JPH09229820A - 光パルス試験器 - Google Patents
光パルス試験器Info
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- JPH09229820A JPH09229820A JP4117796A JP4117796A JPH09229820A JP H09229820 A JPH09229820 A JP H09229820A JP 4117796 A JP4117796 A JP 4117796A JP 4117796 A JP4117796 A JP 4117796A JP H09229820 A JPH09229820 A JP H09229820A
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- optical
- light
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 安価で、信頼性の高い、被試験光ファイバの
損失分布、接続損失、歪分布、温度分布等の測定が可能
な光パルス試験器を提供する。 【解決手段】 １つの狭線幅光源を持つ信号光発生手
段、偏波制御器と外部位相変調器と変調信号光の周波数
モニターと該変調信号光のモニターからの信号に基づい
て偏波制御器及び外部位相変調器の駆動回路を制御する
制御器とを具えた光周波数制御手段、光パルス生成手
段、光電気変換手段、電気信号処理手段、及び、スペク
トル波形を表示する表示手段を具備する。
損失分布、接続損失、歪分布、温度分布等の測定が可能
な光パルス試験器を提供する。 【解決手段】 １つの狭線幅光源を持つ信号光発生手
段、偏波制御器と外部位相変調器と変調信号光の周波数
モニターと該変調信号光のモニターからの信号に基づい
て偏波制御器及び外部位相変調器の駆動回路を制御する
制御器とを具えた光周波数制御手段、光パルス生成手
段、光電気変換手段、電気信号処理手段、及び、スペク
トル波形を表示する表示手段を具備する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光信号の伝送媒体
である光ファイバ及び光ファイバ線路の光損失、伸び歪
或いは温度分布等を試験する光パルス試験器に関するも
のである。
である光ファイバ及び光ファイバ線路の光損失、伸び歪
或いは温度分布等を試験する光パルス試験器に関するも
のである。
【０００２】経済的で信頼性の高い光通信システムを実
現するために、信頼性の高い試験器を用い、光通信線路
として用いられている光ファイバ線路の特性を全線路に
亘って測定し試験すると共に、光ファイバ線路の伸び歪
等を定期的に試験して予防保全を行うことが重要であ
る。
現するために、信頼性の高い試験器を用い、光通信線路
として用いられている光ファイバ線路の特性を全線路に
亘って測定し試験すると共に、光ファイバ線路の伸び歪
等を定期的に試験して予防保全を行うことが重要であ
る。
【０００３】光パルス試験器（以下、ＯＴＤＲ（Optica
l Time Domain Reflectometer ）という）は、被試験光
ファイバに光パルスを送出し、光ファイバからの反射光
及び後方散乱光（以下、これらを総称して後方散乱光と
いう）を受信し、これを解析して光損失等の特性をＣＲ
Ｔ等に表示する装置であり、光ファイバの片方の端部か
らの光の入出力によって試験できることから有用な試験
器とされている。
l Time Domain Reflectometer ）という）は、被試験光
ファイバに光パルスを送出し、光ファイバからの反射光
及び後方散乱光（以下、これらを総称して後方散乱光と
いう）を受信し、これを解析して光損失等の特性をＣＲ
Ｔ等に表示する装置であり、光ファイバの片方の端部か
らの光の入出力によって試験できることから有用な試験
器とされている。
【０００４】ＯＴＤＲの測定対象である後方散乱光に
は、入射した光パルスと同じ光周波数を有するレーリー
散乱光、十数ＧＨｚシフトした光周波数を有するブリル
アン散乱光（以下、この光周波数のシフト量をブリルア
ン周波数シフトという）、及び、十数ＴＨｚシフトした
光周波数を有するラマン散乱光が含まれている。通常、
レーリー散乱光パワーが他の散乱光パワーより２０ｄＢ
以上大きいため、後方散乱光パワーはレーリー散乱光パ
ワーとほぼ一致すると考えてよい。
は、入射した光パルスと同じ光周波数を有するレーリー
散乱光、十数ＧＨｚシフトした光周波数を有するブリル
アン散乱光（以下、この光周波数のシフト量をブリルア
ン周波数シフトという）、及び、十数ＴＨｚシフトした
光周波数を有するラマン散乱光が含まれている。通常、
レーリー散乱光パワーが他の散乱光パワーより２０ｄＢ
以上大きいため、後方散乱光パワーはレーリー散乱光パ
ワーとほぼ一致すると考えてよい。
【０００５】ＯＴＤＲの測定対象である後方散乱光の中
のブリルアン散乱光には光ファイバの伸び歪及び温度と
の相関があることが明らかにされており、微弱なブリル
アン散乱光を検出することにより、光ファイバの長手方
向の伸び歪の分布の測定及び温度分布の測定が可能であ
ることが示されている。そこで、従来からこのブリルア
ン散乱光を高感度で検出する方法が検討されて来た。
のブリルアン散乱光には光ファイバの伸び歪及び温度と
の相関があることが明らかにされており、微弱なブリル
アン散乱光を検出することにより、光ファイバの長手方
向の伸び歪の分布の測定及び温度分布の測定が可能であ
ることが示されている。そこで、従来からこのブリルア
ン散乱光を高感度で検出する方法が検討されて来た。
【０００６】このための従来の方法を図１を用いて説明
する。図で１及び２は、外部共振器を用いて線幅を１０
ｋＨｚ以下に狭め、ペルチェ素子で温度を制御して中心
波長を安定化させた１．５５μｍ帯の半導体レーザー光
源である。２つの光源の光周波数差を主制御部12で設定
した周波数差にするため、光源１及び光源２の一部（１
／１０）を光合分岐器3(a)及び3(b)で取出し、それらの
信号光を光合分岐器3(c)で合波し、ビート信号光を広帯
域受信器４で受光し、そのビート信号の周波数信号に基
づいて、周波数制御器５で光源２の光周波数を制御す
る。
する。図で１及び２は、外部共振器を用いて線幅を１０
ｋＨｚ以下に狭め、ペルチェ素子で温度を制御して中心
波長を安定化させた１．５５μｍ帯の半導体レーザー光
源である。２つの光源の光周波数差を主制御部12で設定
した周波数差にするため、光源１及び光源２の一部（１
／１０）を光合分岐器3(a)及び3(b)で取出し、それらの
信号光を光合分岐器3(c)で合波し、ビート信号光を広帯
域受信器４で受光し、そのビート信号の周波数信号に基
づいて、周波数制御器５で光源２の光周波数を制御す
る。
【０００７】光源１からの出力光はローカル信号光とし
てコヒーレント受信器９に入射される。光源２の出力光
は試験信号光として用いられ、タイミング発生器13から
の信号に同期してパルス駆動される音響光学スイッチ６
で、パルス幅１μｓの試験信号光パルスになる。パルス
幅は主制御部12で設定される。この試験信号光パルス
は、１／４波長板及び１／２波長板で構成された偏波制
御器７で主制御部12の制御に基づいて偏波面を制御され
た後、光合分岐器3(d)を経て被試験光ファイバ８に入射
される。この被試験光ファイバ８からの後方散乱光は、
再び光合分岐器3(d)を介してコヒーレント受信器９に入
力される。
てコヒーレント受信器９に入射される。光源２の出力光
は試験信号光として用いられ、タイミング発生器13から
の信号に同期してパルス駆動される音響光学スイッチ６
で、パルス幅１μｓの試験信号光パルスになる。パルス
