説明

光ファイバの診断方法

【課題】長距離線路の光ファイバに対しても適用可能な、光ファイバの診断方法を提供する。
【解決手段】OTDRを用いて、波長1.24μmの第1の光、波長1.31μmの第2の光、及び、波長1.59μmの第3の光を、光ファイバにそれぞれ入射し、及び、光ファイバでの第1〜第3の光の反射光の光強度をそれぞれ検出する。次に、第1〜3の光のそれぞれの伝送損失を求める。次に、第2の光の伝送損失に対する第1の光の伝送損失の比が、予め定められた第1の閾値以上であるか否かを判定する。次に、第2の光の伝送損失に対する第3の光の伝送損失の比が、予め定められた第2の閾値以上であるか否かを判定する。次に、第1の光の伝送損失が第3の光の伝送損失以上であるか否かを判定する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、光ファイバ、特に、光ファイバ複合架空地線(OPGW)を診断する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
OPGWは、高速・大容量通信のための光ファイバ線路として用いられている。OPGWの敷設から年月から経過すると、断心や心線圧迫などの障害が発生する。
【0003】
OPGWで発生する障害の多くは、光ファイバを収容するアルミニウム(Al)管の破断に起因する。Al管が破断すると、破断箇所から浸水した雨水の凍結により心線圧迫が起こる。また、雨水によるAl管の腐食過程で発生する水素が、光ファイバに吸収され特定波長の光信号に伝送損失を与えることが知られている。
【0004】
波長1.24μmの光及び1.6〜1.7μm帯の光は、光ファイバに吸収された水素により、伝送損失(水素吸収損失)を起こし、波長1.31μmの光は、水素吸収損失を受けにくい。そこで、光ファイバを収容するAl管の腐食箇所を特定する技術として、1.24μmあるいは、1.6〜1.7μm帯の波長の光と、波長1.31μmの光を用いて、それぞれの伝送損失から腐食箇所を特定する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許第4065307号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、波長1.24μmの光の正常時における伝送損失は、波長1.31の光の正常時における伝送損失よりも大きい。このため、長距離線路の光ファイバについては、波長1.24μmと波長1.31μmの光の伝送損失から水素吸収損失の発生を特定するのが難しい。また、1.6〜1.7μm帯の光については、正常時の伝送損失は、波長1.24μmの光や、波長1.31μmの光に比べて小さいため、長距離線路での使用が可能である。しかし、水素吸収損失の寄与が、波長1.24μmの光に比べて小さいため、伝送損失から水素吸収損失の発生を特定するのが難しい場合がある。
【0007】
この発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、この発明の目的は、特に長距離線路の光ファイバに対しても適用可能な、光ファイバの診断方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上述した目的を達成するために、この発明の光ファイバの第1の診断方法は、以下の過程を備えて構成される。
【0009】
先ず、OTDR(Optical Time Domain Refectrometer)を用いて、波長1.24μmの第1の光、波長1.31μmの第2の光、及び、波長1.59μmの第3の光を、光ファイバにそれぞれ入射し、光ファイバでの第1〜3の光の反射光の光強度をそれぞれ検出して、第1〜3の光のそれぞれの伝送損失を求める。次に、第2の光の伝送損失に対する第1の光の伝送損失の比が、予め定められた第1の閾値以上であるか否か、第2の光の伝送損失に対する第3の光の伝送損失の比が、予め定められた第2の閾値以上であるか否か、及び、第1の光の伝送損失が第3の光の伝送損失以上であるか否かを判定する。
【0010】
また、この発明の光ファイバの第2の診断方法は、光ファイバが長距離線路である場合に行われる、以下の過程を備えて構成される。
【0011】
