(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
０より大きいパワーの励起光を光ファイバの一端に出力する手段と、
前記光ファイバより入力した戻り光のパワーを測定する測定手段と、
前記光ファイバにおける他端において、前記光ファイバより入力した前記励起光により励起された光の戻り光である第１の戻り光と、前記励起光の出力が停止された状態の光の戻り光である第２の戻り光のパワーの比が一定となるよう、前記励起光のパワーを調整する調整手段と、
前記光ファイバより入力した前記第１の戻り光及び前記第２の戻り光のパワーに基づいて前記光ファイバにおける最大のラマン利得効率を算出するラマン利得効率算出手段と、
を備えることを特徴とする、ラマン増幅器。
【請求項２】
０より大きいパワーの励起光を光ファイバの一端に出力する手段と、
テスト光を前記光ファイバに出力する手段と、
前記光ファイバより入力した戻り光のパワーを測定する測定手段と、
前記光ファイバにおける他端において、前記光ファイバより入力した前記励起光により励起された前記テスト光の戻り光である第１の戻り光と、前記励起光の出力が停止された状態の前記テスト光の戻り光である第２の戻り光のパワーの比が一定となるよう、前記励起光のパワーを調整する調整手段と、
前記光ファイバより入力した前記第１の戻り光及び前記第２の戻り光のパワーに基づいて前記光ファイバにおける最大のラマン利得効率を算出するラマン利得効率算出手段と、を備えることを特徴とする、ラマン増幅器。
【請求項３】
０より大きいパワーの励起光を光ファイバの一端に出力する工程と、
前記光ファイバより入力した戻り光のパワーを測定する測定工程と、
前記光ファイバにおける他端において、前記光ファイバより入力した前記励起光により励起された光の戻り光である第１の戻り光と、前記励起光の出力が停止された状態の戻り光である第２の戻り光のパワーの比が一定となるよう、前記励起光のパワーを調整する調整工程と、
前記光ファイバより入力した前記第１の戻り光及び前記第２の戻り光のパワーに基づいて前記光ファイバにおける最大のラマン利得効率を算出するラマン利得効率算出工程と、
を備えることを特徴とするラマン増幅方法。
【請求項４】
０より大きいパワーの励起光を光ファイバの一端に出力する工程と、
テスト光を前記光ファイバに出力する工程と、
前記光ファイバより入力した戻り光のパワーを測定する測定工程と、
前記光ファイバにおける他端において、前記光ファイバより入力した前記励起光により励起された前記テスト光の戻り光である第１の戻り光と、前記励起光の出力が停止された状態の前記テスト光の戻り光である第２の戻り光のパワーの比が一定となるよう、前記励起光のパワーを調整する調整工程と、
前記光ファイバより入力した前記第１の戻り光及び前記第２の戻り光のパワーに基づいて前記光ファイバにおける最大のラマン利得効率を算出するラマン利得効率算出工程と、
を備えることを特徴とするラマン増幅方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバ伝送路のラマン利得及びラマン利得効率測定方法、装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
昨今、低損失光ファイバ、低損失波長帯を利用した波長域の開拓及び増幅技術の開発に伴い、光ファイバによる長距離伝送化が進んできている。また、さらに低コストで効率的な伝送を行うため、将来的には低損失な無中継伝送の実現が期待されており、光ファイバ伝送路自身を増幅媒体とする光ファイバアンプ、例えばＥＤＦＡや、より広帯域な光増幅技術の適用も考えられている。
【０００３】
