JP2005176300A

JP2005176300A - Ｕｓｂ光時間領域反射テスト装置

Info

Publication number: JP2005176300A
Application number: JP2004235288A
Authority: JP
Inventors: H C Shyu; シーシュウエイチ
Original assignee: Radiantech Inc
Current assignee: Radiantech Inc
Priority date: 2003-12-11
Filing date: 2004-08-12
Publication date: 2005-06-30
Also published as: TWM250145U; US20050128466A1; US7177017B2

Abstract

【課題】ＵＳＢと結合し、直接コンピューターから電源を供給されてテストを行ない、使用上の利便性を向上されたＵＳＢ光時間領域反射テスト装置を提供する
【解決手段】
本発明のＵＳＢ光時間領域反射テスト装置は、光ファイバーをテストする光時間領域反射テストモジュールと、前記光時間領域反射テストモジュールと接続され、外部から前記光時間領域反射テストモジュールに電源を提供し、前記光時間領域反射テストモジュールが前記光ファイバーのテストを行うように制御し、また、データの収集を行うＵＳＢモジュールとを含む。
【選択図】図４

Description

本発明は、ＵＳＢ光時間領域反射テスト装置（ＯＴＤＲ，ＯｐｔｉｃａｌＴｉｍｅＤｏｍａｉｎＲｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ）に関する。当該ＵＳＢ光時間領域反射テスト装置によって、光ファイバーの各種接続状態をテストすると同時に、ＵＳＢポートにより電源を供給し、また、テスト結果をコンピューターに送り、コンピューターを利用して、関連するテストデータ及び結果が得られる。

光ファイバーは光を伝送できるガラス繊維であり、その直径は僅か１００〜１５０ミクロンであり、人間の髪の毛より僅かに太い。そのため、光ファイバーは非常に軽く、しかも、容易に曲げられる。光ファイバーの特徴を利用した光による通信方式は、光ファイバー通信と呼ばれ、既に実用化されている。光ファイバー通信において、光ファイバーは、情報を光束に持たせて、その光束を伝送する。そのため、光ファイバーの内部にデリケットな構造が形成されている。光ファイバーの内部にそのような構造を形成するために、特殊な技術が必要である。

光ファイバーは二つの部分で構成され、中心部分はコア（ｃｏｒｅ）、外層部分はクラッド（ｃｌａｄ）と呼ばれている。光を伝送するため、コアとクラッドの部分の光に対する屈折率（ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅｉｎｄｅｘ）が異なり、かつ、コアの屈折率はクラッドの屈折率よりやや大きいことが必要である。このような構成により、コアに入射する光の大部分は、コアとクラッドの界面で全反射されながら進行する。即ち、コアからクラッドへ出射する光は、界面で全反射されるので、クラッド部分に進入することがない。よって、光ファイバーを曲げても、光はコアの中で、コアとクラッドの界面で反射されながら、曲がった光ファイバーに沿って進行する。

光ファイバーが下記の利点がある。

（１）光ファイバーが非常に細い。千本の光ファイバーの束は、その幅は僅かに７センチである。

（２）データの伝送率が高く、伝送距離が長い。将来は、光ファイバーの伝送率は１００Ｇｂｐｓに達し、伝送距離は１００キロメートルに達することができると予想され、その場合は、１本の光ファイバーの通信線路の機能は、約１万本の通常の通信線路と同じ程度になる。

（３）軽い、腐食されない、電波に干渉されない、また、使用寿命が長い。

光ファイバーの敷設距離が非常に長いので、敷設中に、通常、溶接（ＦｕｓｉｏｎＳｐｌｉｃｅ）やコネクターを利用して、光ファイバーの長さを延長していく。その中に、光ファイバーの曲がりやオープン回路により、光通信不良が生じる場合がある。
従来の光時間領域反射計（ＯＴＤＲ）は、上記の各種状態を探知し、又、当該各種状態が発生した箇所（距離）を特定する機能をすでに有している。

