JP3686390B2

JP3686390B2 - 光ファイバ測定装置

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Publication number: JP3686390B2
Application number: JP2002140343A
Authority: JP
Inventors: 雅哉清水; 達幸牧; 真司星野; 和彦石黒
Original assignee: Anritsu Corp; NEC Corp
Current assignee: Anritsu Corp; NEC Corp
Priority date: 2002-05-15
Filing date: 2002-05-15
Publication date: 2005-08-24
Anticipated expiration: 2022-05-15
Also published as: JP2003329545A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、測定光を被測定対象の光ファイバに入射させて、この光ファイバからの後方散乱及びフレネル反射に起因する戻り光を検出して、この戻り光から光ファイバの特性を測定する光ファイバ測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信システムにおいて光信号の伝送媒体としての光ファイバにおける伝送特性、減衰特性等の特性測定や異常発生検出等を実施する光ファイバ測定装置は、一般的に図７に示すように構成されている。
【０００３】
光ファイバ測定装置１内において、パルス発生器２は、パルス幅Ｔ₁を有したパルスａを発生して一定の繰返し周期Ｔ₀で光源３へ送出する。例えば半導体レーザからなる光源３は、入力されたパルスａに対応するパルス幅Ｔ₁ _、繰返し周期Ｔ₀を有する光パルスｂを出力する。この光パルスｂの光の周波数（又は波長）は、実際の光通信システムで使用される光の周波数（又は波長）に等しい単一周波数ｆに設定されている。光源３から出射された光パルスｂは、光サーキューレータ４を透過してこの光ファイバ測定装置１から出力されて、測定対象の光ファイバ５の一端５ａへ入射される。
【０００４】
測定対象の光ファイバ５へ入射した光パルスｂは、この光ファイバ５内を他端５ｂへ向かって伝搬していくが、その伝搬過程で後方散乱やフレネル反射に起因して光パルスｂに対して進行方向が逆である戻り光ｄが発生する。この戻り光ｄは、光ファイバ５の一端５ａから光ファイバ測定装置１へ戻り、光サーキューレータ４で入射される光パルスｂと分離されて、受光器６で電気信号の戻り信号ｅに変換されて、特性算出部７へ入力されている。
【０００５】
この特性算出部７には、パルス発生器２からパルスａに同期するトリガが入力される。そして、この特性算出部７は、戻り信号ｅの光パルスｂの出力時刻からの後方散乱光やフレネル反射光を含む戻り光ｄにおける強度の時間変化特性８を表示画面に表示する。そして、この得られた戻り光ｄの時間変化特性８から、前述した測定対象の光ファイバ５の伝送特性や減衰特性等の各種特性を算出する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図７に示す光ファイバ測定装置１においても、まだ解決すべき次のような課題があった。
【０００７】
すなわち、光ファイバ５の伝送特性や減衰特性等の各種特性を高い精度で測定するためには、前述した戻り光ｄにおける強度の時間変化特性８を高い精度で求める必要がある。この戻り光ｄにおける強度の時間変化特性８を高い精度で求めるには、この光ファイバ５に印加する測定光である光パルスｂの強度を増加して、対応する戻り光ｄ自体の強度を増加してダイナミックレンジを広げる必要がある。
