JP2000321171A - 分散測定装置および分散測定方法 - Google Patents
分散測定装置および分散測定方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光送信器と光受信器間の伝送路の分散値を運
用中に測定する。 【解決手段】 波長変調器１２は周期ｆ１，波長変調量
Δλで波長変調を行い、その出力光は光変調器１１にお
いて入力信号に応じたデータ変調を印加され、信号光と
して出力される。この信号光は光電変換部２１において
電気信号に変換され、クロック抽出回路２２により、ク
ロック信号と再生識別された出力信号に変換される。基
準タイミング信号生成回路２３は、測定時間外ではクロ
ック信号に同期し測定時間では測定の直前の位相を保持
するような基準タイミング信号を生成する。位相検出器
２４は測定時間外では常に一定の位相差を出力するが、
測定時間内には波長変調器１２の変調に応じて変化する
位相差を出力する。位相検出器２４の出力は分散検出器
２５に入力され、位相検出器２４における位相差の変化
量を用いて伝送路における分散値が出力される。
用中に測定する。 【解決手段】 波長変調器１２は周期ｆ１，波長変調量
Δλで波長変調を行い、その出力光は光変調器１１にお
いて入力信号に応じたデータ変調を印加され、信号光と
して出力される。この信号光は光電変換部２１において
電気信号に変換され、クロック抽出回路２２により、ク
ロック信号と再生識別された出力信号に変換される。基
準タイミング信号生成回路２３は、測定時間外ではクロ
ック信号に同期し測定時間では測定の直前の位相を保持
するような基準タイミング信号を生成する。位相検出器
２４は測定時間外では常に一定の位相差を出力するが、
測定時間内には波長変調器１２の変調に応じて変化する
位相差を出力する。位相検出器２４の出力は分散検出器
２５に入力され、位相検出器２４における位相差の変化
量を用いて伝送路における分散値が出力される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長分散の測定に
関し、特に、光ファイバ通信システムでデータ伝送を行
うのと同時に波長分散を測定するインサービス分散測定
に関する。
関し、特に、光ファイバ通信システムでデータ伝送を行
うのと同時に波長分散を測定するインサービス分散測定
に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバ通信システムにおいては、伝
送路である光ファイバの波長分散（以下「分散」と記
す）によって生じる波形歪が伝送速度や距離を制限する
要因となる。従って、伝送路の分散を精度よく測定し、
分散を零とするように調整する技術が必要とされる。さ
らに、光ファイバ通信システムでは、伝送路の両端が遠
隔の場所にあるが、光ファイバの分散は温度や外圧に応
じて変化するため、分散の測定および調整は遠端にてシ
ステム運用中に行われる必要がある。
送路である光ファイバの波長分散（以下「分散」と記
す）によって生じる波形歪が伝送速度や距離を制限する
要因となる。従って、伝送路の分散を精度よく測定し、
分散を零とするように調整する技術が必要とされる。さ
らに、光ファイバ通信システムでは、伝送路の両端が遠
隔の場所にあるが、光ファイバの分散は温度や外圧に応
じて変化するため、分散の測定および調整は遠端にてシ
ステム運用中に行われる必要がある。
【０００３】これらの要求を満たす従来の技術として、
遠端測定法の一つであるＰＭ−ＡＭ変換法を用い、シス
テム運用中の分散検出のため、伝送信号の波長と異なる
波長のモニタ光を用いる方法が提案されている。ここで
は、桑原らの論文（「PM-AM変換効果を用いた分散変動
検出による適応分散等化方式の検討」、1998年電子情報
通信学会通信ソサイエティ大会、p.417）を用いて、こ
れらの技術を説明する。
遠端測定法の一つであるＰＭ−ＡＭ変換法を用い、シス
テム運用中の分散検出のため、伝送信号の波長と異なる
波長のモニタ光を用いる方法が提案されている。ここで
は、桑原らの論文（「PM-AM変換効果を用いた分散変動
検出による適応分散等化方式の検討」、1998年電子情報
通信学会通信ソサイエティ大会、p.417）を用いて、こ
れらの技術を説明する。
【０００４】図９に、この技術によるシステムの構成図
を示す。図９において、送信端では、高速データ信号を
印加した光送信器１００からの信号光と、この信号光の
波長と異なる波長の光源である半導体レーザ１０１を正
弦波信号１０２で位相変調器１０３により位相変調した
モニタ光とを多重回路１０５により合波して送り出す。
伝送路１０４を伝搬した上述の２つの光は、受信端にお
いて信号光とモニタ光が分離回路である光カプラ１１２
により分波され、信号光は光受信器１０６に入射されデ
ータ信号が再生される。一方、モニタ光は、分散補償器
１０７を伝搬した後、フォトディテクタ１０８によって
自乗検波され、検出信号の平均レベルおよび正弦波信号
１０２の周波数成分の強度をそれぞれ求め、これら2つ
の値の比から分散を求める。
を示す。図９において、送信端では、高速データ信号を
印加した光送信器１００からの信号光と、この信号光の
波長と異なる波長の光源である半導体レーザ１０１を正
弦波信号１０２で位相変調器１０３により位相変調した
モニタ光とを多重回路１０５により合波して送り出す。
伝送路１０４を伝搬した上述の２つの光は、受信端にお
いて信号光とモニタ光が分離回路である光カプラ１１２
により分波され、信号光は光受信器１０６に入射されデ
ータ信号が再生される。一方、モニタ光は、分散補償器
１０７を伝搬した後、フォトディテクタ１０８によって
自乗検波され、検出信号の平均レベルおよび正弦波信号
１０２の周波数成分の強度をそれぞれ求め、これら2つ
の値の比から分散を求める。
【０００５】このシステムでは、運用前に信号光の波長
で分散が零となるよう調整が行われる。このとき、分散
の波長依存性によってモニタ光波長で分散が零ではない
ため、分散を零とするよう分散補償器１０７の補償量を
調節する。運用時に、伝送路１０４の分散が零からずれ
ると、モニタ信号の位相変調が分散によって強度変調に
