JP5416383B2

JP5416383B2 - Optical pulse tester

Info

Publication number: JP5416383B2
Application number: JP2008264046A
Authority: JP
Inventors: 恵太増原; 加寿子柳澤
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 2008-10-10
Filing date: 2008-10-10
Publication date: 2014-02-12
Anticipated expiration: 2028-10-10
Also published as: JP2010091521A

Description

本発明は、光ファイバに対して光パルスを入射し、光ファイバから戻ってくる反射戻り光（後方散乱光、フレネル反射光）を受光して信号解析をおこなうことにより、光ファイバの損失分布特性や障害点探索を行う光パルス試験器に関し、特に、短時間で正確な測定データの解析を行うことが可能な光パルス試験器に関する。 In the present invention, the optical pulse is incident on the optical fiber, the reflected return light (backscattered light, Fresnel reflected light) returning from the optical fiber is received, and the signal analysis is performed, so that the loss distribution characteristic of the optical fiber is obtained. In particular, the present invention relates to an optical pulse tester capable of analyzing measurement data accurately in a short time.

高速、大容量の通信を実現する光通信システムでは、その通信媒体である光ファイバの敷設時に、あるいは敷設後の保守のために、光パルス試験器（ＯｐｔｉｃａｌＴｉｍｅＤｏｍａｉｎＲｅｆｒｅｃｔｏｍｅｔｅｒ）を用いて、光ファイバの障害点の探索や損失分布の監視が行われる。 In an optical communication system that realizes high-speed and large-capacity communication, an optical pulse tester (Optical Time Domain Refractometer) is used when installing an optical fiber as a communication medium or for maintenance after installation. The failure point search and loss distribution are monitored.

図４は、従来の光パルス試験器２０の基本構成を示すブロック図である。
タイミング発生手段５２が発するタイミング信号Ｅｔに応じて、駆動回路５１は駆動信号Ｅｄを発生する。この駆動信号Ｅｄを受けてパルス光源５０は、光カプラなどの光方向性結合器５３を介して、光コネクタ５７に接続された被測定光ファイバ７０に光パルスＰｏを入射する。そして、レイリー散乱などの後方散乱光や光ファイバの破断点からのフレネル反射などの反射戻り光Ｐｒが、光方向性結合器５３によってパルス光源５０とは別の光路に接続された受光器５４で受光され、受光レベルに応じた電気信号に変換される。
Ａ／Ｄ変換器５５は、タイミング発生手段５２のタイミング信号Ｅｔのタイミングで、受光器５４から出力された電気信号を、光パルス試験器の空間分解能ｎに応じたサンプリング間隔で順次デジタル信号に変換する。デジタル信号は、光コネクタ５７からの距離と各距離位置からの反射レベルとを対応付けた波形データとして波形メモリ５６に記憶される。
表示データ作成手段６０は、波形メモリ５６に記憶された波形データから液晶ディスプレイなどの表示手段６１の表示分解能ｍに合わせた表示データを作成する。
解析装置６２は、波形メモリ５６の波形データまたは表示データ作成手段６０の表示データに基づいて、被測定光ファイバ上の損失レベルや反射レベルの解析、イベント（曲げ、破断、コネクタ接続、終端等）の有無の判断を行う。 FIG. 4 is a block diagram showing a basic configuration of a conventional optical pulse tester 20.
In response to the timing signal Et generated by the timing generation means 52, the drive circuit 51 generates a drive signal Ed. In response to this drive signal Ed, the pulsed light source 50 causes the optical pulse Po to enter the measured optical fiber 70 connected to the optical connector 57 via the optical directional coupler 53 such as an optical coupler. Then, backscattered light such as Rayleigh scattering or reflected return light Pr such as Fresnel reflection from the breaking point of the optical fiber is received by a light receiver 54 connected to an optical path different from the pulse light source 50 by the optical directional coupler 53. Light is received and converted into an electric signal corresponding to the light reception level.
The A / D converter 55 sequentially converts the electrical signal output from the light receiver 54 into a digital signal at a sampling interval corresponding to the spatial resolution n of the optical pulse tester at the timing of the timing signal Et of the timing generation means 52. To do. The digital signal is stored in the waveform memory 56 as waveform data in which the distance from the optical connector 57 and the reflection level from each distance position are associated with each other.
The display data creation means 60 creates display data that matches the display resolution m of the display means 61 such as a liquid crystal display from the waveform data stored in the waveform memory 56.
Based on the waveform data in the waveform memory 56 or the display data of the display data creation means 60, the analysis device 62 analyzes the loss level and reflection level on the optical fiber under measurement, and events (bending, breaking, connector connection, termination, etc.) Judgment of the presence or absence of.

