JP2006162464A

JP2006162464A - コヒーレントクロストーク光の測定方法および装置

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Publication number: JP2006162464A
Application number: JP2004355289A
Authority: JP
Inventors: Ryosuke Goto; 了祐後藤; Motoyoshi Sekiya; 元義関屋
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2004-12-08
Filing date: 2004-12-08
Publication date: 2006-06-22
Also published as: US20060124842A1; US7208722B2

Abstract

【課題】コヒーレントクロストーク（ＣＸＴ）光の発生量を高い精度で測定できる方法および装置を提供する。
【解決手段】鋸波状に周波数変調した測定光を光源部１１で生成して被測定物ＤＵＴに与え、被測定物ＤＵＴから出射される透過光およびＣＸＴ光を可変光減衰器１３を介して受光部１２に送り、受光器１２Ａで光電変換した電気信号を周波数フィルタ１２Ｂに与えることで透過光とＣＸＴ光の光周波数差に相当するビート成分を抽出し、そのビート成分のパワーが極大値となるように測定光の変調周期を制御し、最適化された変調周期を一定に保持しつつ、可変光減衰器１３の光減衰量を変化させ、その時生じるビート成分のパワーの変化の割合を基に被測定物ＤＵＴにおけるＣＸＴ量を測定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、光伝送システムにおいて信号品質の劣化を引き起こすコヒーレントクロストーク光を測定するための方法および装置に関するものである。

光伝送システムにおいては、伝送装置または伝送路中に、光ファイバ同士の接続点が幾つも存在する。この接続点は光コネクタやスプライス（融着接続）であり、例えば光コネクタの勘合部における空隙やコネクタ端面の汚れなどが原因で、信号光の一部が反射（例えばフレネル反射など）される。このような反射点が複数箇所存在すると、例えば図２２に示すように、信号光の一部は各反射点において反射を繰り返し、その多重反射光のうちの信号光と同一方向に進行する成分が最終的にコヒーレントクロストーク（coherent crosstalk；以下ＣＸＴとする）光となる。ＣＸＴ光は、受信器において信号光とのビート雑音を発生させ、例えばビットエラーレート（bit error rate：ＢＥＲ）などの信号品質を劣化させてしまう。ＣＸＴ光の発生量（以下、ＣＸＴ量とする）は、一般に、複数の反射点を透過した主信号光のパワーＰ_TRと、主信号光と同一方向に進行する多重反射光（ＣＸＴ光）のパワーＰ_XTとを用いて、次の（１）式で定義される。

ＣＸＴ量＝Ｐ_XT／Ｐ_TR …（１）
図２３は、ＣＸＴ量に対する信号品質（ここでは、伝送ペナルティを考える）の関係を計算した一例である。図２３に示すように、ＣＸＴ量が増加すると伝送ペナルティが急激に増加して信号品質が悪化する様子が分かる。
そこで、実際に発生しているＣＸＴ光が測定できれば、膨大な光部品数をもつ光伝送システムの中でどの箇所が悪影響を及ぼしているかが判明し、その対策（例えば、反射点の清掃やコネクタ交換等）を早期かつ容易に行うことができる。しかし、図２２の右端に示した光スペクトルからも分かるように、ＣＸＴ光の光周波数は透過光のそれと全く同一であるので、光スペクトル上では双方の光が完全に重なって区別できず、ＣＸＴ光のみを直接的に測定することが困難であるという課題があった。

このため、従来の技術では、ＣＸＴ光を直接測定するのではなく、反射点の場所および反射量を測定することを目的として、光時間領域反射測定（optical time domain reflectometry；ＯＴＤＲ）などの反射光検出による測定が一般に普及している。これは、実際に反射点から戻ってくる光を検出することにより反射点の位置や反射量を算出する方法である。しかし、現在一般的に普及している上記の方法を適用した測定器は、その構成上、数十ｋｍに及ぶ伝送路中の反射点を測定するのには適しているが、例えば伝送装置内の光部品における反射点といった光経路の短いところで使用するには不向きである。

一方、測定距離分解能の制約が少ない手法として、例えば、光波コヒーレンス関数の合成を利用したリフレクトメトリ（ＯＣＤＲ）において、出力光をパルス化することにより精度の良い反射光パワーの測定を可能にする技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、装置内の各種光部品における反射点を検出する手法として、例えば、各光部品の入力ポートおよび出力ポートに反射モニタをそれぞれ設け、装置内で発生する反射光を検出する技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開平１０−１４８５９６号公報特開２００３−５１７８５号公報

しかしながら、上記のような従来の技術は、反射点から戻ってくる光を検出するという原理上、被測定物の中に単一方向性を有する光部品（例えば光アイソレータなど）が配置されていると、そこで反射光がカットされて測定ができなくなってしまうという問題点がある。
また、前述したような従来の技術は、反射点を特定する距離分解能は充分に高いものの、反射率を精度よく測定することを目的とはしていないため、ＣＸＴ量を測定するための手段としては不向きである。仮に、従来の技術の応用により反射率を精度よく測定できたとしても、実際のＣＸＴ量を求めるためには、その反射率を基にして間接的に計算によりＣＸＴ量を予測するしかない。すなわち、複数の反射点を透過した主信号光のパワーに対するＣＸＴ光のパワーの割合を直接的に測定するような技術はこれまでに実現されていなかった。

本発明は上記の点に着目してなされたもので、被測定物の中に単一方向性の光部品が配置されているか否かに関わらず、被測定物の内部を通過した透過光とそれと同一方向に進む多重反射光とを直接的に検波することにより、コヒーレントクロストーク光の発生の有無やその発生量を確実に高い精度で測定できる方法および装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明によるＣＸＴ光の測定方法は、被測定物内に存在する複数の反射点の間で光が多重反射することにより発生するＣＸＴ光を測定するための方法において、単一縦モード発振するレーザ光源から出射される光の周波数を可変の周期で鋸波状に変調した測定光を生成し、該生成された測定光を前記被測定物内を通る光路の一端に入射させる。次に、前記被測定物の光路の他端から出射される光を受光器で受光して電気信号に変換し、該変換された電気信号を周波数フィルタに与えて、前記測定光の光周波数の最大値と最小値の差分の１／２倍に対応する周波数のビート成分を抽出する。そして、該抽出されたビート成分のパワーが極大値となるように前記測定光の変調周期を制御し、該変調周期の制御によって極大値となったビート成分のパワーに基づいて、前記被測定物内でＣＸＴ光が発生しているか否かを測定することを特徴とする。

