JP2002243584A

JP2002243584A - Ｓｎｒ計算方法及び光スペクトラム測定装置

Info

Publication number: JP2002243584A
Application number: JP2001044541A
Authority: JP
Inventors: Manabu Kojima; 学小島
Original assignee: Ando Electric Co Ltd
Current assignee: Ando Electric Co Ltd
Priority date: 2001-02-21
Filing date: 2001-02-21
Publication date: 2002-08-28
Also published as: US20020113962A1; US6643011B2

Abstract

(57)【要約】【課題】隣り合う信号波長の間隔が狭まった光源におい
て、光スペクトラム測定装置を使用してＳＮＲを測定し
た場合、あるいは、ダイナミックレンジの悪い光スペク
トラム測定装置を用いてＳＮＲを測定した場合において
も、より正確にＳＮＲを測定する方法を提供する。【解決手段】多重される波長範囲内の各波長毎の、光ス
ペクトラム測定装置における、ダイナミックレンジの波
長特性を測定して、記憶手段に記憶するステップと、被
測定光信号波長の信号レベルとノイズレベルを測定する
ステップと、被測定光信号波長に多重されている、他の
光信号波長の各々が、被測定光信号の波長に及ぼすノイ
ズレベルを前記記憶手段から読み出すステップと、被測
定光信号波長のノイズレベルから、前記記憶手段から読
み出したノイズレベルを減算して、補正されたノイズレ
ベルを得るステップと、前記被測定光信号レベル及び補
正されたノイズレベルから、被測定光信号のＳＮＲを演
算するステップと、を含むことを特徴とするＳＮＲ計算
方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光源の光スペクト
ラム特性を測定する光スペクトラム測定装置に用いられ
るＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）計算方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図１は、従来の光スペクトラム測定装置
の構成を示す図である。図１において、１は、種々の波
長成分が含まれ、スペクトル測定の対象である光を出射
する光源である。２は、光源１から出射される光の強度
を制限する入射スリットである。３は、入射スリット２
を介して入射される光を平行光に変換する凹面鏡であ
る。４は、回折格子であり、表面に多数の溝が形成され
ていて、凹面鏡３で変換された平行光を波長毎に空間的
に分離する。また、回折格子４は、回転ステージ５上に
配されており、該回転ステージ５の回動に合わせて回動
する。

【０００３】６は、凹面鏡であり、回折格子４によって
波長毎に空間的に分離された光のうち、凹面鏡６に入射
した光のみを出射スリット７のスリット位置に結像させ
るものである。７は、出射スリットであり、凹面鏡６に
よってスリット位置に結像された光の波長帯域を制限す
るためのものである。上記入射スリット２、凹面鏡３、
回折格子４、凹面鏡６、及び出射スリット７はツェルニ
・ターナ形分散分光器と呼ばれる分光器を構成してい
る。

【０００４】８は、フォトダイオード等の光検出器であ
り、出射スリット７から出射される光の強度を電気信号
に変換するためのものである。９は光検出器８から出力
される電気信号を増幅する増幅器である。１０は、増幅
器９で増幅された値をディジタル信号に変換するアナロ
グ／ディジタル変換器（以下、Ｄ／Ａコンバータと称す
る）である。

【０００５】また、図中符号１１が付された部材は回折
格子４が配されたステージ５を回動させるモータであ
り、ステージ５及び回折格子４を回動させる。１２は、
駆動回路であり、後述するＣＰＵ１３から出力される制
御信号に応じてモータ１１の回動動作を制御する。１４
は、例えばＣＲＴ（Cathod Ray Tube）、液晶等の表示
装置である。ＣＰＵ１３は、前述したＡ／Ｄコンバータ
１０、駆動回路１２、表示装置１４とバスＢによって接
続され、駆動回路１２を制御する制御信号を出力すると
ともに、Ａ／Ｄコンバータ１０から出力されるディジタ
ル信号を演算処理し、例えばスペクトラム分布を表示装
置１４に表示させる。

【０００６】上記構成において、光源１から光が出射さ
れると、出射された光は入射スリット２へ入射する。入
射スリット２を通過した光は、凹面鏡３よって平行光に
変換され、回折格子４に入射する。

