JP2018186473A - 光変動位置測定装置、光変調変換器および光変動位置測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光伝送路上の光変動位置を正確に測定できること。
【解決手段】光伝送路Ｆの一端に配置される光変動位置測定装置１００は、連続発振する光を光伝送路Ｆの一端に入射させて、光伝送路Ｆ上で発生した第一の物理量の光変動を光伝送路Ｆの他端に伝搬させる光源１０１と、光伝送路Ｆの他端に設けられた光変調変換器１５０により第一の物理量の光変動が第二の物理量の光変動に変換されて折り返された光を、光伝送路Ｆの一端で検出し、検出した光の第一の物理量の光変動と、第二の物理量の光変動と、の時間変動を比較して光伝送路Ｆ上で発生した光変動位置を計算する処理部と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ファイバの伝送路上で生じる光変動位置を測定する光変動位置測定装置、光変調変換器および光変動位置測定方法に関する。

伝送中に生じる急激な光変動は、受信感度を劣化させ通信エラーを招くため、光変動が発生した位置を特定し、問題に対処する必要がある。例えば、ＯＴＤＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ）を用いることにより、光ファイバの損失発生位置を測定できる。しかし、ＯＴＤＲでは瞬時的な変動や、損失を伴わない光変動の位置を特定することはできない。

また、光ファイバの一端から光を入力し、光ファイバの他端で折り返し、一端側で出力光の状態をモニタすることで、往路で生じる光変動と、復路で生じる光変動の時間差から光変動位置を特定する技術がある（例えば、下記特許文献１，２参照。）。

特開平０８−１３６６０７号公報 特開平１０−１４８６５４号公報

しかしながら、往路の光ファイバで生じる光変動と、復路の光ファイバで生じる光変動と、を時間分解できないと測定ができない。往路で生じる光変動と、復路で生じる光変動とが重なった場合には往路と復路の光変動を分解できず、測定が行えなかった。

一つの側面では、本発明は、光伝送路上の光変動位置を正確に測定できることを目的とする。

一つの案では、光変動位置測定装置は、光伝送路の一端に配置される光変動位置測定装置であって、前記光伝送路上で発生した第一の物理量の光変動を前記光伝送路の他端に伝搬させる連続発振の光を前記光伝送路の一端に入射させる光源と、前記光伝送路の他端に設けられた光変調変換器により前記第一の物理量の光変動が第二の物理量の光変動に変換されて折り返された光を、前記光伝送路の一端で検出する受光素子と、前記受光素子により検出した前記光の前記第一の物理量の光変動と、前記第二の物理量の光変動と、の時間変動を比較して前記光伝送路上で発生した光変動位置を計算する処理部と、を有することを要件とする。

一つの実施形態によれば、光伝送路上の光変動位置を正確に測定できる。

図１は、実施の形態１にかかる光変動位置測定装置を含む全体構成例を示す図である。 図２は、実施の形態１にかかる光変動位置測定装置の処理部のハードウェア構成例を示す図である。 図３は、実施の形態１にかかる光変動位置測定装置を含むシステムの動作例を示すフローチャートである。 図４は、実施の形態２にかかる光変動位置測定装置を含む全体構成例を示す図である。 図５は、実施の形態２にかかる光変調変換器の構成例を示す図である。 図６は、実施の形態３にかかる光変動位置測定装置を含む全体構成例を示す図である。 図７は、実施の形態３にかかる光変調変換器の構成例を示す図である。 図８は、実施の形態３にかかる光変調変換器の他の構成例を示す図である。 図９は、実施の形態４にかかる光変動位置測定装置を含む全体構成例を示す図である。 図１０は、実施の形態４にかかる光変調変換器の構成例を示す図である。 図１１は、実施の形態４にかかる光変調変換器の他の構成例を示す図である。 図１２は、実施の形態４にかかる光変調変換器のさらに他の構成例を示す図である。 図１３は、実施の形態５にかかる光変動位置測定装置を含む全体構成例を示す図である。 図１４は、実施の形態５にかかる光変調変換器の構成例を示す図である。 図１５は、実施の形態５にかかる光変調変換器の他の構成例を示す図である。 図１６は、実施の形態５にかかる光変動位置測定装置の他の構成例を示す図である。 図１７は、実施の形態６にかかる光変動位置測定装置を含む全体構成例を示す図である。 図１８は、実施の形態６にかかる光変調変換器の構成例を示す図である。 図１９は、実施の形態７にかかる光変動位置測定装置の光電界取得部の構成例を示す図である。 図２０は、図１９の光電界取得部の各部の動作内容を示すフローチャートである。 図２１は、実施の形態７にかかる光変動位置測定装置の光電界取得部の他の構成例を示す図である。 図２２は、図２１の光電界取得部の各部の動作内容を示すフローチャートである。 図２３は、実施の形態７にかかる光変動位置測定装置の光電界取得部のさらに他の構成例を示す図である。 図２４は、図２３の光電界取得部の各部の動作内容を示すフローチャートである。 図２５は、既存技術による光変動位置の測定方法を説明する図である。 図２６は、既存技術による光変動位置の観測波形を示す図である。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１にかかる光変動位置測定装置を含む全体構成例を示す図である。図１を用いて本発明の光変動位置測定の全体構成について説明しておく。光変動位置測定のシステムは、光ケーブル（光伝送路）Ｆの一端側に設けた光変動位置測定装置１００と、光ケーブルＦの他端側に設けた光変調変換器１５０と、を含む。

光変動位置測定装置１００は、光ケーブルＦの一端から往路の光ファイバ（コア）Ｆｓに光を入力させる。光ファイバＦｓの他端には、光変調変換器１５０が接続される。光変調変換器１５０は、往路での光変動の物理量を異なる物理量の光変動に変換する。

光変調変換器１５０で変換後の光は、光ケーブルＦの復路の光ファイバ（コア）Ｆｂに入力される、これにより、往路の光は復路の光として折り返される。復路の光ファイバＦｂは、光ケーブルＦの一端側の光変動位置測定装置１００に光を出力する。

ここで、図１に示すように、往路の光ファイバＦｓと復路の光ファイバＦｂを光ケーブルＦに収容した構成において、何らかの原因により光変動箇所Ｘで光変動が生じたとする。

光変動位置測定装置１００は、往路の光ファイバＦｓでの物理量の光変動と、受信した復路の光ファイバＦｂでの別の物理量とを比較する。これにより、光変動位置測定装置１００は、光ケーブルＦの往路と復路（光ファイバＦｓ，Ｆｂ）とで時間的に重なりのある光変動が生じても光変動位置を測定できる。

往路と復路の光ファイバＦｓ，Ｆｂはコアが異なればよく、図１に示したような往路と復路のコアを収容する光ケーブルＦであってもよいし、コアごとに異なる光ケーブルでもよい。光ファイバの種類についても、シングルモードファイバに限らず、マルチコアファイバ、マルチモードファイバにも適用可能である。

光変動位置測定装置１００は、光源１０１、光変調器１０２、信号源１０３、光合分波器１０４、光電界取得部１０５、物理量計算部１０６、相互相関計算部１０７、を含む。

光源１０１は、所定波長（第一波長λ１）の連続光を出力する。光変調器１０２は、第一の光変調器（光変調器−１）１０２ａと、第二の光変調器（光変調器−２）１０２ｂとを含む。第一の光変調器１０２ａは、信号源１０３の信号を用いて往路の光ファイバＦｓに対して光変動位置の検出に用いる物理量（第一の物理量）に対応した光変調を行う。第二の光変調器１０２ｂは、信号源１０３の信号を用いて復路の光ファイバＦｂを伝送し受信した光の光変動位置の検出に用いる物理量（第二の物理量）に対応した光変調を行う。

光合分波器１０４は、光ケーブルＦの往路の光ファイバＦｓに光を入射し、復路の光ファイバＦｂから光を取り出す。光合分波器１０４は、例えば、光スプリッタ、波長合分波器、光サーキュレータ等を用いることができる。

光電界取得部１０５は、フォトディテクタ（ＰＤ、受光素子）、ＡＤ変換器（ＡＤＣ）等を含み、復路の光ファイバＦｂから受信した光の光電界量を計算により取得する。物理量計算部１０６は、光電界取得部１０５が取得した光電界量に基づき、往路の光ファイバＦｓでの物理量（第一の物理量）と、復路の光ファイバＦｂでの物理量（第二の物理量）と、をそれぞれ計算により求める。

相互相関計算部１０７は、往路の光ファイバＦｓでの物理量と、復路の光ファイバＦｂでの物理量と、の相関を計算により求め、この相関に基づき、光変動位置を出力する。光変動位置は、往路の光ファイバＦｓでの光変動位置と、復路の光ファイバＦｂでの光変動位置と、を含む。

ここで、各種の光変動に対応する光変動位置測定装置１００と、光変調変換器１５０の光に関連する構成例の概要について説明しておく。以下に説明する各種の光変動への対応例１．〜５．の詳細は、それぞれ後述する各実施の形態で詳細に説明する。

なお、光変動位置測定装置１００の光変調器１０２は、後述するパイロット信号（距離測定基準、すなわち光ケーブルＦの一端の距離＝０）を示す光変動等を光源１０１の光に付加する構成である。パイロット信号は、光変調器１０２により各対応例１．〜５．にそれぞれ対応して光強度、位相、偏波、周波数のいずれかの光変動の成分を有する。また、光変調器１０２を設けることにより、光信号を安定化できる。なお、光源１０１の光を直接、往路の光ファイバＦｓに入力し、光変調器１０２を設けない構成としてもよい。光変調変換器１５０側においても、光変調器１０２を設けることで、同様にパイロット信号（光ケーブルＦの他端を示す距離＝Ｌ）を付加することができる。

