(57)【要約】【課題】光スプリッタ下流側における個別の分岐ファイバの線路特性を、低コストで精密に測定可能にすること。【解決手段】λ１，λ２，…，λｎの波長の試験光によりＯＴＤＲ波形を各波長ごとに得て、さらに、これらのいずれとも異なる基準光λ０のＯＴＤＲ波形を得る。そして各波長のＯＴＤＲ波形から基準光λ０のＯＴＤＲ波形を減算することにより、各分岐ファイバ１０の単独での折り返し波形を得る。さらに、この折り返し波形を反射点Ｔに対して点対称に射影したのち、ＦＢＧ型光フィルタによる反射減衰量を補正することにより、各分岐ファイバ単独での後方散乱光情報を復元する。【選択図】      図２
2010038882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバを第１乃至第ｎの分岐ファイバに分岐する光スプリッタと、前記第１乃至第ｎの分岐ファイバの遠端に個別に接続され互いに異なる波長λ１，λ２，…，λｎの光を個別に反射しそれ以外の波長の光を透過させる第１乃至第ｎの反射型光フィルタとを備える光分岐線路システムに用いられる光線路特性の解析方法において、
λ１，λ２，…，λｎの波長の試験光を前記光ファイバに入射して前記試験光の後方散乱光の距離に対する強度分布波形Ｄｉ（１≦ｉ≦ｎ）を各波長ごとに測定する測定ステップと、
λ１，λ２，…，λｎのいずれとも異なる波長λ０の基準光を前記光ファイバに入射してこの基準光の後方散乱光の距離に対する強度分布波形Ｄ０を測定する基準波形取得ステップと、
強度分布波形Ｄｉから強度分布波形Ｄ０を減算して反射型光フィルタ以遠の折り返し波形を前記分岐ファイバごとに算出する算出ステップと、
前記折り返し波形を用いて線路特性を前記分岐ファイバごとに解析する解析ステップとを具備することを特徴とする光線路特性の解析方法。
【請求項２】
さらに、
第ｉの反射型光フィルタ以遠の折り返し波形を、横軸を線形目盛り、縦軸を対数目盛りとするグラフ上で当該第ｉの反射型光フィルタの位置に対して点対称に射影する射影ステップと、
前記射影した折り返し波形を補正して第ｉの分岐ファイバにおける後方散乱光情報を復元する復元ステップとを具備し、
前記解析ステップにおいて、前記後方散乱光情報を用いて前記線路特性を前記分岐ファイバごとに解析することを特徴とする請求項１に記載の光線路特性の解析方法。
【請求項３】
前記復元ステップにおいて、
前記第ｉの反射型光フィルタの位置に対して点対称に射影した折り返し波形にこの第ｉの反射型光フィルタの反射減衰量を前記グラフ上で加算して、当該折り返し波形を補正することを特徴とする請求項２に記載の光線路特性の解析方法。
【請求項４】
さらに、
前記折り返し波形における不連続ピークの前後におけるレベル差が前記試験光の後方散乱光レベルの変動量よりも小さければ、この不連続ピークの区間をその前後の波形から近似される関数で補間する補間ステップを具備することを特徴とする請求項２に記載の光線路特性の解析方法。
【請求項５】
さらに、
前記試験光の入射点と前記光スプリッタとの間の区間における後方散乱光の強度を基準として前記強度分布波形Ｄｉおよび強度分布波形Ｄ０を規格化する規格化ステップを具備し、
前記算出ステップにおいて、前記規格化ステップにおいて規格化された強度分布波形Ｄｉおよび強度分布波形Ｄ０を用いて前記折り返し波形を算出することを特徴とする請求項１に記載の光線路特性の解析方法。
【請求項６】
前記解析ステップにおいて、前記折り返し波形の損失変動量に基づいて曲げ障害の有無を前記分岐ファイバごとに解析することを特徴とする請求項１に記載の光線路特性の解析方法。
【請求項７】
前記解析ステップにおいて、前記後方散乱光情報の損失変動量に基づいて曲げ障害の有無を前記分岐ファイバごとに解析することを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の光線路特性の解析方法。
【請求項８】
前記解析ステップにおいて、第ｉ（１≦ｉ≦ｎ）の分岐ファイバにおける後方散乱光情報からその他の分岐ファイバの後方散乱光情報の総和を減算した結果に基づいて当該第ｉの分岐ファイバにおける断線障害の有無を解析することを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の光線路特性の解析方法。
【請求項９】
前記反射型光フィルタとユーザ設備との間に、前記試験光および前記基準光を遮断する光フィルタを設けることを特徴とすることを特徴とする請求項１に記載の光線路特性の解析方法。
【請求項１０】
前記試験光の波長λ１，λ２，…，λｎにより占有される帯域の中央に前記基準光波長λ０を割り当てることを特徴とする請求項９に記載の光線路特性の解析方法。
【請求項１１】
光ファイバを第１乃至第ｎの分岐ファイバに分岐する光スプリッタと、前記第１乃至第ｎの分岐ファイバの遠端に個別に接続され互いに異なる波長λ１，λ２，…，λｎの光を個別に反射しそれ以外の波長の光を透過させる第１乃至第ｎの反射型光フィルタとを備える光分岐線路システムに用いられる光線路特性の解析装置において、
λ１，λ２，…，λｎの波長の試験光を前記光ファイバに入射して測定される前記試験光の後方散乱光の距離に対する強度分布波形Ｄｉ（１≦ｉ≦ｎ）から、λ１，λ２，…，λｎのいずれとも異なる波長λ０の基準光を前記光ファイバに入射して測定されるこの基準光の後方散乱光の距離に対する強度分布波形Ｄ０を減算して、第１乃至第ｎの分岐ファイバごとに反射型光フィルタ以遠の折り返し波形を算出する算出手段と、
前記折り返し波形を用いて線路特性を前記分岐ファイバごとに解析する解析手段とを具備することを特徴とする光線路特性の解析装置。
【請求項１２】
さらに、
第ｉの反射型光フィルタ以遠の折り返し波形を、横軸を線形目盛り、縦軸を対数目盛りとするグラフ上で当該第ｉの反射型光フィルタの位置に対して点対称に射影する射影手段と、
前記射影した折り返し波形を補正して第ｉの分岐ファイバにおける後方散乱光情報を復元する復元手段とを具備し、
前記解析手段は、前記後方散乱光情報を用いて前記線路特性を前記分岐ファイバごとに解析することを特徴とする請求項１１に記載の光線路特性の解析装置。
【請求項１３】
前記光分岐線路システムは、さらに、前記反射型光フィルタとユーザ設備との間に設けられ前記試験光および前記基準光を遮断する光フィルタを具備し、
前記試験光の波長λ１，λ２，…，λｎにより占有される帯域の中央に前記基準光波長λ０を割り当てることを特徴とする請求項１１および請求項１２のいずれか１項に記載の光線路特性の解析装置。
【請求項１４】
光ファイバを第１乃至第ｎの分岐ファイバに分岐する光スプリッタと前記第１乃至第ｎの分岐ファイバの遠端に個別に接続され互いに異なる波長λ１，λ２，…，λｎの光を個別に反射しそれ以外の波長の光を透過させる第１乃至第ｎの反射型光フィルタとを備える光分岐線路システムに用いられるコンピュータに読み込まれるプログラムであって、
前記コンピュータに、
λ１，λ２，…，λｎの波長の試験光を前記光ファイバに入射して前記試験光の後方散乱光の距離に対する強度分布波形Ｄｉ（１≦ｉ≦ｎ）を各波長ごとに測定する処理を実行させる命令と、
λ１，λ２，…，λｎのいずれとも異なる波長λ０の基準光を前記光ファイバに入射してこの基準光の後方散乱光の距離に対する強度分布波形Ｄ０を測定する処理を実行させる命令と、
強度分布波形Ｄｉから強度分布波形Ｄ０を減算して第１乃至第ｎの分岐ファイバごとに反射型光フィルタ以遠の折り返し波形を算出する処理を実行させる命令と、
