JP2008224231A

JP2008224231A - 偏波モード分散測定装置

Info

Publication number: JP2008224231A
Application number: JP2007058619A
Authority: JP
Inventors: Takao Tanimoto; 隆生谷本; Koji Kawakita; 浩二川北
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 2007-03-08
Filing date: 2007-03-08
Publication date: 2008-09-25

Abstract

【課題】実伝送路で伝送されている光信号の群遅延時間差（ＤＧＤ）を測定することができる偏波モード分散測定装置を提供すること。
【解決手段】偏波モード分散測定装置１０は、被測定光である光変調信号を入力し、光変調信号から予め定められた波長の光信号成分を取り出す波長可変光フィルタ１１と、波長可変光フィルタ１１が取り出した光信号成分のストークス信号を検出するストークス信号検出部２０と、ストークス信号に基づいて互いに異なる少なくとも３つの波長の光信号成分のストークスパラメータ（Ｓ_０、Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３）を算出し、その算出した３つの波長の光信号成分のストークスパラメータがポアンカレ球上で描く円弧の回転角に基づいてＤＧＤを算出する信号処理部１２とを備える構成とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば光ファイバ内を伝播する光信号の群遅延時間差（ＤＧＤ：ＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌＧｒｏｕｐＤｅｌａｙ）を測定する偏波モード分散測定装置に関する。

近年、インターネットの急速な普及による通信需要の増大に伴い、光ファイバ伝送における伝送速度の更なる高速化が求められている。現在は伝送速度が１０ギガビット／秒の光伝送システムまでが実現されており、次の世代である４０ギガビット／秒の光伝送システムや、更に次の世代として伝送速度が１００ギガビット／秒を超える光伝送システムが検討されている。伝送速度が高速化されるに従って、光信号の隣り合うビット時間間隔が狭くなるので、光信号が伝送時に何らかの影響を受けて信号品質が劣化すると光信号の識別ができなくなる。

光信号が伝送される際に受ける影響としては、光ファイバ内を伝播する光信号の直交する２つの偏波モード成分間における伝送速度の違いから生じる偏波モード分散特性（ＰＭＤ：ＰｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎＭｏｄｅＤｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）が知られている。この偏波モード分散は、光ファイバの断面形状が真円ではなく楕円であることや、光ファイバの屈曲による断面形状の扁平により、２つの偏波モード間において伝送速度差が発生する現象である。偏波モード分散により発生するモード伝播時間の差は群遅延時間差（ＤＧＤ）と呼ばれ、このＤＧＤにより光信号のパルス形状が変形し、信号品質が劣化する。以下、図５を用いて具体的に説明する。

図５（ａ）は光ファイバのＦａｓｔ軸及びＳｌｏｗ軸モードの群遅延時間差であるΔτを示しており、図５（ｂ）はパルス波形の劣化の度合いを示している。光信号が光ファイバを伝播すると、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、Ｆａｓｔ軸とＳｌｏｗ軸とにおいて群遅延時間差が発生しΔτの時間だけ伝送波形が変形してしまい、元のパルス幅Ｔ_０がＴ_１に広がってしまうので信号品質が劣化することとなる。

従来、偏波モード分散測定装置としては、光信号の偏光状態を示すストークスパラメータに基づいて算出したジョーンズ行列を用いるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に示されたものは、被測定対象である光伝送媒質にＤＧＤを測定するための光を出射する波長可変光源と、光伝送媒質のＤＧＤを記述するジョーンズ行列を算出するジョーンズ行列算出演算部と、ジョーンズ行列に基づいて算出された偏波分散ベクトルにより光伝送媒質のＤＧＤを算出する偏波モード分散演算部とを備え、ジョーンズ行列の理論に忠実な測定系を構成することによって、光伝送媒質のＤＧＤを簡易かつ正確に高信頼性の下で測定することができるようになっている。
特開平９−７２８２７号公報

しかしながら、従来のものは、専用の光源を用いてＤＧＤを測定するものであり、実際の通信で用いられている伝送路（以下「実伝送路」という。）で伝送されている光信号のＤＧＤを測定できないという課題があった。

