JPH1051401A - 光ファイバ線路の障害位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 障害点の検出精度を上げる。 【解決手段】 光ファイバ線路１０に、信号波長λｓと
は異なる波長λ１を反射する光ファイバ・グレーティン
グ１０ａを適当な間隔及び位置に配置する。信号光の波
長λｓは、グレーティング１０ａにより反射されずに、
光ファイバ線路１０を伝送する。光パルス試験器１４
は、信号波長λｓとは異なる波長λ０，λ１のプローブ
・パルス光を時間的に前後して出力する。波長λ０，λ
１のプローブ光は、光合分波器１６を介して光ファイバ
線路１０に入力し、光ファイバ線路１０を伝送する。波
長λ１のプローブ光の反射光は、グレーティング１０ａ
による反射パルスを含み、それが位置基準となる。波長
λ０のプローブ光は、グレーティング１０ａによる反射
を含まない。光パルス試験器１４で、波長λ０，λ１の
反射光を相互比較することにより、障害の有無と位置を
高精度に検出できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ線路の
障害位置検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバ通信システムの光ファイバ線
路を監視・保守する手段として、光パルス試験器が広く
使用されている。光パルス試験器は、光ファイバの長手
方向距離に対する損失分布などが測定できる装置であ
り、局部的な損失増加や破断障害などを検出できる。光
パルス試験器は、周期的に発生させた短光パルスを光フ
ァイバに入射して、光ファイバ上でこの短光パルスによ
って発生するレーリ後方散乱光の光強度を時間軸上で観
測することによって、距離に対する損失を測定するもの
である。詳細は、例えば、オーム社発行の「光ファイ
バ」１２．４項に説明されている。

【０００３】図９、図１０及び図１１は、従来の基本的
な光通信システムの概略構成ブロック図を示す。これら
は、光パルス試験器と光ファイバ線路との接続方法が異
なる。Ａ局を光送信端局として光送信装置１１０を設
け、Ｂ局を光受信端局として光受信装置１１２を設け、
Ａ局及びＢにそれぞれ光パルス試験器１１４，１１６を
設ける。１１８は、光ファイバ線路である。

【０００４】図９では、Ａ局側の、光ファイバ線路１１
８の端部１１８ａに、光送信装置１１０の出力端と、光
パルス試験器１１４の入出力端とを選択的に接続できる
ようにし、他方、Ｂ局側の、光ファイバ線路１１８の別
の端部１１８ｂは、光受信装置１１０の入力端と、光パ
ルス試験器１１６の入出力端に選択的に接続できるよう
にしている。通常は、光ファイバ線路１１８の端部１１
８ａと端部１１８ｂをそれぞれ光送信装置１１０の出力
端及び光受信装置１１２の入力端に接続しておき、試験
が必要になったときに、光ファイバ線路１１８の端部１
１８ａに光パルス試験器１１４の入出力端を接続する
か、光ファイバ線路１１８の端部１１８ｂに光パルス試
験器１１６の入出力端を接続する。

【０００５】図１０では、光合分波器１２０，１２２に
より光パルス試験器１１４，１１６を常時、光ファイバ
線路１１８に接続する。これにより、図９におけるよう
な接続の切り替えをしなくても、必要時に即座に試験す
ることができる。また、光パルス試験器１１４，１１６
の出力光を、光送信装置１１０の出力光の波長とは異な
る波長帯にすることにより、信号伝送しながら、光ファ
イバ線路１１８を測定できるという利点がある。

【０００６】図１１は、複数の光ファイバ線路が設けら
れている場合に、光パルス試験器１１４，１１６を有効
に活用できるようにしたものであり、光スイッチ１２
４，１２６により光パルス試験器１１４，１１６の出力
光（及び反射光）を目的の光ファイバ線路（につながる
光合分波器）に接続するようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】光パルス試験器は、前
述のように、時間軸上で光強度を観測するものであるか
ら、時間軸を距離に換算する必要がある。パルス送出時
からの時間ｔに対する距離Ｌは、 Ｌ＝ｃｔ／２ｎ で表される。ここで、ｃは光速、ｎは光ファイバの群屈
折率と呼ばれ、光ファイバ中を光信号が進む時の伝搬速
度に関わる係数である。群屈折率ｎは、光ファイバの設
計パラメータや材料などに依存している。一般に、１．
３ミクロン帯にゼロ分散波長を有する光ファイバでは
１．４６０〜１．４６５程度、１．５５ミクロン帯にゼ
ロ分散波長をシフトさせた光ファイバでは１．４７０〜
１．４７５程度である。

【０００８】従って、極めて優れた時間精度を有してい
ても、群屈折率ｎの誤差が、距離の誤差（不確定性）と
なる。観測点の距離が遠くなるほぼ絶対的な誤差が大き
くなり、上記パラメータでは１００ｋｍで約３４０ｍも
の誤差が生じるとが考えられる。群屈折率ｎは光ファイ
バ毎に異なることので、光ファイバ線路を構成する光フ
ァイバの１本１本についてこれを管理することも可能で
あるが、データ処理が複雑となり、現実的でない。更
に、布設ルートが変更された場合、それ以前の測定デー
タと比較できないので、実際の布設位置との誤差が大き
くなる。

【０００９】例えば、光ファイバ・ケーブルが鉄道や道
路等の側溝などに布設されるとする。布設後は側溝に蓋
がされ外部の影響から保護され、この区間に障害が発生
しても、地形外観の目視では確認できない。その場合、
測定誤差を考慮して、前後の広い範囲で側溝の蓋をはが
して点検を行することになる。また高速道路等に布設さ
れている場合、障害箇所の確認作業に伴い広範囲な車線
規制等の措置が必要となる。埋設ケーブルではその作業
が更に困難になることは言うまでもない。

