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JPH0543050B2 - - Google Patents
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JPH0543050B2 - - Google Patents

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JPH0543050B2
JPH0543050B2 JP60263182A JP26318285A JPH0543050B2 JP H0543050 B2 JPH0543050 B2 JP H0543050B2 JP 60263182 A JP60263182 A JP 60263182A JP 26318285 A JP26318285 A JP 26318285A JP H0543050 B2 JPH0543050 B2 JP H0543050B2
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light
optical
coherent
port
optical fiber
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JP60263182A
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Japanese (ja)
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Inventor
Takashi Sakamoto
Tomoyuki Kikukawa
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Anritsu Corp
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Anritsu Corp
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Publication date
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G01M11/30Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides
    • G01M11/31Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides with a light emitter and a light receiver being disposed at the same side of a fibre or waveguide end-face, e.g. reflectometers
    • G01M11/3109Reflectometers detecting the back-scattered light in the time-domain, e.g. OTDR

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  • Optics & Photonics (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Locating Faults (AREA)
  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
  • Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 発明の技術分野 この発明はバースト状のコヒーレント光、つま
りコヒーレント光パルスを被測定光フアイバに入
射し、該被測定光フアイバからの戻り光を光ヘテ
ロダイン検波、あるいは光ホモダイン検波で検出
し、該被測定光フアイバの損失及び破断点の位置
等を測定するコヒーレントOTDR(Optical
Time Domain Reflectometry)装置に関するも
のである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (a) Technical Field of the Invention The present invention involves inputting a burst of coherent light, that is, a coherent light pulse, into an optical fiber to be measured, and optical heterodyne detection of the return light from the optical fiber to be measured. Alternatively, a coherent OTDR (Optical
This relates to Time Domain Reflectometry (Time Domain Reflectometry) equipment.

(b) 従来技術と問題点 光パルスを被測定光フアイバに入射し、該被測
定光フアイバからのフレネル反射光及び後方散乱
光等の戻り光を検出するOTDR装置には、該戻
り光を直接検波する直接検波方式OTDR装置と、
局発光を用いてヘテロダイン検波あるいはホモダ
イン検波するコヒーレントOTDR装置とがある。
これらのOTDR装置では、該被測定光フアイバ
近端で発生するフレネル反射光は後方散乱光に比
べ30dB〜50dB程度レベルが高く、そのようなフ
レネル反射光が受光素子に入射すると該受光素子
及びそれを含む受光系が飽和し、正確な測定がで
きなくなるという問題点があつた。直接検波方式
OTDR装置では、この受光系の飽和を解決する
ために、光源と被測定光フアイバと受光系をター
ンオーバ式光スイツチで結び、該被測定光フアイ
バの所望の観測位置から戻る戻り光のみを受光系
に導く構成のOTDR装置等が提案されているが、
直接検波方式であるために、ヘテロダイン及び、
ホモダイン検波方式に比べ、受光系の信号対雑音
比(SNR)は低く、また、前記入射光パルスを
直線偏波としても、前記戻り光の偏波面の方向は
一定ではなくなるため、前記光スイツチは、偏波
面非依存型でなくてはならないという制約があつ
た。
(b) Prior art and problems The OTDR device, which injects a light pulse into an optical fiber under test and detects return light such as Fresnel reflected light and backscattered light from the optical fiber under test, does not directly receive the return light. A direct detection type OTDR device that detects the waves,
There is a coherent OTDR device that performs heterodyne detection or homodyne detection using local light.
In these OTDR devices, the Fresnel reflected light generated at the near end of the optical fiber under test has a level higher than the backscattered light by about 30 dB to 50 dB, and when such Fresnel reflected light enters the light receiving element, it damages the light receiving element and it. There was a problem in that the light receiving system including the sensor became saturated, making accurate measurements impossible. Direct detection method
In order to solve this saturation of the light receiving system, the OTDR device connects the light source, the optical fiber to be measured, and the light receiving system with a turnover type optical switch, and only receives the return light from the desired observation position of the optical fiber to be measured. Although OTDR devices with a configuration that leads to the system have been proposed,
Since it is a direct detection method, heterodyne and
Compared to the homodyne detection method, the signal-to-noise ratio (SNR) of the light receiving system is low, and even if the incident optical pulse is linearly polarized, the direction of the polarization plane of the returned light is not constant, so the optical switch , there was a constraint that it had to be polarization-independent.