図５に、表示手段６１に表示する損失分布特性の波形と各イベントの解析結果の一例を示す。
図５の上段の損失分布特性６１ａには、被測定光ファイバ７０の光パルス試験器の接続コネクタ５７からの距離を横軸に、反射レベルを縦軸（対数表示）に表したグラフが表示されている。
光ファイバに曲げや破断等が発生していない場合は、レイリー散乱に基づく反射光のみ存在しグラフは右肩下がりの直線になるが、図５の例では、約５ｋｍの位置に光ファイバの曲げに基づく損失、約７ｋｍの位置に破断又はコネクタ接続に起因する反射、約１０ｋｍの位置に終端部によるフレネル反射が、それぞれ、変極点1)、2)、3)として確認できる。
また、図５の下段のイベント解析結果６１ｂには、各イベントについて解析装置６２が解析した結果（距離、イベントの種類、損失レベル、反射レベル）が一覧表示されており、作業者は被測定光ファイバ７０の状態を容易に確認できる。 FIG. 5 shows an example of the waveform of the loss distribution characteristic displayed on the display means 61 and the analysis result of each event.
In the loss distribution characteristic 61a in the upper part of FIG. 5, a graph is shown in which the distance from the optical pulse tester connection connector 57 of the optical fiber 70 to be measured is plotted on the horizontal axis and the reflection level is plotted on the vertical axis (logarithmic display). ing.
When the optical fiber is not bent or broken, only the reflected light based on Rayleigh scattering is present and the graph is a straight line with a downward slope. In the example of FIG. 5, the optical fiber is bent at a position of about 5 km. , Loss due to breakage or connector connection at a position of about 7 km, and Fresnel reflection due to a terminal portion at a position of about 10 km can be confirmed as inflection points 1), 2) and 3), respectively.
The event analysis result 61b in the lower part of FIG. 5 displays a list of results (distance, event type, loss level, reflection level) analyzed by the analysis device 62 for each event. The state of the fiber 70 can be easily confirmed.

以上説明した従来の光パルス試験器２０は、例えば、下記の先行技術文献に開示されている。
特許第３００２３４３号特開２００１−２１４５１号公報 The conventional optical pulse tester 20 described above is disclosed in, for example, the following prior art documents.
Japanese Patent No. 3002343 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-21451

なお、イベントは損失分布特性において大きく変極する位置に存在するから、イベントの有無は、損失分布特性を微分してその変位量から判断される。例えば、下記の先行技術文献に開示されている。
特公平７−９２４２１号特許第２８９３０１４号 Since the event exists at a position where the loss distribution characteristic is significantly changed, the presence or absence of the event is determined from the amount of displacement obtained by differentiating the loss distribution characteristic. For example, it is disclosed in the following prior art documents.
Japanese Patent Publication No.7-92421 Japanese Patent No. 2893014

また、各イベントにおける接続損失は、最小２乗法や２点法により反射の前後における損失分布特性の傾き直線Ｌ１、Ｌ２を求め（図７）、この２本の直線Ｌ１、Ｌ２が反射点＊を通る垂直線と交わる点の間隔Ｌを接続損失として求められる。 For the connection loss at each event, slope lines L1 and L2 of the loss distribution characteristic before and after reflection are obtained by the least square method or the two-point method (FIG. 7), and these two straight lines L1 and L2 define the reflection point *. The distance L between the points intersecting the passing vertical line is obtained as a connection loss.

また、各イベントにおける反射減衰量Ｒは、次式（１）により求められる。
Ｒ＝−（１０ｌｏｇ_１０ｂｓｌ＋１０ｌｏｇ_１０（１０^Ｌ／５−１））・・・（１）
ここで、
ｂｓｌ＝Ｓ・αＲ・Ｖ・Ｗ／２
Ｓ＝Ｋ・（ＮＩ^２−Ｎ２^２）／ＮＩ^２
Ｖ＝Ｃ／Ｎ^２
Ｗ（ｓｅｃ）：現在設定されているパルス幅
Ｌ：＊マーカと▽マーカとのレベル差
ＢＳＬ＝１０ｌｏｇ_１０ｂｓｌ：後方散乱光レベル
Ｓ：後方散乱係数
αＲ：レーリ散乱による損失（Ｎｐ／ｍ）＝０．２３０２６×１０^３×ＲＳＬ
ＲＳＬ：レーリ散乱による損失（ｄＢ／ｋｍ）
Ｖ：光ファイバ内の群速度
Ｋ：光ファイバで決まる定数
Ｎ１：光ファイバのコアの屈折率
Ｎ２：光ファイバのクラッドの屈折率
Ｎｅ：光ファイバの実効群屈折率
Ｃ（ｍ／ｓ）：光速（３×１０^８） Further, the return loss R at each event is obtained by the following equation (1).
R = − ( ₁₀ log ₁₀ bsl + ₁₀ log ₁₀ (10 ^{L / 5} −1)) (1)
here,
bsl = S · αR · V · W / 2
S = K · (NI ² −N2 ² ) / NI ²
V = C / N ²
W (sec): Currently set pulse width L: * Level difference between marker and ▽ marker BSL = ₁₀ log ₁₀ bsl: Backscattered light level S: Backscatter coefficient αR: Loss due to Rayleigh scattering (Np / m) = 0.23026 × 10 ³ × RSL
RSL: Loss due to Rayleigh scattering (dB / km)
V: group velocity in optical fiber K: constant determined by optical fiber N1: refractive index of core of optical fiber N2: refractive index of clad of optical fiber Ne: effective group refractive index of optical fiber C (m / s): speed of light (3 × 10 ⁸ )

