JPH08125607A - 光伝送路障害点標定方法および光伝送線 - Google Patents
光伝送路障害点標定方法および光伝送線Info
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- JPH08125607A JPH08125607A JP6256612A JP25661294A JPH08125607A JP H08125607 A JPH08125607 A JP H08125607A JP 6256612 A JP6256612 A JP 6256612A JP 25661294 A JP25661294 A JP 25661294A JP H08125607 A JPH08125607 A JP H08125607A
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- optical
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- G—PHYSICS
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- 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
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- G01M11/3109—Reflectometers detecting the back-scattered light in the time-domain, e.g. OTDR
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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- 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
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- 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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Abstract
(57)【要約】
【目的】光伝送路における障害点評定方法に関し、ファ
イバパラメータの変化に基づく後方散乱光パワーの変化
による反射波強度の時間的不連続を利用して光伝送路の
障害点を標定する方法と、この場合に使用する光伝送線
とを提供することを目的とする。 【構成】ファイバパラメータの異なる光ファイバＡ，Ｂ
を長手方向に配置して構成した光伝送線からなる光伝送
路にパルス光を入射したとき、ファイバパラメータの違
いに基づく後方散乱光パワーの変化によって生じる、反
射波強度の時間的変化を測定して、これを距離目盛りに
変換して読み取ったときの、距離目盛り上における不連
続点を距離マーカとして用いて、光伝送路における障害
点の距離を測定する。
イバパラメータの変化に基づく後方散乱光パワーの変化
による反射波強度の時間的不連続を利用して光伝送路の
障害点を標定する方法と、この場合に使用する光伝送線
とを提供することを目的とする。 【構成】ファイバパラメータの異なる光ファイバＡ，Ｂ
を長手方向に配置して構成した光伝送線からなる光伝送
路にパルス光を入射したとき、ファイバパラメータの違
いに基づく後方散乱光パワーの変化によって生じる、反
射波強度の時間的変化を測定して、これを距離目盛りに
変換して読み取ったときの、距離目盛り上における不連
続点を距離マーカとして用いて、光伝送路における障害
点の距離を測定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光伝送路障害点標定方
法および光伝送線に関し、特にファイバパラメータの変
化に基づく後方散乱光パワーの変化による反射波強度の
時間的不連続を利用して光伝送路の障害点を標定する方
法と、この場合に使用する光伝送線とに関するものであ
る。
法および光伝送線に関し、特にファイバパラメータの変
化に基づく後方散乱光パワーの変化による反射波強度の
時間的不連続を利用して光伝送路の障害点を標定する方
法と、この場合に使用する光伝送線とに関するものであ
る。
【０００２】海底通信等において、長距離伝送を行なう
際には、光ケーブルからなる伝送路を用いて光信号によ
って伝送する方式が一般化している。光ケーブルが破断
等の障害を生じた場合には、光ケーブルを引き上げるこ
となしに障害点の位置を特定するため、布設状態におい
て端部から標定を行なって、障害点までの距離を測定す
る方法がとられている。
際には、光ケーブルからなる伝送路を用いて光信号によ
って伝送する方式が一般化している。光ケーブルが破断
等の障害を生じた場合には、光ケーブルを引き上げるこ
となしに障害点の位置を特定するため、布設状態におい
て端部から標定を行なって、障害点までの距離を測定す
る方法がとられている。
【０００３】このような光伝送路における障害点の標定
方法は、障害点までの距離標定の精度を、できるだけ高
くできるものであることが望ましい。
方法は、障害点までの距離標定の精度を、できるだけ高
くできるものであることが望ましい。
【０００４】
【従来の技術】従来、光伝送路の障害点標定には、周知
のＯＴＤＲ（Optical Time Domain Reflectionmeter)
が、最も有力な手段として一般的に用いられている。Ｏ
ＴＤＲは、レーザダイオードを一定周期でパルス発光さ
せて得られたパルス光を被測定光ファイバに入射して、
被測定光ファイバから入射側に戻ってくる、フレネル反
射に基づく反射光およびレイリー散乱に基づく後方散乱
光とを、受光器で電気信号に変換し増幅したのち、発光
周期に応じてラスタスキャンを行なうことによって、フ
ァイバ長に対応する距離と反射波強度との特性を波形表
示するものである。
のＯＴＤＲ（Optical Time Domain Reflectionmeter)
が、最も有力な手段として一般的に用いられている。Ｏ
ＴＤＲは、レーザダイオードを一定周期でパルス発光さ
せて得られたパルス光を被測定光ファイバに入射して、
