(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる２以上のランダム符号を発生させるランダム符号発生器（１１）と、
前記ランダム符号発生器からのランダム符号が入力され、波長ごとに異なるランダム符合で変調された試験光を出力する、波長の異なる複数の光源（１３＿１〜１３＿Ｎ）と、
前記複数の光源からの前記試験光を合波する合波器（２１）と、
前記合波器からの合波光を被測定光ファイバに出力し、前記被測定光ファイバからの後方散乱光が入力される光カプラ（１４）と、
前記光カプラから入力された前記後方散乱光を受光して電気信号に変換する受光器（１６）と、
前記受光器からの電気信号に含まれる直流成分をカットする直流カット回路（１７）と、
前記直流カット回路からのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換回路（１９）と、
前記ＡＤ変換回路からのデジタル信号と前記ランダム符号発生器からの各ランダム符号との相関演算を行う相関器（２０）と、
を備える多波長同時測定ＯＴＤＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｉｍｅ−Ｄｏｍａｉｎ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ）。
【請求項２】
前記合波器は、ＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒｓ）であることを特徴とする請求項１に記載の多波長同時測定ＯＴＤＲ。
【請求項３】
互いに異なる２以上のランダム符号を発生させるランダム符号発生手順と、
前記ランダム符号発生手順で発生させたランダム符号が入力され、波長の異なる複数の光がそれぞれ異なるランダム符合で変調された試験光を出力する試験光出力手順と、
前記試験光出力手順で出力した試験光を合波する合波手順と、
前記合波手順で合波した合波光を前記被測定光ファイバに出力し、前記被測定光ファイバからの後方散乱光を受光して電気信号に変換する受光手順と、
前記受光手順で変換した電気信号に含まれる直流成分をカットする直流カット手順と、
前記直流カット手順で直流成分をカットした後の交流成分をデジタル信号に変換するＡＤ変換手順と、
前記ＡＤ変換手順で変換したデジタル信号と前記ランダム符号発生手順で発生させた各ランダム符号との相関演算を行う相関処理手順と、
を順に有する多波長同時ＯＴＤＲ測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＯＴＤＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｉｍｅ−Ｄｏｍａｉｎ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ）測定を複数波長同時に行うための多波長同時測定ＯＴＤＲ及び多波長同時ＯＴＤＲ測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ネットワークを実現するために敷設される光ファイバにおいて、光ファイバの導入の際は、複数の波長によりＯＴＤＲ測定を行い、工事完了状態の把握を行っている。１３１０ｎｍ、１５５０ｎｍ、１６２５ｎｍなどの複数の波長で測定を行うことにより、光ファイバの曲げによる損失をより詳細に把握できるとともに、各波長での光ファイバのロスを正確に把握することができる。
【０００３】
一方で、ＯＴＤＲ測定を行うための装置が提案されている（例えば、特許文献１乃至３参照。）。特許文献１のＯＴＤＲは、相関符号で変調された試験光を被測定光ファイバに入射し、後方散乱光を受光する。このときに、試験光のパルス幅を被測定光ファイバの伝送路中の光増幅器の過渡応答の利得飽和時間よりも短くすることによって、信号光の伝送特性が劣化することを防ぐ。
特許文献２のＯＴＤＲは、擬似ランダム符号で変調した試験光を被測定光ファイバに入射し、その後方散乱光を受光する。
