JPH02238340A - 光学式反射率測定をおこなうための方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、光学式時間領域反射率計測を実施するための
方法及び装置に関するものである。こうした方法は、テ
ストを受ける光ファイバーの故障及び損失を測定する光
ファイバー試験に用いることが可能である。

〔従来技術とその問題点〕

光学式時間領域反射率計測を行なう方法及び対応する装
置については、ＥＰ−Ａ−０２６９４４８号に開示され
ている。既知の光学式時間領域反射率計（　ｏ　Ｔ　Ｄ
　Ｒ　）では、光ファイバーに、シーケンスをなづ光パ
ルスが注入され、後方散乱する光パルスと、ＢＥ人，さ
れたシー’７−　＞′スをなす光パルスとの｛１１閏関
係によクで、該１ｙ−））ンスをなす光ベルＺ・を注入
し７てから経過１，た時間の関数として、あ２）一、け
、７／イバ−り゛）入プＪ之ｊｌｏ　７’ｌ’・らの距
離，、り関数として、後方散乱信号の振幅が表示される
。光ファイバーニ注入される光パルスシーケンスは、例
えば，Ｇｏｌａｙコードによるシーケンスなどの相補形
擬似ランダムシーケンスである。１対の相補形シーケン
スＮ及びＢには、八の自己相関積のサイドローブは、Ｂ
の自己相関積のサイドローブに対し相補性を有する；す
なわち、サイドローブは、時間スペクトルにおいて同じ
ポイントに位置し、振幅の大きさが等しいが、符号が逆
になるという特性が備わっている。従９て、相補形シー
ケンスに対応ずる相関積が重ね合わせられると、サイト
ロー・フが相殺され、光ファイバーにおける実際の反射
を表わす信号だけが残ることになる。破損といった、光
フー１イバーにおける明瞭な不連続部分から反ｑｊする
信号を伴う、注入された相補形パルスシーケンスの、重
ね合わせられた相関積は、単一の鋭いビ〜クを有するこ
と、すなわち、デルタ関数を／″．「すのが埋想的であ
る。相補形バルスシーケンスＸ，利用まると、光ファイ
バーに単一パルスを注スし、′σ）・“｛！１定のパル
スの反射を検出する従来の反射′Ｔ計測に比べて信号対
雑音（Ｓ／Ｎ）比が向上する４．実際には、信号処理回
路安素の特性が理想的ではないので、サイドローブの相
殺は、完全には行た、われない。例士一ば、反射信号の
強力′なバワーレベルによって、受信器またはアナログ
・デジタル変換器といった電子＝ンボーネントが飽和す
ると，非線形性を生じ、相関積の相補性が成り立たなく
なる可能性がある１つ結果と１７で、大きな反射ビー′
．′をひすませたり、あるいは、マスクするのにさ．え
十分なほどの大きさの相関サイド（＋−ブが、測定され
る後方散乱曲線上に生じる可能性がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、｛：述ｒｒ）非線形性によって生１こ
る欠点を回避１〜、光伝；Ａ媒体に対する光学式時間ヤ
１域反射率計測を行なうための方法及び対応する装置を
提供するごとにある。

〔発明の概要１ 本発明によれば、少なくとも２つの時間の異など・／−
ケンスをなす光信号が、光伝送媒体に注入され、後で。

媒Ｋか１纜−！７．！■する信号と相関がとられる。

基本シーケンスをなす各光信号の後に、ゼｕ／′ワーレ
ベルの、所定数の光信号を挿入するこどに′よって、共
通の基本シーケンスから導き出さλ」ヒ゛）形で、注入
される光信号のさまざまな時間シーテン′スを表わすこ
とができる。

望マ１，い実施例の場合、基本シーケンスが゛−（ｌ’
“及Ｃ〆１１　　，　ＩＩのシーケンス，で表わされる
とすると、ｉ′ｉ入される光信号の時間シーケンスは、
各“”＋１”１たは“−１″の後に、所定の数の゜゜０
′″を挿入−することによって基本シーケンスから導き
出され７３形で表わすことができる。注入される光信号
のｚ４ざまな時間シーケンスは、基本シーケンス÷２・
−ｐ，−＜各光信号の後に挿入される光信号の数だけ、
すなわち、各”　＋　ｉ　”または゛＋−１ｕの後に挿
入μれイ）゜“０″゜の数だけ互いに異なっている。従
・−・で、杢発明による注入される光信号の第１のシー
′ノン７、は、基本シーケンスの各”　＋　ｉ　”及び
゛一Ｉ゜゛の後に第１の数１１１の“０゜′を挿入する
ことによクて得ら暑１、注入される光信号の第２のシー
ケンスは、基本シーケンスの各”＋１″及び″−１”の
後に第２の数ｎの“０′゜を挿入することによって得ら
れる。

