JPH085515A - 波長分散測定装置 - Google Patents
波長分散測定装置Info
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- JPH085515A JPH085515A JP14056194A JP14056194A JPH085515A JP H085515 A JPH085515 A JP H085515A JP 14056194 A JP14056194 A JP 14056194A JP 14056194 A JP14056194 A JP 14056194A JP H085515 A JPH085515 A JP H085515A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＯＴＤＲにより光ファイバ中の波長分散の位
置依存性を測定できる波長分散測定装置を提供する。 【構成】 光強度変調手段９により、光信号を被測定光
ファイバ１２の長さと所要距離分解能に応じた周期とデ
ューティ比のパルス信号とし、デジタル信号処理回路１
８において、光伝送路の中途で後方レイリー散乱によっ
て反射する成分を観測することにより反射点までの総波
長分散量の測定が行われる。こうして得られた波長分散
値は、被測定光ファイバ１２の接続端子１１から反射点
までの総波長分散量の２倍となることから、波長分散の
位置依存性は、この値の１／２を距離に関して微分する
ことにより得られる。このように、従来のＯＴＤＲによ
る伝送路の損失分布の測定において、反射光の強度を測
定する代わりに、反射光信号のスペクトラムの平均光信
号強度に対する相対的な強度を測定している。
置依存性を測定できる波長分散測定装置を提供する。 【構成】 光強度変調手段９により、光信号を被測定光
ファイバ１２の長さと所要距離分解能に応じた周期とデ
ューティ比のパルス信号とし、デジタル信号処理回路１
８において、光伝送路の中途で後方レイリー散乱によっ
て反射する成分を観測することにより反射点までの総波
長分散量の測定が行われる。こうして得られた波長分散
値は、被測定光ファイバ１２の接続端子１１から反射点
までの総波長分散量の２倍となることから、波長分散の
位置依存性は、この値の１／２を距離に関して微分する
ことにより得られる。このように、従来のＯＴＤＲによ
る伝送路の損失分布の測定において、反射光の強度を測
定する代わりに、反射光信号のスペクトラムの平均光信
号強度に対する相対的な強度を測定している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光ファイバ等の分散媒質
の波長分散値を測定する装置において、特に、光ファイ
バ中の波長分散値の位置依存性を測定する波長分散測定
装置に関する。
の波長分散値を測定する装置において、特に、光ファイ
バ中の波長分散値の位置依存性を測定する波長分散測定
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、石英系の単一モード光ファイ
バは、低損失化が著しく、大容量、長距離伝送における
光伝送路として用いられている。ところで、通常の単一
モード光ファイバには波長分散、即ち、光信号の群速度
が波長により異なるという性質があるため、光信号が光
ファイバ中を伝播する間に信号波形が歪み、信号品質を
劣化させる要因となる。
バは、低損失化が著しく、大容量、長距離伝送における
光伝送路として用いられている。ところで、通常の単一
モード光ファイバには波長分散、即ち、光信号の群速度
が波長により異なるという性質があるため、光信号が光
ファイバ中を伝播する間に信号波形が歪み、信号品質を
劣化させる要因となる。
【０００３】さらに、光ファイバへの入力光強度が大で
ある場合には、光ファイバの屈折率が信号強度に応じて
変化する非線形光学効果により、信号品質が劣化するこ
とが指摘されている。例えば、強度変調−直接検波の光
通信システムにおいては、光信号の強度変化に応じた光
ファイバの屈折率変化により、搬送波の周波数が変化す
る現象（いわゆる自己位相変調効果）が生じる。このよ
うな光信号が波長分散を有する光ファイバ中を伝播する
際に、信号波形に歪みを生じる。
ある場合には、光ファイバの屈折率が信号強度に応じて
変化する非線形光学効果により、信号品質が劣化するこ
とが指摘されている。例えば、強度変調−直接検波の光
通信システムにおいては、光信号の強度変化に応じた光
ファイバの屈折率変化により、搬送波の周波数が変化す
る現象（いわゆる自己位相変調効果）が生じる。このよ
うな光信号が波長分散を有する光ファイバ中を伝播する
際に、信号波形に歪みを生じる。
【０００４】光ファイバの波長分散が信号品質へ影響を
与える原理は、上述した２つに分類可能である。一方
は、信号の周波数成分の波長分散による相対的伝送遅延
から信号波形が歪み、信号品質劣化を引き起こすもので
あり、この場合、波長分散による影響は、信号伝送路の
総波長分散量に応じたものとなるため、伝送路を設計す
る際に、各中継区間毎の伝送路の総波長分散量を測定す
ることにより、十分に対処することができる。
与える原理は、上述した２つに分類可能である。一方
は、信号の周波数成分の波長分散による相対的伝送遅延
から信号波形が歪み、信号品質劣化を引き起こすもので
あり、この場合、波長分散による影響は、信号伝送路の
総波長分散量に応じたものとなるため、伝送路を設計す
る際に、各中継区間毎の伝送路の総波長分散量を測定す
ることにより、十分に対処することができる。
【０００５】他方は、波長分散と非線形光学効果との組
み合せにより生じる信号品質劣化であり、この信号劣化
は、光ファイバの波長分散値の平均値のみならず、伝送