このような光ファイバ伝送路を用いた通信システムにおいて、分布ラマン増幅（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｒａｍａｎ  Ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ：ＤＲＡ）という技術の商用化に向けた開発が進んでいる。ラマン増幅とはシリカガラスで構成される光ファイバに信号光と、信号光より周波数が約１３ＴＨｚ高い励起光とを同時に入力すると、シリカガラス中の誘導ラマン散乱現象により、励起光のエネルギーの一部が信号光に移る、即ち信号光が増幅される現象である。ラマン増幅による利得を以下ではラマン利得と呼ぶ。実際にはラマン利得は励起光より周波数が１３ＴＨｚ低い波長をピークに、図５のような波長依存性を持っている。以下ではこれをラマン利得プロファイルと呼ぶ。図５はラマン利得プロファイルを示す説明図である。
【０００４】
また、分布ラマン増幅とは、信号光を伝送する光ファイバに励起光を入力し、光ファイバ伝送路自体を増幅媒体としてラマン増幅効果を得る形態である。分布ラマン増幅を適用した光ファイバ伝送システムでは、伝送路の伝播損失がラマン増幅で補償されるため、伝送可能距離を延伸することができる。
《ラマン利得効率》
上記長距離伝送に対応した光伝送システムにおいては、送信局から、光ファイバ伝送路を介し一定の損失を受けた信号光が、受信側で所望の入力レベルを保つことが必要であり、従来、受信側で、送信されてきた信号光の入力レベルを測定し、送信局の信号光のパワーまたは中継伝送路における増幅率を設定・調整していた。
【０００５】
以下、従来の光伝送システムにおける測定方法について説明する。また、ここでは、特に、上記信号光の入力レベル調整の為に、光ファイバの利得効率を用いる。利得効率とは、各ファイバについて送信光源のパワー１Ｗに対し、受信側の計測点で、どれくらいの利得が得られるかを示すパラメータとして用いられる。すなわち、１Ｗの励起光を増幅媒体に入力した場合に、その増幅媒体を伝播する信号光が受けるラマン利得（ｄＢ）をラマン利得効率（ｄＢ／Ｗ）とよぶ。ラマン利得効率は、個々のファイバによって異なる。その理由は、ラマン利得効率がモードフィールド径、ＧｅＯ２添加量、水（ＯＨ）の吸収などによって左右されるためであり、これらはファイバの種類、メーカー、製造時期、さらにはロットごとに異なっているからである。従って、特に敷設済みの光ファイバ伝送路を使った光ファイバ伝送システムにおける分布ラマン増幅で、信号光の受ける利得を制御するためには、伝送路光ファイバの特性、及び中継局舎内の損失特性といった現場の状態を、ラマン利得効率という形で測定する必要がある。
《ラマン利得効率測定方法》
以下図面を用いて従来の技術について説明する。伝送路自体を増幅媒体とする分布ラマン増幅のラマン利得効率の測定は、従来、図２のような構成で行われてきた。図２は、従来のラマン利得及びラマン利得効率測定方法例の構成図である。また、ラマン利得効率の測定において励起光によってラマン利得を受ける光をテスト光と呼ぶ。伝送路の一方の端にテスト光源１２０を備え、他方の端に励起光波長とテスト光波長を合分波するＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）カプラ１１４を備える。ＷＤＭカプラ１１４の励起光波長帯ポートに励起光源１４０を備え、テスト光波長帯ポートにはテスト光パワーを測定するための受光器１３０を備える。受光器１３０としては、たとえば光スペクトラムアナライザ、光パワーメータ等が適用できる。テスト光を伝送路に入力し、励起光源出力を停止した状態で受光器にて検出されるテスト光パワー（Ｐ１と呼ぶ）を測定する。次に励起光源を出力させた状態で受光器にて検出されるテスト光パワー（Ｐ２と呼ぶ）を測定する。デシベル表示でＰ２からＰ１を減算することで、テスト光がうけたラマン利得が求まる。この利得を励起光出力パワーで除算することで、ラマン利得効率が求まる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ラマン利得効率を測定しようとする際、従来の手法では伝送路の両端に測定器、光源、及び作業者を配置して作業を行わねばならず、作業性に難があっため、伝送路の一方の端での作業のみで利得効率を測定する手段が求められていた。
