JP2015042959A - 光測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】データロギング実行中や実行後に、解析データだけでなく、任意の時点における波形データも確認できる光測定装置を提供する。
【解決手段】予め設定された所定区間における測定データをショット単位で取り込み、測定データの解析を行うように構成された光測定装置において、複数ショットの測定データを格納するロギングデータ格納部１０７を設け、前記測定データの解析結果と前記測定データに基づく波形データを同一の表示画面上に表示することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、光測定装置に関し、詳しくは、測定データロギングの改良に関する。

光測定装置としては、測定対象光のスペクトラム情報を測定する光スペクトラムアナライザや光波長計などの光スペクトラム測定装置や、被測定ファイバの長手方向の損失分布情報を測定する光パルス試験器（ＯＴＤＲ）などがある。これらの光測定装置は、測定した波形データを解析して様々な解析データを求める機能を備えている。

たとえば光スペクトラム測定装置には、光通信信号光のスペクトラムを測定することにより得られた光スペクトラムデータを解析し、パワーが最も高い波長やそのパワー値、信号対雑音比(ＳＮ比)などの解析データを求める機能を備えているものがある。

光パルス試験器には、光通信用ファイバの長手方向の損失分布を測定した場合に、得られた損失分布情報を解析して、光ファイバの接続点までの距離や接続損失および接続点で生じた反射量などの解析データを求める機能を備えているものがある。

また、波形測定装置には、波形測定およびデータ解析を任意の複数回繰り返して行うとともに各回の解析データを蓄積（ロギング）しておくロギング機能を備え、解析データの時間推移や特異点の解析などが行えるように構成されたものもある。

さらに、光スペクトラム測定装置で光通信信号光を測定するのにあたり、スペクトラム測定およびＳＮ比解析などのデータ解析を繰り返して実行し、そのたびに得られるＳＮ比データをロギング機能を使用して記録することで、ユーザーはそのＳＮ比データの時間変化や特異点を知ることができる。

図５は、解析データのロギング機能を有する従来の光スペクトラム測定装置の構成例を示すブロック図である。測定対象光源１０１から出力された測定対象光は、光学測定部１０２へ入力される。ここでは、光通信信号光を測定対象光とする。

光学測定部１０２は、予め設定された所定波長区間における測定対象光の光スペクトラムを測定して、波形データとしてショット単位で１ショット分取り込む。この波形データは、波長とその波長におけるパワー値を複数個（たとえば５万ポイント）まとめたものである。光スペクトラムの測定方式としては、モノクロメータやポリクロメータを用いた分散分光方式や、干渉計により求めた干渉縞を高速フーリエ変換して求めるフーリエ分光方式などがあるが、いずれの方法でもよい。求めた光スペクトラムデータのＸ軸は波長値または光周波数値を表し、Ｙ軸はパワー値を表す。以下の説明では、全てＸ軸を波長として記述しているが、光周波数についても同様に適用できる。

演算制御部１０３は、光スペクトラムデータを解析することにより、光パワーが最大となる波長（ピーク波長）やそのパワー値（ピークパワー）、ノイズレベル、ＳＮ比などの解析データを求める。なお、演算制御部１０３は、これらデータ解析演算の他、測定条件の設定や、解析結果を表示画面に予め設定されている所望の表示形態で表示するための表示処理演算なども行う。

ＲＡＭ１０４は、光スペクトラム測定装置の内部に各種データ格納部として用いられる半導体メモリである。ＲＡＭ１０４には、演算制御部１０３が求めた各種の解析データの他、測定条件データや解析対象となる１ショット分の測定データや表示画面に表示する表示データなども格納する。

表示部１０５は、たとえば液晶ディスプレイなどの表示器であり、ＲＡＭ１０４に格納された各種の解析データを、表やグラフなどのユーザーが選択指定する所望の表示形態で表示する。