前記折り返し波形を用いて線路特性を前記分岐ファイバごとに解析する処理を実行させる命令とを含むことを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光ファイバなどの光線路の特性を解析する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバなどの光線路を使用する光通信システムでは、光線路の破断を検出し、また、破断位置を標定するために光パルス線路監視装置が用いられる。光パルス線路監視装置は、光が光線路内を伝播するに伴いその光と同じ波長の後方散乱光が生じて逆方向に伝搬することを利用する。すなわち、光線路に光パルス（試験光）を入射するとこの光パルスが破断点に到達するまで後方散乱光が発生し続け、試験光と同じ波長の戻り光が入力端面から出射される。この後方散乱光の継続時間を測定することにより光線路の破断点を標定することができる。この原理に基づく測定装置では、ＯＴＤＲ（Optical Time Domain Reflectometer）が代表的である。
【０００３】
しかしながら、ＰＯＮ（Passive Optical Network）型の光分岐線路システムを光パルス線路監視装置により試験・監視するにあたり、光スプリッタからユーザ装置側の分岐ファイバ、あるいは装置の状態を個別に識別することは困難である。すなわち、局舎から延びる幹線ファイバが光スプリッタにより複数の分岐ファイバに分岐されるので、試験光も光スプリッタから各心線に一様に分配される。そして各心線からの戻り光は入射端に戻る際に光スプリッタで重なり合ってしまい、このため入射端で観測されるＯＴＤＲ波形からは、どの分岐ファイバに破断が生じているかを識別できなくなる。このように既存の技術では、光パルス線路監視装置は基本的に１本の光線路に対してのみ有効であり、光分岐線路システムにそのまま適用することはできない。
【０００４】
非特許文献１、および特許文献１に上記を解決しようとする技術が提案されている。非特許文献１の提案は、試験光を高く反射する光フィルタをターミネーションフィルタとしてユーザ装置の手前に設置し、各ユーザからの反射光の強度を高分解能なＯＴＤＲ装置により測定するというものである。同文献ではこの手法により、光スプリッタより下流の分岐ファイバにおける距離分解能として２ｍの精度を得られることが報告されている。しかしこの文献の技術では故障線番の特定と、装置か光線路のどちらが故障しているかといった故障切り分けとが可能であるにとどまる。
【０００５】
特許文献１では、光スプリッタとして、光の多光束干渉を利用するアレイ導波路回折格子型波長合分波器を用い、波長可変光源により試験光の波長を切り替えて被試験光線路を選択するという提案がなされている。波長可変光源の波長を掃引し、反射光の波長を光反射処理部で検出し、その波長を基準に試験光の波長を設定することで、試験光の波長に対応付けて各光線路の個別監視を実現することができる。
【０００６】
しかしながらアレイ導波路回折格子型波長合分波器に代表される、波長ルーティング機能を持つ光分岐装置は一般に高価であり、多くの加入者を収容するアクセス系光システムに用いることはコスト面で難しい。さらにこのような光部品は温度依存性が大きく、温度調整機能を付加する必要もある。このためシステム全体のコストが跳ね上がることは避けられない。  
このほか、非特許文献２にもＯＴＤＲを用いる障害箇所の特定に関する技術が開示される。この文献では光スプリッタでＮ分岐される光路において、Ｎに対して最低限必要になるＯＴＤＲのダイナミックレンジに関して議論されている。
【０００７】
【非特許文献１】Y. Enomoto et al., "Over 31.5 dB dynamic range optical fiber line testing system with optical fiber fault isolation function 32-branched PON", OFC2003 Technical Digest, paper ThAA3（2003）,pp. 608-610.
【０００８】
【特許文献１】特開平７−８７０１７号公報
【０００９】
【非特許文献２】I. Sankawa et al. "Fault location technique for in-service branched optica1 fiber networks, "Photonics Technology Letters, IEEE, vol.2, no. 10, pp. 766-768, Oct, 1990
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
以上述べたように既存の技術では、ＰＯＮ型光線路において光スプリッタからユーザ装置側の分岐ファイバ、および装置を監視するにあたり個別標定が難しい。これに対し、固有の波長の光を反射するＦＢＧ（Fiber Bragg Grating）フィルタを分岐ファイバごとに接続し、波長ごとにＯＴＤＲ測定を行うことで障害位置を特定することが考えられている。この手法では特に、試験光パルスがＦＢＧ型光フィルタで反射されることで生じる後方散乱光波形、すなわち折り返し波形を観測することで、分岐ファイバ間での波形の重なりをできるだけ排除するようにしている。
【００１１】
この手法によれば既設の線路や分岐装置を変更せず安価な試験を実現できるが、障害の発生箇所によっては分岐ファイバ間での波形の重なりを排除できないケースが多くある。つまり、後方散乱光の重畳の無い観測データを得られるのは、厳密には最長の分岐ファイバにおける反射端から次に長い分岐ファイバの反射端までの区間に過ぎない。これ以外の区間で障害が生じると必ず複数の経路における波形が重なり合うので、後方散乱光の障害点における変化量を正確に知ることが難しい。この影響は障害点が光スプリッタに近くなるほど大きくなり、障害による減衰の具体的な値などといった正確な光線路特性を観測することができなくなる。
【００１２】
このような制約から現状では、定期試験などで得た測定データと、コンピュータに予め記憶させた正常時（無障害時）の測定データとを比較することで障害標定を行うようにしている。よって正常時のＯＴＤＲ波形情報を準備する手間やデータの管理にかかる手間などが大変煩わしく、何らかの改善策が要望されている。  
この発明は以上のような事情によりなされたもので、その目的は、光スプリッタ下流側における個別の分岐ファイバの線路特性を、低コストで精密に測定可能な光線路特性の解析方法、解析装置およびプログラムを提供することにある、
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するためにこの発明の一態様によれば、光ファイバを第１乃至第ｎの分岐ファイバに分岐する光スプリッタと、前記第１乃至第ｎの分岐ファイバの遠端に個別に接続され互いに異なる波長λ１，λ２，…，λｎの光を個別に反射しそれ以外の波長の光を透過させる第１乃至第ｎの反射型光フィルタとを備える光分岐線路システムに用いられる光線路特性の解析方法において、λ１，λ２，…，λｎの波長の試験光を前記光ファイバに入射して前記試験光の後方散乱光の距離に対する強度分布波形Ｄｉ（１≦ｉ≦ｎ）を各波長ごとに測定する測定ステップと、λ１，λ２，…，λｎのいずれとも異なる波長λ０の基準光を前記光ファイバに入射してこの基準光の後方散乱光の距離に対する強度分布波形Ｄ０を測定する基準波形取得ステップと、強度分布波形Ｄｉから強度分布波形Ｄ０を減算して第１乃至第ｎの分岐ファイバごとに反射型光フィルタ以遠の折り返し波形を算出する算出ステップと、前記折り返し波形を用いて線路特性を前記分岐ファイバごとに解析する解析ステップとを具備することを特徴とする光線路特性の解析方法が提供される。なお測定ステップと基準波形取得ステップとの順序は記載のとおりでなくとも良く、前後しても良い。
