JPH0495843A - Prediction of breakage of optical fiber - Google Patents

Prediction of breakage of optical fiber

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JPH0495843A
JPH0495843A JP21152590A JP21152590A JPH0495843A JP H0495843 A JPH0495843 A JP H0495843A JP 21152590 A JP21152590 A JP 21152590A JP 21152590 A JP21152590 A JP 21152590A JP H0495843 A JPH0495843 A JP H0495843A
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Abstract

PURPOSE:To enable appropriate prediction of breakage of an optical fiber by performing a strength test of an optical fiber of the same kind as a fiber to be measured and specifying a reference relation between a breakage rate and a strain of said fiber. CONSTITUTION:First, a strength test of an optical fiber of the same kind as a fiber to the measured is performed to specify a reference relation between a breakage rate and a strain of said fiber. Then pulse light beams having differ ent wavelengths emitted from light pulse testers 6,7 are incident to the optical fiber 3 to be measured via a light switch 5a. Further, Rayleigh-scattered light from the optical fiber 3 is received by the testers 6,7 again via the light switch 5a, and a light transmission loss of the optical fiber 3 is remotely measured per wavelength of the pulse light. The measurement results are sent to a data analyzer 11, where a bend diameter and bend length of a bend strain applied to the optical fiber 3 are separated from each other to be detected. Then from the measured strain amount and the reference relation, a breakage rate of the optical fiber to be measured is calculated based on a relational equation.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、有線伝送路等を構成する光ファイバの破断予
測方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a method for predicting breakage of optical fibers constituting wired transmission lines and the like.

(従来の技術) 近年、光ファイバは大容量、低損失の特徴を有している
ことから、有線伝送路の伝送媒体として幅広(使われて
いる。しかし、光ファイバは、その材質が石英ガラス等
の脆性材料であるため、長期量子が加えられていると静
疲労現象により破断し、光信号が伝送されなくなる。
(Prior art) In recent years, optical fibers have been widely used as transmission media for wired transmission lines because they have the characteristics of large capacity and low loss. However, optical fibers are made of quartz glass. Since it is a brittle material such as, if long-term quantum is applied, it will break due to static fatigue phenomenon and optical signals will no longer be transmitted.

この静疲労による破断は、伝送特性の変化等の前兆を伴
わず突然生じ、かつ、光ファイバは伝送容量が大きいた
め、このような予期しない破断は通信網の運用に重大な
支障をきたす。
Fractures due to static fatigue occur suddenly without any signs of changes in transmission characteristics, and since optical fibers have a large transmission capacity, such unexpected fractures seriously impede the operation of communication networks.

ここで、光ファイバの静疲労破断現象について従来明ら
かになっている知見を以下に述べる。
Here, the knowledge that has been revealed so far regarding the static fatigue rupture phenomenon of optical fibers will be described below.

光ファイバの静疲労破断現象は、ガラスの脆性破壊理論
により説明される。
The static fatigue fracture phenomenon of optical fibers is explained by the brittle fracture theory of glass.

脆性破壊理論によれば、ガラス表面に存在する微少な傷
が応力の存在下で徐々に成長し、遂には破断に至るもの
である。破断に至るまでの時間tは、加えられている歪
を51ガラス表面に初期的に存在する傷の大きさをXと
し、A、nを定数とすると下記の(1)式により求めら
れる(参考文献:電子通信学会論文誌 J66−8.7
.p82B−829“スクリニング試験による光フアイ
バ強度保証法”)。
According to the brittle fracture theory, minute scratches on the glass surface gradually grow in the presence of stress and eventually break. The time t until rupture is determined by the following formula (1), where the applied strain is 51, the size of the initial scratch on the glass surface is X, and A and n are constants (Reference Literature: Journal of the Institute of Electronics and Communication Engineers J66-8.7
.. p82B-829 "Optical fiber strength assurance method by screening test").

i =A X −(n 2 ) / 2 s−・、、 
(1)従って、光ファイバの破断時間tを予測するため
には、傷の大きさXと加えられている歪の大きさS (
または応力Sに比例する応力の大きさ)を求める必要が
ある。
i=AX-(n2)/2s-・,,
(1) Therefore, in order to predict the rupture time t of an optical fiber, the size of the flaw X and the size of the applied strain S (
or the magnitude of the stress proportional to the stress S).

ただし、現実には、傷の大きさXは通常1μm以下であ
り、伝送路を構成する光ファイバの長さ方向の全長に亘
ってこのような傷の大きさを把握することは殆ど不可能
である。
However, in reality, the flaw size X is usually less than 1 μm, and it is almost impossible to grasp the size of such flaws over the entire length of the optical fiber that makes up the transmission line. be.

そこで従来、同一の製造条件下で製造された光ファイバ
から試験サンプルを抽出して強度試験を実施し、傷の大
きさを統計的に把握する方法が提案されている。このよ
うにして傷の大きさが把握できれば、加えられた歪Sさ
え明らかになれば光ファイバの破断時間tそのものは予
測できなくても、その代わりとして一定時間tの間に光
ファイバが破断する確率(以下、破断率という)pを算
出することが可能となる。
Conventionally, a method has been proposed in which a test sample is extracted from optical fibers manufactured under the same manufacturing conditions and a strength test is conducted to statistically determine the size of the flaw. If the size of the flaw can be ascertained in this way, as long as the applied strain S is known, the optical fiber will break within a certain time t, even if the break time t itself cannot be predicted. It becomes possible to calculate the probability (hereinafter referred to as rupture rate) p.

この破断率pは、n、m、kを試験サンプルの強度試験
から求められる傷の分布や傷の成長速度を表すパラメー
タとして、次の(2)式により与えられる。
This rupture rate p is given by the following equation (2), where n, m, and k are parameters representing the flaw distribution and flaw growth rate determined from the strength test of the test sample.

In(p)・(m/(n−2))l+(m・n/(n−
2))In(s)+k・・・(2)なお、光ファイバの
破断率pを下げる目的で、光ファイバの製造直後に一定
の歪を短時間加え、光ファイバの表面に存在する傷のう
ち、比較的大きい部分を予め除去しておいてから使用す
る場合がある。この場合の破断率pも、試験サンプルの
強度試験から求められる傷の分布や傷の成長速度を表す
パラメータn、m、N、 、歪81時間t、製造直後に
加える歪量S3、歪印加時間t、の関数として次の(3
)式により与えられる。
In(p)・(m/(n-2))l+(m・n/(n-
2)) In(s)+k...(2) In order to reduce the breakage rate p of the optical fiber, a certain amount of strain is applied for a short period of time immediately after the optical fiber is manufactured, and the scratches on the surface of the optical fiber are removed. A relatively large portion may be removed before use. In this case, the rupture rate p is also determined by the parameters n, m, N, representing the distribution of flaws and the growth rate of flaws obtained from the strength test of the test sample, , strain 81 time t, amount of strain S3 applied immediately after manufacturing, and strain application time. As a function of t, the following (3
) is given by the formula.

In(p)In(n+/(n−2)) +In (N、 )+n1n(s/s、 )+In(f
/ip)  −(3)(課題を解決するための手段) ところが、従来、光ファイバを用いた有線伝送路の破断
予測を行う方法として提案されているものは、専ら光フ
ァイバの光伝送損失を測定することによってのみ光ファ
イバの故障の判定や予測を行うもののみである(参考文
献:特公平2−20049号公報“光フアイバケーブル
破断予知装置”、1990年電子情報通信学会春期全国
大会、 B−888“光線路試験・管理システムの構成
法”)。
In(p)In(n+/(n-2)) +In(N, )+n1n(s/s, )+In(f
/ip) - (3) (Means for solving the problem) However, the methods that have been proposed so far for predicting breaks in wired transmission lines using optical fibers have only focused on the optical transmission loss of optical fibers. It is only a device that can judge and predict failures of optical fibers only by measuring them (References: Japanese Patent Publication No. 2-20049 "Optical Fiber Cable Breakage Prediction Device", 1990 Spring National Conference of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, B -888 “Configuration method of optical line testing and management system”).

