JP2004334712A - Long-distance transmission fbg sensor system - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a system capable of keeping measurement precision even in a long-distance transmission by removing a Rayleigh scattered light that becomes a dominant noise in the long-distance transfer using an FBG sensor. <P>SOLUTION: An input light from a wide-band light source is transmitted in an outgoing transmission part and inputted to the FBG sensor through a light circulator. The FBG sensor reflects a light varied in frequency according to a load to the input light. This reflected light is inputted to and transmitted in an incoming transmission part through the light circulator, and the wavelength of the reflected light is detected in a wavelength detector. Since the light circulator is set in the vicinity of the FBG sensor as much as possible, the Rayleigh scattered light generated in the outgoing transmission part is never advanced to the incoming transmission path, and only a pure signal light is transmitted. Accordingly, the signal light free from noise can be detected in the wavelength detector. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

で与えられ、外部の温度・変位・圧力などによりＦＢＧに歪みが加わると、１５５０ｎｍ帯域においては、約１．２［ｐｍ／με］の歪み感度で反射波長がシフトする。
【０００５】
次に、ＦＢＧセンサを用いた波長検出型の長距離伝送測定システムの構成を図８に示す。
光ファイバ１０ｂ_１を介して広帯域光源１０ａと光サーキュレータ１０ｃ、光ファイバ１０ｂ_２を介して光サーキュレータ１０ｃと波長検出器１０ｄ、光ファイバ１０ｂ_３を介して光サーキュレータ１０ｃとＦＢＧセンサ群１０ｅが接続されている。ここで、広帯域光源１０ａはスペクトル幅が３０ｎｍであり、光源として自発放射光（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ：以下ＡＳＥと呼ぶ）、端面発光ＬＥＤ（Ｅｄｇｅ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｏｄｅ：以下ＥＬＥＤと呼ぶ）、あるいはスーパールミネッセントダイオード（Ｓｕｐｅｒ ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：以下ＳＬＥＤと呼ぶ）などが一般的に使われる。光ファイバ１０ｂ_３は長距離伝送路用として数ｋｍ以上の長さを有している。
【０００６】
光サーキュレータ１０ｃは入力された信号を一つとなりのポートから出力するものである。図８においては一つ右のポートから出力されている。ＦＢＧセンサ群１０ｅには、ＷＤＭ方式で多重化するため、それぞれ反射波長が異なり半値全幅が０．２ｎｍの挟帯域ＦＢＧを用いた複数のＦＢＧセンサ１０ｅ_１、１０ｅ_２・・・が備えられている。そして夫々のセンサ間は光ファイバ１０ｂ_４、１０ｂ_５・・・により接続されている。波長検出器１０ｄには高精度測定用として、ＷＤＭ光通信部品の特性評価に用いられる多波長計（Ｍｕｌｔｉ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｍｅｔｅｒ：以下ＭＷＭ）等が使用される。
【０００７】
次いで、測定時の動作について説明する。光源１０ａから特定のスペクトル幅をもったスペクトル信号光が出力されると、各光ファイバ及びサーキュレータ１０ｃを介してスペクトル信号光がＦＢＧセンサ群１０ｅに入力する。そして夫々のセンサにおいて、入力した光信号についてのある一定パワーはそのまま通過し、残りのパワー分については反射し信号として出力される。この出力信号は、ＦＢＧセンサにおいて測定物理量が検出されていない場合には、予めＦＢＧセンサ毎の決まった波長となるが、測定物理量が検出されるとその量に応じて波長がシフトする。そして出力信号は各光ファイバ及び光サーキュレータ１０ｃを介して波長検出器１０ｄに入力され、波長のシフト量からＦＢＧセンサに加わった測定物理量が算出される。
【０００８】
このように複数のＦＢＧセンサに対し異なる波長帯域を割り振ると、ＷＤＭ方式で多重化することができ、多点計測を可能とした測定システムを提供することが出来る。同様のシステムとして、例えば特開２０００−１８０２７０号公報には波長帯域が異なる複数のＦＢＧセンサを用いた測定システムの構成が記載されている。
【０００９】
【先行文献１】
特開２０００−１８０２７０号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＦＢＧセンサを用いて長距離伝送を行う場合には、距離が長くなるほどレイリー散乱光による雑音が大きくなるという課題がある。図９は従来のＦＢＧセンサを用いた測定システムにおける、レイリー散乱光による雑音発生の様子を示したものである。なお、同図は図８と同一の構成であるため、記号についての詳細な説明は省略する。
【００１１】
広帯域光源１１ａからＦＢＧセンサ１１ｅにスペクトル信号光が送られると、光が進む方向とは反対方向、図９ではＦＢＧセンサ１１ｅ１から光サーキュレータ１１ｃの方向に向けてスペクトル信号光と同一波長のレイリー散乱光が発生する。また図示していないが、ＦＢＧセンサ１１ｅから出力される光信号に対しても、反対方向に同一波長のレイリー散乱光が発生する。光信号が一方向にのみ送信される場合にはレイリー散乱光による影響は生じないが、双方向に送信される場合には、ＦＢＧセンサからの信号光にレイリー散乱光が重なってしまい、正確な信号の検出が困難になる。この現象は伝送距離が長くなるほどＦＢＧセンサからの信号光とレイリー散乱光とのレベル差が小さくなるため、顕著となっている。
【００１２】
光源１１ａから入射パワーｌ_ｉｎの連続光をＬ［ｋｍ］の伝送路に入射した場合、全伝送路から波長検出器１１ｄへと戻ってくるレイリー散乱光の総パワーＩ_Ｒは、
【００１３】
【数２】

で与えられる。ここで、Ｓはレイリー・キャプチャー係数、αは途中経路における光ファイバによる伝送損失を表し、通常の分散シフトファイバにおいてＳ＝０．００２２、α＝０．２５［ｄＢ／ｋｍ］である。一方、信号光のパワーは、往復２Ｌ［ｋｍ］の伝送損失を受けるので、波長検出器１１ｄへと戻ってくる信号光パワーＩ_ｏｕｔは
【００１４】
【数３】

となる。レイリー散乱光による雑音（以下、レイリー散乱雑音と呼ぶ）に対するＳＮＲをＳＮＲ_ＲＳ＝Ｉ_ｏｕｔ／Ｉ_ＲＳと定義すると、
【００１５】
【数４】

となる。ここで、伝送距離５０ｋｍまでのＳＮＲ_ＲＳの計算結果を図１０に示す。これを見ると長距離伝送化に伴い、ＳＮＲが著しく劣化するのが分かる。ＳＮＲが劣化するとＦＢＧセンサからの信号を波長検出器で検出する際に入力された信号光がＦＢＧセンサからのものか、レイリー散乱光によるものかの区別がつかなくなってしまい、測定精度についてもレイリー散乱雑音のＳＮＲと共に劣化していく。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、入力光を伝送する第１の伝送路と、荷重に応じて周波数変動した光を反射するＦＢＧセンサと、ＦＢＧセンサからの反射光を伝送する第２の伝送路と、一端からは入力光が入力して他端へ伝送し、他端からは反射光が入力して一端へ伝送し、他端がＦＢＧセンサに接続された第３の伝送路と、第１の伝送路及び第２の伝送路及び第３の伝送路に接続され、第１の伝送路からの入力光を第３の伝送路へ伝送し、第３の伝送路からの反射光を第２の伝送路へ伝送する光サーキュレーターとを備え、光サーキュレータをＦＢＧセンサの近傍に設けたことを特徴とする長距離伝送システムを提供するものである。
