音響雑音環境下における位相雑音補償OFDRの特性に関する検討

摘要

We experimentally show that the spatial resolution of phase-noise compensated optical frequency domain reflectometry (PNC-OFDR) after phase noise compensation is decided by the acoustic phase noise caused by environmental acoustic perturbations acting on a test fiber. When both the auxiliary interferometer and the fiber under test are insulated against acoustic perturbation, the phase noise compensation scheme works almost ideally even over a 40-km range, with at least sixteen-fold concatenation. We also reveal that even when we use a laser with a very narrow linewidth of a few kHz, the phase noise of the laser remains a dominant factor in performance degradation. Test results for an actual fiber cable installed in an underground duct show that there was no severe degradation in performance, and that PNC-OFDR sustained its unique high resolution in actual field use. Moreover, PNC-OFDR can be used for various applications targeting mid- to long-range networks with a narrow spatial resolution, which cannot be achieved with other reflectometry technique.%位相雑音補償コヒーレント光周波数領域反射測定法（PNC-FDR）の中・長距離測定における空間分解能制限要因について検討した。光源位相雑音補償後の分解能を決定するのは被測定ファイバに加わる音響波によって誘起される音響雑音であることを実験的に示した。また、数kHzの狭線幅レーザを使用しているにもかかわらず補償前においては音響雑音よりも光源位相雑音が支配的であることを明らかにし、連結参照法を用いた光源位相雑音補償がその空間分解能改善において極めて有用であることを示した。さらに、FUTと参照干渉計の両方を音響波から遮断した際に理論分解能が達成されたことから、連結参照法を用いた光源位相雑音補償手段が40km（16回連結）にわたり有効に作用することを実証した。実環境下での特性把握のために、地下管終に敷設した光ケーブルの測定を実施し、20kmレンジまでにおいて音響波による深刻な波形広がりは観測されなかった。従って、実利用時においてもPNC-OFDRの特性は維持されるものと考えられる。