JPH04215B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH04215B2 JPH04215B2 JP58202706A JP20270683A JPH04215B2 JP H04215 B2 JPH04215 B2 JP H04215B2 JP 58202706 A JP58202706 A JP 58202706A JP 20270683 A JP20270683 A JP 20270683A JP H04215 B2 JPH04215 B2 JP H04215B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- chromatic dispersion
- dispersion coefficient
- baseband
- optical fiber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
- G01M11/30—Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides
- G01M11/33—Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides with a light emitter being disposed at one fibre or waveguide end-face, and a light receiver at the other end-face
- G01M11/335—Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides with a light emitter being disposed at one fibre or waveguide end-face, and a light receiver at the other end-face using two or more input wavelengths
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
- G01M11/30—Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides
- G01M11/33—Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides with a light emitter being disposed at one fibre or waveguide end-face, and a light receiver at the other end-face
- G01M11/333—Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides with a light emitter being disposed at one fibre or waveguide end-face, and a light receiver at the other end-face using modulated input signals
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
- G01M11/30—Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides
- G01M11/33—Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides with a light emitter being disposed at one fibre or waveguide end-face, and a light receiver at the other end-face
- G01M11/338—Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides with a light emitter being disposed at one fibre or waveguide end-face, and a light receiver at the other end-face by measuring dispersion other than PMD, e.g. chromatic dispersion
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(1) 発明の技術分野
本発明は光フアイバにおける波長分散係数測定
装置に関する。
装置に関する。
(2) 技術の背景
光フアイバの高性能化に伴い、長距離光通信シ
ステムが実用に供せられている。特にシングルモ
ードの光フアイバを伝送路とする光通信システム
では、光パルスの送信系から光パルスの受信系に
至る間での光パルス幅の不要な広がりが非常に少
なく高周波のデータ伝送に好適である。すなわち
大容量のデータ伝送に好適である。然しながら高
周波のデータ伝送とは言つても、例えば光源に半
導体レーザを使用した伝送装置において、スペク
トル分布が広く又、時間的にゆらぎがある場合に
は、50Kmを超える伝送区間に対し、400Mb／ｓ
を超えるような伝送速度でのデータ伝送にまで十
分供し得るものではない。これは、「波長分散」
に起因して生ずる光パルス幅の広がりとその変動
が無視し得なくなるからである。すなわち符号間
干渉およびモード分配雑音が顕著になつてくる。
この波長分散は、送信される光パルスに含まれる
光の波長（半導体レーザであれば３、４種程度の
種類の波長λ1、λ2、λ3…が含まれる）に応じて受
信系に至る該光パルスの到達時間に差ができると
いう事実により、光パルスの分布が受信系におい
て分散してしまうことを意味する。この原因とし
て偏波分散、材料分散、構造分散等が解明されて
いるが、結論的には光の伝搬速度に波長依存性が
あるということが言える。
ステムが実用に供せられている。特にシングルモ
ードの光フアイバを伝送路とする光通信システム
では、光パルスの送信系から光パルスの受信系に
至る間での光パルス幅の不要な広がりが非常に少
なく高周波のデータ伝送に好適である。すなわち
大容量のデータ伝送に好適である。然しながら高
周波のデータ伝送とは言つても、例えば光源に半
導体レーザを使用した伝送装置において、スペク
トル分布が広く又、時間的にゆらぎがある場合に
は、50Kmを超える伝送区間に対し、400Mb／ｓ
を超えるような伝送速度でのデータ伝送にまで十
分供し得るものではない。これは、「波長分散」
に起因して生ずる光パルス幅の広がりとその変動
が無視し得なくなるからである。すなわち符号間
干渉およびモード分配雑音が顕著になつてくる。
この波長分散は、送信される光パルスに含まれる
光の波長（半導体レーザであれば３、４種程度の
種類の波長λ1、λ2、λ3…が含まれる）に応じて受
信系に至る該光パルスの到達時間に差ができると
いう事実により、光パルスの分布が受信系におい
て分散してしまうことを意味する。この原因とし
て偏波分散、材料分散、構造分散等が解明されて
いるが、結論的には光の伝搬速度に波長依存性が
あるということが言える。
かくして、波長分散の程度、すなわち波長分散
係数の値を知ることは光通信システムの設計、施
工上欠くことができない。この波長分散係数が、
光フアイバ伝送路の品質を決定し、どの程度の容
量のデータ伝送が可能かを決定する目安となるか
らである。
係数の値を知ることは光通信システムの設計、施
工上欠くことができない。この波長分散係数が、
光フアイバ伝送路の品質を決定し、どの程度の容
量のデータ伝送が可能かを決定する目安となるか
らである。
(3) 従来技術と問題点
波長分散係数をＭとすると、一般にＭは、
Ｍ＝Δτ／Δλ×Ｌ (1)
なる差分で表示することができる。ここに、Ｌは
光フアイバの伝送路長（Km）、Δλは波長の違い
（ｎｍ）で既述の波長の差｜λ1−λ2｜、｜λ2−λ3｜
…に相当するもの、Δτは受信系に到達するまで
の各波長間の時間差（pS）であり、Ｍの単位は
pS／Km／ｎｍである。つまり、Ｍの意味すると
ころは、波長λが1nｍ異なるとすると光フアイ
バの伝送路長１Km当り、Δτ（pS）の信号到達遅れ
を生ずるということである。
光フアイバの伝送路長（Km）、Δλは波長の違い
（ｎｍ）で既述の波長の差｜λ1−λ2｜、｜λ2−λ3｜
…に相当するもの、Δτは受信系に到達するまで
の各波長間の時間差（pS）であり、Ｍの単位は
pS／Km／ｎｍである。つまり、Ｍの意味すると
ころは、波長λが1nｍ異なるとすると光フアイ
バの伝送路長１Km当り、Δτ（pS）の信号到達遅れ
を生ずるということである。
第１図は波長分散係数を測定するための従来の
測定装置の一例を示す模式図である。本図におい
て、１４が波長分散係数Ｍを測定すべき対象とな
る光フアイバであり、その光入力側にはYAGレ
ーザ源１１、短尺の光フアイバ１２および分光器
１３が設けられる。又、その光出力側には計測装
置１５が設けられる。YAGレーザ源１１と光フ
アイバ１２は、いわゆるラマン効果によるフアイ
バラマンレーザを形成し、ここに種々の周波数の
発振が起る。つまり波長λ1，λ2，λ3…の発振が起
る。そこで、これら種々の波長を有する光を分光
器１３によつて１つ１つ選択し、λ1の光の到達時
間t1、λ2の光の到達時間t3等を順次、計測装置１
５において計測する。ここに上記(1)式における
