JPH0244225A - 光パルス試験装置 - Google Patents

光パルス試験装置

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JPH0244225A
JPH0244225A JP19454088A JP19454088A JPH0244225A JP H0244225 A JPH0244225 A JP H0244225A JP 19454088 A JP19454088 A JP 19454088A JP 19454088 A JP19454088 A JP 19454088A JP H0244225 A JPH0244225 A JP H0244225A
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正隆 中沢
Yasuro Kimura
康郎 木村
Kazunobu Suzuki
和宣 鈴木
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G01M11/30Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides
    • G01M11/31Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides with a light emitter and a light receiver being disposed at the same side of a fibre or waveguide end-face, e.g. reflectometers
    • G01M11/319Reflectometers using stimulated back-scatter, e.g. Raman or fibre amplifiers

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野〕 本発明は、光フアイバ型増幅器を用いることにより、小
型でかつ高効率に長尺被測定光ファイバの障害点探索、
破断点検出、損失測定などを行う装置に関するものであ
る。
[従来の技術] 光ファイバの障害点探索および破断点検出を行う方法に
は、光パルス法、Mf−列ランダムパルス変調による自
己相関法、フォトンカウンティング法、周波数掃引法、
ヘテロダイン決算様々な方法が提案され、実現されてき
ている。
光パルス法はそれらの中でも1各節便な方法であるが、
半導体レーザーを光源として用いて50に+n以上の長
尺光ファイバの障害点探索が可能であるためよく用いら
れている。この光パルス法を実施するのに用いる装置は
光パルス試験器(OpticalTime Domai
n Reflectometer 、以下0TDRと略
す)と呼ばれ、たとえば第4図のように構成されている
第4図において、1は電気パルス発生器、2は光パルス
光源、3は光方向性結合器、4は被測定光ファイバ、5
は光検出器、6は電気信号の増幅器、7は平均化などの
信号処理部、8は表示部である。
電気パルス発生器1からの電気パルスにより光パルス光
源2を励振し、得られる光パルスを光方向性結合器3を
介して被測定光ファイバ4に入射する。光パルスが光フ
アイバ4中を伝搬するに従い、非常に微弱な後方レイリ
ー散乱が発生する。
この後方レイリー散乱は光フアイバ4内を戻って、方向
性結合器3を経て光検出器5に導かれる。この後方レイ
リー散乱に基づく光信号のレベルは入射光に対して−5
0dB程微弱な信号となるため、光検出器5の出力を増
幅器6で増幅する。さらに、その増幅出力を平均化処理
部7に供給し、ここでSlN比を改善し、最終的に表示
部8に表示する。
第5図は2木の光ファイバ4Aと48との接続点および
光ファイバ4Bの破断点に対する後方散乱信号の表示部
8における表示の様子を示すものである。このよ)に接
続点は段差により判断でき、また破断点は急激なレベル
の低下から判断できる。
ここで、方向性結合器3としては、(a)方解石の偏光
特性を用いるもの、(b)超音波光偏光器による光スィ
ッチを用いるもの、(C)光フアイバカップラを用いる
方法などが提案されている。これら方法(a) 、 (
b)および(C)を、それぞれ、第6図(a) 、 (
b)および(C)に示す。(a)の方法は自然偏光して
いる入力に対して3dBカツプラになっているため、入
力で一3dB、散乱光の受光に一3dBの合計6dBの
損失がある。(b)の方法は超音波偏光器をOFFで被
測定光ファイバ4に結合し、ONで散乱光を受光するこ
とにより、有効なスイッチとなる。
(C)の方法は光ファイバを2本題着することにより(
a)  と同様の3dBカツプラを構成しているもので
ある。
[発明が解決しようとする課題] 以上に述べた光パルス法においては、光パルス光源2か
らの光パルスを被測定単一モード光ファイバ4に入射さ
せる場合に、少なくとも3dB程度の光レベルの低下が
