(57)【要約】【課題】  エッジ伝搬型光学時間領域反射率計とその使用方法を提供する。【解決手段】  ＯＴＤＲシステムは、ターン「オン」されその光が測定対象のファイバースパンの端に到達するまで（すなわち、ファイバースパンが完全に照射されるまで）電源が入れられ続けるレーザ源を利用する。ファイバが完全に照射された後の任意の時点で、レーザ源はターン「オフ」され得る。戻り（反射および後方散乱）信号はＯＴＤＲの光検出器内に導かれ、ファイバースパンが照射され始めた時点から測定される。測定は、サンプリングレートとして定義される所定時間間隔で戻り信号をサンプリングすることにより行われる。生成された出力サンプルは、次に、収集されたデータから従来のＯＴＤＲトレースを生成する差分演算形式の後処理に付される。【選択図】図３
2016035452.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象の光ファイバースパンの第１の入力端面内に光を注入するレーザ源と、
前記レーザ源をターン「オン」および「オフ」し、前記レーザ源のターン「オン」時に伝播プローブ信号の前縁を生成し、前記レーザ源のターン「オフ」時にプローブ信号の後縁を生成する制御要素と、
前記光ファイバースパンの前記第１の入力端面に結合された光受信器であって、前記伝播プローブ信号の戻り部分を受信し、戻り光出力の測定結果を電気的出力電力信号として提供する光受信器と、
前記光受信器の電気的出力をサンプリングし、複数のサンプリングされた測定結果を格納し、前記複数のサンプリングされた測定結果を、ＯＴＤＲトレースを前記ＯＴＤＲ測定結果システムの出力として生成するように処理するデータ分析ユニットとを含むＯＴＤＲ測定システム。
【請求項２】
請求項１に記載のＯＴＤＲ測定システムにおいて、前記データ分析ユニットはさらに、前記複数のサンプリングされた測定結果を格納するためのデータベースと、前記ＯＴＤＲトレースを生成するために、選択された分析係数を使用して、前記複数のサンプリングされた測定結果を処理するための差分計算機とを含む、ことを特徴とするＯＴＤＲ測定システム。
【請求項３】
請求項２に記載のＯＴＤＲ測定システムにおいて、  前記差分計算機は、前記ＯＴＤＲトレースを生成する際に使用される規定分析係数を入力として受信するとともに一組の異なるＯＴＤＲトレースを生成するように構成され、前記ＯＴＤＲトレースのそれぞれは、前記複数のサンプリングされた測定結果を処理する際に異なる分析係数を使用することにより生成される、ことを特徴とするＯＴＤＲ測定システム。
【請求項４】
請求項１に記載のＯＴＤＲ測定システムにおいて、前記制御要素は、前記レーザ源へ結合された信号発生器であって、生成された信号関数が上昇すると前縁を呈示し、前記生成された信号関数が下降すると後縁を呈示するプローブ信号を生成する信号発生器を含む、ことを特徴とするＯＴＤＲ測定システム。
【請求項５】
請求項４に記載のＯＴＤＲ測定システムにおいて、前記信号発生器は矩形波信号発生器である、ことを特徴とするＯＴＤＲ測定システム。
【請求項６】
請求項５に記載のＯＴＤＲ測定システムにおいて、前記矩形波信号発生器は少なくとも約１ｎｓ〜１００ｍｓの範囲内のパルス幅を有する矩形波信号を生成するように構成される、ことを特徴とするＯＴＤＲ測定システム。
【請求項７】
請求項６に記載のＯＴＤＲ測定システムにおいて、前記矩形波信号発生器は約１０ｎｓ〜２０ｍｓの範囲内のパルス幅を有する矩形波信号を生成するように構成される、ことを特徴とするＯＴＤＲ測定システム。
【請求項８】
請求項１に記載のＯＴＤＲ測定システムにおいて、前記制御要素はユーザにより制御される時間間隔で前記レーザ源を断続的にターンオンおよびターンオフするスイッチを含む、ことを特徴とするＯＴＤＲ測定システム。
【請求項９】
請求項１に記載のＯＴＤＲ測定システムにおいて、前記レーザ源は低出力レーザ源を含む、ことを特徴とするＯＴＤＲ測定システム。
【請求項１０】
請求項９に記載のＯＴＤＲ測定システムにおいて、前記レーザ源は約−２０ｄＢｍ〜約＋２０ｄＢｍの範囲の出力電力を呈示する、ことを特徴とするＯＴＤＲ測定システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載のＯＴＤＲ測定システムにおいて、前記レーザ源は約−３ｄＢｍ〜約＋１０ｄＢｍの範囲の出力電力を呈示する、ことを特徴とするＯＴＤＲ測定システム。
【請求項１２】
請求項９に記載のＯＴＤＲ測定システムにおいて、前記ＯＴＤＲ測定システムは１ｍ未満の減衰不感帯を呈示する、ことを特徴とするＯＴＤＲ測定システム。
【請求項１３】
ファイバースパンに沿ってＯＴＤＲ測定を行う方法であって、
ａ）ファイバースパンを初期化する工程と、
ｂ）遷移縁を呈示するとして定義された光信号を光ファイバースパンの入力ポート内に注入する工程と、
ｃ）前記入力ポートにおける戻り反射光出力を測定する工程であって、前記測定は所定のサンプリング速度で長期間行われ、複数の測定出力サンプルを生成する、工程と、
ｄ）前記複数の測定出力サンプルをデータベース内に格納する工程と、
ｅ）所望レベルの詳細を呈示するＯＴＤＲトレースを生成するのに適切な分析係数を判断する工程と、
ｆ）差分計算エンドポイント間の空間として適切な分析係数を使用して前記複数の測定出力サンプルに対する差分演算を行う工程と、
ｇ）ＯＴＤＲ測定データとして工程ｆ）で行われた前記差分計算の結果を提供する工程とを含む方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法において、工程ｂ）を行う際、前記入力信号の前縁は工程ｃ）の前記測定処理を開始するために使用されることを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１３に記載の方法において、工程ｂ）を行う際、前記入力信号の後縁は工程ｃ）の前記測定処理を開始するために使用されることを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１３に記載の方法において、工程ｅ）を行う際、前記分析係数は前記ＯＴＤＲデータ内の提示される詳細のレベルに応じて判断され、低分析係数は高レベルの詳細を有するＯＴＤＲデータを生成し、高分析係数は前記光ファイバースパン奥深くの事象を示すＯＴＤＲデータを生成することを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１３に記載の方法において、複数の異なるＯＴＤＲトレースが、工程ｅ）〜ｇ）を反復し、反復毎に異なる分析係数を選択することにより前記複数の測定出力サンプルから生成されることを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１３に記載の方法において、工程ｇ）を行う際、前記ＯＴＤＲデータはＯＴＤＲトレースとして表示されることを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１３に記載の方法において、工程ｇ）を行う際、前記ＯＴＤＲデータはＯＴＤＲ事象表内に表示されることを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１３に記載の方法において、工程ｇ）を行う際、前記ＯＴＤＲデータはＯＴＤＲトレースとＯＴＤＲ事象表に関して表示されることを特徴とする方法。
