(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被試験光ファイバの一端に入射する試験光パルスを生成する光パルス生成部と、
前記試験光パルスで前記被試験光ファイバで発生し、前記被試験光ファイバの一端に戻る戻り光のうち、任意期間の光強度を任意減衰量で減衰する可変光減衰部と、
前記可変光減衰部が前記戻り光の任意期間の光強度を減衰できるように、前記光パルス生成部に対して試験光パルスを生成する時期と前記可変光減衰部に対して前記戻り光の光強度を減衰する減衰期間を指示する制御部と、
前記可変光減衰部が任意減衰量で減衰した前記戻り光を受光し光電変換する受光部と、
前記受光部が出力する電気信号から前記被試験光ファイバの距離に対する前記戻り光の強度分布、及び前記可変光減衰部の前記減衰期間と減衰量から前記被試験光ファイバの距離に対する減衰分布を取得し、前記強度分布と前記減衰分布とから前記可変光減衰部が光強度を減衰する前の、前記被試験光ファイバの距離に対する前記戻り光の元強度分布を演算する演算処理部と、
を備え、
前記制御部は、前記可変光減衰部に対して前記減衰期間中に減衰量を変化するように指示する光パルス試験装置。
【請求項２】
前記光パルス生成部が生成した前記試験光パルスを任意のモードで前記被試験光ファイバに入射し、かつ前記被試験光ファイバからの戻り光を基本モード及び第１高次モードの成分に分離するモード合分波部をさらに備えており、
前記光パルス生成部は、前記試験光パルスを前記被試験光ファイバのカットオフ波長より短い波長とし、
前記可変光減衰部は、前記戻り光のモード成分毎に光強度を減衰し、
前記受光部は、前記戻り光のモード成分毎に前記戻り光を受光し、
前記演算処理部は、前記戻り光のモード成分毎に前記戻り光の元強度分布を演算する
ことを特徴とする請求項１に記載の光パルス試験装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記戻り光のモード成分毎に前記減衰時期と減衰量を指示することを特徴とする請求項２に記載の光パルス試験装置。
【請求項４】
前記可変光減衰部は、前記試験光パルスのパルス幅および前記演算処理部のサンプリング時間より短い時間で減衰量を変化することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光パルス試験装置。
【請求項５】
被試験光ファイバの一端に入射する試験光パルスを生成する光パルス生成手順と、
前記試験光パルスで前記被試験光ファイバで発生し、前記被試験光ファイバの一端に戻る戻り光のうち、任意期間の光強度を任意減衰量で減衰する可変光減衰手順と、
前記戻り光の任意期間の光強度を減衰できるように、前記光パルス生成手順で試験光パルスを生成する時期と前記可変光減衰手順で前記戻り光の光強度を減衰する減衰期間を指示する制御手順と、
前記可変光減衰手順にて任意減衰量で減衰した前記戻り光を受光し光電変換する受光手順と、
前記受光手順で生成された電気信号から前記被試験光ファイバの距離に対する前記戻り光の強度分布、及び前記減衰期間と減衰量から前記被試験光ファイバの距離に対する減衰分布を取得し、前記強度分布と前記減衰分布とから前記可変光減衰手順で光強度を減衰する前の、前記被試験光ファイバの距離に対する前記戻り光の元強度分布を演算する演算処理手順と、
を行い、
前記制御手順では、前記可変光減衰手順で前記減衰期間中に変化する減衰量を指示する光パルス試験方法。
【請求項６】
前記光パルス生成手順で生成した前記試験光パルスを任意のモードで前記被試験光ファイバに入射し、かつ前記被試験光ファイバからの戻り光を基本モード及び第１高次モードの成分に分離するモード合分波手順をさらに行い、
前記光パルス生成手順では、前記試験光パルスを前記被試験光ファイバのカットオフ波長より短い波長とし、