また、上記の測定方法については、前記抽出されるビート成分のパワーが極大値となるように制御された変調周期を一定に保ちつつ、前記受光器の前段に設けた可変光減衰器の光減衰量を変化させ、該光減衰量の変化によって生じるビート成分のパワーの変化の割合に基づいて、前記被測定物内でのＣＸＴ光の発生量を測定するようにしてもよい。
本発明によるＣＸＴ光の測定装置は、被測定物内に存在する複数の反射点の間で光が多重反射することにより発生するＣＸＴ光を測定する測定装置において、単一縦モード発振するレーザ光源から出射される光の周波数を可変の周期で鋸波状に変調した測定光を生成する光源部と、前記光源部で生成された測定光を前記被測定物内を通る光路の一端に入射させるための光出力ポートと、前記被測定物の光路の他端から出射される光が与えられる光入力ポートと、前記光入力ポートからの光を受光器で受光して電気信号に変換した後、該電気信号を周波数フィルタに与えて、前記測定光の光周波数の最大値と最小値の差分の１／２倍に対応する周波数のビート成分を抽出する受光部と、前記受光部で抽出されたビート成分のパワーが極大値となるように、前記光源部で生成される測定光の変調周期を制御する変調周期制御部と、前記変調周期制御部による変調周期の制御によって極大値となったビート成分のパワーに基づいて、前記被測定物内でＣＸＴ光が発生しているか否かを測定する測定部と、を含んで構成されたことを特徴とする。

また、上記の測定装置については、前記入力ポートおよび前記受光部の間の光路上に設けた可変光減衰器と、前記受光部で抽出されるビート成分のパワーが極大値となるように前記変調周期制御部によって制御された変調周期を一定に保ちつつ、前記可変光減衰器の光減衰量を変化させる光減衰量制御部と、を含み、前記測定部は、前記光減衰量制御部により前記可変光減衰器の光減衰量を変化させることで生じるビート成分のパワーの変化の割合に基づいて、前記被測定物内でのＣＸＴ光の発生量を測定するようにしてもよい。

上記のような本発明によるＣＸＴ光の測定方法および装置では、鋸波状に周波数変調された測定光が被測定物に与えられることで、被測定物から出射される透過光およびそれと同一方向に進む多重反射光（ＣＸＴ光）の各光周波数にずれが生じ、被測定物からの出射光を受光器で電気信号に変換した後に周波数フィルタを通過させることで、透過光と多重反射光の光周波数差に相当するビート成分が安定して得られるようになる。そして、このビート成分のパワーが極大値で安定になるように測定光の変調周期を最適化し、その時のビート成分のパワーをモニタすることで、被測定物内でのＣＸＴ光の発生の有無を測定することができるようになる。また、最適化した変調周期を一定に保ちつつ、受光器に与えられる光のパワーを可変光減衰器により変化させて、その時のビート成分のパワーの変化の割合をモニタすることで、被測定物におけるＣＸＴ量を測定することができるようになる。

上記のような本発明によるＣＸＴ光の測定方法および装置によれば、鋸波状に周波数変調した測定光を被測定物に入射し、被測定物から出射される透過光およびＣＸＴ光のビート周波数成分を検出するようにしたことで、被測定物の中に単一方向性の光部品が配置されているか否かに関わらず、ＣＸＴ光の発生の有無やその発生量を確実に高い精度で測定することが可能になる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について添付図面を参照しながら説明する。なお、全図を通して同一の符号は同一または相当部分を示すものとする。
まず、本発明によるＣＸＴ光の測定方法の基本的な概念について、図１を参照しながら説明する。
図１の中ほどに示すように、被測定物の内部に複数の反射点（ここでは例えば２点とする）が存在する場合、図で左方から被測定物に与えられる入射光は各反射点で多重反射し、入射光と同一方向に伝播する成分が被測定物の右方へ出射される。この際、本測定方法では、図１の左側に示すように入射光に対して周波数変調（周波数変化）を加え、被測定物から出射される透過光およびそれと同一方向に進む多重反射光の各光周波数にずれを生じさせることで、図１の右側に示すように光スペクトル上での透過光および多重反射光（ＣＸＴ光）の区別ができる状態にする。そして、被測定物からの出射光を光周波数のずれた状態で受光し、これを電気信号に変換すると、透過光と多重反射光の光周波数差に相当するビート周波数成分が得られる。このビート成分のパワーは、透過光パワーと多重反射光パワーとの相関をもっているため、このビート成分を検出することにより、ＣＸＴ量を直接的に測定することができるようになる。

図２は、上記の測定方法を適用したＣＸＴ測定装置の基本構成を示すブロック図である。
図２において、ＣＸＴ測定装置１は、光源部１１、受光部１２、可変光減衰器（Variable Optical Attenuator：ＶＯＡ）１３および制御／演算処理部１４の４つのブロックから成る。

光源部１１は、単一縦モード発振する公知のレーザ光源であり、制御／演算処理部１４からの出力信号に従って駆動され、周波数変調された光を出射する。この光源部１１からの出射光は、出力ポートＯＵＴを介して被測定物ＤＵＴに入射される。
受光部１２は、例えば、受光器（ＰＤ）１２Ａおよび周波数フィルタ１２Ｂから構成される。受光器１２Ａには、被測定物ＤＵＴからの出射光が入力ポートＩＮおよび可変光減衰器１３を介して入力され、その入力光を電気信号に変換して出力する。周波数フィルタ１２Ｂは、受光器１２Ａから出力される電気信号から後述するような特定の周波数成分（Δｆ／２）のみを抽出する電気フィルタである。

可変光減衰器１３は、光減衰量を変化させることが可能な一般的な光減衰器であって、入力ポートＩＮと受光部１２の間に挿入される。この可変光減衰器１３の光減衰量は、後述するように制御／演算処理部１４からの出力信号に従って制御される。
制御／演算処理部１４は、受光部１２から出力される電気信号を処理しつつ、光源部１１の変調周波数および可変光減衰器１３の光減衰量を制御することによって、被測定物ＤＵＴにおけるＣＸＴ量を測定する。ここでは、制御／演算処理部１４が、変調周期制御部、光減衰量制御部、記憶部および測定部として機能する。

次に、上記ＣＸＴ測定装置１の動作原理について説明する。ここでは、被測定物ＤＵＴについて、例えば図３に示すように２箇所の反射点が距離Ｌ［ｍ］を隔てて存在する場合を想定して説明を行う。ただし、本発明は、原理上、被測定物ＤＵＴ内に３箇所以上の反射点が存在してもＣＸＴ量の測定が可能であり、その詳細については後述することにする。

図４は、ＣＸＴ測定装置１内の各場所(Ａ）〜（Ｃ）における光波形または電気波形の様子を示す図である。
まず、図４の最上段に示すように、光源部１１において光波形（時間に対する光周波数）が鋸波状となるように周波数変調された測定光を生成する。
すなわち、ある時刻ｔ₀での光周波数をｆ₂とした場合、時刻（ｔ₀＋Ｔ）に光周波数がｆ₁となるように光周波数を時刻の一次関数として増加させ、時刻（ｔ₀＋Ｔ）でｆ₁からｆ₂に制御することを周期Ｔにて繰り返す波形となるように制御して、測定光を生成する。