(c) 発明の目的 本発明の目的は上記の問題に鑑み、受光系の信
号対雑音比(SNR)を低下させないようにする
ために、すなわち、受光した信号が減衰しないよ
うに、通過及び遮断スイツチを光路に直接入れな
いで、戻り光を制御するようにした。また、偏波
面依存型の光スイツチも使用でき、直接検波方式
OTDR装置に比べてすぐれた、コヒーレント
OTDRの受光系の信号対雑音比(SNR)をまつ
たく低下させることなく受光系の飽和を防ぐこと
ができるコヒーレントOTDR装置を提供するも
のである。
(c) Purpose of the Invention In view of the above problems, the purpose of the present invention is to prevent the signal-to-noise ratio (SNR) of the light receiving system from decreasing, that is, to prevent the received signal from being attenuated. Instead of putting the switch directly into the light path, I controlled the return light. In addition, a polarization-dependent optical switch can also be used, and a direct detection method can be used.
Coherent, superior to OTDR equipment
The present invention provides a coherent OTDR device that can prevent saturation of the light receiving system without significantly reducing the signal-to-noise ratio (SNR) of the light receiving system of the OTDR.

(d) 問題点を解決するための手段 光ヘテロダイン検波あるいは光ホモダイン検波
方式のOTDR装置は、バースト状の第1のコヒ
ーレント光を被測定光フアイバに入射し、該被測
定光フアイバからの戻り光(信号光)を、十分な
強さの第2のコヒーレント光、すなわち局発光と
光方向性結合器等の結合手段によつて結合させ
る。ここで、前記第1のコヒーレント光の周波数
をfsとすると、該局発光の周波数はヘテロダイン
検波方式ではfs+f、ホモダイン検波方式ではfs
という関係がある。そして、前記結合した信号光
と局発光は、光検出器に入射されるが、本発明は
光検出器に入射する局発光のみを通過、遮断する
光スイツチと、被測定フアイバの所望の観測位置
で戻る戻り光のみと該局発光とが結合するように
該光スイツチを制御する制御手段を備えたことを
特徴としている。すなわち信号光電力をPS、局発
光電力をPLとすると受光素子から出力される電
流iは、 i=eη/hν(PL+PS+2√L SCOSωt) (1) で表される。ここでeは電子電荷、ηは受光素子
の量子効率、hはプランク定数、νは局発光の周
波数(ただし、局発光の周波数≒信号光の周波数
とした)、ωは局発光と信号光の差の角周波数
(ω=2πf)である。近端で発生する過大なフレネ
ル反射においてもPL>PSであるので、過大なフ
レネル反射光等の不要な信号光が入射したとき
に、前記局発光を遮断すれば(つまりPL=0と
する)、受光素子及びそれを含む受光系は飽和し
ない。
(d) Means for solving the problem An OTDR device using optical heterodyne detection or optical homodyne detection inputs a burst of first coherent light into an optical fiber to be measured, and detects the return light from the optical fiber to be measured. (signal light) is combined with sufficiently strong second coherent light, that is, local light, by a coupling means such as an optical directional coupler. Here, if the frequency of the first coherent light is fs, the frequency of the local light is fs+f in the heterodyne detection method, and fs in the homodyne detection method.
There is a relationship. Then, the combined signal light and local light are incident on a photodetector, but the present invention provides an optical switch that passes or blocks only the local light that is incident on the photodetector, and a desired observation position of the fiber to be measured. The present invention is characterized in that it includes a control means for controlling the optical switch so that only the return light returned by the light source is combined with the local light. That is, when the signal light power is P S and the local light power is P L , the current i output from the light receiving element is expressed as i=eη/hν( PL + P S +2√ L S COSωt) (1). Here, e is the electronic charge, η is the quantum efficiency of the light-receiving element, h is Planck's constant, ν is the frequency of the local light (however, the frequency of the local light ≒ the frequency of the signal light), and ω is the difference between the local light and the signal light. is the angular frequency of the difference (ω=2πf). Even in the case of excessive Fresnel reflection that occurs at the near end, P L > P S. Therefore, when unnecessary signal light such as excessive Fresnel reflected light is incident, if the local light is blocked (that is, P L = 0). ), the light-receiving element and the light-receiving system including it will not be saturated.