すなわち、前述の従来の手法を用いる場合、例えば中継区間８０ｋｍ以上先の敷設ファイバの片端に配置されたテスト用光源１２０と、他端に配置された受光器１３０を連動して操作し測定する必要がある。また、測定を行う保守者が中継局舎内に入り、人手により操作を行なっていた為、測定タイミングの調整他、中継局舎への人員配備、測定用機器の移動が必要など、手続きが必要となっていた。また測定可能な箇所に通信事業者毎の運用形態により制約が生じ、柔軟な測定区間の設定ができない等の問題があった。そこで、本発明では利得効率の測定を伝送路の一方の端での作業のみで行う手段を提供する。
【０００７】
また、複数種類の励起波長に対してそれぞれ所望の波長におけるラマン利得効率を得たい場合、励起波長の種類と同数の波長の異なるテスト光が必要となり、コスト、汎用性といった面で問題があった。そこで、本発明では１つのテスト光波長を用いて、複数種類の励起波長に対してそれぞれ所望の波長におけるラマン利得効率を得る手段を提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、励起光が供給された光ファイバ伝送路のラマン増幅利得あるいはラマン利得効率を測定する光ファイバ伝送路のラマン利得及びラマン利得効率測定方法および測定装置に関する発明である。
【０００９】
本願発明は、励起光を出力および停止した状態について前記光ファイバの伝播損失を時間領域光反射法（ＯＴＤＲ）によるテスト光によって測定する測定工程と、前記２状態における伝播損失の差分をもとに前記光ファイバのラマン利得を算出する算出工程を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、分布ラマン増幅を適用し信号光を伝送する光ファイバについて、励起光出力を調整する励起光調整工程と、前記励起光を出力および停止した状態について前記光ファイバの伝播損失を時間領域光反射法（ＯＴＤＲ）によるテスト光によって測定する測定工程と、
前記２状態における伝播損失の差分をもとに前記光ファイバのラマン利得を算出する算出工程を備えることを特徴とする。
【００１１】
さらに、前記測定工程は、さらに前記算出したラマン利得を励起光パワーで除算することにより算出する工程を含むことを特徴とする。
【００１２】
さらに、前記測定工程は、テスト光を入力する光ファイバ伝送路の一端と、他端近傍の測定点までの伝播損失を測定することを特徴とする。
【００１３】
また、前記測定工程は、テスト光を入力する光ファイバ伝送路の一端と、ノイズの影響を受けない任意の戻り光発生点（測定点）までの伝播損失を測定可能なことを特徴とする。
【００１４】
また、前記テスト光と励起光の周波数間隔をラマン利得プロファイル利得を検出可能な任意の値に設定することを特徴とする。
【００１５】
また、前記テスト光と励起光の周波数間隔を約１３ＴＨｚとすることを特徴とする。
【００１６】
さらに、本願発明は１つのテスト光波長について１以上の励起光波長についてのラマン利得ないしラマン利得効率を測定することを特徴とする。
【００１７】
任意の励起光についてのラマン利得プロファイルと、任意のテスト光に対するラマン利得測定値より異なるテスト光におけるラマン利得乃至ラマン利得効率を算出する工程を含むことを特徴とする。
【００１８】
また、１つのテスト光波長について１以上の励起光波長についてのラマン利得ないしラマン利得効率を測定する測定工程と、前記測定工程によって得られたラマン利得と、ラマン利得プロファイルから、各励起波長のラマン利得ピーク波長におけるラマン利得及びラマン利得効率を算出する工程とを含むことを特徴とする。
【００１９】
また、前記測定工程は、所定のスペクトル幅のテスト光波長を取り出す光フィルタ工程と、戻り光を測定するための光減衰工程を含むことを特徴とする。
【００２０】
前記測定工程は、さらに、テスト光として用いるパルス光スペクトル幅をＯＴＤＲ測定受光器の飽和を防ぐ値に調整する工程を含むことを特徴とする。
【００２１】
前記測定工程は、さらに、テスト光として用いるパルス光スペクトル幅を、ラマン利得プロファイルの変化の周期を検出する為に調整する工程を含むことを特徴とする。
【００２２】