光パルス試験器の表示ディスプレイの横軸は光コネクタからの距離を示し、その表示分解能ｍが大きいほど作業者は一度の表示で損失分布特性の状態を正確に把握することができるが、測定器の表示ディスプレイの表示分解能ｍは最大でも１０００ドット程度である。
これに対し、波形メモリ５６に記憶される波形データは、空間分解能の設定値によるが、数万〜数十万ポイントに及ぶのが通常である。例えば、図５の全長１０ｋｍの光ファイバについて、空間分解能１ｍで測定すると、波形データのポイント数は１万ポイントになる。
したがって、表示データ作成手段６０は、測定開始後、最初に損失分布の全体波形を表示する際に、波形メモリ５６に記憶された波形データを間引きしたり平均化することによって波形データを圧縮して表示ディスプレイの表示ポイント数に合わせた表示データを作成し、表示手段６１はその表示データに基づいて損失分布特性のグラフを表示する。
解析装置６２は、測定データはポイント数が多く解析に時間を要するので、表示データに基づいて暫定的な解析を行い、表示手段６１は、この暫定値を全体波形とともに表示して作業者に各イベントのおよその解析値を与える。
この時、各イベントの正確な解析値を知りたければ、作業者は、イベント毎に正確な解析が行われる程度まで距離スパン（横軸）を拡大し、再解析を指示する必要がある。 The horizontal axis of the display of the optical pulse tester indicates the distance from the optical connector, and the larger the display resolution m, the more accurately the operator can grasp the state of loss distribution characteristics with a single display. The display resolution m of the display is about 1000 dots at the maximum.
On the other hand, the waveform data stored in the waveform memory 56 usually ranges from tens of thousands to hundreds of thousands of points depending on the set value of the spatial resolution. For example, when the optical fiber having a total length of 10 km in FIG. 5 is measured with a spatial resolution of 1 m, the number of points of the waveform data is 10,000 points.
Therefore, the display data creation means 60 compresses the waveform data by thinning out or averaging the waveform data stored in the waveform memory 56 when displaying the entire waveform of the loss distribution for the first time after the measurement is started. Display data corresponding to the number of display points on the display is created, and the display means 61 displays a graph of loss distribution characteristics based on the display data.
The analysis device 62 has a large number of points in the measurement data and requires time for analysis. Therefore, the analysis device 62 performs provisional analysis based on the display data, and the display means 61 displays this provisional value together with the entire waveform to each operator. Gives an approximate analysis of the event.
At this time, if an operator wants to know an accurate analysis value of each event, the operator needs to expand the distance span (horizontal axis) to the extent that an accurate analysis is performed for each event and instruct reanalysis.

しかし、波形上に多数のイベントが存在し、すべてのイベントについて正確な解析結果を望む場合、「全体波形の表示」→「イベント選択」→「距離スパンを拡大」→「測定データに基づく解析を指示」→「全体波形の表示」という操作を、イベント毎に作業者に強いることになり不便である。
また、間引きポイントや平均化のポイント数が大きいため表示データに基づく解析値が測定データに基づく解析値から大きく乖離すると、被測定光ファイバ７０の損失値が小さく表示されてしまい、作業者に誤った情報を与え、最悪の場合、光ファイバの損傷を見逃してしまう恐れがある。 However, if there are many events on the waveform and you want accurate analysis results for all events, select “Display entire waveform” → “Select event” → “Expand distance span” → “Analyze based on measurement data” The operation of “instruction” → “display entire waveform” is forced on the operator for each event, which is inconvenient.
In addition, since the number of thinning points and averaging points is large, if the analysis value based on the display data greatly deviates from the analysis value based on the measurement data, the loss value of the optical fiber 70 to be measured is displayed small, which is erroneous to the operator. In the worst case, the optical fiber may be damaged.

図６は、測定データに基づく解析値と表示データに基づく解析値の違いを説明するために、図５のＮｏ．２イベントの近傍における測定データ（ｄ１〜ｄｎ）を識別可能な程度にまで拡大した損失分布特性６３ａのグラフである。グラフにおいて、１０個置きにハッチングされた測定データ（ｄ_７、ｄ_１７・・・）が、表示データ作成手段６０で作成される表示データに該当する。
グラフの下にある表は解析結果６３ｂの一覧表であって、表の上段には測定データに基づく解析結果を、下段には表示データに基づく解析結果を示す。 6 illustrates the difference between the analysis value based on the measurement data and the analysis value based on the display data. It is the graph of the loss distribution characteristic 63a which expanded the measurement data (d1-dn) in the vicinity of 2 events to the extent which can be identified. In the graph, every tenth measurement data (d ₇ , d ₁₇ ...) Hatched corresponds to the display data created by the display data creation means 60.
The table below the graph is a list of analysis results 63b. The upper part of the table shows the analysis results based on the measurement data, and the lower part shows the analysis results based on the display data.