また、検波後の雑音電流の2乗平均値N 2は、
局発光電力PLが十分大きい場合、局発光による
シヨツト雑音が支配的であり、 N 2=2e(eη/hν)PLB (2) となる。ここでBは受光系の周波数帯域幅であ
る。
Also, the root mean square value N 2 of the noise current after detection is:
When the local light power P L is sufficiently large, shot noise due to the local light is dominant, and N 2 =2e(eη/hν) P L B (2). Here, B is the frequency bandwidth of the light receiving system.

一方、検波信号電流の2乗平均値se 2は(1)式か
ら導き出されるが、(1)式右辺の第1項と第2項は
フイルタによつて除去され、 se 2=2(eη/hν)2PLPS (3) となる。
On the other hand, the root mean square value se 2 of the detection signal current is derived from equation (1), but the first and second terms on the right side of equation (1) are removed by a filter, and se 2 = 2(eη/ hν) 2 P L P S (3).

したがつて信号対雑音比(SNR)は、 SNR=2(eη/hν)2PLPS/2e(eη/hν)PL
=ηPS/hνB(4) で表される。
Therefore, the signal-to-noise ratio (SNR) is: SNR=2(eη/hν) 2 P L P S /2e(eη/hν) P L B
It is expressed as = ηP S /hνB(4).

上式からわかるように、検波後の雑音電流の2
乗平均値N 2が、局発光によるシヨツト雑音の支
配的な領域では、SNRは信号光電力PSのみに依
存するため、たとえ局発光を通過及び遮断する光
スイツチに挿入損があつたとしても、その挿入損
によるSNRの低下はおきない。
As can be seen from the above equation, the noise current after detection is 2
In the region where the root mean value N 2 is dominated by shot noise caused by local light, the SNR depends only on the signal optical power P S , so even if there is insertion loss in the optical switch that passes and blocks the local light, , the SNR does not decrease due to the insertion loss.

また、局発光の偏波面の方向は一定にできるの
で、偏波面依存型の光スイツチでも使用可能であ
る。
Furthermore, since the direction of the polarization plane of the local light can be made constant, it can also be used as a polarization plane dependent optical switch.

(e) 発明の実施例 以下、本発明の実施例につき、図に従つて説明
する。
(e) Embodiments of the invention Examples of the invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は、本発明による第1の実施例の構成図
である。同図において、1はコヒーレント光源、
2は光分岐器、3,8は断続式光スイツチ、4は
光結合器、5は被測定光フアイバ、6はパルス発
生器、7,10は光スイツチ駆動器、9はパルス
遅延制御器、11は光検出器、12は信号処理装
置、13は表示装置を示す。コレーレント光源1
からの連続波は、光分岐器2によつて分岐され、
一方の連続波は断続式光スイツチ3により、光パ
ルスとなり、光結合器4を通つて、被測定光フア
イバ5に入射する。該断続式光スイツチ3は、パ
ルス発生器6に同期して発する光スイツチ駆動器
7の光スイツチ駆動信号によつて動作する。
FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment according to the present invention. In the figure, 1 is a coherent light source;
2 is an optical splitter, 3 and 8 are intermittent optical switches, 4 is an optical coupler, 5 is an optical fiber to be measured, 6 is a pulse generator, 7 and 10 are optical switch drivers, 9 is a pulse delay controller, 11 is a photodetector, 12 is a signal processing device, and 13 is a display device. Correlent light source 1
The continuous wave from is split by the optical splitter 2,
One of the continuous waves is turned into an optical pulse by an intermittent optical switch 3, passes through an optical coupler 4, and enters an optical fiber 5 to be measured. The intermittent optical switch 3 is operated by an optical switch drive signal from an optical switch driver 7 which is generated in synchronization with a pulse generator 6.

