JP3996927B2 - 伝送特性評価システム - Google Patents

Description

本発明は、例えば光通信伝送システムの特性評価を行なう際に用いて好適な、伝送特性評価システムに関する。

光通信システムにおいて用いられるレーザダイオード（Laser Diode;ＬＤ）で発光される光の通信性能とともに、電気信号を光信号に変換する電気／光変換（Electric/Optic;Ｅ／Ｏ）モジュールおよび光信号を電気信号に変換する光／電気変換部（Optic/Electric;Ｏ／Ｅ）モジュールの信号変換性能は、伝送路を構成する光ファイバの分散特性に依存することが知られている。

特に、上述のＬＤないしＥ／Ｏモジュールをそなえた光送信装置や、Ｏ／Ｅモジュールをそなえた光受信装置の性能品質を評価するに際して、上述の伝送路を構成する光ファイバの分散量の大小に対する伝送特性である分散耐力は重要な指標値となっている。
図９は従来の分散耐力の測定システムを示すブロック図であるが、この図９に示す測定システム２００は、光送信装置２１０と光受信装置２２０とを、実際の光通信システムにおける伝送路をなす光ファイバに見立てたダミーファイバ２３０で接続されてなるものである。

ここで、光送信装置２１０は、光源２０１および変調器２０２からなるＥ／Ｏモジュール２０３とともにパターンパルス発生器（ＰＰＧ）２０４をそなえ、Ｅ／Ｏモジュール２０３のパターンパルス発生器２０４で生成される特定のパルスパターンの電気信号を変調器２０２で光パルス信号に変換して、上述のダミーファイバ２３０を介して光受信装置２２０に対して送信するようになっている。

また、光受信装置２２０は、受信増幅器２２１，Ｏ／Ｅモジュール２２２およびバーテスタ（BER Tester：Bit Error Rate Tester）２２３をそなえ、ダミーファイバ２３０を介して伝送された（受信増幅器２２１で増幅された）光パルス信号について、Ｏ／Ｅモジュール２２２で電気信号に変換し、受信電気信号としてバーテスタ２２３に出力する。
バーテスタ２２３では光送信装置２１０のパルスパターン発生器２０４で発生したパルスパターンの電気信号に対する受信電気信号の誤り検出を行なう。ここで用いたダミーファイバ２３０の分散値（ファイバ長）を変化させると、バーテスタ２２４で検出される誤り率が変化する。このファイバ長の変化に対する誤り率の変化を用いることにより、その光素子、光モジュール及び測定系の分散耐力が測定できる。

換言すれば、このバーテスタ２２３からの誤り検出値によって、当該ダミーファイバ２３０の分散値に対する、Ｅ／Ｏモジュール２１０やＯ／Ｅモジュール２２０の通信品質を評価することができる。更に、これらのダミーファイバ２３０の分散値を大小させることで、Ｅ／Ｏモジュール２１０やＯ／Ｅモジュール２２０の通信品質を、分散耐力として測定することができる。

なお、上述の測定システム２００において、ダミーファイバ２３０の分散値を大小させて誤り検出値を測定する際には、当該ダミーファイバ２３０での誤り検出値を測定するごとに、長さが異なるダミーファイバ２３０を光送信装置２１０および光受信装置２２０に接続し直すことが必要である。
また、最近では、このダミーファイバの変わりに、ファイバ・ブラッグ・グレーティング（ＦＢＧ）型の可変分散補償器（ＪＤＳ-Ｕｎｉｐｈｅｓｅ(米)，ＴｅｒａＸｉｏｎ（加）やＳＰＩＲＥＮＴ社光ネットワークシミュレータ）を用いた測定する手法もある。これらの手法によれば、上述の測定システム２００のごとく、伝送路の分散値を大小させるために、ダミーファイバ２３０を付け替える必要がなくなる。

一方、近年においては、上述のＬＤないしＥ／Ｏモジュールをそなえた光送信装置や、Ｏ／Ｅモジュールをそなえた光受信装置の伝送特性を評価するに際して、上述の伝送路を構成する光ファイバの、伝送される光波長に応じた（光ファイバの）挿入損失の変化量である挿入損失傾斜耐力についても、指標値の一つとして考えられている。
この挿入損失傾斜耐力の測定手法としては、本来の使用帯域より約１０倍程度広い可変波長バンドパスフィルタモジュールを、上述のごとき光送信装置２１０および光受信装置２２０間に介装させて、このフィルタモジュールの中心波長をシフトさせることで、使用透過帯域の波長に対する挿入損失の分布に傾斜を与えることにより、バーテスタ２２４で信号誤り率を測定するようになっている。

すなわち、使用透過帯域の波長に対する挿入損失の分布の傾斜の度合いによって変化する信号誤り率を測定することによって、挿入損失傾斜耐力を測定するのである。
しかしながら、ＬＤないしＥ／Ｏモジュールをそなえた光送信装置や、Ｏ／Ｅモジュールをそなえた光受信装置のごとき光モジュールの性能品質を評価するための指標値を測定する場合においては、このような従来の手法に比べて、より測定レンジを広くしながら、測定のための作業工数を減らし、且つ測定精度を高めた手法が求められる。

たとえば、上述の従来の分散耐力を測定する手法においては、マルチチャネルの評価、即ち波長多重光を伝送した場合の各波長の分散耐力を評価するためには、測定対象の波長に応じて、光送信装置および光受信装置間に介装される可変分散補償器を別々に準備することが必要であるほか、正の分散値から負の分散値まで任意に可変させることができず、光モジュールの伝送性能評価のための分散耐力を十分な範囲で測定することができないという課題がある。

また、上述の従来の挿入損失傾斜耐力測定の手法においては、上述の分散耐力と共通の測定システムで測定することができないほか、バンドパスフィルタモジュールの中心波長をシフトさせると、挿入損失の値ばかりか帯域内分散値についても変化が生じてしまうため、バーテスタ２２４で検出される誤り検出値が、分散値の変化によるものか、挿入損失の値によるものなのかが正確に評価することが困難であるという課題もある。