変換されるため、受信端のフォトディテクタ１０８の自
乗検波出力に正弦波信号１０２の周波数成分が現れる。
分散ずれが検出されると、制御回線１０９を通して半導
体レーザ１０１に供給され、これによってモニタ光の波
長の制御を開始する。検出信号の中の正弦波信号周波数
成分が零となったところで伝送路分散が零となり、ここ
で波長制御を停止する。このときモニタ波長をずらした
量だけ信号光波長をずらすことで、この波長での分散を
零とする。このようにして、分散が零からずれたことを
検出する。
で分散が零となるよう調整が行われる。このとき、分散
の波長依存性によってモニタ光波長で分散が零ではない
ため、分散を零とするよう分散補償器１０７の補償量を
調節する。運用時に、伝送路１０４の分散が零からずれ
ると、モニタ信号の位相変調が分散によって強度変調に
変換されるため、受信端のフォトディテクタ１０８の自
乗検波出力に正弦波信号１０２の周波数成分が現れる。
分散ずれが検出されると、制御回線１０９を通して半導
体レーザ１０１に供給され、これによってモニタ光の波
長の制御を開始する。検出信号の中の正弦波信号周波数
成分が零となったところで伝送路分散が零となり、ここ
で波長制御を停止する。このときモニタ波長をずらした
量だけ信号光波長をずらすことで、この波長での分散を
零とする。このようにして、分散が零からずれたことを
検出する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術では、以下に記載するような問題点がある。
た従来技術では、以下に記載するような問題点がある。
【０００７】まず、信号光波長とモニタ光波長が異なっ
ているため、分散の波長依存性が同じとみなせる比較的
狭い波長範囲にこれら２波を配置しなければならない。
この結果、多波長多重システムにおいては複数のモニタ
波長が必要となり、伝送帯域の減少につながる。
ているため、分散の波長依存性が同じとみなせる比較的
狭い波長範囲にこれら２波を配置しなければならない。
この結果、多波長多重システムにおいては複数のモニタ
波長が必要となり、伝送帯域の減少につながる。
【０００８】また、モニタ光に印加する位相変調成分と
光ファイバの非線形性によって、信号光の波形が歪む可
能性がある。
光ファイバの非線形性によって、信号光の波形が歪む可
能性がある。
【０００９】本発明は、上述したような従来の技術が有
する問題点に鑑みてなされたものであって、信号光帯域
を圧迫することなく、システム運用中の遠端での波長分
散検出を簡易に行なうことができる分散測定装置および
分散測定方法を提供することにある。
する問題点に鑑みてなされたものであって、信号光帯域
を圧迫することなく、システム運用中の遠端での波長分
散検出を簡易に行なうことができる分散測定装置および
分散測定方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の分散測定
装置は、光送信器と光受信器とから成り、伝送路におけ
る波長分散を測定する分散測定装置であって、前記光送
信器は、前記伝送路の一端に接続され、入力信号に応じ
て変調された信号光に対して所定の周期で波長に変調を
加える波長変調回路を有し、前記光受信器は、前記伝送
路の他端に接続され、受信する信号光を基にクロック信
号を抽出するクロック抽出回路と、該クロック信号から
基準タイミング信号を生成する基準タイミング信号発生
回路と、前記クロック信号と該基準タイミング信号との
位相差を検出する位相検出器と、該位相検出器の出力を
基に前記伝送路の分散を検出する分散検出器とを有し、
さらに、前記基準タイミング信号発生回路は電圧制御発
振器と位相比較器と保持回路とを有し、該電圧制御発振
器の出力が２分岐され、その一方が前記位相比較器の一
方の入力に接続され、他方が前記基準タイミング信号発
生回路の出力となり、前記クロック抽出回路の出力が前
記位相比較器の他方の入力に接続され、該位相比較器の
出力が前記保持回路の入力に接続され、該保持回路は測
定時間外は前記位相比較器の出力を出し測定時間中はあ
る一定の値を出力することを特徴とする。
装置は、光送信器と光受信器とから成り、伝送路におけ
る波長分散を測定する分散測定装置であって、前記光送
信器は、前記伝送路の一端に接続され、入力信号に応じ
て変調された信号光に対して所定の周期で波長に変調を
加える波長変調回路を有し、前記光受信器は、前記伝送
路の他端に接続され、受信する信号光を基にクロック信
号を抽出するクロック抽出回路と、該クロック信号から
基準タイミング信号を生成する基準タイミング信号発生
回路と、前記クロック信号と該基準タイミング信号との
位相差を検出する位相検出器と、該位相検出器の出力を
基に前記伝送路の分散を検出する分散検出器とを有し、
さらに、前記基準タイミング信号発生回路は電圧制御発
振器と位相比較器と保持回路とを有し、該電圧制御発振
器の出力が２分岐され、その一方が前記位相比較器の一
方の入力に接続され、他方が前記基準タイミング信号発
生回路の出力となり、前記クロック抽出回路の出力が前
記位相比較器の他方の入力に接続され、該位相比較器の
出力が前記保持回路の入力に接続され、該保持回路は測
定時間外は前記位相比較器の出力を出し測定時間中はあ
る一定の値を出力することを特徴とする。
【００１１】本発明の第２の分散測定装置は、光送信器
と光受信器とから成り、伝送路における波長分散を測定
する分散測定装置であって、前記光送信器は、前記伝送
路の一端に接続され、入力信号に応じて変調された信号
光に対して所定の周期で波長に変調を加える波長変調回
路を有し、また、前記受信器は、前記伝送路の他端に接
続され、受信する信号光を基にクロック信号を抽出する
クロック抽出回路と、該クロック信号から基準タイミン
グ信号を生成する基準タイミング信号発生回路と、前記
クロック信号と前記基準タイミング信号との位相差を検
出する位相検出器と、該位相検出器の出力を基に前記伝
送路の分散を検出する分散検出器とを有し、さらに、前
記基準タイミング信号発生回路は電圧制御発振器と保持
回路とを含み、該電圧制御発振器の出力が２分岐され、
その一方が前記位相検出器の一方の入力に接続され、他
方が前記基準タイミング信号発生回路の出力となり、前
