JPH01280235A - Evaluating device for characteristic of branch light beam path - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
本発明は、分岐部を含んだ光線路網を評価する際に用い
られる分岐光線路特性評価装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION "Field of Industrial Application" The present invention relates to a branch optical line characteristic evaluation device used when evaluating an optical line network including branch sections.
「従来の技術」
加入者系線路網への光ファイバ導入の検討が精力的にす
すめられており、０ＡＴＶに代表される放送型分配シス
テムが魅力的なシステムとして有望視されている。``Prior Art'' The introduction of optical fibers into subscriber line networks is being actively investigated, and broadcast distribution systems represented by 0ATV are seen as promising as attractive systems.
ところで、中継光線路に代表されるエンド・トウ・エン
ドの光線路の保守にあたっては、いわゆるＯ Ｔ Ｄ
Ｒ（ｏｐｔｉｃａｌ ｔｉｍｅ ｄｏｍａｉｎ ｒｅＮ
ｅｃｔｍｅｔｅｒ）法とよばれる後方散乱光測定法が用
いられてきた。By the way, when maintaining end-to-end optical lines such as relay optical lines, so-called OTD
R (optical time domain reN
A backscattered light measurement method called the ectmeter method has been used.
これは光ファイバ１端から先パルスを入射したとき、光
ファイバ内で発生するレーリ散乱光、および光ファイバ
の他端で反射するフレネル反射光を光入射端で検出し、
前者から光損失を、後者から破断点の位置検出を行うも
のである。When the first pulse is input from one end of the optical fiber, the Rayleigh scattered light generated within the optical fiber and the Fresnel reflected light reflected at the other end of the optical fiber are detected at the light input end.
The former detects optical loss, and the latter detects the position of the break point.
しかしながら、放送型分配システムのように分岐部を含
む光線路においては、複数の分岐光ファイバで発生する
すべてのレーリ散乱光とフレネル反射光が混合して光入
射端に返ってくるため、特定の分岐光ファイバの特性を
分離して評価することができない。そこで、従来は、第
６図に示すように、分岐素子の下流側、すなわち加入者
側に、各分岐光ファイバ毎に特性評価用のアクセスポイ
ント（光人出射部）が設けられ、各分岐光ファイバの特
性評価が行われていた。第６図において、１はサービス
信号源、２は上流側光ファイバ、３は分岐素子、４−１
．４−２．〜，４−ｉｔ〜４−Ｎは下流側光ファイバ、
５−１．５−２．〜，５−１＋〜。However, in an optical path that includes branching sections, such as in a broadcast distribution system, all the Rayleigh scattered light and Fresnel reflected light generated in multiple branched optical fibers are mixed together and returned to the light input end. It is not possible to separate and evaluate the characteristics of branched optical fibers. Therefore, conventionally, as shown in Fig. 6, an access point (optical output section) for characteristic evaluation is provided for each branched optical fiber on the downstream side of the branching element, that is, on the subscriber side, and each branched optical fiber is Fiber characteristics were being evaluated. In FIG. 6, 1 is a service signal source, 2 is an upstream optical fiber, 3 is a branching element, and 4-1
．． 4-2. 〜, 4-it〜4-N are downstream optical fibers,
5-1.5-2. ~,5-1+~.
５−Ｎはアクセスポイント素子、６はアクセスポイント
選択スイッチ、７は０ＴＤＲ装置である。5-N is an access point element, 6 is an access point selection switch, and 7 is an 0TDR device.
上記構成において、各分岐光ファイバの特性評価は以下
のように行われる。まず、下流側光ファイバの内の１つ
、例えば４−ｉを評価するには、アクセスポイント素子
５−１をアクセス可能な状態とする。ここで、アクセス
ポイント素子５−ｉが１ｘ２型光スイツチの場合はこれ
をＯＮにすることにより実現できる。また、アクセスポ
イント素子５−４が２×２合分波素子である場合は特段
の動作は必要ないが、０ＴＤＲ装置７の光源波長を通常
の放送波長と異なる波長に選び、アクセスポイント素子
５−ｉに波長選択性をもたせるなどの工夫を要する。次
に、アクセスポイント選択スイッチ６において、０ＴＤ
Ｒ装置７をアクセスポイント５−ｉと結合する。このス
イッチ６はｌＸＮ型（Ｎは下流側光ファイバ本数）のス
イッチ機能が必要である。このような手順を経た上で、
着目する下流側ファイバ４−ｉの特性評価が行われる。In the above configuration, the characteristics of each branched optical fiber are evaluated as follows. First, to evaluate one of the downstream optical fibers, for example 4-i, the access point element 5-1 is made accessible. Here, if the access point element 5-i is a 1x2 type optical switch, this can be realized by turning it on. Further, if the access point element 5-4 is a 2x2 multiplexing/demultiplexing element, no special operation is required, but if the light source wavelength of the 0TDR device 7 is selected to be a wavelength different from the normal broadcasting wavelength, the access point element 5-4 It is necessary to take measures such as giving wavelength selectivity to i. Next, the access point selection switch 6 selects 0TD.
R device 7 is coupled to access point 5-i. This switch 6 is required to have an IXN type (N is the number of downstream optical fibers) switch function. After going through these steps,
The characteristics of the downstream fiber 4-i of interest are evaluated.
「発明が解決しようとする課題」
しかしながら、上述の分岐光線路特性評価装置では、各
々の下流側光ファイバ毎にアクセスポイントを１つずつ
設置する必要があるため、放送型サービスを提供するシ
ステムの信頼性を低下させる原因となること、ならびに
経済性の点できわめて不利となること、さらに一般的に
は分岐素子３の直近にアクセスポイント素子５’−１−
５−Ｎ。``Problems to be Solved by the Invention'' However, in the above-mentioned branch optical line characteristic evaluation device, it is necessary to install one access point for each downstream optical fiber, so it is difficult to solve the problem in a system that provides broadcast-type services. This causes a decrease in reliability and is extremely disadvantageous in terms of economic efficiency.Furthermore, in general, the access point element 5'-1-
5-N.