図１は、従来のＯＴＤＲのブロック図である。

図１において、フロント・コネクター（Ｆｒｏｎｔｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）１０、レーザー・ダイオード（Ｌａｓｅｒｄｉｏｄｅ）１１、光カップリング（Ｃｏｕｐｌｅｒ）１２、パルス生成器（Ｐｕｌｓｅｇｅｎｅｒａｔｏｒ）１３、アバランシェフォトダイオード（ＡｖａｌａｎｃｈｅＰｈｏｔｏｄｉｏｄｅ，ＡＰＤ）１４、増幅器（Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）１５、ＡＤコンバーター（ＡＤｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１６、信号制御処理部（Ｃｏｎｔｒｏｌ＆ＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｏｒ）１７、ディスプレー（Ｄｉｓｐｌａｙ）１８を含む。

テスト対象となる光ファイバーはフロント・コネクター１０と接続される。制御信号処理部１７がパルス生成器１３を制御することにより、パルス生成器１３がパルス信号を生成し、レーザー・ダイオード１１が光信号を発する。レーザー・ダイオード１１から光信号は、光カップリング１２を経由してテスト対象となる光ファイバーに入射される。光ファイバーに所定の状態が発生した場合、その状態は、戻り光信号を測定することにより探知できる。

光ファイバーに反射された光信号は、光カップリング１２を経由して、アバランシェフォトダイオード１４に伝送され測定され、アンプリファイア１５により増幅され、ＡＤコンバーター１６によりデジタル信号に変換され、信号制御処理部１７に入力され、ディスプレー１８に出力される。ディスプレー１８に測定結果となる波形が示される。

図２は従来のＯＴＤＲにより光ファイバーを測定した結果となる波形を示す図である。

図２に示された波形の中に、それぞれの位置（距離）に、フロント・コネクター２１、溶接ポイント２２、コネクター２３、曲がり２４、不良コネクター２５、後方散乱２６（Ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）、オープン回路２７（即ち、光ファイバーの終点）などに係る状態が示されている。図２には、光ファイバーに伝送されている信号が距離によって減衰する。また、上記各種の状態が発生した場合に、それぞれ異なる信号が生成されるので、それによって、各種の状態が発生した箇所を判別できる。このようなテストの結果によって、光ファイバーのメンテナンスや修理などを容易に行える。

ＯＴＤＲを用いて光ファイバーをより正確により効率的に敷設することができ、光ファイバーを敷設する際に不可欠である。しかし、従来のＯＴＤＲは単体のテスト装置であるので、実際に、他のハードウエアやソフトウエアと結合して使用する必要がある。そのため、テスト装置全体は大きくて重く、携帯することが不便である欠点がある。

一方、ユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ：ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓ）が既に広く使用され、普及されている。ＵＳＢに標準のソケットが設けられ、即ち、マウス、スキャナー、ディスプレー、プリンターのいずれと接続する場合でも、そのソケットは同じである。所定の周辺機器を使用したい場合、この周辺機器のＵＳＢプラグをコンピューター又はＵＳＢのハブ（Ｈｕｂ）に挿入すれば、コンピューターが自動的にこの新たに接続された周辺機器を探知し、そのドライバー・プログラムをインストールする。使用を終了したい場合は、ＵＳＢプラグを抜くだけで済む。即ち、コンピューターのＷｉｎｄｏｗＯＳに全く影響しない。

さらに、ＵＳＢは、伝送速度が従来のシリアポートの１０倍である。又、ＵＳＢケーブルを通して電源を供給されるので、ＵＳＢのハブに接続された周辺機器は、別途電源ケーブルを用意する必要がなく、これにより、電源ソケットの数を減らすことができる。ＵＳＢについての詳しい情報は、ウエブサイト：ｈｔｔｐ／／ｗｗ．ｓｕｂ．ｏｒｇを参照されたい。

