JP5059060B2 - Optical spectrum analyzer - Google Patents
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Description
本発明は、光通信などに用いられ、電磁波の一種である近赤外線から可視光線領域の光の特性(例えば波長、レベル(光出力)、S/N、波長分散など)を測定する光スペクトラムアナライザに関する。 The present invention is an optical spectrum analyzer that is used for optical communication or the like and measures characteristics (for example, wavelength, level (light output), S / N, wavelength dispersion, etc.) of light in the near-infrared to visible light region, which is a type of electromagnetic wave. About.
光通信用光送信機の研究開発や製造において、或いは、実際の光ファイバ回線において、変調された光信号を観測する場合には、回折格子を用いた光スペクトラムアナライザが従来より一般的に用いられている。しかし、この種の従来の回折格子を用いた光スペクトラムアナライザでは、波長分解能が最小値で50pm(1.55μm帯の光周波数に換算して6.2GHz)程度であった。 In the research and development and manufacturing of optical transmitters for optical communications, or when observing modulated optical signals in actual optical fiber lines, optical spectrum analyzers using diffraction gratings have been generally used. ing. However, an optical spectrum analyzer using this type of conventional diffraction grating has a minimum wavelength resolution of about 50 pm (6.2 GHz in terms of an optical frequency in the 1.55 μm band).
従って、この種の従来の回折格子を用いた光スペクトラムアナライザにより、幹線系光通信で多用されるクロック周波数10GHzで強度変調された信号を測定した場合には、図4の実線で示すように、単純な単峰性のスペクトラムが表示されるだけであった。このため、変調によって発生する側帯波の強度などの詳細な情報を得ることができなかった。また、この種の従来の光スペクトラムアナライザでは、表示されたスペクトラムの解析機能として、単純な波長マーカやレベルマーカがあるだけであった。そして、この単純な波長マーカやレベルマーカによる解析機能だけでは、得られたスペクトラム波形が目的にかなった特性を持っているかを判断することが不可能であった。 Therefore, when a signal whose intensity is modulated at a clock frequency of 10 GHz frequently used in trunk optical communication is measured by an optical spectrum analyzer using this type of conventional diffraction grating, as shown by the solid line in FIG. Only a simple unimodal spectrum was displayed. For this reason, detailed information such as the intensity of the sideband generated by the modulation cannot be obtained. In addition, this type of conventional optical spectrum analyzer has only a simple wavelength marker and level marker as an analysis function of the displayed spectrum. Further, it is impossible to determine whether the obtained spectrum waveform has a characteristic suitable for the purpose only by an analysis function using this simple wavelength marker or level marker.
ところで、光通信におけるOSNR(Optical Signal Noise Ratio)を測定する技術として、下記特許文献1に開示される光測定装置が知られている。 Incidentally, as a technique for measuring an OSNR (Optical Signal Noise Ratio) in optical communication, an optical measurement device disclosed in Patent Document 1 below is known.
この特許文献1の光測定装置では、同公報の段落番号〔0041〕に記載されるように、光スペクトラムアナライザの分解能不足によってノイズレベルの正確な測定が困難であることをOSNR測定に関する従来の問題点として掲げており、この分解能を向上させるための方法が開示されている。 In the optical measurement device of Patent Document 1, as described in paragraph [0041] of the publication, it is difficult to accurately measure the noise level due to insufficient resolution of the optical spectrum analyzer. A method for improving this resolution is disclosed.
尚、OSNRとは、特許文献1の段落番号〔0005〕にも記載があるように、信号光のトータルパワーとノイズレベルの比である。この際、ノイズの主成分は、通常光アンプからの自然放出光であり、ここで言うノイズレベルとは、本発明における光雑音レベル(ノイズフロアレベル)と同じ意味である。 The OSNR is the ratio between the total power of signal light and the noise level, as described in paragraph [0005] of Patent Document 1. At this time, the main component of the noise is the spontaneous emission light from the normal optical amplifier, and the noise level here has the same meaning as the optical noise level (noise floor level) in the present invention.
しかしながら、実際の光通信機の開発や製造においては、光変調器のαパラメータ自体、或いは駆動電圧やバイアス電圧の最適値とのずれが光信号品質に大きな影響を与えるが、上述したOSNRは、これらに関する情報を与える指標ではなかった。 However, in the actual development and manufacture of an optical communication device, the α parameter itself of the optical modulator itself or the deviation from the optimum value of the drive voltage or bias voltage has a great influence on the optical signal quality. It was not an indicator to give information on these.
