(57)【要約】【課題】光ファイバの光損失の波長特性を容易かつ短時間で評価可能な技術を提供する。【解決手段】光源２１〜２ｎは、遅延器４１，４２，・・・により互いに異なる波長を有する複数の光パルスを、異なるタイミングで発生させる。それら複数の光パルスは波長多重器５により波長多重されて光ファイバ１に入射される。信号処理部８は、戻り光パルスＢｎ〜Ｂ１を受信した受信器６からの信号をタイムスロットで分離して、光ファイバの対象区間における波長ごとの光損失を算出する。さらに信号処理部８は、その波長特性を、基準曲線（光損失の基準スペクトル）を用いて補間することによって光損失の波長スペクトルを推定する。【選択図】図１
2012189502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる波長を有する複数の光パルスをそれぞれ発生させる複数の光源と、
前記複数の光源が前記複数の光パルスをそれぞれ発生させるタイミングを互いに異ならせるタイミング調整部と、
前記複数の光源からそれぞれ発せられた前記複数の光パルスを波長多重することにより、光ファイバに入射される入射光パルスを生成する波長多重器と、
前記入射光パルスが前記光ファイバを伝搬するときに前記入射光パルスに含まれる前記複数の光パルスからそれぞれ発生する複数の戻り光パルスを順次受信して、複数の戻り光パルスにそれぞれ対応する複数の受信信号を順次出力する受信器と、
前記複数の受信信号を順次受信して、前記光ファイバの光損失の波長特性を算出する信号処理部とを備え、
前記信号処理部は、前記複数の受信信号の各々を受信するタイミングに基づいて前記複数の受信信号の各々を前記複数の光パルスのうちのいずれかの波長に一意に対応付けて、前記複数の受信信号の各々の強度と当該受信信号に対応付けられた波長とに基づいて、前記波長特性を算出する、光ファイバの評価装置。
【請求項２】
前記信号処理部は、前記光損失の波長特性に関する基準曲線を予め記憶して、前記基準曲線を用いて、前記複数の受信信号に基づいて算出された前記光損失を補間する、請求項１に記載の光ファイバの評価装置。
【請求項３】
前記信号処理部は、前記複数の受信信号の各々に含まれる、前記光ファイバの遠端における光パルスのフレネル反射成分を検出したときに、トリガ信号を発生させ、
前記タイミング調整部は、前記トリガ信号に応じて、光パルスを発生させる指示を前記複数の光源に順次出力する、請求項２に記載の光ファイバの評価装置。
【請求項４】
前記複数の光パルスの波長は、１．２４μｍ、１．３１μｍ、１．３８μｍ、１．５５μｍ、１．６２５μｍ、１．６５μｍを含む、請求項３に記載の光ファイバの評価装置。
【請求項５】
互いに異なる波長を有する複数の光パルスをそれぞれ発生させる複数の光源から、互いに異なるタイミングで、前記複数の光パルスをそれぞれ発生させるステップと、
前記複数の光源からそれぞれ発せられた前記複数の光パルスを波長多重することにより、光ファイバに入射される入射光パルスを生成するステップと、
前記入射光パルスが前記光ファイバを伝搬するときに前記入射光パルスに含まれる前記複数の光パルスからそれぞれ発生する複数の戻り光パルスを受信器に受信させて、それにより、前記複数の戻り光パルスにそれぞれ対応する複数の受信信号を生成するステップと、
複数の受信信号が発生するタイミングに基づいて、前記複数の受信信号の各々を前記複数の光パルスのうちのいずれかの波長に一意に対応付けて、前記複数の受信信号の各々の強度と当該受信信号に対応付けられた波長とに基づいて、前記光ファイバの光損失の波長特性を算出するステップとを備える、光ファイバの評価方法。
【請求項６】
前記波長特性を算出するステップは、
前記光損失の波長特性に関する、予め準備された基準曲線を用いて、前記複数の受信信号に基づいて算出された前記光損失を補間するステップを含む、請求項５に記載の光ファイバの評価方法。
【請求項７】
前記複数の光パルスをそれぞれ発生させるステップは、
前記複数の受信信号の各々に含まれる、前記光ファイバの遠端における光パルスのフレネル反射成分が検出されることによって、光パルスを発生させるように前記複数の光源に順次指示するステップを含む、請求項６に記載の光ファイバの評価方法。
【請求項８】
前記複数の光パルスの波長は、１．２４μｍ、１．３１μｍ、１．３８μｍ、１．５５μｍ、１．６２５μｍ、１．６５μｍを含む、請求項７に記載の光ファイバの評価方法。
【請求項９】
互いに異なる波長を有する複数の光パルスをそれぞれ発生させる複数の光源と、
前記複数の光源が前記複数の光パルスをそれぞれ発生させるタイミングを互いに等しくするタイミング調整部と、
前記複数の光源からそれぞれ発せられた前記複数の光パルスを波長多重して、光ファイバに入射される入射光パルスを生成する波長多重器と、
前記入射光パルスが前記光ファイバを伝搬するときに前記入射光パルスに含まれる前記複数の光パルスからそれぞれ発生する複数の戻り光パルスを波長の違いによって分離する波長分離器と、
前記複数の戻り光パルスに対応してそれぞれ設けられて、各々が対応する戻り光パルスを受信して、受信信号を出力する複数の受信器と、
前記複数の受信器からそれぞれ出力された複数の受信信号を受信して、前記光ファイバの光損失の波長特性を算出する信号処理部とを備え、
