JP2004309923A - 光伝送路構成方法および光伝送路 - Google Patents

Abstract

【課題】伝送特性が異なる複数本の光ファイバを接続して所望の特性を有する光伝送路を容易に構成することができる方法を提供する。
【解決手段】或る伝送特性を有する光ファイバ１４の一端と光ファイバ１３とを互いに接続するとともに、その光ファイバ１４の他端にＯＴＤＲ装置２０の光カプラ２４を接続する。ＯＴＤＲ装置２０の検査光送信部２１から出力されたパルス状の検査光を、光カプラ２４を経て光ファイバ１４の他端（入射端）に入射させて、光ファイバ１４，１３，１２および１１に順に伝搬させる。そして、光ファイバ１１〜１４の長手方向の各位置において生じる検査光の戻り光を、光カプラ２４を経て戻り光受信部２２により受光し、光ファイバ１１〜１４の長手方向における戻り光の特性情報の分布を評価する。その評価結果が所望のものであれば、この光ファイバ１４を接続した光伝送路１０を構成する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、伝送特性が異なる複数本の光ファイバが接続されてなる光伝送路、および、そのような光伝送路を構成する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光通信システムにおいて信号光を伝送する媒体として用いられる光伝送路は、信号光の波形劣化を抑制するために、累積波長分散が小さく、非線形性が小さいことが要求される。このような要求を実現し得るものとして、長手方向に沿って波長分散の符号が正負に変化する光伝送路が知られている（例えば特許文献１を参照）。また、そのような光伝送路において、波長分散が正の正分散部分と負の負分散部分とを識別するために、正分散部分および負分散部分それぞれに互いに異なる着色やマーキングを付する技術が知られている（例えば特許文献２を参照）。
【０００３】
【特許文献１】
米国特許第６４７３５４８号明細書
【特許文献２】
米国特許第５６１１０１６号明細書
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、波長分散のような伝送特性が異なる複数本の光ファイバを接続して光伝送路を構成する場合、接続しようとする光ファイバが果たして所望の特性を有する光伝送路を構成し得るものであるか否かを判断することは容易ではない。特に、既に敷設されている光ファイバに他の光ファイバを接続する場合に、その敷設されている光ファイバの長手方向の伝送特性の分布を確認することは現実には不可能である。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、伝送特性が異なる複数本の光ファイバを接続して所望の特性を有する光伝送路を容易に構成することができる方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光伝送路構成方法は、伝送特性が異なる複数本の光ファイバを接続し、その接続した複数本の光ファイバの入射端に検査光を入射させ、複数本の光ファイバの長手方向の各位置において生じる検査光の戻り光を入射端側で検出し、複数本の光ファイバの長手方向における戻り光の特性情報の分布を評価して、その評価結果に基づいて光伝送路を構成することを特徴とする。ここで、伝送特性がモードフィールド径であり、特性情報がモードフィールド径に応じた戻り光のパワーレベルであるであるのが好適である。検査光が第１波長および第２波長の光を含み、伝送特性が波長分散であり、特性情報が第１波長および第２波長の入射端への戻り光の到達時間の差であるであるのが好適である。伝送特性が伝送損失であり、特性情報が伝送損失に応じた戻り光のパワーレベルであるであるのが好適である。また、伝送特性が周波数シフト量であり、特性情報が複数本の光ファイバそれぞれに固有の戻り光の周波数シフトであるであるのが好適である。
【０００７】
また、本発明に係る光伝送路構成方法は、第１の光ケーブルに含まれる伝送特性が異なる複数本の光ファイバのうちの何れかの光ファイバを選択するとともに、第２の光ケーブルに含まれる伝送特性が異なる複数本の光ファイバのうちの何れかの光ファイバを選択し、各々の選択した光ファイバの入射端に検査光を入射させ、光ファイバの長手方向の各位置において生じる検査光の戻り光を入射端側で検出し、光ファイバにおける戻り光の特性情報を評価して、その評価結果に基づいて光ファイバを接続して光伝送路を構成することを特徴とする。ここで、基準となる伝送特性を有する基準光ファイバを経て検査光を光ファイバの入射端に入射させ、基準光ファイバおよび光ファイバの長手方向の各位置において生じる検査光の戻り光を検出し、光ファイバにおける戻り光の特性情報を基準光ファイバにおける戻り光の特性情報と対比して評価するであるのが好適である。
【０００８】