【０００７】回折格子４は、表面に形成された多数の溝
に平行な軸を中心として、モータ１１により回動させら
れ、平行光に対して任意の角度をなすようになる。この
任意の角度は、駆動回路１２がＣＰＵ１３から出力され
る制御信号に応じてモータ１１を制御することにより決
定される。回折格子４は、入射する平行光を波長毎に空
間的に分離する。回折格子４によって空間的に分離され
た波長のうち、平行光と回折格子４とのなす角度等によ
って決定される波長の光のみが凹面鏡６へ出射される。

【０００８】凹面鏡６は、入射された波長の光のみを出
射スリット７のスリット位置へ結像させる。そして、出
射スリット７のスリット幅の範囲内となる波長成分だけ
が出射スリット７を通過する。光検出器８は、出射スリ
ット７の通過光を受光し、通過光の光強度に比例した電
気信号に変換する。増幅器９は光検出器８の出力をＡ／
Ｄコンバータ１０の入力に適した電圧まで増幅する。

【０００９】Ａ／Ｄコンバータ１０は増幅器９の出力を
ディジタル信号に変換する。Ａ／Ｄコンバータ１０から
出力されたディジタル信号は、ＣＰＵ１３に入力され、
ＣＰＵ１３において演算処理される。ＣＰＵ１３は、演
算処理の結果（例えば、スペクトラム分布）をバスＢを
介して表示装置１４に出力する。表示装置１４は、ＣＰ
Ｕ１３から出力される演算結果に応じた表示内容を表示
する。

【００１０】次に測定の手順を説明する。まず、ＣＰＵ
１３は、駆動回路１２に指令を与え、回折格子４の角度
を可変することにより出射スリット７を通過する波長を
設定し、出射スリット７の透過光の光強度をＡ／Ｄコン
バータ１０の出力から取り込む。

【００１１】また、ＣＰＵ１３は、駆動回路１２へ制御
信号を出力し、出射スリット７を通過する波長を測定開
始波長から測定終了波長まで掃引させ、繰り返し得られ
た測定波長対光強度特性を、光スペクトラムとして表示
装置１４に表示させる。図１に示す光スペクトラム測定
装置において、単一波長成分のみの信号を有する光源を
測定すると、図２に示すようなスペクトラムが得られ
る。

【００１２】図２に示す光スペクトラムにおいて、信号
波長両側部分の波形の裾引きの程度を表した量が、光ス
ペクトラム測定装置のダイナミックレンジと呼ばれ、信
号波長における光強度と信号波長からＸnm離れた位置に
おける光強度との比で表される。光スペクトラム測定装
置において、波形のすそひきが発生する要因は、分光器
内部の各光学部品等により発生するの迷光成分によるも
のであり、ダイナミックレンジの値は光スペクトラム測
定装置の性能を判断する重要な基準とされている。

【００１３】また、スペクトラム測定の対象となる光源
には図３の構成のものが考えられる。図３において、
１５〜１８は、それぞれ、信号波長の異なる光源であ
る。１９は、合波器であり、１５〜１８の信号波長の異
なる光を一本の光ファイバに合波するものである。２０
は、光ファイバ増幅器であり、入力された光信号を増幅
して出力するものである。

【００１４】図３のような光源を用いて情報の伝送を行
う方式は、波長多重伝送方式とよばれ、次世代の情報伝
送方式として注目されている。図３の出力光を光スペク
トラム測定装置により測定すると、図４のようなスペク
トラムが得られ、さまざまな信号の解析が行われる。な
かでも、光信号のレベルとノイズレベルとの比で表され
るＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）解析は、伝送路に
おける伝送品質の維持のためには重要な解析項目の一つ
である。

【００１５】ここで、ＳＮＲの解析方法について、図４
のスペクトラムを用いて説明する。ＳＮＲは、光信号光
レベルＰｎとノイズレベルＮｎとの比で測定される。図
４のようなスペクトラムの場合、一般にノイズレベルＮ
ｎは各信号波長間のレベルを用いて次のように計算され
る。Ｎn＝Ｐns+(Ｐnl−Ｐns)(λnλns)／（λnl−λns） (dBm）・・・・・（１）従って、ＳＮＲは次のようになる。ＳＮＲn＝Ｐn−Ｎn (dB）・・・・・（２）

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】図５は、図３の光源を
構成する、１５〜１８の信号波長の異なる光源を、隣り
合う信号波長の間隔が狭まった光源２１〜２４に置きか
えたものである。図５のような光源を用いて情報の伝送
を行う方式は、高密度波長多重伝送方式とよばれ、前者
の方式より大容量な情報を伝送することができ、盛んに
研究開発が行われている。