アクセスポイント選択スイッチ６および０ＴＤＲ装置７
を設置することが必要となるため、評価装置の設置条件
の点でも制限を生ずるという問題があった。Access point selection switch 6 and 0TDR device 7
Since it is necessary to install the evaluation device, there is a problem in that there are also restrictions on the installation conditions of the evaluation device.
本発明は上述のような事情に鑑みてなされたものであり
、下流側光ファイバ毎に独立にアクセスポイントを設置
することなく、各下流側光ファイバの特性を個別に評価
する事ができる分岐光線路特性評価装置を提供する事を
目的とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and provides a branched light beam that allows the characteristics of each downstream optical fiber to be evaluated individually without installing an access point independently for each downstream optical fiber. The purpose is to provide a road characteristic evaluation device.
「課題を解決するための手段」
本発明は、１本または複数本の上流側光ファイバを介し
て伝送された光信号を光分岐素子を介して複数の下流側
光ファイバに分配する分岐光線路の保守に用いられ、前
記複数の下流側光ファイバの損失および破断点を検出す
る分岐光線路特性評価装置において、
前記複数の下流側光ファイバ中ならびにその終端におい
て、後方レーリ散乱光ならびにフレネル反射光を発生さ
せるための繰り返しパルス光を送出する周波数ｆｓの信
号光源と、
前記複数の下流側光ファイバ中の任意の１本をブリルア
ン増幅状態と゛するためのＣＷ光を送出する周波数ｆｐ
のポンプ光源と、
前記信号光源および前記ポンプ光源の各々から出た光を
前記光分岐素子よりら上流側から入射して前記複数の下
流側光ファイバのすべてに入射するための光学手段と、
前記複数の下流側光ファイバ中ならびにその終端におい
て発生した後方レーリ散乱光ならびにフレネル反射光、
およびこれらが前記ポンプ光と相互作用してブリルアン
光増幅されたレーリ散乱光ならびにフレネル反射光の時
間波形を受光検出する光検出手段と、
前記信号光源周波数ｆｓと前記ポンプ光源周波数ｆｐの
差周波数Δｒ＝ｆｐ−ｆｓを、前記複数の下流側光ファ
イバの内、評価しようとする光ファイバにおいてブリル
アン増幅の生じる周波数シフト量ｒＡｉ（ｉは光ファイ
バ番号）に合致させるための周波数制御手段と、
前記ポンプ光と前記信号光の両者が同時に前記複数の下
流側光ファイバに入射した場合のブリルアン増幅効果を
含んだ後方散乱光およびフレネル反射光の時間波形と、
前記信号光のみが前記複数の下流側光ファイバに入射し
た場合の後方散乱光およびフレネル反射光の時間波形の
両方を記録し、その波形差を算出することにより前記複
数の下流側光ファイバの任意の１本におけるレーリ散乱
光およびフレネル反射光のみを分離して表示する波形処
理装置と
を具備することを特徴としている。"Means for Solving the Problems" The present invention provides a branching optical line that distributes an optical signal transmitted via one or more upstream optical fibers to a plurality of downstream optical fibers via an optical branching element. In a branched optical line characteristic evaluation device used for maintenance of a plurality of downstream optical fibers and detecting loss and breakage points of the plurality of downstream optical fibers, backward Rayleigh scattered light and Fresnel reflected light are detected in the plurality of downstream optical fibers and at their terminal ends. a signal light source with a frequency fs that sends out repetitive pulsed light to generate a CW signal; and a signal light source with a frequency fs that sends out CW light to bring any one of the plurality of downstream optical fibers into a Brillouin amplification state.
a pump light source; an optical means for inputting light emitted from each of the signal light source and the pump light source from the upstream side of the optical branching element and inputting it into all of the plurality of downstream optical fibers; Backward Rayleigh scattered light and Fresnel reflected light generated in multiple downstream optical fibers and their terminal ends,
and a photodetection means for receiving and detecting the time waveforms of Rayleigh scattered light and Fresnel reflected light which are Brillouin-amplified by interacting with the pump light, and a difference frequency Δr between the signal light source frequency fs and the pump light source frequency fp. =fp-fs to match the frequency shift amount rAi (i is the optical fiber number) caused by Brillouin amplification in the optical fiber to be evaluated among the plurality of downstream optical fibers; and the pump. a time waveform of backscattered light and Fresnel reflected light including a Brillouin amplification effect when both light and the signal light are simultaneously incident on the plurality of downstream optical fibers;
When only the signal light enters the plurality of downstream optical fibers, both the time waveforms of the backscattered light and the Fresnel reflected light are recorded, and by calculating the waveform difference, any of the plurality of downstream optical fibers is recorded. It is characterized by comprising a waveform processing device that separates and displays only the Rayleigh scattered light and the Fresnel reflected light in one of the lines.
「作用」
上記構成によれば、信号光源から周波数ｆｓの繰り返し
パルス光が発せられ、これが光学手段を介してすべての
下流側光ファイバに送られ、各光ファイバ内ならびに端
部で、後方レーリ散乱光ならびにフレネル反射光が発生
される。そして、これらの−光が下流側光ファイバから
信号光源に向って逆進し、この光の時間波形が光検出部
によって検出されると共に波形処理装置に記録される。"Operation" According to the above configuration, a repetitive pulsed light having a frequency fs is emitted from the signal light source, is sent to all the downstream optical fibers via the optical means, and is subjected to back Rayleigh scattering within each optical fiber and at its end. Light as well as Fresnel reflected light are generated. Then, these lights travel backward from the downstream optical fiber toward the signal light source, and the time waveform of this light is detected by the photodetector and recorded in the waveform processing device.
次に、ポンプ光源から、周波数ｆｐのＣＷ光が発せられ
、これが信号光と同様に、光学手段を介してすべての下
流側光ファイバに逼られる。この時、ポンプ光源周波数
ｆｐは、信号光源周波数ｆｓとの周波数差△ｒ＝ｆ’ｐ
−ｆｓが、複数の下流側光ファイバの中の特定の１本の
光ファイバの音響波周波数ｆＡｉ（ｉは光ファイバ番号
）と合致するように周波数制御される。この結果、特定
の１本の光ファイバのみがブリルアン増幅状態となる。Next, CW light with a frequency fp is emitted from the pump light source, and like the signal light, this is transmitted to all downstream optical fibers via optical means. At this time, the pump light source frequency fp is the frequency difference Δr=f'p with the signal light source frequency fs.