前記信号処理部は、前記複数の受信信号の各々を前記複数の光パルスのいずれかの波長に一意に対応付けて、前記複数の受信信号の各々の強度と当該受信信号に対応付けられた波長とに基づいて、前記波長特性を算出する、光ファイバの評価装置。
【請求項１０】
互いに異なる波長を有する複数の光パルスをそれぞれ発生させる複数の光源から、同じタイミングで前記複数の光パルスをそれぞれ発生させるステップと、
前記複数の光源からそれぞれ発せられた前記複数の光パルスを波長多重することにより、光ファイバに入射される入射光パルスを生成するステップと、
前記入射光パルスが前記光ファイバを伝搬するときに前記入射光パルスに含まれる前記複数の光パルスからそれぞれ発生する複数の戻り光パルスを波長の違いに応じて分離するステップと、
前記複数の戻り光パルスに対応してそれぞれ設けられた複数の受信器に前記複数の戻り光パルスをそれぞれ受信させ、それにより、前記複数の受信器から複数の受信信号をそれぞれ出力させるステップと、
前記複数の受信信号の各々を前記複数の光パルスのうちのいずれかの波長に一意に対応付けて、前記複数の受信信号の各々の強度と当該受信信号に対応付けられた波長とに基づいて、前記光ファイバの光損失の波長特性を算出するステップとを備える、光ファイバの評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光ファイバの評価装置および評価方法に関し、特に波長の異なる複数のパルス光を用いて光ファイバの状態を評価するための装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＯＴＤＲ（Optical Time Domain Reflectometer）を用いて光ファイバの伝送損失を測定する技術がこれまでに提案されている。
【０００３】
たとえば特開２００４−３５４０７７号公報（特許文献１）には、複数のＯＴＤＲを用いた光ファイバの損失測定方法が開示される。この方法では、光ファイバの一端に、合分波器を介して異なる波長帯の検査光が入射され、その合分波器に戻った検査光が複数のＯＴＤＲで受信される。これにより波長帯ごとの光ファイバの損失が測定される。
【０００４】
また、特開２００７−１９２８３７号公報（特許文献２）には、水素ガスによる伝送損失が異なる、少なくとも２波長の光を光ファイバに入射して、長尺構造物での水素ガスの発生個所を特定する方法が開示されている。
【０００５】
また、特開２００４−３５４１０４号公報（特許文献３）には、複数の波長の光を光ファイバに入射することによって、光ファイバ伝送路の任意区間におけるレーリ散乱、ＯＨ基吸収および接続損失の３つの各損失要因の評価を可能にする方法を開示されている。
【０００６】
また、特開平５−２８１０８７号公報（特許文献４）には、水分のＯＨ基による損失が相対的に大きい１．３８μｍ近傍の光と、光ファイバの曲げによる損失が相対的に大きい１．６５μｍの光とを同時に用いることで光ファイバの損失の原因を探知する方法を開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−３５４０７７号公報
【特許文献２】特開２００７−１９２８３７号公報
【特許文献３】特開２００４−３５４１０４号公報
【特許文献４】特開平５−２８１０８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特開２００４−３５４０７７号公報（特許文献１）に開示の方法では、複数のＯＴＤＲを必要とする。このため評価装置の全体の構成が複雑化する。さらに、測定結果の精度を高くするためには、各ＯＴＤＲを校正する必要がある。このため光ファイバの評価を容易に実行できないという問題も生じうる。
【０００９】
また、特開２００７−１９２８３７号公報（特許文献２）および特開２００４−３５４１０４号公報（特許文献３）では、光ファイバの評価のために複数の波長の光を当該光ファイバに入射させることは開示されているが、そのための具体的方法は開示されていない。なお、特開平５−２８１０８７号公報（特許文献４）では、光源から発せられる光の波長を順次切り替えることは示唆されているものの、波長を切り替えるための具体的構成までは記載されていない。
【００１０】
本発明の目的は、光ファイバの光損失の波長特性を容易かつ短時間で評価可能な技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のある局面に係る光ファイバの評価装置は、互いに異なる波長を有する複数の光パルスをそれぞれ発生させる複数の光源と、複数の光源が複数の光パルスをそれぞれ発生させるタイミングを互いに異ならせるタイミング調整部と、複数の光源からそれぞれ発せられた複数の光パルスを波長多重することにより、光ファイバに入射される入射光パルスを生成する波長多重器と、入射光パルスが光ファイバを伝搬するときに入射光パルスに含まれる複数の光パルスからそれぞれ発生する複数の戻り光パルスを順次受信して、複数の戻り光パルスにそれぞれ対応する複数の受信信号を順次出力する受信器と、複数の受信信号を順次受信して、光ファイバの光損失の波長特性を算出する信号処理部とを備える。信号処理部は、複数の受信信号の各々を受信するタイミングに基づいて複数の受信信号の各々を複数の光パルスのうちのいずれかの波長に一意に対応付けて、複数の受信信号の各々の強度と当該受信信号に対応付けられた波長とに基づいて、波長特性を算出する。
