JP6353429B2 - 光線路損失解析方法及び光線路損失解析装置 - Google Patents
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Description
前記プローブ光パルスと前記ポンプ光パルスとの光周波数差である設定ブリルアン周波数シフトを設定する光周波数差設定ステップと、
前記プローブ光パルス及び前記ポンプ光パルスを、前記プローブ光パルス、前記ポンプ光パルスの順で連続して前記被試験光線路に伝搬させ、前記被試験光線路の他端で反射し、前記被試験光線路の一端へ戻ってきた前記プローブ光パルスの戻り光の光強度を測定する正順相互作用光強度測定ステップと、
前記プローブ光パルス及び前記ポンプ光パルスを、前記ポンプ光パルス、前記プローブ光パルスの順で連続して前記被試験光線路に伝搬させ、前記被試験光線路の他端で反射し、前記被試験光線路の一端へ戻ってきた前記プローブ光パルスの戻り光の光強度を測定する逆順相互作用光強度測定ステップと、
前記正順光強度測定ステップで測定した戻り光の光強度を前記逆順光強度測定ステップで測定した戻り光の光強度で徐し、前記被試験光線路の他端における反射減衰量を算出する反射減衰量演算ステップと、
を行うことを特徴とする。
前記被試験光線路の一端から、前記被試験光線路でブリルアン(Brillouin)散乱を発生させるポンプ光パルスと、前記ポンプ光パルスと相互作用させるプローブ光パルスと、を伝搬させるパルス光入射回路と、
前記プローブ光パルスと前記ポンプ光パルスとの光周波数差である設定ブリルアン周波数シフトを設定する光周波数差設定回路と、
前記プローブ光パルス及び前記ポンプ光パルスを、前記プローブ光パルス、前記ポンプ光パルスの順で連続して前記被試験光線路に伝搬させ、前記被試験光線路の他端で反射し、前記被試験光線路の一端へ戻ってきた前記プローブ光パルスの戻り光の光強度を測定する正順相互作用光強度測定、及び
前記プローブ光パルス及び前記ポンプ光パルスを、前記ポンプ光パルス、前記プローブ光パルスの順で連続して前記被試験光線路に伝搬させ、前記被試験光線路の他端で反射し、前記被試験光線路の一端へ戻ってきた前記プローブ光パルスの戻り光の光強度を測定する逆順相互作用光強度測定を行う光受信器と、
前記光受信器が前記正順光強度測定で測定した戻り光の光強度を前記光受信器が前記逆順光強度測定で測定した戻り光の光強度で徐し、前記被試験光線路の他端における反射減衰量を算出する演算処理回路と、
を備えることを特徴とする。
光強度を測定した前記プローブ光パルス又は前記ポンプ光パルスを前記被試験光線路に伝搬させ、前記被試験光線路の他端で反射し、前記被試験光線路の一端へ戻ってきた前記プローブ光パルス又は前記ポンプ光パルスの戻り光の光強度に基づいて、光が前記被試験光線路を往復する場合の全損失を測定する全損失測定ステップと、
前記全損失測定ステップで測定した全損失を前記反射減衰量演算ステップで算出した反射減衰量で除して前記被試験光線路のリンクロスを算出するリンクロス演算ステップと、
をさらに行うことを特徴とする。
光強度を測定した前記プローブ光パルス又は前記ポンプ光パルスを前記被試験光線路に伝搬させ、
前記光受信器は、
前記被試験光線路の他端で反射し、前記被試験光線路の一端へ戻ってきた前記プローブ光パルス又は前記ポンプ光パルスの戻り光の光強度を測定し、
前記演算処理回路は、
前記光受信器が測定した戻り光の光強度に基づいて、光が前記被試験光線路を往復する場合の全損失を演算する全損失測定を行うとともに、前記全損失測定で測定した全損失を前記反射減衰量演算で算出した反射減衰量で除して前記被試験光線路のリンクロスを算出するリンクロス演算をさらに行うこと
を特徴とする。
被試験光線路100の一端から、被試験光線路100でブリルアン(Brillouin)散乱を発生させるポンプ光パルスと、前記ポンプ光パルスと相互作用させるプローブ光パルスと、を伝搬させるパルス光入射回路と、
前記プローブ光パルスと前記ポンプ光パルスとの光周波数差である設定ブリルアン周波数シフトを設定する光周波数差設定回路と、
前記プローブ光パルス及び前記ポンプ光パルスを、前記プローブ光パルス、前記ポンプ光パルスの順で連続して被試験光線路100に伝搬させ、被試験光線路100の他端で反射し、被試験光線路100の一端へ戻ってきた前記プローブ光パルスの戻り光の光強度を測定する正順相互作用光強度測定、及び
