JPH01232227A - 光ファイバ後方散乱光の受信信号処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は光ファイバ後方散乱光の時分割受信信号の処理
方法に関するものである。

［従来の技術１ 光ファイバに光パルスを入射し光ファイバからの後方散
乱光を検出して、光ファイバの損失。

断芯９局部歪・温度・湿度等の外部要因などを検知する
ために０ｐｔｉｃａｌ　Ｔｉｍｅ　Ｄｏｍａｉｎ　Ｒｅ
ｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ（ＯＴＤｆｌ）手法が用いられ
ている。光ファイバには元来種々の散乱と損失が生じて
おり、ＤＴＤＲ手法では、入射端に戻ってくる入射パル
ス光に対する後方散乱光の時間変化を知れば、ある時間
での光量が光ファイバのある位置での散乱光に対応する
ことを利用している。

ある位置へ到達しｆ光パルスに単純に比例して後方への
散乱光が発生し、これが入射端へ戻ってくる場合には、
２点間での（２時刻間での）後方散乱光の比率を知るこ
とによってその区間での光ファイバの損失を知ることが
できる。また、光ファイバが断芯したり、歪を受けてい
る場合にはその位置に対応した時間までは光ファイバの
損失に対応した後方散乱光が観測され、それ以降では断
芯部や歪部の大きい損失分を含む微弱（微弱過ぎて検出
不可能の場合もある）な後方散乱光しか検出されないた
め、大きい段差を生じる。この段差を生じるまでの時間
が断芯または正位置に対応する。なお、断芯部では断面
でのフレネル反射による極端な光強度の変化も観測され
る。

一方、光ファイバの温度変化等は散乱光を変化させる外
部要因となり、その部分での後方散乱光強度が変化する
ので、入射した光パルスに対して戻ってくる後方散乱光
の時間変化の一部が変化する。光ファイバの温度変化等
の外部要因による損失は微弱ではあるが、外部要因と後
方散乱光の相関性を把握しておけば光ファイバ上の外部
要因の大きさと位置を知ることができ、分布型センサと
して使用できる。

このように０■旧（手法は光ファイバの長さ方向の種々
の情報を得るのに便利な方法であり、多くの分野で使用
されているが、特に分布型センサとしての応用分野が拡
大するにつれ、位置及び変化量の検出精度を高めること
が要請されるようになった。このため、既に多くの工夫
がなされている。

位置精度に関しては入射パルス光のＲ間幅をできる限り
小さくすることにより、測定される後方散乱光の時間変
化のある時間での値が、極力ある位置での変化に対応す
るようにすることが進められている。パルス光の時間幅
が大きいとある時間での値は、ある位置にパルス光の先
頭が到達することによる後方散乱光とその手前の位置に
パルス光の継続部分が到達することによる後方１″＆、
乱光とが重なったものとなるため位置、変化量ともに誤
差を含むことになる。

一方、入射パルス光の時間幅を小さくすると、ある位置
での後方散乱光の伍が減少するので、外部変化の検知精
度が低下する。これを防止するため、入射パルス光の光
強度を大きくしたり、受光装置を高感度にすることが実
施されている。

また、単一パルス光に対する後方散乱光には発光、受光
、増幅回路でのランダムな雑音が含まれ、これが精度を
低下させることになる。このため、多数回の入射パルス
に対する応答信号の平均化処理を採用、することにより
、ランダム雑音の影響を軽減することも行なわれている
。この場合、信号のデジタル処理技術が活用されており
、入射パルス光等を時間の基準としてその後に戻ってく
る後方散乱光をある時間毎にサンプリングしてＡ／Ｄ変
換し、信号の時系列をつくり、平均化処理を行っている
。

［発明が解決しようとする課題］ 上述の高精度化対策により、以前に比して０ＴＤＮによ
る検出、計測の精度は向上した。しかし、まだ、入国パ
ルス光の時間幅や波形とナンブリング時間幅あるいは外
部変化の範囲等との関連で、みかけの精度（分解能）の
向上に比べ、実質的な精度（位置、変化量の精度〉は向
上しないという問題が残っている。その例を第６図に示
す。同図において、ｔは時間変数、Ｘは位置変数、ｐは
光強度変数、Ｓは外部変化の大きさＣある。