ここで、周波数変調の周期をＴ、周波数の最大値と最小値をそれぞれｆ₁，ｆ₂（ｆ₁＞ｆ₂）とし、その差分をΔｆ＝ｆ₁−ｆ₂とする。また、上記の周波数変調時における光源部１１の出力光パワーは、ここでは説明のためにある一定値を保つものとする。ただし、本発明は、測定の原理上、出力光パワーを厳密に一定値に保つ必要はない。さらに、上記の例では時間Ｔをかけて光周波数をｆ₂からｆ₁に増加させるものとしたが、ｆ₁からｆ₂に減少させる構成も適用できることは原理上明らかである。

上記のような光波形を有する測定光を被測定物ＤＵＴの一端に入射すると、被測定物ＤＵＴ内では、図３の下側に示したように、測定光の一部が２つの反射点で反射され、各反射点を透過した透過光と、その透過光と同一方向に進む多重反射光（ＣＸＴ光）とが被測定物ＤＵＴの他端から出射される。この被測定物ＤＵＴからの出射光は、ＣＸＴ測定装置１の光入力ポートＩＮに与えられ、可変光減衰器１３を介して受光部１２に送られる。受光部１２に入力される光は、図４の２段目に示すように、透過光（実線）と多重反射光（破線）とが被測定物ＤＵＴ内の反射点間の距離Ｌに応じた時間差τを持った光波形となる。

このような受光部１２への入力光が受光器１２Ａで受光されると、受光器１２Ａから出力される電気信号は、図４の３段目に示すように、透過光と多重反射光の光周波数差（ビート周波数）成分が現れる。測定光の変調周期Ｔと遅延時間τが適当でない場合、このビート成分はΔｆ／２を中心に高周波側と低周波側の成分に分割される。図４の３段目の信号波形は、分割された状態の一例を示している。このような受光器１２Ａの出力電気信号が、図４の３段目右側に示すような通過周波数Δｆ／２の伝達特性を有するバンドパス周波数フィルタ１２Ｂを通過すると、殆どのビート成分が周波数フィルタ１２Ｂで除去され、受光部１２からの出力電流値は略零となる。

一方、図４の４段目の白抜き矢印線に示すように、測定光（透過光）の変調周期Ｔを図４の２段目の状態から序々に長くしていくと、変調周期Ｔが透過光および多重反射光の遅延時間τのちょうど２倍（Ｔ＝２τ）になった時、図４の５段目に示すように、受光器１２Ａから出力される全てのビート成分の周波数がΔｆ／２に一致するようになる。これを前述した周波数フィルタ１２Ｂに通すと、全てのビート成分が周波数フィルタ１２Ｂを通過するため、受光部１２からの出力電流は最大になる。これら一連の様子を変調周期Ｔの変化に対応させて纏めると図５に示すようになる。このように変調周期Ｔを調整することで、周波数フィルタ１２Ｂを通過するビート成分（電流値）が変化するため、制御／演算処理部１４では、受光部１２からの出力電流値をモニタしつつ、光源部１１の変調周期Ｔを変化させ、図６に示すように電流値が最大ピークとなる点に変調周期Ｔの制御を収束させる。

なお、変調周期Ｔが遅延時間τよりも短くなる周波数領域（図６中の斜線部分）については、本測定方法における最小距離分解能を下回る測定領域に相当する。最小距離分解能に関しては後で具体的に説明することにする。また、ここでは被測定物ＤＵＴ内に反射点が２箇所ある場合について説明したが、被測定物ＤＵＴ内に反射点が３箇所以上あり、多重反射光の経路が複数存在する場合には、図７に示すように各経路における遅延時間に対応した複数のピーク（図７の一例では４つのピーク）が現れることになる。このような場合には、各ピーク（極大値）に順次対応させて変調周期Ｔの制御を収束させ、各々のピークごとに測定を行うようにすればよい。

ここで、上述した各パラメータについての具体的な一例を示しておく。
実際の使用条件を考慮し、被測定物ＤＵＴが例えば光伝送装置の場合を想定すると、光伝送装置内の反射点間の距離は数十ｍ程度のオーダーとなるので、反射点間の距離Ｌを例えば１０ｍとすると、遅延時間τは、光速ｃ、光ファイバ中の屈折率ｎを用いた次式の関係に従って求められる。

τ＝（２ｎＬ）／ｃ≒０．１［μｓ］ …（２）
このとき、光源部１１から出射される測定光の変調周期Ｔを２τまで制御したとすると、変調周期はＴ＝０．２［μｓ］、変調周波数は（１／Ｔ）＝５［ＭＨｚ］となる。
なお、反射点間の距離が上記の一例よりも長い場所を測定したい場合には、変調周期Ｔを長くすればよい。このため、ＣＸＴ測定装置１の機能としては、被測定物ＤＵＴに応じて変調周期Ｔの初期値設定を切り替えることのできるような測定距離ダイナミックレンジの切替え機能を備えておくのが好ましい。

一方、鋸波状に変調される測定光の光周波数の最大値ｆ₁および最小値ｆ₂については、その周波数差Δｆ（＝ｆ₁−ｆ₂）が受光器１２Ａの帯域（通常、〜数ＧＨｚ程度）に収まる範囲であれば問題ないため、例えば光通信用の光波長１．５５μｍ帯で考えれば、ｆ₁＝１９３．０００［ＴＨｚ］、ｆ₂＝１９３．００１［ＴＨｚ］の時にちょうどΔｆ＝１［ＧＨｚ］となる。光周波数ｆ₁，ｆ₂の絶対値から比べると、その差分Δｆは非常に僅かな値であるが、例えば一般的な半導体レーザでも、駆動電流（バイアス電流）に対する光周波数の変化量は数百ＭＨｚ／ｍＡ程度のものもあるので、上記のような光周波数の設定における変調周期Ｔの制御は既存の技術によって実現可能である。

上述したような一連の動作により、透過光パワーと多重反射光パワーとの相関をもったビート成分を取り出すことができるため、次の段階では、このビート成分を基にＣＸＴ量の算出を行う。ここで問題となるのは、測定したビート成分のパワーとＣＸＴ量とが必ずしも１対１で対応しない点である。すなわち、図８の上段に示すように、透過光パワーおよび多重反射光パワーの３つの組み合わせ（Ｐ_TR1，Ｐ_CXT1）、（Ｐ_TR2，Ｐ_CXT2）、（Ｐ_TR3，Ｐ_CXT3）について、透過光パワーと多重反射光パワーの各相対量（ＣＸＴ量）が互いに等しく（Ｐ_CXT1／Ｐ_TR1＝Ｐ_CXT2／Ｐ_TR2＝Ｐ_CXT3／Ｐ_TR3＝ａ）、各々のパワーがそれぞれ異なる（Ｐ_TR1≠Ｐ_TR2≠Ｐ_TR3、Ｐ_CXT1≠Ｐ_CXT2≠Ｐ_CXT3）場合を考えると、受光部１２から出力される電流値（ビート成分のパワー）は、図８の下段に示すように、透過光および多重反射光の各パワーに依存するため、それぞれ異なってしまう。すなわち、ビート成分のパワー（絶対値）のみからでは、ＣＸＴ量を一意に決めることができない。