このような破断予測方法は、光ファイバの光伝送損失が
増加することによる故障の事後判定及び予測、光ファイ
バの破断故障の事後判定にはある程度有効であるが、光
ファイバの破断は前述のように、光ファイバに加えられ
ている歪によって生じるのであり、この歪の大きさは光
ファイバの光伝送特性を測定しても直接には求められな
いため、光ファイバの破断故障の予測には役に立たない
Such breakage prediction methods are effective to some extent in determining and predicting failures due to an increase in optical transmission loss in optical fibers, and in determining failures due to optical fiber breakage. This is caused by the strain applied to the optical fiber, and since the magnitude of this strain cannot be directly determined by measuring the optical transmission characteristics of the optical fiber, it is useful for predicting optical fiber breakage failures. do not have.

詳述すれば、光ファイバに加えられる歪の種類は、伸び
歪と曲げ歪の2種類があり、このうち伸び歪をいくら加
えても光伝送損失は全く増加しないので、従来の破断予
測方法では、この種の歪の測定は全く不可能であり、そ
れに続く光ファイバの破断予測は全く行えない。
To be more specific, there are two types of strain that can be applied to an optical fiber: elongation strain and bending strain.However, no matter how much elongation strain is added, the optical transmission loss will not increase at all, so conventional fracture prediction methods cannot , it is completely impossible to measure this type of strain, and it is completely impossible to predict the subsequent breakage of the optical fiber.

また、曲げ歪を加えると光ファイバの光伝送損失は増加
するが、この損失増加量は曲げ歪の大きさだけでなく、
曲げ長さや曲げが加えられた光ファイバの構造、例えば
コア径や屈折率分布にも大きく依存する。
Furthermore, when bending strain is applied, the optical transmission loss of an optical fiber increases, but the amount of increase in loss is not only due to the magnitude of bending strain;
It greatly depends on the bending length and the structure of the optical fiber to which the bending is applied, such as the core diameter and refractive index distribution.

このため、光伝送損失の測定結果から曲げ歪の大きさを
算出するためには特別の工夫が必要となるが、従来の方
法に基づく検査システムではそのだめの工夫は全くされ
ておらず、曲げ歪の算出やそれに続く光ファイバの破断
予測は全く行えない。
Therefore, special measures are required to calculate the magnitude of bending strain from the measurement results of optical transmission loss, but inspection systems based on conventional methods do not take any measures to prevent bending. It is impossible to calculate the strain or predict the subsequent breakage of the optical fiber.

このように、従来の方法で破断予測が行われていない理
由は、一つには先に述べた2種類の歪の中でこれまで伸
び歪の測定方法だけが開発されているが(参考文献: 
0ptical Fiber Communicati
One of the reasons why conventional methods have not been used to predict fracture is that of the two types of strain mentioned above, only a method for measuring elongation strain has been developed so far (References :
0ptical Fiber Communicati
.

n  conference   90.PD−15”
First  measurement  ofstr
ain along field−installed
 optical fiberusing brill
ouin 5pectroscopy” ) 、曲げ歪
の測定法は未だ開発されていない。これは光ファイバに
加わっている総合的な歪の算出ができないためであり、
また、歪が測定できないときの光ファイバの破断を予測
する方法が未だ開発されていないためである。
n conference 90. PD-15”
First measurement of str.
ain along field-installed
optical fiber brill
ouin 5pectroscopy), a method for measuring bending strain has not yet been developed. This is because the total strain applied to the optical fiber cannot be calculated.
Another reason is that a method for predicting breakage of an optical fiber when strain cannot be measured has not yet been developed.

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、そ
の目的は、光ファイバの破断予測を的確に行える光ファ
イバの破断予測方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an optical fiber breakage prediction method that can accurately predict the breakage of an optical fiber.

(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するため、請求項(1)では、測定対象
の光ファイバと同種の光ファイバの強度試験を行って当
該光ファイバの破断率と歪との基準関係を規定しておき
、測定対象の光ファイバに所定波長の光を伝搬させ、こ
の伝搬光を検出して当該測定対象光ファイバの歪量を測
定し、測定した歪量と前記基準関係とから前記測定対象
光ファイバの破断率を算出するようにした。
(Means for Solving the Problem) In order to achieve the above object, in claim (1), a strength test is performed on an optical fiber of the same type as the optical fiber to be measured, and a standard for the fracture rate and strain of the optical fiber is determined. The relationship is defined, light of a predetermined wavelength is propagated through the optical fiber to be measured, this propagated light is detected, the amount of strain in the optical fiber to be measured is measured, and the amount of strain is determined from the measured amount of strain and the reference relationship. The breakage rate of the optical fiber to be measured is calculated.

また、請求項(2)によれば、測定対象の光ファイバと
同種の光ファイバの強度試験を行って当該光ファイバの
破断率と歪との基準関係を規定しておき、測定対象の光
ファイバと同種の光ファイバを測定対象光ファイバと同
一条件下に設置し、設置時点から現時点までの当該同種
光ファイバの破断率を測定し、この測定した破断率と前
記基準関係とから前記同種光ファイバの歪量を算出し、
この算出した歪量と前記基準関係とから前記測定対象光
ファイバの将来の破断率を算出するようにした。
Further, according to claim (2), a strength test is performed on an optical fiber of the same type as the optical fiber to be measured, and a reference relationship between the fracture rate and strain of the optical fiber is defined, and the optical fiber to be measured is An optical fiber of the same kind as the optical fiber to be measured is installed under the same conditions as the optical fiber to be measured, and the breakage rate of the same kind of optical fiber from the time of installation to the present time is measured. Calculate the amount of distortion,
The future breakage rate of the optical fiber to be measured is calculated from the calculated strain amount and the reference relationship.

また、請求項(3)によれば、測定対象の光ファイバと
同種の光ファイバの強度試験を行って当該光ファイバの
破断率と歪との基準関係を規定しておき、測定対象の光
ファイバに所定波長の光を伝搬させ、この伝搬光を検出
して当該測定対象光ファイバの歪量を測定するとともに
、測定対象の光ファイバと同種の光ファイバを測定対象
光ファイバと同一条件下に設置し、設置時点から現時点
までの当該同種光ファイバの破断率を測定し、この測定
した破断率と前記基準関係とから前記同種光ファイバの
歪量を算出し、この算出した歪量と前記測定した歪量と
から推定歪量を算出し、この推定歪量と前記基準関係と
から前記測定対象光ファイバの将来の破断率を算出する
ようにした。
Further, according to claim (3), a strength test is performed on an optical fiber of the same type as the optical fiber to be measured, and a reference relationship between the fracture rate and strain of the optical fiber is defined, and the optical fiber to be measured is Light of a predetermined wavelength is propagated through the optical fiber, and this propagated light is detected to measure the amount of strain in the optical fiber to be measured.In addition, an optical fiber of the same type as the optical fiber to be measured is installed under the same conditions as the optical fiber to be measured. Then, measure the breakage rate of the same kind of optical fiber from the time of installation to the present time, calculate the amount of strain of the same kind of optical fiber from the measured breakage rate and the reference relationship, An estimated amount of strain is calculated from the amount of strain, and a future breakage rate of the optical fiber to be measured is calculated from this estimated amount of strain and the reference relationship.