入射パルス光は第６図（ａ）に示すようへ波形で時間幅
τであるとする。また、外部変化を第６図（ｂ）のよう
に位置ｍの所から距離ｐの領域ｍ〜ｍ→〜ｐの範囲Ｃ大
きさＳであるとする。外部変化以外の光ファイバが元来
持っている散乱損失を除外して考えると、得られる後方
散乱光の波形（時間変化）は第６図（Ｃ）となる。なお
、■は光ファイバ内での光速である。これをサンプリン
グ時間幅へｔでサンプリングし、時間→位置変換すると
、後方散乱光から検知できる外部変化は第６図（ｄ）と
なる。変化Ｗの値Ｐ′Ｎ−１とＳは予め転圧されている
。

第６図（ｂｌと（ｄ）を比較すると、位置情報について
は、最大±τ・Ｖ／２、また、外部変化のけについては
最大±Ｓの誤差を生じている。合板りにτ／Δｔ＝１０
、ケンプリング時のｐまたはＳの精度をＳ／１０とする
と、公称の誤差は△ｔ（距離換算でΔｔ　−Ｖ／２　’
）　、Ｓ／１０となるが、実際には夫々１０倍大ぎい誤
差を待つことになる。

本発明の目的は前記した従来技術の問題点を解決し、Ｏ
丁ＤＲ手法の実際の誤差を更に小さくする光ファイバ後
方散乱光の受信信号処理方法を提供づることにある。

［課題を解決するための手段〕 本発明の光ファイバ後方散乱光の受信信号処理方法は、
光ファイバに入射したパルス入射光に対する後方散乱光
の時間変化を求め、△を時間間隔のサンプリングを行な
い、これを多数回繰り返【ノて平均化処理及び演算処理
を行なって時系列データを１り、時間変化を位置変化に
換算することにより光ファイバの長さ方向の各種の外部
変化を求める光ファイバ後方散乱光の受信信号の処理に
ａ３いて、上記で４ｑられたΔｔ時間毎の一連のＮ個の
時系列データ群がＤＮであり、予め上記光ファイバの一
部に長さＬ−△ｔ−Ｖ／２（Ｖは光ファイバ中の光の速
度）にのみ所定の外部変化を与えた場合の後方散乱光に
基づく時系列データを基準応答信号とするｎ個のデータ
群がＢｎのとぎ、Ｄ、の第１番データとＢｎの第１番デ
ータどの値が等しくなるようＢｎを換算したデータ群３
−ｎをつくり、Ｑｎの最初のｎ個のデータから夫々順序
を対応させてＢ′ｎのｎ個のデータを差し引き、［Ｄｎ
のｉ番データ＝Ｂ”ｎのｉ番データ］　（ｉ−２、・・
・ｎ）からなるＮ−１個のデータ！￥Ｄ′　　をつくり
、このデータ群Ｄ′　　を新たなデータ群Ｄ　として再
びデータ群Ｄ′　　とデータ群８ＯＮ　　　　　　　　
　　　　Ｎ−１ により上記演算を繰り返すことにより、ＤＮ。

Ｄ′　　、Ｄ−、・・・を求め、イれぞれの第１８−Ｉ
　　　　Ｎ−２ 番データによるデータ群ＥＮをつくり、このＮ個のデー
タ群ＥＮとデータ群Ｂｎの第１番データとから各位置で
の外部変化の量を求めるものである。

また、上記基準応答信号を求めるに際し、所定の外部変
化を与える位置を±Ｌ　／　２の範囲で、あるいはサン
プリングのタイミングを±Δｔ／２の範囲で変化させて
得られる複数の応答信号群の・うち、第１サンプリング
値が最大となる応答信号群を基準応答信号とするのがよ
い。