被測定光ファイバから入射側に戻ってくる、フレネル反
射に基づく反射光およびレイリー散乱に基づく後方散乱
光とを、受光器で電気信号に変換し増幅したのち、発光
周期に応じてラスタスキャンを行なうことによって、フ
ァイバ長に対応する距離と反射波強度との特性を波形表
示するものである。
【０００５】図４は、ＯＴＤＲによる観測波形を例示し
たものであって、光ファイバの接続損失や伝送損失測定
時の波形を示している。水平軸は光の伝播時間を示し、
光ファイバを特定することによって、距離（ファイバ
長）の目盛りとして表される。垂直軸は、反射波の強度
を表している。
たものであって、光ファイバの接続損失や伝送損失測定
時の波形を示している。水平軸は光の伝播時間を示し、
光ファイバを特定することによって、距離（ファイバ
長）の目盛りとして表される。垂直軸は、反射波の強度
を表している。
【０００６】図４において、Ａ1,Ａ2,Ａ3 で示される部
分は、後方散乱光に基づくものであって、光ファイバの
損失特性に対応する傾斜を有し、Ｂは光ファイバのスプ
ライスに基づく不連続点を示している。またＣは光ファ
イバの接続部に基づくフレネル反射、Ｄは光ファイバ終
端部または破断点におけるフレネル反射をそれぞれ示し
ている。
分は、後方散乱光に基づくものであって、光ファイバの
損失特性に対応する傾斜を有し、Ｂは光ファイバのスプ
ライスに基づく不連続点を示している。またＣは光ファ
イバの接続部に基づくフレネル反射、Ｄは光ファイバ終
端部または破断点におけるフレネル反射をそれぞれ示し
ている。
【０００７】光ファイバに破断等の障害を生じた場合、
ＯＴＤＲを用いて波形観測を行なうことによって、図４
に示されるような、フレネル反射に基づく明瞭な波形上
の特徴を判別することができるので、これによって障害
点の標定を行なうことができる。
ＯＴＤＲを用いて波形観測を行なうことによって、図４
に示されるような、フレネル反射に基づく明瞭な波形上
の特徴を判別することができるので、これによって障害
点の標定を行なうことができる。
【０００８】ＯＴＤＲを用いて光伝送路の障害点標定を
行なった場合、光ファイバの屈折率のばらつき等によっ
て、障害点までの距離の読み取り精度に誤差を生じるこ
とがある。例えば、ＯＴＤＲにおける距離の読み取り精
度の誤差は、次のような原因で発生する。
行なった場合、光ファイバの屈折率のばらつき等によっ
て、障害点までの距離の読み取り精度に誤差を生じるこ
とがある。例えば、ＯＴＤＲにおける距離の読み取り精
度の誤差は、次のような原因で発生する。
【０００９】ＯＴＤＲにおいて水平軸に表される距離Ｌ
は、次式によって計算される。 Ｌ＝（Ｃ×Ｔ）／（２×ｎ1 ） …（１） ここで、Ｃ ：光速度 Ｔ ：光パルスが入射してから散乱光が戻ってくるまで
の時間 ｎ1 ：ファイバコア屈折率
は、次式によって計算される。 Ｌ＝（Ｃ×Ｔ）／（２×ｎ1 ） …（１） ここで、Ｃ ：光速度 Ｔ ：光パルスが入射してから散乱光が戻ってくるまで
の時間 ｎ1 ：ファイバコア屈折率
【００１０】このようにＯＴＤＲにおいては、光ファイ
バが均一なものとして距離目盛りを定めるため、光ファ
イバのコア屈折率ｎ1 が、光ファイバの長手方向にゆら
ぎを持っている場合は、ＯＴＤＲによって測定される距
離に誤差を生じることになる。
バが均一なものとして距離目盛りを定めるため、光ファ
イバのコア屈折率ｎ1 が、光ファイバの長手方向にゆら
ぎを持っている場合は、ＯＴＤＲによって測定される距
離に誤差を生じることになる。
【００１１】ＯＴＤＲにおける、障害点までの距離の読
み取り精度の誤差は、最大１０パーセントに達する場合
があるが、中継スパンが長距離化し、例えば１４０ｋｍ
に達するようになると、これは無視できないレベルとな
り、標定された障害点の距離と、実際の障害点の位置と
に大きなずれを生じることになる。そのため修理に要す
る時間や、消費する予備ケーブル量が著しく大きくなる
ことを避けられない。
み取り精度の誤差は、最大１０パーセントに達する場合
があるが、中継スパンが長距離化し、例えば１４０ｋｍ
に達するようになると、これは無視できないレベルとな
り、標定された障害点の距離と、実際の障害点の位置と
に大きなずれを生じることになる。そのため修理に要す
る時間や、消費する予備ケーブル量が著しく大きくなる
ことを避けられない。
【００１２】これに対して、特開昭５３−１１９０６８
号公報においては、光ファイバ伝送路の途中に１個また
は複数個の一定量の反射波を生ぜしめる定反射点を設置
して、光ケーブルの障害点を推定できるようにする光ケ
ーブルの障害点標定方式が記載されている。
号公報においては、光ファイバ伝送路の途中に１個また
は複数個の一定量の反射波を生ぜしめる定反射点を設置
して、光ケーブルの障害点を推定できるようにする光ケ
ーブルの障害点標定方式が記載されている。
【００１３】この方式によれば、光ファイバコネクタの
接続面に、光ファイバと屈折率の異なる材質または空気
ギャップを挿入したコネクタを用い、この部分で発生す
るフレネル反射光を利用して定反射点を設置することに
よって、光ファイバ伝送路を任意数に区分し、この定反
射点からの反射波の有無および損失増を利用することに
よって、光ケーブルの障害点が、どの区間内にあるかの
推定を行なうことができるようになっている。
接続面に、光ファイバと屈折率の異なる材質または空気
ギャップを挿入したコネクタを用い、この部分で発生す
るフレネル反射光を利用して定反射点を設置することに
よって、光ファイバ伝送路を任意数に区分し、この定反
射点からの反射波の有無および損失増を利用することに
よって、光ケーブルの障害点が、どの区間内にあるかの
推定を行なうことができるようになっている。
【００１４】しかしながらこのような方法では、接続点
における通過損失が大きく、例えば空気ギャップの場
合、定反射点ごとに０．３ｄＢ程度の損失を生じるた
め、中継間隔が減少し、無視出来ない値となる。一例と
して１０ｋｍごとに定反射点を設置するものとすると、
一般に中継器間隔は、光アンプ方式の場合８０ｋｍ程度
であり、再生中継器方式では１４０ｋｍに達するので、
定反射点設置による損失は、それぞれ２．１ｄＢおよび
３．９ｄＢとなるが、これによって中継間隔は、それぞ
れ６９．５ｋｍおよび１２０．５ｋｍに減少することに
なる。
における通過損失が大きく、例えば空気ギャップの場
