JPH0354775B2 - - Google Patents

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JPH0354775B2
JPH0354775B2 JP59251470A JP25147084A JPH0354775B2 JP H0354775 B2 JPH0354775 B2 JP H0354775B2 JP 59251470 A JP59251470 A JP 59251470A JP 25147084 A JP25147084 A JP 25147084A JP H0354775 B2 JPH0354775 B2 JP H0354775B2
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optical fiber
fiber
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G01M11/30Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides
    • G01M11/33Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides with a light emitter being disposed at one fibre or waveguide end-face, and a light receiver at the other end-face

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Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明はオプチカルフアイバを伝送媒体として
使用する通信系の伝搬特性、故障位置の検出等に
使用するオプチカルフアイバ試験器(OTDRと
いう)用校正器に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field] The present invention relates to a calibrator for an optical fiber tester (OTDR) used for detecting the propagation characteristics and fault location of a communication system using optical fiber as a transmission medium.

オプチカルフアイバは従来の銅線等の金属ケー
ブルに比して著しく小型、軽量、低価格且つ大通
信容量であつて、しかも柔軟性に富んでいるの
で、これをレーザー(Laser)や発光ダイオード
(LED)と共に使用するオプチカルフアイバ通信
システムは最近急速に普及しつつある。以上の点
に加えて、オプチカルフアイバケーブルは金属ケ
ーブルに比して伝送損失が少なく且つ外部電磁界
の影響を受けにくいという長所を有する。このオ
プチカルフアイバの評価の為に最近OTDRが開
発された。OTDRはオプチカルフアイバの伝送
損失特性を測定し、オプチカルフアイバ通信シス
テム内の故障又は異常を検出しその場所を決める
為のオプチカルフアイバ試験器である。OTDR
を用いて伝送損失特性を定量的に測定するには、
その利得直線性が正確に校正されていることを要
する。極めて長いオプチカルフアイバの伝送損失
特性を測定するには、OTDRの利得直線性が入
力信号レベルの全レンジにわたり校正されている
ことを要する。広レンジのOTDRの校正には極
めて長いフアイバを使用することとなるが、それ
は大変高価であるのみならず実用的ではない。同
様に時間軸、すなわちちフアイバの距離の高精度
測定も必要である。
Optical fiber is significantly smaller, lighter, lower priced, and has a higher communication capacity than conventional metal cables such as copper wire, and is also highly flexible. ) optical fiber communication systems for use with optical fibers have recently become rapidly popular. In addition to the above points, optical fiber cables have the advantage that they have less transmission loss and are less susceptible to external electromagnetic fields than metal cables. An OTDR was recently developed to evaluate this optical fiber. OTDR is an optical fiber tester that measures the transmission loss characteristics of optical fiber, detects failures or abnormalities in optical fiber communication systems, and determines their locations. OTDR
To quantitatively measure transmission loss characteristics using
It is necessary that its gain linearity be accurately calibrated. Measuring the transmission loss characteristics of very long optical fibers requires that the OTDR's gain linearity be calibrated over the entire range of input signal levels. Calibrating a wide range OTDR requires the use of extremely long fibers, which is not only very expensive but also impractical. A highly accurate measurement of the time axis, ie the distance of the fibers, is likewise required.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は上述の事情に鑑みなされたものであつ
て、比較的短いオプチカルフアイバを使用して
OTDRの広レンジの利得及び時間校正を簡単且
つ迅速に行うことを目的とする。
The present invention was made in view of the above-mentioned circumstances, and uses a relatively short optical fiber.
The purpose is to easily and quickly perform wide range gain and time calibration of OTDR.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

OTDRのオプチカルフアイバ入力端子に方向
性カプラを介して既知伝送特性のオプチカルフア
イバのループを接続することにより、OTDRか
らの光をこのループ内に循環させて、OTDRに
得られるその減衰特性とループ長とにより利得、
直線性及び時間ないし距離を高精度に校正できる
ようにしている。
By connecting a loop of optical fiber with known transmission characteristics to the optical fiber input terminal of the OTDR through a directional coupler, the light from the OTDR can be circulated within this loop to determine its attenuation characteristics and loop length obtained in the OTDR. and the gain due to
This makes it possible to calibrate linearity and time or distance with high precision.

