JPH0587680A - 光フアイバの識別方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 特別な装置を屋外に設置することなく光ファ
イバの識別を遠隔により行える方法を提供する。 【構成】 複数本の光ファイバ４に対し光パルス発生器
１による光パルスを入射して当該光パルスの複数本の光
ファイバ４よりの後方散乱光の偏光状態をそれぞれ予め
測定してデ−タベ−ス７に格納しておき、その後、複数
本の光ファイバの内の任意の光ファイバ４に光パルスを
入射して当該光パルスの光ファイバよりの後方散乱光の
偏光状態を測定し、デ−タ解析装置６においてこの測定
結果と予め求めた測定結果とを比較することにより、任
意の光ファイバ４が複数本の光ファイバの内のいずれで
あるかを判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ通信線路の
設備管理に採用される光ファイバの識別方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、通信線路の設備管理は、１箇所に
設置されていたデ−タベ−スに依存する手法を取ってお
り、新設備の導入や設備変更の際に設備情報をその都度
手入力していた。この際、誤入力によるデ−タベ−スの
信頼性の低下や手入力による稼働の増大が問題となって
いた。この内、心線の管理はその数が膨大であるため、
特に問題となっていた。

【０００３】そのため、通信線路に使用する心線には金
属心線と光ファイバがあるが、最近、このような状況に
鑑みて光ファイバの管理に関し、光ファイバのコネクタ
部分に半導体メモリを配し、ここに光ファイバの識別用
番号を記憶させておき、遠隔でこの識別番号を読み出す
ことにより光ファイバの識別を行おうとする方法の提案
がなされた（参考文献：電子情報通信学会論文誌vol. J
74-B-1，No. 1 ，pp48-57 ）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の方
法では、本来通信に不必要な半導体メモリやその半導体
メモリとの通信手段を、屋外の広い範囲に設置された線
路設備の随所に設置する必要があり、経済性や信頼性の
面で問題があった。

【０００５】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、特別な装置を屋外に設置するこ
となく光ファイバの識別を遠隔により行える方法を提供
することにある。

【０００６】

【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、複数本の光ファイバに対し光パルス
を入射して当該光パルスの複数本の光ファイバよりの後
方散乱光の偏光状態をそれぞれ予め測定しておき、その
後、複数本の光ファイバの内の任意の光ファイバに光パ
ルスを入射して当該光パルスの光ファイバよりの後方散
乱光の偏光状態を測定し、この測定結果と予め求めた測
定結果とを比較することにより、当該任意光ファイバが
前記複数本の光ファイバの内のいずれであるかを判定す
るようにした。

【０００７】また、請求項２では、光ファイバに対し光
パルスを入射して当該光パルスの光ファイバよりの後方
散乱光の偏光状態を予め測定しておき、その後、前記光
ファイバを含む複数本の光ファイバに光パルスを入射し
て当該光パルスの複数本の光ファイバよりの後方散乱光
の偏光状態をそれぞれ測定し、この測定結果と予め求め
た測定結果とを比較することにより、前記光ファイバが
前記複数本の光ファイバの内のいずれであるかを判定す
るようにした。

【０００８】また、請求項３では、請求項１または２記
載の光ファイバの識別方法において、後方散乱光の内の
一方向の偏光のエネルギを測定し、このエネルギの測定
結果に基づいて後方散乱光の偏光状態の測定を行うよう
にした。

【０００９】また、請求項４では、請求項３記載の光フ
ァイバの識別方法において、光ファイバの長手方向の各
点よりの後方散乱光の一方向の偏光のエネルギを測定
し、この測定した偏光のエネルギと入射光パルスのエネ
ルギとの比の光ファイバ長手方向における平均値もしく
は偏光のエネルギの光ファイバ長手方向における標準偏
差、もしくは下記式で示される係数ａの光ファイバ長手
方向における平均値もしくはその光ファイバ長手方向に
おける標準偏差を算出し、この内の少なくとも１つに基
づいて判定を行うようにした。

【００１０】 ａ＝（ｘ（ｉ）−ｍ_i ）・（ｘ（ｉ＋ｋ）−ｍ_k ） …(1) 但し、ｘ（ｉ）は長手方向の位置がｉの地点よりの後方
散乱光の偏光のエネルギ、ｘ（ｉ＋ｋ）は長手方向の位
置が地点ｉより一定距離ｋだけ離れた地点よりの後方散
乱光の偏光のエネルギ、ｍ_i ，ｍ_k はそれぞれｘ
（ｉ），ｘ（ｉ＋ｋ）の長手方向における平均値を示
す。