合、定反射点ごとに０．３ｄＢ程度の損失を生じるた
め、中継間隔が減少し、無視出来ない値となる。一例と
して１０ｋｍごとに定反射点を設置するものとすると、
一般に中継器間隔は、光アンプ方式の場合８０ｋｍ程度
であり、再生中継器方式では１４０ｋｍに達するので、
定反射点設置による損失は、それぞれ２．１ｄＢおよび
３．９ｄＢとなるが、これによって中継間隔は、それぞ
れ６９．５ｋｍおよび１２０．５ｋｍに減少することに
なる。
【００１５】さらにこの場合も、障害点の距離の標定
は、入射端と障害点との間の距離の測定によって行なう
ので、中継スパンが長距離化した場合の距離測定精度の
低下は、同様にして生じることを避けられない。
は、入射端と障害点との間の距離の測定によって行なう
ので、中継スパンが長距離化した場合の距離測定精度の
低下は、同様にして生じることを避けられない。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来技術の課題を解決しようとするものであって、ＯＴ
ＤＲを用いて光伝送路の障害点標定を行なう場合に、距
離の読み取り精度を向上させることができるとともに、
中継間隔を減少させることがない、光伝送路障害点標定
方法および光伝送線を提供することを目的としている。
従来技術の課題を解決しようとするものであって、ＯＴ
ＤＲを用いて光伝送路の障害点標定を行なう場合に、距
離の読み取り精度を向上させることができるとともに、
中継間隔を減少させることがない、光伝送路障害点標定
方法および光伝送線を提供することを目的としている。
【００１７】
(1) 本発明の光伝送路障害点標定方法は、ファイバパラ
メータの異なる光ファイバを長手方向に配置して構成し
た光伝送線からなる光伝送路にパルス光を入射したとき
の、ファイバパラメータの違いに基づく後方散乱光パワ
ーの変化によって生じる反射波強度の時間的変化を距離
目盛りに変換したときのこの距離目盛り上における不連
続点を距離マーカとして用いて、光伝送路における障害
点の距離を測定するものである。
メータの異なる光ファイバを長手方向に配置して構成し
た光伝送線からなる光伝送路にパルス光を入射したとき
の、ファイバパラメータの違いに基づく後方散乱光パワ
ーの変化によって生じる反射波強度の時間的変化を距離
目盛りに変換したときのこの距離目盛り上における不連
続点を距離マーカとして用いて、光伝送路における障害
点の距離を測定するものである。
【００１８】(2) 本発明の光伝送線は、ファイバパラメ
ータの異なる光ファイバを長手方向に配置して構成した
光伝送線であって、この光伝送線からなる光伝送路にパ
ルス光を入射したとき、ファイバパラメータの違いに基
づく後方散乱光パワーの変化によって反射波強度の時間
的変化に不連続点を生じるものである。
ータの異なる光ファイバを長手方向に配置して構成した
光伝送線であって、この光伝送線からなる光伝送路にパ
ルス光を入射したとき、ファイバパラメータの違いに基
づく後方散乱光パワーの変化によって反射波強度の時間
的変化に不連続点を生じるものである。
【００１９】(3) (2) の場合に、光伝送線を、ファイバ
パラメータを異にする２種類の光ファイバを交互に配置
して構成する。
パラメータを異にする２種類の光ファイバを交互に配置
して構成する。
【００２０】(4) (3) の場合に、光伝送線を、ファイバ
パラメータを異にする２種類の光ファイバを等間隔に交
互に配置して構成する。
パラメータを異にする２種類の光ファイバを等間隔に交
互に配置して構成する。
【００２１】(5) (3) の場合に、光伝送線を、ファイバ
パラメータを異にする２種類の光ファイバのうち１種類
のものを主伝送路用として長区間使用するとともに、他
の１種類のものをマーカ用として短区間使用して交互に
配置して構成する。
パラメータを異にする２種類の光ファイバのうち１種類
のものを主伝送路用として長区間使用するとともに、他
の１種類のものをマーカ用として短区間使用して交互に
配置して構成する。
【００２２】(6) (3) 〜(5) の場合に、光伝送線におけ
る、２種類の光ファイバを、コア径の大きいものとコア
径の小さいものとから構成する。
る、２種類の光ファイバを、コア径の大きいものとコア
径の小さいものとから構成する。
【００２３】(7) (3) 〜(5) の場合に、光伝送線におけ
る、２種類の光ファイバを、コア屈折率が大きいものと
コア屈折率が小さいものとから構成する。
る、２種類の光ファイバを、コア屈折率が大きいものと
コア屈折率が小さいものとから構成する。
【００２４】(8) (3) 〜(5) の場合に、光伝送線におけ
る、２種類の光ファイバを、コア径の大小と、コアとク
ラッドとの比屈折率差が同じでコア屈折率の大小との組
み合わせから構成する。
る、２種類の光ファイバを、コア径の大小と、コアとク
ラッドとの比屈折率差が同じでコア屈折率の大小との組
み合わせから構成する。
【００２５】(9) (2) 〜(8) に記載された光伝送線を１
または複数本含めて光ケーブルを構成する。
または複数本含めて光ケーブルを構成する。
【００２６】
【作用】本発明の光伝送路障害点標定方法においては、
光伝送路を形成する光ファイバの諸特性のいずれかに、
伝送特性に影響を与えない範囲の変化を、予め定められ
たインタバルごとに付与する。これによって、レイリー
散乱に基づく後方散乱光のパワーが増減するので、ＯＴ
ＤＲで測定した際に、実際は損失または利得がないの
に、反射波強度に見かけ上、ある程度の大きさの損失ま
たは利得の変化が生じたようにみえる。このように、反
射波強度に見かけ上の損失または利得の変化が生じるの
は、光ファイバコア内の光パワー密度が変化するため
に、ＯＴＤＲで測定されるレイリー後方散乱光のパワー
が変動するためである。
光伝送路を形成する光ファイバの諸特性のいずれかに、
伝送特性に影響を与えない範囲の変化を、予め定められ
たインタバルごとに付与する。これによって、レイリー
散乱に基づく後方散乱光のパワーが増減するので、ＯＴ
ＤＲで測定した際に、実際は損失または利得がないの
に、反射波強度に見かけ上、ある程度の大きさの損失ま
たは利得の変化が生じたようにみえる。このように、反
射波強度に見かけ上の損失または利得の変化が生じるの
は、光ファイバコア内の光パワー密度が変化するため
に、ＯＴＤＲで測定されるレイリー後方散乱光のパワー
が変動するためである。