【００１２】
好ましくは、信号処理部は、光損失の波長特性に関する基準曲線を予め記憶して、基準曲線を用いて、複数の受信信号に基づいて算出された光損失を補間する。
【００１３】
好ましくは、信号処理部は、複数の受信信号の各々に含まれる、光ファイバの遠端における光パルスのフレネル反射成分を検出したときに、トリガ信号を発生させる。タイミング調整部は、トリガ信号に応じて、光パルスを発生させる指示を複数の光源に順次出力する。
【００１４】
好ましくは、複数の光パルスの波長は、１．２４μｍ、１．３１μｍ、１．３８μｍ、１．５５μｍ、１．６２５μｍ、１．６５μｍを含む。
【００１５】
本発明の他の局面に係る光ファイバの評価方法は、互いに異なる波長を有する複数の光パルスをそれぞれ発生させる複数の光源から、互いに異なるタイミングで、複数の光パルスをそれぞれ発生させるステップと、複数の光源からそれぞれ発せられた複数の光パルスを波長多重することにより、光ファイバに入射される入射光パルスを生成するステップと、入射光パルスが光ファイバを伝搬するときに入射光パルスに含まれる複数の光パルスからそれぞれ発生する複数の戻り光パルスを受信器に受信させて、それにより、複数の戻り光パルスにそれぞれ対応する複数の受信信号を生成するステップと、複数の受信信号が発生するタイミングに基づいて、複数の受信信号の各々を複数の光パルスのうちのいずれかの波長に一意に対応付けて、複数の受信信号の各々の強度と当該受信信号に対応付けられた波長とに基づいて、光ファイバの光損失の波長特性を算出するステップとを備える。
【００１６】
好ましくは、波長特性を算出するステップは、光損失の波長特性に関する、予め準備された基準曲線を用いて、複数の受信信号に基づいて算出された光損失を補間するステップを含む。
【００１７】
好ましくは、複数の光パルスをそれぞれ発生させるステップは、複数の受信信号の各々に含まれる、光ファイバの遠端における光パルスのフレネル反射成分が検出されることによって、光パルスを発生させるように複数の光源に順次指示するステップを含む。
【００１８】
好ましくは、複数の光パルスの波長は、１．２４μｍ、１．３１μｍ、１．３８μｍ、１．５５μｍ、１．６２５μｍ、１．６５μｍを含む。
【００１９】
本発明の他の局面に係る光ファイバの評価装置は、互いに異なる波長を有する複数の光パルスをそれぞれ発生させる複数の光源と、複数の光源が複数の光パルスをそれぞれ発生させるタイミングを互いに等しくするタイミング調整部と、複数の光源からそれぞれ発せられた複数の光パルスを波長多重して、光ファイバに入射される入射光パルスを生成する波長多重器と、入射光パルスが光ファイバを伝搬するときに入射光パルスに含まれる複数の光パルスからそれぞれ発生する複数の戻り光パルスを波長の違いによって分離する波長分離器と、複数の戻り光パルスに対応してそれぞれ設けられて、各々が対応する戻り光パルスを受信して、受信信号を出力する複数の受信器と、複数の受信器からそれぞれ出力された複数の受信信号を受信して、光ファイバの光損失の波長特性を算出する信号処理部とを備える。信号処理部は、複数の受信信号の各々を複数の光パルスのいずれかの波長に一意に対応付けて、複数の受信信号の各々の強度と当該受信信号に対応付けられた波長とに基づいて、波長特性を算出する。
【００２０】
本発明の他の局面に係る光ファイバの評価方法は、互いに異なる波長を有する複数の光パルスをそれぞれ発生させる複数の光源から、同じタイミングで複数の光パルスをそれぞれ発生させるステップと、複数の光源からそれぞれ発せられた複数の光パルスを波長多重することにより、光ファイバに入射される入射光パルスを生成するステップと、入射光パルスが光ファイバを伝搬するときに入射光パルスに含まれる複数の光パルスからそれぞれ発生する複数の戻り光パルスを波長の違いに応じて分離するステップと、複数の戻り光パルスに対応してそれぞれ設けられた複数の受信器に複数の戻り光パルスをそれぞれ受信させ、それにより、複数の受信器から複数の受信信号をそれぞれ出力させるステップと、複数の受信信号の各々を複数の光パルスのうちのいずれかの波長に一意に対応付けて、複数の受信信号の各々の強度と当該受信信号に対応付けられた波長とに基づいて、光ファイバの光損失の波長特性を算出するステップとを備える。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば光ファイバの光損失の波長特性を容易かつ短時間で評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態１に従う光ファイバの評価装置の構成を示したブロック図である。
【図２】図１に示した信号処理部８の機能ブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１に従う光ファイバの評価方法を説明するためのフローチャートである。
【図４】光ファイバの光損失の波長スペクトルを模式的に示した図である。
【図５】光ファイバ１に入射される波長多重パルスと、光ファイバ１の入射端に戻る戻り光パルスとを説明する模式図である。
【図６】戻り光パルスの強度と光ファイバの長手方向に沿った距離との関係を模式的に説明するための図である。
【図７】図３に示したステップＳ５，Ｓ６での処理を詳細に説明するための図である。
