JPH1151808A

JPH1151808A - 測定装置

Info

Publication number: JPH1151808A
Application number: JP20465297A
Authority: JP
Inventors: Kenji Murase; 賢司村瀬
Original assignee: Ando Electric Co Ltd
Current assignee: Ando Electric Co Ltd
Priority date: 1997-07-30
Filing date: 1997-07-30
Publication date: 1999-02-26

Abstract

(57)【要約】【課題】環境変化等によって、光パルスの出力レベル
が変動したり、受光素子の特性が変化した場合にも、Ｓ
／Ｎ比が悪くなることを防止し、また、波形がシフトし
てしまうことを防止するＯＴＤＲ等の測定装置を提供す
ることである。【解決手段】ＡＴＴ７ｂは、入射される光パルスのパ
ワーを所定の減衰量で減衰させ、Ａ／Ｄコンバータ１３
の入力電圧値が上限値を越えず、且つそれに近い一定値
となるようし、ＣＰＵ回路１４ａは、基準波形１７が観
測される距離に対応する出力信号値を監視し、その都度
ＣＰＵ回路１４ａに予め設定されている基準波形１７相
当のデータと比較して、その変化分の補正データをＤ／
Ａコンバータ１５に対して出力し、Ｄ／Ａコンバータ１
５によってアナログ信号に変換して出力パワー調整回路
１６に対して出力し、出力パワー調整回路１６によって
該アナログ信号の電圧値に比例した量の電流を、パルス
発生器１に対して出力して、パルス発生器１の出力パワ
ーを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ケーブル等を用
いた伝送路の監視に有効なＯＴＤＲ（Optical Time Dom
ain Reflectometer ）等の測定装置に係り、詳細には、
観測波形のダイナミックレンジを適切に制御する測定装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、施設された光ケーブルの破断
点の位置検出や接続点における損失等の測定のためにＯ
ＴＤＲ法が開発されている。このＯＴＤＲ法では、光ケ
ーブルの入射端に戻される光の波高値と到達時刻を測定
することで、上述した破断点の位置検出や接続点におけ
る損失測定等を行っている。

【０００３】図３、及び図４を参照して従来の技術によ
るＯＴＤＲ４０について説明する。図３は、従来の技術
によるＯＴＤＲ４０の概略構成を示すブロック図であ
る。

【０００４】この図３において、ＯＴＤＲ４０は、パル
ス発生器１、ダミーファイバ４、コネクタ５、被測定フ
ァイバ８、カプラ９、ダミーファイバ１０、ＡＰＤ１
１、オペアンプ１２、Ａ／Ｄコンバータ１３、及び信号
処理部１４等によって構成されている。

【０００５】パルス発生器１は、光パルス２を発生し、
該光パルス２をカプラ９に対して射出する。

【０００６】カプラ９は、パルス発生器１から入力され
た光パルス２を通過させてダミーファイバ４に対して射
出するとともに、ダミーファイバ４の終端であるコネク
タ５や被測定ファイバ８の遠端６によって発生し、ダミ
ーファイバ４を介して入射されるフレネル反射光や、ダ
ミーファイバ４や被測定ファイバ８の各点で発生し、ダ
ミーファイバ４を介して入射される後方散乱光を通過さ
せて、ダミーファイバ１０を介してＡＰＤ１１に対して
送出する。

【０００７】ダミーファイバ４は、カプラ９とコネクタ
５を接続する光ファイバであり、カプラ９から入射され
た光パルス２を通過させてコネクタ５に対して射出し、
また、ダミーファイバ４の終端であるコネクタ５や被測
定ファイバ８の遠端６によって発生し入射されるフレネ
ル反射光や、ダミーファイバ４自身や被測定ファイバ８
の各点で発生し入射される後方散乱光を通過させて、カ
プラ９に対して射出する。

【０００８】ダミーファイバ１０は、カプラ９とＡＰＤ
１１を接続する光ファイバであり、被測定ファイバ８の
遠端６によって発生し、コネクタ５、及びダミーファイ
バ４を介してカプラ９から入射されるフレネル反射光
や、ダミーファイバ４や被測定ファイバ８の各点で発生
し、ダミーファイバ４を介してカプラ９から入射される
後方散乱光を通過させて、ＡＰＤ１１に対して射出す
る。

【０００９】コネクタ５は、ダミーファイバ４からの光
の一部を反射してフレネル反射光を発生させるととも
に、残りの光を通過させて被測定ファイバ８に進入させ
る。

【００１０】被測定ファイバ８は、伝送路として破断点
の位置検出や接続点における損失測定等を行われている
測定対象としての光ファイバであり、この被測定ファイ
バ８の遠端６では、被測定ファイバ８を通過してきた光
が反射されて、フレネル反射光が発生する。なお、前記
ダミーファイバ４、ダミーファイバ１０も光ファイバで
あるが、これらは、単なる接続用の光ファイバであるた
め、被測定ファイバ８とは明確に区別している。

【００１１】ＡＰＤ（Avalanche Photo Diode ）１１は
入射光をその強度に応じて電流に変換する受光素子であ
り、ダミーファイバ４の終端であるコネクタ５や被測定
ファイバ８の遠端６によって発生し、ダミーファイバ
４、カプラ９、及びダミーファイバ１０を介して入射さ
れるフレネル反射光や、ダミーファイバ４や被測定ファ
イバ８の各点で発生し、ダミーファイバ４、カプラ９、
及びダミーファイバ１０を介して入射される後方散乱光
の強度に応じて変換した電流をオペアンプ１２に対して
出力する。