幅は主制御部12で設定される。この試験信号光パルス
は、１／４波長板及び１／２波長板で構成された偏波制
御器７で主制御部12の制御に基づいて偏波面を制御され
た後、光合分岐器3(d)を経て被試験光ファイバ８に入射
される。この被試験光ファイバ８からの後方散乱光は、
再び光合分岐器3(d)を介してコヒーレント受信器９に入
力される。
【０００８】コヒーレント受信器９は、ローカル信号光
と後方散乱光とを合波する光カプラー、合波して得られ
たビート信号光を受光するバランスドレシーバー（Doub
le Balanced p-i-n FET receiver）、ビート信号をベー
スバンド信号に変換する変換回路（ホモダイン検波の場
合はこの回路をバイパスする）及び低周波数透過フィル
タで構成されている。受信帯域１ＭＨｚの場合の最小受
光感度は約−８５ｄＢｍである。（論文「光学的非線形
現象に基づく光ファイバ増幅器で高性能化したコヒーレ
ントＯＴＤＲの性能限界」H.Izumita,Y.Koyamada,S.Fur
ukawa,I.Sankawa,"The performance limit of coherent
OTDR enhanced with optical fiber amplifiers due t
o optical nonlinear phenomena",IEEE J.Lightwave Te
chnol.,Vol.12,No.7,pp1230-1238,1994 参照）。
と後方散乱光とを合波する光カプラー、合波して得られ
たビート信号光を受光するバランスドレシーバー（Doub
le Balanced p-i-n FET receiver）、ビート信号をベー
スバンド信号に変換する変換回路（ホモダイン検波の場
合はこの回路をバイパスする）及び低周波数透過フィル
タで構成されている。受信帯域１ＭＨｚの場合の最小受
光感度は約−８５ｄＢｍである。（論文「光学的非線形
現象に基づく光ファイバ増幅器で高性能化したコヒーレ
ントＯＴＤＲの性能限界」H.Izumita,Y.Koyamada,S.Fur
ukawa,I.Sankawa,"The performance limit of coherent
OTDR enhanced with optical fiber amplifiers due t
o optical nonlinear phenomena",IEEE J.Lightwave Te
chnol.,Vol.12,No.7,pp1230-1238,1994 参照）。
【０００９】このコヒーレント受信器から出力されるベ
ースバンド信号（電気的信号）は、自乗加算器10でアナ
ログ／ディジタル変換され、ＳＮ比の改善のためにタイ
ミング発生器13の信号に同期して自乗加算される。信号
処理器11は、加算処理した信号を主制御部12で設定した
周波数差毎に表示すると共に、各信号波形からオフセッ
ト電力値を差引いて対数変換し、後方散乱光の強度の長
手方向分布（以下、ＯＴＤＲ波形という）を表示する。
また、前記周波数差に対する後方散乱光強度分布（以
下、スペクトル波形という）を被試験光ファイバの任意
の位置について表示する。
ースバンド信号（電気的信号）は、自乗加算器10でアナ
ログ／ディジタル変換され、ＳＮ比の改善のためにタイ
ミング発生器13の信号に同期して自乗加算される。信号
処理器11は、加算処理した信号を主制御部12で設定した
周波数差毎に表示すると共に、各信号波形からオフセッ
ト電力値を差引いて対数変換し、後方散乱光の強度の長
手方向分布（以下、ＯＴＤＲ波形という）を表示する。
また、前記周波数差に対する後方散乱光強度分布（以
下、スペクトル波形という）を被試験光ファイバの任意
の位置について表示する。
【００１０】主制御部12は２つの光源の光周波数差、試
験信号光パルスのパルス幅及び偏波面を設定する。後方
散乱光の偏波面は、被試験光ファイバにかかる機械的な
振動等によって変化するため、偏波制御器７で直交する
偏波面の組合せを作り、加算することによって後方散乱
光の偏波依存性を打ち消している。
験信号光パルスのパルス幅及び偏波面を設定する。後方
散乱光の偏波面は、被試験光ファイバにかかる機械的な
振動等によって変化するため、偏波制御器７で直交する
偏波面の組合せを作り、加算することによって後方散乱
光の偏波依存性を打ち消している。
【００１１】信号処理器11で得られた信号波形から、光
ファイバの損失分布、接続損失、歪分布、温度分布等を
評価できる。２つの光源の周波数差をほぼ一致させた場
合、図２（ａ）に示すようなＯＴＤＲ波形が得られ、被
試験光ファイバの損失分布及び接続損失を評価できる。
ファイバの損失分布、接続損失、歪分布、温度分布等を
評価できる。２つの光源の周波数差をほぼ一致させた場
合、図２（ａ）に示すようなＯＴＤＲ波形が得られ、被
試験光ファイバの損失分布及び接続損失を評価できる。
【００１２】また、図２（ｂ）に示すスペクトル波形に
ローレンツ近似を行って得られる曲線（論文「ブリルア
ン光ファイバタイムドメイン反射計」T.Kurashima,T.Ho
riguchi,H.Izumita,S.Furukawa,"Brillouin optical-fi
ber time domain reflectometry",Trans. IEICE JPN.,V
ol.E76B,No.4,pp.382-390,1993参照）から得た中心周波
数からは、歪及び温度との相関が明らかにされているブ
リルアン周波数シフトが得られ、図２（ｃ）に示すブリ
ルアン周波数シフト分布波形が得られる。この波形か
ら、変換係数を用いて歪分布及び温度分布が得られる。
歪の変換係数として４９３ＭＨｚ／％、温度の変換係数
として１ＭＨｚ／℃が知られている。
ローレンツ近似を行って得られる曲線（論文「ブリルア
ン光ファイバタイムドメイン反射計」T.Kurashima,T.Ho
riguchi,H.Izumita,S.Furukawa,"Brillouin optical-fi
ber time domain reflectometry",Trans. IEICE JPN.,V
ol.E76B,No.4,pp.382-390,1993参照）から得た中心周波
数からは、歪及び温度との相関が明らかにされているブ
リルアン周波数シフトが得られ、図２（ｃ）に示すブリ
ルアン周波数シフト分布波形が得られる。この波形か
ら、変換係数を用いて歪分布及び温度分布が得られる。
歪の変換係数として４９３ＭＨｚ／％、温度の変換係数
として１ＭＨｚ／℃が知られている。
【００１３】次に図１に示した従来の方法を用いて測定
した例について説明する。歪分布測定及び温度分布測定
を模擬するため、ブリルアン周波数シフトの異なる２つ
の１０ｋｍのボビン巻光ファイバを融着接続したものを
被試験光ファイバとして用いる。２つの光源の光周波数
差を被試験光ファイバのブリルアン周波数シフト付近の
１０．４ＧＨｚから１０．６ＧＨｚまで１０ＭＨｚ間隔
で変化させて測定した場合の周波数毎の信号波形を図３
に示す。図３の縦軸は後方散乱光強度を任意単位で示し
ている。この図から、１０ｋｍの位置を境にブリルアン
周波数シフトが１０．５０ＧＨｚから１０．５５ＧＨｚ
に５０ＭＨｚシフトしていることが分かる。これは、歪
に換算すると約０．１０％に相当し、温度変化では５０
℃に相当する。
した例について説明する。歪分布測定及び温度分布測定
を模擬するため、ブリルアン周波数シフトの異なる２つ
の１０ｋｍのボビン巻光ファイバを融着接続したものを
被試験光ファイバとして用いる。２つの光源の光周波数
差を被試験光ファイバのブリルアン周波数シフト付近の
１０．４ＧＨｚから１０．６ＧＨｚまで１０ＭＨｚ間隔
で変化させて測定した場合の周波数毎の信号波形を図３