記クロック抽出回路の出力が前記位相比較器の他方の入
力に接続され、該位相比較器の出力が前記保持回路の入
力に接続され、該保持回路は測定時間外は該位相比較器
の出力を出し測定時間中はある一定の値を出力すること
を特徴とする。
と光受信器とから成り、伝送路における波長分散を測定
する分散測定装置であって、前記光送信器は、前記伝送
路の一端に接続され、入力信号に応じて変調された信号
光に対して所定の周期で波長に変調を加える波長変調回
路を有し、また、前記受信器は、前記伝送路の他端に接
続され、受信する信号光を基にクロック信号を抽出する
クロック抽出回路と、該クロック信号から基準タイミン
グ信号を生成する基準タイミング信号発生回路と、前記
クロック信号と前記基準タイミング信号との位相差を検
出する位相検出器と、該位相検出器の出力を基に前記伝
送路の分散を検出する分散検出器とを有し、さらに、前
記基準タイミング信号発生回路は電圧制御発振器と保持
回路とを含み、該電圧制御発振器の出力が２分岐され、
その一方が前記位相検出器の一方の入力に接続され、他
方が前記基準タイミング信号発生回路の出力となり、前
記クロック抽出回路の出力が前記位相比較器の他方の入
力に接続され、該位相比較器の出力が前記保持回路の入
力に接続され、該保持回路は測定時間外は該位相比較器
の出力を出し測定時間中はある一定の値を出力すること
を特徴とする。
【００１２】本発明の第３の分散測定装置は、光送信器
と光受信器とから成り、伝送路における分散を測定する
分散測定装置であって、前記光送信器は、前記伝送路の
一端に接続され、第１の波長を入力信号に応じて変調し
信号光として出力する光変調回路と、該光変調回路に接
続され、該信号光に対して所定の周期で波長に変調を加
える波長変調回路と、該データのクロック速度に対して
整数倍あるいは整数分の１の周波数を有する周期信号で
ある基準タイミング信号を第２の波長を用いて送出する
基準タイミング信号送信回路とを有し、また、前記光受
信器は、前記伝送路の他端に接続され前記第１の波長を
受信する光受信回路と、該クロック信号を抽出するクロ
ック抽出回路と、前記基準タイミング信号を受信しその
再生を行う基準タイミング信号再生回路と、前記ロック
信号と前記基準タイミング信号との位相差を検出する位
相検出器と、該位相検出器の出力を基に前記伝送路の分
散を検出する分散検出器とを有することを特徴とする。
と光受信器とから成り、伝送路における分散を測定する
分散測定装置であって、前記光送信器は、前記伝送路の
一端に接続され、第１の波長を入力信号に応じて変調し
信号光として出力する光変調回路と、該光変調回路に接
続され、該信号光に対して所定の周期で波長に変調を加
える波長変調回路と、該データのクロック速度に対して
整数倍あるいは整数分の１の周波数を有する周期信号で
ある基準タイミング信号を第２の波長を用いて送出する
基準タイミング信号送信回路とを有し、また、前記光受
信器は、前記伝送路の他端に接続され前記第１の波長を
受信する光受信回路と、該クロック信号を抽出するクロ
ック抽出回路と、前記基準タイミング信号を受信しその
再生を行う基準タイミング信号再生回路と、前記ロック
信号と前記基準タイミング信号との位相差を検出する位
相検出器と、該位相検出器の出力を基に前記伝送路の分
散を検出する分散検出器とを有することを特徴とする。
【００１３】本発明の第１の分散測定方法は、光送信器
と光受信器との間に設置された伝送路における分散を測
定する分散測定方法であって、前記光送信器において入
力信号に応じて変調された信号光を送出する手順と、該
信号光に対して所定の周期で変調を加えることにより該
伝送路の分散で生じる遅延を該周期で変化させる手順
と、前記光受信器において該信号光に対するクロック信
号を抽出する手順と、該クロック信号に対してＮ倍ある
いはＮ分の１の周波数（Ｎは１以上の整数）を有する周
期信号である基準タイミング信号を生成する手順と、該
クロック信号のＭ倍あるいはＭ分の１の周波数（Ｍは１
以上の整数）の信号と前記基準タイミング信号との位相
差を検出する手順とを有し、前記伝送路における分散を
測定することを特徴とする。
と光受信器との間に設置された伝送路における分散を測
定する分散測定方法であって、前記光送信器において入
力信号に応じて変調された信号光を送出する手順と、該
信号光に対して所定の周期で変調を加えることにより該
伝送路の分散で生じる遅延を該周期で変化させる手順
と、前記光受信器において該信号光に対するクロック信
号を抽出する手順と、該クロック信号に対してＮ倍ある
いはＮ分の１の周波数（Ｎは１以上の整数）を有する周
期信号である基準タイミング信号を生成する手順と、該
クロック信号のＭ倍あるいはＭ分の１の周波数（Ｍは１
以上の整数）の信号と前記基準タイミング信号との位相
差を検出する手順とを有し、前記伝送路における分散を
測定することを特徴とする。
【００１４】本発明の第２の分散測定方法は、第１の分
散測定方法において、前記基準タイミング信号は前記ク
ロック信号を用いて生成され、測定時間以外において該
クロック信号と位相同期しており、測定中は測定開始直
前の位相を保持していることを特徴とする。
散測定方法において、前記基準タイミング信号は前記ク
ロック信号を用いて生成され、測定時間以外において該
クロック信号と位相同期しており、測定中は測定開始直
前の位相を保持していることを特徴とする。
【００１５】本発明の第３の分散測定方法は、第１の分
散測定方法において、前記基準タイミング信号は、前記
光送信器から該信号光とは異なる波長により前記光受信
器に伝送され、該基準タイミング信号は該光受信器にお
いて受信および再生されることを特徴とする。
散測定方法において、前記基準タイミング信号は、前記
光送信器から該信号光とは異なる波長により前記光受信
器に伝送され、該基準タイミング信号は該光受信器にお
いて受信および再生されることを特徴とする。
【００１６】本発明の第４の分散測定方法は、第１の分
散測定方法において、前記測定対象分散が光ファイバ伝
送路における波長分散であることを特徴とする。
散測定方法において、前記測定対象分散が光ファイバ伝
送路における波長分散であることを特徴とする。
【００１７】本発明の作用を図面を参照して説明する。
