(57)【要約】  ルーティングを確認するとともに多心光ファイバアセンブリの挿入損失を測定するための機器及び方法。各光源が各ファイバに同量の光パワーを入射する。補正係数が各検出器の応答性に与えられる。光スイッチの使用は回避される。ベース光パワーの較正が減り、ケーブルアセンブリとは独立してなされる。ベース光パワーは、すべてのファイバに対して均等化される。また、応答性補正がすべての検出器に与えられる。また、コネクタが嵌合及び嵌合解除される回数が減る。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ルーティングを確認するとともに多心コネクタ、多心ファイバケーブルのアセンブリの光挿入損失を測定するための機器であって、
各ファイバアセンブリの第１の端で、該ファイバアセンブリを通して、或るレベルの光パワー（optical power）を有する光を入射する複数の光源と、
前記ファイバアセンブリの対向端で、前記光源に対応して動作可能に接続され、前記ファイバアセンブリを通過する光の光パワーを読み取る、複数の光検出器と、
それぞれが同量の光パワーを各ファイバアセンブリに入射することができるように電流源と動作可能に連結される前記光源と、
前記光源及び前記光検出器に動作可能に接続され、光源及び対応する光検出器を選択的に作動させて前記ファイバアセンブリを通過する光パワーの量を求める、プロセッサと
を備え、
前記対応する光検出器は、前記アセンブリを通って該対応する光検出器に届いた光がないことを示し、それにより、ルーティング誤りのある又は破損しているファイバを示すことがさらに可能であり、
前記プロセッサは、光源を選択的に作動させること、及び、ルーティング誤りのあるファイバを示すよう、前記光源に対応する光検出器以外の光検出器に誤って入射された光について光検出器ごとにチェックすることがさらに可能である機器。
【請求項２】
前記プロセッサは、各光検出器が同じ応答性を有するようにすることがさらに可能である、ことを含む、請求項１に記載の機器。
【請求項３】
前記光源及び前記コネクタは、前記アセンブリが前記機器に対して接続／接続解除されねばならない回数を減らすよう、前記アセンブリのファイバの量に数が等しい、請求項１に記載の機器。
【請求項４】
光スイッチを使用する必要性をなくす、請求項１に記載の機器。
【請求項５】
多心コネクタ、多心ファイバケーブルのアセンブリの光挿入損失を測定する方法であって、
機器の入射用ケーブルを大面積検出器に逐次取り付けること、
光を前記入射用ケーブルに送る光源のそれぞれを一度に１つずつ作動させること、
前記検出器の読み取り値が入射用ケーブルごとに同じになるように、前記光源に供給される電流を変えること、
該手順を各入射用ケーブルに対して繰り返すこと、
前記光源のいずれかからの光を前記検出器のそれぞれに一度に１つずつ入射すること、
前記電流の設定値をテーブルに検索可能に格納することであって、それにより、前記光源が作動される度に、前記電流が前記格納された値に変更され、前記光源が同量の光パワーを被試験ファイバに入射する、検索可能に格納すること、及び
前記光パワーの読み取り値を検索可能に格納し、且つ、各検出器の応答性に対する補正係数を求めるのに前記読み取り値を用いることであって、それにより、すべてのファイバに対するベース光パワーを均等化し、すべてのファイバに対して応答性補正（responsivity correction）を与え、前記機器の前記ベース光パワーを繰り返し較正する必要性をなくすことによって、被試験ケーブルアセンブリとは独立して較正を行う、読み取り値を検索可能に格納し、且つ読み取り値を用いること
を含む測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００５年３月１６日付で出願された米国正式特許出願第１１／０８１，８３６号に基づく優先権を主張する。
本発明は、光ファイバアセンブリに関し、特に、ルーティングを確認するとともに多心光ファイバアセンブリの挿入損失を測定するためのシステム及び機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
多心光ファイバコネクタの利用性及び多生産により、伝送機器が生成する信号をマルチプレクサ及び他のローカル機器にルーティングするのに必要なケーブルアセンブリの複雑性が増している。最近まで、関連する地点間に信号を導くのに単心光ファイバケーブルが用いられてきた。このため、多くの場合では、かなりのスペースを占める何百というケーブルアセンブリが伴い、編成するのが困難であった。
