JPH1183671A - Ｏｔｄｒ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被測定光ファイバの遠方末端近傍での不良を
確実に判別する。 【解決手段】 パルス発生器１１のパルス出力をレーザ
発生器１２に送って光パルスを発生して光方向性結合器
１３を介して被測定光ファイバ１４の一端に入射し、そ
の戻り光を光方向性結合器１３を経て受光器２１に導
き、その受光出力を上記のパルス出力で制御されたＡ／
Ｄ変換器２２でサンプリング・デジタル化し、平均化処
理回路２３で処理し、そのデータのうちの被測定光ファ
イバ１４の遠方末端近傍のデータを判定回路２６に取り
込み、コントローラ２７で光ファイバ末端操作器１５を
遠隔制御して被測定光ファイバ１４の末端近傍を切断し
てフレネル反射を生じさせ、あるいは末端近傍部分に曲
げを与えて伝送損失を大きくし、その操作の前後で末端
近傍の波形が変化するかにより判定回路２６が被測定光
ファイバの遠方末端近傍で不良があるかどうかを判定す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、被測定光ファイ
バの一端に光パルスを入射したときに入射端側に戻って
くる光を測定するＯＴＤＲ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＯＴＤＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｉｍｅ
Ｄｏｍａｉｎ Ｒｅｆｌｅｃｔｍｅｔｅｒ）装置では、
光パルスを被測定光ファイバの一端に入射してその光フ
ァイバ中を伝搬させる。すると光ファイバに破断点や障
害点などがあった場合それらでフレネル反射を起こし、
あるいは、光ファイバのコアの屈折率の不均一分布があ
った場合に伝搬光がレーリ散乱を起こし、これらフレネ
ル反射光やレーリ散乱光が入射端側に戻ってくる。

【０００３】そこで、光パルスの入射時点から戻ってく
る光の到達時点までの時間差がその反射点または散乱点
までの距離に対応することを利用して、戻ってきた光の
強度を光パルス入射から一定時間ごとにサンプリングす
れば、その受光レベルデータはサンプリング時間に応じ
た位置での被測定光ファイバの状態を表すことになる。
すなわち、横軸をサンプリング時間、縦軸を受光レベル
として波形を描くと、横軸は距離を表すので、波形の傾
きから伝送損失を求めることができる。傾きが急に大き
くなればそれは損失がその部分で大きくなったことに対
応するので、損失の大きな不良箇所の特定することが可
能となる。また、波形の急峻なピークはフレネル反射光
によるものであるから破断点の位置を求めることができ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来で
は、被測定光ファイバの遠方末端付近の不良が確認しづ
らいという問題がある。すなわち、ＯＴＤＲ波形におい
て遠方末端付近で急峻なピークが観測された場合、それ
が末端面でのフレネル反射によるものか、末端付近でフ
レネル反射を起こすような断線等の障害が別途生じてい
るものか、判別しづらい。遠方末端付近で波形の傾きが
急に大きくなって終わっている場合には、単に末端面が
反射を起こさないような状態となっていることによるの
か、末端付近に損失が大きくなるような不良箇所が生じ
ていることによるのか、分からない。

【０００５】この発明は、上記に鑑み、被測定光ファイ
バの遠方末端付近の不良を確実に判定できるように改善
した、ＯＴＤＲ装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明によるＯＴＤＲ装置においては、光パルス
を発生して被測定光ファイバの一端に入射する手段と、
該被測定光ファイバの一端に戻ってきた光を受光する受
光手段と、該受光手段の出力を、上記の光パルス入射時
点から一定時間ごとにサンプリングし受光レベルデータ
を求めて波形を得る手段と、上記の被測定光ファイバの
遠方末端を操作して末端面での反射状態を変え、および
末端直前付近での伝送損失を大きくする光ファイバ末端
操作手段と、この末端の操作の前後における末端近傍波
形の変化をとらえる手段とが備えられることが特徴とな
っている。

【０００７】ＯＴＤＲ波形において被測定光ファイバの
遠方末端付近で急峻なピークが観測された場合に、光フ
ァイバ末端操作手段で末端面にガラスよりも屈折率の高
い液体を塗布すれば末端面でフレネル反射を起こさない
ようにでき、あるいは末端直前付近で強い曲げを加える
などにより伝送損失を大きくすればたとえ末端面でフレ
ネル反射が起こっていてもその反射光を伝搬させないよ
うにできるので、その波形における急峻なピークはなく
なる。そのため、このように操作したことによって波形
の急峻なピークがなくなれば、遠方末端付近で急峻なピ
ークは末端面でのフレネル反射によるものであって、末
端付近でフレネル反射を起こすような断線等の障害が別
途生じているわけではないことが確実に判別できる。