【００１２】オペアンプ１２は、該オペアンプ１２に接
続される抵抗素子Ｒ１、及びＲ２とによって、反転増幅
回路を構成しており、ＡＰＤ１１から入力される微弱電
流を増幅して、抵抗素子Ｒ１、及びＲ２の値の比によっ
て定まる所定の利得の出力電圧をＡ／Ｄコンバータ１３
に対して出力する。

【００１３】Ａ／Ｄ（Analog to Digital ）コンバ−タ
１３は、オペアンプ１２から入力されるアナログ入力電
圧をデジタル信号へ変換して信号処理部１４内のＣＰＵ
回路１４ａに対して出力する。

【００１４】信号処理部１４は、ＣＰＵ回路１４ａ、及
び表示回路１４ｂによって構成されており、ＣＰＵ回路
１４ａは、Ａ／Ｄコンバータ１３から入力されるデジタ
ル信号に基づいて後方散乱光やフレネル反射光のレベル
の識別を行ない、表示回路１４ｂに表示信号を転送する
機能を有し、表示回路１４ｂは、ＣＰＵ回路１４ａから
転送された表示信号に基づいて、内部に設けられた表示
画面上に、ＡＰＤ１１で受光した後方散乱光やフレネル
反射光の波形を表示させる機能を有する。

【００１５】次に、従来の技術によるＯＴＤＲ４０の動
作を説明する。

【００１６】まず、パルス発生器１から光パルス２が発
生され、カプラ９に対して出力されると、該光パルス２
はカプラ９を通過して、ダミーファイバ４に対して射出
される。カプラ９からダミーファイバ４に入射された光
パルス２は、ダミーファイバ４の持つ損失により、ダミ
ーファイバ４内を進むにつれて（即ち、ダミーファイバ
４の入射端からの距離が長くなるにつれて）そのパワー
が減衰してゆく。

【００１７】また、光ファイバの性質によってダミーフ
ァイバ４の各点で後方散乱光が生じ、該後方散乱光がカ
プラ９、及びダミーファイバ１０を通過してＡＰＤ１１
に対して射出される。ダミーファイバ１０から入射され
ＡＰＤ１１に受光された後方散乱光は、ＡＰＤ１１によ
って受光強度に応じた電流に変換され、オペアンプ１２
に対して出力される。ＡＰＤ１１から入力された電流
は、オペアンプ１２によって所定の利得で増幅され、電
圧に変換されたのち、Ａ／Ｄコンバータ１３でデジタル
信号に変換されて、信号処理部１４内のＣＰＵ回路１４
ａに対して出力される。

【００１８】そして、Ａ／Ｄコンバータ１３からＣＰＵ
回路１４ａに入力されたデジタル信号に基づいて、後方
散乱光のレベルの識別が行われ、表示回路１４ｂに表示
信号として転送され、表示回路１４ｂの内部に設けられ
た表示画面上に、ＡＰＤ１１によって受光した後方散乱
光やフレネル反射光の波形が表示される。

【００１９】次に、以上の動作を図４に即して説明す
る。図４は、前記表示回路１４ｂの表示画面上に表示さ
れる観測波形の一例を示したものである。同図の横軸
は、パルス発生器１が光パルス２を発生させた時点から
の時間経過を光パルス２が装置内を伝搬する距離に換算
したものである。また、縦軸はＡＰＤ１１が受光した光
のパワーをデシベルで表示したものである。図中のダイ
ナミックレンジは測定可能な後方散乱光強度の範囲を意
味している。そして、前述した表示回路１４ｂは、図４
中にレベルＬＶ１で示すように、ノイズ２２の平均レベ
ルＮＬを基準にして観測波形を相対表示している。な
お、図中の枠ＦＲで囲んだ部分が被測定ファイバ８から
の観測波形に相当する。

【００２０】ダミーファイバ４に入射された光パルス２
が進行して、ダミーファイバ４の入射端からの距離が遠
くなるほど、光ファイバであるダミーファイバ４の損失
によって、光のパワーが減衰するために、ダミーファイ
バ４が発生する後方散乱光のレベルは、後方散乱波形２
０に示すように徐々に小さくなってゆく。

【００２１】一方、ダミーファイバ４を通過した光パル
ス２がコネクタ５に到達すると、その一部がコネクタ５
で反射されてフレネル反射波形１８を発生させ、残りの
光がコネクタ５を通過して被測定ファイバ８に進入して
後方散乱光を生じる。この後方散乱光のレベルは、光フ
ァイバである被測定ファイバ８の持つ損失によって後方
散乱光波形２１に示されるように徐々に小さくなってゆ
く。また、被測定ファイバ８の遠端６ではフレネル反射
光が生じ、これがフレネル反射波形１９として観測され
る。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したＯ
ＴＤＲ４０では、周囲温度の変化に伴って、後方散乱光
や、フレネル反射光を受光したＡＰＤ１１の、出力電流
が変動することに留意する必要がある。

【００２３】例えば、周囲温度に変動が生じると、それ
に伴ってパルス発生器１から出力される光パルス２のレ
ベルや波長が変化する。また、ＡＰＤ１１の性質として
周囲温度や受光する波長に変化が生じるとそれに応じて
受光感度も変化する。つまり、周囲温度が変動して光パ
ルス２の波長が変動すればそれに伴ってＡＰＤ１１の受
光感度が変化する上に、周囲温度の変動によって直接的
にＡＰＤ１１の受光感度が変化することもある。