【０００８】
この光パルスｂの強度を増加するには、光パルスｂのピークレベルを上昇するか光パルスｂのパルス幅を増加することが考えられる。しかし、半導体レーザからなる光源３から出力される光パルスｂのピークレベルを上昇するには一定の限界がある。さらに、光パルスｂのパルス幅を増加すれば、測定された光ファイバ５の空間分解能が低下する。
【０００９】
このような不都合を解消するために、測定対象の光ファイバ５に入射する測定光を、単一の光パルスｂではなくて、所定長の擬似ランダムパルス信号を光信号に変換した擬似ランダム光パルス列で構成し、この擬似ランダム光パルス列からなる測定光を測定対象の光ファイバ５に入射することが考えられる。
【００１０】
そして、光ファイバ５から得られた戻り光を電気信号に変換して、戻り光の光強度の時間変化信号を得る。そして、この時間変化信号と擬似ランダムパルス信号との相関関係を算出して相関信号を得る。この相関信号は、戻り光の時間変化信号におけるパルス幅単位の各時刻における擬似ランダムパルス信号が含まれる程度を示すので、結果的に、戻り光の時間変化信号の時間分解能、すなわち空間分解能をパルス幅単位まで向上できる。さらに、測定光のパルス幅を等価的に拡大できるので、戻り光のダイナミックレンジを拡大できる。
【００１１】
しかしながら、この測定光として擬似ランダム光パルス列を採用した光ファイバ測定装置においてもまだ次のような課題があった。
【００１２】
例えば、この光ファイバ５が海底に敷設された場合においては、図８に示すように、この光ファイバ５は長距離になるので、上り経路の光ファイバ５ｃと下り経路の光ファイバ５ｄとからなる光ケーブル５ｅにおける例えば５０ｋｍ毎に中継器９が設けられている。各中継器９内には一対の光増幅器１０ａ、１０ｂが組込まれている。さらに、この各光増幅器１０ａ、１０ｂ内には、増幅された光信号の信号強度を一定にする自動強度制御回路（ＡＰＣ）１１が組込まれている。さらに、各光増幅器１０ａ、１０ｂの出力端どうしはループ光ファイバ１２で接続されている。
【００１３】
このような光ケーブル５ｅにおける一方の光ファイバ５ｃに対する試験を上述した光ファイバ測定装置１を用いて実施する場合、この一方の光ファイバ５ｃに光パルスｂを印加する。光ファイバ５ｃにおける各中継器９相互間の区間で発生する後方散乱とフレネル反射に起因する戻り光ｄは、各ループ光ファイバ１２及び他方の光ファイバ５ｄを経由して、光ファイバ試験装置１へ戻る。
【００１４】
ここで、前記自動強度制御回路（ＡＰＣ）１１は、増幅された光信号の信号強度を一定にする機能を有しているので、一方の光ファイバ５ｃに印加する測定光として擬似ランダム光パルス列を採用した場合、この擬似ランダム光パルス列は、図９（ａ）に示すように、光有り区間と光無し区間とが不規則に並び、かつ光有り区間と光無し区間との区間長も一定していない。
【００１５】
したがって、このような擬似ランダム光パルス列を信号強度を一定にする処理を実施すると、それまで無信号で励起状態にあった中継器９内の光増幅器１０が過渡応答特性を示し、図９（ｂ）に示すように、パルスピークパワーが変化してしまう。その結果、このように、各パルスピークパワーが変化した戻り光の時間変化信号と擬似ランダムパルス信号との相関関係を算出した場合に正しい相関信号が得られない問題が生じる懸念がある。その結果、測定対象の光ファイバに対する特性の測定精度が低下する。
【００１６】