更に、入射パルス光を基準とするサンプリンブライミン
グをサンプリング時間幅Δｔ内で所定間ずらした状態で
受信、サンプリング、平均化処理等を行なって各位置で
の外部変化を求め、等［！ｉ的にサンプリング時間幅Δ
ｔを小さくすることしできる。

［作　用］ 現状のｆ）ＴＤＩｌ方式は、後方散乱光をサンプリング
し、多重平均化処理をとり入れている。このサンプリン
グ処理に着目して本発明は成り立っている。

入射パルス光の波形は極力時間幅の狭い矩形波が望まし
いが、現実には駆動回路等の時定数などにより、第２図
（ａ）のような波頭、波尾のなまった波形となる。

また、外部変化は連続して変化しながら加えられる場合
が多く、例えば第２図（ｂ）のような分布として加えら
れる。

第２図（ａ）、　（ｂ）により後方散乱光が発生し、こ
れは光速で伝播し、ある時間後に順次入射端に戻り、検
出される。このとき、時間幅Δｔでサンプリングして受
光信号の時系列を得る（第２図（Ｃ））。

このサンプリング時間幅Δｔを考慮し、時間変数はΔｔ
１位置変数はΔＸ−Δｔ−Ｖ／２でサンプリングされる
ものとして全ての現象を考えることができる。即ち、第
２図（ａ）、　（ｂ）は夫々第２図（ｄ）、　（０）か
ら成っており、後方散乱光（第２図（Ｃ）参照）は最初
に入射光の１１が外部変化のＪｌにより約２７７１／Ｖ
後にに１として戻る。次の受光信号に２は更にΔｔ時間
後に、入射光１１が外部変化Ｊ２で散乱したちのに２１
と、入射光Ｉ２が外部変化Ｊ１で散乱したちのに１２が
重畳されたちのなる。以下、Ｋｓはｋ　　、ｋ　　、ｋ
　　の１骨というように続く。

そして、得られたに＋　、に２・・・）（ｎからＪ＋　
。

Ｊ２・・・ＪＪを知ることが必要となる。先の第６図の
例において実際の誤差が大きくなったのは、Ｋｉがｋｉ
ｊの重畳であることを考えていないためである。これを
考慮してＫｉからＪｉをより正確に知るには以下の方法
をとれば良い。

まず第一は、得られた任意の受信信号の時系列、先の例
ではに＋　、に２・・・を、入射パルス光と外部変化と
の組み合わせ要素ｋｉｊに分解することである。その手
順を第３図の例を用いて説明する。今、後方散乱光を受
信、増幅し、Δｔ時間毎でサンプリングした受信信号時
系列Ｄｎが第１図（ａ）である場合を考える。また、既
知の一定の外部変化ＳＣを光ファイバ中のＬ＝Δｔ−Ｖ
／２区間に与えたときの受信信号を基準応答信号Ｓｓ　
　（第１図（ｂ））とし、その大きさがａｌ、Ｂ２　、
Ｂ３　、Ｂ４　。

Ｂ５であるとする。Ｄｎの第１番データに１と８５の第
１番データａ１との値が等しくなるように、Ｂ５の各デ
ータにに＋／ａｔをかける。即らａ＋　　ａＫ＋　／ａ
＋　　（＝に１１）、Ｂ２　・に＋　／ａｔ（＝ｋ　　
）　、　　Ｂ３　６　Ｋ＋　／　ａ＋　　（＝に１３）
　、　　ａ４・Ｋ＋　／ａ＋　　（＝に１４）、Ｂ５　
・Ｋ＋　／ａｔ　　（−に１５）からなるデータ群Ｂ”
ｓをつくる。そして、す、これらを夫々Ｄｎの各受信信
号に＋　、に２　。

Ｋｓ　、に４　、Ｋｓから差し引き、Ｋ２−に１２（＝
ｋ）　、に３　　ｈ　　、に４　　’１４’　Ｋｓ　　
ｋ　１５゜に６・・・からなる新たな時系列Ｄ　＝　ｎ
−＋をつくる。

