(57)【要約】【課題】  測定作業を被測定ファイバの測定向きを逆にして繰り返さなくとも信頼性の高い測定結果を得られるＯＴＤＲ特性測定方法を得る。【解決手段】  ＯＴＤＲ測定器の光源３からの測定光をダミーファイバ４を介して、前記測定光の波長でマルチモード伝送する被測定ファイバ６に入射して、その反射光から前記被測定ファイバ６のＯＴＤＲ特性を測定するＯＴＤＲ特性測定方法において、同一カテゴリーでかつ開口数（ＮＡ）が被測定ファイバ６よりも小さいダミーファイバ４を用いる。【選択図】        図４
2008089400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＯＴＤＲ測定器の光源からの測定光をダミーファイバを介して、前記測定光の波長でマルチモード伝送する被測定ファイバに入射して、その反射光から前記被測定ファイバのＯＴＤＲ特性を測定するＯＴＤＲ特性測定方法において、
同一カテゴリーでかつ開口数が被測定ファイバよりも小さいダミーファイバを用いたことを特徴とするＯＴＤＲ特性測定方法。
【請求項２】
前記被測定ファイバと前記ダミーファイバとの前記開口数の差が、０．０４以下であることを特徴とする請求項１に記載のＯＴＤＲ特性測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバの伝送損失の測定方法の一つであるＯＴＤＲ特性測定方法に関し、特に、見かけ上の伝送損失によってＯＴＤＲ波形にうねりが発生することを防止して、信頼性の高い測定結果を得られるようにするための改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバにおけるＯＴＤＲ特性測定方法の一つは、励振器としてダミーファイバを介して測定光を被測定ファイバに入射し、被測定ファイバ中のレイリー散乱光の後方散乱成分を測定するもので、図４に示すＯＴＤＲ（Optical Time Domain Reflectmeter）測定器１が使用される。
【０００３】
ＯＴＤＲ測定器１は、図示のように、パルス発生器２が接続された光源３から、測定光となる特定波長の光パルスを出力する。そして、光源３から出力された光パルス（測定光）は、ダミーファイバ４を介して、該ダミーファイバ４に接続された被測定ファイバ６に入射される。
被測定ファイバ６中のレイリー散乱光の後方散乱成分は光方向性結合器７を介して受光器８に接続される。受光器８が受光した光信号は、増幅器９及び信号処理装置１０を経て、散乱光の光パワーと被測定ファイバ６上の位置との相関を示すＯＴＤＲ波形に変換され、表示装置や記録装置１１に表示される（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ＯＴＤＲ特性測定方法で使用するダミーファイバ４は、被測定ファイバ６に入射される光パルスのモードを定常モードとするためのもので、ＪＩＳ規格等（例えば、JIS C-6823 や、IEC60793-1-40等）により、被測定ファイバと同一カテゴリー（コア径、ＮＡなどによる分類）に属し、長さが１ｋｍ以上の光ファイバを選択するなどの選択基準が定められている。しかし、これ以上の詳細に関しては、規定されていない状況である。なお、同一カテゴリーとは、例えばIEC60793-2-10において５０μｍコアのＧＩファイバは「Ａ１ａ」と分類するなど、コア径、ＮＡ、ロス、帯域等によって同じ種類とみなすものをひとくくりにした分類のことをいう。
【０００５】
ところが、同一カテゴリーの光ファイバであっても、被測定ファイバ６がマルチモード光ファイバ（ＭＭＦ）の場合、通常のシングルモード光ファイバ（ＳＭＦ）の場合と比較して、開口数（ＮＡ：Numerical Aperture）に対する許容幅が大きいなど、構造の許容差が大きい。そのため、ダミーファイバ４に、被測定ファイバ６と同一カテゴリーの光ファイバを選択したとしても、構造差のために、測定精度が低下する虞がある。
