(57)【要約】【課題】複数のシングルモード光ファイバを接続して構成された光ファイバ伝送路の任意区間におけるレーリ散乱αＲ、ＯＨ基吸収αＯＨおよび接続損失αＣの３つの各損失要因を高精度に評価することを可能とする方法を提供すること。【解決手段】複数のシングルモード光ファイバが接続されて構成されている光伝送路に０．９〜１．２μｍの波長範囲内にある１つの波長λｘを伝送させ、得られたＯＴＤＲ測定波形の傾きＴ（λｘ）と予め定められた補正係数Ｚ１とを用いてレーリ散乱係数ｋ１とレーリ散乱損失αＲ（λ）を算出する。また、１．２〜１．４μｍの波長範囲内にある２つの異なる波長λｙおよびλｚを伝送させ、得られたＯＴＤＲ測定波形の傾きＴ（λｙ）およびＴ（λｚ）ならびに予め定められた補正係数Ｚ２を用いてレーリ散乱係数ｋ１およびレーリ散乱損失αＲ（λ）ならびにＯＨ基吸収損失αＯＨ（λ）を算出する。【選択図】        図２
2004354104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のシングルモード光ファイバが接続されて構成されている光伝送路のレーリ散乱損失特性の評価方法であって、
０．９〜１．２μｍの波長範囲内にある１つの波長λｘを選択してＯＴＤＲ測定を実行する第１のステップと、
前記第１のステップにより得られたＯＴＤＲ測定波形の傾きＴ（λｘ）と予め定められた補正係数Ｚ１とを基に次式（ａ）によりレーリ散乱係数ｋ１を求め、次式（ｂ）によりレーリ散乱損失αＲ（λ）を算出する第２のステップと、
を備えていることを特徴とする光ファイバ伝送路の損失特性評価方法。
Ｔ（λｘ）−Ｚ１＝ｋ１／λｘ４  …（ａ）
αＲ（λ）＝ｋ１／λ４  …（ｂ）
【請求項２】
複数のシングルモード光ファイバが接続されて構成されている光伝送路のレーリ散乱損失特性およびＯＨ基吸収損失特性の評価方法であって、
１．２〜１．４μｍの波長範囲内にある２つの異なる波長λｙおよびλｚを選択して各々の波長の光を用いたＯＴＤＲ測定を実行する第１のステップと、
前記第１のステップにより得られたＯＴＤＲ測定波形の傾きＴ（λｙ）およびＴ（λｚ）ならびに予め定められた補正係数Ｚ２とを基に次式（ｃ）および（ｄ）を満足するレーリ散乱係数ｋ１およびレーリ散乱損失αＲ（λ）ならびにＯＨ基吸収損失αＯＨ（λ）を算出する第２のステップと、
を備えていることを特徴とする光ファイバ伝送路の損失特性評価方法。
2004354104.tif 000008
【請求項３】
複数のシングルモード光ファイバが接続されて構成されている光伝送路のレーリ散乱損失特性およびＯＨ基吸収損失特性の評価方法であって、
請求項１に記載の方法によりレーリ散乱係数ｋ１およびレーリ散乱損失αＲ（λ）を算出する第１のステップと、
１．２〜１．４μｍの波長範囲内にある１つの波長λｙを選択してＯＴＤＲ測定を実行する第２のステップと、
前記第２のステップにより得られたＯＴＤＲ測定波形の傾きＴ（λｙ）と予め定められた補正係数Ｚ２とを基に次式（ｃ）を満足するＯＨ基吸収損失αＯＨ（λ）を算出する第３のステップと、
を備えていることを特徴とする光ファイバ伝送路の損失特性評価方法。
2004354104.tif 000009
【請求項４】
少なくとも２本のシングルモード光ファイバ（ａおよびｂ）が接続されて構成されている光伝送路の接続損失特性の評価方法であって、
０．９〜１．４μｍの波長範囲内にある１つの波長λｘを選択し、前記光ファイバａ側からｂ側へのＯＴＤＲ測定を実行する第１のステップと、
前記第１のステップにより得られたＯＴＤＲ測定波形中に現れる２つの傾きＴａ（λｘ）およびＴｂ（λｘ）ならびに予め定められた補正係数Ｚ１を用いて次式（ａ１）および（ａ２）により前記光ファイバａおよびｂ各々のレーリ散乱係数ｋ１ａおよびｋ１ｂを算出する第２のステップと、