【図８】図３に示したステップＳ７での処理を詳細に説明するための図である。
【図９】実施の形態１に係る評価装置の変形例の構成を示した図である。
【図１０】図９に示した信号処理部８Ａの機能ブロック図である。
【図１１】実施の形態２に従う光ファイバの評価装置の構成を示したブロック図である。
【図１２】図１１に示した信号処理部８Ｂの機能ブロック図である。
【図１３】本発明の実施の形態２に係る光ファイバの評価方法を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰返さない。
【００２４】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に従う光ファイバの評価装置の構成を示したブロック図である。図１を参照して、評価装置５１は、信号発生器１０と、ｎ個（ｎは２以上の整数、以下同様）の光源２１，２２，・・・，２ｎと、（ｎ−１）個の遅延器４１，４２，・・・と、波長多重器５と、光サーキュレータ３と、受信器６と、信号処理部８と、表示部９とを備える。
【００２５】
信号発生器１０は、光源２１，２２，・・・，２ｎを駆動するための信号（電気信号）Ｓ0を発生させる。信号Ｓ0は、たとえば矩形波パルスである。
【００２６】
光源２１は、（ｎ−１）個の遅延器４１，４２，・・・を介して信号発生器１０からの信号Ｓ0を受ける。光源２２は、（ｎ−２）個の遅延器４２，・・・を介して信号発生器１０からの信号Ｓ0を受ける。光源２ｎは遅延器を介さずに信号発生器１０からの信号Ｓ0を受ける。（ｎ−１）個の遅延器の各々による信号Ｓ0の伝送の遅延時間は等しくされる。
【００２７】
遅延器４１，４２，・・・はパルス状の電気信号を遅延させる機能（パルス遅延機能）を有するものであれば特にその構成は限定されず、たとえばＤフリップフロップ等の公知の構成を適用することができる。信号発生器１０および遅延器４１，４２，・・・は、光源２１，２２，・・・２ｎが光パルスを発生させるタイミングを互いに異ならせるタイミング調整部として機能する。
【００２８】
光源２１，２２，・・・，２ｎはたとえば半導体レーザによって構成され、信号Ｓ０に応答して光パルスを発生させる。光源２１，２２，・・・，２ｎが発する光の波長は互いに異なる。具体的には、光源２１からは波長λ１の光パルスＰ１が送出される。光源２２からは波長λ２の光パルスＰ２が送出される。光源２ｎからは波長λｎの光パルスＰｎが送出される。波長λ１，λ２，・・・，λｎは、１．２４μｍ、１．３１μｍ、１．３８μｍ、１．５５μｍ、１．６２５μｍ、１．６５μｍを含むことが好ましい。
【００２９】
遅延器４１，４２，・・・によって各光源への信号Ｓ0の入力タイミングが調整される。各遅延器の遅延量は同じであるので、一定の時間間隔Ｔで光源２ｎ，・・・，２２，２１の順に光パルスが送出される。時間Ｔは、光パルスが光ファイバ１の入射端から光ファイバ１の遠端２まで伝播するのに要する時間Ｔ0の２倍以上の時間とする。時間Ｔ0は、たとえば評価装置５１による光ファイバ１の評価に先立ち、テストパルスを光ファイバ１に入射することによって測定される。なお、時間Ｔ0の決定方法はこれに限定されるものではない。
【００３０】
波長多重器５は光源２１，２２，・・・・２ｎによりそれぞれ送出された光パルスＰ１，Ｐ２，・・・，Ｐｎを波長時分割多重する。これにより時間軸上に光パルスＰｎ，・・・，Ｐ２，Ｐ１が一定の時間間隔Ｔで並ぶ。光サーキュレータ３は、波長多重器５により波長時分割多重された光パルスＰ１，Ｐ２，・・・，Ｐｎ（以下、波長多重パルスと呼ぶ）を、光ファイバ１に入力する。
【００３１】
光ファイバ１は、評価対象の光ファイバであり、たとえば既設の光ファイバである。なお、光ファイバ１の長さは特に限定されるものではない。
【００３２】
波長多重パルスが光ファイバ１を伝搬する際に、光ファイバ１の内部では、光パルスＰ１，Ｐ２，・・・，Ｐｎのレーリ散乱による後方散乱光が発生する。また、光ファイバ１の遠端では、光パルスＰ１，Ｐ２，・・・，Ｐｎによるフレネル反射が発生する。複数の戻り光パルスＢ１〜Ｂｎは、光ファイバ１の入射端側に戻る光パルスであり、波長λ１〜λｎをそれぞれ有している。
【００３３】
戻り光パルスＢ１〜Ｂｎは、光サーキュレータ３によって受信器６に導かれる。複数の戻り光パルスＢ１〜Ｂｎの各々は時間幅２Ｔ0を有し、戻り光パルスＢｎ，・・・，Ｂ２，Ｂ１の順に受信器６に入力される。
【００３４】
受信器６は、複数の戻り光パルスＢｎ，・・・，Ｂ２，Ｂ１の各々を電気信号（受信信号）に順次変換する。これらの電気信号は信号処理部８に入力される。受信器６は、たとえばフォトダイオードによって構成される。
【００３５】
信号処理部８は、複数の戻り光パルスＢｎ，・・・，Ｂ２，Ｂ１の各々に割り当てられたタイムスロットに基づいて、複数の波長にそれぞれ対応する複数の信号を分離する。そして信号処理部８は、各信号の強度に基づいて、光ファイバの対象区間での光損失の波長特性を算出する。さらに信号処理部８は、その算出された損失から、対象区間での損失のスペクトルを推定する。信号処理部８の処理の詳細は後述する。
【００３６】
表示部９は、信号処理部８によって推定された、損失のスペクトルを表示する。
図２は、図１に示した信号処理部８の機能ブロック図である。図２を参照して、信号処理部８は、信号分離部１１と、光損失算出部１２と、スペクトル推定部１３と、記憶部１４とを備える。