【００１０】また、市街地では光ファイバ・ケーブルが
道路下の管路などに布設されるため、公共道路に設けら
れたマンホールに立ち入って検査する必要が生じる。マ
ンホールの間隔は最短の場合１００ｍ程度となることが
あるが、障害点位置の測定誤差が前述のように３４０ｍ
程度あると、障害箇所に近いマンホールを特定すること
ができず、例えば４カ所のマンホールから障害箇所を探
す必要が生じる。しかし、公共道路での作業は交通渋滞
など交通網に著しい影響を与えてしまう。

【００１１】このように、従来例の精度では、障害位置
を確認する作業に多くの作業工数とコストがかかる。そ
の結果、通信復旧までに長い時間がかかってしまう。公
共交通網に付随して又は隣接して布設されている光ファ
イバ・ケーブルの場合、その交通網に与える影響が大き
すぎる。

【００１２】本発明は、このような問題点を解決し、障
害位置をより高い精度で検出できる光ファイバ線路の障
害位置検出装置を提示することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明では、光ファイバ
線路の１カ所以上に信号波長とは異なる波長を反射する
反射手段を配置する。反射手段は例えば、光ファイバ・
グレーティングである。その反射手段の反射波長に合致
する波長のプローブ・パルス光を入射して、その反射光
から反射手段の設置位置に対応する基準点を検出する。
これにより、複数の距離基準を得ることができ、時間か
ら距離への換算精度が向上する。即ち、設置場所が明確
な反射手段からの反射光を距離マーカにして、そのマー
カから後方散乱光の異常点（障害点）までの位置を測定
すればよい。

【００１４】反射手段の反射波長及び信号波長のどちら
とも異なる波長のプローブ・パルス光を使用すること
で、反射手段に影響されずに、光ファイバ線路のレーリ
後方散乱の時間変化、即ち、距離に関する微細な変化を
調べることができ、各部の様子と障害の位置をより高精
度に調べることができる。反射手段の反射波長と同じ波
長のプローブ・パルス光でも、障害の有無と程度及びそ
の位置を検出できるが、反射手段の影響がある。反射手
段の反射波長とも異なる波長のプローブ・パルス光を用
いることにより、反射手段の影響をなくすことができ
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態を詳細に説明する。

【００１６】図１は、本発明の一実施例の概略構成ブロ
ック図を示す。送信局Ａと受信局Ｂとの間の光ファイバ
線路１０には、信号波長λｓとは異なる波長λ１を反射
する光ファイバ・グレーティング１０ａ，１０ａ，１０
ａ，１０ａを適当な間隔及び位置に配置してある。

【００１７】送信局Ａは、波長λｓの信号伝送光を発生
する光送信装置１２、信号波長λｓとは異なる波長λ
０，λ１のプローブ・パルス光を発生し、その反射光強
度を時間軸上で測定するする光パルス試験器１４及び、
光送信装置１２の出力光を光ファイバ線路１０に入射
し、光パルス試験器１４が出力するプローブ光を光ファ
イバ線路１０に入射すると共に、光ファイバ線路１０上
での反射光を光パルス試験器１４に入力する光合分波器
１６を具備する。光合分波器１６は、図示したように、
機能的にはハーフ・ミラーからなる。

【００１８】受信局Ｂも、信号光の送信と受信という違
いを除いて、基本的には送信局Ａと同様の構成からな
り、光ファイバ線路１０を伝送してきた信号光を受信す
る光受信装置１８、光パルス試験器１４と同様に波長λ
０，λ１のプローブ光を発生し、その反射光強度を時間
軸上で測定するする光パルス試験器２０及び、光ファイ
バ線路１０を伝送してきた信号光を光受信装置１８に入
射し、光パルス試験器２０が出力するプローブ光を光フ
ァイバ線路１０に入射すると共に、光ファイバ線路１０
上での反射光を光パルス試験器２０に入力する光合分波
器２２を具備する。

【００１９】パルス試験器１４，２０の発生するプロー
ブ光の波長λ０，λ１は、信号伝送の波長λｓとは異な
る波長とする。なお、波長分割多重方式の場合、信号伝
送の波長λｓは複数の波長からなる波長帯を意味する。

【００２０】光ファイバ線路１０の光ファイバ・グレー
ティング１０ａは、光ファイバの接続点など、目標とな
る場所に設置する。例えば、融着接続点を収容するクロ
ージャーなどが好ましい。光ファイバ・グレーティング
１０ａの反射率は、１％〜１０％程度が適当である。ま
た、光ファイバの融着接続用の余長部分に予め光ファイ
バ・グレーティング１０ａを形成しておくことで、接続
箇所を減らし、伝送損失を改善できる。光ファイバ・グ
レーティング１０ａの反射波長λ１を、伝送信号波長
（又は波長帯）λｓ以外の波長としているので、光ファ
イバ・グレーティング１０ａは信号伝送光を減衰させな
くなり、伝送中（インサービス）でも、障害点を測定で
きるようになる。

【００２１】本実施例の動作を説明する。光送信装置１
２は信号光を発生し、その信号光は、光合分波器１６を
介して光ファイバ線路１０に入力し、光ファイバ線路１
０を伝送する。信号光の波長λｓは、光ファイバ・グレ
ーティング１０ａの反射波長λ１とは異なるので、光フ
ァイバ線路１０を伝送する間、信号光は、光ファイバ・
グレーティング１０ａによっても反射されず、減衰しな
い。光ファイバ線路１０から出力される信号光は、受信
局Ｂの光合分波器２２を経由して光受信装置１８に入力
し、受信処理される。