図８は、本発明の分散測定方法が、伝送路の波長分散を
測定する場合に適用される例を説明するためのものであ
る。光送信器からの信号光の波長を図８（ａ）に示すよ
うに、波長変調量Δλ（ｎｍ）で周期的に変調する。こ
の信号光が波長分散Ｄ（ｐｓｅｃ／ｎｍ）を持った伝送
路中を伝送し光受信器において検出されるとすると、波
長振幅Δλにより伝送路において生じる遅延差Ｘ（ｐｓ
ｅｃ）は、 Ｘ ＝ Ｄ×Δλ と表される。
図８は、本発明の分散測定方法が、伝送路の波長分散を
測定する場合に適用される例を説明するためのものであ
る。光送信器からの信号光の波長を図８（ａ）に示すよ
うに、波長変調量Δλ（ｎｍ）で周期的に変調する。こ
の信号光が波長分散Ｄ（ｐｓｅｃ／ｎｍ）を持った伝送
路中を伝送し光受信器において検出されるとすると、波
長振幅Δλにより伝送路において生じる遅延差Ｘ（ｐｓ
ｅｃ）は、 Ｘ ＝ Ｄ×Δλ と表される。
【００１８】よって、この信号光を受信し、それより抽
出されたクロック信号は図８（ｂ）に示すように位相変
調され、この時の位相変調量φはクロック信号の周波数
をｆ０とすると、 φ ＝ Ｘ／（１／ｆ０） ＝ Ｘ×ｆ０ ＝ Ｄ×Δ
λ×ｆ０ となる。一方、光送信器における変調によらず常に一定
の位相である基準タイミング信号が図８（ｃ）のようで
あるとする。この例では基準タイミング信号の周波数は
クロック信号と同じｆ０と仮定する。この時、クロック
信号と基準タイミング信号との位相差は図８（ｄ）のよ
うに周期的に位相振幅φで変化する。
出されたクロック信号は図８（ｂ）に示すように位相変
調され、この時の位相変調量φはクロック信号の周波数
をｆ０とすると、 φ ＝ Ｘ／（１／ｆ０） ＝ Ｘ×ｆ０ ＝ Ｄ×Δ
λ×ｆ０ となる。一方、光送信器における変調によらず常に一定
の位相である基準タイミング信号が図８（ｃ）のようで
あるとする。この例では基準タイミング信号の周波数は
クロック信号と同じｆ０と仮定する。この時、クロック
信号と基準タイミング信号との位相差は図８（ｄ）のよ
うに周期的に位相振幅φで変化する。
【００１９】よって、この位相差φを検出し、既知であ
る光送信器における波長変調量Δλと、クロック周波数
ｆ０を用いることにより、 Ｄ ＝ φ／（Δλ×ｆ０） として伝送路の分散値Ｄを求めることができる。
る光送信器における波長変調量Δλと、クロック周波数
ｆ０を用いることにより、 Ｄ ＝ φ／（Δλ×ｆ０） として伝送路の分散値Ｄを求めることができる。
【００２０】一方、伝送路の分散値Ｄが大きく、それに
よる遅延差Ｘが１／ｆ０より大きいときには、クロック
信号の整数分の１の分周クロック信号と、基準タイミン
グ信号の整数分の１の分周基準タイミング信号との位相
差を検出することにより、上記と同様に伝送路の分散値
を求めることが可能である。
よる遅延差Ｘが１／ｆ０より大きいときには、クロック
信号の整数分の１の分周クロック信号と、基準タイミン
グ信号の整数分の１の分周基準タイミング信号との位相
差を検出することにより、上記と同様に伝送路の分散値
を求めることが可能である。
【００２１】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
て図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】図１を参照して、本発明の第１の実施の形
態を示す分散測定装置について説明する。光送信器１に
おいて、波長変調器１２は周期ｆ１および波長変調量Δ
λで波長変調を行い、そこからの出力光は光変調器１１
において入力信号に応じたデータ変調を印可され、信号
光として出力される。この信号光は伝送路３を伝送した
後、光受信器２により受信される。
態を示す分散測定装置について説明する。光送信器１に
おいて、波長変調器１２は周期ｆ１および波長変調量Δ
λで波長変調を行い、そこからの出力光は光変調器１１
において入力信号に応じたデータ変調を印可され、信号
光として出力される。この信号光は伝送路３を伝送した
後、光受信器２により受信される。
【００２３】光受信器２においては、信号光は光電変換
部２１において電気信号に変換され、クロック抽出回路
２２により、クロック信号と再生識別された出力信号に
変換される。クロック信号は基準タイミング信号生成回
路２３と位相検出器２４に入力される。この基準タイミ
ング信号生成回路２３においては、測定時間外において
はクロック信号に同期し、測定時間においては測定の直
前の位相を保持するような基準タイミング信号を生成す
る。位相検出器２４においては測定時間外では常に一定
の位相差を出力するが、測定時間内には波長変調器１２
の変調に応じて変化する位相差を出力する。この位相検
出器２４の出力は分散検出器２５に入力され、分散検出
器２５は、既知である波長変調量Δλとクロック信号の
周波数ｆ０を元に、位相検出器２４における位相差の変
化量を用いて伝送路における分散値を出力する。
部２１において電気信号に変換され、クロック抽出回路
２２により、クロック信号と再生識別された出力信号に
変換される。クロック信号は基準タイミング信号生成回
路２３と位相検出器２４に入力される。この基準タイミ
ング信号生成回路２３においては、測定時間外において
はクロック信号に同期し、測定時間においては測定の直
前の位相を保持するような基準タイミング信号を生成す
る。位相検出器２４においては測定時間外では常に一定
の位相差を出力するが、測定時間内には波長変調器１２
の変調に応じて変化する位相差を出力する。この位相検
出器２４の出力は分散検出器２５に入力され、分散検出
器２５は、既知である波長変調量Δλとクロック信号の
周波数ｆ０を元に、位相検出器２４における位相差の変
化量を用いて伝送路における分散値を出力する。
【００２４】図２は上記の分散測定装置内の基準タイミ
ング信号生成回路２３の一実施例を示すものである。こ
こで、基準タイミング信号生成回路２３の入力、すなわ
ちクロック信号は位相比較器３１の一方の入力端子に入
力され、その出力は保持回路３２に入力される。保持回
路３２には制御信号が入力され、保持回路３２の出力は
電圧制御発振器３４に入力される。電圧制御発振器３４
