_１、β_２、β_３、・・・、β_ｍを計算する（ステップＳ１０７）。

記憶部１２０は、図１７（ａ）に示されるようなデータテーブルの形式で、単位損失計算部１３０により計算された測定波形に基づく単位損失α_１、α_２、α_３、・・・、α_ｍを第１の単位損失データベース１２３に記憶する（ステップＳ１０８）。また、同様にして、記憶部１２０は、図１７（ｂ）に示されるようなデータテーブルの形式で、単位損失計算部１３０により計算された測定波形に基づく単位損失β_１、β_２、β_３、・・・、β_ｍを第２の単位損失データベース１２４に記憶する（ステップＳ１０８）。

差分計算部１４０は、第１の波長λ_１を用いて測定された基準波形に基づく単位損失α’と、第１の波長λ_１を用いて測定された測定波形に基づく単位損失αとの差分Ｓｄを計算する（ステップＳ１０９）。また、同様にして、第２の波長λ_２を用いて測定された基準波形に基づく単位損失β’と、第２の波長λ_２を用いて測定された測定波形に基づく単位損失βとの差分Ｔｄを計算する（ステップＳ１０９）。

異波長判定部１９２は、伝送損失発生の兆候ありとされた位置において、第１の波長λ_１を用いて測定されたＯＴＤＲ波形に基づく単位損失の差分Ｓｄが第１の閾値よりも大きい場合、当該位置においては水素吸収損失が発生していると判定する。

また、異波長判定部１９２は、伝送損失発生の兆候ありとされた位置において、第２の波長λ_２を用いて測定されたＯＴＤＲ波形に基づく単位損失の差分Ｔｄが第２の閾値よりも大きい場合、当該位置においては曲げ損失が発生していると判定する。

さらに、単位損失の差分Ｓｄが第１の閾値よりも大きく、かつ、単位損失の差分Ｔｄが第２の閾値よりも大きい場合、異波長判定部１９２は、当該位置においては水素吸収損失と曲げ損失の両方が発生していると判定する。

表示部１６０は、損失区間判定部１９１の判定結果を表示する。具体的には、表示部１６０は、伝送損失発生の兆候ありとされた位置において、水素吸収損失、曲げ損失、又はその両方のいずれが発生しているかを表示する。

以上のとおり、実施の形態４においては、第１の波長λ_１及び第２の波長λ_２の光により測定されたＯＴＤＲ波形に基づく単位損失の差分Ｓｄ、Ｔｄを、第１及び第２の閾値とそれぞれ比較することにより、伝送損失発生の兆候ありと判定された位置において、水素吸収損失、曲げ損失、又はその両方のいずれが発生しているかを判定できる。

（実施の形態５）
図１８を参照して、実施の形態５に係る判定装置１００について説明する。異波長を用いて水素吸収損失、曲げ損失を区別するための手法は、実施の形態４に開示された手法に限られない。実施の形態５に係る判定装置１００の基本的な構成は、実施の形態４に係る判定装置１００と同一であるが、異波長判定部１９２、第１及び第２の単位データベース１２３、１２４に代えて、差分比判定部１９３、第３及び第４の単位データベース１２５、１２６を備える点で、実施の形態１と異なる。以下、両者の異なる部分を中心に説明する。

差分比判定部１９３は、第３の波長λ_３の光による単位損失の差分Ｕｄと、第４の波長λ_４の光による単位損失の差分Ｖｄとの比率を計算し、時間経過に伴い当該比率がどのように変化するかに基づいて、伝送損失発生の兆候ありとされた位置において、水素吸収損失、曲げ損失のいずれが発生しているかを判別する。なお、差分比判定部１９３は、ＯＴＤＲ測定波形がＯＴＤＲ基準波形に対して増加傾向にある場合に、水素吸収損失、曲げ損失のいずれが発生しているかを判別することができる。