Δτ、Δλが実測され、Ｌは既知の値であるから、
波長分散係数Ｍが求まる。
測定装置の一例を示す模式図である。本図におい
て、１４が波長分散係数Ｍを測定すべき対象とな
る光フアイバであり、その光入力側にはYAGレ
ーザ源１１、短尺の光フアイバ１２および分光器
１３が設けられる。又、その光出力側には計測装
置１５が設けられる。YAGレーザ源１１と光フ
アイバ１２は、いわゆるラマン効果によるフアイ
バラマンレーザを形成し、ここに種々の周波数の
発振が起る。つまり波長λ1，λ2，λ3…の発振が起
る。そこで、これら種々の波長を有する光を分光
器１３によつて１つ１つ選択し、λ1の光の到達時
間t1、λ2の光の到達時間t3等を順次、計測装置１
５において計測する。ここに上記(1)式における
Δτ、Δλが実測され、Ｌは既知の値であるから、
波長分散係数Ｍが求まる。
上述した測定装置には１つの大きな問題点があ
る。これは現場での測定が不可能に近いという問
題である。その理由の第１は、分光器１３からの
光の送出時間と計測装置１５での計測時間との間
に同期を保たなければならないから、被測定光フ
アイバ１４の光入力側と光出力側は同一箇所にあ
ることが望ましく、光フアイバを実際に敷設した
状態での測定は非常に困難となる、ことにある。
つまり工場での出荷試験としての意義（光フアイ
バ１４がドラムに巻回されている状態での試験）
しかない。第２の理由は、特にフアイバラマンレ
ーザ１１，１２，１３が大きく且つ重いことか
ら、可搬式であることが要件であるフイールドテ
ストには向かないことにある。この結果、光フア
イバを実際に敷設した状態で正確に波長分散係数
Ｍを測定できない。この係数Ｍは、工場生産時の
光フアイバと現場敷設時の光フアイバとの間で異
なるものであり、究極的には現場敷設時の係数Ｍ
を把握しなければ意味がない。上記の工場生産時
と現場敷設時の差は、光フアイバに加わる応力の
違い、芯線の配列状態の違い、光フアイバのロツ
ト毎の値Ｍとこれらを長尺につなぎ合わせたとき
の値Ｍとの間にできる当然の相違等に起因すると
思われる。
る。これは現場での測定が不可能に近いという問
題である。その理由の第１は、分光器１３からの
光の送出時間と計測装置１５での計測時間との間
に同期を保たなければならないから、被測定光フ
アイバ１４の光入力側と光出力側は同一箇所にあ
ることが望ましく、光フアイバを実際に敷設した
状態での測定は非常に困難となる、ことにある。
つまり工場での出荷試験としての意義（光フアイ
バ１４がドラムに巻回されている状態での試験）
しかない。第２の理由は、特にフアイバラマンレ
ーザ１１，１２，１３が大きく且つ重いことか
ら、可搬式であることが要件であるフイールドテ
ストには向かないことにある。この結果、光フア
イバを実際に敷設した状態で正確に波長分散係数
Ｍを測定できない。この係数Ｍは、工場生産時の
光フアイバと現場敷設時の光フアイバとの間で異
なるものであり、究極的には現場敷設時の係数Ｍ
を把握しなければ意味がない。上記の工場生産時
と現場敷設時の差は、光フアイバに加わる応力の
違い、芯線の配列状態の違い、光フアイバのロツ
ト毎の値Ｍとこれらを長尺につなぎ合わせたとき
の値Ｍとの間にできる当然の相違等に起因すると
思われる。
上記の波長分散係数測定装置の他に周波数掃引
法を基礎にしてなる波長分散係数測定装置も知ら
れており、これはさらに第１形式の測定装置と第
２形式の測定装置とに大別される。第１形式の測
定装置は光源スペクトル分布がガウス分布をなす
という前提のもとに、Ｍを算出するものであり、
例えば Ｍ＝0.442／6dBΔλ1/2Ｌ なる算出式が最もよく知られている。ここに6dB
は、ベースバンド特性が6dB低下するときの変調
周波数であり、Δλ1/2は、光源スペクトル分布に
おいて、振幅がガウス分布の中心から1/2に低下
する波長幅であり、スペクトル半値全幅と呼ばれ
るものである。この第１形式の測定装置の問題点
は、測定されたＭの値の誤差が大であることであ
る。これは、半導体レーザの出力光のスペクトル
分布は通常殆どガウス分布とならないことに基づ
く。
法を基礎にしてなる波長分散係数測定装置も知ら
れており、これはさらに第１形式の測定装置と第
２形式の測定装置とに大別される。第１形式の測
定装置は光源スペクトル分布がガウス分布をなす
という前提のもとに、Ｍを算出するものであり、
例えば Ｍ＝0.442／6dBΔλ1/2Ｌ なる算出式が最もよく知られている。ここに6dB
は、ベースバンド特性が6dB低下するときの変調
周波数であり、Δλ1/2は、光源スペクトル分布に
おいて、振幅がガウス分布の中心から1/2に低下
する波長幅であり、スペクトル半値全幅と呼ばれ
るものである。この第１形式の測定装置の問題点
は、測定されたＭの値の誤差が大であることであ
る。これは、半導体レーザの出力光のスペクトル
分布は通常殆どガウス分布とならないことに基づ
く。
上記第２形式の測定装置は、前記ベースバンド
特性において減衰量がほぼ0dBとなる変調周波数
が周期的に現われるという事実のもとに、 Ｍ＝１／Tδ〓Ｌ から、求めるＭを算出するものである。ここにT
は上記減衰量が高周波帯域で再びほぼ0dBとなる
ときの周波数であり、δ〓は、光源スペクトル分布
において、周期的に現われる線スペクトルの発振
モード間隔（隣接する２つの線スペクトルの波長
差）である。この第２形式の測定装置の問題点
は、非常に高価な測定器具を必要とすることであ
る。これは、半導体レーザにおける前記Tが通常
数ＧHz以上という高い周波数を示すことに基づ
く。
特性において減衰量がほぼ0dBとなる変調周波数
が周期的に現われるという事実のもとに、 Ｍ＝１／Tδ〓Ｌ から、求めるＭを算出するものである。ここにT
は上記減衰量が高周波帯域で再びほぼ0dBとなる
ときの周波数であり、δ〓は、光源スペクトル分布
において、周期的に現われる線スペクトルの発振
モード間隔（隣接する２つの線スペクトルの波長
差）である。この第２形式の測定装置の問題点
は、非常に高価な測定器具を必要とすることであ
る。これは、半導体レーザにおける前記Tが通常
数ＧHz以上という高い周波数を示すことに基づ
く。
(4) 発明の目的
従つて本発明の目的は、上記の諸問題点に鑑
み、工場での測定は勿論、光フアイバを現実に敷
設した後における現場での測定にも適すると共
に、安価且つ高精度な波長分散係数測定装置を提
案することである。
み、工場での測定は勿論、光フアイバを現実に敷
設した後における現場での測定にも適すると共
に、安価且つ高精度な波長分散係数測定装置を提
案することである。
(5) 発明の構成
上記目的を達成するために本発明は、単一モー
ド光フアイバの一端に複数の変調周波数の信号に
よつて振幅変調した光信号を入射する光送信部
と、該単一モード光フアイバの他端にて受信した
各前記変調周波数に対する前記光信号の出力レベ
ルを検出し、該単一モード光フアイバのベースバ
ンド特性を測定する光受信部と、入射した前記光
信号のスペクトルに含まれる複数の発振モードの
波長および各々の該発振モードの振幅と、予め設
定した前記変調周波数および仮想の波長分散係数
とから、前記光受信部で得られたベースバンド特
性に最も近似するような計算ベースバンド特性を
算出し、該算出された計算ベースバンド特性を定
める前記仮想の波長分散係数を該単一モード光フ
アイバの波長分散係数とする波長分散係数測定装
置において、前記単一モード光フアイバの一端か
らの前記光信号を分波する分波手段と、分波され
た該光信号を分光する分光器と、該分光器の出力
を受信して各前記発振モードの波長および各該発
振モードの振幅をそれぞれ検出してその結果を出
力する光検出器とからなる光学スペクトル解析部
を設け、前記光受信部は、前記ベースバンド特性
を実測する選択レベルメータを備え、さらに、前
記光送信部と、前記光検出器と、前記選択レベル
メータとにそれぞれ接続し、前記変調周波数を自
ら設定して該光送信部に入力し、かつ、前記仮想
の波長分散係数を自ら設定すると共に、該選択レ
ベルメータからの前記ベースバンド特性に最も近
似する計算ベースバンド特性を算出し、自ら設定
した該仮想の波長分散係数のうち、算出した該計
算ベースバンド特性に近似する波長分散係数を割
り出すデータ処理部を設け、該データ処理部から
前記発振モードの変動に常に追従した波長分散係
数の測定結果を得るようにしたことを特徴とする
ものである。
ド光フアイバの一端に複数の変調周波数の信号に
よつて振幅変調した光信号を入射する光送信部
と、該単一モード光フアイバの他端にて受信した
各前記変調周波数に対する前記光信号の出力レベ
ルを検出し、該単一モード光フアイバのベースバ
ンド特性を測定する光受信部と、入射した前記光
信号のスペクトルに含まれる複数の発振モードの
波長および各々の該発振モードの振幅と、予め設
定した前記変調周波数および仮想の波長分散係数
とから、前記光受信部で得られたベースバンド特
性に最も近似するような計算ベースバンド特性を
算出し、該算出された計算ベースバンド特性を定
める前記仮想の波長分散係数を該単一モード光フ
アイバの波長分散係数とする波長分散係数測定装
置において、前記単一モード光フアイバの一端か
らの前記光信号を分波する分波手段と、分波され
た該光信号を分光する分光器と、該分光器の出力
を受信して各前記発振モードの波長および各該発
振モードの振幅をそれぞれ検出してその結果を出
力する光検出器とからなる光学スペクトル解析部
を設け、前記光受信部は、前記ベースバンド特性
を実測する選択レベルメータを備え、さらに、前
記光送信部と、前記光検出器と、前記選択レベル
メータとにそれぞれ接続し、前記変調周波数を自