【０００３】
この問題を解決するために、シャッフル型及びフレキシブルファイバ回路型のような特別なケーブル構成が導入されてきた。本質的に、これらの構成は、入力コネクタ及び出力コネクタとして編成される、一群の多心ファイバコネクタ、通常は８個、１２個、又はそれより多くのファイバＭＴ又は同様の型の光ファイバコネクタ、又は多心ファイバコネクタと単心ファイバコネクタとの組み合わせから成る。こうして、ファイバは、指定されたルーティング要件に従って、入力コネクタの或る位置から出力コネクタの別の位置までルーティングされる。ファイバをリボン式に部分編成することによって、非常に小型の構成を得ることができる。
【０００４】
図１は、シャッフル型ケーブルアセンブリを示す。特に、入力側コネクタ１０１、出力側コネクタ１０４、及び光ファイバ１０２が示されている。図２は、フレキシブル回路型ケーブルアセンブリを示す。光ファイバ１０２は、フレキシブル基板１０３に接着される。また、入力側コネクタ１０１及び出力側コネクタ１０４も示されている。
【０００５】
通常、これらの回路の仕様は、特定の多心ファイバコネクタの複数の位置の１つから別の特定の多心ファイバコネクタの複数の位置の１つまでの各ファイバの始端及び終端を示すテーブルを含む。ルーティングの適正を確認することが重要である。ケーブルアセンブリによりシステム全体に導入される挿入損失（減衰）を求めることも必要である場合もある。このことは、光パワーバジェティング考慮（optical power budgeting consideration）のために重要である。
【０００６】
いずれの光ファイバ相互接続においても、いくらかの損失が生じる。コネクタ又はスプライスに対する挿入損失は、デバイスをシステムに挿入することで見られるパワー（出力）の差である。挿入損失（すなわち減衰）は、相互接続ケーブルに入射される光パワーとその対向端で測定される光パワーの差として定義される、すなわち数学的には以下：
挿入損失＝１０×ｌｏｇ（Ｐ１／Ｐ０）Ｄｂ
となり、
式中、Ｐ０は、ケーブルに入射される光信号のパワーであり、
Ｐ１は、光信号がケーブルから出る際のパワーである。
【０００７】
現在、ルーティングが適正であることを確認するとともに挿入損失を測定するための２つの主要な方法がある。第１の方法は、数が限定された（通常は各１２個以下の）光源及び検出器のセットを用いることから成る。一方の側でこれらの光源に、他方の側で検出器に接続されている、入射用及び受け側ケーブルはそれぞれ、所要のコネクタで終端し、次いで、シャッフル型又はフレキシブル回路型のコネクタと逐次嵌合される。
【０００８】
入射用ケーブルからの多心コネクタは、シャッフル型又はフレキシブル回路型構成のコネクタと一度に１つしか嵌合しない。この構成のファイバは、１つの入力コネクタのファイバが、通常、１つ又は複数の異なる出力コネクタにルーティングされることにより、入力コネクタから出力コネクタに任意にルーティングされることができるため、このことは、ルーティングを確認するか又は挿入損失を測定するために、入力側及び出力側の双方において、ケーブルの嵌合が同じコネクタに対して数回繰り返されねばならないことを示唆する。このことは、測定プロセスの時間及び労力の消費性を増大させるだけでなく、接続及び接続解除の複数回の作業により、入射用ケーブルのファイバ成端又はケーブルアセンブリ構成自体に損傷を与えかねない。さらに、ベースパワー（挿入損失の式ではＰ０）を求めることは、測定の複雑性を増す。
【０００９】
第２の方法は、光スイッチの使用を伴う。この場合、１つの光源が、光を機械的に又は別法で逐次切り換えることによって各入力ファイバに向けられる。同様に、各出力ファイバを出る光は単一の検出器に切り換えられる。この最後の方法の欠点は、多数の位置に対する光スイッチが通常、機械的に駆動されるため、その結果、低速になるとともに扱いにくく（bulky）なることである。また、精度要件により、光スイッチが高価となる傾向が高い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、迅速、容易、且つ効率的にルーティングを確認するとともに多心光ファイバアセンブリの挿入損失を測定するための費用効果的なシステム及び機器の必要性が依然としてある。