このＮｏ．２の反射点の距離は、測定データに基づく解析値では、７．１０８ｋｍ（Ａ_０）であるのに対して、表示データに基づく解析値では、７．１１３ｋｍ（Ａ_１）である。また、反射減衰量についても、測定データに基づく解析値では５．１２ｄＢであるのに対し、表示データに基づく解析値では４．８２ｄＢとなって、両者の解析値が一致せず、表示データでは正確な解析が行えない。 This No. The distance between the reflection points of 2 is 7.108 km (A ₀ ) in the analysis value based on the measurement data, whereas it is 7.113 km (A ₁ ) in the analysis value based on the display data. Also, the reflection loss amount is 5.12 dB in the analysis value based on the measurement data, whereas it is 4.82 dB in the analysis value based on the display data. Accurate analysis cannot be performed.

本発明は、上記問題点を鑑み、表示データに基づく損失分布特性の波形を表示しているときでも、損失分布波形上に現れた各イベントの解析を短時間で且つ正確に行うことが可能な光パルス試験器を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention can analyze each event appearing on a loss distribution waveform in a short time and accurately even when displaying a waveform of loss distribution characteristics based on display data. An object is to provide an optical pulse tester.

上記目的を達成するために、本願請求項1の発明は、
被測定光ファイバ７０にパルス光Ｐｏを一定周期で出射するパルス光源５０と、被測定光ファイバからの戻り光Ｐｒを受光して電気信号に変換する受光器５４と、受光器の出力信号を所望のサンプリング間隔で順次デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器５５と、Ａ／Ｄ変換器の出力信号を被測定光ファイバの損失分布特性の測定データとして記憶する波形メモリ５６と、損失分布特性とその解析結果を表示する表示手段６１と、波形メモリに記憶した前記測定データから表示手段の表示分解能に応じた表示データを作成する表示データ作成手段６０とを備えた光パルス試験器において、
表示データ作成手段６０で作成した前記表示データに基づいて仮の損失分布変極点を推定するイベント推定手段３と、イベント推定手段で検出した仮の損失分布変極点に基づいて解析範囲を設定する解析範囲設定手段４と、解析範囲設定手段で設定した解析範囲における測定データを波形メモリから解析データとして抽出する解析データ抽出手段５と、解析データ抽出手段で抽出した解析データに基づいて正確な損失分布変極点を特定するとともに、正確な損失分布変極点を含むイベントを解析するイベント解析手段６とを備えた解析装置（２）を備え、
解析範囲設定手段は、パルス光源が出射する光パルスのパルス幅に基づいて解析範囲を算出する第１の解析範囲算出手段４ａと、前記Ａ／Ｄ変換器のサンプリング間隔に基づいて解析範囲を算出する第２の解析範囲算出手段４ｂと、それぞれの解析範囲算出手段が算出した解析範囲のうち大きい方の解析範囲を解析データ抽出手段に出力する比較手段４ｃとを更に備えた。 In order to achieve the above object, the invention of claim 1 of the present application
A pulsed light source 50 that emits pulsed light Po to the measured optical fiber 70 at a fixed period, a light receiver 54 that receives the return light Pr from the measured optical fiber and converts it to an electrical signal, and an output signal of the light receiver is desired. An A / D converter 55 that sequentially converts to a digital signal at a sampling interval, a waveform memory 56 that stores the output signal of the A / D converter as measurement data of the loss distribution characteristic of the optical fiber to be measured, and the loss distribution characteristic In an optical pulse tester comprising: display means 61 for displaying the analysis result; and display data creating means 60 for creating display data corresponding to the display resolution of the display means from the measurement data stored in the waveform memory.
Event estimation means 3 for estimating a temporary loss distribution inflection point based on the display data created by the display data creation means 60, and analysis for setting an analysis range based on the temporary loss distribution inflection point detected by the event estimation means Range setting means 4, analysis data extraction means 5 for extracting measurement data in the analysis range set by the analysis range setting means as analysis data from the waveform memory, and accurate loss distribution based on the analysis data extracted by the analysis data extraction means An analysis device (2) including an event analysis means 6 for identifying an inflection point and analyzing an event including an accurate loss distribution inflection point ,
The analysis range setting means calculates the analysis range based on the first analysis range calculation means 4a that calculates the analysis range based on the pulse width of the light pulse emitted from the pulse light source, and the sampling interval of the A / D converter. Second analysis range calculation means 4b, and comparison means 4c for outputting the larger analysis range of the analysis ranges calculated by the respective analysis range calculation means to the analysis data extraction means .

本発明によれば、損失分布特性の波形と波形上に現れるイベントの解析結果を同時に表示する場合に、イベントの解析については解析範囲を限定した測定データに基づいて解析を行うことで、表示ディスプレイの表示分解能が空間分解能（距離分解能）よりも粗い場合であっても、短時間で正確なイベントの解析を行うことができる。 According to the present invention, when displaying the waveform of the loss distribution characteristic and the analysis result of the event appearing on the waveform at the same time, the analysis of the event is performed based on the measurement data with a limited analysis range. Even when the display resolution is coarser than the spatial resolution (distance resolution), accurate event analysis can be performed in a short time.

