JP6277093B2 - 分岐光線路特性解析装置及びその解析方法 - Google Patents
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Description
本発明の第1の態様は、基幹光線路の一方端を光分岐器によって複数に分岐し、前記光分岐器の分岐端部それぞれに分岐光線路の一方端を光結合してなる被測定光線路の特性を解析する分岐光線路特性解析装置であって、前記被測定光線路のブリルアン周波数シフトの距離方向の周波数変化量より広い帯域幅の第1試験光を、パルス幅が前記複数の分岐光線路間の長さの差の最小値を利用した条件を満たすように、パルス化することで、第1試験光パルスを生成する第1のパルス化器と、前記第1試験光と周波数が異なる第2試験光をパルス化することで、第2試験光パルスを生成する第2のパルス化器と、前記第1及び第2のパルス化器に対し、前記第1試験光パルス及び前記第2試験光パルスを発生させるタイミングを制御することで、前記第1試験光パルス及び前記第2試験光パルスが発生される時間差を制御する入射時間制御器と、前記第1及び第2試験光パルスを合波し、前記合波した第1及び第2試験光パルスを前記被測定光線路の基幹光線路に入射する合波素子と、前記基幹光線路の入射端から出射される戻り光を受光して電気信号へ変換する光受信器と、前記電気信号をデジタル信号へ変換する変換器と、前記第1及び第2試験光パルスを発生させる時間差を変化させながら、前記デジタル信号に基づいて前記分岐光線路毎のブリルアン利得を取得することで、前記分岐光線路毎の距離に対するブリルアン利得を取得し、前記分岐光線路毎の距離に対するブリルアン利得から、前記複数の分岐光線路それぞれの損失分布を取得する演算処理装置とを具備する。
第1の態様によれば、分岐光線路特性解析装置は、被測定光ファイバの距離方向において、ブリルアン周波数シフトが変化した場合においても、第1試験光と第2試験光との周波数差を変更させずに、分岐光ファイバそれぞれの損失分布を取得可能である。
第2の態様によれば、第1及び第2のパルス化器は、第1及び第2の発光手段で生成される第1及び第2試験光をパルス化することとなる。
第3の態様によれば、分岐光線路特性解析装置は、被測定光ファイバの距離方向において、ブリルアン周波数シフトが変化した場合においても、第1試験光と第2試験光との周波数差を変更させずに、分岐光ファイバそれぞれの損失分布を取得可能である。
図1は、本発明の一実施形態に係る分岐光線路特性解析装置の構成を示すブロック図である。図1に示される分岐光線路特性解析装置は、第1及び第2の光源11,21、光パルス化器12,22、入射時間制御器13,23、光増幅器14,24、合波素子31、サーキュレータ32、光受信器34、A/D変換器35及び演算処理装置36を具備する。
(条件1) 第1試験光の周波数帯域幅は、被測定光ファイバのブリルアン周波数シフトの距離方向の周波数変化量より大きいこと。
(条件2) 光パルス化器12から出力される第1試験光パルスのパルス幅τは、分岐光ファイバの終端の反射型光フィルタからの戻り光の時間差2nΔL/cより狭いこと。
(条件3) 光受信器34の帯域及びA/D変換器35の帯域は、パルス幅τを受光可能な帯域であること。
条件1は、第1試験光パルスと第2試験光パルスとが誘導ブリルアン散乱を、被測定光ファイバ中の全ての距離で起こすために必要となる条件である。図3に、第1試験光の周波数帯域幅が被測定光ファイバのブリルアン周波数シフトの変化量より大きい場合の概念図を示す。第1試験光の周波数帯域幅がブリルアン周波数シフトの変化量より大きい場合、分岐光線路特性解析装置は、第1試験光の光周波数を変更することなく、ファイバA中で衝突した第2試験光パルスによる誘導ブリルアン散乱と、ファイバB中で衝突した第2試験光パルスによる誘導ブリルアン散乱とを測定可能である。
