JP2002368702A - 光伝送線路上の局部化偏波依存性異常を検出するための方法および装置 - Google Patents
光伝送線路上の局部化偏波依存性異常を検出するための方法および装置Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
- H04B10/2507—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion
- H04B10/2569—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion due to polarisation mode dispersion [PMD]
-
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
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- H04B10/2507—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion
- H04B10/2572—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion due to forms of polarisation-dependent distortion other than PMD
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- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
- Monitoring And Testing Of Transmission In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光伝送線路上の局部化偏波依存性異常を検出
するための方法および装置を提供すること。 【解決手段】 光伝送線路に偏波変調プローブ信号を印
加することにより、偏波モード分散および／または偏波
依存性損失などの局部化偏波依存性異常の位置および量
を測定することができる。偏波変調プローブ信号は、異
常の位置および強さを識別するために、線路に沿って配
置された帰還経路を介して戻され、プローブ信号受信器
によって検出される。
するための方法および装置を提供すること。 【解決手段】 光伝送線路に偏波変調プローブ信号を印
加することにより、偏波モード分散および／または偏波
依存性損失などの局部化偏波依存性異常の位置および量
を測定することができる。偏波変調プローブ信号は、異
常の位置および強さを識別するために、線路に沿って配
置された帰還経路を介して戻され、プローブ信号受信器
によって検出される。
Description
【０００１】
【従来の技術】関連出願の相互参照本出願は、参照によ
りその教示が本明細書に組み込まれる、２００１年４月
６日出願の米国仮出願第６０／２８２，０７１号の出願
日の利益を主張するものである。
りその教示が本明細書に組み込まれる、２００１年４月
６日出願の米国仮出願第６０／２８２，０７１号の出願
日の利益を主張するものである。
【０００２】本発明は情報の光伝送に関し、さらに詳細
には、光伝送経路上の偏波依存性異常の位置および量を
決定するための方法および装置に関する。
には、光伝送経路上の偏波依存性異常の位置および量を
決定するための方法および装置に関する。
【０００３】「海面下」すなわち「海底」システムなど
のロングホール通信システムの容量は、かなりの速度で
増加している。例えば、ロングホール光増幅海底通信シ
ステムの中には、単一光チャネルにおいて、１０ギガビ
ット／秒（Ｇｂｐｓ）以上の速度で情報を伝送すること
ができるシステムがある。波長分割多重化方式として知
られているプロセスでは、光ファイバ・ネットワークの
伝送容量を最大化するために、単一のファイバが複数の
光チャネルを搬送している。例えば、単一光ファイバ
は、個別の光チャネル内を６４個の個々の光信号を、光
ファイバの低損失ウィンドウの中で、例えば１，５４０
ナノメータと１，５６４．８ナノメータの間で均等に広
がった（すなわち、チャネル間の広がりが０．４ナノメ
ータ毎の）対応する波長で搬送している。
のロングホール通信システムの容量は、かなりの速度で
増加している。例えば、ロングホール光増幅海底通信シ
ステムの中には、単一光チャネルにおいて、１０ギガビ
ット／秒（Ｇｂｐｓ）以上の速度で情報を伝送すること
ができるシステムがある。波長分割多重化方式として知
られているプロセスでは、光ファイバ・ネットワークの
伝送容量を最大化するために、単一のファイバが複数の
光チャネルを搬送している。例えば、単一光ファイバ
は、個別の光チャネル内を６４個の個々の光信号を、光
ファイバの低損失ウィンドウの中で、例えば１，５４０
ナノメータと１，５６４．８ナノメータの間で均等に広
がった（すなわち、チャネル間の広がりが０．４ナノメ
ータ毎の）対応する波長で搬送している。
【０００４】しかし、ロングホール通信システムは、特
に、信号が移動しなければならない距離が比較的長い
（すなわち、一般的に６００キロメータないし１２，０
００キロメータ）ことによってもたらされる雑音および
パルスひずみに敏感である。光伝送システムの性能は、
通常、信号のＱ値として公表される。Ｑ値とは、受信機
の決定回路に入る際のディジタル信号の電気信号対雑音
比であり、等価的に信号のビット誤り率を示している。
（Ｎｅａｌ Ｓ．Ｂｅｒｇａｎｏ、Ｆ．Ｗ．Ｋｅｒｆｏ
ｏｔ、およびＣ．Ｒ．Ｄａｖｉｄｓｏｎ著「Ｍａｒｇｉ
ｎ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ ｉｎ Ｏｐｔｉｃａｌ
Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ」（Ｐｈｏｔｏ
ｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ，
Ｖｏｌ．５， Ｎｏ．３， １９９３年３月））。通
常、ディジタル伝送システムのオペレータおよび所有者
は、１６ｄＢより大きいＱ値を必要とする１×１０
−１０未満のビット誤り率でシステムが動作することを
要求している。
に、信号が移動しなければならない距離が比較的長い
（すなわち、一般的に６００キロメータないし１２，０
００キロメータ）ことによってもたらされる雑音および
パルスひずみに敏感である。光伝送システムの性能は、
通常、信号のＱ値として公表される。Ｑ値とは、受信機
の決定回路に入る際のディジタル信号の電気信号対雑音
比であり、等価的に信号のビット誤り率を示している。
（Ｎｅａｌ Ｓ．Ｂｅｒｇａｎｏ、Ｆ．Ｗ．Ｋｅｒｆｏ
ｏｔ、およびＣ．Ｒ．Ｄａｖｉｄｓｏｎ著「Ｍａｒｇｉ
ｎ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ ｉｎ Ｏｐｔｉｃａｌ
Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ」（Ｐｈｏｔｏ
ｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ，
Ｖｏｌ．５， Ｎｏ．３， １９９３年３月））。通
常、ディジタル伝送システムのオペレータおよび所有者
は、１６ｄＢより大きいＱ値を必要とする１×１０
−１０未満のビット誤り率でシステムが動作することを
要求している。
【０００５】偏波モード分散（すなわちＰＭＤ）は、単
一モード・ファイバなどの光経路を介した、異なる偏波
に対する差動飛行時間である。ＰＭＤは光伝送システム
の平均性能を低下させ、また、性能が時間と共に変動す
る原因になっている。ＰＭＤによって現れる害の１つ
は、波形の劣化すなわち時間と共に変化するひずみであ
る。偏波依存性損失（すなわちＰＤＬ）は、光コンポー
ネント中におけるような、光経路を介した異なる偏波に
対する差動減衰である。ＰＤＬも同様に光伝送システム
の平均性能を低下させ、また、性能が時間と共に変動す
る原因になっている。ＰＤＬによって現れる害の１つ
は、時間と共に変化する信号対雑音比の劣化である。Ｐ
ＭＤおよびＰＤＬに起因する性能の変動により、満足す
べき性能を保証するためには、システムの動作にマージ
ンを付加しなければならない。
一モード・ファイバなどの光経路を介した、異なる偏波
に対する差動飛行時間である。ＰＭＤは光伝送システム