【０００８】また、ＯＴＤＲ波形において被測定光ファ
イバの遠方末端付近で波形の傾きが急に大きくなって終
わっている場合に、光ファイバ末端操作手段で末端面で
の反射状態を変えて、末端面がフレネル反射を起こすよ
うにする。そして、この操作を行なったとき、被測定光
ファイバの遠方末端付近の波形において急峻なピークが
観測されれば、単に末端面が反射を起こさないような状
態となっていただけであることの確実な判別ができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】つぎに、この発明の実施の形態に
ついて図面を参照しながら詳細に説明する。図１におい
て、パルス発生器１１から発生させられたパルス信号が
レーザ発生器１２に送られる。レーザ発生器１２は、た
とえば半導体レーザとそれの駆動回路とからなり、入力
されたパルス信号に応じたパルス状のレーザ光（たとえ
ば波長１．３μｍ）を発生し、この光パルスを光ファイ
バカップラなどからなる光方向性結合器１３を経て被測
定光ファイバ１４の一端に入射する。被測定光ファイバ
１４の遠方末端には光ファイバ末端操作器１５が取り付
けられている。

【００１０】被測定光ファイバ１４の一端に入射させら
れた光パルスは、その光ファイバ１４中を伝搬してい
き、レーリ散乱を生じたり、フレネル反射を生じる。そ
の散乱光や反射光は、光ファイバ１４の入射端側に戻っ
てきて光方向性結合器１３を介して受光器２１に導かれ
る。受光器２１は、アバランシェフォトダイオードなど
の受光素子と、その出力を増幅する増幅回路などから構
成されており、受光信号をＡ／Ｄ変換器２２に送る。

【００１１】Ａ／Ｄ変換器２２は、上記のパルス発生器
１１から送られてきたパルス信号に同期して動作してい
る。すなわち、パルス信号から一定時間経過した時から
一定の周期で受光信号をサンプリングしてデジタルデー
タに変換する動作を開始する。こうして、光パルス入射
からの遅延時間ごとに受光レベルに関するデータが得ら
れる。たとえば１５０００回サンプリングが行われると
すると、１５０００の遅延時間の各々についてデータが
得られる。この遅延時間は光が入射端から反射点までを
往復する時間に相当するため、サンプリング周期に対応
する距離ごとの受光レベルデータが得られたことにな
る。

【００１２】この光パルス入射・受光レベルデータ収集
が多数回繰り返されて、平均化処理回路２３においてサ
ンプリング（距離）ごとのデータの平均値が求められ、
雑音の影響が除去される。こうして得られたサンプリン
グごとのデータは表示回路２４を経てＣＲＴディスプレ
イ装置２５に送られて表示される。これにより、図２で
示すような、横軸が被測定光ファイバ１４の距離方向、
縦軸が受光レベル（ｄＢ）となっているグラフが表示さ
れる。

【００１３】こうして得られる波形において、イは被測
定光ファイバ１４の接続点（Ｖ溝接続によるもの）での
フレネル反射光による急峻なピークであり、ハは被測定
光ファイバ１４の遠方末端面でのフレネル反射光による
急峻なピークである。この波形の傾きは被測定光ファイ
バ１４の伝送損失に対応し、傾きが大きくなっている部
分ロは、その部分で伝送損失が大きくなっていることを
示す。

【００１４】図３、図４はこの波形の遠方末端付近を拡
大して表示したものである。被測定光ファイバ１４の遠
方末端面でフレネル反射を起こしているときは図３のハ
のようなピークを観測することができるが、フレネル反
射を起こしていないときは図４のニのように急激に落ち
込む。ただ、これらは典型的な場合であり、末端付近で
フレネル反射を起こすような断線等の障害が被測定光フ
ァイバ１４に起こっている場合にも図３のような波形と
なるし、また、末端直前に伝送損失が非常に大きくなる
ような不良部分がある場合も図４のような波形となる。

【００１５】そこで、ここでは、コントローラ２７によ
って光ファイバ末端操作器１５を遠隔制御し、被測定光
ファイバ１４の遠方末端を操作する。光ファイバ末端操
作器１５としては、たとえば図５に示すようなものが考
えられる。図５では、被測定光ファイバ１４の末端直前
部分を強く曲げる曲げ付与器１６と切断器１７とが備え
られている。曲げ付与器１６はピン１８を矢印のように
移動させることにより、ピン１８の間に挟まれた光ファ
イバ１４を強く（小さい曲率半径で）曲げる。切断器１
７は２つの刃１９を矢印のように移動させてそれらの刃
１９によって光ファイバ１４を、その軸に直角に切断す
る。

【００１６】曲げ付与器１６で被測定光ファイバ１４の
末端直前部分に曲げを与えると、その部分の伝送損失が
非常に大きくなる。そのため、末端面でフレネル反射を
起こしていても、その反射光は曲げられた部分で減衰
し、結果的に図３のハのようなピークは観測されないよ
うになって、波形は図４のニのように変化する。