図１０は、光ファイバ測定装置から一定長（擬似ランダムパルス列長）の擬似ランダム光パルス列を一方の光ファイバ５ｃに印加して、他方の光ファイバ５ｄから得られる戻り光の光強度の特性を示す図である。シミュレーション波形である実線特性に示すように、擬似ランダム光パルス列の出力開始時刻から、この擬似ランダム光パルス列の出力終了までは、戻り光の光強度は上昇する。そして、擬似ランダム光パルス列の出力が終了すると、戻り光の光強度はパルス列の送出時間に対応する期間だけ一定値を維持し、パルス列は、パルス列の先頭から被測定ファイバを順次通りぬけるため低下する。
【００１７】
しかし、自動強度制御（ＡＰＣ）を実施すると、図１０の破線特性に示すように、擬似ランダム光パルス列の影響によりシステムが線形応答をせず、戻り光の光強度は上昇し続けてしまう。
【００１８】
したがって、測定光として単なる擬似ランダム光パルス列を採用して、自動強度制御（ＡＰＣ）が実施された中継器９を含む光ファイバを測定すると、正確な戻り光の光強度の時間変化信号が得られない。
【００１９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、測定対象の光ファイバに入射する測定光を実質的に連続光となる擬似ランダム光パルス列を採用することにより、戻り光の時間変化信号の空間分解能をパルス幅単位まで向上でき、さらに、測定光のパルス幅を等価的に拡大できるので、戻り光のダイナミックレンジを拡大でき、測定対象の光ファイバが有する特性の測定精度を大幅に向上できる光ファイバ測定装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解消するために、本発明は、測定光を測定対象の光ファイバに入射させて、この光ファイバからの後方散乱及びフレネル反射に起因する戻り光を検出して、この戻り光から光ファイバの特性を測定する光ファイバ測定装置において、一定周波数の連続光を発生する光源と、電気信号である所定長の擬似ランダムパルス信号を一定の繰返し周期で発生するパルス発生器と、連続光が入射され、パルス発生器より印加される擬似ランダムパルス信号の信号レベルに応じて、入射した連続光を０次光と高次光とに切換えて出力する音響光学素子と、この音響光学素子から出力された０次光と高次光とを合波して光ファイバに測定光として入射する合波器と、光ファイバからの戻り光と光源からの連続光とを合波して光ヘテロダイン検波を実施する光ヘテロダイン検波器と、この光ヘテロダイン検波器から出力された検波信号から戻り光の強度の時間変化を示す時間変化信号を抽出する信号抽出部と、この信号抽出部で抽出された時間変化信号と擬似ランダムパルス信号との相関を算出して相関信号として出力する相関器と、この相関器から出力された相関信号に基づいて光ファイバの特性を算出する特性算出部とを備えている。
【００２１】
このように構成された光ファイバ測定装置においては、パルス発生器から所定長の擬似ランダムパルス信号が一定の繰返し周期で出力する。また、光ファイバ測定装置内には音響光学素子が組込まれている。周知のように、音響光学素子は外部から高周波振動を印加すると内部に弾性波が発生する。この状態で一定周波数（又は波長）を有する光を入射させると、弾性波が格子として作用して、入射した光を回折させると共に、外部から印加された周波数分だけ、周波数（又は波長）がシフトする。この周波数（又は波長）がシフトした光を高次光と称する。外部から高周波振動を印加しない状態においては、入射した光は回折されずにそのまま透過する。この回折されずに、すなわち周波数（又は波長）がシフトしない光を０次光と称する。
【００２２】
したがって、擬似ランダムパルス信号の信号レベルに応じて音響光学素子に印加する高周波振動をオン／オフ制御することによって、擬似ランダムパルス信号の信号レベルに応じて連続光を０次光と高次光とに切換えて音響光学素子から出力可能となる。
【００２３】