操作入力部１０６は、光スペクトラム測定装置の操作パネルに設けられているボタンやスイッチなどの他に、外部に接続されるマウスやキーボードなどを含むものである。測定目的に応じた測定条件の設定や、表示部１０５に表示されるカーソルを操作したり、表示対象とする解析データを指定するなど、ユーザーが光スペクトラム測定装置の各種操作設定に用いる。

図６は、図５のように構成される測定装置の動作例を示すフローチャートである。ここでは、光通信信号光のピーク波長とピークパワーとＳＮ比をショット単位で繰り返し測定し、ショット単位で解析される各種の解析データをロギングする動作を説明する。

まず、操作入力部１０６を操作して一連の光スペクトラム測定機能を実行するために必要な各種のパラメータを設定し、パラメータの設定を完了したら解析データのロギング開始を操作する（ステップＳ１）。設定するパラメータとしては、光スペクトラムをショット単位で複数回測定する際の測定時間間隔、複数回測定する総測定回数などのロギング動作に関するもの、光スペクトラムを測定する波長範囲や波長分解能や測定感度などの光スペクトラム測定動作に関するもの、光スペクトラムデータを解析する際に用いられる解析パラメータ、ロギングした各種の解析データをグラフやテーブルで表示する際に表示する解析データの選択やグラフの表示スケール設定などの表示動作に関するものなどがある。

各種解析データのロギングにあたっては、以下に説明する一連の処理（ステップＳ３〜ステップＳ９）を、ステップＳ１で設定された総測定回数分繰り返して実行する（ステップＳ２、ステップＳ１０）。

具体的な処理としては、光学測定部１０２により測定対象光のスペクトラムデータをショット単位で取り込み（ステップＳ３）、ショット単位で取り込んだ光スペクトラムデータを演算制御部１０３により解析してピーク波長、ピークパワー、ＳＮ比などの各種の解析データを求め（ステップＳ４）、これらの解析データをＲＡＭ１０４に格納する（ステップＳ５）とともに、グラフやテーブルなどの所望の表示形態で表示部１０５に表示する（ステップＳ６）。

そして、繰り返し測定する時間の間隔がステップＳ１で設定された測定時間間隔となるように次のショットの測定開始まで待つ（ステップＳ７）。次のショットの測定開始を待つ間にも、ユーザーは操作入力部１０６によりカーソルを操作したり、グラフやテーブルの表示条件を変更することができる（ステップＳ８）。なお、カーソル操作や表示条件を変更した場合は、表示を更新する（ステップＳ９）。

次のショットの測定を開始するタイミングになると再びステップＳ３の処理へ戻り、測定対象光のスペクトラム測定処理から各種解析データのロギング処理を行う。

以上のような一連の各種解析データのロギング処理をショット単位で総測定回数分だけ繰り返して実行し（ステップＳ１０）、所定の解析データのロギング処理を終了する。解析データのロギング処理終了後も、ユーザーはステップＳ８、Ｓ９と同様に、カーソル操作や表示条件の変更および表示を更新して、解析データのロギング結果を確認することができる。

図７は、ロギング機能により求めたロギングデータ例を示すテーブルである。ロギングデータはＲＡＭ１０４に格納される内部データであり、ショット単位で行われるロギング処理の各回における通し番号（実行回数）を表すデータ番号３０１、ロギング処理を実行した時点におけるロギング開始時からの経過時間３０２、ロギング処理の各回における解析データなどから構成される。図７の解析データは、ピーク波長３０３、ピークパワー３０４およびＳＮ比３０５で構成されている。なお、ロギングデータとしては、各解析データの集計値として、３０６に示すように各々のデータの最大値(Max)／最小値(Min)／最大値(Max)−最小値(Min)も計算して求める場合もある。

図８は、データロギング機能を実行中に表示部１０５に表示される画面例である。図８において、上部近傍にはロギングデータをグラフ表示するためのグラフ領域４０１が設けられて、下部近傍にはロギングデータを表示するためのテーブル４０２が設けられ、これらグラフ領域４０１とテーブル４０２の間にはカーソル情報の表示領域４０３が設けられている。右辺近傍には、ユーザーが操作するキー表示領域４０４が設けられていて、操作入力部１０６への入力により実行される所定の機能が割り当てられている。