ここで、光周波数の異なる２つの光が受光器１２Ａに入射された場合の様子を数式に従って説明する。
上記２つの光の角周波数をω₁，ω₂、電界の包絡線をＥ₁（ｔ）、Ｅ₂（ｔ）とし、各光の電界Ｅ１，Ｅ２を次の（３）式および（４）式で表すことにする。
Ｅ１＝（１／２）・Ｅ₁（ｔ）・ｅｘｐ（ｊω₁ｔ）
＋（１／２）・Ｅ₁ ^*（ｔ）・ｅｘｐ（−ｊω₁ｔ） …（３）
Ｅ２＝（１／２）・Ｅ₂（ｔ）・ｅｘｐ（ｊω₂ｔ）
＋（１／２）・Ｅ₂ ^*（ｔ）・ｅｘｐ（−ｊω₂ｔ） …（４）
ただし、Ｅ^*（ｔ）は複素共役を表す。

上記の光が受光器１２Ａで受光されて電流に変換されると、その電流の強度ｉ（ｔ）は、次の（５）式に示すように入射された光の電界（Ｅ１＋Ｅ２）の二乗に比例する。
ｉ（ｔ）∝（Ｅ１＋Ｅ２）²
＝｛（１／２）・Ｅ₁（ｔ）・ｅｘｐ（ｊω₁ｔ）
＋（１／２）・Ｅ₁ ^*（ｔ）・ｅｘｐ（−ｊω₁ｔ）
＋（１／２）・Ｅ₂（ｔ）・ｅｘｐ（ｊω₂ｔ）
＋（１／２）・Ｅ₂ ^*（ｔ）・ｅｘｐ（−ｊω₂ｔ）｝² …（５）
この（５）式を計算すると、以下の（６）式が得られる。ただし、ω₁，ω₂は各光の角周波数でありＴＨｚオーダーであるため、受光器１２Ａでは検出不可である。従って、ｅｘｐ（ｊ２ω₁ｔ）、ｅｘｐ（ｊ２ω₂ｔ）、ｅｘｐ｛ｊ（ω₁＋ω₂）ｔ｝で振動する成分は全て無視している。

ｉ（ｔ）∝（１／２）・Ｅ₁（ｔ）・Ｅ₁ ^*（ｔ）＋（１／２）・Ｅ₂（ｔ）・Ｅ₂ ^*（ｔ）
＋（１／２）・Ｅ₁（ｔ）・Ｅ₂ ^*（ｔ）・ｅｘｐ｛ｊ（ω₁−ω₂）ｔ｝
＋（１／２）・Ｅ₁ ^*（ｔ）・Ｅ₂（ｔ）・ｅｘｐ｛−ｊ（ω₁−ω₂）ｔ｝
…（６）
上記（６）式の第１項および第２項は直流（ＣＷ）成分であり、第３項および第４項は２つの光の周波数差（Δω＝ω₁−ω₂：ビート周波数）で振動するビート成分となる。したがって、このビート周波数が受光器１２Ａの周波数特性の帯域内に収まる程度であれば、ビート成分を容易に検出することができる。

図９は、上記の計算式を利用してビート成分のパワーに対するＣＸＴ量の関係を計算した結果の一例である。前述したように、ビート成分のパワーが測定できても、それに対応するクロストーク量は光パワー（Ｐ_TR＋Ｐ_CXT）に依存して無数に存在することが図９の計算結果からも分かる。
しかしここで、例えば図１０に示すように、ＣＸＴ量をパラメータにして、ビート成分のパワーと光パワー（Ｐ_TR＋Ｐ_CXT）の関係を計算すると、その傾きがＣＸＴ量に応じて異なることが分かる。つまり、前述の方法により変調周期をＴ＝２τに制御して一旦ビート成分を抽出した後、光パワー（Ｐ_TR＋Ｐ_CXT）を変化させて、その時のビート成分のパワーの変化の割合をモニタすれば、上記の傾きが求められるようになるため、ビート成分のパワーからＣＸＴ量を特定することが可能となる。

そこで、ＣＸＴ測定装置１では、受光部１２の前段に可変光減衰器１３を配置し、その光減衰量を制御／演算処理部１４からの出力信号に従って制御することで光パワー（Ｐ_TR＋Ｐ_CXT）を変化させ、受光部１２で検出されるビート成分の変化量を制御／演算処理部１４でモニタする構成としている（図２）。また、図１０における直線の傾きとＣＸＴ量の関係については、予め計算または実測によりテーブル化し、これを制御／演算処理部１４に記憶させておく構成や、ＣＸＴ測定装置１の内部にキャリブレーション機能を持たせておく構成などが可能である。

このような構成を適用したＣＸＴ測定装置１によれば、被測定物ＤＵＴの中に光アイソレータ等の単一方向性の光部品が配置されている場合であっても、従来のＯＴＤＲのように被測定物ＤＵＴの透過光とは逆方向に進む反射光の検出による測定方法とは異なるため、透過光およびＣＸＴ光を直接的に検波することができ、ＣＸＴ量を高い精度で測定することが可能になる。

なお、上記のＣＸＴ測定装置１では、受光部１２の前段に可変光減衰器１３を設けてＣＸＴ量を測定できるようにしたが、例えば、被測定物ＤＵＴの内部でＣＸＴ光が発生しているか否かを判別できればよく、ＣＸＴ量までを測定する必要がないような場合には、可変光減衰器１３を省略することが可能である。この場合には、変調周期がＴ＝２τに制御された時に受光部１２から出力される電流値（ビート成分のパワー）に従って被測定物ＤＵＴ内でのＣＸＴ光の発生の有無を判別すればよい。

ここで、前述したＣＸＴ測定装置１の最小距離分解能について図１１および図１２を用いて具体的に説明する。
本ＣＸＴ測定装置１では、複数の多重反射光を調べるために、変調周期Ｔを幅広くスキャンする。この時、仮に多重反射光の経路が１つ（反射点が２点）しかなかった場合、図１１に例示したように、変調周期Ｔが短くなってくると、周波数フィルタ１２Ｂから出力される電流値に２次ピーク（ｃ点）や３次ピーク（ｄ点）などといった複数のピークが現れるようになる。これら２次以上のピークは同一経路の多重反射光によるピークなので、最初の１次ピーク（ｂ点）以外は測定には不要であり、かつ、別経路の多重反射光によるピークと間違えてしまう可能性もある。従って、１次ピークと２次ピークの間で電流値が最小になる変調周期Ｔ＝τをＣＸＴ測定装置１の最小距離分解能とするが適当である。

ただし、ＣＸＴ測定装置１の最小距離分解能をＴ＝τと考える場合においても、図１２の２段目以降に示すように、電流値のピークの現れ方には規則性があり、次の（７）式の関係に従った周期Ｔでピークが必ず出現する。
Ｔ＝２／（２ｋ＋１）・τ （ｋ＝０，１，２，…） …（７）
このため、ＣＸＴ量を測定する際には、最初のピーク（Ｔ＝２τ）を検出した時点でそれ以降のピークを予測し、それらを無視するように設定すれば、変調周期Ｔがτ以下となる領域でも測定を行うことが可能となる。

