專利名稱：光線路監(jiān)視裝置及光線路監(jiān)視系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用光反射率測(cè)定(reflectometry)技術(shù)而測(cè)定光線路中的反 射率分布，由此監(jiān)視該光線路的光線路監(jiān)視裝置及光線路監(jiān)視系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在使用光纖線路進(jìn)行光通信的光通信系統(tǒng)中，檢測(cè)該光纖線路的斷裂及傳送損耗 增加等故障是重要的。特別地，在近年日益普及的加入者類的光通信系統(tǒng)中，在光纖線路或 加入者終端產(chǎn)生故障的情況下，要求要迅速確定故障部位而進(jìn)行修復(fù)。因此，在光通信系統(tǒng)中，為了檢測(cè)這種故障而設(shè)置光線路監(jiān)視裝置。光線路監(jiān)視裝 置是利用光反射率測(cè)定技術(shù)的裝置，基于監(jiān)視光在光纖線路等光線路上傳輸時(shí)所產(chǎn)生的反 射光(菲涅耳(Fresnel)反射光及瑞利(Rayleigh)散射光)，而求出該光線路中的反射率 分布，從而檢測(cè)該光線路中的故障部位。并且，這種光線路監(jiān)視裝置，要求以高空間分辨率 來測(cè)定反射率分布。作為光反射率測(cè)定技術(shù)，已知0TDR(0ptical Time Domain Reflectometry)，其基 于脈沖(pulse)狀的監(jiān)視光在光線路上傳輸時(shí)所產(chǎn)生的反射光的強(qiáng)度的時(shí)間變化而測(cè)定 反射率分布。此外，作為其他光反射率測(cè)定技術(shù)，還已知OCDR(Optical Coherence Domain Reflectometry)(參照專利文獻(xiàn)1及非專利文獻(xiàn)1、2)。在OOTR中，調(diào)制光頻率而產(chǎn)生具有梳齒狀的光波相干函數(shù)的監(jiān)視光，輸入該監(jiān)視 光在光線路上傳輸時(shí)所產(chǎn)生的反射光，并且還輸入將該監(jiān)視光的一部分分支而取出的參照 光，利用這些反射光與參照光的干涉的大小依存于兩光之間的延遲時(shí)間差這一點(diǎn)，來測(cè)定 光線路中的特定位置的反射率。并且，在OCDR中，通過使監(jiān)視光中的光頻率調(diào)制的間隔變 化等，而使測(cè)定反射率的位置變化，而求出光線路中的反射率分布。對(duì)于光波相干函數(shù)，其以光強(qiáng)度將以時(shí)刻t為變量的函數(shù)即光的電場(chǎng)V(t)的自相 關(guān)函數(shù)<v(t) · V*α-τ )>進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化，且以光強(qiáng)度將光功率頻譜(power spectrum)的 傅立葉(Rmrier)變換進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化。電場(chǎng)V(t)的光被分支為2個(gè)，在將這2個(gè)分支光之 間的延遲時(shí)間差設(shè)為τ時(shí)，這2個(gè)分支光的干涉紋的大小，通過該光的光波相干函數(shù)的實(shí) 數(shù)部分來表示。此外，光波相干函數(shù)的絕對(duì)值，被稱為可干涉度，表示干涉的大小。在OCDR中使用的監(jiān)視光，是調(diào)制光頻率后的光，具有梳齒狀的光波相干函數(shù)。 作為具體例，作為監(jiān)視光而使用將光頻率以一定時(shí)間間隔依次以&、f0+fs> f0-fs, f0+2fs, f0-2fs,f0+3fs,f0-3fs,…的方式調(diào)制的光?；蛘撸鳛楸O(jiān)視光而使用以調(diào)制頻率4將光頻 率調(diào)制為正弦波狀的光。如上述所示調(diào)制光頻率后的監(jiān)視光的光波相干函數(shù)，在fs τ為整 數(shù)時(shí)具有與delta函數(shù)形狀類似的形狀的峰(相干峰)。即，這些監(jiān)視光具有梳齒狀的光波 相干函數(shù)。如果fs變化，則相干峰的位置也變化。梳齒狀的光波相干函數(shù)，具有以間隔(l/fs)配置的多個(gè)相干峰。以其中的1個(gè)相 干峰存在于光線路中的被測(cè)定區(qū)間的方式，針對(duì)監(jiān)視光施加時(shí)間寬度比相干峰的配置間隔 (l/fs)短的選通門(gate)處理，從而切分出監(jiān)視光的脈沖。
專利文獻(xiàn)1 日本特開平10-148596號(hào)公報(bào)非專利文獻(xiàn) 1 :K. Hotate and Ζ. He, Journal of Lightwave Technology, vol. 24, pp.2541-2557(2006)非專利文獻(xiàn)2 :Z. He and K. Hotate，Journal of Lightwave Technology, vol. 20, pp.1715-1723(2002)

發(fā)明內(nèi)容
為了在OTDR中得到高空間分辨率，需要將監(jiān)視光的脈沖寬度變窄。此外，如果將 監(jiān)視光的脈沖寬度變窄，則為了彌補(bǔ)因?yàn)楸O(jiān)視光的能量降低所導(dǎo)致的測(cè)定的信噪比(SNR Signal to Noise Ratio)的降低，而需要提高監(jiān)視光的功率。但是，如果提高監(jiān)視光的功 率，則可能因?yàn)樵诠饩€路中出現(xiàn)感應(yīng)布里淵(Brillouin)散射等非線性光學(xué)現(xiàn)象而產(chǎn)生測(cè) 定性能的降低或?qū)τ谕ㄐ判盘?hào)的干涉。因此，在OTDR中，空間分辨率被限制為幾米(meter) 左右ο另一方面，在0⑶R中，如果與OTDR相比，則可以得到高空間分辨率。在非專利文 獻(xiàn)1中，示出了例如可以以19cm的空間分辨率來測(cè)定遠(yuǎn)方5km處的反射點(diǎn)。但是，在0⑶R中，無法檢測(cè)沿著光線路而連續(xù)產(chǎn)生的瑞利散射光。其原因是，由于 在可以實(shí)現(xiàn)的調(diào)制技術(shù)中，無法將光波相干函數(shù)的旁波瓣(side lobe)(相干峰以外的部 分)抑制為零，所以無法嚴(yán)格地分離來自不同的2個(gè)位置的反射光，而會(huì)因?yàn)樵诠饩€路中的 連接點(diǎn)等處產(chǎn)生的較大的反射光，而使瑞利散射光被噪聲淹沒。因此，在0⑶R中，雖然可以 檢測(cè)光線路上的離散性的反射點(diǎn)，但無法檢測(cè)在這些反射點(diǎn)之間的區(qū)間所產(chǎn)生的瑞利散射 光，因此僅可以得到光線路的片斷性的信息，故障檢測(cè)能力不足。此外，在0⑶R中存在測(cè)定時(shí)間變長(zhǎng)的問題。其原因是，由于為了要毫無遺漏地測(cè) 定光線路中的規(guī)定的測(cè)定距離范圍，至少需要與用測(cè)定距離除以空間分辨率而得到的值相 比更大的測(cè)定數(shù)量。此外，在OCDR中，由于對(duì)反射光進(jìn)行檢測(cè)而得到的電信號(hào)通過濾波器 (filter)后而進(jìn)行檢測(cè)，因此作為代表性情況，測(cè)定點(diǎn)的每1個(gè)點(diǎn)需要Ims左右的測(cè)定時(shí) 間。因此，如果要以IOcm左右的空間分辨率測(cè)定實(shí)用性的長(zhǎng)度為20km的光線路，則需要 200秒左右的時(shí)間。如果進(jìn)一步改善空間分辨率，則測(cè)定時(shí)間相應(yīng)地變長(zhǎng)。本發(fā)明就是為了解決上述問題點(diǎn)而提出的，其目的在于，提供一種可以以高空間 分辨率在短時(shí)間內(nèi)測(cè)定光線路中的反射率分布的光線路監(jiān)視裝置及光線路監(jiān)視系統(tǒng)。本發(fā)明所涉及的光線路監(jiān)視裝置的特征在于，具有(1)第1測(cè)定單元，其通過 OTDR或0⑶R，使第1監(jiān)視光在光線路上傳輸，接收在該第1監(jiān)視光傳輸時(shí)所產(chǎn)生的第1反 射光，作為第1測(cè)定結(jié)果而取得光線路中的沿著光傳輸方向的反射率分布；(2)第2測(cè)定單 元，其通過0⑶R，使第2監(jiān)視光在光線路上傳輸，接收在該第2監(jiān)視光傳輸時(shí)所產(chǎn)生的第2 反射光，作為第2測(cè)定結(jié)果而取得光線路中的沿著光傳輸方向的反射率分布；以及(3)控制 部，其在利用第1測(cè)定單元以第1空間分辨率取得第1測(cè)定結(jié)果后，針對(duì)基于該第1測(cè)定結(jié) 果而確定的光線路的一部分范圍，利用第2測(cè)定單元，以比第1空間分辨率小的第2空間分 辨率取得第2測(cè)定結(jié)果。優(yōu)選控制部基于第2測(cè)定結(jié)果而求出光線路中的離散反射點(diǎn)的位置，基于該求出 的離散反射點(diǎn)的位置和第1空間分辨率，而求出離散反射點(diǎn)處的反射對(duì)于第1測(cè)定結(jié)果的貢獻(xiàn)程度，基于該求出的貢獻(xiàn)程度而修正第1測(cè)定結(jié)果，并輸出該修正結(jié)果。優(yōu)選在第1測(cè) 定單元中輸出第1監(jiān)視光的光源部、和在第2測(cè)定單元中輸出第2監(jiān)視光的光源部包含共 通的部件。此外，優(yōu)選在第1測(cè)定單元中接收第1反射光的檢測(cè)部、和在第2測(cè)定單元中接 收第2反射光的檢測(cè)部包含共通的部件。本發(fā)明所涉及的光線路監(jiān)視系統(tǒng)，用于監(jiān)視在利用光線路彼此光學(xué)連接的站點(diǎn)側(cè) 終端和加入者終端之間進(jìn)行光通信的光通信系統(tǒng)，其特征在于，具有光耦合器，其設(shè)置在 光線路的中途；以及上述本發(fā)明所涉及的光線路監(jiān)視裝置，其與該光耦合器光學(xué)連接，該光 線路監(jiān)視系統(tǒng)使從光線路監(jiān)視裝置選擇性地輸出的第1監(jiān)視光或第2監(jiān)視光，經(jīng)由光耦合 器而在光線路上傳輸，將第1反射光或第2反射光，經(jīng)由光耦合器而輸入至光線路監(jiān)視裝 置。優(yōu)選站點(diǎn)側(cè)終端和多個(gè)加入者終端經(jīng)由光分支器而光學(xué)連接，在站點(diǎn)側(cè)終端和光 分支器之間的光線路的中途，設(shè)置有光耦合器。此外，優(yōu)選多個(gè)加入者終端分別包含將第1 監(jiān)視光及第2監(jiān)視光按照波長(zhǎng)選擇性地反射的反射濾光器。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，可以以高空間分辨率在短時(shí)間內(nèi)測(cè)定光線路中的反射率分布。


