JPH04218744A - オプティカル・タイム・ドメイン・リフレクトメータ - Google Patents
オプティカル・タイム・ドメイン・リフレクトメータInfo
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- JPH04218744A JPH04218744A JP3087663A JP8766391A JPH04218744A JP H04218744 A JPH04218744 A JP H04218744A JP 3087663 A JP3087663 A JP 3087663A JP 8766391 A JP8766391 A JP 8766391A JP H04218744 A JPH04218744 A JP H04218744A
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- Japan
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- optical
- amplifier
- light
- optical fiber
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
- G01M11/30—Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides
- G01M11/31—Testing 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
- G01M11/3109—Reflectometers detecting the back-scattered light in the time-domain, e.g. OTDR
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
- G01M11/30—Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides
- G01M11/31—Testing 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
- G01M11/319—Reflectometers using stimulated back-scatter, e.g. Raman or fibre amplifiers
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/07—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems
- H04B10/071—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using a reflected signal, e.g. using optical time domain reflectometers [OTDR]
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- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＯＴＤＲ（オプティカ
ル・タイム・ドメイン・リフレクトメータ）に関する。
ル・タイム・ドメイン・リフレクトメータ）に関する。
【０００２】
【従来技術及び発明が解決しようとする課題】従来のＯ
ＴＤＲは、被試験光ファイバに供給する呼びかけパルス
を周期的に発生するレーザ・ダイオードを含んでいる。 被試験光ファイバからの戻り光は、アバランチ・フォト
ダイオードのような光検出器に供給される。この光検出
器は、入射光の強度に応じた電流信号を発生する。この
電流信号が入力増幅器に供給され、入力増幅器の入力イ
ンピーダンスの両端電圧として電圧信号に変換される。 この入力増幅器により増幅されたアナログ電圧信号が、
レーザ・ダイオードの励起時間に対して所定時間だけサ
ンプリングされる。これらのサンプル値はデジタル処理
され記憶され、被試験光ファイバからの戻り光の強度を
レーザ・ダイオードからの距離の関数として表示するの
に利用される。
ＴＤＲは、被試験光ファイバに供給する呼びかけパルス
を周期的に発生するレーザ・ダイオードを含んでいる。 被試験光ファイバからの戻り光は、アバランチ・フォト
ダイオードのような光検出器に供給される。この光検出
器は、入射光の強度に応じた電流信号を発生する。この
電流信号が入力増幅器に供給され、入力増幅器の入力イ
ンピーダンスの両端電圧として電圧信号に変換される。 この入力増幅器により増幅されたアナログ電圧信号が、
レーザ・ダイオードの励起時間に対して所定時間だけサ
ンプリングされる。これらのサンプル値はデジタル処理
され記憶され、被試験光ファイバからの戻り光の強度を