１．偏波変動への対応
光変動位置測定装置１００の光源１０１は、単一偏波の連続発振光を出力する。光変調変換器１５０は、偏波変動を光強度変動に変換する偏光子、光合分波器、光変調器等を含み構成する。偏波変動は、例えば、光ケーブルＦの光変動箇所に対する振動や電磁界等の変動を要因として生じる。

２．光強度変動への対応
光変動位置測定装置１００の光源１０１は、波長λ１の連続発振光を出力する。光変調変換器１５０は、光強度変動を位相変動に変換する非線形光学媒質、波長λ２の光源、光合波器、波長λ２の光を透過する光フィルタ等を含み構成する。光変調器をさらに設けてもよい。光強度変動は、例えば、光ケーブルＦの光変動箇所でのマルチコア間（光ファイバＦｓ，Ｆｂ間）のクロストークや、マルチモードファイバのモード間クロストーク等を要因として生じる。

３．ＰＤＬ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｌｏｓｓｅｓ：偏波依存損失）変動への対応
光変動位置測定装置１００の光源１０１（第一の光変調器１０２ａ）は、波長λ１の水平偏波Ｈおよび垂直偏波Ｖの連続発振光を偏波多重して出力する。光変調変換器１５０は、偏波ビームスプリッタ、水平偏波Ｈと垂直偏波Ｖの光強度変動をそれぞれ位相変動に変換する非線形光学媒質、波長λ２の光源、波長λ２の光を透過する光フィルタ、偏波ビームコンバイナ等を含み構成する。光変調器をさらに設けてもよい。ＰＤＬ変動は、例えば、光ケーブルＦの光変動箇所でのマルチコア間（光ファイバＦｓ，Ｆｂ間）のクロストークや、マルチモードファイバのモード間クロストーク等を要因として生じる。

４．ＰＭＤ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ：偏波モード分散）変動への対応
光変動位置測定装置１００の光源１０１（第一の光変調器１０２ａ）は、波長λ１で水平偏波Ｈの連続発振光と、波長λ２で垂直偏波Ｖの連続発振光を偏波多重して出力する。光変調変換器１５０は、波長分波器、水平偏波Ｈと垂直偏波Ｖそれぞれに設けた偏光子、波長合波器等を含む。光変調器をさらに設けてもよい。

５．周波数変動への対応
光変動位置測定装置１００の光源１０１（第一の光変調器１０２ａ）は、単一波長λ１の連続発振光を出力する。光変調変換器１５０は、波長λ１のみを透過する光フィルタ等を含む。さらに光変調器を設けてもよい。

図２は、実施の形態１にかかる光変動位置測定装置の処理部のハードウェア構成例を示す図である。処理部２００は、ＣＰＵ２０１、ＲＯＭ，ＲＡＭ等のメモリ２０２、ＨＤＤ，フラッシュメモリ等の記憶部２０３、入出力インタフェース（ＩＦ）２０４、を含む。２０５は各部を接続するバスである。

図１に記載した光電界取得部１０５、物理量計算部１０６、相互相関計算部１０７が行う信号（データ）処理の各機能は、図２のＣＰＵ２０１がメモリ２０２に格納された制御プログラムを実行し、メモリ２０２の一部を作業領域に使用することで実現できる。また、ＣＰＵ２０１は、記憶部２０３をメモリ２０２の拡張領域やバックアップ領域として使用する。入出力インタフェース（ＩＦ）２０４は、復路の光ファイバＦｂで受信した第一および第二の物理量を含む第二の光変調器１０２ｂが出力するデータを入力する。また、ＣＰＵ２０１がデータ処理した後の光変動位置のデータを出力する。

なお、ＣＰＵ２０１へのデータ入力側（例えば、第二の光変調器１０２ｂに出力）にはＡＤ変換器を設け、アナログ−デジタル変換を行いデータを取り込む。また、ＣＰＵ２０１からのデータ出力側には、出力対象の入力形式に対応して適宜ＤＡ変換器を設けてもよい。

図３は、実施の形態１にかかる光変動位置測定装置を含むシステムの動作例を示すフローチャートである。図１に示した光変動位置測定装置１００が行う動作例と、光変調変換器１５０での動作例を示す。

初めに、光変動位置測定装置１００は、光源１０１から連続発振光を出力する（ステップＳ３０１）。次に、光変動位置測定装置１００は、第一の光変調器（光変調器−１）１０２ａにより、光源１０１の出射光に、測定基準である光ケーブルＦの一端（距離＝０）を示す光変動のパイロット信号を付加する（ステップＳ３０２）。これにより、光変動位置測定装置１００から出力された光は光ケーブルＦ（往路の光ファイバＦｓ）を伝送する（ステップＳ３０３）。

光変調変換器１５０は、往路の光ファイバＦｓを伝送した際の光の第一の物理量の変動を第二の物理量の変動に変換する（ステップＳ３０４）。光変調変換器１５０に光変調器（後述する第三の光変調器１０２ｃ）を設けた場合、光変調器は、光ケーブルＦの他端（距離＝Ｌ）を示す光変動のパイロット信号を付加し、また、受信した光の雑音レベルの光変動を安定化する制御を行う。光変調変換器１５０が出力する変換後の光は、光ケーブルＦ（復路の光ファイバＦｂ）を伝送する（ステップＳ３０５）。

次に、光変動位置測定装置１００は、第二の光変調器（光変調器−２）１０２ｂにより、光ケーブルＦ（復路の光ファイバＦｂ）を介して受信した光の雑音レベルの光変動を安定化する制御を行う（ステップＳ３０６）。

次に、光変動位置測定装置１００は、光電界取得部１０５（ＣＰＵ２０１）により、受信した光に含まれる光電界を取得する（ステップＳ３０７）。次に、光変動位置測定装置１００は、物理量計算部１０６（ＣＰＵ２０１）により、光電界から第一の物理量と第二の物理量をそれぞれ計算により求める（ステップＳ３０８）。

次に、光変動位置測定装置１００は、相互相関計算部１０７（ＣＰＵ２０１）により、第一の物理量と第二の物理量の相互相関を計算する（ステップＳ３０９）。ここで相互相関計算部１０７は、第一の物理量と第二の物理量とで異なる伝搬時間差に対応して第二の物理量に所定の遅延量を付加するか否かを判断する（ステップＳ３１０）。相互相関計算部１０７は、第一の物理量に対する第二の物理量の相関が小さい（相関係数＜＜１）場合には、第二の物理量に所定の遅延量を付加し、ステップＳ３０９に戻る処理を繰り返す。一方、相関が大きい（相関係数≒１）と判断された場合には、相互相関計算部１０７は、付加した遅延量に基づき光変動発生位置を計算する（ステップＳ３１１）。

この後、光変動位置測定装置１００の相互相関計算部１０７は、光変動発生位置＝光ケーブルＦの長さであるかを判断する（ステップＳ３１２）。光変動発生位置が光ケーブルＦの長さ（距離Ｌ）であれば（ステップＳ３１２：Ｙｅｓ）、パイロット信号による光変動であり、光ケーブルＦ全体に対する光変動を探索したこととなり、光ケーブルＦでの「光変動なし」と判断する（ステップＳ３１４）。光変動発生位置が光ケーブルＦの長さでなければ（ステップＳ３１２：Ｎｏ）、光ケーブルＦ内の「相関係数の大きくなる箇所で光変動あり」と判断する（ステップＳ３１３）。以上により、一連の光変動位置の測定処理を終了する。

なお、ステップＳ３１２の処理において、相互相関計算部１０７は、第一の光変調器（光変調器−１）１０２ａと、第二の光変調器（光変調器−２）１０２ｂに同じパイロット信号を入力したとする。この場合、光ケーブル長Ｆに対応する遅延量でも相関係数１となり、相互相関計算部１０７は、光変動位置は光ケーブルＦの一端（距離＝０）を示すものと判断する。

以上説明した実施の形態１によれば、光ファイバの往路上での光変動位置と光ファイバの復路上での光変動位置とを異なる物理量を用いて測定する。これにより、往路と復路とで光変動の測定に用いる物理量が異なるため、往路と復路とで光変動位置が重なった場合であっても、往路の光変動位置と復路の光変動位置とをそれぞれ測定できるようになる。

光変動位置は、光ファイバの一端から第一の物理量に対応した光を入力させ、光ファイバの他端に設けた光変調変換器により第一の物理量を第二の物理量に変換することにより、光ファイバ上で生じた光変動位置を測定できるようになる。また、簡単な構成で光ファイバの一端側にて容易に光変動位置を測定できるようになる。

以下、上述した各光変動への対応の構成例１．〜５．について、各実施の形態を用いて詳細に説明する。

（実施の形態２）
図４は、実施の形態２にかかる光変動位置測定装置を含む全体構成例を示す図である。図４において、実施の形態１（図１）と同一の構成部には同一の符号を付し、光変動位置測定装置１００の内部構成は一部省略してある。

実施の形態２は、上述した１．偏波変動に対応する構成例であり、光ケーブルＦの往路の光ファイバＦｓの光変動箇所Ｘで生じた偏波変動を光変調変換器１５０で光強度変動に変換する。そして、光変動位置測定装置１００は、復路の光ファイバＦｂを介して戻る光に含まれる往路分の光強度変動と、復路の光ファイバＦｂの光変動箇所Ｘで生じた偏波変動と、を受信する。光源１０１は、単一偏波の連続発振光（所定波長λ１）を出力する。

図５は、実施の形態２にかかる光変調変換器の構成例を示す図である。光変調変換器１５０は、偏光子を用いて構成できる。このほか、図５に示すように、光変調変換器１５０は、往路の光ファイバＦｓと復路の光ファイバＦｂに接続された光合分波器５０１と、第三の光変調器（光変調器−３）１０２ｃと、偏光子５０２と、を含み構成することもできる。

