JP2000298077A - 光ファイバ特性測定装置 - Google Patents
光ファイバ特性測定装置Info
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- G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
- G01M11/30—Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides
- G01M11/31—Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides with a light emitter and a light receiver being disposed at the same side of a fibre or waveguide end-face, e.g. reflectometers
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被測定光ファイバへ入射させるパルス光の周
波数変換を必要とせず、パルス光の繰り返し周期が制限
されずに高速測定が可能な光ファイバ特性測定装置を提
供する。 【解決手段】 光方向性結合器２は光源１からのコヒー
レント光１ａをコヒーレント光２ａ，２ｂに分岐する。
コヒーレント光２ａは光パルス発生回路３でパルス光３
ａに変換されて被測定光ファイバ８に入射する。被測定
光ファイバ８における反射や散乱により、コヒーレント
光１ａに対してｆs だけ周波数シフトした戻り光６ｂが
バランス受光回路１０に入射する。バランス受光回路１
０はコヒーレント光２ｂと戻り光６ｂをバランス受光し
て電気信号１３ａに変換し、信号発生部２０は周波数ｆ
r（＝ｆs）のＲＦ信号２１ａを発生させる。ミキサ２３
は電気信号１３ａとＲＦ信号２１ａを混合し、後段の電
気回路で処理可能な周波数として電気信号１３ａ中の周
波数成分から周波数シフトｆs を検出する。
波数変換を必要とせず、パルス光の繰り返し周期が制限
されずに高速測定が可能な光ファイバ特性測定装置を提
供する。 【解決手段】 光方向性結合器２は光源１からのコヒー
レント光１ａをコヒーレント光２ａ，２ｂに分岐する。
コヒーレント光２ａは光パルス発生回路３でパルス光３
ａに変換されて被測定光ファイバ８に入射する。被測定
光ファイバ８における反射や散乱により、コヒーレント
光１ａに対してｆs だけ周波数シフトした戻り光６ｂが
バランス受光回路１０に入射する。バランス受光回路１
０はコヒーレント光２ｂと戻り光６ｂをバランス受光し
て電気信号１３ａに変換し、信号発生部２０は周波数ｆ
r（＝ｆs）のＲＦ信号２１ａを発生させる。ミキサ２３
は電気信号１３ａとＲＦ信号２１ａを混合し、後段の電
気回路で処理可能な周波数として電気信号１３ａ中の周
波数成分から周波数シフトｆs を検出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバに光パ
ルスを出射してこの光ファイバからの戻り光を局部発振
光と合波してヘテロダイン検波することによって、光フ
ァイバの諸特性を測定する光ファイバ特性測定装置に関
するものである。
ルスを出射してこの光ファイバからの戻り光を局部発振
光と合波してヘテロダイン検波することによって、光フ
ァイバの諸特性を測定する光ファイバ特性測定装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来の技術による光ファイバ特性
測定装置の構成を示すブロック図である。以下、この光
ファイバ特性測定装置の動作について説明する。まず、
光源１が周波数ｆ0 のコヒーレント光１ａを光方向性結
合器２に出射すると、このコヒーレント光１ａは光方向
性結合器２を経由してコヒーレント光２ａとして光パル
ス発生回路３に入射し、光パルス発生回路３はこのコヒ
ーレント光２ａをパルス光３ａに変換する。なお、コヒ
ーレント光２ａ，パルス光３ａの周波数はいずれもコヒ
ーレント光１ａと同じ周波数ｆ0 である。
測定装置の構成を示すブロック図である。以下、この光
ファイバ特性測定装置の動作について説明する。まず、
光源１が周波数ｆ0 のコヒーレント光１ａを光方向性結
合器２に出射すると、このコヒーレント光１ａは光方向
性結合器２を経由してコヒーレント光２ａとして光パル
ス発生回路３に入射し、光パルス発生回路３はこのコヒ
ーレント光２ａをパルス光３ａに変換する。なお、コヒ
ーレント光２ａ，パルス光３ａの周波数はいずれもコヒ
ーレント光１ａと同じ周波数ｆ0 である。
【０００３】次に、光周波数変換回路４はパルス光３ａ
に対して所定の周波数Δｆだけ周波数をシフトさせて周
波数変換を行い、周波数“ｆ0 ＋Δｆ”を持つパルス光
４ａを出射する。このパルス光４ａは光増幅器５，光ス
イッチ６，光コネクタ７を経由し、パルス光７ａとして
被測定ファイバ８に出射される。このパルス光７ａが入
射すると、被測定光ファイバ８内ではファイバの状態に
よって反射現象による反射光や散乱現象による散乱光が
生じ、その一部が戻り光８ａとして光コネクタ７，光ス
イッチ６を経由して戻り光６ｂがバランス受光回路１０
へ出射される。
に対して所定の周波数Δｆだけ周波数をシフトさせて周
波数変換を行い、周波数“ｆ0 ＋Δｆ”を持つパルス光
４ａを出射する。このパルス光４ａは光増幅器５，光ス
イッチ６，光コネクタ７を経由し、パルス光７ａとして
被測定ファイバ８に出射される。このパルス光７ａが入
射すると、被測定光ファイバ８内ではファイバの状態に
よって反射現象による反射光や散乱現象による散乱光が
生じ、その一部が戻り光８ａとして光コネクタ７，光ス
イッチ６を経由して戻り光６ｂがバランス受光回路１０
へ出射される。
【０００４】バランス受光回路１０は、光方向性結合器
２から出射される周波数ｆ0 のコヒーレント光２ｂとの
