JPH01291141A - 光ファイバ分散特性測定方式 - Google Patents

光ファイバ分散特性測定方式

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JPH01291141A JP63119267A JP11926788A JPH01291141A JP H01291141 A JPH01291141 A JP H01291141A JP 63119267 A JP63119267 A JP 63119267A JP 11926788 A JP11926788 A JP 11926788A JP H01291141 A JPH01291141 A JP H01291141A
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史郎 笠
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望月 清文
Yukio Horiuchi
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (1)発明の目的 [産業上の利用分野] 本発明は、光ファイバ内において生じる伝送光信号の分
散特性を測定する光ファイバ分散特性測定方式に関する
ものである。
〔従来の技術1 光ファイバを伝送路として用いる光ファイバ通信におい
ては、光源であるレーザが周波数的にスペクトル広がり
をもっているため、これと光ファイバの分散特性が相ま
って送信端でパルス波形が正しく送出されても受信側で
受信されるパルスには波形歪みが生じ、これによって受
信特性が劣化するという問題がある。
従って光通信システムを設計していく上では光ファイバ
の有する分散特性を把握することが必要不可欠であり、
これまでに各種の分散測定方式が案出されている。
第3図は従来の分散特性測定方式を実現するブロック線
図であり、1は測定用レーザの変調電気信号S −8N
あるいは位相比較器6の基準電気信号S   を供給す
るための発振器、N+1 2〜2Nは測定波長帯にわたってN波の異なす る波長光をそれぞれ出射する測定用レーザ、3はN台の
測定用レーザ21〜2Nからの出力光を順次切替えるた
めの光スィッチ、4は被測定光ファイバ、5は被測定光
ファイバ4から出射された強度変調光を光電変換するた
めの光受信器、6は復調電気信号りと基準電気信号SN
+1の位相差を検出するための位相比較器、Sは位相差
に対応した出力信号、F1〜Foは光ファイバである。
その動作としては光源である測定用レーザ21〜2Nを
発振器1の変調周波数foに基づいて強磨変調し、そこ
から送出された光信号が光ファイバF 〜FN及び光ス
イッチ3を介して被測定光ファイバ4に1波長fつ入射
される。一方受信側では被測定光ファイバ4を伝搬して
きた光信号を光受信器5により電気信号に変換して順次
測定電気信号81〜S8に復調し、得られた復調電気信
号りと基準電気信@S   の位相差を順次位相比較器
6でN→−1 測定することにより、所望の分散特性を測定しでいる。
しかしながら、第3図の構成においては基準電気信号と
測定光信号が別の媒体により伝搬したちのを測定するた
め、周囲の温度変化等の理由により被測定光ファイバ4
が伸縮した場合に生じる復調電気信号りの位相変動の影
響を除去することができない。
第4図は基準光信号と測定光信号とを同一の被測定光フ
ァイバ4を伝搬させた従来の分散特性測定方式であり、
被測定光ファイバ4の零分散波長とほぼ同一の波長的1
.3μmで発振する基準用レーザ2 を測定用レーザ2
1〜2Nと同一周波数f。で変調したのち、測定用レー
ザ2〜2Nの出力光を光スィッチ3で順次切替えたもの
と基準用レーザ2゜の出力光とを光合成器13で合成し
て被測定光ファイバ4内を同時に伝搬させたのち、受信
側では基準光信号と測定光信号の2波を光分波器7で分
岐して光受信器5a及び5bにより別々に充電変換すれ
ば基準用レーザ2゜の出力光が零分散波長に近いため、
分散の影響をほとんど受けずかつ被測定光ファイバ4の
伸縮の影響は測定用レーザ21〜2Nからの出力光と同
等に受けているため両波に対する復調電気信号[)a及
びDbを位相比較器6で差動合成することにより被測定
光ファイバ4の伸縮の影響は除去して分散特性を測定す
ることが可能である。
[発明が解決しようとする問題点] ところで前記した従来の分散時+9811I定り式にお
いては、測定用レーザ2〜2Nおよび基準用レーザ2゜
として直接変調方式を用いていたためスペクトルが広が
りそのスペクトル広がりが分散特性の影響を受けてしま
うため高分解能の測定が困難であった。また測定用レー
ザの発振波長は予め別個に測定しておき、その測定値に
基づいて分散特性を求めていたが、測定用レーザ2〜2
Nは温度等の外部条件により発振波長が変化するため、
高精度の測定も困難であった。このため中間周波数帯ま
たはベースバンド帯において光ファイバの分散特性とは
逆特性を有する分散補償回路を用いて、分散の影響を補
償する場合に正確な補償ができず大きな障害となってい
た。
本発明は、前記した従来技術の問題点を解決するために
なされたもので、光ファイバの有する分散特性を高分解