の出力は２分岐され、一方は基準タイミング信号として
出力され、他方は位相比較器３１の他方の入力に接続さ
れる。
ング信号生成回路２３の一実施例を示すものである。こ
こで、基準タイミング信号生成回路２３の入力、すなわ
ちクロック信号は位相比較器３１の一方の入力端子に入
力され、その出力は保持回路３２に入力される。保持回
路３２には制御信号が入力され、保持回路３２の出力は
電圧制御発振器３４に入力される。電圧制御発振器３４
の出力は２分岐され、一方は基準タイミング信号として
出力され、他方は位相比較器３１の他方の入力に接続さ
れる。
【００２５】この分散測定装置の動作を図３を用いて詳
しく説明する。この例では上記の波長変調が常に行われ
ている場合について説明する。図３（ａ）に示すよう
に、信号光に対しては波長変調量Δλで波長変調が行わ
れており、これにより前述のように、伝送路中の波長分
散によりクロック信号には図３（ｂ）に示すように位相
変調量φで位相変調が施される。このとき、図３（ｃ）
に示すように、測定時間において保持回路３２に制御信
号を加える。ここで、図３（ｄ）に示すように、制御信
号がオフの場合は保持回路３２は入力信号をそのまま出
すため、電圧制御発振器３４はクロック信号に対して位
相同期するが、制御信号がオンの場合は保持回路３２が
その直前の位相比較器３１の出力を保持し、それにより
電圧制御発振器３４の位相は一定となる。これにより、
前述の説明のように、測定時間においてクロック信号と
基準タイミング信号の位相差を検出することにより、伝
送路の分散値を測定することができる。
しく説明する。この例では上記の波長変調が常に行われ
ている場合について説明する。図３（ａ）に示すよう
に、信号光に対しては波長変調量Δλで波長変調が行わ
れており、これにより前述のように、伝送路中の波長分
散によりクロック信号には図３（ｂ）に示すように位相
変調量φで位相変調が施される。このとき、図３（ｃ）
に示すように、測定時間において保持回路３２に制御信
号を加える。ここで、図３（ｄ）に示すように、制御信
号がオフの場合は保持回路３２は入力信号をそのまま出
すため、電圧制御発振器３４はクロック信号に対して位
相同期するが、制御信号がオンの場合は保持回路３２が
その直前の位相比較器３１の出力を保持し、それにより
電圧制御発振器３４の位相は一定となる。これにより、
前述の説明のように、測定時間においてクロック信号と
基準タイミング信号の位相差を検出することにより、伝
送路の分散値を測定することができる。
【００２６】本実施例においては、信号光が伝達するデ
ータの伝送速度４０Ｇｂ／ｓ、伝送路として長さ４００
ｋｍの分散シフトファイバにおいて、波長変調量０．１
ｎｍ、その変調周期１０ｋＨｚ、測定時間１ｓｅｃに設
定することにより、伝送路の分散値として０から±２５
０ｐｓｅｃ／ｎｍを測定することが可能であった。
ータの伝送速度４０Ｇｂ／ｓ、伝送路として長さ４００
ｋｍの分散シフトファイバにおいて、波長変調量０．１
ｎｍ、その変調周期１０ｋＨｚ、測定時間１ｓｅｃに設
定することにより、伝送路の分散値として０から±２５
０ｐｓｅｃ／ｎｍを測定することが可能であった。
【００２７】次に、図４を用いて本発明の第２の実施の
形態について説明する。この分散測定装置は、基準タイ
ミング信号発生器２３−１は電圧制御発振器３４と保持
回路３２から成る。光送信器１，伝送路３，光受信器２
−１内の光電変換部２１およびクロック抽出器２２の構
成は第１の実施の形態におけるものと同じである。クロ
ック抽出回路２２の出力は位相検出器２４の一方の入力
端子に接続され、基準タイミング信号発生器２３−１内
の電圧制御発振器３４の出力は位相検出器２４の他方の
入力端子に接続される。位相検出器２４の出力は２分岐
され、一方は分散検出器２５に、他方は保持回路３２に
接続される。保持回路３２の出力は電圧制御発振器３４
の入力に接続される。分散検出器２５からは検出された
分散値が出力される。本実施の形態は第１の実施の形態
と同等の波長分散検出特性を有するが、第１の実施の形
態における位相比較器３１が削除されたため、より一層
の装置の小型化が実現された。
形態について説明する。この分散測定装置は、基準タイ
ミング信号発生器２３−１は電圧制御発振器３４と保持
回路３２から成る。光送信器１，伝送路３，光受信器２
−１内の光電変換部２１およびクロック抽出器２２の構
成は第１の実施の形態におけるものと同じである。クロ
ック抽出回路２２の出力は位相検出器２４の一方の入力
端子に接続され、基準タイミング信号発生器２３−１内
の電圧制御発振器３４の出力は位相検出器２４の他方の
入力端子に接続される。位相検出器２４の出力は２分岐
され、一方は分散検出器２５に、他方は保持回路３２に
接続される。保持回路３２の出力は電圧制御発振器３４
の入力に接続される。分散検出器２５からは検出された
分散値が出力される。本実施の形態は第１の実施の形態
と同等の波長分散検出特性を有するが、第１の実施の形
態における位相比較器３１が削除されたため、より一層
の装置の小型化が実現された。
【００２８】次に、図５を用いて、本発明の第３の実施
の形態について説明する。本分散測定装置は、光送信器
１，伝送路３，光受信器２−２内の光電変換部２１およ
びクロック抽出器２２の構成は第１の実施の形態におけ
るものと同じである。一方、第１の実施の形態とは異な
り、クロック抽出回路２２の出力は、第１の分周回路４
１を介して位相検出器２４の一方の入力端子に接続さ
れ、基準タイミング信号生成回路２３の出力は第２の分
周回路４２を介して位相検出器２４の他方の入力端子に
接続される。この装置においては、信号光が伝達するデ
ータの伝送速度４０Ｇｂ／ｓ、伝送路として長さ８０ｋ
ｍの単一モードファイバにおいて、波長変調量０．１ｎ
ｍ、その変調周期１０ｋＨｚ、測定時間１ｓｅｃに設定
した。また、第１の分周回路４１および第２の分周回路
４２の分周比率を１／１６に設定したところ、測定可能
な分散範囲は第１の実施の形態におけるものの１６倍に
当る±４０００ｐｅｃ／ｎｍとなった。
の形態について説明する。本分散測定装置は、光送信器
１，伝送路３，光受信器２−２内の光電変換部２１およ
びクロック抽出器２２の構成は第１の実施の形態におけ