【００１７】
また本発明は、入力光に対し荷重に応じて周波数変動した光を反射する第１及び第２のＦＢＧセンサと、一端からは入力光が入力して他端へ伝送し、他端からは反射光が入力して一端へ伝送する第１及び第２の伝送部と、一端からは入力光が入力して他端へ伝送し、他端からは反射光が入力して一端へ伝送し、他端がそれぞれ第１及び第２のＦＢＧセンサに接続された第３及び第４の伝送部と、第１及び第２の伝送部の他端と第３及び第４の伝送部の一端とに接続され、第１の伝送路からの入力光を第３の伝送路へ、第２の伝送路からの入力光を第４の伝送路へ、第３の伝送路からの反射光を第２の伝送路へ、第４の伝送路からの反射光を第１の伝送路へ伝送する光サーキュレーターとを備え、前記光サーキュレータを第３及び第４の伝送路の近傍に設けたことを特徴とする長距離伝送システムを提供するものである。
【００１８】
また本発明は、各々が一端より光信号を入力して他端へ伝送する第１乃至第３の伝送路と、第１乃至第３の伝送路のそれぞれに設けられ、各々が予め定めた特定波長の光信号に対して荷重に応じて周波数変動した光を反射すると共にそれ以外の波長の光信号をそのまま伝送するＦＢＧセンサと、第１乃至第３の伝送路のそれぞれの他端に共通に接続され、第１乃至第３の伝送路の一の伝送路より光信号を受け入れて他の一の伝送路へと光信号を伝送し、伝送路に設けたＦＢＧセンサで反射された反射光を残りの伝送路へと伝送する光サーキュレータを備え、ＦＢＧセンサをそれぞれ光サーキュレータの近傍に配置し、第１乃至第３の伝送路のそれぞれの一端よりＦＢＧセンサに応じて反射光を形成する所定周波数の光信号を入力し、互いに異なる伝送路から反射光を出力させることを特徴とする長距離伝送システムを提供するものである。
【００１９】
また本発明は、入力光に対し荷重に応じて周波数変動した光を反射するＦＢＧセンサと、一端から入力光が入力して他端へ伝送し、他端から反射光が入力して一端へ伝送する第１の伝送路と、一端から入力光が入力して他端へ伝送し、他端から反射光が入力して一端へ伝送し、他端がＦＢＧセンサに接続された第２の伝送路と、入力光に対しては前方励起ラマン増幅を行い、前記反射光に対しては後方励起ラマン増幅を行う励起光を出力するポンプ光源と、第１の伝送路の他端及び第２の伝送路の一端及び前記ポンプ光源の出力端と接続され、第１の伝送路からの入力光及び励起光を第２の伝送路へ伝送し、第２の伝送路からの反射光を第１の伝送路へ伝送する光サーキュレータとを備えたことを特徴とする長距離伝送システムを提供するものである。
【００２０】
また本発明は、上記解決手段において、第２の伝送路であってＦＢＧセンサの近傍の一部をエルビウムドープファイバで構成することを特徴とする長距離伝送システムを提供するものである。
【００２１】
また本発明は、一端からの入力光に対しては荷重に応じて周波数が変動した光を反射し、他端からの入力光に対しては透過するＦＢＧセンサと、一端から入力光を入力して他端へ伝送し、他端から反射光を入力して一端へ伝送し、他端がＦＢＧセンサの一端に接続された伝送路と、反射光に対して前方励起ラマン増幅を行い、入力光に対して後方励起ラマン増幅を行う励起光を出力するポンプ光源とを備え、ポンプ光源の出力端をＦＢＧセンサの他端に接続することを特徴とする長距離伝送システムを提供するものである。
【００２２】
また本発明は、入力光に対し荷重に応じて周波数変動した光を反射する複数のＦＢＧセンサを伝送路上に直列に配置し、伝送路の入力端側にＦＢＧセンサからの反射光の波長を検出する波長検出部を設け、各ＦＢＧセンサから出力される反射光の出力レベルが波長検出部においてそれぞれ等しくなるよう各ＦＢＧセンサの反射率を設定したことを特徴とする長距離伝送システムを提供するものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明における第１の実施の形態を図１により説明する。
光ファイバ１ｂ_１を介して光源１ａと光サーキュレータ１ｃ、光ファイバ１ｂ_２を介して光サーキュレータ１ｃと波長検出器１ｄ、光ファイバ１ｂ_３を介して光サーキュレータ１ｃとＦＢＧセンサ群１ｅが接続されている。ＦＢＧセンサ群では複数のＦＢＧセンサ１ｅ_１、１ｅ_２・・・が光ファイバ１ｂ_４、１ｂ_５・・・によって接続されている。そして光ファイバの末端には無反射終端処理部１ｈがあり、ここに入力された光は反射しないようになっている。また、光ファイバ１ｂ_１及び光ファイバ１ｂ_２は長距離伝送用であるため、長さは数ｋｍから数十ｋｍとなっている。なお、ここでの説明では例えばＦＢＧセンサ１ｅ_１と光ファイバ１ｂ_３を別の構成として説明しているが、光ファイバ１ｂ_３を含めてＦＢＧセンサ１ｅ_１と考えても差し支えはない。
【００２４】
１ｇ_１はスペクトル信号光、１ｇ_２はスペクトル信号光１ｇ_１から発生するレイリー散乱光、１ｇ_３はＦＢＧセンサ１ｅ_１からの信号光、１ｇ_４は信号光１ｇ_３から発生するレイリー散乱光である。なお、広帯域光源１ａ、波長検出器１ｃ及びＦＢＧセンサ１ｅ_１、１ｅ_２・・・は従来技術で説明したものと同一なので詳細な説明は省略する。
【００２５】
次に動作について説明する。広帯域光源１ａからスペクトル信号光１ｇ_１が出力されると光ファイバ１ｂ_１、光サーキュレータ１ｃ、光ファイバ１ｂ_３を経由してＦＢＧセンサ群１ｅに入力される。そして複数のＦＢＧセンサ１ｅ_１、１ｅ_２・・・からはセンサに加えられた物理量に応じた波長の信号光１ｇ_３・・・が出力される。そして信号光１ｇ_３・・・は光ファイバ１ｂ_３、光サーキュレータ１ｃ、光ファイバ１ｂ_２を経由して波長検出器１ｃに入力される。
【００２６】
ここで、夫々の信号光から発生したレイリー散乱光に注目してみる。スペクトル信号光１ｇ_１から発生したレイリー散乱光１ｇ_２は、光ファイバ１ｂ_１と光ファイバ１ｂ_３の区間において発生する。そして、光ファイバ１ｂ_１で発生したレイリー散乱光（１ｇ_２１とする）は広帯域光源に向かって進み、光ファイバ１ｂ_３で発生したレイリー散乱光（１ｇ_２２とする）は波長検出器に向かって進む。また、信号光１ｇ_３から発生したレイリー散乱光１ｇ_４は波長検出器１ｃに向かって進む。したがって、波長検出器１ｄに到達の可能性があるレイリー散乱光は１ｇ_２２のみとなる。ここで、光ファイバ１ｂ_３の長さは光ファイバ１ｂ_２に比べると非常に短いため、レイリー散乱光１ｇ_２２は波長検出器１ｃに到達する前に減衰してしまう。すなわち波長検出器１ｄでは、ＦＢＧセンサ群１ｅからの信号光１ｇ_３のみを受光することとなり、長距離伝送であっても測定精度を維持することが出来る。
【００２７】
なお、光ファイバ１ｂ_１と光ファイバ１ｂ_２が非常に長い場合にはＦＢＧセンサ群１ｅからの信号光１ｇ_３も減衰してしまうが、波長検出器１ｄの近傍の光ファイバ１ｂ_２上にアンプを設ければ、信号光１ｇ_３のみ増幅することが出来る。
【００２８】
次に第２の実施の形態について図２より説明する。光ファイバ２ｂ_１を介して広帯域光源２ａと光スイッチ２ｈ_１、光ファイバ２ｂ_２を介してスイッチ２ｈ_１と光サーキュレータ２ｃ_１、光ファイバ２ｂ_４を介して光サーキュレータ２ｃ_１と４ポートサーキュレータ２ｃ_３が接続されている。
【００２９】
また、光ファイバ２ｂ_５を介して波長検出器２ｄとスイッチ２ｈ_２、光ファイバ２ｂ_６を介してスイッチ２ｈ_２と光サーキュレータ２ｃ_２、光ファイバ２ｂ_８を介して光サーキュレータ２ｃ_２と４ポートサーキュレータ２ｃ_３が接続されている。また、光ファイバ２ｂ_３を介してスイッチ２ｈ_１と光サーキュレータ２ｃ_２、光ファイバ２ｂ_７を介してスイッチ２ｈ_２と光サーキュレータ２ｃ_１、光ファイバ２ｂ_９を介して４ポートサーキュレータ２ｃ_３とＦＢＧセンサ群２ｅ_１、光ファイバ２ｂ_１０を介して４ポートサーキュレータ２ｃ_３と光ファイバセンサ群２ｅ_２が接続されている。
【００３０】
なお、広帯域光源２ａ、光サーキュレータ２ｃ_１、２ｃ_２、ＦＢＧセンサ群２ｅ_１、２ｅ_２は第１の実施の形態と同じであり、ＦＢＧセンサ群２ｅ_１は、ＦＢＧセンサ２ｅ_１１、２ｅ_１２・・・と無反射終端処理部２ｆ_１から構成されている。閉ループ４ポートサーキュレータ２ｃ_３はポートに光信号が入力されると、一つ隣に位置するポートから入力された信号光を出力する機能を有している。例えば同図の閉ループ４ポートサーキュレータ２ｃ_３において、ｃ_１１に入力した光はｃ_１４から出力され、ｃ_１３から入力した光はｃ_１１から出力される。光スイッチ２ｈ_１及び光スイッチ２ｈ_２は切り替え装置により光が通る経路を切り替えることができ、例えば光スイッチ２ｈ_１においては、ＳＷ_１１とＳＷ_１２を繋ぐ経路、又はＳＷ_１１とＳＷ_１３を繋ぐ経路のいずれかに切り替えることが出来る。
