(57)【要約】      （修正有）【課題】光ファイバ経路内にイベントが発生した位置情報を取得することができ、検出光の伝送過程における減衰状況を把握して、光ファイバ経路品質を判断する根拠とすることができる光ファイバにおけるイベントの複合型測定装置を提供する。【解決手段】レーザモジュール２０が検出光を生成するとともに、光サーキュレータ３０を介して光ファイバ経路内に出力するように制御し、光検出器４０がパルス信号および周波数変調連続信号の光ファイバ経路内におけるフィードバック光成分を受光し、これを電気信号に変換する。周波数変調連続信号は合波器６１により光ファイバ経路内に入射された信号にビート周波数演算を行う。前記電気信号はさらに信号変換モジュール６０を介して、制御・演算モジュール７０が光ファイバ特性軌跡とイベント位置を含む複合波形を統合するに供される。【選択図】図１
0003179003.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
周期性を持つパルス信号を含むパルス検出光および周期性を持つ周波数変調連続信号を含む周波数変調連続信号検出光をそれぞれ生成するレーザモジュールと、
第１の接続ポートが前記レーザモジュールに接続されて前記パルス検出光および前記周波数変調連続信号検出光を受光し、第２の接続ポートが前記パルス検出光および前記周波数変調連続信号検出光を対外的に光ファイバ経路に出射するとともにフィードバック信号を受信する光サーキュレータと、
前記光サーキュレータの第３の接続ポートに配設されて、光サーキュレータを介して前記パルス信号および前記周波数変調連続信号の光ファイバ経路内におけるフィードバック光成分を受光するとともに、これを電気信号に変換する光検出器と、
前記光検出器に電気的に接続され、パルス検出光のフィードバックされた電気信号を増幅するとともにディジタル信号に変換するためのパルス信号変換モジュールと、
前記光検出器およびレーザモジュールに電気的に接続されており、元のおよびフィードバックされた周波数変調連続信号を混合した後、ビート周波数演算を実行してさらに増幅してディジタル信号に変換する周波数変調連続信号変換モジュールと、
前記レーザモジュール、前記光検出器、前記パルス信号変換モジュールおよび前記周波数変調連続信号変換モジュールに電気的に接続されており、前記レーザモジュールがパルス検出光および周波数変調連続信号検出光を交互に出力するとともに、このフィードバック信号に基づいて、光ファイバ特性軌跡とイベント位置の複合波形を含む複合的な結果信号として統合するよう制御する制御・演算モジュールと、を備えた、ことを特徴とする光ファイバにおけるイベントの複合型測定装置。
【請求項２】
前記パルス信号変換モジュールは、
前記光検出器に電気的に接続されることで、前記光検出器が変換した電気信号の強度を増幅するアンプと、
前記アンプに電気的に接続されることで、アナログ電気信号をディジタル信号に変換した後に制御・演算モジュールに送信するＡ／Ｄコンバータと、を備えた、ことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバにおけるイベントの複合型測定装置。
【請求項３】
前記周波数変調連続信号変換モジュールは、
前記周波数変調連続信号発生器および前記光検出器に電気的に接続されており、元のおよびフィードバックされた周波数変調連続信号を混合するとともに、ビート周波数演算を実行して比較結果を得る合波器と、
前記アンプに電気的に接続されることで、アナログ電気信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータと、
前記Ａ／Ｄコンバータに電気的に接続されており、ディジタル信号にスペクトル変換を実行した後に、制御・演算モジュールに送信するスペクトルコンバータと、を備えた、ことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバにおけるイベントの複合型測定装置。
【請求項４】
前記スペクトルコンバータが高速フーリエ変換を実行するスペクトルコンバータである、ことを特徴とする請求項３に記載の光ファイバにおけるイベントの複合型測定装置。
【請求項５】
前記レーザモジュールは、
検出光を生成するレーザ出射器と、
周期性を持つとともに、コンディショナを経由して、パルス検出光となるよう検出光と調和されるパルス信号を生成するパルス信号発生器と、