【００１１】また、請求項５では、請求項１，２，３ま
たは４記載の光ファイバの識別方法において、前記複数
本の光ファイバの後方散乱光の偏光状態を予め測定する
際、もしくはその後に光ファイバの後方散乱光の偏光状
態を測定する際の少なくともいずれかのときに、入射す
る光パルスの偏光状態を複数変化させ、偏光状態を変化
させた入射光パルスの各々に対して後方散乱光の偏光状
態を測定するようにした。

【００１２】また請求項６では、請求項５記載の光ファ
イバの識別方法において、光パルスの偏光状態を複数変
化させ、偏光状態を変化させた入射光パルスの各々の対
して測定した後方散乱光の偏光状態より、下記式で計算
される係数b1(i,k) もしくはb2(i,k) を算出し、この係
数b1(i,k) もしくはb2(i,k) に基づいて判定を行うよう
にした。

【００１３】

【数５】

【数６】 但し、ｊは入射光パルスの偏光状態毎に付与した番号，
x(i,j)はｊ番目の偏光状態の入射光パルスに対する長手
方向の位置がｉの地点よりの後方散乱光の偏光エネル
ギ，ｎ_i ，ｇ_i は各々下記式で与えられる値である。

【００１４】

【数７】

【数８】 また、請求項７では、請求項１，２，３，４，５または
６記載の光ファイバの識別方法において、光ファイバの
後方散乱光の偏光状態を予め測定する際、もしくはその
後に光ファイバの後方散乱光の偏光状態を測定する際の
少なくともいずれかのときに、後方散乱光の偏光状態に
一定の変化を与えた後に測定するようにした。

【００１５】

【作用】通常、光ファイバのコアの形状は完全な真円で
はなく楕円であり、しかもこの形状は光ファイバの長手
方向に沿って微妙に変化している。このため、通常の光
ファイバは複屈折性を有し、光ファイバ内を通過する光
の偏光状態は光ファイバ内で連続的に変化する。このコ
アの形状は、光ファイバの製造条件の微妙な差異によっ
て変化するため、製造された１本１本の光ファイバ毎に
異なっている。従って、同一の偏光状態を有する光を入
射させたとしても光ファイバ通過後の光の偏光状態は各
々の光ファイバ毎に異なる。

【００１６】そこで、請求項１においては、まず、識別
の対象となる複数本の光ファイバの各々に光を入射し、
光ファイバ通過後の偏光状態を予め測定しておく。その
後、光ファイバの識別を行いたいとき、再び識別したい
光ファイバに光を入射し、光ファイバ通過後の偏光状態
を測定し、この両方の測定結果を比較する。これによ
り、識別したい光ファイバが複数本の光ファイバの内の
いずれであるかを判定することができる。

【００１７】ただし、通信線路において光ファイバは１
本で使用されることはなく、長手方向に複数本接続され
て使用されるため、この複数本の光ファイバの入射光に
対する偏光応答特性を１本ずつの光ファイバの応答特性
に分離して測定する必要がある。この分離は、接続され
た複数の光ファイバの片端より光パルスを入射し、この
光パルスの光ファイバの長手方向の各点からの後方散乱
光の偏光状態を測定することにより行われる。

【００１８】さらにこの方法によれば、１本の光ファイ
バからの後方散乱光の偏光状態の長手方向の変化まで精
密に測定できるため、異なる光ファイバ間の偏光状態の
相違を精密に判定できる。

【００１９】この方法は、例えば屋外に多数の光ファイ
バが敷設されている状況を想定した場合、敷設されてい
る光ファイバの内のある１本が何であったかを知りたい
ときなどに用いられる。

【００２０】一方、請求項２の方法は、例えばある光フ
ァイバが多数敷設されている光ファイバの内のどれであ
るかを知りたいときなどに用いられる。

【００２１】従って、請求項２においては、光ファイバ
に対し光パルスを入射し、この光パルスの光ファイバよ
りの後方散乱光の偏光状態を予め測定しておく。その
後、その光ファイバを含む複数本の光ファイバに光パル
スを入射して、光パルスの複数本の光ファイバよりの後
方散乱光の偏光状態をそれぞれ測定し、この測定結果と
予め求めた測定結果とを比較する。これにより、識別し
たい光ファイバが複数本の光ファイバの内のいずれであ
るかを判定することができる。

【００２２】また、光の偏光状態は、任意の方向に直交
座標（ｘ−ｙ座標）を設定した場合、正確にはｘ，ｙ各
々の方向の偏光の比（以下、消光比という）と両方向の
偏光の位相差によって把握される。後方散乱光の消光比
は、全後方散乱光のエネルギ（全ての偏光方向のエネル
ギ）が一定の場合には、一方向の偏光のエネルギと１対
１に対応する。また、後方散乱光の全エネルギは、入射
光パルスのエネルギや通常の光パルス試験器による後方
散乱光の測定結果より容易に求められるので、後方散乱
光の一定方向の偏光のエネルギと消光比とは容易に１対
１に対応させられる。一方、入射光パルスの位相差の測
定は比較的大がかりとなるが、一方向の偏光のエネルギ
の測定は簡単であり、かつ、このエネルギ測定結果から
のみでも、光ファイバの識別は十分に行える。