往路の光ファイバＦｓで伝送された光は、光合分波器５０１で分波され、第三の光変調器１０２ｃに入力される。第三の光変調器１０２ｃは、光にパイロット信号を付加するとともに、受信した往路の光の雑音レベルの光変動を安定化する制御を行う。偏光子５０２は、光の偏波変動を光強度変動に変換する。変換された光は、復路の光ファイバＦｂに入力する。

そして、図４に戻り、光ケーブルＦの光変動箇所Ｘで光変動が生じたとする。図４の（ａ）は、光ケーブルＦの他端において、光変調変換器１５０に入力される物理量の状態を示す図表である。縦軸は光強度および偏波状態（偏波の変化量）、横軸は時間である。光変動箇所Ｘで光変動が発生した時期に対応して偏波変動が生じる（ピークｔｘ）。

図４の（ｂ）は、光ケーブルＦの他端の光変調変換器１５０が出力する物理量の状態を示す図表である。光変調変換器１５０により、偏波変動は、光強度変動に変換され、光変動箇所Ｘで光変動が発生した時期に対応して光強度が変動する（ピークｔｘ）。

図４（ｃ）は、光ケーブルＦの一端において、光変動位置測定装置１００に入力される復路の光ファイバＦｂに含まれる物理量の状態を示す図表である。光変動位置測定装置１００には、物理量として、光の光強度変動と偏波変動が入力される。ここで、往路の光ファイバＦｓでの光伝搬と、復路の光ファイバＦｂでの光伝搬では、光ファイバＦｓ，Ｆｂによる光の折り返し分（距離）に相当する伝搬時間差Ｔが生じる。

光変動箇所Ｘに対応した光強度変動の時期（ピーク）はｔ１であり、光強度変動の期間はＴ１である。光変動箇所Ｘに対応した偏波変動の時期（ピーク）はｔ２であり、偏波変動の期間はＴ２である。

そして、図４（ｃ）に示すように、光強度変動の期間Ｔ１と、偏波変動の期間Ｔ２が重なった場合でも、光変動位置測定装置１００は、異なる物理量である光強度変動と、偏波変動を用いるため、これら異なる物理量に基づいてそれぞれの光変動位置を測定できる。ここで、光変動が生じている期間（Ｔ１＋Ｔ２）が光変動位置測定装置１００（処理部２００）が有する距離分解能よりも大きい場合でも、光変動位置を測定できる。

以上説明したように、往路の光ファイバＦｓで生じた偏波変動を光変調変換器で光強度変動に変換し、光変動位置測定装置は、復路の光ファイバＦｂの偏波変動をそのまま偏波変動として受信する。そして、これら異なる光強度変動と偏波変動を含む光を受信して光変動位置を求める。このため、往路と復路の偏波変動が時間的に重なっても（上記Ｔ１＋Ｔ２に相当）分解でき、それぞれの光変動位置を測定できるようになる。

（実施の形態３）
図６は、実施の形態３にかかる光変動位置測定装置を含む全体構成例を示す図である。図６において、実施の形態１（図１）と同一の構成部には同一の符号を付し、光変動位置測定装置１００の内部構成は一部省略してある。

実施の形態３は、上述した２．光強度変動に対応する構成例であり、光ケーブルＦ上の光変動箇所Ｘで生じた光強度変動を光変調変換器１５０で位相変動に変換する。そして、光変動位置測定装置１００は、復路の光ファイバＦｂを介して戻る光に含まれる往路分の位相変動と、復路の光ファイバＦｂの光変動箇所Ｘで生じた光強度変動と、を受信する。光源１０１は、波長λ１の連続発振光を出力する。

図７は、実施の形態３にかかる光変調変換器の構成例を示す図である。光変調変換器１５０は、光源７０１、光合波器７０２、非線形光学媒質７０３、光フィルタ７０４を含む。

光源７０１は、波長λ２の光（連続発振光）を出力する。光合波器７０２は、往路の光ファイバＦｓで伝送された光（光強度変動）と、光源７０１が出力する光（λ２）とを合波して非線形光学媒質７０３に出力する。非線形光学媒質７０３は、光源７０１の波長λ２の光により、往路の光ファイバＦｓの光の光強度変動を位相変動の光に変換して出力する。光フィルタ７０４は、波長λ２の光を透過し、復路の光ファイバＦｂに入力する。

図８は、実施の形態３にかかる光変調変換器の他の構成例を示す図である。光変調変換器１５０は、光合分波器８０１、第三の光変調器（光変調器−３）１０２ｃ、光源８０３、光合波器８０４、非線形光学媒質８０５、光フィルタ８０６を含み構成することもできる。

光合分波器８０１は、往路の光ファイバＦｓの光を分波して第三の光変調器１０２ｃに出力する。第三の光変調器１０２ｃは、光にパイロット信号を付加するとともに、受信した往路の光の雑音レベルの光変動を安定化する制御を行う。光源８０３は、波長λ２の光（連続発振光）を出力する。光合波器８０４は、往路の光ファイバＦｓで伝送された光と、光源８０３が出力する光（λ２）とを合波して非線形光学媒質８０５に出力する。非線形光学媒質８０５は、光源８０３の波長λ２の光により、往路の光ファイバＦｓの光の光強度変動を位相変動の光に変換して出力する。光フィルタ８０６は、波長λ２の光を透過し、光合分波器８０１を介して復路の光ファイバＦｂに入力する。

そして、図６に戻り、光ケーブルＦの光変動箇所Ｘで光変動が生じたとする。図６の（ａ）は、光ケーブルＦの他端において、光変調変換器１５０に入力される物理量の状態を示す図表である。縦軸は位相および光強度、横軸は時間である。光変動箇所Ｘで光変動が発生した時期に対応して光強度変動が生じる（ピークｔｘ）。

図６の（ｂ）は、光ケーブルＦの他端の光変調変換器１５０が出力する物理量の状態を示す図表である。光変調変換器１５０により、光強度変動は、位相変動に変換され、光変動箇所Ｘで光変動が発生した時期に対応して位相変動が生じる（ピークｔｘ）。

図６（ｃ）は、光ケーブルＦの一端において、光変動位置測定装置１００に入力される復路の光ファイバＦｂに含まれる物理量の状態を示す図表である。光変動位置測定装置１００には、物理量として、光の位相変動と光強度変動が入力される。ここで、往路の光ファイバＦｓでの光伝搬と、復路の光ファイバＦｂでの光伝搬では、光ファイバＦｓ，Ｆｂによる光の折り返し分（距離）に相当する伝搬時間差Ｔが生じる。

光変動箇所Ｘに対応した位相変動の時期（ピーク）はｔ１であり、位相変動の期間はＴ１である。光変動箇所Ｘに対応した光強度変動の時期（ピーク）はｔ２であり、光強度変動の期間はＴ２である。

そして、図６（ｃ）に示すように、位相変動の期間Ｔ１と、光強度変動の期間Ｔ２が重なった場合でも、光変動位置測定装置１００は、異なる物理量である位相変動と、光強度変動を用いるため、これら異なる物理量に基づいてそれぞれの光変動位置を測定できる。ここで、光変動が生じている期間（Ｔ１＋Ｔ２）が光変動位置測定装置１００（処理部２００）が有する距離分解能よりも大きい場合でも、光変動位置を測定できる。

以上説明したように、往路の光ファイバＦｓで生じた光強度変動を光変調変換器で位相変動に変換し、光変動位置測定装置は、復路の光ファイバＦｂの光強度変動をそのまま光強度変動として受信する。そして、これら異なる位相変動と光強度変動を含む光を受信して光変動位置を求める。このため、往路と復路の光強度変動が時間的に重なっても（上記Ｔ１＋Ｔ２に相当）分解でき、それぞれの光変動位置を測定できるようになる。

（実施の形態４）
図９は、実施の形態４にかかる光変動位置測定装置を含む全体構成例を示す図である。図９において、実施の形態１（図１）と同一の構成部には同一の符号を付し、光変動位置測定装置１００の内部構成は一部省略してある。

実施の形態４は、上述した３．ＰＤＬ変動に対応する構成例であり、光ケーブルＦの往路の光ファイバＦｓの光変動箇所Ｘで生じたＰＤＬ変動を光変調変換器１５０で位相変動に変換する。そして、光変動位置測定装置１００は、復路の光ファイバＦｂを介して戻る光に含まれる往路分の位相変動と、復路の光ファイバＦｂの光変動箇所Ｘで生じた光強度変動と、を受信する。光源１０１は、波長λ１の水平偏波Ｈおよび垂直偏波Ｖの連続発振光を出力する。偏波多重器９０１は、波長λ１の水平偏波Ｈと垂直偏波Ｖの連続発振光を偏波多重する。

図１０は、実施の形態４にかかる光変調変換器の構成例を示す図である。光変調変換器１５０は、偏波ビームスプリッタ９１１と、光源９１２と、光合波器９１３と、非線形光学媒質９１４と、光フィルタ９１５と、偏波ビームコンバイナ９１６と、を含む。

往路の光ファイバＦｓで伝送された光は、偏波ビームスプリッタ９１１により波長λ１の水平偏波Ｈおよび垂直偏波Ｖの光を偏波分離し、水平偏波Ｈと垂直偏波Ｖそれぞれの光合波器９１３に出力する。光源９１２は、波長λ２の光（連続発振光）を水平偏波Ｈと垂直偏波Ｖそれぞれの光合波器９１３に出力する。