ら設定して該光送信部に入力し、かつ、前記仮想
の波長分散係数を自ら設定すると共に、該選択レ
ベルメータからの前記ベースバンド特性に最も近
似する計算ベースバンド特性を算出し、自ら設定
した該仮想の波長分散係数のうち、算出した該計
算ベースバンド特性に近似する波長分散係数を割
り出すデータ処理部を設け、該データ処理部から
前記発振モードの変動に常に追従した波長分散係
数の測定結果を得るようにしたことを特徴とする
ものである。
(6) 発明の実施例
第２図は波長分散係数を測定するための本発明
の測定装置の一例を示す模式図である。本図にお
いて、被測定対象となる光フアイバ１４の両端に
は電気／光・変換器（Ｅ／Ｏ）２２および光／電
気・変換器（Ｏ／Ｅ）２３を介して発振器２１お
よび選択レベルメータ２４が接続される。発振器
２１は発振周波数が可変の、例えば正弦波交流
信号を出力し、これをもつて、Ｅ／Ｏ２２内の光
出力を変調する。Ｅ／Ｏ２２は例えば半導体レー
ザからなる。ここでベースバンド特性なる語を導
入すれば、ベースバンド特性とは、前記半導体レ
ーザの出力光を、発振器２１により直接振幅変調
した光信号を光フアイバ１４の光入力側に印加
し、その光出力側において実測される、前記変調
周波数の変化に対する受信光の振幅応答特性を
いうものと定義される。もう少し詳しく述べる
と、先ず一本の光フアイバを想定し、その入力を
ベクトルP〓io（ｔ）、その出力をベクトルP〓put（ｔ
）
とすると、 P〓io（ｔ）＝P〓ioej〓t (2) P〓put（ｔ）＝P〓putej〓t (3) と表現できる。ただし、ωはベースバンド角周波
数である。そして、光フアイバに角周波数ωで入
力された信号P〓io（ｔ）が出力P〓upt（ｔ）をもつて
出
力されたのであるから、光フアイバの伝達関数H〓
（ｔ）は、上記(2)、(3)式より H〓（ｔ）＝Pput（ｔ）／Pio（ｔ）＝Pput／Pi
o(4) となる。従つて、角周波数ωの信号の減衰量は、 −10・log｜H〓（ｔ）｜ ＝−10・log｜Pput／Pio｜（dB） (5) となる。一般に上記(5)式で与えられた信号の減衰
量は、角周波数ωの関数となつており、これがベ
ースバンド特性と称される。すなわち、光フアイ
バのベースバンド特性は、 −10・log｜Ｈ（ｔ）〓=〓′｜／｜Ｈ（ｔ）〓=0｜
（dB）(6) となり、さらに書き換えて −10・log｜Pput／Pio｜〓=〓′ ＋10・log｜Pput／Pio｜〓=0（dB） (7) となる。ただし、ω′はある任意の角周波数
（ω′≠０）である。上記(7)式の第２項は、光の損
失を表わしている。
の測定装置の一例を示す模式図である。本図にお
いて、被測定対象となる光フアイバ１４の両端に
は電気／光・変換器（Ｅ／Ｏ）２２および光／電
気・変換器（Ｏ／Ｅ）２３を介して発振器２１お
よび選択レベルメータ２４が接続される。発振器
２１は発振周波数が可変の、例えば正弦波交流
信号を出力し、これをもつて、Ｅ／Ｏ２２内の光
出力を変調する。Ｅ／Ｏ２２は例えば半導体レー
ザからなる。ここでベースバンド特性なる語を導
入すれば、ベースバンド特性とは、前記半導体レ
ーザの出力光を、発振器２１により直接振幅変調
した光信号を光フアイバ１４の光入力側に印加
し、その光出力側において実測される、前記変調
周波数の変化に対する受信光の振幅応答特性を
いうものと定義される。もう少し詳しく述べる
と、先ず一本の光フアイバを想定し、その入力を
ベクトルP〓io（ｔ）、その出力をベクトルP〓put（ｔ
）
とすると、 P〓io（ｔ）＝P〓ioej〓t (2) P〓put（ｔ）＝P〓putej〓t (3) と表現できる。ただし、ωはベースバンド角周波
数である。そして、光フアイバに角周波数ωで入
力された信号P〓io（ｔ）が出力P〓upt（ｔ）をもつて
出
力されたのであるから、光フアイバの伝達関数H〓
（ｔ）は、上記(2)、(3)式より H〓（ｔ）＝Pput（ｔ）／Pio（ｔ）＝Pput／Pi
o(4) となる。従つて、角周波数ωの信号の減衰量は、 −10・log｜H〓（ｔ）｜ ＝−10・log｜Pput／Pio｜（dB） (5) となる。一般に上記(5)式で与えられた信号の減衰
量は、角周波数ωの関数となつており、これがベ
ースバンド特性と称される。すなわち、光フアイ
バのベースバンド特性は、 −10・log｜Ｈ（ｔ）〓=〓′｜／｜Ｈ（ｔ）〓=0｜
（dB）(6) となり、さらに書き換えて −10・log｜Pput／Pio｜〓=〓′ ＋10・log｜Pput／Pio｜〓=0（dB） (7) となる。ただし、ω′はある任意の角周波数
（ω′≠０）である。上記(7)式の第２項は、光の損
失を表わしている。
本発明の測定においては、Ｏ／Ｅ２３の光パワ
ーレベルにおける光パワーレベルの大幅な変動に
起因するリニアリテイーの劣化をなくすために、
減衰器（ATT）１０１により予めレベル調整
（｜P〓io｜〓=0＝｜P〓put｜〓=0）が行われており、
結
局、上記(7)式の第２項目は零となる。
ーレベルにおける光パワーレベルの大幅な変動に
起因するリニアリテイーの劣化をなくすために、
減衰器（ATT）１０１により予めレベル調整
（｜P〓io｜〓=0＝｜P〓put｜〓=0）が行われており、
結
局、上記(7)式の第２項目は零となる。
次に光源スペクトルとベースバンド特性の関係
について考察する。光源スペクトルとは、第２図
のＥ／Ｏ２２からの出力光の光学スペクトルを意
味する。ここで光源の光学スペクトル分布と波長
分散特性についてみると、第３図および第４図の
グラフの如く表わすことができる。第３図は波長
λと振幅aiの関係によつて光源スペクトル分布を
表わすグラフであり、第４図は波長λと波長分散
係数ｍの関係によつて波長分散特性を表わすグラ
フである。つまり、光源のスペクトル分布はai
（λi（ただし、ｉ＝０、±１、±２…）で表わされ、
通常のLD光源のスペクトル分布拡がりは高々数
ｎｍ程度と狭いため波長分散係数ｍは光源のスペ
クトルの範囲内で一定（m0）と近似される。な
お、第４図中の実線カーブ４１は実際の特性を示
す。このｍ＝m0なる関係式から、λ0を持つ信号
とλを持つ信号との間の、受信系へ到達するまで
の遅延時間差δは、 δ＝∫x 0ｍ dx×Ｌ＝m0x×Ｌ (8) （ただしｘ＝λ−λ0である） となる。前述したaiなるスペクトル強度を持つ信
号が、第２図の２１，２２によつて正弦波で変調
されて光フアイバ１４を伝搬し、Ｏ／Ｅ２３に至
つたときの受信光信号A〓は、前記角周波数ω（＝
2π）を用いて、 A〓exp(jωt)＝ 〓i ai ・exp｛jω（ｔ−ti）｝ (9) で表わされる。ただし、tiはｉ番目のスペクトル
モードによる信号の遅延時間を示す。上記(9)よ
り、 A〓＝ 〓i ai ・exp（−jωti） (10) を得るので、これを複数振幅表示してみる。第５
図は受信光信号Ａ〓を複素振幅表示したベクトル図
である。本図に示すベクトルは、波長λ0の信号の
振幅a0を基準ベクトルにとつて示す。なお、横軸
Ｒは実軸（real）、縦軸Ｉは虚軸（imaginary）
である。
について考察する。光源スペクトルとは、第２図
のＥ／Ｏ２２からの出力光の光学スペクトルを意
味する。ここで光源の光学スペクトル分布と波長
分散特性についてみると、第３図および第４図の
グラフの如く表わすことができる。第３図は波長
λと振幅aiの関係によつて光源スペクトル分布を
表わすグラフであり、第４図は波長λと波長分散
係数ｍの関係によつて波長分散特性を表わすグラ
フである。つまり、光源のスペクトル分布はai
（λi（ただし、ｉ＝０、±１、±２…）で表わされ、
通常のLD光源のスペクトル分布拡がりは高々数
ｎｍ程度と狭いため波長分散係数ｍは光源のスペ
クトルの範囲内で一定（m0）と近似される。な
お、第４図中の実線カーブ４１は実際の特性を示
す。このｍ＝m0なる関係式から、λ0を持つ信号
とλを持つ信号との間の、受信系へ到達するまで
の遅延時間差δは、 δ＝∫x 0ｍ dx×Ｌ＝m0x×Ｌ (8) （ただしｘ＝λ−λ0である） となる。前述したaiなるスペクトル強度を持つ信
号が、第２図の２１，２２によつて正弦波で変調
されて光フアイバ１４を伝搬し、Ｏ／Ｅ２３に至
つたときの受信光信号A〓は、前記角周波数ω（＝
2π）を用いて、 A〓exp(jωt)＝ 〓i ai ・exp｛jω（ｔ−ti）｝ (9) で表わされる。ただし、tiはｉ番目のスペクトル
モードによる信号の遅延時間を示す。上記(9)よ
り、 A〓＝ 〓i ai ・exp（−jωti） (10) を得るので、これを複数振幅表示してみる。第５
図は受信光信号Ａ〓を複素振幅表示したベクトル図
である。本図に示すベクトルは、波長λ0の信号の
振幅a0を基準ベクトルにとつて示す。なお、横軸
Ｒは実軸（real）、縦軸Ｉは虚軸（imaginary）
である。
ここで、上記(8)式を再び参照すると、波長λ0を
持つ受信光信号と波長λiを持つ受信光信号との間
の遅延時間差δiは、 δi＝ti−t0＝∫〓〓i 0mdx×Ｌ ＝m0Δλi×Ｌ （11） で表わされる（ただし、Δλi＝λi−λ0）。従つて、
上記(6)式で示されるベースバンド特性は、 で表わされることになり、これが理論近似関数と
なる。一方、この理論近似関数は、選択レベルメ
ータ２４との関連において、（13）式の様にも表
現できる。
持つ受信光信号と波長λiを持つ受信光信号との間
の遅延時間差δiは、 δi＝ti−t0＝∫〓〓i 0mdx×Ｌ ＝m0Δλi×Ｌ （11） で表わされる（ただし、Δλi＝λi−λ0）。従つて、
上記(6)式で示されるベースバンド特性は、 で表わされることになり、これが理論近似関数と