ゼロバワーレベルの、所定数の光信号を挿入すると、後
方散乱信号と注入される光信号のシーケンスとの相関結
果をなすサイドロープが、明確に予測可能な位置に生じ
るとい５重妥な効果が生じる。注入される光信号のさま
ざまなシーケンスについて挿入される光信号のさまざま
な数を選択することによって、後方散乱スペクトルのサ
イドロープの位置を変化させることが可能になる。従っ
て、第１の注入時に得られるデータ値が、サイドローブ
によって不明瞭になる場合、挿入される光信号が異なる
数になるようにして、第２のシーケンスをなす光信号を
注入し、その結果生じるサイドローブが、サンプル値の
位置からずれるようにすることによって、サイドローブ
の影響を受けない真のサンプル値を得ることが可能にな
る。このようにして、ほとんどサイドローブによって妨
げられることのない後方散乱スペクトルを形成すること
ができる。

本発明の実施例によれば、光伝送媒体に注入される光信
号の時間シーケンスは、例えば、Ｇｏ　ｌ　ａｙ相補形
シーケンスといつた相補形シーケンスまたは一般に、擬
似ランダムシーケンスから導き出される。本発明による
シーケンスは、従来のシーケンスを修正したものと埋解
することができ、従来のＧｏｌａｙシーケンスまたは擬
似ランダムシーケンスに対する修正は、従来のシーケン
スをなす各光信号の後に、ゼロバワーレベルの所定の数
の光信号が挿入される点にある。故障及び損失の測定を
可能ならしめる光ファイバーの応答曲線を得るため、後
方散乱する光信号のシーケンスと注入される光信号のン
ーケンスとの相関が行なわれる。

本発明の望ましい実施例によれば、挿入される”０″の
数を適正に選択することによって、異なる注入に関する
サイドローブのオーバーラ／プが回避される。これ以降
“拡張因数″と呼ばれ、■づつ増加される第１の注入に
関する”　ｏ　”の数と、第２の注入に関する拡張因数
とは、互いに素になるように選択される。すなわち、互
いに割ク切れないように選択される。この拡張因数の選
択によって、サイドローブのオーバーラップするり能注
がなくなる。

〔望ましい実施例の詳細説明〕

第１図には、本発明を実施したＯＴＤＲと、光学カップ
ラ９によってＯＴＤＲに結合されたテストを受ける光フ
ァイバー１１の概略が示されている。ＯＴＤＲは、ワー
ド発生器２、Ａ／Ｄ変換器３、平均化回路４、信号プロ
セノサ−５、及び、表示回路６に対してタイミング信号
を加えるタイミング制御回路１から構成される。タイミ
゛／グ制御回路ｌからの信号に応答して、ワード発生器
２からパルス駆動装置７に対して修正された相補形コー
ドシーケンスが加えられる。相補形フードシーケンスに
ついては、第４図に関連して，さらに詳細に後述する。

パルス駆動装置７によって加えられる電気バ・［スは，
例えば、レーザーといった光源（以下し・−Ｊ雄呼ぶ）
８に供給され、電気パルスのシーづンスに従って、光源
の光出力に制御を加えられる。

・一Ｊ落’から放射されるシーケンスをなス光パルスは
、３ｄＢカノプラといったウェーブブリ，ジ９を介して
、テストを受ける光ファイバー１１の入力端１０に注入
される。放射される光パルスの各シーケンス毎に、光フ
ァイバー内に戻り信号が住じ、これが、カノブラ９を介
して、入射光信号を電気信号に変換する検出器１２に伝
送される。該電気信号は、後続のアナロク・デジタル変
換器３（Ａ／Ｄ変換器３）に対する入カバノファと１−
ての働きもする受信機１３によって増幅される。

受信機１３の出力信号は、Ａ／Ｄ変換器３に７１一って
デジタル化され、デジタル化信号は、さらに、平均化回
路４に対し，て供給される。平均化回路４において、シ
ーケンスをなす光信号の順次注入による戻り信号は、デ
ジタルデータとして加算さオ１、これら順次注入による
戻り信号の平均が求められる。こうして、Ｓ／Ｎ比が改
善される。

平均化の結果は、信列プ［〕セノ’Ｊ−　−−　５に送
１ン・十１、戻り信号と注入された允信号のし・一ケン
スと〈ビ１ト］関させることによって、光ファイバーの
インパルス応答が抽出される。この手順の詳細について
は、さらに後述する。次に、インパルス応答が、例えば
、ＣＲＴのような出力表示装置６に表示される。

インパルス応答を発生する相関方法については、さらに
詳細に後述する。ただし、まずは、相補形シーケンスを
利用した、光学式時間領域反射率計測について、一般的
な説明を行なうことにする。