【００２３】そこで、請求項３においては、後方散乱光
の偏光状態の測定は、後方散乱光の内の一方向の偏光の
エネルギを測定し、このエネルギの測定結果に基づいて
行われる。なお、この偏光のエネルギとしては、絶対的
強度でも相対的強度でもよく、またそれらの対数をとる
などして適当に変換したものでもよい。

【００２４】また、後方散乱光の偏光状態は、光ファイ
バに入射する光パルスの偏光状態の変化に伴って大きく
変化するが、識別したい光ファイバと光パルスの入射端
との間に別の光ファイバが存在すると、光パルスがその
別の光ファイバを通過中に偏光状態が大きく変化する。
しかも、入射端と識別したい光ファイバの間に存在する
別の光ファイバは、光ファイバの結線状態の変更により
随時変化する。従って、識別したい光ファイバに入射す
る光パルスの偏光状態を特定することは難しい。 この
ため、請求項４においては、光ファイバの識別を行うた
めに、測定した後方散乱光の偏光状態から、入射光パル
スの偏光状態に対する依存性の少ない特徴量を算出し、
この特徴量に基づいて識別を行う。この特徴量として
は、光ファイバの長手方向にわたって測定した後方散乱
光の一方向の偏光のエネルギと入射パルス光のエネルギ
との比の平均値もしくはその一方向の偏光のエネルギの
標準偏差、もしくは式(1) で示される係数ａの平均値も
しくはその標準偏差が極めて有効である。

【００２５】また、請求項５においては、光ファイバの
識別をより正確に行うために、その後に光ファイバの後
方散乱光の偏光状態を予め測定する際、もしくは光ファ
イバの後方散乱光の偏光状態を測定する際の少なくとも
いずれかのときに、偏光状態を複数変化させた光パルス
を光ファイバに入射させ、入射光パルスに対する後方散
乱光の各々の偏光状態を測定する。

【００２６】これにより、複数の偏光状態の入射光に対
する後方散乱光の偏光状態を把握することができ、入射
光の偏光状態の変化によって生じる後方散乱光の偏光状
態の変化に対応した光ファイバの識別が行える。

【００２７】より具体的には、複数測定した後方散乱光
の偏光状態から特徴量を統計量として算出し、これを基
に光ファイバの識別を行う方法や、識別対象となる複数
本の光ファイバの内の特定の１本の特徴量と識別したい
光ファイバの特徴量を比較する際に、両特徴量の差とし
て各々の複数もしくは単数の測定結果から得られた特徴
量のあらゆる組合せで差を算出してその内の最も小さい
ものを採用し、複数本の光ファイバ毎のこの最小値に基
づいて識別を行う方法などが用いられる。

【００２８】また、入射光パルスの光の偏光状態を複数
変化させて測定した場合には、特徴量として請求項６に
記載した式(2)(3)で計算される係数b1(i,k) やb2(i,k)
を用いて識別を行うことが特に有効である。

【００２９】また、前述したように、後方散乱光の偏光
状態は入射端と識別したい光ファイバの間に存在する別
のファイバによって大きく変化する。これを解消するた
め、請求項７においては後方散乱光の偏光状態に一定の
変化を与えた後に後方散乱光の偏光状態を測定してい
る。これにより、入射端と識別したい光ファイバの間に
存在する別のファイバによって生じる偏光状態の変化を
元に戻すことができる。どのような変化を与えれば元に
戻るかが不明な場合には、識別の対象となる光ファイバ
の後方散乱光の偏光状態を予め測定する際もしくはその
後に識別したい光ファイバの後方散乱光の偏光状態を測
定する際の少なくともいずれか一方の時に、変化のさせ
方を複数変化させて測定し、その各々について識別に有
効な特徴量の内、識別の対象となる光ファイバの特徴量
と識別したい光ファイバの特徴量の差を最も小さくする
特徴量に基づいて識別を行えばよい。

【００３０】

【実施例】図１は、本発明に係る光ファイバの識別方法
を採用した測定系の一実施例を示す構成図である。図１
において、１は所定波長の光を発生する光パルス発生
器、２は偏光依存性を有する光方向性結合器、３は偏光
状態変換器、４は測定対象の光ファイバ、５は受光器、
６はデータ解析装置、７はデータベース、８は光パルス
の入射端である。なお、偏光状態変換器３は、例えば1/
2 波長板，1/4 波長板の組み合わせ，またはバビネソレ
イユ板によりに構成され、波長板の場合には回転操作に
より、また、バビネソレイユ板の場合には移動操作によ
って偏光状態が変換される。

