JP2012042385A - 分散測定装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】入力光のパルス幅より小さい伝搬時間差であっても分散測定できる装置を提供する。
【解決手段】発生部と、受信解析部と、演算部とを有する分散測定装置であって、前記発生部が、第１波長の光パルスと、前記第１波長と異なる第２波長の光パルスとを光伝送路に出力し、前記受信解析部が、前記光伝送路から、前記発生部から出力された光パルスを受信する受信部と、前記受信部が受信した光パルスに対して、ウェーブレット変換を行うウェーブレット変換部とを有し、前記演算部が、前記ウェーブレット変換の結果に基づいて前記受信解析部で受信された光パルスにおける前記第１波長の光パルスと前記第２波長の光パルスが光伝送路を伝搬したときの時間差を検出し、前記第１波長及び前記第２波長と前記伝搬時間差とに基づいて、前記光伝送路の分散を算出する分散測定装置とする。
【選択図】図４
【解決手段】発生部と、受信解析部と、演算部とを有する分散測定装置であって、前記発生部が、第１波長の光パルスと、前記第１波長と異なる第２波長の光パルスとを光伝送路に出力し、前記受信解析部が、前記光伝送路から、前記発生部から出力された光パルスを受信する受信部と、前記受信部が受信した光パルスに対して、ウェーブレット変換を行うウェーブレット変換部とを有し、前記演算部が、前記ウェーブレット変換の結果に基づいて前記受信解析部で受信された光パルスにおける前記第１波長の光パルスと前記第２波長の光パルスが光伝送路を伝搬したときの時間差を検出し、前記第１波長及び前記第２波長と前記伝搬時間差とに基づいて、前記光伝送路の分散を算出する分散測定装置とする。
【選択図】図４
Description
本発明は、光伝送路の分散測定装置に関する。
光伝送システムにおいて、光信号の伝送媒体となる光伝送路の分散を知ることが、システムの運営上、求められる。分散は、光伝送路を信号光が伝送されるとき、送信波長が有する波長成分により群速度が異なることによって生じるものであり、受信側で波形劣化を引き起こす。たとえば、光ファイバの伝送路中の分散を測定する方法として、光ファイバに波長が異なる２つの光パルスを同時に入射し、光ファイバの伝送路を通過後の光パルスの伝搬時間を測定する方法がある。
波長λ1及び波長λ2による光ファイバの分散ＤＬは、光ファイバ伝搬中の光パルスの波長と伝搬時間とから次の式で求められる。
図１は、分散測定の例を示す図である。図１の例では、送信側から、パルス幅ｗの、波長λ1及び波長λ2の光パルス（例えば、矩形波）が同時（Δｔ0＝０）に光ファイバに入
射され、受信側で、光ファイバの伝送路を通過後の光パルスが受信される。このとき、受信側の２つの光パルスの時間差をΔｔ1とすると、この光ファイバの分散は、式（１）の
ようになる。
射され、受信側で、光ファイバの伝送路を通過後の光パルスが受信される。このとき、受信側の２つの光パルスの時間差をΔｔ1とすると、この光ファイバの分散は、式（１）の
ようになる。
従来、分散測定の送信信号の光パルスとして矩形波が使用されていた。分散測定における伝搬時間の差が矩形波のパルス幅（ｗとする）より十分大きくない場合、２つの光パルスが重なり、２つの光パルスの伝搬時間の差を測定することが難しい。また、矩形波のパルス幅ｗを小さくすると、伝送路が有する分散そのものにより光パルスの波形が歪むため伝搬時間の差を測定することが難しい。さらに、矩形波のパルス幅ｗを小さくすると、ＳＮ比が低下するため、パルス幅ｗが小さい光パルスは長距離の分散測定に向かない。
光パルスのパルス幅ｗを大きくすると、ＳＮ比が向上するため、長距離の分散測定に適しているが、精度のよい測定が困難である。
また、受信側において光フィルタで波長毎に信号を分離する方法がある。この場合、複数の受信部が必要になり、装置が大きくなる。
図２は、分散測定における伝搬時間の差が光パルスの矩形波のパルス幅より小さい場合の例を示す図である。図２の例では、送信側から、パルス幅ｗの、波長λ1及び波長λ2の光パルス（矩形波）が同時（Δｔ0＝０）に光ファイバに入射され、受信側で、光ファイ
バの伝送路を通過後の光パルスが受信される。このとき、受信側の２つの光パルスの時間差Δｔ1が光パルスのパルス幅ｗより小さいため、時間差を測定することが難しい。した
がって、光ファイバの分散が求められない。
バの伝送路を通過後の光パルスが受信される。このとき、受信側の２つの光パルスの時間差Δｔ1が光パルスのパルス幅ｗより小さいため、時間差を測定することが難しい。した
がって、光ファイバの分散が求められない。
図３は、分散測定における光パルスの矩形波のパルス幅が小さい場合の例を示す図である。図３の例では、送信側から、パルス幅ｗが小さい波長λ1及び波長λ2の矩形波の光パルスが、同時（Δｔ0＝０）に光ファイバに入射され、受信側で、光ファイバの伝送路を
通過後の光パルスが受信される。パルス幅を小さくすると、光パルス自身が受ける分散の影響が大きくなり、波形が歪むため、２つの光パルスの時間差の測定が困難になる。
通過後の光パルスが受信される。パルス幅を小さくすると、光パルス自身が受ける分散の影響が大きくなり、波形が歪むため、２つの光パルスの時間差の測定が困難になる。
開示の装置は、光パルスのパルス幅より小さい伝搬時間差であっても分散測定できる装置を提供することを目的とする。
開示の分散測定装置は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用する。
即ち、第１の態様は、
発生部と、受信解析部と、演算部とを有する分散測定装置であって、
前記発生部が、第１波長の光パルスと、前記第１波長と異なる第２波長の光パルスとを光伝送路に出力し、
前記受信解析部が、
前記光伝送路から、前記発生部から出力された光パルスを受信する受信部と、
前記受信部が受信した光パルスに対して、ウェーブレット変換を行うウェーブレット変換部とを有し、
前記演算部が、前記ウェーブレット変換の結果に基づいて前記受信解析部で受信された光パルスにおける前記第１波長の光パルスと前記第２波長の光パルスが光伝送路を伝搬したときの時間差を検出し、前記第１波長及び前記第２波長と前記伝搬時間差とに基づいて、前記光伝送路の分散を算出する分散測定装置である。
発生部と、受信解析部と、演算部とを有する分散測定装置であって、
前記発生部が、第１波長の光パルスと、前記第１波長と異なる第２波長の光パルスとを光伝送路に出力し、
前記受信解析部が、
前記光伝送路から、前記発生部から出力された光パルスを受信する受信部と、
前記受信部が受信した光パルスに対して、ウェーブレット変換を行うウェーブレット変換部とを有し、
前記演算部が、前記ウェーブレット変換の結果に基づいて前記受信解析部で受信された光パルスにおける前記第１波長の光パルスと前記第２波長の光パルスが光伝送路を伝搬したときの時間差を検出し、前記第１波長及び前記第２波長と前記伝搬時間差とに基づいて、前記光伝送路の分散を算出する分散測定装置である。
開示の実施形態によれば、入力光の光パルス幅より小さい伝搬時間差であっても精度よく分散測定できる装置を提供できる。
以下、図面を参照して実施形態について説明する。実施形態の構成は例示であり、開示の実施形態の構成に限定されない。
〔実施形態〕
本実施形態における分散測定装置は、送信側で、光パルスをウェーブレットを使用して生成する。本実施形態における分散測定装置は、受信側で、ウェーブレット解析を行うことで、分散測定をする。
本実施形態における分散測定装置は、送信側で、光パルスをウェーブレットを使用して生成する。本実施形態における分散測定装置は、受信側で、ウェーブレット解析を行うことで、分散測定をする。
（ウェーブレット変換）
ウェーブレット変換は、周波数解析方法の１つである。ウェーブレット（Wavelet）変