周期性を持つとともに、コンディショナを経由して、周波数変調連続信号検出光となるよう検出光と調和される周波数変調連続信号を生成する周波数変調連続信号発生器と、を備えた、ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の光ファイバにおけるイベントの複合型測定装置。
【請求項６】
前記周波数変調連続信号変換モジュールは、
前記周波数変調連続信号発生器および前記光検出器に電気的に接続されており、元のおよび反射した周波数変調連続信号を混合するとともに、ビート周波数演算を実行して比較結果を得る合波器と、
前記合波器に電気的に接続されることで、前記比較結果の信号強度を増幅するアンプと、
前記アンプに電気的に接続されることで、アナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータと、
前記Ａ／Ｄコンバータに電気的に接続されており、ディジタル信号にスペクトル変換を実行した後に、制御・演算モジュールに送信するスペクトルコンバータと、を備えており、
前記レーザモジュールは、
検出光を生成するレーザ出射器と、
周期性を持つとともに、コンディショナを経由して、パルス検出光となるよう検出光と調和されるパルス信号を生成するパルス信号発生器と、
周期性を持つとともに、コンディショナを経由して、周波数変調連続信号検出光となるよう検出光と調和される周波数変調連続信号を生成する周波数変調連続信号発生器と、を備えた、ことを特徴とする請求項２に記載の光ファイバにおけるイベントの複合型測定装置。
【請求項７】
前記スペクトルコンバータが高速フーリエ変換を実行するスペクトルコンバータである、ことを特徴とする請求項６に記載の光ファイバにおけるイベントの複合型測定装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は光ファイバにおけるイベントの測定装置であって、特に光ファイバにおけるイベントの複合型測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に光ファイバの伝送品質を測定するにおいては、周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）装置というものがある。図６を参照されたい。この技術で使用される装置はレーザ出射器８０と、周波数変調連続信号発生器８１と、光サーキュレータ８２と、光検出器８３と、信号混合変換モジュール８４と、制御・演算モジュール８５とを備えている。
【０００３】
前記レーザ出射器８０は検出光を出射可能であって、前記周波数変調連続信号発生器８１は周期性を持つ変調信号を生成可能であって、前記周波数変調信号と検出光とを調和させた後、光サーキュレータ８２を経由して、対外的に光ファイバ経路８６に出力する。周波数変調連続信号が光ファイバ経路８６内で伝送するとき、もし連続していない面にぶつかると、周波数変調連続信号は光ファイバ経路内で反射する。
【０００４】
前記光検出器８３は反射した周波数変調連続信号の光成分を受光するとともに、これを電気信号に変換することができる。
【０００５】
前記合波器８４は前記周波数変調連続信号発生器８１および光検出器８３に電気的に接続されており、合波器８４１と、アンプ８４２と、Ａ／Ｄコンバータ８４３と、スペクトルコンバータ８４４とを備えている。前記合波器８４１は周波数変調連続信号発生器８１により生成された元の周波数変調連続信号、および光ファイバ経路８６内で反射した周波数変調連続信号を混合するとともに演算比較するためのものであって、その混合した波形は図７を参照されたい。前記合波器８４１は二つの周波数変調連続信号の間に形成されたビート周波数９２を演算比較して比較結果を得る。前記アンプ８４２は比較結果の信号強度を増幅するためのものであり、前記Ａ／Ｄコンバータ８４３はこの信号をディジタル信号に変換して、そしてスペクトルコンバータ８４４でディジタル信号を高速でフーリエ変換（ＦＦＴ）することで、反射周波数が得られ、前記制御・演算モジュール８５は演算を行うことで反射点の位置を算出し、ひいては図８に示すようなイベント位置波形図が得られる。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
確かにイベントの位置波形図に基づいて、検出光が光ファイバ経路内でイベントが発生した的確な位置、例えばＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの四ヶ所でイベントが発生したことを効果的に検出することはできるものの、検出光信号は伝送過程において減衰することから、イベント位置波形のみでは信号の減衰状況を把握することはできず、光ファイバ経路の品質の評価において完全ではなかった。