なる。一方、この理論近似関数は、選択レベルメ
ータ２４との関連において、（13）式の様にも表
現できる。
最初の20はレベルメータの表示に合わせたもの
である。なお、（13）式に示す如く、各発振モー
ドでのaiを考慮したことによつて、従来にない高
精度な測定を可能にしている。
である。なお、（13）式に示す如く、各発振モー
ドでのaiを考慮したことによつて、従来にない高
精度な測定を可能にしている。
ところで（13）式において、aiももΔλiもＬ
も全て既知であり、波長分散係数m0が未知数と
なる。そこで、一方において選択レベルメータの
実測データをプロツトして実測ベースバンド特性
を得ると共に、他方において、（13）式のm0を
種々に変化させて計算ベースバンド特性をプロセ
ツサ２５より得る。そして、その実測ベースバン
ド特性のプロフイルに最も適合するプロフイルを
持つた計算ベースバンド特性を割り出し、当該計
算ベースバンド特性を定めるｍから、求める波長
分散係数Ｍを導出する。
も全て既知であり、波長分散係数m0が未知数と
なる。そこで、一方において選択レベルメータの
実測データをプロツトして実測ベースバンド特性
を得ると共に、他方において、（13）式のm0を
種々に変化させて計算ベースバンド特性をプロセ
ツサ２５より得る。そして、その実測ベースバン
ド特性のプロフイルに最も適合するプロフイルを
持つた計算ベースバンド特性を割り出し、当該計
算ベースバンド特性を定めるｍから、求める波長
分散係数Ｍを導出する。
第６Ａ図は実測ベースバンド特性と計算ベース
バンド特性の第１例を示すグラフであり、第６Ｂ
図は第６Ａ図のグラフを得るのに用いた光源スペ
クトルの分布図である。同様に、第７Ａ図は実測
ベースバンド特性と計算ベースバンド特性の第２
例を示すグラフであり、第７Ｂ図は第７Ａ図のグ
ラフを得るのに用いた光源スペクトルの分布図で
ある。第６Ａ図（第７Ａ図も同じ）を横軸には変
調周波数（ＭHz）を採り（対数表示で）、その縦
軸には減衰量Loss（dB）を採る。この縦軸の読み
は第２図の選択レベルメータ２４の読みである。
グラフ中の○印は実測データをプロツトしたもの
であり、カーブＨは、上記（13）式に則り、m0
を変えたときに得られる計算カーブであつて且つ
実測データに最も近似したカーブを示す。従つ
て、このカーブＨを得たときのm0が、求める波
長分散係数Ｍとなる。第６Ｂ図および第７Ｂ図に
おいて縦軸は振幅、横軸は波長である。波長は１
目盛1nｍである。従つて、第６Ｂ図のΔλiは約
0.73×（ｉ−１）ｎｍ、第７Ｂ図では約1.43×（ｉ
−１）ｎｍである。
バンド特性の第１例を示すグラフであり、第６Ｂ
図は第６Ａ図のグラフを得るのに用いた光源スペ
クトルの分布図である。同様に、第７Ａ図は実測
ベースバンド特性と計算ベースバンド特性の第２
例を示すグラフであり、第７Ｂ図は第７Ａ図のグ
ラフを得るのに用いた光源スペクトルの分布図で
ある。第６Ａ図（第７Ａ図も同じ）を横軸には変
調周波数（ＭHz）を採り（対数表示で）、その縦
軸には減衰量Loss（dB）を採る。この縦軸の読み
は第２図の選択レベルメータ２４の読みである。
グラフ中の○印は実測データをプロツトしたもの
であり、カーブＨは、上記（13）式に則り、m0
を変えたときに得られる計算カーブであつて且つ
実測データに最も近似したカーブを示す。従つ
て、このカーブＨを得たときのm0が、求める波
長分散係数Ｍとなる。第６Ｂ図および第７Ｂ図に
おいて縦軸は振幅、横軸は波長である。波長は１
目盛1nｍである。従つて、第６Ｂ図のΔλiは約
0.73×（ｉ−１）ｎｍ、第７Ｂ図では約1.43×（ｉ
−１）ｎｍである。
ところで、第６Ａ，７Ａ図で示した実測データ
に最も近いプロフイルを持つカーブＨを割り出す
のにコンピユータシユミレーシヨンが最も効率的
であり、具体的には例えば最小二乗近似により、
最も近いカーブＨを割り出す。すなわち、 AF＝N 〓k=1 （Fk−Ｈ（k））2 （14） で表わされる評価関数AFを最小とするようなｍ
の値をサーチする。Fkは、周波数kにおいて実測
されたベースバンド値（第６Ａ，７Ａ図のLoss）
であり、Ｈ（k）はその周波数における上記（13）
式による理論近似関数の計算値である。なお、k
は高々1000MHz（1GHz）であり、安価な測定器
で済む。
に最も近いプロフイルを持つカーブＨを割り出す
のにコンピユータシユミレーシヨンが最も効率的
であり、具体的には例えば最小二乗近似により、
最も近いカーブＨを割り出す。すなわち、 AF＝N 〓k=1 （Fk−Ｈ（k））2 （14） で表わされる評価関数AFを最小とするようなｍ
の値をサーチする。Fkは、周波数kにおいて実測
されたベースバンド値（第６Ａ，７Ａ図のLoss）
であり、Ｈ（k）はその周波数における上記（13）
式による理論近似関数の計算値である。なお、k
は高々1000MHz（1GHz）であり、安価な測定器
で済む。
第８図は最小二乗近似の計算アルゴリズムを図
解的に説明する図であり、横軸には、波長分散係
数ｍをとり、縦軸には上記（14）式のAFの値を
とり、波長分散係数を変化させる量をΔmとす
る。
解的に説明する図であり、横軸には、波長分散係
数ｍをとり、縦軸には上記（14）式のAFの値を
とり、波長分散係数を変化させる量をΔmとす
る。
AFの値が１つ前のｍでの値よりも小さけれ
ばｍ→ｍ＋Δmとし計算を続ける。
ばｍ→ｍ＋Δmとし計算を続ける。
AFの値が１つ前のｍでの値よりも大きけれ
ばΔm→−Δm／Ｎ、すなわちｍ→ｍ−Δmとし
て計算を続ける。ただし、Ｎは任意の係数で通
常２〜10程度の値に選ばれる。
ばΔm→−Δm／Ｎ、すなわちｍ→ｍ−Δmとし
て計算を続ける。ただし、Ｎは任意の係数で通
常２〜10程度の値に選ばれる。
｜Δm／ｍ｜＜10-3となつたら収束したと見な
す。
第９図は本発明に基づく波長分散係数測定装置
の実用的な概略構成を示すブロツク図であり、第
２図の構成をより実際的に実現したものである。
本図において、波長分散係数測定装置９０は４つ
のブロツク９１，９２，９３および９４に大別さ
れ、９１は、波長分散係数Ｍを測定すべき光フア
イバ１４の一端に、周波数の交流信号によつて
振幅変調された光信号を入射する光送信部であ
り、９２は該光フアイバ１４の他端より放射され
た前記光信号が有するベースバンド特性を検出す
る光受信部であり、９３は前記光送信部９１にお
いて生成した前記光信号を分光して該光信号が有
する光学スペクトルに関する解析を行う光学スペ
クトル解析部であり、９４は前記光送信部９１、
前記光受信部９２および光学スペクトル解析部９
３と連係して前記波長分散係数Ｍを算出するデー
タ処理部である。
の実用的な概略構成を示すブロツク図であり、第
２図の構成をより実際的に実現したものである。
本図において、波長分散係数測定装置９０は４つ
のブロツク９１，９２，９３および９４に大別さ
れ、９１は、波長分散係数Ｍを測定すべき光フア
イバ１４の一端に、周波数の交流信号によつて
振幅変調された光信号を入射する光送信部であ
り、９２は該光フアイバ１４の他端より放射され
た前記光信号が有するベースバンド特性を検出す
る光受信部であり、９３は前記光送信部９１にお
いて生成した前記光信号を分光して該光信号が有
する光学スペクトルに関する解析を行う光学スペ
クトル解析部であり、９４は前記光送信部９１、
前記光受信部９２および光学スペクトル解析部９
３と連係して前記波長分散係数Ｍを算出するデー
タ処理部である。
前記光送信部９１は第１データＤ１をなす可変
の前記周波数の交流信号を発生する振幅器２１
と該振幅器２１により駆動される電気／光・変換
器（Ｅ／Ｏ）２２とを含んでなり、前記光受信部
９２は受信した前記光信号を電気信号に変換する
光／電気・変換器（Ｏ／Ｅ）２３と該光／電気・
変換器（Ｏ／Ｅ）２３に接続し該電気信号をもと
に第２データＤ２をなす各周波数での振幅レベル
を検出する選択レベルメータ２４とを含んでな
り、前記光学スペクトル解析部９３は前記光送信
部９１における前記光信号を、光フアイバ１４側
および該光学スペクトル解析部９３内に分波する
分波手段（第９図中、四角いブロツクで図示）と
該光学スペクトル解析部９３内に分波された光信
号を分光する分光器１３と該分光器１３に連動し
て第３データＤ３をなす各発振モードでの波長、
振幅レベル、発振モード間隔を検出する光検出器
９５とを含んでなり、前記データ処理部９４は前
記第１、第２および第３データＤ１，Ｄ２および
Ｄ３を入力として算術演算を行い前記波長分散係
数Ｍを算出する。なお分光器１３は、各発振モー
ド（第３図のλ-2，λ-1，λ0…第６Ｂ図および第７
Ｂ図における各線スペクトル）での光出力を抽出
し、検出器９５は各発振モードで光出力の波長
（λi）、振幅レベル（ai）、発振モード間隔（Δλi）
を検出する。又、データ処理部９４は第２図のプ
ロセツサと同一のプロセツサ２５の他に、制御コ
ンソール、プリンタ等（図示せず）を含んでな
る。
の前記周波数の交流信号を発生する振幅器２１
と該振幅器２１により駆動される電気／光・変換
器（Ｅ／Ｏ）２２とを含んでなり、前記光受信部
９２は受信した前記光信号を電気信号に変換する
光／電気・変換器（Ｏ／Ｅ）２３と該光／電気・
変換器（Ｏ／Ｅ）２３に接続し該電気信号をもと
に第２データＤ２をなす各周波数での振幅レベル
を検出する選択レベルメータ２４とを含んでな
り、前記光学スペクトル解析部９３は前記光送信
部９１における前記光信号を、光フアイバ１４側
および該光学スペクトル解析部９３内に分波する
分波手段（第９図中、四角いブロツクで図示）と
該光学スペクトル解析部９３内に分波された光信