【００２４】ところが、従来のＯＴＤＲ４０では、前述
したように、図４に示すノイズ２２の平均レベルＮＬを
波形表示の基準にしている関係上、周囲の環境が変動す
ると、伝送路の損失に変化がないのにもかかわらず、観
測波形全体が表示画面上で上下にシフトしてしまう。

【００２５】例えば、光パルス２のレベルが下がると観
測波形が全体的に下へシフトしてしまい、逆に、光パル
ス２のレベルが上がるとＡ／Ｄコンバータ１３の入力電
圧が規定値を越えてしまって、波形表示が正しく行われ
なくなる。

【００２６】しかしながら、伝送路の監視用のＯＴＤＲ
４０は、古い波形と新しい波形を比較して、伝送路の損
失の変動を監視するものであるから、伝送路の損失に変
動がないにも拘わらず、パルス発生器１の発生するパル
スの影響、もしくはＡＰＤ１１の受光感度の変動によっ
て、取り込まれる波形が異なってしまうのは好ましくな
い。

【００２７】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あって、その目的は、周囲の環境変化等によって、光パ
ルスの出力レベルや波長が変動したり、受光素子の特性
が変化した場合であっても、Ｓ／Ｎ比が悪くなることを
防止し、なおかつ波形がシフトしてしまうことも防止す
るＯＴＤＲ等の測定装置を提供することである。

【００２８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
被測定伝送路の伝送状態を測定する測定装置であって、
被測定伝送路を測定するための測定信号を生成して被測
定伝送路に対して出力する測定信号生成手段と、この測
定信号生成手段によって生成される測定信号に基づいて
基準信号を生成する基準信号生成手段と、この基準信号
生成手段により生成される基準信号、及び前記測定信号
が前記被測定伝送路を通過する状態に応じて生じる状態
検出信号、をそれぞれ解析し、前記基準信号を解析した
値を基準値として、当該状態検出信号の相対値を算出す
る解析手段と、この解析手段により解析された結果を出
力する出力手段と、を備えたことを特徴としている。

【００２９】請求項１記載の発明の測定装置によれば、
被測定伝送路の伝送状態を測定する測定装置であって、
測定信号生成手段は、被測定伝送路を測定するための測
定信号を生成して被測定伝送路に対して出力し、基準信
号生成手段は、前記測定信号生成手段によって生成され
る測定信号に基づいて基準信号を生成し、解析手段は、
前記基準信号生成手段により生成される基準信号、及び
前記測定信号が前記被測定伝送路を通過する状態に応じ
て生じる状態検出信号、をそれぞれ解析し、前記基準信
号を解析した値を基準値として、当該状態検出信号の相
対値を算出し、出力手段は、前記解析手段により解析さ
れた結果を出力する。

【００３０】したがって、温度変化等により、測定信号
生成手段によって生成される測定信号に変動が生じて
も、状態検出信号の解析結果を相対値として算出する際
の基準値を前記基準信号の解析結果とする構成であるた
め、伝送路の損失に変動がなく、伝送路に問題がないに
も関わらず、出力手段によって出力される観測波形全体
が上下にシフトしてしまうことがなく、正確な伝送路測
定が可能となる。

【００３１】請求項２記載の発明は、請求項１記載の測
定装置において、前記測定信号生成手段を制御して、前
記測定信号を適宜調整するための調整手段を更に備え、
前記解析手段は、前記基準信号の設定値としての基準信
号データを内部に格納し、前記基準値と該基準信号デー
タとの差分に基づいて前記基準信号を補正するための補
正信号を生成して前記調整手段に対して出力し、前記調
整手段は、前記解析手段によって生成された補正信号に
基づいて前記測定信号生成手段を制御することを特徴と
している。

【００３２】請求項２記載の発明の測定装置によれば、
請求項１記載の測定装置において、前記測定信号生成手
段を制御して、前記測定信号を適宜調整するための調整
手段を更に備え、前記解析手段は、前記基準信号の設定
値としての基準信号データを内部に格納し、前記基準値
と該基準信号データとの差分に基づいて前記基準信号を
補正するための補正信号を生成して前記調整手段に対し
て出力し、前記調整手段は、前記解析手段によって生成
された補正信号に基づいて前記測定信号生成手段を制御
する。

【００３３】したがって、温度変化等により、測定信号
生成手段によって生成される測定信号に変動が生じて
も、調整手段によりその変動量分の補正を行うことがで
きる構成であるため、伝送路の損失に変動がなく、伝送
路に問題がないにも関わらず、Ｓ／Ｎ比が悪くなること
を防止し、正確な伝送路測定が可能となる。

【００３４】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の測定装置において、前記被測定伝送路は光信号を
伝送するための光ファイバであり、前記測定信号生成手
段は測定信号として光パルスを生成する、光ファイバの
測定装置であって、前記測定信号生成手段によって生成
された前記光パルスを前記被測定伝送路としての光ファ
イバに入射させるとともに、該光パルスの一部を分岐さ
せて前記基準信号生成手段に入射させ、また、該光パル
スが前記光ファイバを通過する際に生じる、前記状態検
出信号としての後方散乱光及びフレネル反射光を前記光
ファイバから受光して、前記解析手段に入射させる光分
岐手段を更に備え、前記基準信号生成手段は、前記光分
岐手段によって分岐され入射された光パルスの一部を所
定の減衰量で減衰させて、基準信号としての基準光パル
スを前記解析手段に入射させ、前記解析手段は、前記光
分岐手段から入射された後方散乱光、フレネル反射光、
及び前記基準信号生成手段から入射された基準光パルス
を受光して電気信号に変換し、該電気信号を解析するこ
とにより前記基準値及び前記相対値を算出することを特
徴としている。