の平均性能を低下させ、また、性能が時間と共に変動す
る原因になっている。ＰＭＤによって現れる害の１つ
は、波形の劣化すなわち時間と共に変化するひずみであ
る。偏波依存性損失（すなわちＰＤＬ）は、光コンポー
ネント中におけるような、光経路を介した異なる偏波に
対する差動減衰である。ＰＤＬも同様に光伝送システム
の平均性能を低下させ、また、性能が時間と共に変動す
る原因になっている。ＰＤＬによって現れる害の１つ
は、時間と共に変化する信号対雑音比の劣化である。Ｐ
ＭＤおよびＰＤＬに起因する性能の変動により、満足す
べき性能を保証するためには、システムの動作にマージ
ンを付加しなければならない。
【０００６】通常、ＰＭＤおよびＰＤＬに起因する追加
ペナルティは、システムにおけるＰＭＤおよびＰＤＬの
最大値および平均値にスペックを設定することによって
制限されるが、近代の製造プロセスの現実から、高度に
局部化された偏波異常を光伝送システムに存在させるこ
とは、ほとんど不可能である。高度に局部化された偏波
異常が生じると、既存のシステム内の偏波異常の位置を
特定することは不可能である。偏波異常の大きさによっ
ては、システムに及ぼす影響がほとんど無い、あるいは
全く無い程度の些細な劣化で済むが、偏波異常の大きさ
が極端な場合は、システムは使用不可能になる。
ペナルティは、システムにおけるＰＭＤおよびＰＤＬの
最大値および平均値にスペックを設定することによって
制限されるが、近代の製造プロセスの現実から、高度に
局部化された偏波異常を光伝送システムに存在させるこ
とは、ほとんど不可能である。高度に局部化された偏波
異常が生じると、既存のシステム内の偏波異常の位置を
特定することは不可能である。偏波異常の大きさによっ
ては、システムに及ぼす影響がほとんど無い、あるいは
全く無い程度の些細な劣化で済むが、偏波異常の大きさ
が極端な場合は、システムは使用不可能になる。
【０００７】したがって、光伝送システムにおける偏波
依存性異常の位置を特定するためのシステムおよび方法
が必要である。
依存性異常の位置を特定するためのシステムおよび方法
が必要である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、光伝送線路上の局部化偏波依存性異常を検出する
ための方法および装置を提供することである。
的は、光伝送線路上の局部化偏波依存性異常を検出する
ための方法および装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明による偏波異常ロ
ケータ・システムは、プローブ信号を、プローブ信号を
伝送する第１および第２の光伝送経路、および戻りプロ
ーブ信号としてプローブ信号の少なくとも一部を第１の
伝送経路から第２の伝送経路に結合するためのループバ
ック経路を備えたネットワーク上で送信するように構成
された送信器と、戻りプローブ信号を受信し、かつ、受
信した戻りプローブ信号に応じて光通信ネットワーク内
の偏波異常を検出するように構成された受信器を備えて
いる。送信器と受信器の間をプローブ信号が移動する距
離から、ネットワーク上の異常の位置が決定される。ま
た、ネットワーク内の異常の量すなわちレベルを決定す
るために、プローブ信号中に偏波異常の基準量が提供さ
れる。
ケータ・システムは、プローブ信号を、プローブ信号を
伝送する第１および第２の光伝送経路、および戻りプロ
ーブ信号としてプローブ信号の少なくとも一部を第１の
伝送経路から第２の伝送経路に結合するためのループバ
ック経路を備えたネットワーク上で送信するように構成
された送信器と、戻りプローブ信号を受信し、かつ、受
信した戻りプローブ信号に応じて光通信ネットワーク内
の偏波異常を検出するように構成された受信器を備えて
いる。送信器と受信器の間をプローブ信号が移動する距
離から、ネットワーク上の異常の位置が決定される。ま
た、ネットワーク内の異常の量すなわちレベルを決定す
るために、プローブ信号中に偏波異常の基準量が提供さ
れる。
【００１０】本発明による光ネットワーク内の偏波依存
性異常を検出する方法には、ネットワーク上でプローブ
信号を送信するステップ、戻りプローブ信号としてネッ
トワークからプローブ信号を受信するステップ、および
受信した戻りプローブ信号に応じて偏波異常を検出する
ステップが含まれている。本発明による光ネットワーク
内の偏波依存性異常レベルの近似値を見出す方法には、
ネットワーク上でプローブ信号を送信するステップ、戻
りプローブ信号としてネットワークからプローブ信号を
受信するステップ、ネットワーク上で既知の基準異常を
有する基準プローブ信号を送信するステップ、戻り基準
プローブ信号としてネットワークから基準プローブ信号
を受信するステップ、および戻り基準プローブ信号と戻
りプローブ信号を比較するステップが含まれている。
性異常を検出する方法には、ネットワーク上でプローブ
信号を送信するステップ、戻りプローブ信号としてネッ
トワークからプローブ信号を受信するステップ、および
受信した戻りプローブ信号に応じて偏波異常を検出する
ステップが含まれている。本発明による光ネットワーク
内の偏波依存性異常レベルの近似値を見出す方法には、
ネットワーク上でプローブ信号を送信するステップ、戻
りプローブ信号としてネットワークからプローブ信号を
受信するステップ、ネットワーク上で既知の基準異常を
有する基準プローブ信号を送信するステップ、戻り基準
プローブ信号としてネットワークから基準プローブ信号
を受信するステップ、および戻り基準プローブ信号と戻
りプローブ信号を比較するステップが含まれている。
【００１１】その他の目的、特徴および利点と共に本発
明をより良く理解するために、以下の詳細説明を参照
し、同一番号が同一部品を表す添付の図と共に読まれた
い。
明をより良く理解するために、以下の詳細説明を参照
し、同一番号が同一部品を表す添付の図と共に読まれた
い。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は、本発明による、光経路１
０２に接続された例示的偏波異常ロケータ（「ＰＡ
Ｌ」）システム１０１の概略を示したものである。説明
を分かり易くするために、システム１０１がポイントツ
ーポイント・システムとして極めて単純に描写されてい
ることについては当分野の技術者には認識されよう。本
発明は、本発明の精神および範囲を逸脱することなく、
広範囲の様々な光ネットワーク、システムおよび光増幅
器に組み込むことができることを理解されたい。
０２に接続された例示的偏波異常ロケータ（「ＰＡ
Ｌ」）システム１０１の概略を示したものである。説明
を分かり易くするために、システム１０１がポイントツ
ーポイント・システムとして極めて単純に描写されてい
ることについては当分野の技術者には認識されよう。本
発明は、本発明の精神および範囲を逸脱することなく、
広範囲の様々な光ネットワーク、システムおよび光増幅
器に組み込むことができることを理解されたい。
【００１３】図に示す実施形態では、システム１００
は、ファイバ対１０２として示されている光経路を備え
ている。光経路１０２の実施例の１つに、海底ケーブル
におけるファイバ対がある。システムの特徴および要求
に応じて、光ファイバ対１０２は、光増幅器、光フィル
タ、およびその他の能動／受動コンポーネントなど、様
々なコンポーネントを接続することができる。これらの
要素の各々に対する様々な構成については、当分野の技
術者には知られていよう。
は、ファイバ対１０２として示されている光経路を備え
ている。光経路１０２の実施例の１つに、海底ケーブル
におけるファイバ対がある。システムの特徴および要求
に応じて、光ファイバ対１０２は、光増幅器、光フィル
タ、およびその他の能動／受動コンポーネントなど、様
々なコンポーネントを接続することができる。これらの
要素の各々に対する様々な構成については、当分野の技
術者には知られていよう。
【００１４】分かり易くするために、アウトバウンド方
向に増幅器１０５Ｎおよびファイバ経路１０４Ｎを備
え、インバウンド方向に増幅器１０８Ｎおよびファイバ
経路１０７Ｎを備える光経路１０２が示されている。光
増幅器１０５Ｎおよび１０８Ｎは、帰還経路１０６Ｎを
介して主送信信号のごく一部を反対方向のファイバ経路
に結合する手段を有する対１０３Ｎ中に組み込むことが
できる。帰還経路の様々な構成については、当分野の技
術者には知られていよう。一実施形態では、帰還経路
