(57)【要約】【課題】ノイズフロアレベルの変動があったとしても、被測定光ファイバの遠端位置を検出し、最適な距離レンジを設定する光パルス試験器を実現することにある。【解決手段】複数の距離レンジを有し、被測定光ファイバに出射したパルス光の戻り光を受光部が検出して被測定光ファイバの測定を行なう光パルス試験器に改良を加えたものである。本装置は、パルス光を出射しない状態で、受光部のノイズフロアレベルを取得し、しきい値を求めるしきい値演算手段と、このしきい値演算手段の求めたしきい値とパルス光の戻り光の信号レベルとを比較し、距離レンジを設定するレンジ設定手段とを設けたことを特徴とするものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の距離レンジを有し、被測定光ファイバに出射したパルス光の戻り光を受光部が検出して前記被測定光ファイバの測定を行なう光パルス試験器において、
前記パルス光を出射しない状態で、前記受光部のノイズフロアレベルを取得し、しきい値を求めるしきい値演算手段と、
このしきい値演算手段の求めたしきい値と前記パルス光の戻り光の信号レベルとを比較し、前記距離レンジを設定するレンジ設定手段と
を設けたことを特徴とする光パルス試験器。
【請求項２】
レンジ設定手段は、前記戻り光を検出した受光部からの信号を所定の間隔で複数の区間に分割し、分割した区間ごとの信号レベルの平均値を求め、この平均値と前記しきい値とを比較することを特徴とする請求項１記載の光パルス試験器。
【請求項３】
レンジ設定手段は、比較結果から求めた距離値に、この距離に準じて与えられる係数を用いて前記被測定光ファイバの遠端距離を算出することを特徴とする請求項２記載の光パルス試験器。
【請求項４】
前記被測定光ファイバの測定結果を、前記遠端距離値を含む最小の距離レンジで表示することを特徴とする請求項３記載の光パルス試験器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の距離レンジを有し、被測定光ファイバにパルス光を出射し、出射したパルス光の戻り光を受光部が検出して被測定光ファイバの測定を行なう光パルス試験器に関し、詳しくは、ノイズフロアレベルの変動があったとしても、被測定光ファイバの遠端位置を検出し、最適な距離レンジを設定する光パルス試験器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光信号によってデータ通信等を行なう光通信システムでは、光信号を伝送する光ファイバを監視することが重要になっている。そして、光ファイバの敷設、保守等において光パルス試験器（以下、ＯＴＤＲ（Optical Time Domain Reflectometer）と略す）が用いられる。ＯＴＤＲは、ＯＴＤＲの入出射端の測定コネクタから被測定光ファイバに対して繰り返しパルス光を入射し、被測定光ファイバからの反射光および後方散乱光のレベルおよび受光時間を測定することで、被測定光ファイバの断線、損失等の状態を測定する。
【０００３】
図４は、従来のＯＴＤＲの構成を示した図である。図４において、被測定光ファイバＦ１は、断線、損失等の測定が行なわれる被測定対象の光ファイバである。ＯＴＤＲ１００は、被測定光ファイバＦ１に接続される測定コネクタＣＮを有し、この測定コネクタＣＮからパルス光を被測定光ファイバＦ１に出力し、このパルス光の戻り光（反射光または後方散乱光）が測定コネクタＣＮを介して入力される。
【０００４】
また、ＯＴＤＲ１００は、発光部１０、光カプラ２０、バンドパスフィルタ（以下、ＢＰＦと略す）３０、受光部４０、信号処理部５０、表示部６０を有する。発光部１０は、パルス光を出力する。光カプラ２０は、発光部１０からのパルス光をバンドパスフィルタ３０に出力し、被測定光ファイバＦ１からの戻り光を受光部４０に出力する。ＢＰＦ３０は、光カプラ２０と測定コネクタＣＮの間に設けられ、所定の波長帯（発光部１０のパルス光の波長を含む）の光のみを透過する。受光部４０は、光カプラ２０からの光を受光する。信号処理部５０は、発光部１０のパルス光の出力のタイミングを制御し、受光部４０から電気信号が入力される。表示部６０は、信号処理部５０の処理結果を表示する。