本発明に係る光伝送路構成方法は、波長分散が所定値で、値の異なる２種類以上の光ファイバを複数本接続した伝送路が複数本存在し、伝送路の長さ方向の分散の分布状況を測定し、長手方向の所定位置で分岐接続可能な分岐用の伝送路を選別し、分岐接続を行なうことを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る光伝送路構成方法は、波長分散が所定値で、値の異なる２種類以上の光ファイバを複数本接続した伝送路が複数本存在し、伝送路の長さ方向の分散の分布状況を測定し、分岐先伝送路として接続可能な伝送路を選別し、分岐接続を行なうことを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る光伝送路構成方法は、波長分散が所定値で、値の異なる２種類以上の光ファイバを複数本接続した伝送路に対し、伝送路の長さ方向の分散の分布状況を測定し、長手方向のどの位置で分岐接続可能かを特定し、分岐接続を行なうことを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る光伝送路構成方法は、第１の区間に、所定の信号光波長で、波長分散が所定値で、分散の符号が異なる２種類以上の光ファイバを接続されて構成された第１の伝送路を有し、第１の区間と接続される第２の区間に、所定の信号光波長で、波長分散が所定値で、分散の符号が異なる２種類以上の光ファイバを接続されて構成された第２の伝送路と第３の伝送路とを有し、第２の伝送路と第３の伝送路は、長手方向の分散の分布状況が不明に接続されており、第１の伝送路と第２の伝送路を接続して光伝送路を構成する方法であり、光伝送路が所望の伝送特性となる第２の伝送路を調査するため、第２の区間の伝送路の長手方向の分散の分布状況を測定することを特徴とする。なお、所望の伝送特性とは、所望の伝送速度を得られるよう、全体が所定の累積分散であり、分散が同符号で長距離接続されていないことを意味する。第１の伝送路の長手方向の分散の分布状況は、予め分かっていてもよいし、予め測定することとしてもよい。
【００１２】
本発明に係る光伝送路は、波長分散が正の正分散部分と負の負分散部分とが隣接する部分において常に正分散部分および負分散部分のうちの何れか一方のモードフィールド径が他方のモードフィールド径より所定値以上大きいことを特徴とする。ここで、隣接する部分において正分散部分のモードフィールド径が負分散部分のモードフィールド径より大きいであるのが好適である。隣接する部分において正分散部分のモードフィールド径に対する負分散部分のモードフィールド径の比が０．７５以上０．９９以下であるであるのが好適である。また、本発明に係る光伝送路は、波長分散が正の正分散部分と負の負分散部分とが隣接する部分において正分散部分および負分散部分それぞれの伝送損失が所定波長で所定値以上相違していることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１４】
図１は、本実施形態に係る光伝送路構成方法の説明図である。この図には、本実施形態に係る光伝送路構成方法により構成されるべき光伝送路１０、および、本実施形態に係る光伝送路構成方法を実施する為に用いられるＯＴＤＲ装置２０が示されている。なお、光伝送路構成方法は、各ケーブル群より選別した光ファイバを接続して所望の特性を有する光伝送路を構成する方法を含むだけでなく、既に接続された光伝送路において光ファイバ分岐位置を特定して分岐伝送路を構成する方法をも含む。
【００１５】
構成されるべき光伝送路１０は、既に順に接続されている光ファイバ１１〜１３と、光ファイバ１３の一端に新たに接続されるべき光ファイバ１４とからなる。光ファイバ１１〜１４は伝送特性が異なる。
【００１６】
例えば、光ファイバ１１および光ファイバ１３それぞれは波長分散が正であり、光ファイバ１２および光ファイバ１４それぞれは波長分散が負である。このような光ファイバ１１〜１４が縦続接続されてなる光伝送路１０は、局所的に見れば波長分散の絶対値が大きいことにより、非線形光学現象に因る信号光波形劣化を抑制することができ、また、全体的に見れば累積波長分散の絶対値が小さいことにより、累積波長分散に因る信号光波形劣化を抑制することができる。
【００１７】
また、光ファイバ１１〜１４それぞれの波長分散の絶対値が互いに等しいのが好適であり、この場合には、光ファイバ１１〜１４それぞれの長さを互いに等しくすることにより、光伝送路１０の全体の累積波長分散の絶対値を充分に小さくすることができる。
【００１８】
また、波長帯域１３００ｎｍ〜１６５０ｎｍ内の何れかの波長において光ファイバ１１〜１４それぞれの分散スロープがゼロであるのが好適であり、この場合には、光伝送路１０は、広い波長帯域で波長分散が平坦であるので、広い波長帯域での信号光伝送は可能である。
【００１９】
また、光ファイバ１１〜１４それぞれのモードフィールド径が互いに略等しい場合には、接続損失を低減する上で好適である。一方、正分散光ファイバと負分散光ファイバとでモードフィールド径が相違している場合には、後述するように、各光ファイバの接続状況を判別する上で好適である。
【００２０】
また、中継スパンまたは送受信器間の光伝送路において交互に接続される正分散光ファイバと負分散光ファイバとの交番回数は２回以上であるのが好適である。製造ばらつきに因り個々の光ファイバの実際の波長分散が設計値と異なっていても、交番回数が多いほど、製造ばらつきの平均化効果に因り、光伝送路の全体の波長分散は設計値に近づく。
【００２１】
また、光ファイバ１１〜１４それぞれの長さは１０ｋｍ以下であるのが好適である。この場合には、光入射端から光伝送路の各位置までの累積波長分散の絶対値が小さいので、信号光波形劣化を抑制する上で好ましい。
【００２２】
ＯＴＤＲ装置２０は、光ファイバ１１〜１３に対して新たに光ファイバ１４を接続することで所望の特性を有する光伝送路１０を構成することができるか否かを判別するものである。ＯＴＤＲ装置２０は、検査光送信部２１、戻り光受信部２２、制御部２３および光カプラ２４を備える。