【００１４】
このような手段を講じることにより、分岐ファイバのそれぞれに対応するＯＴＤＲの波形データとは別に、全ての分岐ファイバに共通する基準波形データが取得される。基準波形データは、各分岐ファイバごとのＯＴＤＲ測定波形に混入する他の分岐ファイバからの後方散乱光成分と看做すことができる。従って、各波長のＯＴＤＲ測定波形から基準波形を減算すれば、波長すなわち分岐ファイバの単独での波形データを再生することができる。減算の結果、反射型光フィルタ以遠の折り返し部分の波形が得られ、これを用いて各分岐ファイバの線路特性を個別に解析することができる。なお線路特性とは距離に対する光減衰量、反射ピークの位置、曲げ障害の位置、曲げの程度、断線障害の位置などを含む、要するに線路の状態を示す諸量である。
【００１５】
このように、各分岐ファイバに割り当てられた試験光波長λ１，λ２，…，λｎのいずれとも異なる波長λ０を用いてＯＴＤＲ測定を行い、得られた波形データを利用することで全ての分岐ファイバの単独での経路情報を抽出することができる。この情報を用いれば傷害の発生箇所および減衰量を正確に評定することが可能になり、正常時のデータとの比較などといった手間を要することもなく、障害を手軽かつ正確に標定することが可能になる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、光スプリッタ下流側における個別の分岐ファイバの線路特性を、低コストで精密に測定可能な光線路特性の解析方法、解析装置およびプログラムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、この発明に関わる光線路特性の解析方法を適用可能な光分岐ファイバ（ＰＯＮ）システムの一例を示す図である。図１は、光スプリッタ２の下流部分と、ＯＴＤＲによる後方散乱光の観測波形とを示す。図１において光ファイバ線路１は光スプリッタ２によりｎ本に分岐され、例えばｎ＝４として４本の分岐ファイバ３がスター状に延伸される。このうち最短の分岐ファイバに符号３−１を付し、長さの短いほうから順に符号３−２，３−３，３−４を付して示す。各分岐ファイバ３の末端はＯＮＵ（宅内装置）１２で終端され、ＯＮＵ１２と光スプリッタ２との間には、分岐ファイバ３−１〜３−４ごとに、固有の波長λ１〜λ４を反射し他の波長を透過させるＦＢＧ型光フィルタ１０が設けられる。さらに、ＦＢＧ型光フィルタ１０とＯＮＵ１２との間にはいずれも、ＯＴＤＲ試験光パルスを遮断する光フィルタ１１を接続する。この光フィルタ１１によりインサービスでの試験が可能になる。
【００１８】
光スプリッタ２とＦＢＧ型光フィルタ１０との間の区間を、長さの短い順に区間Ａ、Ｂ，Ｃ，Ｄとする。つまり最も長い区間は分岐ファイバ３−４の区間Ｄで、区間Ｃ，Ｂ，Ａの順に短くなる。またこの実施形態では、区間Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの線路特性をＯＴＤＲにより観測するのにそれぞれ波長λ１，λ２，λ３，λ４の試験光パルスを用いる。分岐数ｎが増えるほどに試験光の波長の数も増やす。図１の後方散乱光波形は、波長λ１の試験光で区間Ａに対する試験を実施した場合を示す。
【００１９】
図１において、区間Ａの分岐ファイバ３−１に曲げなどの障害が加わると損失が増加し、後方散乱光波形に段差が観測される。障害点をＰとすると段差はまずこの点Ｐにおいて生じ、さらに、ＦＢＧ型光フィルタ１０の反射パルス波形の位置を基準として対称な位置（Ｐ′とする）にも観測される。つまりＦＢＧ型光フィルタ１０に対する折り返し波形が現れ、段差はこの折り返し部分において、より顕著になる。この折り返しは試験光パルスがＦＢＧ型光フィルタ１０で反射されることで二次的に形成される光源の後方散乱光によってもたらされる。この効果により、ＯＴＤＲ光源から見てＦＢＧ型光フィルタ１０よりも遠方に、あたかも線路が存在するような波形が観測される。
【００２０】
２つの段差波形のうち点Ｐ、すなわちＦＢＧ型光フィルタ１０による反射波形の左側に観測される波形を用いても、損失増加の微小な値を評定することは難しい。これは分岐ファイバ３−１からの後方散乱光波形が他の分岐ファイバ３−２〜３−４からの後方散乱光波形と重畳されるからである。光スプリッタ２から障害点Ｐまでの距離が他の分岐ファイバの線路長のいずれよりも長い、という非常に限られた条件でしか、この重畳の影響から逃れることはできない。区間Ａは最も短いのでそもそもこの条件を満たすことは不可能である。
【００２１】
一方、点Ｐ′、すなわちＦＢＧ型光フィルタ１０による反射波形の右側に観測される波形を用いれば、損失増加の微小な値を評定することができる。これは次のような理由による。すなわち分岐ファイバ３−１の長さをＬ１とするとＰ′はＬ１〜Ｌ１×２の区間に観測される。従ってＰ′での段差波形は他の分岐ファイバ３−２〜３−４からの後方散乱光波形と重畳されることなく、明瞭に観測することが可能である。すなわち他の分岐ファイバの影響を受けることなく障害点を高精度に評定することが可能となる。図１では波長λ１の試験光のケースを示すが、他の波長λ２〜λ４を用いれば分岐ファイバ３−２〜３−４についても同様に試験できる。
【００２２】
しかしながら如何なる場合においても重畳が皆無になるわけではない。分岐ファイバ３の最大線路長と最小線路長との差が最小線路長を超える場合、つまり最大線路長が最小線路長の２倍以上であると、最長区間で生じた後方散乱光が必ず他の区間にも影響を及ぼす。つまりＦＢＧ型光フィルタからの反射光に基づく後方散乱光の光スプリッタ２側の始端において、光の重畳が発生する。従って分岐ファイバ始点における損失の変化量を正確に把握することが不可能になり、異常の発生の有無を検知することができなくなる。
【００２３】
つまり線路長構成と障害位置との関係によっては点Ｐ′の計測値をそのまま解析することができない場合がある。また仮に解析できたとしても故障位置の特定が不可能な場合がある。以下ではこの困難を解決し得る技術につき開示する。
［第１の実施形態］
図２は、この発明の第１の実施形態に関わる原理を説明するための図である。図２（ａ１）に示すように分岐数３の光スプリッタ２を仮定する。この光スプリッタ２から延びる分岐ファイバＦ１〜Ｆ３の長さをそれぞれＬ１、Ｌ２、Ｌ３とし、Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３の関係が満たされるとする。各分岐ファイバＦ１〜Ｆ３の遠端にはそれぞれ試験光λ１〜３を反射するＦＢＧ型光フィルタ＃１〜＃３を接続する。
【００２４】
この系に波長λ２の試験光パルスを入射すると、この波長λ２に高い反射率を有するＦＢＧ型光フィルタ＃２において反射光が生じる。この反射光の後方散乱光が波形に表れるので、観測波形はＦＢＧ型光フィルタ＃２の先にあたかも線路が存在しているような形状を示す（図２（ａ２））。ただし区間Ａに着目すると、この区間Ａでは分岐ファイバ２の後方散乱光に分岐ファイバ３の後方散乱光が重なり合う。よって区間Ａでは分岐ファイバ２，３の経路情報を分離することができないので、各分岐ファイバ２，３の特性を個別に監視することができない。