【００２２】また、光パルス試験器１４は、波長λ０，
λ１のプローブ・パルス光を時間的に前後して出力す
る。勿論、波長λ０，λ１のプローブ・パルス光を時間
的に同時に出力してもよいが、その場合、各波長λ０，
λ１の反射光を分離する分離光素子、分離光を個別に受
光する受光素子及び各受光素子の出力を処理する信号処
理回路を光パルス試験器１４内に設ける必要がある。

【００２３】光パルス試験器１４から出力された波長λ
１のプローブ光は、光合分波器１６を介して光ファイバ
線路１０に入力し、光ファイバ線路１０を伝送する。波
長λ１のプローブ光は、光ファイバ線路１０を伝送する
間に、光ファイバ・グレーティング１０ａにより一部を
反射され、減衰する。各光ファイバ・グレーティング１
０ａによる反射光及び光ファイバ線路１０のレーリ後方
散乱光は、光ファイバ線路１０を送信局Ａに向けて逆に
進行し、光合分波器１６を介して光パルス試験器１４に
入力する。光パルス試験器１４は、入力した反射光を、
縦軸を反射光強度、横軸を時間軸として図形表示（及び
／又は印刷出力）する。

【００２４】光パルス試験器１４から出力された波長λ
０のプローブ光は、光合分波器１６を介して光ファイバ
線路１０に入力し、光ファイバ線路１０を伝送する。波
長λ０のプローブ光は、光ファイバ線路１０の光ファイ
バ・グレーティング１０ａによっても反射されない。従
って、光ファイバ線路１０のレーリ後方散乱による反射
光のみが、光ファイバ線路１０を送信局Ａに向けて逆に
進行し、光合分波器１６を介して光パルス試験器１４に
入力する。光パルス試験器１４は、波長λ１のときと同
様に、入力した反射光を、縦軸を反射光強度、横軸を時
間軸として図形表示（及び／又は印刷出力）する。

【００２５】λ１のプローブ光による測定結果と、λ０
のプローブ光による測定結果は、モニタ画面上（又は印
刷用紙上）で、同じ時間軸上に併記される。これによ
り、後述するように、障害点位置をより精度良く検出で
きる。

【００２６】光パルス試験器２０による検査も、光パル
ス試験器１４の場合と同じである。

【００２７】図２は、光パルス試験器１４，２０による
測定結果を示す。図２（１）は波長λ１のプローブ光に
よる測定例を示し、同（２）は波長λ０のプローブ光に
よる測定例を示す。共に、横軸は距離（プローブ光を出
力してからの時間）、縦軸は反射光強度である。

【００２８】図２（１）に示すように、波長λ１のプロ
ーブ光は、光ファイバ・グレーティング１０ａにより反
射されるので、反射光強度は、光ファイバ・グレーティ
ング１０ａの存在する位置で強くなる。光ファイバ・グ
レーティング１０ａの位置は既知であるので、強い反射
光強度が位置のマーカＭ１〜Ｍ５になる。他方、図２
（２）に示すように、波長λ０のプローブ光は、光ファ
イバ・グレーティング１０ａにより反射されないので、
その反射光強度は、光ファイバ線路１０の状況を反映し
たものになり、通常は、距離に応じて減衰し、障害点で
その障害の程度に応じて強くなる。

【００２９】λ１のみでも、障害位置を検出できるが、
光ファイバ・グレーティング１０ａによる反射と、亀裂
又は破断などによる反射とを識別を容易にするには、光
ファイバ・グレーティング１０ａの反射波長λ１とは異
なる波長λ０でも障害を測定するのが好ましい。

【００３０】波長λ２のプローブ光の反射光強度の強く
なった位置（時間）を、波長λ１のプローブ光の反射光
によるマーカＭ１〜Ｍ５の位置（時間）と対比すること
により、障害点位置をより高精度に確定できる。マーカ
Ｍ１〜Ｍ５の位置は既知であるから、近くのマーカ点か
らの距離を求めることで、距離誤差を小さく出来る。

【００３１】光パルス試験器１４，２０が障害点位置ま
での距離を自動計算する機能を具備する場合、マーカＭ
１〜Ｍ５の位置、即ち、光ファイバ・グレーティング１
０ａの設置位置を入力できるようにするのが好ましい。
入力されたマーカ位置により、従来よりも精度良く障害
点位置（までの距離）を算出できる。

【００３２】図３は、マーカＭ２，Ｍ３間に障害が発生
した場合の、本実施例の測定例を示す。図３（１）はマ
ーカＭ１〜Ｍ５の位置を示し、同（２）は、波長λ１の
プローブ・パルス光による測定波形を示す。マーカＭ１
〜Ｍ５は波長λ１を反射する反射素子からなる。障害点
でフレネル反射があり、直近のマーカＭ２とそのフレネ
ル反射光との距離を算出すれば、障害点の位置を高精度
に決定できる。この場合には、波長λ１のみで障害点の
位置を高精度に測定できる。

【００３３】図４は、マーカＭ２に重なって又は非常に
近接して障害が発生した場合の本実施例の測定例を示
す。図４（１）はマーカＭ１〜Ｍ５の位置、同（２）
は、波長λ１のプローブ・パルス光による測定波形、同
（３）は、波長λ０のプローブ・パルス光による測定波
形をそれぞれ示す。波長λ１のプローブ・パルス光によ
る測定では、図４（２）にも示すように、マーカＭ２の
反射光と障害点のフレネル反射光が実質的に重なってし
まい、両者を識別できない。しかし、波長λ０のプロー
ブ・パルス光による測定では、図４（３）に示すよう
に、マーカＭ１〜Ｍ５による反射光が存在しなくなり、
障害点のフレネル反射光が顕著になるので、障害点を明
確に識別できる。波長λ０，λ１のプローブ・パルス光
による測定を対比することで、障害点かマーカＭ１〜Ｍ
５かを識別でき、障害点の位置を精度良く決定できる。