具体的には、差分比判定部１９３は、ＯＴＤＲ２００に第３の波長λ_３及び第４の波長λ_４の光によるＯＴＤＲ波形を測定させる。次いで、差分比判定部１９３は、測定されたＯＴＤＲ波形に基づいて、第３の波長λ_３の光による単位損失の差分Ｕｄと、第４の波長λ_４の光による単位損失の差分Ｖｄを計算させる。計算された単位損失の差分Ｕｄ、Ｖｄは、それぞれ第３及び第４のデータベース１２５、１２６に記憶される。その後、差分比判定部１９３は、第３の波長λ_３の光による単位損失の差分Ｕｄと、第４の波長λ_４の光による単位損失の差分Ｖｄとの比である差分比Ｕｄ／Ｖｄを計算する。ここで、例えば、第３の波長λ_３は１６２５ｎｍ、第４の波長λ_４は１３１０ｎｍである。

差分比判定部１９３は、差分比Ｕｄ／Ｖｄが時間経過とともに増加している場合、判定部１５０により伝送損失発生の兆候ありとされた位置において、水素吸収損失が発生していると判定する。一方、差分比Ｕｄ／Ｖｄが時間経過とともに減少している場合、判定部１５０により伝送損失発生の兆候ありとされた位置において、曲げ損失が発生していると判定する。

以上説明したように、実施の形態５においては、第３の波長λ_３及び第４の波長λ_４の光により測定されたＯＴＤＲ波形に基づき計算された単位損失の差分比Ｕｄ／Ｖｄの経時的な変化に基づいて、伝送損失発生の兆候ありと判定された位置において、水素吸収損失、曲げ損失のいずれが発生しているかを判定できる。

（実施の形態６）
図１９を参照して、実施の形態６に係る判定装置１００について説明する。水素吸収損失の発生を判定するための手法は、実施の形態３〜５に開示された手法に限られない。実施の形態６に係る判定装置１００の基本的な構成は、実施の形態１に係る判定装置１００と同一であるが、最大値判定部１９４をさらに備える点で、実施の形態１と異なる。以下、両者の異なる部分を中心に説明する。

最大値判定部１９４は、判定部１５０により伝送損失発生の兆候ありとされた位置において、ＯＴＤＲ測定波形ごとに計算された単位損失の変化量（差分、倍率を含む）のうち、その最大値が閾値よりも大きい場合に、水素吸収損失が発生していると判定し、単位損失の変化量（差分、倍率を含む）の最大値が閾値以下の場合に、曲げ損失が発生していると判定する。

曲げ損失においては、ＯＰＧＷ３００のアルミ管３０３内に発生する氷、腐食物の成長により、伝送損失は徐々に増加していく。一方、水素吸収損失においては、光ファイバにおける水素の吸収は最終的に飽和状態に達するため、それ以上、伝送損失が増加することはない。このため、水素吸収損失においては、単位損失の変化量が一定値以上になることはない。したがって、経時的に変化する単位損失の変化量の最大値が閾値よりも大きいかどうかを判断することにより、水素吸収損失と曲げ損失とを判別することができる。

具体的には、ＯＴＤＲ２００が測定に用いる光の波長を１６２５ｎｍとし、計算長を２５０ｍ以下としたときに、差分Ｓｄが４ｄＢ／ｋｍ以下の場合、水素吸収損失であると判定する。一方、差分Ｓｄが４ｄＢ／ｋｍよりも大きい場合、曲げ損失であると判定する。ここで、計算長とは、実施の形態１における基準点Ａ、Ｂの間の距離Ｌ_Ａ−Ｌ_Ｂのことである。

以上説明したように、実施の形態６においては、ＯＴＤＲ測定波形ごとに計算された単位損失の変化量の最大値に基づいて、伝送損失発生の兆候ありと判定された位置において、水素吸収損失、曲げ損失のいずれが発生しているかを判定できる。

（実施の形態７）
実施の形態７に係る判定装置１００について説明する。実施の形態７に係る判定装置１００の基本的な構成は、実施の形態１に係る判定装置１００と同一であるが、水素吸収損失と曲げ損失を判別するために、損失区間判定部１９１、異波長判定部１９２、差分比判定部１９３、最大値判定部１９４を備えた点で、実施の形態１と異なる。以下、両者の異なる部分を中心に説明する。

実施の形態７においては、損失区間判定部１９１、異波長判定部１９２、差分比判定部１９３、最大値判定部１９４は、伝送損失発生の兆候ありと判定された位置において、水素吸収損失と曲げ損失のいずれが発生しているかをそれぞれ判定する。