圖1是表示具有第1實(shí)施方式所涉及的光線路監(jiān)視裝置14A構(gòu)成的光線路監(jiān)視系 統(tǒng)IA的結(jié)構(gòu)的圖。圖2是表示直接調(diào)制信號(hào)A、外部調(diào)制信號(hào)B、監(jiān)視光門信號(hào)C及電信號(hào)門信號(hào)D 各自的波形的圖。圖3是表示反射光(返回監(jiān)視光)與參照光的相關(guān)強(qiáng)度、監(jiān)視光門信號(hào)C與電信 號(hào)門信號(hào)D的重疊(脈沖窗)、及反射光的檢測(cè)靈敏度分別與光線路上的位置ζ之間的關(guān)系 的圖。圖4是表示分別來自圖3(a)中所示的光線路中的位置zl、z2的反射光所引起的 干涉信號(hào)的頻譜的圖。圖5是說明第1實(shí)施方式所涉及的光線路監(jiān)視裝置14A的動(dòng)作的流程圖。圖6是表示將第1實(shí)施方式所涉及的光線路監(jiān)視系統(tǒng)IA的結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化的圖。圖7是表示第1實(shí)施方式所涉及的光線路監(jiān)視系統(tǒng)IA中測(cè)定反射率分布的情況 下的測(cè)定波形的計(jì)算結(jié)果的圖。圖8是表示第1實(shí)施方式所涉及的光線路監(jiān)視系統(tǒng)IA中測(cè)定反射率分布的情況 下的測(cè)定波形的計(jì)算結(jié)果的圖。圖9是表示具有第2實(shí)施方式所涉及的光線路監(jiān)視裝置14B而構(gòu)成的光線路監(jiān)視 系統(tǒng)IB的結(jié)構(gòu)的圖。圖10是第3實(shí)施方式所涉及的光通信系統(tǒng)IOlA及光反射測(cè)定裝置113A的結(jié)構(gòu) 圖。圖11是示意地分別表示OOTR測(cè)定結(jié)果、OTDR測(cè)定結(jié)果及處理部170的處理結(jié)果 的圖。圖12是表示處理部170的處理流程的圖。
圖13是第4實(shí)施方式所涉及的光通信系統(tǒng)IOlB及光反射測(cè)定裝置11 的結(jié)構(gòu) 圖。符號(hào)的說明1A、1B…光線路監(jiān)視系統(tǒng)，10AU0B…站點(diǎn)，11…站點(diǎn)側(cè)終端，12…光耦合器，13... 光開關(guān)，14A、14B…光線路監(jiān)視裝置，15... OCDR測(cè)定部，15B... 0CDR/0TDR測(cè)定部，16... OTDR 測(cè)定部，17…控制部，18…存儲(chǔ)裝置，20…光分支器， 21n···加入者終端，2 22n··· 濾光器，31、32、33i 33n···光纖線路，41···光源，42···強(qiáng)度調(diào)制器，43···光分支器，44···監(jiān)視 光選通門部，45···光循環(huán)器，46···偏振調(diào)制器，47…延遲光纖，51···光耦合器，52···平衡檢波 器，53…第1濾波器，54...電信號(hào)選通門部，55…第2濾波器，56... RF檢波器，57…AD轉(zhuǎn)換 器，61···控制部，62 65…信號(hào)發(fā)生器，66···光開關(guān)，67···Α 轉(zhuǎn)換器，71···光源，72···光循環(huán) 器，73…光檢測(cè)器，74…AD轉(zhuǎn)換器，75…控制部，76…信號(hào)發(fā)生器，101Α、IOlB…光通信系統(tǒng)， 110Α、110Β…站點(diǎn)，111…站點(diǎn)側(cè)終端，112…光耦合器，113Α、113Β···光反射測(cè)定裝置，120··· 光分支器，12“ 121Ν···加入者終端，131、132、133i 133N…光纖線路，140A、140B…光源 部，141…光源，142…信號(hào)發(fā)生器，143…光調(diào)制器，144…光耦合器，151…光調(diào)制器，152··· 光延遲線，153…光循環(huán)器，160A、160B…測(cè)定部，161…光耦合器，162…平衡檢波器，163... 濾波器，164…RF檢波器，165…AD轉(zhuǎn)換器，166…AD轉(zhuǎn)換器，170…處理部，171…控制部， 172…存儲(chǔ)部
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖，詳細(xì)說明實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方式。另外，在附圖的說明中，對(duì)于相 同的要素標(biāo)注相同的標(biāo)號(hào)，省略重復(fù)的說明。(第1實(shí)施方式)圖1是表示具有第1實(shí)施方式所涉及的光線路監(jiān)視裝置14A而構(gòu)成的光線路監(jiān)視 系統(tǒng)IA的結(jié)構(gòu)的圖。在該圖所示的光線路監(jiān)視系統(tǒng)IA中，將設(shè)置于站點(diǎn)IOA中的站點(diǎn)側(cè) 終端11和N個(gè)加入者終端 21N經(jīng)由光分支器20而彼此利用光纖線路光學(xué)連接，從而 在站點(diǎn)側(cè)終端11與各加入者終端21n之間進(jìn)行光通信。在這里，N是大于或等于2的整數(shù)， η是大于或等于1而小于或等于N的各整數(shù)。這種光通信系統(tǒng)的形態(tài)，被稱為PON(Passive Optical Network)。作為代表性情況，分支數(shù)N是4 32個(gè)。在站點(diǎn)IOA中，除站點(diǎn)側(cè)終端11之外另設(shè)置有光耦合器12及光線路監(jiān)視裝置 14A。站點(diǎn)側(cè)終端11與光耦合器12通過光纖線路31而光學(xué)連接。此外，光耦合器12還與 光線路監(jiān)視裝置14A光學(xué)連接。光耦合器12與光分支器20通過第1光線路32而光學(xué)連 接。光分支器20與各加入者終端21n通過第2光線路3 而光學(xué)連接。第1光線路32及 第2光線路3 是由光纖構(gòu)成的線路，優(yōu)選為以ITU-TG. 652標(biāo)準(zhǔn)的單模光纖構(gòu)成。優(yōu)選在各加入者終端21n相對(duì)于光線路的連接端上，連接有使通信光透過且使監(jiān) 視光反射的濾光器2\。通常，由于作為通信光使用1.沈μ m 1. 62 μ m波長(zhǎng)的光，因此優(yōu) 選作為監(jiān)視光而使用波長(zhǎng)1.65 μ m頻帶(1. 64 1.66 μ m)的光，因此優(yōu)選各濾光器22n 是選擇性地反射波長(zhǎng)1.65 μ m頻帶的光的濾光器。這種濾光器可以利用光纖光柵(fiber grating)等而實(shí)現(xiàn)。光線路監(jiān)視裝置14A具有(OR測(cè)定部15，其進(jìn)行OOTR測(cè)定；OTDR測(cè)定部16，其進(jìn)行OTDR測(cè)定；光開關(guān)13，其選擇(OR測(cè)定部15及OTDR測(cè)定部16中的一個(gè)而與光耦合 器12連接；控制部17 ；以及存儲(chǔ)裝置18。光線路監(jiān)視裝置14A監(jiān)視作為測(cè)定對(duì)象的PON系 統(tǒng)(第1光線路32、光分支器20、第2光線路33n、濾光器22n、加入者終端21n)。另外，在1個(gè)PON系統(tǒng)中雖連接有OOTR測(cè)定部15及OTDR測(cè)定部16中的一個(gè)，但 由于另一個(gè)還可以連接于其他PON系統(tǒng)，可以由此提高測(cè)定部的運(yùn)轉(zhuǎn)率而將多個(gè)PON系統(tǒng) 包含在監(jiān)視對(duì)象中，因此可以降低每單個(gè)加入者的監(jiān)視成本。0⑶R測(cè)定部15具有光源41、強(qiáng)度調(diào)制器42、光分支器43、監(jiān)視光選通門部44、 光循環(huán)器(CirUlator)45、偏振調(diào)制器46、延遲光纖47、光耦合器51、平衡檢波器52、第1濾 波器53、電信號(hào)選通門部M、第2濾波器55、RF檢波器56、AD轉(zhuǎn)換器57、控制部61及信號(hào) 發(fā)生器62 65。光源41可以將輸出光的光頻率進(jìn)行調(diào)制，例如為半導(dǎo)體DFB激光光源及附帶外部 共振器的半導(dǎo)體激光光源等。光源41輸入從信號(hào)發(fā)生器62輸出的周期性的直接調(diào)制信號(hào) A，并輸出基于該直接調(diào)制信號(hào)A而對(duì)光頻率進(jìn)行周期性調(diào)制后的光。來自該光源41的輸 出光，具有梳齒狀的光波相干函數(shù)。強(qiáng)度調(diào)制器42輸入從信號(hào)發(fā)生器63輸出的周期性的外部調(diào)制信號(hào)B，并基于該外 部調(diào)制信號(hào)B而將來自光源41的輸出光進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制而輸出。外部調(diào)制信號(hào)B是與直接 調(diào)制信號(hào)A同步的周期性的信號(hào)。來自該強(qiáng)度調(diào)制器42的輸出光，成為通過強(qiáng)度調(diào)制而將 光頻譜整形后的光，光波相干函數(shù)中包含的噪聲降低。光分支器43輸入從光源41輸出并根據(jù)需要利用強(qiáng)度調(diào)制器42進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制后 的光，并且將該輸入光分支為2個(gè)、即監(jiān)視光和參照光，其中將監(jiān)視光輸出至監(jiān)視光選通門 部44，而將參照光輸出至偏振調(diào)制器46。監(jiān)視光選通門部44輸入從光分支器43輸出的監(jiān)視光，此外，還輸入從信號(hào)發(fā)生器 64輸出的監(jiān)視光門信號(hào)C。監(jiān)視光門信號(hào)C是以一定周期T具有門寬度為wl的脈沖的周 期性信號(hào)。監(jiān)視光門信號(hào)C的門寬度wl，與直接調(diào)制信號(hào)A及外部調(diào)制信號(hào)B各自的調(diào)制 周期大致相等。監(jiān)視光選通門部44僅在這種監(jiān)視光門信號(hào)C的門寬度wl的脈沖的期間， 將從光分支器43輸出的監(jiān)視光輸出至光循環(huán)器45。光循環(huán)器45輸入從監(jiān)視光選通門部44經(jīng)脈沖化而輸出的監(jiān)視光，且將該監(jiān)視光 輸出至光耦合器12。此外，光循環(huán)器45輸入從光耦合器12到達(dá)的光，且將該光輸出至光耦合器51 ο從光循環(huán)器45輸出的監(jiān)視光，經(jīng)由光開關(guān)13及光耦合器12而送出至第1光線路 32，并且，經(jīng)由第1光線路32、光分支器20、第2光線路3 而到達(dá)濾光器22n。該監(jiān)視光的 傳輸時(shí)所產(chǎn)生的反射光(菲涅耳反射光或瑞利散射光)，沿著與監(jiān)視光的傳輸路徑反方向 的路徑，經(jīng)由光耦合器12、光開關(guān)13及光循環(huán)器45而輸入至光耦合器51。此時(shí)，通過在各 第2光線路3 的終端和加入者終端21 之間配置濾光器22n，從而可以通過檢測(cè)在OTDR測(cè) 定及OCDR測(cè)定時(shí)利用濾光器2 將監(jiān)視光反射所產(chǎn)生的反射光，由此檢測(cè)光線路的斷線等 異常。特別地，優(yōu)選對(duì)于濾光器的反射率R[dB]，如果將光分支器的分支數(shù)設(shè)為N，則滿 足下述式(1)。在這里，RO是光循環(huán)器45、光耦合器12、第1光線路32及光分支器20中的 內(nèi)部反射率，作為代表性情況，為_40dB。通過滿足此式(1)，由濾光器2 反射而到達(dá)監(jiān)視裝置的反射光的功率，與在光分支器20的上游(監(jiān)視裝置側(cè))被無意地反射而產(chǎn)生的反射 光的功率相比較大，因此，使在光分支器20的上游被無意地反射所引起的噪聲影響相對(duì)地 降低，從而縮短測(cè)定時(shí)間。R > R0+201og10 (N)…(1)優(yōu)選在光分支器43與光耦合器51之間的參照光的光路上設(shè)置有延遲光纖47。延 遲光纖47設(shè)定從光循環(huán)器45輸入至光耦合器51的反射光(監(jiān)視光的返回光)、及從光分 支器43輸入至光耦合器51的參照光之間的延遲時(shí)間。