【０００７】
よって本考案の目的は、光ファイバ経路内にイベントが発生した位置情報を取得することができるばかりでなく、検出光の伝送過程における減衰状況を把握して、光ファイバ経路品質を判断する参考の根拠とすることができる光ファイバにおけるイベントの複合型測定装置を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本考案で採用する技術的手段は前記光ファイバにおけるイベントの複合型測定装置は以下の構成となる。
【０００９】
周期性を持つパルス信号を含むパルス検出光および周期性を持つ周波数変調連続信号を含む周波数変調連続信号検出光をそれぞれ生成するレーザモジュールと、
第１の接続ポートが前記レーザモジュールに接続されて前記パルス検出光および前記周波数変調連続信号検出光を受光し、第２の接続ポートが前記パルス検出光および前記周波数変調連続信号検出光を対外的に光ファイバ経路に出射するとともにフィードバック信号を受信する光サーキュレータと、
前記光サーキュレータの第３の接続ポートに配設されて、光サーキュレータを介して前記パルス信号および前記周波数変調連続信号の光ファイバ経路内におけるフィードバック光成分を受光するとともに、これを電気信号に変換する光検出器と、
前記光検出器に電気的に接続され、パルス検出光のフィードバックされた電気信号を増幅するとともにディジタル信号に変換するためのパルス信号変換モジュールと、
前記光検出器およびレーザモジュールに電気的に接続されており、元のおよびフィードバックされた周波数変調連続信号を混合した後、ビート周波数演算を実行してさらに増幅してディジタル信号に変換する周波数変調連続信号変換モジュールと、
前記レーザモジュール、前記光検出器、前記パルス信号変換モジュールおよび前記周波数変調連続信号変換モジュールに電気的に接続されており、前記レーザモジュールがパルス検出光および周波数変調連続信号検出光を交互に出力するとともに、このフィードバック信号に基づいて、光ファイバ特性軌跡とイベント位置の複合波形を含む複合的な結果信号として統合するよう制御する制御・演算モジュールと、を備えている。
【考案の効果】
【００１０】
本考案の測定装置によれば、複合波形中の光ファイバ特性軌跡波形から光ファイバ経路の線路損失を把握すると同時に、イベント位置波形によりイベントの発生位置を把握するとともに、イベントの反射に関する情報を取得することで、ブラインドエリアをなくし、作業者が光ファイバ経路を効率的に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本考案の好ましい実施例における回路ブロック概略図。
【図２】光ファイバネットワークシステムの概略図。
【図３】光ファイバ特性軌跡の波形概略図。
【図４】イベント位置波形の概略図。
【図５】光ファイバ特性軌跡とイベント位置波形とを統合した概略図。
【図６】周波数変調連続波装置。
【図７】元のおよびフィードバックされた周波数変調連続信号にビート周波数の概略図。
【図８】イベント位置波形の概略図。
【考案を実施するための形態】
【００１２】
図１を参照されたい。これは本考案の好ましい実施例であって、この好ましい実施例はレーザモジュール２０と、光サーキュレータ３０と、光検出器４０と、パルス信号変換モジュール５０と、周波数変調連続信号変換モジュール６０と、制御・演算モジュール７０とを備えている。
【００１３】
前記レーザモジュール２０はレーザ出射器２１と、パルス信号発生器２２と、周波数変調連続信号発生器２３とを備えており、前記レーザ出射器２１は検出光を生成し、前記パルス信号発生器２２は周期性を持つとともに、コンディショナを経由して、検出信号としてのパルス検出光となるよう検出光と調和されるパルス（ｐｕｌｓｅ）信号を生成する。前記周波数変調連続信号発生器２３は周期性を持つとともに、コンディショナを経由して、検出信号としての周波数変調連続信号検出光となるよう検出光と調和される直線状の周波数変調連続信号を生成する。
【００１４】
