JPH05322698A - 光パルス試験器 - Google Patents
光パルス試験器Info
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- JPH05322698A JPH05322698A JP12885292A JP12885292A JPH05322698A JP H05322698 A JPH05322698 A JP H05322698A JP 12885292 A JP12885292 A JP 12885292A JP 12885292 A JP12885292 A JP 12885292A JP H05322698 A JPH05322698 A JP H05322698A
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Abstract
において、受信部の電気系の設計が容易な光パルス試験
器を提供すること。 【構成】試験信号光aを第1のAOスイッチ21でパル
ス化すると共に、正に例えば100MHz周波数シフト
させる。パルス化した試験信号光を第2のAOスイッチ
22で負に100.1MHzシフトさせ、被試験光ファ
イバ5に入射する。反射光及び後方散乱波光cとローカ
ル信号光bとを合波して得られるビート信号光dの光周
波数は、負に0.1MHzシフトされる。ビート信号光
dを受光器7で電気信号に変換し、処理後、後方散乱波
形をCRT14に表示する。 【効果】光レベルで低周波数化するので、動作帯域の低
い増幅器で光パルス試験器を構成できる。
Description
いて、光通信信号の伝送媒体である光ファイバ及び光フ
ァイバ線路の光損失等の特性を試験する光パルス試験器
(以後、OTDR(Optical Time Domain Reflectomete
r) と称する)の測定性能の向上に関するものである。
スを送出し、被試験光ファイバからの反射光や後方散乱
光を受信、解析して光損失等の特性をCRT等に表示す
る装置である。被試験光ファイバの特性を片端から試験
できることから非常に有用なツールとなっている。その
ため、従来からOTDRの測定可能範囲(これをダイナ
ミックレンジという)を拡大する研究開発がなされてき
た。ダイナミックレンジを拡大するには、主に被試験光
ファイバへの送出パルス強度を大きくすることと、後方
散乱光等の受信感度を向上する方法が取られる。受信感
度を向上する一方法として、ヘテロダインもしくはホモ
ダイン受信といったコヒーレント検波技術の適用が検討
されている。
DRについて図4を基に説明する。図4では試験信号光
とローカル信号光の発生を同一光源により行っていると
ともに、試験信号光側を光周波数変調してヘテロダイン
受信を行っている。図4において、1は狭線幅スペクト
ルの試験信号光およびローカル信号光を発生する狭線幅
光源、2は光源1からの出射光を試験信号光aとローカ
ル信号光bとに分岐する第1の合分岐器、3は分岐した
試験信号光を一定の周期でパルス化すると共に光周波数
変調する音響光学スイッチ(以後AOスイッチと称
す)、4はパルス化した試験信号光を被試験光ファイバ
5に入射するとともに光ファイバからの反射光および後
方散乱光cを試験器に導く第2の合分岐器、6は試験器
内に導かれた反射光および後方散乱光cと前記のローカ
ル信号光bとを合波する第3の合分岐器、7は合波され
た反射光および後方散乱光とローカル信号光とのビート
信号光dを光−電気変換する受光器、8は電気信号の増
幅器、9は増幅された電気信号と局部発振器10で発生
したローカル電気信号とをミキシングするミキサ、11
は高周波信号を遮断する電気フィルタ、12はアナログ
・ディジタル変換する信号変換器、13はディジタル信
号を自乗加算するとともに対数変換する信号処理器、1
4は反射光および後方散乱光強度の長手方向分布を表示
するCRT、15は試験信号光を一定周期でパルス化し
たり、加算処理するために必要なタイミング発生器であ
る。符号8〜13で電気処理系を成している。
OTDRでは、微弱な後方散乱光cに対して比較的大き
な強度のローカル信号光bを合波したビート信号光dを
受信検波するものである。ビート信号光の強度Ad は、
後方散乱光強度をAc 、ローカル信号光強度をAb とす
ると、Ac とAb の積の平方根に比例する。従って、ロ
ーカル信号光強度Ab を比較的大きくすることによっ
て、より微弱な後方散乱光まで受信できることになり、
OTDRとしてのダイナミックレンジを拡大することが
できる。
1.55μmにおいて、AOスイッチを光周波数変調器
として使用するためには100MHz程度の周波数で駆
動する必要がある。従って、光周波数は100MHz程
度(ここでは丁度100MHzとする)シフトすること
になる。その結果、第3の合分岐器で後方散乱光および
反射光とローカル信号光とを合波して得られるビート信
号光dは、受光器7で光電気変換された後、そのスペク
トルを観測すると100MHzを中心として側帯波成分
を有する中間周波信号(IF信号)となる。このIF信
号を電気レベルでベースバンド信号に落として信号処理