本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、光モジュールの伝送特性を評価する際の分散耐力や挿入損失傾斜耐力の測定を、測定のための作業工数を減らすとともに、より高精度に測定できるようにした、伝送特性評価システムおよびその擬似伝送路装置を提供することを目的とする。
なお、本発明に関連する技術として、以下に示す特許文献１に記載された技術がある。
特開２００２―２５８２０７号公報

上記の目的を達成するために、本発明の伝送特性評価システムは、光信号を送信する光送信装置と該光送信装置からの光信号を受信する光受信装置とをそなえるとともに、上記の光送信装置および光受信装置が接続されるべき伝送路の伝送特性を擬似的に有する擬似伝送路装置が、上記の光送信装置および光受信装置の間に介装されて、上記の光送信装置および光受信装置間において試験用の光信号を送受することにより、上記の光送信装置または光受信装置の伝送特性を評価する伝送特性評価システムであって、該光送信装置が、特定パターンの電気パルス信号を発生するパルス信号発生器と、該パルス信号発生器にて発生された電気パルス信号を光信号に変換しうる電気／光変換部とをそなえ、該電気／光変換部からの光信号を上記試験用の光信号として送信するように構成されるとともに、該擬似伝送路装置が、該光送信装置にて送信された信号光を、多重反射して自己干渉を行なわせることにより、波長によって異なる出力角度で放出する光素子と、該光素子から放出された信号光を集束させるレンズと、該レンズにて集束した信号光を該レンズに反射して戻すことによって、上記戻された信号光が該光素子内で多重反射を受けることにより、該光受信装置への信号光として出力されるようにするとともに、該レンズにて集束した信号光の反射面位置によって、上記の光受信装置への信号光に異なる波長分散を与えうるミラーと、上記のミラーまたは光素子を制御することにより、上記の光送信装置および光受信装置が接続されるべき伝送路が有しうる伝送特性と等価の伝送特性を設定する伝送特性設定部とをそなえ、かつ、該光受信装置が、該光送信装置からの光信号を、上記伝送特性が設定された該擬似伝送路装置を介して入力されて、電気信号に変換しうる光／電気変換部と、該光／電気変換部からの電気信号と該光パルス信号発生器にて発生された電気パルス信号とを比較して信号誤りを測定する信号誤り測定器とをそなえ、該光受信装置の信号誤り測定器にて測定された信号誤りに基づいて、上記電気／光変換部または光／電気変換部による伝送特性を評価するように構成され、該光素子から出力される該光受信装置への信号光について所定量の損失を与える損失付与部と、該光素子の素子温度を調整する素子温度調整器とが、該擬似伝送路装置に設けられるとともに、上記の擬似伝送路装置の伝送特性設定部が、該ミラーを可動制御することにより、波長ごとの分散特性を一定に設定する分散特性設定部をそなえるとともに、該分散特性設定部にて上記波長ごとの分散特性を一定にしながら、上記伝送路が有しうる挿入損失傾斜特性と等価の挿入損失傾斜特性を得られるように、上記の損失付与部による信号光の損失量および素子温度調整器による該光素子の調整温度を設定する挿入損失傾斜特性設定部をそなえて構成されたことを特徴としている。

また、上記の光送信装置の電気／光変換部が、上記電気パルス信号を互いに異なる複数の光信号に変換し上記変換された複数の光信号を波長多重光として出力しうるように構成されるとともに、上記の光受信装置の光／電気変換部が、光送信装置からの波長多重光としての光信号を、上記伝送特性が設定された該擬似伝送路装置を介して入力されて、波長分離した後にそれぞれ電気信号に変換しうるように構成され、かつ、上記の光受信装置の信号誤り測定器が、上記波長分離した後に変換された電気信号について、それぞれ上記信号誤りを測定するように構成することとしてもよい。

上述の本発明においては、好ましくは、該損失付与部を、該光素子から出力される該光受信装置への信号光について可変減衰させる可変減衰器と、該光受信装置への信号光について増幅する光増幅器とをそなえて構成することとしてもよい。

これにより、本発明の伝送特性評価システムによれば、光送信装置の電気／光変換部または光受信装置の光／電気変換部の伝送特性を評価する際の分散耐力の測定を、従来よりの測定態様に比して作業工数を減らすとともに、正の分散値から負の分散値にわたり広いレンジで高精度に測定することができる利点がある。
また、マルチチャンネルでの分散耐力を測定することができるので、波長多重光を伝送した場合の各波長の分散耐力を、擬似伝送路装置を測定対象の波長対応に別々に準備しなくとも、伝送特性設定部による設定変更のみで容易に測定することができる。

さらに、分散耐力を測定するためのシステムに機能追加するのみで、分散耐力のみならず挿入損失傾斜耐力を共通の測定システムで測定することができるため、伝送特性評価システムないし擬似伝送路装置の利用態様を広げ、更には挿入損失傾斜耐力を測定する際の測定条件として、分散の影響を固定しておくことができるので、信号誤り測定器で検出される誤り検出値を、挿入損失の値によるものかを正確に評価することができる利点もある。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（ａ１）本発明の第１実施形態の説明
図１は本発明の第１実施形態にかかる伝送特性評価システムを示すブロック図で、この図１に示す伝送特性評価システム１は、光信号を送信する光送信装置２および光送信装置２からの光信号を受信する光受信装置３をそなえるとともに、擬似伝送路装置４が光送信装置２および光受信装置３の間に介装されて、光送信装置２および光受信装置３間において試験用の光信号を送受することにより、光送信装置２または光受信装置３の伝送特性を評価するものである。