【００２３】
検査光送信部２１は、パルス状の検査光を光カプラ２４へ出力する。戻り光受信部２２は、光カプラ２４から到達した戻り光を受光し、その戻り光の特性情報（例えば、パワーレベル、周波数シフト量）の時間的変化を検出する。制御部２３は、検査光送信部２１に対してパルス状の検査光の出力を指示するとともに、戻り光受信部２２に対して戻り光の特性情報の時間的変化の検出を指示し、戻り光受信部２２から戻り光の特性情報の時間的変化を受け取ってこれを評価する。光カプラ２４は、検査光送信部２１から出力された検査光を光ファイバ１４の入射端に入射させ、光ファイバ１４から到達した戻り光を戻り光受信部２２へ出力する。
【００２４】
このＯＴＤＲ装置２０は制御部２３による制御の下に以下のように動作する。検査光送信部２１からパルス状の検査光が出力される。その検査光は、光カプラ２４を経て光ファイバ１４の一端に入射し、光ファイバ１４，１３，１２および１１を順に伝搬していく。その検査光の伝搬の間に種々の要因により検査光の戻り光が発生する。その戻り光は、光伝送路１０を光カプラ２４へ向かって進み、光カプラ２４を経て戻り光受信部２２に到達する。戻り光受信部２２に到達した戻り光は戻り光受信部２２により受光され、戻り光の特性情報の時間的変化が検出される。そして、制御部２３により、戻り光の特性情報の時間的変化が表示され評価される。なお、光伝送路１０の長手方向の各位置において発生した戻り光は、その位置に応じた時刻（検査光出力時刻を基準とする経過時間）に戻り光受信部２２に到達するから、戻り光の特性情報の時間的変化は、光伝送路１０の長手方向における戻り光の特性情報の分布を表している。
【００２５】
本実施形態に係る光伝送路構成方法では、このＯＴＤＲ装置２０を用いて、以下のようにして光伝送路１０を構成する。ここでは、光ファイバ１１〜１３が既に接続されていて、そのうちの光ファイバ１３に対して新たに光ファイバ１４を接続することで所望の特性を有する光伝送路１０を構成する場合について説明する。
【００２６】
初めに、或る伝送特性を有する光ファイバ１４の一端と光ファイバ１３とを互いに接続するとともに、その光ファイバ１４の他端にＯＴＤＲ装置２０の光カプラ２４を接続する。ＯＴＤＲ装置２０の検査光送信部２１から出力されたパルス状の検査光を、光カプラ２４を経て光ファイバ１４の他端（入射端）に入射させて、光ファイバ１４，１３，１２および１１に順に伝搬させる。そして、光ファイバ１１〜１４の長手方向の各位置において生じる検査光の戻り光を、光カプラ２４を経て戻り光受信部２２により受光し、光ファイバ１１〜１４の長手方向における戻り光の特性情報の分布を評価する。
【００２７】
もし、その評価結果が所望のものであれば、この光ファイバ１４を接続した光伝送路１０を構成する。一方、その評価結果が所望のものでなければ、この光ファイバ１４とは異なる伝送特性を有する他の光ファイバ１４’を光ファイバ１３に接続して、上記と同様にして、光ファイバ１１〜１３および１４’の長手方向における戻り光の特性情報の分布を評価する。このようにして、評価結果が所望のものであることが確認されたときの光ファイバ１４を接続して光伝送路１０を構成する。
【００２８】
ここで、上記伝送特性がモードフィールド径であり、上記特性情報がモードフィールド径に応じた戻り光のパワーレベルであるのが好適である。検査光が第１波長および第２波長の光を含み、上記伝送特性が波長分散であり、上記特性情報が第１波長および第２波長の入射端への戻り光の到達時間の差であるのが好適である。上記伝送特性が伝送損失であり、上記特性情報が伝送損失に応じた戻り光のパワーレベルであるのが好適である。また、上記伝送特性が周波数シフト量であり、上記特性情報が光ファイバ１１〜１４それぞれに固有の戻り光の周波数シフトであるのが好適である。以下では、これらの各々の場合について説明する。
【００２９】
図２は、本実施形態に係る光伝送路構成方法においてＯＴＤＲ装置２０の戻り光受信部２２により検出される戻り光の特性情報分布の第１例を示す図である。この図で、横軸は、光ファイバ１１〜１４の長手方向における位置を表し、縦軸は、戻り光のパワーレベルを表す。ここでは、光ファイバ１１〜１４それぞれは、モードフィールド径が異なっていて、光ファイバ１１および光ファイバ１３それぞれの波長分散が正であり、光ファイバ１２および光ファイバ１４それぞれの波長分散が負であるとする。
【００３０】
光ファイバ１１〜１４の接続点Ｐ_１〜Ｐ_３（図１参照）において、常に正分散光ファイバ１２，１４および負分散光ファイバ１１，１３のうちの何れか一方のモードフィールド径が他方のモードフィールド径より所定値以上大きいのが好適である。位置Ｐ_１〜Ｐ_３において、正分散光ファイバ１２，１４のモードフィールド径が負分散光ファイバ１１，１３のモードフィールド径より大きいのが好適である。また、位置Ｐ_１〜Ｐ_３において、正分散光ファイバ１２，１４のモードフィールド径に対する負分散光ファイバ１１，１３のモードフィールド径の比が０．７５以上０．９９以下であるのが好適である。
【００３１】
例えば、正分散光ファイバ１２，１４それぞれは、モードフィールド径が７．９５μｍ〜８．０４μｍであり、波長１５５０ｎｍでの波長分散が＋８．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。負分散光ファイバ１１，１３それぞれは、モードフィールド径が７．７５μｍ〜７．８５μｍであり、波長１５５０ｎｍでの波長分散が−８．０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。負分散光ファイバ１１，１３は、正分散光ファイバ１２，１４と比べて、モードフィールド径が小さいから、戻り光受信部２２に到達する戻り光のパワーレベルが大きい。
