OTDR テストとは

光ファイバー技術の急速な進歩と新しい光ファイバー網の導入により、光ファイバーシステムの構築、認証、保守、およびトラブルシューティングには、OTDR テスト方法が不可欠になっています。 

この情報をキャプチャし、分析、保存しておき、必要に応じて呼び出して、同じケーブルを経時的に評価できます。 

OTDR を使用した光ファイバーケーブル不具合のトラブルシューティング

OTDR はまた、障害までの距離を見つけ出し、障害のタイプと原因（破損、曲がり、コネクター不良、過度の挿入損失「イベント」など）を特定することで、光ファイバーケーブル不具合をトラブルシューティングできる唯一のファイバーテストツールでもあります。これを行うために、OTDR はレイリー散乱とフレネル反射の効果を使用してファイバーのリンクの状態を測定します。シングルエンド（単方向）テストは実行できますが、デュアルエンドの 双方向 OTDR テスト は、測定精度のイベント検出を向上させ、IEC および ITU-T テスト規格に準拠するために必要です。

OTDR のフォームファクター
OTDR 機器は、サイトからサイトへの移動用にポータブル型にすることも、ラックマウント型にして恒久的に設置することも可能で、ファイバーに障害が発生した場合にアラームを自動的にトリガーさせてネットワークを監視します。

予測 OTDR 測定
OTDRは、ファイバーのリンクの特性評価に使用されるレイリー散乱法に加え、ラマン散乱効果およびブリルアン散乱効果を使用して、破損の予測、ファイバーの健全性の監視、温度とひずみ測定によるサービス停止の防止を行うこともできます。これらの 3 つの技術は、ファイバーケーブルネットワークの管理や、分散型光ファイバーセンシング用のファイバーの利用のための強力な組み合わせを形成します。 

元々は長距離光ファイバー用途を目的としていましたが、新しい世代の OTDR ツールを使用して、航空機内部や構造化ケーブルなどの企業施設のケーブル配線など、はるかに短いケーブルを診断することもできます。また、PON ネットワークや ファイバー・トゥ・ザ・ホーム（FTTH）の導入など、より複雑な構成をテストするために、マルチパルスの測定または取得技術も開発されています。 

VIAVI OTDR テスト機器の詳細については、営業担当者にお問い合わせください。または、OTDR セレクタツールを使用して推奨ツールを見つけ、OTDR の価格見積もりを依頼してください。 

OTDR 動作のしくみ 
OTDR は、レーザーダイオードによって生成された光エネルギー（光パワー）のパルスを光ファイバーの一方の端に送信します。フォトダイオードは、戻ってくる光のエネルギーまたは反射および散乱（後方散乱）した光パワーを経時的に測定し、それを測定値に変換し、画面上にグラフ（またはトレース）として表示します。 

各イベントの位置とケーブルの全長は、ファイバーコアを通過する光パルスと OTDR 検出器に戻る反射/後方散乱光の往復時間に基づいて計算されます。挿入損失は、反射/後方散乱光の振幅の比例した変化から計算されます。 

多くの最新の OTDR ツールでは、自動構成、自動設定、または自動テストと呼ばれるプロセスでテストパルスを送信することにより、特定のファイバーの最適な取得パラメータが自動的に選択されます。高度なテクノロジーにより、多くの OTDR テストシステムが最適な設定を自動的に決定できるようになりましたが、基本的な設定が何であり、それが結果にどのような影響を与えるかを理解することが依然として重要です。 

OTDR テストの類似性
OTDR とメタル線試験に相当する TDR（TDR は段階的に置き換えられています）は、いずれもタイムドメイン反射率測定に基づいているため、両者の間には明らかな類似があります。もう一つの有用な類似点は、超音波技術にあります。 

医療イメージアプリケーションでは、超音波トランスデューサーの要素の振動により高周波（≥20KHz） 不可聴音波が生成されます。音源に反射して戻ってくる音波により、身体的特徴の正確な画像を作成できます。ほぼ同様に、OTDR テストパルスからの反射光または散乱光によって、ファイバーコアの全体的な状態を「見る」ことができます。 