前記光分岐器2によつて分岐されたもう一方の
連続波は、局発光となり、断続式光スイツチ8を
通つて、前記光結合器4に入射し、前記被測定フ
アイバ5からの戻り光と結合される。
The other continuous wave branched by the optical splitter 2 becomes local light, passes through the intermittent optical switch 8, enters the optical coupler 4, and is combined with the return light from the fiber under test 5. be combined.

またこのとき、該局発光を所望の観測位置から
の戻り光と結合させるように、前記パルス発生器
6で発生した電気パルスは、パルス遅延制御器9
によつて任意に遅延及びパルス幅制御され、スイ
ツチ駆動器10でスイツチ駆動信号に変換されて
前記断続式光スイツチ8を断続させる。
At this time, the electric pulse generated by the pulse generator 6 is transferred to a pulse delay controller 9 so as to combine the local light with the return light from the desired observation position.
The delay and pulse width are arbitrarily controlled by the switch driver 10, which converts the signal into a switch drive signal to turn the intermittent optical switch 8 on and off.

そして、結合した光波は光検出器11で電気信
号になり、信号処理装置12で、増幅、ろ波、対
数演算、A−D変換等の信号処理を受け、表示装
置13でCRT等に表示される。
The combined light waves are then turned into electrical signals by a photodetector 11, subjected to signal processing such as amplification, filtering, logarithmic operations, and A/D conversion by a signal processing device 12, and then displayed on a CRT or the like by a display device 13. Ru.

断続式光スイツチ3,8としては、LiNb03、
LiTa03、KDP、ADP、PLZTのような電気光学
効果を有する材料あるいはLiNb03、LiTa03、
Te02、PbMn04、Ge、GaAs、GaP、テルライト
ガラス、カルコゲナイドガラスのような音響光学
効果を有する材料に、適当な強さの電界や調音波
を光スイツチ駆動信号として印加することで実現
できる。
As the intermittent optical switches 3 and 8, LiNb03,
Materials with electro-optic effect such as LiTa03, KDP, ADP, PLZT or LiNb03, LiTa03,
This can be achieved by applying an electric field or harmonic wave of appropriate strength as an optical switch drive signal to a material with an acousto-optic effect such as Te02, PbMn04, Ge, GaAs, GaP, tellurite glass, or chalcogenide glass.

第2図は、第1の実施例の動作を説明するため
の波形図である。波形(a)はコヒーレント光源から
出力される連続波、波形(b)、(c)は光分岐器2によ
つて分岐された連続波、波形(d)は、光スイツチ駆
動器7から出力される光スイツチ駆動信号を示
す、そして、該駆動信号が出力されている間、断
続式光スイツチ3は通過状態となる。波形(e)は、
被測定光フアイバ5に入射され光パルス、波形(f)
は表示装置13に表示される観測波形を示す。波
形(g)は、光スイツチ駆動器10から出力される光
スイツチ駆動信号で、該駆動信号が出力されてい
る間、断続式光スイツチ8は通過状態となる。波
形(h)は、前記被測定光フアイバ5からの戻り光と
結合する局発光の波形を示す。同図より、波形(d)
のスイツチ駆動信号で断続式光スイツチ3を動作
させると、波形(e)の光パルスが被測定光フアイバ
5に入射され、表示装置13に波形(f)が出力され
るが、もし断続式光スイツチ8がないと、波形(f)
の破線で示した被測定光フアイバ5の入射端及び
終端からのレベルの高いフレネル反射光が現れ、
波形のすそひき等をおこして正確な測定が困難に
なつてしまう。そこで、波形(g)のスイツチ駆動信
号で断続式光スイツチ8を動作させ、波形(h)のよ
うに局発光を通過及び遮断すると、前記レベルの
高いフレネル反射の検波が行われないので受光系
は飽和せず、また、波形(f)の破線の部分は観測さ
れず、正確な測定が行える。
FIG. 2 is a waveform diagram for explaining the operation of the first embodiment. Waveform (a) is a continuous wave output from a coherent light source, waveforms (b) and (c) are continuous waves branched by optical splitter 2, and waveform (d) is a continuous wave output from optical switch driver 7. The intermittent optical switch 3 is in a passing state while the driving signal is being outputted. The waveform (e) is
The optical pulse and waveform (f) are incident on the optical fiber 5 to be measured.
indicates an observed waveform displayed on the display device 13. Waveform (g) is an optical switch drive signal output from the optical switch driver 10, and while the drive signal is output, the intermittent optical switch 8 is in a passing state. Waveform (h) shows the waveform of the local light that is combined with the return light from the optical fiber 5 to be measured. From the same figure, waveform (d)
When the intermittent optical switch 3 is operated with the switch drive signal of Without switch 8, waveform (f)
Fresnel reflected light with a high level appears from the input end and the terminal end of the optical fiber 5 to be measured, shown by the broken line,
This may cause waveform sagging, etc., making accurate measurement difficult. Therefore, if the intermittent optical switch 8 is operated using the switch drive signal shown in waveform (g), and the local light is passed through and blocked as shown in waveform (h), the high-level Fresnel reflection will not be detected, so the light receiving system will is not saturated, and the broken line portion of waveform (f) is not observed, allowing accurate measurement.