テストを受ける光ファイバーに注入される光信号のシー
ケンスは、″１”及び″−１′″のシーケンスとして、
すなわち、所定数のビノトを有するデジタル語として表
わすことができる。ビノト数は、これ以降、Ｌで表わす
ことにする。下記において、ある長さＬビットを備えた
２つの相補形Ｇｏｌａｙ　　コードシーケンスは、それ
ぞれ、Ａ（ｎ）及びＢ（ｎ）として表わされる。インパ
ルス応答は、時間的離散ポイントｔ＝ｎ−Ｔ＾で測定さ
れるが、引数ｎは、数０．　１，　２，・・・　のうち
の任意の数であり、′１゛＾は、サンプリング周期であ
る。厳密に言えば、ンーケンスに関する表記は、Ａ（ｎ
・’１’Ａ）とすべきであるが、以下では、簡略化され
た表記法であるＡ（ｎ）を用いることにする。

用語”相補形′”は、下記の関係のあてはまることを意
味するものでする： （Ａ■Ａ）＋（Ｂ■Ｂ）＝２Ｌ−δ（　ｎ　）　　　　
ｆｌ）ここで、■は、２つのシーケンスの相関を表わし
ており、δは、デルタ関数、すなわち、鋭いピークであ
る。注入される信号に応答して光ファイバーから後方散
乱する信号は、注入される信号と光ファイバーのインパ
ルス応答ｈ（ｎ）とのたたみこみである。

光信号の２つの相補形シーケンスＡ（ｎ）　　及びＢ（
ｎ）を光ファイバーに注入すると、検出される後方散乱
信号ＳＡ（ｎ）及びＳＢ（ｎ）は、それぞれ、光ファイ
バーのインパルス応答ｈ（ｎ）と注入される光信号のシ
ーケンスのたたみこみ（記号”で表示）である、すなわ
ち、下記の式があてはまる：８Ａ（ｎ）　＝　ｈ（ｎ）
”Ａ（ｎ）　　　　　　　　（２ａ）ＳＢ（ｎ）　＝　
ｈ（ｎ）”Ｂ（ｎ）　　　　　　　　（２ｂ）式（２ａ
）とＡ（ｎ）の相関及び式（２ｂ）とＢ（ｎ）の相関を
行ない、２つの中間結果を加算することによって、下記
が得られる： ｙ（ｎ）　＝Ｓ＊（ｎ）■Ａ（ｎ）＋８ｉ（ｎ）ＯＢ（
ｎ）＝　（　ｈ（ｎ）”Ａ（ｎ）　）■Ａ（ｎ）＋（ｈ
（ｎビＢ（ｎ）　’）ＯＢ（ｎ）　　　　　　　　　　
　　　　（３）たたみこみと相関の分配及び結合特性に
よって、括弧の再グループ化が可能になり、式（３）は
次のように書くことができる： ｙ（ｎ−）＝（Ａ（ｎ）■Ａ（ｎ）　）　”　ｈ（ｎ）
＋　（Ｂ（ｎ）■Ｂ（ｎ）　）”ｈ（ｎ） ＝（Ａ（ｎ）■Ａ（ｎ）　　＋　Ｂ（ｎ）■Ｂ（ｎ）　
’）そｈ（ｎ）　　　　　　　　　　　　　（４）式（
１）による自己相関特性と、インパルス応答とデルタ関
数のたたみこみが、インパルス応答に等しくなるという
既知の結果を利用すると、最終結果は、次のようになる
： ｙ（ｎ）＝　ｔｌ（ｎ）”２　Ｌδ（ｎ）＝２Ｌ−ｈ（
ｎ）　　．　　（５）式（５）から明らかなように、再
構成される応答は、デジタルインパルスに対する応答の
２Ｌ倍である。

これから明らかなように、注入光信号のシーケンスを用
い、後方散乱信号の相関が後続する反射率計測によって
、分解能を損うことなく、単一パルスによる反射率計測
と比べて、Ｓ／Ｎ比が改善される。

シーケンスＡ　（　ｎ　）及びＢ（ｎ）に関する前述の
考察では、これらのシーケンスに関して簡略化した表記
法が利用されている。実際には、負の光パワーレベルは
存在しないので、すなわち、−１′”は、光信号によっ
て実現することができないので、該シーケンスは、それ
ぞれ、２つのサブシーケンスに分割される。シーケンス
Ａに関する２つのサブシーケンスは、Ａ十及び八一とし
て表示されるが、Ａ＋は、Ａにおける全ての“−１゜゛
を００゛′　に置き換え、゛１″′は、全て、そのまま
変えずにおくことによって、Ａから得られる。サブシー
ケンスＡ−は、サブシーケンスＡ＋の論理補数である、
すなわち、シーケンスＡ＋における”ｌＩＩが、サブン
′−ケンスＡ−における゜“０′゜に相当し、シーケン
７Ａ＋における゜゜０′゜が、サブシーケンスＡ一にお
ける゜゜ｌ′′に相当することになる。従って、Ａ＝Ａ
＋−Ａ−。これに対応して、シーケンスＢも２つのサブ
シーケンスＢ十及びＢ一に分割されるので、Ｂ一は、Ｂ
＋の論理補数をなし、式は、次のようになる：Ｂ＝Ｂ＋
−Ｅｌ− 実際の測定状況において、シーケンスＡ＋及びＡ−は、
テストを受ける光ファイバーに順次注入され、測定され
る後方散乱信号は、それぞれ、ｈ　（　ｎ　）　”　Ａ
＋（　ｎ　）及びｈ（ｎ）”Ａ　（ｎ）になる。これら
２つの表現は、次に、互いに減算が施されて、後方散乱
信号Ｓ　Ａ（ｎ）　　が得られることになる（上記式（
２ａ）参照のこと）： Ｓ＾（ｎ）＝ｈ（ｎ）”Ａ（ｎ）＝Ａ＋（ｎ）”ｈ（ｎ
）　　Ａ　（ｎ）簀ｈ（ｎ）。