前記プローブ光パルス及び前記ポンプ光パルスを、前記ポンプ光パルス、前記プローブ光パルスの順で連続して被試験光線路100に伝搬させ、被試験光線路100の他端で反射し、被試験光線路100の一端へ戻ってきた前記プローブ光パルスの戻り光の光強度を測定する逆順相互作用光強度測定を行う光受信器26と、
光受信器26が前記正順光強度測定で測定した戻り光の光強度を光受信器26が前記逆順光強度測定で測定した戻り光の光強度で徐し、被試験光線路100の他端における反射減衰量を算出する演算処理回路28と、
を備える。
光強度を測定した前記プローブ光パルス又は前記ポンプ光パルスを被試験光線路100に伝搬させ、
光受信器26は、
被試験光線路100の他端で反射し、被試験光線路100の一端へ戻ってきた前記プローブ光パルス又は前記ポンプ光パルスの戻り光の光強度を測定し、
演算処理回路28は、
光受信器26が測定した戻り光の光強度に基づいて、光が被試験光線路100を往復する場合の全損失を演算する全損失測定を行うとともに、前記全損失測定で測定した全損失を前記反射減衰量演算で算出した反射減衰量で除して被試験光線路100のリンクロスを算出するリンクロス演算を行う、。
前記プローブ光パルスと前記ポンプ光パルスとの光周波数差である設定ブリルアン周波数シフトを設定する光周波数差設定ステップと、
前記プローブ光パルス及び前記ポンプ光パルスを、前記プローブ光パルス、前記ポンプ光パルスの順で連続して被試験光線路100に伝搬させ、被試験光線路100の他端で反射し、被試験光線路100の一端へ戻ってきた前記プローブ光パルスの戻り光の光強度を測定する正順相互作用光強度測定ステップと、
前記プローブ光パルス及び前記ポンプ光パルスを、前記ポンプ光パルス、前記プローブ光パルスの順で連続して被試験光線路100に伝搬させ、被試験光線路100の他端で反射し、被試験光線路100の一端へ戻ってきた前記プローブ光パルスの戻り光の光強度を測定する逆順相互作用光強度測定ステップと、
前記正順光強度測定ステップで測定した戻り光の光強度を前記逆順光強度測定ステップで測定した戻り光の光強度で徐し、被試験光線路100の他端における反射減衰量を算出する反射減衰量演算ステップと、
を行うことを特徴とする。
前記全損失測定ステップで測定した全損失を前記反射減衰量演算ステップで算出した反射減衰量で除して被試験光線路100のリンクロスを算出するリンクロス演算ステップと、
を行う。
(1)正順相互作用光強度測定ステップ
第一試験光(プローブ光パルス)を入射後すぐに第二試験光(ポンプ光パルス)を被試験光線路100に入射し、分岐光ファイバ23の遠端で反射したN個の第一試験光それぞれの光パワー(各分岐光ファイバ23の遠端で発生した誘導ブルリアン散乱光)を取得。
(2)逆順相互作用光強度測定ステップ
第一試験光パルスと第二試験光パルスの入射順序を変更して第二試験光(ポンプ光パルス)を入射後すぐに第一試験光(プローブ光パルス)を被試験光線路100に入射し、分岐光ファイバ23の遠端で反射したN個の第一試験光パルスそれぞれの光パワー(各分岐光ファイバ23の遠端で発生した誘導ブルリアン散乱光)を取得。
(3)反射減衰量演算ステップ
上記ステップ(1)及び(2)で取得した光パワーを分岐光ファイバ23毎にdBスケールで減算(実スケールで除算)することで、分岐光ファイバ23毎の反射減衰量をdBスケールで取得。
(4)全損失測定ステップ1
第一試験光または第二試験光の光パワーを取得。
(5)全損失測定ステップ2
第一試験光または第二試験光のみを被試験光線路23に入射し、各分岐光ファイバ23の遠端で反射したN個の第一試験光または第二試験光それぞれの光パワーを取得。
(6)全損失測定ステップ3
上記ステップ(5)で取得した光パワーからステップ(4)で取得した光パワーをdBスケールで減算(実スケールで除算)することで、遠端反射減衰量を含んだ往復の全損失(dBスケール)を分岐毎に取得。
(7)リンクロス演算ステップ
上記ステップ(6)で取得した分岐光ファイバ23毎の全損失からステップ(3)で取得した分岐光ファイバ23毎の遠端反射減衰量を減算(実スケールで除算)することで、分岐光ファイバ23毎の往復のリンクロスを取得。
(条件2)第一試験光の光パルス化手段14のパルス幅τは、各分岐光ファイバ23からの戻り光の時間差の最小値2nΔL/cより狭いこと。