優(yōu)選將延遲光纖47的長(zhǎng)度設(shè)定為， 使得在要測(cè)定的距離范圍內(nèi)的任意的位置，反射監(jiān)視光而產(chǎn)生的反射光與參照光之間的延 遲時(shí)間，比光源41的輸出光的相干時(shí)間長(zhǎng)。由于在延遲時(shí)間比相干時(shí)間短的范圍內(nèi)，空間 分辨率與延遲時(shí)間一起增大，在延遲時(shí)間比相干時(shí)間長(zhǎng)的范圍內(nèi)，空間分辨率成為大致恒 定值，因此通過如上述所示設(shè)定延遲時(shí)間，可以降低在測(cè)定范圍內(nèi)的空間分辨率的波動(dòng)。優(yōu)選在光分支器43與光耦合器51之間的參照光的光路上，設(shè)置有偏振調(diào)制器46。 偏振調(diào)制器46輸入從光分支器43輸出的參照光，改變?cè)搮⒄展獾钠駹顟B(tài)而輸出。在使 反射光(監(jiān)視光的返回光)與參照光彼此干涉而檢測(cè)時(shí)，由于該檢測(cè)效率依存于2個(gè)光的 偏振狀態(tài)的相對(duì)關(guān)系，因此優(yōu)選一邊改變反射光及參照光的至少一個(gè)的偏振狀態(tài)一邊進(jìn)行 測(cè)定，對(duì)于在多個(gè)偏振狀態(tài)下所測(cè)定的結(jié)果，進(jìn)行平均化等的運(yùn)算處理，從而得到不依存于 偏振狀態(tài)的測(cè)定結(jié)果。光耦合器51輸入從光循環(huán)器45輸出的反射光(監(jiān)視光的返回光)，并且輸入從光 分支器43輸出而經(jīng)由偏振調(diào)制器46及延遲光纖47的參照光，將這些輸入的反射光與參照 光進(jìn)行合波，而輸出至平衡檢波器52。作為光耦合器51，使用例如3dB耦合器(coupler)。平衡檢波器52輸入利用光耦合器51合波的反射光及參照光，而將表示這些反射 光與參照光彼此干涉而成的干涉光的強(qiáng)度的電信號(hào)，輸出至第1濾波器53。即，平衡檢波器 52作為輸出與干涉光的強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的值的電信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換部起作用。第1濾波器53輸入從平衡檢波器52輸出的電信號(hào)，去除該電信號(hào)中包含的不需 要的噪聲，并將該去除后的電信號(hào)輸出至電信號(hào)選通門部54。優(yōu)選第1濾波器53是將輸入 的電信號(hào)的直流成分去除的濾波器。直流成分的噪聲是由于光耦合器51及平衡檢波器52 中的平衡誤差而產(chǎn)生的，但通過利用第1濾波器53將其去除，可以降低后面的電信號(hào)選通 門部M中的噪聲產(chǎn)生量。電信號(hào)選通門部M輸入從平衡檢波器52輸出而經(jīng)由第1濾波器53的電信號(hào)，此 外，還輸入從信號(hào)發(fā)生器65輸出的電信號(hào)門信號(hào)D。電信號(hào)門信號(hào)D是以一定周期T具有 門寬度為《2的脈沖的周期性信號(hào)。電信號(hào)門信號(hào)D的周期T與監(jiān)視光門信號(hào)C的周期T 大致相等。電信號(hào)門信號(hào)D的脈沖中心，相對(duì)于監(jiān)視光門信號(hào)C的脈沖中心以門延遲時(shí)間 d延遲。電信號(hào)選通門部M僅在這種電信號(hào)門信號(hào)D的門寬度w2的脈沖的期間，將從第1 濾波器53輸出的電信號(hào)輸出至第2濾波器55。從電信號(hào)選通門部M輸出至第2濾波器55 的電信號(hào)成為脈沖信號(hào)。作為電信號(hào)選通門部54，使用與電信號(hào)門信號(hào)D的電平(level) 對(duì)應(yīng)而進(jìn)行接通/斷開動(dòng)作的運(yùn)算放大器(operational amplifier)電路。第2濾波器55輸入從電信號(hào)選通門部M輸出的脈沖狀的電信號(hào)，將該輸入的電 信號(hào)的特定頻帶的部分選擇性地輸出至RF檢波器56。優(yōu)選第2濾波器55中的上述特定頻帶，不包含電信號(hào)門信號(hào)D的重復(fù)頻率f ( = 1/T)的整數(shù)倍的頻率nf (其中，η為自然數(shù))。 特別地，優(yōu)選上述特定頻帶包含f( = 1/τ)的半奇數(shù)倍的頻率且具有小于或等于m的帶 寬。輸入至電信號(hào)選通門部的信號(hào)，在直流及1/P的整數(shù)倍的頻率中具有噪聲，通過使該噪 聲通過電信號(hào)選通門部，而使噪聲擴(kuò)散至f的整數(shù)倍的頻率。但是，通過如上所述設(shè)定頻 帶，可以降低在電信號(hào)選通門部M中產(chǎn)生的噪聲的影響，可以改善測(cè)定的SN比，可以縮短 測(cè)定時(shí)間。RF檢波器56輸入從第2濾波器55輸出的電信號(hào)，轉(zhuǎn)換為相當(dāng)于干涉成分的大小 的電信號(hào)而輸出至AD轉(zhuǎn)換器57。AD轉(zhuǎn)換器57輸入從RF檢波器56輸出的電信號(hào)，將該電 信號(hào)(模擬信號(hào))轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并將該數(shù)字信號(hào)輸出至控制部61。該數(shù)字信號(hào)的值，表 示由光源41的光頻率調(diào)制的周期ρ及門延遲時(shí)間d確定的光線路上的位置ζ處產(chǎn)生的反 射光的功率。控制部61輸入從AD轉(zhuǎn)換器57輸出的數(shù)字值，將該數(shù)字值與位置ζ彼此進(jìn)行關(guān)聯(lián) 并進(jìn)行存儲(chǔ)?？刂撇?1控制各個(gè)信號(hào)發(fā)生器62 65，并指定從信號(hào)發(fā)生器62輸出的直接 調(diào)制信號(hào)A的調(diào)制周期P、從信號(hào)發(fā)生器63輸出的外部調(diào)制信號(hào)B的調(diào)制周期P、從信號(hào)發(fā) 生器64輸出的監(jiān)視光門信號(hào)C的周期T及門寬度wl、從信號(hào)發(fā)生器65輸出的電信號(hào)門信 號(hào)D的周期T及門寬度w2、以及門延遲時(shí)間d。由此，控制部61指定作為測(cè)定對(duì)象的光線 路上的測(cè)定位置z，從AD轉(zhuǎn)換器57取得表示在該位置ζ處產(chǎn)生的反射光的功率的數(shù)字值。 并且，控制部61求出光線路中沿著監(jiān)視光傳輸方向的反射率分布。OTDR測(cè)定部16具有光源71、光循環(huán)器72、光檢測(cè)器73、AD轉(zhuǎn)換器74、控制部75、及信號(hào)發(fā)生器76。光源71是輸入從信號(hào)發(fā)生器76輸出的脈沖信號(hào)，按照該脈沖信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)而產(chǎn) 生脈沖狀的監(jiān)視光的光源，例如可以使用半導(dǎo)體激光器。光循環(huán)器72輸入從光源71輸出 的監(jiān)視光，將該監(jiān)視光輸出至光耦合器12。此外，光循環(huán)器72輸入從光耦合器12到達(dá)的 光，將該光輸出至光檢測(cè)器73。光檢測(cè)器73從光循環(huán)器72輸入光并進(jìn)行檢測(cè)，輸出與該光強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的電信號(hào)。電 信號(hào)隨時(shí)間而變化，該變化反映沿著光線路的反射率分布。AD轉(zhuǎn)換器74從光檢測(cè)器73輸 入電信號(hào)，將該電信號(hào)(模擬信號(hào))依次轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，而作為數(shù)字信號(hào)系列輸出至控制 部75。控制部75輸入從AD轉(zhuǎn)換器74輸出的數(shù)字信號(hào)系列，并作為OTDR測(cè)定結(jié)果而記錄。控制部17與OOTR測(cè)定部15的控制部61及OTDR測(cè)定部16的控制部75連接，對(duì) 這些控制部61、75輸出測(cè)定范圍等測(cè)定條件，并且從控制部61、75輸入測(cè)定結(jié)果的數(shù)據(jù)。此 外，控制部17與存儲(chǔ)裝置18連接。在存儲(chǔ)裝置18中，存儲(chǔ)從監(jiān)視裝置至各濾光器2 的 距離、濾光器2 及加入者終端21n的設(shè)置位置(建筑物的名稱及在建筑物內(nèi)的位置等)等 in息ο控制部17從反射率分布中檢測(cè)由濾光器22η形成的反射率峰，對(duì)照事先準(zhǔn)備的至 濾光器2 的距離的信息和反射率峰的距離，而判定是否已檢測(cè)出來自各濾光器2 的反射 光。并且，控制部17在檢測(cè)出反射光的加入者終端和未檢測(cè)出反射光的加入者終端共存的 情況下，判定在后者的加入者終端所屬的加入者側(cè)光纖中存在斷線等異常，并顯示異常。此外，控制部17基于至濾光器2 的距離信息，而限定在濾光器2 的附近進(jìn)行 OCDR測(cè)定，以獲知是否有來自濾光器2 的反射光及反射率的大小，由此可以縮短用于判定該濾光器2 所屬的第2光線路3 是否有異常的時(shí)間。并且，控制部17基于OOTR測(cè)定部15進(jìn)行OOTR測(cè)定所取得的OOTR測(cè)定結(jié)果、及 OTDR測(cè)定部16進(jìn)行OTDR測(cè)定所取得的OTDR測(cè)定結(jié)果，而進(jìn)行如后述的規(guī)定運(yùn)算。下面，使用圖2 圖4，說明直接調(diào)制信號(hào)A、外部調(diào)制信號(hào)B、監(jiān)視光門信號(hào)C、電 信號(hào)門信號(hào)D、及從RF檢波器56輸出的電信號(hào)等。圖2是表示直接調(diào)制信號(hào)A、外部調(diào)制信號(hào)B、監(jiān)視光門信號(hào)C及電信號(hào)門信號(hào)D各 自的波形的圖。該圖(a)表示從信號(hào)發(fā)生器62向光源41發(fā)送的直接調(diào)制信號(hào)A的波形。 該圖(b)表示從信號(hào)發(fā)生器63向強(qiáng)度調(diào)制器42發(fā)送的外部調(diào)制信號(hào)B的波形。該圖(c) 表示從信號(hào)發(fā)生器64向監(jiān)視光選通門部44發(fā)送的監(jiān)視光門信號(hào)C的波形。此外，該圖(d) 表示從信號(hào)發(fā)生器65向電信號(hào)選通門部M發(fā)送的電信號(hào)門信號(hào)D的波形。圖3是表示反射光(返回監(jiān)視光)與參照光的相關(guān)強(qiáng)度、監(jiān)視光門信號(hào)C與電信 號(hào)門信號(hào)D的重疊(脈沖窗)、及反射光的檢測(cè)靈敏度分別與光線路上的位置ζ之間的關(guān)系 的圖。該圖(a)表示反射光(返回監(jiān)視光)與參照光的相關(guān)強(qiáng)度分布。該圖(b)表示監(jiān)視 光門信號(hào)C與電信號(hào)門信號(hào)D的重疊(脈沖窗)。此外，該圖(c)表示反射光的檢測(cè)靈敏度 分布。圖4是表示分別來自圖3(a)中所示的光線路中的位置zl、z2的反射光所引起的 干涉信號(hào)的頻譜的圖。該圖(a)表示來自圖3(a)中所示的相關(guān)性較高的位置zl的反射光 所引起的干涉信號(hào)的頻譜。此外，該圖(b)表示來自圖3(a)中所示的相關(guān)性較低的位置z2 的反射光所引起的干涉信號(hào)的頻譜。如圖2(a)所示，直接調(diào)制信號(hào)A是具有周期ρ的周期性的信號(hào)，且為用于將來自 光源41的輸出光進(jìn)行光頻率調(diào)制的信號(hào)。周期P規(guī)定光線路中的測(cè)定位置ζ。