路の各エレメント毎の波長分散値の平均値からの分布状
態に依存して発生する。一般に、光ファイバの波長分散
値はその距離に依存することから、非線形光学効果を考
慮した長スパン光伝送システムを構築する場合には、光
ファイバの波長分散の位置分布を測定する技術が重要と
なる。
み合せにより生じる信号品質劣化であり、この信号劣化
は、光ファイバの波長分散値の平均値のみならず、伝送
路の各エレメント毎の波長分散値の平均値からの分布状
態に依存して発生する。一般に、光ファイバの波長分散
値はその距離に依存することから、非線形光学効果を考
慮した長スパン光伝送システムを構築する場合には、光
ファイバの波長分散の位置分布を測定する技術が重要と
なる。
【０００６】光ファイバの波長分散値を測定する方法と
しては、従来、差分法と呼ばれる方法が一般的に用いら
れてきた。これは、光信号の相対伝播遅延時間の波長依
存性を測定し、測定結果を波長のべき級数関数で近似
し、得られた関数を波長で微分することによって波長分
散値を得る方法である。
しては、従来、差分法と呼ばれる方法が一般的に用いら
れてきた。これは、光信号の相対伝播遅延時間の波長依
存性を測定し、測定結果を波長のべき級数関数で近似
し、得られた関数を波長で微分することによって波長分
散値を得る方法である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た差分法を用いて光ファイバの波長分散の位置依存性を
測定するのは困難であった。そこで、本出願人は、光フ
ァイバの波長分散の位置分布を測定する方法として、光
ファイバ中で発生する後方レイリー散乱による反射光強
度の時間依存性から伝送路の損失の距離依存性を測定す
るＯＴＤＲ（Optical Time Domain Reflectometry ）技
術を適用することが有効であると考えた。
た差分法を用いて光ファイバの波長分散の位置依存性を
測定するのは困難であった。そこで、本出願人は、光フ
ァイバの波長分散の位置分布を測定する方法として、光
ファイバ中で発生する後方レイリー散乱による反射光強
度の時間依存性から伝送路の損失の距離依存性を測定す
るＯＴＤＲ（Optical Time Domain Reflectometry ）技
術を適用することが有効であると考えた。
【０００８】しかしながら、従来の差分法による波長分
散の測定技術をそのままＯＴＤＲと組み合せて、光ファ
イバの波長分散の位置依存性を測定することは困難であ
る。なぜなら、差分法では信号の伝播時間の波長依存性
から波長分散値を決定するが、ＯＴＤＲでは、光ファイ
バ中で反射した光信号の到達時間から反射位置を決定す
るため、波長分散による伝播時間の遅延と、反射点まで
の距離に依存する遅延とを区別することが困難となるか
らである。波長分散によって反射信号強度の距離依存性
に僅かな凹凸（歪み）が生じるが、被測定光ファイバの
損失が一様でなければ、高精度の測定を行うことはでき
ない。また、ある波長における波長分散の位置依存性を
測定するためには、その波長を含む広い波長領域で同様
の測定を行う必要がある。
散の測定技術をそのままＯＴＤＲと組み合せて、光ファ
イバの波長分散の位置依存性を測定することは困難であ
る。なぜなら、差分法では信号の伝播時間の波長依存性
から波長分散値を決定するが、ＯＴＤＲでは、光ファイ
バ中で反射した光信号の到達時間から反射位置を決定す
るため、波長分散による伝播時間の遅延と、反射点まで
の距離に依存する遅延とを区別することが困難となるか
らである。波長分散によって反射信号強度の距離依存性
に僅かな凹凸（歪み）が生じるが、被測定光ファイバの
損失が一様でなければ、高精度の測定を行うことはでき
ない。また、ある波長における波長分散の位置依存性を
測定するためには、その波長を含む広い波長領域で同様
の測定を行う必要がある。
【０００９】本発明は、上述した事情に鑑みて為された
ものであり、ＯＴＤＲにより光ファイバ（光伝送路）中
の波長分散の位置依存性を測定できる波長分散測定装置
を提供することを目的としている。
ものであり、ＯＴＤＲにより光ファイバ（光伝送路）中
の波長分散の位置依存性を測定できる波長分散測定装置
を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の波長分
散測定装置は、光伝送路の波長分散の位置依存性を測定
する波長分散測定装置であって、コヒーレントな光信号
を出力する光源と、該光源から出力された光信号を分岐
する光分岐手段と、該光分岐手段の一方の出力光信号の
波長を測定する波長測定手段と、所定の電気信号を発生
する信号源と、前記光分岐手段の他方の出力光信号の位
相を前記信号源で発生された電気信号に応じて変調する
光位相変調手段と、前記信号源で発生された電気信号の
振幅を可変制御する可変減衰回路と、該可変減衰回路の
出力電気信号の極性を可変制御する極性反転回路と、前
記光位相変調手段の出力光信号を前記極性反転回路の出
力電気信号に応じて光強度変調する第１の光強度変調手
段と、所定のパルス信号を発生するパルス信号源と、前
記第１の光強度変調手段の出力光信号を前記パルス信号
源で発生されたパルス信号に応じて光強度変調する第２
の光強度変調手段と、前記光伝送路の一端に接続され、
前記第２の光強度変調手段の出力光信号を前記光伝送路
へ入射し、前記光伝送路からの反射光信号を出力する方
向性結合回路と、前記反射光信号を電気信号に変換する
光電変換器と、該光電変換器の出力電気信号を増幅する
増幅回路と、該増幅回路の出力電気信号のスペクトラム
強度を測定するスペクトラム強度測定手段と、該スペク
トラム強度測定手段に接続されたアナログデジタル変換
回路と、該アナログデジタル変換回路に接続されたデジ