【０００５】
このような装置の動作を説明する。
発光部１０が、信号処理部５０からの指示に従って所定のタイミングでパルス光を出力する。そして、発光部１０から出力されたパルス光が、光カプラ２０、ＢＰＦ３０、測定コネクタＣＮを経て、被測定光ファイバＦ１に入射する。被測定光ファイバＦ１内部では、レイリー散乱が発生し、その一部はパルス光の進行方向とは逆方向に進み後方散乱光としてＯＴＤＲ１００に戻ってくる。また、被測定光ファイバＦ１の接続点で発生するフレネル反射光もＯＴＤＲ１００に戻ってくる。
【０００６】
そして、被測定光ファイバＦ１からの戻り光が、測定コネクタＣＮ、ＢＰＦ３０、光カプラ２０を経て受光部４０に入射する。さらに、受光部４０のＯＥ変換回路（図示せず）が、入射光を、この入射光の光パワーに応じた電気信号（光電流）に変換する。そして、受光部４０のＩＶ変換回路（図示せず）が、光電流を電圧に変換し、受光部４０の増幅回路（図示せず）が、変換した電圧を所望のレベルまで増幅する。さらに、受光部４０のＡＤ変換回路（図示せず）が、アナログ信号をデジタル信号にＡＤ変換して信号処理部５０に出力する。
【０００７】
そして、信号処理部５０が、受光部４０からの電気信号およびパルス光を出射させてから受光部４０に入射するまでの時間から被測定光ファイバＦ１の距離測定、戻り光の光信号レベル測定を行ない、測定結果を横軸を距離、縦軸を戻り光の信号レベルとして表示部６０に表示する。
【０００８】
また、戻り光の信号レベルは非常に微弱なため、パルス光を繰り返し被測定光ファイバＦ１に出力し、複数回の測定値を平均化することでノイズ低減を図っている。ここで、図５は、距離レンジ４０［ｋｍ］にて測定を行なった測定結果である。被測定光ファイバＦ１のファイバ長は、約３２［ｋｍ］のものを一例としている。
【０００９】
図５に示す測定波形例にあるように、被測定光ファイバＦ１は、ＯＴＤＲ１００の測定コネクタＣＮ側の近端（図５の横軸の左端）から遠端に向けた損失をもつため、右下がりの波形を示す。また、被測定光ファイバＦ１の遠端以降は、ＯＴＤＲ１００の受光部４０内の各回路のノイズフロアレベルを表示している。
【００１０】
【特許文献１】特開平１１−３４４４１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
被測定光ファイバＦ１のファイバ長は、様々な長さのものが存在する。そのため、ＯＴＤＲ１００は、複数の距離レンジ（例えば、１０［ｋｍ］レンジ、２０［ｋｍ］レンジ、４０［ｋｍ］レンジ、８０［ｋｍ］レンジ等）を有している。そして、被測定光ファイバＦ１のファイバ長によってユーザが、横軸の距離レンジを設定することができる。一方、ユーザの作業を軽減するために、信号処理部５０が被測定光ファイバＦ１の遠端位置（遠端距離とも呼ぶ）を検出し、適正な距離レンジに設定する機能も有している。
【００１２】
具体的には、信号処理部５０が、横軸を所定の距離間隔で分割し、この分割した間隔ごとに信号レベルの平均値を求める。そして、求めた平均値が、しきい値以下になった場合、その距離を遠端位置と判定し、その距離を含む最短の距離レンジに設定する。例えば、遠端位置を約３２［ｋｍ］と判定すれば、距離レンジを４０［ｋｍ］レンジに設定する。
【００１３】
なお、ユーザが測定する被測定光ファイバＦ１のファイバ長は、ＯＴＤＲ１００の製造メーカが予め把握することができないため、出荷前や校正時等にＯＴＤＲ１００ごとにノイズフロアレベルを実測しておき、実測したノイズフロアレベルに所定のオフセット値を加算した値をしきい値として、ＯＴＤＲ１００に記憶させる。
【００１４】