換は局所的な関数から作られる相似関数系を規定しているため、フーリエ変換とは異なり時間・周波数同時分解が可能になる。時間・周波数変換が可能な例として、窓関数を用いたフーリエ変換が知られている。窓関数を用いたフーリエ変換では、窓関数の選び方により時間分解能、周波数分解能が、ともに固定される。これに対して、ウェーブレット変換は、低い周波数に対して低い時間分解能、高い周波数に対して高い時間分解能を持つという特徴を有する。
ウェーブレット変換は、周波数解析方法の１つである。ウェーブレット（Wavelet）変
換は局所的な関数から作られる相似関数系を規定しているため、フーリエ変換とは異なり時間・周波数同時分解が可能になる。時間・周波数変換が可能な例として、窓関数を用いたフーリエ変換が知られている。窓関数を用いたフーリエ変換では、窓関数の選び方により時間分解能、周波数分解能が、ともに固定される。これに対して、ウェーブレット変換は、低い周波数に対して低い時間分解能、高い周波数に対して高い時間分解能を持つという特徴を有する。
信号ｘ（ｔ）に対するウェーブレット変換Ｔは、マザーウェーブレットをψとすると、次式で与えられる。
ウェーブレット変換Ｔ（ａ，ｂ）は、信号ｘ（ｔ）とウェーブレットψ（（ｔ−ｂ）／ａ）との相関が高い場合に、大きな値となる。即ち、Ｔ（ａ，ｂ）は、信号ｘ（ｔ）が、あるタイミング（時刻ｔ＝ｂ）で、ある周波数（１／ａに相当する周波数）成分を含む場合に、大きな値となる。
マザーウェーブレットψがメキシカンハット型である場合、次式のように表される。
本実施形態で使用されるマザーウェーブレット（ウェーブレットともいう）は、メキシカンハット型に限定されない。
（基本構成）
図４は、実施形態の分散測定装置の基本構成例を示す図である。分散測定装置１０は、発生部１００、受信解析部５００、及び、演算部６００を含む。発生部１００と、受信解析部５００とは、光伝送路を介して接続される。光伝送路は、たとえば、伝送媒体として光ファイバを用いることができるが、光を伝送できる媒体であればなんでもよい。
図４は、実施形態の分散測定装置の基本構成例を示す図である。分散測定装置１０は、発生部１００、受信解析部５００、及び、演算部６００を含む。発生部１００と、受信解析部５００とは、光伝送路を介して接続される。光伝送路は、たとえば、伝送媒体として光ファイバを用いることができるが、光を伝送できる媒体であればなんでもよい。
発生部１００は、ウェーブレットパルス信号を生成し、互いに異なる周波数の搬送波に変調し、合成して、光ファイバに入射する。
受信解析部５００は、発生部１００からの信号を、光ファイバを介して、受信し、解析する。受信解析部５００は、受信部５１０及び解析部５２０を有する。受信部５１０は、発生部１００からの光パルスを光ファイバを介して受信し、増幅して、解析部５２０に出力する。解析部５２０は、受信部５１０から入力された信号を、Ａ／Ｄ（Analog to Digital）変換し、ウェーブレット解析を行う。
演算部６００は、受信解析部５００の解析結果に基づいて、光ファイバの分散値を算出する。演算部６００は、発生部１００及び受信解析部５００に接続される。演算部６００は、伝搬時間差算出部６１０、及び、記憶部６２０を有する。
（発生部の構成例）
図５は、分散測定装置の発生部の構成例を示す図である。図５の分散測定装置１０の発生部１００は、ウェーブレットタイプ設定部１１０、ウェーブレットパルス生成部１２０、第１パルジェネレータ１３１、第２パルスジェネレータ１３２、第１ドライバ１４１、第２ドライバ１４２を有する。また、発生部１００は、第１光源１５１、第２光源１５２、第１変調器１６１、第２変調器１６２、合波器１７０を有する。発生部１００は、２つの変調器（光変調器）を含む。ウェーブレットタイプ設定部１１０、ウェーブレットパルス生成部１２０は、例えば、コンピュータ上で実行されるソフトウェア、又は、専用のＤＳＰ（Digital Signal Processor）として実現される。
図５は、分散測定装置の発生部の構成例を示す図である。図５の分散測定装置１０の発生部１００は、ウェーブレットタイプ設定部１１０、ウェーブレットパルス生成部１２０、第１パルジェネレータ１３１、第２パルスジェネレータ１３２、第１ドライバ１４１、第２ドライバ１４２を有する。また、発生部１００は、第１光源１５１、第２光源１５２、第１変調器１６１、第２変調器１６２、合波器１７０を有する。発生部１００は、２つの変調器（光変調器）を含む。ウェーブレットタイプ設定部１１０、ウェーブレットパルス生成部１２０は、例えば、コンピュータ上で実行されるソフトウェア、又は、専用のＤＳＰ（Digital Signal Processor）として実現される。
ウェーブレットタイプ設定部１１０は、作成するウェーブレットパルスのタイプ、次数、パルス幅等をウェーブレットパルス生成部１２０に指示する。ウェーブレットタイプ設定部１１０は、利用者等から、作成するウェーブレットパルスのタイプ（形状）、次数、パルス幅等を受付ける。
ウェーブレットパルス生成部１２０は、ウェーブレットタイプ設定部１１０から指示されたウェーブレットパルスを生成する。ウェーブレットパルス生成部１２０は、記憶部１２５に格納されるパラメータテーブルから、ウェーブレットパルスを生成するためのパラメータを抽出する。ウェーブレットタイプ設定部１２０は、抽出したパラメータに基づい
て、ウェーブレットパルス（の波形）を生成する。ウェーブレットパルス生成部１２０は、生成したウェーブレットパルスを、第１パルスジェネレータ１３１及び第２パルスジェネレータ１３２に出力する。同一のウェーブレットパルスが、第１パルスジェネレータ１３１及び第２パルスジェネレータ１３２に出力される。ウェーブレットパルス生成部１２０は、算出したウェーブレットパルスに、所定のオフセット値を加算したものをウェーブレットパルスとする。所定のオフセット値は、第１パルスジェネレータ１３１に入力されるウェーブレットパルスが負の値にならない一定の値とする。即ち、所定のオフセット値は、算出されたウェーブレットパルスの最低値が負である場合、当該最低値の絶対値以上の値となる。また、所定のオフセット値は、算出されたウェーブレットパルスの最低値が正である場合、所定のオフセット値は０でもよい。所定のオフセット値が加算されないと第１変調器１６１で変調される光の振幅が負に制御され正常でない変調信号となるため、所定のオフセット値が加算される。また、ウェーブレットパルス生成部１２０が所定のオフセット値を加算せずに、ウェーブレットパルス生成部１２０が第１変調器１６１で所定のオフセット値に相当する直流バイアスが加算されるように第１変調器１６１に指示してもよい。ウェーブレットパルス生成部１２０は、演算部６００に、第１光源１５１及び第２光源１５２の光の波長の情報を送信する。また、ウェーブレットパルス生成部１２０は、演算部６００を介して、受信解析部５００に、生成したウェーブレットパルスの形状等の情報を送信してもよい。
て、ウェーブレットパルス（の波形）を生成する。ウェーブレットパルス生成部１２０は、生成したウェーブレットパルスを、第１パルスジェネレータ１３１及び第２パルスジェネレータ１３２に出力する。同一のウェーブレットパルスが、第１パルスジェネレータ１３１及び第２パルスジェネレータ１３２に出力される。ウェーブレットパルス生成部１２０は、算出したウェーブレットパルスに、所定のオフセット値を加算したものをウェーブレットパルスとする。所定のオフセット値は、第１パルスジェネレータ１３１に入力されるウェーブレットパルスが負の値にならない一定の値とする。即ち、所定のオフセット値は、算出されたウェーブレットパルスの最低値が負である場合、当該最低値の絶対値以上の値となる。また、所定のオフセット値は、算出されたウェーブレットパルスの最低値が正である場合、所定のオフセット値は０でもよい。所定のオフセット値が加算されないと第１変調器１６１で変調される光の振幅が負に制御され正常でない変調信号となるため、所定のオフセット値が加算される。また、ウェーブレットパルス生成部１２０が所定のオフセット値を加算せずに、ウェーブレットパルス生成部１２０が第１変調器１６１で所定のオフセット値に相当する直流バイアスが加算されるように第１変調器１６１に指示してもよい。ウェーブレットパルス生成部１２０は、演算部６００に、第１光源１５１及び第２光源１５２の光の波長の情報を送信する。また、ウェーブレットパルス生成部１２０は、演算部６００を介して、受信解析部５００に、生成したウェーブレットパルスの形状等の情報を送信してもよい。