ここで、光送信装置２は、特定パターンの電気パルス信号を試験用に発生するパルス信号発生器としてのパターンパルスジェネレータ（ＰＰＧ）２１と、パターンパルスジェネレータ２１にて発生された電気パルス信号を光信号に変換しうる電気／光変換部２２とをそなえ、電気／光変換部２２からの光信号を試験用の光信号として送信するようになっている。

なお、電気／光変換部２２は、ＬＤ（Laser Diode）等の光源２３および光源２３からの連続光（単波長光）を、ＰＰＧ２１からの電気パルス信号で変調する変調器２４とをそなえて構成されているが、この電気／光変換部２２としては、ＰＰＧ２１からの電気パルス信号に基づいて光パルス信号を出射するＬＤにより構成することもできる。
また、擬似伝送路装置４は、光送信装置２の電気／光変換部２２および光受信装置３の光／電気変換部３２が接続されるべき伝送路の伝送特性を擬似的に有するものであって、光サーキュレータ４１，コリメーティングレンズ４２，ラインフォーカスレンズ（シリンドリカルレンズ）４３，光素子４４，フォーカシングレンズ４５，３次元自由曲面ミラー４６，可変光減衰器（Variable Optical Attenuator：以下、ＶＯＡと称する）４７−１，光増幅器４７−２，アクチュエータ４６Ａおよびコントローラ４８をそなえて構成されている。

ここで、光サーキュレータ４１は、電気／光変換部２２から送信された光信号については、後述のコリメーティングレンズ４２に出射するとともに、コリメーティングレンズ４２からの光信号についてはＶＯＡ４７−１に出射するものである。
換言すれば、光送信装置２から光サーキュレータ４１に入力された光信号は、後述のコリメーティングレンズ４２，ラインフォーカスレンズ４３，光素子４４およびフォーカシングレンズ４５を通じて３次元自由曲面ミラー（以下、単にミラーと称する場合がある）４６で反射され、逆の経路を辿って光サーキュレータ４１に入射された反射戻り光はＶＯＡ４７−１に出射される。

ここで、光サーキュレータ４１から３次元自由曲面ミラー４６で反射するまでの光信号に着目すると、コリメーティングレンズ４２は、光送信装置２からの信号光を光サーキュレータ４１に接続された光ファイバ端部４９から放射された放射光として入射されて、この放射光を平行光に集光（コリメート）するものである。
また、ラインフォーカスレンズ４３は、コリメーティングレンズ４２からの平行光をラインフォーカス光（焦点がライン状に分布した光）にして光素子４４に入射させるものである。更に、光素子４４は、光送信装置にて送信された信号光を、多重反射して自己干渉を行なわせることにより、波長によって異なる出力角度で放出するものである。

図２は、上述のラインフォーカスレンズ４３から入射されたラインフォーカス光が光素子４４で多重反射して、この光素子４４で自己干渉を行なわせることにより、出力光を実質的に直線状の分散方向（図１中のミラー４６のＹ軸に平行な方向）に、波長によって異なる出力角度で分散出力する様子について模式的に示したものである。この図２に示すように、比較的長波長の光は図２中Ａの向きで出射され、中間波長の光は図２中Ｂの向きで出射され、短波長の光は図２中Ｃの向きで出射されるようになっている。

なお、光素子４４は、３つの膜５０ａ，５０ｂ，５０ｃがその表面に形成された板厚ｔの平行平板５０により構成される。ここで、膜５０ｃは、ラインフォーカスレンズ４３と光素子４４とを光学的に結合させるための反射防止膜（反射率約０パーセント）として機能するものであり、膜５０ｂは、後述の膜５０ａとは反対側面に形成された反射率が１００パーセントよりも低い（例えば９８パーセント程度の）反射膜であり、膜５０ａは、膜５０ｃの同一面上に形成されたほぼ１００パーセント程度の反射率を有する反射膜である。

すなわち、ラインフォーカスレンズ４３からの光は、透過域としての反射防止膜５０ｃを通じて、ラインフォーカスレンズ４３からの焦点距離上に配置された反射膜５０ｂに入射され、一部の光が出射されるとともに残りは反射膜５０ａに反射され、順次、反射膜５０ａおよび反射膜５０ｂによって、図中ラインフォーカスレンズ４３の入射点からは離れた点で多重反射されてゆく。

これにより、光素子４４の反射膜５０ｂから出射される光は、ビームウェストの虚像５１から広がる形と等価になる。虚像５１は、平行平板５０に対する垂直線に沿って一定の間隔２ｔで階段状に並ぶ。このように階段状に並んだ虚像５１からの光は、互いに干渉することで自己干渉されて、波長に従って異なる角度のライン状の光となる。
すなわち、比較的短波長の光については、図２の矢印Ａで示す角度のライン状の光となり、比較的長波長の光については、図２の矢印Ｃで示す角度のライン状の光となり、中間波長の光については、矢印Ｂで示す角度のライン状の光となる。

なお、自己干渉とは、同じ光源から発生した複数の光または光線の間に生じる干渉のことである。即ち、反射膜５０ｂから出射される光は、階段状に並んだ（光源が同じ）虚像５１から広がる光と等価となるので、これらの虚像５１からの光は自己干渉することによって、波長ごとに異なる角度で出射されるのである。
このように、階段状に並んだ虚像を作る光素子をバーチャリ・イメージド・フェーズド・アレイ（Virtually Imaged Phased Array）と言い、一般にＶＩＰＡ素子とも呼ばれている。

フォーカシングレンズ（レンズ）４５は、光素子４４から放出されたライン状の信号光を、後段のミラー４６の表面において点状に集束させるものである。即ち、図１中ミラー４６のＸ軸に平行なライン状（帯状）の光を、図３に示す長波長光Ａはミラー４６上の点４６ａ周辺において、中間波長光Ｂはミラー４６上の点４６ｂ周辺において、短波長光Ｃはミラー４６上の点４６ｃ周辺において、それぞれ点状に集束させるようになっている。