【００３２】
したがって、図２に示されるように、戻り光のパワーレベルの長手方向分布は、概略的には右下がりの傾向があるものの、正分散光ファイバ１４と負分散光ファイバ１３との接続点Ｐ_１においてステップ状に大きくなり、負分散光ファイバ１３と正分散光ファイバ１２との接続点Ｐ_２においてステップ状に小さくなり、また、正分散光ファイバ１２と負分散光ファイバ１１との接続点Ｐ_３においてステップ状に大きくなる。
【００３３】
なお、接続点Ｐ_１〜Ｐ_３それぞれでは融着接続に因る接続損失が発生するが、正分散光ファイバおよび負分散光ファイバそれぞれの戻り光パワーレベルの差が接続損失より大きいので、戻り光パワーレベルが局所的に増加する位置（Ｐ_１，Ｐ_３）は正分散光ファイバから負分散光ファイバへの移行位置であると判定することができ、また、戻り光パワーレベルが局所的に減少する位置（Ｐ_２）は負分散光ファイバから正分散光ファイバへの移行位置であると判定することができる。
【００３４】
図３は、接続損失および戻り光パワーレベル比それぞれとモードフィールド径との関係を示すグラフである。ここでは、融着接続される一方の光ファイバのモードフィールド径を８．０μｍとし、融着接続時のコア中心位置ずれ量を１．０μｍとして、他方の光ファイバのモードフィールド径を６．０μｍから８．０μｍまで変化させて、接続損失および戻り光パワーレベル比を調べた。この図から判るように、戻り光パワーレベル比が接続損失を上回るためには、他方の光ファイバのモードフィールド径は７．９μｍ以下であることが必要である。また、接続損失を０．５ｄＢ以下に抑えるためには、他方の光ファイバのモードフィールド径は６．０μｍ以上であることが必要である。
【００３５】
以上のことから、長手方向の波長分散の正負を判定するとともに、光伝送路全体の損失を抑制するには、正分散光ファイバと負分散光ファイバとのモードフィールド径の比は０．７５〜０．９９であることが望ましい。また、正分散光ファイバおよび負分散光ファイバそれぞれの曲げ損失特性を同程度のものとするには、負分散光ファイバのモードフィールド径は正分散光ファイバのモードフィールド径より小さいことが必要である。したがって、負分散光ファイバのモードフィールド径は、正分散光ファイバのモードフィールド径の０．７５倍〜０．９９倍であることが望ましい。
【００３６】
図４は、本実施形態に係る光伝送路構成方法においてＯＴＤＲ装置２０の戻り光受信部２２により検出される戻り光の特性情報分布の第２例を示す図である。この図で、横軸は、光ファイバ１１〜１４の長手方向における位置を表し、縦軸は、戻り光のパワーレベルを表す。ここでは、光ファイバ１１〜１４それぞれは、光ファイバ１１および光ファイバ１３それぞれの波長分散が正であり、光ファイバ１２および光ファイバ１４それぞれの波長分散が負であるとする。また、検査光として、波長１６２５ｎｍおよび波長１３１０ｎｍそれぞれの検査光が用いられる。
【００３７】
正分散光ファイバ１１，１３および負分散光ファイバ１２，１４それぞれの波長分散特性は図５に示されている。正分散光ファイバ１１，１３では、長波長側において群遅延時間が長く、短波長側において群遅延時間が短い。一方、負分散光ファイバ１２，１４では、長波長側において群遅延時間が短く、短波長側において群遅延時間が長い。
【００３８】
このことから、光カプラ２４から先ず正分散光ファイバ１４に検査光が入射する場合には、波長１３１０ｎｍの検査光で検出される接続点Ｐ_１ａは、波長１６２５ｎｍの検査光で検出される接続点Ｐ_２ｂより、入射端側に位置する。逆に、光カプラ２４から先ず負分散光ファイバに検査光が入射する場合には、波長１６２５ｎｍの検査光で検出される接続点は、波長１３１０ｎｍの検査光で検出される接続点より、入射端側に位置する。したがって、正分散光ファイバから負分散光ファイバへの移行位置であるのか、或いは、負分散光ファイバから正分散光ファイバへの移行位置であるのかを、２波長の検査光を用いることで判別することができる。
【００３９】
なお、正分散光ファイバ１１，１３は、長さが１０ｋｍであるとすると、波長１３１０ｎｍ〜１６２５ｎｍにおける平均波長分散値が＋５．３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍであるから、群遅延時間差が１６７００ｐｓ（＝５．３ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ×（１６２５−１３１０）ｎｍ×１０ｋｍ）である。この群遅延時間差は、ファイバ長３．４ｍ（＝１６７００×１０^−１２ｓｅｃ×３．０×１０^８ｍ／ｓｅｃ÷１．４７）に相当するから、ＯＴＤＲ技術により検出可能なレベルである。
【００４０】
また、図４では正分散光ファイバ１４および負分散光ファイバ１３についてのみ示されているが、正分散光ファイバ１２および負分散光ファイバ１１についても同様に適用可能である。また、この方法では、波長分散の正負の長手方向分布を判定することができるだけでなく、接続位置間での累積波長分散を定量的に把握することもできる。
【００４１】