本発明により、極めて長いオプチカルフアイバ
を含む校正装置の必要性がなくなり、コンパクト
にOTDRの有効入力信号レベル全レンジにわた
り利得及び時間の直線性が校正できる。
The present invention eliminates the need for a calibration device that includes an extremely long optical fiber, and enables compact calibration of gain and time linearity over the entire range of effective input signal levels of an OTDR.

〔OTDR〕[OTDR]

本発明の説明に先立ち、従来のOTDRの概要
を第1図を参照して説明する。光パルス発生器1
0は、プロセツサ14の制御下で動作する遅延回
路12からの電気パルスに応答して一定周期の赤
外線光パルス列を発生する。このパルス列はオプ
チカルフアイバ16を介して3ポートを有する方
向性カプラ(結合器)18の1ポートに伝送さ
れ、このカプラ18は光パルス(即ち入射パル
ス)を光出力コネクタ20に導き、そこからは図
示せずも被試験オプチカルフアイバへ伝送され
る。光コネクタ20とカプラ18は入射光線の一
部を反射し、反射された光パルスは光検出器、前
置増幅器及び対数増幅器を含む入力段22に伝達
される。
Prior to explaining the present invention, an overview of a conventional OTDR will be explained with reference to FIG. Optical pulse generator 1
0 generates a constant periodic infrared light pulse train in response to electrical pulses from a delay circuit 12 operating under the control of a processor 14. This pulse train is transmitted via optical fiber 16 to one port of a three-port directional coupler 18 which directs the optical pulses (i.e., the incident pulses) to an optical output connector 20 from which Although not shown, the signal is also transmitted to the optical fiber under test. Optical connector 20 and coupler 18 reflect a portion of the incident light beam, and the reflected light pulses are transmitted to input stage 22, which includes a photodetector, preamplifier, and logarithmic amplifier.

OTDRの動作サイクル毎に、入射光パルスは
被試験オプチカルフアイバの一端に入射し、フア
イバ内を一方向(以下順方向という)に進行し、
このフアイバの伝送路中の欠陥又は他端の如き不
連続点で反対方向(以下逆方向という)に反射さ
れる。入射光がフアイバ内を進行すると、レイリ
ー(Rayleigh)散乱により微弱な逆方向の光信
号の進行が生じる。この後方散乱(BS)信号は
進行パルスの走行距離に応じて指数的に減少す
る。このBS信号を用いてOTDRによるオプチカ
ルフアイバの伝送損失特性を測定する。
During each operating cycle of the OTDR, an incident optical pulse enters one end of the optical fiber under test, travels in one direction (hereinafter referred to as the forward direction) within the fiber, and
The light is reflected in the opposite direction (hereinafter referred to as "reverse direction") at a discontinuity point such as a defect or the other end of the fiber in the transmission path. When incident light travels within the fiber, a weak optical signal travels in the opposite direction due to Rayleigh scattering. This backscattered (BS) signal decreases exponentially with the traveling distance of the traveling pulse. Using this BS signal, we will measure the transmission loss characteristics of the optical fiber using OTDR.

この反射パルスとBS信号(以下総称して反射
信号という)は出力コネクタ20に逆方向に伝送
されて方向性カプラ18により入力段22に導か
れ、ここで反射信号を電気信号に変換してそれを
対数的に増幅する。この対数的に圧縮した信号
は、アナログ・デジタル(A−D)変換器を含む
サンプラ24に印加される。サンプラ24はプロ
セツサ14の制御下で動作する遅延回路12で決
まる信号の1点の瞬時振幅をデジタル信号に変換
する。このデジタル信号は表示コントローラを含
む表示メモリ26に蓄積記憶する。OTDRの次
のサイクルに、これより後れた点の対数的に圧縮
した信号の瞬時振幅をデジタル変換して同様に蓄
積する。以上の動作を反復して対数的に圧縮した
信号の再生に必要なサンプル数を得る。
The reflected pulse and the BS signal (hereinafter collectively referred to as reflected signals) are transmitted in the opposite direction to the output connector 20 and led to the input stage 22 by the directional coupler 18, where the reflected signals are converted into electrical signals and converted into electrical signals. is amplified logarithmically. This logarithmically compressed signal is applied to a sampler 24 that includes an analog-to-digital (A-D) converter. The sampler 24 converts the instantaneous amplitude of one point of the signal determined by the delay circuit 12 operating under the control of the processor 14 into a digital signal. This digital signal is accumulated and stored in a display memory 26 that includes a display controller. In the next cycle of the OTDR, the instantaneous amplitude of the logarithmically compressed signal at a later point is digitally converted and similarly stored. The above operations are repeated to obtain the number of samples required to reproduce the logarithmically compressed signal.

