(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＯＴＤＲ測定器により、ボビンに巻かれた状態の光ファイバの一方端から試験光を入射させ、戻り光の戻り時間データと戻り光の光パワーを測定し、該測定されたＯＴＤＲ測定データを複数の区間に分割して各区間の区間ロスを求め、該区間ロスと全体ロスとの差を求めることにより傾き変動がある異常部を検出し、該検出した異常部でのロス増分を１．５５μｍ以上の２波長以上の決められた各波長で求め、各波長における前記異常部のロス増分の総和の比を求め、前記比を所定値と比較することにより波長依存性を求めることで、検出された前記異常部が、前記光ファイバが前記ボビンに整列されずに巻かれた部分を含むことに起因して検出された異常部であるか、または、前記光ファイバ自体に局所的にロスが高い箇所があることに起因して検出された異常部であるかを選別することを特徴とするＯＴＤＲ波形判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光パルス試験器（以下、ＯＴＤＲと略記する）によって測定した光ファイバの測定波形から傾き変動がある異常部を検出して、その異常部の原因を推定するＯＴＤＲ波形判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバ伝送路などの長距離光デバイスの障害点、破断点をメートル単位の分解能で測定する手法として、従来よりＯＴＤＲ（Optical Time Domain Reflectometerの略）を用いる測定方法が普及している。
即ち、ＯＴＤＲは、被試験光ファイバに光パルスを入射し、各部位からの後方散乱光の戻り時間と光量を測定する。これにより、被試験光ファイバ上の損失分布や損失値（ロス値）、欠陥位置等を算出する。このとき、光ファイバ自体に局所的にロスが高い箇所があると、ＯＴＤＲ波形上では傾きの変化として現れる。検査工程では、このような傾きの変化を異常部として認識して適宜処置を施している。
【０００３】
このような異常部は、ＯＴＤＲ測定時の光ファイバの巻かれ方の状態によっても発生する。ＯＴＤＲ測定は、通常ボビンに巻かれた状態で測定するため、ボビン巻き付け時にうまく整列巻きができず、線ハネ・蛇行と呼ばれるような状態で巻かれた箇所は、ＯＴＤＲ測定で異常部として検出される。これは、このような線ハネ・蛇行している箇所では、光ファイバ側圧・微少曲げによるロス増が発生するためである。このような、巻き状態に起因するＯＴＤＲ異常部は、通常巻き替えることにより消失する。
一方、ファイバ自体に起因にした異常でＯＴＤＲ異常部が生じることもあるが、このようなファイバ自体に起因したＯＴＤＲ異常部は、巻き替えても消失せず、同一箇所に異常部が生じるため、異常部位を特定して除去する必要がある。
【０００４】
従来のＯＴＤＲ波形判定方法の一例として、ＯＴＤＲで得られた波形を用いて光ファイバの異常部を検出する際に、ＯＴＤＲ波形を所定幅の複数の区間に分割して、有効範囲を決めるものがある（例えば、特許文献１参照）。具体的には、各区間内の区間標準偏差が閾値を超え、その閾値を超える区間が連続するとき、この連続する区間を有効範囲から除外するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−６４４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ＯＴＤＲ測定波形では、異常部か否かを判定することは出来るものの、巻き起因の異常と光ファイバ自体に起因するその他の異常とを区別するのは困難であった。したがって、その他の異常の場合、巻き替えても直らないものの、巻き起因の異常と同様に、再度巻き替えを行って、同一箇所に異常が発生しているかを確認する必要があり、無駄な工程が発生していた。
【０００７】