【００３７】
信号分離部１１は、戻り光パルスＢ１〜Ｂｎを受信した受信器６からの受信信号を、タイムスロットに基づいて複数の信号に分離し、各信号と波長とを対応付ける。信号分離部１１は、受信器６からの受信信号の到着タイミングによって、各信号と波長λ１〜λｎのいずれかの波長とを一意に対応付けする。
【００３８】
光損失算出部１２は、信号分離部１１からの複数の信号に基づいて、光ファイバ１の対象区間における光損失を波長ごとに算出する。これにより、光損失の離散的なスペクトルが求められる。
【００３９】
記憶部１４は、波長と光損失との間の関係を表す基準スペクトルを予め記憶する。記憶部１４に記憶される基準スペクトルは、実験あるいは計算によって予め求められたものであり、たとえば各波長での光損失を、代表的な波長（たとえば１．３１μｍ）での光損失を基準とした相対的な大きさで示すものである。この基準スペクトルは、波長に対して連続的に光損失が変化する曲線によって表わされる。
【００４０】
スペクトル推定部１３は、光損失算出部１２により算出された光損失の離散的スペクトルに基準スペクトルを適用して光損失を補間する。これによりスペクトル推定部１３は、対象区間における光損失の連続スペクトルを推定する。
【００４１】
図３は、本発明の実施の形態１に従う光ファイバの評価方法を説明するためのフローチャートである。図１および図３を参照して、ステップＳ１において、信号発生器１０は、光源に光パルスを発生させるための信号Ｓ0を発生させる。光源２１は、遅延器４１，４２，・・・を介して信号Ｓ0を受ける。光源２２は遅延器４２，・・・を介して信号Ｓ0を受ける。光源２ｎは遅延器を介さずに信号Ｓ0を受ける。
【００４２】
ステップＳ２において、光源２ｎ，・・・，２２，２１は信号Ｓ0に応じて、この順に時間差Ｔで光パルスＰｎ，・・・，Ｐ２，Ｐ１をそれぞれ発生させる。すなわち光源２ｎ，・・・，２２，２１は、波長が異なる複数の光パルスを互いに異なるタイミングで発生させる。
【００４３】
ステップＳ３において、波長多重器５は光源２ｎ，・・・，２２，２１によりそれぞれ送出された光パルスＰｎ，・・・，Ｐ２，Ｐ１を波長多重する。波長多重された光パルスＰｎ，・・・，Ｐ２，Ｐ１は、光サーキュレータ３によって光ファイバ１に入射される。
【００４４】
光ファイバ１では、光パルスＰｎ，・・・，Ｐ２，Ｐ１のレーリ散乱あるいは光ファイバ１の遠端２における光パルスＰｎ，・・・，Ｐ２，Ｐ１のフレネル反射によって光ファイバ１の入射端に戻る戻り光パルスＢｎ〜Ｂ１が発生する。この戻り光パルスＢｎ〜Ｂ１は光サーキュレータ３によって受信器６に送られる。
【００４５】
ステップＳ４において、受信器６は戻り光を受信する。受信器６は、戻り光の強度に応じた強度を有する受信信号を出力する。
【００４６】
ステップＳ５において、信号処理部８は、タイムスロットによって、波長ごとに受信器６からの受信信号を分離する。ステップＳ６において、信号処理部８は、光ファイバ１の評価対象区間における、波長ごとの光損失を算出する。対象区間は、ユーザによって予め決定されてもよいし、たとえばステップＳ６において、ユーザによって決定されてもよい。
【００４７】
ステップＳ７において、信号処理部８は、基準曲線（基準スペクトルを示す曲線）に基づいて波長間の光損失を補間する。これにより信号処理部８は、光ファイバの対象区間における光損失のスペクトルを推定する。ステップＳ８において、信号処理部８は、推定された光損失のスペクトルのデータを表示部９に出力する。表示部９は、そのデータにより、光損失のスペクトルを表示する。
【００４８】
なお、一般的には、ＯＴＤＲ測定では光源から光パルスが繰り返し出力される。したがって、図３に示した処理において、ステップＳ１〜Ｓ６の処理が所定回数（特に限定されるものではないが、たとえば１０００回）繰り返されてもよい。ステップＳ７では、たとえば、各波長に対して所定回数得られた光損失の値を平均し、その平均値に基づいて光損失のスペクトルが推定されてもよい。
【００４９】
続いて、実施の形態１による評価装置の動作について、より詳細に説明する。
図４は、光ファイバの光損失の波長スペクトルを模式的に示した図である。図４を参照して、光ファイバ通信では、一般に波長１．３１μｍあるいは１．５５μｍの光が用いられる。波長１．２４μｍあるいは波長１．６２５μｍでは、水素による光損失への影響が大きくなる。波長１．３８μｍ近傍では、光ファイバ内に浸透したＯＨ基による光損失への影響が大きくなる。また１．５５μｍ以上の波長帯では、光ファイバの屈曲による光損失への影響が大きくなる。
【００５０】
図４から、光損失の波長スペクトルを用いて光損失の増加の要因を特定することができることが分かる。したがって光損失の波長スペクトルを推定することは、光ファイバの特性を評価するうえでの効果的な手段となる。本発明の実施の形態では、光ファイバの長手方向に沿った対象区間について、光損失の波長特性を求める。これにより、たとえば光ファイバにおける光信号の伝送障害の場所および／または障害の要因を高い精度で把握することができる。
【００５１】