そこで、従来では、ダミーファイバ４は、被測定ファイバ６と同一カテゴリーで、且つ、開口数が被測定ファイバ６に近いものを選択することで、構造差に起因した測定精度の低下を抑止するようにしていた。
また、他の従来技術として特開2006-38647号公報（特許文献２）では、被測定ファイバへの入射光の開口数（ＮＡ）を被測定ファイバのＮＡの0.5〜0.9とすることが述べられている。
【０００６】
これらのようなＯＴＤＲ特性測定方法での特性測定では、被測定ファイバ６の長手方向に、構造や伝送損失（ロス）の変化がなければ、測定されるＯＴＤＲ波形は、傾斜角が一定の直線状の波形となる。一方、被測定ファイバ６の長手方向に、構造や伝送損失（ロス）の変化がある場合には、そのファイバの長手方向位置に対応するＯＴＤＲ波形上の位置に、うねりや段差等の波形異常が発生するため、その波形異常により、欠陥箇所を特定することができる。
ＯＴＤＲ波形にうねり等の波形異常が検出された被測定ファイバ６は、その欠陥部位を切断除去したり、あるいは被測定ファイバの再巻き替えを実施して、正常化を図る。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−１４２２９３号公報
【特許文献２】特開２００６−３８６４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、ダミーファイバ４の選択を、被測定ファイバ６と同一カテゴリーで、且つ、開口数が被測定ファイバ６に近いものとしていた従来のＯＴＤＲ特性測定方法では、長手方向に構造や伝送損失（ロス）の変化がない適正な光ファイバでも、図５（ａ）に示すように、測定光の入射端に近い位置（この例では、上口付近）１２で、ＯＴＤＲ波形１３に直線形状から逸脱した波形のうねり１５が発生する場合が散見された。
また、特開2006-38647号公報で公開されたダミーファイバ（励振器）の特徴は、ＮＡは被測定ファイバの0.5〜0.9倍であり、コア径は被測定ファイバより小さく、コア形状はＳＩ型のものが想定されている。このようなファイバでは、ＮＡについては制御されているものの、コア形状の差異に起因して各モードの電界分布の形状がダミーファイバと被測定ファイバとで異なることからモード結合がうまくいかず、接続部でのモード変換による高次モードの発生が想定され、やはりうねりの原因となることが考えられる。
【０００９】
これらの場合、このうねり１５が、被測定ファイバ６の構造や伝送損失の変化に起因するものであれば、被測定ファイバ６の向きを逆にして、下口側から測定光を入射させる測定をすれば、出射端に近い位置に、相応するうねりが生じるはずである。
ところが、被測定ファイバ６の測定向きを逆向きにしても、図５（ｂ）に示すように、測定光の入射端に近い位置（この例では、下口付近）には、同様のうねり１５が発生するが、元の入射端に対応する出射端付近１６には、うねりが検出されず、異常のない直線波形が得られていた。
【００１０】
この図５（ａ），（ｂ）に示したように、被測定ファイバ６の測定向きを変えても測定光の入射端付近にのみ出るうねり１５は、被測定ファイバ６の構造欠陥によるものではなく、何らかの外因により発生する見かけ上の伝送損失によるものと考えられる。
【００１１】
ＯＴＤＲ波形上に出るうねりが、見かけ上の伝送損失によるうねり１５であるか否かは、上述したように、入射端を逆にして被測定ファイバ６への測定を繰り返さなければ判別できず、従来のＯＴＤＲ特性測定方法は、１回の測定では、測定結果の信頼性が低いという問題があった。
【００１２】
一方、測定を一回しか実施せず、見かけ上の伝送損失によるうねり１５であるか被測定ファイバ６上の実際の構造欠陥に起因した伝送損失によるうねりであるかを正しく判別しないまま、うねりが発生した部位を被測定ファイバ６の構造欠陥と見なして廃棄した場合には、歩留まりの低下やコストアップといった問題が発生する。
更に、測定光の入射端側に発生するうねりを、判別用の再測定により判別せずに、単純に、見かけ上の伝送損失によるうねりと見なしてしまうと、その箇所に本当の異常部があった場合に、本当の異常部を見逃して、欠陥を持つ被測定ファイバ６が市場に流出してしまう虞があった。