本発明の目的は、上記課題を解消することに係り、巻き替えを行うことなくＯＴＤＲ波形から巻き起因による異常を確認・選別することができるＯＴＤＲ波形判定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係るＯＴＤＲ波形判定方法は、ＯＴＤＲ測定器により、ボビンに巻かれた状態の光ファイバの一方端から試験光を入射させ、戻り光の戻り時間データと戻り光の光パワーを測定し、該測定されたＯＴＤＲ測定データを複数の区間に分割して各区間の区間ロスを求め、該区間ロスと全体ロスとの差を求めることにより傾き変動がある異常部を検出し、該検出した異常部でのロス増分を１．５５μｍ以上の２波長以上の決められた各波長で求め、各波長における前記異常部のロス増分の総和の比を求め、前記比を所定値と比較することにより波長依存性を求めることで、検出された前記異常部が、前記光ファイバが前記ボビンに整列されずに巻かれた部分を含むことに起因して検出された異常部であるか、または、前記光ファイバ自体に局所的にロスが高い箇所があることに起因して検出された異常部であるかを選別することを特徴とするＯＴＤＲ波形判定方法。
【０００９】
このように構成されたＯＴＤＲ波形判定方法によれば、ＯＴＤＲ測定器を用いて、ボビンに巻かれた状態の光ファイバの一方端から試験光を入射させる。このときの戻り光の戻り時間データと、戻り光の光パワーのデータとを測定する。そして、測定されたＯＴＤＲ測定データを複数の区間に分割して各区間の区間ロスを求め、該区間ロスと全体ロスとの差を求めることにより傾き変動がある異常部（段差部分など）を検出して、この異常部でのロス増分を１．５５μｍ以上の２波長以上の決められた各波長で求める。さらに、各波長における前記異常部のロス増分の総和の比を求め、前記比を所定値と比較することにより異常部のロス増分の波長依存性を求めることで、該異常部の原因を推定することができ、検出された前記異常部が、前記光ファイバが前記ボビンに整列されずに巻かれた部分を含むことに起因して検出された異常部であるか、または、前記光ファイバ自体に局所的にロスが高い箇所があることに起因して検出された異常部であるかを選別することができる。ＯＴＤＲ波形から巻き起因による異常を確認・選別することができるので、全てのＯＴＤＲ異常部において同じように巻き替えることはせずに、ファイバに起因した異常部であれば除去し、異常部の全てが巻き起因と判断された場合に限り、巻き替えれば良いことになる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るＯＴＤＲ波形判定方法によれば、巻き替えを行うことなくＯＴＤＲ波形から巻き起因による異常を確認・選別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るＯＴＤＲ測定装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係るＯＴＤＲ波形判定方法の一実施形態を示すフローチャートである。
【図３】本発明に係るＯＴＤＲ波形判定方法において、巻き起因による異常量Δ１５５０と異常量Δ１６２５との関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係るＯＴＤＲ波形判定方法の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１に示すように、ＯＴＤＲ１００では、パルス発生器３が発生する一定周期のパルス波でレーザダイオード等の光源５を励起し、光源５より光パルスを発生させる。光源５が発生した光パルスは、方向性結合器７を通り、光コネクタ９を介して接続される基準光ファイバや測定対象光ファイバなどの被測定光ファイバ１１の一端に入射され、当該被測定光ファイバ１１内を伝搬する。
【００１４】
被測定光ファイバ１１内で反射された戻り光である光パルスは、後方散乱光出力として方向性結合器７に戻り、該方向性結合器７から受光部１３に送られる。この受光部１３は、例えば、アバランシェ・フォトダイオード（ＡＰＤ）等を内蔵していて、受光した後方散乱光出力を電気信号に変換する光電変換器として機能する。受光部１３により変換された電気信号は、アンプ（増幅器）１５で増幅された後、信号処理装置１７に送られる。信号処理装置１７によって得られるＯＴＤＲ特性やデータ等は、記憶装置に記憶・保存されると共に、液晶ディスプレイ等による表示装置１９に表示される。
【００１５】
ＯＴＤＲ測定では、ＯＴＤＲ特性の傾きがロス値を表し、光ファイバの巻き乱れやガラス自体の異常等があると波形が蛇行したり段差となって現れたりする。このように、ＯＴＤＲ特性を測定することで、光ファイバの巻き起因による異常やその他の異常を検知することができる。なお、ＯＴＤＲ測定は、通常ボビンに巻き付けられた状態で行う。
【００１６】