は、線路監視装置に関連して業界で広く使用されている
高損失ループバック経路として構成されている。光増幅
器１０５Ｎおよび１０８Ｎは、例えばＥｒファイバ増幅
器および／またはラマン増幅器であり、ファイバ１０４
Ｎおよび１０７Ｎ内における減衰を補償するための光利
得を提供している。これらの構成についても、当分野の
技術者には良く知られていよう。
向に増幅器１０５Ｎおよびファイバ経路１０４Ｎを備
え、インバウンド方向に増幅器１０８Ｎおよびファイバ
経路１０７Ｎを備える光経路１０２が示されている。光
増幅器１０５Ｎおよび１０８Ｎは、帰還経路１０６Ｎを
介して主送信信号のごく一部を反対方向のファイバ経路
に結合する手段を有する対１０３Ｎ中に組み込むことが
できる。帰還経路の様々な構成については、当分野の技
術者には知られていよう。一実施形態では、帰還経路
は、線路監視装置に関連して業界で広く使用されている
高損失ループバック経路として構成されている。光増幅
器１０５Ｎおよび１０８Ｎは、例えばＥｒファイバ増幅
器および／またはラマン増幅器であり、ファイバ１０４
Ｎおよび１０７Ｎ内における減衰を補償するための光利
得を提供している。これらの構成についても、当分野の
技術者には良く知られていよう。
【００１５】ＰＡＬ試験装置１０１内で生成されたプロ
ーブ信号は、通常、経路１０９を介して送信器部分１２
０から光経路１０２に導かれる。このプローブ信号は、
複数の増幅器対１０３Ｎ中に設けられた帰還経路１０６
Ｎを介して、アウトバウンド経路からインバウンド経路
に結合される。戻り信号は、経路１１０を介してＰＡＬ
試験装置へ導かれる。戻り信号は、ＰＡＬ試験装置の受
信器部分１２２で受信され、検出かつ送信信号と比較さ
れ、局部化された偏波依存性異常の位置が特定される。
また、光装荷装置１１１が設けられている。光装荷装置
１１１は、入力方向の雑音レベルを低減し、戻りプロー
ブ信号の振幅変調または位相変調の測定を容易にするた
めに使用される、「インバウンド」装荷信号をもたらす
ように構成されたレーザである。一実施形態では、イン
バウンド装荷信号は、プローブ・レーザの波長と重複す
ることなく、かつ、試験中のシステムの光通過帯域内の
波長のレーザからの信号である。
ーブ信号は、通常、経路１０９を介して送信器部分１２
０から光経路１０２に導かれる。このプローブ信号は、
複数の増幅器対１０３Ｎ中に設けられた帰還経路１０６
Ｎを介して、アウトバウンド経路からインバウンド経路
に結合される。戻り信号は、経路１１０を介してＰＡＬ
試験装置へ導かれる。戻り信号は、ＰＡＬ試験装置の受
信器部分１２２で受信され、検出かつ送信信号と比較さ
れ、局部化された偏波依存性異常の位置が特定される。
また、光装荷装置１１１が設けられている。光装荷装置
１１１は、入力方向の雑音レベルを低減し、戻りプロー
ブ信号の振幅変調または位相変調の測定を容易にするた
めに使用される、「インバウンド」装荷信号をもたらす
ように構成されたレーザである。一実施形態では、イン
バウンド装荷信号は、プローブ・レーザの波長と重複す
ることなく、かつ、試験中のシステムの光通過帯域内の
波長のレーザからの信号である。
【００１６】図２は、本発明によるＰＡＬ試験装置１０
１の送信器部分の一例示的実施形態１２０の簡易ブロッ
ク図である。様々な構成の送信器が可能であることは、
当分野の技術者には認識されよう。本明細書において使
用されている「光連絡」という表現は、１つの光システ
ム要素によって搬送される光信号が、それによって「通
信」要素に伝えられるあらゆる接続、結合、リンクまた
は類似を意味している。このような「光連絡」装置は、
必ずしも直接相互接続する必要はなく、中間光コンポー
ネントまたは装置によって分離することができる。図に
示す例示的実施形態では、プローブ・レーザ２０１は、
経路２０２上に、波長λｐの持続波（ＣＷ）光信号を生
成している。変調セクションは、周波数発生器２０４か
らの電気信号（ｆｃ）に従って信号２０２の強度を変調
する振幅変調器２０３を備えている。本発明の一実施形
態では、周波数発生器２０４は、経路２０２上のＣＷ信
号を振幅変調するための、例えば１ＧＨｚの単純な正弦
波信号を提供することができる。したがって経路２０５
上の信号は、正弦波の強度が変化する振幅変調光信号で
ある。
１の送信器部分の一例示的実施形態１２０の簡易ブロッ
ク図である。様々な構成の送信器が可能であることは、
当分野の技術者には認識されよう。本明細書において使
用されている「光連絡」という表現は、１つの光システ
ム要素によって搬送される光信号が、それによって「通
信」要素に伝えられるあらゆる接続、結合、リンクまた
は類似を意味している。このような「光連絡」装置は、
必ずしも直接相互接続する必要はなく、中間光コンポー
ネントまたは装置によって分離することができる。図に
示す例示的実施形態では、プローブ・レーザ２０１は、
経路２０２上に、波長λｐの持続波（ＣＷ）光信号を生
成している。変調セクションは、周波数発生器２０４か
らの電気信号（ｆｃ）に従って信号２０２の強度を変調
する振幅変調器２０３を備えている。本発明の一実施形
態では、周波数発生器２０４は、経路２０２上のＣＷ信
号を振幅変調するための、例えば１ＧＨｚの単純な正弦
波信号を提供することができる。したがって経路２０５
上の信号は、正弦波の強度が変化する振幅変調光信号で
ある。
【００１７】変調セクションはさらに、周波数発生器２
０７からの周波数（ｆｐｏｌ）の電気信号に従って、経
路２０５上の信号の偏波状態を変調するように構成され
た偏波変調器２０６を備えている。本発明の一実施形態
では、周波数発生器２０７は、経路２０５上の信号を偏
波変調するための、例えば１ＭＨｚの単純な方形波信号
を提供することができる。一動作モードでは、変調器２
０６および信号発生器２０７は、１ＭＨｚのレートで、
信号２０５の偏波状態を２つの直交偏波間で繰り返し切
り換えることができる。経路２０８上の信号の平均偏波
状態は、偏波調整器２０９および２２４によって、緩や
かに変化させることができる。偏波調整器２０９および
２２４はいずれも、Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏ
ｇｉｅｓによって製造された、装置モデル番号１１８９
６Ａと類似の装置である。
０７からの周波数（ｆｐｏｌ）の電気信号に従って、経
路２０５上の信号の偏波状態を変調するように構成され
た偏波変調器２０６を備えている。本発明の一実施形態
では、周波数発生器２０７は、経路２０５上の信号を偏
波変調するための、例えば１ＭＨｚの単純な方形波信号
を提供することができる。一動作モードでは、変調器２
０６および信号発生器２０７は、１ＭＨｚのレートで、
信号２０５の偏波状態を２つの直交偏波間で繰り返し切
り換えることができる。経路２０８上の信号の平均偏波
状態は、偏波調整器２０９および２２４によって、緩や
かに変化させることができる。偏波調整器２０９および
２２４はいずれも、Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏ
ｇｉｅｓによって製造された、装置モデル番号１１８９
６Ａと類似の装置である。
【００１８】一動作モードでは、試験中の偏波依存性異
常の効果を平均化するために、経路２１０上に現れる、
異なる偏波を通して偏波変調器２０６と光連絡している
偏波調整器２０９を緩やかにスキャンさせることができ
る。経路２１０上の信号は、スイッチ・コントローラ２
１２によって生成される制御信号２１３に従って、光ス
イッチ２１１によって時間ゲート（すなわち、スイッチ
・オンおよびスイッチ・オフ）される。一動作モードで
は、光スイッチ２１１およびスイッチ・コントローラ２
１２を使用して、数十マイクロ秒の間、信号２１０をス
イッチ・オンし、次に数十ミリ秒の間、信号２１０をス
イッチ・オフすることができる。
常の効果を平均化するために、経路２１０上に現れる、
異なる偏波を通して偏波変調器２０６と光連絡している
偏波調整器２０９を緩やかにスキャンさせることができ
る。経路２１０上の信号は、スイッチ・コントローラ２
１２によって生成される制御信号２１３に従って、光ス
イッチ２１１によって時間ゲート（すなわち、スイッチ
・オンおよびスイッチ・オフ）される。一動作モードで
は、光スイッチ２１１およびスイッチ・コントローラ２
１２を使用して、数十マイクロ秒の間、信号２１０をス
イッチ・オンし、次に数十ミリ秒の間、信号２１０をス
イッチ・オフすることができる。
