(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
後方散乱光データ収集手段と、該データを時間軸上に並べた波形の最小自乗直線を求める手段と、該波形を平滑化する手段と、該平滑化波形が最小自乗直線と交差している部分での該波形の最小自乗直線に対する傾きおよび該傾きが同一方向となっている長さを求める手段と、求めた傾きおよび長さの関係により不良部を自動判定する自動判定手段とを備えることを特徴とする光ファイバの良否自動判定装置。
【請求項２】
上記の自動判定手段は、求めた傾きをslop1、長さをL1としたとき、 slop1≦−0.04dB/km かつ L1≧0.5km の関係を満たす部分を不良部と自動判定することを特徴とするものである請求項１記載の光ファイバの良否自動判定装置。
【請求項３】
上記の自動判定手段は、求めた傾きをslop1、長さをL1としたとき、 slop1≦−0.1dB/km かつ L1≧0.3km の関係を満たす部分を不良部と自動判定することを特徴とするものである請求項１記載の光ファイバの良否自動判定装置。
【請求項４】
上記の自動判定手段は、求めた傾きをslop1、長さをL1としたとき、 slop1≦−0.02dB/km かつ L1≧0.4km の関係を満たし、しかも、この傾きの直前での上記波形の最小自乗直線に対する傾きが上記の傾きとは逆方向である場合のその傾きの長さをL2としたとき、 L2≧0.5km を満たす部分を不良部と自動判定することを特徴とするものである請求項１記載の光ファイバの良否自動判定装置。
【請求項５】
上記の自動判定手段により不良部と判定された場合、上記の波形においてその不良部と判定された部分に不良部を示す線を表わすことを特徴とする、請求項１、２、３、４のいずれかに記載の光ファイバの良否自動判定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光ファイバの良否を自動的に判定する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、光ファイバの良否を判定するのに後方散乱光波形（ＢＳ；Ｂａｃｋ  Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  波形とも、ＯＴＤＲ；Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ  Ｒｅｆｌｅｃｔｍｅｔｒｙ  波形とも言われることがある）を観測することが行われている。光ファイバにパルス状の光を入射すると、その光が光ファイバ中を進行するにつれて、各箇所で散乱を起こし、その散乱光が入射端に戻ってくる。その後方散乱光を検出し、時間軸方向に並べれば、光ファイバの長さ方向の各箇所での散乱状態を調べることができる。光ファイバのコア直径が変動したり、泡や傷などが存在すると、その部分で後方散乱光が増えたり、あるいはその部分の損失が大きくなるためそれから先の後方散乱光の強度が下がったりする。そこで、光ファイバに傷などが存在していると波形に段差が生じるため、後方散乱光波形を観測することにより、光ファイバに傷などがあるかどうかの良否を判定することができる。
【０００３】
従来では、後方散乱光波形をディスプレイ装置などで表示し、その波形を作業者が肉眼で観察して、段差の存在・程度を判定することにより、光ファイバの良否を判定していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のように後方散乱光波形を作業者が肉眼で観察して段差を判定するのでは、その判定基準が作業者に依存し、つねに一定の基準で良否判定を行なうことが非常に難しい、という問題がある。
【０００５】
この発明は、上記に鑑み、作業者の主観に依存した判定ではなく、つねに一定の基準で後方散乱光波形から光ファイバの良否を自動的に判定することができる、光ファイバの良否自動判定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、この発明による光ファイバの良否自動判定装置においては、後方散乱光データ収集手段と、該データを時間軸上に並べた波形の最小自乗直線を求める手段と、該波形を平滑化する手段と、該平滑化波形が最小自乗直線と交差している部分での該波形の最小自乗直線に対する傾きおよび該傾きが同一方向となっている長さを求める手段と、求めた傾きおよび長さの関係により不良部を自動判定する自動判定手段とが備えられることが特徴となっている。