号を分光する分光器１３と該分光器１３に連動し
て第３データＤ３をなす各発振モードでの波長、
振幅レベル、発振モード間隔を検出する光検出器
９５とを含んでなり、前記データ処理部９４は前
記第１、第２および第３データＤ１，Ｄ２および
Ｄ３を入力として算術演算を行い前記波長分散係
数Ｍを算出する。なお分光器１３は、各発振モー
ド（第３図のλ-2，λ-1，λ0…第６Ｂ図および第７
Ｂ図における各線スペクトル）での光出力を抽出
し、検出器９５は各発振モードで光出力の波長
（λi）、振幅レベル（ai）、発振モード間隔（Δλi）
を検出する。又、データ処理部９４は第２図のプ
ロセツサと同一のプロセツサ２５の他に、制御コ
ンソール、プリンタ等（図示せず）を含んでな
る。
第１０図は第９図の波長分散係数測定装置９０
を実際に組立てた構成を示すブロツク図である。
光送信部９１において、発振器２１は安藤電気社
製のGET−42SPであり、電気／光・変換器２２
は安藤電気社製のAQ−1309改良品である。光受
信部９２において、光アテネータ（ATT）１０
１は富士通社製のH27M−2016−M011（可変の光
アテネータ）であり、増幅器（AMP）１０２は
Ｂ＆Ｈ社製のAC−3002Hであり、選択レベルメ
ータ２４は安藤電気社製のSLM−42SPである。
光学スペクトル解析部９３において、第９図の分
光器１３と光検出器９５は、一体に、安藤電気社
製の光スペクトルアナライザFSM−01A（参照番
号１０５）として実現され、光アイソレータ１０
３と光スイツチ１０４は、、一体に、富士通社製
の磁気光学応用スイツチH74M−5208−J003とし
て実現される。データ処理部９４において、プロ
セツサ２５は、エプソン社製のHC−20である。
を実際に組立てた構成を示すブロツク図である。
光送信部９１において、発振器２１は安藤電気社
製のGET−42SPであり、電気／光・変換器２２
は安藤電気社製のAQ−1309改良品である。光受
信部９２において、光アテネータ（ATT）１０
１は富士通社製のH27M−2016−M011（可変の光
アテネータ）であり、増幅器（AMP）１０２は
Ｂ＆Ｈ社製のAC−3002Hであり、選択レベルメ
ータ２４は安藤電気社製のSLM−42SPである。
光学スペクトル解析部９３において、第９図の分
光器１３と光検出器９５は、一体に、安藤電気社
製の光スペクトルアナライザFSM−01A（参照番
号１０５）として実現され、光アイソレータ１０
３と光スイツチ１０４は、、一体に、富士通社製
の磁気光学応用スイツチH74M−5208−J003とし
て実現される。データ処理部９４において、プロ
セツサ２５は、エプソン社製のHC−20である。
第１０図において、光アテネータ１０１、次の
目的（要点については既述）で挿入される。すな
わち、測定を開始する前に、測定装置９０自身の
もつ周波数特性を予め知つておき、これをもつて
選択レベルメータからのデータに補償を加えてお
く必要がある。いわゆるキヤリブレーシヨンであ
る。そのため、まず被測定光フアイバ１４を取り
除いて光送信部９１と光受信部９２とを光学的に
短絡し、光信号を伝送する。この場合、Ｏ／Ｅ変
換器２３にはかなり強い光信号が入力される。と
ころが、Ｏ／Ｅ変換器は一般に強い光信号にも弱
い光信号にも共に同一のリニアリテイーを呈する
ことができないので、前記のキヤリブレーシヨン
に際しては受信光信号をある程度まで弱めておか
なければならない。このために光アテネータ１０
１を必要とする。一方、光送信部９１において光
アイソレータ１０３が必要なのは、Ｅ／Ｏ変換器
２２内の半導体レーザが、負荷（主として光フア
イバ１４）からの反射光の影響を受けて、光源ス
ペクトル分布に変動を生じさせるのを防ぐためで
ある。又、光スイツチ１０４は、データ処理部９
４から、ライン１０６を介し、光路切替指示を受
ける。データ測定時に随時、光スペクトルアナラ
イザ１０５に切替えられ、データＤ３を得る。ラ
イン１０７は、データＤ２をデータ処理部９４に
転送するものであり、データ処理部９４（通常は
光送信部９１および光学スペクトル解析部９３に
近接して置かれる）と光受信部９２とが近くに置
かれていれば直結の信号線でよく、又、これらが
遠距離に置かれるときは、データＤ２を、公衆電
話回線を介して口頭で又はフアクシミリで伝送し
てもよい。
目的（要点については既述）で挿入される。すな
わち、測定を開始する前に、測定装置９０自身の
もつ周波数特性を予め知つておき、これをもつて
選択レベルメータからのデータに補償を加えてお
く必要がある。いわゆるキヤリブレーシヨンであ
る。そのため、まず被測定光フアイバ１４を取り
除いて光送信部９１と光受信部９２とを光学的に
短絡し、光信号を伝送する。この場合、Ｏ／Ｅ変
換器２３にはかなり強い光信号が入力される。と
ころが、Ｏ／Ｅ変換器は一般に強い光信号にも弱
い光信号にも共に同一のリニアリテイーを呈する
ことができないので、前記のキヤリブレーシヨン
に際しては受信光信号をある程度まで弱めておか
なければならない。このために光アテネータ１０
１を必要とする。一方、光送信部９１において光
アイソレータ１０３が必要なのは、Ｅ／Ｏ変換器
２２内の半導体レーザが、負荷（主として光フア
イバ１４）からの反射光の影響を受けて、光源ス
ペクトル分布に変動を生じさせるのを防ぐためで
ある。又、光スイツチ１０４は、データ処理部９
４から、ライン１０６を介し、光路切替指示を受
ける。データ測定時に随時、光スペクトルアナラ
イザ１０５に切替えられ、データＤ３を得る。ラ
イン１０７は、データＤ２をデータ処理部９４に
転送するものであり、データ処理部９４（通常は
光送信部９１および光学スペクトル解析部９３に
近接して置かれる）と光受信部９２とが近くに置
かれていれば直結の信号線でよく、又、これらが
遠距離に置かれるときは、データＤ２を、公衆電
話回線を介して口頭で又はフアクシミリで伝送し
てもよい。
第１１Ａ図は実測ベースバンド特性と計算ベー
スバンド特性の第３例を示すグラフ、第１１Ｂ図
は第１１Ａ図のグラフを得るのに用いた光源スペ
クトルの分布図である。これらの実測データは、
試験用の装置ではなく、第１０図に示した実際の
製品に近い形での装置を用いて得たものであり、
しかも、被測定光フアイバ１４としては今まで係
数Ｍの測定において報告例のないと考えられる48
Kmという超長尺のものを用い、ほぼ実際の光フア
イバシステムに近い形で行つたものである。第１
１Ａ図および第１１Ｂ図に示されたデータから得
られた、求める波長分散係数Ｍは、Ｍ＝2.1（pS／
Km／ｎｍ）であつた。第１１Ａ図のグラフ中、○
印は実測ベースバンド特性、実線のカーブは計算
ベースバンド特性である。
スバンド特性の第３例を示すグラフ、第１１Ｂ図
は第１１Ａ図のグラフを得るのに用いた光源スペ
クトルの分布図である。これらの実測データは、
試験用の装置ではなく、第１０図に示した実際の
製品に近い形での装置を用いて得たものであり、
しかも、被測定光フアイバ１４としては今まで係
数Ｍの測定において報告例のないと考えられる48
Kmという超長尺のものを用い、ほぼ実際の光フア
イバシステムに近い形で行つたものである。第１
１Ａ図および第１１Ｂ図に示されたデータから得
られた、求める波長分散係数Ｍは、Ｍ＝2.1（pS／
Km／ｎｍ）であつた。第１１Ａ図のグラフ中、○
印は実測ベースバンド特性、実線のカーブは計算
ベースバンド特性である。
第１２図は波長分散係数Ｍと波長λの関係を実
測した一例を示すグラフである。本グラフを得る
のに用いた光フアイバは長さ35Km、コア径8μｍ、
比屈折率差0.3％、カツトオフ波長1.28μｍであ
る。測定点（○印）は４点であるが、波長の増加
と共に、実線カーブのようなほぼ連続的に変化す
る。
測した一例を示すグラフである。本グラフを得る
のに用いた光フアイバは長さ35Km、コア径8μｍ、
比屈折率差0.3％、カツトオフ波長1.28μｍであ
る。測定点（○印）は４点であるが、波長の増加
と共に、実線カーブのようなほぼ連続的に変化す
る。
第１３図Ａおよび第１３図Ｂは、第１０図に示
した波長分散係数測定装置９０の動作説明に用い
るフローチヤートである。まずステツプにて、
光学スペクトル解析部９３により、光学スペクト
ル解析を行い既述の（13）式における、所要の第
３データＤ３すなわちai、、Δλiを検出する。
ステツプにて、光受信部９２により、ベースバ
ンド特性の実測を行い既述の（14）式における所
要の第２データＤ２すなわちkおよびそのときの
Fkを得る。ステツプにて、（13）式における未
知数m0初期設定する。その後、m0を種々変化さ
せて、m1、m2、m3を選択し、実測ベースバンド
特性のプロフイル（第１１Ａ図の○印でプロツト
されたプロフイル）に最も適合するプロフイルを
持つた計算ベースバンド特性を決定し（第１１Ａ
図の実線カーブ参照）、当該計算ベースバンド特
性を特定するm2をもつて求める波長分散係数Ｍ
となす（ステツプ）。ただし、種々のm1、m2、
m3よりＭを割り出す手法は種々あり、本図のフ
ローチヤートの手順に限定されるものではない。
した波長分散係数測定装置９０の動作説明に用い
るフローチヤートである。まずステツプにて、
光学スペクトル解析部９３により、光学スペクト
ル解析を行い既述の（13）式における、所要の第
３データＤ３すなわちai、、Δλiを検出する。
ステツプにて、光受信部９２により、ベースバ
ンド特性の実測を行い既述の（14）式における所
要の第２データＤ２すなわちkおよびそのときの
Fkを得る。ステツプにて、（13）式における未
知数m0初期設定する。その後、m0を種々変化さ
せて、m1、m2、m3を選択し、実測ベースバンド