ミラー４６は、フォーカシングレンズ４５からの光について反射させて、反射戻り光をフォーカシングレンズ４５に出射するものである。具体的には、フォーカシングレンズ４５にて集束した信号光をレンズ４５に反射して戻すことによって、戻された信号光（反射戻り光）が光素子４４内で多重反射を受けることにより、光受信装置３への信号光として出力されるようにするとともに、レンズ４５にて集束した信号光の反射面位置によって、上記の光受信装置への信号光に異なる波長分散を与えうるものである。

ここで、ミラー４６の反射面は、フォーカシングレンズ４５からの光の入射位置をアクチュエータ４６Ａの駆動により変化させる（動かす）と、上述の反射戻り光による反射角度を任意に調節しうる３次元曲面を有して構成されている。
すなわち、アクチュエータ４６Ａの駆動によりフォーカシングレンズ４５からの光に対する反射戻り光による反射角度を調節することができるので、この反射戻り光の光素子４４における反射膜５０ｂ上の入射位置についても設定することができる。即ち、反射戻り光の光素子４４における反射膜５０ｂ上の入射位置に応じて、平行平板５０内での戻り反射光の多重反射による光路長差を設けることができるようになっている。

本実施形態にかかる擬似伝送路装置４においては、波長ごとに入射光位置（Ｙ軸上の座標値）が異なるミラー４６の反射角度を、アクチュエータ４６Ａの駆動によりミラー４６をＸ軸に平行に動かすことにより調整して、入射光波長ごとの反射戻り光の光路長差を設けることができるようになっている。これにより、光送信装置２の電気／光変換部２２および光受信装置３の光／電気変換部３２が介装されるべき実際の伝送路が持ちうる分散特性を与えることができるようになっているのである。

なお、光素子４４で波長ごとの光路長差が設けられた反射戻り光は、ラインフォーカスレンズ４３およびコリメーティングレンズ４２を通じて再び光ファイバ端部４９に入射され、光サーキュレータ４１を介してＶＯＡ４７−１に出力される。従って、上述のコリメーティングレンズ４２，ラインフォーカスレンズ４３，光素子４４，フォーカシングレンズ４５およびミラー４６による光学系により、実際に接続される伝送路が持ちうる分散特性と等価の分散特性を得ることができるようになっている。

ＶＯＡ４７−１および光増幅器４７−２はそれぞれが協働することにより、光サーキュレータ４１からの、実際に接続される伝送路が持ちうる分散と等価の分散が得られた光信号について、実際の伝送路によるものと等価の損失が得られるように光強度を調整するものであり、ＶＯＡ４７−１はコントローラ４８で設定された減衰量で光を減衰させ、光増幅器４７−２はコントローラ４８で設定された増幅率で光を増幅させる。

これにより、光増幅器４７−２から出力された光信号は、上述のごとく実際に接続される伝送路と同等の分散特性および損失特性を擬似の伝送路としての擬似伝送路装置４の出力信号として、光受信装置３に入力される。従って、上述のＶＯＡ４７−１および光増幅器４７−２は、光素子４４から出力される光受信装置３への信号光について所定量の損失を与える損失付与部として機能する。

また、コントローラ４８は、例えばプロセッサ等により構成されて、伝送特性評価システム１における光送信装置２，光受信装置３と例えばＧＰＩＢ（General Purpose Interface Bus）を通じてリンクされ、測定系全体をコントロールするものである。
すなわち、コントローラ４８は、ミラー４６または光素子４４に対する制御量を設定することにより、上記の光送信装置２の電気／光変換部２２および光受信装置３の光／電気変換部３２が接続されるべき伝送路が有しうる伝送特性と等価の伝送特性を設定する伝送特性設定部として機能するもので、反射位置設定部４８Ａおよび損失量設定部４８Ｂおよび伝送特性評価部４８Ｃをそなえている。

ここで、反射位置設定部４８Ａは、上述のミラー４６の光信号の反射位置を調整するアクチュエータ４６Ａを制御するもので、ミラー４６の可動量を設定することにより、光送信装置２および光受信装置３が接続されるべき伝送路と等価の分散特性を設定する分散特性設定部として機能する。又、損失量設定部４８Ｂは、光送信装置２および光受信装置３が接続されるべき伝送路が有しうる損失量と等価の損失特性となるように、ＶＯＡ４７−１および光増幅器４７−２による信号光の減衰量および増幅率をそれぞれ設定するものである。

さらに、光受信装置３は、上述のごとく光送信装置２にて送信された光信号を、擬似伝送路装置４にて実際に接続されるべき伝送路を伝送した光信号と等価の光信号に変調された光信号として受信するものであって、光／電気変換部３２および信号誤り測定器３３をそなえて構成されている。
すなわち、光／電気変換部３２は、光送信装置２で送信された光信号を伝送特性が設定された擬似伝送路装置４を介して入力されて、電気信号に変換しうるものであり、例えばフォトダイオード等により構成される。又、バーテスタ（信号誤り測定器）３３は、光／電気変換部３２からの電気信号とパターンパルスジェネレータ２１にて発生された電気パルス信号とを比較して、信号誤りを測定するものであり、測定結果については、例えばＧＰＩＢを介してコントローラ４８に出力されるようになっている。

また、コントローラ４８の伝送特性評価部４８Ｃは、上述のバーテスタ３３にて測定された信号誤りに基づいて、電気／光変換部２２または光／電気変換部３２による伝送評価結果としての分散耐力を求めるものである。
すなわち、光／電気変換部３２の仕様を固定すれば、バーテスタ３３では、電気／光変換部２２の仕様に応じた伝送特性を評価するための信号誤りを測定することができ、電気／光変換部２２の仕様を固定すれば、バーテスタ３３では、光／電気変換部３２の仕様に応じた伝送特性を評価するための信号誤りを測定することができる。