【００３１】このような測定系により、光パルス発生器
１より発生させた光パルスを、光方向性結合器２，偏光
状態変換器３を介して光ファイバ４に対し入射端８より
入射し、光ファイバ４の長手方向の各点からの後方散乱
光の内、一定方向の偏光の光だけを光方向性結合器２を
介して受光器５に入射させて、そのエネルギを測定す
る。

【００３２】図２は、このようにして測定したエネルギ
の測定結果の一例を示し、横軸は距離を、縦軸は偏光の
エネルギをそれぞれ表している。

【００３３】このような測定方法により、識別の対象と
なる複数本の光ファイバ４の後方散乱光の偏光状態を予
め測定して、１本１本の光ファイバ４の後方散乱光の偏
光特性の後記する特徴量をデータ解析装置６により算出
してデータベース７に記憶しておく。

【００３４】その後、この複数本の光ファイバ４の内の
任意の光ファイバ４の識別を行いたいとき、再び識別し
たい任意の光ファイバ４の後方散乱光の偏光状態を測定
してその特徴量をデータ解析装置６により算出し、この
特徴量と先に算出したデータベース７に記憶しておいた
複数本の光ファイバ４の特徴量とを比較して、識別した
い光ファイバが複数本の光ファイバの内のいずれである
かを判定する。

【００３５】本実施例では、特に、最初の複数本の光フ
ァイバの測定の際には、入射する光パルスの偏光状態を
偏光状態変換器３によって種々変化させ、変化させた複
数の偏光状態の入射光パルス毎にそれぞれの後方散乱光
の偏光状態を測定し、その各々の測定結果毎に特徴量を
算出した。また、本実施例では、特に特徴量として、光
ファイバの長手方向に亘って測定した後方散乱光の一定
方向の偏光のエネルギと入射光パルスのエネルギとの比
の平均値ｍ、偏光のエネルギの標準偏差ｖ、式(1) で示
される係数ａの平均値ｎ並びにその標準偏差ｗを特徴量
として採用し、これらを基に識別を行った。

【００３６】 ａ＝（ｘ（ｉ）−ｍ_i ）・（ｘ（ｉ＋ｋ）−ｍ_k ） …(1) 但し、ｘ（ｉ）は長手方向の位置がｉの地点よりの後方
散乱光の偏光のエネルギ、ｘ（ｉ＋ｋ）は長手方向の位
置が地点ｉより一定距離ｋだけ離れた地点よりの後方散
乱光の偏光のエネルギ、ｍ_i ，ｍ_k はそれぞれｘ
（ｉ），ｘ（ｉ＋ｋ）の長手方向における平均値を示
す。

【００３７】後方散乱光の全エネルギは、入射光パルス
のエネルギに比例するので、平均値ｍは消光比と１対１
に対応する特徴量である。また標準偏差ｖ，係数ａの平
均値ｎ，標準偏差ｗは、入射光パルスのエネルギに依存
しない特徴量である。これらの特徴量は、全て消光比の
長手方向における変化の程度を表すことを目的とした特
徴量であり、消光比の絶対値そのものの全体的な増減を
表すことを目的としていないからである。

【００３８】この被測定光ファイバへの入射光パルスの
エネルギは、被測定光ファイバに光パルスを直接入射し
て測定する場合には入射端８への入射光パルスのエネル
ギより、また、光ファイバが複数接続されており被測定
光ファイバと入射端８の間に他の光ファイバが存在する
場合には、入射端８への入射光エネルギ及び入射端８か
ら被測定光ファイバまでの光伝送損失より容易に算出で
きる。入射端８への入射光パルスのエネルギは、測定系
の構成が固定されれば一意に定まるし、入射端８から被
測定光ファイバまでの光伝送損失は、例えば光パルス試
験器等により容易に測定できる。

【００３９】次に、識別の対象とする光ファイバの本数
が２本の場合を例に、本識別方法について具体的に説明
する。

【００４０】２本の光ファイバＡ，光ファイバＢの各々
について入射光パルスの偏光状態を８１通り変化させて
後方散乱光を測定し、特徴量ｍ，ｖ，ｎ，ｗを各々につ
いて算出した。この場合、ｍの単位はｄＢとした。ま
た、特徴量ｖ，ｎ，ｗについては、測定した偏光のエネ
ルギの絶対値そのものには意味がなくその変化量が問題
になるので、相対値（単位：ｄＢ）で表した偏光のエネ
ルギを基に算出した。なお、このときの光ファイバＡ，
Ｂの長さは共に５００ｍとし、光パルスの波長は１．５
５μｍ，半値幅は１０nsecとし、係数ａを求める際のｋ
は１ｍとした。次いで、ｖをｍで、ｎ，ｗをｖ² で正規
化し、下記の式(6),(7),(8) に示す特徴量ｈ，ｃ，ｄを
算出した。