し最終的に後方散乱波形等をCRTに表示するために、
まず増幅器8でIF信号を増幅し、局部発振器10から
のローカル電気信号とミキサ9でミキシングする。さら
にベースバンド信号を電気フィルタ11で高周波成分を
遮断して信号変換器12に入力する。
信号光の光パルス幅をWとすると1/Wとなり、例えば
光パルス幅1μsの場合には1MHzとなる。従って、
局部発器は光パルス幅が1μsの場合100.1MHz
もしくは99.9MHz程度に設定し、さらに電気フィ
ルタは1MHz以上を遮断するものを用いる。このよう
な構成であるので、増幅器8は100MHz帯の高周波
域まで大きな増幅性能を有し、低雑音なものが必要であ
る。
z以上の帯域まで低雑音で高利得な特性を有する増幅器
を作製するのは、低周波域の増幅器より難しく、増幅器
で発生する熱雑音のためにコヒーレント検波方式のショ
ット雑音限界を達成しにくいといった問題があった。そ
の結果、OTDRの高ダイナミックレンジ化の妨げとな
っていた。また、局部発振器やミキサも100MHz帯
の高周波で良好な特性のものが必要であり、このような
ものは高価であるといった欠点もあった。
用いるOTDRにおいて、光レベルでビート信号周波数
を低周波化して、増幅器をはじめとする電気系の設計を
容易にし、ダイナミックレンジの大きいOTDRを実現
するものである。
検波方式を用いるOTDRにおいて、試験信号光側もし
くはローカル信号光側、もしくは両光側に対して設けた
光周波数変調器を複数個にすると共に個々の光周波数シ
フトを正および負にし、後方散乱光および反射光とロー
カル信号光とを合波して得られるビート信号光の周波数
を低周波化して、光電気変換後に用いる増幅器の所要帯
域を狭くするものである。また、局部発振器やミキサを
用いる場合にはこれらの所要帯域も狭くするものであ
る。
る場合、光周波数シフトの正負はAOスイッチ内の圧電
素子と超音波吸収体の配置を変えることによって容易に
実現できる。コヒーレント検波方式を用いるOTDRの
構成として、試験信号光側にAOスイッチを縦列に2個
配設し、第1番目のもので光周波数変調とパルス化を行
い第2番目のもので光周波数変調を行う場合、第1番目
のAOスイッチの駆動周波数を100HMz、シフトを
正とし、第2番目のAOスイッチの駆動周波数を10
0.1MHz、シフトを負とすると、試験光ファイバか
らの後方散乱光および反射光は0.1MHz負にシフト
している。この後方散乱光および反射光とローカル信号
光とを合波すると、ビート信号のビート周波数は0.1
MHzとなる。
ない光スイッチを配設し、ローカル信号光側にAOスイ
ッチを縦列に2個配設した場合には、ローカル信号光側
の第1番目および第2番目のAOスイッチの周波数シフ
トを正および負とすることによって、ビート信号周波数
はAOスイッチ1個の場合よりも小さくすることができ
る。
光側にAO光スイッチを配設する場合、光周波数シフト
符号が同じでシフト量が若干異なるものを用いることに
よって、例えば100MHzと100.1MHzで、共
に正にシフトするものを用いることによって、ビート信
号周波数は0.1MHzとすることが出来る。
光周波数変調手段を複数設ける場合には周波数シフトを
正と負にし、試験信号光側およびローカル信号光側に光
周波数変調手段を複数設ける場合には周波数シフトを正
同士もしくは負同士とすることによって、後方散乱光お
よび反射光とローカル信号光とを合波したビート信号の
周波数を低周波化できる。従って、ビート信号光を検出
し増幅する回路は低周波で動作すれば十分となる。
あって、21は第1のAOスイッチ、22は第2のAO
スイッチ、23は数MHz帯域で動作する増幅器であ
る。AOスイッチそれぞれの光周波数シフトは、第1の
AOスイッチ21では正、第2のAOスイッチ22では
負である。
と動作について説明する。DFB−LD等の半導体レー
ザに光ファイバを接続することなどにより、スペクトル
線幅を狭くした狭線幅光源1からの出射光は、第1の合
分岐器2により試験信号光aとローカル信号光bとに分
岐される。分岐された試験信号光aは第1のAOスイッ
チ21で一定の周期でパルス化と共に正側に光周波数変
調され、さらに第2のAOスイッチ22で負側に光周波
数変調され、第2の合分岐器4を介して被試験光ファイ
バ5に入射される。
方散乱光cは、第2の合分岐器4を介して第3の合分岐
器6に導かれる。この第3の合分岐器6にはローカル信
号光bも導かれ、反射光および後方散乱光cと合波され
る。合波されたビート信号光dはダブルバランス型PI
N−FET等の受光器7で光−電気変換される。電気変
換されたビート信号は増幅器23で増幅された後に信号
変換器12に入力される。
変換さらに自乗変換され、信号処理器13でSN改善の
ために加算されたのち対数変換され、CRT14に信号
の時間的変化すなわち長手方向の分布として表示され
る。タイミング発生器15は試験信号光をパルス化する
ためのトリガ信号を第1のAOスイッチ21の駆動部に
供給するとともに信号変換器12や信号処理器13へタ
イミング信号を供給する。