上述の構成による、本発明の第１実施形態にかかる伝送特性評価システム１では、光源２３からの所定波長の光がＰＰＧ２１で変調された信号光を、擬似伝送路装置４を介して光受信装置３で受信するが、この光受信装置３のバーテスタ３３において、受信された光信号の信号誤りを測定して、この測定値をもとにコントローラ４８で伝送特性としての分散耐力を求める。

このとき、擬似伝送路装置４の光サーキュレータ４１では光送信装置２からの光信号を受けると、コリメーティングレンズ４２，ラインフォーカスレンズ４３，光素子４４およびフォーカシングレンズ４５を通じて３次元自由曲面ミラー（以下、単にミラーと称する場合がある）４６で反射され、逆の経路を辿って光サーキュレータ４１に入射された反射戻り光はＶＯＡ４７−１に出射される。

また、コントローラ４８の反射位置設定部４８Ａでは、ミラー４６の反射位置を図１のＸ軸に沿って連続的に可変調整することで、反射戻り光の分散量を正の分散値から負の分散値まで連続的に可変させる。尚、損失量設定部４８ＢによるＶＯＡ４７−１の減衰量および光増幅器４７−２の増幅率については、光送信装置２の電気／光変換部２２および光受信装置３の光／電気変換部３２を実際に運用すべき光通信システムにおける伝送路の損失特性が得られるように設定しておく。

これにより、光受信装置３では、分散量が可変された信号光を受信することができ、この可変された分散値を持つ受信光信号について、バーテスタ３３で誤り誤り測定値を計測していく。更に、伝送特性評価部４８Ｃでは、バーテスタ３３からの信号誤り測定値を、分散値と対応させて蓄積してゆき、分散耐力を求める。
このようなミラー４６の反射位置を可変調整することで、従来よりのファイバグレーティングを使用して分散値可変設定を行なう手法よりも、実際の伝送路が持ちうる正の分散値から負の分散値まで大幅に広いレンジの分散量を容易に設定することができる。又、ミラー４６面は、反射角度が連続的に可変するように滑らかな曲面を有しているので、ミラー４６の反射位置の微調整を行なうことで、高精度に分散量を設定することができる。

このように、本発明の第１実施形態の伝送特性評価システムによれば、光モジュールとしての電気／光変換部２２または光／電気変換部３２の伝送特性を評価する際の分散耐力の測定を、ダミーファイバを施設して測定する態様に比して作業工数を減らすとともに、正の分散値から負の分散値にわたり広いレンジで高精度に測定することができる利点がある。

なお、上述の第１実施形態においては、電気／光変換部２２としてのＥ／Ｏ（Electric/Optic）モジュールにＰＰＧ２１を接続しているが、本発明によれば、光源としてのＬＤに直接ＰＰＧ２１を接続して、ＰＰＧ２１からのパルス信号が変調された光信号を出力するようにしてもよい。この場合においては、ＬＤそのものの分散耐力として伝送特性評価結果を求めることができる。

また、上述の第１実施形態においては、ＶＯＡ４７−１および光増幅器４７−２をそなえ、損失特性を実際の伝送路と等価となるようにしているが、本発明によれば、少なくとも分散特性を実際の伝送路が取りうる値に可変できれば、ＶＯＡ４７−１および光増幅器４７−２による損失特性の設定については省略してもよく、このようにしても、上述の場合のごとき利点を得ることができる。

（ａ２）第１実施形態の第１変形例の説明
上述の第１実施形態においては、光送信装置２において単一波長の光信号を出力する電気／光変換部２２をそなえるとともに、光受信装置３において光送信装置２からの単一波長の光信号を受信する光／電気変換部３２をそなえ、単一波長の光信号を送受信することにより、分散耐力を測定しているが、本発明によればこれに限定されず、例えば図４に示すような構成の光送信装置２Ａおよび光受信装置３Ａを擬似伝送路装置４に接続することにより、伝送特性評価システム１Ａを構成することとしてもよい。

なお、図４中、４は前述の第１実施形態の場合と同様の擬似伝送路装置であり、又、前述の第１実施形態の場合と同様に、擬似伝送路装置４のコントローラ（図１の符号４８参照）は、光送信装置２Ａおよび光受信装置３Ａと制御ラインでリングされているが、図４中においてはその図示については省略している。
ここで、この図４に示す伝送特性評価システム１Ａの光送信装置２Ａは、電気パルス信号を互いに異なる複数の光信号に変換し変換された複数の光信号を波長多重光として出力する電気／光変換部２２Ａと、前述の第１実施形態の場合と同様のＰＰＧ２１とをそなえている。この電気／光変換部２２Ａは、ＰＰＧ２１からの電気パルス信号で変調された互いに異なる波長の光信号を出力しうる複数の発光モジュール２５−１〜２５−ｎと、発光モジュール２５−１〜２５−ｎからの光信号を波長多重して送信する波長多重部２６とをそなえて構成されている。

なお、上述の発光モジュール２５−１〜２５−ｎとしては、それぞれ、互いに異なる波長の連続光を出力する光源およびＰＰＧ２１からの電気パルス信号で光源からの連続光を変調する変調器とをそなえて構成されているが（発光モジュール２５−１の符号２３Ａおよび２４Ａ参照）、ＰＰＧ２１からの電気パルス信号で変調された光信号を出力するＬＤにより構成することとしてもよい。

また、光受信装置３は、光送信装置２Ａからの波長多重光としての光信号を、伝送特性が設定された擬似伝送路装置４を介して入力されて、波長分離した後にそれぞれ電気信号に変換しうる光／電気変換部３２Ａと、電気信号に変換されたそれぞれの信号について、ＰＰＧ２１からの電気パルス信号に基づいて信号誤りを測定する複数のバーテスタ３３−１〜３３−ｎをそなえて構成されている。