【００１９】装荷レーザ２１４は、プローブ・レーザ２
０１からの波長と重複することなく、かつ、試験中のシ
ステムの光通過帯域内の波長である波長λｌｏａｄのＣ
Ｗ光信号を、経路２１５上に生成することができる。経
路２１５上の信号は、スイッチ・コントローラ２１２に
よって生成される、経路２１７上の制御信号に従って、
光スイッチ２１６によって時間ゲート（すなわち、スイ
ッチ・オンおよびスイッチ・オフ）される。一実施形態
では、光スイッチ２１６およびスイッチ・コントローラ
２１２を使用して、数十マイクロ秒の間、経路２１５上
の信号をスイッチ・オフし、次に数十ミリ秒の間、経路
２１５上の信号をスイッチ・オンし、経路２１９上に出
現させることができる。経路２１８および２１９上の光
信号は、光パワー結合器２２０内で加算され、加算され
た信号が光経路２２１上に出現する。スイッチ２１１お
よび２１６のタイミングは、ポート２２１から出力され
る総パワーが常にほぼ一定になるように、一方のスイッ
チがオンの時、もう一方のスイッチがオフになるように
配列されている。
０１からの波長と重複することなく、かつ、試験中のシ
ステムの光通過帯域内の波長である波長λｌｏａｄのＣ
Ｗ光信号を、経路２１５上に生成することができる。経
路２１５上の信号は、スイッチ・コントローラ２１２に
よって生成される、経路２１７上の制御信号に従って、
光スイッチ２１６によって時間ゲート（すなわち、スイ
ッチ・オンおよびスイッチ・オフ）される。一実施形態
では、光スイッチ２１６およびスイッチ・コントローラ
２１２を使用して、数十マイクロ秒の間、経路２１５上
の信号をスイッチ・オフし、次に数十ミリ秒の間、経路
２１５上の信号をスイッチ・オンし、経路２１９上に出
現させることができる。経路２１８および２１９上の光
信号は、光パワー結合器２２０内で加算され、加算され
た信号が光経路２２１上に出現する。スイッチ２１１お
よび２１６のタイミングは、ポート２２１から出力され
る総パワーが常にほぼ一定になるように、一方のスイッ
チがオンの時、もう一方のスイッチがオフになるように
配列されている。
【００２０】一実施形態では、試験中の経路内における
誘導ブリュアン散乱を防止するために、プローブ・レー
ザ２０１および装荷レーザ１１１、２１４に、拡大スペ
クトル幅を持たせることが有利である。その場合、半導
体レーザへの注入電流の変調など、多数の標準実践手法
の任意の１つを用いて、あるいは単純に、ＧＮ Ｎｅｔ
ｔｅｓｔ製ＯＳＩＣＳ外部空洞レーザなどの市販の同調
可能レーザに「コヒーレンス制御」を使用して線幅を広
げることができる。
誘導ブリュアン散乱を防止するために、プローブ・レー
ザ２０１および装荷レーザ１１１、２１４に、拡大スペ
クトル幅を持たせることが有利である。その場合、半導
体レーザへの注入電流の変調など、多数の標準実践手法
の任意の１つを用いて、あるいは単純に、ＧＮ Ｎｅｔ
ｔｅｓｔ製ＯＳＩＣＳ外部空洞レーザなどの市販の同調
可能レーザに「コヒーレンス制御」を使用して線幅を広
げることができる。
【００２１】パワー結合器の出力は、偏波調整器２２４
に直接供給することができ、あるいは介在する光基準素
子２２２に供給することができる。光基準素子は、様々
な構成を取ることができる。例えば光基準素子を、既知
量のＰＭＤを提供するように、すなわち経路２２１上の
信号が、その偏波状態に応じた遅延で、素子２２２を介
して経路２２３上へ通過するように構成することができ
る。別法としては、光基準素子を、既知量のＰＤＬを提
供するように、すなわち経路２２１上の信号が素子を介
して経路２２３上へ通過し、その偏波状態に応じた量だ
け減衰されるように構成することができる。また、光基
準素子２２２を、既知量のＰＭＤおよびＰＤＬを提供す
るように構成することもできる。偏波調整器２２４は、
光基準素子２２２の出力に結合され、あるいは光基準素
子を持たない一実施形態では、結合器２２０の出力に直
接結合される。一実施形態では、試験中の偏波依存性異
常の強度を平均化するために、経路１０９上に現れる、
異なる偏波を通して偏波調整器２２４を緩やかにスキャ
ンさせることができる。他の実施形態では、装荷レーザ
２１４が省略されている。
に直接供給することができ、あるいは介在する光基準素
子２２２に供給することができる。光基準素子は、様々
な構成を取ることができる。例えば光基準素子を、既知
量のＰＭＤを提供するように、すなわち経路２２１上の
信号が、その偏波状態に応じた遅延で、素子２２２を介
して経路２２３上へ通過するように構成することができ
る。別法としては、光基準素子を、既知量のＰＤＬを提
供するように、すなわち経路２２１上の信号が素子を介
して経路２２３上へ通過し、その偏波状態に応じた量だ
け減衰されるように構成することができる。また、光基
準素子２２２を、既知量のＰＭＤおよびＰＤＬを提供す
るように構成することもできる。偏波調整器２２４は、
光基準素子２２２の出力に結合され、あるいは光基準素
子を持たない一実施形態では、結合器２２０の出力に直
接結合される。一実施形態では、試験中の偏波依存性異
常の強度を平均化するために、経路１０９上に現れる、
異なる偏波を通して偏波調整器２２４を緩やかにスキャ
ンさせることができる。他の実施形態では、装荷レーザ
２１４が省略されている。
【００２２】図３Ａないし３Ｄは、光基準素子２２２を
持たない送信器１２０によって生成され、経路１０９上
の試験中のシステムに波長λｐで出力される例示的光プ
ローブ信号を示したものである。図３Ａのプロット３０
１は、粗い時間スケールでゲートされるプローブ信号の
信号レベル対時間を示したものである。プローブ信号が
ゲートされ、光経路の一方の側からの偏波異常の局部化
を可能にしている。一実施形態では、試験中のシステム
の任意の２本の帰還経路間の最短往復時間を超えない時
間期間τｏｎの間、波長λｐのプローブ信号をターン・
オンさせることができる。例えば最短増幅器１０３間隔
を４５キロメータと仮定すると、τｏｎの最長期間（す
なわち、２×４５ｋｍの光ファイバを通る光信号の飛行
時間）は４４０μ秒である。波長λｐのプローブ信号
は、戻りプローブ信号が、ある「ショット」から次の
「ショット」までの時間とオーバラップしない十分な長
さの時間期間τｏｆｆの間、スイッチ・オフされる。こ
れは、ＰＡＬ試験装置から試験中のシステムの末端まで
の往復飛行時間である。したがって長さ１０，０００ｋ
ｍのシステムの場合、最短オフ時間τｏｆｆは約１００
ｍ秒である。
持たない送信器１２０によって生成され、経路１０９上
の試験中のシステムに波長λｐで出力される例示的光プ
ローブ信号を示したものである。図３Ａのプロット３０
１は、粗い時間スケールでゲートされるプローブ信号の
信号レベル対時間を示したものである。プローブ信号が
ゲートされ、光経路の一方の側からの偏波異常の局部化
を可能にしている。一実施形態では、試験中のシステム
の任意の２本の帰還経路間の最短往復時間を超えない時
間期間τｏｎの間、波長λｐのプローブ信号をターン・
オンさせることができる。例えば最短増幅器１０３間隔
を４５キロメータと仮定すると、τｏｎの最長期間（す
なわち、２×４５ｋｍの光ファイバを通る光信号の飛行
時間）は４４０μ秒である。波長λｐのプローブ信号
は、戻りプローブ信号が、ある「ショット」から次の
「ショット」までの時間とオーバラップしない十分な長
さの時間期間τｏｆｆの間、スイッチ・オフされる。こ
れは、ＰＡＬ試験装置から試験中のシステムの末端まで
の往復飛行時間である。したがって長さ１０，０００ｋ
ｍのシステムの場合、最短オフ時間τｏｆｆは約１００
ｍ秒である。
【００２３】図３Ｂおよび３Ｃのプロット３０２および
３０３は、それぞれ波長λｐのプローブ信号を図式的に
示したもので、偏波変調器２０６によって信号に付与さ
れる偏波変調を示している。プロット３０２は、光パワ
ー対時間を示している。プロット３０３は、プロット３
０２で示す波形と同じ波形を示しているが、偏波の変化
する性質を示すためにベクトルの形で画かれている。図
に示す実施形態では、偏波状態は、２つの直交偏波Ｐ１
とＰ２の間でスイッチされている。一実施形態では、Ｐ
１とＰ２の間の変化速度は１ＭＨｚである。
３０３は、それぞれ波長λｐのプローブ信号を図式的に
示したもので、偏波変調器２０６によって信号に付与さ
れる偏波変調を示している。プロット３０２は、光パワ
ー対時間を示している。プロット３０３は、プロット３
０２で示す波形と同じ波形を示しているが、偏波の変化