【００３４】光ファイバ線路上には、異なる波長を反射
する反射素子をそれぞれ複数配置してもよい。図５は、
その実施例の概略構成ブロック図を示す。送信局Ａと受
信局Ｂとの間の光ファイバ線路３０には、波長λ１を反
射する光ファイバ・グレーティング３０ａ，３０ａ，３
０ａ、波長λ２を反射する光ファイバ・グレーティング
３０ｂ，３０ｂ、及び波長λ３を反射する光ファイバ・
グレーティング３０ｃを適当な間隔及び位置に配置して
ある。

【００３５】送信局Ａでは、光パルス試験器１４の代わ
りに、波長λ０，λ１，λ２，λ３のプローブ・パルス
光を発生し、その反射光強度を時間軸上で測定するする
光パルス試験器３２を配置し、受信局Ｂには、光パルス
試験器２０の代わりに、光パルス試験器３２と同様に波
長λ０，λ１，λ２，λ３のプローブ・パルス光を発生
し、その反射光強度を時間軸上で測定する光パルス試験
器３４を配置する。

【００３６】光パルス試験器３２，３４の発生するプロ
ーブ光の波長λ０，λ１，λ２，λ３は、信号伝送の波
長λｓとは異なる波長とする。なお、波長分割多重方式
の場合、信号伝送の波長λｓは複数の波長からなる波長
帯を意味する。

【００３７】図５の実施例でも、光ファイバ・グレーテ
ィング３０ａ，３０ｂ，３０ｃは、光ファイバの接続点
など、目標となる場所に設置する。反射波長が異なる光
ファイバ・グレーティング３０ａ，３０ｂ，３０ｃを近
接して、例えば１０ｍ程度の距離で配置することによ
り、マーカの精度がより高くなり、結果として、障害点
検出の位置精度が高くなる。光ファイバ・グレーティン
グ３０ａ，３０ｂ，３０ｃも、例えば、融着接続点を収
容するクロージャーなどに配置するのが好ましい。光フ
ァイバ・グレーティング３０ａ，３０ｂ，３０ｃの反射
率は、１％〜１０％程度が適当である。また、光ファイ
バの融着接続用の余長部分に予め光ファイバ・グレーテ
ィング３０ａ，３０ｂ，３０ｃを形成しておくことで、
接続箇所を減らし、伝送損失を改善できる。

【００３８】光ファイバ・グレーティング３０ａ，３０
ｂ，３０ｃの反射波長λ１〜λ３を、伝送信号波長（又
は波長帯）λｓ以外の波長とすることにより、光ファイ
バ・グレーティング３０ａ，３０ｂ，３０ｃが信号伝送
光を減衰させなくなり、伝送中（インサービス）でも、
障害点を測定できるようになる。

【００３９】図５に示す実施例の動作を説明する。信号
光の伝送に関して、光ファイバ線路３０の光ファイバ・
グレーティング３０ａ，３０ｂ，３０ｃが信号光の波長
λｓを反射しないので、図１に示す実施例と同じであ
る。

【００４０】光パルス試験器３２は、波長λ０，λ１，
λ２，λ３のプローブ・パルス光を時間的に前後して出
力する。勿論、波長λ０〜λ３のプローブ・パルス光を
時間的に同時に出力してもよいが、その場合、各波長λ
０〜λ３の反射光を分離する分離光素子と分離光を個別
に受光する受光素子を光パルス試験器３２内に設ける必
要がある。

【００４１】光パルス試験器３２から出力された波長λ
１のプローブ光は、光合分波器１６を介して光ファイバ
線路３０に入力し、光ファイバ線路３０を伝送する。波
長λ１のプローブ光は、光ファイバ線路３０を伝送する
間に、光ファイバ・グレーティング３０ａにより一部を
反射され、減衰する。各光ファイバ・グレーティング３
０ａによる反射光及び光ファイバ線路３０のレーリ後方
散乱光は、光ファイバ線路３０を送信局Ａに向けて逆に
進行し、光合分波器１６を介して光パルス試験器３２に
入力する。光パルス試験器３２は、入力した反射光を、
縦軸を反射光強度、横軸を時間軸として図形表示（及び
／又は印刷出力）する。

【００４２】光パルス試験器３２から出力される波長λ
２，λ３のプローブ光も、基本的に波長λ１のプローブ
光と同様である。但し、波長λ２のプローブ光は光ファ
イバ・グレーティング３０ｂにより反射され、波長λ３
のプローブ光は光ファイバ・グレーティング３０ｃによ
り反射される。その反射光強度の時間特性（即ち、距離
特性）が、モニタ画面に図形表示され、及び／又は印刷
出力される。

【００４３】光パルス試験器３２から出力された波長λ
０のプローブ光は、光合分波器１６を介して光ファイバ
線路３０に入力し、光ファイバ線路３０を伝送する。波
長λ０のプローブ光は、光ファイバ線路３０のどの光フ
ァイバ・グレーティング３０ａ，３０ｂ，３０ｃによっ
ても反射されない。従って、光ファイバ線路３０のレー
リ後方散乱による反射光のみが、光ファイバ線路３０を
送信局Ａに向けて逆に進行し、光合分波器１６を介して
光パルス試験器３２に入力する。光パルス試験器３２
は、その反射光強度の時間特性（即ち、距離特性）をモ
ニタ画面に図形表示（及び／又は印刷出力）する。

【００４４】波長λ１のプローブ光により光ファイバ・
グレーティング３０ａ，３０ａ，３０ａの位置を測定で
き、波長λ２のプローブ光により光ファイバ・グレーテ
ィング３０ｂ，３０ｂの位置を測定でき、波長λ３のプ
ローブ光により光ファイバ・グレーティング３０ｃの位
置を測定できる。これらの測定位置が、マーカとなり、
λ０のプローブ光による障害点測定点に対する基準位置
となる。λ０，λ１，λ２，λ３のプローブ光による測
定結果の一例を図６に示す。図６（１）はλ１の測定
例、同（２）はλ２の測定例、同（３）はλ３の測定
例、同（４）はλ０の測定例である。いずれも、縦軸は
反射光強度、横軸は距離（時間）を示す。