に示す。図３の縦軸は後方散乱光強度を任意単位で示し
ている。この図から、１０ｋｍの位置を境にブリルアン
周波数シフトが１０．５０ＧＨｚから１０．５５ＧＨｚ
に５０ＭＨｚシフトしていることが分かる。これは、歪
に換算すると約０．１０％に相当し、温度変化では５０
℃に相当する。
【００１４】このようなブリルアン周波数シフト分布か
ら歪及び温度分布を安定に測定するためには、光周波数
差を安定に制御した２つの光源が必要である。しかし、
この従来例では再現性良く安定な光源を構成するのが困
難であった。そこで、図４に示す方法が提案されてい
る。
ら歪及び温度分布を安定に測定するためには、光周波数
差を安定に制御した２つの光源が必要である。しかし、
この従来例では再現性良く安定な光源を構成するのが困
難であった。そこで、図４に示す方法が提案されてい
る。
【００１５】この方法では、外部共振器で線幅を狭めた
１．５５μｍ帯光源１の出力光を光合分岐器3(a)で２つ
に分け、試験信号光及びローカル信号光として用いる。
音響光学スイッチ６で発生させた試験信号光パルスは、
光周波数シフター20に入射され、光周波数が十数ＧＨｚ
シフトされる。この試験信号光パルスは、偏波面を偏波
制御器７で制御され、エルビウム添加光ファイバ及び
１．４８μｍ帯の高出力ポンプ光源で構成された光増幅
器14で増幅された後、光合分岐器3(d)を経て被試験光フ
ァイバ８に入射される。図１の例と同様に、被試験光フ
ァイバ８の後方散乱光を信号処理することにより、被試
験光ファイバの損失分布、接続損失、歪分布、温度分布
等の測定を行う。
１．５５μｍ帯光源１の出力光を光合分岐器3(a)で２つ
に分け、試験信号光及びローカル信号光として用いる。
音響光学スイッチ６で発生させた試験信号光パルスは、
光周波数シフター20に入射され、光周波数が十数ＧＨｚ
シフトされる。この試験信号光パルスは、偏波面を偏波
制御器７で制御され、エルビウム添加光ファイバ及び
１．４８μｍ帯の高出力ポンプ光源で構成された光増幅
器14で増幅された後、光合分岐器3(d)を経て被試験光フ
ァイバ８に入射される。図１の例と同様に、被試験光フ
ァイバ８の後方散乱光を信号処理することにより、被試
験光ファイバの損失分布、接続損失、歪分布、温度分布
等の測定を行う。
【００１６】この例の光周波数シフター20の構成は以下
の通りである。音響光学スイッチ６から出力される試験
信号光パルスは３ｄＢカプラー21に入射される。この３
ｄＢカプラー21は入力ポートａ及びｄ並びに出力ポート
ｂ及びｃを具え、入力ポートからの入力光を出力ポート
にパワー比５０対５０で出力する。ポートａに入射され
た試験信号光パルスはポートｂ及びｃに出力され、ポー
トｃ側の試験信号光パルスは光増幅器22で増幅される。
光増幅器22はエルビウム添加光ファイバ、１．４８μｍ
帯の高出力ポンプ光源及び試験信号光のみを透過させる
バンドパスフィルタから構成されている。
の通りである。音響光学スイッチ６から出力される試験
信号光パルスは３ｄＢカプラー21に入射される。この３
ｄＢカプラー21は入力ポートａ及びｄ並びに出力ポート
ｂ及びｃを具え、入力ポートからの入力光を出力ポート
にパワー比５０対５０で出力する。ポートａに入射され
た試験信号光パルスはポートｂ及びｃに出力され、ポー
トｃ側の試験信号光パルスは光増幅器22で増幅される。
光増幅器22はエルビウム添加光ファイバ、１．４８μｍ
帯の高出力ポンプ光源及び試験信号光のみを透過させる
バンドパスフィルタから構成されている。
【００１７】増幅された試験信号光パルスの偏波面は偏
波制御器23で制御され、音響光学スイッチ６と同期して
パルス駆動する音響光学スイッチ24に入射される。この
音響光学スイッチ24では、時間領域で試験信号光パルス
のみを透過させ、連続的に光増幅器22から発生している
雑音光を遮断すると共に、試験信号光パルスの光周波数
を１２０ＭＨｚシフトさせる。（特願平３−４３８６４
号「光パルス試験器」参照）
波制御器23で制御され、音響光学スイッチ６と同期して
パルス駆動する音響光学スイッチ24に入射される。この
音響光学スイッチ24では、時間領域で試験信号光パルス
のみを透過させ、連続的に光増幅器22から発生している
雑音光を遮断すると共に、試験信号光パルスの光周波数
を１２０ＭＨｚシフトさせる。（特願平３−４３８６４
号「光パルス試験器」参照）
【００１８】この試験信号光パルスは約３００ｍの遅延
光ファイバ25を通過した後、３ｄＢカプラー21のポート
ｄに入射される。この試験信号光は再び３ｄＢカプラー
21のポートｃに出力され、３ｄＢカプラー21、光増幅器
22、偏波制御器23、音響光学スイッチ24及び遅延光ファ
イバ25で構成される光ループを周回する。試験信号光パ
ルスの光周波数は、この光ループを１周回する毎に１２
０ＭＨｚずつシフトする。８８周回すると光周波数が１
０．５６ＧＨｚシフトする。
光ファイバ25を通過した後、３ｄＢカプラー21のポート
ｄに入射される。この試験信号光は再び３ｄＢカプラー
21のポートｃに出力され、３ｄＢカプラー21、光増幅器
22、偏波制御器23、音響光学スイッチ24及び遅延光ファ
イバ25で構成される光ループを周回する。試験信号光パ
ルスの光周波数は、この光ループを１周回する毎に１２
０ＭＨｚずつシフトする。８８周回すると光周波数が１
０．５６ＧＨｚシフトする。
【００１９】音響光学スイッチ24での光周波数シフトは
１２０ＭＨｚを中心に最大±１ＭＨｚ変化させることが
できるので、周回数を８８とすると、光周波数シフトは
１０．４７２ＧＨｚから１０．６４８ＧＨｚまでの間に
設定できる。そこで、音響光学スイッチ６で試験信号光
パルスを発生した後、光ループを所定回周回させて所定
の光周波数になった後、３ｄＢカプラー21のポートｂか
ら出力される試験信号光パルスのみを、音響光学スイッ
チ26から出力する。
１２０ＭＨｚを中心に最大±１ＭＨｚ変化させることが
できるので、周回数を８８とすると、光周波数シフトは
１０．４７２ＧＨｚから１０．６４８ＧＨｚまでの間に
設定できる。そこで、音響光学スイッチ６で試験信号光
パルスを発生した後、光ループを所定回周回させて所定
の光周波数になった後、３ｄＢカプラー21のポートｂか
ら出力される試験信号光パルスのみを、音響光学スイッ
チ26から出力する。
【００２０】試験信号光パルスが光ループを周回中に３
ｄＢカプラー21のポートｂから出力される光パルスは、
この音響光学スイッチ26で遮断される。光ループ内の光
増幅器22及び偏波制御器23は、周回する試験信号光パル
スのパルスパワーを一定にするために調整されている。
このような光周波数シフター20を用いて、図１の例と同
一の条件で被試験光ファイバを測定すると同様の結果が
得られる。
ｄＢカプラー21のポートｂから出力される光パルスは、
この音響光学スイッチ26で遮断される。光ループ内の光
増幅器22及び偏波制御器23は、周回する試験信号光パル
スのパルスパワーを一定にするために調整されている。
このような光周波数シフター20を用いて、図１の例と同
一の条件で被試験光ファイバを測定すると同様の結果が
得られる。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】このような図４の光パ
ルス試験器では、光周波数差の制御は簡略化されたもの
の、光ループ内の試験信号光の偏波の揺らぎによって光
増幅器22の増幅度にばらつきが発生する。従って光増幅
器22の増幅度の調整及び偏波制御器23による試験信号光
パルスの偏波面の制御が問題となり、測定精度を劣化さ
せる。また、光ループ内の損失を補償するために、高価
な光増幅器が用いられており、安価で、信頼性の高い、
被試験光ファイバの損失分布、接続損失、歪分布、温度
