JPS61170604A - 光伝送路の歪測定方法 - Google Patents

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］ この発明は偏波面保存光ファイバにその情報伝送用とは
直交する固有偏波モードで歪測定用信号を所定区間往復
伝送させ、伝送後の歪測定用信号の位相の変化から歪を
測定するようになした光伝送路の歪測定方法に関する。

［従来の技術１ 光ケーブルにおける光ファイバの残留歪の設計、或いは
光ケーブル布設後の風や８Ｎ雪等の気象条件の変化によ
る光ファイバの伸び歪のｆｆ＋　測ハ、光ファイバの破
新を防止し、光通信システムの信頼性を知る上で重要で
ある。従来、これら歪を測定するために、光ケーブルに
歪抵抗線を配設するという提案がある。

［発明が解決しようとする問題点１ ところが、歪抵抗線による歪測定で′は高価な歪抵抗線
を光ケーブルに別途設けなければならない。

また、布設後の光ケーブルの長距離にわたる歪を精度よ
く測定するのには歪抵抗線は適していない。

このため、布設後の光ケーブルの歪測定は現在はとんど
実施されていない状況にある。

［発明の目的］ 本発明は以上の従来技術の問題点を解決ずべく創案され
たものであり、本発明の目的は光ケーブル等の光伝送路
の歪をオンラインで精度よく且つ簡易に測定することが
できる光伝送路の歪測定方法を提供することにある。

［発明の概要］ 上記の目的を達成するために、本発明は、幅波面保存光
ファイバの２つの直交する固有偏波モードの一方を情報
伝送用信号に他方を歪測定用信号に割り当て、偏波面保
存光ファイバの所定区間を情報伝送用信号とは独立に歪
測定用信号を往復伝送させ、その歪測定用信号の位相の
変化から光伝送路の歪をオンラインでモニタすることが
できるようになしたものである。

［実施例］ 以下に本発明の実施例を添付図面に従って詳述する。

まず、実施例の説明に先立ち、本発明方法の基礎となる
歪測定原理を第４図の測定システムに基づき説明する。

第４図において、１は発振器、２は発掘器１からの変調
用電気信号を歪測定用光信号に変換する電気／光変換器
、３はその歪が測定される光ファイバ、４は光ファイバ
３から出射される歪測定用光信号を電気信号に変換する
光／電気変換器、５は光／電気変換器４からの電気信号
を増幅し位相計（ベクトルボルトメータ）６に入力する
増幅器である。位相計６には発掘器１からの電気信号と
、電気／光変換器２、光ファイバ３、光／電気変換器４
および増幅器５を経由してきた電気信号とがそれぞれ入
力される。位相計６ではこれら電気信号の位相差が検出
される。

光ファイバ３に光信号を入射すると、その出射光の位相
変化は光ファイバ３の長さに、比例する。

従って、入射光と出射光との位相差の変化を位相計６か
ら計測すれば、光ファイバ３の長さの変化、即ち光ファ
イバ３の歪を測定できることになる。

光ファイバ３の歪εと、位相差Δθとの間には次の関係
がある。

ここに、（は光ファイバ３の長さ、「は変調周波数であ
り、またＫは定数であってナイロン被覆ファイバ心線の
場合的７．ｌＸｌ０　　となる。

次に、上記の歪測定原理を適用した実施例について述べ
る。

第１図において、７は送電ルートなどに布設された多心
光ケーブル中の偏波面保・存光ファイバ（以下ｆｓＰＦ
Ｊという）であり−１このうちの２心の５ＰＦ７．７に
は多心光フアイバケーブルの所定区間の両端に位置して
偏光ビームスプリッタ（以下ｒＰＢｓＪという）８．９
と１０．１１とがそれぞれ設けられている。５ＰＦ７は
、第２図に拡大示する如く、中心部のコア７ａとクラッ
ド７ｂとの外周にジャケット７Ｃとサポート７ｄとが被
覆されたものであり、ジャケット７Ｇの断面はコア７ａ
に等方でない応力が加わるように楕円形となっている。