バランス受光によって戻り光６ｂを電気信号に変換す
る。すなわち、光方向性結合器１１がコヒーレント光２
ｂと戻り光６ｂを合波し、光−電気変換回路１２が合波
された光信号を電気信号に変換し、この電気信号を増幅
部１３で増幅して電気信号１３ａを出力する。この電気
信号１３ａはローパスフィルタ１４，増幅部１５を経て
信号処理部１６に入力される。信号処理部１６は入力さ
れた電気信号を基にして被測定光ファイバ８の諸特性を
求めるほか、この電気信号を時間軸上で処理することに
よって被測定光ファイバ８の距離軸上の分布を作成す
る。
２から出射される周波数ｆ0 のコヒーレント光２ｂとの
バランス受光によって戻り光６ｂを電気信号に変換す
る。すなわち、光方向性結合器１１がコヒーレント光２
ｂと戻り光６ｂを合波し、光−電気変換回路１２が合波
された光信号を電気信号に変換し、この電気信号を増幅
部１３で増幅して電気信号１３ａを出力する。この電気
信号１３ａはローパスフィルタ１４，増幅部１５を経て
信号処理部１６に入力される。信号処理部１６は入力さ
れた電気信号を基にして被測定光ファイバ８の諸特性を
求めるほか、この電気信号を時間軸上で処理することに
よって被測定光ファイバ８の距離軸上の分布を作成す
る。
【０００５】以上のように、従来の光ファイバ特性測定
装置では、戻り光を検出するために、光周波数変換回路
４を用いた光学的手法によって、被測定光ファイバ８へ
入射させるパルス光７ａの周波数をコヒーレント光１ａ
の周波数に対して予め所定の周波数Δｆだけシフトさせ
ている。そして、局部発振光（コヒーレント光２ｂ）と
戻り光６ｂを合波して得られるビート信号の周波数（即
ち、局部発振光と戻り光の周波数差）が電気的に処理可
能な範囲となるように、戻り光６ｂの周波数に応じて周
波数Δｆを設定している。このようにすることで、被測
定光ファイバ８内で発生するレイリー散乱光やブリルア
ン散乱光などの後方散乱光や反射光を戻り光として検出
できるようになる。
装置では、戻り光を検出するために、光周波数変換回路
４を用いた光学的手法によって、被測定光ファイバ８へ
入射させるパルス光７ａの周波数をコヒーレント光１ａ
の周波数に対して予め所定の周波数Δｆだけシフトさせ
ている。そして、局部発振光（コヒーレント光２ｂ）と
戻り光６ｂを合波して得られるビート信号の周波数（即
ち、局部発振光と戻り光の周波数差）が電気的に処理可
能な範囲となるように、戻り光６ｂの周波数に応じて周
波数Δｆを設定している。このようにすることで、被測
定光ファイバ８内で発生するレイリー散乱光やブリルア
ン散乱光などの後方散乱光や反射光を戻り光として検出
できるようになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、こうした光
学的に周波数変換を行う手法を採用した場合、光周波数
変換回路４を構成するために、光周波数シフタを用いる
か，或いは，幾つかの光学部品で光リング系を構成する
必要がある。そのため、光ファイバ特性測定装置の構造
が複雑になってしまうという欠点がある。また、例えば
光リング系を用いる場合、パルス光が光リングを周回し
ている間は新たなパルス光を光リングへ入射させること
ができないため、光リングから出射されるパルス光の繰
り返し周期が制限されてしまい、高速な測定が実現でき
ないという問題がある。さらには、周波数変換によって
パルス光の周波数が高くなるために、パルス光のパルス
幅が制限されてしまうという問題もある。
学的に周波数変換を行う手法を採用した場合、光周波数
変換回路４を構成するために、光周波数シフタを用いる
か，或いは，幾つかの光学部品で光リング系を構成する
必要がある。そのため、光ファイバ特性測定装置の構造
が複雑になってしまうという欠点がある。また、例えば
光リング系を用いる場合、パルス光が光リングを周回し
ている間は新たなパルス光を光リングへ入射させること
ができないため、光リングから出射されるパルス光の繰
り返し周期が制限されてしまい、高速な測定が実現でき
ないという問題がある。さらには、周波数変換によって
パルス光の周波数が高くなるために、パルス光のパルス
幅が制限されてしまうという問題もある。
【０００７】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、被測定光ファイバへ入射させるパル
ス光に対する周波数変換を必要としない簡易な構成であ
って、しかも、パルス光の繰り返し周期が制限されず高
速な光出力を用いて高速に測定することができる光ファ
イバ特性測定装置を提供することにある。
あり、その目的は、被測定光ファイバへ入射させるパル
ス光に対する周波数変換を必要としない簡易な構成であ
って、しかも、パルス光の繰り返し周期が制限されず高
速な光出力を用いて高速に測定することができる光ファ
イバ特性測定装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、請求項１記載の発明は、コヒーレント光をパルス
光に変換して光ファイバへ出射し、前記光ファイバから
の戻り光と前記コヒーレント光のバランス受光で得られ
る光信号を第１の電気信号に変換し、該第１の電気信号
に含まれる前記戻り光の周波数成分から前記光ファイバ
の特性を求める光ファイバ特性測定装置において、前記
戻り光に含まれる光信号のうち、検出すべき光信号の周
波数に略一致する周波数を持つ第２の電気信号を発生さ
せる信号発生手段と、前記第１の電気信号と前記第２の
電気信号を混合して前記検出すべき光信号の周波数成分
を検出する混合手段とを具備することを特徴としてい
る。
めに、請求項１記載の発明は、コヒーレント光をパルス
光に変換して光ファイバへ出射し、前記光ファイバから
の戻り光と前記コヒーレント光のバランス受光で得られ
る光信号を第１の電気信号に変換し、該第１の電気信号
に含まれる前記戻り光の周波数成分から前記光ファイバ
の特性を求める光ファイバ特性測定装置において、前記