【００３１】
次に、動作について説明する。本実施の形態は２ラインのＦＢＧセンサ群を交互に測定することが出来る。光スイッチ２ｈ_１の経路がＳＷ_１１とＳＷ_１２であり、光スイッチ２ｈ_２の経路がＳＷ_２１とＳＷ_２３である場合、広帯域光源２ａから出力されたスペクトル信号光は、２ｂ_１、２ｈ_１、２ｂ_２、２ｃ_１、２ｂ_４、２ｃ_３（ｃ_１１、ｃ_１２）、２ｂ_１０を経由してＦＢＧセンサ群２ｅ_２に入力する。そして、各ＦＢＧセンサから信号光が出力されると、この信号光は２ｂ_１０、２ｃ_３（ｃ_１２、ｃ_１３）、２ｂ_８、２ｃ_２、２ｂ_６、２ｈ_２、２ｂ_５を経由して波長検出器に入力される。この場合、波長検出器２ｄに到達する可能性があるレイリー散乱光は、往路の光ファイバ２ｂ_１０で発生したものであるが、光ファイバ長が短く、また波長検出器から充分離れているため波長検出器２ｄまでは届かない。したがって、波長検出器２ｄではレイリー散乱光が取り除かれたＦＢＧセンサ群２ｅ_２からの信号光のみを受光することができる。
【００３２】
また、光スイッチ２ｈ_１の経路がＳＷ_１１とＳＷ_１３、光スイッチ２ｈ_２の経路がＳＷ_２１とＳＷ_２２である場合には、広帯域光源２ａから出力されたスペクトル信号光は、２ｂ_１、２ｈ_１、２ｂ_３、２ｃ_２、２ｂ_８、２ｃ_３（ｃ_３１、ｃ_３４）、２ｂ_９を経由してＦＢＧセンサ群２ｅ_１に入力する。そして、各ＦＢＧセンサから信号光が出力されると、この信号光は２ｂ_９、ｃ_１４、２ｃ_３（ｃ_１１、ｃ_１４）、２ｂ_４、２ｃ_１、２ｂ_７、２ｈ_２、２ｂ_５を経由して波長検出器に入力される。この場合も波長検出器２ｄに到達する可能性があるレイリー散乱光は、往路の光ファイバ２ｂ_９で発生したものであるが、光ファイバ長が短く、また波長検出器から充分離れているため波長検出器２ｄまでは届かない。したがって、波長検出器２ｄではレイリー散乱光が取り除かれたＦＢＧセンサ群２ｅ_１からの信号光のみを受光することができる
【００３３】
次に第３の実施の形態について図３より説明する。光ファイバ３ｂ_１を介して広帯域光源３ａと分波器３ｉ_１、光ファイバ３ｂ_２を介して分波器３ｉ_１と第１の光サーキュレータ３ｃ_１、光ファイバ３ｂ_３を介して分波器３ｉ_１と第２の光サーキュレータ３ｃ_２、光ファイバ３ｂ_４を介して分波器３ｉ_１と第３の光サーキュレータ３ｃ_３、光ファイバ３ｂ_５を介して第１の光サーキュレータ３ｃ_１と第２のＦＢＧセンサ群３ｅ_２、光ファイバ３ｂ_６を介して第２の光サーキュレータ３ｃ_２と第３のＦＢＧセンサ群３ｅ_３、光ファイバ３ｂ_７を介して第３の光サーキュレータ３ｃ_３と第１のＦＢＧセンサ群３ｅ_１が接続されている。
【００３４】
また、光ファイバ３ｂ_８を介して第１の波長フィルタ３ｊ_１と第２の光サーキュレータ３ｃ_２、光ファイバ３ｂ_９を介して第２の波長フィルタ３ｊ_２と第３の光サーキュレータ３ｃ_３、光ファイバ３ｂ_１０を介して第３の波長フィルタと第１の光サーキュレータ３ｃ_１、光ファイバ３ｂ_１１を介して第２のＦＢＧセンサ群３ｅ_２と第４の光サーキュレータ３ｃ_４、光ファイバ３ｂ_１３を介して第３のＦＢＧセンサ群３ｅ_３と第４の光サーキュレータ３ｃ_４、光ファイバ３ｂ_１２を介して第１のＦＢＧセンサ群３ｅ_１と第４の光サーキュレータ３ｃ_４が接続されている。
【００３５】
また光ファイバ３ｂ_１４を介して第１の波長フィルタと合波器３ｉ_２、光ファイバ３ｂ_１５を介して第２の波長フィルタと合波器３ｉ_２、光ファイバ３ｂ_１６を介して第３の波長フィルタと合波器３ｉ_２、光ファイバ３ｂ_１７を介して合波器３ｉ_２と波長検出器３ｄが接続されている。
【００３６】
広帯域光源３ａ、光サーキュレーター３ｃ_１、３ｃ_２、３ｃ_３は第１の実施例と同様のものである。光サーキュレータ３ｃ_４は閉ループ３ポートサーキュレーターであり、入出力ポート数は３、入力した光信号は入力ポートから一つ隣に位置したポートから出力される。図３においては右隣となっている。分波器３ｉ_１は入力したスペクトル信号光をある特定の周波数帯域毎に分割し３方向へ出力するものであり、第１の帯域光は光ファイバ３ｂ_２へ、第２の帯域光は３ｂ_３へ、第３の帯域光は３ｂ_４へと出力される。
【００３７】
合波器３ｉ_２は３方向から入力された、異なる周波数帯域からなる信号光を合波し出力するものである。波長フィルタ３ｊ_１、３ｊ_２、３ｊ_３はある周波数帯域をもった入力光に対し、周波数が予め定められた特定範囲内の光のみ出力するものである。ＦＢＧセンサ群は入力するスペクトル信号光に対し反射する周波数の帯域が夫々異なっており、第１のセンサ群３ｅ_１では第１の帯域光のみを、第２のセンサ群３ｅ_２では第２の帯域光のみを、第３のセンサ群３ｅ_３では第３の帯域光のみを反射する。
【００３８】
次に動作について説明する。広帯域光源３ａから出力されたスペクトル信号光は、分波器３ｉ_１において３種の波長帯毎に分割され、それぞれ光ファイバ３ｂ_２，３ｂ_３、３ｂ_４へ出力される。３ｂ_２に出力されたスペクトル信号光は３ｃ_１、３ｂ_５を経由して第２のＦＢＧセンサ群３ｅ_２に入力する。ここで、第２のＦＢＧセンサ群におけるＦＢＧセンサは第２の帯域光のみを反射するため入力したスペクトル項はそのまま通過する。そして、光ファイバ３ｂ_１１、光サーキュレータ３ｃ_４、光ファイバ３ｂ_１２経由し、第１のＦＢＧセンサ群３ｅ_１に入力する。第１のＦＢＧセンサ群３ｅ_１では第１の帯域光に対して測定物理量に応じた信号光が出力される。出力された信号光は光ファイバ３ｂ_１２、光サーキュレータ３ｃ_４、光ファイバ３ｂ_１３を経由して第３のＦＢＧセンサ群に入力される。第３のＦＢＧセンサ群では第３の帯域光のみを反射するので入力した信号光はそのまま通過し、光ファイバ３ｂ_６、光サーキュレータ３ｃ_２、光ファイバ３ｂ_８を経由して波長フィルタ３ｊ_１に入力する。そして、予め定められた帯域のみの信号光を抽出、出力し、光ファイバ３ｂ_１４を経由して合波器３ｉ_２に入力する。ここでは他のポートから入力された信号光と合波され、この合波光は光ファイバ３ｂ_１７を経由して波長検出器３ｂに入力し、第１のＦＢＧセンサ群３ｅ_１での測定物理量が検出される。
【００３９】
また、分波器３ｉ_１から光ファイバ３ｂ_３に出力されたスペクトル信号光については、３ｃ_２、３ｅ_３、３ｃ_４、３ｅ_２、３ｃ_４、３ｅ_１、３ｃ_３、３ｊ_２、３ｉ_２を経由して波長検出器３ｄに入力し、第２のＦＢＧセンサ群３ｅ_２での測定物理量が検出される。また、分波器３ｉ_１から光ファイバ３ｂ_４に出力されたスペクトル信号光については、３ｃ_３、３ｅ_１、３ｃ_４、３ｅ_３、３ｃ_４、３ｅ_２、３ｃ_１、３ｊ_３、３ｉ_２を経由して波長検出器３ｄに入力し、第３のＦＢＧセンサ群３ｅ_３での測定物理量が検出される。
【００４０】
ここで第１のセンサ群３ｅ_１からの信号光に影響のある波長帯域であって、波長検出器３ｄに到達可能性のあるレイリー散乱光は往路の光ファイバ３ｂ_１２で発生したものである。しかし、光ファイバ長が短く、また波長検出器３ｄから充分離れているため途中の経路で減衰し波長検出器３ｄまでは届かない。したがって、波長検出器３ｄではレイリー散乱光が取り除かれた第１のＦＢＧセンサ群３ｅ_１からの信号光のみを受光することができる。同様に第２、第３のＦＢＧセンサ群３ｅ_２、３ｅ_３からの信号光についてもレイリー散乱光が取り除かれた信号光のみを受信することが出来る。
【００４１】
なお、本実施例では、閉ループ３ポートサーキュレータを用いて説明したが、同様の構成でさらに閉ループサーキュレータのポート数を増やしたＦＢＧセンサ群の多重化も可能である。この場合、閉ループサーキュレータのポート数とＦＢＧセンサ群の数が同じとなり、例えば、閉ループ４ポートサーキュレータを用いた場合、４ラインのＦＢＧセンサ群と４本の伝送路光ファイバで構成されることとなる。
【００４２】
次に、第４の実施の形態について図４より説明する。光ファイバ４ｂ_１を介して広帯域光源４ａと光サーキュレータ４ｃ_１、光ファイバ４ｂ_２を介して光サーキュレータ４ｃ_１と波長検出器４ｄ、光ファイバ４ｂ_３を介して４ｃ_１と双方向ＷＤＭカプラ４ｃ_２、光ファイバ４ｂ_４を介して双方向ＷＤＭカプラ４ｃ_２とＦＢＧセンサ群４ｅ、光ファイバ４ｂ_５を介して双方向ＷＤＭカプラ４ｃ_２とポンプ光源４ｆが接続されている。
【００４３】