損失区間判定部１９１、異波長判定部１９２、差分比判定部１９３、最大値判定部１９４のうち少なくとも３つが、ある位置において水素吸収損失が発生していると判定する場合、判定装置１００は当該位置において水素吸収損失が発生していると判定する。その後、表示部１６０は、当該位置において水素吸収損失が発生している旨を表示する。

一方、損失区間判定部１９１、異波長判定部１９２、差分比判定部１９３、最大値判定部１９４のうち少なくとも３つが、ある位置において曲げ損失が発生していると判定する場合、判定装置１００は当該位置において曲げ損失が発生していると判定する。その後、表示部１６０は、当該位置において曲げ損失が発生している旨を表示する。

一方、損失区間判定部１９１、異波長判定部１９２、差分比判定部１９３、最大値判定部１９４のうち２つが、ある位置において水素吸収損失が発生していると判定し、もう２つが曲げ損失が発生していると判定する場合、判定装置１００は当該位置において水素吸収損失及び曲げ損失がいずれも発生していると判定する。その後、表示部１６０は、当該位置において水素吸収損失及び曲げ損失がいずれも発生している旨を表示する。

以上のとおり、実施の形態７においては、損失区間判定部１９１、異波長判定部１９２、差分比判定部１９３、最大値判定部１９４をすべて備えており、これらの判定部の判定結果に基づいて、水素吸収損失と曲げ損失とを判別している。このため、実施の形態７においては、実施の形態３〜６に比べて、より正確に水素吸収損失と曲げ損失とを判別することができる。

なお、上記の実施形態は例示であり、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の趣旨を逸脱しない範囲でさまざまな実施の形態が可能である。各実施の形態や変形例で記載した構成要素は自由に組み合わせることが可能である。また特許請求の範囲に記載した発明と均等な発明も本発明に含まれる。

（変形例）
上記実施の形態においては、光ファイバ３０１の伝送損失の分布を測定する測定装置としてＯＴＤＲ２００を用いる例を示したが、これに限られない。光によって伝送損失の分布を測定し得る測定装置であれば、いかなる測定装置を用いてもよい。

上記実施の形態においては、同一のＯＴＤＲを用いてＯＴＤＲ基準波形とＯＴＤＲ測定波形とを測定していたが、これに限られない。ＯＴＤＲ基準波形とＯＴＤＲ測定波形とを異なるＯＴＤＲを用いて測定してもよい。この場合、ＯＴＤＲ基準波形とＯＴＤＲ測定波形の一方をコンバートして他方に合わせる必要がある。

上記実施の形態においては、ＯＴＤＲ基準波形をＯＰＧＷ３００に接続されたＯＴＤＲ２００から直接取得していたが、これに限られない。例えば、ＯＴＤＲ２００にて測定された基準波形を予め内部又は外部のメモリ（ＨＤＤ、フラッシュ、ＣＤＲＯＭ、ＤＶＤ等）に記憶しておき、内部又は外部メモリから基準波形を取得するようにしてもよいし、外部サーバに基準波形を記憶しておき、ネットワークを介して外部サーバから基準波形を取得するようにしてもよい。

上記実施の形態においては、ＯＴＤＲ基準波形に基づく単位損失と、ＯＴＤＲ測定波形に基づく単位損失とを比較するために、単位損失の差分Ｓｄ又は単位損失の倍率Ｓｍを用いる例を示したが、これに限られない。ＯＴＤＲ基準波形に基づく単位損失と、ＯＴＤＲ測定波形に基づく単位損失とを比較するのに適した指標であれば、いかなる指標を用いてもよい。

上記実施の形態においては、単位損失計算時のノイズ低減手法として複数の単位損失の候補を計算し、その中から中央値を選択する例を示したが、これに限られない。例えば、中央値ではなく、平均値、最頻値等の他の代表値を選択してもよい。さらに、複数の候補から１つの代表値を選択する手法に限られず、異なるノイズ低減手法を採用してもよい。

上記実施の形態においては、伝送損失発生の兆候ありと判定された位置が連続して存在する区間の距離に基づいて、水素吸収損失が発生しているかどうかを判定していたが、これに限られない。例えば、判定部１５０により伝送損失発生の兆候ありと判定された位置が連続して存在する区間がＯＰＧＷ３００の全長に占める割合に基づいて、水素吸収損失が発生しているかどうかを判定してもよい。