先ず、OTDRを用いて、波長1.31μmの第2の光、及び、波長1.59μmの第3の光を、光ファイバにそれぞれ入射し、光ファイバでの第2及び第3の光の反射光の光強度をそれぞれ検出して、第2及び第3の光のそれぞれの伝送損失を求める。次に、第2の光の伝送損失に対する第3の光の伝送損失の比が、第2の閾値以上であるか否かを判定する.次に、第2の光の伝送損失に対する第3の光の伝送損失の比が、第2の閾値以上であると判定された場合は、水素吸収損失が生じている可能性があると診断する。ここで、水素吸収損失が生じている可能性がある場合は、さらに、長距離線路の接続点を利用して上記の第1の診断方法が備える各過程を行う。
【発明の効果】
【0012】
この発明の光ファイバの診断方法によれば、3つの波長の光の伝送損失の比を用いて、診断を行うので、水素吸収損失の特定だけでなく、水素吸収損失以外の要因による伝送損失の診断も可能である。
【0013】
また、波長1.24μmの光では、診断が困難な長距離の光ファイバに対しても、波長1.59μmの光を組み合わせて利用することで、診断が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】光ファイバの診断方法を説明するための模式図である。
【図2】OTDR波形の測定例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、図を参照して、この発明の実施の形態について説明するが、各構成要素の形状、大きさ及び配置関係については、この発明が理解できる程度に概略的に示したものに過ぎない。また、以下、この発明の好適な構成例につき説明するが、各構成要素の材質及び数値的条件などは、単なる好適例にすぎない。従って、この発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、この発明の構成の範囲を逸脱せずにこの発明の効果を達成できる多くの変更又は変形を行うことができる。
【0016】
図1は、この発明の光ファイバの診断方法を説明するための模式図である。
【0017】
光ファイバの診断に用いるシステムは、測定器制御用のパーソナルコンピュータ(制御PC)10と、OTDR20と、光ファイバ複合架空地線(OPGW)30とを備えて構成される。
【0018】
OTDR20は、異なる波長の第1〜第3の光をOPGW30に入射し、OPGW30の光ファイバでの反射光の光強度をそれぞれ検出し、それぞれの光についての伝送損失を取得する。ここでは、光ファイバとして、主に波長1.31μmの光信号を使用するために設計された単一モード光ファイバ(SMF)を用いる場合について説明する。
【0019】
制御PC10は、診断を行うのに好適なプログラムを実行することで、システムの制御及び光ファイバの診断に用いることができればよく、任意好適なパーソナルコンピュータ等で構成することができる。
【0020】
ここで、第1〜第3の光は、それぞれ波長1.24μm、1.31μm及び1.59μmの光を用いている。図2を参照して、OTDR波形の測定例について説明する。図2では、横軸にOTDR20からの距離(単位:m)を取り、縦軸に、光強度(単位:dB)を取って示している。図2では、波長1.24μm、1.31μm、1.55μm及び1.59μmの光信号に対する測定された光強度をそれぞれ、曲線I〜IVで示している。また、13500mから16200mまでの区間(図中、Aで示す)が、水素吸収損失のある区間である。
【0021】
波長1.24μmの光(I)と、波長1.59μmの光(IV)は、水素吸収損失の影響を受けやすい。ここで、波長1.24μmの光(I)は、水素吸収損失の影響を大きく受けるが、正常時の伝送損失が波長1.31μmの光(II)や、波長1.59μmの光(IV)に比べて大きい。このため、波長1.24μmの光は、主に短距離線路の光ファイバでの測定に好適である。一方、波長1.59μmの光は、波長1.24μmの光に比べると、水素吸収損失の影響は小さい。しかしながら、波長1.24μmの光に比べて、正常時の伝送損失が大きいため、長距離線路の光ファイバでの測定に好適である。ここでは、短距離線路を、40kmより短い光ファイバとし、長距離線路を、40kmより長い光ファイバとして説明するが、この値に何ら限定されるものではない。波長1.24μmの光の伝送損失の取得が可能な長さの光ファイバを、短距離線路の光ファイバとし、波長1.24μmの光の伝送損失の取得が困難な長さの光ファイバを、長距離線路の光ファイバとすることができる。
【0022】
以下の説明では、上記OTDR20を用いて得られた波長1.24μmの第1の光の伝送損失を1.24μm損失と称する。同様に、波長1.31μmの第2の光の伝送損失を1.31μm損失と称し、波長1.59μmの第3の光の伝送損失を1.59μm損失と称する。
【0023】