前記励起光調整工程は、励起光出力停止時と励起光出力時のＯＴＤＲグラフが、前記テスト光による戻り光発生点（測定点）において平行とみなせるよう調整する工程を含むことを特徴とする。
本発明の光ファイバのラマン利得及びラマン利得効率測定装置は、分布ラマン増幅を適用し信号光を伝送する光ファイバに入力する励起光を調整する励起光調整手段と、前記励起光調整手段によって調整された励起光の入力および停止の２状態について前記光ファイバの伝播損失をＯＴＤＲ（時間領域光反射）を用いて測定し、前記２状態の伝播損失の差分をもとに前記光ファイバのラマン利得を算出するラマン利得算出工程を備えることする測定手段とを備えることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の分布ラマン増幅を適用し信号光を伝送する光ファイバと、励起光出力を調整することが可能な励起光源と、前記光ファイバにテスト光を入力し、戻り光を検出することにより前記光ファイバの伝播損失を測定する測定手段を備えたことを特徴とする。
【００２４】
また、前記損失測定手段は、前記光ファイバに入力するテスト光を入力し、戻り光パワーを測定するＯＴＤＲ測定器を含んで構成されることを特徴とする。
【００２５】
また、前記損失測定手段は、さらに、前記ＯＴＤＲ測定器から出力パルス光から所定のスペクトル幅のテスト光波長を取り出す光フィルタと、戻り光を測定するための光アッテネータを含むことを特徴とする。
【００２６】
【作用】
本発明では、ＯＴＤＲ測定法をベースに、ラマン利得効率も測定できるようにする。伝送路の一方の端から他方の端までの伝播損失をＯＴＤＲ手法で測定する。図３はＡ端から入力したパルス光が減衰しながらＢ端の手前近傍に達する様子を示したものである。また、図４はＢ端の手前近傍で発生した戻り光が減衰しながらＡ端に達する様子を示したものである。励起光を入力したことにより減った分の損失がラマン利得と考えられるが、図３図４に示すように、このラマン利得は、テスト光がＢ端の手前近傍に達するまでに励起光と同方向に伝播しながら受けたラマン利得：図３と、戻り光がＡ端に至るまでに励起光と逆方向に伝播しながら受けたラマン利得：図４の和である。伝送路のＢ端の手前近傍で生じる戻り光から検出される伝播損失（ｄＢ）をＬ１とし、励起光を出力した状態でＯＴＤＲ測定を行い、伝送路のＢ端の手前近傍で生じる戻り光から検出される伝播損失（ｄＢ）をＬ２とすると、ラマン利得の大きさはテスト光（戻り光）と励起光の互いの伝播方向によらないため、Ｌ２からＬ１を減算したものを１／２倍することで、伝送路においてテスト光が受けたラマン利得を得ることが出来る。このラマン利得を励起光出力パワーで除算することで、ＯＴＤＲパルス光波長におけるラマン利得効率（ｄＢ／Ｗ）を算出することが出来る。
【００２７】
また、１つのテスト光波長による測定から、複数種類の励起波長に対してそれぞれ所望の波長におけるラマン利得効率を得ることが出来るようにする。１つのテスト光波長を用いて、複数種類の励起波長に対するラマン利得効率を測定し、さらにラマン利得プロファイルを用いて各励起波長で所望の波長におけるラマン利得効率に換算する。
【００２８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
＜第一の実施例＞
図１は本実施例の構成を示す構成図である。図１の構成において、伝送路の一方の端に励起光波長とテスト光波長を合分波するＷＤＭカプラ１１４を接続する。ＷＤＭカプラ１１４の励起光波長ポートに励起光源１４０を備え、テスト光波長ポートには光波長フィルタ１１６、光アッテネータ１１５、ＯＴＤＲ装置１１０の順に接続する。
【００２９】
本発明ではラマン利得効率を測定するために、ＯＴＤＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｉｍｅ−Ｄｏｍａｉｎ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ：時間領域光反射測定）装置１１０を用いる。
【００３０】