同様に、シーケンスＢ十及びＢ−は、順次光ファイバー
に注入され、後方散乱信号Ｓｓ（ｎ）については（上記
式（２ｂ）参照のこと）、下記のようになる： ８Ｂ（ｎ）＝ｈ（ｎ）”Ｂ（ｎ）＝Ｌｌ＋（ｎ）”ｈ（
ｎ）　　１３（ｎ）“ｂ　（　ｎ　）。

シーケ：・゛スＡ及びＢのサブシーケンスＡ＋、Ａ−及
び、Ｂ＋、Ｂ−　への分割は、例えば、上述の文献ＢＰ
−Ａ−０　２６９４４８による光学式時間反射率計測に
よって既知のところである（例えば、この文書の第８図
参照。）下記において、注入される光信号のシーケンス
に関して簡略表記Ａ（ｎ）及びＢ（ｎ）を用いるが、こ
れらのシーケンスは、それぞれ、前述のように、２つの
サブシーケンスに分割することができる。

結果として式（５）を生じることになった以上の考察は
、線形挙動を示す理想のシステムには有効である。現実
の測定状況では、ＯＴＤＲは、強力な反．射のため、極
めて広範囲の光パワーレベルと直面することになるので
、受信機は、その線形動作範囲内にとどまるのが困難に
なる。さらに、レーザー駆動装置、受信機、バノファ増
幅器、及び、アナログ・デジタル変換器といった全ての
アナログコンポーネントが、わずかに非線形挙動を示す
。

こうした非線形挙動を明らかにするため、２つの相補形
ＧｏｌａｙコードのシーケンスＡ及びＢと、結果生じる
自己相関関数の合計を示した第２図及び第３図について
言及することにする。第２図における相補形シーケンス
Ａ及びＢは、コード長Ｌ＝８ビットである。従って、図
示シーケンスは、下記コードによって表わすことが可能
である：シーケンスＡ　：　１，　１，　１，　−１，
　Ｌ，　１，　−１．　１シーケンスＢ　：　１，　１
，　１，　−ｉ＋　一ｉ＋　−ｉｔ　ｉ，　−１従って
、対応するサブシーケンスは、既述の構成原理により、
次のようになる： Ａ＋＝１、ｌ、１、０，　１、１、０、■Ａ−：０、０
、０、１、０、０、１、ＯＢ十＝　１、１、１、０、０
、０、ｌ，　　ＯＢ−：０、０、０，　１、１、１、０
，　１第３図Ｋは、非線形性による不完全なサイドロー
ブの相殺が示されている。位置０におけるピークは、左
へＬ−１ポイント離れた位置までのサイドロープと、右
へＬ−１ポイント離れた位置までのサイドローブによっ
て包囲されていることが分る。その結果、測定信号は強
力な反射の近くではひずむことになる。こうしたひずみ
は、本発明によってほとんど排除される。

次に、サイドロープの問題を克服するための基本ステノ
プの説明を、第４図に関連して行なう。

本発明による基本概念は、シーケンスＡ及びＢにおける
各対をなすピントの間に所定の数のゼロビットを挿入す
ることによって、第２図に示すシーケンスＡ及びＢとい
った従来のコードシーケンスを修正することである。第
４図に示す例の場合、３つの付加ビノトが挿入されるの
で、修正されたコードシーケンスＡ′及びＢ′の形式は
、下記の通りになる。

シーケンスＡ′：１、０、Ｏ，　０，　１、Ｏ，　０，
　０，　１、０，　０、０、−１、０，　０、０、１、
０、Ｏ，　０，　１、０，　０，　０，−１、０、０、
０、１、０、０、０ シーケンスＢ′：１、０、Ｏ，　Ｏ，　ｌ，　Ｏ％０，
　０，　１、０，　０１０、−１１０、０、０、−１，
　０，　Ｏ，　Ｏ，−１、０，　０．０、１、０、０、
０、−１１０、０、０、第４図の場合、注入される光信
号のシーケンスノ〜′の要素のい《つか（゛ｌ゜”　　
−１　”　　“０′゜）が、示されている。また、注入
される信号の時間シーケンスを表わした第／１図から分
るように、挿入される“０”信号の持続時間は”１”信
号または−１”信号の持続時間に対応する。図示の例の
場合、３つの“０″′信号が挿入されるので”０″信号
の加えられる時間間隔は、単一の”１′″信号または“
−１”信号が加えられる時間間隔の３倍になる。