また、図４では２波長の検査光を用いることで接続点を検出するものであったが、光ファイバの破断・切断などの光学的な結合の解消の位置からの２波長の検査光の反射光を戻り光として検出することで、その光学的結合解消位置を判定することもでき、入射端から光学的結合解消位置までの累積波長分散を定量的に把握することもできる。なお、光学的な結合の解消は、光ファイバの破断・切断の他に、コネクタ接続の開放やメカニカルスプライスの開放をも含む。また、反射部分だけでなく、戻り光パワーレベルが急激に変化する部分についても、その位置を判定することができる。
【００４２】
図６は、本実施形態に係る光伝送路構成方法においてＯＴＤＲ装置２０の戻り光受信部２２により検出される戻り光の特性情報分布の第３例を示す図である。この図で、横軸は、光ファイバ１１〜１４の長手方向における位置を表し、縦軸は、戻り光のパワーレベルを表す。ここでは、光ファイバ１１〜１４それぞれは、光ファイバ１１および光ファイバ１３それぞれの波長分散が負であり、光ファイバ１２および光ファイバ１４それぞれの波長分散が正であるとする。また、光ファイバ１１〜１４それぞれは製造時にコア領域に残留するＯＨ基の濃度が調整されていて、ＯＨ基吸収ピーク波長である波長１３８３ｎｍにおいて、正分散光ファイバ１２，１４の伝送損失が０．３５ｄＢ／ｋｍとされ、負分散光ファイバ１１，１３の伝送損失が０．５０ｄＢ／ｋｍとされている。また、波長１３８３ｎｍの検査光が用いられる。
【００４３】
検査光波長における伝送損失は、正分散光ファイバ１１，１３より負分散光ファイバ１２，１４の方が大きいから、戻り光の長手方向分布の傾斜は、正分散光ファイバ１１，１３より負分散光ファイバ１２，１４の方が大きい。したがって、正分散光ファイバから負分散光ファイバへの移行位置であるのか、或いは、負分散光ファイバから正分散光ファイバへの移行位置であるのかを、戻り光の長手方向分布の傾斜の変化に基づいて判別することができる。
【００４４】
なお、上記では、光ファイバ１１〜１４それぞれのコア領域におけるＯＨ基が異なるものとされて、波長１３８３ｎｍの検査光が用いられた。しかし、検査光波長およびコア領域添加物は、これに限定されず、検査光波長で有意の伝送損失を有していて、信号光波長での伝送損失が無視し得る程度であればよい。
【００４５】
図７は、本実施形態に係る光伝送路構成方法においてＯＴＤＲ装置２０の戻り光受信部２２により検出される戻り光の特性情報分布の第４例を示す図である。この図で、横軸は、光ファイバ１１〜１４の長手方向における位置を表し、縦軸は、入射した検査光に対する戻り光の周波数シフト量を表す。ここでは、光ファイバ１１〜１４それぞれは、光ファイバ１１および光ファイバ１３それぞれの波長分散が負であり、光ファイバ１２および光ファイバ１４それぞれの波長分散が正であるとする。
【００４６】
負分散光ファイバ１１，１３はクラッド領域に対する中心コア領域の比屈折率差が０．６％であるとし、正分散光ファイバ１２，１４はクラッド領域に対する中心コア領域の比屈折率差が０．７％であるとする。波長１５５０ｎｍ帯の狭帯域の検査光を光伝送路に入射させ、ブリルアンＯＴＤＲ技術を用いて、戻り光の周波数シフト量の長手方向分布を測定する。ブリルアン散乱光の周波数シフト量は、光ファイバのコア領域におけるドーパント濃度によって異なる。したがって、比屈折率差を調整するためにコア領域に添加されるＧｅＯ_２の添加量が異なる正分散光ファイバ１２，１４と負分散光ファイバ１１，１３とでは、戻り光の周波数シフト量が異なる。したがって、正分散光ファイバから負分散光ファイバへの移行位置であるのか、或いは、負分散光ファイバから正分散光ファイバへの移行位置であるのかを、戻り光の長手方向分布の周波数シフト量の変化に基づいて判別することができる。
【００４７】
また、少なくともコア領域の一部分が実質的に純石英ガラスからなる光ファイバ母材を用意し、この光ファイバ母材を線引きする際に線引張力を間欠的に変化させて、光ファイバを製造する。線引き時の粘性が低い純石英ガラスの部分に残留応力が集中するから、得られた光ファイバの長手方向において、残留応力分布が形成されて、純石英ガラス部分の屈折率の分布が形成され、これに因り、正分散部分と負分散部分とが交互に形成される。このようにして製造された光ファイバの一端から波長１５５０ｎｍ帯の狭帯域の検査光を入射させ、ブリルアンＯＴＤＲ技術を用いて、戻り光の周波数シフト量の長手方向分布を測定する。ブリルアン散乱光の周波数シフト量は、光ファイバのコア領域における残留応力によって異なる。したがって、正分散部分から負分散部分への移行位置であるのか、或いは、負分散部分から正分散部分への移行位置であるのかを、戻り光の長手方向分布の周波数シフト量の変化に基づいて判別することができる。
【００４８】
図８は、本実施形態に係る光伝送路構成方法においてＯＴＤＲ装置２０の戻り光受信部２２により検出される戻り光の特性情報分布の第５例を示す図である。この図で、横軸は、光ファイバ１１〜１４の長手方向における位置を表し、縦軸は、戻り光のパワーレベルを表す。ここでは、光ファイバ１１〜１４は波長分散の符号が交互に変化するものとし、また、光ファイバ１１〜１４のうち何れかの光ファイバ（例えば、検査光入射端に最も近い光ファイバ１４）の波長分散の符号が既知であるのが好ましい。また、互いに異なる第１波長および第２波長それぞれの検査光が用いられる。また、２波長の検査光が光伝送路１０を伝搬する間に生じるストークス散乱光またはアンチストークス散乱光が戻り光として用いられる。
【００４９】