分布等の測定が可能な光パルス試験器を提供することが
できないという問題点があった。
ルス試験器では、光周波数差の制御は簡略化されたもの
の、光ループ内の試験信号光の偏波の揺らぎによって光
増幅器22の増幅度にばらつきが発生する。従って光増幅
器22の増幅度の調整及び偏波制御器23による試験信号光
パルスの偏波面の制御が問題となり、測定精度を劣化さ
せる。また、光ループ内の損失を補償するために、高価
な光増幅器が用いられており、安価で、信頼性の高い、
被試験光ファイバの損失分布、接続損失、歪分布、温度
分布等の測定が可能な光パルス試験器を提供することが
できないという問題点があった。
【００２２】本発明の目的は、上記の問題点に鑑み、安
価で、信頼性の高い、被試験光ファイバの損失分布、接
続損失、歪分布、温度分布等の測定が可能な光パルス試
験器を提供することにある。
価で、信頼性の高い、被試験光ファイバの損失分布、接
続損失、歪分布、温度分布等の測定が可能な光パルス試
験器を提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の光パルス試験器は、１つの狭線幅光源から
出力光を分岐して試験信号光及びローカル信号光を発生
させる信号光発生手段、偏波制御器と外部位相変調器と
変調信号光の周波数モニターと該変調信号光のモニター
からの信号に基づいて偏波制御器及び外部位相変調器の
駆動回路を制御する制御器とを具え前記試験信号光とロ
ーカル信号光との光周波数差を制御する光周波数制御手
段、前記試験信号光をパルス化して試験信号光パルスを
生成すると共に前記試験信号光パルスを被試験光ファイ
バに送出する光パルス生成手段、被試験光ファイバから
の反射光及び後方散乱光と前記ローカル信号光とを光学
的に合波して得られるビート信号光を受光して電気信号
に変換する光電気変換手段、この電気信号の加算処理等
を行う電気信号処理手段、及び、前記試験信号光とロー
カル信号光との周波数差を制御して得られる複数の前記
反射光及び後方散乱光の波形から被試験光ファイバの任
意の位置の前記複数の周波数差に対するスペクトル波形
を表示する表示手段を具備することを特徴とする。
め、本発明の光パルス試験器は、１つの狭線幅光源から
出力光を分岐して試験信号光及びローカル信号光を発生
させる信号光発生手段、偏波制御器と外部位相変調器と
変調信号光の周波数モニターと該変調信号光のモニター
からの信号に基づいて偏波制御器及び外部位相変調器の
駆動回路を制御する制御器とを具え前記試験信号光とロ
ーカル信号光との光周波数差を制御する光周波数制御手
段、前記試験信号光をパルス化して試験信号光パルスを
生成すると共に前記試験信号光パルスを被試験光ファイ
バに送出する光パルス生成手段、被試験光ファイバから
の反射光及び後方散乱光と前記ローカル信号光とを光学
的に合波して得られるビート信号光を受光して電気信号
に変換する光電気変換手段、この電気信号の加算処理等
を行う電気信号処理手段、及び、前記試験信号光とロー
カル信号光との周波数差を制御して得られる複数の前記
反射光及び後方散乱光の波形から被試験光ファイバの任
意の位置の前記複数の周波数差に対するスペクトル波形
を表示する表示手段を具備することを特徴とする。
【００２４】このような本発明によれば、光周波数制御
手段が光周波数シフトを直接外部位相変調手段の駆動回
路の周波数として設定するため、所定の光周波数シフト
が低損失に且つ簡単に構成でき、被試験光ファイバの損
失分布、接続損失、歪分布、温度分布等の測定が可能に
なる。
手段が光周波数シフトを直接外部位相変調手段の駆動回
路の周波数として設定するため、所定の光周波数シフト
が低損失に且つ簡単に構成でき、被試験光ファイバの損
失分布、接続損失、歪分布、温度分布等の測定が可能に
なる。
【００２５】
【発明の実施の形態】次に図面を用いて本発明の実施例
を説明する。以下の図面において、図１及び４に示した
部分と同一の部分にはこれらの図に示したものと同一の
参照番号を付して細部の説明を省略する。また、以下の
図面において、同一の部分には同一の番号を付して説明
する。
を説明する。以下の図面において、図１及び４に示した
部分と同一の部分にはこれらの図に示したものと同一の
参照番号を付して細部の説明を省略する。また、以下の
図面において、同一の部分には同一の番号を付して説明
する。
【００２６】図５は本発明の第１の実施例の構成を示す
図である。外部共振器で線幅を狭めた１．５５μｍ帯光
源１の出力光を光合分岐器3(a)で２つに分け、試験信号
光及びローカル信号光として用いる。試験信号光の光周
波数をシフトさせるために、試験信号光を偏波制御器30
を介して外部光位相変調器32に入射する。偏波制御器30
は１／２波長板及び１／４波長板で構成され、試験信号
光の偏波面が外部光位相変調器32のＴＭモードに一致す
るように偏波制御器駆動回路31で制御されている。
図である。外部共振器で線幅を狭めた１．５５μｍ帯光
源１の出力光を光合分岐器3(a)で２つに分け、試験信号
光及びローカル信号光として用いる。試験信号光の光周
波数をシフトさせるために、試験信号光を偏波制御器30
を介して外部光位相変調器32に入射する。偏波制御器30
は１／２波長板及び１／４波長板で構成され、試験信号
光の偏波面が外部光位相変調器32のＴＭモードに一致す
るように偏波制御器駆動回路31で制御されている。
【００２７】外部光位相変調器32はチタン拡散ニオブ酸
リチウム導波路であり、変調帯域は１４ＧＨｚ、半波長
電圧Ｖp は４．２Ｖである。ここで、半波長電圧とは外
部光位相変調器に入射された信号光の位相を半波長変化
させるために必要な駆動電圧である。外部光位相変調器
駆動回路33は、制御回路35を介して主制御部12で設定さ
れた周波数に基づいて外部光位相変調器32を駆動する。
リチウム導波路であり、変調帯域は１４ＧＨｚ、半波長
電圧Ｖp は４．２Ｖである。ここで、半波長電圧とは外
部光位相変調器に入射された信号光の位相を半波長変化
させるために必要な駆動電圧である。外部光位相変調器
駆動回路33は、制御回路35を介して主制御部12で設定さ
れた周波数に基づいて外部光位相変調器32を駆動する。
【００２８】入射される試験信号光の振幅を１とし、外
部光位相変調器32の駆動電圧をＶとするとき、外部光位
相変調器32から出力されるｎ次変調光（ｎは整数）の振
幅はベッセル関数Ｊn （π・Ｖ／Ｖp ）で表され、ｎ次
の変調信号光が混在する。最終的には、試験信号光とし
て用いる変調信号光は１次の変調信号光であるため、こ
の１次の変調信号光の振幅が最も大きくなるように外部
光位相変調器32の駆動電圧を設定する必要がある。そこ
で、外部光位相変調器32の駆動電圧Ｖを Ｖ＝１．８４１１８Ｖp ／π （１） とし、１次の変調信号光への変換効率が最大になるよう
にする。
部光位相変調器32の駆動電圧をＶとするとき、外部光位
相変調器32から出力されるｎ次変調光（ｎは整数）の振
幅はベッセル関数Ｊn （π・Ｖ／Ｖp ）で表され、ｎ次
の変調信号光が混在する。最終的には、試験信号光とし
て用いる変調信号光は１次の変調信号光であるため、こ
の１次の変調信号光の振幅が最も大きくなるように外部
光位相変調器32の駆動電圧を設定する必要がある。そこ
で、外部光位相変調器32の駆動電圧Ｖを Ｖ＝１．８４１１８Ｖp ／π （１） とし、１次の変調信号光への変換効率が最大になるよう
にする。
【００２９】上記の式（１）で示される駆動電圧は理論
的に１次変調信号光の振幅が最大になる値である（文献
「結晶光学」応用物理学会光学懇話会編、森北出版、19
75参照）が、実際には変調周波数に依存して１次変調信
号光への変換効率が多少変化するため、この駆動電圧を