ＯＴＤＲとは、光ファイバ伝送路の一方の端からパルス光を入射し、光ファイバ伝送路中で起こる後方散乱による戻り光を時間分割測定することで、光ファイバ伝送路の分布的な損失を測定する手法である。検出されるパルス光パワーは入射端と反射点を往復しているため、往復の減衰量を半分に割れば片道の減衰量となる。
【００３１】
戻り光の発生要因には、ファイバの接続点や端点で起こるフレネル反射と光ファイバで連続的に起こるレーリー散乱がある。図１に示すように、以下では、伝送路の端のうち、ＯＴＤＲを接続した方をＡ端、もう一方の端をＢ端と呼ぶ。図６（ａ）、（ｂ）はＯＴＤＲで測定される戻り光パワーを示したもので、横軸は戻り光の発生した点のＡ点からの距離を表している。以下では、このようなグラフをＯＴＤＲグラフと呼ぶ。図６（ａ）、（ｂ）ではＢ端以外の伝送路中でレーリー散乱以外の戻り光は発生しない。図６（ａ）は、Ｂ端がアイソレータ等で無反射終端されている場合を示しており、ファイバの終わりと共にレーリー散乱による戻り光が０になっている。図６（ｂ）は、Ｂ端でファイバの不連続等によるフレネル反射が起きている場合を示しており、ファイバの終端で大きな反射が起こり、その先でレーリー散乱による戻り光が０になっている。伝送路をＯＴＤＲ測定した場合、ＯＴＤＲグラフは、Ｂ端において図６（ａ）または（ｂ）のような特徴を示す。従ってこのような特徴からＡ端からＢ端までの距離を知ることができ、Ａ端からＢ端の手前近傍まで伝播したパルス光の受けた損失を測定することが出来る。
【００３２】
本実施例ではテスト光となるＯＴＤＲパルス光のスペクトル幅を特に１ｎｍとした。テスト光波長を取り出す光フィルタの通過帯域を１ｎｍとすることで、ラマン増幅による自然放出増幅光（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ  ＳｐｏｎｔａｎｅｏｕｓＥｍｉｓｓｉｏｎ：ＡＳＥ）を除去し、ＡＳＥ光によるＯＴＤＲの受光器の飽和を防いだ。また、ＯＴＤＲの受光器が飽和せず、かつＢ端の手前近傍で発生した戻り光が感度良く測定できるように光アッテネータ量を調節した。
【００３３】
次に測定手順について説明する。まず励起光出力を停止した状態でＯＴＤＲ測定を行い、伝送路のＢ端の手前近傍で生じる戻り光から検出される伝播損失（ｄＢ）（Ｌ１と呼ぶ）を得る。次に励起光を出力した状態でＯＴＤＲ測定を行い、伝送路のＢ端の手前近傍で生じる戻り光から検出される伝播損失（ｄＢ）（Ｌ２と呼ぶ）を得る。Ｌ２からＬ１を減じることでラマン利得が求まる。このラマン利得を励起光パワーで除算することで、ラマン利得効率が求まる。
ただし、Ｂ点において励起光パワーが十分に減衰しており、ラマン利得が生じなくなっている、即ち励起光出力停止時と励起光出力時のＯＴＤＲグラフが平行になっている必要がある。このような条件を満たすＢ点についての伝搬損失を求めることにより、伝送路全長で生じるラマン利得が求まる。さらにラマン利得を励起光パワーで除算することで、伝送路全長におけるラマン利得効率が求まる。
【００３４】
Ｂ点において光励起光出力停止時と励起光出力時のＯＴＤＲグラフが平行にならない場合には、平行になるまで励起光パワーを減少させれば良い。本実施例では伝送路ファイバとして８０ｋｍのシングルモードファイバ（ＳＭＦ）を、励起光波長として１４６３．８ｎｍを、テスト光波長としては励起光波長よりも１３ＴＨｚ周波数が低い１５６２．２ｎｍを用い、励起光の出力パワーを１６６ｍＷとした。その結果、図７のＯＴＤＲグラフに示すようにＬ１＝１７ｄＢ、Ｌ２＝１２ｄＢであり、ラマン利得としてＬ２−Ｌ１＝５．０ｄＢが求まった。これを励起パワーで除算し、ラマン利得効率３０．１ｄＢ／Ｗを得た。図８は本実施例の励起波長、テスト光波長、ラマン利得プロファイルの関係を示したものである。図８では、励起光に対して、テスト光波長がラマン利得プロファイルのピークに位置している。
【００３５】
また、本実施例ではテスト光のスペクトル幅を１ｎｍとしたが、これと異なるスペクトル幅の適用も有効である。ただし、スペクトル幅が狭すぎるとＯＴＤＲ測定が不安定になるという事例を踏まえると、ＯＴＤＲ測定が不安定にならない程度広く、かつラマン利得プロファイルの変化の周期に対して十分狭いスペクトル幅であることが条件となる。