(作 用) 請求項(1〉によれば、測定対象の光ファイバと同種の
光ファイバに対し強度試験が行われ、当該光ファイバの
破断率と歪との基準関係が規定される。
(Function) According to claim (1), a strength test is performed on an optical fiber of the same type as the optical fiber to be measured, and a reference relationship between the fracture rate and strain of the optical fiber is defined.

ここで、測定対象の光ファイバに対し所定波長の光が入
射され伝搬される。この伝搬光は受光器にて検出され、
この検出結果に基いて測定対象光ファイバの歪量が測定
される。
Here, light of a predetermined wavelength is incident on the optical fiber to be measured and propagated. This propagating light is detected by a light receiver,
Based on this detection result, the amount of strain in the optical fiber to be measured is measured.

次いで、測定した歪量とあらかじめ求められている基準
関係とから測定対象光ファイバの破断率が算出され、こ
の算出結果に基づいて光ファイバの破断予測が行われる
Next, the breakage rate of the optical fiber to be measured is calculated from the measured strain amount and a predetermined reference relationship, and a breakage prediction of the optical fiber is performed based on this calculation result.

請求項(2)によれば、測定対象の光ファイバと同種の
光ファイバに対し強度試験が行われ、当該光ファイバの
破断率と歪との基準関係が規定される。
According to claim (2), a strength test is performed on an optical fiber of the same type as the optical fiber to be measured, and a reference relationship between the fracture rate and strain of the optical fiber is defined.

次いで、測定対象光ファイバと同種の光ファイバが測定
対象光ファイバと同一条件下に設置され、設置時点から
現時点までの当該同種光ファイバの破断率が測定される
Next, an optical fiber of the same type as the optical fiber to be measured is installed under the same conditions as the optical fiber to be measured, and the breakage rate of the optical fiber of the same type from the time of installation to the present time is measured.

次に、測定した破断率とあらかじめ求められている基準
関係とから前記同種光ファイバの歪量が算出される。
Next, the amount of strain in the same type of optical fiber is calculated from the measured fracture rate and a predetermined reference relationship.

続いて、この算出した歪量と前記基準関係とから測定対
象光ファイバの将来の破断率が算出され、この算出結果
に基づいて光ファイバの破断予測が行われる。
Subsequently, a future breakage rate of the optical fiber to be measured is calculated from the calculated strain amount and the reference relationship, and a breakage prediction of the optical fiber is performed based on this calculation result.

また、請求項(3)によれば、測定対象の光ファイバと
同種の光ファイバに対し強度試験が行われ、当該光ファ
イバの破断率と歪との基準関係が規定される。
According to claim (3), a strength test is performed on an optical fiber of the same type as the optical fiber to be measured, and a reference relationship between the fracture rate and strain of the optical fiber is defined.

ここで、測定対象の光ファイバに対し所定波長の光が入
射され伝搬される。この伝搬光は受光器にて検出され、
この検出結果に基いて測定対象光ファイバの歪量が測定
される。
Here, light of a predetermined wavelength is incident on the optical fiber to be measured and propagated. This propagating light is detected by a light receiver,
Based on this detection result, the amount of strain in the optical fiber to be measured is measured.

また、測定対象光ファイバと同種の光ファイバが測定対
象光ファイバと同一条件下に設置され、設置時点から現
時点までの当該同種光ファイバの破断率が測定される。
Further, an optical fiber of the same type as the optical fiber to be measured is installed under the same conditions as the optical fiber to be measured, and the breakage rate of the same type of optical fiber from the time of installation to the present time is measured.

次に、測定した破断率とあらかじめ求められている基準
関係とから前記同種光ファイバの歪量が算出される。
Next, the amount of strain in the same type of optical fiber is calculated from the measured fracture rate and a predetermined reference relationship.

続いて、算出した歪量と前記測定した歪量とから推定歪
量が算出され、算出した推定歪量と前記基準関係とから
測定対象光ファイバの将来の破断率が算出され、この算
出結果に基づいて光ファイバの破断予測が行われる。
Next, an estimated amount of strain is calculated from the calculated amount of strain and the measured amount of strain, and a future breakage rate of the optical fiber to be measured is calculated from the calculated estimated amount of strain and the reference relationship, and this calculation result is Based on this, prediction of optical fiber breakage is performed.

(実施例) 第1図は、本発明に使用する測定系の一例を示す構成図
である。第1図において、1は主信号の送信装置、2は
主信号の受信装置、3は測定対象の複数の光ファイバ、
4a、4b、4cは光分岐装置、5a、5b、5cは光
スィッチ、6.7は周知の光パルス試験器で、互いに測
定波長が異なるものである。8はパルス光発生装置、9
は受光装置、10は波長掃引型の光源、11はデータ解
析装置、12は磁気ディスク記憶装置等からなるデータ
ベースである。なお、第1図中で示している配線のうち
、実線は光配線を、破線は電気配線をそれぞれ示してい
る。
(Example) FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of a measurement system used in the present invention. In FIG. 1, 1 is a main signal transmitter, 2 is a main signal receiver, 3 is a plurality of optical fibers to be measured,
4a, 4b, and 4c are optical branching devices, 5a, 5b, and 5c are optical switches, and 6.7 is a well-known optical pulse tester, which have different measurement wavelengths. 8 is a pulsed light generator, 9
1 is a light receiving device, 10 is a wavelength sweeping type light source, 11 is a data analysis device, and 12 is a database including a magnetic disk storage device and the like. Note that among the wiring shown in FIG. 1, solid lines indicate optical wiring, and broken lines indicate electrical wiring.

各光ファイバ3には、通常、主信号の送信装置1、受信
装置2が接続されているため、本実施例にて使用する測
定系は、第1図に示すように、光分岐装置4a、4bを
介して各光ファイバ3に接続している。また、実際に測
定する各光ファイバ3の選択や測定装置の選択のために
、光スイッチ5a、5b、5cを使用している。
Since each optical fiber 3 is normally connected to a main signal transmitter 1 and a receiver 2, the measurement system used in this embodiment includes an optical branching device 4a, It is connected to each optical fiber 3 via 4b. Further, optical switches 5a, 5b, and 5c are used to select each optical fiber 3 to be actually measured and to select a measuring device.

次に、上記構成による測定系を用いた本発明方法の手順
並びに原理について順を追って説明する。
Next, the procedure and principle of the method of the present invention using the measurement system configured as described above will be explained step by step.

まず、曲げ歪の測定方法について説明する。First, a method for measuring bending strain will be explained.

曲げ歪を測定するには、光パルス試験器6,7から出射
される波長の異なったパルス光を光スィッチ5cにより
適宜選択して、光スィッチ5aを介して測定対象の光フ
ァイバ3に入射する。さらに、光ファイバ3からのレイ
リー散乱光を、再び光スィッチ5aを介して光スィッチ
5cにより適宜切り替えて光パルス試験器6もしくは光
パルス試験器7にて受光し、パルス光の各波長毎に光フ
ァイバ3の光伝送損失量を遠隔により測定する。
To measure bending strain, pulsed lights with different wavelengths emitted from the optical pulse testers 6 and 7 are appropriately selected by the optical switch 5c, and are made to enter the optical fiber 3 to be measured via the optical switch 5a. . Furthermore, the Rayleigh scattered light from the optical fiber 3 is again appropriately switched by the optical switch 5c via the optical switch 5a, and is received by the optical pulse tester 6 or the optical pulse tester 7. The amount of optical transmission loss in the fiber 3 is measured remotely.