【請求項２１】
請求項１１に記載の方法において、工程ｂ）を行う際、低出力光信号がファイバースパン内に注入され、１ｍ未満のＯＴＤＲ測定減衰不感帯を提供することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１４年７月３１日出願の米国特許仮出願第６２／０３１，２８８号明細書からの優先権を主張し、参照のため本明細書に援用する。
【０００２】
本発明は、光学時間領域反射率計（ＯＴＤＲ：ｏｐｔｉｃａｌ  ｔｉｍｅ  ｄｏｍａｉｎ  ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ）、より具体的にはプローブ源として低出力レーザ信号のエッジ伝搬を利用するＯＴＤＲに関する（「エッジ」は明から暗または暗から明のいずれかの光信号遷移を指す）。
【背景技術】
【０００３】
光ファイバの設置の過程中の光ファイバの試験と特徴付けは、光通信システムの配備の過程における重要な工程である。ファイバ長、損失、色分散などの測定は通常、新しいファイバを設置する要員により手動で行われ、この情報を、ファイバの所与のスパンの「スタート  オブライフ（ｓｔａｒｔ  ｏｆ  ｌｉｆｅ）」特徴プロファイルを生成するために記録する。いくつかのケースでは、この特徴プロファイルはファイバースパンに沿って配備された光学装置のパラメータの適切な操作値を選択するために使用される。光通信システムのより集中的な管理（ソフトウェア定義ネットワーク（ＳＤＮ：Ｓｏｆｔｗａｒｅ  Ｄｅｆｉｎｅｄ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）概念などのネットワーク管理技術を介す）の増え続ける要望を考えると、特徴プロファイル測定方法を自動化する能力が重要となる。実際、要望は、インテリジェントな経路判断ができるように、システム内のすべてのファイバースパンに関するプロファイル情報を連続的に更新して、ネットワーク内の動的制御を提供できることである。費用制約と寸法制約の両方が関心事であるので、このタイプの計測学的分析を既存機能内に埋め込む能力が必須である。
【０００４】
高速データ速度送信がエラー・フリーのままでとなるように、分布ラマン増幅を光通信ネットワーク内に配備することも増えている。ラマン源に関連するパラメータはファイバの特徴の作用であるので、ファイバースパンに沿って配置される部品だけでなく、所与のファイバースパンの損失特徴を測定する能力もまた、最適ラマン増幅器性能を得るために極めて重要になる。高損失な曲がり、貧弱なコネクタ品質、または継手などの損失および反射事象の識別は、サービス中に中断が発生する前に、あり得る故障モードを指摘し得る。「ライブ」（すなわち、リアルタイム）損失測定は、破局的損傷が発生する前に故障ネットワークの識別を可能にし得る。加えて、障害位置が迅速かつ正確に特定されると、影響を受けるファイバースパンのダウンタイムが最小化される。光学的予算は、データチャネルを指示するために最良かつ最も効率的な経路に関する情報を提供することにより判断（および制御）される。
【０００５】
長年、光ファイバースパンを特徴付けるために従来のＯＴＤＲ機器が使用されてきた。基本的ＯＴＤＲ技術は、測定対象のファイバースパンに沿って高出力でかつ短いレーザパルス（「プローブパルス」とも呼ばれる）を送信する。次に後方散乱（レーリ散乱）またはファイバに沿って逆方向に反射（フレネル反射）されたいかなる光もＯＴＤＲの光検出器部品により捕捉され、戻り信号の時間的および振幅分析によりファイバースパンの特徴付けプロファイルを提供する。狭いパルス幅は、損失および反射事象に対する高い空間分解能を提供する。しかし、戻り信号はパルスに含まれるエネルギーに比例するので、狭いパルス幅の使用はまた、結果的に受信信号の強度を低減する。例えば、１０ｎｓのパルス幅は、１メートルの空間分解能を提供し、レーリ後方散乱として送信出力の０．００００００１だけを戻す。この低出力はファイバにより導入される双方向損失によりさらに低減される。したがって、ファイバースパン測定距離精度はプローブパルスの幅により主に規定される。より短いパルス幅は、戻り信号内により少ないデータを提供するが、より正確なスパン長結果を提供する。
【０００６】
加えて、ＯＴＤＲシステム自体が限定帯域幅を有するので、プローブパルスの立下り時間は無限に速くはない。したがって、２つの反射事象がファイバースパンに沿った極接近した位置にある場合、第２の事象は、第１の事象に関連する信号が第２の事象が発生するまでに感知できるほどに低下していなければシステムにより「見逃され」得る。すなわち、２つの反射がこの限界よりさらに接近した位置にあると、２つの反射は実質的に見分けられなくなる。これは事象不感帯として定義される。別の関連パラメータが減衰不感帯として定義される。減衰不感帯では、１つの事象からの戻り信号が光学検知器を一時的に飽和させ、検出器が第２の事象を正確に感知できない一定期間を生成する。ＯＴＤＲシステム内のこれらの「不感帯」に関する問題は長年知られており、様々な種類の回避方法が提案されてきた。
【０００７】
従来のＯＴＤＲシステムのこれらの限界に対処するための１つの従来技術は、プローブパルス列において特定符号化方式を利用することに関する。符号化パルスストリームの使用により、各個々のパルスのパルス幅は比較的短いままでよく、ファイバのさらに長いスパンを正確に特徴付けることができる。しかし、これらの利点は、非常に複雑なソフトウェアを生成し次に符号化ＯＴＤＲ波形を処理する必要があるという代償を生じ、測定時間への影響を伴う（専用レーザ源が正確な入力プローブパルスデータ符号を提供する必要があるだけでなく）。