以下、図１〜図３に基づいて、本願発明の実施形態を説明する。
図１は本願発明に係る光パルス試験器１の内部構成を示すブロック図であるが、従来の光パルス試験器２０と同一の構成要素は同一の符号を付す。本実施例では、解析装置２は、イベント推定手段３、解析範囲設定手段４、解析データ抽出手段５、イベント解析手段６から構成される。
図２は測定手順を示すフローチャート、図３は損失分布特性の波形と各イベントの解析値の一覧を例示する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a block diagram showing an internal configuration of an optical pulse tester 1 according to the present invention. The same components as those of the conventional optical pulse tester 20 are denoted by the same reference numerals. In this embodiment, the analysis device 2 includes an event estimation unit 3, an analysis range setting unit 4, an analysis data extraction unit 5, and an event analysis unit 6.
FIG. 2 is a flowchart showing a measurement procedure, and FIG. 3 shows a list of loss distribution characteristic waveforms and analysis values of each event.

この光パルス試験器１では、駆動回路５１の駆動信号Ｅｄを受けてパルス光源５０から発せられたパルス信号Ｐｏを、光カプラなどの光方向性結合器５３を介して光コネクタ５７に接続した被測定ファイバ７０に入射し、レイリー散乱などの後方散乱光や光ファイバの破断点からのフレネル反射などの反射戻り光Ｐｒを光方向性結合器５３によってパルス光源５０とは別の光路に接続された受光器５４で受光し、反射戻り光Ｐｒのレベルに応じた電気信号に変換する。 In this optical pulse tester 1, a pulse signal Po generated from a pulse light source 50 in response to a drive signal Ed from a drive circuit 51 is connected to an optical connector 57 via an optical directional coupler 53 such as an optical coupler. The incident light enters the measurement fiber 70, and the backscattered light such as Rayleigh scattering or the reflected return light Pr such as Fresnel reflection from the breaking point of the optical fiber is connected to the optical path different from the pulse light source 50 by the optical directional coupler 53. The light is received by the light receiver 54 and converted into an electrical signal corresponding to the level of the reflected return light Pr.

（ＳＴＥＰ１）受光器５４から出力された電気信号をＡ／Ｄ変換器５５は、光パルス試験器の空間分解能ｎに応じたサンプリング間隔で順次デジタル信号に変換し、被測定光ファイバ７０の光コネクタ５７からの距離と戻り光Pｒの反射レベルとを対応付けた波形データとして波形メモリ５６に記憶する。 (STEP 1) The A / D converter 55 sequentially converts the electrical signal output from the light receiver 54 into a digital signal at a sampling interval corresponding to the spatial resolution n of the optical pulse tester, and the optical connector of the optical fiber 70 to be measured. The distance from 57 and the reflection level of the return light Pr are stored in the waveform memory 56 as waveform data in association with each other.

（ＳＴＥＰ２）表示データ作成手段６０は、波形メモリ５６に記憶した波形データから液晶ディスプレイなどの表示手段６１の表示分解能ｍに合わせた表示データを作成する。
例えば、長さ１０ｋｍの光ファイバを空間分解能ｎ＝１ｍで測定する場合、測定データのポイント数は１万ポイント（＝１０ｋｍ÷１ｍ）になる。表示ディスプレイの表示分解能ｍは、最大でも１０００ポイント程度であるから、表示データ作成手段６０は、測定データを数十ポイント置きに抽出したり平均化して表示データを作成する。 (STEP 2) The display data creating means 60 creates display data matching the display resolution m of the display means 61 such as a liquid crystal display from the waveform data stored in the waveform memory 56.
For example, when measuring an optical fiber having a length of 10 km with a spatial resolution n = 1 m, the number of points of measurement data is 10,000 points (= 10 km ÷ 1 m). Since the display resolution m of the display display is about 1000 points at the maximum, the display data creation means 60 creates display data by extracting or averaging measurement data every several tens of points.

（ＳＴＥＰ３）イベント推定手段３は、表示データ作成手段６０が作成した表示データに基づいて、ファイバの曲げ、破断、コネクタ接続、ファイバの終端等に起因する損失分布特性上のイベント（仮の損失分布変極点）を推定する。これらのイベントが光ファイバ上に存在しない場合は、反射戻り光Ｐｒはレイリー散乱に基づく反射光のみ存在し損失分布特性の波形は右肩下がりの直線になるが、イベントが存在する場合は、波形上の変極点として識別される。
図３の波形において、負方向の変位を示す変極点Ａ、Ｂを含む領域1)は、光ファイバの曲げに起因するイベントであると推定される。
尖頭状の変極点Ａ、Ｂ、Ｃを含む領域2)は、コネクタ接続や光ファイバの損傷に起因するイベントであると推定される。
尖頭状に立ち上がる変極点Ａ、Ｂを含み、その後、ノイズに埋もれる現象を示す領域3)は、光ファイバの終端に起因するフレネル反射であると推定される。 (STEP 3) The event estimation means 3 is based on the display data created by the display data creation means 60, and is based on an event (temporary loss distribution) caused by fiber bending, breakage, connector connection, fiber termination, etc. Inflection point). When these events are not present on the optical fiber, the reflected return light Pr is only reflected light based on Rayleigh scattering, and the waveform of the loss distribution characteristic is a straight line with a downward slope. Identified as the top inflection point.
In the waveform of FIG. 3, the region 1) including the inflection points A and B indicating the displacement in the negative direction is estimated to be an event caused by bending of the optical fiber.
It is estimated that the region 2) including the point-shaped inflection points A, B, and C is an event caused by connector connection or optical fiber damage.
The region 3) including the inflection points A and B rising in the shape of a peak and then exhibiting a phenomenon buried in noise is estimated to be Fresnel reflection caused by the end of the optical fiber.