【００３６】
本実施例ではテスト光として、ＤＦＢ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｆｅｅｄ  Ｂａｃｋ）レーザーを適用したが、上記の条件のスペクトル幅にすることが可能な、波長可変なレーザーの適用も有効である。また、本実施例では、通過帯域１ｎｍの光波長フィルタを適用したが、テスト光のスペクトルを切り取らず、かつＡＳＥ光を十分除去できる限り、異なる通過帯域の適用も有効である。
【００３７】
その他、本実施例では、光波長フィルタに誘電体多層膜（Ｄｉ−ｅｌｅｃｔｒｉｃ）タイプを適用したが、光フィルタリング機能を持つ他のデバイスの適用も有効である。例えば、グレーティング（Ｇｒａｔｉｎｇ）タイプ波長フィルタ、ファブリペロー（Ｆａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔ）タイプ波長フィルタ、マッハツェンダ（Ｍａｃｈ−Ｚｅｈｎｄｅｒ）干渉計タイプ波長フィルタ等の適用が有効である。
【００３８】
さらに、実施例では光アッテネータにマッハツェンダ（Ｍａｃｈ−Ｚｅｈｎｄｅｒ）干渉計タイプを適用したが、光アッテネーション機能を持つ他のデバイスの適用も有効である。例えば、誘電体多層膜（Ｄｉ−ｅｌｅｃｔｒｉｃ）タイプ光アッテネータ、ＬＮタイプアッテネータ、ＬＢＯタイプアッテネータの適用も可能である。
【００３９】
また、励起光源として、ファイバーグレーティング（Ｆｉｂｅｒ  Ｇｒａｔｉｎｇ）で波長を狭窄化したファブリペロー（Ｆａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔ）レーザーを適用したが、十分なパワーを出力することのできる波長可変なレーザーの適用も有効である。
【００４０】
そして、本実施例では、伝送路ファイバとしてＳＭＦを用いたが、ノンゼロディスパージョンシフテッドファイバ（Ｎｏｎ  Ｚｅｒｏ  ＤｉｓｐｅｒｓｉｏｎＳｈｉｆｔｅｄ  Ｆｉｂｅｒ：ＮＺＤＳＦ）、１．５５μｍディスパージョンシフテッドファイバ（Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  Ｓｈｉｆｔｅｄ  Ｆｉｂｅｒ：ＤＳＦ）等の適用も可能である。
【００４１】
＜第２の実施例＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第１の実施例では、伝送路のＢ端の手前近傍で生じる戻り光から検出される伝播損失を用いて、ラマン利得効率を得た。しかし、図９に示すように、テスト光波長における損失が大きな伝送路においては、ノイズによってＢ端が検出できない場合がある。このような場合、ノイズに埋もれない点（図９のＢ’点）で生じる戻り光から利得効率を得ることも可能である。ただしＢ’点において励起光パワーが十分に減衰しており、ラマン利得が生じなくなっている、即ち励起光出力停止時と励起光出力時のＯＴＤＲグラフが平行になっている必要がある。Ｂ’点において励起光出力停止時と励起光出力時のＯＴＤＲグラフが平行にならない場合には、平行になるまで励起光パワーを減少させれば良い。
【００４２】
図９は伝播損失３０ｄＢの点で生じる戻り光まで測定可能なＯＴＤＲを用いて、テスト波長におけるＡ端からＢ端までの伝播損失が４０ｄＢのＳＭＦを測定した場合のＯＴＤＲグラフを示している。本実施例では、第１の実施例と同様に、励起光波長として１４６３．８ｎｍを、テスト光波長としては励起光波長よりも１３ＴＨｚ周波数が低い１５６２．２ｎｍを用い、励起光の出力パワーを１６６ｍＷとした。励起光を停止した状態におけるＢ’点までの伝播損失をＬ’１とし、励起光を出力した状態におけるＢ’点までの伝播損失をＬ’２とすると、図９に示すように、Ｌ＝３０ｄＢ、Ｌ２＝２５．２ｄＢであり、ラマン利得として４．８ｄＢが求まった。このラマン利得を励起光パワーで除算し、ラマン利得効率２８．９ｄＢ／Ｗを得た。
【００４３】
