JP2020028089A - 光通信システムの測定装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本実施形態による測定装置の構成図である、測定装置は、3つの光源部11〜13と、多重部2と、光パワー測定部3と、演算部4と、を有し、光通信システム(光伝送路)80の非線形干渉雑音のパワースペクトル密度を測定する。また、測定した非線形干渉雑音のパワースペクトル密度に基づき非線形干渉雑音量を求め、さらに、G−OSNRを求める様に構成することもできる。
続いて、第二実施形態について第一実施形態との相違点を中心に説明する。例えば、第一実施形態において、非縮退四光波混合で生じる周波数f4の光信号のパワーが弱く、光雑音レベル以下であると、光パワー測定部3は、非縮退四光波混合で生じる周波数f4の光信号のパワーを測定できない。本実施形態は、非縮退四光波混合で生じる周波数f4の光信号のパワーを光パワー測定部3により、直接、測定できない場合でも、GNLI(f4)の測定を可能にするものである。
続いて、第三実施形態について第一実施形態との相違点を中心に説明する。第一実施形態において、係数情報は、測定対象の光通信システム80と同じスパン数のモデルに基づき生成されていた。したがって、様々なスパン数の光通信システムを測定するには、様々なスパン数のモデルに基づき係数情報を生成しておき、測定する光通信システムのスパン数に応じて使用する係数情報を選択する必要があった。本実施形態では、所定のスパン数の1つのモデルに基づき生成された係数情報のみを演算部4に格納しておき、測定対象の光通信システム80のスパン数に応じて係数情報を補正して使用する構成について説明する。
第一実施形態及び第二実施形態では、測定対象の光通信システム80と同じスパン数のモデルに基づき求めた係数情報を使用してGNLI(f4)を測定し、第三実施形態では、係数情報の作成に使用したモデルとは異なるスパン数の光通信システム80を測定する場合の構成について説明した。ここで、図5に示す様に、係数情報の作成に使用するモデルは、計算の簡易化のため、各スパンのパラメータ(スパン長、波長分散、分散スロープ)が同一であるものとしていた。しかしながら、測定対象の光通信システム80とモデルのスパン数が同じであったとしても、測定対象の光通信システム80において、各スパンのスパン長、波長分散及び分散スロープが同じとは限らない。以下では、第一実施形態〜第三実施形態と比較してより精度よくGNLI(f4)を求める構成について説明する。
本発明者の研究・調査により、光通信システムの各スパンのスパン長のばらつきは、測定結果に影響を与えず、光通信システムの各スパンのスパン長の平均値のみが測定結果に影響を当たることが分かった。したがって、複数のスパン長の平均値に対応する係数情報をそれぞれ作成しておき、測定対象の光通信システム80のスパン長の平均値に最も近い平均値に対応する係数情報を選択して使用することで、精度よくGNLI(f4)を測定することができる。或いは、各スパンの長さが同じモデル(図5では80km)で求めた係数情報に加えて、スパン長の平均値と、係数情報を補正するためのスパン長補正値との関係を示すスパン長補正情報を演算部4に格納しておく構成とすることもできる。この場合、演算部4は、係数情報で判定される係数をスパン長補正情報で判定されるスパン長補正値で補正して調整値を求め、この調整値によりGNLI(f4)を判定する。
本発明者の研究・調査により、スパン長と同様、各スパンの波長分散(単位距離当たりの値)についても、光通信システム全体の分散とモデルの分散が同じであれば測定結果に影響を与えないことが分かった。したがって、上記、スパン長と同様に、複数の分散に対応する係数情報を演算部4に格納しておき、測定対象の光通信システムの分散に一番近い分散に対応する係数情報を使用することで、より精度よくGNLI(f4)を求めることができる。また、スパン長と同様に、1つの係数情報で求められる係数を、測定対象の光通信システムの分散に基づき補正して使用する構成とすることができる。この場合、分散と係数を補正するための分散補正値との関係を示す分散補正情報を予め作成して演算部4に格納しておく。