これらの測定結果は、光パルス試験器6,7からデータ
解析装置11に送出され、データ解析装置11において
所定のデータ処理が行われて、光ファイバ3に加わって
いる曲げ歪の曲げ径と曲げ長さに分離して検出される。
These measurement results are sent from the optical pulse testers 6 and 7 to the data analysis device 11, where predetermined data processing is performed to determine the bending diameter and bending strain of the optical fiber 3. Detected separated by length.

ここで、光パルス試験器6.7の台数は2台に限定され
るものではなく、データ解析装置11におけるデータ処
理に必要なパルス光の測定波長の数に応じて増設するこ
とができる。また、複数のパルス光源を実装するととも
に、表示部、操作部等を共用した1台の光パルス試験器
であっても良い。また、光伝送損失量の測定は、光パル
ス試験器6,7を用いずに、例えば半導体レーザと光パ
ワーメータを測定対象の光ファイバ3の両端に設置して
行っても良い。ただし、曲がり部が2箇所以上あるとき
にも、光パルス試験器6,7を用いた測定を行えば、各
面がり部の光伝送損失量を分離して測定できる利点があ
る。
Here, the number of optical pulse testers 6.7 is not limited to two, and can be increased according to the number of measurement wavelengths of pulsed light required for data processing in the data analysis device 11. Alternatively, a single optical pulse tester may be provided with a plurality of pulse light sources and share a display section, an operation section, etc. Further, the optical transmission loss amount may be measured by installing, for example, a semiconductor laser and an optical power meter at both ends of the optical fiber 3 to be measured, without using the optical pulse testers 6 and 7. However, even when there are two or more curved portions, there is an advantage in that the amount of optical transmission loss at each curved portion can be measured separately if measurements are performed using the optical pulse testers 6 and 7.

前述のように、複数の波長のパルス光を用いて測定した
複数の光伝送損失金から曲げ歪(曲げ径、曲げ長さ)を
検出するためには、あらかi′:め測定対象の光ファイ
バ3と同種の光ファイバ及び先パルス試験器6,7と同
種の光パルス試験器を用いて、曲げ歪による光伝送損失
量と曲げ径との関係を把握し、基準データとしてデータ
解析装置11に記憶させておく必要がある。
As mentioned above, in order to detect bending strain (bending diameter, bending length) from multiple optical transmission losses measured using pulsed light of multiple wavelengths, it is necessary to Using an optical fiber of the same type as the fiber 3 and an optical pulse tester of the same type as the first pulse testers 6 and 7, the relationship between the amount of optical transmission loss due to bending strain and the bending diameter is determined, and the data analysis device 11 uses the data as reference data. It is necessary to memorize it.

即ち、光ファイバに曲げが加わると、この光ファイバの
光伝送損失量は増加するので、測定対象の光ファイバの
光伝送損失量を測定することにより曲げ歪を検出するこ
とができる。しかし、この光伝送損失量は、光゛ファイ
バに加わる曲げ歪が大きくなっても、即ち、曲げ径が小
さくなっても、あるいは曲げ歪を加えた長さ(以下、曲
げ長さという)が大きくなっても増加する。このため、
種類の波長のパルス光を用いて光伝送損失量を測定して
も、曲げ径と曲げ長さとを分離して検出することは不可
能である。
That is, when an optical fiber is bent, the amount of optical transmission loss of this optical fiber increases, so bending strain can be detected by measuring the amount of optical transmission loss of the optical fiber to be measured. However, this amount of optical transmission loss does not increase even if the bending strain applied to the optical fiber increases, that is, even if the bending diameter decreases, or the length to which the bending strain is applied (hereinafter referred to as the bending length) increases. It will increase even if For this reason,
Even if the amount of optical transmission loss is measured using pulsed light of different wavelengths, it is impossible to detect the bending diameter and bending length separately.

また、光伝送損失量の測定に光パルス試験器を使用する
ことにより曲げ歪が発生している場所を特定することが
できるが、現実の伝送路を測定するために必要なダイナ
ミックレンジを確保するためには、光パルス試験器の距
離分解能を、通常、10m〜100m程度にしなければ
ならないのに対し、光ファイバの破断に結び付く曲げ歪
の曲げ径は数mm〜数(1)である。このため、光パル
ス試験器の距離分解能では、光ファイバの破断に結び付
く曲げ径を曲げ長さと分離して検出することは全く不可
能となる。
In addition, by using an optical pulse tester to measure the amount of optical transmission loss, it is possible to identify the location where bending distortion occurs, but it is necessary to ensure the dynamic range necessary to measure the actual transmission path. In order to achieve this, the distance resolution of the optical pulse tester must normally be on the order of 10 m to 100 m, whereas the bending diameter of the bending strain that leads to breakage of the optical fiber is several mm to several (1). For this reason, with the distance resolution of the optical pulse tester, it is completely impossible to separate the bending diameter that leads to breakage of the optical fiber from the bending length and detect it.

そこで、本実施例では、曲げ歪による曲げ径や曲げ長さ
が光伝送損失量の増加に対して与える影響は、光ファイ
バを伝搬する光の波長によって異なることを利用し、複
数の異なる波長の光を用いて光伝送損失量の増加量を測
定することにより、曲げ径と曲げ長さを分離して検出し
ている。
Therefore, in this example, we take advantage of the fact that the influence of the bending diameter and bending length due to bending strain on the increase in optical transmission loss varies depending on the wavelength of light propagating through an optical fiber. By measuring the increase in optical transmission loss using light, the bending diameter and bending length are detected separately.

この場合、光ファイバの曲げ歪による光伝送損失量の増
加量と曲げ形状、即ち、曲げ径と曲げ長さとの関係は、
測定対象の光ファイバの種類によって異なる(例えばシ
ングルモード光ファイバとマルチモード光ファイバでは
全く異なるし、同じシングルモード光ファイバであって
も屈折率分布の与え方によって異なる)ので、測定対象
の光ファイバと同種の光ファイバを用いて、曲げによる
光伝送損失量の増加量と曲げ形状との関係を予め把握し
ておく必要がある。
In this case, the relationship between the amount of increase in optical transmission loss due to bending strain of the optical fiber and the bending shape, that is, bending diameter and bending length, is as follows:
It varies depending on the type of optical fiber to be measured (for example, single mode optical fiber and multimode optical fiber are completely different, and even the same single mode optical fiber differs depending on how the refractive index distribution is given). It is necessary to understand in advance the relationship between the amount of increase in optical transmission loss due to bending and the bending shape using the same type of optical fiber.

次に、ステップ状の屈折率分布を有するシングルモード
光ファイバ(以下、Sl型8M光フアイバという)の場
合を例にとって本発明の詳細な説明する。
Next, the present invention will be explained in detail by taking as an example a single mode optical fiber having a step-like refractive index distribution (hereinafter referred to as an 8M Sl type optical fiber).

Sl型8M光フアイバの曲げ歪による光伝送損失量Sと
曲げ形状との関係は(4)式で与えられることは周知の
ことである(文献: D、Marcuse、”Cuva
ture 1oss formula for opt
ical fibers”Applied 0ptic
s、19,9.pp1493−1500 )。
It is well known that the relationship between the amount of optical transmission loss S due to bending strain and the bending shape of an 8M Sl type optical fiber is given by equation (4) (Reference: D. Marcus, "Cuva
true 1oss formula for opt
ical fibers”Applied 0ptic
s, 19,9. pp1493-1500).

ここで、Rは曲げ径、Lは曲げ長さ、bは光ファイバの
軸方向の伝搬定数、kは軸に直交するコア内の伝搬定数
、rは軸に直交するクラッド内の伝搬定数、K+1.に
−、は変形ベッセル関数、■は規格化周波数、aはコア
半径、πは円周率である。
Here, R is the bending radius, L is the bending length, b is the propagation constant in the axial direction of the optical fiber, k is the propagation constant in the core perpendicular to the axis, r is the propagation constant in the cladding perpendicular to the axis, K+1 .. -, is a modified Bessel function, ■ is a normalized frequency, a is a core radius, and π is pi.

