JP6325490B2 - 光線路特性解析装置及び光線路特性解析方法 - Google Patents
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遠端に反射部を有する光線路の前記反射部から反射された第1試験光及び第2試験光を検出し、光線路の特性を解析する光線路特性解析装置であって、
周波数帯域幅が前記光線路のブリルアン利得帯域幅より広く、前記第1試験光と前記第2試験光の周波数帯域幅の差が前記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大きく、中心周波数差が前記ブリルアン周波数シフトと略同一であり、互いに周波数の異なる前記第1試験光及び前記第2試験光をそれぞれ出力する第1の光源及び第2の光源と、
前記第1試験光及び前記第2試験光をそれぞれパルス化して第1試験光パルス及び第2試験光パルスを生成する第1のパルス化部及び第2のパルス化部と、
前記第1のパルス化部及び前記第2のパルス化部に対し、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の時間差を有するように制御する入射時間制御部と、
前記第1試験光パルス及び前記第2試験光パルスを合波し、合波した前記第1試験光パルス及び前記第2試験光パルスを前記光線路に入射する合波素子と、
前記反射部で反射され、前記光線路の入射端から出射された前記第1試験光パルス及び前記第2試験光パルスを戻り光として受光し、それぞれ電気信号へ変換する光受信部と、
前記電気信号をデジタル信号へ変換する変換器と、
前記デジタル信号を用いて前記第1試験光パルスと前記第2試験光パルスとの前記光線路へ入射させる時間差を検出し、
前記光線路で反射された戻り光のうち前記第1試験光パルスの光強度を用いてブリルアン利得を算出し、
前記時間差を繰り返し変化させ、変化させた時間差毎に前記ブリルアン利得を算出し、
前記時間差を繰り返し変化させて算出した前記ブリルアン利得を用いて前記光線路の損失分布を取得する演算処理装置と、を備える。
前記光線路は、基幹光線路の一方端を光分岐器によって複数に分岐し、遠端に前記反射部を有する分岐光線路の近端を前記光分岐器の分岐端部それぞれに光結合してなる光線路であり、
前記第1のパルス化部は、
各分岐光線路間の長さの差の最小値に応じて決定したパルス幅でパルス化して前記第1試験光パルスを生成し、
前記演算処理装置は、
前記第1試験光パルスが前記分岐光線路の前記反射部で反射されて戻ってくる時間に応じて、複数の前記分岐光線路のうち前記第1試験光パルスを反射した分岐光線路を特定し、
反射された前記第1試験光パルスの光強度を用いて前記ブリルアン利得を算出し、
前記時間差を繰り返し変化させ、変化させた時間差毎に前記ブリルアン利得を算出し、
前記時間差を繰り返し変化させて算出した前記ブリルアン利得を用いて複数の前記分岐光線路のそれぞれの損失分布を取得してもよい。
前記第1のパルス化部から出力される前記第1試験光パルスのパルス幅τは、前記分岐光線路の前記反射部からの戻り光の時間差2nΔL/cより狭いことが望ましい。
ただし、n:前記分岐光線路の屈折率、ΔL:前記各分岐光線路間の長さの差の最小値、c:真空中の光速である。
前記光受信部及び前記変換器は、
1/τより広い受光可能帯域を有することが望ましい。
ただし、τ:前記第1試験光パルスのパルス幅である。
前記第1の光源及び前記第2の光源は、レーザダイオードであり、
前記第1のパルス化部及び前記第2のパルス化部は、前記レーザダイオードの注入電流を強度変調する手段であってもよい。
遠端に反射部を有する光線路の前記反射部から反射された第1試験光及び第2試験光を検出し、光線路の特性を解析する光線路特性解析方法であって、
周波数帯域幅が前記光線路のブリルアン利得帯域幅より広く、前記第1試験光と前記第2試験光の周波数帯域幅の差が前記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大きく、中心周波数差が前記ブリルアン周波数シフトと略同一であり、互いに周波数の異なる前記第1試験光及び前記第2試験光をそれぞれ出力する第1の光源及び第2の光源による試験光出力手順と、
前記第1試験光及び前記第2試験光をそれぞれパルス化して第1試験光パルス及び第2試験光パルスを生成する第1のパルス化手順及び第2のパルス化手順と、
前記第1のパルス化手順及び前記第2のパルス化手順に対し、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の時間差を有するように制御する入射時間制御手順と、
前記第1試験光パルス及び前記第2試験光パルスを合波し、前記合波した前記第1試験光パルス及び前記第2試験光パルスを前記光線路に入射する合波素子による合波手順と、