【００１７】したがって、このように操作したことによ
り上述のように末端付近の波形が変化するなら、図３の
ハのピークは被測定光ファイバ１４の遠方末端面でのフ
レネル反射を表すもので、末端近傍にフレネル反射を起
こすような断線等の障害がないと判定できる。逆に、操
作によって波形が変化せず図３のままとなっているな
ら、曲げ付与器１６が設置された箇所よりも前方側でフ
レネル反射を起こすような断線等があることが分かる。

【００１８】切断器１７で被測定光ファイバ１４の末端
直前を直角に切断すると、その切断端面でフレネル反射
を起こすようになる。そのため、末端近傍の波形が図４
のニのようになっていたとすると、図３のハのようなピ
ークを示すようなものに変化する。そこで、操作の前後
でこのような変化が観測できたら、単に末端面でフレネ
ル反射を起こさないような状態であったことが分かり、
逆に変化しないで図４のままであれば、切断位置より前
方の箇所に伝送損失異常が存在していることが分かる。

【００１９】ここでは、判定回路２６に末端近傍の波形
を表すデータを取り込むようにしておいて、この判定回
路２６によって、コントローラ２７による光ファイバ末
端操作器１５の制御の前後で、末端近傍の波形が変化す
るかどうかによって、末端付近でフレネル反射を起こす
ような断線等があるかないか、末端直前に伝送損失が非
常に大きくなるような伝送損失異常があるかないか、を
判定するようにしている。したがって、被測定光ファイ
バ１４の遠方末端近傍における不良箇所も確実に判定す
ることが可能となる。

【００２０】なお、光ファイバ末端操作器１５では、末
端面でのフレネル反射光が入射端側に伝えられないよう
にする操作と、末端面でのフレネル反射を生じさせる操
作とが行われればよいので、上記の構成に限らない。

【００２１】末端面でのフレネル反射光が入射端側に伝
えられないようにするには、上記のように伝送損失が大
きくなるような曲げを付与してもよいが、末端面でフレ
ネル反射自体を起こさないようにしてもよい。すなわ
ち、末端面で反射しないようにして光が戻らないよう
に、光を散乱させるための液体を端面に塗布する塗布装
置を設けてもよい。この光を散乱させるための液体とし
ては、流動パラフィンなどのようにガラスよりも屈折率
の高い液体を用いる。この液体は、接続すべき２つの光
ファイバをＶ溝内に配置して両端面を突き合わせること
により簡易に接続する（いわゆるＶ溝接続）場合に、一
般にその端面間に入れるマッチングオイル等と称される
屈折率整合剤を用いることができる。

【００２２】被測定光ファイバ１４の末端近傍で伝送損
失の大きな部分を作る構成も、上記のようなピン１８の
移動によるものだけでなく、種々に考えられる。

【００２３】また、末端面でフレネル反射を生じさせる
ためには、上記のような切断以外に、引きちぎったり、
端面を研磨したりしてもよい。すなわち、切断器１７の
代わりに引きちぎり器や端面研磨器を備えるようにす
る。

【００２４】その他、具体的な構成などは種々に変更可
能である。たとえば、被測定光ファイバ１４の遠方末端
の操作を、コントローラ２７により光ファイバ末端操作
器１５を遠隔制御することによって行なっているが、被
測定光ファイバ１４の遠方末端での操作が行なわれたか
どうかが確実に分かるなら、このような遠隔操作の構成
をとることはない。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明のＯＴＤ
Ｒ装置によれば、被測定光ファイバの遠方末端付近で断
線や伝送損失異常等の不良箇所があるかどうかを確実に
判定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態を示すブロック図。

【図２】ＯＴＤＲ波形の一例を示す図。

【図３】被測定光ファイバの遠方末端近傍での拡大ＯＴ
ＤＲ波形の一例を示す図。

【図４】被測定光ファイバの遠方末端近傍での拡大ＯＴ
ＤＲ波形の他の例を示す図。

【図５】光ファイバ末端操作器の一例を示す模式図。

【符号の説明】

１１ パルス発生器 １２ レーザ発生器 １３ 光方向性結合器 １４ 被測定光ファイバ １５ 光ファイバ末端操作器 １６ 曲げ付与器 １７ 切断器 １８ ピン １９ 刃 ２１ 受光器 ２２ Ａ／Ｄ変換器 ２３ 平均化処理回路 ２４ 表示回路 ２５ ＣＲＴディスプレイ装置 ２６ 判定回路 ２７ コントローラ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光パルスを発生して被測定光ファイバの
   一端に入射する手段と、該被測定光ファイバの一端に戻
   ってきた光を受光する受光手段と、該受光手段の出力
   を、上記の光パルス入射時点から一定時間ごとにサンプ
   リングし受光レベルデータを求めて波形を得る手段と、
   上記の被測定光ファイバの遠方末端を操作して末端面で
   の反射状態を変え、および末端直前付近での伝送損失を
   大きくする光ファイバ末端操作手段と、この末端の操作
   の前後における末端近傍波形の変化をとらえる手段とを
   有することを特徴とするＯＴＤＲ装置。