次に、1.31μm損失に対する1.24μm損失の比(1.24μm損失/1.31μm損失)が、第1の閾値以上であるか否か、1.31μm損失に対する1.59μm損失の比(1.59μm損失/1.31μm損失)が、第2の閾値以上であるか否か、及び、1.24μm損失が1.59μm損失以上であるか否かをそれぞれ判定する。ここで、第1の閾値及び第2の閾値は、正常時の1.24μm損失、1.31μm損失及び1.59μm損失の値に基づいて、予め定めておけばよい。
【0024】
光ファイバとしてSMFを用いる場合、正常時の1.24μm損失は、0.46dB/km程度であり、1.31μm損失は、0.36dB/km程度である。この場合、正常時の1.24μm損失/1.31μm損失は、1.3程度になる。これに対し、実際に水素吸収損失が確認された4つのサンプルの光ファイバでの測定結果によると、1.24μm損失/1.31μm損失は、平均値が約6.8であり、最小値が約5.2であった。これらの値から、ここでは第1の閾値を5.2とする。
【0025】
また、正常時の1.59μm損失は、0.28dB/km程度であるので、正常時の1.59μm損失/1.31μm損失は、0.8程度である。これに対し、実際に水素吸収損失が確認された4つのサンプルの光ファイバでの測定結果によると、1.59μm損失/1.31μm損失は、平均値が約2.0であり、最小値が約1.7であった。これらの値から、ここでは第2の閾値を1.6とする。
【0026】
短距離線路の光ファイバでは、以下のA〜Cの3つの条件をそれぞれ満たすか否かについて判定を行う。
【0027】
A:1.24μm損失/1.31μm損失≧5.2
B:1.59μm損失/1.31μm損失≧1.6
C:1.24μm損失≧1.59μm損失
条件A〜Cをそれぞれ満たしているか否かにより診断した結果を表1に示す。表1では、各条件を満たしている場合は、“○”とし、条件を満たしていない場合は、“×”としている。
【0028】
【表1】

【0029】
1.24μm損失/1.31μm損失が、第1の閾値以上である、すなわち、条件Aを満たすと判定された場合(case(1))は、水素吸収損失が生じていると診断される。
【0030】
なお、表1中、条件Aを満たすと判定される場合は、case(1)〜(4)であるが、光ファイバの特性上、case(2)〜(4)は起こらない。
【0031】
1.24μm損失/1.31μm損失が、第1の閾値より小さい、すなわち、条件Aを満たさないと判定された場合は、条件B及び条件Cについて検討する。1.59μm損失/1.31μm損失が、第2の閾値より小さい、すなわち、条件Bを満たさないと判定され、かつ、1.24μm損失が1.59μm損失以上である、すなわち、条件Cを満たすと判定された場合(case(7))は、正常であると判定される。
【0032】
一方、これ以外の場合(case(5)、(6)及び(8))は、曲げ損失など、水素吸収損失以外の損失が生じていると診断される。
【0033】
長さが40kmを超えるような長距離線路の光ファイバでは、1.24μm損失が大きく、上記の判定が困難な場合がある。その場合は、先ず、1.31μm損失と、1.59μm損失を用いて、水素吸収損失が生じている可能性の有無を判定するのが良い。1.31μm損失、及び1.59μm損失の取得は、上述した短距離線路の場合と同様に行えばよい。なお、この場合は、1.24μm損失の測定は必須ではないので、波長1.24μmの光である第1の光をOPGW30に入射しなくても良い。
【0034】
長距離線路では、先ず、条件Bを満たすか否かについて判定を行う。条件Bを満たしているか否かにより診断した結果を表2に示す。表2では、条件Bを満たしている場合は、“○”とし、条件Bを満たしていない場合は、“×”としている。
【0035】
【表2】

【0036】
1.31μm損失に対する1.59μm損失の比が、第2の閾値以上である、すなわち、条件Bを満たすと判定された場合(case(1))は、水素吸収損失が生じている可能性があると診断される。水素吸収損失が生じている可能性がある場合は、長距離線路の接続点を利用して、それぞれ短距離線路として、上述の短距離線路と同様の診断を行えばよい。
【0037】
一方、1.31μm損失に対する1.59μm損失の比が、第2の閾値より小さい、すなわち、条件Bを満たさないと判定された場合(case(2))は、水素吸収損失が生じていないと診断される。
【0038】
この発明の診断方法によれば、3つの波長の光の伝送損失の比を用いて、診断を行うので、水素吸収損失の特定だけでなく、水素吸収損失以外の要因による伝送損失の診断も可能である。
【0039】