広帯域光源４ａ、光サーキュレータ４ｃ_１、波長検出器４ｄ、ＦＢＧセンサ群４ｅは第１の実施の形態と同様の構成である。双方向ＷＤＭカプラ４ｃ_２は光ファイバ４ｂ_３、４ｂ_５からの入力光は光ファイバ４ｂ_４に出力し、光ファイバ４ｂ_４からの入力光は光ファイバ４ｂ_３に出力する。ポンプ光源４ｆは広帯域光源４ａから出力されるスペクトル信号光より約１００ｎｍ短波長のポンプ光を出力する。このポンプ光はスペクトル信号光と同一方向に進んでいる場合には、スペクトル信号光をラマン増幅する前方励起の働きをする。また、スペクトル信号光と逆方向に進んでいる時もスペクトル信号光をラマン増幅する後方励起の働きをする。ただし、前方励起、後方励起共に、ポンプ光源直後では増幅効率は大きいが、離れるに従いラマン増幅にポンプ光パワーが消費され減衰するため、前方励起及び後方励起の効果が得られるのはポンプ光源から数ｋｍの範囲内に限定される。
【００４４】
次に動作について説明する。広帯域光源４ａからスペクトル信号光が出力されると光サーキュレータ４ｃ_１、双方向ＷＤＭカプラ４ｃ_２を介して光ファイバ４ｂ４に入力する。また、ポンプ光源４ｆからは一定レベルのポンプ光が出力されると、双方向ＷＤＭカプラ４ｃ_２を介して光ファイバ４ｂ_４に入力する。スペクトル信号光は光ファイバ４ｂ_４を伝送中、ポンプ光の前方励起によりラマン増幅されＦＢＧセンサ群４ｅに入力する。そしてＦＢＧセンサ群において物理量を検出後、光ファイバ４ｂ_４に入力されると、双方向ＷＤＭカプラ４ｃ_２の近傍ではポンプ光の後方励起によりラマン増幅され双方向ＷＤＭカプラ４ｃ_２、光サーキュレータ４ｃ_１を介して波長検出器４ｄに入力する。
【００４５】
図５はラマンアンプを行った時のレベルダイヤを示したものであり、実線で示してある。なお破線はラマンアンプを使用せず、光源直後にブースターアンプを、検出器直前にプリアンプを設置した場合のレベルダイヤである。ブースターアンプ及びプリアンプを用いた場合は、光源の直後ではブースターアンプにより増幅され、その後は一定割合で減衰し、検出器の直前でプリアンプにより再び増幅されている事が分かる。この場合、レイリー散乱雑音のゲインも信号光と同じゲインで増幅されるため、精度劣化は改善されないままである。一方、ラマンアンプにより増幅を行った場合、往路及び復路ともにポンプ光が届く範囲では信号光が増幅されている事が分かる。この時、レイリー散乱のゲインよりも信号光のゲインの方が大きいため、ラマンアンプゲインを増すほど信号光に対するレイリー散乱雑音の割合を小さくする事ができる。したがって、長距離化に伴う精度劣化を抑える事ができる。
【００４６】
なお、本実施の形態ではポンプ光源からのポンプ光を、双方向ＷＤＭカプラを用いて挿入しているが、ポンプ光源をＦＢＧセンサ群の末端に配置しても同様の効果がえられる。この場合、広帯域光源から出力されるスペクトル信号光に対しては後方励起によって増幅し、ＦＢＧセンサ群から出力される信号光に対しては前方励起により増幅する事となる。
【００４７】
次に第５の実施の形態について図６より説明する。図４の構成に対し、光ファイバ５ｂ_５上のＦＢＧセンサ群に近い位置にエルビウムドープファイバ５ｋが挿入されている。エルビウムドープファイバ５ｋはポンプ光の入射により、スペクトル信号光の光パワーを増幅する働きを有している。
【００４８】
続いて動作について説明する。第４の実施の形態と同様に広帯域光源から出力されたスペクトル信号光は光サーキュレーター５ｃ_１、双方向ＷＤＭカプラ５ｃ_２を介して光ファイバ５ｂ_４に入力する。そしてポンプ光の前方励起によって増幅される。ここでポンプ光のパワーは前方励起と共に減衰する事となるが、エルビウムドープファイバはポンプ光が届く所に配置されているので、再び増幅される事となる。増幅後は第４の実施の形態と同様の動作により波長検出器に入力し検出される。
【００４９】
波長検出器の近傍にエルビウムドープファイバが配置されている場合はスペクトル信号光だけではなく、レイリー散乱雑音も増幅されてしまうが、本実施の形態ではＦＢＧセンサ群の直前に配置されているため、スペクトル信号光のみを増幅することとなる。したがって、長距離化に伴う精度劣化を抑える事ができる。
【００５０】
次に第６の実施の形態について説明する。図７は第４の実施の形態と同じ構成で、ＦＢＧセンサ群で用いられている各ＦＢＧセンサの反射率が異なっている場合のレベルダイヤを示したものである。光源から出力されたスペクトル光６ｍ_１は伝搬損失によってＦＢＧセンサ６ｅ_１に入力時にはレベルが減衰したスペクトル光６ｍ_２となる。ＦＢＧセンサ６ｅ_１ではスペクトル光６ｍ_２に対し、反射した信号光として６ｎ_１が、また透過光として６ｍ_３が出力される。そして透過したスペクトル光６ｍ_３は伝搬損失によりレベル減衰し、ＦＢＧセンサ６ｅ_２にはスペクトル６ｍ_４が入力する。
【００５１】
ここでＦＢＧセンサ６ｅ_１とＦＢＧセンサ６ｅ_２の反射率が同じ場合、ＦＢＧセンサ６ｅ_１からの信号光は６ｎ_１、ＦＢＧセンサ６ｅ_２からの信号光は６ｎ_３となる。これらの信号光は伝搬中に伝送損失により減衰し、検出器６ａではＦＢＧセンサ６ｅ_１から信号光６ｎ_１は６ｎ_５となり、またＦＢＧセンサ６ｅ_２から信号光６ｎ_３は６ｎ_６となりＦＢＧセンサが広帯域光源の近くに位置するほど、ＦＢＧセンサからの信号光のレベルは大きくなる。この時、信号のレベルの大きさに比例して雑音も大きくなってしまう。図７に示すように信号光６ｎ_５の雑音レベルと信号光６ｎ_６の信号レベルとの差は６ｏ_１となり、場合によって信号が雑音に隠れてしまうクロストーク誤差が発生する場合がある。
【００５２】
一方、ＦＢＧセンサ６ｅ_１の反射率をＦＢＧセンサ６ｅ_２よりも小さくし、検出器での互いの信号光のレベルが等しくなるようにした場合、ＦＢＧセンサ６ｅ_１からの信号光は６ｎ_２となる。そして信号光６ｎ_２は伝送損失により検出器６ｄでは６ｎ_４となる。この場合、信号光６ｎ_４の雑音レベルと信号光６ｎ_６の信号レベルの差は６ｏ_２となり、クロストーク誤差を防ぐことが出来る。
【００５３】
なお、本実施の形態では第４の実施に形態に適用した場合について説明したが、他の実施の形態においても、ＦＢＧセンサの間隔が広い場合には有効である。
【００５４】
【発明の効果】
第１の実施の形態によれば、伝送路上のレイリー散乱光は取り除き、ＦＢＧセンサからの信号光のみを受光することが出来るため、ＦＢＧセンサを長距離計測システム適用しても、測定精度の低下を防ぐことができる。
【００５５】
第２の実施の形態によれば、測定精度が低下すること無くＦＢＧセンサを長距離測定システムに適用可能である。また、第１の実施例に対し、最も長い伝送路光ファイバの数を同様のまま、センサ群を倍にすることができる。また、センサ群がそれぞれ異なる物理量を測定するマルチセンサシステムを提供することが出来る。
【００５６】
第３の実施の形態によれば、測定精度が低下すること無くＦＢＧセンサを長距離測定システムに適用可能である。また、最も長い伝送路光ファイバの数をセンサ群の半分にすることができる。また、センサ群がそれぞれ異なる物理量を測定するマルチセンサシステムを提供することが出来る。
【００５７】
第４の実施の形態によれば、ポンプ光で信号光を前方励起及び後方励起する事で、レイリー散乱雑音よりも信号光を高い割合で増幅する事が出来るので精度劣化を抑える事ができる。
【００５８】
第５の実施例によれば、エルビウムドープファイバにより信号光のみを増幅する事が出来るので、精度劣化を抑える事が出来る。
【００５９】
第６の実施の形態によれば、ＦＢＧセンサの間隔が広い場合においても、クロストーク誤差の発生を抑える事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態における構成図
【図２】第２の実施の形態における構成図
【図３】第３の実施の形態における構成図
【図４】第４の実施の形態における構成図
【図５】各増幅方法におけるレベルダイヤ図
【図６】第５の実施の形態における構成図
【図７】第６の実施の形態におけるレベルダイヤ図
【図８】ＦＢＧセンサを用いたシステムの構成図
【図９】レイリー散乱光の発生説明図
【図１０】伝送距離とＳＮＲの関係説明図
【符号の説明】
１ａ、２ａ、３ａ、４ａ、５ａ、１０ａ、１１ａ：広帯域光源
１ｃ、２ｃ、３ｃ，４ｃ、５ｃ：光サーキュレータ
１ｄ、２ｄ、３ｄ、４ｄ、５ｄ、１０ｄ、１１ｄ：波長検出器
１ｅ、２ｅ、２ｅ、３ｅ、３ｅ、４ｅ、５ｅ、６ｅ、１０ｅ、１１ｅ：ＦＢＧセンサ
４ｆ、５ｆ：ポンプ光源
２ｈ：光スイッチ
３ｊ：波長フィルタ
３ｉ_１：分波器
３ｉ_２：合波器[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical fiber sensor using a fiber Bragg grating (hereinafter, referred to as FBG), and relates to a system capable of measuring a long distance with respect to a conventional FBG optical fiber sensor.