第3図は、本発明による第2の実施例の構成図
である。第1図と同一構成のものは同一符号をも
つて示してあり、また14はターンオーバ式光ス
イツチ、15,16,17はポートを示す。本構
成では第1図の光分岐器2と断続式光スイツチ3
の代わり、ターンオーバ式光スイツチ14を用い
ている。該ターンオーバ式光スイツチ14は、光
スイツチ駆動器7から駆動信号が出力されている
間、ポート15とポート16が導通し、駆動信号
が出力されていない時は、該ポート15はポート
17と導通している。これによる第1の実施例と
の相違点は、被測定光フアイバ5に光パルスを出
射する間は局発光が出力されないということと、
光分岐器2による分岐損がないということであ
る。ターンオーバ式光スイツチ14としては、断
続式光スイツチ3,8と同様な、電気光学効果あ
るいは音響光学効果を有する材料に、適当な強さ
の超音波を光スイツチ駆動信号として印加するこ
とで実現できる。
FIG. 3 is a block diagram of a second embodiment according to the present invention. Components having the same structure as in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, 14 is a turnover type optical switch, and 15, 16, and 17 are ports. In this configuration, the optical splitter 2 and the intermittent optical switch 3 shown in FIG.
Instead, a turnover type optical switch 14 is used. In the turnover type optical switch 14, ports 15 and 16 are electrically connected while a drive signal is being outputted from the optical switch driver 7, and when no drive signal is being outputted, the port 15 is connected to the port 17. Conductive. The difference from the first embodiment is that the local light is not output while the optical pulse is emitted to the optical fiber 5 to be measured.
This means that there is no branching loss due to the optical splitter 2. The turnover type optical switch 14 is realized by applying ultrasonic waves of appropriate intensity as an optical switch drive signal to a material having an electro-optic effect or an acousto-optic effect, similar to the intermittent type optical switches 3 and 8. can.

第4図は第2の実施例の動作を説明するための
波形図である。波形(d)の光スイツチ駆動信号によ
る、ターンオーバ式光スイツチ14のポート15
とポート16の断続で、波形(e)の光パルスが被測
定光フアイバに入射される。また、それにともな
い、ポート17からは波形(i)の光波が出力され
る。
FIG. 4 is a waveform diagram for explaining the operation of the second embodiment. Port 15 of turnover type optical switch 14 by optical switch drive signal of waveform (d)
By switching on and off the port 16, an optical pulse of waveform (e) is input to the optical fiber to be measured. Additionally, along with this, a light wave of waveform (i) is output from the port 17.

そして、波形(g)の光スイツチ駆動信号で断続式
光スイツチ8を動作させ、波形(h)の局発光を出力
させると、第1の実施例と同じ効果がえられる。
Then, by operating the intermittent optical switch 8 with the optical switch drive signal having the waveform (g) and outputting the local light having the waveform (h), the same effect as in the first embodiment can be obtained.