この音響光学素子から出力された０次光と高次光とを合波して測定光として光ファイバに入射している。この測定光においては、擬似ランダムパルス信号のハイレベル（ＯＮ）期間は高次光となり、擬似ランダムパルス信号のローレベル（ＯＦＦ期間）及び信号無し期間は０次光となる。したがって、測定光は擬似ランダムパルス信号で周波数（又は波長）変調された実質的な連続光となる。
【００２４】
測定対象の光ファイバから得られた戻り光にも０次光と高次光とが含まれる。この戻り光を光源からの連続光でヘテロダイン検波することにより、光源からの連続光と高次光との差の周波数（又は波長）の光と、光源からの連続光と高次光との和の周波数（又は波長）の光とを電気信号にした検波信号が得られる。この検波信号から、例えば、フィルタ等からなる信号抽出部で、元の擬似ランダムパルス信号に対応する戻り光の時間変化信号が得られる。
【００２５】
この得られた戻り光の時間変化信号と元の擬似ランダムパルス信号との相関信号は、戻り光の時間変化信号におけるパルス幅単位の各時刻における擬似ランダムパルス信号が含まれる程度を示すので、結果的に、戻り光の時間変化信号の空間分解能をパルス幅単位まで向上できる。したがって、この相関信号に基づいて光ファイバの各種特性が得られる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。
図１は本発明の実施形態に係る光ファイバ測定装置の概略構成を示すブロック図である。
【００２７】
例えば、半導体レーサからなる光源２０は、図４に示すように、一定周波数（又は波長）ｆの連続光ｇを光増幅器２１へ送出する。光増幅器２１は入力した連続光ｇを増幅して音響光学素子２２へ入射する。一方、パルス発生器２３は、図４に示すように、所定長（所定パルス数）Ｔ₁の擬似ランダムパルス信号（ＰＮ信号）ｈを一定の繰返し周期Ｔ₀で出力する。パルス発生器２３から出力された擬似ランダムパルス信号（ＰＮ信号）ｈは、同じく音響光学素子２２へ印加される。
【００２８】
図２は音響光学素子２２の動作原理を示す図である。この音響光学素子２２は、音響光学素子本体２２ａと、この音響光学素子本体２２ａの一端面に貼付けられた超音波振動子２２ｂと、この超音波振動子２２ｂに高周波信号を印加する発振器２２ｃとで構成されている。発振器２２ｃは、パルス発生器２３から入力される擬似ランダムパルス信号（ＰＮ信号）ｈがハイレベル（ＯＮ）期間で起動し、ローレベル（ＯＦＦ）期間で停止する。
【００２９】
図３に示すように、擬似ランダムパルス信号（ＰＮ信号）ｈがハイレベル（ＯＮ）期間においては、音響光学素子本体２２ａ内に、超音波振動子２２ｂの振動による弾性波２２ｄが発生し、この状態で入射した周波数ｆの連続光ｇは周波数（ｆ＋Δｆ）の高次光ｉとして出力される。一方、擬似ランダムパルス信号（ＰＮ信号）ｈがローレベル（ＯＦＦ）期間においては、音響光学素子本体２２ａ内には弾性波２２ｄは発生しないので、この状態で入射した周波数ｆの連続光ｇは周波数シフトされずに元の周波数ｆを有した０次光ｊとして出力される。
【００３０】
音響光学素子２２から出力された０次光ｊと高次光ｉとは、合波器２４で合波されて、測定光ｋとしてこの光ファイバ測定装置の出力端子２５ａから、光ケーブル２６を構成する一対の光ファイバ２６ａ、２６ｂの測定対象の光ファイバ２６ａへ印加される。この測定光ｋは、図３に示すように、擬似ランダムパルス信号（ＰＮ信号）ｈがローレベル期間は周波数ｆの光であり、擬似ランダムパルス信号（ＰＮ信号）ｈがハイレベル期間は周波数（ｆ＋Δｆ）の光である実質的な連続光となる。
【００３１】
光ケーブル２６には、図８で示したように、多数の中継器９が介挿されている。したがって、試験対象の光ファイバ２６ａを伝搬中の測定光ｋの後方散乱やフレネル反射に起因する戻り光ｍは、他方の光ファイバ２６ｂから光ファイバ測定装置の入力端子２５ｂへ入力する。
【００３２】