また、ＯＴＤＲ１００の受光部４０への戻り光は非常に微弱である。そのため、戻り光をＯＥ変換回路（例えば、アバランシェフォトダイオード）によってＯＥ変換した電気信号の信号レベルも非常に微小である。そこで、多段のアンプで構成した増幅回路（図示せず）が、ＯＥ変換された微小な電気信号を、受光部４０の後段の信号処理部５０で処理できるように大きな増幅率で増幅している。このようにして所望の信号レベルに増幅された電気信号から、信号処理部５０が最適な距離レンジを設定する。
【００１５】
また、ＯＴＤＲ１００の実際の動作環境では、ＯＴＤＲ１００の周囲温度が一定ではないことが多い。そして、ＯＴＤＲ１００の周囲温度が変化すると、増幅回路のアンプにて発生するノイズの大きさが変動し、受光部４０全体で生ずるノイズフロアレベルも変動する。従って、しきい値をノイズフロアレベルと同じ値にしておくと、ノイズフロアレベルを測定したときの温度よりも被測定光ファイバＦ１の測定中の温度が高い場合、ノイズフロアレベルが上昇し、被測定光ファイバＦ１の遠端を検出できないことが生じる。そこで、ノイズフロアレベルの判定用のしきい値は、ノイズフロアレベル変動分を考慮し、上述のように、ノイズレベルフロアレベルに所定の値を加算したものとしている。
【００１６】
しかしながら、ノイズフロアレベルが上昇していない場合や、被測定光ファイバＦ１のファイバ長が長くて遠端の信号レベルが低い場合等、被測定光ファイバＦ１が存在しているにも関わらず、実際の遠端よりも短い位置に遠端があると判断してしまう。そして、不適切な距離レンジが設定され、被測定光ファイバＦ１の実際の遠端まで表示できないという誤検出を起こす場合があるという問題があった。
【００１７】
そこで本発明の目的は、ノイズフロアレベルの変動があったとしても、被測定光ファイバの遠端位置を検出し、最適な距離レンジを設定することができる光パルス試験器を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
請求項１記載の発明は、
複数の距離レンジを有し、被測定光ファイバに出射したパルス光の戻り光を受光部が検出して前記被測定光ファイバの測定を行なう光パルス試験器において、
前記パルス光を出射しない状態で、前記受光部のノイズフロアレベルを取得し、しきい値を求めるしきい値演算手段と、
このしきい値演算手段の求めたしきい値と前記パルス光の戻り光の信号レベルとを比較し、前記距離レンジを設定するレンジ設定手段と
を設けたことを特徴とするものである。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、
レンジ設定手段は、前記戻り光を検出した受光部からの信号を所定の間隔で複数の区間に分割し、分割した区間ごとの信号レベルの平均値を求め、この平均値と前記しきい値とを比較することを特徴とするものである。
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、
レンジ設定手段は、比較結果から求めた距離値に、この距離に準じて与えられる係数を用いて前記被測定光ファイバの遠端距離を算出することを特徴とするものである。
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、
前記被測定光ファイバの測定結果を、前記遠端距離値を含む最小の距離レンジで表示することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、しきい値演算手段が、パルス光が存在しない状態で、受光部からのデータに基づいて、しきい値を算出する。そして、レンジ設定手段が、パルス光を出射させ、このパルス光の戻り光の測定結果と、しきい値とから被測定光ファイバ用の距離レンジの設定を行なう。これにより、光パルス試験器の周囲温変動等の外部の要因により、受光部のノイズフロアレベルが変動しても、測定の直前に取得したノイズフロアレベルを基準にしきい値を求めるので、被測定光ファイバの遠端位置を適正に検出することができ、最適な距離レンジで測定を行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の一実施例を示した構成図である。ここで、図４と同一のものには同一符号を付し、説明を省略する。