[0002]
[Prior art]
The optical fiber sensor is hardly affected by electromagnetic induction because it does not require a power supply for the sensor part, compared to a sensor using a piezoelectric element. Since a plurality of signals can be transmitted, it is very effective for long-distance and large-scale multipoint measurement. Products utilizing the characteristics of the optical fiber sensor include an acoustic sensor used underwater and an acceleration sensor installed on the sea floor to detect shaking of the sea bottom.
In addition, FBGs, which are rapidly spreading as wavelength division multiplexing (WDM) optical communication devices, are capable of selecting from a plurality of wavelengths to be used, being small in size and having low loss, and It has the advantage of low cost, and has recently attracted much attention as a device used in the above-mentioned optical fiber sensor.
[0003]
Here, the reflection wavelength of the FBG will be described.
FBG reflection wavelength (λ _B ) Indicates the effective refractive index of the core as (n _eff ), The lattice spacing of FBG is (Λ),
[0004]
(Equation 1)

When distortion is applied to the FBG due to external temperature, displacement, pressure, etc., in the 1550 nm band, the reflection wavelength shifts with a distortion sensitivity of about 1.2 [pm / με].
[0005]
Next, FIG. 8 shows the configuration of a wavelength detection type long distance transmission measurement system using an FBG sensor.
Optical fiber 10b ₁ , An optical circulator 10c, an optical fiber 10b ₂ Circulator 10c, wavelength detector 10d, optical fiber 10b ₃ The optical circulator 10c and the FBG sensor group 10e are connected via the. Here, the broadband light source 10a has a spectrum width of 30 nm, and as a light source, spontaneous emission light (Amplified Spontaneous Emission: hereinafter referred to as ASE), edge emitting LED (Edge Light Emission Diode: hereinafter referred to as ELED), or super luminescent. A diode (Super Luminescent Light Emitting Diode: hereinafter referred to as SLED) or the like is generally used. Optical fiber 10b ₃ Has a length of several km or more for long-distance transmission lines.
[0006]
The optical circulator 10c outputs an input signal from one port. In FIG. 8, data is output from the port on the right. Since the FBG sensor group 10e is multiplexed by the WDM method, a plurality of FBG sensors 10e using a narrow band FBG having different reflection wavelengths and a full width at half maximum of 0.2 nm are used. ₁ , 10e ₂ Are provided. An optical fiber 10b is provided between each sensor. ₄ , 10b ₅ .. Are connected. For the wavelength detector 10d, a multi-wavelength meter (hereinafter referred to as MWM) or the like used for evaluating the characteristics of WDM optical communication components is used for high-precision measurement.
[0007]
Next, the operation at the time of measurement will be described. When spectral signal light having a specific spectral width is output from the light source 10a, the spectral signal light is input to the FBG sensor group 10e via each optical fiber and the circulator 10c. Then, in each sensor, a certain constant power of the input optical signal is passed as it is, and the remaining power is reflected and output as a signal. If the measured physical quantity is not detected in the FBG sensor, the output signal has a predetermined wavelength for each FBG sensor in advance. However, when the measured physical quantity is detected, the wavelength shifts according to the detected quantity. Then, the output signal is input to the wavelength detector 10d via each optical fiber and the optical circulator 10c, and the measured physical quantity added to the FBG sensor is calculated from the wavelength shift amount.
[0008]
When different wavelength bands are allocated to a plurality of FBG sensors in this way, multiplexing can be performed by the WDM method, and a measurement system capable of performing multipoint measurement can be provided. As a similar system, for example, JP-A-2000-180270 describes a configuration of a measurement system using a plurality of FBG sensors having different wavelength bands.
[0009]
[Prior literature 1]
JP 2000-180270 A
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, when performing long-distance transmission using an FBG sensor, there is a problem that noise due to Rayleigh scattered light increases as the distance increases. FIG. 9 shows how noise is generated due to Rayleigh scattered light in a measurement system using a conventional FBG sensor. This figure has the same configuration as that of FIG. 8, and therefore detailed description of the symbols is omitted.
[0011]
When the spectrum signal light is transmitted from the broadband light source 11a to the FBG sensor 11e, the Rayleigh scattered light having the same wavelength as the spectrum signal light is directed in a direction opposite to the direction in which the light travels, that is, in the direction from the FBG sensor 11e1 to the optical circulator 11c in FIG. Occurs. Although not shown, Rayleigh scattered light having the same wavelength is generated in the opposite direction with respect to the optical signal output from the FBG sensor 11e. When the optical signal is transmitted only in one direction, the influence of the Rayleigh scattered light does not occur. However, when the optical signal is transmitted in both directions, the signal light from the FBG sensor overlaps with the Rayleigh scattered light, and an accurate It becomes difficult to detect a signal. This phenomenon is more remarkable because the level difference between the signal light from the FBG sensor and the Rayleigh scattered light decreases as the transmission distance increases.
[0012]
Incident power 1 from light source 11a _in Is incident on the transmission line of L [km], the total power I of the Rayleigh scattered light returning from all the transmission lines to the wavelength detector 11d. _R Is
[0013]
(Equation 2)

Given by Here, S is the Rayleigh capture coefficient, α is the transmission loss due to the optical fiber in the middle path, and S = 0.022 and α = 0.25 [dB / km] in a normal dispersion-shifted fiber. On the other hand, since the power of the signal light receives a transmission loss of 2 L [km] in a round trip, the signal light power I returning to the wavelength detector 11d is reduced. _out Is
[0014]
[Equation 3]

It becomes. SNR for noise due to Rayleigh scattered light (hereinafter referred to as Rayleigh scattered noise) _RS = I _out / I _RS Is defined as
[0015]
(Equation 4)

It becomes. Here, SNR up to a transmission distance of 50 km _RS Is shown in FIG. It can be seen from this that the SNR is significantly degraded with the transmission over a long distance. If the SNR deteriorates, it becomes impossible to distinguish whether the input signal light is from the FBG sensor or from the Rayleigh scattered light when the signal from the FBG sensor is detected by the wavelength detector. It degrades with the SNR of the scattered noise.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention provides a first transmission path for transmitting input light, an FBG sensor for reflecting light whose frequency has fluctuated according to a load, and a second transmission path for transmitting reflected light from the FBG sensor. A transmission path, a third transmission path in which input light is input from one end and transmitted to the other end, reflected light is input from the other end and transmitted to one end, and the other end is connected to the FBG sensor; It is connected to the first transmission path, the second transmission path, and the third transmission path, transmits input light from the first transmission path to the third transmission path, and transmits reflected light from the third transmission path. An optical circulator for transmitting to the second transmission line, and the optical circulator is provided near the FBG sensor, thereby providing a long-distance transmission system.
[0017]
Also, the present invention provides a first and a second FBG sensor for reflecting light whose frequency fluctuates according to a load with respect to input light, input light being input from one end and transmitted to the other end, and being reflected from the other end. A first and a second transmission unit for inputting light and transmitting the light to one end; input light being input from one end and being transmitted to the other end; reflected light being input from the other end and being transmitted to the other end; Third and fourth transmission sections whose ends are respectively connected to the first and second FBG sensors, and the other ends of the first and second transmission sections and one ends of the third and fourth transmission sections. The input light from the first transmission path is transmitted to the third transmission path, the input light from the second transmission path is transmitted to the fourth transmission path, and the reflected light from the third transmission path is transmitted to the second transmission path. An optical circulator for transmitting the reflected light from the fourth transmission line to the first transmission line, the optical circulator being connected to the third and fourth transmission lines. It is intended to provide a long-distance transmission system, characterized in that provided in the vicinity.
[0018]
Also, the present invention provides first to third transmission paths, each of which receives an optical signal from one end and transmits the optical signal to the other end, and each of the first to third transmission paths, each of which has a predetermined identification. An FBG sensor that reflects light of which frequency fluctuates according to the load with respect to the optical signal of the wavelength and transmits the optical signal of the other wavelength as it is, and is shared by the other ends of the first to third transmission paths. Connected, receives an optical signal from one transmission path of the first to third transmission paths, transmits the optical signal to another transmission path, and receives reflected light reflected by an FBG sensor provided on the transmission path. An optical circulator for transmitting light to the remaining transmission paths, an FBG sensor disposed near each of the optical circulators, and a predetermined frequency for forming reflected light from one end of each of the first to third transmission paths in accordance with the FBG sensor. Input optical signals and It is intended to provide a long-distance transmission system, characterized in that to output the reflected light from that transmission path.
[0019]
The present invention also provides an FBG sensor that reflects light whose frequency fluctuates according to a load with respect to input light, an input light that is input from one end and transmitted to the other end, and a reflected light that is input from the other end and transmitted to one end. And a second transmission line, in which input light is input from one end and transmitted to the other end, reflected light is input from the other end and transmitted to one end, and the other end is connected to the FBG sensor. A pump light source that performs forward pumping Raman amplification on the input light and outputs pumping light that performs backward pumping Raman amplification on the reflected light, the other end of the first transmission line, and the second transmission line. One end of the path and the output end of the pump light source are connected to transmit the input light and the pump light from the first transmission path to the second transmission path, and the reflected light from the second transmission path to the first transmission path. A long-distance transmission system characterized by comprising an optical circulator for transmitting to a path. It is.
[0020]
Further, the present invention provides a long-distance transmission system according to the above solution, wherein a part of the second transmission path near the FBG sensor is made of erbium-doped fiber.