グラフ領域４０１において、ロギングデータのプロットを直線で結んだグラフ４０５は解析データの時間変化をグラフで表示するもので、ユーザーは解析データの変化や特異点を知ることができる。

カーソル４０６ａと４０７ａはＸ軸上における任意の時間の位置を示し、カーソル４０６ｂと４０７ｂはＹ軸上におけるある解析データを表す。これらのカーソルにより、任意の時間における解析データをグラフ上で指し示したり、テーブル４０２に表示する解析データの時間位置を指定したりすることができる。これらのカーソルは、ユーザーが操作入力部１０６を操作して任意の位置へ移動させることができる。

このように、たとえば波形測定装置でデータロギングを使用すれば、ユーザーは解析データをロギングしてグラフやテーブルで表示したり、解析データの時間変化や特異点を検知したりすることができ、従来のデータロギング機能は、解析データの時間変化の確認や特異点の検知などに有効である。

特許文献１には、データのロギングと並行して、データロガー自身によりデータ解析を行うように構成されたデータロギングシステムの構成が記載されている。

特開昭６３−２５７８６号公報

ところで、ユーザーがデータロギング機能により気になる特異点を見つけた場合、その時発生していた現象の確認や特異点の原因を調査するために、その時点やその時点の前後における波形データを後から確認したくなる場合がある。

しかし、従来のデータロギング機能で蓄積されるロギングデータは、測定した波形データから求めた解析データだけであることから、特異点が発生した時点やその時点の前後における波形データを後から確認することができないという問題があった。

本発明は、このような課題を解決するものであって、その目的は、データロギング実行中や実行後に、解析データだけでなく、任意の時点における波形データも確認できる光測定装置を実現することにある。

このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
予め設定された所定区間における測定データをショット単位で取り込み、測定データの解析を行うように構成された光測定装置において、
複数ショットの測定データを格納するデータ格納部を設け、
前記測定データの解析結果と前記測定データに基づく波形データを同一の表示画面上に表示することを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載の光測定装置において、
前記測定データは、測定対象光のスペクトラムデータを含むことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２に記載の光測定装置において、
前記解析結果は、前記測定対象光の平均波長、平均パワー、最大波長、最小波長、最大パワー、最小パワー、波長の標準偏差、パワーの標準偏差の少なくともいずれかを含むことを特徴とする。

このような構成によれば、データロギング実行中や実行後において、解析データだけでなく、任意の時点における波形データも確認できる。

本発明の一実施例を示すブロック図である。 図１の動作例を示すフローチャート図である。 本発明のデータロギング機能により求めたロギングデータ例を示すテーブルである。 本発明に基づく光測定装置におけるデータロギング機能実行中の表示画面例である。 データロギング機能を有する従来の光スペクトラム測定装置の構成例を示すブロック図である。 図５のように構成される従来の測定装置の動作例を示すフローチャートである。 図５のデータロギング機能により求めたロギングデータ例を示すテーブルである。 図５のデータロギング機能を実行中に表示部１０５に表示される画面例である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明の一実施例を示すブロック図であり、図５と共通する部分には同一の符号を付けている。図１と図５の相違点は、図１にはロギングデータ格納部１０７を設けていることである。このロギングデータ格納部１０７には、複数ショットの測定データが格納される。

このような構成において、ユーザーはデータロギング機能により気になる特異点を見つけた場合、その時発生していた現象の確認や特異点の原因を調査するために、表示部１０５に該当する区間の測定データに基づく波形データを表示させる。

そして、演算制御部１０３は、ユーザーが操作入力部１０６を介して行う操作入力にしたがってロギングデータ格納部１０７から該当する区間の測定データを読み出し、その時点やその時点の前後における波形データの波形表示画面を生成して表示部１０５に表示する。