光合波器９１３〜光フィルタ９１５は、水平偏波Ｈと垂直偏波Ｖの光に対応する１組を有する。水平偏波Ｈ側の構成を説明すると、光合波器９１３は、往路の光ファイバＦｓで伝送された水平偏波Ｈの光（光強度変動）と、光源９１２が出力する光（λ２）とを合波して非線形光学媒質９１４に出力する。非線形光学媒質９１４は、光源９１３の波長λ２の光により、往路の光ファイバＦｓの光の光強度変動を位相変動の光に変換して出力する。光フィルタ９１５は、波長λ２の光を透過する。垂直偏波Ｖ側でも同様に垂直偏波Ｖの光に対し、光強度変動を位相変動の光に変換し、波長λ２の光を出力する。偏波ビームコンバイナ９１６は、水平偏波Ｈと垂直偏波Ｖの光を偏波多重し、復路の光ファイバＦｂに入力する。

図１１は、実施の形態４にかかる光変調変換器の他の構成例を示す図である。光変調変換器１５０は、光合分波器１１０１、第三の光変調器（光変調器−３）１０２ｃ、偏波ビームスプリッタ１１０３、光源１１０４、光合波器１１０５、非線形光学媒質１１０６、光フィルタ１１０７、偏波ビームコンバイナ１１０８を含み構成してもよい。

光合分波器１１０１は、往路の光ファイバＦｓの光を分波して第三の光変調器１０２ｃに出力する。第三の光変調器１０２ｃは、光にパイロット信号を付加するとともに、受信した往路の光の雑音レベルの光変動を安定化する制御を行う。偏波ビームスプリッタ１１０３は、波長λ１の水平偏波Ｈおよび垂直偏波Ｖの光を偏波分離し、水平偏波Ｈと垂直偏波Ｖそれぞれの光合波器１１０５に出力する。光源１１０４は、波長λ２の光（連続発振光）を水平偏波Ｈと垂直偏波Ｖそれぞれの光合波器１１０５に出力する。

光合波器１１０５〜光フィルタ１１０７は、水平偏波Ｈと垂直偏波Ｖの光に対応する１組を有する。水平偏波Ｈ側の構成を説明すると、光合波器１１０５は、往路の光ファイバＦｓで伝送された水平偏波Ｈの光（光強度変動）と、光源１１０４が出力する光（λ２）とを合波して非線形光学媒質１１０６に出力する。非線形光学媒質１１０６は、光源１１０４の波長λ２の光により、往路の光ファイバＦｓの光の光強度変動を位相変動の光に変換して出力する。光フィルタ１１０７は、波長λ２の光を透過する。垂直偏波Ｖ側でも同様に垂直偏波Ｖの光に対し、光強度変動を位相変動の光に変換し、波長λ２の光を出力する。偏波ビームコンバイナ１１０８は、水平偏波Ｈと垂直偏波Ｖの光を偏波多重し、復路の光ファイバＦｂに入力する。

図１２は、実施の形態４にかかる光変調変換器のさらに他の構成例を示す図である。光変調変換器１５０は、光合分波器１２０１、第三の光変調器（光変調器−３）１０２ｃ、偏波ビームスプリッタ１２０３、光源１２０４、光合波器１２０５、非線形光学媒質１２０６を含み構成することもできる。

光合分波器１２０１は、往路の光ファイバＦｓの光を分波して第三の光変調器１０２ｃに出力する。第三の光変調器１０２ｃは、光にパイロット信号を付加するとともに、受信した往路の光の雑音レベルの光変動を安定化する制御を行う。偏波ビームスプリッタ１２０３は、波長λ１の水平偏波Ｈおよび垂直偏波Ｖの光を偏波分離し、水平偏波Ｈと垂直偏波Ｖそれぞれの光合波器１２０５に出力する。光源１２０４は、波長λ２の光（連続発振光）を水平偏波Ｈと垂直偏波Ｖそれぞれの光合波器１２０５に出力する。

光合波器１２０５は、水平偏波Ｈと垂直偏波Ｖの光に対応する１組を有する。水平偏波Ｈ側の光合波器１２０５は、往路の光ファイバＦｓで伝送された水平偏波Ｈの光（光強度変動）と、光源１２０４が出力する光（λ２）とを合波して非線形光学媒質１２０６に出力する。垂直偏波Ｖ側の光合波器１２０５は、往路の光ファイバＦｓで伝送された垂直偏波Ｖの光（光強度変動）と、光源１２０４が出力する光（λ２）とを合波して非線形光学媒質１２０６に出力する。

非線形光学媒質１２０６には、波長λ１の水平偏波Ｈおよび垂直偏波Ｖの光が入力され、光源１２０４の波長λ２の光により、往路の光ファイバＦｓの光の光強度変動を位相変動の光に変換する。非線形光学媒質１２０６で変換後の波長λ２の光（水平偏波Ｈおよび垂直偏波Ｖ）は、光合波器１２０５〜偏波ビームスプリッタ１２０３〜光合分波器１２０１を介して復路の光ファイバＦｂに入力される。

そして、図９に戻り、光ケーブルＦの光変動箇所Ｘで光変動が生じたとする。図９の（ａ）は、光ケーブルＦの他端において、光変調変換器１５０に入力される物理量の状態を示す図表である。縦軸は位相および光強度、横軸は時間である。光変動箇所Ｘで光変動が発生した時期に対応して水平偏波Ｈおよび垂直偏波Ｖにそれぞれ光強度変動が生じる（ピークｔｘ）。

図９の（ｂ）は、光ケーブルＦの他端の光変調変換器１５０が出力する物理量の状態を示す図表である。光変調変換器１５０により、光強度変動は、位相変動に変換され、光変動箇所Ｘで光変動が発生した時期に対応して水平偏波Ｈおよび垂直偏波Ｖにそれぞれ位相が変動する（ピークｔｘ）。

図９の（ｃ）は、光ケーブルＦの一端において、光変動位置測定装置１００に入力される復路の光ファイバＦｂに含まれる物理量の状態を示す図表である。光変動位置測定装置１００には、物理量として、光の位相変動と光強度変動が入力される。ここで、往路の光ファイバＦｓでの光伝搬と、復路の光ファイバＦｂでの光伝搬では、光ファイバＦｓ，Ｆｂによる光の折り返し分（距離）に相当する伝搬時間差Ｔが生じる。

光変動箇所Ｘに対応した位相変動の時期（ピーク）はｔ１であり、位相変動の期間はＴ１である。光変動箇所Ｘに対応した光強度変動の時期（ピーク）はｔ２であり、光強度変動の期間はＴ２である。

そして、図９の（ｃ）に示すように、位相変動の期間Ｔ１と、光強度変動の期間Ｔ２が重なった場合でも、光変動位置測定装置１００は、異なる物理量である位相変動と、光強度変動を用いるため、これら異なる物理量に基づいてそれぞれの光変動位置を測定できる。ここで、光変動が生じている期間（Ｔ１＋Ｔ２）が光変動位置測定装置１００（処理部２００）が有する距離分解能よりも大きい場合でも、光変動位置を測定できる。また、位相変動および光強度変動は水平偏波Ｈと垂直偏波Ｖに分離されており、偏波ごとに光変動位置を測定することができる。

以上説明したように、往路の光ファイバＦｓで生じたＰＤＬ変動（光強度変動）を光変調変換器で位相変動に変換し、光変動位置測定装置は、復路の光ファイバＦｂのＰＤＬ変動をそのままＰＤＬ変動として受信する。そして、これら異なるＰＤＬ変動と位相変動を含む光を受信して光変動位置を求める。このため、往路と復路のＰＤＬ変動が時間的に重なっても（上記Ｔ１＋Ｔ２に相当）分解でき、それぞれの光変動位置を測定できるようになる。

（実施の形態５）
図１３は、実施の形態５にかかる光変動位置測定装置を含む全体構成例を示す図である。図１３において、実施の形態１（図１）と同一の構成部には同一の符号を付し、光変動位置測定装置１００の内部構成は一部省略してある。

実施の形態５は、上述した４．ＰＭＤ変動に対応する構成例であり、光ケーブルＦの往路の光ファイバＦｓの光変動箇所Ｘで生じたＰＭＤ変動を光変調変換器１５０で光強度変動に変換する。そして、光変動位置測定装置１００は、復路の光ファイバＦｂを介して戻る光に含まれる往路分の光強度変動と、復路の光ファイバＦｂの光変動箇所Ｘで生じたＰＭＤ変動と、を受信する。光源１０１は、波長λ１の水平偏波Ｈの連続発振光と、波長λ２の垂直偏波Ｖの連続発振光を出力する。偏波多重器９０１は、波長λ１の水平偏波Ｈの光と、波長λ２の垂直偏波Ｖの連続発振光を偏波多重する。

図１４は、実施の形態５にかかる光変調変換器の構成例を示す図である。光変調変換器１５０は、波長分波器１４１１と、偏光子１４１２と、波長合波器１４１３と、を含む。

往路の光ファイバＦｓで伝送された光は、波長分波器１４１１により波長λ１の水平偏波Ｈの光と、波長λ２の垂直偏波Ｖの光を偏波分離し、これら水平偏波Ｈと垂直偏波Ｖの光をそれぞれ偏光子１４１２に出力する。

偏光子１４１２は、水平偏波Ｈと垂直偏波Ｖの光に対応する１組を有する。波長λ１の水平偏波Ｈの光（偏波変動）は、偏光子１４１２により光強度変動の光に変換される。波長λ２の垂直偏波Ｖの光（偏波変動）は、偏光子１４１２により光強度変動の光に変換される。波長合波器１４１３は、波長λ１の水平偏波Ｈの光と波長λ２の垂直偏波Ｖの光を合波し、復路の光ファイバＦｂに入力する。

図１５は、実施の形態５にかかる光変調変換器の他の構成例を示す図である。光変調変換器１５０は、光合分波器１５０１、第三の光変調器（光変調器−３）１０２ｃ、波長分波器１５０３、偏光子１５０４、波長合波器１５０５を含み構成することもできる。