次に、表示メモリ26にストアしたデータを表
示コントローラにより連続して読み出してアナロ
グ信号に変換し、偏向増幅回路28の垂直偏向増
幅器に印加する。また、これに応じて表示コント
ローラは水平偏向用ランプ波と帰線ビームブラン
キング用のブランキング(Z軸)信号を発生す
る。これら信号もまた偏向増幅回路28に供給す
る。偏向増幅回路28は垂直及び水平偏向信号と
Z軸(ブランキング)信号を陰極線管(CRT)
30に供給してそのスクリーンに反射波信号波形
を表示する。
Next, the data stored in the display memory 26 is continuously read out by the display controller, converted into an analog signal, and applied to the vertical deflection amplifier of the deflection amplifier circuit 28. In addition, in response to this, the display controller generates a horizontal deflection ramp wave and a blanking (Z-axis) signal for return beam blanking. These signals are also supplied to the deflection amplifier circuit 28. The deflection amplifier circuit 28 outputs the vertical and horizontal deflection signals and the Z-axis (blanking) signal to a cathode ray tube (CRT).
30 to display the reflected wave signal waveform on its screen.

第2図は欠陥のないオプチカルフアイバを
OTDRで試験した場合のCRTスクリーン上の表
示例を示す。垂直及び水平軸は夫々信号振幅と時
間を表わす。参照符号A,B及びCは夫々(光パ
ルス発生器10で発生した入射パルスのカプラ1
8とコネクタ20での部分反射による)最初の反
射パルス、BS信号、及びフアイバーケーブルの
他端で生じた反射パルスである。入射パルスの放
射から最初の反射パルスまでの間隔はこの場合無
視できるので、最初の反射パルスは実用上入射パ
ルスと同じであるとする。パルスAで表わされる
最初の反射パルスの振幅は、カプラ18とコネク
タ20内での部分反射にすぎないので、入射光パ
ルス自体の振幅に比して著しく小さい。前述した
とおり、BS信号は時間(又は進行パルスの走行
距離)と共に指数的に減衰するが、電気信号は入
力段22の対数増幅器により対数的に増幅して減
衰度の読みを簡単にすると共にダイナミツクレン
ジの拡大を図つているので、BS信号のトレース
傾斜は図示のとおり略直線状であり、CRTの垂
直目盛はdB(デシベル)単位とする。CRTスク
リーン上の波形の任意の2点間の減衰度(dB)
はその2点間の垂直目盛により直読できる。
Figure 2 shows a defect-free optical fiber.
An example of the display on a CRT screen when tested with an OTDR is shown. The vertical and horizontal axes represent signal amplitude and time, respectively. Reference symbols A, B, and C represent the coupler 1 of the incident pulse generated by the optical pulse generator 10, respectively.
8 and the first reflected pulse (due to partial reflection at connector 20), the BS signal, and the reflected pulse produced at the other end of the fiber cable. Since the interval from the emission of the incident pulse to the first reflected pulse can be ignored in this case, the first reflected pulse is assumed to be practically the same as the incident pulse. The amplitude of the first reflected pulse, represented by pulse A, is significantly smaller than the amplitude of the incident optical pulse itself since it is only a partial reflection within coupler 18 and connector 20. As mentioned above, the BS signal decays exponentially with time (or the traveling distance of the traveling pulse), but the electrical signal is logarithmically amplified by the logarithmic amplifier in the input stage 22 to simplify the reading of the degree of attenuation and to reduce the dynamism. Since we are aiming to expand the range, the BS signal trace slope is approximately linear as shown, and the vertical scale of the CRT is in dB (decibel) units. Attenuation (dB) between any two points of the waveform on the CRT screen
can be read directly from the vertical scale between the two points.

もし被試験オプチカルフアイバのフアイバ伝送
損失がL(dB)であるとすると、、傾斜トレース
Bの両端間の垂直距離は、反射波がオプチカルフ
アイバ中を往復しているので2Lとなる。トレー
スBの両端間の垂直距離がCRTスクリーン上で
測つて2Lでないと、垂直偏向増幅器の利得を調
整して誤差を補正する必要がある。
If the fiber transmission loss of the optical fiber under test is L (dB), then the vertical distance between both ends of the inclined trace B is 2L because the reflected wave is reciprocating in the optical fiber. If the vertical distance between the ends of trace B, as measured on the CRT screen, is not 2L, the gain of the vertical deflection amplifier must be adjusted to compensate for the error.