特性のプロフイル（第１１Ａ図の○印でプロツト
されたプロフイル）に最も適合するプロフイルを
持つた計算ベースバンド特性を決定し（第１１Ａ
図の実線カーブ参照）、当該計算ベースバンド特
性を特定するm2をもつて求める波長分散係数Ｍ
となす（ステツプ）。ただし、種々のm1、m2、
m3よりＭを割り出す手法は種々あり、本図のフ
ローチヤートの手順に限定されるものではない。
ステツプにて、m1＝m0−Δm、m2＝m0、m3
＝m0＋Δmなるm1、m2およびm3を定義する。
Δmは第８図に示されているΔmに相当する。
にて、データ処理部９４によりベースバンド特性
を計算する。この計算は（13）式のm0にそれぞ
れ、m1、m2およびm3を代入して行う。ここに、
m1、m2およびm3について評価関係AF1、AF2お
よびAF3をそれぞれ得る（ステツプ）。
＝m0＋Δmなるm1、m2およびm3を定義する。
Δmは第８図に示されているΔmに相当する。
にて、データ処理部９４によりベースバンド特性
を計算する。この計算は（13）式のm0にそれぞ
れ、m1、m2およびm3を代入して行う。ここに、
m1、m2およびm3について評価関係AF1、AF2お
よびAF3をそれぞれ得る（ステツプ）。
その後はAF1、AF2およびAF3の大小関係に従
い、ｍおよびAFの値をシフトしAF1およびAF3
を算出し（第１３図Ｂのステツプおよび）、
AFAF1、AF3となつたときにステツプに至
る。ここで精度が十分でないとき、すなわち｜
Δm／m0｜＞10-3ならば、ステツプに至り、m0お よびΔmを変更し、再び第１３図Ａのステツプ
に戻る。ステツプでは、−ｂ／2aによりm0を定め、 ΔmをΔm／10だけシフトする。この−ｂ／2aにおける ａおよびｂは、第８図の二次曲線am2＋bm＋ｃ
を定める各係数ａおよびｂである。なおｃは計算
には用いない。
い、ｍおよびAFの値をシフトしAF1およびAF3
を算出し（第１３図Ｂのステツプおよび）、
AFAF1、AF3となつたときにステツプに至
る。ここで精度が十分でないとき、すなわち｜
Δm／m0｜＞10-3ならば、ステツプに至り、m0お よびΔmを変更し、再び第１３図Ａのステツプ
に戻る。ステツプでは、−ｂ／2aによりm0を定め、 ΔmをΔm／10だけシフトする。この−ｂ／2aにおける ａおよびｂは、第８図の二次曲線am2＋bm＋ｃ
を定める各係数ａおよびｂである。なおｃは計算
には用いない。
ここで係数ａは、
ａ＝１／m2−m3（AF1−AF2／m1−m2−AF1−AF3／m1−
m3） （15） で定められ、ｂは、 ｂ＝AF1−AF2／m1−m2−ａ（m1＋m2） （16） で定められる。かくして、第１３Ｂのステツプ
で｜Δm／m0｜10-3となつたとき、ステツプに て、m3より求めるＭを得る。
m3） （15） で定められ、ｂは、 ｂ＝AF1−AF2／m1−m2−ａ（m1＋m2） （16） で定められる。かくして、第１３Ｂのステツプ
で｜Δm／m0｜10-3となつたとき、ステツプに て、m3より求めるＭを得る。
(7) 発明の効果
以上説明したように本発明によれば、光フアイ
バ１４の一端からの光信号を分波するとによつ
て、該光信号のスペクトルに含まれる各発振モー
ドの波長ならびにその振幅を検出しながら、選択
レベルメータ２４にてベースバンド特性を実測
し、かつこれらの検出結果および実測結果をデー
タ処理部９４にて処理可能としたので、光送信部
９１で不可避的に生ずる発振モードの変動に常に
追従した波長分散係数の測定結果が得られ、さら
にまた、上述の分波によつて、光フアイバ１４の
他端側で反射して戻る光信号をしや断するするこ
とができるので、該反射に起因する測定結果のバ
ラツキを抑えることができ、したがつて光フアイ
バを現場に敷設した状態であつてもその波長分散
係数Ｍを、簡単、安価且つ高精度に求めることが
できる。
バ１４の一端からの光信号を分波するとによつ
て、該光信号のスペクトルに含まれる各発振モー
ドの波長ならびにその振幅を検出しながら、選択
レベルメータ２４にてベースバンド特性を実測
し、かつこれらの検出結果および実測結果をデー
タ処理部９４にて処理可能としたので、光送信部
９１で不可避的に生ずる発振モードの変動に常に
追従した波長分散係数の測定結果が得られ、さら
にまた、上述の分波によつて、光フアイバ１４の
他端側で反射して戻る光信号をしや断するするこ
とができるので、該反射に起因する測定結果のバ
ラツキを抑えることができ、したがつて光フアイ
バを現場に敷設した状態であつてもその波長分散
係数Ｍを、簡単、安価且つ高精度に求めることが
できる。
第１図は波長分散係数を測定するための従来の
測定装置の一例を示す模式図、第２図は波長分散
係数を測定するための本発明の測定装置の一例を
示す模式図、第３図は波長λと振幅aiの関係によ
つて光源スペクトル分布を表わすグラフ、第４図
は波長λと波長分散係数ｍの関係によつて波長分
散特性を表わすグラフ、第５図は受信光信号A〓を
複素振幅表示したベクトル図、第６Ａ図は実測ベ
ースバンド特性と計算ベースバンド特性の第１例
を示すグラフ、第６Ｂ図は第６Ａ図のグラフを得
るのに用いた光源スペクトルの分布図、第７Ａ図
は実測ベースバンド特性と計算ベースバンド特性
の第２例を示すグラフ、第７Ｂ図は第７Ａ図のグ
ラフを得るのに用いた光源スペクトルの分布図、
第８図は最小二乗近似の計算アルゴリズムを図解
的に説明する図、第９図は本発明に基づく波長分
散係数測定装置の実用的な概略構成を示すブロツ
ク図、第１０図は第９図の波長分散係数測定装置
９０を実際に組立てた構成を示すブロツク図、第
１１Ａ図は実測ベースバンド特性と計算ベースバ
ンド特性の第３例を示すグラフ、第１１Ｂ図は第
１１Ａ図のグラフを得るのに用いた光源スペクト
ルの分布図、第１２図は波長分散係数Ｍと波長λ
の関係を実測した一例を示すグラフ、第１３図Ａ
および第１３図Ｂは、第１０図に示した波長分散
係数測定装置９０の動作説明に用いるフローチヤ
ートである。 １３……分光器、１４……被測定対象となる光
フアイバ、２１……発振器、２２……電気／光・
変換器、２３……光／電気・変換器、２４……選
択レベルメータ、２５……プロセツサ、９０……
波長分散係数測定装置、９１……光送信部、９２
……光受信部、９３……光学スペクトル解析部、
９４……データ処理部、９５……光検出器、１０
１……光アテネータ、１０３……光アイソレー
タ、１０４……光スイツチ、１０５……光スペク
トルアナライザ。
測定装置の一例を示す模式図、第２図は波長分散
係数を測定するための本発明の測定装置の一例を
示す模式図、第３図は波長λと振幅aiの関係によ
つて光源スペクトル分布を表わすグラフ、第４図
は波長λと波長分散係数ｍの関係によつて波長分
散特性を表わすグラフ、第５図は受信光信号A〓を
複素振幅表示したベクトル図、第６Ａ図は実測ベ
ースバンド特性と計算ベースバンド特性の第１例
を示すグラフ、第６Ｂ図は第６Ａ図のグラフを得
るのに用いた光源スペクトルの分布図、第７Ａ図
は実測ベースバンド特性と計算ベースバンド特性
の第２例を示すグラフ、第７Ｂ図は第７Ａ図のグ
ラフを得るのに用いた光源スペクトルの分布図、
第８図は最小二乗近似の計算アルゴリズムを図解
的に説明する図、第９図は本発明に基づく波長分
散係数測定装置の実用的な概略構成を示すブロツ
ク図、第１０図は第９図の波長分散係数測定装置
９０を実際に組立てた構成を示すブロツク図、第
１１Ａ図は実測ベースバンド特性と計算ベースバ
ンド特性の第３例を示すグラフ、第１１Ｂ図は第
１１Ａ図のグラフを得るのに用いた光源スペクト
ルの分布図、第１２図は波長分散係数Ｍと波長λ
の関係を実測した一例を示すグラフ、第１３図Ａ
および第１３図Ｂは、第１０図に示した波長分散
係数測定装置９０の動作説明に用いるフローチヤ
ートである。 １３……分光器、１４……被測定対象となる光
フアイバ、２１……発振器、２２……電気／光・
変換器、２３……光／電気・変換器、２４……選
択レベルメータ、２５……プロセツサ、９０……
波長分散係数測定装置、９１……光送信部、９２
……光受信部、９３……光学スペクトル解析部、
９４……データ処理部、９５……光検出器、１０
１……光アテネータ、１０３……光アイソレー
タ、１０４……光スイツチ、１０５……光スペク
トルアナライザ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 単一モード光フアイバ１４の一端に複数の変
調周波数の信号によつて振幅変調した光信号を入
射する光送信部９１と、 該単一モード光フアイバ１４の他端にて受信し
た各前記変調周波数に対する前記光信号の出力レ
ベルを検出し、該単一モード光フアイバ１４のベ
ースバンド特性を測定する光受信部９２と、 入射した前記光信号のスペクトルに含まれる複
数の発振モードの波長および各々の該発振モード
の振幅と、予め設定した前記変調周波数および仮
想の波長分散係数とから、前記光受信部９２で得
られたベースバンド特性に最も近似するような計
算ベースバンド特性を算出し、該算出された計算
ベースバンド特性を定める前記仮想の波長分散係
数を該単一モード光フアイバ１４の波長分散係数
とする波長分散係数測定装置において、 前記単一モード光フアイバ１４の一端からの前
記光信号を分波する分波手段と、分波された該光
信号を分光する分光器１３と、該分光器１３の出
力を受信して各前記発振モードの波長および各該
発振モードの振幅をそれぞれ検出してその結果を
出力する光検出器９５とからなる光学スペクトル
解析部９３を設け、 前記光受信部９２は、前記ベースバンド特性を
実測する選択レベルメータ２４を備え、 さらに、前記光送信部９１と、前記光検出器９