【００４５】各波長λ０，λ１，λ２，λ３のプローブ
光による測定結果は、同一画面上又は同一用紙上に、同
じ時間軸で併記されるのが好ましい。それにより、マー
ク位置と障害点位置の対比と障害点位置の距離の計算が
容易になる。光パルス試験器３２，３４が、障害点位置
までの距離を自動計算する機能を具備する場合、マーカ
位置、即ち、光ファイバ・グレーティング３０ａ，３０
ｂ，３０ｃの設置位置を入力できるようにするのが好ま
しい。入力されたマーカ位置により、従来よりも精度良
く障害点位置（までの距離）を算出できる。

【００４６】図５に示す実施例において、複数の波長
（例えば、λ１とλ２）を反射できる光ファイバ・グレ
ーティングを用いてもよいことは、明らかである。

【００４７】図５に示す実施例は、例えば、反射素子と
しての光ファイバ・グレーティング３０ａ〜３０ｃを極
めて近くに隣接して挿入したい場合に特に有効である。
この場合、光パルス試験器３２，３４の発生するプロー
ブ光のパルス幅を狭くしなくても、波長を変更すること
で各光ファイバ・グレーティング３０ａ〜３０ｃを分離
できる。光パルス試験器３２，３４の測定ダイナミック
レンジはプローブ光のパルス幅に依存し、パルス幅が狭
いほど距離の分解能が上がるが、ダイナミックレンジが
小さくなる。従って、目標とする測定箇所が測定端より
遠く、測定ダイナミック・レンジを大きくする必要があ
る場合、即ち、超長距離の光ファイバ線路で特に有効で
ある。

【００４８】図７は、光送信装置の出力光を光分波器で
多分岐して、複数の端末に分配する光ファイバ通信シス
テムに適用した本発明の実施例の概略構成ブロック図で
ある。センタ局４０は、波長λｓの信号光を出力する光
送信装置４２、波長λ１〜λｎのプローブ・パルス光を
発生し、その反射光強度を時間軸上で測定する光パルス
試験器４４、光送信装置４２の出力光と光パルス試験器
４４の出力光（プローブ光）を合波し、プローブ光の反
射光を光パルス試験器４４に戻す光合分波器４６、並び
に、光合分波器４６からの、光送信装置４２及び光パル
ス試験器４４の出力光の合波光を、ｎ系統の光ファイバ
線路５０−１〜５０−ｎに分波する光合分波器４８を具
備する。光合分波器４８はまた、光ファイバ線路５０−
１〜５０−ｎからの反射光を多重して光合分波器４６に
戻す機能を具備する。光合分波器４８の入出力特性は波
長に依存しない。ｎ系統の光ファイバ線路５０−１〜５
０−ｎの反対端は、それぞれ、光受信端末５２−１〜５
２−ｎに接続する。

【００４９】ｎ系統の光ファイバ線路５０−１〜５０−
ｎのそれぞれには、波長λ１，λ２，・・・，λｎを反
射する反射率１〜１０％程度の反射素子（例えば、上述
の各実施例と同様の光ファイバ・グレーティングからな
る。）５４−１，５４−２，・・・，５４−ｎを適当な
位置に配置してある。好ましい位置は、先の各実施例と
同様である。反射素子５１−１〜５４−ｎの反射波長λ
１〜λｎは、信号光の波長λｓとは異なる波長に設定さ
れる。

【００５０】図７に示す実施例の動作を説明する。セン
タ４０の光送信装置４２が出力する波長λｓの信号光
は、光合分波器４６を介して光合分波器４８のＭポート
に入力し、ｎ個に分波されて、光合分波器４８のポート
＃１〜＃ｎから各光ファイバ線路５０−１〜５０−ｎに
出力される。各光ファイバ線路５０−１〜５０−ｎに伝
送する信号光は、各端末５２−１〜５２−ｎに入力し、
受信処理される。

【００５１】光パルス試験器４４は、各波長λ１〜λｎ
のプローブ・パルス光を時間的に前後して、例えばλ
１，λ２，・・・，λｎの順に出力する。光パルス試験
器４４の出力光は、光合分波器４６を介して光合分波器
４８のＭポートに入力する。光合分波器４８は、信号光
λｓと同様に、光パルス試験器４４からのプローブ光も
ｎ個に分波し、各分波光をポート＃１〜＃ｎから各光フ
ァイバ線路５４−１〜５４−ｎに入力する。

【００５２】光ファイバ線路５４−１では、波長λ１の
プローブ光は、伝搬に伴い反射素子５４−１により部分
的に反射されるが、その他の波長λ２〜λｎは反射素子
５４−１に反射されずに、光ファイバ線路５４−１を伝
搬する。従って、反射素子５４−１による波長λ１の反
射光と、レーリ後方散乱による波長λ１〜λｎの反射光
が、光ファイバ線路５０−１をセンタ４０に向けて伝搬
する。同様に、光ファイバ線路５４−２では、波長λ２
のプローブ光が反射素子５４−２により反射され、光フ
ァイバ線路５４−ｎでは、波長λｎのプローブ光が反射
素子５４−ｎにより反射される。

【００５３】光ファイバ線路５４−１〜５４−ｎを戻る
反射光は、光合分波器４８により合波され、光合分波器
４６を介して光パルス試験器４４に入力する。光パルス
試験器４４では、各波長毎に反射光強度が時間軸上で解
析（モニタ画面への表示及び／又は印刷出力を含む。）
される。