-fs is frequency controlled so as to match the acoustic wave frequency fAi (i is the optical fiber number) of one specific optical fiber among the plurality of downstream optical fibers. As a result, only one specific optical fiber enters the Brillouin amplification state.
そして、各下流側光ファイバから後方レーリ散乱光およ
びフレネル反射光が信号光源に向って逆進し、この時の
光の時間波形が光検出部によって検出されると共に波形
処理装置に記録される。そして、波形処理装置によって
、信号光源およびポンプ光源を使用した場合に光検出部
で得られた光の時間波形と、信号光源のみを使用した場
に光検出部で得られた光の時間波形との波形差が求めら
れる。この波形差によりて、特定の下流側光ファイバの
特性評価が行われる。Then, the backward Rayleigh scattered light and the Fresnel reflected light travel backward from each downstream optical fiber toward the signal light source, and the time waveform of the light at this time is detected by the photodetector and recorded in the waveform processing device. Then, the waveform processing device converts the time waveform of the light obtained by the photodetector when using the signal light source and the pump light source, and the time waveform of the light obtained by the photodetector when only the signal light source is used. The waveform difference is found. Based on this waveform difference, the characteristics of a specific downstream optical fiber are evaluated.
「実施例」 以下、図面を参照して、本発明の詳細な説明する。"Example" Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第１図は本発明の第一の実施例による分岐光線路特性評
価装置の構成図である。第１図において、ｌ ａ、 ｌ
ｂはサービス信号源、２は上流側光ファイバ、３は分
岐素子、４−１．４−２．〜，４−ｉ、〜。FIG. 1 is a block diagram of a branched optical line characteristic evaluation device according to a first embodiment of the present invention. In Figure 1, l a, l
b is a service signal source, 2 is an upstream optical fiber, 3 is a branching element, 4-1.4-2. ~, 4-i, ~.
４−Ｎは下流側光ファイバ、５はアクセスポイント素子
、８は信号光源、９はポンプ光源、１ｏはポンプ光入射
用方向性結合器、ｔｉは散乱・反射光受光用方向性結合
器、１２は光検出器、１３は周波数制御装置、１４は波
形処理装置である。4-N is a downstream optical fiber, 5 is an access point element, 8 is a signal light source, 9 is a pump light source, 1o is a directional coupler for pump light input, ti is a directional coupler for receiving scattered/reflected light, 12 1 is a photodetector, 13 is a frequency control device, and 14 is a waveform processing device.
次に、この分岐光線路特性評価装置の各部の動作を説明
する。まず、信号光源８は周波数の安定した狭スペクト
ルレーザであって、例えばＤＦＢ（分岐帰還型）レーザ
により実現される。この光源は図示していない変調装置
をあわせて用いることにより、パルス光信号を発生する
。そして、信号光源８を出た光はサービス信号源１ ａ
、 １ ｂと分岐素子３を結ぶ上流側光ファイバ２の途
中に設置されたアクセスポイント素子５を介して、上流
側光ファイバ２に入射され、分岐素子３に導かれる。Next, the operation of each part of this branched optical line characteristic evaluation device will be explained. First, the signal light source 8 is a narrow spectrum laser with a stable frequency, and is realized by, for example, a DFB (branched feedback) laser. This light source generates a pulsed optical signal by using a modulation device (not shown). The light emitted from the signal light source 8 is transmitted to the service signal source 1 a
.
ここで、アクセスポイント素子５は光スィッチ、あるい
はファイバ溶融を合分波器、あるいは導波路型合分波器
などのいずれか任意のものを用いることができる。合分
波器を用いる場合には必要に応じて波長特性をもたせる
ことができ、例えばサービス信号源１ ａ、 ｌ ｂの
光を無損失で通過させ、かつ、信号光源８からきた光を
も無損失で上流側光ファイバ２へ入射することもできる
。Here, the access point element 5 can be any arbitrary one such as an optical switch, a fiber-fused multiplexer/demultiplexer, or a waveguide type multiplexer/demultiplexer. When using a multiplexer/demultiplexer, it can be provided with wavelength characteristics as necessary, for example, it can pass the light from the service signal sources 1a and 1b without loss, and also pass the light from the signal light source 8 without any loss. It is also possible to enter the upstream optical fiber 2 at a loss.
さて、分岐素子３に導かれた信号光は下流側ファイバ４
−１〜４−Ｈのそれぞれに分配され、各々の光ファイバ
内でレーリ散乱光を発生する。また、各々の下流側光フ
ァイバの終端においてフレネル反射光を発生する。これ
らの光は下流側光ファイバ内を逆進し、分岐素子３で合
流して再び上流側光ファイバ２を伝搬し、アクセスポイ
ント素子５を介して信号光源８側へ逆流する。ここで、
散乱・反射光受光用方向性結合器１１によって、この逆
流光の１部または全部が光検出器１２に導かれる。Now, the signal light guided to the branching element 3 is transferred to the downstream fiber 4.
-1 to 4-H, and generate Rayleigh scattered light within each optical fiber. Further, Fresnel reflected light is generated at the terminal end of each downstream optical fiber. These lights travel backward through the downstream optical fiber, join together at the branching element 3, propagate through the upstream optical fiber 2 again, and flow back toward the signal light source 8 via the access point element 5. here,
A part or all of this backflow light is guided to a photodetector 12 by a directional coupler 11 for receiving scattered/reflected light.
なお、この散乱・反射光受光用方向性結合器１１は、ア
クセスポイント素子と同様の合分波器、あるいは音響光
学偏向素子等により実現される。Note that this directional coupler 11 for receiving scattered/reflected light is realized by a multiplexer/demultiplexer similar to the access point element, an acousto-optic deflection element, or the like.