前記光サーキュレータ３０は上記した検出光の伝送経路内に配設されており、光サーキュレータ３０は第１の接続ポートと、第２の接続ポートと、第３の接続ポートとを備えており、前記第１の接続ポートは前記レーザモジュール２０に接続されて前記パルス検出光および前記周波数変調連続信号検出光を受光し、前記第２の接続ポートは上記した検出光および前記周波数変調連続信号検出光を対外的に光ファイバ経路３１に出力する。パルス検出光が光ファイバ経路内を伝送するとき、大部分のパルス信号の光成分は光ファイバに沿って前進伝送しつつも、一部のフィードバック光成分は光出射側に向かって、つまりレーザモジュール２０に向かって後方に拡散伝搬する。また、周波数変調連続信号検出光が光ファイバ経路内を伝送するとき、もし連続していない面にぶつかると、周波数変調連続信号に光出射側に向けて反射するフィードバック光成分が発生し、前記第２の接続ポートは前記パルス検出光および前記周波数変調連続信号検出光のフィードバック信号を受信する。
【００１５】
前記光検出器４０は前記光サーキュレータ３０の第２の接続ポートに配設されており、前記光サーキュレータ３０を介してパルス検出光および周波数変調連続信号検出光が光ファイバ経路内でフィードバックした光成分を受光し、前記光検出器４０はこれら光成分を電気信号にそれぞれ変換することができる。
【００１６】
前記パルス信号変換モジュール５０は、パルス信号の後方に伝搬する光成分の電気信号を増幅するとともに、これをディジタル信号に変換するために前記光検出器４０に電気的に接続されている。本好ましい実施例において、前記パルス信号変換モジュール５０はアンプ５１とＡ／Ｄコンバータ５２とを備えており、前記アンプ５１は前記光検出器４０に電気的に接続されることで、前記光検出器４０が変換した電気信号の強度を増幅する。前記Ａ／Ｄコンバータ５２はアンプ５１に電気的に接続されることで、増幅後のアナログ電気信号をディジタル信号に変換した後に制御・演算モジュール７０に送信する。
【００１７】
前記周波数変調連続信号変換モジュール６０は前記光検出器４０およびレーザモジュール２０の周波数変調連続信号発生器２３に電気的に接続されており、元の周波数変調連続信号およびフィードバックした周波数変調連続信号に対しての混合およびビート周波数演算の実行を担っており、このうち元の周波数変調連続信号とは周波数変調連続信号が光ファイバ経路に入射する前の周波数変調連続信号のことである。そして混合した後、これを増幅するとともにディジタル信号に変換する。
【００１８】
本好ましい実施例において、前記周波数変調連続信号変換モジュール６０は合波器６１と、アンプ６２と、Ａ／Ｄコンバータ６３と、スペクトルコンバータ６４とを備えており、前記合波器６１は前記周波数変調連続信号発生器２３および光検出器４０に電気的に接続されており、まず反射した周波数変調連続信号はバンドパスフィルタを介して所望の信号がフィルタリングされた後、元の周波数変調連続信号と混合し、さらにビート周波数の演算を行った後に比較結果を得る。前記アンプ６２は前記合波器６１に電気的に接続されることで、比較結果のビート周波数の信号強度を増幅する。前記Ａ／Ｄコンバータ６３はアンプ６２に電気的に接続されることで、比較結果のアナログ電気信号をディジタル信号に変換する。前記スペクトルコンバータ６４は前記Ａ／Ｄコンバータ６３に電気的に接続されており、比較結果のディジタル信号にスペクトル変換を実行した後、制御・演算モジュール７０に送信するものであって、本好ましい実施例では高速フーリエ変換（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ、ＦＦＴ）を実行するものである。
【００１９】
前記制御・演算モジュール７０は前記レーザモジュール２０、前記光検出器４０、前記パルス信号変換モジュール５０および周波数変調連続信号変換モジュール６０に電気的に接続されており、前記制御・演算モジュール７０は前記レーザモジュール２０がパルス検出光および周波数変調連続信号検出光を交互に出力するとともに、両者の戻ってきた信号を複合的な結果信号として統合するように制御する。
【００２０】
図２を参照されたい。これは本考案の光ファイバネットワークシステムの概略図であって、分波器１３は出力信号１２０および検出信号１２１にそれぞれ接続されており、このうち出力信号１２０は光ファイバネットワークシステム中における既存の光信号のことであり、検出信号１２１は本考案におけるパルス検出光および周波数変調連続信号検出光である。分波器１３は出力信号１２０と検出信号１２１とを調和させた後光ファイバ経路１０内に導入するものであって、仮にＡ地点からＤ地点までの間に複数セグメントの光ファイバ経路１０が設けられているとすると、このうち光ファイバ経路１０はジャンパ線１１により接続することができる。
【００２１】
