JPH10160634A - 多心光ファイバのスキュー測定方法およびスキュー測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で、多心光ファイバのスキューを
精度よく測定する。 【解決手段】 多心光ファイバの１心および基準光ファ
イバに入射し、それぞれの他端で反射して戻ってきた各
パルス光の波形を観測し、その伝搬時間差から多心光フ
ァイバのスキューを測定する際に、各パルス光の波形が
時間軸上で重ならないように、少なくとも１つのパルス
光が伝搬する経路の光路長を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、並列光伝送システ
ムに用いられる多心光ファイバのスキューを測定する多
心光ファイバのスキュー測定方法およびスキュー測定装
置に関する。ここで、多心光ファイバのスキューとは、
多心光ファイバを構成する各々の光ファイバの光伝搬時
間のばらつきをいう。多心光ファイバでは、各々の光フ
ァイバの長さは揃っているにもかかわらず、それらの屈
折率分布等のばらつきによって光路長にばらつきが生
じ、その結果として光伝搬時間にばらつきを生じ、スキ
ューを生じる。

【０００２】

【従来の技術】高スループットのデータ伝送を低コスト
で実現する並列光伝送システムでは、伝送媒体として多
心光ファイバ、特に複数の光ファイバをテープ状に束ね
たテープファイバがよく用いられる。この並列光伝送シ
ステムでは、スキュー（各々の伝送路間の信号の伝搬時
間のばらつき）がその性能を制限する要因の１つになっ
ている。そして、並列光伝送システムのスキューの中で
は、多心光ファイバのスキューが大きな要因になってい
る。

【０００３】多心光ファイバのスキューは、それを構成
する各々の光ファイバの光伝搬時間の最大値と最小値の
差で定義される。その測定は、各々の光ファイバの光伝
搬時間を測定、比較することにより行われる。図４は、
従来の多心光ファイバのスキュー測定装置の構成を示す
（参考文献：阿部基，高井厚志、「テープファイバのス
キュー高精度評価」、1992年電子情報通信学会春季大会
B-921) 。

【０００４】図において、パルス光源１１から出射され
たパルス光は光カプラ１３で２分岐される。その一方の
パルス光は、単心光コネクタと多心光コネクタとを変換
する光コネクタ変換アダプタ１６を介してテープファイ
バ１５の１心に入射され、他方のパルス光は基準光ファ
イバ１８に入射される。各パルス光は、入射された各フ
ァイバを伝搬し、各ファイバの開放端で反射され、再び
各ファイバを伝搬した後に光カプラ１３で合波され、光
サンプリングオシロスコープ１２に入射される。タイミ
ングジェネレータ１４は、パルス光源１１および光サン
プリングオシロスコープ１２に基準タイミングを与え
る。

【０００５】光サンプリングオシロスコープ１２では、
図６に示すような波形が観測される。一方の波形はテー
プファイバ１５の１心を往復してきたパルス光であり、
他方の波形は基準光ファイバ１８を往復してきたパルス
光である。このパルス光は有限のパルス幅をもっている
ので、基準光ファイバ１８に対するテープファイバ１５
の１心の伝搬時間差は、各パルス光のピークの時点、ま
たは各パルスが所定の識別レベルに達した時点の間隔を
測定することにより得られる。この作業をテープファイ
バ１５を構成する各々のファイバについて行うことによ
り、測定系の各チャンネルの光伝搬時間の相対的な分布
が得られる。

【０００６】さらに、測定基準点Ａでテープファイバ１
５および基準光ファイバ１８を外した状態で同様に測定
し、その測定データを用いて先に測定された測定データ
を校正する。これにより、各チャンネルごとにテープフ
ァイバ１５以外の光路長差に起因する伝搬時間差を除去
し、テープファイバ１５を構成する各々の光ファイバの
往復の光伝搬時間の相対的な分布が得られる。そのうち
の最大値と最小値の差の１／２が、テープファイバ１５
のスキューである。