【００３５】請求項３記載の発明の測定装置によれば、
請求項１または２記載の測定装置において、前記被測定
伝送路は光信号を伝送するための光ファイバであり、前
記測定信号生成手段は測定信号として光パルスを生成す
る、光ファイバの測定装置であって、更に備えた分岐手
段は、前記測定信号生成手段によって生成された前記光
パルスを前記被測定伝送路としての光ファイバに入射さ
せるとともに、該光パルスの一部を分岐させて前記基準
信号生成手段に入射させ、また、該光パルスが前記光フ
ァイバを通過する際に生じる、前記状態検出信号として
の後方散乱光及びフレネル反射光を前記光ファイバから
受光して、前記解析手段に入射させ、前記基準信号生成
手段は、前記光分岐手段によって分岐され入射された光
パルスの一部を所定の減衰量で減衰させて、基準信号と
しての基準光パルスを前記解析手段に入射させ、前記解
析手段は、前記光分岐手段から入射された後方散乱光、
フレネル反射光、及び前記基準信号生成手段から入射さ
れた基準光パルスを受光して電気信号に変換し、該電気
信号を解析することにより前記基準値及び前記相対値を
算出する。

【００３６】したがって、ＯＴＤＲ等の光ファイバの測
定装置において、請求項１または２記載の発明の効果と
同様の効果を得ることができる。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下、図１、及び図２を参照して
本発明に係るＯＴＤＲ３０の実施の形態を詳細に説明す
る。

【００３８】まず構成を説明する。図１は、本実施の形
態によるＯＴＤＲ３０の構成を示すブロック図であり、
図２は、ＯＴＤＲ３０による観測波形の一例を示したも
のである。これらの図においては、前述した図３、及び
図４に記載したものと重複する構成要素については同一
の符号を付しており、ここでは適宜その詳細な説明を省
略することとする。

【００３９】この図１において、ＯＴＤＲ３０は、図３
に示したＯＴＤＲ４０と同一構成要素であるパルス発生
器１、ダミーファイバ４、コネクタ５、被測定ファイバ
８、ダミーファイバ１０、ＡＰＤ１１、オペアンプ１
２、Ａ／Ｄコンバータ１３、及び信号処理部１４と、カ
プラ９を代替するカプラ３と、新たに構成要素として加
えられた光パワー減衰部７、Ｄ／Ａコンバータ１５、及
び出力パワー調整回路１６等によって構成されている。

【００４０】パルス発生器１は、光パルス２を発生し、
該光パルス２をカプラ３に対して射出するとともに、出
力パワー調整回路１６から入力される電流量によって、
出力する光パルス２のパワーが制御される。すなわち、
パルス発生器１は、出力パワー調整回路１６から入力さ
れる電流量が多くなると出力パワーが高くなる。しか
し、パルス発生器１にも入力電流の上限値があるため、
決められた値以上の電流を流すことはできない。そこ
で、パルス発生器１に流す電流量は、温度の変動によっ
てパルス発生器１の出力パワーに変動が生じた際に、出
力パワー調整回路１６を用いて調整されるが、パルス発
生器１に入力される電流値が、パルス発生器１に流すこ
とのできる電流値の上限を越えないようにする必要があ
る。

【００４１】カプラ３は、パルス発生器１から入力され
た光パルス２を通過させてダミーファイバ４と光パワー
減衰部７に分岐させて射出するとともに、ダミーファイ
バ４の終端であるコネクタ５や被測定ファイバ８の遠端
６によって発生し、ダミーファイバ４を介して入射され
るフレネル反射光や、ダミーファイバ４や被測定ファイ
バ８の各点で発生し、ダミーファイバ４を介して入射さ
れる後方散乱光を通過させて、ダミーファイバ１０を介
してＡＰＤ１１に対して送出する。

【００４２】光パワー減衰部７は、光ファイバ７ａ、Ａ
ＴＴ（ATTenuator：減衰器）７ｂ、光ファイバ７ｃから
構成されている。そして、光ファイバ７ａは、カプラ３
から入射される光パルスをＡＴＴ７ｂに対して送出し、
ＡＴＴ７ｂは、光ファイバ７ａから入射されるパルス
（即ち、図２に示す基準波形１７）のパワーを所定の減
衰量で減衰させ、光ファイバ７ｃは、ＡＴＴ７ｂによっ
て減衰された光パルスをＡＰＤ１１に対して射出する。
ＡＴＴ７ｂには、以下のようにして決定される減衰量が
予め設定される。

【００４３】例えば、Ａ／Ｄコンバータ１３が８ビット
Ａ／Ｄコンバータであって、その入力電圧範囲が０〜２
ボルトに規定されている場合について考える。つまり、
入力電圧が０ボルトであればその出力は「００」（１６
進数）であり、入力電圧が２ボルトであればその出力は
「ＦＦ」（１６進数）であるとする。この場合、図２の
基準波形１７に相当するパルスがＡＴＴ７ｂからＡＰＤ
１１に送出された場合に、Ａ／Ｄコンバータ１３の入力
電圧値が上限値である２ボルトを越えず、且つそれに近
い一定値となるようにＡＴＴ７ｂの減衰量を決定する。