実際には、修正されたシーケンスは、やはり、それぞれ
、２つのシーケンスに分割され、既述のように、テスト
を受ける光ファイバーに頭次注入される。該サブシーケ
ンスは、上述の構成原理に従って、修正されたシーケン
スＡ′及びＢ′から形成されるが（“−１”を”０″に
置き換えて、Ａ＋を求め、Ａ＋の補数を形成して、Ａ−
を得る）、もちろん、挿入される”ｏ″は、これら２つ
の変換によって影響を受けることはない。すなわち、修
正されたシーケンスＡ′及びＢ′に関するサブシーケン
スは、未修正シーケンスＡ及びＢのサブシーケンスＡ＋
、Ａ一、Ｂ＋、Ｂ−のうち各２つのビッ１・間に所定の
数のゼロピットを挿入すること罠よって得られる。実例
を示すと、上例における修正されたシ一ケンスＡ′及び
『のサブシーケンスは、次の通りである： κ＋：１、０、０、０、１、０、０、０、１、０、ｏ，
　ｏ，　ｏ，　ｏ，　ｏ、０、１、０、０、０、１、０
、０，　０、０、０、０、０、１、ｏ１０、Ｏ Ｎ一：０、ｏ，　ｏ、ｏ，　ｏ，　ｏ，　ｏ，　ｏ，　
ｏ，　ｏ，　ｏ，　ｏ、１、０，　０、０、０，　０、
０，　０、０、０、０、０、１、ｏ，　ｏ，　ｏ，　ｏ
１ｏ，０、Ｏ Ｂ′＋　：　１、ｏ，　ｏ、０、１、０、０、０，　１
、ｏＳｏ，　ｏ，　ｏ，　ｏ，ｏ、０、０、０、０、０
、０、０、０、０，　１、ｏ，　ｏ，　ｏ，　ｏ，　ｏ
、０、Ｏ Ｂ’　　：　０％０％０，０％０，０，０，０，０，０
％０，０，　１、０，　０、０、１，　０，　０、０、
ｌ，　０，　０，　０，　０，　０，　０．　０，　１
、ｏ１０、〇 一般に、従来のシーケンスにおける各対をなすビノト間
に挿入されるゼロヒ１ット数は、Ｘ−１であり、Ｘは、
１を超える整数で“拡張因数゜゜と呼ばれる。修正され
たコードシーケンスＡ’　及びＢ′の長さは、Ｌ＝ＸＬ
である。第・１図に示す例の場合、Ｌは８であり、Ｘは
４である。

次に、自己相関関数Ａ′■Ａ′及びＢ′のＢ′の重要な
特性は、ＳＰがサイド口ープ位置を意味し、ＰＰがピー
ク位置を意味するとした場合、サイドローブが、関係式
： ＳＰ＝ＰＰｉ−ｉＸ　；　　ｉ　＝　１．　２．　３；
旧・，Ｌ−１＋６１によって得られる位置にしか生じな
いという点Ｋある。換言すると、式（６｝は、Ｄが関係
式：Ｄｗ　ｉ　ｘ十ｊ　；　　ｉ　＝　０．　１，・・
・・・・，Ｌ−２ｊ＝　１．　２，・・・・・・，Ｘ−
１（７１によって得られるとした場合、ピーク位置から
＋／−Ｄだけ離れた位置にある全てのサンプル値は、サ
イドロープによってひずみを生じる可能性がないという
ことを表わしている。本発明の修正されたシーケンスに
関するこの特性は、サイドロープが、明確な位置にくる
ような形で光ファイバーの応答曲線を発生可能にするも
のである。順次測定における拡張係数Ｘを変えれば、サ
イドローブが、それぞれ、異なった位置に発生し、光フ
ァイバーの反射Ｋよって生じるピークは固定された異な
る応答曲線を発生可能にするものである。

式（７）で表わされる特性は ＸＫ＝　　＋／　−　　１　−−　ｋ＝ｉＸ；　ｉ＝ｏ
，１，−・曲，Ｌ−］０　・・・・・・・・・その他の
場合　　　　（８）として修正されたシーケンスＸｘの
自己相関ＺＫ＝　Ｘ　Ｋ■Ｘｘを考察することによって
証明することが可能になる。

自己相関Ｚκは、 Ｌ’＝Ｘ　Ｌとした場合、 Ｌ′−１ として定義される。

項Ｚκが非ゼロになる可能性があるのは、ｋ＝±ｉ−Ｘ
，ｉ＝０，■，曲・・Ｌ−１の場合に限られる。計算時
間を短縮するには、ゼロでない自己相関Ｚκの項を計算
するだけで十分である。従って、式（９）における指数
ｍは、ＸステノプでインクリメンＩ・させることが可能
である。