音波吸収体が正の光周波数シフトを生じるように配置さ
れたものを用い、第2のAOスイッチ22には圧電素子
と超音波吸収体の配置が逆で負の光周波数シフトを生じ
るものを用いる。AOスイッチの駆動周波数は例えば1
00MHzと100.1MHzに設定する。そうする
と、被試験光ファイバに入射される試験信号パルスは狭
線幅光源からの出射光に比べて0.1MHz負側に光周
波数シフトしたものとなる。
光もまた0.1MHz負側に光周波数シフトしている。
従って、被試験光ファイバからの後方散乱光および反射
光cとローカル信号光bとを合波したビート信号光の光
周波数は0.1MHz負側に光周波数シフトしている。
すなわち、ビート信号光の光周波数の絶対値は、第1の
AOスイッチ21の光周波数シフト量の絶対値100M
Hzより小さく、また第2のAOスイッチ22の光周波
数シフト量の絶対値100.1MHzより小さくなって
いる。
ビート信号は、0.1MHzを中心としたものとなる。
光パルス幅が1μsの場合、ビート信号の側帯波帯域
(=スペクトル幅)は前述のとおり1MHzであるの
で、増幅器23の帯域幅は1MHz程度で十分となる。
図4に示した従来のような構成では、ビート信号の周波
数が100MHzであるので100MHz帯まで増幅す
る増幅器が必要であったが、本発明ではそのような増幅
器は必要でなく、数MHz帯までの増幅器で十分であ
る。高ダイナミックレンジで直線性がよくかつ雑音が小
さい増幅器の設計製造は周波数が高いほど難しくかつ高
価になる。また、従来用いていたようなミキサや局部発
振器、電気フィルタが不要となる。
が容易になり、安価にできる利点がある。さらに、増幅
器で発生する雑音を小さくできるので、OTDRのダイ
ナミックレンジを大きくできるという利点がある。本発
明の第2の実施例を図2に示す。第2のAOスイッチ2
2を被試験光ファイバ5との合分岐器として用いるとと
もに被試験光ファイバ5からの反射光および後方散乱光
に対する光周波数変調器として用いたものである。光周
波数シフトの符号と大きさは第1の実施例と同じであ
る。
信号オフの時に接続される側)は第1のAOスイッチ2
1と接続され、1次光側(駆動信号オンの時に接続され
る側)は第3の合分岐器6と接続される。第2のAOス
イッチ22の駆動信号はタイミング発生器15より供給
され、試験信号光パルスが第2のAOスイッチ部を通過
する時間はオフで、それ以外はオンとする。そうするこ
とによって被試験光ファイバ5からの反射光および後方
散乱は第3の合分岐器6に導かれると共に、その光周波
数が変調される。
する試験信号光パルス並びに被試験光ファイバで発生す
る反射光および後方散乱光は光周波数が100MHz正
にシフトしているが、第2のAOスイッチ22を介して
第3の合分岐器6に導かれる反射光および後方散乱光は
再変調されて0.1MHz負側に光周波数シフトしたも
のとなる。従って、第1の実施例と同様に、ビート信号
は0.1MHzを中心として得られるので、増幅器23
の帯域は数MHzで十分となる。また、第1の実施例と
同様にミキサや局部発振器、電気フィルタが不要であ
り、さらに本実施例では第2の合分岐器が不要となるの
で、より一層構成が簡単になる。
のAOスイッチ22をローカル信号光側に配設したもの
である。光周波数シフトの符号は両方とも正で、シフト
量が第1のAOスイッチは100MHz、第2のAOス
イッチは105MHzの例である。被試験光ファイバ5
からの反射光および後方散乱光は100MHz正側に光
周波数シフトし、ローカル信号光は105MHz正側に
光周波数シフトしているので、第3の合分岐器6で合波
されたビート信号は5MHzのIF信号となる。そこ
で、電気系においてミキサ24と局部発振器25により
ベースバンド信号に落している。電気系の構成は従来例
と同様であるが、IF周波数が低いので、増幅器23、
ミキサ24および局部発振器25の動作周波数は低くで
きる。
電気フィルタの設計製造が従来より容易になる。また、
増幅器で発生する雑音を小さくできるので、OTDRの
ダイナミックレンジを大きくできるという利点がある。
本実施例においても、ビート信号光の光周波数の絶対値
は、第1のAOスイッチ21の光周波数シフト量の絶対
値100MHzより小さく、また第2のAOスイッチ2
2の光周波数シフト量の絶対値105MHzより小さく
なっている。
実施例では、光周波数変調手段をいずれも試験信号光側
のみに配設した場合、第3の実施例では、光周波数変調
手段を試験信号光側とローカル信号光側に配設した場合
を示したが、光周波数変調手段をローカル信号光側のみ
に配設する場合であっても、ビート信号光の光周波数の
絶対値を個々の光変調器の光周波数シフト量絶対値より
小さくすることができ、これら第1〜第3の実施例と同
様の効果を得ることができる。
ト検波方式を用いるOTDRにおいて、試験信号光側も
しくはローカル信号光側、もしくは両光側に対して設け
た光周波数変調器を複数個にすると共に個々の光周波数
シフトを正および負にし、後方散乱光および反射光とロ
ーカル信号光とを合波して得られるビート信号光の周波