この戻り光のパワーレベルは、同図に示されるように、光伝送路１０の長手方向の位置に応じて変動する。これは、ストークス散乱またはアンチストークス散乱の際の２波長の検査光の間の位相不整合の程度が、光伝送路１０の長手方向の位置に応じて変動するからである。しかし、正分散光ファイバと負分散光ファイバとの接続位置の前後では、同図の実線で示されるように、戻り光のパワーレベルは、増加傾向から減少傾向へ転じ、或いは、減少傾向から増加傾向へ転じる。したがって、このような増加傾向から減少傾向へ（または、減少傾向から増加傾向へ）転じる位置を検出することで、正分散光ファイバと負分散光ファイバとの接続位置を判別することができる。この方法では、波長分散の正負の長手方向分布を判定することができるだけでなく、接続位置間での累積波長分散を定量的に把握することもできる。
【００５０】
ただし、戻り光のパワーレベルが極大値または極小値である位置で増減傾向が変化した場合には、その位置を検出することができない。そこで、このような場合には、何れかの検査光の波長を変化させて、戻り光のパワーレベルが極大値および極小値の何れでもない位置で増減傾向が変化するようにすればよい。
【００５１】
また、この方法では、同符号の波長分散を有する２本の光ファイバの接続位置では、同図の破線で示されるように増減傾向が変化しないので、その接続位置を判別することができない。そこで、同符号の波長分散を有する２本の光ファイバの接続位置を判別するには、通常のＯＴＤＲ技術による方法を併用すればよい。
【００５２】
なお、上記の説明では１本の光伝送路１０について説明したが、本実施形態に係る光伝送路構成方法は、光ケーブル内に伝送特性が異なる複数本の光ファイバがある場合において、ＯＴＤＲ技術を用いて複数本の光ファイバのうちから所望の特性を有する光ファイバを選択して、その選択した光ファイバを接続することで所望の特性を有する光伝送路を構成することもできる。すなわち、第１の光ケーブルに含まれる伝送特性が異なる複数本の光ファイバのうちの何れかの光ファイバを選択するとともに、第２の光ケーブルに含まれる伝送特性が異なる複数本の光ファイバのうちの何れかの光ファイバを選択する。そして、各々の選択した光ファイバの入射端に検査光を入射させ、光ファイバの長手方向の各位置において生じる検査光の戻り光を入射端側で検出し、光ファイバにおける戻り光の特性情報を評価する。この特性情報の評価の手法は、上述した第１例〜第４例と同様である。その評価の結果、各々の選択した光ファイバを互いに接続したときに、その接続されたものが所望の特性を有するものであるか否かを判定する。もし、その判定結果が良好ということであれば、各々の選択した光ファイバを互いに接続する。逆に、その判定結果が不適ということであれば、第１の光ケーブルおよび第２の光ケーブルの何れかにおいて他の光ファイバを選択し、上記と同様にして特性情報の評価および判定を行なう。このようにすることにより、所望の特性を有する光伝送路を構成することができる。
【００５３】
また、上記の説明では光ファイバ１１〜１４の何れもが光伝送路１０を構成するものとして説明したが、本実施形態に係る光伝送路構成方法は、光ファイバ１１〜１４のうち光ファイバ１４を基準光ファイバとして用いることとしてもよい。すなわち、ＯＴＤＲ装置２０の光カプラ２４に、その伝送特性が既知の基準光ファイバ１４が接続される。ＯＴＤＲ装置２０の検査光送信部２１から出力された検査光は、先ず基準光ファイバ１４を伝搬した後、光ファイバ１３〜１１を伝搬する。ＯＴＤＲ装置２０の戻り光受信部２２により、基準光ファイバ１４および光ファイバ１１〜１３の長手方向の各位置において生じる検査光の戻り光が検出され、光ファイバ１１〜１３における戻り光の特性情報が基準光ファイバ１１における戻り光の特性情報と対比されて評価される。この特性情報の評価の手法は、上述した第１例〜第４例と同様である。このようにすることにより、光伝送路を構成する光ファイバ１１〜１３の特性情報は、基準光ファイバ１１の特性情報との対比において把握され、光伝送路が所望の特性を有するものであるか否かが判定される。
【００５４】
本実施形態に係る光伝送路構成方法は、図９に示されるような光伝送路を構成する場合にも適用され得る。図９に示されるように、局３１と局３２との間に光ケーブル４０が布設され、局３２と局３３との間に光ケーブル５０が布設されているものとする。光ケーブル４０は、正分散光ファイバ４１ａと負分散光ファイバ４１ｂとが接続されてなる光伝送路４１、および、正分散光ファイバ４２ａと負分散光ファイバ４２ｂとが接続されてなる光伝送路４２を含み、正分散光ファイバ４１ａおよび負分散光ファイバ４２ｂが局３１側にあり、正分散光ファイバ４２ａおよび負分散光ファイバ４１ｂが局３２側にある。また、光ケーブル５０は、正分散光ファイバ５１ａと負分散光ファイバ５１ｂとが接続されてなる光伝送路５１、および、正分散光ファイバ５２ａと負分散光ファイバ５２ｂとが接続されてなる光伝送路５２を含み、正分散光ファイバ５１ａおよび負分散光ファイバ５２ｂが局３２側にあり、正分散光ファイバ５２ａおよび負分散光ファイバ５１ｂが局３３側にある。
【００５５】