本発明は、大量生産且つ比較的廉価で現在製造されているレーザ及び検出器を用いて、上述した２つの従来の方法の欠点を回避する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、ルーティングを確認するとともに複合多心コネクタ、多心ファイバ、ケーブルのアセンブリの光挿入損失を測定するための機器であって、アセンブリの異なるファイバ数と数が同じである複数の光源及びコネクタを用いることによってコネクタの必要な嵌合−嵌合解除作業の回数を制限する機器を提供することによって上記必要性を満たす。当該機器により、光スイッチの使用が回避される。
【００１２】
特に、ルーティングを確認するとともに多心コネクタ、多心ファイバ、ケーブルのアセンブリの光挿入損失を測定するのための機器であって、各ファイバアセンブリの第１の端で、該ファイバアセンブリを通して、或るレベルの光パワーを有する光を入射する複数の光源を含む機器が提供される。複数の光検出器が、ファイバアセンブリの対向端の光源と対応して動作可能に接続し、ファイバアセンブリを通過する光の光パワーを読み取るようになっている。光源は、電流源に動作可能に連結され、それぞれが各ファイバアセンブリに同量の光パワーを入射することができるようになっている。
【００１３】
プロセッサは、光源及び上記光検出器に動作可能に接続され、光源及び対応する検出器を選択的に作動させて、ファイバアセンブリを通過する光パワーの量を求めるようになっている。対応する検出器は、アセンブリを通して対応する検出器に届いた光がないことを示し、それにより、ルーティング誤りのある又は破損したファイバを示すことがさらに可能である。プロセッサは、光源を選択的に作動させること、及び、ルーティング誤りのあるファイバを示すよう、光源について対応する検出器以外の検出器に誤って入射された光について検出器ごとにチェックすることがさらに可能である。
【００１４】
プロセッサは、各検出器が同じ応答性を有するようにすることがさらに可能である。光源及びコネクタは、アセンブリが機器に対し接続及び接続解除されねばならない回数を減らすよう、アセンブリのファイバの数に数が等しい。ここでもまた、当該機器により、光スイッチの使用の必要性がなくなる。
【００１５】
さらに、挿入損失を測定するためにベース光パワーを較正する必要が減る方法が提供される。較正は、すべてのファイバに対するベース光パワーを均等化するとともにすべての検出器に対して応答性補正を与える機構を導入することによって、ケーブルアセンブリとは独立してなされる。
【００１６】
特に、多心コネクタ、多心ファイバケーブルアセンブリの光挿入損失を測定する方法は、機器の入射用ケーブルを大面積検出器に逐次に取り付けることを含む。次いで、光をケーブルに送る光源が一度に１つずつ作動される。検出器の読み取り値が入射用ケーブルごとに同じになるように、光源に供給される電流が変えられる。この手順は、各入射用ケーブルに対して繰り返される。
【００１７】
光は、光源のいずれかから検出器のそれぞれに一度に１つずつ入射される。電流の設定値は、テーブルに検索可能に格納され、光源が作動される度に電流がこの格納された値に変更され、光源が同量の光パワーを被試験ファイバに入射するようになっている。光パワーの読み取り値は、検索可能に格納され、各検出器の応答性に対する補正係数を求めるのに用いられ、それにより、かかる機器較正を、すべてのファイバに対するベース光パワーを均等化し、すべてのファイバに対して応答性補正を与え、機器のベース光パワーを繰り反し較正する必要性をなくすことによって、被試験ケーブルアセンブリとは独立して行う。
【００１８】
本発明のこれら及び他の目的、利点、及び特徴は、記載の明細書及び添付の図面を参照することによってより十分に理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
限定としてではなく、好適な一実施形態の開示として、図１には、典型的なシャッフル型ケーブルアセンブリが示されている。特に、入力側コネクタ１０１、出力側コネクタ１０４、及び光ファイバ１０２が示されている。図２は、フレキシブル回路型ケーブルアセンブリを示す。光ファイバ１０２は通常、フレキシブル基板１０３に接着される。また、入力側コネクタ１０１及び出力側コネクタ１０４も示されている。
【００２０】