ウェーブレットパルス生成部１２０が生成するパルスの波形は、ウェーブレットに限定されず、例えば、矩形波が使用されてもよい。
記憶部１２５は、ウェーブレットパルス生成部１２０がウェーブレットパルスを生成するためのパラメータを含むパラメータテーブルを格納する。記憶部１２５は、例えば、メモリ、ハードディスクドライブとして実現される。
第１パルスジェネレータ１３１は、ウェーブレットパルス生成部１２０からウェーブレットパルスを受信する。第１パルスジェネレータ１３１は、受信したウェーブレットパルスを、デジタル信号からアナログ信号に、Ｄ／Ａ（Digital to Analog）変換する。第１
パルスジェネレータ１３１は、アナログ信号に変換されたウェーブレットパルスを、第１ドライバに出力する。
パルスジェネレータ１３１は、アナログ信号に変換されたウェーブレットパルスを、第１ドライバに出力する。
第１ドライバ１４１は、第１パルスジェネレータ１３１からウェーブレットパルスを受信する。第１ドライバ１４１は、受信したウェーブレットパルスを、第１変調器１６１に、タイミングを制御して出力する。
第１光源１５１は、所定の波長λ１の光を、変調器１６１に出力する。第１光源１５１が出力する光の波長は、ウェーブレットパルス生成部１２０によって指定され得る。第１光源１５１として、例えば、半導体レーザが使用される。
第１変調器１６１は、第１ドライバ１４１から入力されたウェーブレットパルスの信号の波形に応じて、第１光源１５１からの波長λ１の光を、振幅変調する。第１変調器１６１が光に対し制御を加える方法として、例えば、半導体の電界吸収効果、電気光学効果が、挙げられる。変調器１６１として、例えば、半導体光変調器、ＬＮ変調器が使用される。
第２パルスジェネレータ１３２、第２ドライバ１４２、第２光源１５２、及び、第２変調器１６２は、それぞれ、第１パルスジェネレータ１３１、第１ドライバ１４１、第１光源１５１、及び、第１変調器１６１と、同様に動作する。ただし、第２光源１５２は、所定の波長λ２の光を出力する。ここで、波長λ１と波長λ２とは、互いに異なる波長であ
る。
る。
合波器１７０は、第１変調器１６１の出力及び第２変調器１６２の出力を合成し、光ファイバに入射する。これにより、光ファイバには、同じ波形の波長λ１の光及び波長λ２の光が入射される。
光ファイバに同じ波形で波長の異なる光が同時に入射されることで、発生部１００では、パルスの時間差を測定する構成が設けられなくてもよい。また、例えば、第１変調器１６１の出力を既知の長さの伝送路に通して、波長λ１の光と波長λ２の光とに既知の時間差を与えてもよい。この既知の時間差と、受信側で検出される時間差とから、真の伝搬時間差が求められてもよい。
（受信解析部の構成例）
図６は、受信解析部の構成例を示す図である。受信解析部５００は、受信部５１０及び解析部５２０を有する。受信部５１０は、受光部５１１、増幅部５１２を有する。解析部５２０は、ＤＣ（Direct Current）カット部５２１、Ａ／Ｄ変換部５２２、ウェーブレット解析演算部５２３、入出力ＩＦ部５２４、記憶部５２５を有する。
図６は、受信解析部の構成例を示す図である。受信解析部５００は、受信部５１０及び解析部５２０を有する。受信部５１０は、受光部５１１、増幅部５１２を有する。解析部５２０は、ＤＣ（Direct Current）カット部５２１、Ａ／Ｄ変換部５２２、ウェーブレット解析演算部５２３、入出力ＩＦ部５２４、記憶部５２５を有する。
受信部５１０の受光部５１１は、発生部１００からの光を、光ファイバを介して受信する。受光部５１１は、受信したパルス光を電気信号に変換して増幅部５１２に出力する。受光部５１０として、例えば、フォトダイオード、ＰＩＮフォトダイオード等が使用される。
増幅部５１２は、受光部５１１から出力される電気信号を増幅し、解析部５２０に出力する。
解析部５２０のＤＣカット部５２１は、受信部５１０の増幅部５１２から入力された信号の直流（ＤＣ）成分をカットする。ＤＣカット部５２１は、省略されてもよい。ウェーブレット解析の際、直流成分はほとんど考慮されないからである。
Ａ／Ｄ変換部５２２は、アナログ信号からデジタル信号に、入力された信号を変換する。
ウェーブレット解析演算部５２３は、Ａ／Ｄ変換部５２２から入力された信号を、記憶部５２５に格納する。また、ウェーブレット解析演算部５２３は、記憶部５２５に格納された信号に対し、上記の式（２）に基づいて、ウェーブレット変換を行う。ウェーブレット解析演算部５２３は、少なくとも、発生部１００から送信された信号が、受信される期間において、式（２）に基づいて、ウェーブレット変換を行う。ウェーブレット解析演算部５２３は、発生部１００から演算部６００を介して、光ファイバに入射された光パルスのウェーブレットの形状等の情報を受信してもよい。ウェーブレット解析演算部５２３が入射された光パルスのウェーブレットの形状（タイプ）を使用してウェーブレット変換をすることで、式（２）におけるＴの値が大きくなる。入射された光パルスのウェーブレットの形状を使用してウェーブレット変換を行うことで、受信信号とウェーブレットとの相関が高くなるため、式（２）におけるＴの値が大きくなる。換言すれば、光伝送路に配置された光増幅器などによる雑音の影響が低減される。よって、雑音の影響が低減されることで、精度のよい分散の測定が可能となる。
また、発生部１００から光ファイバに入射される光パルスをウェーブレットとした場合、光パルスを矩形波とした場合に比べ、受信信号とウェーブレットとの相関が高くなるため、式（２）におけるＴの値が大きくなる。よって、光ファイバに入射される光パルスを
矩形波ではなくウェーブレット波形とすることで、光伝送路上に配置された光増幅器などが発生する雑音の影響が低減される。
矩形波ではなくウェーブレット波形とすることで、光伝送路上に配置された光増幅器などが発生する雑音の影響が低減される。
ウェーブレット解析演算部５２３は、例えば、コンピュータ上で実行されるソフトウェア、又は、専用のＤＳＰ（Digital Signal Processor）として実現される。
記憶部５２５は、Ａ／Ｄ変換部５２２によってデジタル信号に変換された信号を、格納する。記憶部５２５は、ウェーブレット解析演算部５２３によるウェーブレット変換の結果を格納する。記憶部５２５は、ウェーブレット変換の際に使用されるパラメータ等が格納される。記憶部５２５は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＦＬＡＳＨメモリ、ハードディスクドライブなどを用いて実現してよい。
入出力ＩＦ部５２４は、演算部６００等との間で、情報の入出力を行う。
（演算部の構成例）
演算部６００は、受信解析部５００によるウェーブレット変換の結果に基づいて、光ファイバの分散の算出を行う。演算部６００は、伝搬時間差算出部６１０、及び、記憶部６１０を有する。
演算部６００は、受信解析部５００によるウェーブレット変換の結果に基づいて、光ファイバの分散の算出を行う。演算部６００は、伝搬時間差算出部６１０、及び、記憶部６１０を有する。
演算部６００の伝搬時間差算出部６１０は、発生部１００から光ファイバに入射された光の波長の情報を受信する。伝搬時間差算出部６１０は、受信した光の波長の情報を記憶部６２０に格納する。伝搬時間差算出部６１０は、発生部１００から光ファイバに入射された光パルスのウェーブレットの形状等の情報を受信し、記憶部６２０に格納してもよい。伝搬時間差算出部６１０は、発生部１００から受信した光ファイバに入射された光パルスのウェーブレットの形状等の情報を受信解析部５００に送信してもよい。