【００１７】図５の出力光を光スペクトラム測定装置に
より測定すると、図６のようなスペクトラムが得られ
る。前者と同様な方法でＳＮＲを測定した場合、図６の
スペクトラムは各信号波長間のレベルが持ち上がった特
性となっており、あたかもノイズレベルが上昇したかの
ように測定される。

【００１８】これはスペクトラム測定装置の分光器内部
の各光学部品等により発生する迷光成分が実際の信号の
ノイズ成分に重なるため起こる現象である。図７の光ス
ペクトラムを用いて詳細に解説する。一本のファイバに
合波された波長の異なる二つの信号を光スペクトラム測
定装置により測定すると、それぞれ二つの信号を単独で
測定したスペクトラムを合成したスペクトラムが得られ
る。

【００１９】このとき、二つの信号間では、両者信号の
裾引きレベル同士が合成されることになり、点線のよう
なスペクトラムが得られる。通常、光スペクトラム測定
装置の裾引きレベルは、信号波長から遠く離れるほど、
小さくなるため、二つの信号光の波長間隔が離れている
ときには特に問題とならない。

【００２０】しかし、図５に示すような隣り合う信号波
長の間隔が狭まった光源において、光スペクトラム測定
装置を使用してＳＮＲを測定すると、上記のような問題
が発生する。また、ダイナミックレンジの悪い光スペク
トラム測定装置、言い換えれば、分光器内部の各光学部
品により発生する迷光成分が多い光スペクトラム測定装
置を用いてＳＮＲ測定を行った場合も同様の問題が発生
する。

【００２１】従来の技術では、測定された光スペクトラ
ムから、そのままＳＮＲを算出していたため上記の問題
を解決することが出来なかった。本発明は、上記事情に
鑑みてなされたものであり、図５に示すような隣り合う
信号波長の間隔が狭まった光源において、光スペクトラ
ム測定装置を使用してＳＮＲを測定した場合、あるい
は、ダイナミックレンジの悪い光スペクトラム測定装置
を用いてＳＮＲを測定した場合においても、より正確に
ＳＮＲを測定する方法を提供することを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、多重される波長範囲内の各波長毎の、光スペクトラ
ム測定装置における、ダイナミックレンジの波長特性
(裾引きの度合い）を測定して、記憶手段に記憶するス
テップと、被測定光信号波長の信号レベルとノイズレベ
ルを測定するステップと、被測定光信号波長に多重され
ている、他の光信号波長の各々が、被測定光信号の波長
に及ぼすノイズレベルを前記記憶手段から読み出すステ
ップと、被測定光信号波長のノイズレベルから、前記記
憶手段から読み出したノイズレベルを減算して、補正さ
れたノイズレベルを得るステップと、前記被測定光信号
レベル及び補正されたノイズレベルから、被測定光信号
のＳＮＲを演算するステップとで、ＳＮＲを計算するこ
とによって、隣り合う信号波長の間隔が狭まった光源に
おいて、光スペクトラム測定装置を使用してＳＮＲを測
定した場合、あるいは、ダイナミックレンジの悪い光ス
ペクトラム測定装置を用いてＳＮＲを測定した場合にお
いても、より正確にＳＮＲを測定できる。（請求項１）

【００２３】また、前記記憶手段に記憶されているダイ
ナミックレンジの波長特性は、複数の信号波長毎に、当
該信号波長から、所定波長（例えば、±0.1nm、±0.2n
m、±0.3nm 、±0.4nm・・・・・）ずつずれた波長のノ
イズレベルが各信号レベルと共に、記憶しておくことが
できる。（請求項２）

【００２４】また、ダイナミックレンジの波長特性は、
分光器毎に異なっているので、前記記憶手段に記憶され
ているダイナミックレンジの波長特性は、分光器毎に、
当該信号波長から、所定波長ずつずれた波長のノイズレ
ベルが各信号レベルと共に、記憶しておくと良い。（請
求項３）

【００２５】また、前記他の光信号波長の各々が、被測
定光信号の波長に及ぼすノイズレベルを前記記憶手段か
ら読み出すに際して、他の光信号波長のデータが記憶手
段に記憶されていない場合は、最も近い波長のダイナミ
ックレンジ特性を選択するので、記憶手段に記憶される
データ容量を少なくすることができる。（請求項４）