前記第２のステップで得られたレーリ散乱係数ｋ１ａおよびｋ１ｂから次式（ｅ）により後方散乱光変動量△Ｒを求める第３のステップと、
前記第１のステップにより得られたＯＴＤＲ測定波形中の段差Ｇと前記第３のステップで得られた後方散乱光変動量△Ｒとを用いて次式（ｆ）を満足する接続損失αＣ（λ）を求める第４のステップと、
を備えていることを特徴とする光ファイバ伝送路の損失特性評価方法。
Ｔａ（λｘ）−Ｚ１＝ｋ１ａ／λｘ４  …（ａ１）
Ｔｂ（λｘ）−Ｚ１＝ｋ１ｂ／λｘ４  …（ａ２）
ΔＲ＝１０・ｌｏｇ（ｋ１ａ／ｋ１ｂ）  …（ｅ）
Ｇ＝αＣ（λ）＋ΔＲ  …（ｆ）
【請求項５】
請求項２または３に記載の方法によりレーリ散乱係数ｋ１およびレーリ散乱損失αＲ（λ）ならびにＯＨ基吸収損失αＯＨ（λ）を決定するステップと、
請求項４に記載の方法により接続損失αＣ（λ）を決定するステップと、
を備えていることを特徴とする光ファイバ伝送路の損失特性評価方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光ファイバ伝送路の損失評価方法に関し、より詳細には、複数のシングルモード光ファイバを接続して構成された光ファイバ伝送路のレーリ散乱損失、ＯＨ基吸収損失および接続損失の各要因ごとの損失を簡便かつ高精度に評価することを可能とする方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、光ファイバは通信用の低損失な伝送媒体として広く使用されているが、光ファイバを用いて実際の光通信システムを設計するためには、伝送光信号波長における損失値を精度良く評価することが求められる。例えば、シングルモード光ファイバ中の広い波長帯域内にある複数の波長の光を伝送信号として用いる経済的な通信技術として知られるＣｏａｒｓｅ−ＷＤＭ（ＣＷＤＭ）などの波長多重光伝送システムを、中継系および加入者系光ファイバネットワークヘ導入するに際しては、その光ファイバ伝送路は複数の光ケーブルが比較的短い区間で接続されているため、任意の光ケーブル区間ごとの損失特性を高精度で把握することが重要になる。また、仮に特定の区間で損失の顕著な増大があるような場合に、その場所と原因（損失要因）とを特定することが可能になれば、光ケーブルの張り替えや再接続といった補修工事を効率的に行うことができるようになる。
【０００３】
なお、光ファイバ自体の主な損失要因はレーリ散乱損失αＲ、赤外吸収損失αＩＲ、ＯＨ基吸収損失αＯＨおよび構造不整損失αＩＭの４つに分類され、外的損失要因としては光ファイバの接続および光ファイバの曲げに起因する損失（接続損失αＣおよび曲げ損失αＢ）があり、布設された光ファイバケーブルの区間ごとの損失特性を評価する従来の方法としては、光パルス試験器（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ：ＯＴＤＲ）による方法がある。
【０００４】
【非特許文献１】
“Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｗｉｒｅ  ＆  Ｃａｂｌｅ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  １９９６”，  ｐｐ．６７９−６８８  （１９９６）．
【０００５】
【非特許文献２】
“光ファイバ技術２００のポイント”  電気通信協会、ｐｐ．２９２−２９３、（１９９０）．
【０００６】
【非特許文献３】
信学論Ｂ−Ｉ．，ｖｏｌ．Ｊ７８−Ｂ−Ｉ，ｎｏ．１２，ｐｐ．７２４−７３５，Ｄｅｃ．  （１９９５）．