５と、前記選択レベルメータ２４とにそれぞれ接
続し、前記変調周波数を自ら設定して該光送信部
９１に入力し、かつ、前記仮想の波長分散係数を
自ら設定すると共に、該選択レベルメータ２４か
らの前記ベースバンド特性に最も近似する計算ベ
ースバンド特性を算出し、自ら設定した該仮想の
波長分散係数のうち、算出した該計算ベースバン
ド特性に近似する波長分散係数を割り出すデータ
処理部９４を設け、該データ処理部９４から前記
発振モードの変動に常に追従した波長分散係数の
測定結果を得るようにしたことを特徴とする波長
分散係数測定装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58202706A JPS60115818A (ja) | 1983-10-31 | 1983-10-31 | 波長分散係数測定装置 |
| CA000463874A CA1227945A (en) | 1983-10-31 | 1984-09-24 | Method and apparatus for measuring chromatic dispersion coefficient |
| US06/654,158 US4710022A (en) | 1983-10-31 | 1984-09-25 | Method and apparatus for measuring chromatic dispersion coefficient |
| DE8484401930T DE3480730D1 (de) | 1983-10-31 | 1984-09-27 | Verfahren und vorrichtung zur messung des dispersionskoeffizienten. |
| EP84401930A EP0147251B1 (en) | 1983-10-31 | 1984-09-27 | Method and apparatus for measuring chromatic dispersion coefficient |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58202706A JPS60115818A (ja) | 1983-10-31 | 1983-10-31 | 波長分散係数測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60115818A JPS60115818A (ja) | 1985-06-22 |
| JPH04215B2 true JPH04215B2 (ja) | 1992-01-06 |
Family
ID=16461801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58202706A Granted JPS60115818A (ja) | 1983-10-31 | 1983-10-31 | 波長分散係数測定装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4710022A (ja) |
| EP (1) | EP0147251B1 (ja) |
| JP (1) | JPS60115818A (ja) |
| CA (1) | CA1227945A (ja) |
| DE (1) | DE3480730D1 (ja) |
Families Citing this family (34)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4750833A (en) * | 1985-12-03 | 1988-06-14 | Princeton Applied Research Corp. | Fiber optic dispersion method and apparatus |
| US4829596A (en) * | 1987-02-09 | 1989-05-09 | Allen-Bradley Company, Inc. | Programmable controller with fiber optic input/output module |
| JPH079386B2 (ja) * | 1988-05-18 | 1995-02-01 | 国際電信電話株式会社 | 光ファイバ分散特性測定方式 |
| US5189483A (en) * | 1989-02-28 | 1993-02-23 | Fujitsu Limited | Apparatus for measurement of chromatic dispersion in a single mode optical fiber |
| US6252692B1 (en) * | 1996-06-07 | 2001-06-26 | Nortel Networks Limited | Optical fibre transmission systems |
| US5825479A (en) * | 1997-06-16 | 1998-10-20 | Verifiber Technologies, Inc. | Apparatus for detecting fibers with different dispersion characteristics and method |
| US6323950B1 (en) * | 1999-09-28 | 2001-11-27 | Lucent Technologies, Inc. | Chromatic dispersion measurement for optical components |
| US7116848B2 (en) | 2000-04-07 | 2006-10-03 | Exfo Electro-Optical Engineering Inc. | Optical spectrum analyzer using a diffraction grating and multi-pass optics |
| US6819429B2 (en) | 2000-04-07 | 2004-11-16 | Exfo Electro-Optical Engineering Inc. | Multi-pass optical spectrum analyzer having a polarization-dependent tunable filter |
| JP2002228550A (ja) * | 2001-02-02 | 2002-08-14 | Ando Electric Co Ltd | 波長分散分布測定器、及び測定方法 |
| JP2002257682A (ja) * | 2001-03-02 | 2002-09-11 | Ando Electric Co Ltd | 波長分散分布測定器、及び測定方法 |
| AU2003220596A1 (en) * | 2002-03-29 | 2003-10-13 | Celion Networks, Inc. | Distributed terminal optical transmission system |
| US7164692B2 (en) * | 2002-04-08 | 2007-01-16 | Jeffrey Lloyd Cox | Apparatus and method for transmitting 10 Gigabit Ethernet LAN signals over a transport system |
| US6965738B2 (en) * | 2002-04-16 | 2005-11-15 | Eiselt Michael H | Chromatic dispersion compensation system and method |
| WO2003090035A2 (en) * | 2002-04-22 | 2003-10-30 | Celion Networks, Inc. | Automated optical transport system |
| US6847678B2 (en) * | 2002-04-25 | 2005-01-25 | Raytheon Company | Adaptive air interface waveform |
| US7711271B2 (en) * | 2002-04-30 | 2010-05-04 | Eiselt Michael H | Wave division multiplexed optical transport system utilizing optical circulators to isolate an optical service channel |
| US7206516B2 (en) * | 2002-04-30 | 2007-04-17 | Pivotal Decisions Llc | Apparatus and method for measuring the dispersion of a fiber span |
| US7460296B2 (en) | 2002-04-30 | 2008-12-02 | Pivotal Decisions Llc | Compensation for spectral power tilt from scattering |
| WO2003094398A1 (en) * | 2002-04-30 | 2003-11-13 | Celion Networks, Inc. | Optical transport system architecture for remote terminal connectivity |