又、現在は、各種の携帯型デジタル製品、例えば、ノードパソコン、携帯情報端末（ＰＤＡ：ＰｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｔ）は、既に普及され、これらの多くは、ＵＳＢの機能を組み組んでいるので、ＯＴＤＲをこのような携帯型デジタル製品と結合することができれば、使用上の利便性を向上することができる。

本発明の目的は、ＵＳＢと結合し、直接コンピューターから電源を供給されてテストを行ない、使用上の利便性を向上されたＵＳＢ光時間領域反射テスト装置を提供することにある。

以上の目的を達成するために、本発明のＵＳＢ光時間領域反射テスト装置は、ＵＳＢと結合した光時間領域反射テスト装置であって、光ファイバーをテストする光時間領域反射テストモジュールと、前記光時間領域反射テストモジュールと接続され、外部から前記光時間領域反射テストモジュールに電源を提供し、前記光時間領域反射テストモジュールが前記光ファイバーのテストを行うように制御し、また、データの収集を行うＵＳＢモジュールとを含む。

好適に、前記光時間領域反射テストモジュールは、レーザー・ダイオードと、光カップリングと、パルス生成器と、アバランシェフォトダイオードと、増幅器と、ＡＤコンバーターと、信号制御処理部とを含む。

好適に、前記ＵＳＢ光時間領域反射テストモジュールは、光ファイバーにおける各種状態を探知し、前記各種状態が発生した場所の距離を測定する。前記各種状態は、前記光ファイバーにおけるコネクター、溶接ポイント、曲がり、後方散乱、光ファイバーの終点の状態を含む。

好適に、前記ＵＳＢモジュールは、外部コンピューターと接続するＵＳＢコネクターを含み、前記ＵＳＢコネクターを経由して、前記外部コンピューターが前記光時間領域反射テストモジュールに電源を供給し、前記光ファイバーのテストを行なうように前記光時間領域反射テストモジュールを制御し、前記光ファイバーにおける各種状態を前記コンピューターのディスプレーに表示し、前記ＵＳＢモジュールを経由して、光ファイバーによる伝送する各種のデータを収集する。

好適に、前記外部コンピューターは、情報通信システム、または、テストシステムで使用する組込みシステムなどの必要なＵＳＢ接続ポートを提供するコンピューターを含む。

次に、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を離脱しない限り、本発明に対するあらゆる変更は本発明の範囲に属する。

図３は本発明の実施形態に係るＵＳＢ光時間領域反射計のブロック図である。本発明のＵＳＢ光時間領域反射計は、光時間領域反射テストモジュール３１と、ＵＳＢモジュール３２とから構成される。光時間領域反射テストモジュール３１は、光ファイバーをテストする。ＵＳＢモジュール３２は光時間領域反射テストモジュール３１と接続され、外部から光時間領域反射テストモジュール３１を制御し、光ファイバーのテスト及びデータ収集を指示する。

光時間領域反射テストモジュール３１は、レーザー・ダイオー１１、光カップリング１２、パルス生成器１３、アバランシェフォトダイオード１４、アンプリファイア１５、ＡＤコンバーター１６、信号制御処理部１７を含む。光時間領域反射テストモジュール３１は、その光ファイバーの各種状態を探知し、その各種の状態が発生した箇所（距離）を特定する。例えば、溶接ポイント２２、コネクター２３、曲がり２４、不良コネクター２５、後方散乱２６、オープン回路２７（光ファイバーの終点）などに関わる状態の位置（距離）を特定できる。

図４は本発明の実施形態に係るＵＳＢ光時間領域反射計をノートパソコンと接続する様子を示す図である。

本発明のＵＳＢ光時間領域反射計３０は、ＵＳＢモジュールのＵＳＢコネクターとＵＳＢケーブル４１を経由し、ノートパソコン４２と接続される。ノートパソコン４２は、ＵＳＢ光時間領域反射計３０に電源を提供し、光時間領域反射テストモジュール３１を制御し、光ファイバー３３のテストを行なう。又、光ファイバー３３での各種状態をコンピューターのディスプレー４３に示す。又、ＵＳＢモジュール３２を通じて、光ファイバーで伝送する各種データを収集する。