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の損失特性評価方法には以下に説明するような問題があった。
【０００８】
図１は、ＯＴＤＲにより得られた後方散乱光の受光パワーと区間距離との関係を説明するための図で、このＯＴＤＲ測定波形において、光ファイバ区間での波形の傾きが光ファイバ自体の損失（ｄＢ／ｋｍ）を表し、接続点での波形の段差が接続点での接続損失および曲げ損失（ｄＢ）を表す。ＯＴＤＲによる測定では、通常は測定波長として１．３１μｍ、１．５５μｍ、１．６５μｍなどのうちの１つの波長が用いられるが、これらの波長における全損失には各損失要因に起因する損失が混在している。このため、ＯＴＤＲ測定波形の傾きから光ファイバ自体の全損失を見積もることは可能でも各損失要因ごとの損失を正確に分離することは困難であった。
【０００９】
また、ＯＴＤＲによってレーリ散乱損失を測定する際には、標準光ファイバを測定対象光ファイバに接続し、その両端側から損失測定を行う必要があり（非特許文献１参照）、さらに、レーリ散乱損失値の算出のためには光ファイバの構造パラメータを用いた複雑な計算も必要とされる。このため、実際に布設されており複数の接続点を有する光ファイバケーブルの損失測定にこのような方法を適用することは事実上不可能である。
【００１０】
さらに、接続損失を求める場合には、長波長の光を用いて測定すると接統点におけるＯＴＤＲ波形の段差に曲げ損失の影響が現れてしまう可能性があるため、１．３１μｍなどの短波長の光を用いて損失測定を実行する。この場合、ＯＴＤＲで観測される後方散乱光の強度が光ファイバ毎に異なるため、例えば非特許文献２に記載されているように、光ファイバの両側からの損失測定が必須となり、光ファイバの両側から測定して得られた２つのＯＴＤＲ波形の段差の平均値をとる必要が生じるという問題がある。
【００１１】
このように、従来の評価方法では、光伝送路の任意の光ファイバ区間において光ファイバ自体の損失を各損失要因ごとに評価することは、光ファイバ区間の片側から測定を行なうか両側から測定を行なうかに関わらず困難であることに加え、接続損失を評価する際には伝送路の両側からの測定を行うことが必須となって多大な労力を必要とするという問題があった。
【００１２】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、複数のシングルモード光ファイバを接続して構成された光ファイバ伝送路の任意の区間におけるレーリ散乱損失αＲ、赤外吸収損失αＩＲ、ＯＨ基吸収損失αＯＨおよび構造不整損失αＩＭの４つの要因ごとの損失を高精度に評価することを可能とする方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、複数のシングルモード光ファイバが接続されて構成されている光伝送路のレーリ散乱損失特性の評価方法であって、０．９〜１．２μｍの波長範囲内にある１つの波長λｘを選択してＯＴＤＲ測定を実行する第１のステップと、前記第１のステップにより得られたＯＴＤＲ測定波形の傾きＴ（λｘ）と予め定められた補正係数Ｚ１とを基に次式（ａ）によりレーリ散乱係数ｋ１を求め、次式（ｂ）によりレーリ散乱損失αＲ（λ）を算出する第２のステップと、を備えていることを特徴とする。
Ｔ（λｘ）−Ｚ１＝ｋ１／λｘ４  …（ａ）
αＲ（λ）＝ｋ１／λ４  …（ｂ）
【００１４】