前記可変光減衰手順では、前記戻り光のモード成分毎に光強度を減衰し、
前記受光手順では、前記戻り光のモード成分毎に前記戻り光を受光し、
前記演算処理手順では、前記戻り光のモード成分毎に前記戻り光の元強度分布を演算する
ことを特徴とする請求項５に記載の光パルス試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、光ファイバの特性を検出するための光パルス試験装置および光パルス試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信サービスの普及から十年以上が経過し、光設備の経年劣化による故障発生が懸念されている。その中で光線路においては、光ファイバの曲げや接続部が故障の発生しやすい箇所となっている。故障を未然に防ぐために、定期的な試験を行うなどにより、光ファイバに生じる異常箇所を早期に発見することが重要である。
【０００３】
光ファイバの試験方法としては、光パルス試験装置（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ、以後ＯＴＤＲと記載することがある。）が著名である。ＯＴＤＲは、パルス化された試験光を被試験光ファイバ（Ｆｉｂｅｒ  Ｕｎｄｅｒ  Ｔｅｓｔ、以後ＦＵＴと記載することがある。）に入射し、光ファイバ内を伝搬する試験光パルスに由来するレイリー散乱光の後方散乱光やフレネル反射光の強度とラウンドトリップ時間に基づき分布データ（ＯＴＤＲ波形）を取得する方法および装置である。この技術は、光ファイバの破断や損失増加などの異常箇所を検出し、その位置を特定するために用いることができる。
【０００４】
非特許文献１では、曲げによる光ファイバの異常を汎用的なＯＴＤＲよりも高感度に検知可能な技術として、汎用的なシングルモードファイバ（Ｓｉｎｇｌｅ−ｍｏｄｅ  Ｆｉｂｅｒ、以後ＳＭＦと記載することがある。）におけるカットオフ波長より短い波長の試験光とモード合分波器を用いて、後方散乱光の高次モードを測定する技術（１μｍ帯モード検出ＯＴＤＲ）が開示されている。さらに、非特許文献２では、１μｍ帯モード検出ＯＴＤＲで測定される後方散乱光の基本モードおよび高次モードに生じる損失の比率を評価することで、光ファイバに生じる損失要因を識別する手法が開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ａ．  Ｎａｋａｍｕｒａ，  Ｋ．  Ｏｋａｍｏｔｏ，  Ｙ．  Ｋｏｓｈｉｋｉｙａ，  Ｔ．  Ｍａｎａｂｅ，  Ｍ．  Ｏｇｕｍａ，  Ｔ．  Ｈａｓｈｉｍｏｔｏ  ａｎｄ  Ｍ．  Ｉｔｏｈ，  “Ｈｉｇｈ−ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ  ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ｆｉｂｅｒ  ｂｅｎｄｓ：  １−μｍ−ｂａｎｄ  ｍｏｄｅ−ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ＯＴＤＲ”，  Ｊ．  Ｌｉｇｈｔｗ．  Ｔｅｃｈｎｏｌ．，  ｖｏｌ．  ３３，  ｎｏ．  ２３，  ｐｐ．  ４８６２−４８６９，  ２０１５．
【非特許文献２】Ａ．  Ｎａｋａｍｕｒａ，  Ｋ．  Ｏｋａｍｏｔｏ，  Ｙ．  Ｋｏｓｈｉｋｉｙａ，  Ｔ．  Ｍａｎａｂｅ，  Ｍ．  Ｏｇｕｍａ，  Ｔ．  Ｈａｓｈｉｍｏｔｏ，  ａｎｄ  Ｍ．  Ｉｔｏｈ，  “Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｌｏｓｓ  ｆａｃｔｏｒｓ  ｂｙ  ｅｖａｌｕａｔｉｎｇ  ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒｅｄ  ｍｏｄａｌ  ｌｏｓｓ  ｒａｔｉｏ  ｏｂｔａｉｎｅｄ  ｗｉｔｈ  １−μｍ−ｂａｎｄ  ｍｏｄｅ−ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ＯＴＤＲ”，  ｉｎ  Ｐｒｏｃ．Ｏｐｔ．  Ｆｉｂｅｒ  Ｃｏｍｍｕｎ．，  Ｌｏｓ  Ａｎｇｅｌｅｓ，  ＣＡ，  Ｍａｒ．  ２０１５，  ｐａｐｅｒ  Ｗ４Ｉ．１．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