Ｄ　′ｎ−＋は第１図（Ｃ）の実線のようになる。

次にはこの新たな時系列Ｄ　−ｎ−＋の第１番データの
に２−に１２とＢ５の第１番データａ１が等しくなるＢ
５を換算したデータ群、（Ｋ　２　　ｋ　１２　）ａ＋
　／ａ１　（＝に２１）、（Ｋ２　　ｋ１２）ａ２／ａ
＋　　（＝に２２）　、　　（Ｋ２　　ｋ１２）　Ｂ３
　／ａｔ　　（−に２３）　、　　（Ｋ２−に１２）　
Ｂ４　／ａ＋　　（−に２４＞　。

（Ｋ２−に１２）ａ５／ａ１　（＝に２５）を作り、こ
れを新たな時系列Ｄ　−ｎ−＋から差し引き、更に新し
い時系列［）　−ｎ−２をつくる。これが第１図（Ｃ）
の破線に示されている。

以下、次々とこれを繰り返し当初の時系列（第１図（ａ
））のＲ終すンプリング値まで処理する。なお、入射パ
ルス光が矩形波の場合にはａ＋　＝ａ２＝・・・−Ｂ５
となるので上記処理は簡単となる。

以上の操作により新たに夫々の時系列のＱｎ。

Ｄ　＝　ｒ＋−＋、　Ｑ　−ｎ−２，・・・Ｄ−＋の先
頭値に相当するｋ　　、ｋ　　、ｋ　　、・・・ｋｎｌ
が得られる。これらの値は外部変化Ｊ＋　、Ｊ２・・・
Ｊｎに対応する後方散乱光を示すものであるが、その位
置までの往復の減衰が入っている。そこで、ｋｉｌ（ｉ
＝１〜ｎ）に対しｅｘｐ［−α・ｉ・Δ１］（但し、α
は減衰係数）の減衰項を補正する。更に先に求めたＳｃ
と基準応答信号の第１サンプリング値ａ１との関係を用
いて、光重信号を外部変化に置きかえる。このようにし
て得られるに−に＝、に＝ １１・　　２１３１・ ”・ｋ′ｎ１は外部変化Ｊ＋　、Ｊ２　、Ｊ３　・・・
Ｊｎを表示するものとなる。（第１図（ｄ））。

なお、ＳＣとａｌの関係をＸの変数として求めておけば
上記の補正はより単純となる。また、これら分解のため
の演算や種々の補正はその処理の意味を保つかぎり、い
ずれの順序で行ってもよい。

従来の方法では位置情報の誤差が±τ・Ｖ／２（第６図
（ｄ）参照）であったものが、この手法を用いることに
より位置情報の誤差が、サンプリングタイミング分によ
る±Δｔ−Ｖ／２に減少しており、また、外部変化の吊
についでは明確な誤差は生じていない。但しこの手法だ
（）では、光−電気信号変換、増幅回路等の誤差、リン
ブリング処理に伴う誤差及び雑音等は残留する。

以上の方法により、外部変化を小さい誤差で求めること
が可能となるが、入射パルスの波形が矩形から離れるに
つれて誤差は大きくなる傾向にある。このような場合、
以下の方法によりこれを防止できる。

まず、何故誤差が大きくなる傾向にあるかを第３図を用
いて説明づる。前述のように既知の一定の外部変化３ｃ
を光ファイバの一部、Ｌ−△ｔ・Ｖ／２区間に与えたと
き、入）１パルス光（第３図（ａ））によって戻ってく
る後方散乱光（第３図（ｂ）ヘー（（１）の細線）を処
理してサンプリングデータとして１及うことになるが、
同じΔｔ間隔のサンプリングであってもリンブリングの
タイミングにより得られるデータは第３図（ｂ）、　（
ｃ）、　（ｄ）の太線の如く異なった波形となる。