本実施例では伝送路ファイバとしてＳＭＦを用いたが、ノンゼロディスパージョンシフテッドファイバ（Ｎｏｎ  Ｚｅｒｏ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  Ｓｈｉｆｔｅｄ  Ｆｉｂｅｒ：ＮＺＤＳＦ）、１．５５μｍディスパージョンシフテッドファイバ（Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  Ｓｈｉｆｔｅｄ  Ｆｉｂｅｒ：ＤＳＦ）等の適用も可能である。
【００４４】
＜第３の実施例＞
本発明の第３の実施例について説明する。第１の実施例は、テスト光波長が励起光から１３ＴＨｚ周波数が低い場合のラマン利得効率を示したが、これに限らず、他の波長間隔についてもラマン利得効率を測定することができる。例えば、第一の実施例と同一のＳＭＦにおいて、テスト光波長１５５０．０ｎｍを用い、励起光波長１４６３．８ｎｍ、励起光出力パワーを１６６ｍＷとした場合、ラマン利得４．６ｄＢ、ラマン利得効率２７．７ｄＢ／Ｗを得た。図１０は本実施例の励起波長、テスト光源、ラマン利得プロファイルの関係を示したものである。
【００４５】
本実施例では伝送路ファイバとしてＳＭＦを用いたが、ノンゼロディスパージョンファイバ（Ｎｏｎ  Ｚｅｒｏ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  Ｆｉｂｅｒ：ＤＳＦ）、１．５５μｍディスパージョンシフテッドファイバ（Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ
Ｓｈｉｆｔｅｄ  Ｆｉｂｅｒ：ＤＳＦ）等の適用も可能である。
【００４６】
＜第４の実施例＞
次に本発明の第４の実施例について以下に示す。１つテスト光波長を用いて、複数種類の励起光波長に対するラマン利得効率を測定することが出来る。例えば、第一の実施例と同一のＳＭＦにおいて、テスト光波長１５５０．０ｎｍを用い、励起光波長１４６３．８ｎｍ、励起光出力パワーを１６６ｍＷとした場合、ラマン利得４．６ｄＢ、ラマン利得効率２７．７ｄＢ／Ｗを得た。同じくテスト波長１５５０．０ｎｍを用い、励起光波長１４５０．４ｎｍ、励起光出力パワー１６６ｍＷとした場合、ラマン利得５．１ｄＢ、ラマン利得効率３０．７ｄＢ／Ｗを得た。もちろん、テスト光波長の選び方により、３つ以上の励起光波長に対するラマン利得効率を１つのテスト光波長を用いて測定することも可能である。図１１は本実施例の励起波長、テスト光源、ラマン利得プロファイルの関係を示したものである。
【００４７】
本実施例では伝送路ファイバとしてＳＭＦを用いたが、ノンゼロディスパージョンファイバ（Ｎｏｎ  Ｚｅｒｏ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  Ｆｉｂｅｒ：ＤＳＦ）、１．５５μｍディスパージョンシフテッドファイバ（Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ
Ｓｈｉｆｔｅｄ  Ｆｉｂｅｒ：ＤＳＦ）等の適用も可能である。
【００４８】
＜第５の実施例＞
本発明の第５の実施例を以下に示す。図１２のように、ある励起光波長に対するラマン利得プロファイルが分かっている場合、テスト光に対するラマン利得効率から他の波長のラマン利得効率を算出することができる。図１２はＳＭＦにおける励起光波長１４６３．８ｎｍに対するラマン利得プロファイルを示している。ラマン利得プロファイルは、励起光出力パワーによって絶対値が変化するが、プロファイルの形はファイバ種類に固有のものである。図１２のラマン利得プロファイルは１５５０ｎｍで２．５ｄＢのラマン利得を示しているが、１５４０ｎｍでは２ｄＢのラマン利得を示している。このラマン利得プロファイルの形状から１５４０ｎｍのラマン利得効率は１５５０ｎｍの２÷２．５＝０．８倍であることがわかる。従って、実施例１と同一のＳＳＭＦにおいて励起波長を１４６３．８ｎｍとした場合、第２の実施例の結果から、１５５０ｎｍにおけるラマン利得効率は２７．７ｄＢ／Ｗであるから、１５４０ｎｍにおけるラマン利得効率は２７．７×０．８＝２２．２ｄＢ／Ｗと算出することが出来る。