約±１０％の幅を持たせて設定する必要がある。これに
より、設定する周波数に依存することなく試験信号光と
して用いる１次変調信号光の強度を一定にすると共に、
ほぼ最大に近い値にすることができる。
的に１次変調信号光の振幅が最大になる値である（文献
「結晶光学」応用物理学会光学懇話会編、森北出版、19
75参照）が、実際には変調周波数に依存して１次変調信
号光への変換効率が多少変化するため、この駆動電圧を
約±１０％の幅を持たせて設定する必要がある。これに
より、設定する周波数に依存することなく試験信号光と
して用いる１次変調信号光の強度を一定にすると共に、
ほぼ最大に近い値にすることができる。
【００３０】主制御部12で設定したブリルアン周波数シ
フトとほぼ同程度の周波数だけ、前記外部光位相変調器
32で光周波数をシフトさせた試験信号光を、音響光学ス
イッチ６に入射する。音響光学的スイッチ６はタイミン
グ発生器13の同期信号に同期してパルス駆動され、１μ
ｓのパルス幅の試験信号光パルスを発生させると共に、
試験信号光パルスの光周波数を更に１２０ＭＨｚシフト
する。音響光学スイッチ６の０次変調信号光の出力ポー
トから出力される試験信号光は、周波数モニターとして
用いられる掃引型ファブリーペローエタロン干渉計34に
入射される。
フトとほぼ同程度の周波数だけ、前記外部光位相変調器
32で光周波数をシフトさせた試験信号光を、音響光学ス
イッチ６に入射する。音響光学的スイッチ６はタイミン
グ発生器13の同期信号に同期してパルス駆動され、１μ
ｓのパルス幅の試験信号光パルスを発生させると共に、
試験信号光パルスの光周波数を更に１２０ＭＨｚシフト
する。音響光学スイッチ６の０次変調信号光の出力ポー
トから出力される試験信号光は、周波数モニターとして
用いられる掃引型ファブリーペローエタロン干渉計34に
入射される。
【００３１】この掃引型ファブリーペローエタロン干渉
計34では、外部光位相変調器32で変調されて発生したｎ
次変調光の周波数及び強度を測定している。この測定値
の中の１次変調信号光及び０次変調信号光の周波数及び
強度の測定値に基づいて、制御回路35で、偏波制御器駆
動回路31及び外部光位相変調器駆動回路33を制御する。
制御回路35により前記外部光位相変調器32の駆動電圧が
式（１）で表される条件で設定された場合、１次変調信
号光の強度が最大になる。
計34では、外部光位相変調器32で変調されて発生したｎ
次変調光の周波数及び強度を測定している。この測定値
の中の１次変調信号光及び０次変調信号光の周波数及び
強度の測定値に基づいて、制御回路35で、偏波制御器駆
動回路31及び外部光位相変調器駆動回路33を制御する。
制御回路35により前記外部光位相変調器32の駆動電圧が
式（１）で表される条件で設定された場合、１次変調信
号光の強度が最大になる。
【００３２】上述のようにして発生させた試験信号光パ
ルスは偏波制御器７で偏波面を制御された後、光増幅器
14で増幅され、光合分岐器3(d)を経て被試験光ファイバ
８に入射される。前記の従来例と同様に、被試験光ファ
イバ８の後方散乱光をコヒーレント受信器９で受信す
る。
ルスは偏波制御器７で偏波面を制御された後、光増幅器
14で増幅され、光合分岐器3(d)を経て被試験光ファイバ
８に入射される。前記の従来例と同様に、被試験光ファ
イバ８の後方散乱光をコヒーレント受信器９で受信す
る。
【００３３】主制御部12で設定する周波数をｆ1 、音響
光スイッチによる周波数シフトをｆ2 とすると、試験信
号光パルスの光周波数はローカル信号光の光周波数に対
してｎ・ｆ1 ＋ｆ2 だけシフトしていることになる。但
し、ｎは整数である。ブリルアン周波数シフトをｆb と
すると、ブリルアン散乱光の光周波数のローカル信号光
に対する周波数シフトはｎ・ｆ1 ＋ｆ2 −ｆb になる。
また、レーリー散乱光の光周波数のローカル信号光に対
する周波数シフトはｎ・ｆ1 ＋ｆ2 になる。
光スイッチによる周波数シフトをｆ2 とすると、試験信
号光パルスの光周波数はローカル信号光の光周波数に対
してｎ・ｆ1 ＋ｆ2 だけシフトしていることになる。但
し、ｎは整数である。ブリルアン周波数シフトをｆb と
すると、ブリルアン散乱光の光周波数のローカル信号光
に対する周波数シフトはｎ・ｆ1 ＋ｆ2 −ｆb になる。
また、レーリー散乱光の光周波数のローカル信号光に対
する周波数シフトはｎ・ｆ1 ＋ｆ2 になる。
【００３４】これらの周波数シフトを持つブリルアン散
乱光及びレーリー散乱光は、コヒーレント受信器９でロ
ーカル信号光とミキシングされ、ｎ・ｆ1 ＋ｆ2 −ｆb
及びｎ・ｆ1 ＋ｆ2 の周波数のビート信号光になり光電
気変換される。このビート信号光を受信するためには、
このビート信号光の周波数がコヒーレント受信器９の持
っている周波数帯域内に入っている必要がある。
乱光及びレーリー散乱光は、コヒーレント受信器９でロ
ーカル信号光とミキシングされ、ｎ・ｆ1 ＋ｆ2 −ｆb
及びｎ・ｆ1 ＋ｆ2 の周波数のビート信号光になり光電
気変換される。このビート信号光を受信するためには、
このビート信号光の周波数がコヒーレント受信器９の持
っている周波数帯域内に入っている必要がある。
【００３５】その周波数帯域をＢとすると、受信できる
ブリルアン散乱光のビート信号光の周波数の条件は、 ｎ・ｆ1 ＋ｆ2 −ｆb ≦Ｂ （２） となる。また、受信できるレーリー散乱光のビート信号
光の周波数の条件は、 ｎ・ｆ1 ＋ｆ2 ≦Ｂ （３） となる。ここで用いたコヒーレント受信器９の周波数帯
域Ｂは２００ＭＨｚであり、音響光学スイッチによる周
波数シフトｆ2 は１２０ＭＨｚである。
ブリルアン散乱光のビート信号光の周波数の条件は、 ｎ・ｆ1 ＋ｆ2 −ｆb ≦Ｂ （２） となる。また、受信できるレーリー散乱光のビート信号
光の周波数の条件は、 ｎ・ｆ1 ＋ｆ2 ≦Ｂ （３） となる。ここで用いたコヒーレント受信器９の周波数帯
域Ｂは２００ＭＨｚであり、音響光学スイッチによる周
波数シフトｆ2 は１２０ＭＨｚである。
【００３６】主制御部12で設定するｆ1 をブリルアン周
波数シフトｆb 付近である数十ＧＨｚの周波数にする
と、条件式（２）を満たすのはｎ＝１の場合のみであ
る。また、条件式（３）を満たすのはｎ＝０の場合のみ
である。従って、受信できる後方散乱光はｆ1 ＋ｆ2 −
ｆb の光周波数シフトを持つブリルアン散乱光と、ｆ2
の光周波数シフトを持つレーリー散乱光だけである。そ
の他の光周波数シフトを持つ後方散乱光はコヒーレント
受信器の周波数帯域の外になるため殆ど受信されない。
波数シフトｆb 付近である数十ＧＨｚの周波数にする
と、条件式（２）を満たすのはｎ＝１の場合のみであ
る。また、条件式（３）を満たすのはｎ＝０の場合のみ
である。従って、受信できる後方散乱光はｆ1 ＋ｆ2 −
ｆb の光周波数シフトを持つブリルアン散乱光と、ｆ2
の光周波数シフトを持つレーリー散乱光だけである。そ
の他の光周波数シフトを持つ後方散乱光はコヒーレント
受信器の周波数帯域の外になるため殆ど受信されない。
【００３７】そこで、コヒーレント受信器９で受信され
るブリルアン散乱光をホモダイン検波して前記従来例に
示した信号処理を行うと、被試験光ファイバの歪分布、
温度分布等の測定が可能になる。また、レーリー散乱光
をヘテロダイン検波して同様に信号処理すると、被試験
光ファイバの損失分布、接続損失等の測定が可能にな
る。この時、コヒーレント受信器９で受信するローカル
信号光とブリルアン散乱光とのビート信号及びローカル
信号光とレーリー散乱光とのビート信号はｆ2 ＝１２０
ＭＨｚだけ離れているため、電気的なフィルタで容易に
分離できる。
るブリルアン散乱光をホモダイン検波して前記従来例に