【００１３】
本願発明者等の研究により、従来の光ファイバにおけるＯＴＤＲ特性測定方法において、ＯＴＤＲ波形上に表出する見かけ上の伝送損失によるうねりは、ダミーファイバから被測定ファイバに入射する測定光に高次モードの成分が含まれていて、その高次モードの光が、被測定ファイバ内を長距離に渡って伝播できずに入射端付近の僅かの伝播距離で放射消滅することが原因であることを突き止めて本発明に至った。
なお、ダミーファイバから被測定ファイバに入射する測定光のモードは、コアとクラッドの比屈折率差を小さくすることによりコア径は同一カテゴリーに属したままダミーファイバにおける開口数（以下、「ＮＡ」とする。）を小さくし、モード次数を下げることができる。
【００１４】
本発明の目的は、見かけ上の伝送損失によってＯＴＤＲ波形にうねりが発生することを防止して、測定作業を被測定ファイバの測定向きを逆にして繰り返さなくとも信頼性の高い測定結果を得られるＯＴＤＲ特性測定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明に係る請求項１記載のＯＴＤＲ特性測定方法は、ＯＴＤＲ測定器の光源からの測定光をダミーファイバを介して、前記測定光の波長でマルチモード伝送する被測定ファイバに入射して、その反射光から前記被測定ファイバのＯＴＤＲ特性を測定するＯＴＤＲ特性測定方法において、同一カテゴリーでかつ開口数が被測定ファイバよりも小さいダミーファイバを用いたことを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る請求項２記載のＯＴＤＲ特性測定方法は、請求項１に記載のＯＴＤＲ特性測定方法において、前記被測定ファイバと前記ダミーファイバとの前記開口数の差が、０．０４以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の請求項１記載のＯＴＤＲ特性測定方法のように、ＮＡが被測定ファイバよりも小さく、かつ被測定ファイバと同一カテゴリーのダミーファイバを用いれば、被測定ファイバに入射する測定光には、被測定ファイバの入射端から僅かの伝播距離で放射消滅する高次モードの成分が含まれていない状態になり、さらに接続箇所での電界分布の差異に起因して発生するモード変換による高次モードを抑制することができることから見かけ上の伝送損失によってＯＴＤＲ波形にうねりが発生することを防止して、測定作業を被測定ファイバの測定向きを逆にして繰り返さなくとも信頼性の高い測定結果を得ることが可能になる。
【００１８】
本発明の請求項２記載のＯＴＤＲ特性測定方法によれば、被測定ファイバとダミーファイバとのＮＡの差を定量的に規制したことによって、被測定ファイバに入射される測定光から、伝播路の途中で放射消滅する高次モードの成分を確実に除去することが可能になり、更に、測定の信頼性を向上させることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係るＯＴＤＲ特性測定方法の好適な実施の形態について、詳細に説明する。
本発明に係るＯＴＤＲ特性測定方法の一実施の形態では、図４に示したＯＴＤＲ測定器１において、光源３と被測定ファイバ６との間に介在するダミーファイバ４に、被測定ファイバ６と同一カテゴリーで、且つ、ＮＡが被測定ファイバ６よりも小さい光ファイバを用いて、測定処理をする。
【００２０】
即ち、この一実施の形態のＯＴＤＲ特性測定方法では、光源３からの測定光（光パルス）をダミーファイバ４を介して、その測定光の波長でマルチモード伝送する被測定ファイバ６に入射して、その反射光から被測定ファイバ６のＯＴＤＲ特性を測定するＯＴＤＲ特性測定方法であって、被測定ファイバ６に測定光を入射させるダミーファイバ４に、被測定ファイバ６と同一カテゴリーで、且つ、ＮＡが被測定ファイバ６よりも低い光ファイバを選定したものである。
【００２１】