【０００７】なお、基準光ファイバ１８として、テープ
ファイバ１５のうちの１心を用いてもよい。図５は、従
来の多心光ファイバのスキュー測定装置の他の構成を示
す（特開平７−１２６７６号公報）。本構成は、図４の
構成から基準光ファイバ１８を取外し、光カプラ１３の
一端１９を開放端または無反射端としたものである。光
カプラ１３の一端１９を開放端とした場合には、テープ
ファイバ１５の開放端で反射するパルス光と、光カプラ
１３の開放端で反射するパルス光の伝搬時間差を測定す
ることにより、テープファイバ１５を構成する各々のフ
ァイバの往復の光伝搬時間そのものが得られる。また、
光カプラ１３の一端１９を無反射端とした場合には、テ
ープファイバ１５の開放端で反射するパルス光と、光コ
ネクタ変換アダプタ１６で反射するパルス光の伝搬時間
差を測定することにより、テープファイバ１５を構成す
る各々のファイバの往復の光伝搬時間そのものが得られ
る。それらのうちの最大値と最小値の差の１／２が、テ
ープファイバ１５のスキューである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な多心光ファイバのスキューの測定方法では、以下のよ
うな問題点がある。図４に示すように、多心光ファイバ
を構成する各々の光ファイバと基準光ファイバの光伝搬
時間差を測定することによる多心光ファイバのスキュー
測定方法では、用いるパルス光が有限のパルス幅をもっ
ているので、各パルス光の伝搬時間差はそのピークの時
点の間隔、または所定の識別レベルに達した時点の間隔
から読み取られる。しかし、測定すべき２つのパルス光
の伝搬時間差が、そのパルス幅の程度以下に小さい場合
には正しく測定できなくなる。その理由について図７を
参照して説明する。

【０００９】２つのパルス光の伝搬時間差が極めて小さ
い場合には、サンプリングオシロスコープ上で一方のパ
ルス光に他方のパルス光の一部分が重なり、そのピーク
の時点は本来のものとは異なってくる。また、所定の識
別レベルに達した時点は、波形の中に埋もれてしまう場
合もある。したがって、各パルス光のピークの時点の間
隔から伝搬時間差を読み取る場合でも、所定の識別レベ
ルに達した時点の間隔から伝搬時間差を読み取る場合で
も、ともに正しい伝搬時間差を読み取ることができなく
なる問題点がある。

【００１０】図５に示すように、多心光ファイバを構成
する各々の光ファイバの光伝搬時間を直接測定し、それ
らを比較することによる多心光ファイバのスキュー測定
方法では、光ファイバの光伝搬時間そのものは約５ｎｓ
／ｍであるのに対して、多心光ファイバを構成する各々
の光ファイバの光伝搬時間のばらつきは一般に１〜10ｐ
ｓ／ｍ程度であるので、測定精度が低くなる問題点があ
る。

【００１１】本発明は、簡単な構成で、多心光ファイバ
のスキューを精度よく測定することができる多心光ファ
イバのスキュー測定方法およびスキュー測定装置を提供
することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の多心光ファイバ
のスキュー測定方法およびスキュー測定装置は、多心光
ファイバの１心および基準光ファイバに入射し、それぞ
れの他端で反射して戻ってきた各パルス光の波形を観測
し、その伝搬時間差から多心光ファイバのスキューを測
定する際に、各パルス光の波形が時間軸上で重ならない
ように、少なくとも１つのパルス光が伝搬する経路の光
路長を調整する手段を有する。

【００１３】また、本発明の多心光ファイバのスキュー
測定方法およびスキュー測定装置は、多心光ファイバの
１心および基準光ファイバに入射し、それぞれの他端か
ら出射される各パルス光の波形を観測し、その伝搬時間
差から多心光ファイバのスキューを測定する際に、各パ
ルス光の波形が時間軸上で重ならないように、少なくと
も１つのパルス光が伝搬する経路の光路長を調整する手
段を有する。

【００１４】

【発明の実施の形態】

（第１の実施形態…請求項１，３）図１は、本発明の第
１の実施形態を示す。図において、パルス光源１１，光
サンプリングオシロスコープ１２，光カプラ１３，タイ
ミングジェネレータ１４，テープファイバ１５，光コネ
クタ変換アダプタ１６，基準光ファイバ１８は、図４に
示す従来構成のものと同じである。

【００１５】本実施形態の特徴は、光カプラ１３と基準
光ファイバ１８との間に光路長調整手段１７を挿入した
ところにある。この光路長調整手段１７の挿入により、
基準光ファイバ１８を含む経路の光路長が調整される。
これにより、テープファイバ１５を伝搬するパルス光と
基準光ファイバ１８を伝搬するパルス光に適当な伝搬時
間差を与え、光サンプリングオシロスコープ１２におけ
る波形観測の際に、図６に示すように２つのパルス光の
波形が重ならないように設定することができる。したが
って、各パルス光の伝搬時間差の読み取りに不都合を生
じることなく、高い精度でテープファイバ１５のスキュ
ーを測定することができる。