示した信号処理を行うと、被試験光ファイバの歪分布、
温度分布等の測定が可能になる。また、レーリー散乱光
をヘテロダイン検波して同様に信号処理すると、被試験
光ファイバの損失分布、接続損失等の測定が可能にな
る。この時、コヒーレント受信器９で受信するローカル
信号光とブリルアン散乱光とのビート信号及びローカル
信号光とレーリー散乱光とのビート信号はｆ2 ＝１２０
ＭＨｚだけ離れているため、電気的なフィルタで容易に
分離できる。
【００３８】外部光位相変換器駆動回路33の周波数分解
能は１Ｈｚであるので、外部光位相変換器32で与える光
周波数シフトの分解能も１Ｈｚで設定可能である。しか
し、ここで用いている光源１の線幅が１０ｋＨｚ程度で
あるので、試験信号光に設定できる光周波数シフトの周
波数分解能は光源１の線幅程度になる。また、設定でき
る周波数帯域は、外部光位相変換器32の変調帯域である
５乃至１４ＧＨｚになる。
能は１Ｈｚであるので、外部光位相変換器32で与える光
周波数シフトの分解能も１Ｈｚで設定可能である。しか
し、ここで用いている光源１の線幅が１０ｋＨｚ程度で
あるので、試験信号光に設定できる光周波数シフトの周
波数分解能は光源１の線幅程度になる。また、設定でき
る周波数帯域は、外部光位相変換器32の変調帯域である
５乃至１４ＧＨｚになる。
【００３９】次に、それぞれ１０ｋｍの長さのブリルア
ン周波数シフトが異なる２つの光ファイバをそれぞれボ
ビンに巻いて双方を融着接続したものを被試験光ファイ
バ８とし、上記の実施例の構成を用いて測定した結果に
ついて説明する。光周波数シフトを、被試験光ファイバ
のブリルアン周波数シフトの中心周波数付近の１０．４
乃至１０．６ＧＨｚの間を０．１ＭＨｚ刻みで設定して
測定した周波数毎の信号波形を図６に示す。この結果
は、図３に示した従来例の測定例と同様に、１０ｋｍの
位置を境にブリルアン周波数が１０．４９９９ＧＨｚか
ら１０．５５０４ＧＨｚに５０．５ＭＨｚシフトしてい
ることが分かる。これは、歪に換算すると約０．１０２
％に相当し、温度変化では約５０．５℃に相当する。
ン周波数シフトが異なる２つの光ファイバをそれぞれボ
ビンに巻いて双方を融着接続したものを被試験光ファイ
バ８とし、上記の実施例の構成を用いて測定した結果に
ついて説明する。光周波数シフトを、被試験光ファイバ
のブリルアン周波数シフトの中心周波数付近の１０．４
乃至１０．６ＧＨｚの間を０．１ＭＨｚ刻みで設定して
測定した周波数毎の信号波形を図６に示す。この結果
は、図３に示した従来例の測定例と同様に、１０ｋｍの
位置を境にブリルアン周波数が１０．４９９９ＧＨｚか
ら１０．５５０４ＧＨｚに５０．５ＭＨｚシフトしてい
ることが分かる。これは、歪に換算すると約０．１０２
％に相当し、温度変化では約５０．５℃に相当する。
【００４０】また、ヘテロダイン検波したレーリー散乱
光を信号処理することにより、被試験光ファイバの損失
分布、接続損失等の測定ができた。更に、偏波制御器30
で試験信号光の偏波面を外部光位相変換器32のＴＭモー
ドと直交するように制御すると、外部光位相変換器では
殆ど位相変調されないため、レーリー散乱光のみがコヒ
ーレント受信器で受信される。このときのダイナミック
レンジは１μｓパルス幅、加算回数２18回で約３９ｄＢ
であった。
光を信号処理することにより、被試験光ファイバの損失
分布、接続損失等の測定ができた。更に、偏波制御器30
で試験信号光の偏波面を外部光位相変換器32のＴＭモー
ドと直交するように制御すると、外部光位相変換器では
殆ど位相変調されないため、レーリー散乱光のみがコヒ
ーレント受信器で受信される。このときのダイナミック
レンジは１μｓパルス幅、加算回数２18回で約３９ｄＢ
であった。
【００４１】以上の結果から、簡単な構成の光周波数シ
フターにより、試験信号光パルスの周波数分解能を光源
の線幅程度にすることができ、測定精度が向上したこと
が確認された。また、ブリルアン散乱光とレーリー散乱
光とを分離してそれぞれを受信することができることが
確認された。これにより、本発明によれば、安価で、信
頼性の高い、被試験光ファイバの損失分布、接続損失、
歪分布、温度分布等の測定が可能な光パルス試験器を提
供できることが分かる。
フターにより、試験信号光パルスの周波数分解能を光源
の線幅程度にすることができ、測定精度が向上したこと
が確認された。また、ブリルアン散乱光とレーリー散乱
光とを分離してそれぞれを受信することができることが
確認された。これにより、本発明によれば、安価で、信
頼性の高い、被試験光ファイバの損失分布、接続損失、
歪分布、温度分布等の測定が可能な光パルス試験器を提
供できることが分かる。
【００４２】次に、本発明の第２の実施例を説明する。
図７は本発明の第２の実施例の構成を示す図であり、第
１の実施例における音響光学スイッチ６の代わりに導波
路型光スイッチ36を用いた例である。この導波路型スイ
ッチ36は電気光学効果を用いた光強度変調器であり、立
上がり時間及び立下がり時間が１ｎｓ以下であり、１０
０ｎｓ以下のパルス幅の試験信号光パルスを発生させる
場合に有効である（文献「結晶光学」応用物理学会光学
懇話会編、森北出版、1975参照）。
図７は本発明の第２の実施例の構成を示す図であり、第
１の実施例における音響光学スイッチ６の代わりに導波
路型光スイッチ36を用いた例である。この導波路型スイ
ッチ36は電気光学効果を用いた光強度変調器であり、立
上がり時間及び立下がり時間が１ｎｓ以下であり、１０
０ｎｓ以下のパルス幅の試験信号光パルスを発生させる
場合に有効である（文献「結晶光学」応用物理学会光学
懇話会編、森北出版、1975参照）。
【００４３】また、試験信号光の周波数をモニターする
ために導波路型スイッチ36の前に光合分岐器3(e)を入
れ、試験信号光の一部（１／１０のパワー）を分岐す
る。光合分岐器3(e)のモニターポートからの試験信号光
を掃引型ファブリーペローエタロン干渉計34に入射し、
外部光位相変調器32で変調された１次変調信号光及び０
次変調信号光の強度を測定し、この測定値に基づいて、
制御回路35で、偏波制御器駆動回路31及び外部光位相変
調器駆動回路33を制御する。
ために導波路型スイッチ36の前に光合分岐器3(e)を入
れ、試験信号光の一部（１／１０のパワー）を分岐す
る。光合分岐器3(e)のモニターポートからの試験信号光
を掃引型ファブリーペローエタロン干渉計34に入射し、
外部光位相変調器32で変調された１次変調信号光及び０
次変調信号光の強度を測定し、この測定値に基づいて、
制御回路35で、偏波制御器駆動回路31及び外部光位相変
調器駆動回路33を制御する。
【００４４】外部光位相変調器32の駆動電圧Ｖを Ｖ＝２．４０４８３Ｖp ／π （４） とすると、０次変調信号光は理論的にゼロになる。制御
回路35では、１次変調信号光及び０次変調信号光のアイ
ソレーションが最大になるように、偏波制御器駆動回路
31及び外部光位相変調器駆動回路33を制御する。実際に
は、上述の理由により、前記と同様にこの駆動電圧を約
±１０％の幅を持たせて設定する必要がある。
回路35では、１次変調信号光及び０次変調信号光のアイ
ソレーションが最大になるように、偏波制御器駆動回路
31及び外部光位相変調器駆動回路33を制御する。実際に
は、上述の理由により、前記と同様にこの駆動電圧を約
±１０％の幅を持たせて設定する必要がある。
【００４５】この例の構成においては、試験信号光パル
スの光周波数はローカル信号光の光周波数に対してｎ・
ｆ1 だけシフトしていることになる。ここでｎは整数で
ある。ブリルアン周波数シフトをｆb とすると、ブリル
アン散乱光の光周波数のローカル信号光に対する周波数