本発明は、従来の課題を解決するためになされたものであり、実伝送路で伝送されている光信号のＤＧＤを測定することができる偏波モード分散測定装置を提供することを目的とする。

本発明は、伝送路を流れる光変調信号を波長可変光フィルタで取り出し、任意の互いに異なる少なくとも３つの波長の信号成分に関してストークスパラメータを求め、この３つのストークスパラメータがポアンカレ球上で描く円弧の回転角を求めることにより光変調信号の群遅延時間差（Δτ）を求めることにより、前述の課題を解決するものである。

すなわち、本発明の偏波モード分散測定装置は、入力された光変調信号から任意の波長の光信号成分を取り出す波長可変光フィルタ（１１）と、前記光信号成分のストークスパラメータ（Ｓ_０、Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３）を求めるための信号を検出するストークス信号検出部（２０）と、該ストークス信号検出部（２０）の出力信号に基づいて互いに異なる少なくとも３つの波長の光信号成分のストークスパラメータを算出し前記光変調信号の直交偏波モード間の群遅延時間差（Δτ）を取得する偏波モード分散取得手段（１２）とを備えた構成を有している。

この構成により、本発明の偏波モード分散測定装置は、入力した光変調信号から任意の波長の光信号成分を取り出し、互いに異なる少なくとも３つの波長の光信号成分のストークスパラメータを算出することによって光変調信号の直交偏波モード間の群遅延時間差（Δτ）を取得するので、従来のものとは異なり、専用の光源を用いることなく、実伝送路で伝送されている光信号のＤＧＤを測定することができる。

また、本発明の偏波モード分散測定装置は、前記偏波モード分散取得手段（１２）が、前記算出した３つの波長の光信号成分のストークスパラメータがポアンカレ球上で描く円弧の回転角（Δθ）に基づいて前記群遅延時間差（Δτ）を取得する構成を有している。

この構成により、本発明の偏波モード分散測定装置は、互いに異なる少なくとも３つの波長の光信号成分のストークスパラメータによってポアンカレ球上に描く円弧の回転角を確定し、円弧の１周を位相差２πラジアンとすることにより群遅延時間差（Δτ）を取得することができるので、実伝送路で伝送されている光信号のＤＧＤを測定することができる。

さらに、本発明の偏波モード分散測定装置は、前記３つの波長の光信号成分が、前記光変調信号の搬送波信号成分、上側波帯信号成分及び下側波帯信号成分である構成を有している。

この構成により、本発明の偏波モード分散測定装置は、光変調信号の搬送波信号成分、上側波帯信号成分及び下側波帯信号成分を用いて群遅延時間差（Δτ）を取得することができるので、実伝送路で伝送されている光信号のＤＧＤを測定することができる。

さらに、本発明の偏波モード分散測定装置は、前記光信号成分の進行方向と直交する所定の偏光方向を０°としたとき、前記ストークス信号検出部（２０）は、前記光信号成分の全光量（Ｓ_０）と、０°偏光成分と９０°偏光成分との光量差（Ｓ_１）と、４５°偏光成分と１３５°偏光成分との光量差（Ｓ_２）と、右円偏光成分と左円偏光成分との光量差（Ｓ_３）とをそれぞれ求めるための少なくとも４つの受光器（２４ａ〜２４ｄ）とを備えた構成を有している。

さらに、本発明の偏波モード分散測定装置は、前記光信号成分の進行方向と直交する所定の偏光方向を０°としたとき、前記ストークス信号検出部（２０）は、前記光信号成分の０°偏光成分又は９０°偏光成分の光量を検出する受光器（２４ａ）と、前記光信号成分の４５°偏光成分の光量を検出する受光器（２４ｂ）と、前記光信号成分の１３５°偏光成分の光量を検出する受光器（２４ｃ）と、前記光信号成分の右円偏光成分又は左円偏光成分の光量を検出する受光器（２４ｄ）とを備えた構成を有している。

この構成により、本発明の偏波モード分散測定装置は、光変調信号の搬送波、上側波帯、下側波帯の各波長帯について求めた３つのストークスパラメータがポアンカレ球上で描く円弧の回転角（Δθ）に基づいて群遅延時間差（Δτ）を求めることができるので、実伝送路で伝送されている光信号のＤＧＤを測定することができる。