戻り光に含まれる光信号のうち、検出すべき光信号の周
波数に略一致する周波数を持つ第２の電気信号を発生さ
せる信号発生手段と、前記第１の電気信号と前記第２の
電気信号を混合して前記検出すべき光信号の周波数成分
を検出する混合手段とを具備することを特徴としてい
る。
【０００９】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の発明において、前記信号発生手段は、前記検出すべ
き光信号の持つスペクトラム幅にわたって前記第２の電
気信号の周波数を変化させて、前記検出すべき光信号の
スペクトラムを検出することを特徴としている。また、
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明にお
いて、前記信号発生手段は、前記検出すべき光信号の種
類に応じて前記第２の電気信号の周波数を設定すること
を特徴としている。
載の発明において、前記信号発生手段は、前記検出すべ
き光信号の持つスペクトラム幅にわたって前記第２の電
気信号の周波数を変化させて、前記検出すべき光信号の
スペクトラムを検出することを特徴としている。また、
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明にお
いて、前記信号発生手段は、前記検出すべき光信号の種
類に応じて前記第２の電気信号の周波数を設定すること
を特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態について説明する。図１は本実施形態による光
ファイバ特性測定装置の構成を示すブロック図であり、
図３に示したものと同等の機能を持つ構成要素について
は同一の符号を付してある。
実施形態について説明する。図１は本実施形態による光
ファイバ特性測定装置の構成を示すブロック図であり、
図３に示したものと同等の機能を持つ構成要素について
は同一の符号を付してある。
【００１１】本実施形態において、光源１は狭線幅のコ
ヒーレント光１ａを発光する１．５５μｍ帯のＭＱＷ−
ＤＦＢ（多重量子井戸−分布帰還型）半導体レーザ等で
ある。なお、光源１が発光する連続光の周波数は前述し
たように周波数ｆ0 である。光方向性結合器２は入射ポ
ート１つと出射ポート２つを有する１×２の光方向性結
合器であって、入射ポートに入射したコヒーレント光１
ａを２つの出射ポートに分割し、それぞれコヒーレント
光２ａ，２ｂとして出射する。
ヒーレント光１ａを発光する１．５５μｍ帯のＭＱＷ−
ＤＦＢ（多重量子井戸−分布帰還型）半導体レーザ等で
ある。なお、光源１が発光する連続光の周波数は前述し
たように周波数ｆ0 である。光方向性結合器２は入射ポ
ート１つと出射ポート２つを有する１×２の光方向性結
合器であって、入射ポートに入射したコヒーレント光１
ａを２つの出射ポートに分割し、それぞれコヒーレント
光２ａ，２ｂとして出射する。
【００１２】光パルス発生回路３はＥ／Ｏ（電気／光）
スイッチ等であって、このスイッチのオン／オフによっ
てコヒーレント光２ａをパルス幅数ｎｓ〜数μｓ程度の
パルス光３ａに変換する。このパルス光３ａの発生周期
は被測定光ファイバ８の長さ（即ち、距離レンジ）に依
存しており、例えば１０ｋｍの距離レンジであればその
発生周期は２００μ秒であり、１ｋｍの距離レンジであ
ればその発生周期は２０μ秒である。
スイッチ等であって、このスイッチのオン／オフによっ
てコヒーレント光２ａをパルス幅数ｎｓ〜数μｓ程度の
パルス光３ａに変換する。このパルス光３ａの発生周期
は被測定光ファイバ８の長さ（即ち、距離レンジ）に依
存しており、例えば１０ｋｍの距離レンジであればその
発生周期は２００μ秒であり、１ｋｍの距離レンジであ
ればその発生周期は２０μ秒である。
【００１３】光増幅器５はＥｒ（エルビウム）ドープフ
ァイバを用いた光ファイバ増幅器などであって、入射す
るパルス光３ａを所定のレベルにまで増幅して出射す
る。光スイッチ６は光サーキュレータ等であって、入射
ポート６ｉに入射したパルス光５ａをパルス光６ａとし
て出射／入射ポート６ｉｏから光コネクタ７に出射す
る。このほかに、光スイッチ６は被測定光ファイバ８か
ら光コネクタ７を介して出射／入射ポート６ｉｏに入射
する戻り光を戻り光６ｂとして出射ポート６ｏに出射す
る。
ァイバを用いた光ファイバ増幅器などであって、入射す
るパルス光３ａを所定のレベルにまで増幅して出射す
る。光スイッチ６は光サーキュレータ等であって、入射
ポート６ｉに入射したパルス光５ａをパルス光６ａとし
て出射／入射ポート６ｉｏから光コネクタ７に出射す
る。このほかに、光スイッチ６は被測定光ファイバ８か
ら光コネクタ７を介して出射／入射ポート６ｉｏに入射
する戻り光を戻り光６ｂとして出射ポート６ｏに出射す
る。
【００１４】ここで、戻り光に含まれる光信号のうち、
ブリルアン散乱光は被測定光ファイバ８に入射されたパ
ルス光の周波数ｆ0 に対して約９〜１２ＧＨｚの周波数
シフトを発生させる。つまり、周波数シフトの周波数を
ｆs とすれば、戻り光６ｂないし８ａの周波数ｆb は
“ｆ0−ｆs”となる。一方、レーリー散乱光や反射光に
関しては周波数シフトｆs が“０”であることから、戻
り光６ｂないし８ａの周波数ｆb （＝“ｆ0−ｆs”）は
周波数ｆ0 に等しい。
ブリルアン散乱光は被測定光ファイバ８に入射されたパ
ルス光の周波数ｆ0 に対して約９〜１２ＧＨｚの周波数
シフトを発生させる。つまり、周波数シフトの周波数を
ｆs とすれば、戻り光６ｂないし８ａの周波数ｆb は
“ｆ0−ｆs”となる。一方、レーリー散乱光や反射光に
関しては周波数シフトｆs が“０”であることから、戻
り光６ｂないし８ａの周波数ｆb （＝“ｆ0−ｆs”）は
周波数ｆ0 に等しい。
【００１５】次に、バランス受光回路１０を構成する各
部について説明する。光方向性結合器１１は、光方向性
結合器２から出射された周波数ｆ0 のコヒーレント光２