第３図の（ｂ）を基準応答信号として取扱う場合には前
述の引き算及び外部変化への換ｐ９ハ埋ｔま全てｐｃｈ
＜基準とく蒙る。一方、第３図の（Ｃ）を基準応答信号
とすると、Ｐ”ｃが基準となる。理想状態ではこのいず
れを採用しても結果に大きい差は生じないが、現実には
光ファイバ本来、あるいは発光・受光回路、増幅演算回
路でＭ音が生じ、後方散乱光にこれが重畳している。従
ってこのようなランダム雑音が同一レベルにあるとすれ
ば、ｐｃ＞ｐ”ｃであるため、相対的にはＰ′Ｃの場合
の方が誤差が犬となり、これを基に求めて第１図の（ｃ
）、　（ｄ）等の誤差は、ｐｃを用いた場合の第１図（
ｃ）、　（ｄ）の誤差よりも大きくなるのは当然である
。そして、入射パルス光の先頭部が矩形から離れてゆが
むにつれてＰ−ｃは小さくなる可能性が大どなり、外部
変化測定上の誤差が大となる可能性が大きくなる。

また、ＳＣとａｌを光ファイバの長さ方向位万Ｘで求め
、予め光ファイバ本来の減衰を含めた形で関係づけよう
としても、ある位置の場合には第３図（ｂ）相当が、あ
る位置では第３図（Ｃ）相当が得られることがあり、３
ｃとａｌの関係をＸにより求めておくことができない。

即ら、ｐｃは極力大きく、且つ、ファイバ中のどの位置
で求めても後方散乱光波形の同じサンプリングタイミン
グでの値となるＪ−うにしなければならない。

そこで、外部変化ＳＣをＬ−Δｔ−Ｖ／２区間に与える
とき、その与える位置を±［−／２の範囲内で斐えるか
、あるいは−リンブリングタイミングを士△１１／２の
範囲で変えるかして受信信号を求めると、強制的に第３
図（ｂ）〜ｆｄｌ　′ｖを求めることになるのひ、この
うら雑合分を考慮して有意なサンプリング第１番［］の
値が最大となる状態の受信信号を基準応答信号とすれば
、その後の処理を含めて誤差を最小とすることが可能と
なる。

外部変化を与える位置或はサンプリングタイミングを人
々上述の±１．／２．±Δｔ／２の範囲以上に変えてｂ
サンプリングが一区分移るのみであり、どくに有効とは
ならないが、あえて行ない、第１サンプリング値が最大
となる状態を見出しても良い。但しこの場合には、光フ
ァイバ中の減衰を考慮しておく必要がある。また、光フ
ァイバ全長で大きく位置を変えて何ケ所かで第１サンプ
リング値最大をみつけることを繰り返し、３ｃと８１の
関係を位置Ｘの関数で求めておけば第１図の例で示した
演算処理を簡易とすることができる。

なお、光ファイバの入口端或は出目端近くでは端面のフ
レネル反射等の影響が大きいため、基準応答信号を求め
る場合の外部変化を与える位置はこの影響のない部分を
選ぶ必要のあることは言うまでもない。

以上の方法により後方散乱光による外部変化の検出の精
度は向上するが、まだ光ファイバ及び回路に発生（る雑
音による誤差並びにサンプリングに伴う誤差は残る。Ｉ
ＴＩＢに対し７ては入射パルス光の時間幅縮小、光量増
加、受光感度増加、増幅演算回路の低雑音、人定化等従
来の改良方法を進める必要がある。後者に対しては前記
の新手法を導入づると共に後方散乱光受信、サンプリン
グ、平均化処理の一連の処理を、ザンブリング時間Δｔ
内でサンプリングタイミングを順次変化させて行なうこ
とにより、等測的にサンプリング間隔を縮めることがで
きる。このようにしてサンプリングに伴う誤差を減少さ
せることが可能となる。

［実施例］ 第４図、第５図は０ＴＤＲを用いて、光ファイバケーブ
ルに温度上昇が分布状に加わったときの温度測定の一実
廠例を示す。

第４図に示す安定化駆動電源１により、発光素子２をパ
ルス状に発光させる。この発光波形は第５図（ａ）であ
る。光ファイバケーブル３に入射された光は途中で後方
散乱光を発しつつ伝播し、終端部から空間へと放射され
る。後方散乱光は光方向性結合器４により分離され、受
光増幅回路５へと導かれる。一方、安定化駆動電源１か
らの同期信号により、受光波形はサンプリングされ、２
１′回のパルス入射に対して平均化処理（サンプリング
・平均化処理回路６）され、デイスプレィ７に表示され
る。