【００４４】但し、本実施の形態のＯＴＤＲ３０におい
ては、パルス発生器１の出力レベルを調整する出力パワ
ー調整回路１６を備えているので、Ａ／Ｄコンバータ１
３の入力電圧をある程度調整することが可能である。

【００４５】ＡＰＤ１１は、ダミーファイバ４の終端で
あるコネクタ５や被測定ファイバ８の遠端６によって発
生し、ダミーファイバ４、カプラ９、及びダミーファイ
バ１０を介して入射されるフレネル反射光、ダミーファ
イバ４や被測定ファイバ８の各点で発生し、ダミーファ
イバ４、カプラ９、及びダミーファイバ１０を介して入
射される後方散乱光、及び光パワー減衰部７から入射さ
れる、所定の減衰量で減衰された光パルス、の強度に応
じて変換した電流をオペアンプ１２に対して出力する。

【００４６】Ａ／Ｄコンバ−タ１３は、オペアンプ１２
から入力されるアナログ入力電圧をデジタル信号へ変換
して信号処理部１４内のＣＰＵ回路１４ａに対して出力
する。前述したように、例えば、Ａ／Ｄコンバータ１３
が８ビットＡ／Ｄコンバータであって、その入力電圧範
囲が０〜２ボルトに規定されている場合には、図２の基
準波形１７に相当するパルスがＡＴＴ７ｂからＡＰＤ１
１に送出された場合に、Ａ／Ｄコンバータ１３の入力電
圧値が上限値である２ボルトを越えず、且つそれに近い
一定値となるようにＡＴＴ７ｂの減衰量が決定され、Ａ
／Ｄコンバータ１３の入力電圧値が制御されている。

【００４７】また、出力パワー調整回路１６によってパ
ルス発生器１の出力パワーを制御することによっても、
Ａ／Ｄコンバータ１３の入力電圧がある程度調整され
る。しかし、パルス発生器１の性能により、出力パワー
調整回路１６で調整可能な電流値の範囲が決まってくる
ので、出力パワー調整回路１６で調整できる範囲を超え
てＡ／Ｄコンバータ１３の入力電圧を設定してはならな
い。

【００４８】信号処理部１４は、ＣＰＵ回路１４ａ、及
び表示回路１４ｂによって構成されている。ＣＰＵ回路
１４ａは、Ａ／Ｄコンバータ１３から入力されるデジタ
ル信号に基づいて後方散乱光やフレネル反射光のレベル
の識別を行ない、表示回路１４ｂに表示信号を転送す
る。

【００４９】また、ＣＰＵ回路１４ａは、基準波形１７
が観測される距離に対応する出力信号値を監視する。基
準波形１７を生じさせる基準の光パルスは、パルス発生
器１→カプラ３→光ファイバ７ａ→ＡＴＴ７ｂ→光ファ
イバ７ｃ→ＡＰＤ１１という固定の経路を通過するた
め、該基準の光パルスの通過距離は既知であり、しかも
常に一定である。したがって、この距離に相当する波形
の受光パワーを監視していれば、ＣＰＵ１４ａは、基準
波形１７を検出することができる。そして、ＣＰＵ回路
１４ａは、Ａ／Ｄコンバータ１３から入力されるデジタ
ル信号を、その都度ＣＰＵ回路１４ａに予め設定されて
いる基準波形１７相当のデータと比較し、前記デジタル
信号に変化が生じていれば、その変化分の補正データを
Ｄ／Ａコンバータ１５に対して出力する。

【００５０】表示回路１４ｂは、ＣＰＵ回路１４ａから
転送された表示信号に基づいて、内部に設けられた表示
画面上に、ＡＰＤ１１で受光した後方散乱光やフレネル
反射光の波形を表示させる。

【００５１】Ｄ／Ａコンバータ１５は、補正データとし
てＣＰＵ回路１４ａから入力されたデジタル信号を、ア
ナログ信号に変換して出力パワー調整回路１６に対して
出力する。

【００５２】出力パワー調整回路１６は、Ｄ／Ａコンバ
ータ１５から入力される電圧値に比例した量の電流を、
パルス発生器１に対して出力して、パルス発生器１の出
力パワーを制御する。

【００５３】ダミーファイバ４、コネクタ５、被測定フ
ァイバ８、ダミーファイバ１０、及びオペアンプ１２に
ついては、図３に示すＯＴＤＲ４０においての説明と同
様であるので説明を省略する。

【００５４】また、本実施の形態においては、オペアン
プ１２は、該オペアンプ１２に接続される抵抗素子Ｒ
１、及びＲ２とによって、反転増幅回路を構成している
が、電流−電圧変換機能及び増幅機能を有する回路の一
例として示すものであって、実際には、非反転増幅回路
としてもよく、さらには、反転増幅回路及び非反転増幅
回路を混在させた回路によって、電流−電圧変換機能及
び増幅機能を実現しても良い。