在作為測(cè)定 對(duì)象的光線路的位置ζ經(jīng)反射 散射而產(chǎn)生的反射光(返回監(jiān)視光)相對(duì)于參照光的延遲 時(shí)間差d滿足下述式O)的條件時(shí)，來自該位置(圖3(a)中的位置zl)的反射光與參照光 之間的調(diào)制相位同步而使反射光與參照光之間的相關(guān)性提高。另一方面，在不滿足下述式 (2)的條件的位置(圖3(a)中的位置z2)經(jīng)反射 散射而產(chǎn)生的反射光(返回監(jiān)視光)與 參照光之間的相關(guān)性較低。d/p =整數(shù)…O)在反射光(返回監(jiān)視光)與參照光的相關(guān)性較高的情況(圖3(a)中的位置Zl的 情況)下，由兩個(gè)光所引起的干涉信號(hào)的頻譜，其存在限定于與監(jiān)視光的線寬相同程度的 頻帶中(參照?qǐng)D4(a))。另一方面，在相關(guān)性較低的情況(圖3(a)中的位置z2的情況)下， 干涉信號(hào)的頻譜擴(kuò)散至與監(jiān)視光的光頻率調(diào)制的振幅相同程度的頻帶中(參照?qǐng)D4(b))。 因此，通過以比監(jiān)視光的線寬大的振幅施加光頻率調(diào)制，可以選擇性地檢測(cè)來自特定的測(cè) 定位置的反射光。由于空間分辨率與光頻率調(diào)制的振幅成大致反比，因此優(yōu)選頻率調(diào)制的 振幅較大。另一方面，由于可向作為光源41的激光二極管輸入的電流的上限值由損傷閾值 所規(guī)定，而下限值為零，所以由此而規(guī)定振幅的上限。另外，直接調(diào)制信號(hào)A的波形在本實(shí) 施方式中是正弦波，但也可以是矩形波或三角形波等各種周期性的波形。更優(yōu)選空間分辨率小于或等于9cm。由此，為了要避免屬于不同的第2光線路的 濾光器的反射峰的重疊，只要使第2光線路的長(zhǎng)度彼此有大于或等于9cm的差異即可，在各 第2光線路中只要確保9cm的余長(zhǎng)即可。另一方面，作為第2光線路而使用的光纖，通常在ITU-T G. 652標(biāo)準(zhǔn)的單模光纖中，以強(qiáng)化彎曲特性而將容許彎曲半徑設(shè)為15mm的光纖較為 普及。通過以該容許彎曲半徑15mm卷繞1周，可以收容9cm的余長(zhǎng)，因此通過將空間分辨 率設(shè)為小于或等于9cm，可以將收容余長(zhǎng)的空間最小化。如圖2(b)所示，外部調(diào)制信號(hào)B是與直接調(diào)制信號(hào)A同步的周期性的信號(hào)，是用 于利用強(qiáng)度調(diào)制器42將來自光源41的輸出光與直接調(diào)制信號(hào)A同步而進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制的信 號(hào)。由此，可以將從強(qiáng)度調(diào)制器42輸出的光的頻譜進(jìn)行整形。OCDR中的反射光檢測(cè)靈敏度 表示為距離的函數(shù)，而對(duì)于該距離的函數(shù)，已知為光波相干函數(shù)。為了要選擇性地檢測(cè)來自 特定的測(cè)定位置的反射光，優(yōu)選光波相干函數(shù)接近delta函數(shù)列。另一方面，由于光波相干 函數(shù)通過光的功率頻譜的傅立葉變換而得到，因此通過利用強(qiáng)度調(diào)制將頻譜進(jìn)行整形，從 而可以提高OOTR的反射光測(cè)定的位置選擇性。如圖2(c)所示，監(jiān)視光門信號(hào)C是以一定周期T具有門寬度為wl的脈沖的周期 性信號(hào)，且是用于僅在門寬度wl的脈沖的期間選擇從監(jiān)視光選通門部44輸出的監(jiān)視光的 信號(hào)。此外，如圖2 (d)所示，電信號(hào)門信號(hào)D是以一定周期T具有門寬度為w2的脈沖的周 期性信號(hào)，且是用于僅在門寬度w2的脈沖的期間選擇從電信號(hào)選通門部M輸出的電信號(hào) 的信號(hào)。電信號(hào)門信號(hào)D的周期T與監(jiān)視光門信號(hào)C的周期T相等。電信號(hào)門信號(hào)D的脈 沖中心，相對(duì)于監(jiān)視光門信號(hào)C的脈沖中心以門延遲時(shí)間d延遲。通過這樣處理，而選擇性 地檢測(cè)來自光線路中的特定的測(cè)定距離范圍(脈沖窗)的反射光(參照?qǐng)D3(b)、(c))。優(yōu)選直接調(diào)制信號(hào)A的周期ρ、監(jiān)視光門信號(hào)C的門寬度wl及電信號(hào)門信號(hào)D的 門寬度滿足下述式(3)的關(guān)系。通過這樣處理，只要以在脈沖窗的中心使反射光(返回 監(jiān)視光)與參照光之間的相關(guān)性成為峰值的方式確定門延遲時(shí)間d，則使可存在于脈沖窗 中的相關(guān)峰，被限制為1個(gè)。wl+w2 < 2P... (3)優(yōu)選監(jiān)視光門信號(hào)C及電信號(hào)門信號(hào)D各自的周期T為直接調(diào)制信號(hào)A的周期ρ 的整數(shù)倍。優(yōu)選第2濾波器55的通頻帶不包含監(jiān)視光門信號(hào)C及電信號(hào)門信號(hào)D各自的 重復(fù)頻率f( = 1/T)的整數(shù)倍的頻率。這基于以下的原因。如果將輸入至平衡檢波器52的反射光(返回監(jiān)視光)的電 場(chǎng)的復(fù)振幅設(shè)為El、將輸入至平衡檢波器52的參照光的電場(chǎng)的復(fù)振幅設(shè)為E2，則對(duì)于從平 衡檢波器52輸出的電信號(hào)(電流II)，如果省略比例系數(shù)，則以下述式(4)表示。該式的 第1項(xiàng)是非干涉性的噪聲。ε表示平衡檢測(cè)產(chǎn)生的同相成分的衰減系數(shù)。ε為零是較理 想的，但實(shí)際上大多取10_5或大于或等于10_5的值，從而成為產(chǎn)生噪聲的原因。第2項(xiàng)是干 涉信號(hào)。Il= ε (IEl I2+1Ε2 |2) +2Re[El · E2*]…非干涉噪聲與光強(qiáng)度成正比，作為頻譜成分，具有相當(dāng)于平均功率的直流成分、及 由光源41的寄生強(qiáng)度調(diào)制及外部強(qiáng)度調(diào)制而產(chǎn)生的調(diào)制成分(周期P)。對(duì)于非干涉噪聲， 在利用第1濾波器53使直流成分衰減后，在電信號(hào)選通門部M中按照電信號(hào)門信號(hào)D而 切分出脈沖。從電信號(hào)選通門部M輸出的電信號(hào)(電流12)由下述式(5)表示。在這里，F(xiàn)是 電信號(hào)門信號(hào)D，具有周期T。該式的第1項(xiàng)是非干涉性噪聲，第2項(xiàng)是干涉信號(hào)。
12= ε F (I El |2+1Ε2 |2) +2F ‘ Re [El ‘ Ε2*] — (5)由于該式(5)的第1項(xiàng)的非干涉性噪聲是頻率(1/ρ)的函數(shù)與頻率(1/Τ)的函數(shù) 的積，所以如果假定i、j為整數(shù)，則成為在頻率(i/p+j/τ)處出現(xiàn)的噪聲。在這里，如果以 使監(jiān)視光門信號(hào)C及電信號(hào)門信號(hào)D各自的脈沖重復(fù)周期T等于直接調(diào)制信號(hào)A的調(diào)制周 期P的整數(shù)倍的方式設(shè)定脈沖周期，則使產(chǎn)生非干涉性噪聲的頻率被限定為i/T，其中，假 定i為整數(shù)。因此，通過利用第2濾波器55將不含頻率(i/T)的頻帶成分切分出而作為檢 測(cè)頻帶，可以得到噪聲較少的測(cè)定結(jié)果。下面，使用圖5 圖8，說明第1實(shí)施方式所涉及的光線路監(jiān)視裝置14A的動(dòng)作，并 且說明利用OTDR測(cè)定及多個(gè)OCDR測(cè)定縮短以高分辨率對(duì)沿著光線路的反射率分布進(jìn)行測(cè) 定所需時(shí)間的方法。圖5是說明第1實(shí)施方式所涉及的光線路監(jiān)視裝置14A的動(dòng)作的流程圖。圖6是 表示將第1實(shí)施方式所涉及的光線路監(jiān)視系統(tǒng)IA的結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化的圖。圖7及圖8是表 示第1實(shí)施方式所涉及的光線路監(jiān)視系統(tǒng)IA中測(cè)定反射率分布的情況下的測(cè)定波形的計(jì) 算結(jié)果的圖。如圖6所示，在這里將N值設(shè)為4，假設(shè)在光線路監(jiān)視系統(tǒng)IA中包含4個(gè)加入者終 端 214，在加入者終端的相對(duì)于光線路的連接端上插入有濾光器2 224。假設(shè)從光 線路監(jiān)視裝置14A至濾光器2 的距離為1900細(xì)，從光線路監(jiān)視裝置14A至濾光器2 的 距離為19005m，從光線路監(jiān)視裝置14A至濾光器2 的距離為19006m，從光線路監(jiān)視裝置 14A至濾光器2 的距離為19007m。假設(shè)各濾光器2 的反射率為_5dB。此時(shí)的反射率分 布如圖7(a)所示，利用光線路監(jiān)視裝置14A以以下的順序測(cè)定此分布。首先進(jìn)行OTDR的測(cè)定(步驟Si)。在OTDR測(cè)定時(shí)，從OTDR測(cè)定部16的光源71 輸出脈沖狀的監(jiān)視光，該監(jiān)視光在光線路上傳輸時(shí)所產(chǎn)生的反射光由OTDR測(cè)定部16的光 檢測(cè)器73接收，作為時(shí)間的函數(shù)而測(cè)定該反射光的強(qiáng)度。該OTDR測(cè)定結(jié)果通過AD轉(zhuǎn)換器 74而轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，并被控制部75所取得，進(jìn)而被控制部17取得。代表性的光線路的長(zhǎng)度小于或等于大約20km，光線路中的光速為大約2X 108m/s， 因此監(jiān)視光被反射并返回為止的時(shí)間最長(zhǎng)為100μ S。因此可以在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行OTDR測(cè)定。 另一方面，對(duì)于OTDR的空間分辨率，由于減小脈沖寬度的情況下的SN比的降低等，而在實(shí) 用上下限為大約an。此時(shí)的OTDR測(cè)定結(jié)果，如圖7(b)所示，無法分別識(shí)別Im間隔的4個(gè) 濾光器，而測(cè)定為1個(gè)較寬的反射峰。接下來，對(duì)上述的OTDR測(cè)定結(jié)果進(jìn)行閾值處理(步驟S2)。通過該閾值處理，提取 反射光功率大于或等于閾值的距離范圍R1。閾值設(shè)定在反射峰中的功率與來自光線路的瑞 利散射光所引起的反射光功率之間。在圖7(b)中，測(cè)定范圍Rl成為涵蓋19000m 19011m 的Ilm的范圍。接下來，以距離范圍Rl為測(cè)定范圍進(jìn)行第10⑶R測(cè)定(步驟S3)。在第10⑶R測(cè) 定中，空間分辨率設(shè)為20cm。將測(cè)定范圍Rl中的第10CDR測(cè)定的結(jié)果、與測(cè)定范圍Rl以外 的范圍中的OTDR測(cè)定的結(jié)果連結(jié)而得到的測(cè)定結(jié)果，如圖7(c)所示。利用第10CDR測(cè)定， 將Im間隔的4個(gè)濾光器分別識(shí)別為4個(gè)反射峰。接下來，對(duì)第10CDR測(cè)定結(jié)果進(jìn)行閾值處理(步驟S4)。利用該閾值處理，提取 反射光功率大于或等于閾值的距離范圍R2。在圖7(c)中，測(cè)定范圍R2包含19003. 60 19004. 42m、19004. 60 19005. 42m、19005. 60 19006. 42m、以及 19006. 60 19007. 42m這4個(gè)部分范圍，作為整體成為328cm( = 82cmX4)的范圍。