図１及び図２のかかる多心光ファイバケーブルアセンブリの挿入損失の測定を容易にするために、機器（図３のブロック図に示す）が考案されている。図３には、被試験ケーブルアセンブリが破線枠８内に示されている。ケーブルアセンブリのアセンブリ入力側コネクタ７は、多心ファイバコネクタ６と接続可能であり、アセンブリ出力側コネクタ９は、多心ファイバコネクタ１０と接続可能である。
【００２１】
試験機器は、アセンブリ入力側コネクタ７と嵌合する多心ファイバコネクタ６内で成端するファイバ５に取り付けられる複数の光源４の配列を含む。入力側コネクタ７及び出力側コネクタ９の数は、各種コネクタのファイバ位置のいくつかが占有されないであろうため、同じである必要はない。用いるコネクタは通常、１２本のファイバを保持することができ、２４個までのコネクタを各側に有し得るため、２８８個の光源及び２８８個の検出器が必要となる。機器は、これよりも多くの数を扱うように適合されることができる。共通の光源としては、マルチモード用途の場合の発光ダイオード（ＬＥＤ）、シングルモード用途の場合の種々のタイプの固体レーザが挙げられる。検出器は一般に、光源の波長と合うように選択されるＰＩＮフォトダイオード（Ｓｉ、Ｇｅ、ＡｌＧａＡｓ、及び他のタイプ）である。通常、ファイバアセンブリにはアセンブリコネクタ７と同数のコネクタ６があるが、実際には、任意の数のそのような対のコネクタを用いることができる。
【００２２】
光源４は、一度に光源４の１つのみがオンとなるようにする方式で多チャネルマルチプレクサ３に取り付けられる。かかるマルチプレクサは、意図した光源に駆動電流をルーティングする電子デバイスである。電圧制御電流源２は、各光源４に対する電流の制御を可能にし、各光源４が、取り付けられたコネクタ６の入射ファイバそれぞれに同じ光パワーを入射することができるようにする。このため、コンピュータ１５は、デジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）１に提示される必要のあるデジタル数字をメモリに保存する。各光源についての駆動電流は、機器の設定の際に求められ、この構成により、以下に詳細に説明するように、ベース光パワーの測定が容易となる。
【００２３】
機器は、検出器側に、出力ファイバの総数以上の数の複数の検出器１２も含む。多心ファイバコネクタ１０で終端したケーブルアセンブリ１１は、被試験アセンブリ８の出力ファイバからの光を検出器１２に伝送する。検出器は、光により照射されると電流を生成し、この電流は、１つのみの検出器出力を所定の時間で読み取らせる多重化スキーム１３によりアナログ／デジタル変換器１４に送られる。マルチプレクサ１３の出力電流は、電圧に変換され、増幅され、アナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）１４により読み取られる。
【００２４】
この測定配置の場合、アセンブリ８の入力側のコネクタ７はいずれも、入射用コネクタ６と一度に１つだけ嵌合する。同様の考えがアセンブリ８の出力側にもあてはまり、この出力側では、受け側コネクタ１０が、ケーブルアセンブリの出力側の各コネクタ９と一度に１つだけ嵌合する。
【００２５】
ルーティング確認機能は、以下のように行われる。各ファイバアセンブリは、入力ファイバ及び出力ファイバ間の接続を一覧に挙げるテーブルと連結される。テーブルの各列は、或る特定の入力側コネクタ７の或る特定のファイバから或る特定の出力側コネクタ９の或る特定のファイバごとに１つの接続を指定する。ルーティング確認タスクにより、ファイバにルーティング誤りのない状態でアセンブリが適正に構築されるとともに破損したファイバのないことが保証される。
【００２６】
まず、ケーブルアセンブリ８が機器につながれる（hooked）、すなわち、すべてのコネクタ６及び７が入力側で嵌合され、すべてのコネクタ９及び１０が出力側で嵌合される。次いで、コンピュータプログラムが開始される。コンピュータ１５は、機器の一部として一体化したマイクロコントローラ、若しくは外部コンピュータ、又はそれら双方の組み合わせであってもよく、外部コンピュータを用いて、ユーザによりルーティングテーブルに入力し、次いで、マイクロコントローラにルーティングデータを送信し、マイクロコントローラが多重化及び他の機能を管理し、検出器の値を読み取り、次いで、ユーザと対話する外部コンピュータに結果を通信によって戻す。外部コンピュータを用いる場合、適した手段（シリアル、ＵＳＢ、パラレルポート等）を介して機器と通信する手段を有するものとする。既にメモリに適当な接続テーブルがあれば、コンピュータプログラムにより、ユーザが入力又は選択することが可能となる。次いで、テーブルの第１の項目を読み取り、対応する光源がオンとなるようにマルチプレクサ３を設定し、対応する検出器１２がＡＤＣ１４により読み取られることができるようにマルチプレクサ１３を設定する。