タル信号処理回路とを具備することを特徴としている。
散測定装置は、光伝送路の波長分散の位置依存性を測定
する波長分散測定装置であって、コヒーレントな光信号
を出力する光源と、該光源から出力された光信号を分岐
する光分岐手段と、該光分岐手段の一方の出力光信号の
波長を測定する波長測定手段と、所定の電気信号を発生
する信号源と、前記光分岐手段の他方の出力光信号の位
相を前記信号源で発生された電気信号に応じて変調する
光位相変調手段と、前記信号源で発生された電気信号の
振幅を可変制御する可変減衰回路と、該可変減衰回路の
出力電気信号の極性を可変制御する極性反転回路と、前
記光位相変調手段の出力光信号を前記極性反転回路の出
力電気信号に応じて光強度変調する第１の光強度変調手
段と、所定のパルス信号を発生するパルス信号源と、前
記第１の光強度変調手段の出力光信号を前記パルス信号
源で発生されたパルス信号に応じて光強度変調する第２
の光強度変調手段と、前記光伝送路の一端に接続され、
前記第２の光強度変調手段の出力光信号を前記光伝送路
へ入射し、前記光伝送路からの反射光信号を出力する方
向性結合回路と、前記反射光信号を電気信号に変換する
光電変換器と、該光電変換器の出力電気信号を増幅する
増幅回路と、該増幅回路の出力電気信号のスペクトラム
強度を測定するスペクトラム強度測定手段と、該スペク
トラム強度測定手段に接続されたアナログデジタル変換
回路と、該アナログデジタル変換回路に接続されたデジ
タル信号処理回路とを具備することを特徴としている。
【００１１】また、請求項２に記載の波長分散測定装置
は、請求項１に記載の波長分散測定装置において、前記
光電変換器の前段に光増幅器を具備してなることを特徴
としている。さらに、請求項３に記載の波長分散測定装
置は、請求項１または２いずれかに記載の波長分散測定
装置において、前記スペクトラム強度測定手段として、
特にバンドパスフィルタと電力計とを具備してなること
を特徴としている。
は、請求項１に記載の波長分散測定装置において、前記
光電変換器の前段に光増幅器を具備してなることを特徴
としている。さらに、請求項３に記載の波長分散測定装
置は、請求項１または２いずれかに記載の波長分散測定
装置において、前記スペクトラム強度測定手段として、
特にバンドパスフィルタと電力計とを具備してなること
を特徴としている。
【００１２】
【作用】上記構成によれば、位相（または周波数）変調
された光信号が、第２の光強度変調手段により、所定の
パルス信号に応じて強度変調され、光伝送路へ入射され
る。そして、スペクトラム強度測定手段により、光ファ
イバ伝播後の波形歪みの大きさが測定され、波長分散の
絶対値が測定される。また、第１の光強度変調手段によ
り、波形歪みの大きさの半分程度の強度変調信号を伝送
前に位相変調信号に重畳し、強度変調成分の極性を反転
した際の伝送後の強度変調成分の大きさをデジタル信号
処理回路において比較することにより、波長分散の符号
が測定される。
された光信号が、第２の光強度変調手段により、所定の
パルス信号に応じて強度変調され、光伝送路へ入射され
る。そして、スペクトラム強度測定手段により、光ファ
イバ伝播後の波形歪みの大きさが測定され、波長分散の
絶対値が測定される。また、第１の光強度変調手段によ
り、波形歪みの大きさの半分程度の強度変調信号を伝送
前に位相変調信号に重畳し、強度変調成分の極性を反転
した際の伝送後の強度変調成分の大きさをデジタル信号
処理回路において比較することにより、波長分散の符号
が測定される。
【００１３】さらに、光信号を光伝送路の長さと所要距
離分解能に応じた周期とデューティ比のパルス信号と
し、デジタル信号処理回路において、光伝送路の中途で
後方レイリー散乱によって反射する成分を観測すること
により反射点までの総波長分散量の測定が行われる。こ
うして得られた波長分散値は、被測定光ファイバの接続
端子より反射点までの総波長分散量の２倍となることか
ら、波長分散の位置依存性は、この値の１／２を距離に
関して微分することにより得られる。このように、本発
明は、従来のＯＴＤＲによる伝送路の損失分布の測定に
おいて、反射光の強度を測定する代わりに、反射光信号
のスペクトラムの平均光信号強度に対する相対的な強度
を測定するようになっている。
離分解能に応じた周期とデューティ比のパルス信号と
し、デジタル信号処理回路において、光伝送路の中途で
後方レイリー散乱によって反射する成分を観測すること
により反射点までの総波長分散量の測定が行われる。こ
うして得られた波長分散値は、被測定光ファイバの接続
端子より反射点までの総波長分散量の２倍となることか
ら、波長分散の位置依存性は、この値の１／２を距離に
関して微分することにより得られる。このように、本発
明は、従来のＯＴＤＲによる伝送路の損失分布の測定に
おいて、反射光の強度を測定する代わりに、反射光信号
のスペクトラムの平均光信号強度に対する相対的な強度
を測定するようになっている。
【００１４】また、請求項２に記載の波長分散測定装置
によれば、光増幅器が反射光信号の強度を増幅して光電
変換器へ入力するため、信号対雑音強度比（Ｓ／Ｎ比）
が、さらに向上する。さらに、請求項３に記載の波長分
散測定装置によれば、スペクトラム測定手段として、特
にバンドパスフィルタと電力計とを用いるため、装置全
体の製造コストが低減される。
によれば、光増幅器が反射光信号の強度を増幅して光電
変換器へ入力するため、信号対雑音強度比（Ｓ／Ｎ比）
が、さらに向上する。さらに、請求項３に記載の波長分
散測定装置によれば、スペクトラム測定手段として、特
にバンドパスフィルタと電力計とを用いるため、装置全
体の製造コストが低減される。
【００１５】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例につ