伝搬時間差算出部６１０は、受信解析部５００からウェーブレット変換の結果を受信し、記憶部６２０に格納する。伝搬時間差算出部６１０は、受信したウェーブレット変換の結果に基づいて、受信解析部５００が受信した２つの光パルスの時間差を検出する。ウェーブレット変換の結果から２つの光パルスの時間差を検出する方法については、後述する。伝搬時間差算出部６１０は、光ファイバに入射された２つの光の波長及び光ファイバから受信された２つの光パルスの時間差から、式（１）に基づいて、光ファイバの分散を算出する。演算部６００は、例えば、コンピュータ上で実行されるソフトウェア、又は、専用のＤＳＰ（Digital Signal Processor）として実現される。
（発生部の変形例１）
図７は、分散測定装置の発生部の変形例１を示す図である。図７の例では、図４の発生部１００の代わりに、発生部２００が使用される。発生部２００は、発生部１００と共通点を有する。ここでは、主に相違点について説明する。発生部２００は、１つの変調器を有する点で、発生部１００と主に異なる。
図７は、分散測定装置の発生部の変形例１を示す図である。図７の例では、図４の発生部１００の代わりに、発生部２００が使用される。発生部２００は、発生部１００と共通点を有する。ここでは、主に相違点について説明する。発生部２００は、１つの変調器を有する点で、発生部１００と主に異なる。
図７の発生部２００は、ウェーブレットタイプ設定部２１０、ウェーブレットパルス生成部２２０、パルジェネレータ２３０、ドライバ２４０を有する。また、発生部２００は、第１光源２５１、第２光源２５２、変調器２６０、合波器２７０を有する。
ウェーブレットパルス生成部２２０は、ウェーブレットタイプ設定部２１０から指示されたウェーブレットパルスを生成する。ウェーブレットパルス生成部２２０は、記憶部２２５に格納されるパラメータテーブルから、ウェーブレットパルスを算出するためのパラメータを抽出する。ウェーブレットタイプ設定部２２０は、抽出したパラメータに基づいて、ウェーブレットパルス（の波形）を生成する。ウェーブレットタイプ設定部２２０は
、生成したウェーブレットパルスを、パルスジェネレータ２３０に出力する。
、生成したウェーブレットパルスを、パルスジェネレータ２３０に出力する。
ウェーブレットパルス生成部２２０が生成するパルスの波形は、ウェーブレットに限定されず、例えば、矩形波が使用されてもよい。
ドライバ２４０は、パルスジェネレータ２３０からウェーブレットパルスを受信する。ドライバ２４０は、受信したウェーブレットパルスを、変調器２６０に、タイミングを制御して出力する。
第１光源２５１は、所定の波長λ１の光を、合波器２７０に出力する。同様に、第２光源２５２は、所定の波長λ２の光を、合波器２７０に出力する。
合波器２７０は、第１光源２５１からの波長λ１の光、及び第２光源２５２からの波長λ２の光を合成し、変調器２６０に出力する。
変調器２６０は、ドライバ２４０から入力されたウェーブレットパルスの信号の波形に応じて、合波器２７０からの光を、振幅変調する。変調器２６０は、変調した光を、光ファイバに入射する。これにより、光ファイバには、同じ波形の波長λ１の光及び波長λ２の光が入射される。
発生部２００によれば、変調器を１つにすることができ、発生部の構成が、発生部１００に比べて簡素化される。
（発生部の変形例２）
図８は、分散測定装置の発生部の変形例２を示す図である。図８の例では、図４の発生部１００の代わりに、発生部３００が使用される。発生部３００は、発生部１００と共通点を有する。ここでは、主に相違点について説明する。発生部３００は、変調器を有さない点で、発生部１００と主に異なる。発生部３００は、直接変調を行う。
図８は、分散測定装置の発生部の変形例２を示す図である。図８の例では、図４の発生部１００の代わりに、発生部３００が使用される。発生部３００は、発生部１００と共通点を有する。ここでは、主に相違点について説明する。発生部３００は、変調器を有さない点で、発生部１００と主に異なる。発生部３００は、直接変調を行う。
図８の発生部３００は、ウェーブレットタイプ設定部３１０、ウェーブレットパルス生成部３２０、第１パルジェネレータ３３１、第２パルジェネレータ３３２、第１ドライバ３４１、第２ドライバ３４２を有する。また、発生部３００は、第１光源３５１、第２光源３５２、合波器３７０を有する。
ウェーブレットパルス生成部３２０は、算出したウェーブレットパルスに、所定のオフセット値を加算したものをウェーブレットパルスとする。所定のオフセット値は、第１パルスジェネレータ３３１に入力されるウェーブレットパルスが負の値にならない一定の値とする。
ウェーブレットパルス生成部３２０が生成するパルスの波形は、ウェーブレットに限定されず、例えば、矩形波が使用されてもよい。
第１ドライバ３４１は、第１パルスジェネレータ３３１からウェーブレットパルスを受信する。第１ドライバ３４１は、受信したウェーブレットパルスを、第１光源３５１に、タイミングを制御して出力する。
第１光源３５１は、第１ドライバ３４１から入力されたウェーブレットパルスの信号の波形に応じた振幅で駆動パワーを変調し、波長λ１の光を出力する。
第２パルスジェネレータ３３２、第２ドライバ３４２、及び、第２光源３５２は、それ
ぞれ、第１パルスジェネレータ３３１、第１ドライバ３４１、及び、第１光源３５１と、同様に動作する。ただし、第２光源３５２は、所定の波長λ２の光を出力する。
ぞれ、第１パルスジェネレータ３３１、第１ドライバ３４１、及び、第１光源３５１と、同様に動作する。ただし、第２光源３５２は、所定の波長λ２の光を出力する。
合波器３７０は、第１光源３５１からの光及び第２光源３５２からの光を合成し、光ファイバに入射する。
発生部３００によれば、光変調器を使用しなくてもよく、発生部の構成が、発生部１００及び発生部２００に比べて簡素化される。
〈波形の例〉
発生部１００等で生成される送信波形の例、又は、受信解析部５００で受信される受信波形の例を示す。以下、発生部１００が生成する送信波形について説明するが、発生部１００の代わりに、発生部２００、又は、発生部３００が使用された場合も、同様である。
発生部１００等で生成される送信波形の例、又は、受信解析部５００で受信される受信波形の例を示す。以下、発生部１００が生成する送信波形について説明するが、発生部１００の代わりに、発生部２００、又は、発生部３００が使用された場合も、同様である。
（送信波形の例１）
図９は、発生部で生成される送信波形と、送信波形のウェーブレット変換の例を示す図である。
図９は、発生部で生成される送信波形と、送信波形のウェーブレット変換の例を示す図である。
図９の上の図は、発生部１００から光ファイバに入射される光パルス（ウェーブレットパルス）の波形（送信波形）の例を示す図である。図９の上の図の横軸は時間であり、縦軸は光の強度である。図９の上の図のウェーブレットパルスのパルス幅は、１６ｐｓである。図９の上の図のウェーブレットパルスは、２つの波長のパルスが含まれるが、２つのパルスの時間差が０であるため、２つのパルスは１つのパルスのように見える。
図９の下の図は、発生部１００から光ファイバに入射される光パルスを、ウェーブレット変換した例の図である。図９の下の図の横軸は時間であり、縦軸は周波数である。図９の下の図の横軸は、図９の上の図の横軸と共通である。周波数を一定として時間軸方向に見ると、３個のピークが存在することが分かる。このピークは、式（２）のＴの値が大きいことを示す。また、この３つのピークのうち、中心のピークの位置（時刻）は、図９の上の図の送信波形のピークの位置と一致する。即ち、中心のピークは、当該ピークの位置（時刻）において、送信信号とウェーブレットとの相関が高いことを示す。
（受信波形の例１）
図１０は、受信解析部の受光部で受信される受信波形と、受信解析部の解析部による受信波形のウェーブレット変換の例を示す図である。
図１０は、受信解析部の受光部で受信される受信波形と、受信解析部の解析部による受信波形のウェーブレット変換の例を示す図である。