| US8494372B2 (en) * | 2002-04-30 | 2013-07-23 | Pivotal Decisions Llc | Apparatus and method for optimizing optical and electrical filtering of optical signals |
| US7924496B2 (en) * | 2002-06-04 | 2011-04-12 | Pivotal Decisions Llc | Apparatus and method for Raman gain control |
| US20050226630A1 (en) * | 2003-06-03 | 2005-10-13 | Celion Networks Inc. | Optical bypass method and architecture |
| US7603042B2 (en) * | 2002-06-04 | 2009-10-13 | Eiselt Michael H | Apparatus and method for optimum decision threshold setting |
| WO2003103187A1 (en) | 2002-06-04 | 2003-12-11 | Celion Networks, Inc. | Flexible, dense line card architecture |
| US6920277B2 (en) | 2002-06-04 | 2005-07-19 | Marvin R. Young | Optical bypass method and architecture |
| US7460745B2 (en) * | 2002-06-04 | 2008-12-02 | Pivotal Decisions Llc | Configurable dispersion compensation trimmer |
| US7440164B2 (en) * | 2002-06-04 | 2008-10-21 | Pivotal Decisions Llc | Apparatus and method for Raman gain spectral control |
| CN100363769C (zh) | 2002-07-16 | 2008-01-23 | 高微光学器件有限公司 | 光纤中的色散补偿 |
| US7421207B2 (en) | 2002-12-13 | 2008-09-02 | Pivotal Decisions Llc | Single fiber duplex optical transport |
| US7656905B2 (en) | 2002-12-24 | 2010-02-02 | Samir Sheth | Apparatus and method for aggregation and transportation of gigabit ethernet and other packet based data formats |
| US7782778B2 (en) | 2002-12-24 | 2010-08-24 | Samir Satish Sheth | Apparatus and method for fibre channel distance extension embedded within an optical transport system |
| US6898347B2 (en) * | 2003-05-30 | 2005-05-24 | Intel Corporation | Monitoring power in optical networks |
| JP4065229B2 (ja) * | 2003-11-26 | 2008-03-19 | 松下電器産業株式会社 | 半導体集積回路の電源ノイズ解析方法 |
-
1983
- 1983-10-31 JP JP58202706A patent/JPS60115818A/ja active Granted
-
1984
- 1984-09-24 CA CA000463874A patent/CA1227945A/en not_active Expired
- 1984-09-25 US US06/654,158 patent/US4710022A/en not_active Expired - Fee Related
- 1984-09-27 DE DE8484401930T patent/DE3480730D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1984-09-27 EP EP84401930A patent/EP0147251B1/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4710022A (en) | 1987-12-01 |
| EP0147251A3 (en) | 1987-04-15 |
| CA1227945A (en) | 1987-10-13 |
| EP0147251B1 (en) | 1989-12-13 |
| DE3480730D1 (de) | 1990-01-18 |
| EP0147251A2 (en) | 1985-07-03 |
| JPS60115818A (ja) | 1985-06-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH04215B2 (ja) | ||
| US8081306B2 (en) | Method and system for localizing an attenuation change location in an optical waveguide | |
| JPH026724A (ja) | 光学伝送媒体を試験する方法及び装置 | |
| JPS62134535A (ja) | フアイバオプチツク分散方法および装置 | |
| US12068779B2 (en) | Fibre-optic measurement system, method of adaptation of the communication optical fibre into a measurement system, and fibre-optic measurement and communication system | |
| US20020122171A1 (en) | Chromatic dispersion distribution measuring apparatus and measuring method thereof | |
| US12372714B2 (en) | Optical channel bandwidth analyzer | |
| US5654793A (en) | Method and apparatus for high resolution measurement of very low levels of polarization mode dispersion (PMD) in single mode optical fibers and for calibration of PMD measuring instruments | |
| US4768880A (en) | System and method for accurate loop length determination in fiber-optic sensors and signal processors | |
| JP3144692B2 (ja) | 色分散の測定方法 | |
| CA2219286A1 (en) | Measurement of polarization mode dispersion | |
| JPH0354292B2 (ja) | ||
| JPWO2020261207A5 (ja) | ||
| CN115250145A (zh) | 一种测量差分模式群时延dmgd的系统 | |
| JPH1062570A (ja) | 遅延時間測定方法及び遅延時間測定装置 | |
| EP1493008B1 (en) | Apparatus and method for measuring chromatic dispersion by variable wavelength | |
| JPH0442618B2 (ja) | ||
| JPS60127430A (ja) | 単一モ−ドフアイバの波長分散測定法 | |
| US7072029B2 (en) | Method and apparatus for testing optical fiber cables | |
| JPS61105440A (ja) | 光フアイバの零分散波長測定方法および装置 | |
| HK40072468A (en) | Fibre-optic measurement system, method of adaptation of the communication optical fibre into a measurement system, and fibre-optic measurement and communication system | |
| Grace et al. | 1550Nm Chromatic Dispersion Measurement Techniques For Field Application | |
| JPH05180729A (ja) | 光ファイバのゼロ分散波長測定方法 |