する性質を示すためにベクトルの形で画かれている。図
に示す実施形態では、偏波状態は、２つの直交偏波Ｐ１
とＰ２の間でスイッチされている。一実施形態では、Ｐ
１とＰ２の間の変化速度は１ＭＨｚである。
【００２４】動作に関しては、この偏波変調プローブ信
号は、偏波異常に遭遇すると、追加変調をもたらすこと
になる。例えば、プローブ信号が偏波依存性損失を有す
る経路中の位置に遭遇すると、受信器１２２における戻
り信号の振幅が、Ｐ１とＰ２の間の振幅変調をもたらす
ことになる。プローブ信号が偏波モード分散を有する経
路中の位置に遭遇すると、戻り信号が１ＧＨｚの変調に
加えて遅延すなわち位相変調をもたらすように、Ｐ１と
Ｐ２の間の飛行時間が変更されることになる。
号は、偏波異常に遭遇すると、追加変調をもたらすこと
になる。例えば、プローブ信号が偏波依存性損失を有す
る経路中の位置に遭遇すると、受信器１２２における戻
り信号の振幅が、Ｐ１とＰ２の間の振幅変調をもたらす
ことになる。プローブ信号が偏波モード分散を有する経
路中の位置に遭遇すると、戻り信号が１ＧＨｚの変調に
加えて遅延すなわち位相変調をもたらすように、Ｐ１と
Ｐ２の間の飛行時間が変更されることになる。
【００２５】図３Ｄのプロット３０４は、波長λｐのプ
ローブ信号の信号レベル対時間をプロットしたもので、
振幅変調器２０３によって信号に付与される振幅変調を
示している。この例では、振幅は、一実施形態では約１
ＭＨｚのレートの正弦波形で変調されている。この正弦
波変調は、搬送周波数として作用し、追加振幅変調およ
び／または位相変調の検出を補助している。
ローブ信号の信号レベル対時間をプロットしたもので、
振幅変調器２０３によって信号に付与される振幅変調を
示している。この例では、振幅は、一実施形態では約１
ＭＨｚのレートの正弦波形で変調されている。この正弦
波変調は、搬送周波数として作用し、追加振幅変調およ
び／または位相変調の検出を補助している。
【００２６】図４は、本発明によるＰＡＬ試験装置１０
１の受信器部分の一例示的実施形態１２２のブロック図
である。受信器部分１２２は、経路１１０上のシステム
から入力方向上の信号を受信している。本発明による受
信器１２２を様々な構成で提供することができること
は、当分野の技術者には認識されよう。
１の受信器部分の一例示的実施形態１２２のブロック図
である。受信器部分１２２は、経路１１０上のシステム
から入力方向上の信号を受信している。本発明による受
信器１２２を様々な構成で提供することができること
は、当分野の技術者には認識されよう。
【００２７】図に示す例示的実施形態１２２では、経路
１１０上の入力信号は、試験中の光経路上で見出される
累積色分散を補償する色分散補償ユニット４０２に供給
されている。分散を補償する様々な構成、例えば分散補
償ファイバが、当分野の技術者に知られている。また、
図に示す実施形態では、色分散補償ユニット４０２は、
装置の受信側に設けられている。当分野の技術者に知ら
れているように、送信側と受信側の間に色分散を分割す
ることもできる。例えば、いくつかの実施形態では、必
要な分散補償を送信器と受信器でほぼ５０％づつに分割
することが有利である。他の実施形態では、すべての補
償を装置の送信側に置くことが適切である。
１１０上の入力信号は、試験中の光経路上で見出される
累積色分散を補償する色分散補償ユニット４０２に供給
されている。分散を補償する様々な構成、例えば分散補
償ファイバが、当分野の技術者に知られている。また、
図に示す実施形態では、色分散補償ユニット４０２は、
装置の受信側に設けられている。当分野の技術者に知ら
れているように、送信側と受信側の間に色分散を分割す
ることもできる。例えば、いくつかの実施形態では、必
要な分散補償を送信器と受信器でほぼ５０％づつに分割
することが有利である。他の実施形態では、すべての補
償を装置の送信側に置くことが適切である。
【００２８】経路４０３上の分散補償信号は、光帯域通
過フィルタ４０４に結合されている。光帯域通過フィル
タ４０４は、波長λｐのプローブ波長を通過させ、他の
信号をブロックするように調整されている。光受信器４
０６は、フィルタリングされた経路４０５上の光信号
を、経路４０７上の電気信号に変換している。光受信器
４０６は、単純な振幅検出器など、知られている様々な
構成を取ることができる。経路４０７上の電気信号は、
中心周波数が発生器２０４の周波数と同じ周波数に調整
された電気帯域通過フィルタ４０８に結合されている。
帯域通過フィルタ４０８を使用し、信号４０９の雑音帯
域幅を狭くすることによって信号４０７の信号対雑音比
を向上させることができるが、フィルタ４０８の帯域幅
は、発生器２０７によって与えられる偏波変調周波数で
生成される、あらゆる変調を通過させるために、十分に
広い帯域幅を選択しなければならない。
過フィルタ４０４に結合されている。光帯域通過フィル
タ４０４は、波長λｐのプローブ波長を通過させ、他の
信号をブロックするように調整されている。光受信器４
０６は、フィルタリングされた経路４０５上の光信号
を、経路４０７上の電気信号に変換している。光受信器
４０６は、単純な振幅検出器など、知られている様々な
構成を取ることができる。経路４０７上の電気信号は、
中心周波数が発生器２０４の周波数と同じ周波数に調整
された電気帯域通過フィルタ４０８に結合されている。
帯域通過フィルタ４０８を使用し、信号４０９の雑音帯
域幅を狭くすることによって信号４０７の信号対雑音比
を向上させることができるが、フィルタ４０８の帯域幅
は、発生器２０７によって与えられる偏波変調周波数で
生成される、あらゆる変調を通過させるために、十分に
広い帯域幅を選択しなければならない。
【００２９】経路４０９上の帯域制限信号は、位相検出
器４１０および振幅検出器４１１に導かれる。位相検出
器４１０は、偏波変調周波数（発生器２０７によって設
定される）で生じる、搬送周波数（発生器２０４によっ
て設定される）上のあらゆる位相変調を検出するように
構成されている。振幅検出器４１１は、偏波変調周波数
（発生器２０７によって設定される）で生じる、搬送周
波数（発生器２０４によって設定される）上のあらゆる
振幅変調を検出するように構成されている。
器４１０および振幅検出器４１１に導かれる。位相検出
器４１０は、偏波変調周波数（発生器２０７によって設
定される）で生じる、搬送周波数（発生器２０４によっ
て設定される）上のあらゆる位相変調を検出するように
構成されている。振幅検出器４１１は、偏波変調周波数
（発生器２０７によって設定される）で生じる、搬送周
波数（発生器２０４によって設定される）上のあらゆる
振幅変調を検出するように構成されている。
【００３０】経路４１２上の検出位相変調および経路４
１３上の検出振幅変調は、記録装置４１４によって記録
される。様々な構成の記録装置４１４を提供することが
できる。一実施形態では、記録装置４１４はディジタル
・オシロスコープである。ディジタル・オシロスコープ
記録装置のためのトリガ信号４１５は、スイッチ・コン
トローラ２１２によって生成され、例えば２１３と同様
の信号である。偏波異常のタイプが予め分かっている場
合、検出器４１０および４１１のいずれか一方しか必要
としない場合がある。例えばＰＭＤの位置を特定するた
めに使用されている装置の場合、振幅検出器４１１は不
要である。
１３上の検出振幅変調は、記録装置４１４によって記録
される。様々な構成の記録装置４１４を提供することが
できる。一実施形態では、記録装置４１４はディジタル
・オシロスコープである。ディジタル・オシロスコープ
記録装置のためのトリガ信号４１５は、スイッチ・コン
トローラ２１２によって生成され、例えば２１３と同様
の信号である。偏波異常のタイプが予め分かっている場
合、検出器４１０および４１１のいずれか一方しか必要
としない場合がある。例えばＰＭＤの位置を特定するた
めに使用されている装置の場合、振幅検出器４１１は不
要である。
【００３１】図５は、本発明による受信器に有用な位相
検出器の一例示的実施形態４１０のブロック図である。
様々な構成の位相検出器を提供することができること
は、当分野の技術者には認識されよう。図に示す例示的
実施形態では、偏波変調レートｆｐｏｌにおける搬送周
波数ｆｃ上の電気位相変調が、図に示す位相変調／振幅
変調（ＰＭ／ＡＭ）変換器を用いて位相変調から振幅変
調へ変換されている。経路４０９上の入力電気信号は、
パワー分割器５０２によって実質的に同一の信号に分割