OTDR の背後にある科学を理解するには、まず OTDR テストプロセスに重要ないくつかの基本的な概念を理解する必要があります。 

OTDR テストのプロセス

OTDR テストを実行するには、いくつかの基本的なセットアップ、プログラミング、テストの実行、およびレポート作成のプロセスに従う必要があります。 

• OTDR の電源をオンにして、バッテリーが充電され、テストディスプレイが機能していることを確認します。 
• テスト対象のすべてのファイバーの端面、起動ケーブル、コネクター、およびアダプターをクリーニングし、点検します。 
• 起動ケーブルの一方の端を OTDR のテストポートに、もう一方の端をテスト対象のファイバーに慎重に接続します。 
• ネットワークタイプとテスト条件に基づいて、事前にプログラムされたテスト構成（またはセットアップ）を選択するか、必要に応じてテストパラメータを設定/調整します。OTDR テストパラメータの手動設定には、通常、次の項目が含まれます。
  • 範囲：ファイバーの全長に基づいて適切なレンジ（距離）を設定
  • パルス幅：放射される各レーザーパルスの持続時間を設定
  • 取得時間：反射光測定値を平均化する時間を設定
  • 屈折率：テスト対象のケーブル材質の屈折率に調整
  • システムおよび個々の要素または「イベント」の損失しきい値の設定
• OTDR 取得を開始して、テスト結果とグラフ形式の「トレース」を取得します。
• 必要に応じて、テスト結果の保存やアップロードを行います。
• すべてのケーブル、コネクター、およびアダプターを慎重に取り外します。

OTDR のベストプラクティス
起動ケーブルまたは基準ケーブルとテスト対象のファイバーを測定のために接続する前に、ファイバーのクリーニングと点検を実施することが最も重要です。「VIAVI の接続前の点検」手法の詳細については、端面検査のページを参照してください。 

反射率を最小にするには、起動ケーブル、テスト対象のファイバー、および OTDR 間の接続コネクターに互換性がある必要があります。ホース自体への接続部がゆるんだり曲がったりしているホースが、水漏れを引き起こし、接合部から逆方向に水が飛び散る状況を想像してください。これは、OTDR の不良接続の影響と同様で、エアギャップによって光が反射しすぎてフォトダイオードが過負荷になる可能性があります。 

テスト対象のファイバーの遠端で受信ケーブルを使用することももう一つの推奨されるベストプラクティスで、エンドコネクターを正確に測定するために IEC および ITU-T テスト規格で指定されています。コネクターを測定して適格とするには、コネクターを別のコネクターと接続する必要があります。これにより、OTDR テストの実行時に、光がコネクターの端面を通過し、接続された受信側コネクターおよび受信側ファイバーの端面に到達して、光リンクを提供し、エンドコネクターについて損失を測定することできるようになります。

ファイバーの特性評価の詳細を見る。 

ハンドヘルド型 OTDR ツールは、ワンタッチ操作の機能と、さまざまなスキルレベルやネットワークタイプに合わせてカスタマイズされたアプリケーションを持つことがベストです。VIAVI SmartOTDR ハンドヘルド型ファイバーテスターは、自動合否テスト結果により生産性を向上させます。 

OTDR 測定結果の解釈
OTDR テストが完了すると、計測器は、OTDR の結果を数値形式とグラフ形式の両方で表示します。グラフは、トレースとも呼ばれ、各コネクター/接続、スプライス、曲がりまたは破損の位置と、各要素の信号損失（dB）および反射特性を表示します。 

また、スマートリンクマッパー（SLM）などの機能を備えた高度な VIAVI OTDR テスト機器では、このトレースデータをアイコンベースの線形表示に変換します。この表示では、各要素とイベントが読みやすいアイコンとして表され、合否情報がすぐに表示され、各構成要素/イベントの名前が明確に表示されます。スマートリンクマッパーはまた、FTTH、PON ネットワーク、ファイバー・トゥ・ザ・アンテナ（FTTA）などのアプリケーション用にカスタマイズされたアプリケーションとアイコンも提供します。 

テストの実行が完了すると、ファイバーの全長とリンク損失が表示されます。損失しきい値が最初に設定されている場合は、ファイバーのリンクの各要素に対して合格または不合格が示されます。 