図２は図１のように構成される光スペクトラム測定装置の動作例を示すフローチャートであり、図６と共通するステップは同一の符号を付けている。図６との相違点は、ステップＳ５とステップＳ６とステップＳ９であり、これら相違点を中心に説明する。

図１の構成における各種解析データのロギング処理も、一連の処理（ステップＳ３〜ステップＳ９）を、ステップＳ１で設定された総測定回数分繰り返して実行する（ステップＳ２、ステップＳ１０）。

ロギング処理にあたっては、光学部１０２により被測定光のスペクトラムデータを測定し（ステップＳ３）、演算部１０３によりスペクトラムデータを解析してピーク波長、ピークパワー、ＳＮ比などの解析データを求め（ステップＳ４）、解析データと測定データであるスペクトラムデータの両方をロギングデータとしてロギングデータ格納部１０７に格納する（ステップＳ５ｂ）。ここで、ステップＳ５ｂにおいて、測定データであるスペクトラムデータもロギングデータとしてロギングデータ格納部１０７に格納する点が、図６に示した従来のステップＳ５と異なる。

ロギングデータ格納部１０７に測定データであるスペクトラムデータを格納するのにあたっては、ロギングデータ格納部１０７のデータ格納領域サイズやスペクトラムデータのデータサイズを考慮し、測定されたそのままの生のスペクトラムデータのみを格納してもよいし、可逆的または非可逆的に圧縮や間引きをしたスペクトラムデータのみを格納してもよいし、これら両方のスペクトラムデータを格納してもよい。

また、ロギングデータ格納部１０７として、光スペクトラム測定装置の内部メモリ（ＲＡＭ）と外部ストレージなどを別々に用意しておき、たとえば外部領域には測定データそのままの生のスペクトラムデータを格納し、内部領域には圧縮したスペクトラムデータを格納してもよい。

このようにすることで、データの格納容量に限りのある内部領域には圧縮して小さくなったスペクトラムデータを格納し、大容量のストレージを接続することで格納容量を大きくすることが容易な外部領域にはデータサイズが大きくなりがちな生のスペクトラムデータを格納することができる。

そして、ロギングデータである解析データと波形データとしてのスペクトラムデータとを、グラフやテーブルなどの適切な所定の表示形態で表示部１０５に表示する（ステップＳ６ｂ）。

ステップＳ６ｂは、ロギングデータ格納部１０７に格納された測定データであるロギングデータのスペクトラムデータを元にスペクトラムの波形を表示部１０５に表示する点が図６に示した従来のステップＳ６と異なる。

スペクトラムの波形を表示するのにあたっては、ロギングデータ格納部１０７に格納されたスペクトラムデータのうち、生のままのスペクトラムデータを表示してもよいし、圧縮や間引きをしたスペクトラムデータを表示してもよい。

そして、繰り返し測定する時間の間隔がステップＳ１で設定されたロギング時間間隔となるように次の測定開始まで待つ（ステップＳ７）。次の測定開始を待つ間にも、ユーザーは操作入力部１０６を介してカーソルを操作したり、グラフやテーブルの表示条件を変更することができる（ステップＳ８）。カーソル操作や表示条件を変更した場合には、表示を更新する（ステップＳ９ｂ）。

ステップＳ９ｂは、表示を更新する際にグラフやテーブルだけでなく、関連するスペクトラムの波形表示も更新する点が、図６に示した従来のステップＳ９と異なる。これにより、ユーザーはステップＳ８で操作したカーソル位置の時間におけるスペクトラムの波形を画面で確認することができる。

次のロギングを開始するタイミングになったら、再びステップＳ３の処理に戻り、被測定光のスペクトラム測定処理から再度ロギング処理を行う。

以上のような一連のロギング処理を総測定回数分だけ繰り返して実行することにより（ステップＳ１０）、ロギング処理を終了する。ロギング処理終了後も、ユーザーはステップＳ８、Ｓ９と同様に、カーソル操作や表示条件の変更および表示を更新して、ロギング結果を確認することができる。