５ＰＦ７の２つの直交する固有偏光軸Ｘ、Ｙは楕円の長
軸方向、短軸方向にある。

５ＰＦ７の２つの直交偏波モードのうちの一方、例えば
Ｘ偏波モードは情報伝送用パルス信号に割り当てられ、
もう１つのＹ偏波モードは歪測定用正弦波信号に割り当
てられる。ＰＢＳ８．９゜１０．１１はＸ偏波モードを
透過させ、Ｙ偏波モードを反射するように設けられてる
。ＰＢＳ８の一側には、発振器１からの変調用電気信号
を歪測定用の正弦波光信号に変換し、これをＰＢＳ８に
送信する電気／光変換器２が設けられており、電気／光
変換器２からのＹｌ波モードの歪測定用信号はＰＢＳ８
で反射されて５ＰＦ７にそのＰＢＳ９側に向って入射さ
れるようになっている。また、ＰＢＳ９とＰＢＳｌｌと
の互いに対向する側面は接触していると共に、ＰＢＳ８
側からＰＢＳ９に入射しＰＢＳ９で反射されたＹ偏波モ
ードが、ＰＢＳｌｌに入射しＰＢＳｌｌで反射されて５
ＰＦ７をＰＢＳＩＯ側に向かって入射されるように配置
されている。更に、ＰＢＳｌｌ側からＰＢＳｌｏに入射
しＰＢＳＩＯで反射されたＹ偏波モードを受光すべくＰ
ＢＳｌｏの側方には光／電気変換器５が設けられている
。光／電気変換器４は増幅器５を介して位相計６に接続
されている。

また伝相計６には発振器１より正弦波電気信号が入力さ
れるようになっている。

Ｘ偏波モードの情報伝送用パルス信号はＰＢＳ８．９、
ＰＢＳｌｏ、１１をそれぞれ透過して５ＰＦ７．７を伝
送されてゆく。一方、電気／光変換器２からのＹ偏波モ
ードの歪測定用正弦波信号はＰＢＳ８に入射されその接
合面で反射され、情報伝送用パルス信号と合波されＹ偏
波モードで５ＰＦ７に挿入されてＰＢＳ９側へと伝送さ
れる。

５ＰＦ７ではＸａ波モードの情報伝送用パルス信号とＹ
偏波モードの歪測定用正弦波信号とは互いに独立に伝送
される。情報伝送用パルス信号はＰＢＳ９を透過し更に
次の区間の５ＰＦ７へと送られるが、情報伝送用パルス
信号とは直交する偏波モードの歪測定用正弦波信号はＰ
ＢＳ９の接合面で反射されて分離される。分離された歪
測定用正弦波信号はＰＢＳｌｌに入射されその接合面で
反射されて５ＰＦ７に再結合される。そして、情報伝送
用パルス信号とは直交するＹ偏波モードで５ＰＦ７を逆
方向に伝送されＰＢＳＩＯにて反射分離される。この分
離された歪測定用正弦波信号は光／Ｎ気変換器４で正弦
波電気信号に変換され更に増幅器５で増幅されて位相計
６に入力される。

位相計６では増幅器５からの歪測定用信号と発振器１か
らの基準信号との位相差が検出され、この位相差の変化
から上記（１）式を用いて５ＰＦ７ないし多心光フアイ
バケーブルの歪が求まる。

このように、本発明では、５ＰＦ７を用いその２つの直
交偏波モードの一方を情報伝送用に他方を歪測定用に割
り当てて互いに独立に伝送し、歪測定用信号の位相の変
化から歪を検出しているので、情報伝送と並行してオン
ラインで且つ５ＰＦ７の所望の区間の歪を精度よく測定
することができる。特に、ＳＰＦに歪測定用信号を折り
返し往復させて伝送させているため、ＳＰＦの長さβを
変えることなく歪測定用信号の伝送距離を２２に倍増で
き歪測定精度を向上できると共に、歪測定用信号の送信
部と受信部とを一箇所にまとめることができる。また、
ＳＰＦを情報伝送用と歪測定用とに併用する方式であり
、更に１Ｒ１ｉｔ１誘導の問題もなく、従来の歪抵抗線
を別途配設する方式に比し、簡易且つ安価に歪測定を行
なうことができる。

また、上記実施例では５ＰＦ７への歪測定用信号の挿入
・分離をＰＢＳを用いて行なっているため、信号の損失
も少ない。

上記実施例の伝送実験として、長さ５００１の５ＰＦ７
を用いて行なったところ、互いに直交する偏波モードの
パルス信号と正弦波信号との挿入・分離・ループバック
等が良好に実施できることが確認された。この例では歪
測定用正弦波信号の周波数ｆ　７１０ＭＨ７、位相変化
Δθ−１゛の場合、０．００７％の歪が測定できること
になる。