請求項２に記載の発明は、複数のシングルモード光ファイバが接続されて構成されている光伝送路のレーリ散乱損失特性およびＯＨ基吸収損失特性の評価方法であって、１．２〜１．４μｍの波長範囲内にある２つの異なる波長λｙおよびλｚを選択して各々の波長の光を用いたＯＴＤＲ測定を実行する第１のステップと、前記第１のステップにより得られたＯＴＤＲ測定波形の傾きＴ（λｙ）およびＴ（λｚ）ならびに予め定められた補正係数Ｚ２とを基に次式（ｃ）および（ｄ）を満足するレーリ散乱係数ｋ１およびレーリ散乱損失αＲ（λ）ならびにＯＨ基吸収損失αＯＨ（λ）を算出する第２のステップと、を備えていることを特徴とする。
2004354104.tif 000003
【００１５】
請求項３に記載の発明は、複数のシングルモード光ファイバが接続されて構成されている光伝送路のレーリ散乱損失特性およびＯＨ基吸収損失特性の評価方法であって、請求項１に記載の方法によりレーリ散乱係数ｋ１およびレーリ散乱損失αＲ（λ）を算出する第１のステップと、１．２〜１．４μｍの波長範囲内にある１つの波長λｙを選択してＯＴＤＲ測定を実行する第２のステップと、前記第２のステップにより得られたＯＴＤＲ測定波形の傾きＴ（λｙ）と予め定められた補正係数Ｚ２とを基に次式（ｃ）を満足するＯＨ基吸収損失αＯＨ（λ）を算出する第３のステップと、を備えていることを特徴とする。
2004354104.tif 000004
【００１６】
請求項４に記載の発明は、少なくとも２本のシングルモード光ファイバ（ａおよびｂ）が接続されて構成されている光伝送路の接続損失特性の評価方法であって、０．９〜１．４μｍの波長範囲内にある１つの波長λｘを選択し、前記光ファイバａ側からｂ側へのＯＴＤＲ測定を実行する第１のステップと、前記第１のステップにより得られたＯＴＤＲ測定波形中に現れる２つの傾きＴａ（λｘ）およびＴｂ（λｘ）ならびに予め定められた補正係数Ｚ１を用いて次式（ａ１）および（ａ２）により前記光ファイバａおよびｂ各々のレーリ散乱係数ｋ１ａおよびｋ１ｂを算出する第２のステップと、前記第２のステップで得られたレーリ散乱係数ｋ１ａおよびｋ１ｂから次式（ｅ）により後方散乱光変動量△Ｒを求める第３のステップと、前記第１のステップにより得られたＯＴＤＲ測定波形中の段差Ｇと前記第３のステップで得られた後方散乱光変動量△Ｒとを用いて次式（ｆ）を満足する接続損失αＣ（λ）を求める第４のステップと、を備えていることを特徴とする。
Ｔａ（λｘ）−Ｚ１＝ｋ１ａ／λｘ４  …（ａ１）
Ｔｂ（λｘ）−Ｚ１＝ｋ１ｂ／λｘ４  …（ａ２）
ΔＲ＝１０・ｌｏｇ（ｋ１ａ／ｋ１ｂ）  …（ｅ）
Ｇ＝αＣ（λ）＋ΔＲ  …（ｆ）
【００１７】
請求項５に記載の発明は、光ファイバ伝送路の損失特性評価方法であって、請求項２または３に記載の方法によりレーリ散乱係数ｋ１およびレーリ散乱損失αＲ（λ）ならびにＯＨ基吸収損失αＯＨ（λ）を決定するステップと、請求項４に記載の方法により接続損失αＣ（λ）を決定するステップと、を備えていることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ここでは、複数の１．３ミクロン零分散シングルモード光ファイバ（ＳＭＦ）を接続して構成されている光伝送路に対する損失評価例を基に本発明を説明する。
【００１９】
損失評価を行なうに際しては、ＳＭＦの各損失要因の波長依存性を考慮した測定波長の決定を行なうことが必要となる。石英系のＳＭＦの光ファイバ固有の主損失要因としては、レーリ散乱損失αＲ、赤外吸収損失αＩＲ、構造不整損失αＩＭ、ＯＨ基不純物の吸収による損失αＯＨがあり、光ファイバの全損失αはこれらの損失の和として与えられ、これら各損失は近似的に以下の式（１）〜（５）により表現される。
αＲ（λ）＝ｋ１／λ４  …（１）
αＩＲ（λ）＝ｋ２ｅｘｐ（−ｋ３／λ）  …（２）
αＩＭ（λ）＝ｋ４  …（３）
αＯＨ（λ）＝ΣαＯＨｎ  （ｎ＝１〜４）  …（４）