【００５５】次に、上記構成によるＯＴＤＲ３０の動作
を、図２に示す観測波形を参照しながら説明する。

【００５６】図２の横軸は、パルス発生器１が光パルス
２を発生させた時点からの時間経過を光パルス２が装置
内を伝搬する距離に換算したものである。また、縦軸は
ＡＰＤ１１が受光した光のパワーをデシベルで表示した
ものである。図中のダイナミックレンジは測定可能な後
方散乱光強度の範囲を意味している。そして、前述した
表示回路１４ｂは、図２中にレベルＬＶ２で示すよう
に、基準波形１７を基準にして観測波形を相対表示して
いる。なお、図中の枠ＦＲで囲んだ部分が被測定ファイ
バ８からの観測波形に相当する。

【００５７】まず、パルス発生器１から光パルス２が発
生され、該光パルス２がカプラ３に対して出力される
と、カプラ３によって、該光パルス２はダミーファイバ
４と光ファイバ７ａに分岐して射出される。カプラ３か
ら光ファイバ７ａに入射された光パルスは、ＡＴＴ７ｂ
に対して送出され、ＡＴＴ７ｂによって該光パルスのパ
ワーを所定の減衰量で減衰された後、光ファイバ７ｃを
介してＡＰＤ１１に対して射出される。

【００５８】ＡＴＴ７ｂによる減衰量は、前述したよう
に、例えば、Ａ／Ｄコンバータ１３が８ビットＡ／Ｄコ
ンバータであって、その入力電圧範囲が０〜２ボルトに
規定されている場合には、図２の基準波形１７に相当す
る光パルスが、ＡＴＴ７ｂからＡＰＤ１１に送出された
際に、Ａ／Ｄコンバータ１３の入力電圧値が、上限値で
ある２ボルトを越えず、且つそれに近い一定値となるよ
うに決定される。

【００５９】光パワー減衰部７内のＡＴＴ７ｂによって
所定の減衰量で減衰され、光ファイバ７ｃを介してＡＰ
Ｄ１１に入射された光パルスは、ＡＰＤ１１によってそ
の強度に応じた大きさの電流に変換された後、オペアン
プ１２に対して出力される。該電流は、オペアンプ１２
と該オペアンプ１２に接続される抵抗素子Ｒ１、及びＲ
２とによって構成される反転増幅回路によって増幅さ
れ、抵抗素子Ｒ１、及びＲ２の値の比によって定まる所
定の利得の出力電圧として、Ａ／Ｄコンバータ１３に対
して出力される。

【００６０】オペアンプ１２からＡ／Ｄコンバ−タ１３
に入力される電圧は、前述したように決定されたＡＴＴ
７ｂによる減衰量により、Ａ／Ｄコンバータ１３の入力
電圧値の上限値である２ボルトを越えず、且つそれに近
い一定値となるように調整されており、Ａ／Ｄコンバー
タ１３によってアナログの入力電圧からデジタル信号へ
変換されて、信号処理部１４内のＣＰＵ回路１４ａに対
して出力される。

【００６１】先の例に従って、Ａ／Ｄコンバータ１３が
８ビットＡ／Ｄコンバータであって、入力電圧が０ボル
トであればその出力は「００」（１６進数）であり、入
力電圧が２ボルトであればその出力は「ＦＦ」（１６進
数）である場合、Ａ／Ｄコンバータ１３から信号処理部
１４内のＣＰＵ回路１４ａに入力されるデジタル信号
は、「ＦＦ」（１６進数）を越えず、且つそれに近い値
となっている。

【００６２】Ａ／Ｄコンバータ１３からＣＰＵ回路１４
ａに入力されたデジタル信号は、基準波形１７が観測さ
れる距離に対応する時間に入力されたデジタル信号値と
して、ＣＰＵ回路１４ａ内に予め設定されている基準波
形１７相当のデジタル信号値と比較される。そして、Ｃ
ＰＵ回路１４ａに入力されたデジタル信号値と、ＣＰＵ
回路１４ａ内に予め設定されている基準波形１７相当の
デジタル信号値との差分に応じた補正データが、Ｄ／Ａ
コンバータ１５に対して出力される。

【００６３】また、ＣＰＵ回路１４ａに入力されたデジ
タル信号は、表示信号に変換されて表示回路１４ｂに対
して出力され、表示回路１４ｂが備える表示画面上に、
図２に示す基準波形１７として表示される。

【００６４】ＣＰＵ回路１４ａからＤ／Ａコンバータ１
５に入力された補正データとしてのデジタル信号は、Ｄ
／Ａコンバータ１５によってアナログ信号に変換され、
出力パワー調整回路１６に対して出力される。

【００６５】Ｄ／Ａコンバータ１５から出力パワー調整
回路１６に入力されたアナログ信号の電圧値は、基準波
形１７が観測される距離に対応する時間にＣＰＵ回路１
４ａに入力されたデジタル信号と、ＣＰＵ回路１４ａ内
に予め設定されている基準波形１７相当のデジタル信号
値と、の差分を反映した値である。したがって、出力パ
ワー調整回路１６に入力された電圧値に応じた電流が、
パルス発生器１に対して出力されることによって、間接
的に前記差分を反映した電流量により、パルス発生器１
から出力される光パルス２のパワーを制御することがで
きる。

【００６６】また、カプラ３によって分岐されダミーフ
ァイバ４に入射された光パルスは、光ファイバであるダ
ミーファイバ４の各点で、該光パルスの一部が後方散乱
光としてカプラ３に戻され、ダミーファイバ１０を介し
てＡＰＤ１１に入射される。該後方散乱光は、前述した
動作を行うＡＰＤ１１、オペアンプ１２、Ａ／Ｄコンバ
ータ１３、及びＣＰＵ回路１４ａを介して表示回路１４
ｂに表示信号として入力され、表示回路１４ｂが備える
表示画面に、図２に示す後方散乱波形２０として表示さ
れる。