存在した。しかもまた、同じことは光検出器5において
微弱な後方レイリー散乱信号を受光する場合にも存在し
、結合損失を取り除くことは不可避であった。従って、
ダイナミックレンジの拡大を行うためには、高出力光源
を用いる必要があった。
そこで、本発明の目的は、光ファイバに対して先パルス
を送り込んで、その光ファイバの各種試験を行なう0T
DR法において、その光ファイバに対する光パルスの結
合の際に生ずる光損失を光フアイバ中の光増幅で補償す
るとともに、光ファイバからの後方散乱光を光増幅する
ことにより、0TDR法のダイナミックレンジの拡大を
図り、以て長尺光ファイバの障害点探索、破断点検出、
損失測定などを可能にする光パルス試験装置を提供する
ことにある。
[課題を解決するための手段] このような目的を達成するために、本発明は、光パルス
を光方向性結合器を介して被測定光ファイバに供給して
、被測定光ファイバについての障害声探索、破断点検出
、損失測定等を行なう光パルス試験装置において、光方
向性結合器と被測定ファイバとの間に光ファイバ形結合
器および光ファイバのコア部分に希土類元素をドープし
て構成したファイバ光増幅器を配設したことを特徴とす
る。
[作 用] 本発明では、希土類元素Er(エルビウム)もしくはN
d(ネオジウム)を光ファイバのコア内にドープした光
フアイバ増幅器を被測定ファイバの前段に取り付けるが
、従来技術においては、このような光フアイバ増幅器を
QTDRの一部に採り入れたものはない。
本発明では、結合損失が存在しても、光フアイバ増幅器
により20dB程度の増幅ができるため、むしろ入射し
た光パルスを高出力化して被測定ファイバに導くことが
できる。光フアイバ増幅器と被測定ファイバは両方とも
通常の単一モートファイバであるため、−数的には結合
損失を0.5dB以下に抑えることができる。さらにま
た、後方レイリー散乱の受光に関しても、もともとレイ
リー散乱レベルは一50dB程度入射レベルに比べて小
さいため、検出が卸しいが、本発明においては、先ファ
イバ光増幅器の増幅特性を用いてS/N比を改善するこ
とかできるため、ダイナミックレンジを拡大することが
でき、その結果、破断点の診断距離を飛躍的に増大させ
ることができる。
[実施例] 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
第1図は本発明の第1の実施例を示し、ここで、1は電
気パルス発生器、2はレーザー光源、3は第6図(b)
に示した超音波光偏向器を用いた方向性結合器、4は障
害点探索の対象たる被測定ファイバ、5は光検出器、6
は電気信号の増幅器、7は信号処理部、8は表示部であ
る。以上の構成は第4図示の従来例と同様である。9は
超音波光偏向形方向性結合器9に対する駆動回路である
。本実施例では、方向性結合器3と光ファイバ4との間
に次の構成をもつ光増幅部14を配置する。すなわち、
光増幅部14において、lOは光ファイバ形結合器、1
1は希土類元素(ErもしくはNd)をコア部にドープ
した光フアイバ増幅器、12は光フアイバ増幅器11を
励起するための光源である。
すなわち、結合器10には方向性結合器3からの光パル
スと光源12からの励起光を結合器lOを介して光フア
イバ増幅器11に導き、その増幅出力光を光ファイバ4
に導く。
ここで、まず、電気パルス発生器1からの電気パルスに
より光源2を励振して光パルスを発生させる。この光パ
ルスは光ファイバ13を通過し、超音波形光方向性結合
器3を経て光ファイバ形結合器10に入射する。すなわ
ち、超音波スイッチがOFFの場合、レーザー光源2は
この方向性結合器3を経て結合器10に接続される。従
来、光源2から結合器lOへの光パルスの結合に際して
は少なくとも3dBの光損失をともなっていたが、本実
施例では、その損失を、破線ブロックで示した光増幅部
14によって補償し、かつ増幅したパルスとして、被測
定ファイバ4に入射させる。光フアイバ増幅器11の励
起には光源12を用い、その励起光を光ファイバ形結合
器lOにより、光源2からの光パルスと合波させて光フ
アイバ増幅器11に導く。
これにより、20dB程度の利得は容易に得られるため
、0.2dB/に+uの光ファイバの障害点探索を考え
ると、片道当り20/(2・0.2)・50kmの探索
距離の拡大が図れることになり、大変優れた方法と言え
る。
特に、光源2が半導体レーザー等の低出力レーザー(数
IIIW出力)の場合、破線で示した光パルス増幅部1
4は有効であり、光ファイバ4に対するファイバ結合出
力を数100mWまで増大させることができる。このよ
うに光パルス増幅部14で増幅された光パルスが被測定
ファイバ4を伝搬するにしたかい、レイリー散乱が発生
し、そのうち後方に伝搬する(後方レイリー散乱)成分
は、光ファイバ4の入射端に戻ってくる。後方散乱光は
非常に微弱であるが、ここでまた光フアイバ増幅部14
が大きな役割を果たす。すなわち、光フアイバ増幅器1
1の20dB程度の利得により、入射パルスと同様にレ