そして、光変調器のαパラメータ自体、或いは駆動電圧やバイアス電圧とのずれは、光スペクトラムの形状全体に変化を与えるため、OSNRのように、ある2点間のレベルの比のみで被測定物の良否を表すのは困難であった。 Since the α parameter itself of the optical modulator itself or the deviation from the drive voltage or bias voltage changes the entire shape of the optical spectrum, the object to be measured can be obtained only by the ratio of the level between two points as in OSNR. It was difficult to express the quality of
ところで、近年、ヘテロダイン法を用い、波長分解能5pm(1.55μm帯の光周波数に換算して0.62GHz)以下を実現した高波長分解能の光スペクトラムアナライザが提案され実用化されている。この高波長分解能の光スペクトラムアナライザを用いて変調信号を測定した場合には、図4の破線で示すように、搬送波と側帯波を明確に分離して観測することができる利点を有している。 By the way, in recent years, an optical spectrum analyzer having a high wavelength resolution realizing a wavelength resolution of 5 pm (converted to an optical frequency of 1.55 μm band) or less using a heterodyne method has been proposed and put into practical use. When a modulated signal is measured using this optical spectrum analyzer with high wavelength resolution, there is an advantage that the carrier wave and the sideband can be clearly separated and observed as shown by the broken line in FIG. .
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、上述した高波長分解能による変調信号の測定を活かし、被測定光の光スペクトラムの良否判定を簡単かつ迅速に行うことができる光スペクトラムアナライザを提供することを目的としている。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and an optical spectrum that can easily and quickly determine the quality of the optical spectrum of the light to be measured by utilizing the above-described measurement of the modulation signal with high wavelength resolution. The purpose is to provide an analyzer.
上記目的を達成するため、本発明の請求項1に記載された光スペクトラムアナライザは、被測定物からの被測定光の光スペクトラムを測定する光スペクトラムアナライザ1において、
基準となる信号光スペクトラムに対する光雑音レベルを第1の判定基準とし、前記信号光スペクトラムに対するレベル方向及び波長方向の許容範囲を第2の判定基準としてそれぞれの判定基準を設定するための入力部12と、
前記被測定光の光スペクトラムと前記第1の判定基準及び前記第2の判定基準とをそれぞれ比較し、前記第1の判定基準及び前記第2の判定基準に対する前記被測定光の光スペクトラムのそれぞれの合否を判定する判別部15とを備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, an optical spectrum analyzer according to claim 1 of the present invention is an optical spectrum analyzer 1 that measures an optical spectrum of light to be measured from an object to be measured.
An
The optical spectrum of the measured light is compared with the first determination criterion and the second determination criterion, respectively, and the optical spectrum of the measured light with respect to the first determination criterion and the second determination criterion, respectively. And a
請求項2に記載された光スペクトラムアナライザは、請求項1の光スペクトラムアナライザにおいて、
前記入力部12から入力される変調方式とビットレートと信号光中心波長の情報に基づいて前記基準となる信号光スペクトラムを算出する算出処理部14を備えたことを特徴とする。
The optical spectrum analyzer according to claim 2 is the optical spectrum analyzer according to claim 1,
A
本発明によれば、被測定光の光スペクトラムの良否判定を高速、かつ、容易に行うことができる。 According to the present invention, it is possible to quickly and easily determine the quality of the optical spectrum of the light to be measured.
また、光雑音レベル(ノイズフロアレベル)の判定とスペクトラム形状の判定とを組み合わせて被測定光の光スペクトラムの良否を総合的に判定することができる。 Further, the quality of the optical spectrum of the light to be measured can be comprehensively determined by combining the determination of the optical noise level (noise floor level) and the determination of the spectrum shape.
以下、本発明を実施するための形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[本発明の実施形態]
<装置のシステム構成>
まず、本発明に係る光スペクトラムアナライザの全体構成について、図1〜3を参照しながら説明する。
Embodiment of the present invention
<System configuration of the device>
First, the overall configuration of the optical spectrum analyzer according to the present invention will be described with reference to FIGS.