αＯＨ１（λ）＝Ｐ１ｅｘｐ［−｛（１／λ−１／λ１）／σ１｝２］  （ｎ＝１）
αＯＨｎ（λ）＝Ｐｎ／［１＋｛（１／λ−１／λｎ）／σｎ｝２］  （ｎ＝２〜４）
α（λ）＝αＲ（λ）＋αＩＲ（λ）＋αＩＭ（λ）＋ｋ５αＯＨ（λ）  …（５）
【００２０】
従って、光ファイバの全損失αを与える式（５）には、ｋ１〜ｋ５、Ｐ１〜Ｐ４、λ１〜λ４およびσ１〜σ４の１７個の定数が含まれることとなり、全損失特性を推定するには上記１７個全ての定数を決定する必要がある。このため、複数の波長の光を用いて損失測定を行ない、得られた測定値にフィッティングを施してこれらの係数を決定して各損失要因を評価することとなる。
【００２１】
図２は、ボビン巻きにしたＳＭＦの損失波長特性を説明するための図で、この図には、式（５）に基づく計算により求めた損失曲線と、白丸により示した実測損失値を比較して示してある。また、損失曲線を光ファイバ自体の主損失要因であるレーリ散乱損失αＲ、赤外吸収損失αＩＲ、ＯＨ基吸収損失αＯＨおよび構造不整損失αＩＭの４つの各損失要因をパラメータとしてフィッティングして得られた各損失要因の波長依存性も示した。
【００２２】
この図より、ＳＭＦの損失測定値は式（５）により極めて高い精度で近似できることが読み取れる。各損失要因の波長依存性に着目すると、先ず、赤外吸収損失αＩＲ（λ）は１．５μｍよりも長波長側で急激に増加している。なお、ＳＭＦではマイクロベンドなどによる曲げ損失αＢ（λ）も１．５μｍ以上の波長領域で増加することが分っている。構造不整損失αＩＭ（λ）は波長に依存しない定数であるが、例えば非特許文献３に記載されているように、ＳＭＦでは０〜０．０３ｄＢ／ｋｍ程度の値である。式（１）のレーリ散乱損失αＲ（λ）に関する係数ｋ１はレーリ散乱係数と呼ばれ、αＲ（λ）は波長の４乗に反比例し、波長が長くなるに従ってなだらかに減衰している。ＯＨ基吸収損失αＯＨ（λ）は１．４μｍ近傍にピークをもつ波長依存性を有しており、この波長依存性曲線をフィッテイングした結果、式（４）中のＯＨ基吸収損失αＯＨ（λ）についての係数であるＰｎ、λｎおよびσｎは表１のように決定される。
【００２３】
【表１】
2004354104.tif 000005
【００２４】
これらの係数値はあくまでも一例ではあるが、コアガラスの組成がほぼ一定の場合にはガラス中のＯＨ基吸収特性の変化は無視できるので、表１に掲げた各係数の値をＳＭＦ全般に対する良好な近似値として用いることができる。
【００２５】
図２に示した各損失要因ごとの波長依存性の解析結果から、０．９〜１．２μｍ付近の波長範囲ではαＲ（λ）のみが支配的であり、１．２〜１．４μｍ付近の波長範囲ではαＲ（λ）とαＯＨ（λ）の２つの要因が支配的となることがわかる。
【００２６】
以下に、レーリ散乱損失αＲ（λ）が支配的となる０．９〜１．２μｍ付近の波長範囲から１つのＯＴＤＲ測定波長を選択する場合およびレーリ散乱損失αＲ（λ）およびＯＨ基吸収損失αＯＨ（λ）が支配的となる１．２〜１．４μｍ付近の波長範囲から２つのＯＴＤＲ測定波長を選択する場合に場合分けして、本発明の損失評価方法における各損失要因ごとの基本的評価手順について説明する。
【００２７】
先ず、レーリ散乱損失αＲ（λ）が支配的となる０．９〜１．２μｍ付近の波長範囲から１つのＯＴＤＲ測定波長を選択する場合は、上記波長範囲から選択したＯＴＤＲ測定波長をλｘとして次式（６）を仮定する。
Ｔ（λｘ）−Ｚ１＝αＲ（λｘ）＝ｋ１／λｘ４  …（６）
【００２８】
ここで、Ｔ（λｘ）はＯＴＤＲ測定波形の傾きであり、Ｚ１は構造不整損失などの寄与分を表す補正項で典型的なＳＭＦの場合では０．０１〜０．０２ｄＢ／ｋｍ程度の定数とすればよい。上式（６）より、実測により求めた測定波形の傾きＴ（λｘ）とλｘとからレーリ散乱係数ｋ１が得られ、式（１）にこのｋ１を代入してレーリ散乱損失αＲ（λ）が決定される。