ｂと周波数ｆb （＝“ｆ0−ｆs”）の戻り光６ｂを合波
する。この合波によって生じる光信号１１ａの周波数成
分は、“ｆ0±（ｆ0−ｆs）”つまり、“２ｆ0−
ｆs”，“ｆs ”である。光−電気変換回路１２はこの
光信号１１ａを電気信号１２ａに変換し、増幅部１３は
ミキサ２３（後述）が処理するのに適したレベルまで電
気信号１２ａを増幅した電気信号１３ａを出力する。
部について説明する。光方向性結合器１１は、光方向性
結合器２から出射された周波数ｆ0 のコヒーレント光２
ｂと周波数ｆb （＝“ｆ0−ｆs”）の戻り光６ｂを合波
する。この合波によって生じる光信号１１ａの周波数成
分は、“ｆ0±（ｆ0−ｆs）”つまり、“２ｆ0−
ｆs”，“ｆs ”である。光−電気変換回路１２はこの
光信号１１ａを電気信号１２ａに変換し、増幅部１３は
ミキサ２３（後述）が処理するのに適したレベルまで電
気信号１２ａを増幅した電気信号１３ａを出力する。
【００１６】次に、信号発生部２０を構成する各部につ
いて説明する。信号発生回路２１は正弦波などのＲＦ
（無線周波数）信号２１ａを発生させるもので、制御回
路２２はこのＲＦ信号２１ａの周波数ｆr を設定する。
周波数ｆr の設定値は戻り光中の検出すべき光信号に依
存して異なっており、ブリルアン散乱光を検出する場合
は約８〜１２ＧＨｚに設定され、レイリー散乱光や反射
光を検出する場合は約１０ｋＨｚに設定される。
いて説明する。信号発生回路２１は正弦波などのＲＦ
（無線周波数）信号２１ａを発生させるもので、制御回
路２２はこのＲＦ信号２１ａの周波数ｆr を設定する。
周波数ｆr の設定値は戻り光中の検出すべき光信号に依
存して異なっており、ブリルアン散乱光を検出する場合
は約８〜１２ＧＨｚに設定され、レイリー散乱光や反射
光を検出する場合は約１０ｋＨｚに設定される。
【００１７】ミキサ２３は、バランス受光回路１０から
出力される電気信号１３ａと信号発生部２０から出力さ
れるＲＦ信号２１ａを混合して、電気信号１３ａの周波
数をＲＦ信号２１ａの周波数ｆr だけ低下させた電気信
号２３ａを出力する。ここで、ＲＦ信号２１ａの周波数
ｆr は戻り光の周波数シフトｆs の近傍に設定するた
め、上述した４つの周波数成分のうち、周波数シフトｆ
sの値を周波数ｆrだけ低減させた周波数成分が直流成分
に近づくことになる。したがって、この周波数成分は、
ミキサ２３の後段に位置する電気回路（即ち、ローパス
フィルタ１４，増幅部１５，信号処理部１６）で容易に
処理可能な周波数領域となる。
出力される電気信号１３ａと信号発生部２０から出力さ
れるＲＦ信号２１ａを混合して、電気信号１３ａの周波
数をＲＦ信号２１ａの周波数ｆr だけ低下させた電気信
号２３ａを出力する。ここで、ＲＦ信号２１ａの周波数
ｆr は戻り光の周波数シフトｆs の近傍に設定するた
め、上述した４つの周波数成分のうち、周波数シフトｆ
sの値を周波数ｆrだけ低減させた周波数成分が直流成分
に近づくことになる。したがって、この周波数成分は、
ミキサ２３の後段に位置する電気回路（即ち、ローパス
フィルタ１４，増幅部１５，信号処理部１６）で容易に
処理可能な周波数領域となる。
【００１８】ローパスフィルタ１４は、ミキサ２３から
出力される電気信号２３ａに含まれるノイズ等の高周波
成分を除去してＳ／Ｎ比（信号／ノイズ比）を向上させ
るための回路である。増幅部１５はローパスフィルタ１
４から出力される電気信号を信号処理部１６の処理に適
したレベルまで増幅する。信号処理部１６は増幅部１５
から出力される電気信号を加算するなど、各種の信号処
理を実行するための機能を有している。こうした機能を
用いることで、信号処理部１６は入力された電気信号に
平均化処理を施して被測定光ファイバ８の歪みや損失を
求めるほか、時間軸上で戻り光を検出して歪み特性や光
損失特性の距離分布を求める。
出力される電気信号２３ａに含まれるノイズ等の高周波
成分を除去してＳ／Ｎ比（信号／ノイズ比）を向上させ
るための回路である。増幅部１５はローパスフィルタ１
４から出力される電気信号を信号処理部１６の処理に適
したレベルまで増幅する。信号処理部１６は増幅部１５
から出力される電気信号を加算するなど、各種の信号処
理を実行するための機能を有している。こうした機能を
用いることで、信号処理部１６は入力された電気信号に
平均化処理を施して被測定光ファイバ８の歪みや損失を
求めるほか、時間軸上で戻り光を検出して歪み特性や光
損失特性の距離分布を求める。
【００１９】次に、上記構成による光ファイバ特性測定
装置の動作について説明する。光源１が周波数ｆ0 のコ
ヒーレント光１ａを出射すると、光方向性結合器２はこ
のコヒーレント光１ａを２方向に分岐し、光パルス発生
回路３へコヒーレント光２ａを出射するとともに、バラ
ンス受光回路１０に対してコヒーレント光２ｂを出射す
る。光パルス発生回路３はコヒーレント光２ａをパルス
光３ａに変換して光増幅器５に出射し、光増幅器５はパ
ルス光３ａを増幅したパルス光５ａを光スイッチ６の入
射ポート６ｉに出射する。光スイッチ６は入射したパル
ス光５ａをパルス光６ａとして光コネクタ７に出射し、
光コネクタ７はこれをパルス光７ａとして被測定光ファ
イバ８に出射する。ここで、従来の場合とは違って、パ
ルス光７ａの周波数は何ら周波数シフトを受けておらず
その周波数はコヒーレント光２ａと同じ周波数ｆ0 であ
る。
装置の動作について説明する。光源１が周波数ｆ0 のコ
ヒーレント光１ａを出射すると、光方向性結合器２はこ
のコヒーレント光１ａを２方向に分岐し、光パルス発生
回路３へコヒーレント光２ａを出射するとともに、バラ
ンス受光回路１０に対してコヒーレント光２ｂを出射す
る。光パルス発生回路３はコヒーレント光２ａをパルス
光３ａに変換して光増幅器５に出射し、光増幅器５はパ
ルス光３ａを増幅したパルス光５ａを光スイッチ６の入
射ポート６ｉに出射する。光スイッチ６は入射したパル
ス光５ａをパルス光６ａとして光コネクタ７に出射し、