[0021]
The present invention also provides an FBG sensor that reflects light whose frequency varies in accordance with a load with respect to input light from one end and transmits light with respect to input light from the other end, and receives input light from one end. To the other end, input reflected light from the other end and transmit it to one end, perform forward excitation Raman amplification on the reflected light, and a transmission line connected to the other end of the FBG sensor. And a pump light source for outputting pump light for performing backward pumping Raman amplification, and an output terminal of the pump light source is connected to the other end of the FBG sensor.
[0022]
Further, the present invention arranges a plurality of FBG sensors that reflect light whose frequency fluctuates according to a load with respect to input light on a transmission line, and detects a wavelength of the reflected light from the FBG sensor at an input end side of the transmission line. A long-distance transmission system characterized in that a wavelength detector is provided and the reflectance of each FBG sensor is set such that the output level of the reflected light output from each FBG sensor is equal in the wavelength detector. It is.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
Optical fiber 1b ₁ Light source 1a, optical circulator 1c, optical fiber 1b ₂ Circulator 1c, wavelength detector 1d, optical fiber 1b ₃ The optical circulator 1c and the FBG sensor group 1e are connected via the. In the FBG sensor group, a plurality of FBG sensors 1e ₁ 1e ₂ ... is an optical fiber 1b ₄ , 1b ₅ .. Are connected. At the end of the optical fiber, there is a non-reflection terminator 1h, which does not reflect the light input thereto. The optical fiber 1b ₁ And optical fiber 1b ₂ Is for long-distance transmission, the length is several km to several tens km. In the description here, for example, the FBG sensor 1e ₁ And optical fiber 1b ₃ Is described as another configuration, but the optical fiber 1b ₃ FBG sensor 1e including ₁ There is no harm in thinking.
[0024]
1g ₁ Is the spectrum signal light, 1g ₂ Is 1g of spectrum signal light ₁ Rayleigh scattered light generated from light, 1g ₃ Is the FBG sensor 1e ₁ Signal light from 1g ₄ Is 1g of signal light ₃ Rayleigh scattered light generated from Note that the broadband light source 1a, the wavelength detector 1c, and the FBG sensor 1e ₁ 1e ₂ ... are the same as those described in the related art, so that detailed description will be omitted.
[0025]
Next, the operation will be described. Spectrum signal light 1g from broadband light source 1a ₁ Is output, the optical fiber 1b ₁ , Optical circulator 1c, optical fiber 1b ₃ Is input to the FBG sensor group 1e via the. And a plurality of FBG sensors 1e ₁ 1e ₂ ... from 1g of signal light having a wavelength corresponding to the physical quantity applied to the sensor ₃ .. Are output. And 1g of signal light ₃ ... is an optical fiber 1b ₃ , Optical circulator 1c, optical fiber 1b ₂ Is input to the wavelength detector 1c via the.
[0026]
Here, attention is paid to Rayleigh scattered light generated from each signal light. 1g of spectrum signal light ₁ 1g of Rayleigh scattered light generated from ₂ Is the optical fiber 1b ₁ And optical fiber 1b ₃ Occurs in the section of. And the optical fiber 1b ₁ Rayleigh scattered light (1g ₂₁ ) Proceeds toward the broadband light source and the optical fiber 1b ₃ Rayleigh scattered light (1g ₂₂ Go to the wavelength detector. In addition, signal light 1g ₃ 1g of Rayleigh scattered light generated from ₄ Goes toward the wavelength detector 1c. Therefore, the Rayleigh scattered light that may reach the wavelength detector 1d is 1 g. ₂₂ Only. Here, the optical fiber 1b ₃ Is the length of the optical fiber 1b ₂ 1g Rayleigh scattered light ₂₂ Is attenuated before reaching the wavelength detector 1c. That is, in the wavelength detector 1d, the signal light 1g from the FBG sensor group 1e ₃ Only light is received, so that measurement accuracy can be maintained even in long-distance transmission.
[0027]
The optical fiber 1b ₁ And optical fiber 1b ₂ Is very long, the signal light 1g from the FBG sensor group 1e ₃ Is also attenuated, but the optical fiber 1b near the wavelength detector 1d ₂ If an amplifier is provided on the top, signal light 1g ₃ Can only be amplified.
[0028]
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. Optical fiber 2b ₁ Through the broadband light source 2a and the optical switch 2h ₁ , Optical fiber 2b ₂ Switch 2h via ₁ And optical circulator 2c ₁ , Optical fiber 2b ₄ Via the optical circulator 2c ₁ And 4-port circulator 2c ₃ Is connected.
[0029]
The optical fiber 2b ₅ Wavelength detector 2d and switch 2h ₂ , Optical fiber 2b ₆ Switch 2h via ₂ And optical circulator 2c ₂ , Optical fiber 2b ₈ Via the optical circulator 2c ₂ And 4-port circulator 2c ₃ Is connected. The optical fiber 2b ₃ Switch 2h via ₁ And optical circulator 2c ₂ , Optical fiber 2b ₇ Switch 2h via ₂ And optical circulator 2c ₁ , Optical fiber 2b ₉ Through the 4-port circulator 2c ₃ And FBG sensor group 2e ₁ , Optical fiber 2b ₁₀ Through the 4-port circulator 2c ₃ And optical fiber sensor group 2e ₂ Is connected.
[0030]
The broadband light source 2a, the optical circulator 2c ₁ , 2c ₂ , FBG sensor group 2e ₁ , 2e ₂ Is the same as that of the first embodiment, and the FBG sensor group 2e ₁ Is the FBG sensor 2e ₁₁ , 2e ₁₂ ... and non-reflection termination processing unit 2f ₁ It is composed of Closed loop 4-port circulator 2c ₃ Has a function of, when an optical signal is input to a port, outputting the signal light input from the port located next to the port. For example, the closed-loop 4-port circulator 2c shown in FIG. ₃ In c ₁₁ The light input to is c ₁₄ Output from c _Thirteen The light input from is c ₁₁ Output from Optical switch 2h ₁ And optical switch 2h ₂ Can switch the path through which light passes by a switching device, for example, an optical switch 2h ₁ In, SW ₁₁ And SW ₁₂ Or SW to connect ₁₁ And SW _Thirteen Can be switched to any of the routes connecting.
[0031]
Next, the operation will be described. In this embodiment, two lines of FBG sensor groups can be measured alternately. Optical switch 2h ₁ Path is SW ₁₁ And SW ₁₂ And the optical switch 2h ₂ Path is SW ₂₁ And SW ₂₃ , The spectral signal light output from the broadband light source 2a is 2b ₁ 2h ₁ , 2b ₂ , 2c ₁ , 2b ₄ , 2c ₃ (C ₁₁ , C ₁₂ ), 2b ₁₀ Sensor group 2e via ₂ To enter. When the signal light is output from each FBG sensor, the signal light is ₁₀ , 2c ₃ (C ₁₂ , C _Thirteen ), 2b ₈ , 2c ₂ , 2b ₆ 2h ₂ , 2b ₅ Is input to the wavelength detector via. In this case, Rayleigh scattered light that may reach the wavelength detector 2d is transmitted to the optical fiber 2b on the outward path. ₁₀ However, since the optical fiber length is short and it is sufficiently far from the wavelength detector, it does not reach the wavelength detector 2d. Therefore, in the wavelength detector 2d, the FBG sensor group 2e from which the Rayleigh scattered light has been removed ₂ Only the signal light from
[0032]
Optical switch 2h ₁ Path is SW ₁₁ And SW _Thirteen , Optical switch 2h ₂ Path is SW ₂₁ And SW ₂₂ , The spectrum signal light output from the broadband light source 2a is 2b ₁ 2h ₁ , 2b ₃ , 2c ₂ , 2b ₈ , 2c ₃ (C ₃₁ , C ₃₄ ), 2b ₉ Sensor group 2e via ₁ To enter. When the signal light is output from each FBG sensor, the signal light is ₉ , C ₁₄ , 2c ₃ (C ₁₁ , C ₁₄ ), 2b ₄ , 2c ₁ , 2b ₇ 2h ₂ , 2b ₅ Is input to the wavelength detector via. Also in this case, the Rayleigh scattered light that may reach the wavelength detector 2d is transmitted to the optical fiber 2b on the outward path. ₉ However, since the optical fiber length is short and it is sufficiently far from the wavelength detector, it does not reach the wavelength detector 2d. Therefore, in the wavelength detector 2d, the FBG sensor group 2e from which the Rayleigh scattered light has been removed ₁ Can receive only signal light from
[0033]
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. Optical fiber 3b ₁ Through the broadband light source 3a and the duplexer 3i ₁ , Optical fiber 3b ₂ Through the filter 3i ₁ And the first optical circulator 3c ₁ , Optical fiber 3b ₃ Through the filter 3i ₁ And the second optical circulator 3c ₂ , Optical fiber 3b ₄ Through the filter 3i ₁ And the third optical circulator 3c ₃ , Optical fiber 3b ₅ Through the first optical circulator 3c ₁ And the second FBG sensor group 3e ₂ , Optical fiber 3b ₆ Through the second optical circulator 3c ₂ And the third FBG sensor group 3e ₃ , Optical fiber 3b ₇ Through the third optical circulator 3c ₃ And the first FBG sensor group 3e ₁ Is connected.