図５は、光ファイバ１に入射される波長多重パルスと、光ファイバ１の入射端に戻る戻り光パルスとを説明する模式図である。図３および図５を参照して、ステップＳ１〜Ｓ３の処理によって、異なる波長を有する光パルスＰｎ，光パルスＰｎ−１，・・・，Ｐ２，Ｐ１が所定の時間間隔Ｔで順番に発生する。光パルスＰｎ，光パルスＰｎ−１，・・・，Ｐ２，Ｐ１の波長はそれぞれ、λｎ，λｎ−１，・・・，λ２，λ１であり互いに異なる。これら光パルスＰｎ，光パルスＰｎ−１，・・・，Ｐ２，Ｐ１が波長多重器５で波長多重される。この波長多重パルスが光ファイバ１に入射される。
【００５２】
時間間隔Ｔは、各光パルスが光ファイバ１を伝搬するのに要する時間Ｔ0の２倍以上の時間として予め求められる。各光パルスが光ファイバ１を伝搬する間に、レーリ散乱あるいは光ファイバ１の遠端でのフレネル反射による戻り光が発生する。したがって、戻り光パルスＢｎ〜Ｂ１の各々は、時間幅２Ｔ0を有し、かつ異なる波長を有するパルスとして光ファイバ１の入射端に戻る。さらに戻り光パルスＢｎ〜Ｂ１は時間的に重なりあわない。図５に示されるように、タイムスロットはＴである。
【００５３】
図６は、戻り光パルスの強度と光ファイバの長手方向に沿った距離との関係を模式的に説明するための図である。
【００５４】
図６を参照して、グラフの縦軸は受信器６における受光パワーを示し、グラフの横軸は光ファイバ１の入射端を基準とした距離を示す。右下がりの直線の傾きは光パルスの伝送損失を表している。各波長λ１，λ２，・・・，λｎの光パルス（戻り光パルスＢ１，Ｂ２，・・・，Ｂｎ）のパワーは、受信器６によって検出される。この処理は、図３のステップＳ４の処理に対応する。
【００５５】
なお、図６に示されるように、複数の光ファイバを多段接続することで構成された光伝送路においては、接続点において、戻り光のパワーが不連続に変化することが起こる。また、光ファイバ１の遠端において、光パルスのフレネル反射によって、受信器６で検出される受光パワーが大きく変化する。
【００５６】
また、光ファイバの入射端においても光パルスのフレネル反射が生じうるが、本発明の実施の形態１における評価方法とは直接的に関係しないので、ここでは考慮しないものとする。
【００５７】
図７は、図３に示したステップＳ５，Ｓ６での処理を詳細に説明するための図である。図３および図７を参照して、ステップＳ５において、信号処理部８（図１参照）は、タイムスロットＴに従って、受信器６からの信号を複数の信号に分離する。複数の信号は戻り光パルスＢｎ，・・・，Ｂ２，Ｂ１にそれぞれ対応する。したがって複数の信号の各々は、対応する波長における光ファイバの光損失の情報を表わしている。信号処理部は、波長と対応付けられた各信号の強度に基づいて、対象区間における複数の波長の各々に対する光損失を算出する。
【００５８】
複数の波長は、１．２４μｍ、１．３１μｍ、１．３８μｍ、１．５５μｍ、１．６２５μｍ、１．６５μｍを含む。１．２４μｍおよび１．６２５μｍの波長によって、水素による光損失の影響の程度を評価できる。１．３８μｍの波長によって、ＯＨ基による光損失の影響の程度を評価できる。また、１．５５μｍよりも長い波長によって、光ファイバの屈曲による光損失の影響の程度を評価できる。
【００５９】
図８は、図３に示したステップＳ７での処理を詳細に説明するための図である。図３および図８を参照して、ステップＳ７では、ステップＳ６の処理によって求められた光損失の波長特性と、信号処理部８の記憶部１４（図２参照）に予め記憶された光損失の基準曲線とを用いて損失スペクトルを推定する。曲線Ｃ１は、推定された損失スペクトルであり、波長１．３１μｍにおける光損失がステップＳ６の処理によって求められた光損失の値と一致するように、基準曲線を補正したものである。損失スペクトルを表わす曲線を得るための基準曲線の補正方法は特に限定されず、たとえば基準曲線の値に補正値を加える（すなわち基準曲線を上下方向にシフトさせる）方法を用いてもよいし、基準曲線の値に補正係数を掛けてもよい。
【００６０】
図８に示す結果から、伝送路障害の発生した位置、あるいは、その障害の原因を特定できる。たとえば図８に示した例では、波長１．５５μｍよりも長い波長領域において、曲線Ｃ１上の光損失の値よりも、戻り光パルスに基づいて算出された光損失の値のほうが大きい。このことから、この対象区間における光損失の主たる要因は、光ファイバの屈曲（たとえばマイクロベンド）であると分析することができる。
【００６１】
なお、上記の分析は、技術者が行なってもよいし、信号処理部８が行なってもよい。信号処理部８が、伝送路障害の発生した位置、あるいは、その障害の原因を評価する場合にも、戻り光パルスに基づいて算出された光損失と曲線Ｃ１上の光損失の値との差分が用いられる。たとえば、この差分がしきい値よりも大きくなる波長が存在する場合に、信号処理部８は、その波長に基づいて要因を特定する。
【００６２】
しきい値は、波長によらず一定であってもよいし、波長ごとに異なっていてもよい。たとえば差分が小さくても影響の度合いが大きい波長の場合には、しきい値を小さくし、差分が大きくても影響の度合いが小さい波長の場合には、しきい値を大きくしてもよい。
【００６３】
なお、図１に示した構成では、複数の光源が光パルスを発生させるタイミングを異ならせるために遅延器が用いられる。ただし、他の構成によっても複数の光源が光パルスを発生させるタイミングを異ならせることができる。
【００６４】