次に、上述したＣＸＴ測定装置１の具体的な実施例について説明する。
図１３は、上記実施例の全体構成を示すブロック図である。
図１３に示す実施例の構成は、前述したビート成分のパワーとＣＸＴ量の関係を事前計算しておく手法として、キャリブレータを用いた場合の一例に対応する。具体的には、測定の前に後述するキャリブレータを接続するためのインターフェースＩＦがＣＸＴ測定装置１に設けられ、そのキャリブレータインターフェースＩＦは制御／演算処理部１４に接続されている。また、制御／演算処理部１４は、ここでは例えば、光源部１１の動作を制御するための制御回路１４Ａおよび変調波形生成回路１４Ｂと、受光部１２から出力される電流を測定する電流モニタ１４Ｃと、可変光減衰器１３の光減衰量を制御するための制御回路１４Ｄと、内部に記憶部１４Ｆを備えた演算回路１４Ｅとから構成される。

さらに本実施例では、光源部１１の具体的な一例として、分布帰還型レーザダイオード（distributed feedback laser diode：ＤＦＢ−ＬＤ）１１Ａを使用する。ＤＦＢ−ＬＤは注入電流を変化させると発振周波数が変化するため、バイアス用の電流Ｉｂと周波数変調用の電流Ｉｍを混合して駆動する構成を光源部１１に適用する。なお、このような光源部１１の構成では、周波数変調用の電流ＩｍによってＤＦＢ−ＬＤ１１Ａの光出力パワーも変化してしまうことになる。しかし、受光部１２の周波数フィルタ１２Ｂから出力される電流のピーク（図６参照）が検出可能な範囲内であれば、光出力パワーが変化しても問題はない。詳しくは、周波数フィルタ１２Ｂの通過帯域幅が狭いほど、光出力パワーの変化の許容量は大きくなる。また、ＦＭ変調効率［Ｈｚ／Ａ］の良いＤＦＢ−ＬＤ１１Ａを使用することによって光出力パワーの変化は相対的に小さくなる。

上記のような構成のＣＸＴ測定装置１では、まず、測定の前にキャリブレータを接続して擬似的に多重反射状態をつくりＣＸＴ光を発生させ、各ＣＸＴ量と各光パワー（Ｐ_TR＋Ｐ_CXT）におけるビート成分のパワーとを測定して、前述の図１０に相当する情報を取得する。そして、その測定結果を演算回路１４Ｅ内の記憶部１４Ｆに格納する。
キャリブレータの具体的な構成としては、例えば図１４に示すような可変光減衰器を利用したものを適用することが可能である。図１４の構成例では、ＣＸＴ測定装置１の出力ポートＯＵＴを介してキャリブレータ２０の入力ポートＩＮに与えられる測定光を、光分岐器２１で擬似的に透過光と多重反射光に相当する成分に分岐し、多重反射光については可変の光伝播遅延を与える光遅延器２２および可変光減衰器（ＶＯＡ）２３を通過させ、その多重反射光と光分岐器２１からの透過光とが光合波器２４で再び合波される。ここまでの部分でまず任意のＣＸＴ量を発生させる。引き続き、光合波器２４で合波された光が可変光減衰器（ＶＯＡ）２５に与えられ、その光減衰量を変化させることで光パワー（Ｐ_TR＋Ｐ_CXT）が任意の値に調整される。この際の光遅延器２２および可変光減衰器２３，２５の制御は、ＣＸＴ測定装置１からインターフェースＩＦを介して与えられる信号に従って行われる。また、透過光のパワーは光カプラ２６Ａおよび受光器２７Ａによってモニタされ、多重反射光のパワーは光カプラ２６Ｂおよび受光器２７Ｂによってモニタされる。さらに、可変光減衰器２５で調整された光パワー（Ｐ_TR＋Ｐ_CXT）は光カプラ２６Ｃおよび受光器２７Ｃによってモニタされる。これにより、ＣＸＴ量および光パワー（Ｐ_TR＋Ｐ_CXT）の各パラメータを変化させた時のビート成分のパワーがＣＸＴ測定装置１で測定され、その測定結果が各パラメータに対応させて演算回路１４Ｅの記憶部１４Ｆに格納されることでキャリブレーションが行われる。

なお、図１４に示したキャリブレータ２０の構成例では、擬似的な多重反射光が伝播する光路上に可変光減衰器２３を設けてＣＸＴ量を調整するようにしたが、擬似的な透過光が伝播する光路上にも可変光減衰器を設けるようにしてもよい。可変光減衰器を双方の光路上に配置することでより広い範囲のＣＸＴ量を設定することが可能になる。また、キャリブレータ２０の構成例として可変光減衰器を利用したものを説明したが、これ以外にも、例えば図１５に示すように分岐比可変型光カプラ２１’を図１４の光分岐器２１および可変光減衰器２３に代えて用いた構成を適用することも可能である。この構成例では、ＣＸＴ測定装置１からインターフェースＩＦを介して与えられる信号に従って分岐比可変型光カプラ２１’の分岐比を調整することで任意のＣＸＴ量が実現される。さらに、ここではＣＸＴ測定装置１とキャリブレータ２０が分離された構成を例示したが、ＣＸＴ測定装置１の内部にキャリブレータを設けた一体型の構成を適用しても構わない。

上記のようなキャリブレータ２０を使用したキャリブレーションが完了することにより、ＣＸＴ測定装置１による被測定物ＤＵＴのＣＸＴ量の測定が可能になる。実際の測定時には、上述したように、まず光源部１１の変調周波数を制御して変調周期がＴ＝２τとなるように制御を収束させ、引き続き可変光減衰器１３を変化させながらビート成分のパワーがモニタされ、そのモニタ結果と測定前に記憶部１４Ｆに格納した情報と比較することで被測定物ＤＵＴのＣＸＴ量が特定される。

なお、図１３に示した構成例では、光源部１１の具体例として、バイアス用電流Ｉｂおよび周波数変調用電流Ｉｍを混合した信号をＤＦＢ−ＬＤ１１Ａに直接与えて変調駆動する構成を示したが、本発明の光源部の構成は上記の一例に限定されるものではない。例えば図１６に示すように、ＤＦＢ−ＬＤ１１Ａおよび周波数シフタ１１Ｂを用いて光源部１１を構成してもよい。この構成では、ＤＦＢ−ＬＤ１１Ａはバイアス用電流Ｉｂによって駆動され、ＤＦＢ−ＬＤ１１Ａから出射されるＣＷ光が周波数シフタ１１Ｂに与えられて、周波数変調用電流Ｉｍに従って周波数変調される。この場合、ＤＦＢ−ＬＤ１１Ａを直接変調するときのように測定光のパワーが周波数変調用電流Ｉｍに応じて変化するようなことがなくなるため、ＣＸＴ量の測定をより安定して行うことが可能になる。