能・高精度に測定することが可能な光ファイバ分散特性
測定方式を提供せんとするものである。
(2)発明の構成 E問題点を解決するための手段] 本発明の特徴は光源として単一縦モード発振特性に優れ
た分布帰還形半導体レーザ(以下、DFBレーザと称す
)または分布反射形半導体レーザ(以下、DBRレーザ
と称す)等の狭スペクトル線幅の半導体レーザを用い、
さらに光強度変調として外部変調器を用いることにより
、光源のスペクトル広がりを抑えかつ光ヘテロゲイン法
を用いたモニタ方式によりレーザの発振波長を測定する
ようにしたことにある。
[実 施 例1] 本発明の第1実施例を第1図につき説明する。
同図中8はDFBレーザ又はDBRレーザである測定用
レーザ2′から出射され光ファイバFaを介通した測定
光信号L1に対しスペクトル幅を広げることなく発振器
1からの変調電気信号Saにより強度変調をかけること
を可能にする外部変調器、9は外部変調器8を通過後光
ファイバFbを介通した測定光信号[,2を適当な比で
3つに分岐するための光分岐器、10は測定用レーザ2
′から出力される測定光(n @ l−1の発振波長を
光ヘテロダイン検波により測定するためのモニタ用レー
ザ、11は測定用レーザ2′とモニタ用レーザ10の発
振波長差をモニタするためのスペクトラムアナライザ、
12は測定用レーザ2′の発振波長を大まかに測定して
モニタ用レーザ10の発振波長を決定するための光波長
計、Fc−Ffは光ファイバ、sbは基準電気信号、S
Cは中間周波電気信号である。
なお、本発明の特徴のひとつである光ヘテロダイン検波
によるモニタ部20(以下、単にモニタ部20と称す)
はモニタ用レーザ10、光合成器13、光受信器50及
びスペクトラムアナライザ11から構成されている。又
従来方式に用いた素子と同じ素子は同一符号を付した。
本実施例においては、測定用レーザ2′には、単一縦モ
ード発振特性に優れかつスペクトル線幅の狭いDFBレ
ーザ又はDBRレーザを用いている。また測定用レーザ
2′からの出力光は外部変調器8によって変調されるの
で光源のスペクトル線幅は何ら影響を受けることはない
従って光源のスペクトル広がりによる分散特性への影響
を軽減することかできる。さらに、図では測定用レーザ
2′と外部変調器8とを離して記載しているが集積化さ
れているものを用いても良い。
[作   用1] まず測定用レーザ2′から出射される測定光信号L1の
波長は光波長計12で測定する。次にモニタ部20のモ
ニタ用レーザ10の発振波長は駆動電流あるいは温度を
調整することにより、光波長計12で測定した測定用レ
ーザ2′の波長との波長差を十分小さくする。そして、
光分岐器9で分岐された測定光信号L2とモニタ用レー
ザ10からのモニタ光信@ioとを光合成器13で合成
して両波のビート信ML成分を作成し、光受信155c
で中間周波電気信@SCに光電変換してスペクトラムア
ナライザ11上で観測する。その後、測定用レーザ2′
の発振波長を徐々に変化させていくことにより、初期の
発振波長からの波長変化をスペクトラムアナライザ11
上で観測すると同時に、出力信号Sを測定すれば、分散
特性を高分解能・高精度に測定することが可能である。
以上の測定方式においては測定用レーザ2′の発振波長
とモニタ用レーザ10の発振波長の差が光受信器5Cの
測定帯域を越えると、測定用レーザ2′の発振波長の初
期値からの変化が測定できなくなる。更に測定を続けた
い場合には、測定用レーザ2′とモニタ用レーザ10の
発振波長の差がある値になったところでモニタ用レーザ
10の発振波長を測定用レーザ2′の発振波長に近づけ
、中間周波電気信号SCの周波数を低域側へ移動させた
上で測定を続ければ良い。この過程を繰り返し行なうこ
とにより広帯域にわたる高分解能・高精度な測定が可能
である。
[実 施 例2] 本発明の第2実施例を第2図につき説明する。
前記第1実施例では基準用レーザを設けていないため先
に述べた理由により被測定光ファイバ4の伸縮の影響を
除去することができない。
そこで本実施例では基準用レーザ2″の出力光である基
準光信号を被測定光ファイバ4を伝搬させると共に遠端
測定できるように光ヘテロゲイン検波を用いたモニタ部
20を受信側に配置した構成にしているとともに基準用
レーザ2“と測定用レーザ2′の出力光である基準光信
号L3と測定用光信号L1はそれぞれ別々の外部変調器
B a、 B bを用いてそれぞれ基準光信号L4と測
定光信号し2に変調されている点は前記第1実施例と、
また充分波器7、光受信器5a。
5bを用いてそれぞれ復m電気信号D a、 D bに
変換されている点は第4図の従来例と同様である。F 
Q、 F hは光ファイバである。
なお、本実施例では、基準用レーザ2″の出力光を外部
変調器8aで外部変調する場合を例にとり説明したが、
基準用レーザ2“の発振波長が被測定用光ファイバ4の
零分散波長付近(1,3μm)であるため、必ずしも外
部変調する必要はなく、直接変調でも良い。しかし、測
定用レーザ2′の出力光は逆に低損失波長(1゜55μ
−)付近であるので、外部変調器8bを用いる必要があ
る。
(3)発明の効果 かくして本発明は測定用光源として発振波長調整可能で