前記(4)式に示されているように、光伝送損失量Sは
、曲げ径21曲げ長さしといった曲げ形状に関係するパ
ラメータ(以下、曲げパラメータという)とす、に、r
、V、aといった光ファイバの伝送特性を規定するパラ
メータ(以下、伝送パラメータという)とから算出され
る。この伝送パラメータは、光ファイバの製造後に検査
すれば把握できるものである。従って、(4)式におけ
る未知のパラメータは、曲げパラメータの曲げ径Rと曲
げ長さLの2つである。
As shown in equation (4) above, the optical transmission loss amount S is determined by parameters related to the bending shape (hereinafter referred to as bending parameters) such as the bending diameter 21 and the bending length.
, V, and a, which define the transmission characteristics of the optical fiber (hereinafter referred to as transmission parameters). These transmission parameters can be determined by inspecting the optical fiber after it is manufactured. Therefore, the unknown parameters in equation (4) are the bending parameters bending radius R and bending length L.

ここで重要なことは、伝送パラメータは光フアイバ内を
伝搬する光の波長によって変化するため、前記(4)式
からも推察できるように、曲げによる光伝送損失は波長
毎に異なるという性質(以下、損失の波長依存性という
)を持つが、この波長依存性自体が曲げ径Rによって異
なって(ることである。従って、損失の波長依存性を調
べれば、曲げ径Rを算出することができ、その結果、曲
げ長さLも算出できる。前述した損失の波長依存性は、
例えば複数の異なる波長のパルス光を用いて光伝送損失
量を測定することにより調べられる。
What is important here is that since the transmission parameters change depending on the wavelength of the light propagating within the optical fiber, as can be inferred from equation (4) above, the optical transmission loss due to bending differs depending on the wavelength (hereinafter referred to as However, this wavelength dependence itself differs depending on the bending radius R. Therefore, by examining the wavelength dependence of loss, the bending radius R can be calculated. , As a result, the bending length L can also be calculated.The wavelength dependence of the loss mentioned above is
For example, this can be investigated by measuring the amount of optical transmission loss using pulsed light of a plurality of different wavelengths.

なお、前述した例では、損失の波長依存性は曲げ径Rの
みに影響されるが、屈折率分布の形状が異なる光ファイ
バで、損失の波長依存性が曲げ長さしにも依存するよう
な場合においても、その依存の仕方は、通常、曲げ径R
と曲げ長さLとでは異なるので、−複数の異なる波長の
光を用いた光伝送損失量の増加量の測定結果から曲げ径
R及び曲げ長さしを算出することができる。
Note that in the above example, the wavelength dependence of loss is affected only by the bending radius R, but in optical fibers with different refractive index distribution shapes, the wavelength dependence of loss also depends on the bending length. Even in this case, the dependence is usually on the bending radius R.
Since the bending length L is different from the bending radius R, the bending radius R and the bending length can be calculated from the results of measuring the amount of increase in optical transmission loss using light of a plurality of different wavelengths.

何にしても伝送パラメータを把握している場合には、前
述したように、(4)式における未知パラメータは曲げ
径Rと曲げ長さしの2つであるので、少くとも2つの異
なる波長の光を用いて光伝送損失量を測定すれば曲げ径
Rと曲げ長さしを算出することができる。勿論、測定に
付随する測定誤差の影響を少なくするため3種類以上の
異なる波長の光を用いて光伝送損失量を測定し、この測
定結果から最小自乗法を用いて曲げ径R及び曲げ長さL
を算出するようにしても良い。
In any case, if you know the transmission parameters, the unknown parameters in equation (4) are the bending radius R and the bending length, as mentioned above, so at least two different wavelengths can be used. By measuring the amount of optical transmission loss using light, the bending radius R and the bending length can be calculated. Of course, in order to reduce the influence of measurement errors that accompany measurements, the amount of optical transmission loss is measured using light of three or more different wavelengths, and from this measurement result, the bending radius R and bending length are calculated using the least squares method. L
may be calculated.

次に、より具体的な例として、Sl型3M光フアイバの
曲げ径Rと曲げ長さLの算出方法の一例を説明する。
Next, as a more specific example, an example of a method for calculating the bending radius R and the bending length L of an Sl type 3M optical fiber will be described.

第2図は、Sl型3M光フアイバにおける光伝送損失量
の比と曲げ径Rとの関係を示す図であり、測定対象のS
 IuSM光ファイバ(以下、光ファイバという)と同
種の光ファイバ(コア径9μm、非屈折率差0,32%
)に波長1.65μmの光を伝搬させたときの曲げによ
る光伝送損失量Sの増加量Aと、波長1.55μmの光
を伝搬させたときの曲げによる光伝送損失量Sの増加J
IBとの比の曲げ径Rに対する依存性を曲線Cで示した
ものである。
Figure 2 is a diagram showing the relationship between the ratio of optical transmission loss and the bending radius R in an SL type 3M optical fiber.
IuSM optical fiber (hereinafter referred to as optical fiber) and the same type of optical fiber (core diameter 9 μm, non-refractive index difference 0.32%)
) is the increase A in the optical transmission loss amount S due to bending when light with a wavelength of 1.65 μm is propagated, and the increase J in the optical transmission loss amount S due to bending when light with a wavelength 1.55 μm is propagated.
Curve C shows the dependence of the ratio to IB on the bending radius R.

この関係は次のようにして求めたものである。This relationship was determined as follows.

即ち、測定対象の光ファイバと同種の光ファイバ及び波
長1.65μmと波長1.55μmのパルス光を出射す
る光パルス試験器6,7と同種の光パルス試験器を用い
て、曲げ歪を加えない状態の光ファイバにおける各波長
毎の光伝送損失量Sla、Slbを測定する。
That is, using an optical fiber of the same type as the optical fiber to be measured and an optical pulse tester of the same type as the optical pulse testers 6 and 7 that emit pulsed light with wavelengths of 1.65 μm and 1.55 μm, bending strain was applied. The amount of optical transmission loss Sla and Slb for each wavelength in the optical fiber in the non-contact state is measured.

次に、光ファイバに所定の曲げ径Rの曲げ歪を加えた状
態で、同様に各波長に対応する光伝送損失量82a、S
2bを測定する。この後、これらの測定結果の差を算出
し、各波長毎に曲げ歪による光伝送損失量の増加量A 
(=82a−8la)。
Next, with a bending strain of a predetermined bending radius R applied to the optical fiber, optical transmission losses 82a and S corresponding to each wavelength are similarly applied.
Measure 2b. After this, the difference between these measurement results is calculated, and the amount of increase in optical transmission loss due to bending strain A for each wavelength is calculated.
(=82a-8la).

B (=S2b−3lb)を求める。次いで、これらの
増加量A、Bの比(A/B)を算出して、この比(A/
B)と曲げ径Rとの対応付けを行う。
Find B (=S2b-3lb). Next, the ratio (A/B) of these increases A and B is calculated, and this ratio (A/B) is calculated.
B) and the bending radius R are correlated.

これにより、曲げ長さLに無関係な光伝送損失量の比(
A/B)と曲げ径Rとの関係を求めることができること
は、前記(4)式によっても明らがである。
As a result, the ratio of the amount of optical transmission loss unrelated to the bending length L (
It is also clear from equation (4) above that the relationship between A/B) and the bending radius R can be determined.