【００５４】図７に示す実施例では、各光ファイバ線路
５０−１〜５０−ｎの反射光が重畳されて光パルス試験
器４４に戻ってくるので、レーリ後方散乱により各光フ
ァイバ線路５０−１〜５０−ｎの微細な障害を精密測定
することはできないが、例えば、破断又は亀裂の場合に
は、その位置からの反射パルスがあり、破断又は亀裂よ
り後側の反射素子５４−１〜５４−ｎからの反射光が存
在しなくなるか通常よりも弱くなるので、破断等の発生
した光ファイバ線路５０−１〜５０−ｎをプローブ光の
波長λ１〜λｎにより特定でき、そのおよその位置も計
測できる。例えば、波長λ１のプローブ光では、光ファ
イバ線路５０−１の破断の有無とおよその位置を計測で
き、波長λｎのプローブ光では、光ファイバ線路５０−
ｎの破断の有無とおよその位置を計測できる。

【００５５】図８は、図７の光パルス試験器４４の概略
構成ブロック図を示す。６０−１，６０−２，・・・，
６０−ｎはそれぞれ、波長λ１，λ２，・・・，λｎの
レーザ光を発生する光源（レーザ・ダイオード）であ
り、パルス発生器６２の発生する駆動パルスにより駆動
されて、それぞれの波長の光パルス（プローブ光）を発
生する。光セレクタ６４は、光源６０−１〜６０−ｎの
出力光を所定タイミングで順に選択し、光合分波器６６
に供給する。

【００５６】光合分波器６６は、光セレクタ６４からの
プローブ光を外部（ここでは、光合分波器４６）に出力
し、外部（ここでは、光合分波器４６）からの反射光
を、受光器６８に供給する。受光器６８は光信号を電気
信号に変換し、信号処理回路７０に出力する。信号処理
回路７０は、パルス発生器６２からのタイミング信号を
時間軸上の基準として、受光器６８の出力レベルの処理
（例えば、対数圧縮）を開始する。これにより、時間軸
（即ち、距離）上で反射光強度の変化を計測でき、その
結果を表示装置７２の画面上に表示する。

【００５７】波長の異なる複数の光源６０−１〜６０−
ｎと光セレクタ６４の代わりに、波長可変の光源を使用
してもよいことは明らかである。光源を直接、パルス駆
動する代わりに、音響光学（ＡＯ）スイッチなどの光ス
イッチで光パルスを形成してもよい。

【００５８】図７に示す実施例は例えば、ケーブル・テ
レビジョンなどのような放送型光網において、スター・
カップラなどで多分岐した光ファイバ線路の障害位置を
分配元の局から集中的に測定するのに適している。その
場合、各分岐ファイバの任意箇所に各分岐毎に異なる波
長の反射素子を設置し、分配元の局では波長によって障
害の発生した分岐路を特定し、反射時間によって位置を
特定できる。

【００５９】通常、光ファイバ・ケーブルには、複数
の、例えば１２本以上の光ファイバ線路が収容される。
その場合、１本の光ファイバ線路に上述の反射素子１０
ａ，３０ａ，３０ｂ，３０ｃを組み込み、距離基準の光
ファイバ線路とすることで、光ファイバ・ケーブルに収
容される全光ファイバ線路の障害点位置を精度良く検出
できる。光ファイバ・ケーブルに収容されれる全光ファ
イバ線路の線路長は同じだからである。図１２は、その
実施例の概略構成ブロック図を示す。

【００６０】送信局Ａと受信局Ｂは光ファイバ・ケーブ
ル２１０で結ばれ、光ファイバ・ケーブル２１０には、
ｎ本の光ファイバ線路２１２−１〜２１２−ｎが収容さ
れている。１本の光ファイバ線路２１２−１には、図１
の光ファイバ線路１０と同様に、信号波長λｓとは異な
る波長λ１を反射する光ファイバ・グレーティング２１
４，２１４，・・・を適当な間隔及び位置に配置され、
距離基準用の光ファイバ線路となる。光ファイバ・グレ
ーティング２１４の設置位置及び反射率などは、先の実
施例の光ファイバ・グレーティング１０ａと同じであ
る。図５に示す実施例のように、反射波長の異なる複数
種類の光ファイバ・グレーティングを設けても良い。

【００６１】送信局Ａは、各光ファイバ線路２１２−１
〜２１２−ｎに対して、波長λｓの信号伝送光を発生す
る光送信装置２１６−１〜２１６−ｎを具備し、各光送
信装置２１６−１〜２１６−ｎの出力光は、光合分波器
２１８−１〜２１８−ｎを介して各光ファイバ線路２１
２−１〜２１２−ｎに印加される。

【００６２】送信局Ａは更に、光信号波長λｓとは異な
る波長λ０，λ１のプローブ・パルス光を発生し、その
反射光強度を時間軸上で測定するする光パルス試験器２
２０と、光パルス試験器２２０の出力プローブ・パルス
光を何れか１つのの光ファイバ線路２１２−１〜２１２
−ｎに接続する光スイッチ２２２を具備する。光スイッ
チ２２２のｎ個の選択端子はそれぞれ、光合分波器２１
８−１〜２１８−ｎに接続する。

【００６３】光合分波器２１８−１〜２１８−ｎは図１
の光合分波器１６と同様に、機能的にはハーフ・ミラー
からなり、それぞれ、光送信装置２１６−１〜２１６−
ｎの出力光を光ファイバ線路２１２−１〜２１２−ｎに
入射し、光パルス試験器２２０から光スイッチ２２２を
介して入射するプローブ・パルス光を光ファイバ線路２
１２−１〜２１２−ｎに入射すると共に、光ファイバ線
路２１２−１〜２１２−ｎからの反射光を光スイッチ２
２２に供給する。光スイッチ２２２は、選択された端子
に接続する光合分波器２１８−１〜２１８−ｎからの反
射光を光パルス試験器２２０に供給する。