【００４１】ｈ＝ｖ／ｍ …(6) ｃ＝ｎ／ｖ² …(7) ｄ＝ｗ／ｖ² …(8) この結果得られた入射光の偏光条件毎に求めたｍ，ｈ，
ｃ，ｄの平均値及び標準偏差を、光ファイバＡ，光ファ
イバＢについてそれぞれ求め、表１に示す。

【００４２】

【表１】 次いで、光ファイバＡ，光ファイバＢの内から任意の１
本を取り出し、光パルスを入射してその後方散乱光を測
定し、その結果より特徴量ｍ，ｈ，ｃ，ｄを算出し、表
１の結果に基づき図３に示す判定手順（ア）に従って、
この任意の光ファイバがＡ，Ｂいずれであるかを判定し
た。この判定手順（ア）は、入射光の偏光条件を変化さ
せたときの特徴量の分布が正規分布に従っている場合
に、光ファイバＡを光ファイバＢと判定する誤識別率
と、光ファイバＡを光ファイバＢと判定する誤識別率が
等しくなる判定手順である。

【００４３】判定手順（ア）によれば、まず、特徴量
ｍ，ｈ，ｃ，ｄの内、１つの特徴量に着目し、これをＺ
とする（Ｓ１）。次いで、Ｚの光ファイバＡにおける平
均値をＺ_A1，標準偏差をＺ_A2，光ファイバＢにおける平
均値をＺ_B1，標準偏差をＺ_B2とする（Ｓ２）。

【００４４】次に、式(9) を満たすＺ_C を算出する（Ｓ
３）。 （Ｚ_c −Ｚ_A1）／Ｚ_A2＝−（Ｚ_c −Ｚ_B1) ／Ｚ_B2 …(9) 次に、任意に取り出した光ファイバの特徴量Ｚが、Ｚ_C
を臨界点としてＺ_A1に近ければ任意に取り出した光ファ
イバは光ファイバＡと、Ｚ_B1に近ければ光ファイバＢと
判定する（Ｓ４）。

【００４５】ここでは、任意の取り出す光ファイバが光
ファイバＡ，光ファイバＢの各々の場合について後方散
乱光の測定を行い、その結果に基づいて着目する特徴量
を各々ｍ，ｈ，ｃ，ｄとした場合の識別を行った。この
識別は、任意に取り出す光ファイバへの入射光パルスの
偏光状態を変化させて８１回行った。その結果得られ
た、着目する特徴量毎の誤識別率を次の表２に示す。

【表２】 このように、いずれの特徴量に着目した場合でも誤識別
率は極めて小さい。

【００４６】なお、本例では、１つの特徴量に着目して
識別を行っているが、２つ以上の特徴量を組み合わせて
判定を行ってもよい。その方法としては、例えば奇数個
の特徴量を用いて上記した手順によって各々独立に判定
を行い、各特徴量間で違う判定結果となった場合には最
も多くの特徴量が支持した判定結果に従うという、いわ
ゆる多数決ル−ルによる方法や、任意に取り出した光フ
ァイバとのマハラノビス汎距離Ｄ（複数の特徴量より式
(10)で算出される）の最も近い光ファイバであると判定
する方法などがある。

【００４７】 Ｄ＝（Ｐ_k −Ｑ）^t ・Ｇ_k ^-1・（Ｐ_k −Ｑ） …(10) ここで、Ｐ_k は光ファイバｋの複数の特徴量の平均値で
構成される縦ベクトル、Ｑは任意に取り出した光ファイ
バの複数の特徴量の縦ベクトル、Ｇは光ファイバｋの複
数の特徴量の分散共分散行列、^t ，^-1は各々マトリクス
の転置記号及び逆行列を表す記号である。

【００４８】また、図４は、識別の対象とする光ファイ
バの判定手順の他例（イ）を示している。本例では、特
徴量ｍに着目し、前述した判定手順（ア）と同様に、識
別対象光ファイバを光ファイバＡ，光ファイバＢとして
識別を行った。

【００４９】判定手順（イ）によれば、まず、特徴量
ｍ，ｈ，ｃ，ｄの内、１つの特徴量に着目し、これをＺ
とする（ＳＰ１）。

【００５０】次いで、任意に取り出した光ファイバの特
徴量Ｚと、識別対象光ファイバの複数の入射光パルスに
対する測定結果毎に算出した特徴量Ｚとの差を各々算出
し、その差の絶対値の最小値を求め、この値を識別対象
光ファイバと任意に取り出した光ファイバとの距離とす
る（ＳＰ２）。