本例の光スペクトラムアナライザ1は、光通信用光源としての光通信用半導体レーザダイオードモジュール21(以下、「LDモジュール21」と称する)への駆動電圧を一定とし、ニオブ酸リチウム(LiNbO3 )結晶を用いた外部光変調器22(以下、「光変調器22」と称する)、光変調器22用の光変調器ドライバ23、所望のパルスパターン(例えば擬似ランダムビット系のPseudo−Random Bit Sequence:PRBS)を発生させるパルスパターン発生器24を備えた光送信機20が被測定物として光ファイバ30を介して接続され、被測定物である光変調器22によって変調された被測定光の光スペクトラムを測定するとともに、前述した従来のOSNR評価に加え、予め設定された複数種類の判定線に基づいて被測定光の光スペクトラムの良否を判別している。
The optical spectrum analyzer 1 of this example has a constant driving voltage to an optical communication semiconductor laser diode module 21 (hereinafter referred to as “
このため、本例の光スペクトラムアナライザ1は、図1に示すように、光変換部11、入力部12、記憶部13、算出処理部14、判別部15、表示制御部16、表示部17を備えて概略構成される。
Therefore, as shown in FIG. 1, the optical spectrum analyzer 1 of this example includes an
光変換部11は、従来より公知のヘテロダイン型光スペクトラムアナライザ(例えば特開2001−249053号を参照)における局部光発振器、光カプラ、光電変換手段、A/D変換手段の機能を備えており、光送信機20からの被測定光を光電変換処理により電気信号に変換し、さらにこの電気信号をA/D変換処理によりディジタル信号に変換して算出処理部14に出力している。
The
入力部12は、本体に備えた例えば各種操作ボタンやテンキー、キーボードなどの入力機器で構成され、被測定光の光スペクトラムの測定の開始や停止の指示入力、後述する算出処理部14で基準となる信号光スペクトラムを算出するために必要な光送信機20の変調条件(変調方式、ビットレート、信号光中心波長など)の情報入力、後述する複数種類の判定線の元になる情報入力などを行っている。
The
記憶部13は、基準となる信号光スペクトラムを算出するための処理プログラム(後述する数1〜数9の計算式を含むプログラム)を記憶している。また、記憶部13は、算出処理部14で算出された基準となる信号光スペクトラムのパワーレベルを、測定した被測定光の光スペクトラムのパワーレベルに合わせて再配置した状態で保存している。この信号光スペクトラムと被測定光スペクトラムのパワーレベル合わせは、両者間の最小2乗誤差が最も小さくなるよう、信号光スペクトラムを再配置するか、あるいは簡便にピークパワーレベルが一致するように再配置しても良い。さらに、記憶部13は、複数種類の判定基準に関する情報を記憶している。
The
ここで、複数種類の判定基準とは、基準となる最適時の信号光スペクトラムに対する許容範囲を示すものである。本例では、基準となる最適時の信号光スペクトラムに対し、許容できる光雑音レベル(以下、ノイズフロアレベルと称する)C[dBm]を第1の判定基準とし、レベル方向の許容範囲±A[dB]と波長方向の許容範囲±B[nm]とを第2の判定基準としている。そして、これらの判定基準は、入力部12からの情報入力により判定線として予め設定され、これら判定線に関する設定情報が記憶部13に記憶される。
Here, the plurality of types of determination criteria indicate an allowable range with respect to a signal light spectrum at an optimum time as a reference. In this example, an allowable optical noise level (hereinafter referred to as a noise floor level) C [dBm] with respect to an optimal signal light spectrum as a reference is set as a first determination criterion, and an allowable range ± A [ dB] and the allowable range ± B [nm] in the wavelength direction are used as the second determination criterion. These determination criteria are set in advance as determination lines by information input from the
尚、本例において、基準となる最適時の信号光スペクトラムとは、後述する設計値に基づく計算式を用いて計算された理論的な光スペクトラム、或いは光送信機20の符号誤り率を測定しながら駆動電圧やバイアス電圧を調整し、符号誤り率が最低となった状態での光スペクトラムである。
In this example, the optimum signal light spectrum as a reference is a theoretical optical spectrum calculated using a calculation formula based on a design value described later, or a code error rate of the
そして、後述する計算式を用いた方法では、例えば、設計上において光変調器22の駆動電圧やバイアス電圧の許容できるずれ量を求めておき、その各最大値での光スペクトラムを計算させ、これらが含まれる領域を判定基準として設定する。また、符号誤り率を実測しながら最適な光スペクトラムを求める方法では、この最適条件から例えば光変調器22の駆動電圧やバイアス電圧をずらすと符号誤り率が上昇して悪化するので、設計上において許容される符号誤り率まで上昇した場合の光スペクトラムを測定し、これが含まれる領域を判定基準として設定する。
In the method using the calculation formula described later, for example, an allowable deviation amount of the drive voltage and bias voltage of the
尚、上述した何れの方法においても、波長方向で設計上許容している中心波長の誤差(変動)分と、レベル方向で設計上許容している出力パワーの誤差(変動)分とをそれぞれ加算しても良い。 In any of the above methods, the center wavelength error (variation) allowed in the design in the wavelength direction and the output power error (variation) allowed in the design in the level direction are added. You may do it.