前記反射部で反射され、前記光線路の入射端から出射された前記第1試験光パルス及び前記第2試験光パルスを戻り光として受光し、それぞれ電気信号へ変換する光受信手順と、
前記電気信号をデジタル信号へ変換する変換手順と、
前記デジタル信号を用いて前記第1試験光パルスと前記第2試験光パルスとの前記光線路へ入射させる時間差を検出し、
前記光線路で反射された戻り光のうち前記第1試験光パルスの光強度を用いてブリルアン利得を算出し、
前記時間差を繰り返し変化させ、変化させた時間差毎に前記ブリルアン利得を算出し、
前記時間差を繰り返し変化させて算出した前記ブリルアン利得を用いて前記光線路の損失分布を取得する演算処理手順と、を順に行う。
以下、図面を参照してこの発明に係わる実施形態を説明する。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に示される光線路特性解析装置として機能する分岐光線路特性解析装置は、第1試験光出力部11及び第2試験光出力部12、光帯域制御部13、入射時間制御器15、パルス化部14、合波素子16、サーキュレータ17、光受信部21、A/D変換器22及び演算処理装置23を具備する。
(条件1) 第1試験光と第2試験光の周波数帯域幅の差は、被測定光ファイバ20に想定される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) 第1試験光の出力光周波数の最小値は、第2試験光の出力光周波数の最小値と比べて、設定した想定されるブリルアン周波数シフトの最大値よりも低い周波数であること。
(条件3) 第1試験光の出力光周波数の最大値は、第2試験光の出力光周波数の最大値と比べて、設定した想定されるブリルアン周波数シフトの最小値よりも高い周波数であること。
(条件4) パルス化部14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19からの戻り光の時間差2nΔL/cより狭いこと。
(条件5) 光受信部21の帯域及びA/D変換器22の帯域は、パルス幅τを受光可能な帯域であること。
条件1〜5は次のような意味を持つ。
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、ブリルアン回折格子が発生し、この回折格子によりポンプ光が反射されることで、プローブ光パルスは増幅される。
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、ブリルアン回折格子が発生し、この回折格子によりポンプ光が反射されることで、プローブ光パルスは式(9)で表される増幅を受ける。
被測定光ファイバ20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。
第1試験光パルスが光受信部21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、光受信部21へ戻ってくる。そのため、到達時間は、式(18)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。
12:第2試験光出力部
13:光帯域制御部
14:パルス化部
15:入射時間制御部
16:合波素子
17:サーキュレータ
18:光スプリッタ
19:反射型光フィルタ
20:被測定光ファイバ
21:光受信部
22:A/D変換器
23:演算処理装置
25:レーザダイオード
26:広帯域光源
27:光フィルタ
Claims (6)
- 遠端に反射部を有する光線路の前記反射部から反射された第1試験光及び第2試験光を検出し、光線路の特性を解析する光線路特性解析装置であって、
周波数帯域幅が前記光線路のブリルアン利得帯域幅より広く、前記第1試験光と前記第2試験光の周波数帯域幅の差が前記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大きく、中心周波数差が前記ブリルアン周波数シフトと略同一であり、互いに周波数の異なる前記第1試験光及び前記第2試験光をそれぞれ出力する第1の光源及び第2の光源と、
前記第1試験光及び前記第2試験光をそれぞれパルス化して第1試験光パルス及び第2試験光パルスを生成する第1のパルス化部及び第2のパルス化部と、
前記第1のパルス化部及び前記第2のパルス化部に対し、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の時間差を有するように制御する入射時間制御部と、
前記第1試験光パルス及び前記第2試験光パルスを合波し、合波した前記第1試験光パルス及び前記第2試験光パルスを前記光線路に入射する合波素子と、