特許文献３のＯＴＤＲは、２種のゴーレー符号を用いて変調した試験光を被測定光ファイバに入射し、その後方散乱光を受光する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３２４２０号公報
【特許文献２】特開平９−２６３７６号公報
【特許文献３】特開平４−５４４２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
複数の波長について同時にＯＴＤＲ測定を行おうとすると、光源を複数備え、波長フィルタで各波長の信号を分離し、各波長の後方散乱光を受光する必要がある。そのため、複数の波長についてＯＴＤＲ試験を行う場合は、各波長について順に測定を行っていた。各波長について順に測定を行うと、ある波長での測定時間が１分程度かかった場合、３波長測定するためには３分かかることになる。
【０００６】
心線の数が少ない場合は問題とならないが、多心構造の光ファイバを測定する場合など、現場によっては１０００心の光ファイバのＯＴＤＲ測定を行わなければならない場合もある。この場合、単純計算で３０００分、すなわち実質約２日程度をＯＴＤＲ測定に費やさなくてはならない問題がある。
【０００７】
特許文献１では、試験光のパワーを低くしても信号対雑音比が劣化しないように相関符号で変調する旨の記載はあるが、後方散乱光と波長の異なる信号光との分離には波長フィルタを用いている。
特許文献２では、雑音レベルの内からでも後方散乱光を見出すためにランダム符号で変調する旨の記載はあるが、後方散乱光と波長の異なる光との分離については考慮されていない。
特許文献３では、ダイナミックレンジを改良するためにゴーレー符号を用いて変調する旨の記載はあるが、後方散乱光と波長の異なる光との分離については考慮されていない。
【０００８】
これら特許文献１乃至３に記載されているように、従来は、波長の異なる信号を分離するためには波長フィルタを用いており、複数の波長を波長フィルタを用いずに分離する手段は提案されていない。このため、仮に特許文献１乃至３に記載された発明を組み合わせたとしても、波長フィルタを用いて複数の波長を分離する発明しか構成することはできない。波長フィルタを用いて複数の波長を分離しようとすると、各波長の波長フィルタを搭載する必要があるため、装置の製造コストが上がってしまう問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、波長フィルタを用いずに各波長の後方散乱光を分離し、複数波長の光パルス試験を同時に行うことにより測定時間を短縮することを可能とし、工事の効率化を図ることを可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る多波長同時測定ＯＴＤＲは、互いに異なる２以上のランダム符号を発生させるランダム符号発生器（１１）と、前記ランダム符号発生器からのランダム符号が入力され、波長ごとに異なるランダム符合で変調された試験光を出力する、波長の異なる複数の光源（１３＿１〜１３＿Ｎ）と、前記複数の光源からの前記試験光を合波する合波器（２１）と、前記合波器からの合波光を被測定光ファイバに出力し、前記被測定光ファイバからの後方散乱光が入力される光カプラ（１４）と、前記光カプラから入力された前記後方散乱光を受光して電気信号に変換する受光器（１６）と、前記受光器からの電気信号に含まれる直流成分をカットする直流カット回路（１７）と、前記直流カット回路からのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換回路（１９）と、前記ＡＤ変換回路からのデジタル信号と前記ランダム符号発生器からの各ランダム符号との相関演算を行う相関器（２０）と、を備える。
【００１１】