【００５１】次に、任意に取り出した光ファイバとの距
離を、識別対象となる複数本の光ファイバの全てについ
て算出する（ＳＰ３）。次いで、任意に取り出した光フ
ァイバを、この距離が最も小さい光ファイバであると判
定する（ＳＰ４）。

【００５２】ここでは、識別対象光ファイバの特徴量ｍ
及び任意に取り出した光ファイバの特徴量ｍは、判定手
順（ア）の中で算出した値をそのまま用いて行い、また
識別も判定手順（ア）と同様に、任意に取り出す光ファ
イバへの入射光パルスの偏波条件を変化させて８１回行
った。その結果は、誤識別率6.2 ％と極めて良好な識別
結果を得た。

【００５３】なお、上記した各判定手順では、識別対象
とする光ファイバの本数が２本について説明したが、識
別対象の光ファイバの本数が増加した場合にも、全く同
じ原理で識別できる。

【００５４】また、ここで示した手順はいずれも識別対
象光ファイバの特徴量を複数の偏光状態の入射光パルス
に対する測定結果を基に算出しているが、これと反対
に、任意に取り出した光ファイバの特徴量を複数の偏光
状態の入射光パルスに対する測定結果を基に算出しても
原理的に全く同様の識別が行える。また、識別対象光フ
ァイバの特徴量、任意に取り出した光ファイバの特徴量
の両者とも、複数の偏光状態の入射光パルスに対する測
定結果を基に算出し、その結果に基づいて判定してもよ
く、その場合はさらに誤識別率の低下が期待できる。

【００５５】また、入射光パルスの偏光状態を複数変化
させて測定した場合、式(2) に示される係数b1(i,k) も
しくは式(3) に示される係数b2(i,k) を算出し、このb1
(i,k) もしくはb2(i,k) に基づいて識別を行うことも極
めて有効である。

【００５６】

【数９】

【数１０】 但し、ｊは入射光パルスの偏光状態毎に付与した番号，
x(i,j)はｊ番目の偏光状態の入射光パルスに対する長手
方向の位置がｉの地点よりの後方散乱光の偏光のエネル
ギ，ｎ_i ，ｇ_i は各々下記式で与えられる値である。な
お、x(i,j)としては偏光のエネルギの絶対強度でも相対
的強度でもよく、またそれらの対数をとるなどして適当
に変換したものでもよい。b1(i,k) ，b2(i,k) は各々共
分散、相関係数を意味し、本質的に同じ意味をもつ。

【００５７】

【数１１】

【数１２】 ここでは長さ５００ｍの５本の光ファイバ（ファイバｆ
１，ファイバｆ２，ファイバｆ３，ファイバｆ４、ファ
イバｆ５）を識別対象光ファイバとし、(a)識別対象光
ファイバと光パルスの入射端の間に別の５００ｍの光フ
ァイバを挿入した場合、(b) 識別対象光ファイバと光パ
ルスの入射端の間に別の１０００ｍの光ファイバを挿入
した場合、の各々について入射光パルスの偏光状態を８
１通り変化させて後方散乱光のx(i,j)を測定し、これに
基づいて、b2(i) を算出し、更にb2(i,k) の長手方向で
の平均値b3(k) を算出した。

【００５８】

【数１３】 そして式(11)に示す係数b3(k) の残差２乗和Ｓを各光フ
ァイバ間で算出し、このＳに基づいて、(1) ５本の識別
対象光ファイバについて、（ａ）の場合のb3(k) が全て
算出されており、これを教師データとしてその後任意に
取り出した１本の光ファイバの（ｂ）の場合のb3(k) を
算出してその任意に取り出した光ファイバが５本の内の
どれであるかを識別した場合、(2) ５本の識別対象光フ
ァイバについて（ｂ）の場合のb3(k) が全て算出されて
おり、これを教師データとしてその後任意に取り出した
１本の光ファイバの（ａ）の場合のb3(k) を算出してそ
の任意に取り出した光ファイバが５本の内のどれである
かを識別した場合、の各々について識別を行った。

【００５９】

【数１４】 ここでb3(k) 、b3(k) は各々（ａ），（ｂ）の場合につ
いて算出した係数b3(k) であり、 ｜b3｜は式(13)で示されるb3(k) のノルムである。また
Ｓはｋを１ｍから５０ｍまで１ｍおきにとって計算し
た。

【００６０】

【数１５】 表３に各光ファイバの間の残差２乗和Ｓ及びこのＳに基
づく識別結果を示す。任意に取り出した光ファイバは、
Ｓの最も小さかった光ファイバであると識別される。