次に、ＯＴＤＲ波形判定フローを図２に基づいて説明する。
ＯＴＤＲ波形判定フローは、ＯＴＤＲ測定、波形解析・異常部検出、異常量算出、異常種別の判別の４工程からなっている。
【００１７】
（測定光ファイバのＯＴＤＲ測定）
方向性結合器７に光コネクタ９を介し、被測定光ファイバ１１を接続する。信号処理装置１７は、その測定対象光ファイバの片端または両端から光を入射して得られたＯＴＤＲ特性を測定する（ステップＳ１）。ＯＴＤＲの測定波長は、一般的なＯＴＤＲが持っている光源で且つ長波長側の光源を使用する。これは、巻き起因のＯＴＤＲ異常が、長波長側で大きく現れるためである。以下の記載では、１５５０ｎｍと１６２５ｎｍの２波長を使用して測定する場合について述べるが、この波長に限定されるものではない。
なお、２波長の入射端は同一である必要はなく（後で異常部の位置を合わせることが出来れば良い）、また、両端入射の場合は、各波長の両端入射した各波形を平均化した後に次の処理を進める。
【００１８】
（測定光ファイバの異常部検出）
次に、傾き変動がある異常部（段差部分）を検出する（ステップＳ２）。具体的には、下記１）〜６）の順に行う。
【００１９】
１）ＯＴＤＲにより取得したＯＴＤＲ波形を複数の区間に分割する。
２）各区間毎に区間内の傾き（区間ロス）を算出する。
３）異常部検出の対象となる有効範囲を決定する。有効範囲は、その始点と終点を決定することにより行う。
４）有効範囲全体の傾き（以後、「全体ロス」という）を求める。
５）有効範囲から異常部の判定を行う。異常部を判定するには、全体ロスと区間ロスとの差を求める。この差を予め決めておいた所定値と比較し、その区間が異常部であるか否かを判断する。即ち、全体ロスと区間ロスとの差が所定値より大きいか又は同じである場合、その区間を異常部であると判断する。なお、有効範囲で各区間の全体ロスと区間ロスとの差の標準偏差が所定の値より大きくなった区間を、異常部と判断することとしても良い。
６）各区間が異常部か否かの判定を全区間について行う。
【００２０】
（測定光ファイバの異常量算出）
次に、前工程で測定した区間ロスを波長毎に求め、異常量を算出する（ステップＳ３〜Ｓ６）。
先ず、比較する波長毎の異常部位の位置をマッチングする（ステップＳ３）。異常範囲が比較する２波長で完全に一致しない（例えば一区間ずれる）場合には、２波長での異常部位がどちらも含まれるように、広く区間を設定する。区間ロスは、１ｋｍの単位で求め、５００ｍ間隔でスライドさせる。そのため、単純に異常範囲内の区間ロスを全て使用すると、重なっている区間がダブルカウントすることになるので、異常範囲内で区間ロスの最大値を求め（ステップＳ４）、この最大値を示す位置を起点とし、起点とした位置から１ｋｍステップで区間ロスを抽出する。
なお、異常区間の端では、５００ｍのみが含まれる場合があるが、この場合、１ｋｍ範囲で求めた区間ロスから端部の５００ｍ分のロス値を算出し、これを端での異常量とする。
【００２１】
（ＯＴＤＲ異常部種別の判定）
前工程で求めた異常範囲において、前述したように区間が重ならないようにしながら、波長毎に区間ロスの総和を求める（ステップＳ５）。その後、波長毎に異常範囲内の区間ロスと通常ロス（平均ロス）とから異常量（Δ＝Σ（区間ロス−通常ロス））を求める（ステップＳ６）。実際の計算では、区間ロスの総和から通常ロス×区間数を差し引いた値を求めることになる。そして、波長毎の異常量の比を基準値と比較することにより、ＯＴＤＲ異常部の種別を判定する（ステップＳ７）。
【００２２】
以上説明したように本実施形態のＯＴＤＲ波形判定方法によれば、測定されたＯＴＤＲ測定データから、傾き変動がある異常部を検出し、検出した異常部でのロス増分を２波長以上の決められた各波長で求め、異常部のロス増分の波長依存性を求めることで、巻き起因による異常部を選別することができる。ＯＴＤＲ波形から巻き起因による異常を確認・選別することができるので、全てのＯＴＤＲ異常部において巻き替える必要は無くなり、巻き起因の異常のみを含むファイバの場合に限り巻き替えれば良いことになる。
【実施例】
【００２３】
上述したＯＴＤＲ波形判定方法の検証を具体的な計算例に基づいて行う。なお、以下に記載する数値は一例であって、本発明はこの数値に限定されるものではない。
【００２４】
（計算例）