本発明に係る多波長同時測定ＯＴＤＲは、複数の光源（１３＿１〜１３＿Ｎ）と、合波器（２１）と、光カプラ（１４）と、受光器（１６）と、ＡＤ変換回路（１９）と、を備えるため、複数波長の光パルス試験を行うことができる。本発明に係る多波長同時測定ＯＴＤＲは、さらに、ランダム符号発生器（１１）と、直流カット回路（１７）と、相関器（２０）と、を備えるため、波長フィルタを用いずに各波長の後方散乱光強度を観測することができる。このため、本発明に係る多波長同時測定ＯＴＤＲは、波長フィルタを用いずに各波長の後方散乱光を分離し、複数波長の光パルス試験を同時に行うことにより測定時間を短縮することを可能とし、工事の効率化を図ることの可能にすることができる。
【００１２】
本発明に係る多波長同時測定ＯＴＤＲでは、前記合波器は、ＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒｓ）であってもよい。
本発明により、合波器における結合損失を低減することができる。
【００１３】
本発明に係る多波長同時ＯＴＤＲ測定方法は、互いに異なる２以上のランダム符号を発生させるランダム符号発生手順と、前記ランダム符号発生手順で発生させたランダム符号が入力され、波長の異なる複数の光がそれぞれ異なるランダム符合で変調された試験光を出力する試験光出力手順と、前記試験光出力手順で出力した試験光を合波する合波手順と、前記合波手順で合波した合波光を前記被測定光ファイバに出力し、前記被測定光ファイバからの後方散乱光を受光して電気信号に変換する受光手順と、前記受光手順で変換した電気信号に含まれる直流成分をカットする直流カット手順と、前記直流カット手順で直流成分をカットした後の交流成分をデジタル信号に変換するＡＤ変換手順と、前記ＡＤ変換手順で変換したデジタル信号と前記ランダム符号発生手順で発生させた各ランダム符号との相関演算を行う相関処理手順と、を順に有する。
【００１４】
本発明に係る多波長同時ＯＴＤＲ測定方法は、試験光出力手順と、合波手順と、受光手順と、ＡＤ変換手順と、を有するため、複数波長の光パルス試験を行うことができる。本発明に係る多波長同時ＯＴＤＲ測定方法は、さらに、ランダム符号発生手順と、直流カット手順と、相関処理手順と、を有するため、波長フィルタを用いずに各波長の後方散乱光強度を観測することができる。このため、本発明に係る多波長同時ＯＴＤＲ測定方法は、波長フィルタを用いずに各波長の後方散乱光を分離し、複数波長の光パルス試験を同時に行うことにより測定時間を短縮することを可能とし、工事の効率化を図ることの可能にすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、波長フィルタを用いずに各波長の後方散乱光を分離し、複数波長の光パルス試験を同時に行うことにより測定時間を短縮することを可能とし、工事の効率化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態に係る多波長同時測定ＯＴＤＲの一例を示す。
【図２】ランダム符号で変調された試験光の一例を示す。
【図３】被測定光ファイバの特性の一例を示す。
【図４】受光器１６から出力される電気信号の一例を示す。
【図５】ランダム符号Ｃ＿１〜Ｃ＿Ｎうちのある符号の相関演算を行う相関器２０からの出力波形の一例を示す。
【図６】本実施形態に係る多波長同時測定ＯＴＤＲの使用形態の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００１８】
図１に、本実施形態に係る多波長同時測定ＯＴＤＲの一例を示す。多波長同時測定ＯＴＤＲは、ランダム符号発生器１１と、変調器１２＿１〜１２＿Ｎと、光源１３＿１〜１３＿Ｎと、合波器２１と、光カプラ１４と、ポート１５と、受光器１６と、直流カット回路１７と、増幅器１８と、ＡＤ変換回路１９と、相関器２０と、を備える。
【００１９】
本実施形態に係る多波長同時ＯＴＤＲ測定方法は、ランダム符号発生手順と、試験光出力手順と、合波手順と、受光手順と、直流カット手順と、ＡＤ変換手順と、相関処理手順と、を順に有する。
【００２０】
ランダム符号発生手順では、ランダム符号発生器１１は、試験光の波長ごとに互いに異なる２以上のランダム符号Ｃ＿１〜Ｃ＿Ｎを同時に発生させる。ランダム符号Ｃ＿１〜Ｃ＿Ｎは、例えばＭ系列符号である。
【００２１】