算出処理部14は、記憶部13に記憶された処理プログラムに従って基準となる信号光スペクトラムを算出している。この算出された基準となる信号光スペクトラムは、そのパワーレベルを被測定光の光スペクトラムのパワーレベルに合わせて再配置した状態で記憶部13に保存される。尚、上記処理プログラムに従って算出される信号光スペクトラムの算出方法については追って詳述する。
The
判別部15は、記憶部13に記憶された基準となる信号光スペクトラムに対する複数種類の判定基準(判定線)に基づいて被測定光の光スペクトルの良否を判別するもので、ノイズフロア判別手段15aとスペクトル形状判別手段15bとを有している。
The discriminating
ノイズフロア判別手段15aは、被測定光の光スペクトラムが、予め設定されるノイズフロア評価領域で第1の判定基準であるノイズフロアレベルC[dBm]を越えるか否かによって被測定光の光スペクトラムに対するノイズフロアの合否を判別している。 The noise floor discriminating means 15a determines whether or not the optical spectrum of the light to be measured exceeds the noise floor level C [dBm] that is the first criterion in the preset noise floor evaluation region. Whether the noise floor is good or bad is determined.
さらに説明すると、ノイズフロア判別手段15aは、波長λ1 未満の領域もしくは波長λ2 を超える領域をノイズフロア評価領域とし、被測定光の光スペクトラムのレベルがノイズフロア評価領域でノイズフロアレベルC[dBm]を越えていなければ、その被測定光の光スペクトラムを「合格」と判定している。これに対し、被測定光の光スペクトラムのレベルがノイズフロア評価領域でノイズフロアレベルC[dBm]を越えていれば、その被測定光の光スペクトラムを「不合格」と判定している。 More specifically, the noise floor discriminating means 15a uses the area below the wavelength λ 1 or the area above the wavelength λ 2 as the noise floor evaluation area, and the optical spectrum level of the light to be measured is the noise floor evaluation area and the noise floor level C [ If it does not exceed dBm], the optical spectrum of the light to be measured is determined as “pass”. On the other hand, if the level of the light spectrum of the light to be measured exceeds the noise floor level C [dBm] in the noise floor evaluation region, the light spectrum of the light to be measured is determined as “fail”.
スペクトル形状判別手段15bは、基準となる信号光スペクトラムとパワーレベルが一致する被測定光の光スペクトラムが、予め設定されるスペクトラム形状評価領域で第2の判定基準であるレベル方向の許容範囲±A[dB]と波長方向の許容範囲±B[nm]に収まっているか否かによってスペクトル形状の合否を判別している。
The spectrum
さらに説明すると、スペクトル判別手段15bは、波長λ1 以上かつ波長λ2 以下の領域をスペクトラム形状評価領域とし、被測定光の光スペクトラムがスペクトラム形状評価領域で許容範囲±A[dB]、±B[nm]に収まっていれば、その被測定光の光スペクトラムを「合格」と判定している。これに対し、被測定光の光スペクトラムがスペクトラム形状評価領域で許容範囲±A[dB]、±B[nm]に収まっていなければ、その被測定光の光スペクトラムを「不合格」と判定している。 More specifically, the spectrum discriminating means 15b uses a region having a wavelength of λ 1 or more and a wavelength of λ 2 or less as a spectrum shape evaluation region, and the optical spectrum of the light to be measured is within the spectrum shape evaluation region within an allowable range ± A [dB], ± B If it falls within [nm], the optical spectrum of the light to be measured is determined as “pass”. On the other hand, if the optical spectrum of the measured light does not fall within the allowable ranges ± A [dB] and ± B [nm] in the spectrum shape evaluation region, the optical spectrum of the measured light is determined as “fail”. ing.
表示制御部16は、複数種類の判定線を設定する際の設定入力画面の表示、被測定光の光スペクトラムの良否結果の表示などを行うべく、表示部17の表示を制御している。
The
表示部17は、例えば液晶ディスプレイ(LCD)などの表示機器で構成され、表示制御部16の制御により、不図示の設定入力画面の表示、図3に示す表示形態による被測定光の光スペクトラムと複数種類の判定線の表示などを行っている。
The
尚、表示部17は、判別部15の判別結果に基づく表示制御部16の制御により、被測定光の光スペクトラムを、合格か不合格かの判定結果に応じて色分け表示するようにしても良い。
The
例えば、被測定光の光スペクトラムに対し、複数種類の判定基準(第1の判定基準、第2の判定基準)の全てで合格の判定がなされた場合は、その被測定光の光スペクトラムを黒色で表示し、複数種類の判定基準の何れか一つでも不合格の判定がなされた場合には、その被測定光の光スペクトラムを黒色以外の色(例えば赤色)で強調表示する。 For example, if the pass spectrum is judged to be acceptable for all of the plurality of types of judgment criteria (first judgment criteria, second judgment criteria) with respect to the optical spectrum of the measured light, the optical spectrum of the measured light is black. If any one of a plurality of types of determination criteria is determined to be unacceptable, the light spectrum of the measured light is highlighted with a color other than black (for example, red).