図１において、信号処理部５０の代わりに信号処理部７０が設けられる。信号処理部７０は、発光部制御手段７１、しきい値演算手段７２、しきい値記憶手段７３、レンジ設定手段７４、測定手段７５を有し、発光部１０のパルス光を出力するタイミングを制御する。そして、信号処理部７０は、受光部４０からデジタルの電気信号およびパルス光を発光部１０に出射させて受光部４０に戻り光が入射するまでの時間から被測定光ファイバＦ１の距離測定、戻り光の光信号レベルの測定を行ない、測定結果を横軸を距離、縦軸を戻り光の信号レベルとして表示部６０に表示する。
【００２１】
発光部制御手段７１は、しきい値演算手段７２、レンジ設定手段７４、測定手段７５の指示に従って発光部１０のパルス光の出力を制御する。しきい値演算手段７２は、受光部４０からデジタルの電気信号が入力される。しきい値記憶手段７３は、しきい値演算手段７２の求めたしきい値を記憶する。レンジ設定手段７４は、しきい値記憶手段７３のしきい値を読み出し、受光部４０からデジタルの電気信号が入力される。測定手段７５は、受光部４０からデジタルの電気信号が入力され、レンジ設定手段７４の設定した距離レンジで測定を行なう。また、測定手段７５は、測定結果を表示部６０に表示する。
【００２２】
このような装置の動作を説明する。図２は、図１に示す装置の動作を説明したフローチャートである。また、図３は、測定結果の一例を示し図であり、横軸は距離であり、縦軸は信号レベルである。
【００２３】
しきい値演算手段７２が、発光部制御手段７１を介して発光部１０のパルス光の出力を停止させる。そして、受光部４０が、光の入射していない状態でのデータ、すなわち、受光部４０内の増幅回路（図示せず）等で生じたノイズのみのデータをＡＤ変換回路（図示せず）がデジタルデータに変換し、しきい値演算手段７２に出力する。そして、しきい値演算手段７２が、ノイズのみのデータを対数変換して平均し、ノイズフロアレベルを求める（図３の上段参照（なお、図中、ノイズのみのデータを”ＲＥＦデータ”としている））。さらに、しきい値演算手段７２が、求めたノイズフロアレベルに、あらかじめ定められた所定の値（数［ｄＢ］）を加算してノイズフロア判定用のしきい値を求め（Ｓ１０）、しきい値記憶手段７３に格納する（Ｓ１１）。
【００２４】
次に、レンジ設定手段７４が、発光部制御手段７１を介して発光部１０にパルス光の出力を行なわせる。これによって発光部１０がパルス光を出射し、出射されたパルス光が、光カプラ２０、ＢＰＦ３０、測定コネクタＣＮを介して被測定光ファイバＦ１に入射する。そして、被測定光ファイバＦ１からの戻り光が、測定コネクタＣＮ、ＢＰＦ３０、光カプラ２０を介して受光部４０で受光され、検出される。さらに、受光部４０が、戻り光を電気信号に変換したデジタルデータをレンジ設定手段７４に出力する。そして、レンジ設定手段７４が、パルス光を出射してから受光部４０で受光されるまでの時間を距離に変換し、この距離と戻り光の信号レベルの測定結果を取得する。なお、複数回パルス光を出射させ、複数回の測定結果を平均する（Ｓ１２）。
【００２５】
そして、レンジ設定手段７４が、平均した測定結果から、横軸を所定の間隔（例えば、１［ｋｍ］間隔）で複数の区間に分割し、分割した区間ごとの信号レベルの平均値を求め、この平均値としきい値を比較する。さらに、レンジ設定手段７４が、平均値がしきい値をまたいだ区間、つまり、平均値がしきい値以下となった距離値に、その距離に準じて与えられる係数を加算した値を被測定光ファイバＦ１の遠端距離と判定する。ここで、しきい値から求めた距離値に所定の係数を加算（係数による補正は加算のみでなく乗算等を用いてもよい）するのは、被測定光ファイバＦ１の遠端の先（ファイバ長の１〜２割程度）にノイズを表示させるためである。このように、ノイズを表示させることにより、被測定光ファイバＦ１の遠端まで本当に測定できているかを確実に確認することができる。そして、この遠端距離（ノイズ部分が含まれる距離）を含む最短の距離レンジを測定手段７５に設定する（Ｓ１３）。
【００２６】