【０００７】
光ファイバに傷や泡などがあると、その部分で後方散乱光波形に段差が生じる。そのため、その部分で後方散乱光波形は最小自乗直線と交差することになる。波形の段差の評価は、その交差部での、波形の最小自乗直線に対する傾きと、その傾きが同一方向となっている長さとを指標とすることによって可能である。そこで、その傾きと長さに関して条件設定して、その傾きと長さとが設定された条件を満たしているかどうかを判定すれば、不良部と判定できるほどの段差と自動的に評価することができる。
【０００８】
【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、ＯＴＤＲ装置１０は、パルス光を被測定光ファイバ３１中に入射し、時間的に順次戻ってきた後方散乱光の強度を各時間ごとに測定するものである。パルス駆動回路１２が、クロック発生器１１からのクロック信号に応じてレーザ発生器１３をパルス駆動してパルス光を発生させ、これを光カプラ１４を経てダミーの光ファイバ３２に入射する。ダミーの光ファイバ３２は接続部３３において被測定光ファイバ３１に融着接続されており、ダミーの光ファイバ３２を通じてパルス光が被測定光ファイバ３１に入射させられる。
【０００９】
被測定光ファイバ３１で発生した後方散乱光はダミーの光ファイバ３２および光カプラ１４を経て受光器１５に導かれ、そこで得られた受光信号がＡ／Ｄ変換器１６に送られる。このＡ／Ｄ変換器１６のサンプリングタイミングはクロック発生器１１からのクロック信号に応じており、パルス光発生時点を基準点として微小時間ユニットごとに受光信号の強度がサンプリングされてＡ／Ｄ変換される。この各時間ごとの強度データは、被測定光ファイバ３１の長さ方向の各位置ごとの後方散乱光強度を表している。そのため、このデータを時間軸方向に並べると、たとえば図３や図５のような、横軸が被測定光ファイバ３１の長さ方向位置を、縦軸が後方散乱光強度をそれぞれ表す、後方散乱光波形が得られる。
【００１０】
そして、データの精度を上げるため、パルス光を与えてその後方散乱光のデータサンプリングを行うことを多数回繰り返す。こうして得られたデータがデータ処理装置２１に送られ、後述の処理を受け、あるいは単なる加算平均処理を受け、ディスプレイ装置２２に送られる。単純に加算平均処理を行って得た波形をディスプレイ装置２２で表示すると、図３や図５のような波形となる。
【００１１】
データ処理装置２１は、たとえばパーソナルコンピュータなどを利用して構成することが可能である。加算平均処理以外に、図２に示すような各ステップで不良部を自動判定する処理を行う。すなわち、まず図４の（ａ）に示すように後方散乱光波形の所定の判定部における最小自乗直線を求める。
【００１２】
つぎに、波形（元データ）と最小自乗直線との差を計算する。こうして求めたものが図４の（ｂ）である。この図４の（ｂ）において、中央の横線は最小自乗直線であり、差のデータは微小な点で示してある。中央の横線から上はプラスの差を、下はマイナスの差をそれぞれ示す（中央の横線は差０である）。元データは図４の（ｂ）からも分かるようにばらつきがあるため、これを平滑化して図４の（ｃ）に示すような連続した波形を作る。
【００１３】
そして、平滑化して得た波形が０の線（中央横線）と交差している点での傾きｓｌｏｐ１と、この傾きｓｌｏｐ１が右下がりである間の長さＬ１とを計算する。このｓｌｏｐ１とＬ１とを、つぎのような条件に当てはめる。
ｓｌｏｐ１≦−０．０４ｄＢ／ｋｍ  ａｎｄ  Ｌ１≧０．５ｋｍ  …▲１▼
ｓｌｏｐ１≦−０．１ｄＢ／ｋｍ    ａｎｄ  Ｌ１≧０．３ｋｍ  …▲２▼
▲１▼または▲２▼の条件のいずれかが満たされているとき、その部分は不良部と判定され、たとえば図４の（ｄ）に示すように不良部を示す直線が表示される。
【００１４】
被測定光ファイバ３１に傷や泡などがあると、その部分で損失が大きくなるので、そこから先の後方散乱光強度はそれより手前の後方散乱光強度よりも格段に小さくなり、図３に示すように波形に段差が生じる。そしてこのように段差が生じたことは、最小自乗直線と平滑化した波形とが交差していることから分かる。この交差部において、ｓｌｏｐ１がある程度急（ｓｌｏｐ１≦−０．０４ｄＢ／ｋｍ）で、しかもその長さＬ１が長い（Ｌ１≧０．５ｋｍ）ときは損失が大きく、不良部と判定できる。また、Ｌ１がそれほど長くない（Ｌ１≧０．３ｋｍ）ときでも、ｓｌｏｐ１が急である（ｓｌｏｐ１≦−０．１ｄＢ／ｋｍ）ときも、損失が大きいと判定できるので、不良部と判定されることになる。