【００２９】
Ｔ（λｘ）の測定に際しては、パルス幅や平均化回数等の測定パラメータを適切に設定し、最小二乗法等を用いて測定波形を解析すれば、光伝送路の片側からの測定のみによって、任意の光ファイバ区間に対してＴ（λｘ）を得ることができる。なお、より高精度な評価を行いたい場合には伝送路の両側から測定を行い、その平均値をＴ（λｘ）とすることも可能である。測定波長λｘとしては、例えば汎用レーザの発振波長である０．９８μｍや１．０６μｍを選択することができる。０．９〜１．２μｍ付近の波長では高次モードの影響がＯＴＤＲ波形に影響を与える可能性があるが、このような影響を回避するためには、ＯＴＤＲの入射端に半径数ｃｍ程度の適切な曲げを施したＳＭＦを接続することで高次モードの影響を除去するか、あるいは、ＳＭＦのカットオフ波長により近い１．２μｍ付近の波長を測定波長λｘとして選択すればよい。
【００３０】
ＳＭＦのｋ１の典型的な値は１．０ｄＢ／ｋｍ／μｍ４程度なので、波長λｘにおけるレーリ散乱損失αＲ（λｘ）は０．５〜０．８ｄＢ／ｋｍ程度の値をとる。一方、補正項Ｚ１による誤差は０．０１〜０．０２ｄＢ／ｋｍ程度なので、実用上十分な精度でαＲ（λｘ）を評価できることになる。
【００３１】
次に、レーリ散乱損失αＲ（λ）およびＯＨ基吸収損失αＯＨ（λ）が支配的となる１．２〜１．４μｍ付近の波長範囲から２つのＯＴＤＲ測定波長を選択する場合について説明する。この場合は上記波長範囲にある２つの波長λｙおよびλｚを測定波長として選択し、次式（７）および（８）を仮定する。
2004354104.tif 000006
【００３２】
ここで、Ｔ（λｙ）およびＴ（λｚ）は波長λｙおよびλｚでの各々のＯＴＤＲ測定波形の傾きであり、Ｚ２は構造不整損失やマイクロベンディングなどの寄与分を表す補正項で０．０１〜０．０４ｄＢ／ｋｍ程度の定数とすればよい。
【００３３】
αＯＨ（λｙ）とαＯＨ（λｚ）との関係は式（４）により与えられるから、例えば、λｙを１．３μｍ、λｚを１．３８μｍとすると、次式（９）が成立する。
【００３４】
αＯＨ（１．３８μｍ）＝４７．７αＯＨ（１．３１μｍ）  …（９）
従って、例えばＯＴＤＲ測定渡形から得られたＴ（λｙ）とＴ（λｚ）とがそれぞれ、Ｔ（λｙ）＝Ｔ（１．３１μｍ）＝０．３８０ｄＢ／ｋｍおよびＴ（λｚ）＝Ｔ（１．３８μｍ）＝１．５０ｄＢ／ｋｍのときにＺ２＝０．０２ｄＢ／ｋｍとして式（７）〜（９）を解くと、ｋ１＝０．９８５ｄＢ／ｋｍ／μｍ４となり、式（１）によりレーリ散乱損失αＲ（λ）を決定することができる。また、波長λｚにおけるＯＨ基吸収損失αＯＨ（λｚ）は１．２３ｄＢ／ｋｍとなり、式（４）と表１に示した係数値を用いてｋ５＝１．５４が得られＯＨ基吸収損失αＯＨ（λ）を決定することができる。なお、ＯＨ基吸収損失αＯＨ（λ）の評価精度を向上させるためには、２つの測定波長のうちの一方を可能な限りαＯＨ（λ）のピーク波長である１．３８３μｍに近づけることが好ましい。
【００３５】
これまではレーリ散乱損失αＲ（λ）が支配的となる０．９〜１．２μｍ付近の波長範囲から１つのＯＴＤＲ測定波長を選択する場合と、レーリ散乱損失αＲ（λ）およびＯＨ基吸収損失αＯＨ（λ）が支配的となる１．２〜１．４μｍ付近の波長範囲から２つのＯＴＤＲ測定波長を選択する場合と、に場合分けして、レーリ散乱損失αＲ（λ）または／およびＯＨ基吸収損失αＯＨ（λ）の評価手順を説明してきたが、これら２つの場合で用いた手順を組み合わせて用いることも可能である。具体的には、２つの測定波長のうちの一方をレーリ散乱損失αＲ（λ）のみが支配的となる０．９〜１．２μｍ付近の波長範囲から選択して式（６）に基づいて係数ｋ１を決定し、この係数ｋ１の値を式（８）に代入してこれら２つの測定波長に対応するＯＨ基吸収損失αＯＨ（λ）を決定するようにすることも可能である。