本発明は、実伝送路で伝送されている光信号のＤＧＤを測定することができるという効果を有する偏波モード分散測定装置を提供することができるものである。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

まず、本発明に係る偏波モード分散測定装置の一実施の形態における構成について説明する。なお、本実施の形態における偏波モード分散測定装置は、例えば実伝送路の光信号を分岐するタップから光変調信号を分岐して入力するものである。

図１に示すように、本実施の形態における偏波モード分散測定装置１０は、被測定光である光変調信号を入力し、光変調信号から予め定められた波長の光信号成分を取り出す波長可変光フィルタ１１と、取り出された光信号成分のストークスパラメータを求めるための信号（以下「ストークス信号」という。）を検出するストークス信号検出部２０と、ストークス信号に基づいてストークスパラメータ及びＤＧＤを算出する信号処理部１２と、制御信号を出力する制御部１３とを備えている。

波長可変光フィルタ１１は、制御部１３からの制御信号に基づいて、入射された光変調信号から所定波長の光信号成分を取り出すようになっている。例えば図１に示すように、波長可変光フィルタ１１は、搬送波信号成分と上下側波帯信号成分とを含む光変調信号から上側波帯信号成分のみを取り出すものである。

本実施の形態におけるストークス信号検出部２０は、波長可変光フィルタ１１からの光信号成分を４つに分岐する光分岐部２１と、分岐された１つ目の光信号成分から垂直方向の偏光を通す偏光子２３ａと、２つ目の光信号成分から４５°方向の偏光を通す偏光子２３ｂと、３つ目の光信号成分から１３５°方向の偏光を通す偏光子２３ｃと、４つ目の光信号成分を１／４波長板（２２）に通した後１３５°方向の偏光を通す偏光子２３ｄと、光信号を電気信号に変換する受光器（以下「ＰＤ」という。）２４（２４ａ〜２４ｄ）と、電気信号の所定周波数成分を除去するローパスフィルタ（以下「ＬＰＦ」という。）２５（２５ａ〜２５ｄ）と、アナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換器（以下「ＡＤ変換器」という。）２６（２６ａ〜２６ｄ）とを備えている。

なお、図１に示すように、光分岐部２１から信号処理部１２に至る経路において、偏光子２３ａ〜２３ｄをそれぞれ経由する経路をチャンネル１〜４（ＣＨ１〜４）と表し、各経路における信号強度をＩ_ｃｈ１〜Ｉ_ｃｈ４と表す。

ここで、直線偏光成分の方向は、光分岐部２１が出力した光信号成分の進行方向に垂直な面内の０°の方向をｘ軸と定義した。なお、以下の記載において、０°偏光をｘ偏光、９０°偏光をｙ偏光ということがある。

したがって、ＰＤ２４ａ、ＰＤ２４ｂ、ＰＤ２４ｃ及びＰＤ２４ｄは、それぞれ、ｙ偏光（９０°偏光）成分（Ｉ_ｃｈ１＝Ｉ_９０）、４５°偏光成分（Ｉ_ｃｈ２＝Ｉ_４５）、１３５°偏光成分（Ｉ_ｃｈ３＝Ｉ_１３５）及び左円偏光成分（Ｉ_ｃｈ４＝Ｉ_ＬＣＰ）の度合いを示す光量に対応した電気信号を出力するものである。

前述の構成により、ストークス信号検出部２０は、波長可変光フィルタ１１が取り出した光信号成分のストークス信号を検出し、信号処理部１２に出力するようになっている。なお、ストークス信号検出部２０によるストークス信号の検出は、公知の技術であるので説明を省略する。

信号処理部１２は、ストークス信号検出部２０が検出した少なくとも３つの測定波長に係るストークス信号に基づいてストークスパラメータ（Ｓ_０、Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３）を算出し、算出したＳ_１、Ｓ_２、Ｓ_３を３軸とするポアンカレ球（図２参照）に３次元のストークスベクトルを表現してポアンカレ球上の円弧の回転角を求め、ＤＧＤを算出するようになっている。なお、信号処理部１２は、本発明の偏波モード分散取得手段に対応している。