【００２７】すなわち、ファイバ端から光を入射する
と、光ファイバの各点で、その位置の入射光パワー密度
に比例したレイリー散乱光が発生する。ＯＴＤＲでは、
この現象を利用して、ファイバ端から光パルスを入射し
たとき、ファイバ内のそれぞれの位置で発生したレイリ
ー散乱光について、入射端まで戻ってくるのに要する時
間と反射波強度とを測定して、これを二次元表示するこ
とによって、光ファイバの長手方向の損失分布を測定で
きるようにする。この場合に発生するレイリー散乱光の
光パワーは、次式によって示される。
と、光ファイバの各点で、その位置の入射光パワー密度
に比例したレイリー散乱光が発生する。ＯＴＤＲでは、
この現象を利用して、ファイバ端から光パルスを入射し
たとき、ファイバ内のそれぞれの位置で発生したレイリ
ー散乱光について、入射端まで戻ってくるのに要する時
間と反射波強度とを測定して、これを二次元表示するこ
とによって、光ファイバの長手方向の損失分布を測定で
きるようにする。この場合に発生するレイリー散乱光の
光パワーは、次式によって示される。
【００２８】 Ｐ＝α×ｐ／（ｎ1 3×（ｎ1 2−ｎ2 2）） …（２） ここで、α ：光の波長，入射光パルス幅等で定まる定
数 ｐ ：入射光パワー密度 ｎ1 ：光ファイバコア屈折率 ｎ2 ：光ファイバクラッド屈折率
数 ｐ ：入射光パワー密度 ｎ1 ：光ファイバコア屈折率 ｎ2 ：光ファイバクラッド屈折率
【００２９】例えば、光ファイバコア径を±１０％変化
させた場合は、コア断面積は８１％〜１２１％の範囲で
変化する。そこで（２）式におけるＰの値も、８１％〜
１２１％の間で変化するので、この場合におけるレイリ
ー散乱光の光パワーの差分ΔＰをｄＢ表示すると、次の
ようになる。 ΔＰ＝１０×ｌｏｇ10（Ｐ121 ／Ｐ81） ＝１．７ｄＢ …（３）
させた場合は、コア断面積は８１％〜１２１％の範囲で
変化する。そこで（２）式におけるＰの値も、８１％〜
１２１％の間で変化するので、この場合におけるレイリ
ー散乱光の光パワーの差分ΔＰをｄＢ表示すると、次の
ようになる。 ΔＰ＝１０×ｌｏｇ10（Ｐ121 ／Ｐ81） ＝１．７ｄＢ …（３）
【００３０】また、光ファイバコア屈折率ｎ1 を±５％
変化させた場合は、ｎ1 3が８６〜１１６％の範囲で変化
し、（ｎ1 2−ｎ2 2）は変化しない。従って（２）式にお
けるＰの値は、８６〜１１６％の間で変化するので、こ
の場合におけるレイリー散乱光の光パワーの差分ΔＰを
ｄＢ表示すると、次のようになる。 ΔＰ＝１０×ｌｏｇ10（Ｐ116 ／Ｐ86） ＝１．３ｄＢ …（４）
変化させた場合は、ｎ1 3が８６〜１１６％の範囲で変化
し、（ｎ1 2−ｎ2 2）は変化しない。従って（２）式にお
けるＰの値は、８６〜１１６％の間で変化するので、こ
の場合におけるレイリー散乱光の光パワーの差分ΔＰを
ｄＢ表示すると、次のようになる。 ΔＰ＝１０×ｌｏｇ10（Ｐ116 ／Ｐ86） ＝１．３ｄＢ …（４）
【００３１】このような反射波強度の時間的変化は、Ｏ
ＴＤＲの観測波形上で、特性の段差となって現れるの
で、これを距離目盛りの基準（マーカ）として利用する
ことができる。このマーカの位置を、光伝送線の実長に
対応させておけば、障害点の標定を行なう場合は、障害
点の最寄りのマーカからの距離をＯＴＤＲ上で測定すれ
ばよく、この場合に生じる誤差は、最寄りのマーカから
障害点までの距離に対応するものだけなので、従来のよ
うに、伝送路の全長に対応して生じる誤差より、著しく
小さくすることができる。
ＴＤＲの観測波形上で、特性の段差となって現れるの
で、これを距離目盛りの基準（マーカ）として利用する
ことができる。このマーカの位置を、光伝送線の実長に
対応させておけば、障害点の標定を行なう場合は、障害
点の最寄りのマーカからの距離をＯＴＤＲ上で測定すれ
ばよく、この場合に生じる誤差は、最寄りのマーカから
障害点までの距離に対応するものだけなので、従来のよ
うに、伝送路の全長に対応して生じる誤差より、著しく
小さくすることができる。
【００３２】
【実施例】図１は、本発明の実施例(1) における光伝送
線の構成とＯＴＤＲによる損失測定結果とを示したもの
であって、（ａ）は光伝送線の構成を示し、（ｂ）はＯ
ＴＤＲ測定結果を示している。
線の構成とＯＴＤＲによる損失測定結果とを示したもの
であって、（ａ）は光伝送線の構成を示し、（ｂ）はＯ
ＴＤＲ測定結果を示している。
【００３３】現在、光ファイバのコア外径偏差は、伝送
路特性に影響を与えないために、製造公差を±１０％以
内に抑えられている。そこで２種類の光ファイバを用意
し、所定コア外径ΦＤ＋１０％の外径を持つ光ファイバ
をＡタイプとし、所定コア外径ΦＤ−１０％の外径を持
つ光ファイバをＢタイプとして、図１（ａ）に示すよう
に交互に配置して光伝送線を構成する。図中において、
太実線はＡタイプの区間を示し、細実線はＢタイプの区
間を示している。このような光伝送線からなる光伝送路
に対するＯＴＤＲによる反射波強度測定結果は、図１
（ｂ）に示すようになり、距離（伝送路長）に応じて減
少する特性上に、コア外径の変り目ごとに約２ｄＢの見
かけ上の損失または利得の変化を有するものとなる。
路特性に影響を与えないために、製造公差を±１０％以
内に抑えられている。そこで２種類の光ファイバを用意
し、所定コア外径ΦＤ＋１０％の外径を持つ光ファイバ
をＡタイプとし、所定コア外径ΦＤ−１０％の外径を持
つ光ファイバをＢタイプとして、図１（ａ）に示すよう
に交互に配置して光伝送線を構成する。図中において、
太実線はＡタイプの区間を示し、細実線はＢタイプの区
間を示している。このような光伝送線からなる光伝送路
に対するＯＴＤＲによる反射波強度測定結果は、図１
（ｂ）に示すようになり、距離（伝送路長）に応じて減
少する特性上に、コア外径の変り目ごとに約２ｄＢの見
かけ上の損失または利得の変化を有するものとなる。
【００３４】このような損失または利得の変化は、光伝
送路の実長に対応して生じるので、これを距離（伝送路
長）を示すマーカとして用いることができる。このよう
に、光ファイバコア径の変化が、ＯＴＤＲの観測波形上
で損失または利得の変化として表れる理由は、前述のよ
うに、光ファイバコア内の光パワー密度が変化するため
に、ＯＴＤＲで測定されるレイリー散乱光のパワーが変
動するためであり、この場合の変動の大きさは、（３）