また、例えば図１７に示すように波長可変光源を利用して光源部１１を構成してもよい。具体的に図１７の構成例では、波長可変レーザとして分布ブラッグ反射型レーザダイオード（Distributed Bragg Reflector Laser Diode：ＤＢＲ−ＬＤ）１１Ｃが用いられ、制御／演算処理部１４からのバイアス用電流Ｉｂおよび周波数変調用電流ＩｍによってＤＢＲ−ＬＤ１１Ｃが駆動されると共に、ＤＢＲ−ＬＤ１１Ｃの波長が波長制御用信号Ｉλに従って制御される。また、ＤＢＲ−ＬＤ１１Ｃから出射される測定光の一部が光カプラ１１Ｄで分岐され、その分岐光が波長計１１Ｅに与えられて測定光の波長がモニタされ、そのモニタ結果を示す波長モニタ信号が制御／演算処理部１４に出力される。前述の図１３または図１６に示した光源部１１の構成例では、測定光の波長がＤＦＢ−ＬＤ１１Ａの発振波長で固定されているため、例えば波長多重（ＷＤＭ）光伝送システムで用いられる波長合分波装置の各波長ポートにそれぞれ対応させてＣＸＴ量の測定を行いたくても、ＤＦＢ−ＬＤ１１Ａの発振波長と合致する波長ポートのみについてしか測定を行うことができない。これに対して図１７に示した光源部１１の構成例では、例えばＷＤＭシステムで規定されているＩＴＵ−Ｔに準拠した波長グリッドに従って、図１８に例示するようにＤＢＲ−ＬＤ１１Ｃの波長をλ₁，λ₂，λ₃とステップ的に変化させることにより、上記波長合分波器の各波長ポートに対応させてＣＸＴ光の測定を行うことが可能になる。

次に、上述したＣＸＴ測定装置１をＷＤＭ光伝送システムに適用した具体的な実施例について説明する。
図１９は、上記ＷＤＭ光伝送システムの実施例の全体構成を示す図である。
図１９において、本ＷＤＭ光伝送シスは、例えば、波長の異なる複数の光信号を合波したＷＤＭ信号光を伝送路３０に送信する光送信局４０と、伝送路３０上に所要の間隔で配置された複数の光中継局５０と、光送信局４０から伝送路３０および各光中継局５０を介して中継伝送されたＷＤＭ信号光を受信する光終端局６０とを備えて構成される。また、上記の各局に対して上述したＣＸＴ測定装置１が組み込まれ、各々のＣＸＴ測定装置１により自局でＣＸＴ光が発生しているか否かの測定が行われ、その測定結果が監視モニタ７０で集中管理される。

ＣＸＴ測定装置１が組み込まれた光中継局５０は、例えば図２０に示すような構成とすることができる。具体的に、光中継局５０の入出力ポート間には、例えば、複数の光アンプ５１Ａ〜５１Ｄ（一般的に光アイソレータを含む）が多段接続されていると共に、各光アンプの段間に可変光減衰器（ＶＯＡ）５２Ａ，５２Ｂや分散補償ファイバ（ＤＣＦ）５３が設けられている。このような構成では、各光部品の接続箇所等がＷＤＭ信号光の反射点となる可能性があり、複数の反射点で多重反射した光がＣＸＴ光になり得る状態にある。そこで、このＣＸＴ光を検出するために、初段の光アンプ５１Ａの前段に光合波器５４を設けると共に、最終段の光アンプ５１Ｄの後段に光分岐器５５を設け、ＣＸＴ測定装置１の光出力ポートＯＵＴから出力される測定光を光合波器５４を介して主信号系に送り、各光部品を通過した光を光分岐器５５で取り出してＣＸＴ測定装置１の光入力ポートＩＮに戻すようにする。なお、ここでは、光中継局内でＣＸＴ光が発生しているか否かをＣＸＴ測定装置１で検出し、ＣＸＴ光の発生が検出された場合にＣＸＴ測定装置１からアラーム信号を発生するものとする。この場合、ＣＸＴ測定装置１で具体的なＣＸＴ量を測定する必要は特にないので、ＣＸＴ測定装置１内の可変光減衰器１３（図２または図１３参照）は省略することが可能である。

ＣＸＴ測定装置１からアラーム信号が発出された場合には、そのアラーム信号が測定制御部５６に伝えられ、測定制御部５６から監視モニタ７０にＣＸＴ警報信号が送信される。また、測定制御部５６は、ＣＸＴ測定装置１にＣＸＴ光の測定を実行させるための制御信号も生成する。上記のＣＸＴ警報信号は、各局間で伝送される監視光（ＳＶ光）などに乗せて監視モニタ７０まで伝えられるようにしてもよい。

また、ＣＸＴ測定装置１が組み込まれた光終端局６０については、例えば図２１に示すような構成とすることができる。具体的に、図２１の光終端局６０では、伝送路３０を伝播して入力ポートに与えられるＷＤＭ信号光が光アンプ６１で所要のレベルまで増幅された後に光波長分波器６２で波長ごとに分波され、各波長の光信号が各々に対応する波長ポートから出力される。光波長分波器６２の各波長ポートから出力された光信号は、ここでは各々のレベルを調整する可変光減衰器（ＶＯＡ）６３等を介して図示を省略した光受信器に送られる。このような構成では、光アンプ６１や光波長分波器６２、可変光減衰器６３の接続箇所等が光信号の反射点となる可能性があり、複数の反射点で多重反射した光がＣＸＴ光になり得る状態にある。このため、前述した光中継局５０の場合と同様に、光アンプ５１の前段に光合波器６４を設ける共に、光波長分波器６２の各波長ポートに対応した各々の各可変光減衰器６３の後段にそれぞれ光分岐器６５を設け、さらに、各光分岐器６５で分岐される光の切り替えを行う光スイッチ６６を配置し、ＣＸＴ測定装置１の出力ポートＯＵＴから出力される測定光を光合波器６４を介して主信号系に送り、各光部品を通過した光を光分岐器６５および光スイッチ６６で取り出してＣＸＴ測定装置１の入力ポートＩＮに戻すようにする。光終端局６０に組み込まれるＣＸＴ測定装置１としては、光波長分波器６２の各波長ポートに対応した波長の測定光を生成するために、前述の図１７に例示したような光源部１１に波長可変光源を利用したものを適用する。また、ここでも光終端局内でＣＸＴ光が発生しているか否かを検出してアラーム信号を発生するものとして、可変光減衰器１３を省略したＣＸＴ測定装置１を用いることが可能である。

ＣＸＴ測定装置１からアラーム信号が発出された場合には、そのアラーム信号が測定制御部６７に伝えられ、測定制御部６７から監視モニタ７０にＣＸＴ警報信号が送信される。また、測定制御部６７は、ＣＸＴ測定装置１にＣＸＴ光の測定を実行させ、かつ、測定光の波長を制御する制御信号を生成すると共に、測定光の波長に対応させて光スイッチ６６の光路の切替えを行う制御信号を生成する。