るものと同じである。一方、第１の実施の形態とは異な
り、クロック抽出回路２２の出力は、第１の分周回路４
１を介して位相検出器２４の一方の入力端子に接続さ
れ、基準タイミング信号生成回路２３の出力は第２の分
周回路４２を介して位相検出器２４の他方の入力端子に
接続される。この装置においては、信号光が伝達するデ
ータの伝送速度４０Ｇｂ／ｓ、伝送路として長さ８０ｋ
ｍの単一モードファイバにおいて、波長変調量０．１ｎ
ｍ、その変調周期１０ｋＨｚ、測定時間１ｓｅｃに設定
した。また、第１の分周回路４１および第２の分周回路
４２の分周比率を１／１６に設定したところ、測定可能
な分散範囲は第１の実施の形態におけるものの１６倍に
当る±４０００ｐｅｃ／ｎｍとなった。
【００２９】次に、図６を用いて、本発明の第４の実施
の形態について説明する。光送信器１−１において、波
長変調器１２は第１の波長λ１に対して周期ｆ１、波長
変調量Δλで波長変調を行い、そこからの出力光は光変
調器１１において入力信号に応じたデータ変調を印可さ
れ、信号光として出力される。また、基準タイミング信
号送信回路５３においては、入力信号のクロック周波数
と等しい周波数を持ち入力信号に対して位相同期された
基準タイミング信号を生成し、波長λ２を用いて基準タ
イミング信号光として出力する。信号光およびは基準タ
イミング信号光は多重回路５１により波長多重され、伝
送路３を伝送する。
の形態について説明する。光送信器１−１において、波
長変調器１２は第１の波長λ１に対して周期ｆ１、波長
変調量Δλで波長変調を行い、そこからの出力光は光変
調器１１において入力信号に応じたデータ変調を印可さ
れ、信号光として出力される。また、基準タイミング信
号送信回路５３においては、入力信号のクロック周波数
と等しい周波数を持ち入力信号に対して位相同期された
基準タイミング信号を生成し、波長λ２を用いて基準タ
イミング信号光として出力する。信号光およびは基準タ
イミング信号光は多重回路５１により波長多重され、伝
送路３を伝送する。
【００３０】光受信器２−３においては、まず分離回路
５２により波長分離され、信号光および基準タイミング
信号光に分けられる。信号光は光電変換部２１において
電気信号に変換され、クロック抽出回路２２により、ク
ロック信号と再生識別された出力信号に変換される。一
方、基準タイミング信号光は基準タイミング信号受信回
路５４により光電変換され、基準タイミング信号として
再生される。クロック抽出回路２２の出力と基準タイミ
ング信号受信回路５４の出力は位相検出器２４に入力さ
れる。この位相検出器２４の出力は分散検出器２５に入
力され、この分散検出器２５は既知である波長振幅（λ
１−λ２）とクロック信号の周波数ｆ０を基に、位相検
出器２４における位相差の変化量を用いて伝送路におけ
る分散値を出力する。
５２により波長分離され、信号光および基準タイミング
信号光に分けられる。信号光は光電変換部２１において
電気信号に変換され、クロック抽出回路２２により、ク
ロック信号と再生識別された出力信号に変換される。一
方、基準タイミング信号光は基準タイミング信号受信回
路５４により光電変換され、基準タイミング信号として
再生される。クロック抽出回路２２の出力と基準タイミ
ング信号受信回路５４の出力は位相検出器２４に入力さ
れる。この位相検出器２４の出力は分散検出器２５に入
力され、この分散検出器２５は既知である波長振幅（λ
１−λ２）とクロック信号の周波数ｆ０を基に、位相検
出器２４における位相差の変化量を用いて伝送路におけ
る分散値を出力する。
【００３１】この装置においては、第１から第３の実施
の形態と異なり、分散を測定する時間は有限ではなく常
に可能となる。また、光受信器２内に電圧制御発振器３
４を含む基準タイミング信号生成回路２３が不要となる
ため、安定性がさらに改善された。この時、伝送速度４
０Ｇｂ／ｓ、伝送路として長さ４００ｋｍの分散シフト
ファイバにおいて、波長変調量０．１ｎｍ、その変調周
期１０ｋＨｚに設定することにより、伝送路の分散値と
して０から±２５０ｐｓｅｃ／ｎｍを測定することが可
能であった。
の形態と異なり、分散を測定する時間は有限ではなく常
に可能となる。また、光受信器２内に電圧制御発振器３
４を含む基準タイミング信号生成回路２３が不要となる
ため、安定性がさらに改善された。この時、伝送速度４
０Ｇｂ／ｓ、伝送路として長さ４００ｋｍの分散シフト
ファイバにおいて、波長変調量０．１ｎｍ、その変調周
期１０ｋＨｚに設定することにより、伝送路の分散値と
して０から±２５０ｐｓｅｃ／ｎｍを測定することが可
能であった。
【００３２】次に、図７を用いて、本発明の第５の実施
の形態について説明する。この分散測定装置における光
送信器１−２は、第１の光変調器６１と第１の波長変調
器６２から成り第１の入力信号から第１の出力光を生成
する第１のデータ変調部８１と、それと同様の構成をも
つ第２から第Ｎまでのデータ変調部８２と、第４の実施
の形態におけるのと同じ基準タイミング信号送信回路５
３を含む。ここで、第１から第Ｎの入力信号と基準タイ
ミング信号は位相同期されている。第１から第Ｎまでの
データ変調部および基準タイミング信号送信回路５３
は、各々異なる波長を出力し、それらは多重回路５１に
より波長多重され送信される。
の形態について説明する。この分散測定装置における光
送信器１−２は、第１の光変調器６１と第１の波長変調
器６２から成り第１の入力信号から第１の出力光を生成
する第１のデータ変調部８１と、それと同様の構成をも
つ第２から第Ｎまでのデータ変調部８２と、第４の実施
の形態におけるのと同じ基準タイミング信号送信回路５
３を含む。ここで、第１から第Ｎの入力信号と基準タイ
ミング信号は位相同期されている。第１から第Ｎまでの
データ変調部および基準タイミング信号送信回路５３
は、各々異なる波長を出力し、それらは多重回路５１に
より波長多重され送信される。
【００３３】光受信器２−４においては、第１の光電変
換部７１と第１のクロック抽出器７２と第１の位相検出
回路７３と第１の分散検出器７４からなり第１の出力信
号と第１のクロック信号を出力する第１のデータ復調部
８５と、それと同様の構成を持つ第２から第Ｎのデータ