このようにして求めた光伝送損失量の比(A/B)と曲
げ径Rとの関係を基準関係として、測定対象の光ファイ
バ3における曲げ径Rを容易に検出することができる。
The bending radius R of the optical fiber 3 to be measured can be easily detected by using the relationship between the optical transmission loss ratio (A/B) and the bending radius R obtained in this way as a reference relationship.

即ち、測定対象の光ファイバ3に、波長1.65μm及
び波長1.55μmのパルス光を伝搬させてそれぞれの
波長毎に光伝送損失183a、S3bを測定する。次に
、この測定結果から前述した曲げ歪が加わらない状態の
ときの光伝送損失量Sla。
That is, pulsed light having a wavelength of 1.65 μm and a wavelength of 1.55 μm is propagated through the optical fiber 3 to be measured, and optical transmission losses 183a and S3b are measured for each wavelength. Next, from this measurement result, the amount of optical transmission loss Sla when the above-mentioned bending strain is not applied is determined.

Slbを減算して、各波長毎に光伝送損失量の増加量A
 (=S3a−8la)、B (=S3b−8lb)を
算出する。
By subtracting Slb, the amount of increase in optical transmission loss for each wavelength A
(=S3a-8la) and B (=S3b-8lb) are calculated.

さらに、この増加量A、Bの比(A/B)を算出して、
第2図に示す関係に基づき、曲げ径Rを検出することが
できる。また、曲げ径Rを求めることができれば、前記
(4)式を用いて曲げ長さLを算出することができる。
Furthermore, calculate the ratio (A/B) of this increase amount A and B,
The bending radius R can be detected based on the relationship shown in FIG. Furthermore, if the bending radius R can be determined, the bending length L can be calculated using the above equation (4).

前述した伝送パラメータの具体的数値は、同じSl型8
M光フアイバであっても屈折率分布の与え方によって異
なるので、上述のような方法で曲げ径Rと曲げ長さしを
算出するためには、測定対象の先ファイバ3毎に伝送パ
ラメータを把握しておく必要があることは前にも述べた
The specific values of the transmission parameters mentioned above are the same as those of the SL type 8.
Even for M optical fibers, the refractive index distribution differs depending on how the distribution is given, so in order to calculate the bending radius R and bending length using the method described above, it is necessary to understand the transmission parameters for each end fiber 3 to be measured. I mentioned earlier that you need to do this.

しかし、光ファイバの製造後に伝送パラメータを把握で
きなかった場合にも、曲げ径Rと曲げ長さしを算出する
ことができる。即ち、SI型SM光ファイバの伝送パラ
メータは、屈折率分布を表す2つのパラメータ、例えば
コア径と比屈折率差(以下、構造パラメータという)を
用いて算出することができる。従って、予め伝送パラメ
ータを把握していない場合には、前記(4)式における
未知パラメータは、2つの構造パラメータと曲げ径21
曲げ長さしの合計4つとなり、測定対象の光ファイバ3
がSI型SM光ファイバであることが解っていれば、異
なる4つの波長のパルス光を用いて、各波長毎に測定対
象の光ファイバ3における光伝送損失量Sを測定するこ
とにより、前記未知パラメータ、即ち、2つの構造パラ
メータ、曲げ径21曲げ長さしを算出することができる
However, even if the transmission parameters cannot be determined after manufacturing the optical fiber, the bending radius R and bending length can be calculated. That is, the transmission parameters of the SI type SM optical fiber can be calculated using two parameters representing the refractive index distribution, such as the core diameter and the relative refractive index difference (hereinafter referred to as structural parameters). Therefore, if the transmission parameters are not known in advance, the unknown parameters in equation (4) are the two structural parameters and the bending diameter 21.
There are a total of four bending lengths, and the optical fiber to be measured is 3.
If it is known that the optical fiber 3 is an SI type SM optical fiber, by measuring the optical transmission loss amount S in the optical fiber 3 to be measured for each wavelength using pulsed light of four different wavelengths, Parameters can be calculated: two structural parameters, bending diameter 21 bending length.

一方、測定対象の光ファイバ3が複数本存在し、この複
数本の光ファイバの曲げによる光伝送損失量の増加量と
曲げ形状との関係が統計的にしか把握できない場合(例
えば光ファイバの光伝送損失量の増加量と曲げ形状との
関係を規定するパラメータの平均値や標準偏差のみを把
握している場合)にも本方法を適用することができる。
On the other hand, when there are multiple optical fibers 3 to be measured, and the relationship between the amount of increase in optical transmission loss due to bending of the multiple optical fibers and the bending shape can only be grasped statistically (for example, This method can also be applied to cases where only the average value and standard deviation of parameters that define the relationship between the amount of increase in transmission loss and the bending shape are known.

この場合には、検出結果も統計的な値として算出される
In this case, the detection result is also calculated as a statistical value.

即ち、測定対象の光ファイバが複数あり、これらの光フ
ァイバの伝送パラメータ、あるいは構造パラメータが統
計的に把握できている場合、例えば構造パラメータの平
均値と標準偏差が解っている場合には、任意の曲げ径2
1曲げ長さLにおける複数の異なる波長の光のそれぞれ
に対する伝送損失jlSも統計的な値(平均値、標準偏
差)として算出され、これに基づいて前述と同様にして
、複数本の光ファイバの曲げ径Rと曲げ長さLのそれぞ
れの平均値や標準偏差を算出することができる。
In other words, when there are multiple optical fibers to be measured and the transmission parameters or structural parameters of these optical fibers are known statistically, for example, when the average value and standard deviation of the structural parameters are known, arbitrary bending diameter 2
The transmission loss jlS for each of the plurality of different wavelengths of light at one bending length L is also calculated as a statistical value (average value, standard deviation), and based on this, the transmission loss of the plurality of optical fibers is calculated in the same manner as described above. The average value and standard deviation of each of the bending radius R and bending length L can be calculated.

次に、伸び歪の測定方法について説明する。なお、伸び
歪の測定原理は既に前述の文献等で詳述されているので
、ここでは簡単に述べる。
Next, a method for measuring elongation strain will be explained. The principle of measuring elongation strain has already been described in detail in the above-mentioned literature, so it will be briefly described here.

第1図の測定系において伸び歪を測定する場合、パルス
光発生装置8より光スイッチ5a、5c。
When measuring elongation strain in the measurement system shown in FIG.

光分岐装置4a、4cを介して光ファイバ3に光パルス
を注入するとともに、波長掃引型光源10より光信号を
光スィッチ5b、光分岐装置4bを介して同一の光ファ
イバ3に注入する。
Optical pulses are injected into the optical fiber 3 via the optical branching devices 4a and 4c, and optical signals from the wavelength swept light source 10 are injected into the same optical fiber 3 via the optical switch 5b and the optical branching device 4b.

これにより、パルス光発生装置8より注入した光の波長
と波長掃引型光源10より注入した光の波長の差が、光
ファイバ3に加わっている伸び歪によって引き起こされ
るブリリアン波長シフト量と一致したときに、波長掃引
型光源10から注入した光がパルス光発生装置8より注
入した光によってブリリアン増幅される。この波長シフ
ト量は歪の大きさに比例している。
As a result, when the difference between the wavelength of the light injected from the pulsed light generator 8 and the wavelength of the light injected from the wavelength sweep type light source 10 matches the brilliant wavelength shift amount caused by the stretching strain applied to the optical fiber 3. Then, the light injected from the wavelength swept light source 10 is brilliantly amplified by the light injected from the pulsed light generator 8. The amount of wavelength shift is proportional to the magnitude of distortion.

次いで、受光装置9によって光分岐装置4a。Next, the light receiving device 9 connects the light branching device 4a.