このようにして光検出器１２には、第２図に示すような
時間波形（これを０ＴＤＲ波形とよぶ）が得られる？第
２図において横軸は時間をあられし、これは光入射点、
すなわちアクセスポイント索子５から下流に向って測っ
たファイバ長に換算することができる。縦軸は受光量で
ある。同図中、Ａ点は分岐素子３の位置を示し、分岐点
における過剰損失、および各下流側ファイバからの散乱
光の分岐素子通過損失が大きな段差となって０ＴＤＲ波
形にあられれている。８点の段差は下流側ファイバ４−
１〜４−Ｎのいずれかの接続点における顕著な接続損失
をあられしており、このデータからはいずれかのファイ
バにおける接続点の影響かを知ることはできない。０点
、Ｄ点、Ｅ点は下流側光ファイバ４−１〜４−Ｈの内、
短尺のものから順にその終端におけるフレネル反射があ
られれたもので、各ファイバ長が既知であれば識別可能
であるが、これらのうち２つ以上が断線した場合は相互
に識別がつかなくなる。In this way, a time waveform (this is called an 0TDR waveform) as shown in FIG. 2 can be obtained on the photodetector 12. In Figure 2, the horizontal axis represents time, which represents the light incident point,
In other words, it can be converted to the fiber length measured downstream from the access point cable 5. The vertical axis is the amount of received light. In the figure, point A indicates the position of the branching element 3, and the excessive loss at the branching point and the loss of the scattered light from each downstream fiber passing through the branching element form a large step in the 0TDR waveform. The 8-point step is the downstream fiber 4-
1 to 4-N, and it is not possible to know from this data whether the effect is due to the connection point in any one of the fibers. Point 0, point D, and point E are among the downstream optical fibers 4-1 to 4-H,
The Fresnel reflections at the ends of the shortest fibers are observed, and if the length of each fiber is known, they can be identified, but if two or more of them are disconnected, they become indistinguishable from each other.
さて、本発明による分岐光線路特性評価装置では、ポン
プ光源９から出た光をポンプ先入射用方向性結合器１１
．アクセスポイント素子５および分岐素子３を介して下
流側光ファイバ４−１〜４−Ｎのすべてに入射する。Now, in the branched optical line characteristic evaluation device according to the present invention, the light emitted from the pump light source 9 is transferred to the directional coupler 11 for input to the pump.
．． The light enters all of the downstream optical fibers 4-1 to 4-N via the access point element 5 and the branching element 3.
一般に、発振スペクトル線幅が狭いポンプ光が光ファイ
バに入射されると、この光源は光ファイバ内の熱励起フ
ォノン（音響波）と相互作用し、ブリルアン散乱とよば
れる増幅状態が作り出される。Generally, when pump light with a narrow oscillation spectrum linewidth is incident on an optical fiber, this light source interacts with thermally excited phonons (acoustic waves) within the optical fiber, creating an amplification state called Brillouin scattering.
すなわち、この増幅状態において、ポンプ光の周波数ｆ
ｐと音響波の周波数ｆＡできまる周波数ｒ＝ｆｐ−ｆＡ
の信号光がポンプ光と逆方向に進むと、この信号光が増
幅される。この増幅現象はポンプ光電力が数−Ｗ程度で
観測されている。例えば、光源波長λ＝１．３μ転コア
径５．８μｍ１損失０，５２ ｄＢ／ｋｍ、ファイバ長
３ｋＩ１１に対し、１．０５ｄＢ／ｍＷ程度の増幅を得
ている。音響波の周波数ｆＡは光ファイバの材料、構造
等に依存して大きく変化する。すなわち、純粋石英をコ
アとし、クラッド部にフッ素を添加したファイバでは波
長１．３μｍ帯においてｆＡ＝１３．５ＧＨｚ程度であ
るのに対し、純粋石英をクラッドとし、コア部にＧｅＯ
＊を添加したファイバではｆＡ＝１２．６ Ｇ Ｈｚと
なる。また更に詳細に調べると、Ｇ ｅ Ｏｔの添加量
と音響周波数の間にはおよそ比例関係があり、Ｇｅｏｔ
ｌモル％あたり約１００ＭＨｚ程度ｆＡが変化すること
がわかっている。すなわち、光ファイバはその中を伝搬
する音響波の周波数に着目すると１本１本個性がある。That is, in this amplification state, the frequency f of the pump light
Frequency r = fp - fA determined by p and acoustic wave frequency fA
When the signal light travels in the opposite direction to the pump light, this signal light is amplified. This amplification phenomenon has been observed when the pump light power is on the order of several -W. For example, for a light source wavelength λ=1.3 μ, core diameter 5.8 μ, loss 0.52 dB/km, fiber length 3 kI11, an amplification of about 1.05 dB/mW is obtained. The frequency fA of the acoustic wave varies greatly depending on the material, structure, etc. of the optical fiber. In other words, a fiber with pure quartz as the core and fluorine doped in the cladding has an fA of approximately 13.5 GHz in the 1.3 μm wavelength band, whereas a fiber with pure quartz as the cladding and GeO2 in the core
In the fiber doped with *, fA=12.6 GHz. In addition, a more detailed investigation reveals that there is a roughly proportional relationship between the amount of G e Ot added and the acoustic frequency, and that
It is known that fA changes by about 100 MHz per 1 mol %. In other words, each optical fiber has its own individuality when focusing on the frequency of the acoustic waves propagating through it.
一方、ポンプ光、ならびに信号光の周波数スペクトル幅
はｌＯＭＨｚ程度以下とすることが可能であるので、信
号光の周波数ｒに対してポンプ光の周波数ｆｐを変化さ
せて、ブリルアン散乱による増幅が発生する条件を求め
る事により、各光ファイバ毎の個性すなわち音響波周波
数ｆＡを求めることが可能である。On the other hand, since the frequency spectrum width of the pump light and the signal light can be set to about 10MHz or less, amplification due to Brillouin scattering occurs by changing the frequency fp of the pump light with respect to the frequency r of the signal light. By determining the conditions, it is possible to determine the individuality of each optical fiber, that is, the acoustic wave frequency fA.
以下、この分岐光線路特性評価装置による下流側光ファ
イバの特性評価の具体的手順を説明する。Hereinafter, a specific procedure for evaluating the characteristics of the downstream optical fiber using this branched optical line characteristics evaluation device will be explained.