【００４９】
また、本実施例では伝送路ファイバとしてＳＭＦを用いたが、ノンゼロディスパージョンファイバ（Ｎｏｎ  Ｚｅｒｏ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  Ｆｉｂｅｒ：ＤＳＦ）、１．５５μｍディスパージョンシフテッドファイバ（Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  Ｓｈｉｆｔｅｄ  Ｆｉｂｅｒ：ＤＳＦ）等の適用も可能である。
【００５０】
＜第６の実施例＞
本発明の第６の実施例を以下に示す。１つのテスト光波長を用いて、複数の励起光それぞれの波長より１３ＴＨｚ低い周波数の波長、即ちラマン利得プロファイルのピーク波長におけるラマン利得効率を得ることができる。ラマン利得プロファイルのピーク波長を、以下ではラマン利得ピーク波長と呼ぶ。第４の実施例の手法により、複数の励起波長に対する１つのテスト光波長におけるラマン利得効率を測定する。測定結果から、第５の実施例の手法により、各励起波長のラマン利得ピーク波長におけるラマン利得効率を算出する。もちろん、本実施例の手法で得られるラマン利得効率は、各励起波長のラマン利得ピーク波長のものに限られない。本実施例の手法により、分かっているラマン利得プロファイル内の任意の波長におけるラマン利得効率を得ることが出来る。
【００５１】
【発明の効果】
本発明を用いることにより、伝送路の一方の端での作業のみで利得効率を測定することが可能となる。その結果、伝送路の両端の中継局間が数１０ｋｍ離れていることなどから、伝送路の両端で同時に作業を行うこと困難な場合においても、伝送路におけるラマン利得効率を得ることが出来る。
【００５２】
本発明を用いることにより、１つのテスト光波長を用いて、複数種類の励起波長に対してそれぞれ所望の波長におけるラマン利得効率を得ることができる。結果として、複数種類の励起波長に対してそれぞれ所望の波長におけるラマン利得効率を得たい場合、励起波長の種類と同数の波長の異なるテスト光を用意する必要がなく、低コスト、かつ汎用性に富んだラマン利得効率測定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のラマン利得及びラマン利得効率測定方法を示す構成図である。
【図２】従来のラマン利得及びラマン利得効率測定方法例の構成図である。
【図３】本発明の作用を示す伝送路におけるテスト光パワーの推移の説明図である。
【図４】本発明の作用を示す伝送路における戻り光パワーの推移の説明図である。
【図５】ラマン利得プロファイルを示す説明図である。
【図６】ＯＴＤＲグラフにおける伝送路端の特徴を説明する図である。（ａ）Ｂ端が無反射終端されている場合、（ｂ）Ｂ端で反射が発生している場合。
【図７】本発明の第１の実施例で得られる結果（ＯＴＤＲ）を示す説明図である。
【図８】本発明の第１の実施例の励起波長、テスト光波長、利得プロファイル波長配置を示す説明図である。
【図９】本発明の第２の実施例で得られる結果（ＯＴＤＲグラフ）を示す説明図である。
【図１０】本発明の第３の実施例の励起波長、テスト光波長、利得プロファイル波長配置を示す説明図である。
【図１１】本発明の第４の実施例の励起波長、テスト光波長、利得プロファイル波長配置を示す説明図である。
【図１２】本発明の第５の実施例の励起波長、テスト光波長、利得プロファイルを示す説明図である。
【符号の説明】
１０、２０  中継局
１１、２１  増幅器
１１０  ＯＴＤＲ
１１１，１１３  光増幅器
１１２  光ファイバ伝送路
１１４  ＷＤＭカプラ
１１５  光アッテネータ
１１６  波長フィルタ
１１３  ＷＤＭカプラ
１２０  テスト光源
１３０  受光器
１４０  励起光源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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