区間ロスは、上記したように１ｋｍ単位５００ｍステップにて求めているため、単純に異常範囲内のΣ（区間ロス−通常ロス）として算出せず、下記方法を採っている。
１）異常範囲内で最大区間ロスとなる区間検出。
２）検出した区間を起点とし、区間が重ならないように区間ロスを一つ飛ばして区間ロスの和を求める。但し、端の区間ロスが異常範囲内に５００ｍしか含まれない場合は、前後区間ロスを勘案し、重み付けを行い５００ｍの区間ロスを求める。
３）２）にて求めた区間ロスの和から通常ロスを差し引き、異常量を求める。
【００２５】
【表１】
0005493571.tif 000002
【００２６】
表１において、波長１５５０ｎｍでは、３３ｋｍ〜３５．５ｋｍの範囲が異常区間と判定され、波長１６２５ｎｍでは、３３ｋｍ〜３６ｋｍの範囲が異常区間と判定された。
波長１５５０ｎｍと波長１６２５ｎｍで異常範囲が異なるため、マッチングを実施して、異常範囲の広い波長１６２５ｎｍに合わせて、３３ｋｍ〜３６ｋｍの範囲を異常範囲とする。
【００２７】
上記１）の異常範囲内での最大区間ロスを探す。
表１より区間ロス＠１５５０ｎｍでは、０．１９８８２（★印）を示す３４．５〜３５．５ｋｍ、区間ロス＠１６２５ｎｍでは、０．２５３８５（★印）を示す３３．５〜３４．５ｋｍが最大区間ロスとなる。
【００２８】
上記２）の起点となる区間から区間ロスの総和を算出する。
区間ロス（３３．０〜３４．０）から３３．０〜３３．５の範囲（端部）、区間ロス（３３．５〜３４．５）、区間ロス（３４．５〜３５．５）、区間ロス（３５．０〜３６．０）から３５．５〜３６．０の範囲（端部）の和（表１中の太枠内の斜字の区間の和。但し、端部を含む区間は、範囲の重ならない０．５ｋｍ分を計算した値のみを加えるものとする。）を取る。なお、端部の区間から５００ｍ部分のみ抜き取る方法として、除外する区間が重なる区間との重み付け平均化を実施している。即ち、次式から求めている。
区間ロス（３３．０〜３３．５）＝区間ロス（３３．０〜３４．０）×｛区間ロス（３３．０〜３４．０）／（区間ロス（３３．０〜３４．０）＋区間ロス（３３．５〜３４．５））｝
【００２９】
区間ロスの総和の計算結果は以下となる。
波長１５５０ｎｍの総和は、Σ区間ロス（３３．０〜３６．０）＝０．１９１２６×
０．１９１２６／（０．１９１２６＋０．１９２６７）
＋０．１９２６７
＋０．１９８８２
＋０．１８４４２×０．１８４４２／（０．１９８８２＋０．１８４４２）
＝０．５７５５１４ｄＢ
波長１６２５ｎｍの総和は、Σ区間ロス（３３．０〜３６．０）＝０．２２８５４×
０．２２８５４／（０．２２８５４＋０．２５３８５）
＋０．２５３８５
＋０．２２７２９
＋０．２１３７７×０．２１３７７／（０．２２７２９＋０．２１３７７）
＝０．６９３０２３ｄＢ
【００３０】
上記３）の異常量（Δ）を、上記２）で求めた異常範囲内の区間ロスの総和から（通常ロス×異常範囲数）を引くことで算出する。なお、通常ロスは、ＯＴＤＲ全体の測定値（平均値）とする。
Δ１５５０＝０．５７５５１４−０．１８６×３＝０．０１７５１４ｄＢ
Δ１６２５＝０．６９３０２３−０．２１２×３＝０．０５７０２３ｄＢ
ロス増分の比Δ１５５０／Δ１６２５＝０．３０７
【００３１】
図３は巻き起因による異常量Δ１５５０と異常量Δ１６２５との関係を示す。グラフから、巻き起因による異常量をこのようにグラフ化すると、一定の傾きを持った直線上に乗ることが分かる。この直線は、異常量Δ１５５０をｙ、異常量Δ１６２５をｘとすると、次式で表すことができる。
ｙ＝０．３６５２ｘ
一般的に、巻き起因以外のＯＴＤＲ異常の場合、波長依存性が小さいため、Δ１５５０／Δ１６２５の値は大きくなる。即ち、この比を計算し、基準値と比較することによって、巻き起因の異常であるか、それ以外の異常であるかが判定できる。上記の例では、例えばΔ１５５０／Δ１６２５の基準値を０．４とすれば、これ以上の値であれば巻き起因以外、これ以下の値であれば巻き起因と判定できる。
【符号の説明】
【００３２】
３  パルス発生器
５  光源（レーザダイオード）
７  方向性結合器
９  光コネクタ
１３  受光部（光電変換器）
１５  アンプ（増幅器）
１７  信号処理装置
１９  表示装置
１００  ＯＴＤＲ（光パルス試験器）
【図１】
0005493571.tif 000003
【図２】
0005493571.tif 000004
【図３】
0005493571.tif 000005