【００２５】
そこでこの実施形態では、波長λ１〜λ３の試験光を入射するのとは別に、λ１〜λ３のいずれとも異なる波長λ０の試験光（基準光と称する）も系に入射する。波長λ０の試験光はＦＢＧ型光フィルタ＃１〜＃３のいずれによっても強く反射されないので反射光による後方散乱光は生じない。このことを図２（ｂ１）に示し、波長λ０による観測波形を図２（ｂ２）に示す。図２（ｂ２）の観測波形を基準波形と称して説明に用いる。この基準波形（ｂ２）に現れる段差は各フィルタにおけるフレネル反射を反映するもので、（ａ２）の観測波形も同様に、各波形は入射光の後方散乱光とフレネル反射光の双方の受光強度を含む。
【００２６】
図２（ａ１）と（ｂ１）とを比較すると、これらの差分は分岐ファイバＦ２の折り返し部分だけであることが分かる。すなわち図２（ａ２）のＯＴＤＲ波形情報から（ｂ２）の基準波形情報を減算（（λ２−λ０）と表記して示す）すると、分岐ファイバＦ２の折り返し波形情報が他の分岐ファイバＦ１およびＦ３と重なり合うことなく得られる。このことを図２（ｃ１）、（ｃ２）に示す。
【００２７】
このような処理によって分岐ファイバＦ２の単独での線路情報を得ることができる。他の分岐ファイバに関しても同様に、その分岐ファイバに対するＯＴＤＲ波形から基準波形を減算すれば単独での波形情報を抽出することができる。すなわち、ＦＢＧ型光フィルタで反射された試験光により生じ、さらに同じフィルタで再び反射された後方散乱光、およびフレネル反射光の受光強度を示す波形情報を、分岐ファイバごとに他の分岐ファイバのＯＴＤＲ波形と重なり合うことなく抽出することができる。この分岐ファイバ単独での波形情報を得られれば、これを用いて分岐ファイバの線路特性を個別に解析することが可能になる。
【００２８】
図３は、この発明に係わる解析方法を適用可能な光伝送システムの一例を示すシステム図である。光スプリッタ２の下流の分岐ファイバ３の数を８とし、図１と共通する箇所には同じ符号を付す。光信号送信局ＳＴにおいて、ＯＬＴ（Optical Line Termination）１３で終端された光線路１４に、光カプラ１５を介してＯＴＤＲ装置１００を接続する。ＯＴＤＲ装置１００は試験光を光カプラ１５から光ファイバ線路１に入射し、その後方散乱光の距離（伝播方向）に対する強度分布波形を得る。光カプラ１５から光スプリッタ２までの区間を、共通線路区間と称する。
【００２９】
特にこの実施形態では、ＯＴＤＲ装置１００は波長可変型であり、試験光の波長を切り替える機能を有する。この実施形態ではλ１，λ２，…，λｎ、およびλ０の、互いに異なる波長の試験光を出力可能とする。すなわちＯＴＤＲ装置１００は、ｍをインデックスとしてλｍ（ｍ＝１，２，…，ｎ）およびλ０の波長の試験光を出力可能である。
【００３０】
ＯＴＤＲ装置１００はＬＡＮ（Local Area Network）ケーブルなどを介して波形解析装置３００に接続される。波形解析装置３００はパーソナルコンピュータなどに専用の処理ソフトウェアを搭載したもので、ＬＡＮを介してＯＴＤＲ装置１００から測定データを取得する。波形解析装置３００は取得したデータを用いて光スプリッタ２よりも下流側（ＯＮＵ１２側）における分岐ファイバ３の線路特性を解析する。分岐ファイバ３は、ユーザ宅近傍に設けられそれぞれ波長λ１，λ２，…，λ８の試験光を反射するＦＢＧ型光フィルタ１０を介して宅内のＯＮＵ１２に接続される。ＦＢＧ型光フィルタ１０とＯＮＵ１２との間には光フィルタ１１が接続される。
【００３１】
図４は、図３の波形解析装置３００の実施の形態を示す機能ブロック図である。図４において、測定波形入力部２１はＯＴＤＲ装置１００から波長λ０，λ１，λ２，…，λｎのＯＴＤＲ波形データを取得する。これらのデータはそれぞれ規格化処理部２２により共通線路区間で規格化されたのち、規格化波形記憶部２４、基準波形記億部２６、および反射点検出部２３に与えられる。規格化された波長λ１，λ２，…，λ８の波形データは規格化波形記憶部２４に記憶され、波長λ０の波形データは基準波形データとして基準波形記億部２６に記憶される。
【００３２】
反射点検出部２３は規格化された波形データに対する閾値判定などにより反射点の位置を検出し、その波長ごとの位置は反射点記憶部２５に記憶される。また規格化された波形データは波形整列部２９により反射点位置をインデックスとして整列され、その結果は波形処理部２８に渡される。
【００３３】
波長λ０，λ１，λ２，…，λ８の波形データは減算処理部３２に渡される。減算処理部３２は波長λ１，λ２，…，λ８のそれぞれの波形データから基準波形データ（λ０）を減算することにより、ＦＢＧ型光フィルタ１０以遠の折り返し波形を分岐ファイバ３ごとに算出する。得られた波長（すなわち分岐ファイバ）ごとの折り返し波形は波形処理部２８に渡され、また、波形記憶部２７に保持される。波形処理部２８はこの折り返し波形を用いて、分岐ファイバ３ごとの線路特性を解析する。
【００３４】
折り返し波形をそのままの状態で観察することだけでも、分岐ファイバにおける曲げ障害の有無、その位置、および曲げの程度などを判定できる。さらに、折り返し波形を処理して折り返しでない波形と等価の波形を復元すれば、断線障害の位置なども判定することができる。断線障害においては折り返し波形が生じないので、まずは折り返し波形の有無に基づいて断線の疑いのある区間を特定し、後の処理によって断線の位置を特定する。
【００３５】
折り返しでない波形と等価の波形を復元するために、射影移動処理部３０は波形記憶分から各波長λ１，λ２，…，λ８の波形データを取得する。射影移動処理部３０は折り返し波形を反射点に対して点対称移動する演算を行い、その結果をレベル調整部３１に与える。レベル調整部３１は点対称移動後のデータを嵩上げして補正する処理を行い、分岐ファイバ３ごとの単独での復元波形を得る。この復元波形が区間ごとの後方散乱光情報であり、復元された波形は波形表示装置２００に表示されるとともに波形積算部３３に与えられる。
【００３６】
波形積算部３３は区間ごとの単独での後方散乱光情報を、断線の疑いのある区間を除いて積算する。これにより得られた積算波形は積算波形記億部３４に記憶されたのち減算処理部３２に与えられる。減算処理部３２は規格化波形記憶部２４から断線の疑いのある区間の波形データを読み出し、これから積算波形を減算する。これにより断線の疑いのある区間の単独での後方散乱光情報が抽出され、その結果は波形処理部２８に戻されて解析される。
【００３７】
図４において規格化波形記憶部２４、反射点記憶部２５、基準波形記憶部２６、波形記憶部２７、積算波形記憶部３４はＲＡＭ（Random Access Memory）などのメモリに設けられる記憶領域である。他の機能ブロックすなわち測定波形入力部２１、規格化処理部２２、反射点検出部２３、波形処理部２８、波形整列部２９、射影移動処理部３０、レベル調整部３１、減算処理部３２、波形積算部３３は、例えばコンピュータのＣＰＵ（Central Processing Unit）に読み込まれて実行されるプログラムルーチンとして実現される。もちろん専用のハードウェアデバイスとして実現することもでき、例えば測定波形入力部２１などは専用のインタフェース基板として実現することもできる。