（ＳＴＥＰ４）解析範囲設定手段４は、イベント推定手段３で推定した各イベントについて、イベント毎に、測定データに基づいた正確な解析値を算出するための測定データの解析範囲Ｘを設定する。
この範囲の設定方法としては、例えば、変極点Ａの距離位置から前後１００ポイントの範囲に設定するといったように、パルス幅やイベントの種類等とは無関係に一律に設定するのが最も簡易な方法である。
しかし、最適な解析範囲Ｘはイベントの種類や光パルスＰｏのパルス幅等によって異なるので、一律に解析範囲Ｘを設定すると、必要以上の範囲の測定データを解析してしまう恐れがある。 (STEP 4) The analysis range setting unit 4 sets, for each event, an analysis range X of measurement data for calculating an accurate analysis value based on the measurement data for each event estimated by the event estimation unit 3.
As a setting method of this range, for example, the simplest method is to set it uniformly regardless of the pulse width, the type of event, etc., such as setting the range of 100 points before and after the inflection point A distance position. It is.
However, since the optimal analysis range X varies depending on the type of event, the pulse width of the optical pulse Po, and the like, if the analysis range X is set uniformly, there is a risk that measurement data in an unnecessary range will be analyzed.

図１の実施例では、解析範囲設定手段４は、測定条件に基づいてイベント毎に最適な解析範囲Ｘを設定して、解析時間が最小になるようにしている。
具体的には、解析範囲設定手段４は、２つの解析範囲算出手段（４ａ、４ｂ）と、それぞれの解析範囲算出手段が算出した解析範囲ＸａとＸｂから最適な解析範囲Ｘを選択する比較手段４ｃから構成される。 In the embodiment of FIG. 1, the analysis range setting means 4 sets the optimal analysis range X for each event based on the measurement conditions so that the analysis time is minimized.
Specifically, the analysis range setting unit 4 includes two analysis range calculation units (4a, 4b) and a comparison unit that selects an optimal analysis range X from the analysis ranges Xa and Xb calculated by the respective analysis range calculation units. 4c.

第1の解析範囲算出手段４ａは、光パルスPｏのパルス幅の１０倍に相当する範囲ａを解析範囲Ｘａとして設定する。これは、パルス幅とデッドゾーンの長さが等しいと仮定したときに、パルス幅の１０倍程度が各イベントについて解析を行うための最小限の必要な範囲になるからである。
例えば、光パルスPｏのパルス幅３０ｎｓ、空間分解能１０ｃｍの測定条件では、解析範囲Ｘａは、パルス幅３０ｎｓ×１０倍＝３００ｎｓ。光速Ｖｃを３×１０^８ｍ／ｓ、光ファイバの屈折率ｎを１．５とすると、距離に換算して、３００（ｎｓ）× ３×１０^８（ｍ／ｓ）／１．５＝６０ｍ。
したがって、解析に最低限必要な測定データのポイント数は、６０ｍ／１０ｃｍ＝６００ポイントである。 The first analysis range calculation means 4a sets a range a corresponding to 10 times the pulse width of the optical pulse Po as the analysis range Xa. This is because, assuming that the pulse width is equal to the length of the dead zone, about 10 times the pulse width is the minimum necessary range for analyzing each event.
For example, under the measurement conditions of the pulse width 30 ns of the optical pulse Po and the spatial resolution of 10 cm, the analysis range Xa is pulse width 30 ns × 10 times = 300 ns. When the speed of light Vc is 3 × 10 ⁸ m / s and the refractive index n of the optical fiber is 1.5, 300 (ns) × 3 × 10 ⁸ (m / s) /1.5=60 m in terms of distance. .
Therefore, the minimum number of points of measurement data necessary for analysis is 60 m / 10 cm = 600 points.

第２の解析範囲算出手段４ｂは、パルス幅や空間分解能等の測定条件にかかわらず、連続する１００ポイントを、解析に必要な測定データの解析範囲Ｘｂとして設定する。
このポイント数は、背景技術で説明したイベントを損失分布特性の微分波形から求める際に最低限必要なポイント数である。
したがって、微分法以外の方法でイベントを検出する場合は、その検出方法に応じた最低ポイント数が設定される。 The second analysis range calculation means 4b sets 100 consecutive points as the analysis range Xb of measurement data necessary for analysis regardless of measurement conditions such as pulse width and spatial resolution.
This number of points is the minimum number of points necessary for obtaining the event described in the background art from the differential waveform of the loss distribution characteristic.
Therefore, when an event is detected by a method other than the differentiation method, the minimum number of points corresponding to the detection method is set.