【発明の概要】
【０００８】
従来技術において依然として存在するニーズは、光学時間領域反射率計（ＯＴＤＲ）、より具体的にはプローブ源として低出力レーザ信号のエッジ伝搬を利用するＯＴＤＲに関する本発明により対処される（「エッジ」は明から暗または暗から明のいずれかの光信号遷移を指す）。
【０００９】
本発明の一実施形態によると、新規なＯＴＤＲシステムのレーザ源はターン「オン」され、光が測定対象のファイバースパンの端に達するまで（すなわち、ファイバースパンが完全に照射されるまで）電源が入れられ続ける。ファイバが完全に照射された後の任意の時点で、レーザ源はターン「オフ」され得る。戻り（反射および後方散乱）信号は、ＯＴＤＲの光検出器内に導かれ、ファイバースパンが照射され始めた時点から測定される。測定は、サンプリングレートとして定義される所定時間間隔で戻り信号をサンプリングすることにより行われる。入力信号は、ファイバに沿った遠隔点で「パルス」が零に減衰すること（従来のＯＴＤＲの「ダイナミックレンジ」問題の１つの態様）の心配が無いので、比較的低い出力であり得る。低出力プローブ信号を使用する結果として、平均的感度特性を有する単純な光検出器は戻り信号を検出し処理するのに十分である。生成された出力サンプルは、次に、収集されたデータから従来のＯＴＤＲトレースを生成するために微分の形式の後処理に付される。
【００１０】
この実施形態は、暗いファイバが完全に照射されるまで光により連続的に充填される「前縁（ｌｅａｄｉｎｇ  ｅｄｇｅ）」構成として定義され得る。したがって、戻り信号は、反射および散乱された光出力の増加を示す。別の実施形態では、完全に照射されたファイバが次第に暗くなる「後縁（ｔｒａｉｌｉｎｇ  ｅｄｇｅ）」構成が使用され得る。この後縁実施形態における戻り信号は同様に、ＯＴＤＲの光検出器により測定され、戻り光信号出力の連続的低下が時間と共に示される。さらに別の実施形態は「前縁」測定と「後縁」測定の両方を利用し得る。この場合、前縁および後縁測定の結果の平均化は、測定に対する雑音の影響を低減し、長いファイバースパン（例えば、１００ｋｍ超のスパン）を正確に測定する能力を改善することになる。
【００１１】
任意の実施形態では、戻り信号は時間の関数としてサンプリングされ、各サンプルに関連付けられた出力レベルが記録される。受信器におけるサンプリングのすべてのインスタンスにおいて、ファイバースパンの入力ポートから光（または暗）が伝播した現在点（すなわち、場合によっては前縁または後縁）までの反射および後方散乱光の合計（積分）が得られる。２つの別々のインスタンスにおいて測定された戻り出力の値を適時減算（差分）することにより、ファイバに沿った伝播光の２つの当該位置間の挿入損差が得られる。規定期間に測定された反射出力のこれらの差分演算が、ファイバースパンの損失プロファイルを生成することになる（「損失プロファイル」は周知のＯＴＤＲトレースである）。連続プローブ信号を使用する照射は従来のパルスベースのＯＴＤＲ方式の「積分」と考えられ、戻り信号に対する差分演算の使用は、典型的ＯＴＤＲトレースを回復するために戻り信号カバーを微分することと同じであり得る。
【００１２】
低出力信号の使用もまた、従来技術のＯＴＤＲシステムの不感帯問題を最小限にするために発見された。例えば、例示的減衰不感帯を５．３ｍから約０．８ｍまで低減するために、従来技術のパルスプローブ信号を本発明のエッジ伝播信号で置換することが発見された。
【００１３】
本発明の利点は、ファイバースパンを完全に特徴付けるためにはサンプリングされた戻り出力測定結果の単一データセットだけを収集する必要があることである。これは、同じ特徴付けを行うために多数のパルス（数千パルス）が必要とされ、これらパルスの複数測定が行われる従来技術のパルス式ＯＴＤＲシステムと対照的である。したがって、完全な戻り信号出力データセットが当初生成されるので、後処理（差分生成）の分解能は、平均値が判断されるサンプルの数を選択することにより簡単に調整される。各差分演算におけるサンプルの数が少なければ少ないほど分解能は大きくなる（が、ＯＴＤＲトレース内に存在する雑音のレベルはより高くなる）。より大きなタイムベース（より大きなサンプル数）を差分演算において使用することは、明白な雑音を最小限にすることにより、より滑らかなトレースを生成し、雑音の低下により、ファイバースパンの「奥深く」で発生する事象をより容易に見えるようにする。
【００１４】
したがって、結果の精度は、測定された戻り出力の初期データセットを収集するために使用されるサンプリングレートの関数である。その後、ＯＴＤＲトレースの後処理計算中、生成されたトレースにおける分解能は、差が計算される「窓サイズ」の関数である。実際、結果は精度に対する距離不変量である。すなわち、ファイバースパンに沿った任意の点に関連する測定に対し同レベルの精度が達成される。移動平均が距離軸に沿って計算され、結果に対する雑音の影響を最小限にするように、戻り出力信号をオーバーサンプリングする（すなわち、必要以上に高い分解能を有するデータを収集する）システムを構成することも可能である。同じスパンに沿った多くのエッジ伝搬を使用することも、ＯＴＤＲ結果内に存在する雑音を低減するために使用され得る、一組Ｎ個の別々のエッジ伝搬スイープが行われれば、ファイバースパンに沿った位置毎のＮ個のデータ点が雑音、光検出器不完全性などの影響を最小限にするために平均化され得る。
【００１５】
光パルスを生成する必要が無いので、本発明のＯＴＤＲシステムのＣＷ信号を生成するために任意の入手可能光学源が使用され得るので有利である。この技術は、ＯＴＤＲ機能を非常にコンパクトで簡単な設計に埋め込む能力を提供し、したがって所与のネットワーク内の異質な点内に配置される。さらに、光サービスチャンネル（ＯＳＣ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｃｈａｎｎｅｌ）を利用する構成では、この監視機能に利用されるレーザ源もまた、本発明の無限後方散乱ＯＴＤＲ測定を行うために時々使用され得る。実際、低出力エッジ伝搬技術の使用の利点は、データがファイバースパン上に送信されているとの同時に低出力エッジ伝搬技術を採用し得ることである。したがって、多くのタイプの従来技術のＯＴＤＲ測定システムとは対照的に、ファイバースパンは測定過程中に運転停止される必要が無い。
【００１６】