上記のような構成のＷＤＭ光伝送システムによれば、光送信局４０および光終端局６０の間の主信号系の光路上におけるＣＸＴ光の発生に関する情報が監視モニタ７０で集中して監視されるようになるため、膨大な光部品から構成されるシステム全体のどの箇所でＣＸＴ光が発生しているかを確実に検出でき、その対策を早期かつ容易に行うことが可能になる。

なお、上記ＷＤＭ光伝送システムでは、各局でＣＸＴ光の発生の有無を検出してアラーム信号を発出するようにしたが、例えば、自局における具体的なＣＸＴ量を測定し、その測定結果が予め定めたＣＸＴ量の閾値を超えた場合にアラーム信号を発出するようにしてもよい。この場合、各局に組み込まれるＣＸＴ測定装置１には光パワー（Ｐ_TR＋Ｐ_CXT）を変化させるための可変光減衰器１３を設けるようにする。また、図２１に示した光終端局６０の構成例では、光スイッチ６６により各光分岐器６５からの分岐光の切替えを行うようにしたが、光スイッチ６６に代えて例えばスターカプラを設けるようにしても各波長に対応したＣＸＴ光の発生の有無またはＣＸＴ量を測定することが可能である。さらに、本発明のＣＸＴ測定装置１を用いてＷＤＭ光伝送システムを構成した場合について説明したが、本発明のＣＸＴ測定装置が適用可能なシステムの構成は上記の一例に限定されるものではない。

以上、本明細書で開示した主な発明について以下にまとめる。

（付記１）被測定物内に存在する複数の反射点の間で光が多重反射することにより発生するコヒーレントクロストーク光を測定するための方法において、
単一縦モード発振するレーザ光源から出射される光の周波数を可変の周期で鋸波状に変調した測定光を生成し、
該生成された測定光を前記被測定物内を通る光路の一端に入射させ、
前記被測定物の光路の他端から出射される光を受光器で受光して電気信号に変換し、
該変換された電気信号を周波数フィルタに与えて、前記測定光の光周波数の最大値と最小値の差分の１／２倍に対応する周波数のビート成分を抽出し、
該抽出されたビート成分のパワーが極大値となるように前記測定光の変調周期を制御し、
該変調周期の制御によって極大値となったビート成分のパワーに基づいて、前記被測定物内でコヒーレントクロストーク光が発生しているか否かを測定することを特徴とする測定方法。

（付記２）付記１に記載の測定方法であって、
前記抽出されるビート成分のパワーが極大値となるように制御された変調周期を一定に保ちつつ、前記受光器の前段に設けた可変光減衰器の光減衰量を変化させ、
該光減衰量の変化によって生じるビート成分のパワーの変化の割合に基づいて、前記被測定物内でのコヒーレントクロストーク光の発生量を測定することを特徴とする測定方法。

（付記３）付記１に記載の測定方法であって、
前記レーザ光源から出射される光の波長を可変にし、測定光の波長に対応したコヒーレントクロストーク光の測定を行うことを特徴とする測定方法。

（付記４）付記２に記載の測定方法であって、
コヒーレントクロストーク光の発生量とビート成分のパワーとの関係を示す情報を予め取得して記憶し、
前記光減衰量を変化によって生じるビート成分のパワーの変化の割合と、前記記憶した情報とを比較することによって、前記被測定物内でのコヒーレントクロストーク光の発生量を特定することを特徴とする測定方法。

（付記５）被測定物内に存在する複数の反射点の間で光が多重反射することにより発生するコヒーレントクロストーク光を測定する測定装置において、
単一縦モード発振するレーザ光源から出射される光の周波数を可変の周期で鋸波状に変調した測定光を生成する光源部と、
前記光源部で生成された測定光を前記被測定物内を通る光路の一端に入射させるための光出力ポートと、
前記被測定物の光路の他端から出射される光が与えられる光入力ポートと、
前記光入力ポートからの光を受光器で受光して電気信号に変換した後、該電気信号を周波数フィルタに与えて、前記測定光の光周波数の最大値と最小値の差分の１／２倍に対応する周波数のビート成分を抽出する受光部と、
前記受光部で抽出されたビート成分のパワーが極大値となるように、前記光源部で生成される測定光の変調周期を制御する変調周期制御部と、
前記変調周期制御部による変調周期の制御によって極大値となったビート成分のパワーに基づいて、前記被測定物内でコヒーレントクロストーク光が発生しているか否かを測定する測定部と、
を含んで構成されたことを特徴とする測定装置。

（付記６）付記５に記載の測定装置であって、
前記入力ポートおよび前記受光部の間の光路上に設けた可変光減衰器と、
前記受光部で抽出されるビート成分のパワーが極大値となるように前記変調周期制御部によって制御された変調周期を一定に保ちつつ、前記可変光減衰器の光減衰量を変化させる光減衰量制御部と、を含み、
前記測定部は、前記光減衰量制御部により前記可変光減衰器の光減衰量を変化させることで生じるビート成分のパワーの変化の割合に基づいて、前記被測定物内でのコヒーレントクロストーク光の発生量を測定することを特徴とする測定装置。

（付記７）付記５に記載の測定装置であって、
前記光源部は、バイアス用電流および周波数変調用電流を混合した駆動信号を前記レーザ光源に与えて測定光を生成することを特徴とする測定装置。

（付記８）付記５に記載の測定装置であって、
前記光源部は、バイアス用電流信号により駆動される前記レーザ光源と、周波数変調用電流信号に従って、前記レーザ光源から出射される連続光を周波数変調した測定光を生成する周波数シフタとを有することを特徴とする測定装置。

（付記９）付記５に記載の測定装置であって、
前記光源部は、前記レーザ光源から出射される光の波長が可変であり、
前記測定部は、前記光源部で生成される測定光の波長に対応したコヒーレントクロストーク光の測定を行うことを特徴とする測定装置。

（付記１０）付記６に記載の測定装置であって、
コヒーレントクロストーク光の発生量とビート成分のパワーとの関係を示す情報を予め取得して記憶する記憶部を含み、
前記測定部は、前記光減衰量制御部により前記可変光減衰器の光減衰量を変化させることで生じるビート成分のパワーの変化の割合と、前記記憶部に記憶された情報とを比較することによって、前記被測定物内でのコヒーレントクロストーク光の発生量を特定することを特徴とする測定装置。

（付記１１）付記１０に記載の測定装置であって、
前記記憶部に記憶される情報は、コヒーレントクロストーク光を擬似的に発生させることのできるキャリブレータを利用して予め取得されることを特徴とする測定装置。

（付記１２）付記１１に記載の測定装置であって、
前記キャリブレータは、入力光を２つに分岐する光分岐器と、該光分岐器で分岐された２つの光を再び合波する光合波器と、前記光分岐器および前記光合波器の間を接続する２つの光路のうちの一方を伝播する光に対して可変の光伝播遅延を与える光遅延器と、前記２つの光路のうちの少なくとも一方を伝播する光のパワーを調整する第１の可変光減衰器と、前記光合波器で合波された光のパワーを調整する第２の可変光減衰器と、を備えたことを特徴とする測定装置。