【００６７】ダミーファイバ４に入射された光パルス２
が進行して、ダミーファイバ４の入射端からの距離が遠
くなるほど、光ファイバであるダミーファイバ４の損失
によって、光のパワーが減衰するために、ダミーファイ
バ４が発生する後方散乱光のレベルは、後方散乱波形２
０に示すように徐々に小さくなってゆく。

【００６８】次に、ダミーファイバ４を通過し、コネク
タ５を反射することによって発生したフレネル反射光
は、前記ダミーファイバ４の各点で発生する後方散乱光
に続いて、ダミーファイバ４、カプラ３、及びダミーフ
ァイバ１０を介してＡＰＤ１１に入射される。このフレ
ネル反射光が、前述した動作を行うＡＰＤ１１、オペア
ンプ１２、Ａ／Ｄコンバータ１３、及びＣＰＵ回路１４
ａを介して表示回路１４ｂに表示信号として入力され、
表示回路１４ｂが備える表示画面に、図２に示すフレネ
ル反射波形１８として表示される。

【００６９】次に、コネクタ５を介して被測定ファイバ
８に入射された光パルスは、光ファイバである被測定フ
ァイバ８の各点で、該光パルスの一部が後方散乱光とし
てコネクタ５に戻され、ダミーファイバ４、カプラ３、
及びダミーファイバ１０を介してＡＰＤ１１に入射され
る。該後方散乱光は、前述した動作を行うＡＰＤ１１、
オペアンプ１２、Ａ／Ｄコンバータ１３、及びＣＰＵ回
路１４ａを介して表示回路１４ｂに表示信号として入力
され、表示回路１４ｂが備える表示画面に、図２に示す
後方散乱波形２１として表示される。

【００７０】被測定ファイバ８に入射された光パルス２
が進行して、被測定ファイバ８の入射端からの距離が遠
くなるほど、光ファイバである被測定ファイバ８の損失
によって、光のパワーが減衰するために、被測定ファイ
バ８が発生する後方散乱光のレベルは、後方散乱波形２
１に示すように徐々に小さくなってゆく。

【００７１】更に、被測定ファイバ８に入射された光パ
ルスが遠端６まで到達すると、フレネル反射光が発生
し、該フレネル反射光は、前記被測定ファイバ８の各点
で発生する後方散乱光に続いて、被測定ファイバ８、コ
ネクタ５、ダミーファイバ４、カプラ３、及びダミーフ
ァイバ１０を介してＡＰＤ１１に入射される。このフレ
ネル反射光が、前述した動作を行うＡＰＤ１１、オペア
ンプ１２、Ａ／Ｄコンバータ１３、及びＣＰＵ回路１４
ａを介して表示回路１４ｂに表示信号として入力され、
表示回路１４ｂが備える表示画面に、図２に示すフレネ
ル反射波形１９として表示される。

【００７２】これ以降は、ＡＰＤ１１に対する後方散乱
光やフレネル反射光の入射はなく、ＡＰＤ１１に発生す
るノイズ等によるノイズ２２が、表示回路１４ｂが備え
る表示画面に表示される。そして、パルス発生器１から
次の光パルス２が発生されると前述の一連の動作を繰り
返すことにより、伝送路としての被測定ファイバ８の監
視が続けられる。

【００７３】ここで、温度変化等により、パルス発生器
１から発生される光パルス２のパワーや、ＡＰＤ１１の
受光感度が変化したとしても、観測波形が上下にシフト
することを防ぐために、図２に示すように、同じ条件の
元で受光した基準波形１７を基準として、ＣＰＵ回路１
４ａによってレベルＬＶ２の値を計算することにより、
観測波形を表示回路１４ｂが備える表示画面上に相対表
示する。

【００７４】また、基準波形１７の値については、前述
したように、出力パワー調整回路１６によってパルス発
生器１が制御されることで、常時調整されている。

【００７５】以上説明したように、本実施の形態のＯＴ
ＤＲ３０では、光パワー減衰部７内のＡＴＴ７ｂは、光
ファイバ７ａから入射される光パルスのパワーを所定の
減衰量で減衰させ、Ａ／Ｄコンバータ１３の入力電圧値
が上限値を越えず、且つそれに近い一定値となるよう
し、ＣＰＵ回路１４ａは、基準波形１７が観測される距
離に対応する出力信号値を監視し、その都度ＣＰＵ回路
１４ａに予め設定されている基準波形１７相当のデータ
と比較して、前記デジタル信号に変化が生じていれば、
その変化分の補正データをＤ／Ａコンバータ１５に対し
て出力し、Ｄ／Ａコンバータ１５は、補正データとして
ＣＰＵ回路１４ａから入力されたデジタル信号を、アナ
ログ信号に変換して出力パワー調整回路１６に対して出
力し、出力パワー調整回路１６は、Ｄ／Ａコンバータ１
５から入力される電圧値に比例した量の電流を、パルス
発生器１に対して出力して、パルス発生器１の出力パワ
ーを制御する。

【００７６】また、温度変化等により、パルス発生器１
から発生される光パルス２のパワーや、ＡＰＤ１１の受
光感度が変化したとしても、観測波形が上下にシフトす
ることを防ぐために、図２に示すように、同じ条件の元
で受光した基準波形１７を基準として、ＣＰＵ回路１４
ａによってレベルＬＶ２の値を計算することにより、観
測波形を表示回路１４ｂが備える表示画面上に相対表示
する。