【００６４】受信局Ｂは、光ファイバ・ケーブル２１０
の各光ファイバ線路２１２−１〜２１２−ｎを伝送した
光信号を受信する光受信装置２２４−１〜２２４−ｎを
具備する。勿論、送信局Ａの光合分波器２１８ー１〜２
１８ーｎ、光パルス試験器２２０及び光スイッチ２２２
と同様の装置を設けて、光受信局ｂ側からも、光ファイ
バ・ケーブル２１０の障害の有無と位置を測定できるよ
うにしても良い。

【００６５】光ファイバ線路２１２ー１を距離基準専用
とし、信号を伝送しない場合には、光送信装置２１６−
１、光合分波器２１８−１及び光受信装置２２４−１が
不要になることは勿論である。このとき、光スイッチ２
２２の対応する選択端子を光ファイバ線路２１２−１に
直結する。

【００６６】パルス試験器２２０の発生するプローブ光
の波長λ０，λ１は、信号伝送の波長λｓとは異なる波
長とする。波長分割多重方式の場合、信号伝送の波長λ
ｓは複数の波長からなる波長帯を意味することは勿論で
ある。本実施例の場合、波長λ１のプローブ・パルス光
のみを発生するようにしてもよいが、波長λ０のプロー
ブ・パルス光は、先の実施例も説明したように、距離基
準の光ファイバ線路２１２−１の光ファイバ・グレーテ
ィング２１４の位置又はこれに近接した位置で障害が発
生した場合に、これを識別するのに役立つ。

【００６７】本実施例の動作を説明する。各光送信装置
２１６−１〜２１６−ｎは信号光を発生し、その信号光
は、光合分波器２１８−１〜２１８−ｎを介して光ファ
イバ線路２１２−１〜２１２ーｎに入力し、光ファイバ
線路２１２−１〜２１２ーｎを伝送する。受信局Ｂの光
受信装置２２４−１〜２２４−ｎは光ファイバ線路２１
２−１〜２１２ーｎを伝送した信号光を受信処理する。

【００６８】障害の発生した時又は継続的に、光パルス
試験器２２０により光ファイバ・ケーブル２１０の各光
ファイバ線路２１２−１〜２１２−ｎの障害の有無及び
その位置を測定する。通常は、光ファイバ・ケーブル２
１０の管理者は、光パルス試験器２２０から波長λ１の
プローブ・パルス光を発生させ、光スイッチ２２２によ
り順次、切り換えて各光ファイバ線路２１２−１〜２１
２−ｎを調べる。光ファイバ線路２１２−１の反射光か
らは、先の各実施例と同様に、図２（１）に示すような
多数の距離マーカ（とフレネル反射パルス）を得ること
ができる。他の光ファイバ線路２１２−２〜２１２−ｎ
からは、レーリ後方散乱光と障害点のフレネル反射光の
時間変化が得られる。光ファイバ線路２１２−１の測定
結果と他の光ファイバ線路２１２−２〜２１２−ｎの測
定結果を対比することで、光ファイバ線路２１２−２〜
２１２−ｎの障害点の位置を精度よく測定できる。

【００６９】光ファイバ線路２１２−１の光ファイバ・
グレーティング２１４の測定位置に疑問がある場合に
は、光パルス試験器２２０から波長λ０のプローブ・パ
ルス光を発生させ、波長λ０により光ファイバ線路２１
２−１を調べる。この作用は、図１に示す実施例と全く
同じである。従って、図１２に示す実施例では、光パル
ス試験器２２０は、波長λ１のプローブ・パルス光のみ
を発生するものであってもよい。

【００７０】光ファイバ・グレーティングなどの反射素
子の設置周期を例えば１０ｋｍ程度とすると、１００ｋ
ｍの光ファイバ線路でも、表示距離の誤差を３４ｍ程度
とすることができる。更に設置箇所を増やすことによっ
て誤差を小さくできる。障害位置を精度良く特定でき、
復旧時間を大幅に短縮できる。また、障害発生の確率が
大きな区間には、その両端に反射素子を設置することに
よって、障害をより簡単に検出できるようになる。

【００７１】

【発明の効果】以上の説明から容易に理解できるよう
に、本発明によれば、障害点の位置を高精度に特定でき
るようになる。これにより障害の復旧に要する時間を短
縮できる。例えば、公共交通網の一時規制の範囲を狭く
でき、その時間を短縮できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例の概略構成ブロック図であ
る。