１μｍ帯モード検出ＯＴＤＲの技術を実際に敷設されている線路へ適用することを考えた場合、数十ｋｍの距離が測定可能なダイナミックレンジが必要となる。ここで、ダイナミックレンジは試験光パルスの入射端近傍の後方散乱光レベルに対する雑音レベルの比であり、測定時に許容される最大損失を表す。一般的に、上述した１μｍ帯モード検出ＯＴＤＲの試験光波長である１μｍ帯の伝送損失は通信波長帯よりも数倍程度大きい。さらに高次モードは光ファイバの曲げや接続等に対する損失が大きい。したがって、数十ｋｍの測定を実現するためには、極めて大きなダイナミックレンジが必要である。
【０００７】
ＯＴＤＲのダイナミックレンジ向上には、ＦＵＴに入射する試験光パルスの強度を増加させることが有効な手段の一つである。一方、後方散乱光を受光する光受信器が入力光強度に対してリニアな出力特性を示す範囲は有限であり、試験光パルスの強度を増加させたときに光受信器の出力が飽和する場合がある。図１に光受信器の出力が飽和した場合における、戻り光強度と光受信器の出力の関係を概略的に示す。飽和が生じた場合、当該区間およびその後正常な応答に戻るまでの区間における正しい情報を取得することができない。
【０００８】
つまり、ＯＴＤＲのダイナミックレンジの向上を図るために試験光パルスの強度を増加させても光受信器の飽和によりダイナミックレンジが制限されるという課題がある。また、可変光減衰器を設置し、その減衰量を大きく設定してＯＴＤＲ波形を測定した後、減衰量を小さく設定してＯＴＤＲ波形を再度測定することで光受信器の飽和を回避することもできるが、減衰量の設定に応じて複数回の測定が必要となり、測定時間が長くなるという課題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、上述の課題を鑑みてなされたものであり、光受信器の飽和を防止でき、測定回数を増加させずにダイナミックレンジの向上を図ることができる光パルス試験装置および光パルス試験方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本開示の光パルス試験装置は、戻り光の受光中に光減衰器の減衰量を変動させるとともに、光減衰器の減衰量を考慮して戻り光受光後の信号を演算することとした。
【００１１】
具体的には、本開示の光パルス試験装置は、
被試験光ファイバの一端に入射する試験光パルスを生成する光パルス生成部と、
前記試験光パルスで前記被試験光ファイバで発生し、前記被試験光ファイバの一端に戻る戻り光のうち、任意期間の光強度を任意減衰量で減衰する可変光減衰部と、
前記可変光減衰部が前記戻り光の任意期間の光強度を減衰できるように、前記光パルス生成部に対して試験光パルスを生成する時期と前記可変光減衰部に対して前記戻り光の光強度を減衰する減衰期間を指示する制御部と、
前記可変光減衰部が任意減衰量で減衰した前記戻り光を受光し光電変換する受光部と、
前記受光部が出力する電気信号から前記被試験光ファイバの距離に対する前記戻り光の強度分布、及び前記可変光減衰部の前記減衰期間と減衰量から前記被試験光ファイバの距離に対する減衰分布を取得し、前記強度分布と前記減衰分布とから前記可変光減衰部が光強度を減衰する前の、前記被試験光ファイバの距離に対する前記戻り光の元強度分布を演算する演算処理部と、
を備える。
【００１２】
また、本開示の光パルス試験方法は、