局３２において、光ケーブル４０および光ケーブル５０それぞれに含まれる光伝送路を互いに光学的に接続するには、負分散光ファイバ４１ｂと正分散光ファイバ５１ａとの接続、正分散光ファイバ４２ａと負分散光ファイバ５２ｂとの接続、負分散光ファイバ４１ｂと負分散光ファイバ５２ｂとの接続、および、正分散光ファイバ４２ａと正分散光ファイバ５１ａとの接続、の４とおりの接続の態様がある。これらのうち、正分散光ファイバどうしの接続、および、負分散光ファイバどうしの接続では、波長分散が同一符号である区間が長くなって、この区間での累積波長分散値が大きくなり、その結果、非線形光学現象の一種である自己位相変調と累積波長分散との相互作用に因り、伝送特性が劣化する可能性が大きくなる。したがって、負分散光ファイバ４１ｂと正分散光ファイバ５１ａとの接続、または、正分散光ファイバ４２ａと負分散光ファイバ５２ｂとの接続が、好ましい。
【００５６】
既設の光ケーブル４０，５０それぞれにおいて、各伝送路の長手方向の波長分散の分布状況を識別する為の何らかのマーキング等がなされていなければ、外観からは各伝送路の長手方向の波長分散の分布状況を判別することができない。また、光ケーブル４０，５０それぞれにおいて、各伝送路の全長での累積波長分散を測定したとしても、各光伝送路は正分散光ファイバと負分散光ファイバとが接続されたものであるので、各光伝送路の局３２側における波長分散の符号を判別することができない。
【００５７】
そこで、本実施形態に係る光伝送路構成方法を用いて、光ケーブル４０，５０それぞれに含まれる各光伝送路の長手方向の波長分散の分布状況を測定することで、負分散光ファイバ４１ｂと正分散光ファイバ５１ａとを接続することができ、或いは、正分散光ファイバ４２ａと負分散光ファイバ５２ｂとを接続することができ、これに因り、局３１と局３３との間の光伝送路の特性が優れたものとすることができる。
【００５８】
なお、これまでの説明では、光ケーブル４０，５０の双方が既設である場合について説明したが、光ケーブル４０，５０のうち一方が既設であって他方が新設である場合も同様である。また、波長分散が同一符号である連続する区間での累積波長分散の許容レベルは伝送システムの内容により異なるが、伝送速度が１０Ｇｂ／ｓである場合には、累積波長分散の絶対値を１０００ｐｓ／ｎｍ以下に抑えることが望ましい。
【００５９】
また、図９に示されるようなシステム構成において、本実施形態に係る光伝送路構成方法は、以下のような例の場合にも適用され得る。
【００６０】
光ケーブル４０，５０の双方が既に布設されている場合に、従来では、局３２において、一方の光ケーブルに含まれる光伝送路を経て到達した光信号を電気信号に変換し、この電気信号を再び光信号に変換して、この再変換後の光信号を、他方の光ケーブルに含まれる光伝送路に送出していた。局３２において、このような光−電気−光変換を行なうことなく、光ケーブル４０および光ケーブル５０それぞれに含まれる光伝送路を互いに光学的に接続するには、波長分散の面で実現可能か否か、および、光ケーブル４０，５０それぞれに含まれる複数の光伝送路のうち何れの光伝送路を互いに光学的に接続すべきか、を判断することが必要となる。このような判断の際に、本実施形態に係る光伝送路構成方法を用いることにより、局３１と局３３との間で優れた特性を有する光伝送路を構成することができる。
【００６１】
局３１と局３２との間に光ケーブル４０が既に布設されており、局３１から局３２を経て更に局３３へ光伝送路を延ばす場合、光ケーブル４０に複数の光伝送路が含まれていれば、本実施形態に係る光伝送路構成方法を用いることにより、これら複数の光伝送路のうちから長距離伝送に適した光伝送路を選択して、その選択した光伝送路を、局３２と局３３との間の光伝送路に接続することで、局３１と局３３との間で優れた特性を有する光伝送路を構成することができる。
【００６２】
さらに、本実施形態に係る光伝送路構成方法は、分岐光伝送路を構成する場合にも適用が可能である。例えば、波長分散が所定値で、値の異なる２種類以上の光ファイバを複数本接続した伝送路が複数本存在し、伝送路の長さ方向の分散の分布状況を測定し、長手方向の所定位置で分岐接続可能な分岐用の伝送路を選別し、分岐接続を行なう。或いは、波長分散が所定値で、値の異なる２種類以上の光ファイバを複数本接続した伝送路が複数本存在し、伝送路の長さ方向の分散の分布状況を測定し、分岐先伝送路として接続可能な伝送路を選別し、分岐接続を行なう。或いは、波長分散が所定値で、値の異なる２種類以上の光ファイバを複数本接続した伝送路に対し、伝送路の長さ方向の分散の分布状況を測定し、長手方向のどの位置で分岐接続可能かを特定し、分岐接続を行なう。
【００６３】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したとおり、本発明によれば、伝送特性が異なる複数本の光ファイバを接続して所望の特性を有する光伝送路を容易に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る光伝送路構成方法の説明図である。
【図２】本実施形態に係る光伝送路構成方法においてＯＴＤＲ装置２０の戻り光受信部２２により検出される戻り光の特性情報分布の第１例を示す図である。
【図３】接続損失および戻り光パワーレベルそれぞれとモードフィールド径との関係を示すグラフである。
【図４】本実施形態に係る光伝送路構成方法においてＯＴＤＲ装置２０の戻り光受信部２２により検出される戻り光の特性情報分布の第２例を示す図である。
【図５】正分散光ファイバおよび負分散光ファイバそれぞれの波長分散特性例を示す図である。
【図６】本実施形態に係る光伝送路構成方法においてＯＴＤＲ装置２０の戻り光受信部２２により検出される戻り光の特性情報分布の第３例を示す図である。