図１０の上の図は、光ファイバから受信される光パルス（ウェーブレットパルス）の波形（受信波形）の例を示す図である。図９の上の図の横軸は時間であり、縦軸は光の強度である。図１０の上の図のウェーブレットパルスのパルス幅は、１６ｐｓである。図１０の上の図のウェーブレットパルスは、２つの波長のパルスが含まれる。２つのパルスは、発生部から同時に光ファイバに入射されたが、光ファイバの分散により時間差が発生している。図１０の上の図の例では、光パルスの時間差は、４０ｐｓである。この時間差は、パルス幅よりも十分大きい。
図１０の下の図は、光ファイバから受信される光パルスを、解析部５２０でウェーブレット変換した例の図である。図１０の下の図の横軸は時間であり、縦軸は周波数である。図１０の下の図の横軸は、図１０の上の図の横軸と共通である。時間軸方向に見ると、低周波数（低次成分）から高周波数（高次成分）に渡って、左から２番目のピークの位置と、右から２番目のピークの位置が、それぞれ、受信波形のピークの位置に対応していることが分かる。ピークは、ピークの位置（時刻）において、受信波形とウェーブレットの波
形との相関が高いことを示す。即ち、ウェーブレット変換した結果において、左から２番目のピークの位置と右から２番目のピークの位置との間隔が、光パルスの時間差に対応する。演算部６００は、ウェーブレット変換した結果において、左から２番目のピークの位置と右から２番目のピークの位置とを検出し、その時間差を測定することにより、２つの光パルスの時間差を算出することができる。
形との相関が高いことを示す。即ち、ウェーブレット変換した結果において、左から２番目のピークの位置と右から２番目のピークの位置との間隔が、光パルスの時間差に対応する。演算部６００は、ウェーブレット変換した結果において、左から２番目のピークの位置と右から２番目のピークの位置とを検出し、その時間差を測定することにより、２つの光パルスの時間差を算出することができる。
（受信波形の例２）
図１１は、受信解析部の受光部で受信される受信波形と、受信解析部の解析部による受信波形のウェーブレット変換の例を示す図である。図１１の例では、図１０の例と比べて、光パルスの時間差に対する光パルスのパルス幅の比が、小さい。
図１１は、受信解析部の受光部で受信される受信波形と、受信解析部の解析部による受信波形のウェーブレット変換の例を示す図である。図１１の例では、図１０の例と比べて、光パルスの時間差に対する光パルスのパルス幅の比が、小さい。
図１１の上の図のウェーブレットパルスのパルス幅は、４．５ｐｓである。図１１の上の図のウェーブレットパルスは、２つの波長のパルスが含まれる。２つのパルスは、発生部から同時に光ファイバに入射されたが、光ファイバの分散により時間差が発生している。図１０の上の図の例では、光パルスの時間差は、３ｐｓである。
図１１の下の図は、光ファイバから受信される光パルスを、解析部５２０でウェーブレット変換した例の図である。図１１の下の図の横軸は、図１１の上の図の横軸と共通である。時間軸方向に見ると、低周波数（低次成分）では、３個のピークが存在する。高周波数（高次成分）では、５個又は６個のピークが存在する。高周波数における、左から２番目のピークの位置と、右から２番目のピークの位置とが、それぞれ、受信波形のピークの位置に対応していることが分かる。即ち、ウェーブレット変換した結果において、高周波数における、左から２番目のピークの位置と右から２番目のピークの位置との間隔が、光パルスの時間差に対応する。ピークは、ピークの位置（時刻）及び周波数において、受信波形とウェーブレットの波形との相関が高いことを示す。即ち、ピークの位置（時刻）において発生部１００からの信号が受信されたことが想定される。よって、ウェーブレット変換した結果において、高周波数における、左から２番目のピークの位置と右から２番目のピークの位置との間隔を測定することにより、光パルスの時間差が検出される。演算部６００は、ウェーブレット変換した結果において、高周波数における左から２番目のピークの位置と右から２番目のピークの位置とを検出し、その時間差を測定することにより、２つの光パルスの時間差を算出することができる。高い周波数の成分から時間差が算出されるのは、ウェーブレット変換の性質により、高い周波数に対して高い時間分解能を有するからである。
（受信波形の例３）
図１２は、受信解析部の受光部で受信される受信波形と、受信解析部の解析部による受信波形のウェーブレット変換の例を示す図である。図１２の例では、光パルスの時間差が小さく、２つの光パルスが重なっている。
図１２は、受信解析部の受光部で受信される受信波形と、受信解析部の解析部による受信波形のウェーブレット変換の例を示す図である。図１２の例では、光パルスの時間差が小さく、２つの光パルスが重なっている。
図１２の上の図のウェーブレットパルスの送信時のパルス幅は、１６ｐｓである。図１２の上の図のウェーブレットパルスは、２つの波長のパルスが含まれる。２つのパルスは、発生部から同時に光ファイバに入射され、光ファイバの分散により時間差が発生している。この光パルスの時間差は、計算値で、１０．１ｐｓである。この時間差は、光パルスのパルス幅よりも小さい。よって、受信側で、２つの光パルスが重なっている。この場合、受信波形から２つの光パルスの時間差を検出することはできない。
図１２の下の図は、光ファイバから受信される光パルスを、解析部５２０でウェーブレット変換した例の図である。図１２の下の図の横軸は、図１２の上の図の横軸と共通である。時間軸方向に見ると、高周波数（高次成分）では、４個又は５個のピークが存在する。高周波数における、左から２番目のピークの位置と右から２番目のピークの位置との間
隔が、光パルスの時間差に対応する。ここでは、左から２番目のピークの位置と右から２番目のピークの位置との間隔は、１４ｐｓである。これは、光パルスの時間差に対応する。演算部６００は、ウェーブレット変換の結果を使用することにより、受信された２つの光パルスの時間差が光パルスのパルス幅より小さい場合であっても、２つの光パルスの時間差が検出される。
隔が、光パルスの時間差に対応する。ここでは、左から２番目のピークの位置と右から２番目のピークの位置との間隔は、１４ｐｓである。これは、光パルスの時間差に対応する。演算部６００は、ウェーブレット変換の結果を使用することにより、受信された２つの光パルスの時間差が光パルスのパルス幅より小さい場合であっても、２つの光パルスの時間差が検出される。
〈パルスの伝搬時間差の算出の例〉
パルスの伝搬時間差の算出の手順は、例えば、次のように行う。
パルスの伝搬時間差の算出の手順は、例えば、次のように行う。
受信解析部５００のウェーブレット解析演算部５２３は、受信した信号を、式（２）に基づいて、ウェーブレット変換する。受信解析部５００は、演算部６００にウェーブレット変換の結果を送信する。
演算部６００の伝搬時間差算出部６１０は、受信解析部５００から受信したウェーブレット変換の結果に基づいて、時間対周波数マップを作成する。この時、時間ステップをΔｔ、周波数ステップをΔｆとする。
伝搬時間差算出部６１０は、作成した時間対周波数マップの高周波成分から、周波数領域に対して一定間隔（Δｆ）ごとに切り出し、周波数ごとの、全時間幅に対しての一次元データを取得する。ある周波数の一次元データにおいて、数値の大きいところが当該周波数の成分が強いことを意味する。伝搬時間差算出部６１０は、周波数ごとに、一次元データを１次元グラフに変換する。
伝搬時間差算出部６１０は、一次元グラフにおいて、ピークが４つ以上になる、各周波数における１次元グラフを探索する。このとき、伝搬時間差算出部６１０は、周波数が低い１次元グラフから探索しても、周波数が高い１次元グラフから探索してもよい。
伝搬時間差算出部６１０は、ピークが４つ以上の１次元グラフが得られた場合に、当該ピーク位置の時間成分が最も小さいものから２番目と最も大きいものから２番目の２点の時間を抽出し、それぞれ、ｔ１、ｔ２とする。伝搬時間差算出部６１０は、ｔ２−ｔ１をパルスの伝搬時間差として記録し、記憶部６２０に格納する。