レーザ・ダイオードからの距離の関数として表示するの
に利用される。
【０００３】この試験の分解能を向上するには、被試験
光ファイバに供給する呼びかけパルスのパルス幅を極め
て短くする必要がある。従って、光検出器からの電流信
号の短い立ち上がり時間情報を保持するには、入力増幅
器に極めて広帯域特性が要求される。これは、電流信号
を電圧信号に変換する入力インピーダンスの値が小さく
、その両端間電圧が小さいことを意味する。それ故、Ｏ
ＴＤＲの測定分解能を向上するには、機器のＳＮ比を向
上する必要がある。被試験光ファイバからの戻り光は、
レーリー後方散乱光とフレネル反射光との組み合わせで
ある。後方散乱光の強度は、フレネル反射光の強度より
ずっと小さく、一般にフレネル反射光の方が後方散乱光
より関心の対象となることが多い。後方散乱光の強度は
、呼びかけパルスのパルス幅に依存しているので、高分
解能を達成する為に光パルスの幅を短くすると、後方散
乱光の強度が減少し、ＳＮ比も低下してしまう。
光ファイバに供給する呼びかけパルスのパルス幅を極め
て短くする必要がある。従って、光検出器からの電流信
号の短い立ち上がり時間情報を保持するには、入力増幅
器に極めて広帯域特性が要求される。これは、電流信号
を電圧信号に変換する入力インピーダンスの値が小さく
、その両端間電圧が小さいことを意味する。それ故、Ｏ
ＴＤＲの測定分解能を向上するには、機器のＳＮ比を向
上する必要がある。被試験光ファイバからの戻り光は、
レーリー後方散乱光とフレネル反射光との組み合わせで
ある。後方散乱光の強度は、フレネル反射光の強度より
ずっと小さく、一般にフレネル反射光の方が後方散乱光
より関心の対象となることが多い。後方散乱光の強度は
、呼びかけパルスのパルス幅に依存しているので、高分
解能を達成する為に光パルスの幅を短くすると、後方散
乱光の強度が減少し、ＳＮ比も低下してしまう。
【０００４】フレネル反射光のような大強度の光パルス
が光検出器に入射すると、光検出器は、瞬時に回復でき
ない。従って、そのような大振幅光パルスを受けた直後
の検出電流は、その時点の光検出器の入射光の強度を正
確に表すものとはならない。
が光検出器に入射すると、光検出器は、瞬時に回復でき
ない。従って、そのような大振幅光パルスを受けた直後
の検出電流は、その時点の光検出器の入射光の強度を正
確に表すものとはならない。
【０００５】従って、本発明の目的は、高レベルの光入
力信号に対する光検出器の回復時間に起因する歪の発生
を低減可能なＯＴＤＲを提供することである。
力信号に対する光検出器の回復時間に起因する歪の発生
を低減可能なＯＴＤＲを提供することである。
【０００６】
【課題を解決する為の手段及び作用】ＯＴＤＲは、一般
に、レーザ光源と、該レーザ光源を駆動して被試験光フ
ァイバに光パルスを送出させる駆動回路と、上記被試験
光ファイバからの光を検出する光検出器を有する。本発
明のＯＴＤＲは、上述の基本構成に加えて、被試験光フ
ァイバと光検出器との間に光増幅器を設け、更に、この
光増幅器の利得を制御する利得制御手段も設けている。 これにより、光検出器に入力される光信号のレベルを最
適調整することにより、光検出器の回復時間に起因する
歪の発生を除去出来る。
に、レーザ光源と、該レーザ光源を駆動して被試験光フ
ァイバに光パルスを送出させる駆動回路と、上記被試験
光ファイバからの光を検出する光検出器を有する。本発
明のＯＴＤＲは、上述の基本構成に加えて、被試験光フ
ァイバと光検出器との間に光増幅器を設け、更に、この
光増幅器の利得を制御する利得制御手段も設けている。 これにより、光検出器に入力される光信号のレベルを最
適調整することにより、光検出器の回復時間に起因する
歪の発生を除去出来る。
【０００７】
【実施例】図１は、本発明のＯＴＤＲの好適実施例の構
成を示すブロック図である。レーザ・ダイオード２が方
向性カプラ３の一方の導波管を介して出力ファイバ４に
接続されている。この出力ファイバ４は、被試験光ファ
イバ６とコネクタ８を介して接続可能になっている。こ
のＯＴＤＲが取込みモードで動作中には、レーザ・ドラ
イバ１０が、制御回路１４からの信号に応じてレーザ・
ダイオード２を間欠的に駆動し、呼びかけパルスを被試
験ファイバ６に出力する。
成を示すブロック図である。レーザ・ダイオード２が方
向性カプラ３の一方の導波管を介して出力ファイバ４に
接続されている。この出力ファイバ４は、被試験光ファ
イバ６とコネクタ８を介して接続可能になっている。こ
のＯＴＤＲが取込みモードで動作中には、レーザ・ドラ
イバ１０が、制御回路１４からの信号に応じてレーザ・
ダイオード２を間欠的に駆動し、呼びかけパルスを被試
験ファイバ６に出力する。
【０００８】半導体レーザ増幅器１６及び光帯域通過フ
ィルタ１８の直列回路が方向性カプラ３の第２導波管と
光検出器２０との間に接続されている。半導体レーザ増