【図２】 光パルス試験器１４，２０による測定結果の
模式図である。

【図３】 マーカＭ２，Ｍ３間に障害が発生した場合
の、本実施例の測定例である。

【図４】 マーカＭ２に重なって又は非常に近接して障
害が発生した場合の本実施例の測定例である。

【図５】 本発明の第２実施例の概略構成ブロック図で
ある。

【図６】 第２実施例における測定結果の一例である。

【図７】 本発明の第３実施例の概略構成ブロック図で
ある。

【図８】 光パルス試験器４４の概略構成ブロック図で
ある。

【図９】 第１の従来例の概略構成ブロック図である。

【図１０】 第２の従来例の概略構成ブロック図であ
る。

【図１１】 第３の従来例の概略構成ブロック図であ
る。

【図１２】 光ファイバ・ケーブルに適用する本発明の
第４実施例の概略構成ブロック図である。

【符号の説明】

１０：光ファイバ線路 １０ａ：光ファイバ・グレーティング １２：光送信装置 １４：光パルス試験器 １６：光合分波器 １８：光受信装置 ２０：光パルス試験器 ２２：光合分波器 ３０：光ファイバ線路 ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ：光ファイバ・グレーティング ３２，３４：光パルス試験器 ４０：センタ局 ４２：光送信装置 ４４：光パルス試験器 ４６，４８：光合分波器 ５０−１〜５０−ｎ：光ファイバ線路 ５２−１〜５２−ｎ：光受信端末 ５４−１，５４−２，・・・，５４−ｎ：反射素子 ６０−１，６０−２，・・・，６０−ｎ：波長λ１，λ
２，・・・，λｎの光源 ６２：パルス発生器 ６４：光セレクタ ６６：光合分波器 ８８：受光器 ７０：信号処理回路 ７２：表示装置 １１０：光送信装置 １１２：光受信装置 １１４，１１６：光パルス試験器 １１８：光ファイバ線路 １１８ａ，１１８ｂ：光ファイバ線路１１８の端部 １２０，１２２：光合分波器 １２４，１２６：光スイッチ ２１０：光ファイバ・ケーブル ２１２−１〜２１２−ｎ：光ファイバ線路 ２１４：光ファイバ・グレーティング ２１６−１〜２１６−ｎ：光送信装置 ２１８−１〜２１８−ｎ：光合分波器 ２２０：光パルス試験器 ２２２：光スイッチ ２２４−１〜２２４−ｎ：光受信装置

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 信号波長とは異なる所定の反射波長を反
   射する反射手段を１以上の所定位置に配置した光ファイ
   バ線路と、 少なくとも当該反射波長のプローブ・パルス光を発生
   し、当該反射手段からの反射光を距離マーカとして用
   い、当該光ファイバ線路からのレーリ後方散乱光及び障
   害点からのフレネル反射光を時間軸上で分析する光パル
   ス試験手段とからなることを特徴とする光ファイバ線路
   の障害位置検出装置。
2. 【請求項２】 上記反射手段が光ファイバ・グレーティ
   ングからなる請求項１に記載の光ファイバ線路の障害位
   置検出装置。
3. 【請求項３】 上記光ファイバ線路が、反射波長の異な
   る複数種類の１以上の反射手段を具備する請求項１に記
   載の光ファイバ線路の障害位置検出装置。
4. 【請求項４】 上記光パルス試験手段が、上記複数種類
   の反射手段の各反射波長に対応する波長のプローブ・パ
   ルス光を発生する請求項３に記載の光ファイバ線路の障
   害位置検出装置。
5. 【請求項５】 上記光パルス試験手段が更に、上記反射
   手段の反射波長及び上記信号波長のどちらとも異なる波
   長のプローブ・パルス光を発生する請求項１又は４に記
   載の光ファイバ線路の障害位置検出装置。
6. 【請求項６】 上記光パルス試験手段が、上記複数のプ
   ローブ・パルス光を所定順序で発生する請求項４又は５
   に記載の光ファイバ線路の障害位置検出装置。
7. 【請求項７】 センタ局から複数の光ファイバ線路に信
   号光を送出自在な光伝送システムにおいて、 それぞれ信号波長とは異なり各光ファイバ線路に固有の
   波長を反射する、当該各光ファイバ線路の１以上の所定
   箇所に配置された反射手段と、 当該各光ファイバ線路の当該反射手段の反射波長のプロ
   ーブ・パルス光を発生し、その反射光を時間軸上で分析
   する光パルス試験手段と、 当該光パルス試験手段の出力光を当該各光ファイバ線路
   に供給し、当該各光ファイバ線路からの反射光を当該光
   パルス試験手段に供給する光結合手段とからなることを
   特徴とする光ファイバ線路の障害位置検出装置。
8. 【請求項８】 上記光結合手段が、上記光パルス試験手
   段の出力光を分波して上記各光ファイバ線路に分配し、
   当該各光ファイバ線路からの反射光を合波して当該光パ
   ルス試験手段に供給する光合分波手段である請求項７に
   記載の光ファイバ線路の障害位置検出装置。
9. 【請求項９】 信号波長とは異なる所定の反射波長を反
   射する反射手段を１以上の所定位置に配置した第１の光
   ファイバ線路と、当該第１の光ファイバ線路と実質的に
   同じ線路長の第２の光ファイバ線路と、 少なくとも当該反射波長のプローブ・パルス光を発生
   し、当該第１の光ファイバ線路及び当該第２の光ファイ
   バ線路からの反射光を時間軸上で分析する光パルス試験
   手段とからなり、当該反射波長のプローブ・パルス光
   の、当該反射手段からの反射光を距離マーカとして用い
   ることを特徴とする光ファイバ線路の障害位置検出装
   置。
10. 【請求項１０】 上記反射手段が光ファイバ・グレーテ
    ィングからなる請求項９に記載の光ファイバ線路の障害
    位置検出装置。
11. 【請求項１１】 上記第１の光ファイバ線路が、反射波
    長の異なる複数種類の１以上の反射手段を具備する請求
    項９に記載の光ファイバ線路の障害位置検出装置。
12. 【請求項１２】 上記光パルス試験手段が、上記複数種
    類の反射手段の各反射波長に対応する波長のプローブ・
    パルス光を発生する請求項１１に記載の光ファイバ線路
    の障害位置検出装置。
13. 【請求項１３】 上記光パルス試験手段が更に、上記反
    射手段の反射波長及び上記信号波長のどちらとも異なる
    波長のプローブ・パルス光を発生する請求項９又は１２
    に記載の光ファイバ線路の障害位置検出装置。
14. 【請求項１４】 上記光パルス試験手段が、上記複数の
    プローブ・パルス光を所定順序で発生する請求項１２又
    は１３に記載の光ファイバ線路の障害位置検出装置。
15. 【請求項１５】 上記第１の光ファイバ線路及び上記第
    ２の光ファイバ線路が同じ光ファイバ・ケーブルに収容
    されている請求項９に記載の光ファイバ線路の障害位置
    検出装置。