CRTの目盛の水平軸は時間単位である。入射
パルスと反射パルスCの伝播時間はオプチカルフ
アイバの長さに比例する。もし伝播速度とオプチ
カルフアイバの長さが既知であれば、その伝播時
間は計算により求められる。オプチカルフアイバ
の片道伝播時間をTとすると、入射パルス(最初
の反射パルスAの前縁)と反射パルスCの前縁間
の時間は2Tである。これら両パルスAとCの前
縁間をCRTスクリーン上の水平距離で測つて2T
でなければ、水平偏向増幅器を調整して誤差を補
正しなければならない。
The horizontal axis of the CRT scale is in units of time. The propagation times of the incident and reflected pulses C are proportional to the length of the optical fiber. If the propagation velocity and optical fiber length are known, the propagation time can be determined by calculation. If the one-way propagation time of the optical fiber is T, then the time between the incident pulse (the leading edge of the first reflected pulse A) and the leading edge of the reflected pulse C is 2T. Measure the horizontal distance between the leading edges of these two pulses A and C on the CRT screen to be 2T.
If not, the horizontal deflection amplifier must be adjusted to correct the error.

CRTスクリーンに表示された傾斜トレースB
の直線性は入力段22の対数増幅器の利得直線
性、偏向回路28の水平増幅器の時間直線性、及
びオプチカルフアイバケーブルに沿う後方散乱の
強さの均一性を含むいくつかの要因に依存する。
表示波形に非直線が生じた場合にこれら要因のう
ちのいずれの要因によるかを知ることは困難であ
る。利得及び時間直線性の校正は容易ではない。
もし時間直線性が正しく、散乱もフアイバケーブ
ル全長にわり均一であれば、対数増幅器の利得直
線性は校正できる。しかし、利得直線性を信号レ
ベルのフルレンジで校正するにはオプチカルフア
イバは極めて長くなければならないことが判る。
Tilt trace B displayed on CRT screen
The linearity of depends on several factors, including the gain linearity of the logarithmic amplifier in input stage 22, the time linearity of the horizontal amplifier in deflection circuit 28, and the uniformity of the backscattering strength along the optical fiber cable.
When non-linearity occurs in the displayed waveform, it is difficult to know which of these factors is due to the non-linearity. Calibration of gain and time linearity is not easy.
If the time linearity is correct and the scattering is uniform over the length of the fiber cable, the gain linearity of the logarithmic amplifier can be calibrated. However, it has been found that the optical fiber must be extremely long to calibrate gain linearity over the full range of signal levels.

〔実施例〕〔Example〕

次に、第3図を参照して本発明によるOTDR
用校正器の実施例を説明する。校正器34はオプ
チカルフアイバ36と38及び3ポートの方向性
カプラ40を含む。オプチカルフアイバ36の一
端をOTDR32の出力コネクタ20に接続し、
その他端を方向性カプラ40の第1ポートに接続
する。オプチカルフアイバ38の両端を夫々方向
性カプラ40の第2及び第3ポートに接続する。
Next, referring to FIG. 3, an OTDR according to the present invention will be described.
An example of a calibrator for use will be described. Calibrator 34 includes optical fibers 36 and 38 and a three-port directional coupler 40. Connect one end of the optical fiber 36 to the output connector 20 of the OTDR 32,
The other end is connected to the first port of the directional coupler 40. Both ends of optical fiber 38 are connected to second and third ports of directional coupler 40, respectively.