試験光出力手順では、多波長同時測定ＯＴＤＲは試験光ＬＴ＿１〜ＬＴ＿Ｎを同時に出力する。例えば、変調器１２＿１〜１２＿Ｎは、例えば電流制御回路であり、ランダム符号発生器１１からのランダム符号Ｃ＿１〜Ｃ＿Ｎに合わせて、光源１３＿１〜１３＿Ｎからの出力光を同時に変調する。光源１３＿１〜１３＿Ｎは、例えばＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）であり、光源１３＿１〜１３＿Ｎの各波長は異なる。光源１３＿１〜１３＿Ｎは、ランダム符号Ｃ＿１〜Ｃ＿Ｎが入力され、ランダム符号Ｃ＿１〜Ｃ＿Ｎで変調された試験光ＬＴ＿１〜ＬＴ＿Ｎを出力する。図３に、ランダム符号で変調された試験光の一例を示す。
【００２２】
合波手順では、合波器２１は、光源１３＿１〜１３＿Ｎからの試験光ＬＴ＿１〜ＬＴ＿Ｎを合波する。合波器２１は、ＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒｓ）であることが好ましい。これにより、合波器２１における結合損失を減少させることができる。光カプラ１４は、合波光をポート１５に導く。ポート１５は、被測定光ファイバ９３と接続可能であり、光カプラ１４からの合波光を被測定光ファイバ９３に出力する。これにより、合波光ＬＭが被測定光ファイバ９３に入射される。
【００２３】
ここで、試験光出力手順において、光源１３＿１〜１３＿Ｎは、被測定光ファイバ９３を光が伝搬するのに要する時間以上の所定時間にわたり連続して試験光を出力する。
【００２４】
この場合、ランダム符号発生器１１は、当該所定時間にわたる符号長を有するランダム符号を有する。例えば、ランダム符号の符号長Ｎは、パルス幅Ｐｗと被測定光ファイバ長Ｌｆｉｂｅｒと光ファイバ中の光の伝搬速度ｖを用いて次式で表される。
Ｎ＞（２／ｖ）・（Ｌｆｉｂｅｒ／Ｐｗ）
ただし、Ｎは２ｎ−１を満たす。
このため、本実施形態において被測定光ファイバ長Ｌｆｉｂｅｒが５００ｍであり、ランダム符号の１ｂｉｔのパルス幅Ｐｗが１０ｎｓｅｃである場合、符号長Ｎは５１１ｂｉｔ以上となる。
【００２５】
また、本実施形態では、ランダム符号発生器１１が当該所定時間にわたる符号長を有するランダム符号を４回連続して発生させ、光源１３＿１〜１３＿Ｎが当該所定時間の４倍の時間にわたり連続して試験光を出力する。
【００２６】
受光手順では、多波長同時測定ＯＴＤＲは以下のように動作する。
ポート１５は、被測定光ファイバ９３からの後方散乱光ＬＢが入力される。光カプラ１４は、ポート１５からの後方散乱光ＬＢを受光器１６に導く。受光器１６は、光カプラ１４から入力された後方散乱光ＬＢを受光して電気信号に変換する。
【００２７】
ここで、被測定光ファイバからは、ランダム符号Ｃ＿１〜Ｃ＿Ｎに応じた後方散乱光ＬＢが受光器１６で受光される。ランダム符号により変調された後方散乱光ＬＢはあるレベルを中心に変調された信号となる。被測定光ファイバ９３が図３で示すような光ファイバ特性を有する場合、受光器１６から出力される電気信号は図４のようになる。
【００２８】
直流カット手順では、直流カット回路１７は、受光器１６からの電気信号に含まれる直流成分をカットする。直流カット回路１７は、例えばコンデンサであり、受光器１６からの電気信号をＡＣ結合させる。
【００２９】
ＡＤ変換手順では、ＡＤ変換回路１９は、直流カット回路１７からのアナログ信号をデジタル信号に変換する。
【００３０】
相関処理手順では、相関器２０は、ＡＤ変換回路１９からのデジタル信号とランダム符号発生器１１からの各ランダム符号との相関演算を行う。ランダム符号により変調された複数波長の後方散乱光ＬＢはＡＤ変換回路１９によりデジタル信号に変換される。しかし、相関処理手順においてデジタル信号とランダム符号Ｃ＿１〜Ｃ＿Ｎとの相関を取得することにより、各ランダム符号Ｃ＿１〜Ｃ＿Ｎにより変調された各後方散乱光を取り出すことができる。このため、複数波長の後方散乱光が入った環境下であっても、各波長の試験光ＬＴ＿１〜ＬＴ＿Ｎによって発生した後方散乱光を観測し、各波長のＯＴＤＲ測定を行うことが可能となる。