【００７７】したがって、温度変化等により、パルス発
生器１から発生される光パルス２のパワーに変動が生じ
ても、前記後方散乱光やフレネル反射光を相対表示する
際の基準値を基準波形１７とする構成であるため、伝送
路の損失に変動がなく、伝送路に問題がないにも関わら
ず、観測波形全体が上下にシフトしてしまうことがな
く、正確な伝送路監視が可能となる。

【００７８】更に、温度変化等により、パルス発生器１
から発生される光パルス２のパワーに変動が生じても、
その変動量分の補正を行うことができる構成であるた
め、伝送路の損失に変動がなく、伝送路に問題がないに
も関わらず、Ｓ／Ｎ比が悪くなることを防止することが
できる。

【００７９】なお、本実施の形態ではＯＴＤＲについて
説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、
その他の測定装置についても本発明を適用可能である。

【００８０】

【発明の効果】請求項１記載の発明の測定装置によれ
ば、温度変化等により、測定信号生成手段によって生成
される測定信号に変動が生じても、状態検出信号の解析
結果を相対値として算出する際の基準値を前記基準信号
の解析結果とする構成であるため、伝送路の損失に変動
がなく、伝送路に問題がないにも関わらず、出力手段に
よって出力される観測波形全体が上下にシフトしてしま
うことがなく、正確な伝送路測定が可能となる。

【００８１】請求項２記載の発明の測定装置によれば、
温度変化等により、測定信号生成手段によって生成され
る測定信号に変動が生じても、調整手段によりその変動
量分の補正を行うことができる構成であるため、伝送路
の損失に変動がなく、伝送路に問題がないにも関わら
ず、Ｓ／Ｎ比が悪くなることを防止し、正確な伝送路測
定が可能となる。

【００８２】請求項３記載の発明の測定装置によれば、
ＯＴＤＲ等の光ファイバの測定装置において、請求項１
または２記載の発明の効果と同様の効果を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態であるＯＴＤＲ３０の構成
を示すブロック図。

【図２】図１に示すＯＴＤＲ３０によって観測される波
形を示す説明図。

【図３】従来の技術によるＯＴＤＲ４０の構成を示すブ
ロック図。

【図４】図３に示すＯＴＤＲ４０によって観測される波
形を示す説明図。

【符号の説明】

３０ＯＴＤＲ４０ＯＴＤＲ１パルス発生器２光パルス３カプラ４ダミーファイバ５コネクタ６遠端７光パワー減衰部７ａ光ファイバ７ｃ光ファイバ７ｂＡＴＴ８被測定ファイバ９カプラ１０ダミーファイバ１１ＡＰＤ１２オペアンプ１３Ａ／Ｄコンバータ１４信号処理部１４ａＣＰＵ回路１４ｂ表示回路１５Ｄ／Ａコンバータ１６出力パワー調整回路１７基準波形１８フレネル反射波形１９フレネル反射波形２０後方散乱波形２１後方散乱波形２２ノイズ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被測定伝送路の伝送状態を測定する測定装
置であって、被測定伝送路を測定するための測定信号を生成して被測
定伝送路に対して出力する測定信号生成手段と、この測定信号生成手段によって生成される測定信号に基
づいて基準信号を生成する基準信号生成手段と、この基準信号生成手段により生成される基準信号、及び
前記測定信号が前記被測定伝送路を通過する状態に応じ
て生じる状態検出信号、をそれぞれ解析し、前記基準信
号を解析した値を基準値として、当該状態検出信号の相
対値を算出する解析手段と、この解析手段により解析された結果を出力する出力手段
と、を備えたことを特徴とする測定装置。
【請求項２】前記測定信号生成手段を制御して、前記測
定信号を適宜調整するための調整手段を更に備え、前記解析手段は、前記基準信号の設定値としての基準信
号データを内部に格納し、前記基準値と該基準信号デー
タとの差分に基づいて前記基準信号を補正するための補
正信号を生成して前記調整手段に対して出力し、前記調整手段は、前記解析手段によって生成された補正
信号に基づいて前記測定信号生成手段を制御することを
特徴とする請求項１記載の測定装置。
【請求項３】前記被測定伝送路は光信号を伝送するため
の光ファイバであり、前記測定信号生成手段は測定信号
として光パルスを生成する、光ファイバの測定装置であ
って、前記測定信号生成手段によって生成された前記光パルス
を前記被測定伝送路としての光ファイバに入射させると
ともに、該光パルスの一部を分岐させて前記基準信号生
成手段に入射させ、また、該光パルスが前記光ファイバ
を通過する際に生じる、前記状態検出信号としての後方
散乱光及びフレネル反射光を前記光ファイバから受光し
て、前記解析手段に入射させる光分岐手段を更に備え、前記基準信号生成手段は、前記光分岐手段によって分岐
され入射された光パルスの一部を所定の減衰量で減衰さ
せて、基準信号としての基準光パルスを前記解析手段に
入射させ、前記解析手段は、前記光分岐手段から入射された後方散
乱光、フレネル反射光、及び前記基準信号生成手段から
入射された基準光パルスを受光して電気信号に変換し、
該電気信号を解析することにより前記基準値及び前記相
対値を算出することを特徴とする請求項１または２記載
の測定装置。