4c、光スイッチ5a、5cを介して波長掃引型光源1
0よりの光電力を注入した光の波長の関数としてモニタ
し、その結果がデータ解析装置11に送出される。これ
により、データ解析装置11にてブリリアン波長シフト
量、さらにこの値から伸び歪が算出される。
4c, wavelength swept type light source 1 via optical switches 5a and 5c
The optical power starting from 0 is monitored as a function of the wavelength of the injected light, and the results are sent to the data analysis device 11. As a result, the data analysis device 11 calculates the brilliant wavelength shift amount and further calculates the elongation strain from this value.

このようにして測定した曲げ歪、伸び歪を合計して測定
対象の先ファイバ3に加わっている総合的な歪の値とし
て光ファイバ3の破断予測のために破断率pが求められ
る。
By summing the bending strain and elongation strain measured in this way, the rupture rate p is determined as the value of the overall strain applied to the end fiber 3 to be measured, in order to predict the breakage of the optical fiber 3.

なお、この破断率pを求めるには、測定対象の光ファイ
バ3と同種の光ファイバの強度試験を行って当該光ファ
イバの破断率pと歪との基準関係を、前述の(2)式、
あるいは(3)式のようにあらかじめ規定しておく必要
があり、この基準関係もデータ解析装置11に記憶させ
である。
In addition, in order to obtain this rupture rate p, a strength test is performed on an optical fiber of the same type as the optical fiber 3 to be measured, and the reference relationship between the rupture rate p and strain of the optical fiber is determined by the above-mentioned equation (2),
Alternatively, it is necessary to define the reference relationship in advance as shown in equation (3), and this reference relationship is also stored in the data analysis device 11.

従って、データ解析装置11においては、上述の総合的
な歪量の算出に引続き、この算出結果が(2)式、ある
いは(3)式に代入されて破断率pが求められる。
Therefore, in the data analysis device 11, following the calculation of the above-mentioned comprehensive amount of strain, this calculation result is substituted into equation (2) or equation (3) to obtain the rupture rate p.

なお、前述したように、2つの歪、即ち、曲げ歪と伸び
歪のうち、一方しか加えられていないことが明かな場所
の破断率pの予測には、他方の歪の測定は省略できる。
Note that, as described above, when predicting the rupture rate p at a location where it is clear that only one of the two strains, ie, bending strain and elongation strain, is applied, measurement of the other strain can be omitted.

次に、同一の条件下で製造され、かつ、同一の状況下に
設置された同種の光ファイバの過去の破断率から、将来
の破断率を予測する方法について説明する。
Next, a method of predicting the future breakage rate from the past breakage rate of optical fibers of the same type manufactured under the same conditions and installed under the same circumstances will be described.

この方法は前述のように、測定装置のダイナミックレン
ジ等の関係から歪測定が行えない場所の破断率予測に用
いる。光ファイバ3が破断したかどうかは、光パルス試
験器6もしくは光パルス試験器7によって容易に検出で
きる。従って、その結果を破断時間、破断場所等の情報
とともに、データベース12に記録しておく必要がある
。さらに、データベース12には、どの光ファイバが同
一の条件下で製造され、かつ、同一の状況下に設置され
たという情報もあらかじめ記録される。
As mentioned above, this method is used to predict the rupture rate in locations where strain measurement cannot be performed due to the dynamic range of the measuring device. Whether or not the optical fiber 3 is broken can be easily detected by the optical pulse tester 6 or the optical pulse tester 7. Therefore, it is necessary to record the results in the database 12 together with information such as the rupture time and rupture location. Furthermore, information on which optical fibers were manufactured under the same conditions and installed under the same circumstances is also recorded in advance in the database 12.

このデータベース12に記憶された、予測したい光ファ
イバと同一の条件下で製造され、かつ、同一の状況下に
設置された光ファイバの過去の破断率をもとに、データ
解析装置11において、前記(2)式もしくは(3)式
より歪Sが算出され、さらに、その歪Sをもとに、(2
)式もしくは(3)式より将来の時刻tにおける破断率
が算出される。
Based on the past breakage rates of optical fibers manufactured under the same conditions and installed under the same conditions as the optical fiber to be predicted, stored in this database 12, the data analysis device 11 calculates the Strain S is calculated from equation (2) or equation (3), and further, based on that distortion S, (2
) or (3), the rupture rate at future time t is calculated.

このとき、前述したように、過去に複数回の破断があた
場合には、破断時間t+h・1〜i)と破断確率p+(
+・1〜1)のi組のデータから歪Sが、最小自乗法に
よって求められる。
At this time, as mentioned above, if there have been multiple ruptures in the past, the rupture time t+h・1~i) and the rupture probability p+(
The strain S is obtained from the i-set data of +.1 to 1) by the method of least squares.

次に、歪も測定され、また設置から現在までの破断率p
が測定されている場合において、この両者の測定結果を
組み合わせて将来の破断率pの予測を高精度に行う方法
について説明する。
Next, the strain was also measured and the rupture rate p
A method for predicting the future rupture rate p with high precision by combining the two measurement results will be described.

この方法では、前述したような方法で光パルス試験器6
及び7、受光装置9、波長掃引型光源10よりのデータ
をもとにデータ解析装置11で算出した歪の値、及びデ
ータベース12に記録している予測したい光ファイバと
同一の条件下で製造され、かつ、同一の状況下に設置さ
れた光ファイバの過去の破断率をもとにデータ解析装置
11で算出した歪の値とをもとに、再びデータ解析装置
11で最小自乗法によって、より誤差の少ない歪の値が
算出され、この算出結果が再び前記(2)式、もしくは
(3)式に代入されて、破断率pがデータ解析装置11
により算出される。
In this method, the optical pulse tester 6 is
and 7, the strain value calculated by the data analysis device 11 based on the data from the light receiving device 9 and the wavelength swept light source 10, and the strain value recorded in the database 12, which is manufactured under the same conditions as the optical fiber to be predicted. , and the strain value calculated by the data analysis device 11 based on the past breakage rate of optical fibers installed under the same conditions, the data analysis device 11 again uses the least squares method to calculate the A strain value with a small error is calculated, and this calculation result is again substituted into the above equation (2) or (3), and the rupture rate p is calculated by the data analysis device 11.
Calculated by

次に、最小自乗法によって、より誤差の少ない歪を算出
する方法を、破断率pと歪Sの関係が(2)式に従うと
きを例にとり詳述する。
Next, a method for calculating strain with less error using the least squares method will be described in detail, taking as an example the case where the relationship between the rupture rate p and the strain S follows equation (2).

ここで、測定により求められた歪の大きさをso、測定
精度をδSとする。また、過去に記録された破断発生に
おける破断時間を1+(+・1〜i)、時間t1におけ
る破断率をpl、標本抽出誤差に基づ(In(pI)の
誤差の期待値をδpI、最小自乗法によって算出する誤
差の少ない歪をssとすると、ssは(5)式のWを最
小をとするようなSとして与えられる。
Here, let so be the magnitude of the strain determined by measurement, and let δS be the measurement accuracy. In addition, the rupture time in the past recorded rupture occurrence is 1+(+・1~i), the rupture rate at time t1 is pl, the expected value of the error of (In(pI) is δpI, the minimum Letting ss be a distortion with a small error calculated by the method of squares, ss is given as S such that W in equation (5) is minimized.