光合分波器１５０１は、往路の光ファイバＦｓの光を分波して第三の光変調器１０２ｃに出力する。第三の光変調器１０２ｃは、光にパイロット信号を付加するとともに、受信した往路の光の雑音レベルの光変動を安定化する制御を行う。波長分波器１５０３は、波長λ１の水平偏波Ｈの光と、波長λ２の垂直偏波Ｖの光を偏波分離し、これら水平偏波Ｈと垂直偏波Ｖの光をそれぞれ偏光子１５０４に出力する。

偏光子１５０４は、水平偏波Ｈと垂直偏波Ｖの光に対応する１組を有する。波長λ１の水平偏波Ｈの光（偏波変動）は、偏光子１５０４により光強度変動の光に変換される。波長λ２の垂直偏波Ｖの光（偏波変動）は、偏光子１５０４により光強度変動の光に変換される。波長合波器１５０５は、波長λ１の水平偏波Ｈの光と波長λ２の垂直偏波Ｖの光を合波し、復路の光ファイバＦｂに入力する。

そして、図１３に戻り、光ケーブルＦの光変動箇所Ｘで光変動が生じたとする。図１３の（ａ）は、光ケーブルＦの他端において、光変調変換器１５０に入力される物理量の状態を示す図表である。縦軸は光強度および偏波状態、横軸は時間である。光変動箇所Ｘで光変動が発生した時期に対応して波長λ１の水平偏波Ｈおよび波長λ２の垂直偏波Ｖにそれぞれ偏波変動が生じる（ピークｔｘ）。

図１３の（ｂ）は、光ケーブルＦの他端の光変調変換器１５０が出力する物理量の状態を示す図表である。光変調変換器１５０により、偏波変動は、光強度変動に変換され、光変動箇所Ｘで光変動が発生した時期に対応して波長λ１の水平偏波Ｈおよび波長λ２の垂直偏波Ｖにそれぞれ位相が変動する（ピークｔｘ）。

図１３の（ｃ）は、光ケーブルＦの一端において、光変動位置測定装置１００に入力される復路の光ファイバＦｂに含まれる物理量の状態を示す図表である。光変動位置測定装置１００には、物理量として、光の光強度変動と偏波変動が入力される。ここで、往路の光ファイバＦｓでの光伝搬と、復路の光ファイバＦｂでの光伝搬では、光ファイバＦｓ，Ｆｂによる光の折り返し分（距離）に相当する伝搬時間差Ｔが生じる。

光変動箇所Ｘに対応した光強度変動の時期（ピーク）はｔ１であり、光強度変動の期間はＴ１である。光変動箇所Ｘに対応した偏波変動の時期（ピーク）はｔ２であり、偏波変動の期間はＴ２である。

そして、図１３の（ｃ）に示すように、光強度変動の期間Ｔ１と、偏波変動の期間Ｔ２が重なった場合でも、光変動位置測定装置１００は、異なる物理量である光強度変動と、偏波変動を用いるため、これら異なる物理量に基づいてそれぞれの光変動位置を測定できる。ここで、光変動が生じている期間（Ｔ１＋Ｔ２）が光変動位置測定装置１００（処理部２００）が有する距離分解能よりも大きい場合でも、光変動位置を測定できる。また、光強度変動および偏波変動は水平偏波Ｈと垂直偏波Ｖに分離されており、偏波ごとに光変動位置を測定することができる。

図１６は、実施の形態５にかかる光変動位置測定装置の他の構成例を示す図である。実施の形態５のＰＭＤ変動に対応する場合において、光電界取得部１０５（図１参照）が復路の光ファイバＦｂを伝送する２つの波長λ１，λ２を一括取得できない場合に対応例を示す。

このため、図１６に示すように、新たに光分波器１６０１と、光電界取得部１０５を２組（第一の光電界取得部１０５ａと第二の光電界取得部１０５ｂ）設けている。光分波器１６０１は、第一の波長（λ１）の光を第一の光電界取得部（光電界取得部−１）１０５ａへ導き、第二の波長（λ２）の光を第二の光電界取得部（光電界取得部−２）１０５ｂへ導く。これにより、第一の光電界取得部１０５ａでは、分波後の第一の波長（λ１）の光に基づき光電界を取得でき、第二の電界取得部１０５ｂでは、分波後の第二の波長（λ２）の光に基づき光電界を取得できる。

以上説明したように、往路の光ファイバＦｓで生じたＰＭＤ変動（偏波変動）を光変調変換器で光強度変動に変換し、光変動位置測定装置は、復路の光ファイバＦｂのＰＭＤ変動をそのままＰＭＤ変動として受信する。そして、これら異なる光強度変動とＰＭＤ変動を含む光を受信して光変動位置を求める。このため、往路と復路のＰＭＤ変動が時間的に重なっても（上記Ｔ１＋Ｔ２に相当）分解でき、それぞれの光変動位置を測定できるようになる。

（実施の形態６）
図１７は、実施の形態６にかかる光変動位置測定装置を含む全体構成例を示す図である。図１７において、実施の形態１（図１）と同一の構成部には同一の符号を付し、光変動位置測定装置１００の内部構成は一部省略してある。

実施の形態６は、上述した５．周波数変動に対応する構成例であり、光ケーブルＦの往路の光ファイバＦｓの光変動箇所Ｘで生じた周波数変動を光変調変換器１５０で光強度変動に変換する。そして、光変動位置測定装置１００は、復路の光ファイバＦｂを介して戻る光に含まれる往路分の光強度変動と、復路の光ファイバＦｂの光変動箇所Ｘで生じた周波数変動と、を受信する。光源１０１は、単一波長（λ１）の連続発振光を出力する。

図１８は、実施の形態６にかかる光変調変換器の構成例を示す図である。光変調変換器１５０は、波長λ１を透過する光フィルタを用いて構成できる。このほか、図１８に示すように、光変調変換器１５０は、往路の光ファイバＦｓと復路の光ファイバＦｂに接続された光合分波器１８０１と、第三の光変調器（光変調器−３）１０２ｃと、波長λ１を透過する光フィルタ１８０２と、を含み構成することもできる。

往路の光ファイバＦｓで伝送された光は、光合分波器１８０１で分波され、第三の光変調器１０２ｃに入力される。第三の光変調器１０２ｃは、光にパイロット信号を付加するとともに、受信した往路の光の雑音レベルの光変動を安定化する制御を行う。光フィルタ１８０２は、光の周波数変動を光強度変動に変換する。変換された光は、復路の光ファイバＦｂに入力される。

そして、図１７に戻り、光ケーブルＦの光変動箇所Ｘで光変動が生じたとする。図１７の（ａ）は、光ケーブルＦの他端において、光変調変換器１５０に入力される物理量の状態を示す図表である。縦軸は光強度および周波数、横軸は時間である。光変動箇所Ｘで光変動が発生した時期に対応して周波数変動が生じる（ピークｔｘ）。

図１７の（ｂ）は、光ケーブルＦの他端の光変調変換器１５０が出力する物理量の状態を示す図表である。光変調変換器１５０により、周波数変動は、光強度変動に変換され、光変動箇所Ｘで光変動が発生した時期に対応して光強度が変動する（ピークｔｘ）。

図１７の（ｃ）は、光ケーブルＦの一端において、光変動位置測定装置１００に入力される復路の光ファイバＦｂに含まれる物理量の状態を示す図表である。光変動位置測定装置１００には、物理量として、光の光強度変動と周波数変動が入力される。ここで、往路の光ファイバＦｓでの光伝搬と、復路の光ファイバＦｂでの光伝搬では、光ファイバＦｓ，Ｆｂによる光の折り返し分（距離）に相当する伝搬時間差Ｔが生じる。

光変動箇所Ｘに対応した光強度変動の時期（ピーク）はｔ１であり、光強度変動の期間はＴ１である。光変動箇所Ｘに対応した周波数変動の時期（ピーク）はｔ２であり、周波数変動の期間はＴ２である。

そして、図１７の（ｃ）に示すように、光強度変動の期間Ｔ１と、周波数変動の期間Ｔ２が重なった場合でも、光変動位置測定装置１００は、異なる物理量である光強度変動と、周波数変動を用いる。これにより、これら異なる物理量に基づいてそれぞれの光変動位置を測定できる。ここで、光変動が生じている期間（Ｔ１＋Ｔ２）が光変動位置測定装置１００（処理部２００）が有する距離分解能よりも大きい場合でも、光変動位置を測定できる。

以上説明したように、往路の光ファイバＦｓで生じた周波数変動を光変調変換器で光強度変動に変換し、光変動位置測定装置は、復路の光ファイバＦｂの周波数変動をそのまま周波数変動として受信する。そして、これら異なる光強度変動と周波数変動を含む光を受信して光変動位置を求める。このため、往路と復路の周波数変動が時間的に重なっても（上記Ｔ１＋Ｔ２に相当）分解でき、それぞれの光変動位置を測定できるようになる。

（実施の形態７）
実施の形態７では、上述した光変動位置測定装置１００の光電界取得部１０５の詳細な構成について説明する。以下、コヒーレント受信（検波）に対応した光電界取得部１０５の各構成例について説明する。

図１９は、実施の形態７にかかる光変動位置測定装置の光電界取得部の構成例を示す図である。光電界取得部１０５は、光源１９０１、光ハイブリッド１９０２、フォトディテクタ（ＰＤ）１９０３、ＡＤ変換器（ＡＤＣ）１９０４、光電界計算部１９０５を含む。

光源１９０１が出射する光と、復路の光ファイバＦｂから出力される光信号は、光ハイブリッド１９０２に入力され、光ハイブリッド１９０２の出力はフォトディテクタ（ＰＤ）１９０３により光電変換される。ＰＤ１９０３の出力は、ＡＤ変換器（ＡＤＣ）１９０４でデジタル変換され、光電界計算部１９０５に出力される。例えば、ＡＤＣ１９０４と、光電界計算部１９０５の機能は、処理部２００（図２参照）が有する構成にできる。