第1及び第2の光源11,12は、波長の異なる二つの試験光(第1試験光、第2試験光)を出力する。第1試験光はプローブ光であり、第2試験光はポンプ光である。ここで、第1試験光の光周波数をf0−fB±Δfとする。Δfは、第1試験光の周波数帯域幅である。f0は、第2試験光の光周波数である。fBは、誘導ブリルアン後方散乱による光周波数シフト量である。
プローブ光とポンプ光との周波数差がfBである場合、プローブ光パルスとポンプ光パルスとがインタラクションすると、誘導ブリルアン散乱が発生する。誘導ブリルアン散乱が発生することにより、プローブ光パルスは式(1)で表される増幅を受ける。
被測定光ファイバの入射端から分岐光ファイバ(#a)(1≦a≦Nの整数、ここではN=8)の終端までの長さをLaとする。第1試験光パルスは、分岐光ファイバ(#a)の終端に設置された反射型光フィルタ(#a)により反射される。ここで、分岐光ファイバの終端からの距離をl、被測定光ファイバの屈折率をn、真空中の光速をcとすると、反射された第1試験光パルスはt1/2秒後にl=c/n×t1/2だけ進むので、被測定光ファイバの入射端からの距離をlx1とすると、その距離lx1は、
第2試験光を被測定光ファイバに入射する時刻は、第1試験光を入射してからt1秒後とする。第2試験光がt秒後に到達する被測定光ファイバの入射端からの距離をlx2とすると、その距離lx2は式(9)で表される。
第1試験光パルスが光受信器34に到達する時間をtdaとする。第1試験光パルスは、分岐光ファイバの終端の反射型光フィルタ(#a)により反射され、光受信器34へ戻ってくる。そのため、到達時間は、式(10)で表される。
手順1:第1試験光パルスと第2試験光パルスとの入射時間差t1を設定。
手順2:第1試験光パルスの戻り時間によりどの分岐光ファイバで反射した第1試験光パルスであるかを特定。
手順3:第1試験光パルスの光強度により、誘導ブリルアン利得を出力。
手順4:第1試験光パルスと第2試験光パルスとの入射時間差t1を変化させて上記手順1から手順3を繰り返し、t=2nL/cで終了。
このように、本実施形態では、分岐光線路特性解析装置は、周波数帯域幅が被測定光ファイバにおける長手方向のブリルアン周波数シフトの変化量より大きい第1試験光と、第1試験光と周波数が異なる及び第2試験光とを用意する。分岐光線路特性解析装置は、第1試験光を、第1試験光のパルス幅が分岐光ファイバの長さの差の最小値ΔLを利用した条件を満たすようにパルス化すると共に、第2試験光をパルス化する。分岐光線路特性解析装置は、第1及び第2試験光パルスに入射時間差を与えて被測定光ファイバへ入射する。そして、分岐光線路特性解析装置は、入射時間差を変えながら、第1及び第2試験光パルスを被測定光ファイバへ入射し、第1及び第2試験光パルスのインタラクションにより発生する誘導ブリルアン後方散乱光を解析する。これにより、分岐光線路特性解析装置は、第1試験光と第2試験光との周波数差を変更させずに、どの分岐光ファイバからの誘導ブリルアン散乱かを特定することが可能となる。このため、分岐光線路特性解析装置は、第1試験光と第2試験光との周波数差を変更させることなく、分岐光ファイバ毎の損失分布を求めることができる。
Claims (5)
- 基幹光線路の一方端を光分岐器によって複数に分岐し、前記光分岐器の分岐端部それぞれに分岐光線路の一方端を光結合してなる被測定光線路の特性を解析する分岐光線路特性解析装置であって、
前記被測定光線路のブリルアン周波数シフトの距離方向の周波数変化量より広い帯域幅の第1試験光を、パルス幅が前記複数の分岐光線路間の長さの差の最小値を利用した条件を満たすように予め設定されたパルス幅でパルス化することで、第1試験光パルスを生成する第1のパルス化器と、