制御部１３は、波長可変光フィルタ１１及び信号処理部１２を動作させるための制御信号を出力するようになっている。例えば、制御部１３は、波長可変光フィルタ１１のフィルタ波長を設定するための制御信号を出力し、波長可変光フィルタ１１が透過する光信号成分の波長を決定するものである。

次に、本実施の形態における偏波モード分散測定装置１０の動作原理について説明する。

波長可変光フィルタ１１が出力した光信号成分の全光量（Ｓ_０）、ｘ偏光（０°偏光）成分とｙ偏光（９０°偏光）成分との光量差（Ｓ_１）、４５°偏光成分と１３５°偏光成分との光量差（Ｓ_２）、右円偏光成分と左円偏光成分との光量差（Ｓ_３）は、式（１）〜（４）によって求めることができる。以下、４つの受光器２４ａ〜２４ｄが、それぞれ、ｙ偏光成分（Ｉ_ｃｈ１＝Ｉ_９０）、４５°偏光成分（Ｉ_ｃｈ２＝Ｉ_４５）、１３５°偏光成分（Ｉ_ｃｈ３＝Ｉ_１３５）、左円偏光成分（Ｉ_ｃｈ４＝Ｉ_ＬＣＰ）の度合いを示す光量を検出する場合について記載する。

Ｓ_０：全光量
Ｓ_０＝Ｉ_Ｃｈ２＋Ｉ_Ｃｈ３・・・（１）
Ｓ_１：ｘ偏光成分とｙ偏光成分との光量差
Ｓ_１＝Ｓ_０−２Ｉ_Ｃｈ１・・・（２）
Ｓ_２：４５°偏光成分と１３５°偏光成分との光量差
Ｓ_２＝Ｉ_Ｃｈ２−Ｉ_Ｃｈ３・・・（３）
Ｓ_３：右円偏光成分と左円偏光成分との光量差
Ｓ_３＝Ｓ_０−２Ｉ_Ｃｈ４・・・（４）
ここで、Ｉ_０、Ｉ_９０、Ｉ_ＲＣＰ、Ｉ_ＬＣＰは、以下の光強度を示す。
Ｉ_９０：ｙ偏光（９０°偏光）成分の光強度
Ｉ_４５：４５°偏光子を透過した光強度
Ｉ_１３５：１３５°偏光子を透過した光強度
Ｉ_ＬＣＰ：１／４波長板＋１３５°偏光子を透過した光強度

また、ｘ偏光成分の光量（｜Ｅｘ｜^２）と、ｙ偏光成分の光量（｜Ｅｙ｜^２）と、両偏光成分間の位相差（δ＝δｘ−δｙ）とを有する光をストークスベクトル（Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３）で表現すると、Ｓ_０〜Ｓ_３を式（５）〜（８）で表すこともできる。なお、Ｚ^＊は複素数Ｚの複素共役を示す。

Ｓ_０：全光量
Ｓ_０＝｜Ｅｘ｜^２＋｜Ｅｙ｜^２・・・（５）
Ｓ_１：ｘ偏光成分とｙ偏光成分との光量差
Ｓ_１＝｜Ｅｘ｜^２−｜Ｅｙ｜^２・・・（６）
Ｓ_２：４５°偏光成分と１３５°偏光成分との光量差
Ｓ_２＝２Ｒｅ（Ｅｘ・Ｅｙ^＊）＝２｜Ｅｘ｜｜Ｅｙ｜ｃｏｓδ ・・・（７）
Ｓ３：右円偏光成分と左円偏光成分との光量差
Ｓ_３＝２Ｉｍ（Ｅｘ・Ｅｙ^＊）＝２｜Ｅｘ｜｜Ｅｙ｜ｓｉｎδ ・・・（８）

Ｓ_０〜Ｓ_３を式（５）〜（８）で表した場合、ｘ偏光成分とｙ偏光成分との位相差（δ＝δｘ−δｙ）、すなわちＤＧＤを変化させるとポアンカレ球の偏波光軸（ＰＳＰ：ＰｒｉｎｃｉｐａｌＳｔａｔｅｏｆＰｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）を中心とする円が描かれる（図２参照）。ＤＧＤの代わりに、波長を変化させても同様の軌跡を描く。