光コネクタ７はこれをパルス光７ａとして被測定光ファ
イバ８に出射する。ここで、従来の場合とは違って、パ
ルス光７ａの周波数は何ら周波数シフトを受けておらず
その周波数はコヒーレント光２ａと同じ周波数ｆ0 であ
る。
【００２０】このパルス光７ａが入射すると、被測定光
ファイバ８ではファイバの状態に応じて光の反射現象や
散乱現象が発生し、それによって生じた反射光や散乱光
の一部が戻り光８ａとして光コネクタ７に戻ってくる。
前述したように、戻り光８ａは散乱現象に特有の周波数
シフトｆsを受けることから、戻り光８ａの周波数ｆbは
“ｆ0−ｆs”となる。次に、戻り光８ａは光コネクタ７
を介して光スイッチ６の出射／入射ポート６ｉｏから出
射ポート６ｏに出射され、戻り光６ｂとしてバランス受
光回路１０に入射する。
ファイバ８ではファイバの状態に応じて光の反射現象や
散乱現象が発生し、それによって生じた反射光や散乱光
の一部が戻り光８ａとして光コネクタ７に戻ってくる。
前述したように、戻り光８ａは散乱現象に特有の周波数
シフトｆsを受けることから、戻り光８ａの周波数ｆbは
“ｆ0−ｆs”となる。次に、戻り光８ａは光コネクタ７
を介して光スイッチ６の出射／入射ポート６ｉｏから出
射ポート６ｏに出射され、戻り光６ｂとしてバランス受
光回路１０に入射する。
【００２１】バランス受光回路１０において、光方向性
結合器１１は周波数ｆ0 のコヒーレント光２ｂと周波数
ｆb の戻り光６ｂを合波し、光−電気変換回路１２が合
波された光信号１１ａを電気信号１２ａに変換する。前
述したように、電気信号１２ａに含まれる周波数成分
は、ｆ0 ±ｆb （＝ｆ0 ±（ｆ0 −ｆs ））となる。増
幅部１３は電気信号１２ａを増幅して得られる電気信号
１３ａをミキサ２３に出力する。その一方で、信号発生
部２０において、制御回路２２は信号発生回路２１を制
御して、ミキサ２３に出力されるＲＦ信号２１ａの周波
数ｆr を周波数シフトｆs と同じ周波数に設定する。こ
のとき、制御回路２２は検出すべき光信号（レイリー散
乱光，ブリルアン散乱光，反射光等）に依存して変化す
る周波数シフトｆs に応じて周波数ｆrの値を設定す
る。
結合器１１は周波数ｆ0 のコヒーレント光２ｂと周波数
ｆb の戻り光６ｂを合波し、光−電気変換回路１２が合
波された光信号１１ａを電気信号１２ａに変換する。前
述したように、電気信号１２ａに含まれる周波数成分
は、ｆ0 ±ｆb （＝ｆ0 ±（ｆ0 −ｆs ））となる。増
幅部１３は電気信号１２ａを増幅して得られる電気信号
１３ａをミキサ２３に出力する。その一方で、信号発生
部２０において、制御回路２２は信号発生回路２１を制
御して、ミキサ２３に出力されるＲＦ信号２１ａの周波
数ｆr を周波数シフトｆs と同じ周波数に設定する。こ
のとき、制御回路２２は検出すべき光信号（レイリー散
乱光，ブリルアン散乱光，反射光等）に依存して変化す
る周波数シフトｆs に応じて周波数ｆrの値を設定す
る。
【００２２】次に、ミキサ２３が電気信号１３ａとＲＦ
信号２１ａを混合して電気信号１３ａの周波数を周波数
ｆrだけ低下させると、周波数シフト“ｆs”の周波数成
分だけが直流成分の近くまで低減され、その結果、パル
ス光３ａのパルス幅に相当する周波数成分だけが含まれ
た電気信号２３ａが得られる。すなわち、電気信号１３
ａに含まれる４種類の周波数成分の中から周波数“ｆ0
−ｆb”（＝ｆs ）の信号成分のみが検出され、ミキサ
２３の後段に配置された電気回路は、被測定光ファイバ
８の内部で生じた戻り光に相当する電気信号だけを処理
可能となる。そこで、ローパスフィルタ１４は電気信号
２３ａに含まれる高周波成分を除去して増幅部１５に出
力する。増幅部１５はローパスフィルタ１４の出力信号
を増幅して信号処理部１６に出力し、信号処理部１６が
前述したように被測定光ファイバ８に関する歪み及び損
失の特性やその距離分布などを求める。
信号２１ａを混合して電気信号１３ａの周波数を周波数
ｆrだけ低下させると、周波数シフト“ｆs”の周波数成
分だけが直流成分の近くまで低減され、その結果、パル
ス光３ａのパルス幅に相当する周波数成分だけが含まれ
た電気信号２３ａが得られる。すなわち、電気信号１３
ａに含まれる４種類の周波数成分の中から周波数“ｆ0
−ｆb”（＝ｆs ）の信号成分のみが検出され、ミキサ
２３の後段に配置された電気回路は、被測定光ファイバ
８の内部で生じた戻り光に相当する電気信号だけを処理
可能となる。そこで、ローパスフィルタ１４は電気信号
２３ａに含まれる高周波成分を除去して増幅部１５に出
力する。増幅部１５はローパスフィルタ１４の出力信号
を増幅して信号処理部１６に出力し、信号処理部１６が
前述したように被測定光ファイバ８に関する歪み及び損
失の特性やその距離分布などを求める。
【００２３】なお、散乱光のようにＲＦ信号２１ａのス
ペクトラム幅に対して戻り光６ｂないし８ａのスペクト
ラム幅が広い場合がある。そこでこのような場合、制御
回路２２は信号発生回路２１を制御して以下に述べるよ
うにＲＦ信号２１ａの周波数ｆr を所定範囲で順次変化
させてゆく。すなわち制御回路２２は、図２に示したよ
うに、ＲＦ信号２１ａの周波数ｆr をｆr1，ｆr2，
ｆr3，…，ｆrn，…，ｆrm axと順次変化させる。これに
対応して、信号処理部１６がこれら各周波数における電
気信号を検出することで、被測定光ファイバ８からの戻
り光のスペクトラムをすべて検出することができる。
ペクトラム幅に対して戻り光６ｂないし８ａのスペクト
ラム幅が広い場合がある。そこでこのような場合、制御
回路２２は信号発生回路２１を制御して以下に述べるよ
うにＲＦ信号２１ａの周波数ｆr を所定範囲で順次変化
させてゆく。すなわち制御回路２２は、図２に示したよ
うに、ＲＦ信号２１ａの周波数ｆr をｆr1，ｆr2，
ｆr3，…，ｆrn，…，ｆrm axと順次変化させる。これに
対応して、信号処理部１６がこれら各周波数における電
気信号を検出することで、被測定光ファイバ８からの戻