シフトは、ｎ・ｆ1 −ｆb になる。また、レーリー散乱
光の光周波数のローカル信号光に対する周波数シフトは
ｎ・ｆ1 になる。
スの光周波数はローカル信号光の光周波数に対してｎ・
ｆ1 だけシフトしていることになる。ここでｎは整数で
ある。ブリルアン周波数シフトをｆb とすると、ブリル
アン散乱光の光周波数のローカル信号光に対する周波数
シフトは、ｎ・ｆ1 −ｆb になる。また、レーリー散乱
光の光周波数のローカル信号光に対する周波数シフトは
ｎ・ｆ1 になる。
【００４６】これらの周波数シフトを持つブリルアン散
乱光及びレーリー散乱光は、コヒーレント受信器９でロ
ーカル信号光とミキシングされ、ｎ・ｆ1 −ｆb 及びｎ
・ｆ1 の周波数のビート信号光になり、光電気変換され
る。受信できるビート信号光の周波数は、コヒーレント
受信器９が感度を持っている周波数帯域内に入っている
必要がある。
乱光及びレーリー散乱光は、コヒーレント受信器９でロ
ーカル信号光とミキシングされ、ｎ・ｆ1 −ｆb 及びｎ
・ｆ1 の周波数のビート信号光になり、光電気変換され
る。受信できるビート信号光の周波数は、コヒーレント
受信器９が感度を持っている周波数帯域内に入っている
必要がある。
【００４７】その周波数帯域をＢとすると、受信できる
ブリルアン散乱光のビート信号光の周波数の条件は、 ｎ・ｆ1 −ｆb ≦Ｂ （５） となる。また、受信できるレーリー散乱光のビート信号
光の周波数の条件は、 ｎ・ｆ1 ≦Ｂ （６） となる。
ブリルアン散乱光のビート信号光の周波数の条件は、 ｎ・ｆ1 −ｆb ≦Ｂ （５） となる。また、受信できるレーリー散乱光のビート信号
光の周波数の条件は、 ｎ・ｆ1 ≦Ｂ （６） となる。
【００４８】第１の実施例と同様に、コヒーレント受信
器９の周波数帯域Ｂは２００ＭＨｚであり、主制御部12
で設定するｆ1 をブリルアン周波数シフトｆb 付近であ
る数十ＧＨｚの周波数にすると、条件式（５）を満たす
のはｎ＝１の場合のみである。また、条件式（６）を満
たすのはｎ＝０の場合であるが、外部光位相変調器32
で、式（４）で示される条件によって試験信号光が位相
変調されるため、ｎ＝０となる０次変調信号光はほぼ０
になり、この周波数シフトを持つレーリー散乱光は殆ど
発生しない。
器９の周波数帯域Ｂは２００ＭＨｚであり、主制御部12
で設定するｆ1 をブリルアン周波数シフトｆb 付近であ
る数十ＧＨｚの周波数にすると、条件式（５）を満たす
のはｎ＝１の場合のみである。また、条件式（６）を満
たすのはｎ＝０の場合であるが、外部光位相変調器32
で、式（４）で示される条件によって試験信号光が位相
変調されるため、ｎ＝０となる０次変調信号光はほぼ０
になり、この周波数シフトを持つレーリー散乱光は殆ど
発生しない。
【００４９】従って、コヒーレント受信器９で受信でき
るのはｆ1 −ｆb の光周波数シフトを持つブリルアン散
乱光のみになり、それ以外の後方散乱光はコヒーレント
受信器に殆ど受信されない。そこで、この受信されたブ
リルアン散乱光を第１の実施例と同様に信号処理を行う
と、被試験光ファイバの歪分布、温度分布等の測定が可
能になる。
るのはｆ1 −ｆb の光周波数シフトを持つブリルアン散
乱光のみになり、それ以外の後方散乱光はコヒーレント
受信器に殆ど受信されない。そこで、この受信されたブ
リルアン散乱光を第１の実施例と同様に信号処理を行う
と、被試験光ファイバの歪分布、温度分布等の測定が可
能になる。
【００５０】また、偏波制御器30で試験信号光の偏波面
を外部光位相変換器32のＴＭモードと直交するように制
御すると、外部光位相変調器では殆ど位相変調されない
ため、ローカル信号光と同じ光周波数を持つ試験信号光
パルスが被試験光ファイバに入射され、レーリー散乱光
がコヒーレント受信器９でホモダイン検波される。第１
の実施例と同様に信号処理を行うと、被試験光ファイバ
の損失分布、接続損失等の測定が可能になる。
を外部光位相変換器32のＴＭモードと直交するように制
御すると、外部光位相変調器では殆ど位相変調されない
ため、ローカル信号光と同じ光周波数を持つ試験信号光
パルスが被試験光ファイバに入射され、レーリー散乱光
がコヒーレント受信器９でホモダイン検波される。第１
の実施例と同様に信号処理を行うと、被試験光ファイバ
の損失分布、接続損失等の測定が可能になる。
【００５１】第１の実施例におけると同様の条件で被試
験光ファイバを測定した結果、第１の実施例と同様の結
果が得られた。パルス幅を１０ｎｓとして、距離分解能
を１ｍとしているためダイナミックレンジは約２０ｄＢ
小さくなった。この実施例により、本発明によれば、安
価で、信頼性の高い、被試験光ファイバの損失分布、接
続損失、歪分布、温度分布等の測定が可能な光パルス試
験器を提供できることが分かる。
験光ファイバを測定した結果、第１の実施例と同様の結
果が得られた。パルス幅を１０ｎｓとして、距離分解能
を１ｍとしているためダイナミックレンジは約２０ｄＢ
小さくなった。この実施例により、本発明によれば、安
価で、信頼性の高い、被試験光ファイバの損失分布、接
続損失、歪分布、温度分布等の測定が可能な光パルス試
験器を提供できることが分かる。
【００５２】次に、本発明の第３の実施例を説明する。
この例では、図５又は図７の構成において、光源１、光
合分岐器3(a)、偏波制御器30、外部光位相変調器32、音
響光学スイッチ６又は導波路型スイッチ36と光合分岐器
3(e)、偏波制御器７、光増幅器14、光合分岐器3(d)及び
コヒーレント受信器９を、通常の光ファイバに代えて偏
波保持光ファイバを用いて相互に結ぶ。このようにすれ
ば、予め外部光位相変調器32に入射する試験信号光の偏
波面を調整し、外部光位相変調器駆動回路33を設定する
と、以後、掃引型ファブリーペローエタロン干渉計34と
制御回路35で、偏波制御器駆動回路31及び外部光位相変
調器駆動回路33を制御する必要がなくなる。
この例では、図５又は図７の構成において、光源１、光
合分岐器3(a)、偏波制御器30、外部光位相変調器32、音
響光学スイッチ６又は導波路型スイッチ36と光合分岐器
3(e)、偏波制御器７、光増幅器14、光合分岐器3(d)及び
コヒーレント受信器９を、通常の光ファイバに代えて偏
波保持光ファイバを用いて相互に結ぶ。このようにすれ
ば、予め外部光位相変調器32に入射する試験信号光の偏
波面を調整し、外部光位相変調器駆動回路33を設定する
と、以後、掃引型ファブリーペローエタロン干渉計34と
制御回路35で、偏波制御器駆動回路31及び外部光位相変
調器駆動回路33を制御する必要がなくなる。
【００５３】第１及び第２の実施例と同一の条件で測定
を行った結果、これらの実施例と同様の測定結果が得ら
れた。この実施例により、本発明によれば、安価で、信
頼性の高い、被試験光ファイバの損失分布、接続損失、
歪分布、温度分布等の測定が可能な光パルス試験器を提
供できることが分かる。
を行った結果、これらの実施例と同様の測定結果が得ら
れた。この実施例により、本発明によれば、安価で、信
頼性の高い、被試験光ファイバの損失分布、接続損失、
歪分布、温度分布等の測定が可能な光パルス試験器を提
供できることが分かる。
【図１】従来の方法を説明する図である。
【図２】光パルス試験器によって得られるＯＴＤＲ波
形、後方散乱光スペクトル波形及びブリルアン周波数シ
フト分布波形の一般形を示す図である。
形、後方散乱光スペクトル波形及びブリルアン周波数シ
フト分布波形の一般形を示す図である。
【図３】光パルス試験器によって得られる信号波形の一
般形を示す図である。
般形を示す図である。
【図４】従来の他の方法を説明する図である。
【図５】本発明の第１の実施例を説明する図である。