入射パルスがカプラ40を通過すると、反射パ
ルス(以下第2反射パルスという)がカプラ内の
不連続により生じてフアイバ36を介して
OTDR32に戻つて来る。方向性カプラ40は
フアイバ36からの入射パルスをカプラ40の第
2ポートのみへ通過させることができる。入射パ
ルスがフアイバ38を通つて順方向に進行する
と、後方散乱信号が生じる。この後方散乱信号は
カプラ40内でフアイバ36を介してOTDR3
2に伝送される直接BS信号と、第3ポートを介
してフアイバ38内に結合されフアイバ38内を
逆方向に通過しカプラにより一部フアイバ36内
に伝送される間接BS信号とに分割される。入射
パルスがカプラ40の第3ポートに到達すると、
第2ポートを介してフアイバ38内に再び結合さ
れる。同時に、2つの反射パルスがカプラ40内
の不連続性により生じる。直接パルスと呼ばれる
一方の反射パルスはフアイバ38を通ることなく
カプラ40とフアイバ36を通つてOTDR32
に直接伝送される。間接パルスと呼ばれる今1つ
の反射パルスは逆方向にフアイバ38内を通過し
てOTDR32に伝送される。
When the incident pulse passes through the coupler 40, a reflected pulse (hereinafter referred to as the second reflected pulse) is generated by a discontinuity within the coupler and is transmitted through the fiber 36.
Coming back to OTDR32. Directional coupler 40 allows the incident pulse from fiber 36 to pass only to the second port of coupler 40. As the incident pulse travels in the forward direction through fiber 38, a backscattered signal is generated. This backscattered signal is transmitted to the OTDR 3 through the fiber 36 within the coupler 40.
2, and an indirect BS signal that is coupled into the fiber 38 through the third port, passes through the fiber 38 in the opposite direction, and is partially transmitted into the fiber 36 by the coupler. . When the incident pulse reaches the third port of coupler 40,
It is coupled back into fiber 38 via a second port. At the same time, two reflected pulses result from the discontinuity in coupler 40. One of the reflected pulses, called the direct pulse, passes through the coupler 40 and fiber 36 without passing through the fiber 38 to the OTDR 32.
transmitted directly to. Another reflected pulse, called an indirect pulse, passes through fiber 38 in the opposite direction and is transmitted to OTDR 32.

入射パルス38がフアイバ38内を循環する
と、後方散乱信号が絶えず発生して両反射パルス
(以下後続反射パルスという)がカプラ40を通
過する毎に発生される。入射パルスはカプラ40
を通過する毎にエネルギを失う。更に、入射パル
スは絶えず減衰されるので、後続反射パルス及び
後方散乱信号のパワーも同様に減衰する。
As the incident pulse 38 circulates within the fiber 38, a backscattered signal is constantly generated and both reflected pulses (hereinafter referred to as subsequent reflected pulses) are generated each time they pass through the coupler 40. The incident pulse is coupler 40
It loses energy each time it passes through. Furthermore, since the incident pulse is continually attenuated, the power of subsequent reflected pulses and backscattered signals will be attenuated as well.

第4図は校正器34をOTDR32に接続した
場合のCRTスクリーン上に表示される反射信号
波形例を示す。パルスAは第1反射パルス(入射
パルスの放射と実質同時)、パルスC1乃至Cnはカ
プラ40で発生する第2反射パルス及び後続反射
パルス、また傾斜トレースB1乃至Bnは後方散乱
信号を示す。
FIG. 4 shows an example of the reflected signal waveform displayed on the CRT screen when the calibrator 34 is connected to the OTDR 32. Pulse A represents the first reflected pulse (substantially simultaneous with the emission of the incident pulse), pulses C 1 -Cn represent the second and subsequent reflected pulses generated by coupler 40, and slope traces B 1 -Bn represent the backscattered signals. .

もしオプチカルフアイバ36内の伝播時間をT
とすると、第2反射パルスC1は時刻2Tに検出さ
れる。オプチカルフアイバ38を光パルスが1周
する時間(ループ遅延)をPとし、カプラ40内
での伝播時間がT及びPに比して無視できるとす
ると、第1直接パルスは時刻0での第1反射パル
スの検出後の時刻2T+Pで検出される。また後
続の各直接パルスは時間間隔Pで検出される。最
初の間接パルスは2T+2P(即ち第2直接パルスと
同時)に検出され、後続の間接パルスは順次時間
間隔Pで検出される。よつて、第2及び各後続直
接パルスは第1及び各後続間接パルスと同時に検
出される。第4図に示すパルスC2は第1直接パ
ルスであり、各後続パルスC3乃至Cnは同時に検
出される直接及び間接パルスである。
If the propagation time in the optical fiber 36 is T
Then, the second reflected pulse C 1 is detected at time 2T. Assuming that the time for a light pulse to go around the optical fiber 38 once (loop delay) is P, and the propagation time within the coupler 40 is negligible compared to T and P, the first direct pulse is the first direct pulse at time 0. It is detected at time 2T+P after the detection of the reflected pulse. Also, each subsequent direct pulse is detected at a time interval P. The first indirect pulse is detected at 2T+2P (ie simultaneously with the second direct pulse), and subsequent indirect pulses are detected at successive time intervals P. Thus, the second and each subsequent direct pulse is detected simultaneously with the first and each subsequent indirect pulse. Pulse C 2 shown in FIG. 4 is the first direct pulse, and each subsequent pulse C 3 to Cn is a direct and indirect pulse detected simultaneously.