以上のように、被測定物が安定したＤＧＤを有する光部品に対して、波長を変化させた場合にはポアンカレ球上の偏波ベクトルの弧は円を描く。なお、ポアンカレ球の中心部からこの円の中心部までのベクトル（ＰＳＰ）は、図２に示すように、光部品の偏波主軸を表す。

また、ポアンカレ球上のこの円は、少なくとも３波長以上のストークスベクトルによって特定することができる。しかも、ポアンカレ球上の円弧の１周を位相差２πラジアンとすることにより、ＤＧＤ（Δτ）が式（９）で表される。
Δτ＝Δθ／（２πΔｆ）・・・（９）
＝Δθ・λａ・λｂ／｛２π・ｃ（λｂ−λａ）｝
ここで、各パラメータを以下に示す。
Δθ：円弧の１周を２πとしたときの２波長間の円弧の回転角
Δｆ：周波数差
ｃ：光速
λａ、λｂ：波長

したがって、伝送路を流れる光変調信号を波長可変光フィルタ１１で取り出し、少なくとも３波長についてストークスベクトルを求め、ストークスベクトルからポアンカレ球上の円弧の回転角を求め、式（９）の演算を行うことで、ＤＧＤを求めることができる。

なお、ここまでの説明ではストークスパラメータ（Ｓ_０〜Ｓ_３）を求めるために、ｙ偏光成分（Ｉ_９０）、４５°偏光成分（Ｉ_４５）、１３５°偏光成分（Ｉ_１３５）、左円偏光成分（Ｉ_ＬＣＰ）の度合いを示す光量を検出する場合について記載したが、ストークスパラメータの定義から４つの透過光強度を測定すればストークスパラメータ（Ｓ_０〜Ｓ_３）を求めることができる。例えば、１つ目の分岐光は直接受光器で受光して全光量を、２つ目の分岐光は０°の偏光子を通して受光してｘ偏光成分を、３つ目の分岐光は４５°偏光子を通して受光して４５°偏光成分を、４つ目の分岐光は１／４波長板を通した後４５°の偏光子を通して受光しても、同様にストークスパラメータ（Ｓ_０〜Ｓ_３）を求めることができる。

次に、波長可変光フィルタ１１によって、伝送路を伝播する光変調信号から測定光信号を取り出す手法について図３を用いて説明する。

図３は、各種変調フォーマットのスペクトルを示している。図３（ａ）はＣＳ−ＲＺ（Ｃａｒｒｉｅｒ−ＳｕｐｐｒｅｓｓｅｄＲｅｔｕｒｎ−ｔｏ−Ｚｅｒｏ）変調フォーマット、図３（ｂ）はＲＺ−ＯＯＫ（Ｒｅｔｕｒｎ−ｔｏ−ＺｅｒｏＯｎ-Ｏｆｆ−Ｋｅｙｉｎｇ）変調フォーマット、図３（ｃ）はＮＲＺ−ＯＯＫ（Ｎｏｎ−Ｒｅｔｕｒｎ−ｔｏ−ＺｅｒｏＯｎ-ＯｆｆＫｅｙｉｎｇ）変調フォーマット、図３（ｄ）はＮＲＺ−ＤＰＳＫ（Ｎｏｎ−Ｒｅｔｕｒｎ−ｔｏ−ＺｅｒｏＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌＰｈａｓｅＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）変調フォーマット、図３（ｅ）はＲＺ−ＤＰＳＫ（Ｒｅｔｕｒｎ−ｔｏ−ＺｅｒｏＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌＰｈａｓｅＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）変調フォーマットを示している。

まず、変調方式がＣＳ−ＲＺ、ＲＺ−ＯＯＫ、ＮＲＺ−ＯＯＫ等の強度変調の場合は、搬送波及び上下側波が発生するため、これらの信号成分を波長可変光フィルタ１１で取り出すことによってＤＧＤを測定することができる。