【図６】本発明の第１の実施例よって得られる信号波形
を示す図である。
を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施例を説明する図である。
１、２ 半導体レーザー光源 ３ 光合分岐器 ４ 広帯域受信器 ５ 周波数制御器 ６、２４、２６ 音響光学スイッチ ７、２３、３０ 偏波制御器 ８ 被試験光ファイバ ９ コヒーレント受信器 １０ 自乗加算器 １１ 信号処理器 １２ 主制御部 １３ タイミング発生器 １４、２２ 光増幅器 ２０ 光周波数シフター ２１ ３ｄＢカプラー ２５ 遅延光ファイバ ３１ 偏波制御器駆動回路 ３２ 外部光位相変調器 ３３ 外部光位相変調器駆動回路 ３４ 掃引型ファブリーペローエタロン干渉計 ３５ 制御回路 ３６ 導波路型光スイッチ
Claims (5)
- 【請求項１】 １つの狭線幅光源から出力光を分岐して
試験信号光及びローカル信号光を発生させる信号光発生
手段、偏波制御器と外部位相変調器と変調信号光の周波
数モニターと該変調信号光のモニターからの信号に基づ
いて偏波制御器及び外部位相変調器の駆動回路を制御す
る制御器とを具え前記試験信号光とローカル信号光との
光周波数差を制御する光周波数制御手段、前記試験信号
光をパルス化して試験信号光パルスを生成すると共に前
記試験信号光パルスを被試験光ファイバに送出する光パ
ルス生成手段、被試験光ファイバからの反射光及び後方
散乱光と前記ローカル信号光とを光学的に合波して得ら
れるビート信号光を受光して電気信号に変換する光電気
変換手段、該電気信号の加算処理等を行う電気信号処理
手段、及び、前記試験信号光とローカル信号光との周波
数差を制御して得られる複数の前記反射光及び後方散乱
光の波形から被試験光ファイバの任意の位置の前記複数
の周波数差に対するスペクトル波形を表示する表示手段
を具備することを特徴とする光パルス試験器。 - 【請求項２】 更に、前記電気信号処理手段の処理結果
に基づいて前記反射光及び後方散乱光の波形を表示する
表示手段を具備することを特徴とする請求項１に記載の
光パルス試験器。 - 【請求項３】 前記光周波数制御手段の外部位相変調器
が試験信号光の位相を半波長変化させる時の外部位相変
調器の駆動電圧をＶp とし且つπを円周率としたとき、
外部位相変調器に対する駆動電圧が ２．４０４８３Ｖp ／π±１０％ 又は １．８４１１８Ｖp ／π±１０％ であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光パル
ス試験器。 - 【請求項４】 前記信号光発生手段、光周波数制御手段
の偏波制御器、外部位相変調器、光パルス生成手段、及
び、光電気変換手段を相互に偏波保持光ファイバを用い
て結ぶことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項
に記載の光パルス試験器。 - 【請求項５】 更に、試験信号光を増幅するための光増
幅手段を具備することを特徴とする請求項１乃至４のい
ずれか１項に記載の光パルス試験器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04117796A JP3306819B2 (ja) | 1996-02-28 | 1996-02-28 | 光パルス試験器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04117796A JP3306819B2 (ja) | 1996-02-28 | 1996-02-28 | 光パルス試験器 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09229820A true JPH09229820A (ja) | 1997-09-05 |
| JP3306819B2 JP3306819B2 (ja) | 2002-07-24 |
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ID=12601162
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04117796A Expired - Fee Related JP3306819B2 (ja) | 1996-02-28 | 1996-02-28 | 光パルス試験器 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3306819B2 (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10111171A (ja) * | 1996-10-03 | 1998-04-28 | Hitachi Cable Ltd | 光ファイバ歪み分布センサ |
| JPH11183135A (ja) * | 1997-12-25 | 1999-07-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 分布型歪計測装置 |
| JPH11222810A (ja) * | 1998-02-05 | 1999-08-17 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光ファイバを用いた杭の軸力分布計測装置および方法 |
| JP2000035376A (ja) * | 1998-04-21 | 2000-02-02 | Hewlett Packard Co <Hp> | 光学部品テスタ |
| JP2005091320A (ja) * | 2003-09-19 | 2005-04-07 | Fujikura Ltd | 光ファイバケーブルの劣化検知システム |
| JP2005195486A (ja) * | 2004-01-08 | 2005-07-21 | Fujikura Ltd | 光ファイバケーブルの劣化検知システム |
| JP2005532558A (ja) * | 2002-07-11 | 2005-10-27 | アジレント・テクノロジーズ・インク | 遅延干渉計 |
| JP2005326298A (ja) * | 2004-05-14 | 2005-11-24 | Fujikura Ltd | 偏波モード分散不良位置の検出方法及び検出装置 |
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| JP2010256288A (ja) * | 2009-04-28 | 2010-11-11 | Yokogawa Electric Corp | 光ファイバ歪み測定装置 |
| CN102998094A (zh) * | 2012-11-26 | 2013-03-27 | 中国科学院光电技术研究所 | 基于光束相干合成的相位调制器性能参数测试装置 |
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| JP2019078637A (ja) * | 2017-10-25 | 2019-05-23 | 日本電信電話株式会社 | Ｏｔｄｒ装置 |
| WO2022254712A1 (ja) * | 2021-06-04 | 2022-12-08 | 日本電信電話株式会社 | 光ファイバ試験方法及び光ファイバ試験装置 |
-
1996
- 1996-02-28 JP JP04117796A patent/JP3306819B2/ja not_active Expired - Fee Related
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