される。分割された信号は、関連する帯域通過フィルタ
５０３、５０４および５０５にそれぞれ結合されてい
る。帯域通過フィルタ５０３の中心周波数はｆｃ＋ｆ
ｐｏｌであり、帯域通過フィルタ５０４の中心周波数は
ｆｃ、また、帯域通過フィルタ５０５の中心周波数はｆ
ｃ−ｆｐｏｌである。これら３つのフィルタの各帯域幅
は、中継器サイト１０３Ｎ間の往復時間に関連するレー
トで生じる、あらゆる一時的情報を通過させるために十
分に広くなっている。また、これら３つのフィルタの各
帯域幅は、帯域幅が重複しないように十分に狭く、した
がって調波が阻止され、かつ、雑音が抑制されている。
フィルタ５０４から線路５０７上に現れる周波数ｆｃの
信号は、遅延素子５０９によって、線路５０６および５
０８上の信号に対して搬送周波数の波の１／４、すなわ
ち１／（４ｆｃ）だけ遅延される。５１０上のこの遅延
信号は、パワー結合器５１１内で信号５０６および５０
８と加算される。振幅検出器５１２は、パワー結合器５
１１から出力される信号を検出している。様々な構成の
振幅検出器を提供することができ、また、記録装置４１
４の構成と類似の構成を持たせることができる。
検出器の一例示的実施形態４１０のブロック図である。
様々な構成の位相検出器を提供することができること
は、当分野の技術者には認識されよう。図に示す例示的
実施形態では、偏波変調レートｆｐｏｌにおける搬送周
波数ｆｃ上の電気位相変調が、図に示す位相変調／振幅
変調（ＰＭ／ＡＭ）変換器を用いて位相変調から振幅変
調へ変換されている。経路４０９上の入力電気信号は、
パワー分割器５０２によって実質的に同一の信号に分割
される。分割された信号は、関連する帯域通過フィルタ
５０３、５０４および５０５にそれぞれ結合されてい
る。帯域通過フィルタ５０３の中心周波数はｆｃ＋ｆ
ｐｏｌであり、帯域通過フィルタ５０４の中心周波数は
ｆｃ、また、帯域通過フィルタ５０５の中心周波数はｆ
ｃ−ｆｐｏｌである。これら３つのフィルタの各帯域幅
は、中継器サイト１０３Ｎ間の往復時間に関連するレー
トで生じる、あらゆる一時的情報を通過させるために十
分に広くなっている。また、これら３つのフィルタの各
帯域幅は、帯域幅が重複しないように十分に狭く、した
がって調波が阻止され、かつ、雑音が抑制されている。
フィルタ５０４から線路５０７上に現れる周波数ｆｃの
信号は、遅延素子５０９によって、線路５０６および５
０８上の信号に対して搬送周波数の波の１／４、すなわ
ち１／（４ｆｃ）だけ遅延される。５１０上のこの遅延
信号は、パワー結合器５１１内で信号５０６および５０
８と加算される。振幅検出器５１２は、パワー結合器５
１１から出力される信号を検出している。様々な構成の
振幅検出器を提供することができ、また、記録装置４１
４の構成と類似の構成を持たせることができる。
【００３２】図６は、本発明によるシステムの、偏波変
調レートｆｐｏｌにおける搬送周波数ｆｃの平均位相変
調をプロット６００としたものである。平均位相変調
は、往復偏波モード分散に関連する測値を提供してい
る。図６に示す位相変調は、試験中のシステムに沿った
距離と等価である時間の関数（時間軸および距離が、光
経路を通過する光速を通して関係している）として示さ
れている。プローブ信号のパルスが、増幅器のスパンの
最長往復遅延より短い実施形態では、システムから戻さ
れる信号のほとんどが、それぞれ連続するスパンからの
一連の個別パルスである。
調レートｆｐｏｌにおける搬送周波数ｆｃの平均位相変
調をプロット６００としたものである。平均位相変調
は、往復偏波モード分散に関連する測値を提供してい
る。図６に示す位相変調は、試験中のシステムに沿った
距離と等価である時間の関数（時間軸および距離が、光
経路を通過する光速を通して関係している）として示さ
れている。プローブ信号のパルスが、増幅器のスパンの
最長往復遅延より短い実施形態では、システムから戻さ
れる信号のほとんどが、それぞれ連続するスパンからの
一連の個別パルスである。
【００３３】プロット６００の教訓的な特徴は、各戻り
パルスの「中心」内における戻り信号のレベル、すなわ
ち各帰還ステージの位置に対応する適切な遅延での信号
レベルである。プロット６００は、信号がロー・レベル
からハイ・レベルへ変化する、遅延の値が最大約４．５
ｍ秒までの位相変調の小さい値を示している。このこと
は明らかに、局部化偏波異常の位置が、小さい値を有す
る最後の反射と、大きい位相変調値を有する最初の反射
の間にあることを示している。光はファイバ中を約４．
８９μ秒／ｋｍで移動し、４．５ｍ秒は、測定端から局
部化偏波依存性遅延および／または損失までの往復時間
であるため、この４．５ｍ秒の遅延は、測定端からの距
離約４６０ｋｍに相当する。
パルスの「中心」内における戻り信号のレベル、すなわ
ち各帰還ステージの位置に対応する適切な遅延での信号
レベルである。プロット６００は、信号がロー・レベル
からハイ・レベルへ変化する、遅延の値が最大約４．５
ｍ秒までの位相変調の小さい値を示している。このこと
は明らかに、局部化偏波異常の位置が、小さい値を有す
る最後の反射と、大きい位相変調値を有する最初の反射
の間にあることを示している。光はファイバ中を約４．
８９μ秒／ｋｍで移動し、４．５ｍ秒は、測定端から局
部化偏波依存性遅延および／または損失までの往復時間
であるため、この４．５ｍ秒の遅延は、測定端からの距
離約４６０ｋｍに相当する。
【００３４】プロット６００のデータは、常にデータを
累積する（すなわち、測定中、偏波調整器２０９および
／または２２４を変化させる）一方で、多くの偏波ラン
チ状態に渡って平均化することによって記録することが
できる。他の実施形態では、プロット６００中のデータ
と類似しているように思われる一組のデータを、その組
内の各エレメントに対して、固定偏波ランチ状態を用い
て記録することが有利である。この実施形態では、偏波
調整器２０９および／または２２４は、データを累積
し、記録している間、固定の状態に保持される。次に、
測定と測定の合間に、偏波ランチ状態が異なる固定状態
に変更され、データの累積が繰り返される。この手順を
繰り返すことにより、異なる分析を実行することができ
る一組のデータが構築される。例えば、受信信号の標準
偏差を、故障の位置を示す距離の関数として表示させる
ことができる。あるいは相関分析を用いて、異なる帰還
経路を介した受信信号を比較することができる。
累積する（すなわち、測定中、偏波調整器２０９および
／または２２４を変化させる）一方で、多くの偏波ラン
チ状態に渡って平均化することによって記録することが
できる。他の実施形態では、プロット６００中のデータ
と類似しているように思われる一組のデータを、その組
内の各エレメントに対して、固定偏波ランチ状態を用い
て記録することが有利である。この実施形態では、偏波
調整器２０９および／または２２４は、データを累積
し、記録している間、固定の状態に保持される。次に、
測定と測定の合間に、偏波ランチ状態が異なる固定状態
に変更され、データの累積が繰り返される。この手順を
繰り返すことにより、異なる分析を実行することができ
る一組のデータが構築される。例えば、受信信号の標準
偏差を、故障の位置を示す距離の関数として表示させる
ことができる。あるいは相関分析を用いて、異なる帰還
経路を介した受信信号を比較することができる。
【００３５】図２の光基準素子２２２を用いて、光伝送
経路内における局部化偏波依存性遅延および／または損
失（故障とも呼ばれる）の量を推定することができる。
一実施形態では、光基準素子を使用することなく測定を
実行し、故障の直後の変調応答を決定することができ
る。次に、様々な故障値の光基準素子を挿入し、測定を
実行することができる。光基準素子が挿入された場合の
故障の直前の増幅器の変調応答が、故障の直後の増幅器
の変調応答と同じである場合、その故障の値は、挿入さ
れた光基準素子の故障値によって近似される。
経路内における局部化偏波依存性遅延および／または損
失（故障とも呼ばれる）の量を推定することができる。
一実施形態では、光基準素子を使用することなく測定を
実行し、故障の直後の変調応答を決定することができ
る。次に、様々な故障値の光基準素子を挿入し、測定を
実行することができる。光基準素子が挿入された場合の
故障の直前の増幅器の変調応答が、故障の直後の増幅器
の変調応答と同じである場合、その故障の値は、挿入さ
れた光基準素子の故障値によって近似される。
【００３６】例えば、図７は、本発明によるシステムの