接下來，以距離范圍R2為測(cè)定范圍進(jìn)行第20⑶R測(cè)定(步驟S5)。在第20⑶R測(cè) 定中，空間分辨率設(shè)為4cm。將測(cè)定范圍R2中的第20CDR測(cè)定的結(jié)果、與距離范圍R2以外 的范圍中的第10CDR測(cè)定的結(jié)果(還包括OTDR測(cè)定的結(jié)果)連結(jié)而得到的測(cè)定結(jié)果，如圖 7(d)所示。利用第20CDR測(cè)定，使4個(gè)濾光器的反射峰的寬度進(jìn)一步變窄，從而可以更高精 確度地確定峰位置。接下來，對(duì)第20⑶R測(cè)定結(jié)果進(jìn)行峰值檢測(cè)處理(步驟S6)。通過該峰值檢測(cè)處 理，識(shí)別4個(gè)濾光器的位置，可以得到離散反射點(diǎn)的位置及強(qiáng)度(反射光功率的峰值)的數(shù) 據(jù)。該數(shù)據(jù)在圖8(a)中以曲線圖(plot)的方式表示。接下來，將存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置18中的離散反射點(diǎn)的位置及強(qiáng)度的數(shù)據(jù)、與第10⑶R 測(cè)定中的脈沖(impulse)響應(yīng)進(jìn)行卷積運(yùn)算，計(jì)算第10CDR測(cè)定中的脈沖響應(yīng)對(duì)于測(cè)定結(jié) 果所作出的貢獻(xiàn)(步驟S7)。脈沖響應(yīng)是僅存在1個(gè)反射點(diǎn)的情況下所得到的測(cè)定結(jié)果。 在圖8 (a)中以虛線表示在4個(gè)離散反射點(diǎn)分別進(jìn)行卷積處理的4個(gè)脈沖響應(yīng)。通過對(duì)這些脈沖響應(yīng)在測(cè)定范圍R2以外的范圍中進(jìn)行相加，而求出脈沖響應(yīng)對(duì) 于第10⑶R測(cè)定的貢獻(xiàn)。將其在圖8(a)中以實(shí)線表示。通過將脈沖響應(yīng)的貢獻(xiàn)從第20⑶R 測(cè)定的結(jié)果(圖7(d))中減去，從而可以得到對(duì)第10CDR測(cè)定中的脈沖響應(yīng)進(jìn)行修正后的 反射率分布。該修正后的反射率分布在圖8(b)中表示。同樣地，將存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置18中的離散反射點(diǎn)的位置及強(qiáng)度的數(shù)據(jù)、與OTDR測(cè)定 中的脈沖響應(yīng)進(jìn)行卷積運(yùn)算，計(jì)算OTDR測(cè)定中的脈沖響應(yīng)對(duì)于測(cè)定結(jié)果所作出的貢獻(xiàn)(步 驟S8)。在圖8(c)中以虛線表示在4個(gè)離散反射點(diǎn)分別進(jìn)行卷積處理的4個(gè)脈沖響應(yīng)。通過對(duì)這些脈沖響應(yīng)在測(cè)定范圍R2以外的范圍中進(jìn)行相加，而求出脈沖響應(yīng)對(duì) 于第10⑶R測(cè)定的貢獻(xiàn)。將其在圖8(c)中以實(shí)線表示。通過將脈沖響應(yīng)的貢獻(xiàn)從對(duì)第10⑶R 測(cè)定中的脈沖響應(yīng)進(jìn)行修正后的反射率分布(圖8(b))中減去，從而可以得到對(duì)OTDR測(cè)定 中的脈沖響應(yīng)進(jìn)行修正后的反射率分布。該修正后的反射率分布在圖8(d)中表示。如圖 8(d)所示，可以得到與應(yīng)測(cè)定的反射率分布(圖7(a))非常一致的測(cè)定結(jié)果。如上述所示，在不進(jìn)行脈沖響應(yīng)的修正處理的情況下，如圖7(d)所示，在測(cè)定范 圍的邊界部產(chǎn)生由脈沖響應(yīng)所引起的測(cè)定結(jié)果的不連續(xù)性。與此相對(duì)，通過進(jìn)行脈沖響應(yīng) 的修正處理，如圖8(d)所示，可以得到不連續(xù)性減少的測(cè)定結(jié)果。由于反射率分布的測(cè)定 結(jié)果中的不連續(xù)性，常常難以與光線路中的反射及光學(xué)損耗等的特征點(diǎn)對(duì)于測(cè)定結(jié)果所作 出的貢獻(xiàn)區(qū)別開，所以可以減少因減少不連續(xù)性而出現(xiàn)錯(cuò)誤的特征點(diǎn)檢測(cè)。另外，為了實(shí)現(xiàn)脈沖響應(yīng)的修正處理，優(yōu)選將OCDR測(cè)定及OTDR測(cè)定各自中的脈沖 響應(yīng)的波形存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置18中。此外，也可以在光線路監(jiān)視裝置內(nèi)或光線路內(nèi)有意地設(shè) 置反射點(diǎn)，通過測(cè)定該反射點(diǎn)而求出脈沖響應(yīng)。此外，如上述所示，通過將OTDR測(cè)定(分辨率2m)、第10⑶R測(cè)定(分辨率20cm) 及第20CDR測(cè)定(分辨率如!11)組合而進(jìn)行測(cè)定，可以以較寬的距離范圍為對(duì)象，以高空間 分辨率在短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)離散反射點(diǎn)。假設(shè)如上所示要以分辨率4cm的OCDR毫無遺漏地測(cè) 定大約20km的距離范圍，則OCDR的測(cè)定數(shù)量成為50萬個(gè)。在代表性的OCDR測(cè)定中，需要 大約Ims/個(gè)，因此測(cè)定時(shí)間需要500秒。另一方面，在本實(shí)施方式中，OTDR的測(cè)定時(shí)間是100μ s，第10⑶R測(cè)定(測(cè)定范圍Rl的長(zhǎng)度=11m、分辨率=20cm)的測(cè)定時(shí)間是55ms(= 55個(gè)Xlms/個(gè))，第20CDR測(cè)定(測(cè)定范圍R2的長(zhǎng)度的合計(jì)=328cm、分辨率=4cm)的測(cè) 定時(shí)間是82ms ( = 82個(gè)X Ims/個(gè))，因此測(cè)定時(shí)間縮短為137ms。(第2實(shí)施方式)圖9是表示具有第2實(shí)施方式所涉及的光線路監(jiān)視裝置14B而構(gòu)成的光線路監(jiān)視 系統(tǒng)IB的結(jié)構(gòu)的圖。如果與圖1所示的第1實(shí)施方式所涉及的光線路監(jiān)視系統(tǒng)IA比較，則 該圖9所示的第2實(shí)施方式所涉及的光線路監(jiān)視系統(tǒng)1B，在取代站點(diǎn)IOA而具有站點(diǎn)IOB 這一點(diǎn)上不同，在站點(diǎn)中取代光線路監(jiān)視裝置14A而具有光線路監(jiān)視裝置14B這一點(diǎn)上不 同。此外，如果與圖1中的光線路監(jiān)視裝置14A的結(jié)構(gòu)比較，則圖9中的光線路監(jiān)視裝 置14B，在取代OOTR測(cè)定部15及OTDR測(cè)定部16而具有0⑶R/0TDR測(cè)定部15B這一點(diǎn)上不 同。此外，如果與圖1中的OCDR測(cè)定部15的結(jié)構(gòu)比較，則圖9中的0CDR/0TDR測(cè)定部15B 在具有光開關(guān)66及AD轉(zhuǎn)換器67這一點(diǎn)上不同。光開關(guān)66設(shè)置在光分支器43與偏振調(diào)制器46之間，進(jìn)行從光分支器43分支而 輸出的光的通過/切斷。AD轉(zhuǎn)換器67將從平衡檢波器52輸出的電信號(hào)(模擬信號(hào))轉(zhuǎn)換 為數(shù)字信號(hào)，并將該數(shù)字信號(hào)輸出至控制部61。0⑶R/0TDR測(cè)定部15B可以進(jìn)行OOTR測(cè)定及OTDR測(cè)定這兩者。在0⑶R/0TDR測(cè) 定部15B進(jìn)行OOTR測(cè)定的情況下，光開關(guān)66設(shè)為接通狀態(tài)。0⑶R/0TDR測(cè)定部15B的其他 構(gòu)成要素以與圖1中的OCDR測(cè)定部15相同的方式動(dòng)作，而實(shí)現(xiàn)OCDR測(cè)定。在0⑶R/0TDR測(cè)定部15B進(jìn)行OTDR測(cè)定的情況下，光開關(guān)66設(shè)為切斷狀態(tài)，從光 分支器43分支而輸出的光，不輸入至平衡檢波器52。信號(hào)發(fā)生器62輸出脈沖信號(hào)，被輸入 了該脈沖信號(hào)的光源41輸出脈沖狀的監(jiān)視光。光強(qiáng)度調(diào)制器42及監(jiān)視光選通門部44設(shè) 為接通狀態(tài)，從光源41輸出的脈沖狀的監(jiān)視光，直接通過光強(qiáng)度調(diào)制器42及監(jiān)視光選通門 部44?；蛘?，也可以通過從光源41輸出連續(xù)光，利用光強(qiáng)度調(diào)制器42或監(jiān)視光選通門部 44對(duì)光強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)制，從而產(chǎn)生脈沖狀的監(jiān)視光。在后者的情況下，通過在光源41中進(jìn)行 頻率調(diào)制而使光頻譜擴(kuò)散，可以抑制在光線路中的感應(yīng)布里淵散射的產(chǎn)生，而將更高功率 的監(jiān)視光送出至光線路。其結(jié)果，可以改善測(cè)定的SN比，并且延長(zhǎng)測(cè)定距離，實(shí)現(xiàn)所容許的 光線路損耗的擴(kuò)大。監(jiān)視光經(jīng)由光循環(huán)器45及光耦合器12而被送出至測(cè)定對(duì)象的PON系統(tǒng)(第1光 線路32、光分支器20、第2光線路33n、濾光器22n)，在測(cè)定對(duì)象中產(chǎn)生的反射光，經(jīng)由光耦 合器12及光循環(huán)器45而到達(dá)至平衡檢波器52。平衡檢波器52在OTDR測(cè)定的情況下進(jìn)行 非平衡動(dòng)作，輸出與反射光功率成正比的電信號(hào)。從平衡檢波器52輸出的電信號(hào)被分支為 2個(gè)，一個(gè)經(jīng)由第1濾波器53等而輸出至AD轉(zhuǎn)換器57，另一個(gè)輸出至AD轉(zhuǎn)換器67。其中 來自AD轉(zhuǎn)換器67的輸出被控制部61所讀取，并被作為OTDR測(cè)定結(jié)果而存儲(chǔ)。按照以上的方式利用0⑶R/0TDR測(cè)定部15B取得的0⑶R測(cè)定結(jié)果及OTDR測(cè)定結(jié) 果，在控制部17中，與第1實(shí)施方式中的處理同樣地進(jìn)行處理。如上述所示，在本實(shí)施方式中，將OTDR測(cè)定及OCDR測(cè)定中的光源部及檢測(cè)部共通 化。通過這樣處理，與未共通化的情況相比，可以降低由于光源波長(zhǎng)的波動(dòng)及檢測(cè)部的靈敏度波動(dòng)所產(chǎn)生的OTDR測(cè)定結(jié)果與OCDR測(cè)定結(jié)果之間的不匹配。這種不匹配，在第1實(shí)施方 式所說明的脈沖響應(yīng)的修正處理中無法去除，而成為導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果的不連續(xù)性的原因。與 此相對(duì)，通過如本實(shí)施方式所示將光源部及檢測(cè)部共通化，可以降低這種不連續(xù)性，從而降 低光線路中的特征點(diǎn)的誤檢測(cè)。(第3實(shí)施方式)圖10是第3實(shí)施方式所涉及的光通信系統(tǒng)IOlA及光反射測(cè)定裝置113A的結(jié)構(gòu) 圖。在該圖所示的光通信系統(tǒng)IOlA中，將設(shè)置于站點(diǎn)IlOA中的站點(diǎn)側(cè)終端111和N個(gè)加 入者終端Ul1 121n經(jīng)由光分支器120而彼此利用光纖線路光學(xué)連接，從而在站點(diǎn)側(cè)終 端111與各加入者終端121n之間進(jìn)行光通信。