数を低周波化したものであるので、光電気変換後に用い
る増幅器の所要帯域を狭くすることができる。また、局
部発信器やミキサを用いる場合にはこれらの所要帯域も
狭くすることができる。
帯まで増幅する増幅器は必要でなく、数MHz帯までの
増幅器で十分となり、又、ミキサや局部発振器、電気フ
ィルタを不要に出来るので、OTDRの設計製造が容易
に且つ安価になる。また、増幅器で発生する雑音を小さ
くできるので、OTDRのダイナミックレンジを大きく
できるという利点がある。
Claims (1)
- 【請求項1】 試験信号光およびローカル信号光の発生
手段と、該試験信号光を一定周期にパルス化して被試験
光ファイバに繰り返して送出する手段と、前被試験光フ
ァイバから繰り返し戻ってくる反射光及び後方散乱光と
前記ローカル信号光とを合波する手段と、合波した繰り
返しビート信号光を検出して電気信号に変換する光検出
手段と、繰り返し得られる電気信号を処理して前記被試
験光ファイバからの反射光や後方散乱光の波形を表示す
る電気信号処理系と、繰り返し処理を行うためのタイミ
ング発生手段と、前記試験信号光側およびローカル信号
光側のどちらか一方もしくは両方に光周波数変調手段と
を備えた光パルス試験器において、 前記光周波数変調手段が光周波数シフト量の異なる複数
の光変調器から成り、それぞれの光周波数シフトが正も
しくは負であり、前記ビート信号光の光周波数の絶対値
が個々の光変調器の光周波数シフト量の絶対値より小さ
いことを特徴とする光パルス試験器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12885292A JP2731320B2 (ja) | 1992-05-21 | 1992-05-21 | 光パルス試験器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12885292A JP2731320B2 (ja) | 1992-05-21 | 1992-05-21 | 光パルス試験器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05322698A true JPH05322698A (ja) | 1993-12-07 |
JP2731320B2 JP2731320B2 (ja) | 1998-03-25 |
Family
ID=14994972
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12885292A Expired - Lifetime JP2731320B2 (ja) | 1992-05-21 | 1992-05-21 | 光パルス試験器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2731320B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008124573A (ja) * | 2006-11-08 | 2008-05-29 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光設備検出方法および光設備検出システム |
JP2011058850A (ja) * | 2009-09-07 | 2011-03-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光線路特性測定方法及び装置 |
JP2014122802A (ja) * | 2012-12-20 | 2014-07-03 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光パルス試験装置及び光パルス試験方法 |
-
1992
- 1992-05-21 JP JP12885292A patent/JP2731320B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008124573A (ja) * | 2006-11-08 | 2008-05-29 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光設備検出方法および光設備検出システム |
JP2011058850A (ja) * | 2009-09-07 | 2011-03-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光線路特性測定方法及び装置 |
JP2014122802A (ja) * | 2012-12-20 | 2014-07-03 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光パルス試験装置及び光パルス試験方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2731320B2 (ja) | 1998-03-25 |
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