平均位相変調レベル対時間を示したもので、２０ｐｓの
ＰＭＤが伝送経路内に置かれた故障である。プロット７
１０は、システム内に光基準素子２２２が無い場合の平
均位相変調を示したもので、約１．６５ｍｓで故障が発
生していることを示している。ポイント７０１は、光伝
送における故障の直後の応答を表している。プロット７
２０、７３０および７４０は、システム内にそれぞれ１
０ｐｓ、２０ｐｓおよび４０ｐｓのＰＭＤ値を有する光
基準素子２２２が挿入された場合の平均位相変調を示し
たものである。ポイント７０２、７０３および７０４
は、ＰＭＤ値がそれぞれ１０ｐｓ、２０ｐｓおよび４０
ｐｓの光基準素子２２２を有する光伝送経路における故
障の直前の増幅器の応答を表している。この例では、ポ
イント７０３における位相変調応答は、ポイント７０１
の位相変調応答と一致している。したがって伝送経路内
の故障は、大よそ２０ｐｓと推定される。
平均位相変調レベル対時間を示したもので、２０ｐｓの
ＰＭＤが伝送経路内に置かれた故障である。プロット７
１０は、システム内に光基準素子２２２が無い場合の平
均位相変調を示したもので、約１．６５ｍｓで故障が発
生していることを示している。ポイント７０１は、光伝
送における故障の直後の応答を表している。プロット７
２０、７３０および７４０は、システム内にそれぞれ１
０ｐｓ、２０ｐｓおよび４０ｐｓのＰＭＤ値を有する光
基準素子２２２が挿入された場合の平均位相変調を示し
たものである。ポイント７０２、７０３および７０４
は、ＰＭＤ値がそれぞれ１０ｐｓ、２０ｐｓおよび４０
ｐｓの光基準素子２２２を有する光伝送経路における故
障の直前の増幅器の応答を表している。この例では、ポ
イント７０３における位相変調応答は、ポイント７０１
の位相変調応答と一致している。したがって伝送経路内
の故障は、大よそ２０ｐｓと推定される。
【００３７】以上のように、光伝送線路内の局部化偏波
依存性異常を検出するための方法および装置が提供され
る。偏波変調プローブ信号を出力光ファイバに印加し、
かつ、システムに沿った光ループバック経路を介して送
り返された受信信号を検出することにより、光伝送経路
の一端から偏波依存性遅延および／または損失を検出す
ることができる。プローブ信号は、光信号の振幅を所定
のレートで変調し、かつ、光信号の偏波を所定のレート
で変調し、次に、パルスを形成するためにこの連続信号
を再変調することによって生成される。このプローブ信
号は、光経路に沿って伝搬し、ケーブルに沿って配置さ
れた光帰還サイトを介して戻される。プローブ信号が偏
波依存性遅延および／または損失に遭遇すると、プロー
ブ信号は、追加位相および／または振幅変調をもたら
す。入力ファイバを介して戻されるプローブ信号が検出
され、局部化偏波依存性異常の位置を測定するために、
伝送信号のタイミングと比較される。基準量の偏波依存
性遅延および／または損失が送信器に挿入され、光伝送
経路内の局部化偏波依存性遅延および／または損失の量
を推定するための測定が実行される。
依存性異常を検出するための方法および装置が提供され
る。偏波変調プローブ信号を出力光ファイバに印加し、
かつ、システムに沿った光ループバック経路を介して送
り返された受信信号を検出することにより、光伝送経路
の一端から偏波依存性遅延および／または損失を検出す
ることができる。プローブ信号は、光信号の振幅を所定
のレートで変調し、かつ、光信号の偏波を所定のレート
で変調し、次に、パルスを形成するためにこの連続信号
を再変調することによって生成される。このプローブ信
号は、光経路に沿って伝搬し、ケーブルに沿って配置さ
れた光帰還サイトを介して戻される。プローブ信号が偏
波依存性遅延および／または損失に遭遇すると、プロー
ブ信号は、追加位相および／または振幅変調をもたら
す。入力ファイバを介して戻されるプローブ信号が検出
され、局部化偏波依存性異常の位置を測定するために、
伝送信号のタイミングと比較される。基準量の偏波依存
性遅延および／または損失が送信器に挿入され、光伝送
経路内の局部化偏波依存性遅延および／または損失の量
を推定するための測定が実行される。
【００３８】本明細書において説明した実施形態は、本
発明を利用したごく一部に過ぎず、また、実例として説
明したもので、何ら制限されるものではない。本発明の
精神および範囲を著しく逸脱することなく、当分野の技
術者には容易に明らかであろう他の多くの実施形態が可
能であることは明確である。
発明を利用したごく一部に過ぎず、また、実例として説
明したもので、何ら制限されるものではない。本発明の
精神および範囲を著しく逸脱することなく、当分野の技
術者には容易に明らかであろう他の多くの実施形態が可
能であることは明確である。
【図１】本発明による、光経路に接続された例示的偏波
異常ロケータの略図である。
異常ロケータの略図である。
【図２】本発明による偏波異常ロケータ装置の送信器部
分の例示的実施形態のブロック図である。
分の例示的実施形態のブロック図である。
【図３】３Ａは本発明による例示的プローブ信号の信号
レベル対時間をプロットした図である。３Ｂは３Ａに示
すプローブ信号の例示的ｔｏｎ部分の偏波対時間をプロ
ットした図である。３Ｃは３Ｂに示すプローブ信号のｔ
ｏｎ部分の偏波対時間のベクトルをプロットした図であ
る。３Ｄは３Ａに示すプローブ信号の例示的ｔｏｎ部分
の搬送周波数成分の信号レベル対時間をプロットした図
である。
レベル対時間をプロットした図である。３Ｂは３Ａに示
すプローブ信号の例示的ｔｏｎ部分の偏波対時間をプロ
ットした図である。３Ｃは３Ｂに示すプローブ信号のｔ
ｏｎ部分の偏波対時間のベクトルをプロットした図であ
る。３Ｄは３Ａに示すプローブ信号の例示的ｔｏｎ部分
の搬送周波数成分の信号レベル対時間をプロットした図
である。
【図４】本発明による偏波異常ロケータ装置の受信器部
分の例示的実施形態のブロック図である。
分の例示的実施形態のブロック図である。
【図５】本発明による偏波異常ロケータ装置の受信器部
分に使用するための位相検出回路の例示的実施形態のブ
ロック図である。
分に使用するための位相検出回路の例示的実施形態のブ
ロック図である。
【図６】本発明による偏波異常ロケータ装置の送信器か
ら受信器への光経路を介して戻されたプローブ信号の位
相変調レベル対時間をプロットした図である。
ら受信器への光経路を介して戻されたプローブ信号の位
相変調レベル対時間をプロットした図である。
【図７】参考として、異なる量のＰＭＤを端子に付加し
た場合の、本発明による偏波異常ロケータ装置の送信器
から受信器への光経路を介して戻されたプローブ信号の
位相変調レベル対時間をプロットした図である。
た場合の、本発明による偏波異常ロケータ装置の送信器
から受信器への光経路を介して戻されたプローブ信号の
位相変調レベル対時間をプロットした図である。
【手続補正書】
【提出日】平成１４年５月２３日（２００２．５．２
３）
３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｂ 10/18 (72)発明者 クレオ デー．アンダーソン アメリカ合衆国 07722 ニュージャーシ ィ，コルツ ネック，フェアウェイ ウエ スト 24 (72)発明者 ウィリアム ダブリュ．パターソン アメリカ合衆国 07728 ニュージャーシ ィ，フリーホールド，メイアー ロード ２ (72)発明者 リチャード エル．メイバッチ アメリカ合衆国 07733 ニュージャーシ ィ，ホルムデル，スプリング ヴァレー ドライヴ 13 Ｆターム(参考） 5K002 AA02 AA04 CA14 EA06 EA07 FA01 GA03 5K042 CA10 DA11 EA08 FA08 JA02 JA08 LA11
Claims (36)
- 【請求項１】 第１および第２の光伝送経路およびルー
プバック経路を有する光通信ネットワークのための偏波
異常ロケータ・システムであって、前記システムが、 プローブ信号を前記ネットワーク上で送信するように構
成された送信器であって、前記ループバック経路が前記
プローブ信号の少なくとも一部を、前記第１の伝送経路
から前記第２の伝送経路へ戻りプローブ信号として結合
し、前記送信器が、前記プローブ信号源と光連絡した変
調セクションを有し、前記変調セクションが、特定の周
波数の前記プローブ信号に一定深さの変調を付与するよ
うに構成された送信器と、 前記戻りプローブ信号を受信し、かつ、前記戻りプロー