在這里，N是大于或等于2的整數(shù)，η是大 于或等于1而小于或等于N的各整數(shù)。這種光通信系統(tǒng)IOlA的形態(tài)，被稱為PON(Passive Optical Network)。作為代表性情況，分支數(shù)N是4 32個(gè)。在站點(diǎn)IlOA中，除了站點(diǎn)側(cè)終端111之外另設(shè)置有光耦合器112及光反射測(cè)定裝 置113A。站點(diǎn)側(cè)終端111與光耦合器112通過光纖線路131而光學(xué)連接。光耦合器112與 光分支器120通過光纖線路132而光學(xué)連接。光分支器120與各加入者終端121n通過光 纖線路13 而光學(xué)連接。此外，在光耦合器112上還光學(xué)連接有光反射測(cè)定裝置113A。光反射測(cè)定裝置113A可以進(jìn)行0⑶R測(cè)定及OTDR測(cè)定這兩者，將0⑶R測(cè)定結(jié)果 和OTDR測(cè)定結(jié)果組合而輸出。光反射測(cè)定裝置113A具有光源部140A、測(cè)定部160A及處理 部170，且進(jìn)一步具有光調(diào)制器151及光延遲線152。光源部140A選擇對(duì)光頻率進(jìn)行調(diào)制而具有梳齒狀的光波相干函數(shù)的第1監(jiān)視光 及脈沖狀的第2監(jiān)視光中的任一個(gè)，并輸出至光耦合器112。此外，光源部140A將第1監(jiān) 視光的一部分分支，而作為參照光輸出至光調(diào)制器151。第1監(jiān)視光及參照光用于OCDR測(cè) 定，而第2監(jiān)視光用于OTDR測(cè)定。光源部140A包括光源141、信號(hào)發(fā)生器142、光調(diào)制器 143及光耦合器144。光源部140A中包含的光源141，是可以對(duì)輸出光的光頻率進(jìn)行調(diào)制的光源，例如 是半導(dǎo)體DFB激光光源或附帶外部共振器的半導(dǎo)體激光光源等。光源141輸出連續(xù)光。信 號(hào)發(fā)生器142輸出用于對(duì)從光源141輸出的連續(xù)光的光頻率進(jìn)行調(diào)制的調(diào)制信號(hào)，并將該 調(diào)制信號(hào)發(fā)送至光源141。光調(diào)制器143輸入從光源141輸出的光，并根據(jù)需要對(duì)該光進(jìn)行 調(diào)制而輸出。光耦合器144將從光調(diào)制器143輸出的光分支為2個(gè)，將一個(gè)分支光輸出至 光耦合器112，將另一個(gè)分支光輸入至光調(diào)制器151。測(cè)定部160A基于從光源部140A輸出的第1監(jiān)視光在測(cè)定對(duì)象物中傳輸時(shí)所產(chǎn)生 的反射光及從光源部140A輸出的參照光，而取得OCDR測(cè)定結(jié)果。此外，測(cè)定部160A基于 從光源部140A輸出的第2監(jiān)視光在測(cè)定對(duì)象物中傳輸時(shí)所產(chǎn)生的反射光，而取得OTDR測(cè) 定結(jié)果。測(cè)定部160A包括光耦合器161、平衡檢波器162、濾波器163、RF檢波器164、AD 轉(zhuǎn)換器165及AD轉(zhuǎn)換器166。測(cè)定部160A中包含的光耦合器161輸入從光耦合器144輸出的光，并且在從光延 遲線152輸出光的情況下，也輸入該從光延遲線152輸出的光，并將該輸入的光輸出至平衡 檢波器162。平衡檢波器162輸入從光耦合器161輸出的光并進(jìn)行檢波，將表示該檢波結(jié)果 的電信號(hào)輸出至濾波器163或AD轉(zhuǎn)換器166。濾波器163輸入從平衡檢波器162輸出的電 信號(hào)，并將該電信號(hào)中包含的噪聲成分去除，并將該去除噪聲后的電信號(hào)輸出至RF檢波器164。測(cè)定部160A中包含的RF檢波器164，輸入從濾波器163輸出的電信號(hào)，并轉(zhuǎn)換為 相當(dāng)于干涉成分的大小的電信號(hào)而輸出至AD轉(zhuǎn)換器165。AD轉(zhuǎn)換器165輸入從RF檢波器 164輸出的電信號(hào)，將該電信號(hào)(模擬信號(hào))轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并將該數(shù)字信號(hào)(0CDR測(cè)定 結(jié)果)輸出至處置部170。此外，AD轉(zhuǎn)換器166輸入從平衡檢波器162輸出的電信號(hào)，將 該電信號(hào)(模擬信號(hào))轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并將該數(shù)字信號(hào)(0TDR測(cè)定結(jié)果)輸出至處置部 170。另外，在0⑶R測(cè)定時(shí)，不使用AD轉(zhuǎn)換器166。此外，在OTDR測(cè)定時(shí)，不使用濾波器 163、RF檢波器164及AD轉(zhuǎn)換器165。處理部170將利用測(cè)定部160A所取得的OOTR測(cè)定結(jié)果與OTDR測(cè)定結(jié)果組合而 輸出。此外，處理部170基于0⑶R測(cè)定結(jié)果和OTDR測(cè)定結(jié)果而進(jìn)行規(guī)定的運(yùn)算，并將該運(yùn) 算結(jié)果輸出。處理部170包括控制部171及存儲(chǔ)部172。處理部170中包含的控制部171，控制光源部140A的動(dòng)作。此外，控制部171輸 入從AD轉(zhuǎn)換器165輸出的數(shù)字信號(hào)(0CDR測(cè)定結(jié)果)，并且輸入從AD轉(zhuǎn)換器166輸出的 數(shù)字信號(hào)(0TDR測(cè)定結(jié)果)，將上述OCDR測(cè)定結(jié)果及OTDR測(cè)定結(jié)果存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部172中。 存儲(chǔ)部172預(yù)先存儲(chǔ)第2監(jiān)視光的脈沖時(shí)間波形。并且，控制部171基于OCDR測(cè)定結(jié)果、 OTDR測(cè)定結(jié)果及第2監(jiān)視光的脈沖時(shí)間波形而進(jìn)行規(guī)定的運(yùn)算，并將該運(yùn)算結(jié)果輸出。下面，說明OOTR測(cè)定。在OOTR測(cè)定的情況下，光源部140A輸出對(duì)光頻率進(jìn)行調(diào) 制而具有梳齒狀的光波相干函數(shù)的第1監(jiān)視光。此時(shí)，從光源141輸出的連續(xù)光，利用信號(hào) 發(fā)生器142對(duì)光頻率進(jìn)行調(diào)制，而具有梳齒狀的光波相干函數(shù)。作為具體例，作為第1監(jiān)視 光而使用將光頻率以一定時(shí)間間隔依次以&、&+4、&-4、&+24、&-24、&+34、&-3仁、… 的方式調(diào)制的光。或者，作為第1監(jiān)視光而使用以調(diào)制頻率fs將光頻率調(diào)制為正弦波狀的 光。如上述所示調(diào)制光頻率后的第1監(jiān)視光的光波相干函數(shù)，在fs τ為整數(shù)時(shí)具有與delta 函數(shù)形狀類似的形狀的峰(相干峰)。即，上述第1監(jiān)視光具有梳齒狀的光波相干函數(shù)。如 果fs變化，則相干峰的位置也變化。優(yōu)選光調(diào)制器143與光頻率調(diào)制同步地對(duì)從光源141輸出的連續(xù)光進(jìn)行強(qiáng)度調(diào) 制，并將該強(qiáng)度調(diào)制后的光作為第1監(jiān)視光而輸出。這種第1監(jiān)視光，成為抑制光波相干函 數(shù)的旁波瓣后的光。并且，光耦合器144將從光調(diào)制器143輸出的第1監(jiān)視光輸出至光耦 合器112，并且將第1監(jiān)視光的一部分分支，而作為參照光輸出至光調(diào)制器151。從光耦合器144輸出至光耦合器112的第1監(jiān)視光，經(jīng)由光纖線路132、光分支器 120及光纖線路13 而傳輸至加入者終端121n。在第1監(jiān)視光在測(cè)定對(duì)象物(光纖線路 132、光分支器120、光纖線路13 、加入者終端121n)中傳輸時(shí)，在測(cè)定對(duì)象物上的離散反射 點(diǎn)產(chǎn)生菲涅耳反射光，此外，在離散反射點(diǎn)之間的區(qū)間中產(chǎn)生瑞利散射光。這些反射光(菲 涅耳反射光、瑞利散射光)，經(jīng)由光耦合器112及光耦合器144而輸入至光耦合器161。另一方面，從光耦合器144輸出至光調(diào)制器151的參照光，經(jīng)由光調(diào)制器151及光 延遲線152而輸入至光耦合器161。光調(diào)制器151輸入從光耦合器144輸出的參照光，并根 據(jù)需要在規(guī)定的定時(shí)對(duì)參照光施加選通門處理，由此確定OCDR測(cè)定時(shí)的測(cè)定對(duì)象物中的 被測(cè)定位置。光延遲線152對(duì)從光調(diào)制器151輸出的參照光施加延遲，由此減小輸入至光 耦合器161的第1監(jiān)視光的反射光與參照光之間的光程差，從而降低因從光源141輸出的光的相位波動(dòng)所產(chǎn)生的噪聲。另外，光調(diào)制器15除了對(duì)參照光施加選通門之外，也可以對(duì)參照光進(jìn)行偏振調(diào) 制，也可以使參照光的光頻率偏移，也可以進(jìn)行上述中的多個(gè)處理。通過對(duì)參照光進(jìn)行 偏振調(diào)制，在多個(gè)偏振狀態(tài)下將OCDR測(cè)定結(jié)果平均化，可以降低第1監(jiān)視光及參照光的 偏振波動(dòng)的影響。此外，通過使參照光的光頻率偏移而對(duì)第1監(jiān)視光的反射光進(jìn)行外差 (heterodyne)檢波，由此可以降低因第1監(jiān)視光的強(qiáng)度波動(dòng)所引起的噪聲。光耦合器161將從光耦合器144輸出的第1監(jiān)視光的反射光與從光延遲線152輸 出的參照光耦合，將它們輸出至平衡檢波器162。平衡檢波器162輸入這些反射光和參照光 而進(jìn)行平衡檢波，并將相當(dāng)于這些反射光及參照光各自電場(chǎng)的干涉成分的電信號(hào)輸出至濾 波器163。濾波器163輸入從平衡檢波器162輸出的電信號(hào)，將該電信號(hào)中包含的噪聲成分 去除，并將該去除后的電信號(hào)輸出至RF檢波器164。RF檢波器164輸入從濾波器163輸出的電信號(hào)，轉(zhuǎn)換為相當(dāng)于干涉成分的大小的 電信號(hào)，并輸出至AD轉(zhuǎn)換器165。AD轉(zhuǎn)換器165輸入從RF檢波器164輸出的電信號(hào)，將該 電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并將該數(shù)字信號(hào)輸出至控制部171?？刂撇?71輸入從AD轉(zhuǎn)換器 165輸出的數(shù)字信號(hào)，并將該數(shù)字信號(hào)利用存儲(chǔ)部172進(jìn)行存儲(chǔ)。此數(shù)字信號(hào)的值，表示測(cè) 定對(duì)象物中的被測(cè)定位置處的反射率。并且，通過控制部171的控制，變更光源141中的光頻率調(diào)制時(shí)的參數(shù)fs，由此變 更相干峰的位置(即、測(cè)定對(duì)象物中的被測(cè)定位置)，而與上述相同地，將表示測(cè)定對(duì)象物 中的被測(cè)定位置處的反射率的數(shù)字信號(hào)利用存儲(chǔ)部172進(jìn)行存儲(chǔ)。