図２０は、図１９の光電界取得部の各部の動作内容を示すフローチャートである。光源１９０１は、光ハイブリッド１９０２に参照光として連続発振光を出力する。例えば、光源１０１の光を分岐して光ハイブリッド１９０２に出力してもよく、この場合、光源１９０１を不要にできる。光源１９０１の波長は、上述した各実施の形態２〜６でそれぞれ用いる光源１０１の波長（λ１，λ２）と同一である。

光ハイブリッド１９０２には、復路の光ファイバＦｂから受信した光信号が入力される（ステップＳ２００１）。光ハイブリッド１９０２は、光源１９０１の参照光と、入力された光信号を合波後、複数の電界成分（ＨＩ，ＨＱ，ＶＩ，ＶＱ）に分岐する（ステップＳ２００２）。

フォトディテクタ（ＰＤ）１９０３は、複数の電界成分（ＨＩ，ＨＱ，ＶＩ，ＶＱ）に対応した個数を有し、それぞれの電界成分を光電変換する（ステップＳ２００３）。各ＰＤ１９０３は、水平偏波Ｈの同相電界成分ＨＩ（ステップＳ２００３ａ）、水平偏波Ｈの直交電界成分ＨＱ（ステップＳ２００３ｂ）を光電変換する。また、垂直偏波Ｖの同相電界成分ＶＩ（ステップＳ２００３ｃ）、垂直偏波Ｖの直交電界成分ＶＱ（ステップＳ２００３ｄ）を光電変換する。

ＡＤ変換器（ＡＤＣ）１９０４は、光電変換後の各ＨＩ，ＨＱ，ＶＩ，ＶＱをそれぞれデジタル信号に変換する（ステップＳ２００４ａ〜２００４ｄ）。ＡＤＣ１９０４の出力は、光電界計算部１９０５に入力される。光電界計算部１９０５は、デジタル変換後の各ＨＩ，ＨＱ，ＶＩ，ＶＱを合成して、周波数オフセットやキャリア位相再生したデータＨＩ’，ＨＱ’，ＶＩ’，ＶＱ’を生成し（ステップＳ２００５）、物理量計算部１０６に出力する。

図２１は、実施の形態７にかかる光変動位置測定装置の光電界取得部の他の構成例を示す図である。光電界取得部１０５は、光スプリッタ２１０１、偏波ビームスプリッタ２１０２、偏波制御器２１０３、複数の偏光子２１０４、複数のフォトディテクタ（ＰＤ）２１０５、ＡＤ変換器（ＡＤＣ）２１０６、光電界計算部２１０７を含む。

復路の光ファイバＦｂが出力する光信号は、光スプリッタ２１０１で分岐され、複数のフォトディテクタ（ＰＤ）２１０５で光電変換される。第一のＰＤ２１０５ａの前段には偏波ビームスプリッタ２１０２が配置され、第二と第三のＰＤ２１０５ｂ，２０１５ｃの前段には偏光子２１０４ａ，２１０４ｂが配置され、第四のＰＤ２１０５ｄの前段には偏波制御器２１０３と偏光子２１０４ｃが配置される。各ＰＤ２１０５ａ〜２１０５ｄの出力は、ＡＤ変換器（ＡＤＣ）２１０６によりデジタル変換され、光電界計算部２１０７に出力される。例えば、ＡＤＣ２１０６と、光電界計算部２１０７の機能は、処理部２００（図２参照）が有する構成にできる。

図２２は、図２１の光電界取得部の各部の動作内容を示すフローチャートである。光スプリッタ２１０１には、復路の光ファイバＦｂから受信した光信号が入力される（ステップＳ２２０１）。光スプリッタ２１０１は、入力された光信号を複数（図の例では４つ）に分岐出力する（ステップＳ２２０２）。光信号は、偏波ビームスプリッタ２１０２、第一の偏光子（偏光子−１）２１０４ａ、第二の偏光子（偏光子−２）２１０４ｂ、偏波制御器２１０３にそれぞれ分岐出力される。

偏波ビームスプリッタ２１０２に分岐された光は、この偏波ビームスプリッタ２１０２により水平偏波Ｈと垂直偏波Ｖに分離される（ステップＳ２２０３）。この後、第一のフォトディテクタ（ＰＤ−１）２１０５ａは、光強度（ＨＩ＋ＨＱ）²＋（ＶＩ＋ＶＱ）²を有して光電変換する（ステップＳ２２０４ａ）。この後、ＡＤＣ２１０６により光強度（ＨＩ＋ＨＱ）²＋（ＶＩ＋ＶＱ）²をデジタル信号に変換し（ステップＳ２２０５ａ）、光電界計算部２１０７に出力する。

偏光子２１０４に分岐された光は、第一の偏光子（偏光子−１）２１０４ａで水平偏波Ｈを抽出し（ステップＳ２２０６ａ）、第二の偏光子（偏光子−２）２１０４ｂで垂直偏波Ｖを抽出する（ステップＳ２２０６ｂ）。第二のフォトディテクタ（ＰＤ−２）２１０５ｂは、水平偏波光強度（ＨＩ＋ＨＱ）²を光電変換し（ステップＳ２２０４ｂ）、ＡＤＣ２１０６が水平偏波光強度（ＨＩ＋ＨＱ）²をデジタル信号に変換し（ステップＳ２２０５ｂ）、光電界計算部２１０７に出力する。

第三のフォトディテクタ（ＰＤ−３）２１０５ｃは、垂直偏波光強度（ＶＩ＋ＶＱ）²を光電変換し（ステップＳ２２０４ｃ）、ＡＤＣ２１０６が垂直偏波光強度（ＶＩ＋ＶＱ）²をデジタル信号に変換し（ステップＳ２２０５ｃ）、光電界計算部２１０７に出力する。

偏波制御器２１０３に分岐された光は、この偏波制御器２１０３により直線偏波が円偏波に変換される（ステップＳ２２０７）。円偏波に変換後の光は第三の偏光子（偏光子−３）２１０４ｃで水平偏波を抽出する（ステップＳ２２０６ｃ）。第四のフォトディテクタ（ＰＤ−４）２１０５ｄは、円偏波強度（ＨＩ＋ＶＱ）²＋（ＶＩ＋ＨＱ）²を光電変換する（ステップＳ２２０４ｄ）。そして、ＡＤＣ２１０６が円偏波強度（ＨＩ＋ＶＱ）²＋（ＶＩ＋ＨＱ）²をデジタル信号に変換し（ステップＳ２２０５ｄ）、光電界計算部２１０７に出力する。

光電界計算部２１０７は、デジタル変換後の光強度、水平偏波光強度、垂直偏波光強度、円偏波強度を合成したデータＨＩ，ＨＱ，ＶＩ，ＶＱを生成し（ステップＳ２２０８）、物理量計算部１０６に出力する。

図２３は、実施の形態７にかかる光変動位置測定装置の光電界取得部のさらに他の構成例を示す図である。光電界取得部１０５は、光スプリッタ２３０１、偏波ビームスプリッタ２３０２、光フィルタ２３０３、複数のフォトディテクタ（ＰＤ）２３０４、ＡＤ変換器（ＡＤＣ）２３０５、光電界計算部２３０６を含む。

復路の光ファイバＦｂが出力する光信号は、光スプリッタ２３０１で分岐された後、二つの偏波ビームスプリッタ２３０２ａ，２３０２ｂでそれぞれ偏波別に分岐された後、複数のフォトディテクタ（ＰＤ）２３０４でそれぞれ光電変換される。一方の偏波ビームスプリッタ２３０２ｂで偏波分離された後の光は、それぞれ光フィルタ（遅延干渉計）２３０３を介した後にＰＤ２３０４で光電変換される。各ＰＤ２３０４ａ〜２３０４ｄの出力は、ＡＤ変換器（ＡＤＣ）２３０５によりデジタル変換され、光電界計算部２３０６に出力される。例えば、ＡＤＣ２３０５と、光電界計算部２３０６の機能は、処理部２００（図２参照）が有する構成にできる。

図２４は、図２３の光電界取得部の各部の動作内容を示すフローチャートである。光スプリッタ２３０１には、復路の光ファイバＦｂから受信した光信号が入力される（ステップＳ２４０１）。光スプリッタ２１０１は、入力された光信号を複数（図の例では４つ）に分岐出力する（ステップＳ２４０２）。光信号は、第一の偏波ビームスプリッタ（偏波ビームスプリッタ−１）２３０２ａと、第二の偏波ビームスプリッタ（偏波ビームスプリッタ−２）２３０２ｂにそれぞれ分岐出力される。

第一の偏波ビームスプリッタ２３０２ａで分岐された光は、この偏波ビームスプリッタ２３０２により水平偏波Ｈと垂直偏波Ｖに分離される（ステップＳ２４０３ａ）。水平偏波Ｈは、第一のフォトディテクタ（ＰＤ−１）２３０４ａにより、水平偏波光強度（ＨＩ＋ＨＱ）²が光電変換される（ステップＳ２４０４ａ）。この後、ＡＤＣ２３０５は水平偏波光強度（ＨＩ＋ＨＱ）²をデジタル信号に変換し（ステップＳ２４０５ａ）、光電界計算部２３０６に出力する。垂直偏波Ｖは、第二のフォトディテクタ（ＰＤ−２）２３０４ｂにより、垂直偏波光強度（ＶＩ＋ＶＱ）²が光電変換される（ステップＳ２４０４ｂ）。この後、ＡＤＣ２３０５は垂直偏波光強度（ＶＩ＋ＶＱ）²をデジタル信号に変換し（ステップＳ２４０５ｂ）、光電界計算部２３０６に出力する。