まず、下流側光ファイバ４−１〜４−Ｎは、−般にそれ
ぞれ異なった音響周波数ｆＡｌ〜ＦＡＮを有するので、
これを予め別途測定しておく。そして、信号光源８の周
波数ｆｓとポンプ光源９の周波数ｆｐの差Δｆ＝ｆｐ−
ｆｓを周疲数制御装置１３で制御して、周波数差△ｒを
、評価しようとする下流側光ファイバ４−ｉの音響波周
波数ｆＡｉに合致させる。First, since the downstream optical fibers 4-1 to 4-N generally have different acoustic frequencies fAl to FAN,
This is measured separately in advance. Then, the difference Δf between the frequency fs of the signal light source 8 and the frequency fp of the pump light source 9 is Δf=fp−
fs is controlled by the frequency control device 13 to match the frequency difference Δr with the acoustic wave frequency fAi of the downstream optical fiber 4-i to be evaluated.
この結果、ポンプ光は下流側光ファイバ４−ｉの中での
みブリルアン散乱増幅を行い、他の光ファイバにおいて
は何ら作用をなさない（厳密には、すべての光ファイバ
内で周波数ｆｐのレーリ散乱光およびフレネル反射光を
発生するが、ポンプ光源９はＣＷ動作をしているため、
０ＴＤＲ波形に一定値のオフセットが加わるだけで波形
そのものは変化しない）。そして、このとき光検出器１
２では第２図に示すような波形が観測される。すなわち
、下流側光ファイバ４−ｉに対応する波形だけが選択的
に非線形に増幅され、これが他の光ファイバに対応する
波形と重なって観測される。As a result, the pump light performs Brillouin scattering amplification only in the downstream optical fiber 4-i and has no effect on other optical fibers (strictly speaking, the pump light performs Brillouin scattering amplification at the frequency fp in all optical fibers). Although it generates light and Fresnel reflected light, since the pump light source 9 operates in CW mode,
(The waveform itself does not change except that a fixed value of offset is added to the 0TDR waveform.) At this time, the photodetector 1
2, a waveform as shown in FIG. 2 is observed. That is, only the waveform corresponding to the downstream optical fiber 4-i is selectively and nonlinearly amplified, and this is observed to overlap with the waveform corresponding to the other optical fibers.
次に、波形処理装置１４によって、第３図の波形とポン
プ光源９を使わなかった時に得られた第２図の波形との
引き算が行われ、第４図の波形が得られる。この波形は
、ｆｐ＝ ｆｓ＋ ｒＡｉの周波数をもつポンプ光の影
響によって発生した着目する下流側ファイバ４−ｉの特
性のみを表す０ＴＤＲ波形である。第４図において、下
流側光ファイバ４−１の始点がＡ点、終端がＤ点である
ことが明確となり、またＢ点はこのファイバ内の欠陥、
または接続点を表す。以上のようにして、下流側光ファ
イバ４−１〜４−Ｎの内、特定の光ファイバ４−ｉのみ
の特性評価が行われる。Next, the waveform processing device 14 performs subtraction between the waveform in FIG. 3 and the waveform in FIG. 2 obtained when the pump light source 9 was not used, to obtain the waveform in FIG. 4. This waveform is an 0TDR waveform that represents only the characteristics of the downstream fiber 4-i of interest, which are generated due to the influence of the pump light having a frequency of fp=fs+rAi. In FIG. 4, it is clear that the starting point of the downstream optical fiber 4-1 is point A, and the ending point is point D, and point B is a defect in this fiber.
or represents a connection point. As described above, the characteristics of only the specific optical fiber 4-i among the downstream optical fibers 4-1 to 4-N are evaluated.
全く同様にして、ポンプ光源９の周波数と信号光源８の
周波数差△ｒを、予め測定しておいた各下流側ファイバ
個有の音響周波数ｒＡｌ、ｆＡ２．・・・等に変えて０
ＴＤＲ波形を測定し、ポンプ光のない場合の波形（第２
図）との差をとることにより、各光ファイバ毎に個別に
０ＴＤＲ波形を得ることができる。In exactly the same way, the frequency difference Δr between the frequency of the pump light source 9 and the signal light source 8 is determined by adjusting the acoustic frequencies rAl, fA2 . ... etc. and change to 0
Measure the TDR waveform and compare the waveform without pump light (second waveform).
0TDR waveform can be obtained individually for each optical fiber by taking the difference from the 0TDR waveform (Fig.).
第４図に示す波形は通常の０ＴＤＲ波形と異なり、非線
形増幅を受けているため、接続点位置、破断点位置は明
確に知れるが、損失値を直読することはできない。しか
しながら、例えば特願昭６１−２７５４４２に開示され
ているように、ポンプ光源９の出力光強度の条件を２通
りの値Ｐ ｐｕｍｐｌ、Ｐ ｐｕｍｐ、に設定して’、
０ＴＤＲ波形を測定し、０ＴＤＲ波形の極大点位置の間
隔を測定することにより損失値を算出することができる
。すなわち、ポンプ光源９の出力光強度がＰｐＬｌｌｐ
＋の時の極大点位置をＺ１１出力光強度がＰ ＰＬＩＩ
ＩＩり！の時の極大点位置をＺ、とすると、損失係数α
は
ａ ＝ （１／ （Ｚ ｌ−Ｚ ｔ））１２ｎ（Ｐ ｐ
ｕｉｐ＋／ Ｐ ｐｕｍｐｔ）・・・・・・（１）
で表される。Unlike the normal 0TDR waveform, the waveform shown in FIG. 4 has been subjected to nonlinear amplification, so the connection point position and the break point position can be clearly known, but the loss value cannot be directly read. However, as disclosed in Japanese Patent Application No. 61-275442, for example, the output light intensity condition of the pump light source 9 is set to two values P pumpl and P pump.