式で示されるものとなる。
送路の実長に対応して生じるので、これを距離（伝送路
長）を示すマーカとして用いることができる。このよう
に、光ファイバコア径の変化が、ＯＴＤＲの観測波形上
で損失または利得の変化として表れる理由は、前述のよ
うに、光ファイバコア内の光パワー密度が変化するため
に、ＯＴＤＲで測定されるレイリー散乱光のパワーが変
動するためであり、この場合の変動の大きさは、（３）
式で示されるものとなる。
【００３５】なお、このように光伝送線を形成する光フ
ァイバコアの外径を変化させた場合、伝送特性に影響を
及ぼすことが考えられる。図２は、光ファイバコア径が
異なる場合の損失を示したものであって、（ａ）は光フ
ァイバの配置構成を示し、（ｂ）は損失の例を示してい
る。図２においては、入力側の光ファイバ（添字１で示
す）のコア径Ｄ1 ＝１０μｍの場合に、出力側の光ファ
イバ（添字２で示す）のコア径Ｄ2 を変化させたときの
接続損失を例示している。
ァイバコアの外径を変化させた場合、伝送特性に影響を
及ぼすことが考えられる。図２は、光ファイバコア径が
異なる場合の損失を示したものであって、（ａ）は光フ
ァイバの配置構成を示し、（ｂ）は損失の例を示してい
る。図２においては、入力側の光ファイバ（添字１で示
す）のコア径Ｄ1 ＝１０μｍの場合に、出力側の光ファ
イバ（添字２で示す）のコア径Ｄ2 を変化させたときの
接続損失を例示している。
【００３６】図２に示されるように、光ファイバコア径
の±１０％の変化に対する損失の変化は０．０１ｄＢ〜
０．０２ｄＢ程度であって、無視できる範囲内のもので
ある。なお、図２においては、各光ファイバのコアとク
ラッドの比屈折率差Δｎ1 ＝Δｎ2 ＝０．２％の場合を
示し、図中、Ｅは伝送光波長で定まる、伝送不可能にな
るコア径（カットオフコア径）を示している。
の±１０％の変化に対する損失の変化は０．０１ｄＢ〜
０．０２ｄＢ程度であって、無視できる範囲内のもので
ある。なお、図２においては、各光ファイバのコアとク
ラッドの比屈折率差Δｎ1 ＝Δｎ2 ＝０．２％の場合を
示し、図中、Ｅは伝送光波長で定まる、伝送不可能にな
るコア径（カットオフコア径）を示している。
【００３７】図３は、本発明の実施例(2) における光伝
送線の構成とＯＴＤＲによる損失測定結果とを示したも
のであって、（ａ）は光伝送線の構成を示し、（ｂ）は
ＯＴＤＲ測定結果を示している。
送線の構成とＯＴＤＲによる損失測定結果とを示したも
のであって、（ａ）は光伝送線の構成を示し、（ｂ）は
ＯＴＤＲ測定結果を示している。
【００３８】実施例(2) の場合、図１の場合と同様に、
太実線はＡタイプの区間を示し、細実線はＢタイプの区
間を示しているが、Ａタイプの光ファイバを主伝送路用
とし、Ｂタイプの光ファイバをマーカ用として、図３
（ａ）に示すように、Ａタイプの光ファイバからなる例
えば約１０ｋｍの主伝送路ごとに、部分的に短区間（例
えば１００ｍ程度）のＢタイプの光ファイバをマーカ用
として配置して光伝送線を構成する。これによって、図
３（ｂ）に示すような反射波強度特性が得られるように
なる。
太実線はＡタイプの区間を示し、細実線はＢタイプの区
間を示しているが、Ａタイプの光ファイバを主伝送路用
とし、Ｂタイプの光ファイバをマーカ用として、図３
（ａ）に示すように、Ａタイプの光ファイバからなる例
えば約１０ｋｍの主伝送路ごとに、部分的に短区間（例
えば１００ｍ程度）のＢタイプの光ファイバをマーカ用
として配置して光伝送線を構成する。これによって、図
３（ｂ）に示すような反射波強度特性が得られるように
なる。
【００３９】実施例(2) の構成によれば、主伝送路用の
光ファイバに比べて、マーカ用として用いられている光
ファイバの長さが短いので、実施例(1) の場合と比較し
て、伝送特性に与える影響を少なくすることができる。
光ファイバに比べて、マーカ用として用いられている光
ファイバの長さが短いので、実施例(1) の場合と比較し
て、伝送特性に与える影響を少なくすることができる。
【００４０】本発明の実施例(3) として、コアとクラッ
ドとの比屈折率差を変えずに、コアの屈折率を変えた光
ファイバを２種類用意し、実施例(1) の場合と同様に、
等間隔に交互に配置して光伝送線を構成する。
ドとの比屈折率差を変えずに、コアの屈折率を変えた光
ファイバを２種類用意し、実施例(1) の場合と同様に、
等間隔に交互に配置して光伝送線を構成する。
【００４１】この場合は、コア屈折率の違いに基づくレ
イリー散乱光のパワーの変動に基づいて、実施例(1) の
場合と同様に、距離（伝送路長）に応じて減少する特性
上に、コア屈折率の変り目ごとに（４）式で定まる程度
の見かけ上の損失または利得の変化を生じるので、これ
をマーカとして使用して、光伝送路の障害点の標定を行
なうことができる。
イリー散乱光のパワーの変動に基づいて、実施例(1) の
場合と同様に、距離（伝送路長）に応じて減少する特性
上に、コア屈折率の変り目ごとに（４）式で定まる程度
の見かけ上の損失または利得の変化を生じるので、これ
をマーカとして使用して、光伝送路の障害点の標定を行
なうことができる。
【００４２】本発明の実施例(4) として、コアとクラッ
ドとの比屈折率差を変えずに、コアの屈折率を変えた光
ファイバを２種類用意し、実施例(2) の場合と同様に、
主伝送路用の光ファイバと、短区間のマーカ用の光ファ
イバとを交互に配置して光伝送線を構成する。
ドとの比屈折率差を変えずに、コアの屈折率を変えた光
ファイバを２種類用意し、実施例(2) の場合と同様に、
主伝送路用の光ファイバと、短区間のマーカ用の光ファ
イバとを交互に配置して光伝送線を構成する。
【００４３】この場合も、屈折率の違いに基づくレイリ
ー散乱光のパワーの変動に基づいて、実施例(2) の場合
と同様に、距離（伝送路長）に応じて減少する特性上
に、コア屈折率の変り目ごとに見かけ上の損失または利
得の変化を生じるので、これをマーカとして使用して、
光伝送路の障害点の標定を行なうことができる。実施例
(4) の場合、マーカ用として用いられている光ファイバ
の長さが短いので、実施例(3) と比較して、伝送特性に
与える影響をより少なくすることができる。なお、上記
実施例(3),(4) において、コアの屈折率を変えた際に、
コアとクラッドとの比屈折率差が多少変化しても、特性
上問題なければよい。