イリー散乱光を増幅し、ダイナミックレンジの拡大が図
れることになる。
このようにして増幅された後方レイリー散乱光は、超音
波先方向性結合器3に入射する。その際、方向性結合器
用駆動回路9をONさせると、ブラッグ回折により光検
出器5に導かれる。もし、光フアイバ増幅部14での利
得が足りなければ、電気信号の増幅器6によりさらに増
幅し、平均化処理部7によりS/N比の改善を行う。そ
の結果得られる出力を表示部8に表示する。
次に、先ファイバ増幅器IIの増幅度の特性を第2図に
示す。この場合、光パルス光源2の波長は1.535μ
mに設定し、励起光源12はA「レーザー(波長514
r++a)を用い、その励起人力は2.5Wとした。第
2図より、ファイバ増幅器IIの長さを2mとした場合
、約20dBの利得が得られていることがわかる。この
光フアイバ増幅器11においては、希土類であるErを
800ppmコア部にドープしてあり、1.5:15μ
mの波長で光iIa幅が起こる。
第3図に第1図示の装置の動作のタイムチャートを示す
。ここで、(a)は光ファイバ4からの後方レイリー散
乱の超音波光方向性結合器3の直前での波形であり、(
b) は光方向性結合器3をOFFからONにしてまた
OFFにする動作により後方散乱イ8号を光検出器5に
導き、(c)は(b)の動作によって得られる後方散乱
信号を示している。このようにして、光フアイバ増幅部
I4をもつ光パルス試験装置を構成できる。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、光フアイバ増幅
器を光パルス試験器に付加することにより、光レベルで
入射光パルスを直接に増幅することができ、しかもまた
微弱な後方散乱信号も増幅できるので、光パルス試験器
のダイナミックレンジを20dB以上犬幅に拡大できる
利点がある。したがって、本発明は、長尺光ファイバの
障害点探索および損失測定にきわめて有効である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明装置の一実施例を示す構成図、第2図は
本発明における光フアイバ増幅器の増幅特性を示す特性
図、 第3図は本発明装置の動作タイムチャート、第4図は従
来の一般的な光パルス試験装置の一例を示す構成図、 第5図は第手図において得られる後方散乱信号の説明図
、 第6図(a) 、 (b)および(C)は、従来用いら
れている光パルス試験器用光方向性結合器として、それ
ぞれ、方解石形の複屈折を利用した例、超音波光偏向器
形の形態の例、および光フアイバ結合器の例を示す説明
図である。 1・・・電気パルス発生器、 2・・・レーザー光源、 3・・・光方向性結合器、 4.4八、4B・・・被測定光ファイバ、5・・・光検
出器、 6・・・増幅器、 7・・・信号処理(平均化処理)部、 8・・・表示部、 9・・・光方向性結合器駆動部、 lO・・・先ファイバ結合器、 11・・・光フアイバ増幅器、 12・・・光フアイバ増幅器励起用光源、13・・・光
ファイバ、 14・・・光フアイバ増幅部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)光パルスを光方向性結合器を介して被測定光ファイ
    バに供給して、当該被測定光ファイバについての障害点
    探索、破断点検出、損失測定等を行なう光パルス試験装
    置において、前記光方向性結合器と前記被測定ファイバ
    との間に光ファイバ形結合器および光ファイバのコア部
    分に希土類元素をドープして構成したファイバ光増幅器
    を配設したことを特徴とする光パルス試験装置。
JP19454088A 1988-08-05 1988-08-05 光パルス試験装置 Expired - Fee Related JPH0663908B2 (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03267923A (ja) * 1990-03-19 1991-11-28 Hitachi Cable Ltd 光多重分配装置
WO1992005466A1 (en) * 1990-09-18 1992-04-02 Fujitsu Limited Optical amplifier
JPH04119017A (ja) * 1990-09-10 1992-04-20 Hitachi Cable Ltd 光ファイバ伝送路の試験監視方法及び装置
US5343286A (en) * 1990-02-15 1994-08-30 British Telecommunications Public Limited Company OTDR having optically switched amplified output onto test fibre to suppress optical amplifier noise between OTDR pluses

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