前記第1試験光と周波数が異なる第2試験光をパルス化することで、第2試験光パルスを生成する第2のパルス化器と、
前記第1及び第2のパルス化器に対し、前記第1試験光パルス及び前記第2試験光パルスを発生させるタイミングを制御することで、前記第1試験光パルス及び前記第2試験光パルスが発生される時間差を制御する入射時間制御器と、
前記第1及び第2試験光パルスを合波し、前記合波した第1及び第2試験光パルスを前記被測定光線路の基幹光線路に入射する合波素子と、
前記基幹光線路の入射端から出射される戻り光を受光して電気信号へ変換する光受信器と、
前記電気信号をデジタル信号へ変換する変換器と、
前記第1及び第2試験光パルスを発生させる時間差を変化させながら、前記デジタル信号に基づいて前記分岐光線路毎のブリルアン利得を取得することで、前記分岐光線路毎の距離に対するブリルアン利得を取得し、前記分岐光線路毎の距離に対するブリルアン利得から、前記複数の分岐光線路それぞれの損失分布を取得する演算処理装置と
を具備する分岐光線路特性解析装置。 - 前記第1試験光を発生させる第1の発光手段と、
前記第2試験光を発生させる第2の発光手段と
をさらに具備する請求項1記載の分岐光線路特性解析装置。 - 前記演算処理装置は、
前記第1試験光パルスと前記第2試験光パルスとを前記被測定光線路へ入射させる時間差を設定し、
前記第1試験光パルスが前記分岐光線路で反射されて戻ってくる戻り時間から、前記第1試験光パルスが、前記複数の分岐光線路のうちどの分岐光線路で反射されたかを特定し、
前記戻ってきた第1試験光パルスの光強度を利用し、ブリルアン利得を算出し、
前記時間差を変化させ、変化させた時間差毎にブリルアン利得を算出し、
前記時間差を変化させながら算出した前記ブリルアン利得を利用し、前記複数の分岐光線路それぞれの損失分布を取得する請求項1記載の分岐光線路特性解析装置。 - 基幹光線路の一方端を光分岐器によって複数に分岐し、前記光分岐器の分岐端部それぞれに分岐光線路の一方端を光結合してなる被測定光線路の特性を解析する分岐光線路特性解析方法であって、
前記被測定光線路のブリルアン周波数シフトの距離方向の周波数変化量より広い帯域幅の第1試験光を、パルス幅が前記複数の分岐光線路間の長さの差の最小値を利用した条件を満たすように、パルス化することで、第1試験光パルスを生成し、
前記第1試験光と周波数が異なる第2試験光を、前記第1試験光パルスの生成から指定される時間差を隔ててパルス化することで、第2試験光パルスを生成し、
前記第1及び第2試験光パルスを合波し、前記合波した第1及び第2試験光パルスを前記被測定光線路の基幹光線路に入射し、
前記基幹光線路の入射端から出射される戻り光を受光して電気信号へ変換し、
前記電気信号をデジタル信号へ変換し、
前記第1及び第2試験光パルスを発生させる時間差を変化させながら、前記デジタル信号に基づいて前記分岐光線路毎のブリルアン利得を取得することで、前記分岐光線路毎の距離に対するブリルアン利得を取得し、
前記分岐光線路毎の距離に対するブリルアン利得から、前記複数の分岐光線路それぞれの損失分布を取得する分岐光線路特性解析方法。 - 前記第1試験光パルスが前記分岐光線路で反射されて戻ってくる戻り時間から、前記第1試験光パルスが、前記複数の分岐光線路のうちどの分岐光線路で反射されたかを特定し、
前記戻ってきた第1試験光パルスの光強度を利用し、ブリルアン利得を算出し、
前記時間差を変化させ、変化させた時間差毎にブリルアン利得を算出し、
前記時間差を変化させながら算出した前記ブリルアン利得を利用し、前記複数の分岐光線路それぞれの損失分布を取得する請求項4記載の分岐光線路特性解析方法。
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