比較手段４ｃは、第１および第２の解析範囲算出手段が算出したうち最も大きな解析範囲を、各イベントを正確に解析するために最小限必要な解析範囲Ｘとして決定する。 The comparison unit 4c determines the largest analysis range calculated by the first and second analysis range calculation units as the minimum analysis range X necessary for accurately analyzing each event.

以上の実施例では、２つの解析範囲設定手段（４ａ、４ｂ）がそれぞれ算出した解析範囲（Ｘａ、Ｘｂ）のうち、最適な解析範囲を比較手段４ｃで選択する構成にしたが、解析範囲設定手段４ａまたは解析範囲設定手段４ｂのうち一方のみを備え、比較手段４ｃがない構成にすることも可能である。 In the above embodiment, the comparison range 4c is selected from the analysis ranges (Xa, Xb) calculated by the two analysis range setting means (4a, 4b). Only one of the means 4a or the analysis range setting means 4b may be provided, and the comparison means 4c may be omitted.

（ＳＴＥＰ５）解析データ抽出手段５は、解析範囲設定手段４が決定した解析範囲Ｘに基づいて、イベントの起点（図７の＊）を基準に−Ｘ〜＋２Ｘの範囲の測定データを波形メモリから抽出し、イベント解析手段６は、解析データ抽出手段４が抽出した測定データに基づいて各イベントの種別の判定とイベントの位置、接続損失や反射減衰量等の特性値を解析する。
−Ｘ〜＋２Ｘの範囲を解析対象にするのは、反射レベルが比較的大きい場合にリンギングの影響でＡＰＤやオペアンプが安定せず波形が乱れることを想定して、イベント後の解析範囲を広く設定することで解析を確実に行うためである。 (STEP 5) Based on the analysis range X determined by the analysis range setting unit 4, the analysis data extraction unit 5 extracts measurement data in the range of −X to + 2X from the waveform memory based on the starting point of the event (* in FIG. 7). Based on the measurement data extracted by the analysis data extraction unit 4, the event analysis unit 6 determines the type of each event and analyzes the characteristic values such as the event position, connection loss, and return loss.
The range of -X to + 2X is the target of analysis. When the reflection level is relatively high, the analysis range after the event is set wide, assuming that the APD and the operational amplifier are not stable due to the effect of ringing and the waveform is disturbed. By doing so, the analysis is surely performed.

（ＳＴＥＰ６）表示手段６１は、図３に例示するように、表示データ作成手段６０が作成した表示データに基づいて被測定光ファイバ７０の損失分布特性７ａの波形を表示するとともに、イベント解析手段６が作成したイベント解析結果７ｂを表示する。
なお、図３の損失分布特性の波形上でイベント1)、2)、3)の両サイドにある一点鎖線は、解析範囲設定手段４が決定しイベント解析手段６が測定データに基づいて解析を行う範囲を示すが、解析範囲Ｘの理解の為に明示したものであって、必ずしも、表示手段６１に表示する必要はない。 (STEP 6) As shown in FIG. 3, the display means 61 displays the waveform of the loss distribution characteristic 7a of the measured optical fiber 70 based on the display data created by the display data creation means 60, and the event analysis means 6 The event analysis result 7b created by is displayed.
The alternate long and short dash lines on the sides of events 1), 2) and 3) on the waveform of the loss distribution characteristics in FIG. 3 are determined by the analysis range setting means 4 and analyzed by the event analysis means 6 based on the measurement data. Although the range to be performed is shown, it is clearly shown for the understanding of the analysis range X, and is not necessarily displayed on the display means 61.

本発明に係る光パルス試験器の構成を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the structure of the optical pulse tester which concerns on this invention. 本発明に係る光パルス試験器の測定手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the measurement procedure of the optical pulse tester which concerns on this invention. 本発明に係る光パルス試験器について、光ファイバの損失分布特性および各イベントの解析値を表示する表示画面の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the display screen which displays the loss distribution characteristic of an optical fiber, and the analysis value of each event about the optical pulse tester which concerns on this invention. 従来の光パルス試験器の構成を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the structure of the conventional optical pulse tester. 光ファイバの損失分布特性および各イベントの解析値を表示する表示画面の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the display screen which displays the loss distribution characteristic of an optical fiber, and the analysis value of each event. 表示データに基づく解析結果と測定データに基づく解析結果の違いを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the difference of the analysis result based on display data, and the analysis result based on measurement data. 損失分布特性から接続損失と反射減衰量を求める方法を説明するための図Diagram for explaining how to calculate connection loss and return loss from loss distribution characteristics

