設計編＜その１＞
03_OTDR方式での精度・分解能および適用用途の目安は
ROTDR方式の性能の評価には３つのカテゴリがあります。
１）計測距離２）距離分解能３）計測時間と温度分解能
以下、この３つの用語について説明します。
１．計測距離
計測距離に関しては短いものは最大2 kmで、最長のものは現段階では30 kmです。光パルスを光ファイバに入射させて、最遠端部からの後方散乱光が受光部に戻って来てから、次のパルスを入射する必要があるので、計測距離が長くなるほど計測時間も長くなります。
２．距離分解能
距離分解能に関しては次の３種類の評価方法があります。
１）サンプリング間隔２）応答距離３）最小加熱長
【サンプリング間隔】
サンプリング間隔は、信号処理回路のクロック周波数と、光ファイバ中の光速度で決まる値で、この間隔ごとに温度値が表示されます。
図１ サンプリング間隔
【応答距離】
応答距離とは、ステップ状の温度変化に対して、表示温度が10%応答する位置から90%応答する位置までの距離で定義されています。
図２ 応答距離
【最小加熱長】
光ファイバの一部を加熱した場合、真の温度分布はステップ状になりますがROTDRでの温度表示は、入射光のパルス幅、計測装置の電気回路の時定数などの影響で曲線状になります。ピーク温度が真の温度となるのに必要な加熱長さのことを、最小加熱長と定義しています。
図３-１ 最小加熱長の定義
図３-２ 最小加熱長と応答温度
３．計測時間と温度分解能
ROTDRは微弱なラマン散乱光で温度を計測しています。このため、１回のパルス入射ではラマン散乱光はノイズより小さいため、繰り返し光パルスを入射して計測を行い、平均化処理により信号のランダムノイズを除去しています。
このため平均化処理の回数（＝計測時間）により、計測値のばらつき（＝温度分解能）が変わります。この計測値のばらつきは、計測時間の平方根に反比例します。つまり、理論的には計測時間が４倍になると、温度分解能は1/2となります。
図４-１ 計測時間と温度分解能
図４-２ 計測時間と温度分解能