被試験光ファイバの一端に入射する試験光パルスを生成する光パルス生成手順と、
前記試験光パルスで前記被試験光ファイバで発生し、前記被試験光ファイバの一端に戻る戻り光のうち、任意期間の光強度を任意減衰量で減衰する可変光減衰手順と、
前記戻り光の任意期間の光強度を減衰できるように、前記光パルス生成手順で試験光パルスを生成する時期と前記可変光減衰手順で前記戻り光の光強度を減衰する減衰期間を指示する制御手順と、
前記可変光減衰手順にて任意減衰量で減衰した前記戻り光を受光し光電変換する受光手順と、
前記受光手順で生成された電気信号から前記被試験光ファイバの距離に対する前記戻り光の強度分布、及び前記可変光減衰部の前記減衰期間と減衰量から前記被試験光ファイバの距離に対する減衰分布を取得し、前記強度分布と前記減衰分布とから前記可変光減衰部が光強度を減衰する前の、前記被試験光ファイバの距離に対する前記戻り光の元強度分布を演算する演算処理手順と、
を行う。
【００１３】
本光パルス試験装置及び本光パルス試験方法は、受光部が受光する戻り光のうち、任意の時間帯における光強度を可変光減衰器で減衰する制御を行うことで、光受信器の飽和を防止する。この構成によれば、戻り光の強度が受光部の飽和レベルを超える時間帯において、可変光減衰器の減衰量を大きな値に設定し、飽和レベルを下回る時間帯は減衰量をゼロまたは小さな値に設定することで、受光部の出力が飽和することを防ぐことができる。
また、ＦＵＴの分布特性を取得する際に、受光部が出力する電気信号を可変光減衰器の減衰量で補正して解析することで高ダイナミックレンジな測定結果を得ることができる。すなわち、本光パルス試験装置及び本光パルス試験方法は、光減衰器の減衰量を変化させて何度も測定を行うことなく長距離の被試験光ファイバの情報を正確に取得することができる。
【００１４】
従って、本発明は、光受信器の飽和を防止でき、測定回数を増加させずにダイナミックレンジの向上を図ることができる光パルス試験装置および光パルス試験方法を提供することができる。
【００１５】
本開示の光パルス試験装置の前記制御部は、前記減衰期間中に減衰量が変化するように前記可変光減衰部に対して指示するとしてもよい。光受信器の出力をほぼ一定の値に保つことができ、Ａ／Ｄ変換時の分解能を最大限有効活用可能となる。
【００１６】
本開示の光パルス試験装置は、前記光パルス生成部が生成した前記試験光パルスを任意のモードで前記被試験光ファイバに入射し、かつ前記被試験光ファイバからの戻り光を基本モード及び第１高次モードの成分に分離するモード合分波部をさらに備えており、
前記光パルス生成部は、前記試験光パルスを前記被試験光ファイバのカットオフ波長より短い波長とし、
前記可変光減衰部は、前記戻り光のモード成分毎に光強度を減衰し、
前記受光部は、前記戻り光のモード成分毎に前記戻り光を受光し、
前記演算処理部は、前記戻り光のモード成分毎に前記戻り光の元強度分布を演算する
こととしてもよい。
【００１７】
本開示の光パルス試験方法は、前記光パルス生成手順で生成した前記試験光パルスを任意のモードで前記被試験光ファイバに入射し、かつ前記被試験光ファイバからの戻り光を基本モード及び第１高次モードの成分に分離するモード合分波手順をさらに行い、
前記光パルス生成手順では、前記試験光パルスを前記被試験光ファイバのカットオフ波長より短い波長とし、
前記可変光減衰手順では、前記戻り光のモード成分毎に光強度を減衰し、
前記受光手順では、前記戻り光のモード成分毎に前記戻り光を受光し、
前記演算処理手順では、前記戻り光のモード成分毎に前記戻り光の元強度分布を演算することとしてもよい。
【００１８】
このとき、前記制御部は、前記戻り光のモード成分毎に前記減衰時期と減衰量を指示することを特徴とする。本光パルス試験装置及び本光パルス試験方法は、高次モードの戻り光を測定することで被試験光ファイバの異常検出感度を高めることができる。