本発明の例示的実施形態は、測定対象の光ファイバースパンの第１の入力端面内に光を注入するレーザ源と、レーザ源をターン「オン」および「オフ」し、レーザ源のターン「オン」時に伝播プローブ信号の前縁を生成し、レーザ源のターン「オフ」時にプローブ信号の後縁を生成する制御要素とを含むＯＴＤＲ測定システムとして説明され得る。本測定システムはまた、光ファイバースパンの第１の入力端面に結合された光受信器であって、伝播プローブ信号の戻り部分を受信し、戻り光出力の測定結果を電気的出力電力信号として提供する光受信器と、光受信器の電気的出力をサンプリングし、複数のサンプリングされた測定結果を格納し、ＯＴＤＲトレースをＯＴＤＲ測定システムの出力として生成するように複数のサンプリングされた測定結果を処理するデータ分析ユニットとを含む。
【００１７】
別の実施形態では、本発明は、ファイバースパンに沿ったＯＴＤＲ測定を行う方法として定義され得る。本方法は、ａ）ファイバースパンを初期化する工程と、ｂ）光ファイバースパンの入力ポート内に光信号を注入し、光信号のエッジを初期測定点として認識する工程と、ｃ）入力ポートにおける戻り反射光出力を測定する工程であって、この測定は所定のサンプリング速度で長期間行われ、複数の測定出力サンプルを生成する、工程と、ｄ）複数の測定出力サンプルをデータベース内に格納する工程と、ｅ）所望レベルの詳細を呈示するＯＴＤＲトレースを生成するのに適切な分析係数を判断する工程と、ｆ）差分計算エンドポイント間の空間として適切な分析係数を使用して、複数の測定出力サンプルに対する差分演算を行う工程と、ｇ）ＯＴＤＲトレースを生成するために工程ｆ）で行われた差分計算の結果をプロットする工程とを含む。
【００１８】
本発明の他のおよび別の態様と概念は、以下の説明の過程の中で、および添付図面を参照することにより明らかになる。
【００１９】
ここで添付図面を参照すると、同様な参照符号はいくつかの図における同様な部品を表す。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、光ファイバースパンを特徴付けるために使用される例示的従来技術のＯＴＤＲシステムを示す。
【図２】図２は、ファイバースパンに沿って距離（ｋｍ）の関数としての減衰（ｄＢで）の形式で結果を示す典型的なＯＴＤＲトレースを描写する。
【図３】図３は、本発明により形成された例示的ＯＴＤＲシステムの単純化図である。
【図４】図４は、図３のシステムのＣＷ源からの照射による被試験ファイバの連続的「充填」を示す一組の図である。
【図５】図５は、本発明の別の実施形態に関連する一組の図であり、この場合、被試験ファイバの連続的「空化（ｅｍｐｔｙｉｎｇ）」を示す。
【図６】図６は、図５の「後縁」（立下りエッジ）信号を利用する例示的入力プローブ信号を示す信号トレースである。
【図７】図７は、フォトダイオードにより測定される戻り光信号出力のプロットである。
【図８】図８は、図７の曲線に対し微分を行うことにより生成されたプロットであり、従来のＯＴＤＲトレースの形式を取る。
【図９】図９は、例示的矩形波レーザ入力プローブ信号の前縁と後縁の両方に沿って収集された情報を利用する本発明の特定の実施形態に関連する一組のプロットを含む。
【図１０】図１０は、比較的長いファイバースパンを特徴付けるために本発明のＯＴＤＲ測定システムを利用する例示的構成を示す。
【図１１】図１１は、時間の関数として測定された図１０の配置におけるフォトダイオードにより受信された戻り出力のプロットである。
【図１２】図１２は、図１１にプロットされたデータに対し差分機能を行うことにより本発明により形成されたＯＴＤＲトレースを含み、また、比較のために従来の（パルス）ＯＴＤＲシステムにより同じファイバースパンに対して生成されたＯＴＤＲトレースを含む。
【図１３】図１３は、図１１のプロットに示されるデータに対して生成された一組の３つの異なるＯＴＤＲトレースを含み、各プロファイルは同じデータセットを処理する際に異なる分析係数を使用することにより生成された。
【図１４】図１４は、本発明のシステムの精度の距離不変特徴を描写し、図１４（ａ）は、ファイバースパンに沿った１ｋｍ点に関連する一組の（異なる分析係数の）プロットを含み、図１４（ｂ）は、同じファイバースパンに沿った４３ｋｍ点に関連するトレースを示す。
【図１５】図１５は、異なるレベルの分解能を利用する利点を示す合成分析例である。
【図１６】図１６は、ＯＴＤＲトレースの詳細を動的に修正する能力を示す一組のプロットであり、図１６（ａ）は詳細をほとんど示さないトレースを示し、図１６（ｂ）〜（ｅ）は、図１６（ａ）のトレースに沿った特定の識別された位置にズームインすることにより生成されたより高いレベルの詳細のトレースである。
【図１７】図１７は、本発明の新規なエッジベースＯＴＤＲ方法によりＯＴＤＲトレースを生成するために続き得る例示的な一組の工程を示すフローチャートである。
【図１８】図１８は、本発明のエッジ伝播ＯＴＤＲ測定システムを使用する際の減衰不感帯の改善を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の詳細を説明する前に、従来のパルス式ＯＴＤＲシステムの簡単な説明をする。従来のパルス式ＯＴＤＲシステムを理解することにより、本発明のエッジ伝播ＯＴＤＲシステムの詳細と利点が明確になる。
【００２２】
図１は、光ファイバースパン２を特徴付けるために使用される例示的な従来技術のＯＴＤＲシステムを示す。パルスドライバ３は、ＯＴＤＲ送信器レーザ源４から高出力で比較的短いパルスを生成するために使用される。生成されたＯＴＤＲプローブパルスのグラフも図１に示す。生成されたパルスは光カプラ５を介しファイバースパン２内に注入される。これらのプローブパルスの戻り光（ファイバ組成に関連するレーリ後方散乱と継手などの突然損失事象からのフレネル反射との両方を含む）はその後、カプラ５によりＯＴＤＲ受信器部品６内に導かれる。例示的戻り信号のグラフも図１に示される。
【００２３】
受信器部品６は、光戻り信号を等価電気形式に変換する光検出装置（フォトダイオード）を含む。データ分析ユニット７は、電気信号のスペクトルおよび振幅処理を行い（無線システムのエコー情報を処理するレーダシステムと同様）、図２に単純形式で示すようなＯＴＤＲトレースを生成する。
【００２４】