いて説明する。まず、本発明の第１の実施例による波長
分散測定装置について説明する。図１は、本実施例によ
る波長分散測定装置の概略構成を示す図であり、この図
において、１は、コヒーレントな光を発生し、かつ波長
を変化させることができる光源であり、実際の装置にお
いては、分布帰還型（ＤＦＢ）半導体レーザ、外部共振
器付き半導体レーザ等が好適に用いられる。
いて説明する。まず、本発明の第１の実施例による波長
分散測定装置について説明する。図１は、本実施例によ
る波長分散測定装置の概略構成を示す図であり、この図
において、１は、コヒーレントな光を発生し、かつ波長
を変化させることができる光源であり、実際の装置にお
いては、分布帰還型（ＤＦＢ）半導体レーザ、外部共振
器付き半導体レーザ等が好適に用いられる。
【００１６】２は光分岐手段であり、実際の装置におい
ては、方向性結合器、光分岐回路等が好適に用いられ
る。３は電気信号を発生する信号源、４は光位相変調手
段であり、光源１から光分岐手段２を介して供給される
光信号を信号源３で発生した電気信号に応じて位相変調
する。実際の装置においては、光位相変調手段４とし
て、ＬｉＮｂＯ3 光位相変調器、半導体電界吸収型光位
相変調器等が好適に用いられる。
ては、方向性結合器、光分岐回路等が好適に用いられ
る。３は電気信号を発生する信号源、４は光位相変調手
段であり、光源１から光分岐手段２を介して供給される
光信号を信号源３で発生した電気信号に応じて位相変調
する。実際の装置においては、光位相変調手段４とし
て、ＬｉＮｂＯ3 光位相変調器、半導体電界吸収型光位
相変調器等が好適に用いられる。
【００１７】６は、信号源３で発生した電気信号の強度
を調節して出力する可変減衰回路、７は、可変減衰回路
６から出力される電気信号の極性を変化させる極性反転
回路、８は、パルス信号を発生するパルス信号源、５，
９は光強度変調手段であり、光強度変調手段５（第１の
光強度変調手段）は、光位相変調手段４から出力される
光信号を極性反転回路７から供給される電気信号に応じ
て強度変調し、光強度変調手段９（第２の光強度変調手
段）は、光強度変調手段５から出力される光信号をパル
ス信号源８で発生した電気信号に応じて強度変調する。
実際の装置においては、光強度変調手段５，９として、
ＬｉＮｂＯ3 マッハツエンダ光強度変調器、半導体電界
吸収型光強度変調器等が好適に用いられる。
を調節して出力する可変減衰回路、７は、可変減衰回路
６から出力される電気信号の極性を変化させる極性反転
回路、８は、パルス信号を発生するパルス信号源、５，
９は光強度変調手段であり、光強度変調手段５（第１の
光強度変調手段）は、光位相変調手段４から出力される
光信号を極性反転回路７から供給される電気信号に応じ
て強度変調し、光強度変調手段９（第２の光強度変調手
段）は、光強度変調手段５から出力される光信号をパル
ス信号源８で発生した電気信号に応じて強度変調する。
実際の装置においては、光強度変調手段５，９として、
ＬｉＮｂＯ3 マッハツエンダ光強度変調器、半導体電界
吸収型光強度変調器等が好適に用いられる。
【００１８】１０は方向性結合器、１４は光電変換器で
あり、光信号の電界の２乗に比例した光電流を発生す
る。１５は増幅回路であり、光電変換器１４によって光
電変換された電気信号を増幅する。１６はスペクトラム
強度測定手段であり、増幅回路１５を介して供給される
電気信号のスペクトラム強度を測定する。１７はアナロ
グデジタル変換回路、１８はデジタル信号処理回路であ
り、アナログデジタル変換回路１７によって変換された
デジタル信号を平均化し、信号対雑音（Ｓ／Ｎ）強度比
を向上させる。１３は波長測定手段であり、光源１から
光分岐手段２を介して供給される光信号の波長を測定す
る。なお、１１は被測定光ファイバを接続すべき端子、
１２は被測定光ファイバである。
あり、光信号の電界の２乗に比例した光電流を発生す
る。１５は増幅回路であり、光電変換器１４によって光
電変換された電気信号を増幅する。１６はスペクトラム
強度測定手段であり、増幅回路１５を介して供給される
電気信号のスペクトラム強度を測定する。１７はアナロ
グデジタル変換回路、１８はデジタル信号処理回路であ
り、アナログデジタル変換回路１７によって変換された
デジタル信号を平均化し、信号対雑音（Ｓ／Ｎ）強度比
を向上させる。１３は波長測定手段であり、光源１から
光分岐手段２を介して供給される光信号の波長を測定す
る。なお、１１は被測定光ファイバを接続すべき端子、
１２は被測定光ファイバである。
【００１９】次に、上記構成による波長分散測定装置の
動作を、図１および図５（ａ）〜図５（ｆ）を参照して
説明する。光源１から出力されたコヒーレントな光信号
は、光分岐手段２によって分岐され、分岐された一方の
光信号が波長測定手段１３へ入力されて、その発振波長
が測定される。また、分岐された他方の光信号は、光位
相変調手段４へ入力され、ここで、信号源３で発生した
電気信号に応じて位相変調される。
動作を、図１および図５（ａ）〜図５（ｆ）を参照して
説明する。光源１から出力されたコヒーレントな光信号
は、光分岐手段２によって分岐され、分岐された一方の
光信号が波長測定手段１３へ入力されて、その発振波長
が測定される。また、分岐された他方の光信号は、光位
相変調手段４へ入力され、ここで、信号源３で発生した
電気信号に応じて位相変調される。
【００２０】位相変調された光信号は、さらに光強度変
調手段９によって図５（ａ）に示すようなパルス波形と
なり、被測定光ファイバ１２へ入射される。ここで、光
強度変調手段９から出力されるパルス波形は、被測定光
ファイバ１２の長さおよび距離測定分解能に応じた周