第1反射パルスAの検出から第2反射パルス
C1までの期間中、OTDR32は入射パルスがフ
アイバ36内を通過時に生じる後方散乱信号を受
け、トレースB1で示すようになる。パルスC1
C2間には、OTDRは入射パルスがフアイバ38
を通過する為に生じる後方散乱信号を受ける。第
1直接パルスの検出時点(2T+P)で、検出さ
れた後方散乱信号はOTDR32からV(2T+
P)/2の距離の点で生じた直接BS信号である。
ここに、Vは光パルスのフアイバ36と38内の
伝播速度である。入射パルスがフアイバ38内を
通過すると、その2周目で第2直接後方散乱信号
は入射パルスの1周目がフアイバ38を通過する
のと重畳される。入射パルスがフアイバ38を2
周目の伝送をする際にも間接後方散乱信号を受け
る。従つて、傾斜トレースB2は入射パルスがフ
アイバ38の中間を第1回目に通過する際に生じ
る後方散乱信号であり、後続トレースB3乃至Bn
は2周連続回転した入射パルスにより生じた2つ
の直接後方散乱信号と入射パルスの前回の回転に
より生じた間接後方散乱信号との和である。
From the detection of the first reflected pulse A to the second reflected pulse
During the period up to C 1 , OTDR 32 receives backscattered signals generated as the incident pulse passes through fiber 36 , as shown by trace B 1 . Pulse C 1 and
The OTDR connects the incoming pulse to the fiber 38 between C2
receives the backscattered signal generated by passing through the At the time of detection of the first direct pulse (2T+P), the detected backscattered signal is transmitted from the OTDR 32 to V(2T+P).
is a direct BS signal generated at a distance of P)/2.
where V is the propagation velocity of the optical pulse in fibers 36 and 38. As the incident pulse passes through the fiber 38, the second direct backscatter signal is superimposed on the first pass of the incident pulse through the fiber 38. The incident pulse strikes the fiber 38 at 2
It also receives indirect backscattered signals during round transmission. Therefore, the slope trace B 2 is the backscattered signal produced during the first pass of the incident pulse through the middle of the fiber 38, and the subsequent traces B 3 to Bn
is the sum of the two direct backscattered signals caused by two consecutive rotations of the incident pulse and the indirect backscattered signal caused by the previous rotation of the incident pulse.

一連の反射パルスC1乃至Cnの前縁間の水平距
離は一定であるループ遅延Pに依存する。各傾斜
トレースB3乃至Bnの両端間の垂直距離はオプチ
カルフアイバ38の伝送損失Qに依存し、これも
また一定である。各傾斜トレースB3乃至Bnの下
端とその直後の反射パルスの上端間の垂直距離は
方向性カプラ40の反射高Rに依存し、これもま
た一定である。隣り合つたパルスC3乃至Cn間の
垂直距離もまた一定である。最後に、カプラ40
内のステツプ損失Sは一定であつて、隣り合つた
トレースB3乃至Bnの端部間の垂直距離で表わさ
れる。これらの関係によりOTDR32は校正器
34を使用することによつて正しく校正できる。
The horizontal distance between the leading edges of the series of reflected pulses C 1 to Cn depends on the loop delay P, which is constant. The vertical distance between the ends of each inclined trace B3 - Bn depends on the transmission loss Q of the optical fiber 38, which is also constant. The vertical distance between the bottom of each slope trace B3 - Bn and the top of the immediately following reflected pulse depends on the reflection height R of the directional coupler 40, which is also constant. The vertical distance between adjacent pulses C3 to Cn is also constant. Finally, coupler 40
The step loss S within is constant and is expressed as the vertical distance between the ends of adjacent traces B3 to Bn. These relationships allow the OTDR 32 to be properly calibrated using the calibrator 34.