【００３６】
次に、接続損失αＣ（λ）の評価方法について説明する。一般に、後方散乱光の反射率Ｒは次式（１０）で与えられる。
2004354104.tif 000007
なお、Ｓは後方散乱光のコアヘの補集率、ＷはＯＴＤＲの測定パルス幅、ｖは光パルスの群速度である。
【００３７】
ここで、接続点で２本の光ファイバａと光ファイバｂとが接続されている光伝送路を仮定し、ＳＭＦでの曲げ損失αＢ（λ）を無視できる測定波長λおよびパルス幅Ｗの条件下で、光ファイバａ側または光ファイバｂ側の何れか一方からＯＴＤＲ測定する場合を想定する。後方散乱光のコアヘの補集率Ｓと光パルスの群速度ｖとは何れも光ファイバの屈折率分布に依存するので、光ファイバ特性の違いによる後方散乱光の変動要因となるのは、ＳとｖおよびαＲ（λ）である。後方散乱光の変動量を△Ｒ（ｄＢ）、光ファイバａと光ファイバｂとを接続した際のＯＴＤＲ波形の段差をＧ（ｄＢ）、実際の接続損失をαＣ（λ）（ｄＢ）とすると、次式（１１）〜（１３）が成立する。
Ｇａ→ｂ＝αＣ（λ）＋ΔＲ  …（１１）
Ｇｂ→ａ＝αＣ（λ）−ΔＲ  …（１２）
ΔＲ＝１０［ｌｏｇ（Ｓａ／Ｓｂ）＋ｌｏｇ（ｖａ／ｖｂ）＋ｌｏｇ（ｋ１ａ／ｋ１ｂ）］  …（１３）
なお、これらの式中の下付添字ａおよびｂは光ファイバａおよびｂに対応することを意味しており、Ｇａ→ｂは光ファイバａから光ファイバｂへの測定により得られるＯＴＤＲ波形の段差であり、Ｇｂ→ａは光ファイバｂから光ファイバａへの測定により得られるＯＴＤＲ波形の段差である。
【００３８】
図３は、ＯＴＤＲ測定による接続損失αＣ（λ）の決定方法を説明するための概念図で、この図に示すように、片側からのＯＴＤＲ測定によって接続損失αＣ（λ）の評価を行う場合には、通常は△Ｒの分だけ見積誤差を含んでいる。そこで、光ファイバａ側とｂ側の両方からもＯＴＤＲ測定を行い、Ｇａ→ｂとＧｂ→ａの平均値をとることで△Ｒをキャンセルさせて接続損失αＣ（λ）を正確に求めることも可能である。
【００３９】
しかしながら、光ケーブル区間長が数ｋｍにも渡るような場合には光ファイバの両側からＯＴＤＲ測定を実行することは作業が煩雑となり実用的ではない。そこで本例では、まず、既に説明した方法により片側からのＯＴＤＲ測定により接続された２本の光ファイバの各々の係数ｋ１を決定し、次に、これらの値を用いてαＣ（λ）の値を決定するという手順を採用する。
【００４０】
式（１３）においてレーリ散乱係数ｋ１はファイバの製造プロセスにも依存するので、ＳＭＦ同士であっても（ｋ１ａ／ｋ１ｂ）の値は１０％程度の変動幅をもち、これはｌｏｇ（ｋ１ａ／ｋ１ｂ）換算で約０．４ｄＢに相当する。一方、Ｓやｖは屈折率分布というファイバの基本構造に依存するパラメータなので、式（１３）中の第１項ｌｏｇ（Ｓａ／Ｓｂ）と第２項ｌｏｇ（ｖａ／ｖｂ）の絶対値は、第３項であるｌｏｇ（ｋ１ａ／ｋ１ｂ）と比較すると通常は無視できるほどの小さい値となる。従って、接続された２本のファイバの各々のｋ１を決定し、△Ｒを１０・１ｏｇ（ｋ１ａ／ｋ１ｂ）と近似した式（△Ｒ＝１０・１ｏｇ（ｋ１ａ／ｋ１ｂ））に代入することによって、接続損失αＣ（λ）を得ることができることになる。
【００４１】