次に、変調方式がＮＲＺ−ＤＰＳＫ、ＲＺ−ＤＰＳＫ等の位相変調の場合は、搬送波及び側波帯から任意の波長帯域の光信号成分を波長可変光フィルタ１１で取り出すことによってＤＧＤを測定することができる。ここで、波長可変光フィルタ１１の波長を変化させながら、波長可変光フィルタ１１を透過する透過光の強度を測定し、波長可変光フィルタ１１のフィルタ波長をどのように設定すればよいかを予め求めておけばよい。

次に、本実施形態における偏波モード分散測定装置１０によるＤＧＤの計算例を示す。

第１の例として、４０ＧｂｐｓのＲＺ変調における計算例を挙げる。４０Ｇｂｐｓ（２５ｐｓ）の１０％（２．５ｐｓ）であるＤＧＤを搬送波と側波帯の周波数差（４０ＧＨｚ）で測定すると、式（９）より、Δθ＝Δτ・２π・Δｆであるから、Δτ＝２．５ｐｓ、Δｆ＝４０Ｇ（Ｈｚ）＝４×１０^１０（Ｈｚ）を代入すると、以下の結果が得られる。
Δθ＝２．５×１０^−１２×２π×４×１０^１０（ラジアン）
＝２π／１０（ラジアン）
＝３６（度）
また、上下の両側波帯間の周波数差（８０ＧＨｚ）でＤＧＤを測定した場合には、Δθ＝７２（度）となる。

第２の例として、１０ＧｂｐｓのＲＺ変調における計算例を挙げる。１０Ｇｂｐｓ（１００ｐｓ）の１０％（１０ｐｓ）であるＤＧＤを搬送波と側波帯の周波数差（１０ＧＨｚ）で測定すると、上記と同様に式（９）により以下の結果が得られる。
Δθ＝１０×１０^−１２×２π×１×１０^１０（ラジアン）
＝２π／１０（ラジアン）
＝３６（度）
また、上下の両側波帯間の周波数差（２０ＧＨｚ）でＤＧＤを測定した場合には、Δθ＝７２（度）となる。Δθ＝３６（度）や７２（度）の値は十分に測定可能な値であり、本実施の形態における偏波モード分散測定装置１０がＤＧＤを測定可能であることが理解できる。また、高次の側波帯成分を用いることで、より小さなＤＧＤの測定が可能である。

次に、本実施の形態における偏波モード分散測定装置１０の動作について図４に示すフローチャートを用いて説明する。

まず、制御部１３において、被測定光である光変調信号に対する測定波長を決定する（ステップＳ１１）。ここで、測定波長の決定は、例えば波長可変光フィルタ１１の透過波長を任意の波長ステップで可変しながら、全波長をモニタしたスペクトルに基づいて行うのが好ましい。ステップＳ１１においては、少なくとも３つの測定波長を決定する。

次いで、制御部１３により、波長可変光フィルタ１１を第１の測定波長に設定し（ステップＳ１２）、信号処理部１２により、ストークス信号検出部２０の出力信号から第１の測定波長のストークスパラメータを求める（ステップＳ１３）。

続いて、制御部１３により、波長可変光フィルタ１１を第２の測定波長に設定し（ステップＳ１４）、信号処理部１２により、ストークス信号検出部２０の出力信号から第２の測定波長のストークスパラメータを求める（ステップＳ１５）。

さらに、制御部１３により、波長可変光フィルタ１１を第３の測定波長に設定し（ステップＳ１６）、信号処理部１２により、ストークス信号検出部２０の出力信号から第３の測定波長のストークスパラメータを求める（ステップＳ１７）。

引き続き、信号処理部１２により、第１〜第３の測定波長のストークスパラメータからポアンカレ球上の円弧の回転角を求める（ステップＳ１８）。

そして、信号処理部１２により、式（９）に基づいて測定波長差及び円弧の回転角からＤＧＤを算出する（ステップＳ１９）。ここで、測定波長差は式（９）におけるΔｆから算出することができ、円弧の回転角は式（９）におけるΔθに対応する。