本発明者の研究・調査により、分散スロープ(単位距離当たりの値)については、平均値に加えて、各スパンの分散スロープのばらつきが測定結果に影響を与えることが分かった。したがって、測定対象の分散スロープの値及び標準偏差(又は分散)の組み合わせに応じた係数情報を作成しておく構成とすることで、より精度よくGNLI(f4)を求めることができる。或いは、分散スロープの値及び標準偏差(又は分散)と、分散スロープ補正値との関係を示す分散スロープ補正情報を予め求めて演算部4に格納しておく構成とすることもできる。この場合、演算部4は、測定対象の光通信システム80全体の分散スロープと、各スパンの分散スロープの標準偏差(又は分散)とに基づき分散スロープ補正値を求め、求めた分散スロープ補正値で係数を補正して調整値を求めることで、より精度よくGNLI(f4)を判定することができる。
第一実施形態から第四実施形態においては、測定対象の光通信システム80の利得プロファイル(周波数と利得との関係)がフラットであることを想定していた。通常の波長多重光通信システムにおいては、各波長の利得の変動を抑える等化器が使用されており、この想定は、一般的には妥当である。しかしながら、測定対象の光通信システム80の利得プロファイルがフラットではない場合、周波数f4に応じて測定結果は異なる。
上記各実施形態の測定装置は、周波数f1、f2及びf3=f1+f2−f4の光信号を生成し、非縮退四光波混合で生じる周波数f4の光信号のパワーを測定する。したがって、この4つの光信号以外の周波数に他の光信号が存在していても測定に影響はない。この様子を図6に示す。図6は、実際の通信で使用している光信号(通信用光信号)の空帯域を利用して測定している状態を示している。この様に、上記各実施形態の測定装置は、通信サービスの提供に使用されていない光通信システムのみならず、通信サービスの提供に使用されている光通信システムの測定も行える。言い換えると、上記各実施形態の測定装置は、アウト・オブ・サービス及びイン・サービスの両方で測定が可能である。
Claims (15)
- 第1周波数、第2周波数及び第3周波数の光信号を生成して、測定対象の光伝送路に出力する出力手段と、
前記光伝送路が出力する、前記第1周波数、前記第2周波数及び前記第3周波数の光信号の四光波混合により前記光伝送路で生じる第4周波数の光信号のパワーを測定する測定手段と、
前記第4周波数の光信号のパワーに調整値を乗ずることで、前記光伝送路で生じる非線形干渉雑音のパワースペクトル密度を判定する判定手段と、
を備えていることを特徴とする測定装置。 - 第1周波数、第2周波数及び第3周波数の光信号を生成して、測定対象の光伝送路に出力する出力手段であって、前記第1周波数、第2周波数及び第3周波数の内の1つの光信号は変調された変調光であり、その他の周波数の光信号は連続光である、前記出力手段と、
前記光伝送路が出力する、前記変調光のパワーを測定する第1測定手段と、
前記光伝送路が出力する、前記変調光と、前記第1周波数、前記第2周波数及び前記第3周波数の光信号の四光波混合により前記光伝送路で生じる第4周波数の光信号と、をそれぞれ光電変換し、前記変調光に対応する第1電気信号と、前記第4周波数の光信号に対応する第2電気信号と、を出力する変換手段と、
前記変換手段が出力する前記第1電気信号のパワーと、前記第2電気信号のパワーを測定する第2測定手段と、
前記変調光のパワーに、前記第1電気信号のパワーに対する前記第2電気信号のパワーの比を乗じて、前記第4周波数の光信号のパワーを求め、前記第4周波数の光信号のパワーに調整値を乗ずることで、前記光伝送路で生じる非線形干渉雑音のパワースペクトル密度を判定する判定手段と、
を備えていることを特徴とする測定装置。 - 前記第3周波数は、前記第1周波数と前記第2周波数との和から前記第4周波数を減じた周波数に等しいことを特徴とする請求項1又は2に記載の測定装置。
- 前記第1周波数、前記第2周波数、前記第3周波数及び前記第4周波数の内の周波数軸上で隣接する2つの周波数それぞれの間隔は同じであることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の測定装置。
- 前記第4周波数の前記光伝送路における利得は、前記光伝送路の伝送帯域に渡る利得の平均値を含む所定範囲内であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の測定装置。