入力端子２５ｂから光ファイバ測定装置内へ入射した戻り光ｍは光ヘテロダイン検波器２７の合波器２８の一端へ入射される。この合波器２８の他端には、光源２０から出力された周波数ｆを有する連続光ｇが入射される。戻り光ｍには、周波数ｆの光（０次光）と周波数（ｆ＋Δｆ）の光（高次光）とが含まれる。したがって、図４に示すように、連続光ｇと戻り光ｍとを合波し、検波した信号ｏには、（ｆ＋Δｆ―ｆ）＝Δｆの周波数の信号と（ｆ＋Δｆ＋ｆ）＝（２ｆ＋Δｆ）の周波数の信号とが含まれる。
【００３３】
この検波信号ｏにおいては、Δｆと（２ｆ＋Δｆ）の信号がビートを発生している状態である。具体的には、連続光ｇの周波数は１９２Ｔ（テラ）Hz程度であり、音響光学素子２２に変調信号として印加されるΔｆは約１００ＭHz程度である。この検波信号ｏはΔｆの成分のみが信号抽出部３０へ入力される。
【００３４】
信号抽出部３０内には、フィルタ３１、Ａ／Ｄ変換器３２、２乗加算回路３３が組込まれている。フィルタ３１は、この信号抽出部３０へ入力された検波信号ｏに含まれる約１００ＭHz程度のΔｆの成分のみを抽出して戻り光の強度の時間変化信号ｐとする。すなわち、図４に示すように、この戻り光の強度の時間変化信号ｐには、パルス発生器２３から出力された擬似ランダムパルス信号ｈに対応する信号成分のみが含まれる。言い換えれば、擬似ランダムパルス信号ｈのみの光を測定光として、光ファイバ２６ａに印加した状態に対応する戻り光の強度の時間変化信号が得られる。
【００３５】
この戻り光の強度の時間変化信号ｐはＡ／Ｄ変換器３２でＡ／Ｄ変換され、２乗加算器３３で（＋）成分に変換され、複数の繰返し周期Ｔ₀に亘って平均化され、最終の戻り光の強度の時間変化信号ｐ₁として、信号抽出部３０から相関器３４へ入力される。相関器３４には、パルス発生器２３から出力された擬似ランダムパルス信号（ＰＮ信号）ｈが入力される。
【００３６】
相関器３４は、戻り光の強度の時間変化信号ｐ₁と擬似ランダムパルス信号ｈとの相関関係を算出して相関信号ｑを出力する。この図４に示す相関信号ｑは、結果的に、空間分解能をパルス幅単位まで向上された戻り光の時間変化信号を示す。
【００３７】
相関器３４から出力された精度の高い戻り光の時間変化信号を示す相関信号ｑは、特性算出部３６内のＬＯＧ変換器３７で対数変換されて、デシベル単位に変換されて、表示器３８に表示される。さらに、この特性算出部３６は、この精度の高い戻り光の時間変化信号を示す相関信号ｑを用いて、測定対象の光ファイバ２６ａに対する伝送特性や減衰特性等の各種特性を算出する。
【００３８】
このように構成された光ファイバ測定装置においては、一定の繰返し周期Ｔ₀毎に光ファイバ２６ａへ印加される光パルスのパルス幅を図７に示す従来の光パルス試験装置１の光パルスに比較して、実質的に拡大できる。したがって、得られる戻り光のダイナミックレンジを拡大でき、Ｓ／Ｎ比を向上できる。
【００３９】
さらに、このように構成された光ファイバ測定装置においては、測定対象の光ファイバ２６ａに入射される測定光ｋは、図３に示すように、擬似ランダムパルス信号ｈで周波数変調した実質的に連続光とみなせる光である。したがって、この測定光ｋは、どの期間を抽出したとしても、光強度は一定である。よって、この測定光ｋが図８に示す光ケーブル５ｅの中継器９の各光増幅器１０ａ、１０ｂに組込まれた自動強度制御回路（ＡＰＣ）１１を通過したとしても、擬似ランダムパルス信号ｈのパルスピークレベルが変化することはない。
【００４０】
この測定光ｋの戻り光ｍに含まれる擬似ランダムパルス信号ｈの成分以外の連続光ｇの成分は、光ヘテロダイン検波器２７及び次の信号抽出部３０で除去される。
【００４１】