【００１６】なお、光路長調整手段１７は、本実施形態
では光カプラ１３と基準光ファイバ１８との間に挿入し
ているが、光カプラ１３と光コネクタ変換アダプタ１６
との間に挿入し、テープファイバ１５を含む経路の光路
長を調整してもよい。また、光カプラ１３と基準光ファ
イバ１８との間と、光カプラ１３と光コネクタ変換アダ
プタ１６との間の両方に光路長調整手段１７を挿入し、
基準光ファイバ１８を含む経路とテープファイバ１５を
含む経路の相対的な光路長を調整してもよい。

【００１７】また、基準光ファイバ１８として、テープ
ファイバ１５のうちの１心を用いてもよい。また、テー
プファイバ１５の端部は、光コネクタを装着した状態で
も、切断して被覆を除去しただけの状態でもよい。ま
た、基準光ファイバ１８としてテープファイバ１５のう
ちの１心を用いた場合には、２つのパルス光はテープフ
ァイバ１５の互いに異なる端部から入射してもよい。

【００１８】また、パルス光の波形観測および伝搬時間
差の測定には、光サンプリングオシロスコープ１２を用
いる代わりに、高速の光／電気変換手段と電気のオシロ
スコープ、その他の手段を用いてもよい。 （第２の実施形態…請求項２，３）図２は、本発明の第
２の実施形態を示す。

【００１９】図において、パルス光源１１から出射され
たパルス光は光カプラ１３ａで２分岐される。一方のパ
ルス光は、光コネクタ変換アダプタ１６ａを介してテー
プファイバ１５の１心に入射される。他方のパルス光
は、光路長調整手段１７を介して基準光ファイバ１８に
入射される。テープファイバ１５を伝搬したパルス光は
他端の光コネクタ変換アダプタ１６ｂを介して出射さ
れ、基準光ファイバ１８を伝搬したパルス光と光カプラ
１３ｂで合波され、光サンプリングオシロスコープ１２
に入射される。タイミングジェネレータ１４は、パルス
光源１１および光サンプリングオシロスコープ１２に基
準タイミングを与える。

【００２０】光サンプリングオシロスコープ１２では、
基準光ファイバ１８に対するテープファイバ１５の１心
の伝搬時間差が測定される。この作業をテープファイバ
１５を構成する各々のファイバについて行うことによ
り、測定系の各チャンネルの光伝搬時間の相対的な分布
が得られる。さらに、測定基準点ＡおよびＢでテープフ
ァイバ１５および基準光ファイバ１８を外して短絡した
状態で同様に測定し、その測定データを用いて先に測定
された測定データを校正する。これにより、各チャンネ
ルごとにテープファイバ１５以外の光路長差に起因する
伝搬時間差を除去し、テープファイバ１５を構成する各
々の光ファイバの往復の光伝搬時間の相対的な分布が得
られる。そのうちの最大値と最小値の差が、テープファ
イバ１５のスキューである。

【００２１】本実施形態において光路長調整手段１７の
働きは第１の実施形態と同様であり、２つのパルス光に
適当な伝搬時間差を与えて波形が重ならないようにする
ことができる。これにより、各パルス光の伝搬時間差の
読み取りに不都合を生じることなく、高い精度でテープ
ファイバ１５のスキューを測定することができる。な
お、光路長調整手段１７は、本実施形態では光カプラ１
３ａと基準光ファイバ１８との間に挿入しているが、基
準光ファイバ１８と光カプラ１３ｂとの間に挿入しても
よい。また、光カプラ１３ａと光コネクタ変換アダプタ
１６ａとの間、もしくは光コネクタ変換アダプタ１６ｂ
と光カプラ１３ｂとの間に挿入し、テープファイバ１５
を含む経路の光路長を調整してもよい。また、光カプラ
１３ａと基準光ファイバ１８との間、基準光ファイバ１
８と光カプラ１３ｂとの間、光カプラ１３ａと光コネク
タ変換アダプタ１６ａとの間、光コネクタ変換アダプタ
１６ｂと光カプラ１３ｂとの間のうち、２箇所以上に光
路長調整手段１７を挿入し、基準光ファイバ１８を含む
経路とテープファイバ１５を含む経路の相対的な光路長
を調整してもよい。

【００２２】また、基準光ファイバ１８として、テープ
ファイバ１５のうちの１心を用いてもよい。また、基準
光ファイバ１８としてテープファイバ１５のうちの１心
を用いる場合には、２つのパルス光はテープファイバ１
５の互いに異なる端部から入射してもよい。