幅器に含まれているレーザ・ダイオードは、チャネル内
が反転分布状態となるようにバイアスされているが、チ
ャネルはレーザ発振状態にはなっていない。もしレーザ
発振状態までバイアスされていた場合に発生する光と同
じ波長の光がこのレーザ・ダイオードに入射すると、電
子の状態遷移が急激に起こり、チャネル内に入射した光
信号が増幅される。光ファイバ６からの戻り光の一部分
は、第２導波間に導かれ、レーザ増幅器１６に入力され
る。このレーザ増幅器１６の利得は、制御回路１４から
供給されるバイアス電流により制御される。光検出器２
０は、入力インピーダンス素子２４を有する増幅器２２
に接続されている。光検出器２０の出力電流は、この入
力インピーダンス素子２４により電圧に変換され、その
電圧が増幅器２２により増幅される。この増幅器２２の
出力電圧は、ＡＤＣ（アナログ・デジタル変換器）２６
に供給される。ＡＤＣ２６は、制御回路１４からの制御
信号に応じて入力電圧をサンプリングし、デジタル信号
に変換する。信号処理及び記憶回路２８が、ＡＤＣ２６
からサンプル値を受けると共にそれに関連する時間デー
タを制御回路１４から受ける。信号処理及び記憶回路２
８は、入力サンプル値を処理し、これらサンプル値を入
力時間データの夫々に対応したメモリ・アドレスに記憶
する。表示サイクルにおいて、これらサンプル値はメモ
リから読み出され、関連する時間データと共に表示装置
３０に供給され、被試験ファイバ６からの戻り光の強度
が呼びかけパルスの射出後の時間の関数として表示され
る。
ィルタ１８の直列回路が方向性カプラ３の第２導波管と
光検出器２０との間に接続されている。半導体レーザ増
幅器に含まれているレーザ・ダイオードは、チャネル内
が反転分布状態となるようにバイアスされているが、チ
ャネルはレーザ発振状態にはなっていない。もしレーザ
発振状態までバイアスされていた場合に発生する光と同
じ波長の光がこのレーザ・ダイオードに入射すると、電
子の状態遷移が急激に起こり、チャネル内に入射した光
信号が増幅される。光ファイバ６からの戻り光の一部分
は、第２導波間に導かれ、レーザ増幅器１６に入力され
る。このレーザ増幅器１６の利得は、制御回路１４から
供給されるバイアス電流により制御される。光検出器２
０は、入力インピーダンス素子２４を有する増幅器２２
に接続されている。光検出器２０の出力電流は、この入
力インピーダンス素子２４により電圧に変換され、その
電圧が増幅器２２により増幅される。この増幅器２２の
出力電圧は、ＡＤＣ（アナログ・デジタル変換器）２６
に供給される。ＡＤＣ２６は、制御回路１４からの制御
信号に応じて入力電圧をサンプリングし、デジタル信号
に変換する。信号処理及び記憶回路２８が、ＡＤＣ２６
からサンプル値を受けると共にそれに関連する時間デー
タを制御回路１４から受ける。信号処理及び記憶回路２
８は、入力サンプル値を処理し、これらサンプル値を入
力時間データの夫々に対応したメモリ・アドレスに記憶
する。表示サイクルにおいて、これらサンプル値はメモ
リから読み出され、関連する時間データと共に表示装置
３０に供給され、被試験ファイバ６からの戻り光の強度
が呼びかけパルスの射出後の時間の関数として表示され
る。
【０００９】レーザ増幅器１６に供給されるバイアス電
流によりレーザ増幅器がレーザ発振動作の臨界状態付近
まで達した場合には、光検出器の為の広帯域光前置増幅
器として機能する。従って、この場合に被試験ファイバ
６からの戻り光の強度に応じて発生する光検出器の出力
電流は、戻り光が直接光検出器に供給されたと仮定した
場合より遥かに大きくなる。更に、このＯＴＤＲが、上
述の取込みモードの前にトレーニング・モードで動作し
ていたとすると、レーザ増幅器１６のバイアス電流を時
間の関数として制御することにより、高レベルのフレネ
ル反射光を減衰させ、光検出器の有限の回復時間に起因
する歪を最小化することが出来る。
流によりレーザ増幅器がレーザ発振動作の臨界状態付近
まで達した場合には、光検出器の為の広帯域光前置増幅
器として機能する。従って、この場合に被試験ファイバ
６からの戻り光の強度に応じて発生する光検出器の出力
電流は、戻り光が直接光検出器に供給されたと仮定した
場合より遥かに大きくなる。更に、このＯＴＤＲが、上
述の取込みモードの前にトレーニング・モードで動作し
ていたとすると、レーザ増幅器１６のバイアス電流を時
間の関数として制御することにより、高レベルのフレネ
ル反射光を減衰させ、光検出器の有限の回復時間に起因
する歪を最小化することが出来る。
【００１０】光帯域通過フィルタ１８は、光検出器２０
に入射するノイズの帯域幅を低減している。
に入射するノイズの帯域幅を低減している。
【００１１】図２は、図１のＯＴＤＲの構成を変更した
他の実施例を示すブロック図である。図２の場合、ファ
イバ増幅器３２が方向性カプラ３及びコネクタ８の間に
接続されている。ファイバ増幅器に含まれている光ファ