ここで、上述の光／電気変換部３２Ａは、擬似伝送装置４からの波長多重光を波長分離する波長分離部３４と、波長分離部３４にて波長分離された信号光のそれぞれについて電気信号に変換する複数の受光モジュール３５−１〜３５−ｎをそなえて構成されている。
上述の構成により、第１実施形態の第１変形例にかかる伝送特性評価システム１Ａにおいては、光送信装置２Ａから（ＰＰＧ２１で変調された）波長多重光を、擬似伝送路装置４を介して光受信装置３Ａで受信するが、この光受信装置３Ａのバーテスタ３３−１〜３３―ｎにおいては、それぞれ、受信された光信号の信号誤りを測定して、伝送特性としての分散耐力を求める。

このとき、複数波長の光信号の信号誤りをそれぞれ測定する複数のバーテスタ３３−１〜３３−ｎのうちで、反射位置設定部４８Ａによりミラー４６の反射位置を一つの波長の光ずつ着目して調整することにより、当該波長の光についての分散量を可変させながら信号誤りを測定していくことにより、波長多重光を伝送した場合の各波長の分散耐力を、擬似伝送路装置を測定対象の波長対応に別々に準備しなくとも、コントローラ４８による設定変更のみで容易に測定することができる。

このとき、擬似伝送路装置４におけるコントローラ４８の反射位置設定部４８Ａでは、ミラー４６反射位置を図１のＸ軸に沿って連続的に可変調整することで、測定対象となる波長光における反射戻り光の分散量を、正の分散値から負の分散値まで連続的に可変させる。
なお、損失量設定部４８ＢによるＶＯＡ４７−１の減衰量および光増幅器４７−２の増幅率については、前述の第１実施形態の場合と同様、光送信装置２Ａの電気／光変換部２２Ａおよび光受信装置３Ａの光／電気変換部３２Ａを実際に運用すべき光通信システムにおける伝送路の損失量に設定しておく。

これにより、光受信装置３Ａでは、測定対象の波長光について分散量が所定量連続的に可変された波長多重光光を受信することができ、この可変された分散値を持つ受信光信号について、バーテスタ３３で誤り測定値を計測していく。更に、伝送特性評価部４８Ｃでは、バーテスタ３３からの信号誤り測定値を、分散値と対応させて蓄積してゆき、分散耐力を求める。

このように、本発明の第１実施形態の第１変形例にかかる伝送特性評価システムによれば、前述の第１実施形態の場合と同様の利点があるほか、マルチチャンネルでの分散耐力を測定することができるので、波長多重光を伝送した場合の各波長の分散耐力を、擬似伝送路装置４を測定対象の波長対応に別々に準備しなくとも、コントローラ４８による設定変更のみで容易に測定することができる。

（ｂ）第２実施形態の説明
上述の第１実施形態においては、光送信装置２において単一波長の光信号を出力する電気／光変換部２２をそなえるとともに、光受信装置３において光送信装置２からの単一波長の光信号を受信する光／電気変換部３２をそなえ、単一波長の光信号を送受信することにより、電気／光変換部２２または光／電気変換部３２の分散耐力を測定しているが、第２実施形態にかかる伝送特性評価システム１００においては、電気／光変換部２２または光／電気変換部３２の伝送特性として、挿入損失傾斜耐力について測定するようになっている。

図５は本発明の第２実施形態にかかる伝送特性評価システム１００を示す図であり、この図５に示す伝送特性評価システム１００においても、前述の第１実施形態の場合と同様に、光信号を送信する光送信装置２および光送信装置２からの光信号を受信する光受信装置３をそなえるとともに、擬似伝送路装置１０４が光送信装置２および光受信装置３の間に介装されて、光送信装置２および光受信装置３間において試験用の光信号を送受することにより、光送信装置２または光受信装置３の伝送特性を評価するものである。

なお、図５に示す伝送特性評価システム１００における光送信装置２および光受信装置３は、前述の第１実施形態の場合と同様の構成を有しており、その詳細な説明については省略する。
また、光送信装置２および光受信装置３に介装された擬似伝送路装置１０４は、前述の第１実施形態におけるもの（符号４参照）に比して、光送信装置２および光受信装置３が接続されるべき伝送路が有しうる分散量に対する、光送信装置２または光受信装置３の分散耐力に代えて、挿入損失傾斜耐力を測定するためのものである。

このために、第２実施形態における擬似伝送路装置１０４は、前述の第１実施形態の場合と同様の光サーキュレータ４１，コリメーティングレンズ４２，ラインフォーカスレンズ４３，光素子４４，フォーカシングレンズ４５，３次元自由曲面ミラー４６，ＶＯＡ４７−１，光増幅器４７−２およびアクチュエータ４６Ａ，素子温度調節器４４Ａおよびコントローラ１４８をそなえて構成されている。

ここで、コントローラ１４８は、例えばプロセッサ等により構成されて、伝送特性評価システム１における光送信装置２，光受信装置３と例えばＧＰＩＢ（General Purpose Interface Bus）を通じてリンクされ、測定系全体をコントロールするものであり、光送信装置２および光受信装置３が接続されるべき伝送路が有しうる伝送特性と等価の伝送特性を設定する伝送特性設定部としての機能を有している。更に、コントローラ１４８は、分散特性設定部１４８Ａと、挿入損失傾斜特性設定部１４８Ｅとをそなえるとともに、伝送特性評価部１４８Ｄとをそなえて構成されている。

ここで、分散特性設定部１４８Ａおよび挿入損失傾斜特性設定部１４８Ｅは伝送特性設定部を構成するもので、分散特性設定部１４８Ａは、アクチュエータ４６Ａを通じてミラー４６を可動制御することにより、波長ごとの分散特性を一定に設定するものである。
また、挿入損失傾斜特性設定部１４８Ｅは、分散特性設定部１４８Ａにて上述の波長ごとの分散特性を一定に保ちながら、伝送路が有しうる挿入損失傾斜特性と等価の挿入損失傾斜特性を得られるように、ＶＯＡ４７−１および光増幅器４７−２による信号光の損失量および素子温度調整器４４Ａによる光素子４４の調整温度を設定するものであり、損失量設定部１４８Ｂおよび素子温度設定部１４８Ｃをそなえている。