ピーク位置の時間成分が最も小さいものから２番目と最も大きいものから２番目の２点の時間を抽出して伝搬時間差を得るのは、次のような理由による。ピークは周波数成分が強いところに現れるが、wavelet変換後の画像からもわかるように、パルスの振幅が小さ
いところにも現れている。例えば、２つのパルス間に十分な時間差がある場合、１つのパルスの前後の時間にもピークがあることが確認できる。パルスの前後の時間のピークは、それぞれ、パルスの増加部分（パルスの中心より左側）、及び、パルスの減少部分（パルスの中心より右側）に対応する周波数成分を、示していると考えられる。よって、時間軸で見た時に最左端と最右端のピークは、それぞれ、最初に観測点に到達するパルスの前の部分と、次に到達するパルスの後の部分を示していることになる。そのため、時間成分が最も小さいものから２番目のピークと最も大きいのものから２番目のピークとの２点の時間差から、２つのパルスの伝搬時間差を得ることができる。
いところにも現れている。例えば、２つのパルス間に十分な時間差がある場合、１つのパルスの前後の時間にもピークがあることが確認できる。パルスの前後の時間のピークは、それぞれ、パルスの増加部分（パルスの中心より左側）、及び、パルスの減少部分（パルスの中心より右側）に対応する周波数成分を、示していると考えられる。よって、時間軸で見た時に最左端と最右端のピークは、それぞれ、最初に観測点に到達するパルスの前の部分と、次に到達するパルスの後の部分を示していることになる。そのため、時間成分が最も小さいものから２番目のピークと最も大きいのものから２番目のピークとの２点の時間差から、２つのパルスの伝搬時間差を得ることができる。
〈発生部、受信解析部、演算部の具体的構成例〉
発生部１００、発生部２００、発生部３００、受信解析部５００、及び、演算部６００は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ、Personal Computer）のような汎用のコンピュータ
またはサーバマシンのような専用のコンピュータを使用して実現可能である。発生部１００、発生部２００、発生部３００、受信解析部５００、及び、演算部６００は、携帯端末のような専用または汎用のコンピュータ、あるいは、コンピュータを搭載した電子機器を
使用して実現可能である。
発生部１００、発生部２００、発生部３００、受信解析部５００、及び、演算部６００は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ、Personal Computer）のような汎用のコンピュータ
またはサーバマシンのような専用のコンピュータを使用して実現可能である。発生部１００、発生部２００、発生部３００、受信解析部５００、及び、演算部６００は、携帯端末のような専用または汎用のコンピュータ、あるいは、コンピュータを搭載した電子機器を
使用して実現可能である。
図１６は、情報処理装置の例を示す図である。コンピュータ、すなわち、情報処理装置は、プロセッサ、主記憶装置、及び、二次記憶装置や、通信インタフェース装置のような周辺装置とのインタフェース装置（Ｉ／Ｆ装置）を含む。主記憶装置及び二次記憶装置は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
コンピュータは、プロセッサが記録媒体に記憶されたプログラムを主記憶装置の作業領域にロードして実行し、プログラムの実行を通じて周辺機器が制御されることによって、所定の目的に合致した機能を実現することができる。
プロセッサは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＤＳＰ（Data Signal Processor）である。主記憶装置は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）を含む。
二次記憶装置は、例えば、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ROM）、ハードディス
クドライブ（ＨＤＤ、Hard Disk Drive）である。また、二次記憶装置は、リムーバブル
メディア、即ち可搬記録媒体を含むことができる。リムーバブルメディアは、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ、あるいは、ＣＤ（Compact Disk）やＤＶＤ（Digital Versatile Disk）のようなディスク記録媒体である。
クドライブ（ＨＤＤ、Hard Disk Drive）である。また、二次記憶装置は、リムーバブル
メディア、即ち可搬記録媒体を含むことができる。リムーバブルメディアは、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ、あるいは、ＣＤ（Compact Disk）やＤＶＤ（Digital Versatile Disk）のようなディスク記録媒体である。
通信インタフェース装置は、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）インタフェースボードや、無線通信のための無線通信回路、光通信のための装置である。
周辺装置は、上記の二次記憶装置や通信インタフェース装置の他、キーボードやポインティングデバイスのような入力装置や、ディスプレイ装置やプリンタのような出力装置を含む。また、入力装置は、カメラのような映像や画像の入力装置や、マイクロフォンのような音声の入力装置を含むことができる。また、出力装置は、スピーカのような音声の出力装置を含むことができる。
発生部１００を実現するコンピュータは、プロセッサが二次記憶装置に記憶されているプログラムを主記憶装置にロードして実行することによって、ウェーブレットタイプ設定部１１０及びウェーブレットパルス生成部１２０としての機能を実現する。一方、記憶部１２５は、主記憶装置または二次記憶装置の記憶領域に設けられる。
発生部２００を実現するコンピュータは、プロセッサが二次記憶装置に記憶されているプログラムを主記憶装置にロードして実行することによって、ウェーブレットタイプ設定部２１０及びウェーブレットパルス生成部２２０としての機能を実現する。一方、記憶部２２５は、主記憶装置または二次記憶装置の記憶領域に設けられる。
発生部３００を実現するコンピュータは、プロセッサが二次記憶装置に記憶されているプログラムを主記憶装置にロードして実行することによって、ウェーブレットタイプ設定部３１０及びウェーブレットパルス生成部３２０としての機能を実現する。一方、記憶部３２５は、主記憶装置または二次記憶装置の記憶領域に設けられる。
受信解析部５００を実現するコンピュータは、プロセッサが二次記憶装置に記憶されているプログラムを主記憶装置にロードして実行することによって、ウェーブレット解析演算部５２３としての機能を実現する。一方、記憶部５２５は、主記憶装置または二次記憶装置の記憶領域に設けられる。また、入出力ＩＦ部５２４は、インタフェース装置として実現される。
演算部６００を実現するコンピュータは、プロセッサが二次記憶装置に記憶されているプログラムを主記憶装置にロードして実行することによって、伝搬時間差算出部６１０としての機能を実現する。一方、記憶部６２０は、主記憶装置または二次記憶装置の記憶領域に設けられる。
（実施例１）
図１３は、ＯＳＣ（Optical Supervisory Channel）ポートを使用する分散測定装置の
例を示す図である。図１３の分散測定装置２０は、発生部１００、受信解析部５００、演算部６００、ＯＳＣ部７１０、合波器７２０、アンプ７３０、ＯＳＣカプラ（OSC CPL）
７４０、ＯＳＣデカプラ（OSC DCPL）７６０、アンプ７７０、分波器７８０、ＯＳＣ部７９０を備える。発生部１００の代わりに、発生部２００又は発生部３００が使用されてもよい。