（付記１３）付記１１に記載の測定装置であって、
前記キャリブレータは、入力光を任意の割合で２つに分岐する分岐比可変型光カプラと、該分岐比可変型光カプラで分岐された２つの光を再び合波する光合波器と、前分岐比可変型光カプラおよび前記光合波器の間を接続する２つの光路のうちの一方を伝播する光に対して可変の光伝播遅延を与える光遅延器と、前記光合波器で合波された光のパワーを調整する可変光減衰器と、を備えたことを特徴とする測定装置。

本発明によるＣＸＴ光の測定方法の基本的な概念を説明するための図である。本発明によるＣＸＴ測定装置の基本構成を示すブロック図である。被測定物内に存在する反射点の一例を示した図である。図２のＣＸＴ測定装置内の各場所における光波形または電気波形の様子を示す図である。変調周期を変化させたときのビート成分の様子を示す図である。反射点が２点の場合における周波数フィルタの出力電流値のピークを示す図である。反射点が４点の場合における周波数フィルタの出力電流値のピークを示す図である。ビート成分のパワーからＣＸＴ量を求める際の問題点を説明する図である。ＣＸＴ量とビート成分のパワーとの関係を算出した一例を示す図である。ビート成分のパワーと光パワー（Ｐ_TR＋Ｐ_CXT）との関係を算出した一例を示す図である。本発明のＣＸＴ測定装置の最小距離分解能について説明する図である。周波数フィルタから出力される電流値のピーク出現の規則性を説明する図である。本発明によるＣＸＴ測定装置の具体的な実施例の全体構成を示すブロック図である。上記ＣＸＴ測定装置に用いられるキャリブレータの構成例を示す図である。上記ＣＸＴ測定装置に用いられるキャリブレータの他の構成例を示す図である。上記ＣＸＴ測定装置の光源部の他の構成例を示す図である。上記ＣＸＴ測定装置の光源部に波長可変光源を用いたときの構成例を示す図である。図１７の光源部から出力される測定光の一例を示した図である。本発明のＣＸＴ測定装置をＷＤＭ光伝送システムに適用した実施例の全体構成を示す図である。図１９のＷＤＭ光伝送システムにおける光中継局の構成例を示す図である。図１９のＷＤＭ光伝送システムにおける光終端局の構成例を示す図である。一般的なＣＸＴ光の発生状態を説明するための図である。ＣＸＴ量に対する信号品質の関係を計算した一例を示す図である。

符号の説明

１…ＣＸＴ測定装置
１１…光源部
１１Ａ…分布帰還型レーザダイオード（ＤＦＢ−ＬＤ）
１１Ｂ…周波数シフタ
１１Ｃ…分布ブラッグ反射型レーザダイオード（ＤＢＲ−ＬＤ）
１２…受光部
１２Ａ…受光器（ＰＤ）
１２Ｂ…周波数フィルタ
１３，２３，２５，５２Ａ，５２Ｂ，６３…可変光減衰器（ＶＯＡ）
１４…制御／演算処理部
１４Ａ，１４Ｄ…制御回路
１４Ｂ…変調波形生成回路
１４Ｃ…電流モニタ
１４Ｅ…演算回路
１４Ｆ…記憶部
ＯＵＴ…光出力ポート
ＩＮ…光入力ポート
ＤＵＴ…被測定物
ＩＦ…キャリブレータインターフェース
２０…キャリブレータ
２１，５５，６５…光分岐器
２１’…分岐比可変型光カプラ
２２…光遅延器
２４，５４，６４…光合波器
３０…伝送路
４０…光送信局
５０…光中継局
５１Ａ〜５１Ｄ，６１…光アンプ
５３…分散補償ファイバ（ＤＣＦ）
５６，６７…測定制御部
６０…光終端局
６２…光波長分波器
６６…光スイッチ
７０…監視モニタ

Claims

被測定物内に存在する複数の反射点の間で光が多重反射することにより発生するコヒーレントクロストーク光を測定するための方法において、
単一縦モード発振するレーザ光源から出射される光の周波数を可変の周期で鋸波状に変調した測定光を生成し、
該生成された測定光を前記被測定物内を通る光路の一端に入射させ、
前記被測定物の光路の他端から出射される光を受光器で受光して電気信号に変換し、
該変換された電気信号を周波数フィルタに与えて、前記測定光の光周波数の最大値と最小値の差分の１／２倍に対応する周波数のビート成分を抽出し、
該抽出されたビート成分のパワーが極大値となるように前記測定光の変調周期を制御し、
該変調周期の制御によって極大値となったビート成分のパワーに基づいて、前記被測定物内でコヒーレントクロストーク光が発生しているか否かを測定することを特徴とする測定方法。
請求項１に記載の測定方法であって、
前記抽出されるビート成分のパワーが極大値となるように制御された変調周期を一定に保ちつつ、前記受光器の前段に設けた可変光減衰器の光減衰量を変化させ、
該光減衰量の変化によって生じるビート成分のパワーの変化の割合に基づいて、前記被測定物内でのコヒーレントクロストーク光の発生量を測定することを特徴とする測定方法。
被測定物内に存在する複数の反射点の間で光が多重反射することにより発生するコヒーレントクロストーク光を測定する測定装置において、
単一縦モード発振するレーザ光源から出射される光の周波数を可変の周期で鋸波状に変調した測定光を生成する光源部と、
前記光源部で生成された測定光を前記被測定物内を通る光路の一端に入射させるための光出力ポートと、
前記被測定物の光路の他端から出射される光が与えられる光入力ポートと、
前記光入力ポートからの光を受光器で受光して電気信号に変換した後、該電気信号を周波数フィルタに与えて、前記測定光の光周波数の最大値と最小値の差分の１／２倍に対応する周波数のビート成分を抽出する受光部と、
前記受光部で抽出されたビート成分のパワーが極大値となるように、前記光源部で生成される測定光の変調周期を制御する変調周期制御部と、
前記変調周期制御部による変調周期の制御によって極大値となったビート成分のパワーに基づいて、前記被測定物内でコヒーレントクロストーク光が発生しているか否かを測定する測定部と、
を含んで構成されたことを特徴とする測定装置。
請求項３に記載の測定装置であって、
前記入力ポートおよび前記受光部の間の光路上に設けた可変光減衰器と、
前記受光部で抽出されるビート成分のパワーが極大値となるように前記変調周期制御部によって制御された変調周期を一定に保ちつつ、前記可変光減衰器の光減衰量を変化させる光減衰量制御部と、を含み、
前記測定部は、前記光減衰量制御部により前記可変光減衰器の光減衰量を変化させることで生じるビート成分のパワーの変化の割合に基づいて、前記被測定物内でのコヒーレントクロストーク光の発生量を測定することを特徴とする測定装置。
請求項３に記載の測定装置であって、
前記光源部は、前記レーザ光源から出射される光の波長が可変であり、
前記測定部は、前記光源部で生成される測定光の波長に対応したコヒーレントクロストーク光の測定を行うことを特徴とする測定装置。