図６，図７（ａ），図７（ｂ），図８（ａ）および図８（ｂ）はいずれも上述の挿入損失傾斜特性設定部１４８Ｅの動作を説明するための図である。光素子４４は、素子温度調節器４４Ａにより加温または冷却することにより、例えば０°Ｃ〜７５°Ｃの範囲で温度調節されることで、図６に示すように波長透過特性が変化するようになっている。尚、図７（ａ）は温度が０°Ｃの場合の波長透過特性を、図７（ｂ）は温度が７５°Ｃの場合の波長透過特性を示している。

すなわち、光素子４４の温度を上昇させると、これらの図６，図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、透過特性全体の波形自体はほぼ一定に、透過中心波長が短波長側に移動するようになっている。換言すれば、０°Ｃでほぼ平坦な透過特性を有する波長１５５０．６ｎｍ周辺を、光素子４４を加温して７５°Ｃとすることにより、右下がりに傾斜した透過特性とすることができる。

また、ＶＯＡ４７−１および光増幅器４７−２のそれぞれが協働することにより、図６，図７（ａ），図７（ｂ）で示したような透過特性を、全域の波長域にわたって増減させるものであり、ＶＯＡ４７−１は全波長域の透過特性について減衰させ、光増幅器４７−２は全波長域の透過特性について増幅させるようになっている。
すなわち、図６，図７（ａ），図７（ｂ）で示したような透過特性を、全波長域にわたって所望の割合で減衰ないし増幅させることができるようになっている。換言すれば、透過特性全体の波形自体はほぼ一定に、波形レベルを上下に移動させることができるのである。従って、上述のＶＯＡ４７−１および光増幅器４７−２は、光素子４４から出力される光受信装置３への信号光について所定量の損失を与える損失付与部として機能する。

「挿入損失」とは、光送信装置２および光受信装置３を接続すべき伝送路を構成する中継素子を光ファイバ間に挿入（介装）したことによる損失分であり、「挿入損失傾斜耐力」とは、上述の挿入損失が伝送信号として使用する光信号の波長帯域周辺における透過特性の波形が傾斜させた状態でも信号伝送できるところの度合いをいうものである。
ここで、上述の伝送信号として使用する光信号の波長帯域周辺における透過特性の波形を傾斜させるにあたっては、上述のＶＯＡ４７−１による減衰量および光増幅器４７−２による増幅率を損失量設定部１４８Ｂで設定するとともに、光素子４４の温度を調節する素子温度調節器４４Ａの調節温度を素子温度設定部１４８Ｃで設定するようになっている。即ち、図６，図７（ａ），図７（ｂ）で示したような透過特性の波形を上下左右に動かしながら、伝送信号として使用する光信号の波長帯域周辺における透過特性の傾きを増減させることができるのである。

たとえば、光素子４４の素子温度を７５°Ｃとし、損失量を３ｄＢとしていた場合に、伝送信号として使用する光信号の波長帯域Ｂの周辺の透過特性の傾きをほぼ平坦としている場合において〔図８（ａ）参照〕、この波長帯域Ｂにおける挿入損失についてはそのままに（１０ｄＢ）、透過特性を短波長側が下るような傾斜特性とする場合には、例えば光素子４４の温度を８５°Ｃ程度に加温するとともに、ＶＯＡ４７−１の減衰量を０ｄＢとする〔図８（ｂ）参照〕。尚、この場合においては、光増幅器４７−２については増幅作用を持たせないようにしている。

また、伝送特性評価部１４８Ｄは、上述のごとく挿入損失傾斜を増減させながら、光送信装置２および光受信装置３間において試験用の信号光を送受することにより測定した信号誤りをもとにして、挿入損失傾斜耐力を求めるようになっている。
上述の構成により、本発明の第２実施形態にかかる伝送特性評価システム１００においては、光源２３からの所定波長の光がＰＰＧ２１で変調された信号光を、擬似伝送路装置１０４を介して光受信装置３で受信するが、この光受信装置３のバーテスタ３３において、受信された光信号の信号誤りを測定するとともに、コントローラ１４８の伝送特性評価部１４８Ｄでは、バーテスタ３３で測定された信号誤りを基にして伝送特性としての挿入損失傾斜耐力を求める。

このとき、素子温度設定部１４８Ｃでの設定により、素子温度調節器４４Ａを通じて光素子４４の温度が調整されることにより、任意の分散値において透過帯域中心波長をシフトさせ透過帯域の傾きを調整する一方、損失量設定部１４８Ｂでの設定により、挿入損失の変化をＶＯＡ４７−１または光増幅器４７−２で補償する。これにより、伝送される信号光の波長帯周辺の挿入損失の傾斜特性について連続的に可変させることができる。

伝送特性評価部１４８Ｄでは、このような連続的に挿入損失の傾斜特性が変化する設定状態において伝送された信号光から、バーテスタ３３で測定された信号誤りをもとにして、挿入損失傾斜耐力測定を測定する。
なお、ミラー４６をアクチュエータ４６Ａを通じて可動制御することにより、波長ごとの分散特性を一定に設定された状態で、挿入損失傾斜を増減させることができるので、透過特性の波形傾斜に関して分散による影響を考慮する必要がなくなり、挿入損失傾斜耐力としての測定精度を大幅に高めている。