The loss value can be calculated by measuring the 0TDR waveform and measuring the interval between the maximum point positions of the 0TDR waveform. That is, the output light intensity of the pump light source 9 is PpLllp
The maximum point position when + is Z11 output light intensity is P PLII
IIri! When the maximum point position is Z, the loss coefficient α
is a = (1/ (Z l - Z t)) 12n (P p
uip+/P pump) (1)
なお、信号光源８およびポンプ光源９は図示していない
光アイソレータを内蔵しており、下流側光ファイバ４−
１〜４−Ｎなどで発生してかえってきたレーリ散乱光、
フレネル反射光が信号光源８およびポンプ光源９の発光
部に逆流しないようになっている。Note that the signal light source 8 and the pump light source 9 have built-in optical isolators (not shown), and the downstream optical fiber 4-
Rayleigh scattered light generated and returned by 1 to 4-N, etc.
Fresnel reflected light is prevented from flowing back into the light emitting parts of the signal light source 8 and pump light source 9.
第５図は本発明の第２の実施例を示したものである。FIG. 5 shows a second embodiment of the invention.
この第２の実施例は、局部発振器１８の光と後方散乱光
を混合してヘテロゲイン検波をしている点と、ポンプ先
入射用光ファイバＩ５ならびに散乱光の受光用光ファイ
バ１６をそれぞれ独立に設けて、これらを分岐素子３に
直結している点が第１の実施例と異なる。In this second embodiment, the light from the local oscillator 18 and the backscattered light are mixed to perform hetero gain detection, and the optical fiber I5 for inputting the pump and the optical fiber 16 for receiving the scattered light are independently connected. This embodiment differs from the first embodiment in that it is provided and directly connected to the branching element 3.
以下、本実施例の動作について説明する。The operation of this embodiment will be explained below.
一般の目的かられかるように入力側端子は使われずに残
されていることが多い。本実施例はこれを有効に利用す
ることにより効率のよい散乱光測定を行うものである。The input terminals are often left unused for general purposes. This embodiment makes effective use of this to perform efficient scattered light measurement.
すなわち、信号光源８の光を信号光入射用光ファイバ１
７を介して分岐素子３の上流側端子に接続し、ポンプ光
源９の光をポンプ光入射用光ファイバ１５を介して分岐
素子３の上流側端子に接続する。同様に、分岐素子３の
上流側端子の１つからとり出した散乱光を受光用光ファ
イバ１６を介して光検出器Ｉ２へ導く。このような構成
をとることにより第１図に示したアクセスポイント５、
方向性結合ＷＩＯ，１１を挿入しないですむため、低損
失で効率のよい測定系が得られる。That is, the light from the signal light source 8 is transferred to the signal light input optical fiber 1.
7 to the upstream terminal of the branching element 3, and the light from the pump light source 9 is connected to the upstream terminal of the branching element 3 via the pump light input optical fiber 15. Similarly, scattered light taken out from one of the upstream terminals of the branching element 3 is guided to the photodetector I2 via the light receiving optical fiber 16. By adopting such a configuration, the access point 5 shown in FIG.
Since it is not necessary to insert the directional coupling WIO, 11, a low loss and efficient measurement system can be obtained.
第２の実施例のもう１つの特色はへテロダイン検波をと
り入れている点である。すなわち、分岐素子３より下流
側の光シアイバ４−１〜４−Ｎで発生したレーリ散乱光
、フレネル反射光は分岐素子３において上流側のすべて
の端子に分配される。Another feature of the second embodiment is that it incorporates heterodyne detection. That is, the Rayleigh scattered light and Fresnel reflected light generated in the optical shear fibers 4-1 to 4-N on the downstream side of the branching element 3 are distributed to all terminals on the upstream side of the branching element 3.
これらのうち受光用光ファイバ１６を通った光を光検出
器１２で受光する。このとき、局部発振器１８から出た
光をヘテロダイン検波用方向性結合５１９で混合して、
光検出器１２に入射する。この結果、信号光８の周波数
を「Ｓ、ポンプ光９の周波数をｆｐ１局部発振器光１Ｂ
の周波数をｒＱとすると、光検出器１２ではｌ ｒＱ−
ｆｓｌ 、１ ｒＱ−ｆｐｌ 、１ｆｓ−ｆｐｌの３種
類のビートが観測される。ここで、１ｆｓ−ｆｐｌは１
００ＧＨｚ程度の高周波となる。Of these, the light that has passed through the light-receiving optical fiber 16 is received by the photodetector 12 . At this time, the light emitted from the local oscillator 18 is mixed by a directional coupling 519 for heterodyne detection,
The light is incident on the photodetector 12. As a result, the frequency of the signal light 8 is "S", the frequency of the pump light 9 is fp1, the local oscillator light 1B
If the frequency of is rQ, then in the photodetector 12, l rQ-
Three types of beats are observed: fsl, 1rQ-fpl, and 1fs-fpl. Here, 1fs-fpl is 1
The frequency is about 00 GHz.
そして、周波数制御装置１３ａにより１ｒ１２−ｆｓｌ
＝△ｒｏ＝一定となるように制御し、かつ△ｔｏを数Ｍ
Ｈｚ程度の十分低周波とすれば、中間周波数フィルタ
２０において１ｆｓ−ｆｐ１の周波数をもつ信号成分の
みをとりだすことができる（ｌ ｆｐ−Ｎ！ｌ 、１ｆ
ｐ −ｆｓ ｌはいずれも１０ＧＨｚ程度の高周波信号
となるので、取り除くことができる）。1r12-fsl by the frequency control device 13a.
= △ro = constant, and △to is controlled by a number M
If the frequency is sufficiently low, on the order of Hz, only the signal component having a frequency of 1fs-fp1 can be extracted in the intermediate frequency filter 20 (l fp-N!l , 1f
Since both p-fsl are high frequency signals of about 10 GHz, they can be removed).
このようにして、ポンプ光により発生する周波数ｆｐの
散乱光、反射光を除去して周波数ｆｓの信号光に対応す
る散乱光および反射光のみをとりだすことができる。In this way, it is possible to remove the scattered light and reflected light of the frequency fp generated by the pump light and extract only the scattered light and reflected light corresponding to the signal light of the frequency fs.
また、局部発振器１８の光出力を増加させることにより
、ヘテロダイン倹波信号を増幅することができ、高感度
測定が可能となる。中間周波数フィルタ透過後の信号波
形の処理については第１の実施例と全く同じであるため
、説明を省略する。Furthermore, by increasing the optical output of the local oscillator 18, the heterodyne wave signal can be amplified, making it possible to perform highly sensitive measurements. The processing of the signal waveform after passing through the intermediate frequency filter is exactly the same as in the first embodiment, so the explanation will be omitted.