第二の偏波ビームスプリッタ２３０２ｂで分岐された光は、この偏波ビームスプリッタ２３０２ｂにより水平偏波Ｈと垂直偏波Ｖに分離される（ステップＳ２４０３ｂ）。水平偏波Ｈは、第一の光フィルタ（光フィルタ−１）２３０３ａにより水平偏波の光位相が光強度に変換される（ステップＳ２４０６ａ）。この後、第三のフォトディテクタ（ＰＤ−３）２３０４ｃにより、水平偏波光位相ｔａｎ^-1（ＨＱ／ＨＩ）が光電変換される（ステップＳ２４０４ｃ）。この後、ＡＤＣ２３０５は水平偏波光位相ｔａｎ^-1（ＨＱ／ＨＩ）をデジタル信号に変換し（ステップＳ２４０５ｃ）、光電界計算部２３０６に出力する。

垂直偏波Ｖは、第二の光フィルタ（光フィルタ−２）２３０３ｂにより水平偏波の光位相が光強度に変換される（ステップＳ２４０６ｂ）。この後、第四のフォトディテクタ（ＰＤ−４）２３０４ｄにより、垂直偏波光位相ｔａｎ^-1（ＶＱ／ＶＩ）が光電変換される（ステップＳ２４０４ｄ）。この後、ＡＤＣ２３０５は垂直偏波光位相ｔａｎ^-1（ＶＱ／ＶＩ）をデジタル信号に変換し（ステップＳ２４０５ｄ）、光電界計算部２３０６に出力する。

光電界計算部２３０６は、デジタル変換後の水平偏波光強度、垂直偏波光強度、水平偏波光位相、垂直偏波光位相を合成したデータＨＩ，ＨＱ，ＶＩ，ＶＱを生成し（ステップＳ２４０７）、物理量計算部１０６に出力する。

以上説明した実施の形態７によれば、光変動位置測定装置１００の光電界取得部１０５は、光ケーブルＦが伝送した光信号をコヒーレント受信する。これにより、受信した光信号のＯＳＮＲおよび波形歪を改善でき、正確なデータ再生に基づき、より正確な位置測定が可能になる。

（既存技術と実施の形態の対比）
図２５は、既存技術による光変動位置の測定方法を説明する図である。既存技術では、被測定対象の光ケーブルＦの一端のレーザ光源２５０１から往路の光ファイバＦｓに光を入力させ、光ケーブルＦの他端で往路の光ファイバＦｓの光を単に復路の光ファイバＦｂに折り返している。そして、光ケーブルＦの一端に設けた観測装置２５０２により、例えば落雷等の要因により、往路および復路の光ファイバＦｓ，Ｆｂの箇所ａ，ｂにおける光信号の光変動（偏波変動）を観測できる。

図２６は、既存技術による光変動位置の観測波形を示す図である。横軸は時間、縦軸は偏波移動速度である。図２６の（ａ）に示すように、観測装置２５０２では、落雷等により、往路の光ファイバＦｓの箇所ａに相当する時間ｔａと、復路の光ファイバＦｂの箇所ｂに相当する時間ｔｂ部分にそれぞれ波形変動（偏波変動）が生じる。そして、これらの時間ｔａ，ｔｂに基づき光変動位置を観測している。時間ｔは、往路と復路の光ファイバＦｓ，Ｆｂの折り返しに基づく時間差である。

しかしながら、図２６の（ｂ）に示すように、往路の光変動の時間ｔａと、復路の光変動の時間ｔｂとが重なった場合、従来技術では、往路と復路が同じ物理量であるため、これら往路と復路の光変動を分離することができず、正確な光変動位置を観測できない。例えば、往路での光変動時間と、復路での光変動時間がそれぞれ長く重なった場合にこの問題が生じる。また、時間ｔａと時間ｔｂが近い場合、例えば、光ファイバＦの他端付近の落雷の場合等にも正確な光変動位置を観測できない。

これに対し、上述した各実施の形態によれば、往路の光ファイバＦｓで生じた光変動の物理量と、復路の光ファイバＦｂで生じた光変動の物理量とを異なる物理量としている。そして、光ケーブルＦの一端側に設けた光変動位置測定装置１００では、これら異なる物理量を時間分解でき、相関により位置を特定できる。これにより、往路の光変動の時間ｔａと、復路の光変動の時間ｔｂとが近い場合や変動時間が重なった場合でも、往路の光ファイバＦｓの光変動の位置と、復路の光ファイバＦｂの光変動の位置とをそれぞれ正確に検出できるようになる（図６の（ｃ）等参照）。なお、往路と復路の物理量は異なるが、それぞれの波形のピーク、光変動時間、波形の形状等に基づき相関を求めることができる。

また、光ファイバの一端から第一の物理量に対応した光を入力させ、光ファイバの他端に設けた光変調変換器により第一の物理量を第二の物理量に変換して折り返すことにより、光ファイバ上で生じた光変動位置を光ファイバの一端側で測定できるようになる。また、簡単な構成で容易に光変動位置を測定できるようになる。

また、光ファイバに入射させた連続発振光は、光変動箇所での光変動の要因に対応して変換前後の物理量として光強度と、光位相、偏波または周波数のいずれかと、を組み合わせる。これらの組み合わせにより、１．偏波変動、２．光強度変動、３．ＰＤＬ変動、４．ＰＭＤ変動、５．周波数変動のそれぞれの光変動を検出することができ、各種要因に基づく光変動を検出できるようになる。

そして、瞬間的に発生する光変動や損失を伴わない光変動であっても光変動位置を特定できるようになる。例えば、光ケーブル（往路および復路の光ファイバ）の所定位置への落雷等を要因として瞬間的に光変動が生じた場合や、振動や電磁界の変動を要因として瞬間的あるいは継続的な光変動が生じた場合でも、それぞれ光変動位置を特定できる。さらには、ＰＤＬ変動、ＰＭＤ変動、周波数変動を要因とした各光変動位置も特定できる。

また、光ファイバの種類は、シングルモードファイバに限らず、マルチコアファイバ、マルチモードファイバにも適用可能である。マルチコア（往路および復路の光ファイバ）間クロストークやマルチモードファイバのモード間クロストークが生じた場合においても光変動位置を特定できる。

さらに、伝送する光の偏波多重化、複数波長化、復路の光のコヒーレント受信等を組み合わせて用いることで、光変動位置検出のための情報をより多く取得できるようになり、光変動位置をより正確に特定できるようになる。

なお、本実施の形態で説明した光変動位置の測定にかかる方法は、予め用意された制御プログラムを対象機器（上記光変動位置測定装置）のコンピュータ（ＣＰＵ等）が実行することにより実現することができる。本制御プログラムは、磁気ディスク、光ディスク、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）フラッシュメモリなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。また、制御プログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布してもよい。

上述した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。

（付記１）光伝送路の一端に配置される光変動位置測定装置であって、
前記光伝送路上で発生した第一の物理量の光変動を前記光伝送路の他端に伝搬させる連続発振の光を前記光伝送路の一端に入射させる光源と、
前記光伝送路の他端に設けられた光変調変換器により前記第一の物理量の光変動が第二の物理量の光変動に変換されて折り返された光を、前記光伝送路の一端で検出する受光素子と、
前記受光素子により検出した前記光の前記第一の物理量の光変動と、前記第二の物理量の光変動と、の時間変動を比較して前記光伝送路上で発生した光変動位置を計算する処理部と、を有することを特徴とする光変動位置測定装置。

（付記２）前記処理部は、前記検出した光の前記第一の物理量と前記第二の物理量の時間変動の相互相関をとり、前記第一の物理量と前記第二の物理量の時間変動の相関が最も高くなる時間差に基づき前記光変動位置を計算することを特徴とする付記１に記載の光変動位置測定装置。

（付記３）前記第１の物理量が前記光の光強度、前記第二の物理量が光位相、偏波または周波数のいずれかであり、
前記第一の物理量および前記第二の物理量を抽出する光学素子を含むことを特徴とする付記１または２に記載の光変動位置測定装置。

（付記４）前記光源は、直交する偏波成分の光を偏波多重して前記光伝送路に出射し、
前記光学素子は、直交する偏波成分の光をそれぞれ抽出し、
前記処理部は、前記光の直交する偏波成分に基づき前記光変動位置を計算することを特徴とする付記３に記載の光変動位置測定装置。

（付記５）前記光源は、直交する偏波成分の光を異なる波長で偏波多重して前記光伝送路に出射し、
前記光学素子は、異なる周波数の直交する偏波成分の光をそれぞれ抽出し、
前記処理部は、前記光の直交する偏波成分に基づき前記光変動位置を計算することを特徴とする付記３に記載の光変動位置測定装置。

（付記６）前記光学素子は、検出した光と参照光とを合波して垂直偏波同相成分と、垂直偏波直交位相成分と、水平偏波同相成分と、水平偏波直交位相成分と、を抽出し、前記受光素子に出力する光ハイブリッドであることを特徴とする付記３に記載の光変動位置測定装置。

（付記７）前記光源の光に、前記時間変動を算出する位置基準となる前記光強度、光位相、偏波、周波数のいずれかの光変動のパイロット信号を付加するとともに前記光を安定化させる光変調器を設けたことを特徴とする付記１〜６のいずれか一つに記載の光変動位置測定装置。

（付記８）前記処理部は、検出した光の前記第二の物理量に所定量の遅延を付加し、前記第一の物理量と前記第二の物理量の時間変動の相関が最も高くなる遅延量に基づき、前記光変動位置を特定することを特徴とする付記１〜７のいずれか一つに記載の光変動位置測定装置。

（付記９）前記処理部は、前記パイロット信号に基づき前記光伝送路のケーブル長の範囲内で、前記第一の物理量と前記第二の物理量の時間変動の相関が最も高くなる前記光変動位置を特定することを特徴とする付記８に記載の光変動位置測定装置。