【００１９】
ただし、本光パルス試験装置及び本光パルス試験方法は、前記可変光減衰部が、前記試験光パルスのパルス幅および前記演算処理部のサンプリング時間より短い時間で減衰量を変化することが条件である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、光受信器の飽和を防止でき、測定回数を増加させずにダイナミックレンジの向上を図ることができる光パルス試験装置および光パルス試験方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】被試験光ファイバの距離に対する（ａ）戻り光の光強度、（ｂ）光受信器の出力を説明する図である。
【図２】本発明に係る光パルス試験装置を説明する図である。
【図３】本発明に係る光パルス試験装置の測定原理を説明する図である。
【図４】本発明に係る光パルス試験装置の測定原理を説明する図である。
【図５】本発明に係る光パルス試験装置を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
【００２３】
（実施形態１）
本実施形態の光パルス試験装置１０１は、被試験光ファイバ１０で２モード動作する波長の試験光を用い、戻り光に含まれる基本モードと高次モードを分離して測定する構成である。図２は、光パルス試験装置１０１の構成例を説明するための図である。
【００２４】
光パルス試験装置１０１は、ＯＴＤＲの原理に基づいて、被試験光ファイバ１０からの戻り光のラウンドトリップ時間に対する強度分布を解析して被試験光ファイバ１０の特性を算出する。
【００２５】
光パルス試験装置１０１は、
被試験光ファイバ１０の一端に入射する試験光パルスを生成する光パルス生成部Ａと、
前記試験光パルスで被試験光ファイバ１０で発生し、被試験光ファイバ１０の一端に戻る戻り光のうち、任意期間の光強度を任意減衰量で減衰する可変光減衰部Ｅと、
可変光減衰部Ｅが前記戻り光の任意期間の光強度を減衰できるように、光パルス生成部Ａに対して試験光パルスを生成する時期と可変光減衰部Ｅに対して前記戻り光の光強度を減衰する減衰期間を指示する制御部Ｆと、
可変光減衰部Ｅが任意減衰量で減衰した前記戻り光を受光し光電変換する受光部Ｃと、
受光部Ｃが出力する電気信号から被試験光ファイバ１０の距離に対する前記戻り光の強度分布、及び可変光減衰部Ｅの前記減衰期間と減衰量から被試験光ファイバ１０の距離に対する減衰分布を取得し、前記強度分布と前記減衰分布とから可変光減衰部Ｅが光強度を減衰する前の、被試験光ファイバ１０の距離に対する前記戻り光の元強度分布を演算する演算処理部Ｄと、
を備える。
【００２６】
特に、光パルス試験装置１０１は、
光パルス生成部Ａが生成した前記試験光パルスを任意のモードで被試験光ファイバ１０に入射し、かつ被試験光ファイバ１０からの戻り光を基本モード及び第１高次モードの成分に分離するモード合分波部Ｂをさらに備えており、
光パルス生成部Ａは、前記試験光パルスを被試験光ファイバ１０のカットオフ波長より短い波長とし、
可変光減衰部Ｅは、前記戻り光のモード成分毎に光強度を減衰し、
受光部Ｃは、前記戻り光のモード成分毎に前記戻り光を受光し、
演算処理部Ｄは、前記戻り光のモード成分毎に前記戻り光の元強度分布を演算する
ことを特徴とする。
なお、カットオフ波長より短い波長の光は被試験光ファイバ１０をマルチモード伝搬することができる。
【００２７】
また、光パルス試験装置１０１は、
被試験光ファイバ１０の一端に入射する試験光パルスを生成する光パルス生成手順と、
前記試験光パルスにより被試験光ファイバ１０で発生し、被試験光ファイバ１０の一端に戻る戻り光のうち、任意期間の光強度を任意減衰量で減衰する可変光減衰手順と、
前記戻り光の任意期間の光強度を減衰できるように、前記光パルス生成手順で試験光パルスを生成する時期と前記可変光減衰手順で前記戻り光の光強度を減衰する減衰期間を指示する制御手順と、