(条件3)光受信器26及びA/D変換器27の帯域は、パルス幅τを受光可能な帯域であること。
プローブ光パルスとポンプ光パルスの周波数がfBだけ差がある場合、プローブ光パルスとポンプ光パルスがインタラクションすると、誘導ブリルアン散乱が発生し、プローブ光パルスは式(1)で表される増幅を受ける。
αB(z,f):入射端からzの位置でインタラクションし、ブリルアン周波数差fのときの誘導ブリルアンによる利得、
gB(f):ブリルアン周波数シフトfの場合の誘導ブリルアン散乱係数、
z:分岐光ファイバ入射端からプローブ光パルスとポンプ光パルスがインタラクションした位置までの距離、
Ipump(z):分岐光ファイバ入射端から距離zだけ離れた位置におけるポンプ光パルスの強度、
ΔLpump:ポンプ光パルス幅に依存した空間分解能
である。
分岐光ファイバ23の1つ(#a)からの戻り光が光受信器26に到達する時間をtdaとする。第一試験光(誘導ブリルアン散乱光)は、分岐光ファイバ23(#a)終端の光反射フィルタ24により反射され、光受信器26へ戻ってくるので、到達時間は式(9)で表される。
第一試験光のみを入射する場合を考える。被試験光線路100へ入射前の光強度Iinを、入射端部を光受信器26に直接接続して測定する。次に、(i)の測定で取得したIref(2Li)を用いる。ここで、分岐光ファイバ23毎の往復のリンクロスをXiとすると、
以上のように、本発明は、光スプリッタの分岐点で複数系統に分岐された各分岐光ファイバの長さの差の最小値ΔLを利用し、波長の異なる二種の試験光を用意し、パルス化した後に二種のパルス試験光に入射時間差を与えて被測定光線路に入射することで、先に入射したパルス試験光(第一試験光)の反射光と、後に入射したパルス試験光(第二試験光)が対向伝搬することにより発生した誘導ブリルアン後方散乱光を光受信器で受信し、光受信器の出力電流を2nΔL/c(cは真空中の光速、nは光ファイバの屈折率)よりも高い時間分解能で解析することで、第1〜第Nのどの分岐光ファイバからの誘導ブリルアン散乱かを特定することが可能となり、第一試験光と第二試験光の入射順序を変更して測定を行うことで、反射減衰量の影響を受けた誘導ブリルアン散乱を測定することが可能となり、各反射光において、反射減衰量の影響の有/無の誘導ブリルアン散乱強度を比較することで分岐の遠端反射の反射減衰量を個別測定することが可能である。さらに、第一試験光または第二試験光のうち一方を用い、光線路入射パワーをパワーメータで測定し、光線路入射後に分岐光線路の遠端から戻ってきた反射光を2nΔL/cより高い時間分解能を有するパワーメータで測定し、入射前後のパワーメータ測定値を比較することで、遠端反射減衰量の影響を含んだ往復のリンクロスを分岐毎に測定することができる。ここで、先に測定した反射減衰量を用いて往復のリンクロスを補正することで、遠端反射減衰量を含まないリンクロスを分岐毎に測定可能である。
11:分岐素子
12:光周波数変更手段
13:光パルス化手段
14:光パルス化手段
15、16:入射時間制御手段
17:正弦波発生器
18、19:光増幅器
20:合波素子
21:サーキュレータ
22:光スプリッタ
23:分岐光線路
24:光反射フィルタ
25:光フィルタ
26:光受信器
27:A/D変換器
28:演算処理装置
Claims (6)
- 被試験光線路の一端から、前記被試験光線路でブリルアン(Brillouin)散乱を発生させるポンプ光パルスと、前記ポンプ光パルスと相互作用させるプローブ光パルスと、を伝搬させ、前記被試験光線路の特性を解析する光線路特性解析方法であって、
前記プローブ光パルスと前記ポンプ光パルスとの光周波数差である設定ブリルアン周波数シフトを設定する光周波数差設定ステップと、
前記プローブ光パルス及び前記ポンプ光パルスを、前記プローブ光パルス、前記ポンプ光パルスの順で連続して前記被試験光線路に伝搬させ、前記被試験光線路の他端で反射し、前記被試験光線路の一端へ戻ってきた前記プローブ光パルスの戻り光の光強度を測定する正順相互作用光強度測定ステップと、
前記プローブ光パルス及び前記ポンプ光パルスを、前記ポンプ光パルス、前記プローブ光パルスの順で連続して前記被試験光線路に伝搬させ、前記被試験光線路の他端で反射し、前記被試験光線路の一端へ戻ってきた前記プローブ光パルスの戻り光の光強度を測定する逆順相互作用光強度測定ステップと、