これにより、利用者は、表示部17に表示された被測定光の光スペクトラムの波形の色を見るだけで、その被測定光の光スペクトラムが合格か不合格かを認識することができる。
Thereby, the user can recognize whether the light spectrum of the light to be measured is acceptable or not only by looking at the color of the waveform of the light spectrum of the light to be measured displayed on the
<装置の処理動作>
次に、上述した光スペクトラムアナライザ1において、被測定光の光スペクトラムの良否を判定するまでの一連の処理動作について説明する。
<Processing operation of the device>
Next, a series of processing operations until the above-described optical spectrum analyzer 1 determines whether the optical spectrum of the light under measurement is acceptable or not will be described.
まず、基準となる信号光スペクトラムを算出する。ここでは、パルスパターン発生器24から供給される信号として擬似ランダムビット系のPRBSを使用し、光送信器20からの被測定光の変調方式としてNRZーOOKを使用した場合について説明する。
First, a reference signal light spectrum is calculated. Here, a case will be described in which pseudo-random bit PRBS is used as the signal supplied from the
最初に、データ信号をa[n],n=0,1,・・・,N−1とおく。a[n]の値は0または1で、Nはデータ数を表し、ここではPRBSのデータ列を入れる。次に1ビット内を時間的に分割する数Rを適宜定める。この値は時間分解能に相当する。NR個のメモリ領域b[m],m=0,1,・・・,(NR−1)を用意し、下記数1で定める値を格納する。 First, data signals are set to a [n], n = 0, 1,..., N−1. The value of a [n] is 0 or 1, and N represents the number of data. Here, a PRBS data string is inserted. Next, a number R for dividing one bit in time is appropriately determined. This value corresponds to the time resolution. NR memory areas b [m], m = 0, 1,... (NR−1) are prepared, and a value determined by the following equation 1 is stored.
光変調器ドライバ23を帯域幅Be のフィルタとみたて、信号b[m]をこのフィルタを通過させて得られる信号をc[m]とおく。具体的には、b[m]を離散Fourier変換(以下、「DFT」と称する)した後、Be とビットレートB,およびフィルタの周波数特性(例えば5次ベッセルフィルタなど)に対応する関数形から定まる数値を掛け算し、その結果を逆DFTすることでc[m]が得られる。
Resemble the
光変調器22からの出力電場を表す信号e[m]=x[m]+jy[m]を、下記数2〜数6の一連の式を用いて算出する。電場e[m]は複素信号であり、x[m]、y[m]はその実部と虚部を、jは虚数単位をそれぞれ表す。
A signal e [m] = x [m] + jy [m] representing an output electric field from the
なお、数5のεA は光変調器22において最大振幅を与える駆動電圧を1とした場合のオフセット値を、εB は50%透過時の駆動電圧をバイアス電圧とした場合のこれに対するオフセット値を、数6のαは光変調器22のαパラメータ値を表す。
In Equation 5, ε A is an offset value when the driving voltage giving the maximum amplitude in the
以上で、NRZ−OOKの場合のe[m]の計算までが終了する。RZ−OOK信号の場合は数1におけるb[・]の定め方を、またOOK以外の変調方式の場合には、数3〜数6を変調方式に応じて変更すればよい。 This completes the calculation up to e [m] in the case of NRZ-OOK. In the case of an RZ-OOK signal, the method of determining b [•] in Equation 1 may be changed, and in the case of a modulation method other than OOK, Equations 3 to 6 may be changed according to the modulation method.
下記数7は、求めたe[m]より光スペクトラムI[m]を求める方法であり、各変調方式に共通である。信号e[m]をDFTして電場の周波数成分をE[m]を求め、I[m]を数7で算出する。 Equation 7 below is a method for obtaining the optical spectrum I [m] from the obtained e [m], and is common to each modulation scheme. The signal e [m] is subjected to DFT to obtain the frequency component E [m] of the electric field, and I [m] is calculated by Equation 7.