図９は、実施の形態１に係る評価装置の変形例の構成を示した図である。図１および図９を参照して、評価装置５１Ａは、遅延器４１，４２，・・・に代えて切替部１６を有する点および、信号処理部８に代えて信号処理部８Ａを有する点において評価装置５１と異なる。評価装置５１Ａの他の部分の構成は評価装置５１の対応する部分の構成と同様であるので以後の説明は繰り返さない。
【００６５】
信号発生器１０は、信号処理部８Ａからの信号に応じて信号Ｓ0を発生させる。切替部１６は、信号処理部８Ａからの信号によって、信号発生器１０から発せられた信号Ｓ0の出力先を光源２１，２２，・・・，２ｎの間で順次切り替える。これにより光源２１，２２，・・・，２ｎから異なるタイミングで光パルスが発せられる。図９に示した構成では、信号発生器１０および切替部１６が、光源２１，２２，・・・２ｎが光パルスを発生させるタイミングを互いに異ならせるタイミング調整部として機能する。
【００６６】
なお、図１の構成によれば、光源２ｎ，・・・，２２，２１の順に光パルスが発生するが、図９に示した構成によれば、光パルスを発生させる順番は限定されない。したがって、たとえば図１の構成と同様に光源２ｎ，・・・，２２，２１の順に光パルスが発生してもよいし、逆の順に光パルスが発生してもよい。
【００６７】
図１０は、図９に示した信号処理部８Ａの機能ブロック図である。図２および図１０を参照して、信号処理部８Ａは、トリガ発生部１５をさらに有する点において信号処理部８と異なる。なお信号処理部８Ａの他の部分の構成は信号処理部８の対応する部分の構成と同様であるので以後の説明は繰り返さない。
【００６８】
トリガ発生部１５は、受信器６から、戻り光パルスＢ１〜Ｂｎの各々に対応する信号を受信する。トリガ発生部１５は、受信した信号から、光ファイバ１の遠端２におけるフレネル反射に対応する成分を検出する。図６に示すように、フレネル反射により、受光パワーが不連続的に変化する。したがってトリガ発生部１５は、受信器６から受信した信号の強度の変化率から、フレネル反射に対応する成分を検出することができる。トリガ発生部１５は、フレネル反射に対応する成分を検出すると、信号発生器１０および切替部１６にトリガ信号を出力する。このトリガ信号によって、信号発生器１０が信号Ｓ0を発するとともに切替部１６が信号Ｓ0の出力先を複数の光源の間で切り替える。
【００６９】
以上のように実施の形態１によれば、互いに異なる波長を有する複数の光パルスを、異なるタイミングで発生させて、それら複数の光パルスを波長多重して光ファイバに入射し、その戻り光に基づいて、光ファイバの対象区間の光損失の波長特性を算出する。さらに、その波長特性を、基準曲線を用いて補間することによって光損失の波長スペクトルを推定する。これによって、光伝送路の障害の発生場所および障害の要因を正確に把握することができる。
【００７０】
また、複数のＯＴＤＲを同時に用いる場合、光ファイバの正確な評価のためには、それぞれのＯＴＤＲの校正が必要となる。あるいは、それぞれのＯＴＤＲから得られた測定結果を補正するといった処理が必要となる。実施の形態１によれば、複数のＯＴＤＲを必要とすることなく、１つの信号処理部によって光損失の波長スペクトルを推定することができるので、評価装置の構成を簡易にすることができるとともに、複数の波長を用いた光ファイバの評価を容易に実行することができる。この結果、光ファイバの評価を短時間で行うことができる。
【００７１】
［実施の形態２］
図１１は、実施の形態２に従う光ファイバの評価装置の構成を示したブロック図である。図１および図１１を参照して、評価装置５２は、以下の点において実施の形態１に従う評価装置５１と異なる。
【００７２】
（１）遅延器４１，４２，・・・を備えていない点。
（２）波長分離器７をさらに備える点。
【００７３】
（３）受信器６に代えてｎ個の受信器６１，６２，・・・，６ｎを備える点。
（４）信号処理部８に代えて信号処理部８Ｂを備える点。
【００７４】
評価装置５２の他の部分の構成は評価装置５１の対応する部分の構成と同様であるので以後の説明は繰り返さない。
【００７５】
実施の形態２では、信号発生器１０から信号Ｓ0が発せられると、光源２１，２２，・・・，２ｎが同じタイミングで光パルスを発生させる。すなわち、この実施の形態において、信号発生器１０は、光源２１，２２，・・・，２ｎが光パルスをそれぞれ発生させるタイミングを互いに等しくするタイミング調整部として機能する。光源２１，２２，・・・，２ｎがそれぞれ発生させた光パルスＰ１，Ｐ２，・・・，Ｐｎは波長多重器５で波長多重され、光サーキュレータ３によって光ファイバ１に入射される。
【００７６】
光ファイバ１を伝搬する光パルスＰ１，Ｐ２，・・・，Ｐｎによって戻り光パルスＢ１，Ｂ２，・・・，Ｂｎがそれぞれ発生する。光パルスＰ１，Ｐ２，・・・，Ｐｎは時間軸上で重なり合っているので、戻り光パルスＢ１，Ｂ２，・・・，Ｂｎも時間軸上で重なり合っている。
【００７７】
戻り光パルスＢ１，Ｂ２，・・・，Ｂｎは光サーキュレータ３によって波長分離器７に送られる。波長分離器７は、時間軸上で重なり合う戻り光パルスＢ１，Ｂ２，・・・，Ｂｎを、波長の違いによって互いに分離する。
【００７８】
受信器６１，６２，・・・，６ｎは、戻り光パルスＢ１，Ｂ２，・・・，Ｂｎに対応してそれぞれ設けられる。各受信器は、対応の戻り光パルスを受信して、その戻り光パルスを電気信号（受信信号）に変換する。各受信器からの受信信号は信号処理部８Ｂに送られる。