【００２６】また、前記記憶手段から、最も近い波長の
ダイナミックレンジ特性を選択した場合には、他の信号
波長と選択した波長との差に応じて、当該他の信号波長
のノイズレベルに対して補間演算（例えば、直線補間）
を実行することによって、記憶手段に記憶されるデータ
量を少なくした場合にも、信頼性の高い測定が可能にな
る。（請求項５）

【００２７】また、多重される光信号波長範囲内の多数
の波長毎に、各波長から、所定波長ずつずれた波長にお
けるノイズレベルを測定した、ダイナミックレンジの波
長特性が記憶された記憶手段を有することによって、隣
り合う信号波長の間隔が狭まった光源において、光スペ
クトラム測定装置を使用してＳＮＲを測定した場合、あ
るいは、ダイナミックレンジの悪い光スペクトラム測定
装置を用いてＳＮＲを測定した場合においても、より正
確にＳＮＲを測定できる光スペクトラム測定装置が得ら
れる。（請求項６）また、前記ダイナミックレンジ特性は、分光器毎に記憶
しておくことによって、より精度の高い測定が可能な光
スペクトラム測定装置が得られる。（請求項７）

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態によるＳＮＲ計算方法について詳細に説明する。
図８は、本発明のＳＮＲ計算方法が適用される光スペク
トラム測定装置の構成を示す図である。図８に示された
光スペクトラム測定装置が、図１に示した従来の光スペ
クトラム測定装置と異なる点は、ダイナミックレンジ記
憶部４０がバスＢに接続されている点が異なる。

【００２９】上記構成において、光スペクトラムの測定
を行う場合には、従来と同様に、光源１から出射された
光が出射スリット２を通過し、凹面鏡３によって平行光
に変換され、回折格子４へ出力される。入射した光は空
間的に分離されるが、入射する光と回折格子４との角度
等によって決定される波長の光のみが凹面鏡６の方向へ
回折され、凹面鏡６によって出射スリット７のスリット
に結像される。

【００３０】そして、出射スリット７のスリット幅によ
って決定される波長成分だけが出射スリット７を通過
し、光検出器８へ入射する。入射した光は光検出器８に
よって光強度に比例した電気信号に変換され、光検出器
８から出力された光は出力をＡ／Ｄコンバータ１０の入
力に適した電圧まで増幅する。

【００３１】Ａ／Ｄコンバータ１０は、増幅器９によっ
て増幅されＡ／Ｄコンバータ１０によってディジタル信
号に変換する。変換されたディジタル信号は、ＣＰＵ１
３に入力され、ＣＰＵ１３において演算処理される。Ｃ
ＰＵ１３は、ある波長の光に対する光強度の測定を終了
すると、制御信号を駆動回路１２へ出力し、モータ１１
を回転させて凹面鏡３から出射される光と回折格子４と
の角度を変化させる。

【００３２】この角度が変化すると、出射スリット７か
ら出射される光の波長が例えば０．０１ｎｍ変化する。
ＣＰＵ１３は、上述した制御信号を出力した後、前述し
た動作と同様に、入力されるディジタル信号を演算処理
する。このようにして、ＣＰＵ１３は、例えば、１５４
０ｎｍ〜１５５０ｎｍの波長範囲を０．０１ｎｍ間隔で
測定し、各波長の光強度を演算処理して求める。

【００３３】このようにして得られた光スペクトラムの
一例を図２に示す。被測定光信号は、図５においてそれ
ぞれの光源２１〜２４の信号波長が、１５４６．９２ｎ
ｍ、１５４７．３２ｎｍ、１５４７．７２、１５４８．
１２ｎｍと波長間隔０．４ｎｍに並んだ波長多重信号源
である。

【００３４】以下、本発明によるＳＮＲ計算方法につい
て詳細に説明する。光スペクトラム測定装置の構成を示
す図８中のダイナミックレンジ記憶部４０は、被測定信
号光の中心波長から±Ｘｎｍ離れた点におけるダイナミ
ックレンジの特性が記憶されている。

【００３５】たとえば、被測定信号光として１５００ｎ
ｍ〜１６００ｎｍの間で任意に中心波長が設定できる光
源を使用して測定したダイナミックレンジの値が、それ
ぞれの被測定信号波長に対して記憶される。また、たと
えば各被測定信号光の中心波長から±０．１ｎｍ、±
０．２ｎｍ、±０．３ｎｍ、±０．４、±０．５ｎｍ離
れた点におけるダイナミックレンジの値が記憶される。
この値は実測又は計算により求めた値を予め記憶させて
おく。