[0034]
The optical fiber 3b ₈ Through the first wavelength filter 3j ₁ And the second optical circulator 3c ₂ , Optical fiber 3b ₉ Through the second wavelength filter 3j ₂ And the third optical circulator 3c ₃ , Optical fiber 3b ₁₀ Through the third wavelength filter and the first optical circulator 3c ₁ , Optical fiber 3b ₁₁ Through the second FBG sensor group 3e ₂ And the fourth optical circulator 3c ₄ , Optical fiber 3b _Thirteen Through the third FBG sensor group 3e ₃ And the fourth optical circulator 3c ₄ , Optical fiber 3b ₁₂ Via the first FBG sensor group 3e ₁ And the fourth optical circulator 3c ₄ Is connected.
[0035]
Optical fiber 3b ₁₄ Through the first wavelength filter and the multiplexer 3i ₂ , Optical fiber 3b _Fifteen Via the second wavelength filter and the multiplexer 3i ₂ , Optical fiber 3b ₁₆ Through the third wavelength filter and the multiplexer 3i ₂ , Optical fiber 3b ₁₇ 3i through the ₂ And the wavelength detector 3d are connected.
[0036]
Broadband light source 3a, optical circulator 3c ₁ , 3c ₂ , 3c ₃ Are the same as in the first embodiment. Optical circulator 3c ₄ Is a closed-loop three-port circulator, the number of input / output ports is three, and an input optical signal is output from a port located next to the input port. In FIG. 3, it is on the right. Demultiplexer 3i ₁ Is for splitting the input spectrum signal light for each specific frequency band and outputting the split signal light in three directions. The first band light is an optical fiber 3b. ₂ , The second band light is 3b ₃ The third band light is 3b ₄ Is output to.
[0037]
Multiplexer 3i ₂ Is for multiplexing and outputting signal lights having different frequency bands input from three directions. Wavelength filter 3j ₁ , 3j ₂ , 3j ₃ Is to output only light having a frequency within a predetermined range with respect to input light having a certain frequency band. The FBG sensor groups have different frequency bands that reflect the input spectrum signal light, and the first sensor group 3e ₁ Then, only the first band light is transmitted to the second sensor group 3e. ₂ Then, only the second band light is transmitted to the third sensor group 3e. ₃ Reflects only the third band light.
[0038]
Next, the operation will be described. The spectrum signal light output from the broadband light source 3a is divided by the splitter 3i. ₁ Are divided into three wavelength bands, ₂ , 3b ₃ , 3b ₄ Output to 3b ₂ Is output to 3c ₁ , 3b ₅ Through the second FBG sensor group 3e ₂ To enter. Here, since the FBG sensors in the second FBG sensor group reflect only the second band light, the input spectral terms pass through as they are. And the optical fiber 3b ₁₁ , Optical circulator 3c ₄ , Optical fiber 3b ₁₂ Via the first FBG sensor group 3e ₁ To enter. First FBG sensor group 3e ₁ Then, a signal light corresponding to the measured physical quantity is output to the first band light. The output signal light is an optical fiber 3b. ₁₂ , Optical circulator 3c ₄ , Optical fiber 3b _Thirteen And is input to the third FBG sensor group via. Since the third FBG sensor group reflects only the third band light, the input signal light passes through as it is and the optical fiber 3b ₆ , Optical circulator 3c ₂ , Optical fiber 3b ₈ Via the wavelength filter 3j ₁ To enter. Then, the signal light of only the predetermined band is extracted and output, and the optical fiber 3b ₁₄ 3i via the ₂ To enter. Here, it is multiplexed with the signal light input from another port, and this multiplexed light is ₁₇ And input to the wavelength detector 3b through the first FBG sensor group 3e. ₁ The physical quantity measured at is detected.
[0039]
Also, the duplexer 3i ₁ From optical fiber 3b ₃ 3c for the spectrum signal light output to ₂ , 3e ₃ , 3c ₄ , 3e ₂ , 3c ₄ , 3e ₁ , 3c ₃ , 3j ₂ , 3i ₂ Is input to the wavelength detector 3d through the second FBG sensor group 3e. ₂ The physical quantity measured at is detected. Also, the duplexer 3i ₁ From optical fiber 3b ₄ 3c for the spectrum signal light output to ₃ , 3e ₁ , 3c ₄ , 3e ₃ , 3c ₄ , 3e ₂ , 3c ₁ , 3j ₃ , 3i ₂ Is input to the wavelength detector 3d via the third FBG sensor group 3e. ₃ The physical quantity measured at is detected.
[0040]
Here, the first sensor group 3e ₁ Rayleigh scattered light, which is a wavelength band that affects the signal light from the optical fiber 3b and can reach the wavelength detector 3d, ₁₂ It occurred in. However, the length of the optical fiber is short, and since the optical fiber is sufficiently far from the wavelength detector 3d, it is attenuated on an intermediate route and does not reach the wavelength detector 3d. Therefore, in the wavelength detector 3d, the first FBG sensor group 3e from which the Rayleigh scattered light has been removed ₁ Only the signal light from Similarly, the second and third FBG sensor groups 3e ₂ , 3e ₃ , It is possible to receive only the signal light from which Rayleigh scattered light has been removed.
[0041]
Although the present embodiment has been described using the closed-loop three-port circulator, it is also possible to multiplex FBG sensors with a similar configuration in which the number of ports of the closed-loop circulator is further increased. In this case, the number of ports of the closed-loop circulator is the same as the number of FBG sensor groups. For example, when a closed-loop 4-port circulator is used, the closed loop circulator is composed of a 4-line FBG sensor group and four transmission line optical fibers. .
[0042]
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIG. Optical fiber 4b ₁ Through a broadband light source 4a and an optical circulator 4c ₁ , Optical fiber 4b ₂ Via the optical circulator 4c ₁ And wavelength detector 4d, optical fiber 4b ₃ Via 4c ₁ And bidirectional WDM coupler 4c ₂ , Optical fiber 4b ₄ Bidirectional WDM coupler 4c ₂ And FBG sensor group 4e, optical fiber 4b ₅ Bidirectional WDM coupler 4c ₂ And the pump light source 4f are connected.
[0043]
Broadband light source 4a, optical circulator 4c ₁ , The wavelength detector 4d, and the FBG sensor group 4e have the same configuration as in the first embodiment. Bidirectional WDM coupler 4c ₂ Is the optical fiber 4b ₃ , 4b ₅ Input light from the optical fiber 4b ₄ To the optical fiber 4b ₄ Input light from the optical fiber 4b ₃ Output to The pump light source 4f outputs pump light having a wavelength shorter by about 100 nm than the spectrum signal light output from the broadband light source 4a. When the pump light is traveling in the same direction as the spectral signal light, it functions as forward pumping for Raman-amplifying the spectral signal light. Also, when the signal travels in the opposite direction to the spectrum signal light, it acts as a backward pump for Raman-amplifying the spectrum signal light. However, in both forward pumping and backward pumping, the amplification efficiency is large immediately after the pump light source, but the pump light power is consumed and attenuated by Raman amplification as the distance increases, so that the pumping light source can obtain the effects of forward pumping and backward pumping only several times. km.
[0044]
Next, the operation will be described. When the spectrum signal light is output from the broadband light source 4a, the optical circulator 4c ₁ , Bidirectional WDM coupler 4c ₂ Through the optical fiber 4b4. When a certain level of pump light is output from the pump light source 4f, the bidirectional WDM coupler 4c ₂ Through the optical fiber 4b ₄ To enter. The spectrum signal light is transmitted through the optical fiber 4b. ₄ During transmission, the signal is Raman-amplified by the forward excitation of the pump light and input to the FBG sensor group 4e. After detecting the physical quantity in the FBG sensor group, the optical fiber 4b ₄ , The bidirectional WDM coupler 4c ₂ Is Raman-amplified by backward pumping of the pump light, and the bidirectional WDM coupler 4c ₂ , Optical circulator 4c ₁ Is input to the wavelength detector 4d via the.
[0045]
FIG. 5 shows a level diagram when a Raman amplifier is performed, which is indicated by a solid line. The broken line indicates a level diagram when a booster amplifier is installed immediately after the light source and a preamplifier is installed immediately before the detector without using the Raman amplifier. When the booster amplifier and the preamplifier are used, it is understood that the signal is amplified by the booster amplifier immediately after the light source, then attenuated at a fixed rate, and then amplified again by the preamplifier immediately before the detector. In this case, the gain of the Rayleigh scattered noise is also amplified with the same gain as the signal light, so that the accuracy deterioration remains unimproved. On the other hand, when amplification is performed by the Raman amplifier, it can be seen that the signal light is amplified in the range where the pump light reaches both the forward path and the return path. At this time, since the gain of the signal light is larger than the gain of the Rayleigh scattering, the ratio of the Rayleigh scattering noise to the signal light can be reduced as the Raman amplifier gain is increased. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of accuracy due to the long distance.
[0046]
In this embodiment, the pump light from the pump light source is inserted using a bidirectional WDM coupler. However, the same effect can be obtained by disposing the pump light source at the end of the FBG sensor group. In this case, the spectrum signal light output from the broadband light source is amplified by backward pumping, and the signal light output from the FBG sensor group is amplified by forward pumping.
[0047]
Next, a fifth embodiment will be described with reference to FIG. In contrast to the configuration of FIG. ₅ An erbium-doped fiber 5k is inserted at a position near the upper FBG sensor group. The erbium-doped fiber 5k has a function of amplifying the optical power of the spectrum signal light by the incidence of the pump light.