前記反射部で反射され、前記光線路の入射端から出射された前記第1試験光パルス及び前記第2試験光パルスを戻り光として受光し、それぞれ電気信号へ変換する光受信部と、
前記電気信号をデジタル信号へ変換する変換器と、
前記デジタル信号を用いて前記第1試験光パルスと前記第2試験光パルスとの前記光線路へ入射させる時間差を検出し、
前記光線路で反射された戻り光のうち前記第1試験光パルスの光強度を用いてブリルアン利得を算出し、
前記時間差を繰り返し変化させ、変化させた時間差毎に前記ブリルアン利得を算出し、
前記時間差を繰り返し変化させて算出した前記ブリルアン利得を用いて前記光線路の損失分布を取得する演算処理装置と、
を備える光線路特性解析装置。 - 前記光線路は、基幹光線路の一方端を光分岐器によって複数に分岐し、遠端に前記反射部を有する分岐光線路の近端を前記光分岐器の分岐端部それぞれに光結合してなる光線路であり、
前記第1のパルス化部は、
各分岐光線路間の長さの差の最小値に応じて決定したパルス幅でパルス化して前記第1試験光パルスを生成し、
前記演算処理装置は、
前記第1試験光パルスが前記分岐光線路の前記反射部で反射されて戻ってくる時間に応じて、複数の前記分岐光線路のうち前記第1試験光パルスを反射した分岐光線路を特定し、
反射された前記第1試験光パルスの光強度を用いて前記ブリルアン利得を算出し、
前記時間差を繰り返し変化させ、変化させた時間差毎に前記ブリルアン利得を算出し、
前記時間差を繰り返し変化させて算出した前記ブリルアン利得を用いて複数の前記分岐光線路のそれぞれの損失分布を取得する
ことを特徴とする請求項1に記載の光線路特性解析装置。 - 前記第1のパルス化部から出力される前記第1試験光パルスのパルス幅τは、前記分岐光線路の前記反射部からの戻り光の時間差2nΔL/cより狭い
ことを特徴とする請求項2に記載の光線路特性解析装置。
ただし、n:前記分岐光線路の屈折率、ΔL:前記各分岐光線路間の長さの差の最小値、c:真空中の光速 - 前記光受信部及び前記変換器は、
1/τより広い受光可能帯域を有する
ことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の光線路特性解析装置。
ただし、τ:前記第1試験光パルスのパルス幅 - 前記第1の光源及び前記第2の光源は、レーザダイオードであり、
前記第1のパルス化部及び前記第2のパルス化部は、前記レーザダイオードの注入電流を強度変調する手段である
ことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の光線路特性解析装置。 - 遠端に反射部を有する光線路の前記反射部から反射された第1試験光及び第2試験光を検出し、光線路の特性を解析する光線路特性解析方法であって、
周波数帯域幅が前記光線路のブリルアン利得帯域幅より広く、前記第1試験光と前記第2試験光の周波数帯域幅の差が前記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大きく、中心周波数差が前記ブリルアン周波数シフトと略同一であり、互いに周波数の異なる前記第1試験光及び前記第2試験光をそれぞれ出力する第1の光源及び第2の光源による試験光出力手順と、
前記第1試験光及び前記第2試験光をそれぞれパルス化して第1試験光パルス及び第2試験光パルスを生成する第1のパルス化手順及び第2のパルス化手順と、
前記第1のパルス化手順及び前記第2のパルス化手順に対し、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の時間差を有するように制御する入射時間制御手順と、
前記第1試験光パルス及び前記第2試験光パルスを合波し、前記合波した前記第1試験光パルス及び前記第2試験光パルスを前記光線路に入射する合波素子による合波手順と、
前記反射部で反射され、前記光線路の入射端から出射された前記第1試験光パルス及び前記第2試験光パルスを戻り光として受光し、それぞれ電気信号へ変換する光受信手順と、
前記電気信号をデジタル信号へ変換する変換手順と、
前記デジタル信号を用いて前記第1試験光パルスと前記第2試験光パルスとの前記光線路へ入射させる時間差を検出し、
前記光線路で反射された戻り光のうち前記第1試験光パルスの光強度を用いてブリルアン利得を算出し、
前記時間差を繰り返し変化させ、変化させた時間差毎に前記ブリルアン利得を算出し、
前記時間差を繰り返し変化させて算出した前記ブリルアン利得を用いて前記光線路の損失分布を取得する演算処理手順と、
を順に行う光線路特性解析方法。
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