本発明によれば、光ファイバー圧修正されたつ一ドン一
ケンスが注入され、戻り信号がｉｆ！Ｉ＋定さｔＬ，個
々の自己相関の和が、式（３）〜（５）に従って計算さ
れる。次に、１つまたはいくつかの後処理手順を用いる
ことによシ、アナログ回路要素に固有の非線形性による
サイドロープにも、あるいは、回路コンポーネントの飽
和によるサイドロープにも妨げられることのない最終結
果が得られる。これらの後処理手順については、以下に
解説する。

手順工 この手順によれば、光ファイバーは、異なる拡張因数Ｘ
ｉを用いた、すなわち、挿入されるゼロビ・ノトの数が
個々の注入毎に異なる、修正コードシーケンスＡｉ′及
びＢｉ′　によって順次精査される。

次に、個々の相関結果が総和されて、最終的な結果ｙＦ
を生じる。最終的な結果ｙＦは、次のように書くことが
可能であり： ｙＦ＝￥ｙＨ　　　　　　　　　　　　　　（１０１式
（４）を用いると、次の関係式が成り立つことになる： ｙ；一（Ａｉ’（ｎ）■Ａｉ’（ｎ））　”ｈ（ｎ’）
＋（Ｂｉ’　（ｎ）■Ｂｉ’（ｎ））゜“ｌ１（　１＋
　）。

上述のように、式Ａｉ′及びＢｉ′は、簡略化された表
記である。実際には： Ａｉ’　＝　Ａｉ”（ｎ）　一Ａ”’−．（ｎ）及びＢ
ｉ’　＝　Ｂｉ′＋（ｎ）Ｂｉ’−（ｎ）である。

この最終結果において、ピーク位置は、別個の注入に対
し同じであるが、サイドロープの位置は、拡張因数の変
化に従って、注入毎に変化するので、サイドローブの大
きさは、．個々の相関結果を比較すると、光ファイバー
の反射によって生じるピークの大きさに対して減少する
ことＫなる。こうして、ピーク対サイドロープ比が高ま
る。場合によっては、順次測定されるサイドロープの位
置がオーバーランプする、すなわち、第１の拡張因数に
より測定されるサイドロープが、第２の拡張因数により
測定されるもう１つのサイドローブと同じ場所に生じる
こともある。こうしたサイドローフのオーバーランプは
、拡張因数Ｘｉの適正な選択によって回避することがで
きる。例えば、従来のやり方では、互いに素の拡張因数
が選択される、すなわち、数Ｘｉが互いＫ割り切れない
ように、選択されることになる。こうして、第５Ａ図及
び第５Ｂ図に示すようなすぐれた結果が得られることに
なる。

第５Ａ図には、注入される単一パルスに対する光ファイ
バーの応答が示されておυ、第５Ｂ図には、述べたばか
シの本発明での手順に従って処理された　６４ビノトの
修正シーケンスに対する応答が示されている。第５Ａ図
及び第５Ｂ図に示す曲線は、同じ測定時間を使って測定
されたものである。本発明によって得られる改良が、明
確に示されている。

本手順は、光ファイバーの応答のＳ　／　Ｎ比を急速に
高め、反射位置をおおまかに測定するための新規の各測
定の開始時における第１の処理ステップとして利用する
のが望ましい。特に、先行技術において，ノイズのある
後方散乱インパルスの応答が生じることになる極めて短
いパルス幅を利用する場合には，手順１によって、元フ
ァイバーの応答を迅速に表示することができ、光ファイ
バー（２一般特性を感知することが可能になるという利
点が得られる。

手順■ この手順は、反射位置を明確に測定することができる場
合、及び、空間分解能のわずかな劣化を許容できる場合
に適用される。例えば、第６図には、送信回路と受信回
路の非線形挙動によるサイドローブな発生する強力な反
射を伴った、曲型的な光ファイバーの応答が示されてい
る。この例におけるプロープ信号即ち注入信号は、長さ
がＬ＝８で、拡張因数Ｘ＝９の、対をなす修正Ｇｏｌａ
ｙコードである。

まず、全てのピーク位置を求めなければならな（・０こ
れは、従来の単一パルスによる反射率測定を利用した予
備測定ステップと、ピーク位置を求めるための、後続す
るコンピュータＫよる後方散乱の測定データに関する評
価によって、迅速Ｋ（普通、１秒以内）行なうことがで
きる。このピーク位置から式（６）に従って、可能性の
ある全てのサイドローブ位置を計算することができる。