なお、５ＰＦ７を用いる歪測定は、光フアイバケーブル
に限らず、光ファイバ入り架空地線や光フアイバ／電力
線複合ケーブルなどにも勿論適用することができる。ま
た、上記実施例のＰＢＳ９゜１１に対し、ＰＢＳ８．１
０に対する歪測定装置の送信部および受信部と同一構成
のものを設置すれば、一度に複数の区間の歪を測定する
ことができる。更に送信側で歪測定用正弦波信号の特定
の位相、例えば零位相に対応して歪測定用正弦波信号と
は異なる波長のキャリアに乗せた同期パルスを混入し、
受信側でこの同期パルスと歪測定用正弦波信号との位相
差の変化を検出し、これより歪を測定するようにしても
よい。また、上記実ｍ例では、２心の５ＰＦ７．７を用
い歪測定用信号を折り返しループバックさせているが、
第３図に示す如く、ＰＢＳ９の一側面を鏡面１２とする
と共に電気／光変換器２とＰＢＳ８との間にハーフミラ
−１３を設けて、１心の５ＰＦ７にて歪測定を行なうよ
うにしてもよい。この場合、ＰＢＳ８から５ＰＦ７を伝
搬しＰＢＳ９に入射し接合面で反射された歪測定用信号
は鏡面１２にて反射されて以上の光路を逆行する。そし
て、この逆行しＰＢＳ８にて反射分離された歪測定用信
号の一部はバーンミラー１３で反射され光／１！気変換
器４に受光される。

［発明の効果１ 以上の説明により明らかなように、本発明によれば次の
ような優れた効果を発揮する。

（１）　　偏波面保存光ファイバを用い情報伝送用信号
とは直交する固有偏波モードで歪測定用信号を伝送して
いるため、情報伝送用信・号には何ら影響を与えること
なく情報伝送と同時にオンラインで精度よく歪を測定す
ることができる。

（２）　　特に情報伝送用信号を往復伝送させているの
で、歪測定装置の一体化ができると共に測定精度を向上
できる。

（３）　　光ケーブル等の光伝送路の歪を所定区間ごと
にオンラインで精度よくモニタすることができるので、
異常点の検出が明確となると共に、事前のチェックもで
き光通信システムの信頼性の向上が期待できる。

（４光伝送路（光ケーブルなど）の歪と気象条件（風・
雪など）との対応関係の明確な知見が得られ、これによ
りさらに信頼性の高い光ケーブル等の設計・製造が可能
となる。

（５］　　偏波面保存光ファイバを情報伝送用と歪測定
用とに併用でき、歪抵抗線方式のように歪抵抗線を別途
配設する必要もなく、また電磁誘導の問題もなく、簡易
且つ安価に歪測定を行なうことができる。

［Ｆ］）　光フアイバ／電力線複合ケーブルにこの発明
を適用すれば高電圧の予防保全が可能となる。

（力　光ファイバ入り架空地線の鉄塔区間にこの発明を
適用すれば、送電線の侃守システムに利用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の歪測定方法を実施するための測定シス
テムの一実施例を示す構成図、第２図は同システムの偏
波面保存光ファイバを拡大した端面図、第３図は本発明
方法を実施する測定システムの他の実施例を示す構成図
、第４図は本発明の歪測定の基礎となる測定原理を説明
するための測定システムの構成図である。 図中、１は発振器、２は電気／光変換器、３は光ファイ
バ、４は光／電気変換器、５は増幅器、６は位相計、７
は偏波面保存光ファイバ、８．９．１０．１１は偏光ビ
ームスプリッタ、１２は鏡面、１３はハーフミラ−１Ｘ
、Ｙは偏波面保存光ファイバの固有偏光軸である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 偏波面保存光ファイバの２つ直交する固有偏波モードの
   うち一方を情報伝送用信号に他方を歪測定用信号に割り
   当て、偏波面保存光ファイバの所定区間を歪測定用信号
   を往復伝送させてその位相の変化から歪を測定するよう
   にしたことを特徴とする光伝送路の歪測定方法。