ー散乱光のパワーの変動に基づいて、実施例(2) の場合
と同様に、距離（伝送路長）に応じて減少する特性上
に、コア屈折率の変り目ごとに見かけ上の損失または利
得の変化を生じるので、これをマーカとして使用して、
光伝送路の障害点の標定を行なうことができる。実施例
(4) の場合、マーカ用として用いられている光ファイバ
の長さが短いので、実施例(3) と比較して、伝送特性に
与える影響をより少なくすることができる。なお、上記
実施例(3),(4) において、コアの屈折率を変えた際に、
コアとクラッドとの比屈折率差が多少変化しても、特性
上問題なければよい。
【００４４】本発明の実施例(5) として、コア径を変化
させるとともに、コアとクラッドとの比屈折率差を変え
ずに、コアの屈折率を変えた光ファイバを２種類用意
し、実施例(1) の場合と同様に、等間隔に交互に配置し
て光伝送線を構成する。
させるとともに、コアとクラッドとの比屈折率差を変え
ずに、コアの屈折率を変えた光ファイバを２種類用意
し、実施例(1) の場合と同様に、等間隔に交互に配置し
て光伝送線を構成する。
【００４５】この場合は、コア径の変化に基づくレイリ
ー散乱光のパワーの変動と、屈折率の違いに基づくレイ
リー散乱光のパワーの変動とが同時に生じて、実施例
(1) の場合と同様に、距離（伝送路長）に応じて減少す
る特性上に、コア外径および屈折率の変り目ごとに見か
け上の損失または利得の変化を生じるので、これをマー
カとして使用して、光伝送路の障害点の標定を行なうこ
とができる。
ー散乱光のパワーの変動と、屈折率の違いに基づくレイ
リー散乱光のパワーの変動とが同時に生じて、実施例
(1) の場合と同様に、距離（伝送路長）に応じて減少す
る特性上に、コア外径および屈折率の変り目ごとに見か
け上の損失または利得の変化を生じるので、これをマー
カとして使用して、光伝送路の障害点の標定を行なうこ
とができる。
【００４６】実施例(5) によれば、上述の各実施例の場
合と同等の、見かけ上の損失または利得の変化を生じさ
せるために必要な、コア径とコア屈折率の変化を、各実
施例の場合よりそれぞれ小さくすることができるので、
伝送特性に与える影響をより少なくすることができる。
合と同等の、見かけ上の損失または利得の変化を生じさ
せるために必要な、コア径とコア屈折率の変化を、各実
施例の場合よりそれぞれ小さくすることができるので、
伝送特性に与える影響をより少なくすることができる。
【００４７】本発明の実施例(6) として、コア径を変化
させるとともに、コアとクラッドとの比屈折率差を変え
ずに、コアの屈折率を変えた光ファイバを２種類用意
し、実施例(2) の場合と同様に、主伝送路用の光ファイ
バと、短区間のマーカ用の光ファイバとを交互に配置し
て光伝送線を構成する。
させるとともに、コアとクラッドとの比屈折率差を変え
ずに、コアの屈折率を変えた光ファイバを２種類用意
し、実施例(2) の場合と同様に、主伝送路用の光ファイ
バと、短区間のマーカ用の光ファイバとを交互に配置し
て光伝送線を構成する。
【００４８】この場合も、コア径の変化に基づくレイリ
ー散乱光のパワーの変動と、屈折率の違いに基づくレイ
リー散乱光のパワーの変動とが同時に生じて、実施例
(2) の場合と同様に、距離（伝送路長）に応じて減少す
る特性上に、コア外径および屈折率の変り目ごとに見か
け上の損失または利得の変化を生じるので、これをマー
カとして使用して、光伝送路の障害点の標定を行なうこ
とができる。
ー散乱光のパワーの変動と、屈折率の違いに基づくレイ
リー散乱光のパワーの変動とが同時に生じて、実施例
(2) の場合と同様に、距離（伝送路長）に応じて減少す
る特性上に、コア外径および屈折率の変り目ごとに見か
け上の損失または利得の変化を生じるので、これをマー
カとして使用して、光伝送路の障害点の標定を行なうこ
とができる。
【００４９】実施例(6) によれば、上述の各実施例の場
合と同等の、見かけ上の損失または利得の変化を生じさ
せるために必要な、コア径とコア屈折率の変化を、各実
施例の場合よりそれぞれ小さくすることができるので、
伝送特性に与える影響をより少なくすることができると
ともに、マーカ用として用いられている光ファイバの長
さが短いので、実施例(5) と比較して、伝送特性に与え
る影響をさらに少なくすることができる。
合と同等の、見かけ上の損失または利得の変化を生じさ
せるために必要な、コア径とコア屈折率の変化を、各実
施例の場合よりそれぞれ小さくすることができるので、
伝送特性に与える影響をより少なくすることができると
ともに、マーカ用として用いられている光ファイバの長
さが短いので、実施例(5) と比較して、伝送特性に与え
る影響をさらに少なくすることができる。
【００５０】なお、光ケーブルは、通常、複数本の光フ
ァイバを収容して構成されるが、本発明を光ケーブルに
適用する場合、本発明の光伝送線を１本のみ含んで他は
通常の光ファイバで構成されるようにしてもよく、また
は本発明の光伝送線を任意の複数本含むようにしてもよ
い。
ァイバを収容して構成されるが、本発明を光ケーブルに
適用する場合、本発明の光伝送線を１本のみ含んで他は
通常の光ファイバで構成されるようにしてもよく、また
は本発明の光伝送線を任意の複数本含むようにしてもよ
い。
【００５１】また、本発明による光ファイバを用いた光
ケーブルでは、ＯＴＤＲによって測定されるマーカの位
置は光ケーブルの実長に対応しているので、これを海底
ケーブルに適用する場合、光ケーブル製造時に、光ケー
ブルの外部にマーカ位置に対応してテープ等によってマ
ーキングを施し、ケーブル布設時、このマーキング位置
（緯度と経度）を記録しておくことによって、障害修理
時、この位置をもとに、ＯＴＤＲによって測定された距
離によって障害点を決定するようにすれば、障害点を迅
速に発見することができる。
ケーブルでは、ＯＴＤＲによって測定されるマーカの位
置は光ケーブルの実長に対応しているので、これを海底
ケーブルに適用する場合、光ケーブル製造時に、光ケー
ブルの外部にマーカ位置に対応してテープ等によってマ
ーキングを施し、ケーブル布設時、このマーキング位置
（緯度と経度）を記録しておくことによって、障害修理
時、この位置をもとに、ＯＴＤＲによって測定された距
離によって障害点を決定するようにすれば、障害点を迅
速に発見することができる。