第5図は、本発明による第3の実施例の構成図
である。第1図、第3図と同一構成のものは同一
符号をもつて示してあり、また、18は1×3光
スイツチ、19,20,21,22はポートを示
す。
FIG. 5 is a block diagram of a third embodiment according to the present invention. Components having the same configuration as those in FIGS. 1 and 3 are designated by the same reference numerals, and 18 is a 1×3 optical switch, and 19, 20, 21, and 22 are ports.

本構成では、第3図のターンオーバ式スイツチ
14と、断続式光スイツチ8を代わりに、1×3
光スイツチ18を用いている。該1×3光スイツ
チ18は、光スイツチ駆動器7から光スイツチ駆
動信号が出力されている間ポート19とポート2
0が導通し、光スイツチ駆動器10から光スイツ
チ駆動信号が出力されている間は、ポート19は
ポート22と導通する。また、両光スイツチ駆動
器の光スイツチ駆動信号が両方とも出力されてい
ない時は、ポート19はポート21と導通してい
る。また、本実施例による第2の実施例との相違
は、部品点数が減り、装置がコンパクトになると
いうことである。
In this configuration, the turnover type switch 14 and the intermittent type optical switch 8 shown in FIG.
An optical switch 18 is used. The 1×3 optical switch 18 operates between ports 19 and 2 while the optical switch drive signal is output from the optical switch driver 7.
0 is conductive and while the optical switch drive signal is being output from the optical switch driver 10, the port 19 is conductive with the port 22. Furthermore, when both optical switch drive signals from both optical switch drivers are not output, port 19 is electrically connected to port 21. Furthermore, the difference between this embodiment and the second embodiment is that the number of parts is reduced and the device becomes more compact.

1×3光スイツチ18としては、断続式光スイ
ツチ3,8、ターンオーバ式光スイツチ14と同
様な、電気光学効果あるいは音響光学効果を有す
る材料に、適当な強さの電界や超音波を光スイツ
チ駆動信号として印加することで実現できる。
The 1×3 optical switch 18 is made of a material having an electro-optic effect or an acousto-optic effect, similar to the intermittent optical switches 3 and 8 and the turnover optical switch 14, by applying an electric field or ultrasonic wave of appropriate strength to the material. This can be achieved by applying it as a switch drive signal.

本実施例の動作を、第2図の援用して説明する
と、波形(d)の光スイツチ駆動信号によ1×3光ス
イツチ18のポート19とポート20の断続で、
波形(e)のような光パルスが被測定光フアイバに入
射される。そして、波形(g)の光スイツチ駆動信号
で1×3光スイツチ18のポート19とポートを
断続させると、第1、第2の実施例と同様の効果
が得られる。
The operation of this embodiment will be explained with reference to FIG. 2. When the optical switch drive signal of waveform (d) is used to connect and disconnect ports 19 and 20 of the 1×3 optical switch 18,
A light pulse as shown in waveform (e) is input into the optical fiber to be measured. When the ports 19 and 19 of the 1.times.3 optical switch 18 are connected to each other using the optical switch drive signal having the waveform (g), the same effects as in the first and second embodiments can be obtained.

第6図は、従来技術によるコヒーレント
OTDR装置の構成図である。第1図、第3図、
第5図と同一構成のものは同一符号をもつて示し
てあるが、局発光を通過及び遮断する断続式光ス
イツチ8がないため、被測定光フアイバ7からの
戻り光は、受光系を飽和させるような戻り光を含
めすべて検波されてしまうという問題がある。
Figure 6 shows a coherent image using conventional technology.
FIG. 2 is a configuration diagram of an OTDR device. Figure 1, Figure 3,
Components with the same configuration as in FIG. 5 are shown with the same symbols, but since there is no intermittent optical switch 8 that passes and cuts off the local light, the return light from the optical fiber 7 to be measured saturates the light receiving system. There is a problem in that all of the reflected light, including the return light that causes it, is detected.