布設後の光ファイバケーブル３の一部を加熱した時に測
定された後方散乱光波形は第５図（ｂ）である。なお、
第５図（ｂ）は、横ｉｒ＊１．：Ｘ＝ｔ”Ｖ／２で換算
した距離を、縦軸に比率換算（ｄＢＩＬ、た光の強度を
とっている。入）１パルス光の幅τは１００ｎＳ（第５
図（ａ）参照）である。またサンプリング時間幅Δｔを
１０ｎＳとした。

予め測定しておいた外温がまったく加わらぬ同一ロット
ファイバの０ＴＤｎ波形から本光ファイバケーブルの減
衰係数はα＝　３．１ｄＢ／Ｐであることが判明してい
る。これを補正し、且つ第５図（ｂ）のＡ部付近を拡大
してｐとＸの関係として示したものが第５図（Ｃ）であ
る。

木兄ファイバ中の光伝播速度Ｖが０．２ｍＩｎ５である
ので、光ファイバのほぼ中央にＬ＝Δｔ−Ｖ／２＝１０
Ｘ　ｏ、２／２＝１ｍの区間を１００℃に加熱し、加熱
位置を±０．５ｍの範囲で変化させて求めた第１発目す
ンプリング値が最大（Ｐｃ）となる基準応答信号は第５
図（ｄ）である。また、この場合には加熱温度を変化さ
けて測定することにより対象とする測定温度範囲内でｐ
ｃと温度は比例することを確認した。

この基準応答信号を基に第５図（Ｃ）から次々と引き算
を行ない得られたデータを最終的に温度に換算したもの
が第５図（ｅ）の階段状実線である。

一方、同図には従来の受信信号そのものをサンプリング
した結果から求めた温度分布を破線で示した。なお、こ
の場合には入射パルス光幅τに相当した距＃１　（１０
０ｘ　Ｏ，２／２＝　１（１ｍ　）よりも十分長い区間
を１００℃に加熱し、第６図（ｄ）の平坦部に相当する
受信光強度が１００℃であるとして換算した。

第５図（ｅｌ中に曲線で示した実際の温度分布と比較す
ると、新手法は極めて誤差が小さいことが明らかである
。

更に、サンプリングのタンミングをΔｔ内で変化させて
同じ手法を繰り返すことにより、第６図（ｅ）の実線の
階段状の測定結果の階段部を次第に小さくし、実際の温
度分布の曲線に漸近させることができた。

以上の例は損失分が少なく後方散乱光を検出する場合の
一つとして温度分布測定を対象としだものであるが、そ
の他、光ファイバの曲がり、ねじれあるいは外側からの
応力等による歪の場合のように外部要因による損失が後
方散乱光に対し無視できなくなるとか、後方散乱光の方
が少なく損失を検出する場合にも本発明の手法を適用で
きる。

その場合には基準応答信号を決定する場合に損失分によ
る後方散乱光量の減衰を含めれば良い。これにより曲り
、ねじれ、外圧等の位置乃至はその度合を高精度で求め
ることが可能となる。

また、断芯の場合には断芯に対する（−点）基準応答信
号を決定しておき、これを用いることにより、断芯の位
置測定精度を高めることができる。

また、ストークス光とアンティストークス光の比率を用
いて光ファイバに沿った温度を求めるような場合には、
基準応答信号をこの比率によって求め、また得られた後
方散乱光の比率に相当する時系列に対し同様の手法を適
用することにより目的は達せられる。