【００３８】
図５乃至図７は、図４の波形解析装置３００により実行される処理手順を示すフローチャートである。図５において、まず波形解析装置３００はインデックスｉに０を代入して初期化し（ステップＳ１）、基準光λ０により得られたＯＴＤＲ測定波形をＯＴＤＲ装置１００から取得する（ステップＳ２）。この波形データはメモリ内のＤＡＴＡ（ｉ）領域（基準波形記億部２６）に記憶される（ステップＳ３）。
【００３９】
次に波形解析装置３００は、インデックスｉに１を代入したのち（ステップＳ４）、波長λ１〜λｎの試験光により得られたＯＴＤＲ測定波形をＯＴＤＲ装置１００から取得する。得られた測定波形データは波長ごとにメモリ内のＤＡＴＡ（ｉ）領域に記憶される（ステップＳ５〜ステップＳ８のループ）。なおｎは光スプリッタ２の分岐数すなわち分岐ファイバの本数である。
【００４０】
次に、共通線路区間、すなわち光の重畳の生じる区間での後方散乱光の強度を比較する処理が開始される（ステップＳ６）。その際、区間ごとの特性に波長依存性が無いと見込むことができれば直ちに図６からの手順が開始されるが、波長依存性のある場合（ステップＳ１０で「あり」）に備え、波形解析装置３００は規格化処理部２２において各波形データを規格化する（ステップＳ１１）。規格化されたデータは規格化波形記憶部２４に記憶され、処理手順は図６のステップＳ１２に移る。
【００４１】
図６において、波形解析装置３００はｉに１を代入する（ステップＳ１２）。次に、反射点検出部２３は波形データのピーク位置に基づいて反射点、すなわちＦＢＧ型光フィルタ１０の位置を検出し、反射点記憶部２５のＰ（ｉ）に記憶する。このルーチンはｉを１ずつインクリメントして全ての分岐ファイバごとに実施される（ステップＳ１３〜Ｓ１５のループ）。
【００４２】
次に波形解析装置３００は波形整列部２９において、波長ごとの波形データＤＡＴＡ（ｉ）をピーク位置順に、昇順で整列させる（ステップＳ１６）。次に波形解析装置３００は再度ｉに１を代入し（ステップＳ１７）、各波長の波形データから基準波長λ０の波形データを減算し、その結果をメモリ内のＭ１（ｉ）領域に保存する（ステップＳ１８）。ステップＳ１８で得られた減算波形Ｍ１（ｉ）は折り返し波形であり、図１の距離Ｌ１から２Ｌ１までの区間、すなわちＦＢＧ型光フィルタ１０の反射による二次光源の後方散乱光に対応する。
【００４３】
ここまでの手順で、ＯＴＤＲ測定により得られた情報から、各分岐ファイバ３の単独での折り返し波形を復元することができる。折り返し波形を用いれば分岐ファイバの曲げ障害に関する知見を得ることができる。そこで、以下に実験例を交えつつ曲げ障害の検出について詳しく説明することとし、ステップＳ１９以上の手順については後に引き続いて説明する。
【００４４】
［実験の前提］
以下では光スターカプラ２の分岐数を８、分岐ファイバの線路長をそれぞれ０．８、１．１、１．５、２．０、２．６、２．９、３．２、および、４．０［ｋｍ］とした。分岐ファイバ遠端にはそれぞれブラッグ波長が１６４１、１６４３、１６４５、１６４７、１６４９、１６５１、１６５３、および、１６５５［ナノメートル（ｎｍ）］のＦＢＧ型光フィルタ＃１，＃２，…，＃８を設置した。これらの波長をこの順に、λ１、λ２、…、λ８とする。また、光スターカプラ２の上流側の区間、すなわち試験光の入射点から光スターカプラ２までの共通線路の長さを１．１ｋｍとした。以上の構成のもとで各ＦＢＧ型光フィルタのブラッグ波長に対応する試験光で光パルス試験を行い、各波長における試験波形を測定した。
【００４５】
［第１の実験例］
第１の実験例では、第５番目に短い分岐ファイバ、すなわち反射波長が１６４９ｎｍのＦＢＧを設置した分岐ファイバの、光スプリッタ２から約１．６ｋｍの位置に約２ｄＢの損失を持つ曲げ障害を設定した。まず、光信号送信局ＳＴに設置した波長可変ＯＴＤＲ装置１００から波長λ１、λ２、…、λ８の試験光パルスを順次入射し、波長ごとに時間に対する受光強度波形（ＯＴＤＲ波形）を測定した。
【００４６】
図８は波長λ１、λ２、…、λ８に対するＯＴＤＲ波形をまとめて示すグラフである。ただし図では光スターカプラ２の下流側の波形のみを示す。各波形において、ＦＢＧ型光フィルタの設置位置に鋭い反射ピークが現れる。そして、ピーク以遠の区間において折り返し波形が現れていることがわかる。
【００４７】
図９は、基準光λ０を入射した場合のＯＴＤＲ波形を示すグラフである。ここでは波長λ０を１６３５ｎｍとし、波長λ１、λ２、…、λ８のいずれとも異なるようにする。λ０はいずれのＦＢＧ型光フィルタによっても反射されないので、図８のような鋭い反射ピークは現れない。また、反射光の後方散乱光による折り返し波形も観測されない。なお図９の弱いピークはＦＢＧ型光フィルタ＃１〜＃８のサイドローブでの反射である。
【００４８】
図１０〜図１７は、図６のステップＳ１８の手順に従い、各波長λ１、λ２、…、λ８のＯＴＤＲ波形から基準光λ０の波形を減算して得られた波形を示すグラフである。各図において細い実線はＯＴＤＲ波形を、点線は基準波形を、太い実線はＯＴＤＲ波形から基準波形を減算した結果を示す。
【００４９】
図１０〜図１７の各グラフとも、ＦＢＧ型光フィルタによる鋭い反射ピークを中心として対称位置に、単独での分岐ファイバにおける折り返し波形（他の分岐ファイバと重畳することのない反射光から生じた後方散乱光情報）が現れている。これらのグラフから、λ５の分岐ファイバ以外では損失の大きな変動は見られず、障害が発生していないと判断できる。
【００５０】
次に、曲げ障害を設けたλ５の分岐ファイバの波形解析について説明する。対応する図１４において、入射点からＦＢＧ型光フィルタ＃５のピーク位置（１．１（共通線路区間長）＋２．６（ファイバ長）＝３．７ｋｍ）までの範囲では、他の分岐ファイバの後方散乱光との重畳が生じる。よって次に示す非特許文献２の式（２）に示されるように、第５番目に短い分岐ファイバは他の分岐ファイバ（第１、２、３番目に長い分岐ファイバ）の後方散乱光情報と重なり合い、障害位置１．６ｋｍ（横軸の距離座標で２．７ｋｍ付近）の位置に正確な損失変動量を観測することができない。  
【００５１】
【数１】
2010038882.tif 000003
また、折り返し領域（ＦＢＧ型光フィルタ＃５のピーク位置以降の区間）において、ピーク位置に対して対称な位置（距離座標で４．６ｋｍ付近）に損失の変動が観測されてはいるが（細い実線）、この位置においても後方散乱光情報が重畳しているので曲げ損失を正確に評価することができない。
【００５２】
これに対し、波形解析後の折り返し波形領域（太い実線）では、曲げ障害を設けた位置において明確な損失変動が現れていることが分かる。この損失変動量を評価したところ約２．１ｄＢであり、曲げ損失を正確に評価できることが分かった。以上からこの実施形態の手法は、分岐ファイバの個別監視方法として有効であることが結論付けられる。
【００５３】
［第２の実験例］
この実施形態ではＯＴＤＲ波形の波長依存性に関して検討する。ＯＴＤＲ測定装置１００から出力される試験光の出力パワーは波長依存性を持つことが多く、測定波形もそれを反映するものになる。  