図２は、ファイバースパンに沿って距離（ｋｍ）の関数としての減衰（ｄＢ）の形式で結果を示す典型的なＯＴＤＲトレースを描写する。トレースの一般的傾斜は、ファイバ自体の組成の関数であることが知られ通常は線形応答であるファイバースパンに沿ったレーリ散乱の表れである。トレースに沿った様々なスパイクは、ファイバの長さに沿って現われるので結合損失、ファイバ損傷、継手などの特定フレネル損失に関連付けられ得る。所定距離Ｄを越えると、ＯＴＤＲトレースは、ＯＴＤＲ受信器内に存在する雑音により圧倒されるようになり、したがって、この距離Ｄは、特定のＯＴＤＲシステムにより評価されることができる典型的なスパンの長さ（パルス幅、パルス振幅、受信機感度、処理能力などの要素を含む）を規定し、「ダイナミックレンジ」とも呼ばれる。
【００２５】
本発明は、エッジ伝播ＯＴＤＲプローブ信号入力を利用し、戻り信号の追加処理を行うことにより、従来技術のＯＴＤＲシステムのこの距離限界制約に対処し、ファイバースパンの継続的ＯＴＤＲ分析を行うための簡単かつ単刀直入な方法およびシステム（スパンの寿命の間ファイバースパンの連続的更新測定を行い得る「埋込み型」ＯＴＤＲシステムを利用する能力を含む）を提供する。
【００２６】
図３は、本発明により形成された例示的ＯＴＤＲシステム１０の単純化図である。図４は、ＯＴＤＲシステム１０の光源からの照射による被試験ファイバの連続的「充填」を示す一組の図である。説明の目的のために、以下の説明中に図３と図４の両方を参照することが有用である。
【００２７】
図３に示すように、エッジ伝播ＯＴＤＲシステム１０は関連光ファイバースパン１２の特徴付けを提供するように使用される。本発明のこの特定の実施形態では、システム１０は、レーザ源１６からの光出力信号に印可される波形を生成するために駆動回路１４を利用する。例示的信号トレースは、図３に描写され、時刻ｔ１におけるターンオンを含むレーザ源１６からの出力波形であって連続プローブ入力信号を形成する出力波形を示す。本発明によると、レーザ源１６は、当初暗いファイバを完全に「充填する」のに十分な長期間Ｔ（少なくとも数百μｓまたはｍｓ程度）の間「オン」のままである。図示のように、光信号の「前縁」がファイバースパン１２に沿って伝播することになる。例えば、２０ｋｍファイバは、全２０ｋｍファイバースパンを完全に照射するために約１００μｓ持続時間のプローブ信号を必要とする。その後、レーザ源１６は時刻ｔ２においてターン「オフ」され、プローブ信号の後縁が次にファイバースパン１２に沿って伝播する。
【００２８】
従来技術のパルス式ＯＴＤＲシステムと比較して、本発明のエッジ伝播ＯＴＤＲシステムは比較的低い電力入力信号により極めてよく機能することができる。従来技術では、パルスは、ファイバースパンに沿った比較的長い距離を伝播するのに十分なエネルギーを有するとともに測定するのに十分なエネルギー内の戻り信号を生成する必要があった。エッジ伝搬を使用する本発明の蓄積過程はそのような依存性は無い。例えば、約−２０ｄＢｍ〜２０ｄＢの範囲内のプローブ信号を生成するレーザ源１６がファイバを特徴付けるために使用可能であるように意図されており、大抵の場合約−３ｄＢｍ〜１０Ｂｍのより狭い限界内の出力範囲が好適である。
【００２９】
この波形を提供するために別の駆動回路を使用する代わりに、ＯＴＤＲ測定の目的のためにファイバースパンを完全に照射することができる光の連続光源が利用可能となるように、スイッチ配置または任意の他の好適な回路構成がレーザ源１６のターンオン／オフを制御するために使用され得るということを理解すべきである。実際、ＯＴＤＲトレースを生成するためにパルスを生成する必要が無いので、ファイバースパンに沿って既に適所に配置されたレーザ源（ポンプ源など）がこのＯＴＤＲ過程の間源として時々使用され得るということが本発明の配置の利点である。
【００３０】
その後、レーザ源１６を出た信号は光カプラ１８（および／または光アイソレータ）を通りファイバースパン１２内に注入される。図４を参照すると、ファイバが「暗」である（すなわち、いかなる光もファイバ内に注入されていない）初期時点で始まる一連のファイバースパン１２の図が示される。次に、時刻ｔ１では、レーザ源１６はターン「オン」され、ファイバ１２は照射され始める。図４にｔＰ１として示される第１の期間後、ファイバースパン１２の第１の部分１２−１が照射された。第２の期間後、レーザ源は「オン」のままであるので、照射はファイバースパン１２を充填し続け、部分１２−１と１２−２（図４に点ｔＰ２として示される）を充填するように延びる。照射は、少なくとも全スパンが照射される時点（時刻ｔ２として定義）まで続く。
【００３１】
図３に戻って参照すると、ファイバースパン１２からの戻り光（後方散乱および反射光）は、光カプラ１８を通過し、その後、受信光信号を電気的形式に変換する光検出装置（図示せず）を含む光受信器２０内に導かれる。光受信器２０により捕捉される戻り信号の簡略バージョンも図３に示す。本発明によると、受信信号は所定時間間隔（光受信器２０へのｔＳＡＭＰゲート入力により表される）でサンプリングされる。時間間隔ｔＳＡＭＰはまた、図３の戻り信号Ｒのプロット上に描写される。次に、サンプリングされた測定値は、格納とさらなる処理のためにデータ分析ユニット２２へ入力として印可される。
【００３２】
光受信器２０におけるすべてのサンプリングインスタンスでは、測定信号はファイバ内に存在する（無限）後方散乱および反射光のすべての合計（または積分）を表す。したがって、上に述べ以下に詳細に論述されるように、２つの時間インスタンスにおける戻り出力の値を減算（微分）することにより、ファイバ内の伝播光の２つの当該位置間の挿入損差が得られる。この挿入損差は従来のＯＴＤＲトレースに対応する。言い換えると、エッジ伝播（矩形波）ＯＴＤＲ入力プローブ信号は、ＯＴＤＲシステムにおいて使用される従来のプローブパルスの積分バージョン（パルス関数の積分は矩形波関数を生じる）と考えることができる。したがって、この「積分」入力信号から得られる所望のＯＴＤＲデータを回復するために、収集されたデータを微分して従来のＯＴＤＲトレースを生成することが本発明により提案される。データ分析ユニット２２は、初期データセットとして収集されたサンプルを格納するデータベース２４とＯＴＤＲデータ出力を生成する差分計算機２６とを含むものとして示される。ＯＴＤＲデータ出力は通常、ファイバースパンに沿った距離の関数として戻り信号を（ｄＢ尺度で）プロットするＯＴＤＲトレースの形式を取る（上に示したように）。または、ＯＴＤＲデータは表形式（「事象表」と呼ばれる）で表示され得る。
【００３３】