り光のスペクトラムをすべて検出することができる。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、戻り
光に含まれる光信号のうち、検出すべき光信号の周波数
に略一致する周波数を持つ第２の電気信号を発生させ、
戻り光とコヒーレント光のバランス受光によって得られ
た光信号を変換した第１の電気信号に上記第２の電気信
号を混合することで、所望の光信号の周波数成分を検出
している。これにより、局部発振光（コヒーレント光）
とのビート信号を用いて戻り光を検出する場合に、光フ
ァイバの特性を求めるための信号処理回路の周波数帯域
とビート信号の周波数成分が合致していなくとも、戻り
光に含まれる光信号の周波数成分を検出することができ
る。そのため、戻り光に含まれる反射光や各種散乱光の
それぞれの周波数成分に応じたコヒーレント検波を良好
に行うことができる。また、光ファイバに出射するパル
ス光の周波数をシフトさせる必要がないことから、光周
波数シフタや光リング系などの回路が不要となるため、
光ファイバ特性測定装置の構造を簡易なものにすること
ができる。さらには、パルス光の繰り返し周期に制限が
なくなるため、短い周期でパルス光を出射可能となって
高速な測定が実現できる。
光に含まれる光信号のうち、検出すべき光信号の周波数
に略一致する周波数を持つ第２の電気信号を発生させ、
戻り光とコヒーレント光のバランス受光によって得られ
た光信号を変換した第１の電気信号に上記第２の電気信
号を混合することで、所望の光信号の周波数成分を検出
している。これにより、局部発振光（コヒーレント光）
とのビート信号を用いて戻り光を検出する場合に、光フ
ァイバの特性を求めるための信号処理回路の周波数帯域
とビート信号の周波数成分が合致していなくとも、戻り
光に含まれる光信号の周波数成分を検出することができ
る。そのため、戻り光に含まれる反射光や各種散乱光の
それぞれの周波数成分に応じたコヒーレント検波を良好
に行うことができる。また、光ファイバに出射するパル
ス光の周波数をシフトさせる必要がないことから、光周
波数シフタや光リング系などの回路が不要となるため、
光ファイバ特性測定装置の構造を簡易なものにすること
ができる。さらには、パルス光の繰り返し周期に制限が
なくなるため、短い周期でパルス光を出射可能となって
高速な測定が実現できる。
【００２５】また、請求項２記載の発明では、検出すべ
き光信号の持つスペクトラム幅にわたって第２の電気信
号の周波数を変化させて、検出すべき光信号のスペクト
ラムを検出している。これにより、散乱光などのよう
に、第２の電気信号のスペクトラム幅に比べて戻り光に
含まれる光信号のスペクトラム幅が広い場合であって
も、戻り光に含まれる光信号のスペクトラムをすべて検
出することができる。
き光信号の持つスペクトラム幅にわたって第２の電気信
号の周波数を変化させて、検出すべき光信号のスペクト
ラムを検出している。これにより、散乱光などのよう
に、第２の電気信号のスペクトラム幅に比べて戻り光に
含まれる光信号のスペクトラム幅が広い場合であって
も、戻り光に含まれる光信号のスペクトラムをすべて検
出することができる。
【図１】 本発明の一実施形態による光ファイバ特性測
定装置の構成を示すブロック図である。
定装置の構成を示すブロック図である。
【図２】 散乱光スペクトラムに対して設定されるＲＦ
信号の周波数ｆr を示した説明図である。
信号の周波数ｆr を示した説明図である。
【図３】 従来の技術による光ファイバ特性測定装置の
構成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
１…光源、２，１１…光方向性結合器、３…光パルス発
生回路、５…光増幅器、６…光スイッチ、７…光コネク
タ、８…被測定光ファイバ、１０…バランス受光回路、
１２…光−電気変換回路、１３，１５…増幅部、１４…
ローパスフィルタ、１６…信号処理部、２０…信号発生
部、２１…信号発生回路、２２…制御回路、２３…ミキ
サ
生回路、５…光増幅器、６…光スイッチ、７…光コネク
タ、８…被測定光ファイバ、１０…バランス受光回路、
１２…光−電気変換回路、１３，１５…増幅部、１４…
ローパスフィルタ、１６…信号処理部、２０…信号発生
部、２１…信号発生回路、２２…制御回路、２３…ミキ
サ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 倉嶋 利雄 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 2G086 BB01 CC03 CC04 KK01
Claims (3)
- 【請求項１】 コヒーレント光をパルス光に変換して光
ファイバへ出射し、前記光ファイバからの戻り光と前記
コヒーレント光のバランス受光で得られる光信号を第１
の電気信号に変換し、該第１の電気信号に含まれる前記
戻り光の周波数成分から前記光ファイバの特性を求める
光ファイバ特性測定装置において、 前記戻り光に含まれる光信号のうち、検出すべき光信号
の周波数に略一致する周波数を持つ第２の電気信号を発
生させる信号発生手段と、 前記第１の電気信号と前記第２の電気信号を混合して前
記検出すべき光信号の周波数成分を検出する混合手段と
を具備することを特徴とする光ファイバ特性測定装置。 - 【請求項２】 前記信号発生手段は、前記検出すべき光
信号の持つスペクトラム幅にわたって前記第２の電気信
号の周波数を変化させて、前記検出すべき光信号のスペ
クトラムを検出することを特徴とする請求項１記載の光
ファイバ特性測定装置。 - 【請求項３】 前記信号発生手段は、前記検出すべき光
信号の種類に応じて前記第２の電気信号の周波数を設定
することを特徴とする請求項１又は２記載の光ファイバ