図１８は、波長依存性を持つＯＴＤＲ波形を示すグラフである。図１８には第１の実験例と同じ条件で測定した波形を、波長λ５〜λ８の４波長のみ示す。＃１−＃８との表記は全ての試験光が８本の分岐ファイバの全てに入射することを示す。このグラフから明らかなように、波長ごとに後方散乱光の強度に差があり、波長依存性のあることがわかる。このデータをそのまま用いると減衰量を正確な評価できない場合があると考えられる。そこでこの実施形態では、規格化処理部２２（図４）によって測定データを共通線路区間の強度で規格化して、規格化したデータに基づいて光強度の減衰を評価するようにする。
【００５４】
図１９は、図１８の波形を規格化した波形を示すグラフである。規格化により各試験光波長での測定データのレベルが適切に調整される。図１９のデータを用いて第１の実験例と同様の波形解析を行った。その結果、曲げ損失を与えていない分岐ファイバにおいては大きな損失の変動は見られず、障害が発生していないと判断可能であった。
【００５５】
図２０は、曲げ損失を与えたλ５の分岐ファイバのＯＴＤＲ波形を規格化し、さらに基準波形を減算した結果を示すグラフである。第１の実験例と同様に、基準波形を減算しない波形（図１９）では障害箇所（横軸で２．７ｋｍ付近）に損失の大きな変動が見られない。これに対し図２０では太い実線で示すように、ＦＢＧ型光フィルタを中心とする折り返し波形に曲げ損失が明確に見られることがわかる。このグラフからも、障害の発生箇所として４．６ｋｍ付近、および損失増加量として２．１ｄＢ程度と評価することができ、正確な数値を得られたと言える。以上から、ＯＴＤＲ波形を共通線路区間の強度で規格化することは、分岐ファイバの個別監視方法として有効であることが結論付けられる。
【００５６】
［第２の実施形態］
第１の実施形態ではＯＴＤＲ波形の折り返し部分を正確に抽出する手法につき説明した。しかしながら分岐ファイバが断線すると試験光がＦＢＧ型光フィルタに届かず、折り返し波形が現れない。この実施形態ではそのような状態にも対応可能で、しかも断線障害の位置を正確に検出することを可能とする波形解析手法につき説明する。まず原理を説明し、次に図６のステップＳ１９以降の手順に戻って説明を続ける。
【００５７】
［原理的説明］
図２１は、この発明の第２の実施形態に関わる原理を説明するための図である。ここでは折り返し波形を処理して、折り返しでない波形と等価の波形を復元する手法につき説明する。図２１（ａ１）は、図２の系において分岐ファイバＦ２が断線した状態を示す。図２１（ａ１）、（ｂ１）はこの状態の系にそれぞれλ１、λ３の試験光を入射した状態を示す。そのＯＴＤＲ波形からそれぞれ基準波形（λ０）を減算して得た波形図が（ａ２）、（ｂ２）である。いずれの波形にも折り返し波形が現れている。各グラフにおいて横軸は距離（線形目盛）、縦軸は後方散乱光強度（対数目盛）である。
【００５８】
図２１の（ａ２）、（ｂ２）はそれぞれ分岐ファイバＦ１，Ｆ３の単独での（重畳成分を含まない）折り返し波形である。この波形を処理して、重畳のある区間での後方散乱光情報、すなわち折り返しでない波形を復元するための手順を次に説明する。
図２１（ａ２）、（ｂ２）の実線はＦＢＧ型光フィルタから光源へと向かう戻り光により生じた情報であり、光フィルタの位置（反射点）に対して対称性を持つ。よってこの波形を、反射点を中心として点対称に射影することで、光源からフィルタ方向に進む試験光による後方散乱光波形に戻すことができる（図２１（ａ２）、（ｂ２）の矢印を参照）。波形データは通常、縦軸を対数目盛り（光強度［ｄＢ］）、横軸を線形目盛り（距離［ｍ］）でプロットされるので、上記の射影操作は、横軸が線形目盛り、縦軸が対数目盛りのグラフ上で点Ｐに対して波形データを点対称移動することに相当する。
【００５９】
図２２は、射影操作につき詳しく説明するための図である。射影操作は、横軸が線形目盛り、縦軸が対数目盛りのグラフ上で、或る点に対してデータを点対称移動することに相当する。図２２（ａ）は横軸が線形目盛り、縦軸が対数目盛りのグラフであり、点Ｐ（Ｌ0、Ａ0）を通る直線の関数形を例えば、Ｆ（ｘ）＝−ｋｘとすると、区間（１）はＡ0＋Ｆ（Ｌ−Ｌ0）＝Ａ0−ｋ・（Ｌ−Ｌ0）と表される。この区間（１）を点Ｐ（Ｌ0、Ａ0）に関して点対称移動すると区間（２）が算出され、その関数はＡ0−Ｆ（Ｌ0−Ｌ）＝Ａ0−ｋ・（Ｌ−Ｌ0）になる。このような変換操作により点対称の移動がなされる。
【００６０】
以上の操作は、横軸、縦軸ともに線形目盛りのグラフにおいては図２２（ｂ）に示すようになる。区間（３）の関数形を例えばｆ（ｘ）＝ｅ−αｘとし、この曲線が点ｐ（Ｌ0、ａ0）を通るならば区間（３）はａ0・ｆ（Ｌ−Ｌ0）＝ａ0・ｅ−α（Ｌ−Ｌ0）と表される。この区間（３）を点ｐ（Ｌ0、ａ0）に関して点対称移動すると区間（４）が算出され、その関数はａ0／ｆ（Ｌ0−Ｌ）＝ａ0・ｅ−α（Ｌ−Ｌ0）となる。すなわちこの変換は、曲線を表す関数をａ0で除算して得られるｆ（ｘ）の逆数を求めることに相当する。このように、横軸を線形目盛り、縦軸を対数目盛りとするグラフ上で、折り返し波形を反射点に関して点対称移動する変換処理を行うことにより、通常のＯＴＤＲ装置側からフィルタへ進む試験光による後方散乱光波形に戻すことが可能である。
【００６１】
さらに、ＦＢＧ型フィルタではその反射減衰量にしたがって反射パルス強度が減衰するのでこの減衰量を加味し、点対称移動で復元した波形の強度レベルを損失分だけ嵩上げすることで補正を行う（図２１（ａ２）、（ｂ２）の上向き矢印）。この損失分は例えば一般的なＦＢＧ型フィルタの反射減衰量とし、その分を線形−対数グラフ上で上方に平行移動すればよい。すなわち、線形−線形グラフ上で上記変換処理後の波形にリニアで表したＦＢＧ型フィルタの反射減衰量（＞１）に相当する定数を乗ずるようにする。
【００６２】
以上のような一連の変換処理により、他の分岐ファイバとの重畳により単独の線路情報を知ることができない区間においても、分岐ファイバＦ１，Ｆ３の各単独での後方散乱光情報を復元することが可能である（（図２１（ａ３）、（ｂ３）、および（ｃ））。ここまでの情報が得られれば、系にλ２の試験光を入射して得た結果からλ１，λ３の後方散乱光情報を減算することで（図２１（ｄ））、断線を生じた分岐ファイバＦ２のＯＴＤＲ波形のみを抽出することができる（図２１（ｅ））。
【００６３】
図６のフローチャートのステップ１９において、以上の補正処理がなされる。すなわちメモリ領域Ｍ１（ｉ）に保存された波形を反射点に関して点対称に移動し、さらにＦＢＧ型光フィルタの反射減衰量を加算した波形をメモリＭ２（ｉ）領域に保存する（ステップ１９）。この処理はステップＳ１８〜Ｓ２１のループで全ての分岐ファイバにわたり繰り返される。その後、得られた各分岐ファイバの単独での後方散乱光情報がメモリＭ２（ｉ）から読み出され、波形表示装置２００に表示される（ステップＳ２３〜Ｓ２５のループ）。
【００６４】
次に波形解析装置３００は、例えば折り返し波形の有無に基づいて断線の有無を判定する（図７のステップＳ２６）。断線がなければ処理はここで終了してよい（ステップＳ２７）が、断線があればその経路番号（分岐ファイバの識別子）をｋとし、波形解析装置３００は変数Ｓｕｍに０を代入し（ステップＳ２９）、インデックスｉに１を代入する（ステップＳ３０）。次に波形解析装置３００は、インデックスｉをインクリメントしつつｉ＝ｋになるまで、変数Ｓｕｍに補正後の後方散乱光情報を足しこんでゆく（ステップＳ３１〜Ｓ３４のループ）。そうして、分岐ファイバｋのＯＴＤＲ波形データＤＡＴＡ（ｋ）からＳｕｍの値を減算し、得られた結果をメモリ領域Ｍ４に保存したのち（ステップＳ３５）、そのデータを波形表示装置２００に表示する（ステップＳ３６）。以上の波形処理手順により、断線障害等でＦＢＧ型光フィルタに試験パルスが到達しない場合でも分岐ファイバの状態を個別に識別することが可能になる。次に、断線障害に係わる第３の実験例につき説明する。