以下に論述されるように、様々な分解能のＯＴＤＲトレースを生成するのに必要なデータのすべては単独測定過程において得られる（データを収集するために複数測定のシーケンスを行う従来技術の必要性とは対照的に）ことが本発明のシステムと方法の利点である。この初期データセットが収集されデータベース２４に格納されると、それぞれがＯＴＤＲトレースを分析する要員により選択されるステップサイズに応じた多種多様のＯＴＤＲトレースが差分計算機２６により生成され得る。以下「分析係数」と時々呼ばれる差分計算を行うために使用されるステップサイズは、ＯＴＤＲトレース内に提示される詳細の量を制御する。例えば、低分析係数（例えば、分析係数＝４）が４つのサンプルのステップサイズ（すなわち、４つの時間間隔の微分窓）がＯＴＤＲトレース上の各点を計算するために使用されることを意味する。３２程度の分析係数は「高」分析係数であると考えられ、３２時間間隔の長さが各差分計算に含まれる。本発明によると、分析係数は、差分計算機２６へ入力として印可される変数である。
【００３４】
したがって、収集データの微分（差分）計算を行うために使用されるステップサイズ（分解能）は、ＯＴＤＲトレース内の様々なレベルの詳細の分析を支援するために調整される。計算に含まれるサンプルの数が少なければ少ないほど、ＯＴＤＲトレースの粒度はより細かくなる（より高い雑音レベルを呈示することを犠牲にして）。ステップサイズ内により多数のサンプルを含むことで、ＯＴＤＲトレースを滑らかにし、雑音レベルを下げ、ファイバースパンに沿ったさらに遠方の事象の識別を可能にする。
【００３５】
これまで説明した本発明のエッジ伝播ＯＴＤＲシステムは矩形波の「立下り」エッジを入力レーザ源１６の波形として使用するように容易に構成されるということを理解すべきである。図５は、「立下り」エッジ測定構成の利用に関連するファイバースパンの一連の図を含む。図示のように、完全に照射された光ファイバースパンによりこの場合はＯＴＤＲ測定を開始するであろう。このとき、「立下り」エッジがファイバースパンに沿って伝播するにつれ、ファイバは空らになり、暗くなる。図５のシーケンスの残りの図はこの過程を描写する。再び、戻り信号は、システムのサンプリング速度により規定された所定時間（ｔＳＡＭＰ）に測定される。次に、これらの出力測定は、さらなる処理のためにデータ分析ユニット２２のデータベース２４に格納される。エッジの生成を制御するために矩形波信号を使用する任意の構成では、例えば１ｎｓ〜１００ｍｓ程度（好適な範囲は多分１０ｎｓ〜２０ｍｓ程度）のパルス幅を呈示する例示的矩形波が使用され得る。
【００３６】
図６は、この「後縁」（立下りエッジ）信号を利用する例示的入力プローブ信号を示す信号トレースであり、ターン「オフ」は測定期間の最初（時刻ｔ１）に発生するとして示される。図７は、フォトダイオードにより測定される戻り光信号出力のプロットであり、プロットはレーザ源がターン「オフ」されるのと同時刻ｔ１に始まる。ターンオフ後のグラフ上の各点は、この後縁の現在位置からファイバースパンの最遠端終端までの後方散乱および反射光のすべての積分値の尺度である。図８は、図７の曲線に対して微分を行うことにより生成されたプロットである。本発明の教示によると、この戻り出力曲線の微分は古典的ＯＴＤＲトレースを現わす。図８に示すプロットを生成するために使用される特定の分析係数に対して、ＯＴＤＲトレースは、ファイバースパンが複数の部分を有し、挿入損が部分間の各インターフェイスにおいて発生するということを明確に示す。
【００３７】
図６〜図８のプロットを参照することにより分かるように、本発明によるＯＴＤＲ測定を行う方法は、トレース毎ベースでデータを収集するために複雑かつ高価なパルス入力源を利用する必要無く標準的ＯＴＤＲトレースを生成することができる。むしろ、本発明の方法とシステムは、時間の関数としての一連の測定結果を収集するために、ファイバースパンの長さに沿った連続光信号（前縁および／または後縁）のエッジ伝搬と戻り信号のサンプリングとだけに依存する。
【００３８】
図９は、例示的矩形波レーザ入力プローブ信号の前縁と後縁の両方に沿って収集された情報を利用する本発明の特定の実施形態に関連する一組のプロットを含む。この場合、測定は長期間行われ、ファイバを光で「充填する」ことと次にファイバを「空らにする」ことの両方に関連する戻り信号出力を記録する。例示的エッジ伝播（例えば矩形波）ＯＴＤＲ入力信号Ｉが図９にプロットされ、関連フォトダイオードにより捕捉された戻り信号Ｒのプロットも示す。プロットの前半は図４に関連して述べた前縁構成に関連し、入力信号Ｉがターン「オン」され、ファイバを充填し始める。したがって、戻り信号Ｒは、零の値で始まる。次に、蓄積戻り出力は次々と光で充填されるファイバースパンに対応するので戻り信号Ｒは増加し続ける。入力信号Ｉは関連ファイバースパンが充填後一定期間の間「オン」のままであることが可能である。これは反射信号に対して行われる処理に影響を与え無いということを理解すべきである。この状況は図９に描写され、入力信号Ｉはファイバが充填後長期間τの間「オン」のままであることが示される。この場合、受信信号値Ｒはこの期間の間ほぼ一定のままであり、したがって、期間τ中のサンプリング時刻に測定された出力はほぼ一定のままとなる。
【００３９】
入力信号Ｉが時刻ｔ２にターン「オフ」されると、戻り信号出力Ｒの測定値は低下し始め最終的にほぼ零になる。信号はサンプリングされ続け、減少する出力測定値が分析ユニット２２に格納され続ける。前縁測定と後縁測定の両方を使用して組み合わせることにより、必要データを得るのに必要な全体蓄積時間を１／２に低減することが可能である。さらに、前縁および後縁戻り信号値の両方をサンプリングすることにより、測定内に存在する相対的雑音は、２つの補集合のデータ点を平均する結果として、著しく低減されることになる。上述のように、オーバーサンプリングおよび／または複数取り込みもまた、結果中に存在する雑音を最小限にするために使用され得る。
【００４０】
前縁構成、後縁構成、または前縁および後縁の両方を使用する構成が使用されるかどうかにかかわらず、本発明の重要な態様は、様々なレベルの詳細での複数のＯＴＤＲトレースが生成されるようにするために単一系列の測定だけ行う必要があるということである。いくつかの場合には、ファイバースパンの特定部分に関連するトレースの非常に詳細なバージョンを研究することが望ましい。他の状況では、スパンに沿った奥部に位置する事象を正確に見出すことが必要かもしれない。実際、ますます重要な目的は、１００ｋｍを越える比較的長いスパンを正確に測定できることである。有利には、これらの様々な種類のＯＴＤＲトレースのすべては、本発明の新規なシステムにより収集される出力サンプル値の単一データセットの後処理から提供され得る。