【００５２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、光
ファイバの諸特性のいずれかに、伝送特性に影響を与え
ない範囲の大小の変化を、予め定められたインタバルご
とに交互に付与した光伝送線を用いて光伝送路を形成す
るとともに、ＯＴＤＲによってこのような光伝送線の反
射波強度を測定したときの、光ファイバ中におけるレイ
リー散乱による後方散乱光のパワーの変化に基づいて生
じる、反射波強度特性における光ファイバ諸特性の変り
目での見かけ上の損失または利得の変化をマーカとして
利用して、このマーカを距離の基準として用いて距離測
定を行なうようにしたので、障害点標定時の距離測定精
度を向上させることができる。
ファイバの諸特性のいずれかに、伝送特性に影響を与え
ない範囲の大小の変化を、予め定められたインタバルご
とに交互に付与した光伝送線を用いて光伝送路を形成す
るとともに、ＯＴＤＲによってこのような光伝送線の反
射波強度を測定したときの、光ファイバ中におけるレイ
リー散乱による後方散乱光のパワーの変化に基づいて生
じる、反射波強度特性における光ファイバ諸特性の変り
目での見かけ上の損失または利得の変化をマーカとして
利用して、このマーカを距離の基準として用いて距離測
定を行なうようにしたので、障害点標定時の距離測定精
度を向上させることができる。
【００５３】本発明を適用した場合の具体的効果の例と
して、伝送路長１００ｋｍ〜１５０ｋｍに対して、１０
ｋｍごとにマーカを設けた場合、従来のように、伝送路
端からの距離測定を行なう場合と比較して、距離測定精
度を約１桁向上させることができる。これによって、海
底ケーブルの場合、修理に要する時間については、１日
〜３日短縮することが可能であり、予備ケーブルの使用
量も数ｋｍ〜１０ｋｍ程度減少させることができるとと
もに、ジョイントボックスの数も１〜２個少なくするこ
とができる。
して、伝送路長１００ｋｍ〜１５０ｋｍに対して、１０
ｋｍごとにマーカを設けた場合、従来のように、伝送路
端からの距離測定を行なう場合と比較して、距離測定精
度を約１桁向上させることができる。これによって、海
底ケーブルの場合、修理に要する時間については、１日
〜３日短縮することが可能であり、予備ケーブルの使用
量も数ｋｍ〜１０ｋｍ程度減少させることができるとと
もに、ジョイントボックスの数も１〜２個少なくするこ
とができる。
【００５４】また、本発明の光伝送線を使用した場合に
は、光伝送路の光伝送損失を増加させることがないの
で、光伝送路における中継間隔が短くならないという利
点がある。
は、光伝送路の光伝送損失を増加させることがないの
で、光伝送路における中継間隔が短くならないという利
点がある。
【図１】本発明の実施例(1) における光伝送線の構成と
ＯＴＤＲによる反射波強度測定結果とを示す図であっ
て、（ａ）は光伝送線の構成を示し、（ｂ）はＯＴＤＲ
測定結果を示す。
ＯＴＤＲによる反射波強度測定結果とを示す図であっ
て、（ａ）は光伝送線の構成を示し、（ｂ）はＯＴＤＲ
測定結果を示す。
【図２】光ファイバコア径が異なる場合の損失を示す図
であって、（ａ）は光ファイバの配置構成を示し、
（ｂ）は損失の例を示す。
であって、（ａ）は光ファイバの配置構成を示し、
（ｂ）は損失の例を示す。
【図３】本発明の実施例(2) における光伝送線の構成と
ＯＴＤＲによる反射波強度測定結果とを示す図であっ
て、（ａ）は光伝送線の構成を示し、（ｂ）はＯＴＤＲ
測定結果を示す。
ＯＴＤＲによる反射波強度測定結果とを示す図であっ
て、（ａ）は光伝送線の構成を示し、（ｂ）はＯＴＤＲ
測定結果を示す。
【図４】ＯＴＤＲによる観測波形を例示する図である。
Ａ 光ファイバ Ｂ 光ファイバ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０８Ｃ 23/00 Ａ
Claims (8)
- 【請求項１】 ファイバパラメータの異なる光ファイバ
を長手方向に配置して構成した光伝送線からなる光伝送
路にパルス光を入射したときの、該ファイバパラメータ
の違いに基づく後方散乱光パワーの変化によって生じる
反射波強度の時間的変化を距離目盛りに変換したときの
該距離目盛り上における不連続点を距離マーカとして用
いて、該光伝送路における障害点の距離を測定すること
を特徴とする光伝送路障害点標定方法。 - 【請求項２】 ファイバパラメータの異なる光ファイバ
を長手方向に配置して構成した光伝送線であって、該光
伝送線からなる光伝送路にパルス光を入射したとき、該
ファイバパラメータの違いに基づく後方散乱光パワーの
変化によって反射波強度の時間的変化に不連続点を生じ
ることを特徴とする光伝送線。 - 【請求項３】 前記光伝送線が、ファイバパラメータを
異にする２種類の光ファイバを交互に配置してなること
を特徴とする請求項２に記載の光伝送線。 - 【請求項４】 前記光伝送線が、前記２種類の光ファイ
バを等間隔に交互に配置してなることを特徴とする請求
項３に記載の光伝送線。 - 【請求項５】 前記光伝送線が、前記２種類の光ファ
イバのうち１種類のものを主伝送路用として長区間使用
するとともに、他の１種類のものをマーカ用として短区
間使用して交互に配置してなることを特徴とする請求項
３に記載の光伝送線。 - 【請求項６】 請求項３ないし５のいずれかに記載の光
伝送線において、前記２種類の光ファイバが、コア径の
大きいものとコア径の小さいものとからなることを特徴
とする光伝送線。 - 【請求項７】 請求項３ないし６のいずれかに記載の光
伝送線において、２種類の光ファイバが、コア屈折率が
大きいものとコア屈折率が小さいものとからなることを
特徴とする光伝送線。 - 【請求項８】 請求項２ないし７のいずれかに記載の光
伝送線を１または複数本含んでなることを特徴とする光
ケーブル。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6256612A JPH08125607A (ja) | 1994-10-21 | 1994-10-21 | 光伝送路障害点標定方法および光伝送線 |