【００２７】
対応する検出器１２が光を示さないときは常に、ルーティング誤りがあるか、又は試験されているファイバが破損している。入射光源をオンに保つことで、光が別の（間違った）ファイバに入射しているかどうかを確かめるためにすべての検出器を走査することができる。いかなる検出器も光を示さない場合、検出された光がないことについて最も考えられ得る原因は、破損したファイバ、又は研磨が不十分であるか又は成端が不十分なコネクタにある。
【００２８】
先の設定を機器に行ってから、機器を用いて挿入損失を測定することができる。設定手順は以下の２つの機能を有する：第１に、図３のすべての光源４が各ファイバ５に同量の光パワーを入射することを保証する。第２に、各検出器の応答効率（応答性）を測定し、それらを均等化する補正係数のテーブルを作成する。この設定は、周期的に繰り返され、以下の方法(way)により行われる。まず、図３の入射用コネクタ６のそれぞれが、図４に示す大面積検出器２Ａに逐次配置される。この検出器は、コネクタ１Ａの多心ファイバのいずれかが発した光をすべて吸収することができる程十分に大きい有効面積を有する。コネクタ１Ａの各ファイバに送る光源のそれぞれがオンとなり、その駆動電流が増大するとともに、出力パワーが増幅器３Ａ及びアナログ／デジタル変換器４Ａを用いて測定される。光パワーが所定のレベルに達すると、光源の駆動電流の値がテーブルに格納され、今後オンとなる度に、そのまさに見出された駆動電流を用いて固定光パワー出力を確実にするようにすることを保証する。手順は、図３のすべての入射用コネクタ６に対して繰り返される。
【００２９】
光源がすべて均等化されると、設定手順の第２のステップが行われる。この目的は、検出器のそれぞれの応答性を求めることである。応答性を求めるために、入射用コネクタ６のいずれか１つが選択され、第１の受け側コネクタ１０に取り付けられる。この取り付けがなされると、ファイバ５のそれぞれに光を入射する検出器のそれぞれが逐次オンとなり、検出器１２の対応する出力を測定し、その結果をテーブルに格納する。同じ入射用コネクタ６を他の受け側コネクタすべてに取り付ける手順が繰り返される。このようにして、検出器１２のそれぞれの反応率に対して適性なファクタが求められることで、すべての検出器が同様に応答するようにすることができる。補正されたパワーは、上記に示した挿入損失に対する式ではＰ０となる。
【００３０】
設定手順は、やや時間がかかるが、定期的に、特に入射用又は受け側ケーブルが変わるときに行うだけでよい。なお、この設定手順は一般的であり、試験すべきアセンブリの特定のルーティング要件に関わらないことに留意されたい。設定が完了すると、挿入損失を測定することができる。この測定を行うために、被試験アセンブリが、ルーティング確認に対して以前に指定されたのと同様にして機器に接続される。レーザ源のそれぞれが一度に１つずつオンとなり、接続テーブルＰ１に従って、対応するコネクタにより測定されたパワーが求められる。各ファイバ接続に対する挿入損失は、上記の式を用いて求められる。
【００３１】
本発明の多くの変更および変形が上記の教示に関して可能である。したがって、本発明は、別段具体的に記載されていなければ、添付の特許請求の範囲内で実施することができることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】シャッフル型多心光ファイバケーブルアセンブリのブロック図である。
【図２】フレックス回路型光ファイバケーブルアセンブリのブロック図である。
【図３】破線枠内にケーブルアセンブリが示されている、本発明の測定配置のブロック図である。
【図４】大面積検出器配置の概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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