【００６１】

【表３】 表３に示すように、全ての場合について誤りなく識別が
行われた。

【００６２】また後方散乱光の偏光状態を測定する際
に、後方散乱光の偏光状態に一定の変化を与えた後に測
定することも極めて有効な方法である。

【００６３】即ち、前に述べたように、後方散乱光の偏
光状態は入射端と識別したい光パルスの間に存在する別
のファイバによって大きく変化する。これを解消するた
め、後方散乱光の偏光状態に一定の変化を与えた後に後
方散乱光の偏光状態を測定し、これにより、入射端と識
別した光ファイバの間に存在する別のファイバによって
生じる偏光状態の変化を元に戻すことができる。

【００６４】図５はそのための測定系の一実施例を示し
た図である。１は所定波長の光パルスを発生する光パル
ス発生器、３，１３は偏光状態変換器、４は測定対象た
る光ファイバ、５は受光器、６はデータ解析装置、７は
データベース、８は光パルスの入射端、９は偏光依存性
を有しない光方向性結合器、１０は特定方向の偏光のみ
を透過する透過器、１１は測定対象の光ファイバとは別
の光ファイバ、１２は測定対象光ファイバ４と別の光フ
ァイバ１１の境界面である。特定方向の偏光のみの透過
器１０は例えばグラムトムソンプリズムなどにより容易
に実現できる。

【００６５】このような測定系により、別の光ファイバ
１１を通過して偏光状態が変化した測定対象光ファイバ
４よりの後方散乱光の偏光状態を、方向性結合器９と特
定方向のみの偏光を透過する透過器１０の間に設置され
た偏光状態変換器１３により、光ファイバ境界面１２で
の偏光状態に戻して測定することができる。どのような
変化を与えれば元に戻るかが不明な場合には、識別の対
象となる複数本の光ファイバの後方散乱光の偏光状態を
測定する際もしくは識別したい光ファイバの後方散乱光
の偏光状態を測定する際の少なくともいずれか一方の時
に変化の仕方を複数変化させて測定し、その各々につい
て識別に有効な特徴量を算出し、その結果に基づいて識
別を行なえばよい。例えば変化のさせ方毎に算出される
特徴量の内、識別の対象となる光ファイバの特徴量と識
別したい光ファイバの特徴量の差を最も小さくする特徴
量に基づいて識別を行えばよい。

【００６６】さらに、ここで示した手順はいずれも１本
の光ファイバの長手方向全体の特性から特徴量を算出し
ているが、この特徴量を算出する区間をいくつかに分割
し、その各々の区間毎に特徴量を算出してもよい。

【００６７】また、本実施例では、特徴量として、光フ
ァイバの長手方向に亘って測定した後方散乱光の一定方
向の偏光のエネルギと入射光パルスのエネルギとの比の
平均値ｍ、偏光のエネルギの標準偏差ｖ、式(1) で示さ
れる係数ａの平均値ｎ並びにその標準偏差ｗを採用し、
これらを基に識別を行ったが、採用した特徴量に限定さ
れるものではない。

【００６８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１または請
求項２によれば、通信線路に使用される光ファイバ１本
１本の識別が、特別な装置を屋外に設置することなく、
屋内に設置した測定装置により遠隔で行える。しかもこ
の識別は、測定装置と光ファイバの間に存在する別の光
ファイバの状態に依存することなく行えるので、光ファ
イバの結線状態が変更されたときのデ−タベ−スの変更
にも有効であり、またそのようなときに、人為的な誤入
力が発生することが無い。従って、光ファイバを用いた
通信線路の設備管理が極めて簡単に、かつ高い信頼性を
もって行える。

【００６９】また、請求項３または請求項４によれば、
後方散乱光の偏光状態の測定を容易に、かつ、高精度に
測定できる。

【００７０】また、請求項５によれば、入射光パルスの
偏光状態の変化によって生じる後方散乱光の偏光状態の
変化に対応した光ファイバの識別が行え、より正確な光
ファイバ識別を実現できる。

【００７１】また、請求項６によれば、入射光パルスの
偏光状態の変化によって生じる後方散乱光の偏光状態の
変化に対応した光ファイバの識別が行え、より一層正確
な光ファイバ識別を実現できるまた、請求項７によれ
ば、入射端と識別したい光ファイバの間に存在する別の
光ファイバによって生じる偏光状態の変化を元に戻すこ
とができるため、入射端と識別したい光ファイバの間に
別の光ファイバが存在したとしても正確な光ファイバ識
別を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光ファイバの識別方法を採用した
測定系の一実施例を示す構成図