【００４１】
図１０は、本発明のこの「単一データ収集」態様を理解する際に有用な例示的配置を示す。この場合、本発明により形成されるエッジ伝播ＯＴＤＲシステム５０は、約１２０ｋｍの長さを有するファイバースパン４０に対してＯＴＤＲ測定を行うために使用される。ＯＴＤＲシステム５０はレーザ源５２を含むものとして示される、レーザ源５２により生成される光は、サーキュレータ５４を通過し、光マルチプレクサ５６によりファイバースパン４０内に導かれる。戻り（反射および後方散乱）光はマルチプレクサ５６を通過し、サーキュレータ５４によりフォトダイオード５８内に再度導かれる。前と同様に、受信光出力信号は所定速度でサンプリングされ、サンプル値はさらなる処理のためにデータ分析ユニット６０内に格納される。図１１は、時間の関数として測定されたフォトダイオード５８により受信された戻り出力のプロットである。
【００４２】
上述のように、入力信号Ｉは、連続光入力であり、ファイバースパン４０の１２０ｋｍ長全体が照射されることを保証するのに少なくとも十分な一定期間の間「オン」のままであり、サンプリングされた出力値は全ファイバが測定されたということを保証する。図１０の実施形態の１つの特定の構成では、サンプリング速度は、１２．５ＭＨｚであるように選択され、データ分析ユニット６０のデータベース６２内にデータセットとして格納される約５００，０００サンプルのデータセットを生成する。その後、光源５２はターン「オフ」され得る。上述のように、いくつかの実施形態では、データは、ファイバースパン４０に沿って伝播する入力信号Ｉの後縁として収集され続けられ得る。
【００４３】
上述のように、ファイバースパン４０に関連するＯＴＤＲトレースは、図１１に示すデータに対して微分を行うことにより得られる。図１２は、選択された分析係数のこの微分の結果を示す。比較のために、従来の（パルス式）ＯＴＤＲシステムから生成されたＯＴＤＲトレースも示す。従来技術トレースでは、１０μｓのパルス幅を有するパルスを使用する必要があった。本発明のエッジ伝播構成（「無限後方散乱」技術とも時々呼ばれる）がより複雑なパルス技術を使用して生成されるものとほぼ同じ情報を提供するということは明白である。
【００４４】
本発明のシステムの利点は、サンプリングされた出力測定結果の単一データセットから様々なレベルの詳細を確かめるために後処理技術が使用され得るということである。すなわち、異なる微分分析係数を使用することにより、同じデータセットから多種多様のＯＴＤＲトレースを生成することができる。図１３は、図１１のファイバースパン４０に関して生成された一組の３つの異なるＯＴＤＲトレースを含み、各プロファイルは５００，０００サンプルの同じデータセットを処理する際に異なる分析係数を使用することにより生成された。第１のプロット（「Ａ」で標記）は低分析係数（４）を使用することにより生成された。このことは各微分が４つのサンプルの距離全体にわたって生成されたことを意味する。この場合、結果は、比較的細かいレベルの粒度であり、フレネル反射関連特徴を正確に見出す際に有用である、これは、これらのスパイクが、高い分析係数で計算する際に長距離全体にわたって広がる傾向があるためである。しかし、図示のように、プロットＡのトレースは、ファイバースパンの外側限界に存在する雑音により圧倒されるようになる。第２のプロット（「Ｂ」で標記）は、同じデータセットを入力として使用してより高い分析係数（すなわち、３２）を使用することにより生成された。明確に示されるように、より高い分析係数の使用は、トレース内に存在する雑音のレベルを下げ、ファイバースパン４０に沿った奥深い事象位置の正確な判断を可能にする。
【００４５】
第３のプロット（「Ｃ」で標記）は、さらに別の分析係数（この場合１６）を使用することにより生成された。これは、同じ入力データセットから多種多様のＯＴＤＲトレースを生成する本発明のシステムの柔軟性を示す。従来技術における様々な分析係数のＯＴＤＲプロットを生成する能力は、様々な測定シーケンスを行い、プローブパルスの多種多様のパルス幅を利用することだけにより得ることができた。しかし、本発明によると、この情報のすべては単独測定過程中に回収され、したがって、出力測定において様々なレベルの詳細を収集するために何度もファイバを再走査する必要はない。
【００４６】
図１３のすべての３つのプロットは同じ初期データセットから生成されたので、データは、「局所」情報と距離関連情報の両方を捕捉するように多種多様の分解能を使用して処理され得る。
【００４７】
さらに、本発明の処理は距離不変であるということが発見された。これは、ファイバースパンに沿った第１の位置における所与のＯＴＤＲトレースの精度がスパンに沿った異なる位置におけるトレースと同じであることを意味する。図１４は、本発明のこの態様を示し、プロット（ａ）はファイバースパン４０に沿った１ｋｍ点に関連するトレースを示し、プロット（ｂ）はファイバースパン４０に沿った４３ｋｍ点に関連するトレースを示す。各プロットは一組の５つの異なるＯＴＤＲトレース（すべて同じ単一データセットから計算された）を含む。図示のように、各トレースは、異なる分析係数（「１」〜「３２」の係数範囲）を使用して生成された。スパンに沿ったより遠い測定点では雑音がより大きいが（プロット（ａ）と（ｂ）の分析係数３２トレースを比較されたい）、本発明の技術を使用することによるより高い分解能の利点は両方のプロット（ａ）と（ｂ）のデータ集合を見ると分かる。このデータでは、関連分析係数を低減することによる距離分解能の改善は明白である。図１４のプロットから、ファイバに沿って、分析係数のそれぞれの距離分解能精度の低下は無い、すなわち同じ分解能が１ｋｍと４３ｋｍの両方において達成されるということも明白である。
【００４８】
図１５は、異なるレベルの分解能を利用する利点を示す合成分析例である。第１のプロットは、異なる微分による２つの組のデータを有する。一組のデータは小さなステップサイズ（すなわち、小さな分析係数）に関連し、比較的大きなレベルの雑音がプロット内に残るが「事象」ははっきり見えるということは明白である。第２のデータセットは、より大きなステップサイズ（より高い分析係数）に関連し、プロット内の雑音の可視性を低減する。より長くかつより高い平均ステップを使用することで、スパンに沿って少し離れた場所の減衰の低下をはっきり見えるようにすることができる。したがって、２つの計算（同じデータセットに基づく）を組み合わせることにより、両タイプのデータ（雑音内の事象とスパンに沿った遠い場所の減衰）を収集することが可能である。