このように、本発明の第２実施形態にかかる伝送特性評価システムによれば、前述の第１実施形態における分散耐力を測定するためのシステムに機能追加するのみで、分散耐力のみならず挿入損失傾斜耐力を共通の測定システムで測定することができるため、伝送特性評価システムないし擬似伝送路装置の利用態様を広げ、更には挿入損失傾斜耐力を測定する際の測定条件として、分散の影響を固定しておくことができるので、バーテスタ３３で検出される誤り検出値を、挿入損失の値によるものかを正確に評価することができる利点もある。

なお、上述の本実施形態においては、光送信装置２において単一波長の光信号を出力する電気／光変換部２２をそなえるとともに、光受信装置３において光送信装置２からの単一波長の光信号を受信する光／電気変換部３２をそなえ、単一波長の光信号を送受信することにより、分散耐力を測定しているが、本発明によればこれに限定されず、例えば第１実施形態の変形例（図４参照）と同様に、波長多重光を送信する光送信装置２Ａおよび波長多重光を受信する光受信装置３Ａを擬似伝送路装置４に接続しながら、挿入損失傾斜耐力を測定する伝送特性評価システムを構成することとしてもよい。

（ｃ）その他
なお、上述した実施形態に関わらず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
また、本発明の各実施形態が開示されていれば、当業者によって製造することが可能である。

以上のように、本発明の伝送特性評価システムおよびその擬似伝送路装置は、例えば光通信伝送システムの特性評価を行なうのに有用であり、特に光モジュールの伝送特性を評価する際の分散耐力や挿入損失傾斜耐力の測定を、測定のための作業工数を減らすとともに、より高精度に測定できるようにするのに適している。

本発明の第１実施形態にかかる伝送特性評価システムを示すブロック図である。 光素子の作用について模式的に示す図である。 光素子の作用について模式的に示す図である。 第１実施形態の第１変形例にかかる伝送特性評価システムを示すブロック図である。 本発明の第２実施形態にかかる伝送特性評価システムを示すブロック図である。 挿入損失傾斜特性設定部の動作を説明するための図である。 （ａ），（ｂ）はいずれも挿入損失傾斜特性設定部の動作を説明するための図である。 （ａ），（ｂ）はいずれも挿入損失傾斜特性設定部の動作を説明するための図である。 従来の分散耐力の測定システムを示すブロック図である。

Claims (3)

1. 光信号を送信する光送信装置と該光送信装置からの光信号を受信する光受信装置とをそなえるとともに、上記の光送信装置および光受信装置が接続されるべき伝送路の伝送特性を擬似的に有する擬似伝送路装置が、上記の光送信装置および光受信装置の間に介装されて、上記の光送信装置および光受信装置間において試験用の光信号を送受することにより、上記の光送信装置または光受信装置の伝送特性を評価する伝送特性評価システムであって、
   該光送信装置が、特定パターンの電気パルス信号を発生するパルス信号発生器と、該パルス信号発生器にて発生された電気パルス信号を光信号に変換しうる電気／光変換部とをそなえ、該電気／光変換部からの光信号を上記試験用の光信号として送信するように構成されるとともに、
   該擬似伝送路装置が、該光送信装置にて送信された信号光を、多重反射して自己干渉を行なわせることにより、波長によって異なる出力角度で放出する光素子と、該光素子から放出された信号光を集束させるレンズと、該レンズにて集束した信号光を該レンズに反射して戻すことによって、上記戻された信号光が該光素子内で多重反射を受けることにより、該光受信装置への信号光として出力されるようにするとともに、該レンズにて集束した信号光の反射面位置によって、上記の光受信装置への信号光に異なる波長分散を与えうるミラーと、上記のミラーまたは光素子を制御することにより、上記の光送信装置および光受信装置が接続されるべき伝送路が有しうる伝送特性と等価の伝送特性を設定する伝送特性設定部とをそなえ、
   かつ、該光受信装置が、該光送信装置からの光信号を、上記伝送特性が設定された該擬似伝送路装置を介して入力されて、電気信号に変換しうる光／電気変換部と、該光／電気変換部からの電気信号と該光パルス信号発生器にて発生された電気パルス信号とを比較して信号誤りを測定する信号誤り測定器とをそなえ、
   該光受信装置の信号誤り測定器にて測定された信号誤りに基づいて、上記電気／光変換部または光／電気変換部による伝送特性を評価するように構成され、
   該光素子から出力される該光受信装置への信号光について所定量の損失を与える損失付与部と、該光素子の素子温度を調整する素子温度調整器とが、該擬似伝送路装置に設けられるとともに、
   上記の擬似伝送路装置の伝送特性設定部が、該ミラーを可動制御することにより、波長ごとの分散特性を一定に設定する分散特性設定部をそなえるとともに、該分散特性設定部
   にて上記波長ごとの分散特性を一定にしながら、上記伝送路が有しうる挿入損失傾斜特性と等価の挿入損失傾斜特性を得られるように、上記の損失付与部による信号光の損失量および素子温度調整器による該光素子の調整温度を設定する挿入損失傾斜特性設定部をそなえて構成されたことを特徴とする、伝送特性評価システム。
2. 上記の光送信装置の電気／光変換部が、上記電気パルス信号を互いに異なる複数の光信号に変換し上記変換された複数の光信号を波長多重光として出力しうるように構成されるとともに、
   上記の光受信装置の光／電気変換部が、光送信装置からの波長多重光としての光信号を、上記伝送特性が設定された該擬似伝送路装置を介して入力されて、波長分離した後にそれぞれ電気信号に変換しうるように構成され、
   かつ、上記の光受信装置の信号誤り測定器が、上記波長分離した後に変換された電気信号について、それぞれ上記信号誤りを測定するように構成されたことを特徴とする、請求項1記載の伝送特性評価システム。
3. 該損失付与部が、該光素子から出力される該光受信装置への信号光について可変減衰させる可変減衰器と、該光受信装置への信号光について増幅する光増幅器とをそなえて構成されたことを特徴とする、請求項１又は２記載の伝送特性評価システム。

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