上記実施の形態においては、伝送損失発生の兆候ありと判定された位置において、水素吸収損失と曲げ損失のいずれが発生しているかを判定するようにしているが、これに限られない。例えば、光ファイバにおける伝送損失発生の兆候の有無を事前に判定することなく、水素吸収損失と曲げ損失のいずれが発生しているかを判定するようにしてもよい。

上記実施の形態においては、４つの判定部を用いて水素吸収損失と曲げ損失とを区別していたが、これに限られない。任意の３つの判定部を用いて水素吸収損失と曲げ損失とを区別してもよいし、任意の２つの判定部を用いて水素吸収損失と曲げ損失とを区別してもよい。任意の３つの判定部を用いて水素吸収損失と曲げ損失とを区別する場合、少なくとも２つの判定部が共通の判定を行うことになるため、水素吸収損失と曲げ損失とを切り分けて判断することができる。

上記実施の形態においては、ＯＰＧＷ３００の光ファイバ３０１に適用する例を示したが、本発明に係る判定装置、判定方法、及びプログラムは、このような用途に限定されず、あらゆる光通信回線用の光ファイバに適用することができる。

１ 判定システム
１００ 判定装置
１１０ 取得部
１２０ 記憶部
１２１ 単位損失データベース
１２２ 損失区間データベース
１２３ 第１の単位損失データベース
１２４ 第２の単位損失データベース
１２５ 第３の単位損失データベース
１２６ 第４の単位損失データベース
１３０ 単位損失計算部
１３１ 位置選択部
１３２ 基準点設定部
１３３ 追加点設定部
１３４ 候補計算部
１３５ 候補選択部
１４０ 差分計算部
１５０ 判定部
１６０ 表示部
１７０ 指示受付部
１８０ 倍率計算部
１９１ 損失区間判定部
１９２ 異波長判定部
１９３ 差分比判定部
１９４ 最大値判定部
２００ ＯＴＤＲ（光パルス試験器）
３００ ＯＰＧＷ（光ファイバ複合架空地線）

Claims (10)