前記可変光減衰手順にて任意減衰量で減衰した前記戻り光を受光し光電変換する受光手順と、
前記受光手順で生成された電気信号から被試験光ファイバ１０の距離に対する前記戻り光の強度分布、及び前記可変光減衰器の前記減衰期間と減衰量から被試験光ファイバ１０の距離に対する減衰分布を取得し、前記強度分布と前記減衰分布とから前記可変光減衰器が光強度を減衰する前の、被試験光ファイバ１０の距離に対する前記戻り光の元強度分布を演算する演算処理手順と、
を行う。
【００２８】
特に、光パルス試験装置１０１は、
前記光パルス生成手順で生成した前記試験光パルスを任意のモードで被試験光ファイバ１０に入射し、かつ被試験光ファイバ１０からの戻り光を基本モード及び第１高次モードの成分に分離するモード合分波手順をさらに行い、
前記光パルス生成手順では、前記試験光パルスを被試験光ファイバ１０のカットオフ波長より短い波長とし、
前記可変光減衰手順では、前記戻り光のモード成分毎に光強度を減衰し、
前記受光手順では、前記戻り光のモード成分毎に前記戻り光を受光し、
前記演算処理手順では、前記戻り光のモード成分毎に前記戻り光の元強度分布を演算することを特徴とする。
【００２９】
生成部Ａは、光源１１、パルス発生器１２及び光強度変調器１３を有する。光源１１から出力される連続光は、パルス発生器１２の信号に従って光強度変調器１３でパルス化される。光強度変調器１３は、例えば音響光学素子をパルス駆動するようにした音響光学スイッチを備える、音響光学変調器である。本実施形態では、光源１１から出力される連続光の波長を、被試験光ファイバ１０が２モード動作する波長である場合を例にとって説明する。
【００３０】
モード合分波部Ｂは、光サーキュレータ１４及びモード合分波器１５を有する。光強度変調器１３で生成された試験光パルスは、光サーキュレータ１４を介してモード合分波器１５に入射される。モード合分波器１５は、例えば非特許文献１に記載されるような平面光波回路で構成された方向性結合器を備える、モード合分波器である。試験光パルスは、モード合分波器１５で任意のモードに変換されて被試験光ファイバ１０の一端に入射される。
【００３１】
例えば、ＬＰ０１モードで入射された試験光パルスが被試験光ファイバ１０を伝搬する際、レイリー散乱によって試験光パルスの一部は逆方向に伝搬するＬＰ０１モードおよびＬＰ１１モード（後方散乱光のＬＰ０１モードおよびＬＰ１１モード）に結合する。この戻り光（後方散乱光）は、モード合分波器１５に再入射される。このとき戻り光のＬＰ０１モードとＬＰ１１モードのモード成分はモード合分波器１５で分離される。
【００３２】
可変減衰部Ｅは、２つの可変光減衰器（２７、２８）を有する。モード合分波器１５で分離された戻り光の一方は光サーキュレータ１４を経由して可変光減衰器２７に、他方は直接可変光減衰器２８に達する。可変光減衰器（２７、２８）は、後述する任意信号発生器２６から出力される任意信号に従って戻り光を減衰させる。ここで、任意信号発生器２６とパルス発生器１２は、基準となる時間を一致させるために同期されており、可変光減衰器（２７、２８）は、前記任意信号に従って戻り光の任意の区間（時間）の光強度を減衰することができる。
【００３３】
受光部Ｃは、２つの光受信器（１６、１７）を有する。戻り光信号を可変光減衰器（２７、２８）で減衰された戻り光はそれぞれ光受信器（１６、１７）に入射され、光電変換される。ここで光受信器（１６、１７）は、例えば微弱光に対する出力特性が優れた直線性を示すアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）が用いられる。
【００３４】