【００３６】まず、光スペクトラム測定装置により光ス
ペクトラムを測定する。得られるスペクトラムは図９の
ようになる。先にも述べたように、ＳＮＲは光信号レベ
ルとノイズレベルとの比で測定される。ノイズレベル
は、各信号間のレベルから求められるが、各信号間のレ
ベルは被測定信号以外の信号がもたらす迷光成分を含む
値となる。

【００３７】本発明では、測定して得られたノイズレベ
ルから、そのノイズレベルの測定点において、その他の
信号がもたらす迷光成分の値を差し引くことを特徴とす
る。これにより、より正確なノイズレベルを求めること
ができ、結果としてより正確なＳＮＲを測定することが
出来る。

【００３８】所望の信号のノイズレベルに対して、外の
信号がもたらす迷光成分の値を計算する方法について説
明する。図９に示す測定されたスペクトラムから次の値
が求められる。まず、信号光レベルＰ１，Ｐ２，Ｐ３，
Ｐ４、またそれに対する波長λ１、λ２、λ３、λ４が
読み取られる。

【００３９】次に、各信号間のレベルＮＳ１、ＮＬ１，
ＮＳ２、ＮＬ２、ＮＳ３、ＮＬ３、ＮＳ４、ＮＬ４、ま
たそれに対する波長λNS1、λNL1λNS2、λNL2、λNS
3、λNL3、λNS4、λNL4が読み取られる。

【００４０】一例をあげて説明する。波長λNS2の点に
おけるレベルＮＳ２は、両隣の信号光（λ１，Ｐ１）、
（λ３，Ｐ３）および（λ４，Ｐ４）がもたらす迷光成
分を足し合わせた値となっているはずである。信号光
（λ１，Ｐ１）がλNS2の点にもたらす迷光成分は、λ
１から（λNS2−λ１）ｎｍ離れた位置におけるダイナ
ミックレンジの値から求めることが出来る。ダイナミ
ックレンジ記憶部４０に記憶されている被測定信号波長
を参照し、λ１に最も近いダイナミックレンジ特性を選
択する。

【００４１】選択されたダイナミックレンジ特性から、
（λNS2−λ１）ｎｍ離れた位置におけるダイナミック
レンジの値ＰＤ12Sを求める。これにより信号光（λ
１，Ｐ１）がノイズ測定点（λNS2，ＮＳ２）にもたら
す迷光成分Ｓ12Sは、Ｓ12S＝Ｐ１−ＰＤ12S （dBm）・・・・・（３）となる。

【００４２】同様に、信号光（λ３，Ｐ３）がもたらす
迷光成分は、λ３から（λNS2−λ３）ｎｍ離れた位置
におけるダイナミックレンジの値から求めることが出来
る。ダイナミックレンジ記憶部４０に記憶されている被
測定信号波長を参照し、λ３に最も近いダイナミックレ
ンジ特性を選択する。選択されたダイナミックレンジ特
性から、（λNS2−λ３）ｎｍ離れた位置におけるダイ
ナミックレンジの値ＰＤ32Sを求める。

【００４３】これにより信号光（λ３，Ｐ３）がノイズ
測定点（λNS2，ＮＳ２）にもたらす迷光成分Ｓ32Sは、Ｓ32S＝Ｐ３−ＰＤ32S （dBm）・・・・・（４）となる。

【００４４】同様に信号光（λ４，Ｐ４）がもたらす迷
光成分は、λ４から（λNS2−λ４）ｎｍ離れた位置に
おけるダイナミックレンジの値から求めることが出来
る。ダイナミックレンジ記憶部４０に記憶されている被
測定信号波長を参照し、λ４に最も近いダイナミックレ
ンジ特性を選択する。選択されたダイナミックレンジ特
性から、（λNS2−λ４）ｎｍ離れた位置におけるダイ
ナミックレンジの値ＰＤ42Sを求める。

【００４５】これにより、信号光（λ４，Ｐ４）がノイ
ズ測定点（λNS2，ＮＳ２）にもたらす迷光成分Ｓ42S
は、Ｓ42S＝（Ｐ４−ＰＤ42S）（dBm）・・・・・（５）となる。