そして、数7で得られた光スペクトラムに対し、光スペクトラムアナライザ1の波長分解能に応じた丸め処理を行う。丸め処理の一実施例を説明する。データ数Kを適宜定め、フィルタ特性G[k]を下記数8で算出する。 Then, a rounding process corresponding to the wavelength resolution of the optical spectrum analyzer 1 is performed on the optical spectrum obtained in Equation 7. An embodiment of the rounding process will be described. The number of data K is appropriately determined, and the filter characteristic G [k] is calculated by the following formula 8.
但し、Cは規格化定数、WはλRES に応じて定める数である。またKは数8でG[K]が十分小さくなるように定める。 However, C is a normalization constant and W is a number determined according to λ RES . K is determined by Equation 8 so that G [K] is sufficiently small.
次に、丸め処理した光スペクトラムI’[m]を下記数9で演算する。 Next, the rounded optical spectrum I ′ [m] is calculated by the following equation (9).
数9右辺で、G[・]の引数は添字kの絶対値|k|であり、和の中のI[・]の添字m+kが負となる場合はNRを足し、NR以上となる場合はNRを引くことで0以上NR−1以下となるようにする。 On the right side of Equation 9, the argument of G [•] is the absolute value | k | of the subscript k. If the subscript m + k of I [•] in the sum is negative, add NR, and if it is greater than or equal to NR By subtracting NR, it becomes 0 or more and NR-1 or less.
以上のようにして算出された光スペクトラムI’[m]のピークを、測定した光スペクトラムのピークに合わせて再配置したものを基準となる信号光スペクトラムとして記憶部13に保存する。
The peak of the optical spectrum I ′ [m] calculated as described above is rearranged in accordance with the measured peak of the optical spectrum and stored in the
尚、上述した構成では、光スペクトラムアナライザ1の記憶部13に記憶された処理プログラムに基づいて光スペクトラムI’を算出しているが、光スペクトラムアナライザ1と接続される外部のパソコンなどの端末装置で上記光スペクトラムI’の算出を行い、その算出結果を端末装置から光スペクトラムアナライザ1に転送させるようにしても良い。この場合、算出結果が基準となる信号光スペクトラムとして、光スペクトラムアナライザ1の記憶部13に保存される。
In the configuration described above, the optical spectrum I ′ is calculated based on the processing program stored in the
次に、この基準となる信号光スペクトラムに対する許容範囲として、図2(a)に示すようなレベル方向の許容範囲±A[dB]、図2(b)に示すような波長方向の許容範囲±B[nm]、図2(c)に示すような許容できる光雑音レベル(ノイズフロアレベル)C[dBm]をそれぞれ入力部12からの情報入力により設定する。
Next, as an allowable range for the signal light spectrum serving as the reference, an allowable range ± A [dB] in the level direction as shown in FIG. 2A and an allowable range ± in the wavelength direction as shown in FIG. B [nm] and an allowable optical noise level (noise floor level) C [dBm] as shown in FIG. 2C are set by inputting information from the
ここで、上述した複数種類の許容範囲の判定線を合成したものが図3(a)〜(d)である。ここで、判別部15は、波長λ1 未満の領域もしくは波長λ2 を超える領域をノイズフロア評価領域とし、波長λ1 以上かつ波長λ2 以下の領域をスペクトラム形状評価領域として、図3(a)〜(d)に示すように、被測定光の実測値が各々の評価領域内にあるか否かによって被測定光の光スペクトラムの良否を判定している。
Here, FIGS. 3A to 3D are a combination of the above-described plural types of allowable determination lines. Here, the discriminating
すなわち、判別部15のノイズフロア判別手段15aは、ノイズフロア評価領域での被測定光の実測値が第1の判定基準であるC[dBm]以下の場合はノイズフロア項目で合格と判定し、それ以外は不合格と判定する。また、判別部15のスペクトラム形状判別手段15bは、スペクトラム形状評価領域での被測定光の実測値が全て許容範囲±A[dB]、±B[nm]内であれば光スペクトラム形状項目で合格と判定し、それ以外は不合格と判定する。そして、表示制御部16は、判別部15の判定結果を表示部17に出力表示する。
That is, the noise floor discriminating means 15a of the discriminating
具体的に、図3(a)の場合は、波長λ1 未満の領域と波長λ2 を超える領域で測定した被測定光の光スペクトラムがノイズフロア判定線以下である。従って、判別部15のノイズフロア判別手段15aは、その被測定光の光スペクトラムをノイズフロア検査で「合格」と判定する。また、波長λ1 以上波長λ2 以下の領域で測定した光スペクトラムが光スペクトラム判定線で囲まれた領域内にある。従って、判別部15のスペクトラム形状判別手段15bは、その被測定光の光スペクトラムを光スペクトラム形状検査でも「合格」と判定する。そして、被測定光の光スペクトラムが、ノイズフロア検査及び光スペクトラム形状検査の両方で「合格」の旨を表示部17に表示する。
Specifically, in the case of FIG. 3A, the optical spectrum of the light to be measured measured in the region below the wavelength λ 1 and the region above the wavelength λ 2 is below the noise floor determination line. Therefore, the noise floor discriminating means 15a of the discriminating