また、波長1.24μmの光では、測定が困難な長距離の光ファイバに対しても、波長1.59μmの光を組み合わせて利用することで、水素吸収損失が生じているか否かの診断が可能になる。
【符号の説明】
【0040】
10 制御PC
20 OTDR
30 OPGW



【特許請求の範囲】
【請求項1】
OTDRを用いて、波長1.24μmの第1の光、波長1.31μmの第2の光、及び、波長1.59μmの第3の光を、光ファイバにそれぞれ入射し、及び、前記光ファイバでの前記第1〜第3の光の反射光の光強度をそれぞれ検出して、前記第1〜第3の光のそれぞれの伝送損失を求める過程と、
前記第2の光の伝送損失に対する前記第1の光の伝送損失の比が、予め定められた第1の閾値以上であるか否か、前記第2の光の伝送損失に対する前記第3の光の伝送損失の比が、予め定められた第2の閾値以上であるか否か、及び、前記第1の光の伝送損失が前記第3の光の伝送損失以上であるか否かを判定する過程と
を備えることを特徴とする光ファイバの診断方法。
【請求項2】
前記第2の光の伝送損失に対する前記第1の光の伝送損失の比が、予め定められた第1の閾値以上であると判定された場合は、水素吸収損失が生じていると診断し、
前記第2の光の伝送損失に対する前記第1の光の伝送損失の比が、前記第1の閾値より小さく、前記第2の光の伝送損失に対する前記第3の光の伝送損失の比が、前記第2の閾値より小さく、及び、前記第1の光の伝送損失が前記第3の光の伝送損失以上であると判定された場合は、正常であると診断し、
他の場合は、水素吸収損失以外の損失が生じていると診断する
ことを特徴とする請求項1に記載の光ファイバの診断方法。
【請求項3】
前記光ファイバが長距離線路である場合に行われる、
OTDRを用いて、波長1.31μmの第2の光、及び、波長1.59μmの第3の光を、光ファイバにそれぞれ入射し、及び、前記光ファイバでの前記第2及び第3の光の反射光の光強度をそれぞれ検出する過程と、
前記第2及び第3の光のそれぞれの伝送損失を求める過程と、
前記第2の光の伝送損失に対する前記第3の光の伝送損失の比が、予め定められた第2の閾値以上であるか否かを判定する過程と、
前記第2の光の伝送損失に対する前記第3の光の伝送損失の比が、予め定められた第2の閾値以上であると判定された場合は、水素吸収損失が生じている可能性があると診断する過程と
を備え、
水素吸収損失が生じている可能性がある場合は、さらに、前記長距離線路の接続点を利用して行われる、
OTDRを用いて、波長1.24μmの第1の光、波長1.31μmの第2の光、及び、波長1.59μmの第3の光を、光ファイバにそれぞれ入射し、及び、前記光ファイバでの前記第1〜第3の光の反射光の光強度をそれぞれ検出して、前記第1〜第3の光のそれぞれの伝送損失を求める過程と、
前記第2の光の伝送損失に対する前記第1の光の伝送損失の比が、予め定められた第1の閾値以上であるか否か、前記第2の光の伝送損失に対する前記第3の光の伝送損失の比が、予め定められた第2の閾値以上であるか否か、及び、前記第1の光の伝送損失が前記第3の光の伝送損失以上であるか否かを判定する過程と
を備えることを特徴とする光ファイバの診断方法。
【請求項4】
前記第2の光の伝送損失に対する前記第1の光の伝送損失の比が、予め定められた第1の閾値以上であると判定された場合は、水素吸収損失が生じていると診断し、
前記第2の光の伝送損失に対する前記第1の光の伝送損失の比が、前記第1の閾値より小さく、前記第2の光の伝送損失に対する前記第3の光の伝送損失の比が、前記第2の閾値より小さく、及び、前記第1の光の伝送損失が前記第3の光の伝送損失以上であると判定された場合は、正常であると診断し、
他の場合は、水素吸収損失以外の損失が生じていると診断する
ことを特徴とする請求項3に記載の光ファイバの診断方法。
【請求項5】
前記第1の閾値が5.2であり、前記第2の閾値が1.6である
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の光ファイバの診断方法。



【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2013−96734(P2013−96734A)
【公開日】平成25年5月20日(2013.5.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−237118(P2011−237118)
【出願日】平成23年10月28日(2011.10.28)
【出願人】(000241957)北海道電力株式会社 (78)
【Fターム(参考)】