ブ信号に応じて、前記光通信ネットワーク内の偏波異常
を検出するように構成された受信器とを備えるシステ
ム。 - 【請求項２】 前記変調セクションが、 搬送周波数の前記プローブ・レーザ出力信号の振幅を変
調するように構成された振幅変調器と、 偏波周波数の前記プローブ・レーザ出力信号の偏波を変
調するように構成された偏波変調器とをさらに備え、 それにより前記振幅変調器および偏波変調器が、変調プ
ローブ・レーザ出力信号を提供する、請求項１に記載の
システム。 - 【請求項３】 前記振幅変調器が、前記搬送周波数の前
記プローブ・レーザ出力信号に正弦波強度変化を付与す
るために、前記プローブ・レーザ出力信号の振幅を変調
するように構成される、請求項２に記載のシステム。 - 【請求項４】 前記偏波変調器が、前記プローブ・レー
ザ出力信号の偏波状態に、前記偏波周波数で実質的に直
交する偏波状態間のスイッチングを付与するために、前
記プローブ・レーザ出力信号を偏波変調するように構成
される、請求項２に記載のシステム。 - 【請求項５】 前記送信器が、前記変調プローブ・レー
ザ出力信号の平均偏波状態を調整するように構成された
偏波調整器をさらに備える、請求項２に記載のシステ
ム。 - 【請求項６】 前記送信器が、制御信号に応じて、前記
変調プローブ・レーザ出力信号を光経路上に選択的に切
り換えるように構成された光スイッチをさらに備える、
請求項２に記載のシステム。 - 【請求項７】 前記送信器が、 装荷信号を提供するように構成された装荷レーザと、 装荷レーザ制御信号に応じて、装荷信号光経路上の前記
装荷信号を切り換えるように構成された装荷レーザ光ス
イッチと、 前記光経路上および前記装荷信号光経路上の光パワー
を、パワー結合器出力として結合するように構成された
パワー結合器とをさらに備える、請求項６に記載のシス
テム。 - 【請求項８】 前記制御信号が、前記装荷レーザ光スイ
ッチが閉状態にある時、前記光スイッチをオン状態に切
り換え、また、前記装荷レーザ光スイッチが開状態にあ
る時、前記光スイッチをオフ状態に切り換えるように構
成される、請求項７に記載のシステム。 - 【請求項９】 前記装荷信号の周波数が、前記ネットワ
ークの光通過帯域内にあり、かつ、前記プローブ・レー
ザ出力信号の周波数とは異なる、請求項７に記載のシス
テム。 - 【請求項１０】 前記送信器が、前記パワー結合器出力
に基準異常レベルを提供するように構成された光基準素
子をさらに備える、請求項７に記載のシステム。 - 【請求項１１】 前記送信器が、前記光基準素子の出力
の平均偏波状態を調整するように構成された偏波調整器
をさらに備える、請求項１０に記載のシステム。 - 【請求項１２】 前記送信器が、前記プローブ信号に基
準異常レベルを提供するように構成された光基準素子を
さらに備える、請求項１に記載のシステム。 - 【請求項１３】 前記基準異常レベルが、所定レベルの
偏波依存性損失からなる請求項１２に記載のシステム。 - 【請求項１４】 前記基準異常レベルが、所定レベルの
偏波モード分散からなる請求項１２に記載のシステム。 - 【請求項１５】 前記受信器が、前記戻りプローブ信号
を受信し、かつ、累積色分散を補償するための色分散補
償器を備える、請求項１に記載のシステム。 - 【請求項１６】 前記偏波異常が偏波依存性損失であ
り、前記受信器が、前記戻りプローブ信号を表す信号の
振幅を検出することにより、前記偏波依存性損失を検出
するように構成された振幅検出器を備える、請求項１に
記載のシステム。 - 【請求項１７】 前記偏波異常が偏波モード分散であ
り、前記受信器が、前記戻りプローブ信号を表す信号の
位相変調を検出することにより、前記偏波モード分散を
検出するように構成された位相検出器を備える、請求項
１に記載のシステム。 - 【請求項１８】 前記位相検出器がＰＭ／ＡＭ変換器を
備える、請求項１７に記載のシステム。 - 【請求項１９】 前記プローブ信号が搬送周波数で送信
され、かつ、偏波変調周波数で変調され、前記ＰＭ／Ａ
Ｍ変換器が、前記戻りプローブ信号を表す前記信号を、
第１、第２および第３の光経路上に分割するためのパワ
ー分割器を備え、前記第１の光経路が、実質的に前記搬
送周波数＋前記偏波変調周波数に等しい周波数を中心と
する通過帯域を有する第１の帯域通過フィルタを備え、
前記第２の光経路が、実質的に前記搬送周波数に等しい
周波数を中心とする通過帯域を有する第２の帯域通過フ
ィルタ、および前記第２の帯域通過フィルタの出力を遅
延させるための遅延素子を備え、前記第３の光経路が、
実質的に前記搬送周波数−前記偏波変調周波数に等しい
周波数を中心とする通過帯域を有する第３の帯域通過フ
ィルタ、および前記第１の帯域通過フィルタ、前記遅延
素子、および前記第３の帯域通過フィルタの出力パワー
を結合するためのパワー結合器を備える、請求項１８に
記載のシステム。 - 【請求項２０】 前記プローブ信号が、振幅変調および
偏波変調される、請求項１に記載のシステム。 - 【請求項２１】 前記プローブ信号が振幅変調される、
請求項１に記載のシステム。 - 【請求項２２】 前記プローブ信号が偏波変調される、
請求項１に記載のシステム。 - 【請求項２３】 前記第２の伝送経路と光連絡したイン
バウンド装荷レーザを備え、前記装荷レーザが第２の伝
送経路に関連する雑音レベルを低減するように構成され
る、請求項１に記載のシステム。 - 【請求項２４】 光ネットワーク内の偏波依存性異常を
検出する方法であって、前記方法が、 プローブ信号を前記ネットワーク上で送信するステップ
と、 戻りプローブ信号として前記ネットワークから前記プロ
ーブ信号を受信するステップと、 前記戻りプローブ信号に応じて前記偏波異常を検出する
ステップとを含む方法。 - 【請求項２５】 前記方法が、前記プローブ信号の移動
距離に応じて、前記偏波異常の位置を計算するステップ
をさらに含む、請求項２４に記載の方法。 - 【請求項２６】 前記プローブ信号が、振幅変調および
偏波変調される、請求項２４に記載の方法。 - 【請求項２７】 前記プローブ信号が振幅変調される、
請求項２４に記載の方法。 - 【請求項２８】 前記プローブ信号が偏波変調される、
請求項２４に記載の方法。 - 【請求項２９】 前記ネットワークが、第１および第２
の光伝送経路およびループバック経路を備え、前記プロ
ーブ信号の少なくとも一部が、前記第１の伝送経路上で
送信され、前記ループバック経路を介して、前記戻りプ
ローブ信号として前記第２の伝送経路から受信される、
請求項２４に記載の方法。 - 【請求項３０】 光ネットワーク内の偏波依存性異常の
レベルを近似化する方法であって、前記方法が、 プローブ信号を前記ネットワーク上で送信するステップ
と、 戻りプローブ信号として前記ネットワークから前記プロ
ーブ信号を受信するステップと、 基準プローブ信号を既知の基準異常と共に前記ネットワ
ーク上で送信するステップと、 戻り基準プローブ信号として前記ネットワークから前記
基準プローブ信号を受信するステップと、 前記戻り基準プローブ信号と前記戻りプローブ信号を比
較するステップとを含む方法。 - 【請求項３１】 前記プローブ信号および前記基準プロ
ーブ信号が、振幅変調および偏波変調される、請求項３
０に記載の方法。 - 【請求項３２】 前記プローブ信号および前記基準プロ
ーブ信号が振幅変調される、請求項３０に記載の方法。 - 【請求項３３】 前記プローブ信号および前記基準プロ
ーブ信号が偏波変調される、請求項３０に記載の方法。 - 【請求項３４】 前記ネットワークが、第１および第２
の光伝送経路およびループバック経路を備え、前記プロ
ーブ信号の少なくとも一部が、前記第１の伝送経路上で
送信され、前記ループバック経路を介して、前記戻りプ
ローブ信号として前記第２の伝送経路から受信される、
請求項３０に記載の方法。 - 【請求項３５】 前記既知の基準異常が、偏波依存性損
失の既知量である、請求項３０に記載の方法。 - 【請求項３６】 前記既知の基準異常が、偏波モード分
散の既知量である、請求項３０に記載の方法。
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|---|---|
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| EP (1) | EP1248393A3 (ja) |
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