【００４６】これにより、ノイズ測定点λNS2における
不要な迷光成分を差し引いたノイズレベルＮＳ２’は、
次式で表される。ＮＳ２’＝１０^NS2/10−１０^S42S/10−１０^S32S/10 −１０^S42S/10 （mW）・・・・・（６）また、波長λNL2の点におけるレベルＮＬ２は、両隣の
信号光（λ１，Ｐ１）、（λ３，Ｐ３）および（λ４，
Ｐ４）がもたらす迷光成分を足し合わせた値となってい
るはずである。

【００４７】信号光（λ１，Ｐ１）がλNL2の点にもた
らす迷光成分は、λ１から（λNL2−λ１）ｎｍ離れた
位置におけるダイナミックレンジの値から求めることが
出来る。ダイナミックレンジ記憶部４０に記憶されて
いる被測定信号波長を参照し、λ１に最も近いダイナミ
ックレンジ特性を選択する。選択されたダイナミックレ
ンジ特性から、（λNL2−λ１）ｎｍ離れた位置におけ
るダイナミックレンジの値ＰＤ12Lを求める。

【００４８】これにより、信号光（λ１，Ｐ１）がノイ
ズ測定点（λNL2，ＮＬ２）にもたらす迷光成分Ｓ12L
は、Ｓ12L＝Ｐ１−ＰＤ12L （dBm）・・・・・（７）となる。

【００４９】同様に、信号光（λ３，Ｐ３）がもたらす
迷光成分は、λ３から（λNL2−λ３）ｎｍ離れた位置
におけるダイナミックレンジの値から求めることが出来
る。ダイナミックレンジ記憶部４０に記憶されている被
測定信号波長を参照し、λ３に最も近いダイナミックレ
ンジ特性を選択する。選択されたダイナミックレンジ特
性から、（λNL2−λ３）ｎｍ離れた位置におけるダイ
ナミックレンジの値ＰＤ32Lを求める。

【００５０】これにより信号光（λ３，Ｐ３）がノイズ
測定点（λNL2，ＮＬ２）にもたらす迷光成分Ｓ32Lは、Ｓ32L＝Ｐ３−ＰＤ32L （dBm）・・・・・（８）となる。

【００５１】同様に、信号光（λ４，Ｐ４）がもたらす
迷光成分は、λ４から（λNL2−λ４）ｎｍ離れた位置
におけるダイナミックレンジの値から求めることが出来
る。ダイナミックレンジ記憶部４０に記憶されている被
測定信号波長を参照し、λ４に最も近いダイナミックレ
ンジ特性を選択する。選択されたダイナミックレンジ特
性から、（λNL2−λ４）ｎｍ離れた位置におけるダイ
ナミックレンジの値ＰＤ42Lを求める。

【００５２】これにより、信号光（λ４，Ｐ４）がノイ
ズ測定点（λNL2，ＮＬ２）にもたらす迷光成分Ｓ42L
は、Ｓ42L＝（Ｐ４−ＰＤ42L）（dBm）・・・・・（９）となる。

【００５３】これにより、ノイズ測定点λNL2における
不要な迷光成分を差し引いたノイズレベルＮＬ２’は、
次式で表される。ＮＬ２’＝１０^NL2/10−１０^S12L/10−１０^S32L/10 −１０^S42L/10 （mW）・・・・・（１０）ここで求めた不要な迷光成分を差し引いたノイズレベル
ＮＳ２’、ＮＬ２’用いてＳＮＲを計算する。

【００５４】まず、ＮＳ２’、ＮＬ２’の単位をdBmに
変換するＰNS2'＝10 log₁₀（ＮＳ２’）（dBm）・・・・・（１１）ＰNL2'＝10 log₁₀（ＮＬ２’）（dBm）・・・・・（１２）ここで、ＰNS2'およびＰNL2'を式（１）に代入する。Ｎ２’＝ＰNS2'+(ＰNL2'−ＰNS2')(λ２−λns)／（λNL2−λNS2） (dBm）・・・・・（１３）ゆえに、信号光（λ２，Ｐ２）におけるＳＮＲ２’は次
のようになる。ＳＮＲ２’＝Ｐ２−Ｎ２’ (dB）・・・・・（１４）求められたＳＮＲ２’の値は、式（２）で求められる値
と比較すると、光スペクトラム測定装置による不要な迷
光成分を差し引いた値となっており、より正確な値であ
るといえる。信号光（λ１，Ｐ１）（λ３，Ｐ３）（λ
４，Ｐ４）におけるＳＮＲ１’ＳＮＲ３’ＳＮＲ４’に
ついても同様に計算することが出来る。