上述した本発明のＵＳＢ光時間領域反射テスト装置は、従来のＯＴＤＲのディスプレー、一部のファームウェア及びソフトウエアは、ノートパソコンにより実現される。又、ハードウエア及び一部のファームウェアを留保し、更にＵＳＢモジュールを増設し、外部のコンピューターに制御され、テストの結果やデータなどが直接コンピューターやノートパソコンに表示される。よって、ＯＴＤＲの大きさ及び重さは大幅に減少され、便利に携帯できる。テストをする際に、ＯＴＤＲをノートコンピューターのＵＳＢポートに接続すれば、テストすることができる。又、ＯＴＤＲのデイスプレー、一部のファームウェア、及びソフトを除去したので、製造コストを大幅に低減することができ、ゆえに、産業の競争力が向上される。

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこの実施形態に限定されず、本発明の趣旨を離脱しない限り、本発明に対するあらゆる変更は本発明の範囲に属する。

従来のＵＳＢ光時間領域反射テスト装置の正方形図である。従来のＯＴＤＲのテスト結果を示す図である。本発明の実施形態に係るＵＳＢ光時間領域反射計のブロック図である。本発明の実施形態に係るＵＳＢ光時間領域反射計はノートパソコンと接続された状態を示す図である。

符号の説明

１０フロント・コネクター
１１レーザー・ダイオード
１２光カップリング
１３パルス生成器
１４アバランシェフォトダイオード
１５アンプリファイア
１６ＡＤコンバーター
１７信号制御処理部
１８ディスプレー
２１フロント・コネクター
２２溶接ポイント
２３コネクター
２４曲がり
２５不良コネクター
２６後方散乱
２７オープン回路
３１光時間領域反射テストモジュール
３２ＵＳＢモジュール
３３光ファイバー
４１ＵＳＢ接続ケーブル
４２ノートパソコン
４３ディスプレー

Claims

ＵＳＢと結合した光時間領域反射テスト装置であって、
光ファイバーをテストする光時間領域反射テストモジュールと、
前記光時間領域反射テストモジュールと接続され、外部から前記光時間領域反射テストモジュールに電源を提供し、前記光時間領域反射テストモジュールが前記光ファイバーのテストを行うように制御し、また、データの収集を行うＵＳＢモジュールと
を含む
ＵＳＢ光時間領域反射テスト装置。
前記光時間領域反射テストモジュールは、レーザー・ダイオードと、光カップリングと、パルス生成器と、アバランシェフォトダイオードと、増幅器と、ＡＤコンバーターと、信号制御処理部とを含む
請求項１に記載のＵＳＢ光時間領域反射テスト装置。
前記ＵＳＢ光時間領域反射テストモジュールは、前記光ファイバーにおける各種状態を探知し、前記各種状態が発生した場所の距離を測定し、
前記各種の状態は、前記光ファイバーにおけるコネクター、溶接ポイント、曲がり、後方散乱、光ファイバーの終点の状態を含む
請求項１に記載のＵＳＢ光学タイム反射テスト装置。
前記ＵＳＢモジュールは、外部コンピューターと接続するＵＳＢコネクターを含み、
前記ＵＳＢコネクターを経由して、前記外部コンピューターが前記光時間領域反射テストモジュールに電源を供給し、前記光ファイバーのテストを行なうように前記光時間領域反射テストモジュールを制御し、前記光ファイバーにおける各種状態を前記コンピューターのディスプレーに表示し、
前記ＵＳＢモジュールを経由して、光ファイバーによる伝送する各種のデータを収集する。
請求項１に記載のＵＳＢ光学タイム反射テスト装置。
前記外部コンピューターは、情報通信システム、または、テストシステムで使用する組込みシステムなどの必要なＵＳＢ接続ポートを提供するコンピューターを含む
請求項４に記載のＵＳＢ光学タイム反射テスト装置。