期、パルス幅に設定される。このようなパルス信号が光
電変換器１４へ到達する時間より反射点を同定する、Ｏ
ＴＤＲ技術を用いる。
調手段９によって図５（ａ）に示すようなパルス波形と
なり、被測定光ファイバ１２へ入射される。ここで、光
強度変調手段９から出力されるパルス波形は、被測定光
ファイバ１２の長さおよび距離測定分解能に応じた周
期、パルス幅に設定される。このようなパルス信号が光
電変換器１４へ到達する時間より反射点を同定する、Ｏ
ＴＤＲ技術を用いる。
【００２１】ここで被測定光ファイバ１２の長さをＬと
すれば、図５（ａ）におけるパルスの周期Ｔは、
すれば、図５（ａ）におけるパルスの周期Ｔは、
【数１】 となるように設定される。但し、Ｖｇは光信号の群速度
であり、
であり、
【数２】 で与えられる。ここでｃは光速、ｎは光ファイバのコア
の比屈折率をそれぞれ表す。また、測定距離分解能は、
パルスの幅Δτで決定され、
の比屈折率をそれぞれ表す。また、測定距離分解能は、
パルスの幅Δτで決定され、
【数３】 で与えられる。
【００２２】光ファイバ中のレイリー散乱により反射さ
れた光信号は、方向性結合器１０を経て光電変換器１４
へ入力される。光電変換器１４は、光信号の電界の２乗
に比例した受光電流を発生する性質があることから、伝
送後の光信号の波形歪みの大きさは、光電変換後の電気
信号において、信号源３から出力される信号の周波数に
等しいスペクトラム成分の平均受光電流に対する相対強
度を測定することによって得られる。
れた光信号は、方向性結合器１０を経て光電変換器１４
へ入力される。光電変換器１４は、光信号の電界の２乗
に比例した受光電流を発生する性質があることから、伝
送後の光信号の波形歪みの大きさは、光電変換後の電気
信号において、信号源３から出力される信号の周波数に
等しいスペクトラム成分の平均受光電流に対する相対強
度を測定することによって得られる。
【００２３】また、被測定光ファイバ１２中の反射点の
位置により、光電変換器１４への信号の到達時間が異な
ることから、測定値の時間依存性を測定することによっ
て、測定結果の反射点までの距離を知ることができる。
通常、反射光の光強度は極めて微弱であるため、本実施
例では、デジタル信号処理回路１８によって測定結果を
平均化処理し（すなわち、複数回の測定値の平均を求
め）、信号対雑音強度比を向上させている。
位置により、光電変換器１４への信号の到達時間が異な
ることから、測定値の時間依存性を測定することによっ
て、測定結果の反射点までの距離を知ることができる。
通常、反射光の光強度は極めて微弱であるため、本実施
例では、デジタル信号処理回路１８によって測定結果を
平均化処理し（すなわち、複数回の測定値の平均を求
め）、信号対雑音強度比を向上させている。
【００２４】ここで、本発明の波長分散測定装置による
波長分散の測定原理を、図４（ａ）〜図４（ｆ）を参照
して説明する。位相変調を受けた光信号は、図４（ｂ）
に示すように位相が変化している。この光信号は、光フ
ァイバ中を伝播する際に、図４（ｃ）中矢印で示す相対
遅延を受け、伝送前に時間的に一定であった電界強度
（図４（ａ）参照）に波形歪みが生じる（図４（ｅ）参
照）。ここで、正常分散領域と異常分散領域とでは、波
形歪みの位相がπだけ異なり、それぞれ、図中実線、破
線で示す波形となる。
波長分散の測定原理を、図４（ａ）〜図４（ｆ）を参照
して説明する。位相変調を受けた光信号は、図４（ｂ）
に示すように位相が変化している。この光信号は、光フ
ァイバ中を伝播する際に、図４（ｃ）中矢印で示す相対
遅延を受け、伝送前に時間的に一定であった電界強度
（図４（ａ）参照）に波形歪みが生じる（図４（ｅ）参
照）。ここで、正常分散領域と異常分散領域とでは、波
形歪みの位相がπだけ異なり、それぞれ、図中実線、破
線で示す波形となる。
【００２５】光ファイバの中途で後方レイリー散乱によ
って反射され、光電変換器１４に到達した光信号は、端
子１１から被測定光ファイバ１２中の反射点までの往復
の伝送路の波長分散に応じた波形歪みを生じる。波形歪
みによる信号のスペクトラム強度は波長分散の符号に依
存しないため、ここでは波長分散の絶対値のみ測定した
ことになる。
って反射され、光電変換器１４に到達した光信号は、端
子１１から被測定光ファイバ１２中の反射点までの往復
の伝送路の波長分散に応じた波形歪みを生じる。波形歪
みによる信号のスペクトラム強度は波長分散の符号に依
存しないため、ここでは波長分散の絶対値のみ測定した
ことになる。
【００２６】そこで、光強度変調手段５により、位相変
調信号を、図４（ｅ）で得られる波長分散によって生じ
た波形歪みの大きさの半分程度の変調度（消光比）でさ
らに強度変調し、極性反転回路７を用いて強度変調信号
の符号を反転して得られる伝送後の強度変調信号の大き
さを比較する。強度変調信号は、位相変調信号と同期さ
せて図４（ｄ）に示すような波形となる。光信号におい
て、伝送前に重畳された強度変調成分による波形歪みと
ファイバの分散による波形歪みとは、同相の場合は互い
に足し合わされ、逆相の場合は相殺される。波長分散の
符号の正負により伝送後の波形歪み（強度変調成分）の
大小関係は反転することから、光伝送路のそれぞれの反
射点で反射された光信号の波長分散の符号を決定するこ
とができる。
調信号を、図４（ｅ）で得られる波長分散によって生じ
た波形歪みの大きさの半分程度の変調度（消光比）でさ
らに強度変調し、極性反転回路７を用いて強度変調信号
の符号を反転して得られる伝送後の強度変調信号の大き
さを比較する。強度変調信号は、位相変調信号と同期さ
せて図４（ｄ）に示すような波形となる。光信号におい
て、伝送前に重畳された強度変調成分による波形歪みと
ファイバの分散による波形歪みとは、同相の場合は互い