【図７】本実施形態に係る光伝送路構成方法においてＯＴＤＲ装置２０の戻り光受信部２２により検出される戻り光の特性情報分布の第４例を示す図である。
【図８】本実施形態に係る光伝送路構成方法においてＯＴＤＲ装置２０の戻り光受信部２２により検出される戻り光の特性情報分布の第５例を示す図である。
【図９】本実施形態に係る光伝送路構成方法の適用の１例を示す図である。
【符号の説明】
１０…光伝送路、１１〜１４…光ファイバ、２０…ＯＴＤＲ装置、２１…検査光送信部、２２…戻り光受信部、２３…制御部、２４…光カプラ。

Claims (15)

1. 伝送特性が異なる複数本の光ファイバを接続し、その接続した前記複数本の光ファイバの入射端に検査光を入射させ、前記複数本の光ファイバの長手方向の各位置において生じる前記検査光の戻り光を前記入射端側で検出し、前記複数本の光ファイバの長手方向における前記戻り光の特性情報の分布を評価して、その評価結果に基づいて光伝送路を構成することを特徴とする光伝送路構成方法。
2. 前記伝送特性がモードフィールド径であり、
   前記特性情報がモードフィールド径に応じた前記戻り光のパワーレベルである
   ことを特徴とする請求項１記載の光伝送路構成方法。
3. 前記検査光が第１波長および第２波長の光を含み、
   前記伝送特性が波長分散であり、
   前記特性情報が前記第１波長および前記第２波長の前記入射端への前記戻り光の到達時間の差である
   ことを特徴とする請求項１記載の光伝送路構成方法。
4. 前記伝送特性が伝送損失であり、
   前記特性情報が前記伝送損失に応じた前記戻り光のパワーレベルである
   ことを特徴とする請求項１記載の光伝送路構成方法。
5. 前記伝送特性が周波数シフト量であり、
   前記特性情報が前記複数本の光ファイバそれぞれに固有の前記戻り光の周波数シフトである
   ことを特徴とする請求項１記載の光伝送路構成方法。
6. 第１の光ケーブルに含まれる伝送特性が異なる複数本の光ファイバのうちの何れかの光ファイバを選択するとともに、第２の光ケーブルに含まれる伝送特性が異なる複数本の光ファイバのうちの何れかの光ファイバを選択し、各々の選択した光ファイバの入射端に検査光を入射させ、前記光ファイバの長手方向の各位置において生じる前記検査光の戻り光を前記入射端側で検出し、前記光ファイバにおける前記戻り光の特性情報を評価して、その評価結果に基づいて光ファイバを接続して光伝送路を構成することを特徴とする光伝送路構成方法。
7. 基準となる伝送特性を有する基準光ファイバを経て前記検査光を前記光ファイバの前記入射端に入射させ、前記基準光ファイバおよび前記光ファイバの長手方向の各位置において生じる前記検査光の戻り光を検出し、前記光ファイバにおける前記戻り光の特性情報を前記基準光ファイバにおける前記戻り光の特性情報と対比して評価することを特徴とする請求項６記載の光伝送路構成方法。
8. 波長分散が所定値で、値の異なる２種類以上の光ファイバを複数本接続した伝送路が複数本存在し、前記伝送路の長さ方向の分散の分布状況を測定し、長手方向の所定位置で分岐接続可能な分岐用の前記伝送路を選別し、分岐接続を行なうことを特徴とする光伝送路構成方法。
9. 波長分散が所定値で、値の異なる２種類以上の光ファイバを複数本接続した伝送路が複数本存在し、前記伝送路の長さ方向の分散の分布状況を測定し、分岐先伝送路として接続可能な前記伝送路を選別し、分岐接続を行なうことを特徴とする光伝送路構成方法。
10. 波長分散が所定値で、値の異なる２種類以上の光ファイバを複数本接続した伝送路に対し、前記伝送路の長さ方向の分散の分布状況を測定し、長手方向のどの位置で分岐接続可能かを特定し、分岐接続を行なうことを特徴とする光伝送路構成方法。
11. 第１の区間に、所定の信号光波長で、波長分散が所定値で、分散の符号が異なる２種類以上の光ファイバを接続されて構成された第１の伝送路を有し、
    前記第１の区間と接続される第２の区間に、所定の信号光波長で、波長分散が所定値で、分散の符号が異なる２種類以上の光ファイバを接続されて構成された第２の伝送路と第３の伝送路とを有し、
    前記第２の伝送路と前記第３の伝送路は、長手方向の分散の分布状況が不明に接続されており、
    前記第１の伝送路と前記第２の伝送路を接続して光伝送路を構成する方法であり、
    前記光伝送路が所望の伝送特性となる前記第２の伝送路を調査するため、前記第２の区間の伝送路の長手方向の分散の分布状況を測定する
    ことを特徴とする光伝送路構成方法。
12. 波長分散が正の正分散部分と負の負分散部分とが隣接する部分において常に前記正分散部分および前記負分散部分のうちの何れか一方のモードフィールド径が他方のモードフィールド径より所定値以上大きいことを特徴とする光伝送路。
13. 前記隣接する部分において前記正分散部分のモードフィールド径が前記負分散部分のモードフィールド径より大きいことを特徴とする請求項１２記載の光伝送路。
14. 前記隣接する部分において前記正分散部分のモードフィールド径に対する前記負分散部分のモードフィールド径の比が０．７５以上０．９９以下であることを特徴とする請求項１２記載の光伝送路。
15. 波長分散が正の正分散部分と負の負分散部分とが隣接する部分において前記正分散部分および前記負分散部分それぞれの伝送損失が所定波長で所定値以上相違していることを特徴とする光伝送路。

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