従って、この手順によれば、サイドローブ位置におり゛
るサンプル値は、２つの隣接したサンプル値の平均値に
置き換えられる。ただし、隣接する２つのデータポイン
トの少なくとも一方が、サイドローブすなわち反射を表
わしている場合には、このデータポイントを利用して、
置換値を計算することはできない。従って、２つの場合
を区別しなければならない： １）２つ以上のサイドロープが、互いに隣接して配置さ
れ、このサイドローブのグループと隣接する反射がない
場合、各置換値は、光ファイバーの応答に関するひずみ
のない２つの外側のサンプルを結んだ直線上に位置する
ものとして計算される。第７Ａ図には、第６図における
光ファイバーの応答曲線の詳細が示されており、サイド
口ーフは、データポイント７１、７２、及び、７３のサ
ンフル値によって表示されている。第７Ｂ図には、説明
したばかりの手順を実施した結果生じる曲線が示されて
いる。サンプル値７１，　７２、及び、７３はＸで表示
のサンプル値に置き換えられて、ひずみのない外側の２
つのサンプル値７０及び７４を結んだ直線が形成されて
いる。

２）反射がサイドロニプに隣接した位置にくる場合には
、サイドロープ位置におけるサンプル値は、第８図に示
す直線近似法によって計算される。

第８Ａ図の場合、サイドローブの位置は、８１であり、
ピーク位置は、８２である。この近似法は、第８Ａ図の
ドットラインで示すように、左からひずみのないサンプ
ルポイント８０を横切るように直線を延ばすことによっ
て実行される。ほとんどの場合、反射には、スプライス
または他の不連続部分が後続するので、反射ピークのも
う一方の側のサンプル値を利用することはできない。こ
の近似法の結果が、第８Ｂ図に示されている。一般に、
十分な大きさの拡張因数Ｘを選択することによって、サ
イドロープの集中が密にならないようにすることができ
る。第９図には；第６図のデータに手順ｌを施した結果
が示されている。

手順■ 手順１と１１の両方または一方を適用した後、手順Ｉは
、さらに、サイドロープな相殺する働きをする。この手
順のキーステップは、サイドローブ位置における外乱を
受げた全てのサンプル値を前の測定結果による”゜正し
い”値に置き換えることである。そのため、手順［Ｋ従
い、拡張因数が異なる修正コードシーケンスによって、
光ファイバーの順次精査が行なわれる。

測定プロセス全体にわたって、全てのサンプルに対して
良好なノイズの低下が得られるようにするため、順次測
定におけるサイドロープの多重オーバーランプは、回避
しなければならない。サイドロープ位置に影響を及ぼす
唯一のパラメータ＆転拡張因数Ｘである。選択された全
ての拡張因数は、互いに素でなげればならない、すなわ
ち、拡張因数は、互いに割りきれてはならない。

既述の３つの手順のそれぞれ、または、該手順の組合せ
によって、サイド口ーブ対ピーク比の改善、あるいは、
非線形システムに生じる可能性のあるサイドローブの排
除さえも可能になる。

本発明の実施例によれば、光学式時間領域反射率計測を
行なうための対応する装置は、光ファイバーのインパル
ス曲線を表わすため２０００のデータポイント、及び、
それぞれ、１０００ビノトまでの修正ｏｏ，　Ｉ　ａ　
ＹコードＡ′またはＢ′のコード長をもたらす４ｋワー
ドのメモリから構成される。従って、各測定時には、下
記条件を満たすことが望ましい： Ｌ’　＝Ｘ−　Ｌ　（１０００　　　　　　　　　　　
αＤここで、Ｌ′は、修正シーケンスのビノト数であり
、Ｌは、無修正シーケンスのビット数である。拡張因数
は、光ファイバーにおける強力な反射の数Ｒの３倍〜１
０倍の範囲で変動する。従って、利用し得る最大コード
長Ｌは次の関係式によって求められる： １ｏ．Ｒ＜Ｌ＜．．Ｒｕカ 例えば、測定時に、９つの強力な反射が検出されると、
すなわち、Ｒ＝９の場合には、Ｘは２７と９０の間で変
動することになる。ただし、用いられるのは、互いに素
の数に限られる。Ｓ／Ｎ比を最適にするため、コード長
は、式＋１３Ｋ従って氷められる。本例の場合、式ｔｉ
ｚによって得られる最大コード長は、１１と３７の間の
数である。Ｌは２の累乗でなければならないので、可能
性のあるコード長は、拡張因数Ｘによって２、４、８、
１６、または、３２になる。長い方のコード長８、１６
、または、３２の方が、短い方のコード長（２または４
）に比べて良好な結果が得られるので、前者を利用する
のが望ましい。

本発明の上述の実施例は、Ｇｏｌａｙ相補形シーケンス
のような相補形シーケンスに関連したものである。しか
しながら、本発明がこうしたシーケンスに制限されるも
のでないことは、明らかである。