図3(b)の場合は、波長λ1 未満の領域では測定した被測定光の光スペクトラムがノイズフロア判定線以下であるが、波長λ2 を超える領域でオーバーする部分(図中のA)がある。従って、判別部15のノイズフロア判別手段15aは、その被測定光の光スペクトラムをノイズフロア検査で「不合格」と判定する。これに対し、波長λ1 以上波長λ2 以下の領域で測定した被測定光の光スペクトラムが光スペクトラム判定線で囲まれた領域内にある。従って、判別部15のスペクトラム形状判別手段15bは、その被測定光の光スペクトラムを光スペクトラム形状検査では「合格」と判定する。そして、被測定光の光スペクトラムが、ノイズフロア検査で「不合格」、光スペクトラム形状検査で「合格」の旨を表示部17に表示する。
In the case of FIG. 3B, the measured light spectrum of the light to be measured is below the noise floor judgment line in the region below the wavelength λ 1 , but the portion exceeding in the region exceeding the wavelength λ 2 (A in the figure). There is. Therefore, the noise floor discriminating means 15a of the discriminating
図3(c)の場合は、波長λ1 未満の領域と波長λ2 を超える領域で測定した被測定光の光スペクトラムがノイズフロア判定線以下である。従って、判別部15のノイズフロア判別手段15aは、その被測定光の光スペクトラムをノイズフロア検査で「合格」と判定する。これに対し、波長λ1 以上波長λ2 以下の領域で測定した被測定光の光スペクトラムが光スペクトラム判定線で囲まれた領域から一部オーバーする(図中のB)。従って、判別部15のスペクトラム形状判別手段15bは、その被測定光の光スペクトラムを光スペクトラム形状検査では「不合格」と判定する。そして、被測定光の光スペクトラムが、ノイズフロア検査で「合格」、光スペクトラム形状検査で「不合格」の旨を表示部17に表示する。
In the case of FIG. 3C, the optical spectrum of the light to be measured measured in the region below the wavelength λ 1 and the region above the wavelength λ 2 is below the noise floor determination line. Therefore, the noise floor discriminating means 15a of the discriminating
図3(d)の場合は、波長λ1 未満の領域では測定した被測定光の光スペクトラムがノイズフロア判定線以下であるが、波長λ2 を超える領域でオーバーする部分(図中のA)がある。従って、判別部15のノイズフロア判別手段15aは、その被測定光の光スペクトラムをノイズフロア検査で「不合格」と判定する。また、波長λ1 以上波長λ2 以下の領域で測定した被測定光の光スペクトラムが光スペクトラム判定線で囲まれた領域から一部オーバーする(図中のB)。従って、判別部15のスペクトラム形状判別手段15bは、その被測定光の光スペクトラムを光スペクトラム形状検査でも「不合格」と判定する。そして、被測定光の光スペクトラムが、ノイズフロア検査及び光スペクトラム形状検査の両方で「不合格」の旨を表示部17に表示する。
In the case of FIG. 3D, the measured light spectrum of the light to be measured is below the noise floor determination line in the region below the wavelength λ 1 , but the portion exceeding in the region exceeding the wavelength λ 2 (A in the figure). There is. Therefore, the noise floor discriminating means 15a of the discriminating
このように、本発明に係る光スペクトラムアナライザは、光源や光増幅器から発生する誘導自然放出光の許容レベルを含め、利用者が複数種類の判定基準(第1の判定基準、第2の判定基準)による許容範囲を設定して記憶部13に保存できるようにし、これら複数種類の判定基準の許容範囲内に被測定光の光スペクトラムが含まれるか否かを判定する判別部15を設けた構成である。その際、基準となる信号光スペクトラムは、所定の変調条件を与えて計算を行い、その結果を記憶部13に保存するか、或いは、合格品を測定した時の光スペクトラムを記憶部13に保存することで得られる。これにより、被測定光の光スペクトラムの良否判定を簡単かつ迅速に行うことができる。
As described above, the optical spectrum analyzer according to the present invention allows the user to use a plurality of types of determination criteria (first determination criterion, second determination criterion) including the allowable level of stimulated spontaneous emission light generated from the light source or the optical amplifier. Is provided with a
そして、本例の光スペクトラムアナライザのように、光通信の場合は、無線通信と違って、光ファイバ増幅器によって広い波長帯域に亘る自然放出光が雑音として重畳されることが多く、ノイズフロアとスペクトラム形状の両方で良否を判定する必要性があるが、本例の光スペクトラムアナライザによれば、光雑音レベル(ノイズフロアレベル)の判定とスペクトラム形状の判定とを組み合わせて被測定光の光スペクトラムの良否を総合的に判定することができる。 In the case of optical communication like the optical spectrum analyzer of this example, unlike wireless communication, spontaneous emission light over a wide wavelength band is often superimposed as noise by an optical fiber amplifier. Although it is necessary to judge pass / fail by both shapes, according to the optical spectrum analyzer of this example, the judgment of the optical spectrum of the light to be measured by combining the judgment of the optical noise level (noise floor level) and the judgment of the spectrum shape. Pass / fail can be comprehensively determined.