通過對(duì)相干峰的位置 (即、測(cè)定對(duì)象物中的被測(cè)定位置)進(jìn)行掃描，可以得到OCDR測(cè)定結(jié)果。下面，說明OTDR測(cè)定。在OTDR測(cè)定的情況下，光源部140A輸出脈沖狀的第2監(jiān) 視光。此時(shí)，光調(diào)制器143對(duì)從光源141輸出的連續(xù)光進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制，作為脈沖狀的第2監(jiān) 視光而輸出。此時(shí)，優(yōu)選光源141按照從信號(hào)發(fā)生器142輸出的調(diào)制信號(hào)對(duì)光頻率進(jìn)行調(diào) 制，而輸出頻譜擴(kuò)散后的連續(xù)光。如上述所示通過使第2監(jiān)視光的頻譜擴(kuò)散，從而在第2監(jiān) 視光在光纖線路132、133i 3 中傳輸時(shí)，抑制感應(yīng)布里淵散射等非線性光學(xué)現(xiàn)象的產(chǎn)生。 并且，光耦合器144將從光調(diào)制器143輸出的第2監(jiān)視光輸出至光耦合器112，并且將第2 監(jiān)視光的一部分分支而輸出至光調(diào)制器151。輸出至光調(diào)制器151的光，被該光調(diào)制器151 切斷。從光耦合器144輸出至光耦合器112的第2監(jiān)視光，經(jīng)由光纖線路132、光分支器 120及光纖線路13 而傳輸至加入者終端121n。在第2監(jiān)視光在測(cè)定對(duì)象物(光纖線路 132、光分支器120、光纖線路13 、加入者終端121n)中傳輸時(shí)，在測(cè)定對(duì)象物上的離散反射 點(diǎn)產(chǎn)生菲涅耳反射光，此外，在離散反射點(diǎn)之間的區(qū)間中產(chǎn)生瑞利散射光。這些反射光(菲 涅耳反射光、瑞利散射光)，經(jīng)由光耦合器112及光耦合器144而輸入至光耦合器161。光耦合器161輸入從光耦合器144輸出的第2監(jiān)視光的反射光，并將其輸出至平 衡檢波器162。平衡檢波器162進(jìn)行非平衡動(dòng)作，輸入從光耦合器161輸出的光，并將與該 輸入光功率對(duì)應(yīng)的電信號(hào)輸出至AD轉(zhuǎn)換器166。將該電信號(hào)表現(xiàn)為時(shí)間的函數(shù)，其結(jié)果表 示測(cè)定對(duì)象物中的反射率分布。AD轉(zhuǎn)換器166輸入從平衡檢波器162輸出的電信號(hào)，將該 電信號(hào)以一定時(shí)間間隔轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并將該數(shù)字信號(hào)輸出至控制部171。控制部171輸 入從AD轉(zhuǎn)換器166輸出的數(shù)字信號(hào)，并將該數(shù)字信號(hào)利用存儲(chǔ)部172進(jìn)行存儲(chǔ)。這樣可以得到OTDR測(cè)定結(jié)果。下面，使用圖11及圖12，說明處理部170中的處理內(nèi)容。圖11是示意地分別表 示0⑶R測(cè)定結(jié)果、OTDR測(cè)定結(jié)果及處理部170的處理結(jié)果的圖。圖12是表示處理部170 的處理流程的圖。處理部170中包含的控制部171，使用以上述方式得到并利用存儲(chǔ)部172 進(jìn)行存儲(chǔ)的OCDR測(cè)定結(jié)果及OTDR測(cè)定結(jié)果、以及利用存儲(chǔ)部172預(yù)先存儲(chǔ)的第2監(jiān)視光 的脈沖時(shí)間波形，進(jìn)行如以下所示的處理。如圖11所示，通常，根據(jù)OCDR測(cè)定結(jié)果，可以以高空間分辨率得到離散性的反射 點(diǎn)的位置(例如光纖線路13 與加入者終端121n之間的連接點(diǎn))，但在這些反射點(diǎn)之間的 區(qū)間中，由于觀測(cè)到因光波相干函數(shù)的旁波瓣所引起的相干噪聲，所以無法得到該區(qū)間的 信息。另一方面，根據(jù)OTDR測(cè)定結(jié)果，在離散性的反射點(diǎn)之間的區(qū)間中觀測(cè)到瑞利散射光， 但在這些反射點(diǎn)的附近，觀測(cè)到因反射點(diǎn)位置與第2監(jiān)視光的脈沖時(shí)間波形的卷積所引起 的較寬(broad)的峰。因此，考慮這種0⑶R測(cè)定結(jié)果及OTDR測(cè)定結(jié)果各自的特質(zhì)，本實(shí)施方式所涉及的 光反射測(cè)定裝置113A的處理部170，通過使用0⑶R測(cè)定結(jié)果、OTDR測(cè)定結(jié)果及第2監(jiān)視光 的脈沖時(shí)間波形而進(jìn)行圖12所示的處理，從而得到包含如圖11所示的瑞利散射光測(cè)定的 高分辨率的反射點(diǎn)測(cè)定結(jié)果。處理部170中包含的控制部171，首先，使用存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部172中的0⑶R測(cè)定結(jié) 果，以比相干噪聲高的規(guī)定水平進(jìn)行OCDR測(cè)定結(jié)果的閾值處理而檢測(cè)峰值位置，由此求出 測(cè)定對(duì)象物中的離散反射點(diǎn)位置的列表。此外，控制部171使用存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部172中的第2監(jiān)視光的脈沖時(shí)間波形、以及測(cè) 定對(duì)象物的波長(zhǎng)色散或偏振模色散的長(zhǎng)度方向分布等的信息，求出因第2監(jiān)視光在測(cè)定對(duì) 象物中傳輸時(shí)的脈沖擴(kuò)展所引起的各位置處的第2監(jiān)視光的脈沖時(shí)間波形。并且，控制部171對(duì)已求出的離散反射點(diǎn)位置列表和各位置處的第2監(jiān)視光的脈 沖時(shí)間波形進(jìn)行卷積運(yùn)算，由此求出離散反射點(diǎn)處的第2監(jiān)視光的反射對(duì)于OTDR測(cè)定結(jié)果 的貢獻(xiàn)程度。并且，控制部171基于該求出的貢獻(xiàn)程度，對(duì)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部172中的OTDR測(cè)定結(jié) 果進(jìn)行修正，并將該修正結(jié)果輸出。具體地說，控制部171將離散反射點(diǎn)處的第2監(jiān)視光的 反射對(duì)于OTDR測(cè)定結(jié)果的貢獻(xiàn)，從OTDR測(cè)定結(jié)果中減去，根據(jù)離散反射點(diǎn)的位置列表生成 delta函數(shù)狀的反射峰波形，并將其與上述減法運(yùn)算的結(jié)果進(jìn)行合成。通過由處理部170進(jìn)行上述處理，本實(shí)施方式所涉及的光反射測(cè)定裝置113A可以 高精度地檢測(cè)出測(cè)定對(duì)象物中產(chǎn)生的瑞利散射光及離散性的反射光，可以得到高分辨率的 反射率分布的測(cè)定結(jié)果。(第4實(shí)施方式)圖13是第4實(shí)施方式所涉及的光通信系統(tǒng)IOlB及光反射測(cè)定裝置11 的結(jié)構(gòu) 圖。如果與圖10所示的第3實(shí)施方式所涉及的光通信系統(tǒng)IOlA的結(jié)構(gòu)比較，則該圖13所 示的第4實(shí)施方式所涉及的光通信系統(tǒng)101B，在取代站點(diǎn)IlOA而具有站點(diǎn)IlOB這一點(diǎn)上 不同，且在取代光反射測(cè)定裝置113A而具有光反射測(cè)定裝置11 這一點(diǎn)上不同。此外，如果與圖10中的光反射測(cè)定裝置113A的結(jié)構(gòu)比較，則圖13中的光反射測(cè) 定裝置113B，在取代光源部140A而包含光源部140B這一點(diǎn)上不同，且在取代測(cè)定部160A而包含測(cè)定部160B這一點(diǎn)上不同，此外，在進(jìn)一步包含光循環(huán)器153這一點(diǎn)上不同。光源部140B包括光源141、信號(hào)發(fā)生器142、光調(diào)制器143及光耦合器144。光 耦合器144設(shè)置在光源141和光調(diào)制器143之間，將從光源141輸出的第1監(jiān)視光及第2 監(jiān)視光分別分支為2個(gè)，并將一個(gè)分支光輸出至光調(diào)制器143，將另一個(gè)分支光輸出至光調(diào) 制器151。光調(diào)制器143輸入從光耦合器144輸出的光，對(duì)該光進(jìn)行調(diào)制而輸出至光循環(huán)器 153。光循環(huán)器153輸入從光調(diào)制器143輸出的光，將該輸入的光輸出至光耦合器112。 此外，光循環(huán)器153輸入從光耦合器112輸出的光，將該輸入的光輸出至光耦合器161。測(cè)定部160B包含光耦合器161、平衡檢波器162、濾波器163、RF檢波器164及 AD轉(zhuǎn)換器165。光耦合器161輸入從光循環(huán)器153輸出的光，并且還輸入從光延遲線152 輸出的光，并將上述光輸出至平衡檢波器162。在0⑶R測(cè)定的情況下，從光源141輸出的第1監(jiān)視光，經(jīng)由光耦合器144、光調(diào)制 器143、光循環(huán)器153及光耦合器112，而在測(cè)定對(duì)象物(光纖線路132、光分支器120、光纖 線路13 、加入者終端121n)中傳輸。在該傳輸時(shí)所產(chǎn)生的反射光(菲涅耳反射光、瑞利散 射光)，經(jīng)由光耦合器112及光循環(huán)器153而輸入至光耦合器161。此外，從光源141輸出 的第1監(jiān)視光的一部分，通過光耦合器144進(jìn)行分支而作為參照光。該參照光經(jīng)由光調(diào)制 器151及光延遲線152而輸入至光耦合器161。在測(cè)定部160B及處理部170中，進(jìn)行與第 3實(shí)施方式的情況相同的動(dòng)作，可以得到OCDR測(cè)定結(jié)果。另一方面，在OTDR測(cè)定的情況下，從光源141輸出的第2監(jiān)視光，經(jīng)由光耦合器 144、光調(diào)制器143、光循環(huán)器153及光耦合器112，而在測(cè)定對(duì)象物中傳輸。在該傳輸時(shí)所 產(chǎn)生的反射光(菲涅耳反射光、瑞利散射光)，經(jīng)由光耦合器112及光循環(huán)器153而輸入至 光耦合器161。此外，從光源141輸出的第2監(jiān)視光的一部分，通過光耦合器144進(jìn)行分支 而作為參照光。該參照光經(jīng)由光調(diào)制器151及光延遲線152而輸入至光耦合器161。在本實(shí)施方式中，在OTDR測(cè)定的情況下，平衡檢波器162也進(jìn)行平衡檢波動(dòng)作。優(yōu) 選利用光調(diào)制器151使參照光的光頻率偏移，利用平衡檢波器162對(duì)第2監(jiān)視光進(jìn)行外差 檢波。其結(jié)果，實(shí)現(xiàn)作為相干OTDR(C-OTDR)而已知的測(cè)定方式，從而測(cè)定反射率分布。處理部170進(jìn)行與第3實(shí)施方式的情況相同的處理。通過將0⑶R測(cè)定結(jié)果及 C-OTDR測(cè)定結(jié)果以圖12的流程進(jìn)行處理，由此可以得到如圖11所示的高分辨率的反射率 分布測(cè)定結(jié)果。并且，由于在C-OTDR測(cè)定中，通過使用具有足夠高功率的參照光可以進(jìn)行 散粒噪聲(shot noise)級(jí)別的測(cè)定，所以也可以在32分支系統(tǒng)等的光分支器120處的插 入損耗高的PON系統(tǒng)中使用。