[0048]
Next, the operation will be described. As in the fourth embodiment, the spectrum signal light output from the broadband light source is converted into an optical circulator 5c. ₁ , Bidirectional WDM coupler 5c ₂ Through the optical fiber 5b ₄ To enter. And it is amplified by the forward excitation of the pump light. Here, the power of the pump light is attenuated together with the forward pumping. However, since the erbium-doped fiber is arranged at a position where the pump light reaches, it is amplified again. After the amplification, the signal is input to the wavelength detector and detected by the same operation as in the fourth embodiment.
[0049]
When an erbium-doped fiber is arranged near the wavelength detector, not only the spectrum signal light but also the Rayleigh scattering noise is amplified, but in this embodiment, since it is arranged immediately before the FBG sensor group, Only the spectrum signal light is amplified. Therefore, it is possible to suppress the accuracy deterioration due to the long distance.
[0050]
Next, a sixth embodiment will be described. FIG. 7 shows a level diagram when the reflectivity of each FBG sensor used in the FBG sensor group is different, having the same configuration as that of the fourth embodiment. 6m spectral light output from the light source ₁ Is the FBG sensor 6e due to the propagation loss. ₁ 6m of spectrum light whose level is attenuated when input ₂ It becomes. FBG sensor 6e ₁ Then the spectrum light 6m ₂ 6n as reflected signal light ₁ But also 6m as transmitted light ₃ Is output. And the transmitted spectrum light 6m ₃ Is attenuated by the propagation loss, and the FBG sensor 6e ₂ Has a spectrum of 6m ₄ Enter.
[0051]
Here, the FBG sensor 6e ₁ And FBG sensor 6e ₂ When the reflectance of the FBG sensor 6e is the same, the FBG sensor 6e ₁ Is 6n ₁ , FBG sensor 6e ₂ Is 6n ₃ It becomes. These signal lights are attenuated by transmission loss during propagation, and the detector 6a detects the FBG sensor 6e. ₁ From the signal light 6n ₁ Is 6n ₅ And the FBG sensor 6e ₂ From the signal light 6n ₃ Is 6n ₆ As the FBG sensor is located closer to the broadband light source, the level of the signal light from the FBG sensor increases. At this time, the noise increases in proportion to the level of the signal. As shown in FIG. ₅ Noise level and signal light 6n ₆ 6o difference from the signal level of ₁ In some cases, a crosstalk error in which the signal is hidden by noise may occur.
[0052]
On the other hand, the FBG sensor 6e ₁ The reflectance of the FBG sensor 6e ₂ If the signal light levels at the detectors are made equal to each other, the FBG sensor 6e ₁ Is 6n ₂ It becomes. And the signal light 6n ₂ Is 6n in the detector 6d due to transmission loss. ₄ It becomes. In this case, the signal light 6n ₄ Noise level and signal light 6n ₆ Signal level difference is 6o ₂ Thus, a crosstalk error can be prevented.
[0053]
Note that, in the present embodiment, the case where the fourth embodiment is applied to the fourth embodiment has been described. However, the other embodiments are also effective when the interval between the FBG sensors is wide.
[0054]
【The invention's effect】
According to the first embodiment, since the Rayleigh scattered light on the transmission path can be removed and only the signal light from the FBG sensor can be received, the measurement accuracy is reduced even if the FBG sensor is applied to a long-distance measurement system. Can be prevented.
[0055]
According to the second embodiment, the FBG sensor can be applied to a long-distance measurement system without lowering the measurement accuracy. Further, the number of sensor groups can be doubled with respect to the first embodiment while keeping the number of the longest transmission line optical fibers the same. Further, it is possible to provide a multi-sensor system in which each sensor group measures a different physical quantity.
[0056]
According to the third embodiment, the FBG sensor can be applied to a long-distance measurement system without lowering the measurement accuracy. Further, the number of the longest transmission path optical fibers can be reduced to half that of the sensor group. Further, it is possible to provide a multi-sensor system in which each sensor group measures a different physical quantity.
[0057]
According to the fourth embodiment, the signal light can be amplified at a higher rate than the Rayleigh scattered noise by pumping the signal light forward and backward by the pump light, so that the deterioration in accuracy can be suppressed.
[0058]
According to the fifth embodiment, since only the signal light can be amplified by the erbium-doped fiber, deterioration in accuracy can be suppressed.
[0059]
According to the sixth embodiment, even when the interval between the FBG sensors is wide, it is possible to suppress the occurrence of the crosstalk error.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram according to a first embodiment;
FIG. 2 is a configuration diagram according to a second embodiment.
FIG. 3 is a configuration diagram according to a third embodiment;
FIG. 4 is a configuration diagram according to a fourth embodiment;
FIG. 5 is a level diagram for each amplification method.
FIG. 6 is a configuration diagram according to a fifth embodiment.
FIG. 7 is a level diagram according to a sixth embodiment.
FIG. 8 is a configuration diagram of a system using an FBG sensor.
FIG. 9 is a diagram illustrating generation of Rayleigh scattered light.
FIG. 10 is a diagram illustrating the relationship between transmission distance and SNR.
[Explanation of symbols]
1a, 2a, 3a, 4a, 5a, 10a, 11a: Broadband light source
1c, 2c, 3c, 4c, 5c: Optical circulator
1d, 2d, 3d, 4d, 5d, 10d, 11d: wavelength detector
1e, 2e, 2e, 3e, 3e, 4e, 5e, 6e, 10e, 11e: FBG sensor
4f, 5f: pump light source
2h: Optical switch
3j: wavelength filter
3i ₁ ： Diplexer
3i ₂ : Combiner

Claims (7)

A first transmission path for transmitting input light;
An FBG sensor that outputs reflected light whose frequency has changed according to the load,
A second transmission path for transmitting reflected light from the FBG sensor;
One end receives the input light and transmits it to the other end, the other end receives the reflected light and transmits it to the one end, and the other end has a third transmission line connected to an FBG sensor. ,
Connected to the first transmission line, the second transmission line, and the third transmission line, transmitting input light from the first transmission line to the third transmission line, and performing the third transmission An optical circulator for transmitting reflected light from a path to the second transmission path,
A long-distance transmission system, wherein the optical circulator is provided near the FBG sensor. First and second FBG sensors that output reflected light whose frequency has changed in accordance with the load with respect to the input light,
A first and a second transmission unit for receiving the input light from one end and transmitting the input light to the other end, and receiving the reflected light from the other end and transmitting the reflected light to the one end;
The input light is input from one end and transmitted to the other end, the reflected light is input from the other end and transmitted to the one end, and the other end is connected to the first and second FBG sensors, respectively. Third and fourth transmission units;
The other end of the first and second transmission units and one end of the third and fourth transmission units are connected, and the input light from the first transmission line is sent to the third transmission line, Input light from the second transmission path to the fourth transmission path, reflected light from the third transmission path to the second transmission path, and reflection light from the fourth transmission path to the first transmission path. And an optical circulator for transmitting to the transmission line of
A long-distance transmission system, wherein the optical circulator is provided near the third and fourth transmission paths. First to third transmission paths each of which receives an optical signal from one end and transmits the optical signal to the other end;
Each of the first to third transmission lines is provided with an optical signal of a predetermined specific wavelength, which outputs a reflected light having a frequency fluctuated in accordance with a load, and outputs an optical signal of another wavelength as it is. An FBG sensor for transmission;
Optical signals are commonly connected to the other ends of the first to third transmission paths, respectively, to receive an optical signal from one of the first to third transmission paths and to transmit the optical signal to another one of the transmission paths. And an optical circulator for transmitting the reflected light reflected by the FBG sensor provided on the transmission path to the remaining transmission paths,
Disposing the FBG sensors near the optical circulator,
An optical signal having a predetermined frequency for forming the reflected light is input from one end of each of the first to third transmission paths according to an FBG sensor, and the reflected light is output from different transmission paths. Long distance transmission system. An FBG sensor that outputs reflected light whose frequency fluctuates according to the load with respect to the input light,
A first transmission path in which the input light is input from one end and transmitted to the other end, and the reflected light is input from the other end and transmitted to the one end;
A second transmission path in which the input light is input from one end and transmitted to the other end, the reflected light is input from the other end and transmitted to the one end, and the other end is connected to the FBG sensor;
A pump light source that performs forward pumping Raman amplification on the input light and outputs pumping light that performs backward pumping Raman amplification on the reflected light,
The other end of the first transmission line, one end of the second transmission line, and the output end of the pump light source are connected, and the input light and the pump light from the first transmission line are transmitted to the second transmission line. An optical circulator for transmitting the reflected light from the second transmission line to the first transmission line. 5. The long-distance transmission system according to claim 4, wherein a part of the second transmission line near the FBG sensor is made of erbium-doped fiber. An FBG sensor that outputs reflected light whose frequency varies according to the load with respect to the input light from one end, and transmits the input light from the other end,
A transmission path in which the input light is input from one end and transmitted to the other end, the reflected light is input from the other end and transmitted to one end, and the other end is connected to one end of the FBG sensor;
A pump light source that performs forward pumping Raman amplification on the reflected light and outputs pumping light that performs backward pumping Raman amplification on the input light,
A long distance transmission system, wherein an output end of the pump light source is connected to the other end of the FBG sensor. For the input light from one end, the reflected light whose frequency fluctuates according to the load is output, and for the input light from the other end, an FBG sensor that transmits the light is arranged in series on the transmission line. On the input end side, a wavelength detector for detecting the wavelength of the reflected light from the FBG sensor is provided,
A long-distance transmission system, wherein the reflectance of each of the FBG sensors is set such that the output level of the reflected light output from each of the FBG sensors becomes equal in the wavelength detection unit.

Images