機能セット、サイズ、およびコストは大きく異なりますが、現在市販されている OTDR テスト機器には 3 つの主要なカテゴリがあります。

• ベンチトップ 
  この用語は通常、ラボおよび生産施設で使用される OTDR テスト装置を表します。ベンチトップ型デバイスは、ラボの作業ベンチまたは生産用テストベイに設置できます。通常、大型ディスプレイ、MPO テストなどのアプリケーション用により多くの拡張ポート、および直接 AC（コンセント）電源を備えています。ベンチトップ型 OTDR テスト機器は、高レベルの精度、感度、または長距離測定（固有の高出力パルス強度を使用）が必要な場合に使用できます。 
• ハンドヘルド OTDR
  その名が示すように、ハンドヘルド型 OTDR テスト機器は軽量（1kg 未満）かつポータブル型で、通常はバッテリー駆動でフィールドでの使用に最適化されています。ユーザーインターフェイスは通常、シンプルかつ単純なため、作業者は OTDR の操作を簡単に習得できます。また、ハンドヘルド型 OTDR メーターには、視覚障害検出器（VFL）、光パワーメーター（OPM）、コンパクトな端面検査用マイクロスコープなど、ファイバーの認証試験やトラブルシューティングに必要な追加ツールを組み込むこともできます。Wi-Fi や Bluetooth などの接続オプションを使用して、テスト結果や作業指示をすばやく伝達できます。 
• 組込み型またはラックマウント式 OTDR 
  組込み型 OTDR は、ネットワーク監視機器内に簡単に統合できる小さなフォームファクタで設計および製造されています。ラックマウント式 OTDR は、光スイッチと組み合わせて、多数のファイバーを自動的に回転させます。プログラムされたテストルーチンは、重要なファイバーおよび重要な顧客を優先順位付けすることができます。これらのファイバー監視アプリケーションは、インサービスのファイバー、ダークファイバーの監視のいずれにも使用できます。 

専用アプリケーションに適切な OTDR を選択するためには、OTDR の仕様を理解することが重要です。 

• ダイナミックレンジ
  ダイナミックレンジは、最大パルス幅に設定されているときにファイバーから反射される初期パワーレベルと、検出器のノイズフロアの上位レベルとの差としてデシベル（db）で表されます。ダイナミックレンジによって、ファイバーの観測可能な最大の長さが決まります。 
• イベントデッドゾーン
  イベントデッドゾーン（EDZ）は、OTDR が 2 つの反射イベント（通常は 2 つの接続）間で検出できる最小距離です。反射イベントが EDZ より近く置かれている場合、OTDR はそれらを 1 つのイベントとして表示します。 
• 減衰デッドゾーン
  IEC 61745 規格で定義されている減衰デッドゾーン（ADZ）は、反射イベント（コネクターなど）または減衰イベント（スプライスなど）の後に、非反射イベント（スプライス）を測定できる最小距離です。EDZ とほぼ同様に、ADZ はパルス幅に依存します。 
• 波長
  OTDR は、ファイバーのリンクが動作しているときに、伝送に使用される波長に基づいて光のパルスを送信します。一般的な波長は、マルチモードファイバーでは 850nm および 1300nm、シングルモードファイバーでは 1310nm、1550nm、および 1625nm です。フィルタリングされた 1625nm または 1650nm の波長は、ライブトラフィック波長との干渉を回避するために、インサービスのメンテナンステストに使用できます。 

OTDR 機器メーカー
光ファイバーテスト市場で最も急成長しているセグメントをサポートすることで、OTDR 機器メーカーは全製品カテゴリーで世界的に拡大を続けており、このトレンドは今後も続くと予想されます。5G の導入により、継続的な需要に対応して、ファイバー監視、設置、製造には新たな機会と課題がもたらされています。業界トップの OTDR メーカーとして、VIAVI は、OTDR の安全性、効率性、およびテスト製品の品質に関するこれまでにないお客様の要件に対応しています。 

OTDR テスト機器の校正
すべての測定機器について、基準規格に基づいて機器のバイアスおよびリセット機能を測定および訂正するために、定期的な校正が必要です。OTDR のテスト結果の精度が不可欠な業界では、校正に関する IEC 61746 規格と TIA/EIA-455-226 規格（IEC 規格から採用）が認められています。 

IEC 規格には、ポイントツーポイントの精度、線型性、減衰、パワー出力および遅延を校正するための具体的な方法が含まれています。その複雑さのため、OTDR の校正は OTDR 機器メーカーや認定校正ラボに任せるのが適切です。 

OTDR テストの将来
低価格でより多くの機能、精度、および解像度を提供することは、継続的な課題です。OTDR 自動テストアルゴリズムの改善により、作業者の参入障壁が低くなり、受け入れやすくなっています。

OTDR 測定のようなテクノロジーなしでは、光ファイバーの高度なアプリケーションは実現不可能です。数千マイルに及ぶ、髪の毛程度の太さしかない光ファイバーの内部を「見る」能力は驚くべき技術であると共に、実用的な必要品でもあります。 

今後 10 年間で、膨大なデータ負荷を伝送する新しい 5G ネットワーク、通信ネットワークを介して接続されたスマートシティ、FTTH サービスの継続的な導入により、効率的で汎用性の高い OTDR テストに対する業界の需要が一段と高まります。Smart Link Mapper や Smart Acquisition などの画期的な OTDR イノベーションにより、テストが容易、正確、かつ強力になり、VIAVI は未来のファイバー敷設およびメンテナンスのニーズに対応しています。