この余分な成分が除去された後の戻り光の強度の時間変化信号ｐ₁と擬似ランダムパルス信号ｈとの相関関係が算出されて相関信号ｑとなる。この相関信号ｑは、結果的に、空間分解能をパルス幅単位まで向上された戻り光の時間変化信号を示す。したがって、この相関信号ｑから得られる測定対象の光ファイバ２６ａに対する特性の測定精度を向上できる。
【００４２】
図５、図６は擬似ランダムパルス信号として４ビットのゴーレー（Golay）符号を用いた場合の信号処理手順を示す図である。
【００４３】
ゴーレー符号は、図５（ａ）に示すように、符号列Ａ（１，１，１，―１）とこの符号列Ａのコンプリメンタリペアである符号列Ｂ（１，１，―１，１）とで表現できる。このゴーレー符号を光パルス列に応用すると、「―１」は表現できないため、この光ファイバ測定装置においては、下記に示す４種類のパルス列で表現する。
【００４４】
Ａ_＋＝（１，１，１，０）
Ａ_＝（０，０，０，１）
Ｂ_＋＝（１，１，０，１）
Ｂ_＝（０，０，１，０）
従って、図５（ｂ）に示すように、所定長Ｔ₁の擬似ランダムパルス信号として４ビットの各パルス列Ａ_＋、Ａ_、Ｂ₊、Ｂ_を一定の繰返し周期Ｔ₀で測定対象の光ファイバに印加する。
【００４５】
４ビットの各パルス列を測定対象の光ファイバに印加すると、理論的には、図５（ｃ）に示すように、印加された各ビット毎に、１ビットずつ遅延した、後方散乱とフレネル反射に起因する戻り光が現れる。しかし、実際に観測される戻り光は、図５（ｄ）に示すように４個の戻り光を加算（合成）した波形（時間経過波形）を示す。
【００４６】
この戻り光の波形（戻り光波形）を、前述した４種類のパルス列Ａ_＋、Ａ_、Ｂ₊、Ｂ_毎に求める。実際には、測定精度を向上させるために、各パルス列Ａ_＋、Ａ_、Ｂ₊、Ｂ_毎に、該当パルス列を複数回、測定対象の光ファイバに印加して、図５（ｄ）に示す戻り光波形を測定して平均値を算出して、該当パルス列の戻り光波形とする。
【００４７】
図６は、この４種類のパルス列Ａ_＋、Ａ_、Ｂ₊、Ｂ_の戻り光波形から１パルス分の戻り光波形（戻り光の強度の時間変化信号）を得る手順を示す流れ図である。
【００４８】
まず、パルス列Ａ_＋（１，１，１，０）を測定対象の光ファイバに印加してパルス列Ａ_＋（１，１，１，０）の戻り光波形を得る（Ｓ１）。同様に、Ａ_（０，０，０，１）測定対象の光ファイバに印加してパルス列Ａ_（０，０，０，１）の戻り光波形を得る（Ｓ２）。
【００４９】
次に、パルス列Ａ₊（１，１，１，０）の戻り光波形からパルス列Ａ_（０，０，０，１）の戻り光波形を減算して、差の戻り光波形、すなわちゴーレーＡ（１，１，１，―１）の戻り光波形（戻り光の強度の時間変化信号）を得る（Ｓ３）。このゴーレーＡ（１，１，１，―１）の戻り光波形と元のゴーレーＡ（１，１，１，―１）との相関（相関信号）Ｒ_Aを得る（Ｓ４）。
【００５０】
同様な手順で、パルス列Ｂ_＋（１，１，０，１）を測定対象の光ファイバに印加してパルス列Ｂ_＋（１，１，０，１）の戻り光波形を得る（Ｓ５）。同様に、Ｂ_（０，０，１，０）測定対象の光ファイバに印加してパルス列Ｂ_（０，０，１，０）の戻り光波形を得る（Ｓ６）。
【００５１】
次に、パルス列Ｂ_＋（１，１，０，１）の戻り光波形からパルス列Ｂ_（０，０，１，０）の戻り光波形を減算して、差の戻り光波形、すなわちゴーレーＢ（１，１，―１，１）の戻り光波形（戻り光の強度の時間変化信号）を得る（Ｓ７）。このゴーレーＢ（１，１，―１，１）の戻り光波形と元のゴーレーＢ（１，１，―１，１）との相関（相関信号）Ｒ_Bを得る（Ｓ８）。
【００５２】
最後に、相関（相関信号）Ｒ_Aと相関（相関信号）Ｒ_Bとを加算して、１パルス分の戻り光波形（戻り光の強度の時間変化信号）を得る。
【００５３】
このように、擬似ランダム信号としてゴーレー（Golay）符号を用いることによって、パルス幅分の空間分解能でダイナミックレンジを向上させた戻り光の強度の時間変化信号を得ることができる。