演算処理部Ｄは、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器１９、信号処理回路２０及び演算処理回路２１を有する。光受信器（１６、１７）からの電気信号は、Ａ／Ｄ変換器１９でデジタルデータに変換される。前記デジタルデータは信号処理部２１に入力される。演算処理部２１は、可変光減衰器（２７、２８）における減衰量を取得する。例えば、演算処理部２１は、任意信号発生器２６から前記任意信号を受信し、この任意信号に基づいて前記デジタルデータの値を減衰量分補正し、減衰する前の戻り光の基本モードおよび高次モード成分に対する強度分布（元強度分布）を取得する。さらに、演算処理回路２１は、元強度分布における信号対雑音強度比を改善するために複数回加算平均処理を施し、平均化された戻り光の基本モードおよび高次モード成分に対する強度分布波形を取得する。
【００３５】
光パルス試験装置１０１の測定原理を図３を用いて説明する。
図３は、（ａ）任意信号発生器２６が出力する任意信号の波形、（ｂ）可変光減衰器（２７、２８）の損失値、（ｃ）減衰前の戻り光強度および光受信器（１６，１７）の出力の関係を概略的に示す図である。任意信号発生器２６の出力電圧（任意信号波形）を変化させることで、可変光減衰器（２７、２８）の減衰量（減衰波形ｇ（ｔ））を制御可能である。また、被試験光ファイバ１０からの戻り光の強度が光受信器（１６，１７）の飽和レベルを超える時間帯（ｔ１からｔ２）において、可変光減衰器（２７、２８）の減衰波形ｇ（ｔ）を大きくすることで、飽和のない受信波形Ｆ（ｔ）を取得することができる。
【００３６】
演算処理回路２１において、受信波形Ｆ（ｔ）に任意信号発生器２６が出力する任意信号に基づいて得た可変光減衰器（２７、２８）の減衰波形ｇ（ｔ）を加算することで、減衰前の戻り光波形ｆ（ｔ）を取得することができる。なお、可変光減衰器（２７、２８）の減衰波形ｇ（ｔ）と任意信号発生器２６が出力する任意信号との関係（任意信号の電圧に対する減衰量）は予め取得しておけばよい。
【００３７】
なお、制御部Ｆは、戻り光のモード成分毎に減衰時期と減衰量を指示してもよい。戻り光のモード成分毎に光強度が異なることもある。それぞれのモード成分の光強度に応じて減衰時期と減衰量を設定することで雑音に影響されずに正確な戻り光の強度分布を取得することができる。
【００３８】
また、可変光減衰器（２７，２８）のスイッチング時間を試験光のパルス幅およびＡ／Ｄ変換器１９のサンプリング時間より短い時間とする必要がある。スイッチング時間がパルス幅より長くなると、当該領域における正確な戻り光強度分布波形を取得できなくなり、被試験光ファイバ１０の異常箇所の特定ができなくなる。
【００３９】
さらに、制御部Ｆは、減衰期間中に減衰量が変化するように可変光減衰部Ｅに対して指示してもよい。図４は、（ａ）任意信号発生器２６が出力する任意信号の波形、（ｂ）可変光減衰器（２７、２８）の損失値、（ｃ）減衰前の戻り光強度および光受信器（１６，１７）の出力の関係を概略的に示す図である。制御部Ｆは、可変光減衰器（２７、２８）の減衰量が被試験光ファイバ１０の伝送損失と等しくなるように、任意信号発生器の出力電圧を制御することで、光受信器の出力をほぼ一定の値に保つことができる。光受信器（１６、１７）の出力をほぼ一定の値に保つことによって、Ａ／Ｄ変換器１９の分解能を最大限有効活用可能となる。
【００４０】
以上のように、光パルス試験器１０１は、被試験光ファイバ１０からの戻り光強度を可変光減衰器（２７、２８）で制御することで光受信器（１６、１７）の出力が飽和することを防止する。さらに減衰量を演算処理回路２１で補正することで本来の戻り光強度を取得することができる。これらの処理を戻り光の基本モードおよび高次モード成分に対して個別に実施することで、基本モードおよび高次モード成分に対する本来の戻り光強度を取得することができる。
【００４１】
（実施形態２）
本実施形態の光パルス試験装置１０２は、被試験光ファイバ１０でシングルモード動作する波長の試験光を用いて測定する構成である。図５は、光パルス試験装置１０２の構成例を説明するための図である。