なお、本明細書において、光ファイバの入射端に所定の入射角（ファイバの中心軸からの傾斜角）θで入射された光が、当該光ファイバのコアとクラッドとの境界での反射を繰り返しながら光ファイバの出射端まで伝播される場合に、前記入射角θを開口角と呼び、そのsinθがＮＡ（開口数）となる。
【００２２】
従来のＯＴＤＲ特性測定方法において、ＯＴＤＲ波形上に表出する見かけ上の伝送損失によるうねりは、ダミーファイバ４から被測定ファイバ６に入射する測定光に高次モードの成分が含まれていて、その高次モードの光は、被測定ファイバ６内を長距離に渡って伝播できずに入射端付近の僅かの伝播距離で放射消滅することが原因である。
一方、ダミーファイバ４から被測定ファイバ６に入射する測定光のモードは、ダミーファイバ４のＮＡを小さくすることにより、モード次数を下げることができる。
【００２３】
従って、上記の一実施の形態のように、ＮＡが被測定ファイバ６よりも低いダミーファイバ４を用いれば、被測定ファイバ６に入射する測定光には、被測定ファイバ６の入射端から僅かの伝播距離で放射消滅する高次モードの成分が含まれていない状態になるため、見かけ上の伝送損失によってＯＴＤＲ波形にうねりが発生することを防止して、測定作業を被測定ファイバ６の測定向きを逆にして繰り返さなくとも信頼性の高い測定結果を得ることが可能になる。
従って、見かけ上の伝送損失に起因したうねりを誤認して、正常な光ファイバを切除・廃棄してしまうような不都合が発生せず、被測定ファイバ６の歩留まりの向上を図ることができる。
【００２４】
また、測定作業を被測定ファイバ６の測定向きを逆にして繰り返す必要がなくなるため、測定作業の効率を向上させることができる。
更に、本当の異常部に起因したうねりが見かけ上の伝送損失によるうねりに埋もれて、欠陥のある光ファイバが検出できずに見逃されて出荷されてしまうような事故を防止することも可能になる。
【００２５】
更に上記実施の形態の具体的な実施例を、以下に示す。
【実施例１】
【００２６】
被測定ファイバ６として、マルチモード光ファイバでＮＡ＝0.214のサンプル１、あるいはサンプル１と同一カテゴリーでＮＡ＝0.204のサンプル２を想定し、これに対して、ダミーファイバ４はサンプル１，２と同一カテゴリーで、ＮＡ＝0.193の光ファイバを選定した。即ち、ダミーファイバ４は、被測定ファイバ６として用いられるサンプル１及びサンプル２のマルチモード光ファイバよりも、ＮＡが小さくなっている。
なお、本発明の作用効果を明らかにするために、サンプル１，２と同一カテゴリーでＮＡがダミーファイバ４のよりも小さいマルチモード光ファイバをサンプル３とし、各サンプルについて、図４に示したＯＴＤＲ測定器１の構成でＯＴＤＲ特性の測定を実施し、ＯＴＤＲ偏差波形を求めた。
【００２７】
上記各サンプル１〜サンプル３の長さ（ファイバ長）や、ダミーファイバ４との間のＮＡの差、およびコア径は次の表１の如くである。
【００２８】
【表１】
2008089400.tif 000003
【００２９】
ＯＴＤＲ偏差波形は、図１（ａ）に示すように、ＯＴＤＲ測定器１の通常の測定処理で算出されるＯＴＤＲ波形Ｗｓの始端ｆ１と終端ｆ２とを結んだ直線Ｓを算出し、図１（ｂ）に示すように、ＯＴＤＲ波形Ｗｓを水平な直線Ｓからの差分として示したものである。
算出したＯＴＤＲ偏差波形は、水平な直線Ｓからの差分が小さいほど、ＯＴＤＲ波形Ｗｓが直線状の波形に近いことを意味し、高次モードの光の影響による見かけ上の伝送損失が発生せず、信頼性の高い測定ができたことを意味する。
【００３０】
図２は上記実施例１に各サンプルに対するＯＴＤＲ偏差波形の測定結果を示したもので、図２（ａ）はサンプル１に対するＯＴＤＲ偏差波形、図２（ｂ）はサンプル２に対するＯＴＤＲ偏差波形、図２（ｃ）はサンプル３に対するＯＴＤＲ偏差波形を示している。
なお、各サンプルとも、測定作業を被測定ファイバの上口から測定光を入射させる上口入射と、ＯＴＤＲ測定器１にセットする被測定ファイバの測定向きを逆にして下口から測定光を入射させる下口入射とのそれぞれを実施した。
図２の（ａ），（ｂ），（ｃ）において、上段側のＯＴＤＲ偏差波形は上口入射時の測定結果であり、下段側のＯＴＤＲ偏差波形は下口入射時の測定結果である。