OTDR32の校正に際し、垂直増幅器は各傾
斜トレースB3乃至Bnの両端間の垂直距離をdB単
位で測つたものがオプチカルフアイバ38の既知
のフアイバ損失Qと等しくなるように、また水平
増幅器は順次のパルスC1乃至Cnの前縁間の時間
がオプチカルフアイバ38の既知の伝播時間Pと
等しくなるように調整する。もし、dB単位で測
つたトレースBiの両端間の垂直距離が、反射パ
ルスCi−1とCiの前縁間の時間がPであるにも拘
らず、Qでない場合にはトレースBiのパワーレ
ベルにおいて利得非直線性が存することとなる。
同様に、もしパルスCi−1とCiの前縁間の距離
が、トレースBiの両端の垂直距離がQであるに
も拘らず、Pでない場合には、時間軸の非直線性
が存することとなる。従つて、本発明の校正器は
利得非直線性と時間非直線性の双方が独立して認
識できる。利得直線性は対数増幅器の調整により
校正でき、時間直線性は遅延回路12の遅延又は
表示コントローラのランプ波発生器を調整するこ
とにより校正できる。直線性は校正表を使用して
校正することも勿論可能である。反射高Rとステ
ツプ損失Sは方向性カプラ40の特性のアナライ
ザ(解析装置)としても使用できる。
To calibrate the OTDR 32, the vertical amplifier is used to ensure that the vertical distance across each sloped trace B3 to Bn, measured in dB, is equal to the known fiber loss Q of the optical fiber 38, and the horizontal amplifier is used to The time between the leading edges of pulses C 1 to Cn is adjusted to be equal to the known propagation time P of optical fiber 38 . If the vertical distance between the ends of trace Bi, measured in dB, is not Q, even though the time between reflected pulse Ci−1 and the leading edge of Ci is P, then at the power level of trace Bi, Gain nonlinearity will exist.
Similarly, if the distance between the leading edges of pulses Ci−1 and Ci is not P even though the vertical distance between both ends of trace Bi is Q, then nonlinearity in the time axis exists. Become. Therefore, the calibrator of the present invention can independently recognize both gain nonlinearity and time nonlinearity. Gain linearity can be calibrated by adjusting the logarithmic amplifier, and time linearity can be calibrated by adjusting the delay of delay circuit 12 or the ramp generator of the display controller. Of course, linearity can also be calibrated using a calibration table. The reflection height R and the step loss S can also be used as an analyzer (analyzing device) of the characteristics of the directional coupler 40.

〔変更変形〕[Change transformation]