【００４９】
単一データセットに対して複数の分析を行う能力は重要である。実際、所与の一組の「可視化要件」をデータに適用し、次に照査のために所望のタイプのトレースを生成するためにソフトウェア制御システムを利用することは比較的単純明快である。図１６はこの点を示す。図１６（ａ）は、本発明のエッジ伝搬技術を使用して生成された完全なファイバースパンの例示的トレースである。この場合、トレース内に目立つ４つの別々の不連続（すなわち、プロット内のスパイク）が存在する。このデータを観察する際、ユーザは、これらの領域のそれぞれに「ズーム」インするためにデータセットを再プロットすることを要求し得、これにより、ユーザがこれらの位置のそれぞれにおける潜在的問題をさらに研究し識別できるようにする。図１６（ｂ）〜（ｅ）は同じデータセットのプロットであり、いずれの場合も、特定の事象を識別できるように異なる部分にズームインするように指示された後のものである。図１６（ｂ）はファイバースパンの始まりの近く（すなわち、ファイバに沿った２ｋｍ点）の詳細なプロットを示し、図１６（ｃ）は１００ｍマークにおける詳細なプロットを示し、図１６（ｄ）は５．５Ｋｍ点における詳細なプロットを示し、図１６（ｅ）はファイバースパンに沿った１１．５ｋｍ点における事象の詳細な図を含む。
【００５０】
図１７は、本発明によるＯＴＤＲ測定を行う際に関与する工程のフローチャートである。図示のように、本処理は、研究対象の光ファイバ内にエッジ伝播レーザプローブ信号を注入することにより、工程１００で始まる。戻り信号測定を捕捉する際に使用されるサンプリング速度も判断される（工程１１０として示す）。次に、実際の測定処理が始まり、戻り光出力が光受信器でサンプリングされ、サンプルがデータベース内に格納される（工程１２０）。サンプルは不定期間の間格納され得、ＯＴＤＲトレースの実際の生成はサンプルのすべてが収集された後、要員により任意の時点で開始される。
【００５１】
ＯＴＤＲトレースを生成する実際の工程を開始するために、分析係数が最初に選択され（工程１３０）、選択された分析係数はＯＴＤＲトレース内に示される詳細のレベルを判断することになる。次に、微分演算が、工程１４０により図示のように、選択された分析係数を使用して、格納された出力測定サンプルのデータセットに対して行われる。次に、プロット（または結果の他の図解）がＯＴＤＲ測定情報として工程１５０において提示される。次に、提示された情報内の異なるレベルの詳細を呈示する、別のＯＴＤＲトレースが生成される必要性に関する判断が工程１６０でなされる。別のＯＴＤＲトレースの必要性が無ければ、処理は完了する。または、異なるレベルの詳細を有する別のＯＴＤＲトレースを生成することが望ましければ、別の分析係数が選択され（工程１７０）、処理は別の微分（今回は、新しい分析係数を有する）を行う工程１４０へ戻る。
【００５２】
要約すると、ファイバに沿って一連の狭いパルスを送信する代わりに、本発明により全ファイバースパンを照射することにより、ＯＴＤＲ測定の距離分解能能力は、選択されたサンプリング速度とシステムの後処理能力だけの特性である。従来技術では、この距離分解能はプローブ源として使用されるパルス方式により制限された。本発明の教示の結果として、光ファイバースパンの全広がりに沿って不変距離分解能プロットを生成することが可能である。ファイバ内奥深くの障害をより正確に見出す能力は、より大きなパルス長が距離分解能への誘発的影響によりファイバ内のより長い距離を測定する必要がある従来技術のパルス式ＯＴＤＲシステムを越える著しい改善である。
【００５３】
有利には、プローブ信号のための連続スペクトル光源レーザの使用は、パルス発生器の使用を必要とする従来技術構成を越えて単純化した設計を可能にする。実際、ＯＴＤＲレーザ源にも使用される特殊用途（すなわち、ラマン増幅）のために設計されたレーザ源を利用することが可能である。単純化したＯＴＤＲ源構成は、ＯＴＤＲシステムが光学ネットワーク内の様々な点に埋め込まれることを可能にする。
【００５４】
パルス式ＯＴＤＲシステムにおいて使用される従来技術の受信器と比較して、本発明のエッジ伝播ＯＴＤＲシステムにおいて利用されるフォトダイオードは、長時間にわたって蓄積信号が測定されるので、極低い出力反射にあまり敏感である必要は無い。したがって、より伝統的なフォトダイオードを使用することで、第２の測定を開始する前にフォトダイオードがフラッシュされすべての光子が除去される必要があった従来技術ＯＴＤＲシステムに関連する周知の事象不感帯と減衰不感帯問題とを著しく低減する。
【００５５】
図１８は、本発明のエッジ伝播ＯＴＤＲシステムに関連する（この場合、図１６（ｅ）に関連して上に論述されたようなファイバースパンに沿った１１ｋｍ点において見出された事象に関連する）不感帯問題のこの低下を示す。図１８のプロットＡは、本発明のＯＴＤＲシステムにおける光検知器により収集された「生」データとパルス源を使用する従来技術構成に関連する仮想データとの両方を含む。従来技術構成に関連するプロットＢは、ファイバースパンに沿った１１ｋｍ距離における約５．３メートルの減衰不感帯を示す。本発明のエッジ伝播システムを使用することにより、この減衰不感帯は図１８のプロットＣに示すように約０．８メートルの値まで低減された。
【００５６】
上記説明は一例としてだけ役立つことを目的としていることと、多くの他の実施形態が添付の特許請求の範囲により規定された本発明の範囲内で可能であることとが理解される。
【符号の説明】
【００５７】
２  光ファイバースパン
３  パルスドライバ
４  ＯＴＤＲ送信器レーザ源
５  光カプラ
６  ＯＴＤＲ受信器部品
７  データ分析ユニット
１０  ＯＴＤＲシステム
１２  ファイバースパン
１４  駆動回路
１６  レーザ源
１８  光カプラ
２０  光受信器
２２  データ分析ユニット
２４  データベース
２６  差分計算器
４０  ファイバースパン
５０  ＯＴＤＲシステム
５２  レーザ源
５４  サーキュレータ
５６  光マルチプレクサ
５８  フォトダイオード
６０  データ分析ユニット
６２  データベース
Ｉ  ＯＴＤＲ入力信号
Ｒ  戻り信号
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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