【００３１】
図２から明らかなように、ダミーファイバ４のＮＡが被測定ファイバのＮＡよりも小さくなるサンプル１，２の場合は、ダミーファイバ４のＮＡが被測定ファイバのＮＡよりも大きくなるサンプル３よりも、ＯＴＤＲ偏差波形が水平直線に近づいており、一実施の形態で説明したように、高次モードの光の影響による見かけ上の伝送損失が発生せず、信頼性の高い測定ができたことを示している。
【００３２】
また、表１に示したように、ダミーファイバと被測定ファイバの間のＮＡの差では、サンプル３の光ファイバが一番小さい。しかし、図２（ｃ）に示したＯＴＤＲ偏差波形から明らかなように、ＮＡの差は小さくても、ダミーファイバのＮＡが被測定ファイバよりも大きくなる場合には、偏差が大きくなり、高次モードの光の影響による見かけ上の伝送損失が発生することによって、測定精度が低下してしまう。
即ち、ＮＡが被測定ファイバよりも小さいダミーファイバを用いるという、本実施の形態の有用性が、確認できた。
【実施例２】
【００３３】
被測定ファイバ６はＮＡ＝0.188のマルチモード光ファイバに固定し、ダミーファイバ４としては、下記表２に示すように、被測定ファイバ６と同一カテゴリーでＮＡが被測定ファイバよりも大きい0.193であるダミーサンプル１と、被測定ファイバ６と同一カテゴリーでＮＡが被測定ファイバよりも小さい0.1184であるダミーサンプル２と、を準備し、各ダミーサンプルについて、上記実施例１の場合と同様に、ＯＴＤＲ偏差波形の測定を行った。
【表２】
2008089400.tif 000004
【００３４】
その測定結果は、図３に示すように、ＮＡが被測定ファイバよりも低いダミーサンプル２の方が水平直線との偏差が小さく、ＯＴＤＲ波形Ｗｓが直線性の高いことを確認することができた。即ち、ＮＡが被測定ファイバよりも低いダミーファイバを用いることで、高次モードの光の影響による見かけ上の伝送損失が発生せず、信頼性の高い測定を実現するという本発明の作用効果を確認することができた。
【００３５】
なお、実施例１、２より、同一カテゴリーのファイバでかつＮＡが被測定ファイバよりも小さいダミーファイバを使用することにより水平直線に対する偏差が小さくなる効果が確認できたが、ＮＡがある一定以上に小さい場合曲げ等の外乱に対する耐力が強くなることに起因して本来検知すべき異常部（巻き異常等）を見逃してしまう蓋然性がある。このことから、望ましくは、ＮＡが被測定ファイバよりも低いダミーファイバを用いるという条件に加えて、被測定ファイバ６と前記ダミーファイバ４との前記ＮＡの差を、０．０４以下に規制すると良い。
【００３６】
このように被測定ファイバ６とダミーファイバ４とのＮＡの差を定量的に規制したことによって、被測定ファイバ６に入射される測定光から、伝播路の途中で放射消滅する高次モードの成分を確実に除去することが可能になり、更に、測定の信頼性を向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係るＯＴＤＲ特性測定方法の一実施の形態で測定されるＯＴＤＲ波形から算出されるＯＴＤＲ偏差波形の説明図である。
【図２】本発明に係るＯＴＤＲ特性測定方法の実施例１による測定結果の比較図である。
【図３】本発明に係るＯＴＤＲ特性測定方法の実施例２による測定結果の比較図である。
【図４】ＯＴＤＲ特性測定方法に使用されるＯＴＤＲ測定器の概略構成を示すブロック図である。
【図５】従来のＯＴＤＲ特性測定方法において発生する見かけ上の伝送損失によるうねりの説明図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  ＯＴＤＲ測定器
３  光源
４  ダミーファイバ
６  被測定ファイバ
【図１】
2008089400.tif 000005
【図２】
2008089400.tif 000006
【図３】
2008089400.tif 000007
【図４】
2008089400.tif 000008
【図５】
2008089400.tif 000009