特性測定装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10715599A JP3481494B2 (ja) | 1999-04-14 | 1999-04-14 | 光ファイバ特性測定装置 |
| US09/547,063 US6335788B1 (en) | 1999-04-14 | 2000-04-11 | Optical-fiber characteristics measuring apparatus |
| EP00400999A EP1045237B1 (en) | 1999-04-14 | 2000-04-11 | Optical fiber characteristics measuring apparatus |
| DE60041565T DE60041565D1 (de) | 1999-04-14 | 2000-04-11 | Gerät zur Messung der kennzeichnenden Merkmalen von optischen Fasern |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10715599A JP3481494B2 (ja) | 1999-04-14 | 1999-04-14 | 光ファイバ特性測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000298077A true JP2000298077A (ja) | 2000-10-24 |
| JP3481494B2 JP3481494B2 (ja) | 2003-12-22 |
Family
ID=14451910
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10715599A Expired - Lifetime JP3481494B2 (ja) | 1999-04-14 | 1999-04-14 | 光ファイバ特性測定装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6335788B1 (ja) |
| EP (1) | EP1045237B1 (ja) |
| JP (1) | JP3481494B2 (ja) |
| DE (1) | DE60041565D1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006140730A (ja) * | 2004-11-11 | 2006-06-01 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光通信システムおよび光試験装置 |
| JP2007225488A (ja) * | 2006-02-24 | 2007-09-06 | Yokogawa Electric Corp | ブリルアン散乱光の周波数シフトの測定方法及びこれを用いた装置 |
| JP2008032616A (ja) * | 2006-07-31 | 2008-02-14 | Yokogawa Electric Corp | 光ファイバ特性測定装置 |
| JP2008145398A (ja) * | 2006-12-13 | 2008-06-26 | Yokogawa Electric Corp | 光ファイバ特性測定装置 |
| CN106500970A (zh) * | 2015-09-07 | 2017-03-15 | 横河电机株式会社 | 光纤特性测定装置 |
| JP2019215168A (ja) * | 2018-06-11 | 2019-12-19 | 日本電信電話株式会社 | 光パルス試験装置及び光パルス試験方法 |
| WO2020008886A1 (ja) * | 2018-07-02 | 2020-01-09 | 日本電信電話株式会社 | 分布光ファイバ振動計測装置および分布光ファイバ振動計測方法 |
| JP2022509678A (ja) * | 2019-02-06 | 2022-01-21 | エヌイーシー ラボラトリーズ アメリカ インク | 光ファイバセンシングシステム、方法、構造及び用途 |
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|---|---|---|---|---|
| US20070253630A1 (en) * | 2006-04-26 | 2007-11-01 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for fast and flexible digital image compression using programmable sprite buffer |
| GB2440952B (en) * | 2006-08-16 | 2009-04-08 | Schlumberger Holdings | Measuring brillouin backscatter from an optical fibre using digitisation |
| GB2441154B (en) * | 2006-08-24 | 2009-02-18 | Schlumberger Holdings | Measuring brillouin backscatter from an optical fibre using channelisation |
| GB2442486B (en) * | 2006-10-06 | 2009-01-07 | Schlumberger Holdings | Measuring brillouin backscatter from an optical fibre using a tracking signal |
| JP4917640B2 (ja) * | 2007-02-28 | 2012-04-18 | 日本電信電話株式会社 | 光リフレクトメトリ測定方法および装置 |