本発明は、非相補形シーケンス、すなわち、サイドロー
ブ相殺特性を備えない擬似ランダムシーケンスに関連し
て利用することも可能である（非線形性が問題にならな
い理想的な場合）。こうした場合、光伝送媒体への個々
の注入毎に拡張因数Ｘを変えることによって、望ましく
ないサイドローブが大幅に減少する、あるいは、完全に
なくなりさえする、光ファイバーの応答曲線を導き出す
ことも可能になる。従って、用いられるシーケンスの非
相補性、あるいは、測定システムの非線形性によるサイ
ドロープを減少させ、あるいは、回避することが可能に
なる。例えば、第１の注入時に得られるデータ値が、サ
イドローブによって不明゛瞭になる場合、サイドローブ
の影響を受けない真のサンプル値は、拡張因数の異なる
他のシーケンスを少なくとも１つ注入し、この注入に関
するサイドローブが異なる位置に発生するようにして得
ることができる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明の実施により、ＯＴＤＲに
おけるサイドローブの影響が軽減されるので、精密測定
が可能となる。

特に、相補型シーケンスを修正して用いる場合には、サ
イドローブ位置が正確に制御できるので、サイドローブ
を反射の生じない点に位置させたり、多数のシーケンス
の反射を平均して相殺効果を用い，サ・ｆドローブを減
少させる．こともできる。

前記相殺効果を用いることにより、必らずしも相補性を
有しないランダムシーケンスにも本発明を適用すること
ができる。

従って、本発明は実用に供して有用である。

置のプロノク図である。

第２図は、従来技術で用いられる相補（｝ｏｌａｙ符号
系列（Ａ，Ｂ）を示す図である。

第３図は、従来技術において、非線形動作によってサイ
ドローブの相殺が不完全になる様子を示す図である。

第４図は、本発明の一実施例による変形相補Ｇｏｌａｙ
符号系列（　Ａ’　，　Ｂ’　）を示す図である。

第５Ａ図は、単一パルス注入に対するファイバの応答曲
線図である。

第５Ｂ図は、本発明による変形系列の注入に対するファ
イバの応答曲線図である。

第６図は、強い反射に対応するピークと付随するサイド
ロープを伴なうファイバの応答曲線図の例である。

第７Ａ図と第７Ｂ図は、反射に対応するピークが隣接し
ないときサイドローブ位置でのデータ値の置換を説明す
るための図である。

第８Ａ図と第８Ｂ図は、反射に対応するピークが隣接し
たときサイドローブ位置でのデータ値の置換を説明する
ための図である。

第９図は、サイドローブ位置でデータ値の置換をおこな
った後でのファイバーの応答曲線図である。

１：タイミング制御回路 ２：ワード発生器 ３：Ａ／Ｄ変換器 ４：平均化回路 ５：信号グロセノサー ６：表示回路 ７：パルス駆動装置 ８：光′＃（レーザー） ９：ウエーブブリノジ １０：光ファイバーの入力端 １ｌ：光ファイバー ：検 出 器 ：受 信 機

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、二つの相異なるパワーレベルを有する光信号から成
   る時系列を光伝送媒体に注入し、前記光伝送媒体から反
   射された前記光信号を検出し、前記注入された光信号と
   前記光伝送媒体から検出された信号の相関をとることを
   含む測定方法において、 少なくとも２つの相異なる光信号の時系列を前記光伝送
   媒体に注入してそれぞれの前記検出された信号とそれぞ
   れ相関がとられ、該相異なる前記系列（Ａ＿１′、Ｂ＿
   １′；Ａ＿２′、Ｂ＿２′）は共通の基礎系列（Ａ、Ｂ
   ）から該基礎系列の各光信号の後に同一パワーレベルで
   所定数の光信号を挿入して得られ、かつ前記相異なる時
   系列は前記挿入された光信号の個数（Ｘ−１）が相互に
   異なるものであることを特徴とする光学式反射率測定を
   おこなうための方法。 ２、後記（イ）乃至（ニ）を備え、（ホ）の特徴を有す
   る光伝送媒体上で光学反射測定をおこなう光学式反射率
   測定をおこなうための装置。 （イ）２つの異なるパワーレベルの光信号から成る該光
   信号の所定の時系列を前記光伝送媒体に注入するための
   光注入手段。 （ロ）前記光伝送媒体から反射された光信号を検出する
   ための検出手段。 （ハ）前記注入された信号と前記光伝送媒体から検出さ
   れた信号の相関をとるための信号処理手段。 （ニ）前記相関の結果を表示するための表示手段。 （ホ）少くとも２つの相異なる光信号の時系列が前記光
   伝送媒体に注入するように前記光注入手段を活性化する
   ために電子パルス系列を発生するため前記光注入手段に
   接続されたワード発生器を有し、前記相異なる系列（Ａ
   ＿１′、Ｂ＿１′；Ａ＿２′、Ｂ＿２′）は共通の基礎
   系列（Ａ、Ｂ）から該基礎系列の各光信号の後に同一パ
   ワーレベルで所定数の光信号を挿入して得られ、かつ前
   記相異なる時系列は前記挿入された光信号の個数（Ｘ−
   １）が相異なる。