図３は、本発明に基づくロギングデータの具体例を示すテーブルである。図７に示す従来のデータロギング機能により求めたロギングデータテーブルとの相違点は、符号６０１で示したスペクトラムサムネールの欄と符号６０２で示したスペクトラム生データの欄の有無であり、その他は図７と同一である。

本発明に基づくロギング機能は、ここまでに説明したように、ロギング処理で測定データであるスペクトラムデータもロギングデータ格納部１０７に格納する点が従来のロギング機能と異なる。すなわち、図７に示すロギングデータには、符号６０１で示した欄のスペクトラムサムネールと、符号６０２で示した欄のスペクトラム生データが追加されている。

符号６０１で示した欄のスペクトラムサムネールは間引されたスペクトラムデータであって、この例ではロギングデータ格納部１０７に格納するときのメモリアドレス情報を表している。なお、これら間引きされたスペクトラムデータは、たとえばＲＡＭ１０４に格納される。

符号６０２で示した欄のスペクトラム生データは測定データそのままのスペクトラムデータであり、この例ではロギングデータ格納部１０７に格納したときのデータファイル名を表している。この例では、生そのままのスペクトラムデータはロギングデータ格納部１０７に格納しているが、それぞれをＲＡＭ１０４またはロギングデータ格納部１０７のいずれのメモリに保存してもよい。

図４は、本発明に基づく光測定装置においてデータロギング機能を実行中に表示部１０５に表示される画面例である。図８に示す従来の光測定装置におけるデータロギング機能の実行中の画面例との相違点は、測定データに基づく波形データ表示領域７０１の有無であり、その他は図８と同一である。

波形データ表示領域７０１はスペクトラム表示領域であり、カーソル位置におけるロギングデータである測定データのスペクトラムデータを使用して、カーソル位置の時間における光スペクトラムの波形データを表示している。

このように、本発明に基づくロギング機能のロギングデータには、解析データの他に測定データであるスペクトラムデータも含まれていることから、ロギング中やロギング終了後であっても、図３の欄３０１における任意のデータ番号におけるスペクトラムの波形データを、表示部１０５の表示画面上に設けられた波形データ表示領域７０１に表示することができる。

すなわち、本発明に基づくロギング機能により、ユーザーはデータロギング実行中や実行後に、解析データだけでなく、任意の時点の波形データも確認できる。

なお、ロギング終了後、カーソル位置における生のスペクトラムデータをロギングデータ格納部１０７から読み込んで表示部１０５の表示画面上に表示するスペクトラム読み込み操作を行うようにしてもよい。

これにより、任意の時間における生のスペクトラム波形を確認したり、演算制御部１０３で様々な解析処理を実行してスペクトラムを分析することができる。

以上説明したように、本発明によれば、データロギング実行中や実行後に、解析データだけでなく、任意の時点における波形データも確認できる光測定装置が実現できる。

１０１ 測定対象光源
１０２ 光学測定部
１０３ 演算制御部
１０４ ＲＡＭ
１０５ 表示部
１０６ 操作入力部
１０７ ロギングデータ格納部

Claims (3)

1. 予め設定された所定区間における測定データをショット単位で取り込み、測定データの解析を行うように構成された光測定装置において、
   複数ショットの測定データを格納するロギングデータ格納部を設け、
   前記測定データの解析結果と前記測定データに基づく波形データを同一の表示画面上に表示することを特徴とする光測定装置。
2. 前記測定データは、測定対象光のスペクトラムデータを含むことを特徴とする請求項１に記載の光測定装置。
3. 前記解析結果は、前記測定対象光の平均波長、平均パワー、最大波長、最小波長、最大パワー、最小パワー、波長の標準偏差、パワーの標準偏差の少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項１または請求項２記載の光測定装置。