「発明の効果」
以上説明したように、本発明によれば、１本または複数
本の上流側光ファイバを介して伝送された光信号を光分
岐素子を介して複数の下流側光ファイバに分配する分岐
光線路の保守に用いられ、前記複数の下流側光ファイバ
の損失および破断点を検出する分岐光線路特性評価装置
において、前記複数の下流側光ファイバ中ならびにその
終端において、後方レーリ散乱光ならびにフレネル反射
光を発生させるための繰り返しパルス光を送出する周波
数１８の信号光源と、
前記複数の下流側光ファイバ中の任意の１本をブリルア
ン増幅状態と量るためのＣＷ光を送出する周波数ｆｐの
ポンプ光源と、
前記信号光源および前記ポンプ光源の各々から出た光を
前記光分岐素子よりも上流側から入射して前記複数の下
流側光ファイバのすべてに入射するための光学手段と、
前記複数の下流側光ファイバ中ならびにその終端におい
て発生した後方レーリ散乱光ならびにフレネル反射光、
およびこれらが前記ポンプ光と相互作用してブリルアン
光増幅されたレーリ散乱光ならびにフレネル反射光の時
間波形を受光検出する光検出手段と、
前記信号光源周波数ｆｓと前記ポンプ光源周波数ｆｐの
差周波数Δｆ＝ｆｐ−ｆｓを、前記複数の下流側光ファ
イバの内、評価しようとする光ファイバにおいてブリル
アン増幅の生じる周波数シフトｌ１ｒＡｉ（ｉは光ファ
イバ番号）に合致させるための周波数制御手段と、
前記ポンプ光と前記信号光の両者が同時に前記複数の下
流側光ファイバに入射した場合のブリルアン増幅効果を
含んだ後方散乱光およびフレネル反射光の時間波形と、
前記信号光のみが前記複数の下流側光ファイバに入射し
た場合の後方散乱光およびフレネル反射光の時間波形の
両方を記録し、その波形差を算出することにより前記複
数の下流側光ファイバの任意の１本におけるレーリ散乱
光およびフレネル反射光のみを分離して表示する波形処
理装置と
を設けたので、複数の下流側光ファイバの各々にアクセ
スポイントをもうける必要がなく、分岐光線路網の信頼
性を損なう事なく、かつ、経済的な分岐光線路特性評価
装置を実現できる効果が得られる。"Effects of the Invention" As explained above, according to the present invention, an optical signal transmitted via one or more upstream optical fibers is distributed to a plurality of downstream optical fibers via an optical branching element. In a branch optical line characteristic evaluation device that is used for maintenance of a branch optical line and detects loss and breakage points of the plurality of downstream optical fibers, back Rayleigh scattered light is detected in the plurality of downstream optical fibers and at their terminals. and a signal light source with a frequency of 18 that sends out repetitive pulsed light to generate Fresnel reflected light, and a signal light source with a frequency of 18 that sends out CW light to determine that any one of the plurality of downstream optical fibers is in a Brillouin amplification state. fp pump light source; an optical means for inputting light emitted from each of the signal light source and the pump light source from an upstream side of the optical branching element and inputting it into all of the plurality of downstream optical fibers; Backward Rayleigh scattered light and Fresnel reflected light generated in the plurality of downstream optical fibers and at their terminal ends;
and a photodetection means for receiving and detecting the time waveforms of Rayleigh scattered light and Fresnel reflected light which are Brillouin-amplified by interacting with the pump light, and a difference frequency Δf between the signal light source frequency fs and the pump light source frequency fp. =fp-fs to match the frequency shift l1rAi (i is the optical fiber number) in which Brillouin amplification occurs in the optical fiber to be evaluated among the plurality of downstream optical fibers, and the pump light and a time waveform of backscattered light and Fresnel reflected light including a Brillouin amplification effect when both of the signal light and the signal light simultaneously enter the plurality of downstream optical fibers;
When only the signal light enters the plurality of downstream optical fibers, both the time waveforms of the backscattered light and the Fresnel reflected light are recorded, and by calculating the waveform difference, any of the plurality of downstream optical fibers is recorded. Since a waveform processing device is installed that separates and displays only the Rayleigh scattered light and Fresnel reflected light in one of the optical fibers, there is no need to provide an access point for each of the multiple downstream optical fibers, and the reliability of the branched optical line network is improved. The effect of realizing an economical branch optical line characteristic evaluation device without impairing performance can be obtained.
第１図は本発明の第１の実施例による分岐光線路特性評
価装置の構成図、第２図は同実施例においてポンプ光を
入射しない場合の信号光のみによる０ＴＤＲ波形の波形
図、第３図は同実施例において特定の下流側光ファイバ
をブリルアン増幅状態としたときの０ＴＤＲ波形の波形
図、第４図は第３図の波形と第２図あ波形の差を示す波
形図、第５図は本発明の第２の実施例による分岐光線路
特性評価装置の構成図、第６図は従来の分岐光線路特性
評価装置の構成図である。
２．２ａ、２ｂ・・・・・・上流側光ファイバ、３・・
・・・・分岐素子、４−１〜４−Ｎ・・・・・・下流側
光ファイバ、５・・・・・・アクセスポイント素子、８
・・・・・・信号光源、９・・・・・・ポンプ光源、ｌ
Ｏ・・・・・・ポンプ先入射用方向性結合器、Ｉｆ・・
・・・・散乱・反射光受光用方向性結合器、１２・・・
・・・光検出器、！３，１３ａ・・・・・・周波数制御
装置、１４・・・・・・波形処理装置、１５・・・・・
・ポンプ先入射用光ファイバ、１６・・・・・・受光用
光ファイバ、１７・・・・・・信号光入射用光ファイバ
、１８・・・・・・局部発振器、１９・・・・・・ヘテ
ロゲイン検波用方向性結合器、２０・・・・・・中間周
波数フィルタ。
出願人 日本電信電話株式会社
第１図
第５図FIG. 1 is a configuration diagram of a branched optical line characteristic evaluation device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a waveform diagram of an 0TDR waveform using only signal light when no pump light is input in the same embodiment, and FIG. The figure is a waveform diagram of the 0TDR waveform when a specific downstream optical fiber is in the Brillouin amplification state in the same embodiment, Figure 4 is a waveform diagram showing the difference between the waveform in Figure 3 and the waveform in Figure 2A, and Figure 5 is a waveform diagram showing the difference between the waveform in Figure 3 and the waveform in Figure 2A. This figure is a block diagram of a branched optical line characteristic evaluation apparatus according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a block diagram of a conventional branched optical line characteristic evaluation apparatus. 2.2a, 2b... Upstream optical fiber, 3...