第7図は、従来技術による直接検波欲式
OTDR装置の構成図である。第1図、第3図、
第5図、第6図と同一構成のものは同一符号をも
つて示してある。また、23はパルス光源、24
は光スイツチ駆動器である。パルス発生器6の発
する電気パルスに同期して、パルス光源23は光
パルスを発する。そのとき、光スイツチ駆動器2
4の光スイツチ駆動信号でターンオーバ式光スイ
ツチ14のポート15とポート17を導通させ、
前記光パルスを被測定光フアイバ5に入射させ
る。
Figure 7 shows the direct detection method using conventional technology.
FIG. 2 is a configuration diagram of an OTDR device. Figure 1, Figure 3,
Components having the same structure as those in FIGS. 5 and 6 are designated by the same reference numerals. Further, 23 is a pulsed light source, 24
is an optical switch driver. The pulse light source 23 emits light pulses in synchronization with the electric pulses generated by the pulse generator 6. At that time, the optical switch driver 2
Ports 15 and 17 of the turnover type optical switch 14 are made conductive by the optical switch drive signal No. 4,
The light pulse is made to enter the optical fiber 5 to be measured.

そして、所望の観測位置からの戻り光入射する
時間、ポート15とポート16が導通し、該戻り
光を光検出器11に導くように、前記電気パルス
をパルス遅延制御器9で遅延及びパルス幅制御さ
せ、光スイツチ駆動器10で該ターンオーバ式光
スイツチ14を駆動させる。
Then, the electric pulse is delayed and pulse width controlled by the pulse delay controller 9 so that the return light from the desired observation position is incident, the ports 15 and 16 are electrically connected, and the return light is guided to the photodetector 11. The turnover type optical switch 14 is driven by the optical switch driver 10.

該戻り光は光検出器11で電気信号になり、信
号処理装置12で信号処理され、表示装置13で
CRT等に表示される。
The returned light is converted into an electric signal by a photodetector 11, processed by a signal processing device 12, and then converted into an electric signal by a display device 13.
Displayed on CRT, etc.

受光系の飽和は、本構成により防ぐことができ
るが、前記ターンオーバ式光スイツチ14は偏波
面非依存型でなくてはならないという制約があ
り、また、直接検波方式のためコヒーレント検波
方式に比べ信号対雑音非(SNR)が低いという
欠点もある。
Saturation of the light receiving system can be prevented by this configuration, but there is a restriction that the turnover type optical switch 14 must be polarization independent, and since it is a direct detection method, it is less efficient than a coherent detection method. It also has the disadvantage of low signal-to-noise ratio (SNR).

(f) 発明の効果 以上詳細に説明した様に、本発明のコヒーレン
トOTDR装置においては、 (i) 制御手段(8、9)により、被測定光フアイ
バの所望の観測位置で戻る戻り光のみを検出で
きるので、過大な戻り光による飽和の悪影響も
なく、正確な測定ができる。
(f) Effects of the Invention As explained in detail above, in the coherent OTDR device of the present invention, (i) the control means (8, 9) allows only the return light to return at the desired observation position of the optical fiber to be measured; Since it can be detected, accurate measurements can be made without the negative effects of saturation caused by excessive returned light.

(ii) 戻り光を制御せず、信号ラインに無関係な局
発光を光スイツチで通過及び遮断しているた
め、コヒーレントOTDR検波のすぐれた信号
対雑音非(SNR)をまつたく低下させること
がない。すなわち、たとえ局発光に損失が生じ
ても信号光(戻り光)には損失がないので微弱
な戻り光を減衰させることがない。
(ii) Since the return light is not controlled and local light unrelated to the signal line is passed through and blocked by an optical switch, the excellent signal-to-noise ratio (SNR) of coherent OTDR detection is not degraded at all. . That is, even if there is a loss in the local light, there is no loss in the signal light (return light), so the weak return light is not attenuated.

