JPH079386B2 - 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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JPH079386B2
JPH079386B2 JP63119267A JP11926788A JPH079386B2 JP H079386 B2 JPH079386 B2 JP H079386B2 JP 63119267 A JP63119267 A JP 63119267A JP 11926788 A JP11926788 A JP 11926788A JP H079386 B2 JPH079386 B2 JP H079386B2
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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］ 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S1〜SNある
いは位相比較器６の基準電気信号SN+1を供給するための
発振器、21〜2Nは測定波長帯にわたってＮ波の異なる波
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
イッチ、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Ｄ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は位相差を対応した出
力信号、F0〜FN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
f0に基づいて強度変調し、そこから送出された光信号が
光ファイバF1〜FN及び光スイッチ３を介して被測定光フ
ァイバ４に１波長ずつ入射される。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S1〜SNに復調
し、得られた復調電気信号Ｄと基準電気信号SN+1の位相
差を順次位相比較器６で測定することにより、所望の分
散特性を測定している。
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ものを測定するた
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Ｄ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約1.
3μｍで発振する基準用レーザ20を測定用レーザ21〜2N
と同一周波数f0で変調したのち、測定用レーザ21〜2N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20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により別々に光電変換すれば基準用レーザ20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Da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特性測定方式においては、
測定用レーザ21〜2Nおよび基準用レーザ20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21〜2N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
ド帯において高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 ［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ダイン法を用
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Ｌ2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信
号Ｌ1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、Sc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5c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
軽減することができる。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
のモニタ光信号Ｌ0とを光合成器13で合成した両波のビ
ート信号Ｌ成分を作成し、光受信器5cで中間周波電気信
号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の発振波長の差が高受信器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ダ
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8a,8bを用いてそれぞれ基準光信
号Ｌ4と測定光信号Ｌ2に変調されている点は前記第１実
施例と、また光分波器７、光受信器5a,5bを用いてそれ
ぞれ復調電気信号Da,Dbに変換されている点は第４図の
従来例と同様である。Fg,Fh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（1.55μｍ）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・高精度な高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′,21〜2N……測定用レーザ 20,2″……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……光受信器 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 11……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モニタ部 D,Da,Db……復調電気信号 Sc……中間周波電気信号 f0……周波数 F1〜FN,F0,F′,F″,Fa〜Fh……光ファイバ L0……モニタ光信号、Ｌ1,L2……測定光信号 Ｌ3,L4……基準光信号 Ｌ……ビート信号 S1〜SN,S0Sa……変調電気信号 SN+1,Sb……基準電気信号 Ｓ……出力信号

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項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を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. 【請求項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. 【請求項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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