OTDR｜反射解析で障害位置と減衰を測定

OTDR

OTDR（Optical Time Domain Reflectometer）は、光ファイバの減衰や反射、接続損失を片側から非破壊で測定する試験器である。光パルスを入射し、戻ってくるレイリー散乱やフレネル反射の強度と時間を解析して距離方向のイベントを特定する。敷設後の検収、障害箇所の切り分け、保守点検、PON/FTTHの分岐網評価などに使用され、トレース（波形）からスプライス、コネクタ、マクロベンド、断線点を読み取れるのが特徴である。

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OTDR

測定原理

OTDRはナノ〜マイクロ秒級の光パルスを発し、ファイバ内部のレイリー散乱光と界面でのフレネル反射光を受光して時間波形を得る。時間tから距離L＝c・t／（2n）を算出する（cは光速、nは群屈折率）。トレースの傾きは線形区間の減衰[dB/km]、上向きスパイクは高反射イベント（コネクタ・断線）、小さな段差はスプライス損失を示す。平均化（averaging）でS/Nを高め、複数波長（例:1310/1550/1625nm）で特性差を評価する。

トレースの読み方

トレース序盤の高レベル領域はフロントエンドの過渡で「初期デッドゾーン」となる。以降の直線区間から減衰係数を求め、段差の大きさが接続損失、鋭いピークが反射イベント、終端の急峻な立ち上がりが断線を示す。イベントテーブルは各イベントの距離、損失、反射率（またはORL）を一覧化し、現場での是正判断に役立つ。双方向測定により接続箇所の不整合を相殺し、より公平な損失評価が可能となる。

主要仕様と選定ポイント

OTDR選定では動的レンジ[dB]、デッドゾーン、パルス幅、サンプリング分解能、波長構成、内蔵パワーメータ/可視故障探索(VFL)の有無、バッテリ駆動時間、現場GUI、ファイル互換性（.sor等）を確認する。長距離幹線なら大レンジが有利だがデッドゾーンが伸びやすい。アクセス網や構内は短パルス・短デッドゾーンが有利。PON対応ではスプリッタ越しの微小イベント検出に高S/Nと適切な波長が必要となる。

現場測定の手順

試験前に清掃・検査（端面スコープ）を行い、ランチファイバとリターンファイバを用意する。機器を立上げ、波長・パルス幅・平均化時間・インデックス（n）を設定し、ランチファイバ経由で被測定線へ接続。自動モードで全体像を把握し、必要に応じて手動でパルス幅やレンジを微調整する。測定後はイベントを命名し、写真やスプライス記録と紐付けて保存、リファレンストレースを資産管理に登録する。

典型的イベントと判定

コネクタ：小〜中の反射ピークと段差。端面汚れで反射上昇。
融着スプライス：反射ほぼゼロで小さな段差。過大なら再融着。
マクロベンド：緩やかな傾き変化。波長依存で1550/1625nm側が敏感。
断線：終端の大きな反射ピークとトレース消失。距離から位置特定。
スプリッタ：PONでの大きなレベル低下。下流イベントのS/Nに注意。

デッドゾーンの種類

イベントデッドゾーンは高反射後に次イベントを分離できる最短距離、減衰デッドゾーンは高反射後に減衰測定が再開できる最短距離を指す。短パルスは分解能に有利だが到達距離は短い。ランチ・リターンファイバを十分に確保すると初期過渡の影響を避け、最先端や最終端の損失・反射を正しく評価できる。

パルス幅と平均化のトレードオフ

短パルスは空間分解能を高めデッドゾーンを短縮する一方、エネルギーが小さくダイナミックレンジが低下する。長パルスは遠距離で有利だが近接イベントの分離が難しい。平均化時間を延ばすと雑音が√Nに比例して低下するため、必要距離と分解能に応じてパルス幅と平均化を最適化する。

PON/FTTHでの注意点

PONでは1:Nスプリッタ後の信号が大幅に減衰するため、高レンジ設定や長波長選択が有効である。現場では上流（OLT側）・下流（宅内側）双方からの測定や、加入者側での光源遮断・終端処理の徹底が誤判定を防ぐ。保守帯域（例:1625/1650nm）を活用すればサービス波長と干渉せずに監視できる。

誤差要因と対策

OTDR測定の誤差要因は、屈折率設定の不一致、温度・波長による散乱係数差、コネクタ端面汚れ、モードパワー分布の不安定、背面反射の多重干渉などである。対策として、n値の現場整合、標準清掃手順、ランチ/リターンの適正長、双方向平均、波長別比較、測定条件の記録を徹底する。コネクタは清掃・検査・交換の優先順位で対応する。

保守・校正と記録

定期校正ではパワーレベル、距離スケール、反射測定の再現性を確認し、ファームウェアやファイル互換も更新する。資産管理ではルート、芯線番号、工事ロット、天候、測定条件、イベント注記を構造化して保存し、障害発生時はリファレンストレースとの差分で変化点を迅速同定する。教育用には代表的トレース事例集を整備し、作業者間の読取基準を統一する。