| US7504618B2 (en) * | 2007-07-03 | 2009-03-17 | Schlumberger Technology Corporation | Distributed sensing in an optical fiber using brillouin scattering |
| EP2215752B1 (en) * | 2007-09-28 | 2013-09-25 | Telefonaktiebolaget L M Ericsson (PUBL) | Optical amplifier |
| US20100318071A1 (en) * | 2009-06-10 | 2010-12-16 | Tyco Healthcare Group Lp | Fluid Collection Canister Including Canister Top with Filter Membrane and Negative Pressure Wound Therapy Systems Including Same |
| CN104596357B (zh) * | 2013-11-01 | 2017-10-27 | 上海机电工程研究所 | 射频/光学半实物仿真复合目标模拟系统 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3609371A1 (de) * | 1986-03-20 | 1987-09-24 | Philips Patentverwaltung | Optisches zeitbereichsreflektometer mit heterodyn-empfang |
| JP2977091B2 (ja) * | 1990-09-28 | 1999-11-10 | 安藤電気株式会社 | ヘテロダイン受光を用いた光パルス試験器 |
| JP3033677B2 (ja) * | 1995-09-26 | 2000-04-17 | 安藤電気株式会社 | 光ファイバ特性測定装置 |
| JPH1123419A (ja) * | 1997-06-30 | 1999-01-29 | Ando Electric Co Ltd | 光ファイバ特性測定装置 |
| JP3394902B2 (ja) * | 1998-02-20 | 2003-04-07 | アンリツ株式会社 | 波長分散測定装置及び偏波分散測定装置 |
-
1999
- 1999-04-14 JP JP10715599A patent/JP3481494B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-04-11 DE DE60041565T patent/DE60041565D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-04-11 US US09/547,063 patent/US6335788B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-04-11 EP EP00400999A patent/EP1045237B1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006140730A (ja) * | 2004-11-11 | 2006-06-01 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光通信システムおよび光試験装置 |
| JP4504789B2 (ja) * | 2004-11-11 | 2010-07-14 | 日本電信電話株式会社 | 光通信システムおよび光試験装置 |
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| US7873273B2 (en) | 2006-12-13 | 2011-01-18 | Yokogawa Electric Corporation | Apparatus for measuring the characteristics of an optical fiber |
| CN106500970A (zh) * | 2015-09-07 | 2017-03-15 | 横河电机株式会社 | 光纤特性测定装置 |
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| WO2020008886A1 (ja) * | 2018-07-02 | 2020-01-09 | 日本電信電話株式会社 | 分布光ファイバ振動計測装置および分布光ファイバ振動計測方法 |
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| JP2022509678A (ja) * | 2019-02-06 | 2022-01-21 | エヌイーシー ラボラトリーズ アメリカ インク | 光ファイバセンシングシステム、方法、構造及び用途 |
| JP7220288B2 (ja) | 2019-02-06 | 2023-02-09 | エヌイーシー ラボラトリーズ アメリカ インク | 光ファイバセンシングシステム、方法、構造及び用途 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1045237B1 (en) | 2009-02-18 |
| JP3481494B2 (ja) | 2003-12-22 |
| US6335788B1 (en) | 2002-01-01 |
| EP1045237A3 (en) | 2002-03-06 |
| DE60041565D1 (de) | 2009-04-02 |
| EP1045237A2 (en) | 2000-10-18 |
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