【００５５】ここで、ダイナミックレンジ記憶部４０に
記憶されているダイナミックレンジ特性から、Ｘｎｍ離
れた位置におけるダイナミックレンジの値を読み出すと
きにＸｎｍに対応したダイナミックレンジの値が無い場
合には、記憶されている最も近い波長のダイナミックレ
ンジをもとに直線補間などの方法により値を求める。ま
た、式（３）、（４）、（５）、（７）、（８）、
（９）から得られるノイズ測定点にもたらす迷光成分の
値が、光スペクトラム測定装置の光源１を取り除き入力
遮光した状態で得られるレベル（光スペクトラム測定装
置自体のノイズレベル）以下であれば、得られた迷光成
分の値を式（６）あるいは式（１０）にて差し引く必要
はない。

【００５６】ここでは、多重される信号が４本の場合を
例にあげて説明したが、本発明は多重される信号数に限
定されることは無い。すなわち、所望の信号以外の全て
の信号がもたらす迷光成分をすべて計算することによ
り、より正確なＳＮＲの値を求めることが出来る。ここ
では、多重される光信号の波長間隔が近接した波長多重
信号源を例にあげて説明したが、多重される光信号の波
長間隔が近接していない場合でも、迷光成分の多い光ス
ペクトラム測定装置を用いてＳＮＲを測定した場合に
は、正確なＳＮＲ値を得ることが出来ない。

【００５７】このような場合でも、上記で説明したＳＮ
Ｒ計算方法と全く同一な方法で、より正確なＳＮＲを得
ることが出来る。また、分光器にツェルニターナ型の例
を挙げて説明したが、分光器の構成はこれに限定される
ものではない。

【００５８】

【発明の効果】請求項１に記載の発明では、多重される
波長範囲内の各波長毎の、光スペクトラム測定装置にお
ける、ダイナミックレンジの波長特性(裾引きの度合
い）を測定して、記憶手段に記憶するステップと、被測
定光信号波長の信号レベルとノイズレベルを測定するス
テップと、被測定光信号波長に多重されている、他の光
信号波長の各々が、被測定光信号の波長に及ぼすノイズ
レベルを前記記憶手段から読み出すステップと、被測定
光信号波長のノイズレベルから、前記記憶手段から読み
出したノイズレベルを減算して、補正されたノイズレベ
ルを得るステップと、前記被測定光信号レベル及び補正
されたノイズレベルから、被測定光信号のＳＮＲを演算
するステップとで、ＳＮＲを計算することによって、隣
り合う信号波長の間隔が狭まった光源において、光スペ
クトラム測定装置を使用してＳＮＲを測定した場合、あ
るいは、ダイナミックレンジの悪い光スペクトラム測定
装置を用いてＳＮＲを測定した場合においても、より正
確にＳＮＲを測定できる。

【００５９】また、請求項２に記載の発明では、前記記
憶手段に記憶されているダイナミックレンジの波長特性
は、複数の信号波長毎に、当該信号波長から、所定波長
（例えば、±0.1nm、±0.2nm、±0.3nm 、±0.4nm・・
・・・）ずつずれた波長のノイズレベルが各信号レベル
と共に、記憶しておくことによって、記憶手段から被測
定光信号波長に隣接する信号波長のノイズレベルを容易
に読み出すことができる。

【００６０】また、請求項３に記載の発明では、ダイナ
ミックレンジの波長特性は、分光器毎に異なっているの
で、前記記憶手段に記憶されているダイナミックレンジ
の波長特性は、分光器毎に、当該信号波長から、所定波
長ずつずれた波長のノイズレベルが各信号レベルと共
に、記憶しておくと良い。

【００６１】また、請求項４に記載の発明では、前記他
の光信号波長の各々が、被測定光信号の波長に及ぼすノ
イズレベルを前記記憶手段から読み出すに際して、他の
光信号波長のデータが記憶手段に記憶されていない場合
は、最も近い波長のダイナミックレンジ特性を選択する
ので、記憶手段に記憶されるデータ容量を少なくするこ
とができる。

【００６２】また、請求項５に記載の発明では、前記記
憶手段から、最も近い波長のダイナミックレンジ特性を
選択した場合には、他の信号波長と選択した波長との差
に応じて、当該他の信号波長のノイズレベルに対して補
間演算（例えば、直線補間）を実行することによって、
記憶手段に記憶されるデータ量を少なくした場合にも、
信頼性の高い測定が可能になる。