以上、本発明を好適一実施例につき説明した
が、本発明はこれら一実施例に限定するものでな
いこと勿論である。本発明の要旨を逸脱すること
なく各種変更変形が可能である。例えば利得直線
性の校正にフアイバ損失Qを使用することは本質
的事項ではない。一定である他の量を使用し得る
こと上述のとおりである。また、オプチカルフア
イバ36,38又は方向性カプラ40を1組以上
用意しておき、OTDR32の校正レンジに応じ
て選択使用するが、共通カプラに異なる長さ、損
失のオプチカルフアイバを選択的に接続して校正
器とすることも可能である。
Although the present invention has been described above with reference to one preferred embodiment, it goes without saying that the present invention is not limited to this one embodiment. Various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the invention. For example, it is not essential to use fiber loss Q to calibrate gain linearity. As noted above, other quantities that are constant may be used. In addition, one or more sets of optical fibers 36, 38 or directional couplers 40 are prepared and used selectively depending on the calibration range of the OTDR 32, but optical fibers of different lengths and losses can be selectively connected to a common coupler. It is also possible to use it as a calibrator.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によると、3つのポートを有し、第1ポ
ートから第2ポートのみへ信号を送り、第2ポー
トからは第1及び第3ポートへ信号を送り第3ポ
ートからは第2ポートのみへ信号を送る方向性カ
プラと、このカプラの第2及び第3ポート間に接
続された比較的短く特性が既知のオプチカルフア
イバとにより、オプチカルフアイバのループを構
成し、このループで光パルスを循環させる。これ
により、光パルスのn回目の循環パルスの直接反
射パルスと(n−1)回目の循環パルスの間接反
射パルスの一部との和が第1ポートを介して
OTDRに戻され、各戻りパルスの間の期間には、
連続する2つの循環パルスの直接後方散乱信号及
びこれらの最初の循環パルスの間接後方散乱信号
の和が第1ポートを介してOTDRに戻るように
構成している。この結果、フアイバの長さで決ま
る一定周期毎にフアイバの伝播特性で決まる一定
比率で減衰する反射パルス及び後方散乱信号が戻
るので、これらの戻り信号をOTDRの時間軸及
び垂直軸の正確な校正に利用し得る。更に、試験
パルスはフアイバのループを循環するで、短いフ
アイバでありながら無限長のフアイバと等価の機
能を有し、OTDRの全レンジを校正し得るにも
かかわらず小型化が極めて容易である。
According to the present invention, there are three ports, and the first port sends a signal only to the second port, the second port sends a signal to the first and third ports, and the third port sends a signal only to the second port. A directional coupler for transmitting a signal and a relatively short optical fiber with known characteristics connected between the second and third ports of the coupler constitute an optical fiber loop, and the optical pulse is circulated in this loop. . As a result, the sum of the direct reflected pulse of the nth circulating pulse of the optical pulse and a part of the indirect reflected pulse of the (n-1)th circulating pulse is transmitted through the first port.
returned to the OTDR, and in the period between each return pulse,
The sum of the direct backscattered signals of two successive circulating pulses and the indirect backscattered signals of the first of these circulating pulses is configured to return to the OTDR via the first port. As a result, reflected pulses and backscattered signals are returned that are attenuated at a constant rate determined by the propagation characteristics of the fiber at regular intervals determined by the length of the fiber, and these returned signals can be used to accurately calibrate the time and vertical axes of the OTDR. It can be used for Furthermore, since the test pulses circulate through the fiber loop, the short fiber has the same function as an infinite length fiber, and the entire range of the OTDR can be calibrated, yet miniaturization is extremely easy.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はOTDRのブロツク図、第2図は
OTDRの表示例、第3図はOTDRに本発明の校
正器を接続した図、第4図はOTDR校正器の校
正説明図を示す。 18,40は方向性カプラ、20は光コネク
タ、36,38はオプチカルフアイバを示す。
Figure 1 is the block diagram of OTDR, Figure 2 is
A display example of an OTDR, FIG. 3 shows a diagram in which the calibrator of the present invention is connected to an OTDR, and FIG. 4 shows a diagram explaining the calibration of the OTDR calibrator. 18 and 40 are directional couplers, 20 is an optical connector, and 36 and 38 are optical fibers.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 試験用光パルスをオプチカルフアイバの一端
に供給し、該オプチカルフアイバの一端に戻つた
反射パルスを検出して上記オプチカルフアイバの
特性を試験するオプチカルフアイバ試験器を校正
するオプチカルフアイバ試験器用校正器であつ
て、 上記オプチカルフアイバ試験器の上記試験用光
パルスの出力端に一端を接続した第1オプチカル
フアイバと、 該第1オプチカルフアイバの他端に第1ポート
が接続され、該第1ポートに受けた信号を第2ポ
ートのみに出力し、該第2ポートに受けた信号を
上記第1及び第3ポートに分割して出力し、該第
3ポートに受けた信号を上記第2ポートに出力す
る方向性カプラと、 該方向性カプラの上記第2及び第3ポート間に
接続され、長さ及び信号伝播特性が既知の第2オ
プチカルフアイバとを具えることを特徴とするオ
プチカルフアイバ試験器用校正器。
[Claims] 1. An optical fiber tester for calibrating an optical fiber tester that supplies a test light pulse to one end of an optical fiber and detects a reflected pulse returned to one end of the optical fiber to test the characteristics of the optical fiber. A calibrator for a fiber tester, comprising: a first optical fiber having one end connected to the output end of the test light pulse of the optical fiber tester; and a first port connected to the other end of the first optical fiber; The signal received at the first port is outputted only to the second port, the signal received at the second port is divided and outputted to the first and third ports, and the signal received at the third port is outputted to the first and third ports. A directional coupler outputting to a second port; and a second optical fiber connected between the second and third ports of the directional coupler and having known length and signal propagation characteristics. Calibrator for optical fiber testers.
JP25147084A 1984-11-28 1984-11-28 Calibrator for optical fiber tester Granted JPS61129549A (en)

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JPS531042A (en) * 1976-06-25 1978-01-07 Toshiba Corp Transmission characteristics measuring method of optical fiber

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