図１３は、ＯＳＣ（Optical Supervisory Channel）ポートを使用する分散測定装置の
例を示す図である。図１３の分散測定装置２０は、発生部１００、受信解析部５００、演算部６００、ＯＳＣ部７１０、合波器７２０、アンプ７３０、ＯＳＣカプラ（OSC CPL）
７４０、ＯＳＣデカプラ（OSC DCPL）７６０、アンプ７７０、分波器７８０、ＯＳＣ部７９０を備える。発生部１００の代わりに、発生部２００又は発生部３００が使用されてもよい。
発生部１００は、上述したように、波長が互いに異なる２つの光信号を生成し、合波器７２０に出力する。
ＯＳＣ部７１０は、ＯＳＣ信号を生成し、合波器７２０に入力する。
合波器７２０は、発生部１００で生成された２つの光パルスを含む光信号と、ＯＳＣ部７１０で生成された信号とを合成し、ＯＳＣカプラ７４０に出力する。
アンプ７３０は、光信号を増幅して、ＯＳＣカプラ７４０に出力する。
ＯＳＣカプラ７４０は、合波器７２０からの信号とアンプ７３０からの信号とを合成し、光ファイバに出力する。
ＯＳＣデカプラ７６０は、光信号からＯＳＣの波長及び発生部１００が生成した光の波長のみを分離して、分波器７８０に入力する。ＯＳＣデカプラ７６０は、光信号をアンプ７７０に出力する。アンプ７７０は、入力された光信号を増幅して出力する。
分波器７８０は、ＯＳＣ信号と発生部からの光信号とを分派して、それぞれ、ＯＳＣ部９０、受信解析部５００に入力する。
ＯＳＣ部７９０は、分波器７８０で分離されたＯＳＣ信号を受信する。
受信解析部５００は、上述したように、受信した信号に対して、ウェーブレット変換を行い、演算部に出力する。
演算部６００は、上述したように、発生部１００から２つの光信号の波長の情報を受信し、受信解析部５００からウェーブレット変換の結果を受信し２つの光信号の時間差を検出して、光ファイバの分散を算出する。
分散測定装置２０は、ＯＳＣポートに、発生部１００、受信解析部５００、演算部６００を組み込むことにより、光ファイバ伝送路の状態を、随時監視することができる。
（実施例２）
次に実施例２について説明する。実施例２は、上記の例との共通点を有する。従って、ここでは、主として相違点について説明する。
次に実施例２について説明する。実施例２は、上記の例との共通点を有する。従って、ここでは、主として相違点について説明する。
実施例２では、任意の連続した複数のＯＡＤＭノードにおいて、任意のＯＡＤＭノード間の分散測定の例を示す。
図１４は、ＯＡＤＭ（Optical Add-Drop Multiplexer）ノードに接続される分散測定装置の例を示す図である。図１４の例では、ＯＡＤＭノード８００Ａ、ＯＡＤＭノード８００Ｂ、ＯＡＤＭノード８００Ｃが直列に光ファイバで、接続されている。ここでは、ＯＡＤＭノード８００ＡとＯＡＤＭノード８００Ｂとの間の伝送路の分散、ＯＡＤＭノード８００ＡとＯＡＤＭノード８００Ｃとの間の伝送路の分散の測定について説明する。
ＯＡＤＭノード８００Ａには、分散測定装置３０Ａが接続されている。ＯＡＤＭノード８００Ｂには、分散測定装置３０Ｂ及び分散測定装置３０Ｃが接続されている。ＯＡＤＭノード８００Ｃには、分散測定装置３０Ｄが接続されている。各分散測定装置は、制御装置９００に接続されている。
ＯＡＤＭノード８００Ａは、ＯＳＣ部８１０、合波器８２０、光スイッチ（光ＳＷ）８２５、ＯＡＤＭ部８３０、ＯＳＣカプラ８４０、ＯＳＣデカプラ８６０、分波器８７０、ＯＳＣ８９０を含む。
分散測定装置３０Ａ及び分散測定装置３０Ｄは、発生部１００、受信解析部５００を含む。発生部１００の代わりに、発生部２００又は発生部３００が使用されてもよい。分散測定装置３０Ｂ及び分散測定装置３０Ｃは、受信解析部５００を含む。
光スイッチ８２５は、分散測定装置からの信号を合波器８２０に出力し、分波器８９０からの信号を分散測定装置に出力する。
ＯＡＤＭ部８３０は、光ファイバ内の光信号に対して特定の波長に応じた分離と混合を行なう。また、ＯＡＤＭ部８３０は、光信号に対して増幅を行う。ＯＡＤＭ部８３０で処理された信号は、ＯＳＣカプラ８４０に出力される。
制御装置９００は、各分散測定装置を制御する。制御装置９００は、演算部６００を含む。
ここで、ＯＡＤＭノード８００ＡからＯＡＤＭノード８００Ｂへの伝送路の分散測定について説明する。
分散測定装置３０Ａは、上述のように、波長が互いに異なる２つの光信号を生成し、ＯＡＤＭノード８００Ａの光スイッチ８２５に出力する。光スイッチ８２５に入力された光信号は、合波器８２０、ＯＳＣカプラ８４０を介して、ＯＡＤＭノード８００Ｂに向けて出力される。ＯＡＤＭノード８００ＢからＯＡＤＭノード８００Ｂに入力された光信号は、ＯＳＣデカプラ８６０、分波器８７０、光スイッチ８２５を介して、分散測定装置３０Ｂに入力される。分散測定装置３０Ｂは、受信した光信号を、ウェーブレット変換し、制御装置９００に出力する。制御装置９００は、分散測定装置３０Ｂからのウェーブレット変換の結果から、２つの光パルスの時間差を検出する。制御装置９００は、分散測定装置３０Ａから、送信した２つの光信号の波長の情報を取得する。制御装置９００は、２つの光信号の波長と、受信された時の時間差とから、ＯＡＤＭノード８００ＡからＯＡＤＭノード８００Ｂへの伝送路の分散を算出する。
ここで、ＯＡＤＭノード８００ＡからＯＡＤＭノード８００Ｃへの伝送路の分散測定について説明する。
分散測定装置３０Ａは、上述のように、波長が互いに異なる２つの光信号を生成し、ＯＡＤＭノード８００Ａの光スイッチ８２５に出力する。光スイッチ８２５に入力された光信号は、合波器８２０、ＯＳＣカプラ８４０を介して、ＯＡＤＭノード８００Ｂに向けて出力される。ＯＡＤＭノード８００ＢからＯＡＤＭノード８００Ｂに入力された光信号は、ＯＳＣデカプラ８６０、ＯＡＤＭ部８３０、ＯＳＣカプラ８４０を介して、ＯＡＤＭノード８００Ｃに入力される。ＯＡＤＭノード８００ＢからＯＡＤＭノード８００Ｃに入力された光信号は、ＯＳＣデカプラ８６０、分波器８７０、光スイッチ８２５を介して、分散測定装置３０Ｄに入力される。分散測定装置３０Ｄは、受信した光信号を、ウェーブレット変換し、制御装置９００に出力する。制御装置９００は、分散測定装置３０Ｃからのウェーブレット変換の結果から、２つの光パルスの時間差を検出する。制御装置９００は、分散測定装置３０Ａから、送信した２つの光信号の波長の情報を取得する。制御装置９００は、２つの光信号の波長と、受信された時の時間差とから、ＯＡＤＭノード８００ＡからＯＡＤＭノード８００Ｃへの伝送路の分散を算出する。
ＯＡＤＭノード８００ＢからＯＡＤＭノード８００Ｃへの伝送路の分散は、ＯＡＤＭノード８００ＡからＯＡＤＭノード８００Ｃへの伝送路の分散から、ＯＡＤＭノード８００ＡからＯＡＤＭノード８００Ｂへの伝送路の分散を、減算することにより算出される。
また、ＯＡＤＭノード８００ＣからＯＡＤＭノード８００Ａへの方向の伝送路の分散についても同様に測定することができる。ここで、ＯＡＤＭノード８００Ａや、ＯＡＤＭノード８００Ｃのように、分散を測定使用する区間の端に存在するノードに接続される分散測定装置が発生部１００を有して入ればよい。ＯＡＤＭノード８００Ｂのように、中間に存在するノードに接続される分散測定装置は、受信解析部５００を備えていればよい。
ここでは、３つの連続するＯＡＤＭノードについての分散測定について説明したが、３つに限定されず、同様にして４以上の連続するＯＡＤＭノード間の分散を求めることができる。
実施例２の構成によれば、任意の連続した複数のＯＡＤＭノードにおいて、任意のＯＡＤＭノード間の分散測定ができる。
（実施形態の作用効果）