【００５４】
具体的には、擬似ランダムパルス信号ｈのビット数をＬ（上述したゴーレー符号の場合、Ｌ＝３２）とすると、図７に示した従来の光パルス試験装置における１パルスの測定光ｂに比較して、特性算出部３６における表示器３８の表示画面上において、５log［（Ｌ^1/2）／２］dBだけダイナミックレンジを改善できる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光ファイバ測定装置においては、測定対象の光ファイバに入射する測定光を擬似ランダム光パルス列が組込まれた実質的に連続光となる光を採用している。
【００５６】
したがって、中継器を有する光ファイバ回線において、戻り光の時間変化信号の空間分解能を１パルス幅単位まで向上でき、さらに、測定光のパルス幅を等価的に拡大できるので、戻り光のダイナミックレンジを拡大できるという擬似ランダムパルス列の有効性を十分に発揮し、測定対象の光ファイバに対する特性の測定精度を大幅に向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係わる光ファイバ測定装置の概略構成を示すブロック図
【図２】同実施形態の光ファイバ測定装置に組込まれた音響光学素子の動作原理を説明するための図
【図３】測定対象の光ファイバに入射する測定光を得る手順を示す各光の波形を示す図
【図４】同実施形態の光ファイバ測定装置の全体動作を示すタイムチャート
【図５】擬似ランダムパルス信号としてゴーレー（Golay）符号を採用した場合における動作を説明するための図
【図６】同擬似ランダム信号としてゴーレー（Golay）符号を用いた場合の信号処理手順を示す図
【図７】従来の光ファイバ測定装置の概略構成を示すブロック図
【図８】光ケーブルと中継器との関係を示す図
【図９】中継器に組込まれたの自動強度制御回路（ＡＰＣ）の動作を説明するための図
【図１０】戻り光における自動強度制御回路（ＡＰＣ）の影響を示す図
【符号の説明】
２０…光源
２１…光増幅器
２２…音響光学素子
２３…パルス発生器
２４、２８…合波器
２６…光ケーブル
２６ａ、２６ｂ…光ファイバ
２７…光ヘテロダイン検波器
２９…光電変換器
３０…信号抽出部
３１…フィルタ
３２…Ａ／Ｄ変換器
３３…２乗加算器
３４…相関器
３６…特性算出部
３７…ＬＯＧ変換器
３８…表示器

Claims

測定光（ｋ）を測定対象の光ファイバ（２６ａ）に入射させて、この光ファイバからの後方散乱及びフレネル反射に起因する戻り光（ｍ）を検出して、この戻り光から前記光ファイバの特性を測定する光ファイバ測定装置において、
一定周波数の連続光を発生する光源（２０）と、
電気信号である所定長の擬似ランダムパルス信号を一定の繰返し周期で発生するパルス発生器（２３）と、
前記連続光が入射され、前記パルス発生器より印加される前記擬似ランダムパルス信号の信号レベルに応じて、前記入射した連続光を０次光と高次光とに切換えて出力する音響光学素子（２２）と、
この音響光学素子から出力された０次光と高次光とを合波して前記光ファイバに測定光として入射する合波器（２４）と、
前記光ファイバからの戻り光と前記光源からの連続光とを合波して光ヘテロダイン検波を実施する光ヘテロダイン検波器（２７）と、
この光ヘテロダイン検波器から出力された検波信号から前記戻り光の強度の時間変化を示す時間変化信号を抽出する信号抽出部（３０）と、
この信号抽出部で抽出された時間変化信号と前記擬似ランダムパルス信号との相関を算出して相関信号として出力する相関器（３４）と、
この相関器から出力された相関信号に基づいて前記光ファイバの特性を算出する特性算出部（３６）と
を備えた光ファイバ測定装置。