復調部８６と、第４の実施の形態におけるのと同じ基準
タイミング信号受信回路５４を含む。基準タイミング信
号受信回路５４の出力はＮ分岐され、それぞれ第１から
第Ｎの位相検出回路の一方の端子に入力される。
換部７１と第１のクロック抽出器７２と第１の位相検出
回路７３と第１の分散検出器７４からなり第１の出力信
号と第１のクロック信号を出力する第１のデータ復調部
８５と、それと同様の構成を持つ第２から第Ｎのデータ
復調部８６と、第４の実施の形態におけるのと同じ基準
タイミング信号受信回路５４を含む。基準タイミング信
号受信回路５４の出力はＮ分岐され、それぞれ第１から
第Ｎの位相検出回路の一方の端子に入力される。
【００３４】この装置においては、第４の実施の形態と
異なり、波長多重されたそれぞれの第１から第Ｎの信号
光のそれぞれの波長における分散値を第４の実施の形態
におけるのと同様の特性により検出可能であった。
異なり、波長多重されたそれぞれの第１から第Ｎの信号
光のそれぞれの波長における分散値を第４の実施の形態
におけるのと同様の特性により検出可能であった。
【００３５】以上、本発明の分散測定装置および分散測
定方法の実施の形態に関して説明したが、本発明はその
他の様々な態様により実現可能である。
定方法の実施の形態に関して説明したが、本発明はその
他の様々な態様により実現可能である。
【００３６】まず、本発明の分散測定方法は波長分散を
測定するものとして説明したが、これはそれ以外の様々
な分散、たとえば偏波分散、モード分散などに対しても
有効な方法である。
測定するものとして説明したが、これはそれ以外の様々
な分散、たとえば偏波分散、モード分散などに対しても
有効な方法である。
【００３７】また、本発明の分散測定装置において、ク
ロック信号と基準タイミング信号が同一の周波数の場合
について説明したが、これはその関係がその整数倍ある
いは整数分の１である場合にも適用可能である。
ロック信号と基準タイミング信号が同一の周波数の場合
について説明したが、これはその関係がその整数倍ある
いは整数分の１である場合にも適用可能である。
【００３８】また、本発明中の様々な回路、部品に関し
てはその機能を満たすものであればどのような回路部品
を適用しても可能であることは言うまでもない。
てはその機能を満たすものであればどのような回路部品
を適用しても可能であることは言うまでもない。
【００３９】
【発明の効果】本発明の第１の効果は、実際にデータが
伝送されている運用システムにおいて、伝送されるデー
タの品質を落とすことなく、その伝送される波長におけ
る分散値を測定することを可能とすることである。
伝送されている運用システムにおいて、伝送されるデー
タの品質を落とすことなく、その伝送される波長におけ
る分散値を測定することを可能とすることである。
【００４０】また、第２の効果は、遠端にあるすなわち
光送信器と光受信器の間に長い伝送路がある様な伝送系
においても、伝送路の分散値を測定することが可能とす
ることである。
光送信器と光受信器の間に長い伝送路がある様な伝送系
においても、伝送路の分散値を測定することが可能とす
ることである。
【００４１】また、第３の効果は、分散測定装置が、汎
用の部品の組み合わせにより容易に実現可能であること
である。
用の部品の組み合わせにより容易に実現可能であること
である。
【図１】 本発明の第１の実施の形態を示す図
【図２】 本発明の第１の実施の形態における基準タイ
ミング信号生成回路の構成を示す図
ミング信号生成回路の構成を示す図
【図３】 本発明における第１の実施の形態の動作を説
明する図
明する図
【図４】 本発明の第２の実施の形態を示す図
【図５】 本発明の第３の実施の形態を示す図
【図６】 本発明の第４の実施の形態を示す図
【図７】 本発明の第５の実施の形態を示す図
【図８】 本発明の作用を説明するための図
【図９】 従来の例を示す図
１ 光送信器 １−１ 光送信器 １−２ 光送信器 ２ 光受信器 ２−１ 光受信器 ２−２ 光受信器 ２−３ 光受信器 ２−４ 光受信器 ３ 伝送路 １１ 光変調器 １２ 波長変調器 ２１ 光電変換部 ２２ クロック抽出回路 ２３ 基準タイミング信号生成回路 ２４ 位相検出器 ２５ 分散検出器 ３１ 位相比較器 ３２ 保持回路 ３４ 電圧制御発振器 ４１ 第１の分周回路 ４２ 第２の分周回路 ５１ 多重回路 ５２ 分離回路 ５３ 基準タイミング信号送信回路 ５４ 基準タイミング信号受信回路 ６１ 第１の光変調器 ６２ 第１の波長変調器 ６３ 第Ｎの光変調器 ６４ 第Ｎの波長変調器 ７１ 第１の光電変換部 ７２ 第１のクロック抽出回路 ７３ 第１の位相検出器 ７４ 第１の分散検出器 ７５ 第Ｎの光電変換部 ７６ 第Ｎのクロック抽出回路 ７７ 第Ｎの位相検出器 ７８ 第Ｎの分散検出器 ８１ 第１のデータ変調部 ８２ 第Ｎのデータ変調部 ８５ 第１のデータ復調部 ８６ 第Ｎのデータ復調部 １００ 光送信器 １０１ 半導体レーザ １０２ 正弦波信号 １０３ 光位相変調器 １０４ 伝送路 １０５ 多重回路 １０６ 光受信器 １０７ 分散補償器 １０８ フォトディテクタ １０９ 制御回線 １１０ バンドパスフィルタ １１１ 平均値検出回路 １１２ 光カプラ
Claims (7)
- 【請求項１】 光送信器と光受信器とから成り、伝送路
における波長分散を測定する分散測定装置であって、 前記光送信器は、 前記伝送路の一端に接続され、入力信号に応じて変調さ
れた信号光に対して所定の周期で波長に変調を加える波
長変調回路を有し、 前記光受信器は、 前記伝送路の他端に接続され、受信する信号光を基にク
ロック信号を抽出するクロック抽出回路と、 該クロック信号から基準タイミング信号を生成する基準
タイミング信号発生回路と、 該クロック信号と該基準タイミング信号との位相差を検
出する位相検出器と、 該位相検出器の出力を基に前記伝送路の分散を検出する
分散検出器とを有し、 さらに、前記基準タイミング信号発生回路が電圧制御発
振器と位相比較器と保持回路とを有し、該電圧制御発振
器の出力が２分岐され、その一方が前記位相比較器の一
方の入力に接続され、他方が前記基準タイミング信号発
生回路の出力となり、前記クロック抽出回路の出力が前