【００６３】また、請求項６に記載の発明では、多重さ
れる光信号波長範囲内の多数の波長毎に、各波長から、
所定波長ずつずれた波長におけるノイズレベルを測定し
た、ダイナミックレンジの波長特性が記憶された記憶手
段を有することによって、隣り合う信号波長の間隔が狭
まった光源において、光スペクトラム測定装置を使用し
てＳＮＲを測定した場合、あるいは、ダイナミックレン
ジの悪い光スペクトラム測定装置を用いてＳＮＲを測定
した場合においても、より正確にＳＮＲを測定できる光
スペクトラム測定装置が得られる。また、請求項７に記
載の発明では、前記ダイナミックレンジ特性は、分光器
毎に記憶しておくことによって、より精度の高い測定が
可能な光スペクトラム測定装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の光スペクトラム測定装置構成を示すブロ
ック図である。

【図２】光スペクトラム測定装置による光スペクトラム
測定例を示す図である。

【図３】波長多重信号光源の構成を示す図である。

【図４】図３の光源を光スペクトラム測定装置により測
定した光スペクトラム測定例を示す図である。

【図５】波長多重信号光源の構成を示す図である。

【図６】図５の光源を光スペクトラム測定装置により測
定した光スペクトラム測定例を示す図である。

【図７】不要な迷光成分について説明する図である。

【図８】本発明による光スペクトラム測定装置構成を示
すブロック図である。

【図９】ＳＮＲ計算方法について説明する図である。

【符号の説明】

１光源２入射スリット３，６凹面鏡４回折格子５回転ステージ７出射スリット８光検出器９増幅器１０Ａ／Ｄコンバータ１１モータ１２駆動回路１３ＣＰＵ１４表示装置２５ダイナミックレンジ記憶部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多重される波長範囲内の各波長毎の、光
スペクトラム測定装置における、ダイナミックレンジの
波長特性を測定して、記憶手段に記憶するステップと、被測定光信号波長の信号レベルとノイズレベルを測定す
るステップと、被測定光信号波長に多重されている、他の光信号波長の
各々が、被測定光信号の波長に及ぼすノイズレベルを前
記記憶手段から読み出すステップと、被測定光信号波長のノイズレベルから、前記記憶手段か
ら読み出したノイズレベルを減算して、補正されたノイ
ズレベルを得るステップと、前記被測定光信号レベル及び補正されたノイズレベルか
ら、被測定光信号のＳＮＲを演算するステップと、を含むことを特徴とするＳＮＲ計算方法。
【請求項２】前記記憶手段に記憶されているダイナミ
ックレンジの波長特性は、複数の信号波長毎に、当該信
号波長から、所定波長ずつずれた波長のノイズレベルが
各信号レベルと共に、記憶されていることを特徴とする
請求項１に記載のＳＮＲ計算方法。
【請求項３】前記記憶手段に記憶されているダイナミ
ックレンジの波長特性は、分光器毎に、当該信号波長か
ら、所定波長ずつずれた波長のノイズレベルが各信号レ
ベルと共に、記憶されていることを特徴とする請求項１
または２に記載のＳＮＲ計算方法。
【請求項４】前記他の光信号波長の各々が、被測定光
信号の波長に及ぼすノイズレベルを前記記憶手段から読
み出すに際して、他の光信号波長のデータが記憶手段に
記憶されていない場合は、最も近い波長のダイナミック
レンジ特性を選択することを特徴とする請求項１〜３の
いずれか１項に記載のＳＮＲ計算方法。
【請求項５】前記記憶手段から、最も近い波長のダイ
ナミックレンジ特性を選択した場合には、他の信号波長
と選択した波長との差に応じて、当該他の信号波長のノ
イズレベルに対して補間演算を実行することを特徴とす
る請求項４に記載のＳＮＲ計算方法。
【請求項６】多重される光信号波長範囲内の多数の波
長毎に、各波長から、所定波長ずつずれた波長における
ノイズレベルを測定した、ダイナミックレンジの波長特
性が記憶された記憶手段を有することを特徴とする光ス
ペクトラム測定装置。
【請求項７】前記ダイナミックレンジ特性は、分光器
毎に記憶されていることを特徴とする請求項６記載の光
スペクトラム測定装置。