前記正順光強度測定ステップで測定した戻り光の光強度を前記逆順光強度測定ステップで測定した戻り光の光強度で徐し、前記被試験光線路の他端における反射減衰量を算出する反射減衰量演算ステップと、
を行うことを特徴とする光線路特性解析方法。 - 光強度を測定した前記プローブ光パルス又は前記ポンプ光パルスを前記被試験光線路に伝搬させ、前記被試験光線路の他端で反射し、前記被試験光線路の一端へ戻ってきた前記プローブ光パルス又は前記ポンプ光パルスの戻り光の光強度に基づいて、光が前記被試験光線路を往復する場合の全損失を測定する全損失測定ステップと、
前記全損失測定ステップで測定した全損失を前記反射減衰量演算ステップで算出した反射減衰量で除して前記被試験光線路のリンクロスを算出するリンクロス演算ステップと、
をさらに行うことを特徴とする請求項1に記載の光線路特性解析方法。 - 前記被試験光線路が複数で、それぞれの前記被試験光線路の一端がスプリッタに接続されている場合、前記プローブ光パルスのパルス幅τを2nΔL/cより狭くすることと特徴とする請求項1又は2に記載の光線路特性解析方法。
ただし、nは被試験光線路の屈折率、ΔLは各被試験光線路の長さの差の最小値、cは真空中の光速である。 - 被試験光線路の特性を解析する光線路特性解析装置であって、
前記被試験光線路の一端から、前記被試験光線路でブリルアン(Brillouin)散乱を発生させるポンプ光パルスと、前記ポンプ光パルスと相互作用させるプローブ光パルスと、を伝搬させるパルス光入射回路と、
前記プローブ光パルスと前記ポンプ光パルスとの光周波数差である設定ブリルアン周波数シフトを設定する光周波数差設定回路と、
前記プローブ光パルス及び前記ポンプ光パルスを、前記プローブ光パルス、前記ポンプ光パルスの順で連続して前記被試験光線路に伝搬させ、前記被試験光線路の他端で反射し、前記被試験光線路の一端へ戻ってきた前記プローブ光パルスの戻り光の光強度を測定する正順相互作用光強度測定、及び
前記プローブ光パルス及び前記ポンプ光パルスを、前記ポンプ光パルス、前記プローブ光パルスの順で連続して前記被試験光線路に伝搬させ、前記被試験光線路の他端で反射し、前記被試験光線路の一端へ戻ってきた前記プローブ光パルスの戻り光の光強度を測定する逆順相互作用光強度測定を行う光受信器と、
前記光受信器が前記正順光強度測定で測定した戻り光の光強度を前記光受信器が前記逆順光強度測定で測定した戻り光の光強度で徐し、前記被試験光線路の他端における反射減衰量を算出する演算処理回路と、
を備えることを特徴とする光線路特性解析装置。 - 前記パルス光入射回路は、
光強度を測定した前記プローブ光パルス又は前記ポンプ光パルスを前記被試験光線路に伝搬させ、
前記光受信器は、
前記被試験光線路の他端で反射し、前記被試験光線路の一端へ戻ってきた前記プローブ光パルス又は前記ポンプ光パルスの戻り光の光強度を測定し、
前記演算処理回路は、
前記光受信器が測定した戻り光の光強度に基づいて、光が前記被試験光線路を往復する場合の全損失を演算する全損失測定を行うとともに、前記全損失測定で測定した全損失を前記反射減衰量演算で算出した反射減衰量で除して前記被試験光線路のリンクロスを算出するリンクロス演算をさらに行うこと
を特徴とする請求項4に記載の光線路特性解析装置。 - 前記パルス光入射回路は、
前記被試験光線路が複数で、それぞれの前記被試験光線路の一端がスプリッタに接続されている場合、前記プローブ光パルスのパルス幅τを2nΔL/cより狭くすることと特徴とする請求項4又は5に記載の光線路特性解析装置。
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JP2015234381A JP6353429B2 (ja) | 2015-12-01 | 2015-12-01 | 光線路損失解析方法及び光線路損失解析装置 |
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JP2015234381A JP6353429B2 (ja) | 2015-12-01 | 2015-12-01 | 光線路損失解析方法及び光線路損失解析装置 |
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