記位相比較器の他方の入力に接続され、該位相比較器の
出力が前記保持回路の入力に接続され、該保持回路は測
定時間外は該位相比較器の出力を出し測定時間中はある
一定の値を出力することを特徴とする分散測定装置。 - 【請求項２】 光送信器と光受信器とから成り、伝送路
における波長分散を測定する分散測定装置であって、 前記光送信器は、 前記伝送路の一端に接続され、入力信号に応じて変調さ
れた信号光に対して所定の周期で波長に変調を加える波
長変調回路を有し、 また、前記受信器は、 前記伝送路の他端に接続され、受信する信号光を基にク
ロック信号を抽出するクロック抽出回路と、 該クロック信号から基準タイミング信号を生成する基準
タイミング信号発生回路と、 該クロック信号と該基準タイミング信号との位相差を検
出する位相検出器と、 該位相検出器の出力を基に前記伝送路の分散を検出する
分散検出器とを有し、 さらに、前記基準タイミング信号発生回路が電圧制御発
振器と保持回路とを含み、該電圧制御発振器の出力が２
分岐され、その一方が前記位相検出器の一方の入力に接
続され、他方が前記基準タイミング信号発生回路の出力
となり、前記クロック抽出回路の出力が前記位相比較器
の他方の入力に接続され、該位相比較器の出力が前記保
持回路の入力に接続され、該保持回路は測定時間外は該
位相比較器の出力を出し測定時間中はある一定の値を出
力することを特徴とする分散測定装置。 - 【請求項３】 光送信器と光受信器とから成り、伝送路
における分散を測定する分散測定装置であって、 前記光送信器は、 前記伝送路の一端に接続され、第１の波長を入力信号に
応じて変調し信号光として出力する光変調回路と、 該光変調回路に接続され、該信号光に対して所定の周期
で波長に変調を加える波長変調回路と、 該データのクロック速度に対して整数倍あるいは整数分
の１の周波数を有する周期信号である基準タイミング信
号を第２の波長を用いて送出する基準タイミング信号送
信回路とを有し、 前記光受信器は、 前記伝送路の他端に接続され前記第１の波長を受信する
光受信回路と、 前記クロック信号を抽出するクロック抽出回路と、 前記基準タイミング信号を受信しその再生を行う基準タ
イミング信号再生回路と、 前記クロック信号と該基準タイミング信号との位相差を
検出する位相検出器と、 該位相検出器の出力を基に前記伝送路の分散を検出する
分散検出器とを有することを特徴とする分散測定装置。 - 【請求項４】 光送信器と光受信器との間に設置された
伝送路における分散を測定する分散測定方法であって、 前記光送信器において入力信号に応じて変調された信号
光を送出する手順と、 該信号光に対して所定の周期で変調を加えることにより
該伝送路の分散で生じる遅延を該周期で変化させる手順
と、 前記光受信器において前記信号光に対するクロック信号
を抽出する手順と、 該クロック信号に対してＮ倍あるいはＮ分の１の周波数
（Ｎは１以上の整数）を有する周期信号である基準タイ
ミング信号を生成する手順と、 前記クロック信号のＭ倍あるいはＭ分の１の周波数（Ｍ
は１以上の整数）の信号と前記基準タイミング信号との
位相差を検出する手順とを有し、 前記伝送路における分散を測定することを特徴とする分
散測定方法。 - 【請求項５】 前記基準タイミング信号は前記クロック
信号を用いて生成され、測定時間以外において該クロッ
ク信号と位相同期しており、測定中は測定開始直前の位
相を保持していることを特徴とする請求項４記載の分散
測定方法。 - 【請求項６】 前記基準タイミング信号は、前記光送信
器から前記信号光とは異なる波長により前記光受信器に
伝送され、前記基準タイミング信号は該光受信器におい
て受信および再生されることを特徴とする請求項４また
は５記載の分散測定方法。 - 【請求項７】 前記測定対象となる分散が光ファイバ伝
送路における波長分散であることを特徴とする請求項４
ないし６のいずれかに記載の分散測定方法。
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|---|---|---|---|
| JP12929899A JP3379473B2 (ja) | 1999-05-10 | 1999-05-10 | 分散測定装置 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002300304A Division JP3788417B2 (ja) | 2002-10-15 | 2002-10-15 | 分散測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000321171A true JP2000321171A (ja) | 2000-11-24 |
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|---|---|---|---|
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7228075B2 (en) | 2001-05-14 | 2007-06-05 | Fujitsu Limited | Wavelength multiplexing apparatus and signal conversion apparatus |
| WO2022249659A1 (ja) * | 2021-05-24 | 2022-12-01 | 浜松ホトニクス株式会社 | 分散測定装置及び分散測定方法 |
| WO2022249658A1 (ja) * | 2021-05-24 | 2022-12-01 | 浜松ホトニクス株式会社 | 分散測定装置及び分散測定方法 |
| WO2022249660A1 (ja) * | 2021-05-24 | 2022-12-01 | 浜松ホトニクス株式会社 | 分散測定装置及び分散測定方法 |
-
1999
- 1999-05-10 JP JP12929899A patent/JP3379473B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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