【図２】図１の測定系により測定した光ファイバの後方
散乱光の内、特定の一方向の偏光エネルギの長手方向分
布を示す図

【図３】本発明に係る判定手順の一例を示す図

【図４】本発明に係る判定手順の他例を示す図

【図５】本発明に係る光ファイバの識別方法を採用した
測定系の他の実施例を示す構成図

【符号の説明】

１…光パルス発生器、２…偏光依存性を有する光方向性
結合器、３，１３…偏光状態変換器、４…測定対象の光
ファイバ、５…受光器、６…デ−タ解析装置、７…デ−
タベ−ス、８…光パルスの入射端、９…偏光依存性を有
しない光方向性結合器、１０…特定方向の偏光のみを透
過させる透過器、１１…別の光ファイバ、１２…光ファ
イバ境界面。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 満永 豊 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数本の光ファイバに対し光パルスを入
   射して当該光パルスの複数本の光ファイバよりの後方散
   乱光の偏光状態をそれぞれ予め測定しておき、 その後、複数本の光ファイバの内の任意の光ファイバに
   光パルスを入射して当該光パルスの光ファイバよりの後
   方散乱光の偏光状態を測定し、 この測定結果と予め求めた測定結果とを比較することに
   より、当該任意の光ファイバが前記複数本の光ファイバ
   の内のいずれであるかを判定することを特徴とする光フ
   ァイバの識別方法。
2. 【請求項２】 光ファイバに対し光パルスを入射して当
   該光パルスの光ファイバよりの後方散乱光の偏光状態を
   予め測定しておき、 その後、前記光ファイバを含む複数本の光ファイバに光
   パルスを入射して当該光パルスの複数本の光ファイバよ
   りの後方散乱光の偏光状態をそれぞれ測定し、この測定
   結果と予め求めた測定結果とを比較することにより、前
   記光ファイバが前記複数本の光ファイバの内のいずれで
   あるかを判定することを特徴とする光ファイバの識別方
   法。
3. 【請求項３】 後方散乱光の内の一方向の偏光のエネル
   ギを測定し、このエネルギの測定結果に基づいて後方散
   乱光の偏光状態の測定を行うことを特徴とする請求項１
   または請求項２記載の光ファイバの識別方法。
4. 【請求項４】 光ファイバの長手方向の各点よりの後方
   散乱光の一方向の偏光のエネルギを測定し、この測定し
   た偏光のエネルギと入射光パルスのエネルギとの比の光
   ファイバ長手方向における平均値もしくは偏光のエネル
   ギの光ファイバ長手方向における標準偏差、もしくは下
   記式で示される係数ａの光ファイバ長手方向における平
   均値もしくはその光ファイバ長手方向における標準偏差
   を算出し、この内の少なくとも１つに基づいて判定を行
   うことを特徴とする請求項３記載の光ファイバの識別方
   法。 ａ＝（ｘ（ｉ）−ｍ_i ）・（ｘ（ｉ＋ｋ）−ｍ_k ） 但し、ｘ（ｉ）は長手方向の位置がｉの地点よりの後方
   散乱光の偏光のエネルギ、ｘ（ｉ＋ｋ）は長手方向の位
   置が地点ｉより一定距離ｋだけ離れた地点よりの後方散
   乱光の偏光のエネルギ、ｍ_i ，ｍ_k は各々ｘ（ｉ），ｘ
   （ｉ＋ｋ）の長手方向における平均値を示す。
5. 【請求項５】 光ファイバの後方散乱光の偏光状態を予
   め測定する際、もしくはその後に光ファイバの後方散乱
   光の偏光状態を測定する際の少なくともいずれかのとき
   に、入射する光パルスの偏光状態を複数変化させ、偏光
   状態を変化させた入射光パルスの各々に対して後方散乱
   光の偏光状態を測定することを特徴とする請求項１，
   ２，３または４記載の光ファイバの識別方法。
6. 【請求項６】 入射する光パルスの偏光状態を複数変化
   させ、偏光状態を変化させた入射光パルスの各々の対し
   て測定した後方散乱光の偏光状態より、下記式で計算さ
   れる係数b1(i,k) もしくはb2(i,k) を算出し、この係数
   b1(i,k) もしくはb2(i,k) に基づいて判定を行うことを
   特徴とする請求項５記載の光ファイバの識別方法。 【数１】 【数２】 但し、ｊは入射光パルスの偏光状態毎に付与した番号、
   x(i,j)はｊ番目の偏光状態の入射光パルスに対する長手
   方向の位置がｉの地点よりの後方散乱光の偏光のエネル
   ギ，ｎ_i ，ｇ_i は各々下記式で与えられる値である。 【数３】 【数４】
7. 【請求項７】 光ファイバの後方散乱光の偏光状態を予
   め測定する際、もしくはその後に光ファイバの後方散乱
   光の偏光状態を測定する際の少なくともいずれかのとき
   に、後方散乱光の偏光状態に一定の変化を与えた後に測
   定することを特徴とする請求項１，２，３，４，５また
   は６記載の光ファイバの識別方法。