以上，光反射測(cè)定裝置的特征在于具有(1)光源部，其選擇對(duì)光頻率進(jìn)行調(diào)制而 具有梳齒狀的光波相干函數(shù)的第1監(jiān)視光及脈沖狀的第2監(jiān)視光中的任一種而輸出，并且 將第1監(jiān)視光的一部分分支而作為參照光輸出；( 測(cè)定部，其基于從光源部輸出的第1監(jiān) 視光在測(cè)定對(duì)象物中傳輸時(shí)所產(chǎn)生的反射光及從光源部輸出的參照光，而取得OCDR測(cè)定 結(jié)果，并且基于從光源部輸出的第2監(jiān)視光在測(cè)定對(duì)象物中傳輸時(shí)所產(chǎn)生的反射光，而取 得OTDR測(cè)定結(jié)果；以及C3)處理部，其將利用測(cè)定部取得的OCDR測(cè)定結(jié)果和OTDR測(cè)定結(jié) 果進(jìn)行組合而輸出。通過按照上述方式將OCDR測(cè)定結(jié)果和OTDR測(cè)定結(jié)果進(jìn)行組合而輸出， 可以以高空間分辨率對(duì)測(cè)定對(duì)象物中的離散反射點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，并且還可以測(cè)定測(cè)定對(duì)象物中的離散反射點(diǎn)之間的區(qū)間的狀態(tài)。此外，在光反射測(cè)定裝置中，優(yōu)選在處理部中，基于0⑶R測(cè)定結(jié)果而求出測(cè)定對(duì) 象物中的離散反射點(diǎn)的位置，基于該求出的離散反射點(diǎn)的位置和第2監(jiān)視光的脈沖時(shí)間波 形，而求出離散反射點(diǎn)處的第2監(jiān)視光的反射對(duì)于OTDR測(cè)定結(jié)果的貢獻(xiàn)程度，基于該求出 的貢獻(xiàn)程度而對(duì)OTDR測(cè)定結(jié)果進(jìn)行修正，并將該修正結(jié)果輸出。通過進(jìn)行上述處理，可以 測(cè)定測(cè)定對(duì)象物中的離散反射點(diǎn)附近的狀態(tài)，并且可以將離散反射點(diǎn)及離散反射點(diǎn)之間的 區(qū)間的信息一元化。此外，光通信系統(tǒng)用于在利用光纖線路彼此光學(xué)連接的站點(diǎn)側(cè)終端和加入者終端 之間進(jìn)行光通信，其特征在于，具有設(shè)置在光纖線路的中途的光耦合器、以及與該光耦合器 光學(xué)連接的上述光反射測(cè)定裝置，將從光反射測(cè)定裝置選擇性地輸出的第1監(jiān)視光或第2 監(jiān)視光，經(jīng)由光耦合器在光纖線路上傳輸，將第1監(jiān)視光或第2監(jiān)視光在光纖線路上傳輸時(shí) 所產(chǎn)生的反射光，經(jīng)由光耦合器而輸入至光反射測(cè)定裝置。此外，優(yōu)選本發(fā)明所涉及的光通 信系統(tǒng)，將站點(diǎn)側(cè)終端和多個(gè)加入者終端經(jīng)由光分支器而光學(xué)連接，并在站點(diǎn)側(cè)終端和光 分支器之間的光纖線路的中途設(shè)置光耦合器。如上述所示，通過在光通信系統(tǒng)中使用上述 光反射測(cè)定裝置，可以確定在加入者終端或光纖線路上產(chǎn)生故障的部位。此外，優(yōu)選在光通信系統(tǒng)中，對(duì)于每個(gè)加入者終端，從光分支器至多個(gè)加入者終端 的每一個(gè)為止的光纖長(zhǎng)度不同。在此情況下，可以分別將加入者終端進(jìn)行區(qū)別。根據(jù)上述的光反射測(cè)定裝置或光通信系統(tǒng)，可以高精度地檢測(cè)出測(cè)定對(duì)象物中所 產(chǎn)生的瑞利散射光及離散性的反射光。(變形例)本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式，可以進(jìn)行各種變形。例如，在上述第3及第4實(shí) 施方式中，也可以將抑制第1監(jiān)視光的光波相干函數(shù)的旁波瓣的方法組合而使用。即，如果 將信號(hào)發(fā)生器142所生成的調(diào)制波形設(shè)為正弦波，則由于在從光源141輸出的光的功率頻 譜的兩端部，頻譜變化變得急劇，所以產(chǎn)生旁波瓣，但為了抑制該旁波瓣，優(yōu)選采用利用濾 光器將頻譜的兩端部平滑化的方法、或通過使調(diào)制波形變形而使頻譜平滑化的方法。此外，在上述第3及第4實(shí)施方式中，優(yōu)選通過使用波長(zhǎng)與從站點(diǎn)側(cè)終端111輸出 的信號(hào)光的波長(zhǎng)不同的監(jiān)視光，而防止信號(hào)光與監(jiān)視光的干涉。由于作為信號(hào)光波長(zhǎng)，使用 1. 3 μ m頻帶、1. 49 μ m頻帶及1. 55 μ m頻帶等，所以作為第1監(jiān)視光或第2監(jiān)視光的波長(zhǎng)， 優(yōu)選為1. 58 1. 65 μ m頻帶。此外，優(yōu)選光耦合器112作為波長(zhǎng)合波器而將信號(hào)光及監(jiān)視 光的插入損耗抑制為最小限度。此外，在上述第3及第4實(shí)施方式中，在OTDR測(cè)定中使用的第2監(jiān)視光，也可以通 過對(duì)光源141直接進(jìn)行調(diào)制而生成。此外，在上述第3及第4實(shí)施方式中，優(yōu)選如圖10及圖13分別示意地所示，光纖 線路133i 13 各自的長(zhǎng)度彼此不同。特別地，如果將各光纖線路13 的長(zhǎng)度差，設(shè)為比 OCDR測(cè)定的代表性的分辨率大(例如大于或等于50cm)，則可以針對(duì)每個(gè)加入者終端進(jìn)行 區(qū)分并測(cè)定在加入者終端121n和光纖線路13 之間的連接點(diǎn)處產(chǎn)生的離散反射點(diǎn)，因此優(yōu) 選?；蛘撸诩尤胝呓K端121n和光纖線路13 之間，插入具有針對(duì)每個(gè)加入者終端各自以 不同的間隔形成的離散反射點(diǎn)的反射標(biāo)記(marker)元件這一方法，可以作為終端判別方 法而使用。
此外，在上述第3及第4實(shí)施方式中，也可以通過光通信系統(tǒng)的構(gòu)建時(shí)或構(gòu)建后 的測(cè)定，取得從各個(gè)加入者終端至站點(diǎn)為止的距離信息，將其存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部172中，從而將 OCDR的測(cè)定范圍限制在所存儲(chǔ)的至加入者終端為止的距離的附近。由此，可以在短時(shí)間內(nèi) 監(jiān)視是否保持著各個(gè)加入者終端和站點(diǎn)之間的光學(xué)連接。
權(quán)利要求
1.一種光線路監(jiān)視裝置，其特征在于，具有第1測(cè)定單元，其通過OTDR或0⑶R，使第1監(jiān)視光在光線路上傳輸，接收在該第1監(jiān)視 光傳輸時(shí)所產(chǎn)生的第1反射光，作為第1測(cè)定結(jié)果而取得所述光線路中的沿著光傳輸方向 的反射率分布；第2測(cè)定單元，其通過0CDR，使第2監(jiān)視光在所述光線路上傳輸，接收在該第2監(jiān)視光 傳輸時(shí)所產(chǎn)生的第2反射光，作為第2測(cè)定結(jié)果而取得所述光線路中的沿著光傳輸方向的 反射率分布；以及控制部，其在利用所述第1測(cè)定單元以第1空間分辨率取得所述第1測(cè)定結(jié)果后，針對(duì) 基于該第1測(cè)定結(jié)果而確定的所述光線路的一部分范圍，利用所述第2測(cè)定單元，以比所述 第1空間分辨率小的第2空間分辨率取得所述第2測(cè)定結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光線路監(jiān)視裝置，其特征在于，所述控制部基于所述第2測(cè)定結(jié)果而求出所述光線路中的離散反射點(diǎn)的位置，基于該求出的離散反射點(diǎn)的位置和所述第1空間分辨率，而求出所述離散反射點(diǎn)處的 反射對(duì)于所述第1測(cè)定結(jié)果的貢獻(xiàn)程度，基于該求出的貢獻(xiàn)程度而修正所述第1測(cè)定結(jié)果，并輸出該修正結(jié)果。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光線路監(jiān)視裝置，其特征在于，在所述第1測(cè)定單元中輸出所述第1監(jiān)視光的光源部、和在所述第2測(cè)定單元中輸出 所述第2監(jiān)視光的光源部包含共通的部件，在所述第1測(cè)定單元中接收所述第1反射光的檢測(cè)部、和在所述第2測(cè)定單元中接收 所述第2反射光的檢測(cè)部包含共通的部件。
4.一種光線路監(jiān)視系統(tǒng)，其監(jiān)視在利用光線路彼此光學(xué)連接的站點(diǎn)側(cè)終端和加入者終 端之間進(jìn)行光通信的光通信系統(tǒng)，其特征在于，具有光耦合器，其設(shè)置在所述光線路的中途；以及權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的光 線路監(jiān)視裝置，其與該光耦合器光學(xué)連接，該光線路監(jiān)視系統(tǒng)使從所述光線路監(jiān)視裝置選擇性地輸出的所述第1監(jiān)視光或所述 第2監(jiān)視光，經(jīng)由所述光耦合器而在所述光線路上傳輸，將所述第1反射光或所述第2反射光，經(jīng)由所述光耦合器而輸入至所述光線路監(jiān)視裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光線路監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于，所述站點(diǎn)側(cè)終端和多個(gè)加入者終端經(jīng)由光分支器而光學(xué)連接，在所述站點(diǎn)側(cè)終端和所述光分支器之間的光線路的中途，設(shè)置有所述光耦合器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光線路監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)加入者終端分別包含將所述第1監(jiān)視光及所述第2監(jiān)視光按照波長(zhǎng)選擇性地 反射的反射濾光器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光線路監(jiān)視裝置及光線路監(jiān)視系統(tǒng)，其可以以高空間分辨率在短時(shí)間內(nèi)測(cè)定光線路中的反射率分布。設(shè)置在站點(diǎn)(10A)中的光線路監(jiān)視裝置(14A)具有OCDR測(cè)定部(15)，其進(jìn)行OCDR測(cè)定OTDR測(cè)定部(16)，其進(jìn)行OTDR測(cè)定；光開關(guān)(13)，其選擇OCDR測(cè)定部(15)及OTDR測(cè)定部(16)中的一個(gè)而與光耦合器(12)連接；控制部(17)；以及存儲(chǔ)裝置(18)?？刂撇?17)基于使OCDR測(cè)定部(15)進(jìn)行OCDR測(cè)定而取得的OCDR測(cè)定結(jié)果、和使OTDR測(cè)定部(16)進(jìn)行OTDR測(cè)定而取得的OTDR測(cè)定結(jié)果，進(jìn)行規(guī)定的運(yùn)算。
文檔編號(hào)G01M11/00GK102047092SQ200980120440
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2009年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月2日
發(fā)明者中路晴雄, 林哲也, 長(zhǎng)谷川健美 申請(qǐng)人:住友電氣工業(yè)株式會(huì)社