(iii) 局発光の偏波面の方向は一定にできるので、
前記光スイツチは偏波面依存型のものも使用で
きるという効果がある。
(iii) Since the direction of the polarization plane of local light can be kept constant,
The optical switch has the advantage that a polarization dependent type can also be used.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明による第1の実施例の構成
図、第2図は、本発明による第1の実施例を説明
するための波形図、第3図は、本発明による第2
の実施例の構成図、第4図は本発明による第2の
実施例を説明するための波形図、第5図は、本発
明による第3の実施例の構成図、第6図は、従来
技術によるコヒーレントOTDR装置の構成図、
第7図は、従来技術による直接検波方式OTDR
装置の構成図である。 図中、1はコヒーレント光源、2は光分波器、
3,8は断続式光スイツチ、4は光結合器、5は
被測定光フアイバ、6はパルス発生器、7,10
は光スイツチ駆動器、9はパルス遅延制御器、1
1は光検出器を示す。
FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a waveform diagram for explaining the first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a diagram of a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a waveform diagram for explaining the second embodiment of the present invention, FIG. 5 is a block diagram of the third embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a diagram of the conventional example. Configuration diagram of coherent OTDR device by technology,
Figure 7 shows a direct detection OTDR using conventional technology.
It is a block diagram of a device. In the figure, 1 is a coherent light source, 2 is an optical demultiplexer,
3 and 8 are intermittent optical switches, 4 is an optical coupler, 5 is an optical fiber to be measured, 6 is a pulse generator, 7 and 10
is an optical switch driver, 9 is a pulse delay controller, 1
1 indicates a photodetector.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 偏波面が一定なバースト状の第1のコヒーレ
ント光を発する第1の手段(1、2、3)と、 該第1の光と周波数及び偏波面が一定の関係に
あるコヒーレントな第2の光を発する第2の手段
(1、2)とを具備し、前記第1の光を被測定光
フアイバに入射し、該被測定光フアイバからの戻
り光を受けて前記第2の光と結合させ、光ヘテロ
ダイン検波、あるいは光ホモダイン検波により信
号を検出し、該被測定光フアイバの損失及び破断
点の位置を測定するコヒーレントOTDR装置に
おいて、 4つのポートを具備し、第1のポートから受け
た前記第1の光信号をそのまま第2のポートより
該被測定光フアイバへ出射し、かつ、第2のポー
トからの光信号と第3のポートからの光信号と結
合して第4のポートへ出力する光学手段(4)と、 前記第4のポートに接続された光検出手段(11)
と、 所望の戻り光のみを前記光検出手段により検出
可能にするため前記被測定光フアイバから戻り光
を該第2のポートから受け、所望の時間だけ前記
第2の光の通過及び遮断を制御する制御手段
(8、9)とを備えたことを特徴とするコヒーレ
ントOTDR装置。 2 前記制御手段(8、9)が、前記被測定光フ
アイバからの戻り光の内所望の戻る光のみを前記
光検出手段に送るために、バースト状のコヒーレ
ント光が被測定光フアイバに出射された後所望の
時間経過後に制御信号を送出するようにされたこ
とを特徴とした請求項1記載のコヒーレント
OTDR装置。
[Claims] 1. A first means (1, 2, 3) for emitting burst-shaped first coherent light having a constant plane of polarization; second means (1, 2) for emitting a certain coherent second light, the first light is incident on the optical fiber to be measured, and the second means (1, 2) for emitting a certain coherent second light is provided; A coherent OTDR device is equipped with four ports and detects a signal by optical heterodyne detection or optical homodyne detection to measure the loss and break point position of the optical fiber under test. The first optical signal received from the first port is emitted as it is from the second port to the optical fiber under test, and the optical signal from the second port and the optical signal from the third port are combined. an optical means (4) for outputting to a fourth port; and a light detecting means (11) connected to the fourth port.
and receiving the return light from the optical fiber to be measured from the second port so that only the desired return light can be detected by the light detection means, and controlling passage and blocking of the second light for a desired time. A coherent OTDR device characterized by comprising: control means (8, 9) for controlling. 2. The control means (8, 9) causes a burst of coherent light to be emitted to the optical fiber to be measured in order to send only desired returning light from the optical fiber to be measured to the optical detection means. 2. The coherent device according to claim 1, wherein the control signal is transmitted after a predetermined period of time has elapsed.
OTDR equipment.
JP26318285A 1985-11-22 1985-11-22 Coherent otdr apparatus Granted JPS62123327A (en)

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