【００６５】
［第３の実験例］
この実験例では、第３番目に短い線路すなわち反射波長がλ３（１６４５ｎｍ）のＦＢＧ型光フィルタを設置した分岐ファイバにおいて、光スプリッタから約０．５ｋｍの位置に曲げによる完全放射の断線障害を与えた。この状態で試験光λ３を入射してもこの試験光はＦＢＧ型光フィルタ＃３に到達できないので、ＯＴＤＲ波形で大きなピークが見られない。また、折り返し波形情報も得られないので第１、第２の実験例における波形解析手法をそのまま適用しても障害位置を特定することができない。しかしながら第２の実施形態の手順によればそれが可能になる。以下に解析の手順および結果を示す。
【００６６】
図２３は、断線障害のある状態で波長λ８の試験光を入射して得たＯＴＤＲ波形から基準波形（λ０）を減算し、さらに分岐ファイバ＃８の折り返し波形から分岐ファイバ＃８単独での後方散乱光情報を復元した波形を示す。まず、基準波形を減算して得られた折り返し波形（λ８−λ０：図中太い実線）を、ＦＢＧ型光フィルタ＃８での反射点（Ｐ８）に関して点対称に移動する。さらにＦＢＧ型光フィルタ＃８の反射減衰量分だけ、線形−対数グラフ上で上方に平行移動（線形−線形グラフでＹ軸に適切な定数を乗ずる）し、減衰量を補償する。このような処理により分岐ファイバ＃８単独での後方散乱光情報＃８′を復元した。同様に断線ファイバ＃３以外の測定結果に対して波形処理を施し、それぞれの単独での後方散乱光情報を復元した。
【００６７】
ここで、λ３を除くλ１からλ７までの６個の減算結果には、試験波長と一致しないブラッグ波長のＦＢＧ型光フィルタのサイドローブの影響によるわずかなピークが、折り返し波形領域に残る。例えば図２４に示すように、試験光波長がλ７のＯＴＤＲ波形にはＦＢＧ型光フィルタ＃８のサイドローブからの反射のピークが現れる。このピーク区間Ａでは後方散乱光情報が欠落するが、この区間の直前と直後の後方散乱光レベルの差が小さくＯＴＤＲ装置１００の後方散乱光レベルの変動量の範囲内であれば、障害が存在しないと判断できる。そこで、この区間ＡのＯＴＤＲ波形を前後の波形から近似される指数関数で補間し、連結した波形を折り返し波形として使用した。補間した波形を図２５に示す。
【００６８】
このような手順でλ１，λ２，λ４，λ５，λ６，λ７，λ８の各試験光の後方散乱光波形を復元し、これらの総和を試験光λ３のＯＴＤＲ波形から減算した。その結果を図２６に示す。図２６によれば図中点線（λ３′）で示すグラフには、光スプリッタから約０．５ｋｍ（距離座標約１．６ｋｍ）の位置で後方散乱光強度が急峻になくなり、この位置で断線していると判断することが可能である。この位置は破断障害を与えた箇所である。以上からこの実施形態は、分岐ファイバを個別監視する方法として有効であることが結論付けられる。
【００６９】
［第３の実施形態］
この実施形態ではインサービス試験を可能とする形態につき説明する。試験光を入射すると、その試験光の波長を反射しないＦＢＧ型光フィルタよりも下流のユーザ宅にまで試験光が入射してしまう。よって通信に不要な試験光がＯＮＵ１２に混入するので光線路監視試験中は通信できないことになる。これを避けるために光フィルタ１１を設けて不要な波長を遮断するようにする。また、光信号送信局ＳＴ側に設けた光カプラ１５により、通信光（例えば波長１．４９μｍ）に試験光を合波するようにする。
【００７０】
光フィルタ１１には、誘電体多層膜型の広帯域光フィルタを用いることができる。誘電体多層膜は屈折率の異なる薄い膜を数十〜数百層も石英ガラスなどに積層した多層膜構造をなし、光ファイバ、光導波路、あるいは光コネクタ部分に特定の角度で挿入することにより特定の波長のみをクラッドに反射させ、透過・遮断波長帯域や遮断波長の反射量を調節することができる。
【００７１】
図２７は光フィルタ１１の光学特性の一例を示す図である。１．６１μｍ〜１．６２μｍの範囲では透過損失を１．０ｄＢ以下とし、１．６２〜１．６３μｍの帯域で透過損失が徐々に増加し、波長１．６３５μｍ以上の試験光に対しては約４０ｄＢの遮断量を持たせるようにする。なお試験光の反射減衰量は、誘電体多層膜フィルタの挿入角度の調整により４０ｄＢ以上にすることも可能である。
【００７２】
以上のような光学特性を持つ光フィルタをＯＮＵ１２とＦＢＧ型光フィルタ１０との間に設置することにより、ユーザ宅への試験光の入射を遮断することができ、従ってインサービスでの試験を実施することができる。なお試験光の波長はほぼ１．６４μｍ〜１．６５μｍの幅内に収め、このうち最短の波長に基準光λ０を割り当てることができる。
【００７３】
［第４の実施形態］
図２８は基準光λ０の波長の他の割り当ての例を示す図である。種々の検討の結果、被試験ファイバの光学特性は試験光波長領域で僅かながら波長依存性を示すことがわかった。そこでこの実施形態では波長依存性の影響を最小限に抑えるべく、試験光の帯域の中心波長近傍で、かつ割り当て波長と異なる波長範囲に基準光λ０の波長を割り当てるようにした。すなわち、波長λ４（波長１６４７ｎｍ）およびλ５（波長１６４９ｎｍ）の間に、これらの波長と異なる波長１６４８ｎｍを、基準光の波長λ０とする。この波長のλ０を用いた試験結果からＦＢＧ型光フィルタのサイドローブの影響による、反射光の後方散乱光による折り返し波形は発生しないことが確認できた。
【００７４】
この波長の試験光λ０を用いて測定した基準波形を、第１、第２の実施形態での手順に即し、λ１〜λ８を入射して得られた各ＯＴＤＲ波形からそれぞれ減算した。その結果、分岐ファイバλ５以外の、曲げ損失による障害の無い分岐ファイバでの波形からは大きな損失変動は見られず、障害が発生していないと判断可能であった。
【００７５】
さらに、曲げ障害を設けた分岐ファイバλ５での波形解析処理の結果を、図２９に示す。図２９によれば、波形解析後の折り返し波形領域において、ＦＢＧ型光フィルタ＃５に対して対称な位置４．６ｋｍ付近に損失変動が明確に現れ、約２．０５ｄＢの曲げ損失として検出できる。この位置は曲げ障害を設けた位置に相当する。いずれの値も正確な値として評価でき、以上からこの実施形態の手法は、分岐ファイバの個別監視方法として有効であることが結論付けられる。
【００７６】
［第５の実施形態］
最後に、基準光λ０の配置により通信波長帯域を拡大できることを説明する。図３０（図２７）では試験光帯域λ１〜λ８よりも外部に基準光波長λ０を配置した。これに対し図３１（図２８）では、試験光帯域λ１〜λ８の中央に波長λ０を配置する。これにより図３０の２１ｎｍに比べ、図３１では１５ｎｍと、試験光の帯域を狭帯域化することができる。
【００７７】
図３１に示す特性の誘電体多層膜フィルタを光フィルタ１１として用いれば、試験光波長の帯域を狭くできた分、フィルタ特性を長波長方向にシフトすることができる。これにより通信光波長帯を拡大し、同様の線路試験を実施することが可能になる。さらに、光フィルタ１１の遮断特性を緩やかな特性とすることができるので、その分、コストも抑えられる。さらに、誘電体多層膜型に限らず他の形式の光フィルタも適用することができる。
【００７８】