そして、測定手段７５が、設定された距離レンジに基づいて、被測定光ファイバＦ１の測定を行なう。すなわち、発光部制御手段７１を介して発光部１０に対して、設定された距離レンジに最適な周期でパルス光を繰り返し出力させる。そして、測定手段７５が、各パルス光ごとの被測定光ファイバＦ１からの戻り光のデータと、パルス光を出射させたタイミングから、被測定光ファイバＦ１の距離測定、戻り光の光信号レベル測定を行なう。さらに、測定手段７５が、横軸を距離、縦軸を戻り光の信号レベルとして表示部６０に測定結果を表示する。なお、表示部６０に表示する測定結果の横軸は、取得した測定結果のうち、設定された距離レンジ（つまり、レンジ設定手段７４が検出した遠端距離値を含む最小の距離レンジ）で表示を行なう（図３の下段参照）（Ｓ１４）。
【００２７】
このように、しきい値演算手段７２が、パルス光が存在しない状態で、受光部４０からのデータに基づいて、しきい値を算出する。そして、レンジ設定手段７４が、パルス光を出射させ、このパルス光の戻り光の測定結果と、しきい値とから被測定光ファイバＦ１の遠端距離値を求め、距離レンジの設定を行なう。これにより、ＯＴＤＲ１００の周囲の気温変動等の外部の要因により、受光部４０のノイズフロアレベルが変動しても、測定の直前に取得したノイズフロアレベルを基準にしきい値を求めるので、被測定光ファイバＦ１の遠端位置を適正に検出することができ、最適な距離レンジで測定を行なうことができる。
【００２８】
なお、本発明はこれに限定されるものではなく、以下に示すようなものでもよい。
被測定光ファイバＦ１の測定を開始する直前に、しきい値演算手段７２が、無発光の状態でのノイズフロアレベルを測定し、しきい値を求める構成を示したが、ノイズフロアレベルの変化が距離レンジの検出に影響がない範囲の時間内であれば、測定手段７５が、被測定光ファイバＦ１からの戻り光の測定を終了した後に、しきい値演算手段７２が、しきい値を求めてもよい。
【００２９】
また、レンジ設定手段７４が距離レンジの判定を行なうが、距離レンジの判定をするために、長距離用・短距離用等の用途それぞれでファイバ長を求めるためのパルス光のパルス幅（時間軸上）を変更して測定を行なってもよい。この場合、パルス幅により反射の影響が出る範囲が変動する。従って、パルス幅を距離に換算した距離幅の数倍以上の区間、しきい値を下回ったところをファイバ長として判断して遠端距離を算出してもよい。
【００３０】
また、レンジ設定手段７４が、しきい値をまたいだ距離値に、この距離に準じて与えられる係数を用いて遠端距離を算出する構成を示したが、しきい値をまたいだ距離値を遠端距離としてもよい。
【００３１】
そして、ＢＰＦ３０を設ける構成を示したが、ＢＰＦ３０を設けなくてもよい。これにより、ＯＴＤＲ１００を含む測定系のコストを抑えることができ、ＯＴＤＲ１００の小型化を図ることができる。
【００３２】
さらに、光カプラ２０の代わりに、方向性結合器等を用いてもよく、要は、発光部１０からのパルス光を被測定光ファイバＦ１にのみ出力し、被測定光ファイバＦ１からの戻り光を受光部４０にのみ出力するものであればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施例を示した構成図である。
【図２】図１に示す装置の動作を説明したフローチャートである。
【図３】図１に示す装置におけるノイズフロアレベルの測定結果および被測定光ファイバＦ１の測定結果の一例を示した図である。
【図４】被測定光ファイバを、従来のＯＴＤＲに接続した構成を示した図である。
【図５】図４に示す装置の測定結果の一例を示した図である。
【符号の説明】
【００３４】
４０  受光部
７２  しきい値演算手段
７４  レンジ設定手段
１００  ＯＴＤＲ
Ｆ１  被測定光ファイバ
【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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