ところで、上述した実施の形態において、計算で求めた光スペクトラム理論値の代わりに、例えば被測定装置が光送信装置であれば、実際にビット誤り率評価を行い、合格と判定された装置の光スペクトラムを測定して、これを光スペクトラムアナライザ内部の記憶部に基準とする信号光スペクトラムとして保存しても良い。その場合、複数種類の判定基準の設定については、上述した実施の形態と同様に行われる。 By the way, in the above-described embodiment, instead of the optical spectrum theoretical value obtained by calculation, for example, if the device to be measured is an optical transmission device, the bit error rate evaluation is actually performed, and the light of the device determined to be acceptable The spectrum may be measured and stored as a reference signal spectrum in a storage unit inside the optical spectrum analyzer. In that case, the setting of a plurality of types of determination criteria is performed in the same manner as in the above-described embodiment.
また、光スペクトラムの実測値を判定基準とする方法では、上述した実施の形態で示したような変調による光スペクトラムに限ることは無く、例えば光部品の透過損失特性を測定し、その良品時の光スペクトラムを基準値としても良い。 In addition, the method using the measured value of the optical spectrum as a determination criterion is not limited to the optical spectrum by the modulation as described in the above-described embodiment. For example, the transmission loss characteristic of an optical component is measured, and the non-defective product is measured. The optical spectrum may be used as a reference value.
また、本発明を実施する光スペクトラムアナライザは、ヘテロダイン型に限定されず、被測定光の側帯波が観測されるならば従来より公知の回折格子型光スペクトラムアナライザ(例えば特許第2892670号)であっても良い。 The optical spectrum analyzer for carrying out the present invention is not limited to the heterodyne type, and is a conventionally known diffraction grating type optical spectrum analyzer (for example, Japanese Patent No. 2892670) as long as the sideband of the measured light is observed. May be.
1 光スペクトラムアナライザ
11 光変換部
12 入力部
13 記憶部
14 算出処理部
15 判別部
16 表示制御部
17 表示部
20 光送信機
21 LDモジュール
22 光変調器
23 光変調器ドライバ
24 パルスパターン発生器
30 光ファイバ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
基準となる信号光スペクトラムに対する光雑音レベルを第1の判定基準とし、前記信号光スペクトラムに対するレベル方向及び波長方向の許容範囲を第2の判定基準としてそれぞれの判定基準を設定するための入力部(12)と、
前記被測定光の光スペクトラムと前記第1の判定基準及び前記第2の判定基準とをそれぞれ比較し、前記第1の判定基準及び前記第2の判定基準に対する前記被測定光の光スペクトラムのそれぞれの合否を判定する判別部(15)とを備えたことを特徴とする光スペクトラムアナライザ。 In the optical spectrum analyzer (1) for measuring the optical spectrum of the light to be measured from the object to be measured,
An input unit for setting each determination criterion with the optical noise level with respect to the signal light spectrum serving as a reference as the first determination criterion and the allowable range in the level direction and the wavelength direction with respect to the signal light spectrum as the second determination criterion ( 12)
The optical spectrum of the measured light is compared with the first determination criterion and the second determination criterion, respectively, and the optical spectrum of the measured light with respect to the first determination criterion and the second determination criterion, respectively. An optical spectrum analyzer comprising: a determination unit (15) for determining whether or not the product is acceptable.
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