図１５は、入射される光のパルス幅と測定される伝搬時間差（２つの光パルスの時間差）との関係を示す図である。図１５のグラフにおいて、黒丸で示される点は、従来の方法で測定可能であった、伝搬時間差を示す。また、黒四角で示される点は、実施形態の分散測定装置１０で測定された伝搬時間差を示す。従来は、時間差が入射される光のパルス幅よりも小さい場合は、２つの光パルスの時間差を検出することができなかった。パルス幅より伝搬時間差が小さい場合、２つの光の波形が重なるからである。実施形態の分散測定装置１０によると、ウェーブレット変換を使用することで、２つの光パルスの時間差が光ファイバに入射される光のパルス幅よりも小さい場合であっても、２つの光パルスの時間差が測定され得る。即ち、分散測定装置１０によれば、受信された光パルスの時間差が、入射された光パルスのパルス幅と同等、又は、このパルス幅よりも小さくても、測定可能である。
図１５は、入射される光のパルス幅と測定される伝搬時間差（２つの光パルスの時間差）との関係を示す図である。図１５のグラフにおいて、黒丸で示される点は、従来の方法で測定可能であった、伝搬時間差を示す。また、黒四角で示される点は、実施形態の分散測定装置１０で測定された伝搬時間差を示す。従来は、時間差が入射される光のパルス幅よりも小さい場合は、２つの光パルスの時間差を検出することができなかった。パルス幅より伝搬時間差が小さい場合、２つの光の波形が重なるからである。実施形態の分散測定装置１０によると、ウェーブレット変換を使用することで、２つの光パルスの時間差が光ファイバに入射される光のパルス幅よりも小さい場合であっても、２つの光パルスの時間差が測定され得る。即ち、分散測定装置１０によれば、受信された光パルスの時間差が、入射された光パルスのパルス幅と同等、又は、このパルス幅よりも小さくても、測定可能である。
分散測定装置１０は、光ファイバに入射する光パルスを受信し、ウェーブレット変換を行う。分散測定装置１０は、ウェーブレット変換の結果から、受信したパルスの時間差を測定し、光ファイバの分散を算出する。
分散測定装置１０は、光伝送路に入射する光パルスの形状をウェーブレットで構成し、受信側でウェーブレット変換を行う。これにより、分散測定装置１０は、入射される光パ
ルスの形状をウェーブレットで構成し、ウェーブレット変換が使用されることで光伝送路に配置された光増幅器などが発生する雑音の影響が低減され、伝搬時間差の測定分解能を上げ、分散測定の精度向上を可能にする。
ルスの形状をウェーブレットで構成し、ウェーブレット変換が使用されることで光伝送路に配置された光増幅器などが発生する雑音の影響が低減され、伝搬時間差の測定分解能を上げ、分散測定の精度向上を可能にする。
１０ 分散測定装置
２０ 分散測定装置
１００ 発生部
１１０ ウェーブレットタイプ設定部
１２０ ウェーブレットパルス生成部
１２５ 記憶部
１３１ 第１パルスジェネレータ
１３２ 第２パルスジェネレータ
１４１ 第１ドライバ
１４２ 第２ドライバ
１５１ 第１光源
１５２ 第２光源
１６１ 第１変調器
１６２ 第２変調器
１７０ 合波器
２００ 発生部
２１０ ウェーブレットタイプ設定部
２２０ ウェーブレットパルス生成部
２２５ 記憶部
２３０ パルスジェネレータ
２４０ ドライバ
２５１ 第１光源
２５２ 第２光源
２６１ 第１変調器
２６２ 第２変調器
２７０ 合波器
３００ 発生部
３１０ ウェーブレットタイプ設定部
３２０ ウェーブレットパルス生成部
３２５ 記憶部
３３１ 第１パルスジェネレータ
３３２ 第２パルスジェネレータ
３４１ 第１ドライバ
３４２ 第２ドライバ
３５１ 第１光源
３５２ 第２光源
３７０ 合波器
５００ 受信解析部
５１０ 受信部
５１１ 受光部
５１２ 増幅部
５２０ 解析部
５２１ ＤＣカット部
５２２ Ａ／Ｄ変換部
５２３ ウェーブレット解析演算部
５２４ 入出力ＩＦ部
５２５ 記憶部
６００ 演算部
２０ 分散測定装置
１００ 発生部
１１０ ウェーブレットタイプ設定部
１２０ ウェーブレットパルス生成部
１２５ 記憶部
１３１ 第１パルスジェネレータ
１３２ 第２パルスジェネレータ
１４１ 第１ドライバ
１４２ 第２ドライバ
１５１ 第１光源
１５２ 第２光源
１６１ 第１変調器
１６２ 第２変調器
１７０ 合波器
２００ 発生部
２１０ ウェーブレットタイプ設定部
２２０ ウェーブレットパルス生成部
２２５ 記憶部
２３０ パルスジェネレータ
２４０ ドライバ
２５１ 第１光源
２５２ 第２光源
２６１ 第１変調器
２６２ 第２変調器
２７０ 合波器
３００ 発生部
３１０ ウェーブレットタイプ設定部
３２０ ウェーブレットパルス生成部
３２５ 記憶部
３３１ 第１パルスジェネレータ
３３２ 第２パルスジェネレータ
３４１ 第１ドライバ
３４２ 第２ドライバ
３５１ 第１光源
３５２ 第２光源
３７０ 合波器
５００ 受信解析部
５１０ 受信部
５１１ 受光部
５１２ 増幅部
５２０ 解析部
５２１ ＤＣカット部
５２２ Ａ／Ｄ変換部
５２３ ウェーブレット解析演算部
５２４ 入出力ＩＦ部
５２５ 記憶部
６００ 演算部
Claims (5)
- 発生部と、受信解析部と、演算部とを有する分散測定装置であって、
前記発生部が、第１波長の光パルスと、前記第１波長と異なる第２波長の光パルスとを光伝送路に出力し、
前記受信解析部が、
前記光伝送路から、前記発生部から出力された光パルスを受信する受信部と、
前記受信部が受信した光パルスに対して、ウェーブレット変換を行うウェーブレット変換部とを有し、
前記演算部が、前記ウェーブレット変換の結果に基づいて前記受信解析部で受信された光パルスにおける前記第１波長の光パルスと前記第２波長の光パルスが光伝送路を伝搬したときの時間差を検出し、前記第１波長及び前記第２波長と前記伝搬時間差とに基づいて、前記光伝送路の分散を算出する分散測定装置。 - 前記発生部は、所定のウェーブレット波形に基づく振幅を有する第１波長の光パルスと、前記所定のウェーブレット波形に基づく振幅を有する前記第１波長と異なる第２波長の光パルスとを同時に光伝送路に出力し、
前記受信解析部の前記ウェーブレット変換部は、前記所定のウェーブレット波形を使用してウェーブレット変換を行う請求項１に記載の分散測定装置。 - 前記発生部が、
前記第１波長の光パルスを出力する第１光源と、
前記第２波長の光パルスを出力する第２光源と、
前記所定のウェーブレット波形を生成するウェーブレット生成部と、
前記第１光源が出力する光パルスを、前記ウェーブレット生成部が生成したウェーブレット波形に基づいて変調する第１光変調部と、
前記第２光源が出力する光パルスを、前記ウェーブレット生成部が生成したウェーブレット波形に基づいて変調する第２光変調部と、
前記第１光変調部が変調した光パルスと前記第２光変調部が変調した光パルスとを合成して、光伝送路に出力する合波器と、
を有する請求項２に記載の分散測定装置。 - 前記発生部が、
前記第１波長の光パルスを出力する第１光源と、
前記第２波長の光パルスを出力する第２光源と、
前記第１光源が出力する光パルスと前記第２光源が出力する光パルスとを合成する合波器と、
前記所定のウェーブレット波形を生成するウェーブレット生成部と、
前記合波器から出力される光パルスを、前記ウェーブレット生成部が生成したウェーブレット波形に基づいて変調して、光伝送路に出力する光変調部と、
を有する請求項２に記載の分散測定装置。 - 前記発生部が、
前記所定のウェーブレット波形を生成するウェーブレット生成部と、
前記ウェーブレット生成部が生成した前記ウェーブレット波形に基づく振幅を有する、第１波長の光パルスを出力する第１光源と、
前記ウェーブレット生成部が生成した前記ウェーブレット波形に基づく振幅を有する、前記第１波長と異なる第２波長の光パルスを出力する第２光源と、
前記第１光源が出力する光パルスと前記第２光源が出力する光パルスとを合成して、光伝送路に出力する合波器と、
を有する請求項２に記載の分散測定装置。
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2011
- 2011-08-11 US US13/207,796 patent/US8848176B2/en not_active Expired - Fee Related
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