前記制御・演算モジュール７０が前記レーザ発射器２１を前記パルス信号発生器２２に切換えるよう制御したとき、レーザ発射器２１がパルス検出光を生成するとともに、同時に光検出器４０をパルス信号変換モジュール５０への接続に切換えるよう制御する。パルス検出光が光ファイバ内を伝送するとき、パルス信号は光ファイバの密度および材質の不均一により後方に拡散し、パルスの後方に拡散した光成分は光サーキュレータ３０、光検出器４０およびパルス信号変換モジュール５０を経由した後、生成されたディジタル信号は制御・演算モジュール７０により受信されるものであるが、ディジタル信号は上記したパルス検出光が後方に拡散した光成分に基づき増幅および信号変換して得られるものであるため、前記制御・演算モジュール７０はパルス信号が後方に拡散した光成分の強度およびパルス信号の周期に基づいて、図３に示すように、光ファイバ特性軌跡波形を得る。前記光ファイバ特性軌跡波形はつまりパルス検出光の光ファイバ経路内における伝送強度と伝送距離との関係を表しており、波形からはパルス信号の光ファイバ経路内における損失を判断することができる。
【００２２】
前記制御・演算モジュール７０が前記レーザ発射器２１を前記周波数変調連続信号発生器２３に切換えるよう制御したとき、レーザ発射器２１は周波数変調連続信号検出光を生成するとともに、同時に光検出器４０を周波数変調連続信号変換モジュール６０へと切換えるよう制御する。周波数変調連続信号検出光が光ファイバ内を伝送するとき、周波数変調連続信号は光ファイバ内における連続していない面により後方に反射され、周波数変調連続信号の後方に反射した光成分は光サーキュレータ３０、光検出器４０および周波数変調連続信号変換モジュール６０を経由した後、生成されたディジタル信号は制御・演算モジュール７０により受信されるものであるが、このうち前記合波器６１により元のおよび反射された周波数変調連続信号を混合するとともに、ビート周波数演算を実行して比較結果を得るものであり、比較結果は増幅および信号変換された後に制御・演算モジュール７０に送信されることで、制御・演算モジュール７０では比較結果に基づいて反射周波数を得ることができ、さらに反射周波数に基づいて反射点の位置を算出し、ひいては図４に示すようなイベント位置波形を得る。この図からはイベントが発生した位置を正確に判断することができる。
【００２３】
最後に、前記制御・演算モジュール７０は前記光ファイバ特性軌跡波形と前記イベント位置波形とを統合することで、図３に示すように、光ファイバ特性軌跡とイベント位置を同時に含む複合波形を形成する。前記波形にはパルス信号の光ファイバ経路内における伝送強度の減衰状況以外に、単一の光ファイバ特性軌跡波形ではイベント位置にブラインドエリア５３が存在することからイベントが発生した具体的な位置を正確に把握することはできないが、本考案では、図５に示すように、光ファイバ特性軌跡にてイベント位置波形も同時に表示でき、すでにイベント位置を正確に把握しているため、ブラインドエリアをなくすことができる。また波形図からは、例えば接線箇所の断線の有無といった光ファイバ経路における接線状態も把握できる。上記をまとめるに、本考案では、作業者が光ファイバ経路のイベントの地点および減衰状況を効率的に判断することができる。
【符号の説明】
【００２４】
１０光ファイバ経路
１１ジャンパ線
１３分波器
２０レーザモジュール
２１レーザ出射器
２２パルス信号発生器
２３周波数変調連続信号発生器
３０光サーキュレータ
３１光ファイバ経路
４０光検出器
５０パルス信号変換モジュール
５１アンプ
５２Ａ／Ｄコンバータ
５３ブラインドエリア
６０周波数変調連続信号変換モジュール
６１合波器
６２アンプ
６３Ａ／Ｄコンバータ
６４スペクトルコンバータ
７０制御・演算モジュール
１２０出力信号
１２１検出信号
従来技術
８０レーザ出射器
８１周波数変調連続信号発生器
８２光サーキュレータ
８３光検出器
８４信号混合変換モジュール
８５制御・演算モジュール
８６光ファイバ経路
８４１合波器
８４２アンプ
８４３Ａ／Ｄコンバータ
８４４スペクトルコンバータ
【図１】
0003179003.tif 000003
【図２】
0003179003.tif 000004
【図３】
0003179003.tif 000005
【図４】
0003179003.tif 000006
【図５】
0003179003.tif 000007
【図６】
0003179003.tif 000008
【図７】
0003179003.tif 000009
【図８】
0003179003.tif 000010