に足し合わされ、逆相の場合は相殺される。波長分散の
符号の正負により伝送後の波形歪み（強度変調成分）の
大小関係は反転することから、光伝送路のそれぞれの反
射点で反射された光信号の波長分散の符号を決定するこ
とができる。
【００２７】次に、図５により本実施例による波長分散
測定装置の動作について、図１および図５（ａ）〜図５
（ｅ）を参照して説明する。ここでは、波長分散特性が
図５（ｅ）に示すような被測定光ファイバ１２について
考える。被測定光ファイバ１２で反射された光信号の強
度は、被測定光ファイバ１２の損失により、図５（ｂ）
に示すような時間依存性を有する。
測定装置の動作について、図１および図５（ａ）〜図５
（ｅ）を参照して説明する。ここでは、波長分散特性が
図５（ｅ）に示すような被測定光ファイバ１２について
考える。被測定光ファイバ１２で反射された光信号の強
度は、被測定光ファイバ１２の損失により、図５（ｂ）
に示すような時間依存性を有する。
【００２８】一方、信号の波形歪みの測定結果は、図５
（ｃ）に示される特性となる。ここで強度変調信号を伝
送前に光信号に重畳した場合において、伝送後の光信号
の波形歪みは、正常分散時と異常分散時とのそれぞれに
ついて、図５（ｃ）中破線、一点鎖線でそれぞれ示され
る。この結果得られる反射点から端子１１までの往復経
路における総波長分散量は、図５（ｄ）に示すようにな
る。
（ｃ）に示される特性となる。ここで強度変調信号を伝
送前に光信号に重畳した場合において、伝送後の光信号
の波形歪みは、正常分散時と異常分散時とのそれぞれに
ついて、図５（ｃ）中破線、一点鎖線でそれぞれ示され
る。この結果得られる反射点から端子１１までの往復経
路における総波長分散量は、図５（ｄ）に示すようにな
る。
【００２９】この測定結果は、波長λおよび距離ｚにお
ける波長分散値Ｄ（λ，ｚ）により次式で表される。
ける波長分散値Ｄ（λ，ｚ）により次式で表される。
【数４】 ここで、係数の「２」は、光の往復により分散が重ね合
わされたことを意味する。そして、距離ｚの位置におけ
る波長分散値は（４）式を微分して得られる次式で与え
られる。
わされたことを意味する。そして、距離ｚの位置におけ
る波長分散値は（４）式を微分して得られる次式で与え
られる。
【数５】 以上説明したように、本発明の第１の実施例による波長
分散測定装置によれば、伝送路の波長分散の距離依存性
を測定することができる。
分散測定装置によれば、伝送路の波長分散の距離依存性
を測定することができる。
【００３０】次に、本発明の第２の実施例による波長分
散測定装置について、図２を参照して説明する。図２に
示す波長分散測定装置が、図１に示す第１の実施例によ
る波長分散測定装置と異なる点は、光電変換器１４の前
段に光増幅器１９を設け、光電変換器１４へ入力する光
信号を増幅する点である。これにより、信号対雑音強度
比を向上させることができる。
散測定装置について、図２を参照して説明する。図２に
示す波長分散測定装置が、図１に示す第１の実施例によ
る波長分散測定装置と異なる点は、光電変換器１４の前
段に光増幅器１９を設け、光電変換器１４へ入力する光
信号を増幅する点である。これにより、信号対雑音強度
比を向上させることができる。
【００３１】次に、本発明の第３の実施例による波長分
散測定装置について、図３を参照して説明する。図３に
示す波長分散測定装置が、図１に示す第１の実施例によ
る波長分散測定装置と異なる点は、スペクトラム強度測
定手段１６（図１参照）として特に、信号源３から出力
される信号の周波数を透過する性質を有するバンドパス
フィルタ２０と、当該バンドパスフィルタ２１を透過す
る信号強度を測定する電力計２１とを備えた点である。
したがって、価格面等をも考慮して容易に入手可能な部
品を用いて波長分散測定装置を構成することができる。
なお、電力計２１はデジタル出力可能であるため、アナ
ログデジタル変換回路１７（図１参照）は不要である。
散測定装置について、図３を参照して説明する。図３に
示す波長分散測定装置が、図１に示す第１の実施例によ
る波長分散測定装置と異なる点は、スペクトラム強度測
定手段１６（図１参照）として特に、信号源３から出力
される信号の周波数を透過する性質を有するバンドパス
フィルタ２０と、当該バンドパスフィルタ２１を透過す
る信号強度を測定する電力計２１とを備えた点である。
したがって、価格面等をも考慮して容易に入手可能な部
品を用いて波長分散測定装置を構成することができる。
なお、電力計２１はデジタル出力可能であるため、アナ
ログデジタル変換回路１７（図１参照）は不要である。
【００３２】なお、第２および第３の実施例による各波
長分散測定装置の動作原理は、第１の実施例によるもの
と同一であり、動作も同様であるので、それらの説明を
省略する。
長分散測定装置の動作原理は、第１の実施例によるもの
と同一であり、動作も同様であるので、それらの説明を
省略する。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
位相（または周波数）変調された光信号が、第２の光強
度変調手段により、所定のパルス信号に応じて強度変調
され、光伝送路へ入射される。そして、スペクトラム強
度測定手段により、光ファイバ伝播後の波形歪みの大き
さが測定され、波長分散の絶対値が測定される。また、
第１の光強度変調手段により、波形歪みの大きさの半分
程度の強度変調信号を伝送前に位相変調信号に重畳し、
強度変調成分の極性を反転した際の伝送後の強度変調成
分の大きさをデジタル信号処理回路において比較するこ
とにより、波長分散の符号が測定される。
位相（または周波数）変調された光信号が、第２の光強
度変調手段により、所定のパルス信号に応じて強度変調