単一縦モード発振特性を有するDFBレーザ又はDBR
レーザ等の狭スペクトル線幅レーザを用い、光の強度変
調に外部変調器を用いることにより、測定に用いる光の
占有帯域を低減することができ、更に発振波長のモニタ
の手段として光ヘテロダイン検波法を用いることにより
、高分解能・高精度な光ファイバ分散特性測定が行なえ
る。
従って本発明は、コヒーレント光通信用分散補償回路の
設計等に広く適用することが可能であり、その効果は極
めて大である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例としての光ファイバ分散特
性測定方式に施用するブロック線図、第2図は本発明の
第2実施例としての光ファイバ分散特性測定方式に施用
するブロック線図、第3図は従来の光ファイバ分散特性
測定方式に施用するブロック線図および第4図は被測定
光ファイバの伸縮の影響を受けない従来の光ファイバ分
散特性測定方式に施用するブロック線図である。 1・・・発振器 2.2’ 、2 〜2N・・・測定用レーザ2.2”・
・・基準用レーザ 3・・・光スィッチ   4・・・被測定光ファイバ5
.5a、5b、5c −・・先受イn器6・・・位相比
較器   7・・・光分波器8 .8a、8b・・・外
部変調器 9・・・光分岐器    10・・・モニタ用レーザ1
1・・・スペクトラムアナライザ 12・・・光波長計   13・・・光合成器20・・
・光ヘテロダイン検波のtニタ部り、Da、Db・・・
復調電気信号 SC・・・中間周波電気信号 fo・・・周波数 F  −FN、F、F’ 、F“、Fa −Fh・・・
光ファイバ LO・・・モニタ光信号 L、1,1.2・・・測定光
信号L 3. L 4・・・基準光信号 L・・・ビート信号 S1〜s H,s os a・・・変調電気信号SN+
1.8b・・・基準電気信号 S・・・出力信号

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、光ファイバの一端に接続された波長可変の測定用レ
    ーザと、該測定用レーザを変調するための発振器と、該
    発振器の出力である変調周波数を基準電気信号とし、前
    記光ファイバ中を伝搬してきた前記測定用レーザの出力
    光である測定光信号を測定電気信号に変換したのち、該
    測定電気信号と前記基準電気信号との位相差から前記光
    ファイバの分散特性を測定する分散特性測定方式におい
    て、 スペクトル線幅の狭い前記測定光信号を出力する前記測
    定用レーザを発振せしめて得られた出力光を変調するた
    めの外部変調器と、 該外部変調器の変調周波数を決定するとともに前記基準
    電気信号を発振する発振器と、 前記外部変調器の出力光を予め定められた分岐比に基づ
    いて分岐する光分岐器と、 前記測定用レーザの出力光とモニタ用レーザの出力光と
    を合波してビート成分を作製し前記測定用レーザの発振
    波長を測定する光ヘテロダイン検波を用いたモニタ部と
    を有し、 該モニタ部による前記測定用レーザの発振波長の測定結
    果と前記位相差の測定とを対比しながら分散特性を測定
    するように構成したことを特徴とする光ファイバ分散特
    性測定方式。 2、測定すべき光ファイバの一端から測定用レーザの出
    力光が変調された測定光信号と基準用レーザの出力光が
    変調された基準光信号とを入射させ、該光ファイバの他
    端から取り出した出射光信号を分離して測定電気信号と
    基準電気信号とに光電変換したのち、該測定電気信号と
    基準電気信号との位相差から前記光ファイバの分散特性
    を測定する分散特性測定方式において、スペクトル線幅
    の狭い出力光を出力する狭スペクトル線幅の半導体レー
    ザから成る前記測定用レーザ及び前記基準用レーザをそ
    れぞれ発振せしめて得られた出力光を変調して前記測定
    光信号及び前記基準光信号を得るための外部変調器と、 該外部変調器のそれぞれ出力である前記測定光信号及び
    前記基準光信号を合波するための光合成器と、 前記光ファイバの他端から取り出した出射光信号を予め
    定められた分岐比に基づいて分岐する光分岐器と、 該光分岐器の一端に接続され前記測定光信号の波長をお
    おまかに測定する光波長計と、該光波長計の測定結果に
    基づいて発振波長を調整するモニタ用レーザの出力光と
    前記測定光信号を合波してビート成分を作製し該測定光
    信号の波長を正確に測定する光ヘテロダイン検波を用い
    たモニタ部とを有することを特徴とする光ファイバ分散
    特性測定方式 3、前記基準光信号は前記基準用レーザを直接変調して
    得られた出力光を用い、前記測定光信号は前記測定用レ
    ーザの出力光を前記外部変調器で変調された出力である
    ことを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の光ファイ
    バ分散特性測定方式
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