以上のように、本実施の形態における偏波モード分散測定装置１０によれば、波長可変光フィルタ１１は、入射された光変調信号から所定波長の光信号成分を取り出し、ストークス信号検出部２０は、波長可変光フィルタ１１が取り出した光信号成分のストークス信号を検出し、信号処理部１２は、ストークス信号検出部２０が検出した少なくとも３つの測定波長に係るストークス信号に基づいてストークスパラメータ（Ｓ_０、Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３）を算出し、算出したＳ_１、Ｓ_２、Ｓ_３を３軸とするポアンカレ球に３次元のストークスベクトルを表現してポアンカレ球上の円弧の回転角を求め、ＤＧＤを算出する構成としたので、従来のものとは異なり、専用の光源を用いることなく、実伝送路で伝送されている光信号のＤＧＤを測定することができる。

なお、本実施の形態における偏波モード分散測定装置１０の信号処理部１２に、被測定光のＤＧＤのデータを表示する表示装置を接続することにより、実伝送路で伝送されている光信号のＤＧＤを監視する偏波モード分散モニタとして機能させることができる。

以上のように、本発明に係る偏波モード分散測定装置は、実伝送路で伝送されている光信号のＤＧＤを測定することができるという効果を有し、光ファイバ内を伝播する光信号のＤＧＤを測定する偏波モード分散測定装置等として有用である。

本発明に係る偏波モード分散測定装置の一実施の形態における構成を示すブロック図本発明に係る偏波モード分散測定装置の一実施の形態において、ポアンカレ球に３次元のストークスベクトルを表現してポアンカレ球上に描かれる円弧を示す図本発明に係る偏波モード分散測定装置の一実施の形態において、光変調信号の各種変調フォーマットのスペクトルを示す図本発明に係る偏波モード分散測定装置の一実施の形態における動作を示すフローチャートＤＧＤの説明図

符号の説明

１０偏波モード分散測定装置
１１波長可変光フィルタ
１２信号処理部（偏波モード分散取得手段）
１３制御部
２０ストークス信号検出部
２１光分岐部
２２１／４波長板
２３（２３ａ〜２３ｄ）偏光子
２４（２４ａ〜２４ｄ）ＰＤ
２５（２５ａ〜２５ｄ）ＬＰＦ
２６（２６ａ〜２６ｄ）ＡＤ変換器

Claims

入力された光変調信号から任意の波長の光信号成分を取り出す波長可変光フィルタ（１１）と、前記光信号成分のストークスパラメータ（Ｓ_０、Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３）を求めるための信号を検出するストークス信号検出部（２０）と、該ストークス信号検出部（２０）の出力信号に基づいて互いに異なる少なくとも３つの波長の光信号成分のストークスパラメータを算出し前記光変調信号の直交偏波モード間の群遅延時間差（Δτ）を取得する偏波モード分散取得手段（１２）とを備えたことを特徴とする偏波モード分散測定装置。
前記偏波モード分散取得手段（１２）は、前記算出した３つの波長の光信号成分のストークスパラメータがポアンカレ球上で描く円弧の回転角（Δθ）に基づいて前記群遅延時間差（Δτ）を取得することを特徴とする請求項１に記載の偏波モード分散測定装置。
前記３つの波長の光信号成分は、前記光変調信号の搬送波信号成分、上側波帯信号成分及び下側波帯信号成分であることを特徴とする請求項２に記載の偏波モード分散測定装置。
前記光信号成分の進行方向と直交する所定の偏光方向を０°としたとき、前記ストークス信号検出部（２０）は、前記光信号成分の全光量（Ｓ_０）と、０°偏光成分と９０°偏光成分との光量差（Ｓ_１）と、４５°偏光成分と１３５°偏光成分との光量差（Ｓ_２）と、右円偏光成分と左円偏光成分との光量差（Ｓ_３）とをそれぞれ求めるための少なくとも４つの受光器（２４ａ〜２４ｄ）とを備えたことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の偏波モード分散測定装置。
前記光信号成分の進行方向と直交する所定の偏光方向を０°としたとき、前記ストークス信号検出部（２０）は、前記光信号成分の０°偏光成分又は９０°偏光成分の光量を検出する受光器（２４ａ）と、前記光信号成分の４５°偏光成分の光量を検出する受光器（２４ｂ）と、前記光信号成分の１３５°偏光成分の光量を検出する受光器（２４ｃ）と、前記光信号成分の右円偏光成分又は左円偏光成分の光量を検出する受光器（２４ｄ）とを備えたことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の偏波モード分散測定装置。