イバには、エルビウムのような選択された不純物が添加
されている。第１の波長の光をこのファイバに入射する
ことにより、チャネル内を第２の波長の光でトリガ可能
な反転分布状態に励起出来るので、この第２の波長の光
の増幅が可能となる。このファイバ増幅器３２は、方向
性カプラ３６及びファイバ４を介してレーザ・ダイオー
ド３４から供給される光パルスによって連続的に励起さ
れており、レーザ・ダイオード２が出力する光と同じ波
長の光を発生することにより光増幅を行う。レーザ・ダ
イオード３４の出力光の波長がフィルタ１８の帯域幅か
らはずれている場合には、フィルタ１８に供給されるレ
ーザ・ダイオード３４の出力光、後方散乱光及び反射光
は、光検出器２０で検出されることはない。ファイバ増
幅器３２は、呼びかけパルス並びにこれに応じて被試験
ファイバ６から戻される後方散乱光及び反射光を共に増
幅する。
他の実施例を示すブロック図である。図２の場合、ファ
イバ増幅器３２が方向性カプラ３及びコネクタ８の間に
接続されている。ファイバ増幅器に含まれている光ファ
イバには、エルビウムのような選択された不純物が添加
されている。第１の波長の光をこのファイバに入射する
ことにより、チャネル内を第２の波長の光でトリガ可能
な反転分布状態に励起出来るので、この第２の波長の光
の増幅が可能となる。このファイバ増幅器３２は、方向
性カプラ３６及びファイバ４を介してレーザ・ダイオー
ド３４から供給される光パルスによって連続的に励起さ
れており、レーザ・ダイオード２が出力する光と同じ波
長の光を発生することにより光増幅を行う。レーザ・ダ
イオード３４の出力光の波長がフィルタ１８の帯域幅か
らはずれている場合には、フィルタ１８に供給されるレ
ーザ・ダイオード３４の出力光、後方散乱光及び反射光
は、光検出器２０で検出されることはない。ファイバ増
幅器３２は、呼びかけパルス並びにこれに応じて被試験
ファイバ６から戻される後方散乱光及び反射光を共に増
幅する。
【００１２】以上本発明の好適実施例について説明した
が、本発明はここに説明した実施例のみに限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱することなく必要に応
じて種々の変形及び変更を実施し得ることは当業者には
明らかである。例えば、ファイバ増幅器は、図２の実施
例に限定されるものではなく、図１の実施例に適用して
も良い。また、ファイバ増幅器を図２のように呼びかけ
パルスの経路に接続する際に、呼びかけパルスの入力側
からこのファイバ増幅器を励起する必要はない。ファイ
バ増幅器は、何れの側から励起する構成にしても良い。
が、本発明はここに説明した実施例のみに限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱することなく必要に応
じて種々の変形及び変更を実施し得ることは当業者には
明らかである。例えば、ファイバ増幅器は、図２の実施
例に限定されるものではなく、図１の実施例に適用して
も良い。また、ファイバ増幅器を図２のように呼びかけ
パルスの経路に接続する際に、呼びかけパルスの入力側
からこのファイバ増幅器を励起する必要はない。ファイ
バ増幅器は、何れの側から励起する構成にしても良い。
【００１３】
【発明の効果】本発明のＯＴＤＲは、被試験光ファイバ
と光検出器との間に光増幅器を設け、この光増幅器の利
得を調整することにより光検出器に入力される光信号の
レベルを適宜調整することが出来るので、高レベルの光
信号に対する光検出器の回復時間に起因する歪の発生を
低減又は除去することが出来る。
と光検出器との間に光増幅器を設け、この光増幅器の利
得を調整することにより光検出器に入力される光信号の
レベルを適宜調整することが出来るので、高レベルの光
信号に対する光検出器の回復時間に起因する歪の発生を
低減又は除去することが出来る。
【図１】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図２】本発明の他の実施例を示すブロック図である。
２ レーザ・ダイオード（光源）
３ 方向性カプラ
６ 被試験光ファイバ
１０ レーザ駆動回路
１４ 制御回路
１６ 半導体光増幅器
１８ 光帯域通過フィルタ
２０ 光検出器
Claims (1)
- 【請求項１】 レーザ光源と、該レーザ光源を駆動し
て被試験光ファイバに光パルスを送出させる駆動回路と
、上記被試験光ファイバからの光を検出する光検出器を
有するオプティカル・タイム・ドメイン・リフレクトメ
ータにおいて、上記被試験光ファイバと上記光検出器と
の間に設けられた光増幅器と、該光増幅器の利得を制御
する利得制御手段とを具えることを特徴とするオプティ
カル・タイム・ドメイン・リフレクトメータ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/500,156 US5013907A (en) | 1990-03-27 | 1990-03-27 | Optical time domain testing instrument |