すなわち、本発明による接続損失αＣ（λ）の評価においては、少なくとも２本のシングルモード光ファイバ（ａおよびｂ）が接続されて構成されている光伝送路において、先ず、０．９〜１．４μｍの波長範囲内にある１つの波長λｘを選択し、光ファイバａ側からｂ側へのＯＴＤＲ測定を実行して得られたＯＴＤＲ測定波形中に現れる２つの傾きＴａ（λｘ）およびＴｂ（λｘ）ならびに予め定められた補正係数Ｚ１を用いて次式（１４）および（１５）により光ファイバａおよびｂ各々のレーリ散乱係数ｋ１ａおよびｋ１ｂを算出する。そして、得られたレーリ散乱係数ｋ１ａおよびｋ１ｂを基に次式（１６）により後方散乱光変動量△Ｒを求め、最後に、ＯＴＤＲ測定波形中の段差Ｇと後方散乱光変動量△Ｒとを用いて次式（１７）を満足する接続損失αＣ（λ）を求める。
Ｔａ（λｘ）−Ｚ１＝ｋ１ａ／λｘ４  …（１４）
Ｔｂ（λｘ）−Ｚ１＝ｋ１ｂ／λｘ４  …（１５）
ΔＲ＝１０・ｌｏｇ（ｋ１ａ／ｋ１ｂ）  …（１６）
Ｇ＝αＣ（λ）＋ΔＲ  …（１７）
【００４２】
このような手順によれば、光伝送路の片側からのみのＯＴＤＲ測定方法により、規格値を超える異常損失が生じている接続点を発見するなどの実用的目的は十分に達成可能である。
【００４３】
これまで説明してきたレーリ散乱αＲ、ＯＨ基吸収αＯＨおよび接続損失αＣの３つの各損失要因に関する評価方法を評価目的に応じて組み合わせることとすれば、光伝送路の片側からのＯＴＤＲ測定のみにより、相互に接続された２本の光ファイバの損失特性を実用上充分な精度で評価することが可能となる。なお、光伝送路の両側からのＯＴＤＲ測定を実行することとすれば、さらにその評価精度を高めることが可能となることはいうまでもない。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数のシングルモード光ファイバが接続されて構成されている光伝送路に０．９〜１．２μｍの波長範囲内にある１つの波長λｘを伝送させ、得られたＯＴＤＲ測定波形の傾きＴ（λｘ）と予め定められた補正係数Ｚ１とを用いてレーリ散乱係数ｋ１とレーリ散乱損失αＲ（λ）を算出したり、１．２〜１．４μｍの波長範囲内にある２つの異なる波長λｙおよびλｚを伝送させ、得られたＯＴＤＲ測定波形の傾きＴ（λｙ）およびＴ（λｚ）ならびに予め定められた補正係数Ｚ２を用いてレーリ散乱係数ｋ１およびレーリ散乱損失αＲ（λ）ならびにＯＨ基吸収損失αＯＨ（λ）を算出したり、あるいは、１．０〜１．４μｍの波長範囲内にある１つの波長λｘを選択して互いに接続されている光ファイバａ側から光ファイバｂ側へのＯＴＤＲ測定により得られたＯＴＤＲ測定波形中に現れる２つの傾きＴａ（λｘ）およびＴｂ（λｘ）ならびに予め定められた補正係数Ｚ１を用いて光ファイバａおよびｂ各々のレーリ散乱係数ｋ１ａおよびｋ１ｂを算出し、これをもとに接続損失αＣ（λ）を求めることとした。
【００４５】
このような手法を採用することにより、複数のシングルモード光ファイバを接続して構成された光ファイバ伝送路の任意の区間におけるレーリ散乱αＲ、ＯＨ基吸収αＯＨおよび接続損失αＣの３つの各損失要因を片側からのＯＴＤＲ測定のみにより高精度に評価することを可能とする方法を提供することが可能となり、両側からのＯＴＤＲ測定を実行することによりさらにその精度を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＯＴＤＲにより得られた後方散乱光の受光パワーと区間距離との関係を説明するための図である。
【図２】シングルモード光ファイバの損失波長特性を説明するための図である。
【図３】ＯＴＤＲ測定による接続損失αＣ（λ）の決定方法を説明するための図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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