され、光伝送路へ入射される。そして、スペクトラム強
度測定手段により、光ファイバ伝播後の波形歪みの大き
さが測定され、波長分散の絶対値が測定される。また、
第１の光強度変調手段により、波形歪みの大きさの半分
程度の強度変調信号を伝送前に位相変調信号に重畳し、
強度変調成分の極性を反転した際の伝送後の強度変調成
分の大きさをデジタル信号処理回路において比較するこ
とにより、波長分散の符号が測定される。
【００３４】さらに、光信号を光伝送路の長さと所要距
離分解能に応じた周期とデューティ比のパルス信号と
し、デジタル信号処理回路において、光伝送路の中途で
後方レイリー散乱によって反射する成分を観測すること
により反射点までの総波長分散量の測定が行われる。こ
うして得られた波長分散値は、被測定光ファイバの接続
端子より反射点までの総波長分散量の２倍となることか
ら、波長分散の位置依存性は、この値の１／２を距離に
関して微分することにより得られる。
離分解能に応じた周期とデューティ比のパルス信号と
し、デジタル信号処理回路において、光伝送路の中途で
後方レイリー散乱によって反射する成分を観測すること
により反射点までの総波長分散量の測定が行われる。こ
うして得られた波長分散値は、被測定光ファイバの接続
端子より反射点までの総波長分散量の２倍となることか
ら、波長分散の位置依存性は、この値の１／２を距離に
関して微分することにより得られる。
【００３５】このように、本発明は、従来のＯＴＤＲに
よる伝送路の損失分布の測定において、反射光の強度を
測定する代わりに、反射光信号のスペクトラムの平均光
信号強度に対する相対的な強度を測定するようになって
いる。したがって、ＯＴＤＲにより光ファイバ中の波長
分散の位置依存性を測定することができるという効果あ
る。
よる伝送路の損失分布の測定において、反射光の強度を
測定する代わりに、反射光信号のスペクトラムの平均光
信号強度に対する相対的な強度を測定するようになって
いる。したがって、ＯＴＤＲにより光ファイバ中の波長
分散の位置依存性を測定することができるという効果あ
る。
【図１】本発明の第１の実施例による波長分散測定装置
の概略構成を示す図である。
の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施例による波長分散測定装置
の概略構成を示す図である。
の概略構成を示す図である。
【図３】本発明の第３の実施例による波長分散測定装置
の概略構成を示す図である。
の概略構成を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施例による波長分散測定装置
による波長分散の測定原理を説明するための模式図であ
り、（ａ）は伝送前の電界強度、（ｂ）は伝送前の位相
変化、（ｃ）は光周波数による総体的な遅延、（ｄ）は
伝送前の強度変調による波形歪み、（ｅ）は被測定光フ
ァイバ１２の分散による波形歪み、（ｆ）は伝送後の波
形歪みをそれぞれ表す。
による波長分散の測定原理を説明するための模式図であ
り、（ａ）は伝送前の電界強度、（ｂ）は伝送前の位相
変化、（ｃ）は光周波数による総体的な遅延、（ｄ）は
伝送前の強度変調による波形歪み、（ｅ）は被測定光フ
ァイバ１２の分散による波形歪み、（ｆ）は伝送後の波
形歪みをそれぞれ表す。
【図５】 本発明の第１の実施例による波長分散測定装
置の動作を説明するための模式図であり、（ａ）はパル
ス信号に応じた強度変調後の波形、（ｂ）は反射光信号
の時間依存性、（ｃ）は波形歪みの測定結果、（ｄ）は
往復経路における総波長分散量、（ｅ）は被測定光ファ
イバ１２の波長分散特性をそれぞれ表す。
置の動作を説明するための模式図であり、（ａ）はパル
ス信号に応じた強度変調後の波形、（ｂ）は反射光信号
の時間依存性、（ｃ）は波形歪みの測定結果、（ｄ）は
往復経路における総波長分散量、（ｅ）は被測定光ファ
イバ１２の波長分散特性をそれぞれ表す。
１ 光源 ２ 光分岐手
段 ３ 信号源 ４ 光位相変
調手段 ５ 光強度変調手段（第１の光強度変換手段） ６ 可変減衰回路 ７ 極性反転
回路 ８ パルス信号源 ９ 光強度変調手段（第２の光強度変換手段） １０ 方向性結合器 １１ 端子 １２ 被測定光ファイバ（光伝送路） １３ 波長測
定手段 １４ 光電変換器 １５ 増幅回
路 １６ スペクトラム強度測定手段 １７ アナロ
グデジタル変換回路 １８ デジタル信号処理回路 １９ 光増幅
器 ２０ バンドパスフィルタ ２１ 電力計
段 ３ 信号源 ４ 光位相変
調手段 ５ 光強度変調手段（第１の光強度変換手段） ６ 可変減衰回路 ７ 極性反転
回路 ８ パルス信号源 ９ 光強度変調手段（第２の光強度変換手段） １０ 方向性結合器 １１ 端子 １２ 被測定光ファイバ（光伝送路） １３ 波長測
定手段 １４ 光電変換器 １５ 増幅回
路 １６ スペクトラム強度測定手段 １７ アナロ
グデジタル変換回路 １８ デジタル信号処理回路 １９ 光増幅
器 ２０ バンドパスフィルタ ２１ 電力計
Claims (3)
- 【請求項１】 光伝送路の波長分散の位置依存性を測定
する波長分散測定装置であって、 コヒーレントな光信号を出力する光源と、 該光源から出力された光信号を分岐する光分岐手段と、 該光分岐手段の一方の出力光信号の波長を測定する波長
測定手段と、 所定の電気信号を発生する信号源と、 前記光分岐手段の他方の出力光信号の位相を前記信号源
で発生された電気信号に応じて変調する光位相変調手段
と、 前記信号源で発生された電気信号の振幅を可変制御する
可変減衰回路と、 該可変減衰回路の出力電気信号の極性を可変制御する極
性反転回路と、 前記光位相変調手段の出力光信号を前記極性反転回路の