（付記１０）装置の一端に接続される前記光伝送路は、往路の光ファイバと、復路の光ファイバとを有し、
前記往路の光ファイバは、第一の物理量の光変動を前記第一の物理量に対応した光を前記一端から他端に伝送し、
前記復路の光ファイバは、前記光変調変換器により変換後の第二の物理量の光変動の光、および第一の物理量の光変動の光を前記他端から一端に折り返して伝送することを特徴とする付記１〜９のいずれか一つに記載の光変動位置測定装置。

（付記１１）光伝送路の一端に配置された光変動位置測定装置に対向して前記光伝送路の他端に配置される光変調変換器であって、
前記光変動位置測定装置により前記光伝送路の一端を介して伝送された第一の物理量の連続発振する光の光変動を、第二の物理量の光変動に変換する光学素子を有することを特徴とする光変調変換器。

（付記１２）前記光学素子は、前記第一の物理量の光強度を、前記第二の物理量として光位相、偏波または周波数のいずれかに変換することを特徴とする付記１１に記載の光変調変換器。

（付記１３）前記光に、時間変動を算出する位置基準となる前記光強度、光位相、偏波、周波数のいずれかの光変動のパイロット信号を付加するとともに前記光を安定化させる光変調器を設けたことを特徴とする付記１１または１２に記載の光変調変換器。

（付記１４）前記光学素子は、伝送された前記光に含まれる直交する偏波成分の光を偏波分離した後に、前記第一の物理量の光変動を前記第二の物理量の変動に変換することを特徴とする付記１１〜１３のいずれか一つに記載の光変調変換器。

（付記１５）伝送された前記光に含まれる複数の波長を分波した後に、前記第一の物理量の光変動を前記第二の物理量の変動に変換することを特徴とする付記１１〜１３のいずれか一つに記載の光変調変換器。

（付記１６）光伝送路の一端に配置される光変動位置測定装置と、他端に配置される光変調変換器とを含む光変動位置測定システムであって、
前記光変動位置測定装置は、
前記光伝送路上で発生した第一の物理量の光変動を前記光伝送路の他端に伝搬させる連続発振の光を前記光伝送路の一端に入射させる光源と、
前記光変調変換器により前記第一の物理量の光変動が第二の物理量の光変動に変換されて折り返された光を、前記光伝送路の一端で検出する受光素子と、
前記受光素子により検出した前記光の前記第一の物理量の光変動と、前記第二の物理量の光変動と、の時間変動を比較して前記光伝送路上で発生した光変動位置を計算する処理部と、を有し、
前記光変調変換器は、
前記光変動位置測定装置により前記光伝送路の一端を介して伝送された第一の物理量の連続発振する光の光変動を、第二の物理量の光変動に変換する光学素子を有する、
ことを特徴とする光変動位置測定システム。

（付記１７）前記光変調変換器の前記光学素子は、前記第一の物理量の光強度を、前記第二の物理量として光位相、偏波または周波数のいずれかに変換し、
前記光変動位置測定装置は、
前記光変調変換器により変換前後の前記第一の物理量および前記第二の物理量を抽出する光学素子を含む、
ことを特徴とする付記１６に記載の光変動位置測定システム。

（付記１８）前記光変動位置測定装置の前記処理部は、前記検出した光の前記第一の物理量と前記第二の物理量の時間変動の相互相関をとり、前記第一の物理量と前記第二の物理量の時間変動の相関が高くなる時間差に基づき前記光変動位置を計算することを特徴とする付記１６または１７に記載の光変動位置測定システム。

（付記１９）連続発振する光を光伝送路の一端に入射させて、前記光伝送路上で発生した第一の物理量の光変動を前記光伝送路の他端に伝搬させ、
前記光伝送路の他端で前記第一の物理量の光変動を第二の物理量の光変動に変換して折り返した光を、前記光伝送路の一端で検出し、
検出した前記光の前記第一の物理量の光変動と、前記第二の物理量の光変動と、の時間変動を比較して前記光伝送路上で発生した光変動位置を求める、
ことを特徴とする光変動位置測定方法。

１００ 光変動位置測定装置
１０１ 光源
１０２ 光変調器
１０３ 信号源
１０４ 光合分波器
１０５ 光電界取得部
１０６ 物理量計算部
１０７ 相互相関計算部
１５０ 光変調変換器
２００ 処理部
２０１ ＣＰＵ
２０２ メモリ
２０３ 記憶部
１９０３ 受光素子（ＰＤ）
Ｆ 光ケーブル（光伝送路）
Ｆｓ 往路の光ファイバ
Ｆｂ 復路の光ファイバ
Ｘ 光変動箇所

Claims (16)

1. 光伝送路の一端に配置される光変動位置測定装置であって、
   前記光伝送路上で発生した第一の物理量の光変動を前記光伝送路の他端に伝搬させる連続発振の光を前記光伝送路の一端に入射させる光源と、
   前記光伝送路の他端に設けられた光変調変換器により前記第一の物理量の光変動が第二の物理量の光変動に変換されて折り返された光を、前記光伝送路の一端で検出する受光素子と、
   前記受光素子により検出した前記光の前記第一の物理量の光変動と、前記第二の物理量の光変動と、の時間変動を比較して前記光伝送路上で発生した光変動位置を計算する処理部と、を有することを特徴とする光変動位置測定装置。
2. 前記処理部は、前記検出した光の前記第一の物理量と前記第二の物理量の時間変動の相互相関をとり、前記第一の物理量と前記第二の物理量の時間変動の相関が最も高くなる時間差に基づき前記光変動位置を計算することを特徴とする請求項１に記載の光変動位置測定装置。
3. 前記第１の物理量が前記光の光強度、前記第二の物理量が光位相、偏波または周波数のいずれかであり、
   前記第一の物理量および前記第二の物理量を抽出する光学素子を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の光変動位置測定装置。
4. 前記光源は、直交する偏波成分の光を偏波多重して前記光伝送路に出射し、
   前記光学素子は、直交する偏波成分の光をそれぞれ抽出し、
   前記処理部は、前記光の直交する偏波成分に基づき前記光変動位置を計算することを特徴とする請求項３に記載の光変動位置測定装置。
5. 前記光源は、直交する偏波成分の光を異なる波長で偏波多重して前記光伝送路に出射し、
   前記光学素子は、異なる周波数の直交する偏波成分の光をそれぞれ抽出し、
   前記処理部は、前記光の直交する偏波成分に基づき前記光変動位置を計算することを特徴とする請求項３に記載の光変動位置測定装置。
6. 前記光学素子は、検出した光と参照光とを合波して垂直偏波同相成分と、垂直偏波直交位相成分と、水平偏波同相成分と、水平偏波直交位相成分と、を抽出し、前記受光素子に出力する光ハイブリッドであることを特徴とする請求項３に記載の光変動位置測定装置。
7. 前記光源の光に、前記時間変動を算出する位置基準となる前記光強度、光位相、偏波、周波数のいずれかの光変動のパイロット信号を付加するとともに前記光を安定化させる光変調器を設けたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の光変動位置測定装置。
8. 前記処理部は、検出した光の前記第二の物理量に所定量の遅延を付加し、前記第一の物理量と前記第二の物理量の時間変動の相関が最も高くなる遅延量に基づき、前記光変動位置を特定することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の光変動位置測定装置。
9. 前記処理部は、前記パイロット信号に基づき前記光伝送路のケーブル長の範囲内で、前記第一の物理量と前記第二の物理量の時間変動の相関が最も高くなる前記光変動位置を特定することを特徴とする請求項８に記載の光変動位置測定装置。
10. 装置の一端に接続される前記光伝送路は、往路の光ファイバと、復路の光ファイバとを有し、
    前記往路の光ファイバは、第一の物理量の光変動を前記第一の物理量に対応した光を前記一端から他端に伝送し、
    前記復路の光ファイバは、前記光変調変換器により変換後の第二の物理量の光変動の光、および第一の物理量の光変動の光を前記他端から一端に折り返して伝送することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の光変動位置測定装置。
11. 光伝送路の一端に配置された光変動位置測定装置に対向して前記光伝送路の他端に配置される光変調変換器であって、
    前記光変動位置測定装置により前記光伝送路の一端を介して伝送された第一の物理量の連続発振する光の光変動を、第二の物理量の光変動に変換する光学素子を有することを特徴とする光変調変換器。
12. 前記光学素子は、前記第一の物理量の光強度を、前記第二の物理量として光位相、偏波または周波数のいずれかに変換することを特徴とする請求項１１に記載の光変調変換器。
13. 前記光に、時間変動を算出する位置基準となる前記光強度、光位相、偏波、周波数のいずれかの光変動のパイロット信号を付加するとともに前記光を安定化させる光変調器を設けたことを特徴とする請求項１１または１２に記載の光変調変換器。
14. 前記光学素子は、伝送された前記光に含まれる直交する偏波成分の光を偏波分離した後に、前記第一の物理量の光変動を前記第二の物理量の変動に変換することを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか一つに記載の光変調変換器。
15. 伝送された前記光に含まれる複数の波長を分波した後に、前記第一の物理量の光変動を前記第二の物理量の変動に変換することを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか一つに記載の光変調変換器。
16. 連続発振する光を光伝送路の一端に入射させて、前記光伝送路上で発生した第一の物理量の光変動を前記光伝送路の他端に伝搬させ、
    前記光伝送路の他端で前記第一の物理量の光変動を第二の物理量の光変動に変換して折り返した光を、前記光伝送路の一端で検出し、
    検出した前記光の前記第一の物理量の光変動と、前記第二の物理量の光変動と、の時間変動を比較して前記光伝送路上で発生した光変動位置を求める、
    ことを特徴とする光変動位置測定方法。

Images