以上述べたようにこの発明の実施形態によれば、λ１，λ２，…，λｎの波長の試験光によりＯＴＤＲ波形を各波長ごとに得て、さらに、これらのいずれとも異なる基準光λ０のＯＴＤＲ波形を得る。そして各波長のＯＴＤＲ波形から基準光λ０のＯＴＤＲ波形を減算することにより、各分岐ファイバ１０の単独での折り返し波形を得る。さらに、この折り返し波形を反射点Ｔに対して点対称に射影したのち、ＦＢＧ型光フィルタによる反射減衰量を補正することにより、各分岐ファイバ単独での後方散乱光情報を復元するようにしている。
【００７９】
従ってこの実施形態によれば、各分岐ファイバの個別の後方散乱光情報を算出できるので、光スプリッタの下流における既設の光スターカプラ、分岐ファイバの置き換え無しで各分岐ファイバの個別監視が可能となる。よって低コスト化を促せるほか、正常時の測定ＯＴＤＲ波形情報を保存しておく必要がなくなり、データベース管理との煩雑な連携作業なく大規模なシステムなしで短時間に試験を行うことが可能となる。さらに波形解析処理において、他の分岐ファイバとの重畳の無いＯＴＤＲレベル（ＦＢＧ型光フィルタの直前に現れる）にレベル補正を施すので、より正確なデータを得ることができる。さらには、そしてＦＢＧ型光フィルタとＯＮＵ１２（ユーザ設備）との間に光フィルタ１１を設けることでインサービス試験も可能となる。さらに、試験光波長と基準光波長との配置を工夫することにより通信帯域を拡大することも可能になる。これらのことから、光スプリッタ下流側における個別の分岐ファイバの線路特性を、低コストで精密に測定することが可能になる。
【００８０】
なお、この発明は上記実施形態そのままに限定されるものではない。例えば図６のフローチャートのステップＳ１６において、波長ごとの波形データＤＡＴＡ（ｉ）をピーク位置順に昇順で整列するようにした。これはいわば表示の見やすさなどのための便宜的な処理であり、ステップＳ１６の手順は必ずしも必要でない。ステップＳ１６を実施しなくても良ければ、図４の反射点検出部２３からのデータは波形処理部２８に直接渡される。また実施形態では、曲げ障害の有無を、折り返し波形を用いて判定するようにしたが、折り返し波形を点対称に射影して得た波形（折り返し出ない波形と等価の波形：後方散乱光情報）を用いても、もちろん曲げ障害の有無を判定できる。
またこの発明は、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００８１】
また、実施形態に記載した手法は、計算機（コンピュータ）に実行させることができるプログラム（ソフトウェア手段）として、例えば磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク等）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＭＯ等）、半導体メモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等）等の記録媒体に格納し、また通信媒体により伝送して頒布することもできる。なお、媒体側に格納されるプログラムには、計算機に実行させるソフトウェア手段（実行プログラムのみならずテーブルやデータ構造も含む）を計算機内に構成させる設定プログラムをも含む。本装置を実現する計算機は、記録媒体に記録されたプログラムを読み込み、また場合により設定プログラムによりソフトウェア手段を構築し、このソフトウェア手段によって動作が制御されることにより上述した処理を実行する。なお、本明細書でいう記録媒体は、頒布用に限らず、計算機内部あるいはネットワークを介して接続される機器に設けられた磁気ディスクや半導体メモリ等の記憶媒体を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】この発明に関わる光線路特性の解析方法を適用可能な光分岐ファイバ（ＰＯＮ）システムの一例を示す図。
【図２】この発明に係わる解析方法の第１の実施形態に関わる原理を説明するための図。
【図３】この発明に係わる解析方法を適用可能な光伝送システムの一例を示すシステム図。
【図４】図３の波形解析装置３００の実施の形態を示す機能ブロック図。
【図５】図４の波形解析装置３００により実行される処理手順を示すフローチャート。
【図６】図４の波形解析装置３００により実行される処理手順を示すフローチャート。
【図７】図４の波形解析装置３００により実行される処理手順を示すフローチャート。
【図８】波長λ１、λ２、…、λ８に対するＯＴＤＲ波形をまとめて示すグラフ。
【図９】基準光λ０を入射した場合のＯＴＤＲ波形を示すグラフ。
【図１０】波長λ１のＯＴＤＲ波形から基準光λ０の波形を減算して得られた波形を示すグラフ。
【図１１】波長λ２のＯＴＤＲ波形から基準光λ０の波形を減算して得られた波形を示すグラフ。
【図１２】波長λ３のＯＴＤＲ波形から基準光λ０の波形を減算して得られた波形を示すグラフ。
【図１３】波長λ４のＯＴＤＲ波形から基準光λ０の波形を減算して得られた波形を示すグラフ。
【図１４】波長λ５のＯＴＤＲ波形から基準光λ０の波形を減算して得られた波形を示すグラフ。
【図１５】波長λ６のＯＴＤＲ波形から基準光λ０の波形を減算して得られた波形を示すグラフ。
【図１６】波長λ７のＯＴＤＲ波形から基準光λ０の波形を減算して得られた波形を示すグラフ。
【図１７】波長λ８のＯＴＤＲ波形から基準光λ０の波形を減算して得られた波形を示すグラフ。
【図１８】波長依存性を持つＯＴＤＲ波形を示すグラフ。
【図１９】図１８の波形を規格化した波形を示すグラフ。
【図２０】曲げ損失を与えたλ５の分岐ファイバのＯＴＤＲ波形を規格化し、さらに波形処理した結果を示すグラフ。
【図２１】この発明の第２の実施形態に関わる原理を説明するための図。
【図２２】射影操作につき詳しく説明するための図。
【図２３】断線障害のある状態で波長λ８の試験光を入射して得たＯＴＤＲ波形から基準波形を減算し、分岐ファイバ＃８単独での後方散乱光情報を復元した波形を示す図。
【図２４】ＦＢＧ型光フィルタのサイドローブ反射によるピーク波形の一例を示す図。
【図２５】図２４のグラフのピーク区間を補間した波形を示す図。
【図２６】λ１，λ２，λ４，λ５，λ６，λ７，λ８の後方散乱光波形を試験光λ３のＯＴＤＲ波形から減算した結果を示す図。
【図２７】光フィルタ１１の光学特性および基準光λ０の波長割り当ての一例を示す図。
【図２８】基準光λ０の波長割り当ての他の例を示す図。
【図２９】第３の実施形態における分岐ファイバλ５での波形解析処理の結果を示す図。
【図３０】光フィルタ１１の光学特性および基準光λ０の波長割り当ての一例を示す図。
【図３１】基準光λ０の波長割り当てにより通信波長帯域を拡大できることを示す図。
【符号の説明】
【００８３】
１…光ファイバ線路、２…光スプリッタ、３…分岐ファイバ、１０…ＦＢＧ型光フィルタ、１１…光フィルタ、ＳＴ…光信号送信局、１２…ＯＮＵ（宅内装置）、１３…ＯＬＴ、１４…光線路、１５…光カプラ、１００…ＯＴＤＲ装置、２００…波形表示装置、３００…波形解析装置、２１…測定波形入力部、２２…規格化処理部、２３…反射点検出部、２４…規格化波形記憶部、２５…反射点記憶部、２６…基準波形記億部、２７…波形記憶部、２８…波形処理部、２９…波形整列部、３０…射影移動処理部、３１…レベル調整部、３２…減算処理部、３３…波形積算部、３４…積算波形記億部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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