W=(s−so ) 2/δs2+Σ(In(p r 
)−(m/(n−2)itj弓 (m・n/(n−2))In(s)−k)2/6p+ 
2−(5)また、予測したい光ファイバと同一の条件下
で製造され、かつ、同一の状況下に設置された光ファイ
バの本数をNとすると、時間t、における破断率p+(
i=1〜1)は(8)式で、標本抽出誤差の期待値δp
1は(7)式で与えられる。
W=(s-so)2/δs2+Σ(In(pr
)-(m/(n-2)itj bow(m・n/(n-2))In(s)-k)2/6p+
2-(5) Also, if the number of optical fibers manufactured under the same conditions and installed under the same conditions as the optical fiber to be predicted is N, then the rupture rate at time t, p+(
i=1~1) is the equation (8), and the expected value of sampling error δp
1 is given by equation (7).

p+=l/N              ・・・(6
)δp + =(1/In(1−pl ))2・p・(
N−i+1)/ N2(1=11 )   ・・・(7
)(発明の効果) 以上説明したように、請求項(1)によれば、光ファイ
バの破断率を事前に予測できる。従って、この結果をも
とに、破断率が高いと予測された光ファイバの使用を中
止したり、破断率が高いと予測された場所の光ファイバ
を取り替えたり修理(例えば歪の除去)したりでき、結
果として光ファイバの静疲労破断に基づく伝送路の途絶
を防止することができる。
p+=l/N...(6
) δp + = (1/In(1-pl))2・p・(
N-i+1)/N2(1=11)...(7
) (Effects of the Invention) As explained above, according to claim (1), the breakage rate of an optical fiber can be predicted in advance. Therefore, based on this result, the use of optical fibers predicted to have a high breakage rate can be discontinued, or optical fibers in locations predicted to have a high breakage rate can be replaced or repaired (e.g., by removing strain). As a result, it is possible to prevent the transmission line from being interrupted due to static fatigue breakage of the optical fiber.

光ファイバは、大きな通信容量を持つため、ここで達成
される通信の途絶防止は、社会全体の円滑な活動の確保
の観点からも極めて大きな意味を持つ。加えて本方法は
、屋外の広い範囲に設置されている光ファイバの特性を
遠隔で測定することにより達成でき、きわめて簡便な方
法であるといえる。
Optical fibers have a large communication capacity, so the prevention of communication interruptions achieved here is of great significance from the perspective of ensuring the smooth functioning of society as a whole. In addition, this method can be achieved by remotely measuring the characteristics of optical fibers installed over a wide range outdoors, and can be said to be an extremely simple method.

また、請求項(2)または(3)によれば、前記請求項
(1)の効果に加えて、測定装置のダイナミックレンジ
等の関係から歪測定が行えない場所の破断率の予測を行
えるという利点がある。
According to claim (2) or (3), in addition to the effect of claim (1), it is possible to predict the rupture rate in locations where strain measurement cannot be performed due to the dynamic range of the measuring device. There are advantages.

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

第1図は本発明に使用する測定系の一例を示す構成図、
第2図は光伝送損失量の比と曲げ径との関係を示す図で
ある。 図中、1・・・主信号の送信装置、2・・・主信号の受
信装置、3・・・測定対象の光ファイバ、4a、4b。 4c・・・光分岐装置、5a、5b、5c・・・光スィ
ッチ、6.7・・・光パルス試験器、8・・・パルス光
発生装置、9・・・受光装置、10・・・波長掃引型の
光源、11・・・データ解析装置、12・・・データベ
ース。 特許出願人  日本電信電話株式会社 代理人 弁理士  吉  1) 精  孝光伝送損失雪
の比と曲げ径との関係を示す図第2図
FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of a measurement system used in the present invention;
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the ratio of optical transmission loss amount and the bending diameter. In the figure, 1... Main signal transmitting device, 2... Main signal receiving device, 3... Optical fiber to be measured, 4a, 4b. 4c... Optical branching device, 5a, 5b, 5c... Optical switch, 6.7... Optical pulse tester, 8... Pulse light generator, 9... Light receiving device, 10... Wavelength sweep type light source, 11... data analysis device, 12... database. Patent Applicant Nippon Telegraph and Telephone Corporation Agent Patent Attorney Yoshi Yoshi 1) Figure 2 shows the relationship between optical transmission loss ratio and bending diameter

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)測定対象の光ファイバと同種の光ファイバの強度
試験を行って当該光ファイバの破断率と歪との基準関係
を規定しておき、 測定対象の光ファイバに所定波長の光を伝搬させ、この
伝搬光を検出して当該測定対象光ファイバの歪量を測定
し、 測定した歪量と前記基準関係とから前記測定対象光ファ
イバの破断率を算出する ことを特徴とする光ファイバの破断予測方法。
(1) Perform a strength test on an optical fiber of the same type as the optical fiber to be measured to determine the standard relationship between the breakage rate and strain of the optical fiber, and then propagate light of a predetermined wavelength through the optical fiber to be measured. , detecting this propagating light to measure the amount of strain in the optical fiber to be measured, and calculating the rupture rate of the optical fiber to be measured from the measured amount of strain and the reference relationship. Prediction method.
(2)測定対象の光ファイバと同種の光ファイバの強度
試験を行って当該光ファイバの破断率と歪との基準関係
を規定しておき、 測定対象の光ファイバと同種の光ファイバを測定対象光
ファイバと同一条件下に設置し、設置時点から現時点ま
での当該同種光ファイバの破断率を測定し、 この測定した破断率と前記基準関係とから前記同種光フ
ァイバの歪量を算出し、 この算出した歪量と前記基準関係とから前記測定対象光
ファイバの将来の破断率を算出することを特徴とする光
ファイバの破断予測方法。
(2) Perform a strength test on an optical fiber of the same type as the optical fiber to be measured, define a reference relationship between the breakage rate and strain of the optical fiber, and select the optical fiber of the same type as the optical fiber to be measured. Install the same type of optical fiber under the same conditions as the optical fiber, measure the breakage rate of the same type of optical fiber from the time of installation to the present time, calculate the amount of strain of the same type of optical fiber from the measured breakage rate and the reference relationship, and A method for predicting breakage of an optical fiber, comprising calculating a future breakage rate of the optical fiber to be measured from the calculated strain amount and the reference relationship.
(3)測定対象の光ファイバと同種の光ファイバの強度
試験を行って当該光ファイバの破断率と歪との基準関係
を規定しておき、 測定対象の光ファイバに所定波長の光を伝搬させ、この
伝搬光を検出して当該測定対象光ファイバの歪量を測定
するとともに、 測定対象の光ファイバと同種の光ファイバを測定対象光
ファイバと同一条件下に設置し、設置時点から現時点ま
での当該同種光ファイバの破断率を測定し、 この測定した破断率と前記基準関係とから前記同種光フ
ァイバの歪量を算出し、 この算出した歪量と前記測定した歪量とから推定歪量を
算出し、 この推定歪量と前記基準関係とから前記測定対象光ファ
イバの将来の破断率を算出する ことを特徴とする光ファイバの破断予測方法。
(3) Perform a strength test on an optical fiber of the same type as the optical fiber to be measured, define a reference relationship between the breakage rate and strain of the optical fiber, and propagate light of a predetermined wavelength through the optical fiber to be measured. In addition to detecting this propagating light and measuring the amount of strain in the optical fiber to be measured, an optical fiber of the same type as the optical fiber to be measured is installed under the same conditions as the optical fiber to be measured, and the results from the time of installation to the present are measured. Measure the breakage rate of the same kind of optical fiber, calculate the strain amount of the same kind of optical fiber from the measured breakage rate and the reference relationship, and calculate the estimated strain amount from the calculated strain amount and the measured strain amount. and calculating a future breakage rate of the optical fiber to be measured from this estimated strain amount and the reference relationship.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113588452A (en) * 2021-07-30 2021-11-02 国网青海省电力公司信息通信公司 Cable life prediction method and device, processor and storage medium

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