出力電気信号に応じて光強度変調する第１の光強度変調
手段と、 所定のパルス信号を発生するパルス信号源と、 前記第１の光強度変調手段の出力光信号を前記パルス信
号源で発生されたパルス信号に応じて光強度変調する第
２の光強度変調手段と、 前記光伝送路の一端に接続され、前記第２の光強度変調
手段の出力光信号を前記光伝送路へ入射し、前記光伝送
路からの反射光信号を出力する方向性結合回路と、 前記反射光信号を電気信号に変換する光電変換器と、 該光電変換器の出力電気信号を増幅する増幅回路と、 該増幅回路の出力電気信号のスペクトラム強度を測定す
るスペクトラム強度測定手段と、 該スペクトラム強度測定手段に接続されたアナログデジ
タル変換回路と、 該アナログデジタル変換回路に接続されたデジタル信号
処理回路とを具備することを特徴とする波長分散測定装
置。 - 【請求項２】 前記光電変換器の前段に光増幅器を具備
してなることを特徴とする請求項１に記載の波長分散測
定装置。 - 【請求項３】 前記スペクトラム強度測定手段として、
特にバンドパスフィルタと電力計とを具備してなること
を特徴とする請求項１または請求項２いずれかに記載の
波長分散測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14056194A JP3250587B2 (ja) | 1994-06-22 | 1994-06-22 | 波長分散測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14056194A JP3250587B2 (ja) | 1994-06-22 | 1994-06-22 | 波長分散測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH085515A true JPH085515A (ja) | 1996-01-12 |
| JP3250587B2 JP3250587B2 (ja) | 2002-01-28 |
Family
ID=15271551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14056194A Expired - Fee Related JP3250587B2 (ja) | 1994-06-22 | 1994-06-22 | 波長分散測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3250587B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001018521A1 (fr) * | 1999-09-06 | 2001-03-15 | Anritsu Corporation | Systeme de mesure de la dispersion des longueurs d'ondes de fibres optiques |
| KR100341932B1 (ko) * | 1999-11-11 | 2002-06-24 | 박남규 | 전송신호의 역방향으로 진행하는 ｏｔｄｒ 펄스를 이용한증폭 ｗｄｍ 시스템의 모니터링방법 |
| KR100385563B1 (ko) * | 2000-12-01 | 2003-05-27 | 한국과학기술원 | 구동수단을 갖는 분광 광도계와 광도 측정방법 |
| JP2006343226A (ja) * | 2005-06-09 | 2006-12-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光ファイバの波長分散測定方法及び装置 |
-
1994
- 1994-06-22 JP JP14056194A patent/JP3250587B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001018521A1 (fr) * | 1999-09-06 | 2001-03-15 | Anritsu Corporation | Systeme de mesure de la dispersion des longueurs d'ondes de fibres optiques |
| US6614512B1 (en) | 1999-09-06 | 2003-09-02 | Anritsu Corporation | System for measuring wavelength dispersion of optical fiber |
| KR100341932B1 (ko) * | 1999-11-11 | 2002-06-24 | 박남규 | 전송신호의 역방향으로 진행하는 ｏｔｄｒ 펄스를 이용한증폭 ｗｄｍ 시스템의 모니터링방법 |
| KR100385563B1 (ko) * | 2000-12-01 | 2003-05-27 | 한국과학기술원 | 구동수단을 갖는 분광 광도계와 광도 측정방법 |
| JP2006343226A (ja) * | 2005-06-09 | 2006-12-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光ファイバの波長分散測定方法及び装置 |
| JP4568177B2 (ja) * | 2005-06-09 | 2010-10-27 | 日本電信電話株式会社 | 光ファイバの波長分散測定方法及び装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3250587B2 (ja) | 2002-01-28 |
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