| US08/516,753 US5592577A (en) | 1994-10-21 | 1995-08-18 | Optical transmission line enabling definition of a fault point and a method for defining the fault point |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6256612A JPH08125607A (ja) | 1994-10-21 | 1994-10-21 | 光伝送路障害点標定方法および光伝送線 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08125607A true JPH08125607A (ja) | 1996-05-17 |
Family
ID=17295051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6256612A Withdrawn JPH08125607A (ja) | 1994-10-21 | 1994-10-21 | 光伝送路障害点標定方法および光伝送線 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5592577A (ja) |
| JP (1) | JPH08125607A (ja) |
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| US6449400B1 (en) | 1996-06-21 | 2002-09-10 | Kabushiki Gaisha Inter Action | Sensing optical fiber and sensor system |
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| JPH10213521A (ja) * | 1996-11-28 | 1998-08-11 | Sony Corp | 不良箇所検出装置 |
| JPH10274592A (ja) * | 1997-03-31 | 1998-10-13 | Ando Electric Co Ltd | 光ファイバの試験方法 |
| JPH10332529A (ja) * | 1997-05-30 | 1998-12-18 | Ando Electric Co Ltd | リフレクトメータの距離補正方法及び制御装置 |
| US7369730B2 (en) * | 2004-12-23 | 2008-05-06 | Baker Hughes Incorporated | Random refractive index modulated optical fibers |
| WO2007108330A1 (ja) * | 2006-03-02 | 2007-09-27 | National University Corporation Tokyo University Of Agriculture And Technology | 距離測定システム |
| US20090034918A1 (en) * | 2007-07-31 | 2009-02-05 | William Eric Caldwell | Fiber optic cables having coupling and methods therefor |
| CN104301037A (zh) * | 2013-07-16 | 2015-01-21 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种实现无源光网络光纤故障自动告警的方法及系统 |
| EP2882114B1 (en) * | 2013-12-03 | 2016-09-14 | Alcatel Lucent | Life-cycle management of faults occuring on optical fibres |
| US9831943B2 (en) * | 2013-12-17 | 2017-11-28 | Neptune Subsea Ip Limited | Repeater OTDR using repeater based raman pumps |
| CN105763355A (zh) * | 2014-12-19 | 2016-07-13 | 深圳市国电科技通信有限公司 | 一种信息采集通信网络管理的方法及系统 |
| CN114172567B (zh) * | 2020-09-10 | 2023-04-25 | 中国石油天然气股份有限公司 | 光纤中故障点的定位方法及装置 |
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| JPS5640737A (en) * | 1979-09-11 | 1981-04-17 | Asahi Optical Co Ltd | Damage detector for optical fiber for laser power transmission |
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| US5066118A (en) * | 1990-04-12 | 1991-11-19 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Optical fault finder using matched and clipping filters |
| US5450191A (en) * | 1993-05-06 | 1995-09-12 | Corning Incorporated | Method for testing optical waveguide fibers to detect reflection type discontinuities |
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-
1994
- 1994-10-21 JP JP6256612A patent/JPH08125607A/ja not_active Withdrawn
-
1995
- 1995-08-18 US US08/516,753 patent/US5592577A/en not_active Expired - Fee Related
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