【００４２】
光パルス試験装置１０２は、
被試験光ファイバ１０の一端に入射する試験光パルスを生成する光パルス生成部Ａと、
前記試験光パルスで被試験光ファイバ１０で発生し、被試験光ファイバ１０の一端に戻る戻り光のうち、任意期間の光強度を任意減衰量で減衰する可変光減衰部Ｅと、
可変光減衰部Ｅが前記戻り光の任意期間の光強度を減衰できるように、光パルス生成部Ａに対して試験光パルスを生成する時期と可変光減衰部Ｅに対して前記戻り光の光強度を減衰する減衰期間を指示する制御部Ｆと、
可変光減衰部Ｅが任意減衰量で減衰した前記戻り光を受光し光電変換する受光部Ｃと、
受光部Ｃが出力する電気信号から被試験光ファイバ１０の距離に対する前記戻り光の強度分布、及び可変光減衰部Ｅの前記減衰期間と減衰量から被試験光ファイバ１０の距離に対する減衰分布を取得し、前記強度分布と前記減衰分布とから可変光減衰部Ｅが光強度を減衰する前の、被試験光ファイバ１０の距離に対する前記戻り光の元強度分布を演算する演算処理部Ｄと、
を備える。
【００４３】
また、光パルス試験装置１０２は、
被試験光ファイバ１０の一端に入射する試験光パルスを生成する光パルス生成手順と、
前記試験光パルスで被試験光ファイバ１０で発生し、被試験光ファイバ１０の一端に戻る戻り光のうち、任意期間の光強度を任意減衰量で減衰する可変光減衰手順と、
前記戻り光の任意期間の光強度を減衰できるように、前記光パルス生成手順で試験光パルスを生成する時期と前記可変光減衰手順で前記戻り光の光強度を減衰する減衰期間を指示する制御手順と、
前記可変光減衰手順にて任意減衰量で減衰した前記戻り光を受光し光電変換する受光手順と、
前記受光手順で生成された電気信号から被試験光ファイバ１０の距離に対する前記戻り光の強度分布、及び前記可変光減衰器の前記減衰期間と減衰量から被試験光ファイバ１０の距離に対する減衰分布を取得し、前記強度分布と前記減衰分布とから前記可変光減衰器が光強度を減衰する前の、被試験光ファイバ１０の距離に対する前記戻り光の元強度分布を演算する演算処理手順と、
を行う。
【００４４】
光パルス試験装置１０２は、図２の光パルス試験装置１０１と比較して、戻り光をモード毎に分波する必要が無いので、モード合分波器１５を備えず、可変光減衰部Ｅと受光部Ｃがそれぞれ１台の可変光減衰器２７と光受信器１６だけを備える。
【００４５】
このため、光強度変調器１３で生成された試験光パルスは、光サーキュレータ１４を介して直接被試験光ファイバ１０に入射される。そして、試験光パルスが被試験光ファイバ１０を伝搬する際に発生した戻り光は、光サーキュレータ１４を経由して可変光減衰器１７に達する。
【００４６】
光パルス試験装置１０２は、図２の光パルス試験装置１０１と同様に減衰前の戻り光の強度分布を取得する。つまり、構成形態１と同様に、受信波形Ｆ（ｔ）に予め測定した可変光減衰器の減衰波形ｇ（ｔ）を加算することで、本来の戻り光波形ｆ（ｔ）を取得することができる。
【００４７】
（他の実施形態）
なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施可能である。要するにこの発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１０：被試験光ファイバ
１１：光源
１２：パルス発生器
１３：光強度変調器
１４：光サーキュレータ
１５：モード合分波器
１６、１７：光受信器
１９：Ａ／Ｄ変換器
２０：信号処理回路
２１：演算処理回路
２６：任意信号発生器
２７、２８：可変光減衰器
１０１、１０２：光パルス試験装置
【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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