【００２３】また、パルス光の波形観測および伝搬時間
差の測定には、光サンプリングオシロスコープ１２を用
いる代わりに、高速の光／電気変換手段と電気のオシロ
スコープ、その他の手段を用いてもよい。 （光路長調整手段１７の実施形態）図３は、光路長調整
手段１７の実施形態を示す。

【００２４】(a) は、適当な長さの光ファイバ２１を用
いたものである。光路長を変える場合には、長さの違う
光ファイバに取り替える。(b) は、対向する光ファイバ
２２ａ，２２ｂの間にコリメートレンズ２３ａ，２３ｂ
を配置したものである。光路長を変える場合には、コリ
メートレンズ２３ａ，２３ｂの間隔を変える。

【００２５】(c) は、光ファイバ２２ａ，２２ｂの間
に、所定の光路長を有する光導波回路２４を配置したも
のである。また、光導波回路２４として、相異なる光路
長を有する複数の導波路と、光ファイバ２２ａ，２２ｂ
と各導波路との接続を切り換える光スイッチを組み合わ
せたものを用いてもよい。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の多心光フ
ァイバのスキュー測定方法およびスキュー測定装置で
は、多心光ファイバの１心と基準光ファイバの伝搬時間
差の読み取りに不都合を生じることなく、高い精度で多
心光ファイバのスキューを測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態を示す図。

【図２】本発明の第２の実施形態を示す図。

【図３】光路長調整手段１７の実施形態を示す図。

【図４】従来の多心光ファイバのスキュー測定装置の構
成を示す図。

【図５】従来の多心光ファイバのスキュー測定装置の他
の構成を示す図。

【図６】多心光ファイバのスキュー測定におけるパルス
光の波形の観測例を示す図。

【図７】多心光ファイバのスキュー測定におけるパルス
光の波形の他の観測例を示す図。

【符号の説明】

１１ パルス光源 １２ 光サンプリングオシロスコープ １３ 光カプラ １４ タイミングジェネレータ １５ テープファイバ １６ 光コネクタ変換アダプタ １７ 光路長調整手段 １８ 基準光ファイバ ２１，２２ 光ファイバ ２３ コリメートレンズ ２４ 光導波回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １つのパルス光を少なくとも２つに分岐
   し、分岐された１つのパルス光を多心光ファイバの１心
   にその一端から入射して伝搬させ、他のパルス光を基準
   光ファイバの一端から入射して伝搬させ、各パルス光が
   それぞれの光ファイバの他端で反射して戻ってくる波形
   を観測し、その伝搬時間差から多心光ファイバのスキュ
   ーを測定する多心光ファイバのスキュー測定方法におい
   て、 前記各パルス光の波形が時間軸上で重ならないように、
   少なくとも１つのパルス光が伝搬する経路の光路長を調
   整する工程を含むことを特徴とする多心光ファイバのス
   キュー測定方法。
2. 【請求項２】 １つのパルス光を少なくとも２つに分岐
   し、分岐された１つのパルス光を多心光ファイバの１心
   にその一端から入射して伝搬させ、他のパルス光を基準
   光ファイバの一端から入射して伝搬させ、各パルス光が
   それぞれの光ファイバの他端から出射される波形を観測
   し、その伝搬時間差から多心光ファイバのスキューを測
   定する多心光ファイバのスキュー測定方法において、 前記２つのパルス光の波形が時間軸上で重ならないよう
   に、少なくとも１つのパルス光が伝搬する経路の光路長
   を調整する工程を含むことを特徴とする多心光ファイバ
   のスキュー測定方法。
3. 【請求項３】 所定のパルス幅を有するパルス光を出射
   するパルス光源と、 前記パルス光を少なくとも２つに分岐し、その１つを測
   定対象の多心光ファイバの１心に入射する分岐手段と、 前記分岐手段で分岐された他のパルス光が入射される基
   準光ファイバと、 前記多心光ファイバの１心を伝搬したパルス光と前記基
   準光ファイバを伝搬したパルス光の各波形を観測し、そ
   の伝搬時間差から多心光ファイバのスキューを測定する
   光波形測定手段とを備えた多心光ファイバのスキュー測
   定装置において、 前記多心光ファイバを伝搬するパルス光の経路と、前記
   基準光ファイバを伝搬するパルス光の経路の少なくとも
   一方に、前記光波形測定手段で観測される各パルス光の
   波形が時間軸上で重ならないように光路長を調整する手
   段を備えたことを特徴とする多心光ファイバのスキュー
   測定装置。