符号の説明Explanation of symbols

１、２０・・・光パルス試験器、２、６２・・・解析装置、３・・・イベント推定手段、４・・・解析範囲設定手段、４ａ、４ｂ・・・解析範囲算出手段、４ｃ・・・比較手段、５・・・解析データ抽出手段、６・・・イベント解析手段、７、６１・・・表示手段、７ａ、６１ａ・・・損失分布特性、７ｂ、６１ｂ・・・イベント解析結果、５０・・・パルス光源、５１・・・駆動回路、５２・・・タイミング発生手段、５３・・・光方向性結合器、５４・・・受光器、５５・・・Ａ／Ｄ変換器、５６・・・波形メモリ、５７・・・光コネクタ、６０・・・表示データ作成手段、７０・・・被測定光ファイバ、Ｅｔ・・・タイミング信号、Ｅｄ・・・駆動信号、Ｐｏ・・・パルス信号、Ｐｒ・・・反射戻り光 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,20 ... Optical pulse tester 2, 2, ... Analysis apparatus, 3 ... Event estimation means, 4 ... Analysis range setting means, 4a, 4b ... Analysis range calculation means, 4c ..Comparison means, 5 ... analysis data extraction means, 6 ... event analysis means, 7, 61 ... display means, 7a, 61a ... loss distribution characteristics, 7b, 61b ... event analysis results , 50... Pulse light source, 51... Drive circuit, 52... Timing generation means, 53... Optical directional coupler, 54. 56 ... Waveform memory, 57 ... Optical connector, 60 ... Display data creation means, 70 ... Optical fiber to be measured, Et ... Timing signal, Ed ... Drive signal, Po ... Pulse signal, Pr ... reflected return light

Claims

被測定光ファイバ（７０）にパルス光（Ｐｏ）を一定周期で出射するパルス光源（５０）と、前記被測定光ファイバからの戻り光（Ｐｒ）を受光して電気信号に変換する受光器（５４）と、該受光器の出力信号を所望のサンプリング間隔で順次デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器（５５）と、該Ａ／Ｄ変換器の出力信号を被測定光ファイバの損失分布特性の測定データとして記憶する波形メモリ（５６）と、前記損失分布特性とその解析結果を表示する表示手段（６１）と、前記波形メモリに記憶した前記測定データから前記表示手段の表示分解能に応じた表示データを作成する表示データ作成手段（６０）とを備えた光パルス試験器において、
前記表示データ作成手段（６０）で作成した前記表示データに基づいて仮の損失分布変極点を推定するイベント推定手段（３）と、
前記イベント推定手段で検出した仮の損失分布変極点に基づいて解析範囲を設定する解析範囲設定手段（４）と、
該解析範囲設定手段で設定した解析範囲における測定データを前記波形メモリから解析データとして抽出する解析データ抽出手段（５）と、
該解析データ抽出手段で抽出した解析データに基づいて正確な損失分布変極点を特定するとともに、前記正確な損失分布変極点を含むイベントを解析するイベント解析手段（６）と
を備えた解析装置（２）を備え、
前記解析範囲設定手段は、前記パルス光源が出射する光パルスのパルス幅に基づいて解析範囲を算出する第１の解析範囲算出手段（４ａ）と、
前記Ａ／Ｄ変換器のサンプリング間隔に基づいて解析範囲を算出する第２の解析範囲算出手段（４ｂ）と、
それぞれの解析範囲算出手段が算出した解析範囲のうち大きい方の解析範囲を前記解析データ抽出手段に出力する比較手段（４ｃ）とを更に備えたことを特徴とする光パルス試験器。 A pulsed light source (50) that emits pulsed light (Po) to a measured optical fiber (70) at a constant period, and a light receiver (Pr) that receives return light (Pr) from the measured optical fiber and converts it into an electrical signal ( 54), an A / D converter (55) for sequentially converting the output signal of the light receiver into a digital signal at a desired sampling interval, and the loss distribution characteristic of the optical fiber to be measured from the output signal of the A / D converter A waveform memory (56) stored as measurement data, a display means (61) for displaying the loss distribution characteristics and the analysis results, and a display resolution of the display means according to the measurement data stored in the waveform memory. In an optical pulse tester comprising display data creation means (60) for creating display data,
Event estimation means (3) for estimating a temporary loss distribution inflection point based on the display data created by the display data creation means (60) ;
Analysis range setting means (4) for setting an analysis range based on the temporary loss distribution inflection point detected by the event estimation means;
Analysis data extraction means (5) for extracting measurement data in the analysis range set by the analysis range setting means as analysis data from the waveform memory;
Event analysis means (6) for specifying an accurate loss distribution inflection point based on the analysis data extracted by the analysis data extraction means and analyzing an event including the accurate loss distribution inflection point ;
Analyzer equipped with (2) provided with,
The analysis range setting means includes first analysis range calculation means (4a) for calculating an analysis range based on a pulse width of an optical pulse emitted from the pulse light source;
Second analysis range calculation means (4b) for calculating the analysis range based on the sampling interval of the A / D converter;
An optical pulse tester further comprising a comparison means (4c) for outputting the larger analysis range of the analysis ranges calculated by the respective analysis range calculation means to the analysis data extraction means .