【００３１】
図５に、ランダム符号Ｃ＿１〜Ｃ＿Ｎのうちのある符号の相関演算を行う相関器２０からの出力波形の一例を示す。ランダム符号を４回連続して発生させたうちの、最初と最後を除く２回において、図３に示す被測定光ファイバの特性が再現できている。このように、ランダム符号を３回以上連続して発生させた試験光を用いることにより、複数波長の光パルスを被測定光ファイバ９３に同時に入射した場合であっても、ＡＣ結合した後に信号増幅を行うため、波長フィルタを用いずに複数波長ＯＴＤＲ試験を行うことが可能となる。
【００３２】
図６に、本実施形態に係る多波長同時測定ＯＴＤＲの使用形態の一例を示す。本実施形態では、多波長同時測定ＯＴＤＲがＰＯＮに接続されている例を示す。ＰＯＮは、１本の光線路９１が光カプラ９２によって複数の光線路９３＿１〜９３＿Ｎに分岐されている。これにより、ＯＬＴ９６と複数のＯＮＵ９７＿１〜９７＿Ｎとの間で通信を行う。波長フィルタ９４＿１〜９４＿Ｎ及び波長フィルタ９５は、光線路９１及び光線路９３＿１〜９３＿Ｎの端部に配置され、ＰＯＮで伝送される信号光ＳＣを通過させて信号光ＳＣ以外の光を反射する。
【００３３】
ＯＴＤＲ１０１は、光線路９１及び光線路９３＿１〜９３＿Ｎの端部のいずれかに配置され、波長フィルタ９４＿１〜９４＿Ｎ、９５の反射波長の光をランダム符号で変調した試験光を光カプラ９２に向けて入射する。そして、試験光が波長フィルタ９４＿１〜９４＿Ｎ、９５又は光線路９１、９３＿１〜９３＿Ｎで反射又は散乱された後方散乱光ＬＢを、波長フィルタを介さずに受光してランダム符号との相関処理を行う。
【００３４】
例えば、ＯＴＤＲ１０１は、光線路９３＿３に接続される。この場合、試験光出力手順において、光源１３＿１〜１３＿Ｎは、被測定光ファイバ９３を光が伝搬するのに要する時間以上の所定時間にわたり連続して試験光を出力する。この光線路９１の端部は波長フィルタ９５であってもよく、光線路９３＿３の端部は波長フィルタ９４＿３であってもよい。
【００３５】
背景光は通信信号により変調されているが、ビットレートは光源１３＿１〜１３＿Ｎの変調周波数に比べて非常に高いため、受光器１６で電気信号に変換する際にはＯＴＤＲの受信帯域に制限されることとなる。また、低域の背景光は直流カット回路１７によりカットされることとなる。
【００３６】
一部の変調された背景光は、ランダム符号により変調された後方散乱光ＬＢと共にＡＤ変換回路１９によりデジタル信号に変換される。しかし、背景光はランダム符号Ｃ＿１〜Ｃ＿Ｎと相関をもたないため、相関を持つ後方散乱光特性のみが抽出されることとなる。このため、複数波長の後方散乱光に加えて背景光が入った環境下であっても、各波長の試験光ＬＴ＿１〜ＬＴ＿Ｎによって発生した後方散乱光を観測し、背景光の影響なくＯＴＤＲ測定を行うことが可能となる。
【００３７】
なお、本実施形態では、ＯＮＵ側からＯＬＴ側に向けて試験光を入射する例について説明したが、ＯＬＴ側からＯＮＵ側に試験光を入射してもよい。この場合、光カプラ９２と波長フィルタ９５の間にＯＴＤＲ１０１を挿入する。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は情報通信産業に適用することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１１：ランダム符号発生器
１２＿１〜１２＿Ｎ：変調器
１３＿１〜１３＿Ｎ：光源
１４、９２：光カプラ
１５：ポート
１６：受光器
１７：直流カット回路
１８：増幅器
１９：ＡＤ変換回路
２０：相関器
２１：合波器
９１、９３＿１〜９３＿Ｎ：光線路
９３：被測定光ファイバ
９４＿１〜９４＿Ｎ、９５：波長フィルタ
９６：ＯＬＴ
９７＿１〜９７＿Ｎ：ＯＮＵ
１０１：ＯＴＤＲ
【図１】
0005419935.tif 000002
【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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