1. 光ファイバに接続された光パルス試験器により測定された基準時の基準波形と、前記光ファイバに接続され、前記光パルス試験器と同一の又は異なる光パルス試験器により測定された現時点の測定波形とを取得する取得手段と、
   前記取得手段により取得された基準波形及び測定波形のそれぞれに基づいて、前記光ファイバの任意の位置から前記光ファイバの長手方向に沿って互いに反対方向に同一距離だけ離れた２つの基準点における反射光の強度の差分を、当該基準点の間の距離で除算することにより、前記光ファイバの任意の位置毎における単位長さあたりの反射光の強度の損失を示す単位損失を計算する単位損失計算手段と、
   前記光ファイバの任意の位置毎に、前記単位損失計算手段により計算された基準波形に基づく単位損失と測定波形に基づく単位損失とを比較する比較手段と、
   前記比較手段による比較結果に基づいて、前記光ファイバの任意の位置毎に、伝送損失発生の兆候の有無を判定する判定手段と、
   を備える判定装置。
2. 前記比較手段は、測定波形に基づく単位損失と基準波形に基づく単位損失との差分を計算する差分計算手段を備え、
   前記判定手段は、前記差分計算手段により計算された差分が閾値よりも大きい場合に伝送損失発生の兆候ありと判定する、
   請求項１に記載の判定装置。
3. 前記比較手段は、測定波形に基づく単位損失を基準波形に基づく単位損失で除した倍率を計算する倍率計算手段を備え、
   前記判定手段は、前記倍率計算手段により計算された倍率が閾値よりも大きい場合に伝送損失発生の兆候ありと判定する、
   請求項１に記載の判定装置。
4. 前記判定手段により伝送損失発生の兆候ありと判定された位置が連続して存在する区間の距離を計算し、
   前記距離が閾値よりも大きい場合に、前記光ファイバにおいて水素吸収損失が発生していると判定し、前記距離が閾値よりも大きくない場合に、前記光ファイバにおいて曲げ損失が発生していると判定する損失区間判定手段をさらに備える、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載の判定装置。
5. 前記比較手段に、第１の波長の光を用いて測定された基準波形に基づく単位損失に対する測定波形に基づく単位損失の変化量である第１の変化量と、第２の波長の光を用いて測定された基準波形に基づく単位損失に対する測定波形に基づく単位損失の変化量である第２の変化量と、を計算させ、
   前記第１の変化量が第１の閾値よりも大きい場合に、前記光ファイバにおいて水素吸収損失が発生していると判定し、前記第２の変化量が第２の閾値よりも大きい場合に、前記光ファイバにおいて曲げ損失が発生していると判定する異波長判定手段をさらに備える、
   請求項１乃至４のいずれか１項に記載の判定装置。
6. 前記単位損失計算手段は、基準波形及び測定波形に含まれるノイズが単位損失の計算結果に及ぼす影響を低減するノイズ低減手段を備える、
   請求項１乃至５のいずれか１項に記載の判定装置。
7. 前記ノイズ低減手段は、基準波形及び測定波形に基づいて、前記光ファイバの任意の位置毎に単位損失の複数の候補を計算する候補計算手段と、
   前記候補計算手段により前記光ファイバの任意の位置毎に計算された単位損失の複数の候補から、前記光ファイバの任意の位置毎における単位損失として代表値を選択する候補選択手段と、
   を備える、
   請求項６に記載の判定装置。
8. 前記ノイズ低減手段は、前記光ファイバの任意の位置毎に、当該位置から前記光ファイバに沿って同一距離で互いに反対方向に離れた位置に２つの基準点をそれぞれ設定する基準点設定手段と、
   前記基準点から前記光ファイバの入射端側及び出射端側にそれぞれ一定距離ずつ離れた位置に複数の追加点を設定する追加点設定手段と、
   を備えており、
   前記候補計算手段は、前記基準点設定手段により設定された基準点と、前記追加点設定手段により設定された追加点とに基づいて、前記光ファイバの任意の位置毎における単位損失の複数の候補を計算する、
   請求項７に記載の判定装置。
9. 光ファイバに接続された光パルス試験器により測定された基準時の基準波形を取得するステップと、
   取得された基準波形に基づいて、前記光ファイバの任意の位置から前記光ファイバの長手方向に沿って互いに反対方向に同一距離だけ離れた２つの基準点における反射光の強度の差分を、当該基準点の間の距離で除算することにより、前記光ファイバの任意の位置毎における単位長さあたりの反射光の強度の損失を示す単位損失を計算するステップと、
   前記光ファイバに接続され、前記光パルス試験器と同一の又は異なる光パルス試験器により測定された現時点の測定波形を取得するステップと、
   取得された測定波形に基づいて、前記光ファイバの任意の位置から前記光ファイバの長手方向に沿って互いに反対方向に同一距離だけ離れた２つの基準点における反射光の強度の差分を、当該基準点の間の距離で除算することにより、前記光ファイバの任意の位置毎における単位損失を計算するステップと、
   前記光ファイバの任意の位置毎に、計算された基準波形に基づく単位損失と測定波形に基づく単位損失とを比較するステップと、
   基準波形に基づく単位損失と測定波形に基づく単位損失との比較結果に基づいて、前記光ファイバの任意の位置毎に、伝送損失発生の兆候の有無を判定するステップと、
   を含む判定方法。
10. コンピュータを、
    光ファイバに接続された光パルス試験器により測定された基準時の基準波形と、前記光ファイバに接続され、前記光パルス試験器と同一の又は異なる光パルス試験器により測定された現時点の測定波形とを取得する取得手段、
    前記取得手段により取得された基準波形及び測定波形のそれぞれに基づいて、前記光ファイバの任意の位置から前記光ファイバの長手方向に沿って互いに反対方向に同一距離だけ離れた２つの基準点における反射光の強度の差分を、当該基準点の間の距離で除算することにより、前記光ファイバの任意の位置毎における単位長さあたりの反射光の強度の損失を示す単位損失を計算する単位損失計算手段、
    前記光ファイバの任意の位置毎に、前記単位損失計算手段により計算された基準波形に基づく単位損失と測定波形に基づく単位損失とを比較する比較手段、
    前記比較手段による比較結果に基づいて、前記光ファイバの任意の位置毎に、伝送損失発生の兆候の有無を判定する判定手段、
    として機能させるためのプログラム。
    

Images