［発明の効果］ 本発明により、従来とは基本的に同一の発光・受光素子
、駆動回路及びｔナンブリング、平均化処理回路を用い
ても、０ＴＤＩＩの測定精度を高めることが可能となり
、光ファイバの損失や外部要因のより正確イ５分布状況
を容易且つ経済的に検出し計測することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の受信信号の処理による後方散乱光の分
解とその結果による時間的、空間約手なりのない信号を
求める手法の原理を示す図、第２図は＋ノンブリング処
理を前提とし、入国光と外部変化部の時間的、空間約１
なりにより後方散乱光が戻ってくることを説明する図、
第３図はサンプリングタイミングにより同じ外部変化条
件て・ちｔ９られる基準応答信号に差が生じることを示
す図、第４図は０ＴＤＲによる外部変化検出の基本構成
を示す図、第５図は本発明の一実施例を信号処理の流れ
どして示した図、第６図は入）１パルス光により、外部
変化に対して戻ってくる後方散乱光の波形とこれをサン
プリングした受信信号の例を示す図である。 図中、１は安定化駆動電源、２は発光素子、３（，１光
ファイバ、４は光方向性結合器、５は受光増幅回路、６
はり〕・・ブリング・平均化処理回路、７（、ｉ検出結
果表示１ｆｉ、τは入射光パルス幅、■は光ファイバ中
の光伝播速度、△ｔはサンプリング時間間隔、ρは光ｍ
を示す変数、ｔは時間を示す変数、Ｘは位置を示す変数
である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光ファイバに入射したパルス入射光に対する後方散
   乱光の時間変化を求め、Δｔ時間間隔のサンプリングを
   行ない、これを多数回繰り返して平均化処理及び演算処
   理を行なって時系列データを得、時間変化を位置変化に
   換算することにより光ファイバの長さ方向の各種の外部
   変化を求める光ファイバ後方散乱光の受信信号の処理に
   おいて、上記で得られたΔｔ時間毎の一連のＮ個の時系
   列データ群がＤ＿Ｎであり、予め上記光ファイバの一部
   に長さＬ＝Δｔ・Ｖ／２（Ｖは光ファイバ中の光の速度
   ）にのみ所定の外部変化を与えた場合の後方散乱光に基
   づく時系列データを基準応答信号とするｎ個のデータ群
   がＢｎのとき、Ｄ＿Ｎの第１番データとＢｎの第１番デ
   ータとの値が等しくなるようにＢｎを換算したデータ群
   Ｂ′ｎをつくり、Ｄｎの最初のｎ個のデータから夫々順
   序を対応させてＢ′ｎのｎ個のデータを差し引き、［Ｄ
   ｎのｉ番データ−Ｂ′ｎのｉ番データ］（ｉ＝２、・・
   ・ｎ）からなるＮ−１個のデータ群Ｄ′＿Ｎ＿−＿１を
   つくり、このデータ群Ｄ′＿Ｎ＿−＿１を新たなデータ
   群Ｄ＿Ｎとして再びデータ群Ｄ′＿Ｎ＿−＿１とデータ
   群Ｂｎにより上記演算を繰り返すことにより、Ｄ＿Ｎ、
   Ｄ′＿Ｎ＿−＿１、Ｄ′＿Ｎ＿−２、・・・を求め、そ
   れぞれの第１番データによるデータ群Ｅ＿Ｎをつくり、
   このＮ個のデータ群Ｅ＿Ｎとデータ群Ｂｎの第１番デー
   タとから各位置での外部変化の量を求めることを特徴と
   する光ファイバ後方散乱光の受信信号処理方法。 ２、上記基準応答信号を求めるに際し、所定の外部変化
   を与える位置を±Ｌ／２の範囲で、あるいはサンプリン
   グのタイミングを±Δｔ／２の範囲で変化させて得られ
   る複数の応答信号群のうち、第１サンプリング値が最大
   となる応答信号群を基準応答信号とすることを特徴とし
   た請求項１記載の受信信号処理方法。 ３、上記入射パルス光を基準とするサンプリングタイミ
   ングをサンプリング時間幅Δｔ内で所定量ずらした状態
   で受信、サンプリング、平均化処理等を行なって各位置
   での外部変化を求め、等価的にサンプリング時間幅Δｔ
   を小さくしたことを特徴とする請求項１または２記載の
   受信信号処理方法。