... Branch element, 4-1 to 4-N ... Downstream optical fiber, 5 ... Access point element, 8
...Signal light source, 9...Pump light source, l
O... Directional coupler for pump tip injection, If...
...Directional coupler for receiving scattered/reflected light, 12...
...Photodetector! 3, 13a... Frequency control device, 14... Waveform processing device, 15...
- Optical fiber for pump tip injection, 16... Optical fiber for light reception, 17... Optical fiber for signal light injection, 18... Local oscillator, 19... - Directional coupler for hetero gain detection, 20... intermediate frequency filter. Applicant Nippon Telegraph and Telephone Corporation Figure 1 Figure 5
Claims (1)
た光信号を光分岐素子を介して複数の下流側光ファイバ
に分配する分岐光線路の保守に用いられ、前記複数の下
流側光ファイバの損失および破断点を検出する分岐光線
路特性評価装置において、 前記複数の下流側光ファイバ中ならびにその終端におい
て、後方レーリ散乱光ならびにフレネル反射光を発生さ
せるための繰り返しパルス光を送出する周波数ｆｓの信
号光源と、 前記複数の下流側光ファイバ中の任意の１本をブリルア
ン増幅状態とするためのＣＷ光を送出する周波数ｆｐの
ポンプ光源と、 前記信号光源および前記ポンプ光源の各々から出た光を
前記光分岐素子よりも上流側から入射して前記複数の下
流側光ファイバのすべてに入射するための光学手段と、 前記複数の下流側光ファイバ中ならびにその終端におい
て発生した後方レーリ散乱光ならびにフレネル反射光、
およびこれらが前記ポンプ光と相互作用してブリルアン
光増幅されたレーリ散乱光ならびにフレネル反射光の時
間波形を受光検出する光検出手段と、 前記信号光源周波数ｆｓと前記ポンプ光源周波数ｆｐの
差周波数Δｆ＝ｆｐ−ｆｓを、前記複数の下流側光ファ
イバの内、評価しようとする光ファイバにおいてブリル
アン増幅の生じる周波数シフト量ｆＡｉ（ｉは光ファイ
バ番号）に合致させるための周波数制御手段と、 前記ポンプ光と前記信号光の両者が同時に前記複数の下
流側光ファイバに入射した場合のブリルアン増幅効果を
含んだ後方散乱光およびフレネル反射光の時間波形と、
前記信号光のみが前記複数の下流側光ファイバに入射し
た場合の後方散乱光およびフレネル反射光の時間波形の
両方を記録し、その波形差を算出することにより前記複
数の下流側光ファイバの任意の１本におけるレーリ散乱
光およびフレネル反射光のみを分離して表示する波形処
理装置と を具備することを特徴とする分岐光線路特性評価装置。[Scope of Claims] Used for maintenance of a branching optical line that distributes an optical signal transmitted through one or more upstream optical fibers to a plurality of downstream optical fibers via an optical branching element, In a branched optical line characteristic evaluation device that detects loss and breakage points in a plurality of downstream optical fibers, repeated pulses are used to generate backward Rayleigh scattered light and Fresnel reflected light in the plurality of downstream optical fibers and at their terminal ends. a signal light source with a frequency fs that sends out light; a pump light source with a frequency fp that sends out CW light for bringing any one of the plurality of downstream optical fibers into a Brillouin amplification state; the signal light source and the pump an optical means for inputting light emitted from each of the light sources from an upstream side of the optical branching element and entering all of the plurality of downstream optical fibers; and in the plurality of downstream optical fibers and at their terminal ends. The generated backward Rayleigh scattered light and Fresnel reflected light,
and a photodetection means for receiving and detecting the time waveforms of Rayleigh scattered light and Fresnel reflected light which are Brillouin-amplified by interacting with the pump light, and a difference frequency Δf between the signal light source frequency fs and the pump light source frequency fp. =fp-fs to match the frequency shift amount fAi (i is the optical fiber number) caused by Brillouin amplification in the optical fiber to be evaluated among the plurality of downstream optical fibers; and the pump. a time waveform of backscattered light and Fresnel reflected light including a Brillouin amplification effect when both light and the signal light are simultaneously incident on the plurality of downstream optical fibers;
When only the signal light enters the plurality of downstream optical fibers, both the time waveforms of the backscattered light and the Fresnel reflected light are recorded, and by calculating the waveform difference, any of the plurality of downstream optical fibers is recorded. A branched optical line characteristic evaluation device comprising: a waveform processing device that separates and displays only the Rayleigh scattered light and the Fresnel reflected light in one of the branched optical fibers.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11002888A JPH01280235A (en) | 1988-05-06 | 1988-05-06 | Evaluating device for characteristic of branch light beam path |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11002888A JPH01280235A (en) | 1988-05-06 | 1988-05-06 | Evaluating device for characteristic of branch light beam path |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01280235A true JPH01280235A (en) | 1989-11-10 |
Family
ID=14525282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11002888A Pending JPH01280235A (en) | 1988-05-06 | 1988-05-06 | Evaluating device for characteristic of branch light beam path |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01280235A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5412464A (en) * | 1990-04-09 | 1995-05-02 | British Telecommunications Public Limited Company | Apparatus and method for monitoring losses in a branched optical fibre network |
-
1988
- 1988-05-06 JP JP11002888A patent/JPH01280235A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5412464A (en) * | 1990-04-09 | 1995-05-02 | British Telecommunications Public Limited Company | Apparatus and method for monitoring losses in a branched optical fibre network |
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