【００１５】
光ファイバの不良部は、傷や泡以外に、コアの太さが変動することによっても生じる。コアの太さが急に変動する場合は上記のような条件で不良部を判定できるが、徐々に変動しているような場合は波形の段差が小さく、Ｌ１が比較的短くてかつ傾きｓｌｏｐ１がゆるやかとなるので、上記の条件に当てはまることなく、検出できない。この場合の波形は、図５のようになり、肉眼で判定することも難しい。
【００１６】
そこで、この場合は、まず上記と同様に、図６の（ａ）の判定部において最小自乗直線を計算し、その最小自乗直線と元データとの差を図６の（ｂ）のように求め、さらに図６の（ｃ）のように平滑化し、その平滑化波形と０の直線との交差部での傾きｓｌｏｐ１と、ｓｌｏｐ１が右下がりである間の長さＬ１とを計算する。そして、このｓｌｏｐ１とＬ１がつぎの条件▲３▼に当てはまっているときに、さらに、その直前での傾きｓｌｏｐ２を求め、このｓｌｏｐ２が右上がりであり続ける長さＬ２を計算する。
ｓｌｏｐ１≦−０．０２ｄＢ／ｋｍ  ａｎｄ  Ｌ１≧０．４ｋｍ  …▲３▼
Ｌ２が
Ｌ２≧０．５ｋｍ                          …▲４▼
を満たしているかどうかを判定し、これが満たされているとき、不良部と判定し、図６の（ｄ）に示すように不良部を示す線を表わす。
【００１７】
上記のようにコア直径が変動している場合には、ｓｌｏｐ１があまり急でなくＬ１も長くないので、上記の条件▲１▼、▲２▼のいずれも満たすことはないが、ｓｌｏｐ１がゆるやかながら認められ（ｓｌｏｐ１≦−０．０２ｄＢ／ｋｍ）、しかもある程度の長さがある（Ｌ１≧０．４ｋｍ）場合に、さらにその手前のｓｌｏｐ２を求めてその長さが長ければ（Ｌ２≧０．５ｋｍ）不良部と判定されることになる。
【００１８】
実際には、たとえば、データ処理装置２１で条件▲１▼または▲２▼の判定をまず行ない、これが満たされているときは不良部と判定し、満たされていないとき、条件▲３▼の判定を行ない、これが満たされているときにさらにｓｌｏｐ２およびＬ２を計算して条件▲４▼の判定を行ない、▲４▼が満たされているとき不良部と判定し、▲４▼が満たされていなければ不良部との判定は行なわない、という手順となる。
【００１９】
このような自動判定により、被測定光ファイバ３１における不良部を自動的に求めることが可能となる。したがって、良否の判定基準が作業者に依存することなく、つねに一定の基準で良否判定を行なうことができる。
【００２０】
なお、上記の条件は一つの例であり、光ファイバの種類等に応じて最適な条件を、実験などによりあるいはコンピュータシュミレーションなどにより、定めることになる。また、ＯＴＤＲ装置１０の構成なども種々に変更できることは言うまでもない。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の光ファイバの良否自動判定装置によれば、後方散乱光波形のデータを処理し、つねに一定の基準で段差を判定し、その段差が不良部と評価できるほどのものであるかの判定を行なうので、作業者の主観などによらない、ばらつきのない良否判定が可能である。
【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】データ処理の流れを示すフローチャート。
【図３】後方散乱光波形の一例を示す波形図。
【図４】データ処理の各過程での波形を示す波形図。
【図５】後方散乱光波形の他の例を示す波形図。
【図６】他の波形でのデータ処理における各過程での波形を示す波形図。
【符号の説明】
１０          ＯＴＤＲ装置
１１          クロック発生器
１２          パルス駆動回路
１３          レーザ発生器
１４          光カプラ
１５          受光器
１６          Ａ／Ｄ変換器
２１          データ処理装置
２２          ディスプレイ装置
３１          被測定光ファイバ
３２          ダミー光ファイバ
３３          融着接続部
【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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