- 前記第4周波数の前記光伝送路における利得は、前記光伝送路の伝送帯域に渡る利得の最大値であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の測定装置。
- 前記判定手段は、周波数と調整係数との関係を示す係数情報を保持しており、
前記第4周波数の光信号のパワーに乗じる前記調整値は、前記係数情報が示す前記第4周波数の調整係数に基づく値であることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の測定装置。 - 前記判定手段は、前記光伝送路のスパン数に基づきスパン数補正値を求め、
前記第4周波数の光信号のパワーに乗じる前記調整値は、前記係数情報が示す前記第4周波数の調整係数を、少なくとも前記スパン数補正値を使用して補正した値であることを特徴とする請求項7に記載の測定装置。 - 前記判定手段は、前記光伝送路のスパン長の平均値に基づきスパン長補正値を求め、
前記第4周波数の光信号のパワーに乗じる前記調整値は、前記係数情報が示す前記第4周波数の調整係数を、少なくとも前記スパン長補正値を使用して補正した値であることを特徴とする請求項7に記載の測定装置。 - 前記判定手段は、前記光伝送路の波長分散に基づき波長分散補正値を求め、
前記第4周波数の光信号のパワーに乗じる前記調整値は、前記係数情報が示す前記第4周波数の調整係数を、少なくとも前記波長分散補正値を使用して補正した値であることを特徴とする請求項7に記載の測定装置。 - 前記判定手段は、前記光伝送路の分散スロープ及び前記光伝送路の各スパンの分散スロープの分散又は標準偏差に基づき分散スロープ補正値を求め、
前記第4周波数の光信号のパワーに乗じる前記調整値は、前記係数情報が示す前記第4周波数の調整係数を、少なくとも前記分散スロープ補正値を使用して補正した値であることを特徴とする請求項7に記載の測定装置。 - 前記判定手段は、複数のスパン長の平均値それぞれに対応する複数の前記係数情報を保持しており、
前記第4周波数の光信号のパワーに乗じる前記調整値は、前記光伝送路のスパン長の平均値に基づき複数の前記係数情報から選択された前記係数情報が示す前記第4周波数の調整係数に基づく値であることを特徴とする請求項7に記載の測定装置。 - 前記判定手段は、複数の波長分散それぞれに対応する複数の前記係数情報を保持しており、
前記第4周波数の光信号のパワーに乗じる前記調整値は、前記光伝送路の分散に基づき複数の前記係数情報から選択された前記係数情報が示す前記第4周波数の調整係数に基づく値であることを特徴とする請求項7に記載の測定装置。 - 前記判定手段は、分散スロープと、分散スロープの分散又は標準偏差との組み合わせそれぞれに対応する複数の前記係数情報を保持しており、
前記第4周波数の光信号のパワーに乗じる前記調整値は、前記光伝送路の分散と、前記光伝送路の各スパンの分散スロープの分散又は標準偏差との組み合わせに基づき複数の前記係数情報から選択された前記係数情報が示す前記第4周波数の調整係数に基づく値であることを特徴とする請求項7に記載の測定装置。 - 前記判定手段は、前記光伝送路で生じる非線形干渉雑音のパワースペクトル密度に基づき前記光伝送路の汎用光信号対雑音比をさらに判定することを特徴とする請求項1から14のいずれか1項に記載の測定装置。
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POGGIOLINI, PIERLUIGI: "The GN Model of Non-Linear Propagation in Uncompensated Coherent Optical Systems", JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, vol. Volume: 30, Issue: 24, JPN6021028024, September 2012 (2012-09-01), pages 3857 - 3879, ISSN: 0004555911 * |
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