【００７９】
信号処理部８Ｂは、各受信器からの受信信号の強度に基づいて、光ファイバの対象区間での光損失の波長特性を算出する。さらに信号処理部８Ｂは、その算出された損失から、対象区間での損失のスペクトルを推定する。すなわち信号処理部８Ｂの基本的な機能は信号処理部８の機能と同様である。ただし、波長ごとに信号を分離する機能が波長分離器７によって実現されている点において実施の形態２に従う評価装置５２は実施の形態１に従う評価装置５１と異なる。
【００８０】
図１２は、図１１に示した信号処理部８Ｂの機能ブロック図である。図２および図１２を参照して、信号処理部８Ｂは、信号分離部１１に代えて信号受信部１１Ａを備える点において信号処理部８と異なる。
【００８１】
信号受信部１１Ａは、受信器６１，６２，・・・，６ｎの各々からの信号を受信して、それらの信号を光損失算出部１２へと順次送信する。複数の信号の各々が光損失算出部１２に送られる順番は、予め決められている（たとえば受信器６１からの信号、受信器６２からの信号、・・・、受信器６ｎからの信号の順）。光損失算出部１２は、信号の受信の順番と複数の波長との対応関係を予め記憶する。あるいは、記憶部１４がその対応関係を予め記憶し、光損失算出部１２は、記憶部１４に記憶された対応関係を参照してもよい。光損失算出部１２は、その対応関係に従って、信号受信部１１Ａから送られた信号が何番目の信号であるかを把握することにより、その信号に対応する戻り光パルスの波長を把握する。
【００８２】
なお、信号処理部８Ｂの他の部分の構成は信号処理部８の対応する部分の構成と同様であるので以後の説明は繰り返さない。
【００８３】
図１３は、本発明の実施の形態２に係る光ファイバの評価方法を説明するためのフローチャートである。図３および図１３を参照して、実施の形態２に係る光ファイバの評価方法は、ステップＳ２の処理に代えてステップＳ２Ａの処理が実行される点、およびステップＳ５の処理に代えてステップＳ５Ａの処理が実行される点において実施の形態１に係る光ファイバの評価方法と異なる。なお、以下では、ステップＳ２Ａ，Ｓ５Ａの処理を主に説明し、他のステップの処理の説明は繰り返さないものとする。
【００８４】
ステップＳ２Ａにおいて、光源２１，２２，・・・，２ｎは信号発生器１０から信号Ｓ0に応じて光パルスを発生させる。したがってステップＳ２Ａでは、波長が異なる複数のパルス光が同時に発生する。
【００８５】
ステップＳ５Ａにおいて、波長分離器７は、時間軸上で重なり合っている複数の戻り光パルスＢ１〜Ｂｎを波長の違いにより分離する。上述のように、波長分離器７によって分離された戻り光パルスＢ１〜Ｂｎは、受信器６１〜６ｎにそれぞれ入力される。受信器６１〜６ｎの各々からの信号は信号処理部８Ｂに入力される。
【００８６】
このように実施の形態２によっても実施の形態１と同様に、互いに異なる波長を有する戻り光パルスに基づいて、光ファイバの対象区間の光損失の波長特性が算出される。さらに、その波長特性を、基準曲線を用いて補間することによって光損失の波長スペクトルが推定される。したがって、実施の形態２によれば、光伝送路の障害の発生場所および障害の要因を正確に把握することができる。
【００８７】
また、実施の形態２によれば、複数のＯＴＤＲを必要とすることなく、１つの信号処理部によって光損失の波長スペクトルを推定することができる。したがって実施の形態１と同様に、評価装置の構成を簡易にすることができるとともに、複数の波長を用いた光ファイバの評価を容易に実行することができる。この結果、光ファイバの評価を短時間で行うことができる。
【００８８】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８９】
１  光ファイバ、２  遠端、２１〜２ｎ  光源、３  光サーキュレータ、４１，４２  遅延器、５  波長多重器、６，６１〜６ｎ，６２  受信器、７  波長分離器、８，８Ａ，８Ｂ  信号処理部、９  表示部、１０  信号発生器、１１  信号分離部、１１Ａ  信号受信部、１２  光損失算出部、１３  スペクトル推定部、１４  記憶部、１５  トリガ発生部、１６  切替部、５１，５１Ａ，５２  評価装置、Ｂ１〜Ｂｎ  戻り光パルス、Ｃ１  曲線、Ｐ１〜Ｐｎ  光パルス。
【図１】
2012189502.tif 000003
【図２】
2012189502.tif 000004
【図３】
2012189502.tif 000005
【図４】
2012189502.tif 000006
【図５】
2012189502.tif 000007
【図６】
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【図７】
2012189502.tif 000009
【図８】
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【図９】
2012189502.tif 000011
【図１０】
2012189502.tif 000012
【図１１】
2012189502.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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