| US500156 | 1990-03-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04218744A true JPH04218744A (ja) | 1992-08-10 |
Family
ID=23988279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3087663A Pending JPH04218744A (ja) | 1990-03-27 | 1991-03-26 | オプティカル・タイム・ドメイン・リフレクトメータ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5013907A (ja) |
| EP (1) | EP0449136A3 (ja) |
| JP (1) | JPH04218744A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5648001A (en) * | 1995-09-29 | 1997-07-15 | Hsieh; Shun-Cheng | Welding method and clamping device for steel reinforcements |
| JP2013190348A (ja) * | 2012-03-14 | 2013-09-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光線路監視装置 |
Families Citing this family (11)
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| WO1991012509A1 (en) * | 1990-02-15 | 1991-08-22 | British Telecommunications Public Limited Company | Optical test apparatus |
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| GB9115453D0 (en) * | 1991-07-18 | 1991-09-04 | British Telecomm | Fault location in optical systems |
| US5291267A (en) * | 1992-01-22 | 1994-03-01 | Hewlett-Packard Company | Optical low-coherence reflectometry using optical amplification |
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-
1990
- 1990-03-27 US US07/500,156 patent/US5013907A/en not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-03-22 EP EP19910104539 patent/EP0449136A3/en not_active Withdrawn
- 1991-03-26 JP JP3087663A patent/JPH04218744A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH039237A (ja) * | 1989-06-05 | 1991-01-17 | Anritsu Corp | 光パルス試験器 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5648001A (en) * | 1995-09-29 | 1997-07-15 | Hsieh; Shun-Cheng | Welding method and clamping device for steel reinforcements |
| JP2013190348A (ja) * | 2012-03-14 | 2013-09-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光線路監視装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5013907A (en) | 1991-05-07 |
| EP0449136A3 (en) | 1992-10-21 |
| EP0449136A2 (en) | 1991-10-02 |
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