(57)【要約】【課題】  Ｐ１とＰ２との比を所定の値に保ちながら、被測定光ファイバにおける波長分散を測定できるようにする。【解決手段】  波長λ１の第一入射光と波長λ２の第二入射光とを合波し、第一入射光のパワーＰ１と第二入射光のパワーＰ２との比であるパワー比が可変である合波器３３と、合波器３３の出力する合波光を被測定光ファイバ４に入射させる入射させ、被測定光ファイバ４の入射端４ａから後方散乱光を取得するサーキュレータ５２と、合波光を合波器３３から取得する合波光取得器６０と、合波光取得器６０の出力から、パワー比を測定し、その測定結果に基づき、パワー比が所定の値となるような合波器３３の設定を求めるパーソナルコンピュータ２とを備え、サーキュレータ５２は合波光取得器６０を介して合波器３３に接続されている測定システム１。【選択図】  図１
2006170976.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一波長の第一入射光と第二波長の第二入射光とを合波し、前記第一入射光のパワーと前記第二入射光のパワーとの比であるパワー比が可変である合波手段と、
前記合波手段の出力する合波光を前記被測定光ファイバに入射させる入射手段と、
前記被測定光ファイバの入射端から後方散乱光を取得する後方散乱光取得手段と、
前記合波光を前記合波手段から取得する合波光取得手段と、
前記合波光取得手段の出力から、前記パワー比を測定するパワー比測定手段と、
前記パワー比測定手段の測定結果に基づき、前記パワー比が所定の値となるような前記合波手段の設定を求める設定値導出手段と、
を備えた入射光パワー比設定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の入射光パワー比設定装置であって、
前記入射手段は、前記合波光取得手段を介して、前記合波手段に接続されている、
入射光パワー比設定装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の入射光パワー比設定装置であって、
前記後方散乱光から、前記被測定光ファイバの波長分散を測定する波長分散測定手段、
を備えた入射光パワー比設定装置。
【請求項４】
請求項３に記載の入射光パワー比設定装置であって、
前記波長分散測定手段が、前記後方散乱光のストークス光に基づき、前記被測定光ファイバの波長分散を測定するものであり、
前記第一波長は前記第二波長よりも短く、
前記所定の値が１：２である、
入射光パワー比設定装置。
【請求項５】
請求項３に記載の入射光パワー比設定装置であって、
前記波長分散測定手段が、前記後方散乱光のアンチストークス光に基づき、前記被測定光ファイバの波長分散を測定するものであり、
前記第一波長は前記第二波長よりも短く、
前記所定の値が２：１である、
入射光パワー比設定装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか一項に記載の入射光パワー比設定装置であって、
前記合波光取得手段は、
前記取得した合波光を、二つの分岐光に分岐する光分岐手段を有し、
前記光分岐手段は、前記分岐光のうちの一つを、前記入射手段に与える、
入射光パワー比設定装置。
【請求項７】
請求項１ないし５のいずれか一項に記載の入射光パワー比設定装置であって、
前記合波光取得手段は、
前記取得した合波光を、第一出力端子または前記入射手段に接続された第二出力端子に出力する光選択手段を有する、
入射光パワー比設定装置。
【請求項８】
請求項１ないし５のいずれか一項に記載の入射光パワー比設定装置であって、
前記合波光取得手段の出力または前記後方散乱光を出力する光切替手段、
を備えた入射光パワー比設定装置。
【請求項９】
請求項８に記載の入射光パワー比設定装置であって、
前記光切替手段が前記合波光取得手段の出力を出力するときは、前記第一波長の光または前記第二波長の光を抽出し、前記光切替手段が前記後方散乱光を出力するときは、前記後方散乱光のストークス光またはアンチストークス光を抽出する光抽出手段、
を備えた入射光パワー比設定装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の入射光パワー比設定装置であって、
前記光切替手段が前記合波光取得手段の出力を出力するときは、前記光抽出手段は、前記第一波長の光または前記第二波長の光の抽出を、前記設定値導出手段による前記合波手段の設定の算出を挟んで、連続して行なう、
入射光パワー比設定装置。
【請求項１１】
請求項１ないし５のいずれか一項に記載の入射光パワー比設定装置であって、
前記合波手段は、第一入射光および第二入射光のいずれか一方または双方を減衰させる、
入射光パワー比設定装置。
【請求項１２】
請求項１ないし５のいずれか一項に記載の入射光パワー比設定装置であって、
前記合波手段は、第一入射光および第二入射光の分岐比を変化させる、
入射光パワー比設定装置。
【請求項１３】
合波手段が、第一波長の第一入射光と第二波長の第二入射光とを合波し、前記第一入射光のパワーと前記第二入射光のパワーとの比であるパワー比が可変である合波工程と、
入射手段が、前記合波手段の出力する合波光を前記被測定光ファイバに入射させる入射工程と、
後方散乱光取得手段が、前記被測定光ファイバの入射端から後方散乱光を取得する後方散乱光取得工程と、
合波光取得手段が、前記合波光を前記合波手段から取得する合波光取得工程と、
パワー比測定手段が、前記合波光取得手段の出力から、前記パワー比を測定するパワー比測定工程と、
設定値導出手段が、前記パワー比測定手段の測定結果に基づき、前記パワー比が所定の値となるような前記合波手段の設定を求める設定値導出工程と、
を備えた入射光パワー比設定方法。
【請求項１４】
第一波長の第一入射光と第二波長の第二入射光とを合波し、前記第一入射光のパワーと前記第二入射光のパワーとの比であるパワー比が可変である合波手段と、前記合波手段の出力する合波光を前記被測定光ファイバに入射させる入射手段と、前記被測定光ファイバの入射端から後方散乱光を取得する後方散乱光取得手段と、前記合波光を前記合波手段から取得する合波光取得手段とを備えた入射光パワー比設定装置における入射光パワー比設定処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記合波光取得手段の出力から、前記パワー比を測定するパワー比測定処理と、
前記パワー比測定処理の測定結果に基づき、前記パワー比が所定の値となるような前記合波手段の設定を求める設定値導出処理と、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１５】
第一波長の第一入射光と第二波長の第二入射光とを合波し、前記第一入射光のパワーと前記第二入射光のパワーとの比であるパワー比が可変である合波手段と、前記合波手段の出力する合波光を前記被測定光ファイバに入射させる入射手段と、前記被測定光ファイバの入射端から後方散乱光を取得する後方散乱光取得手段と、前記合波光を前記合波手段から取得する合波光取得手段とを備えた入射光パワー比設定装置における入射光パワー比設定処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータによって読み取り可能な記録媒体であって、
前記合波光取得手段の出力から、前記パワー比を測定するパワー比測定処理と、
前記パワー比測定処理の測定結果に基づき、前記パワー比が所定の値となるような前記合波手段の設定を求める設定値導出処理と、
をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータによって読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバの波長分散分布の測定に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、光ファイバの波長分散分布の測定が行なわれている。波長分散分布の測定法としては、４光波混合を用いた方法が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
４光波混合法の概要を説明する。まず、波長が異なる２つのパルス光（波長λ１、λ２：ただし、λ１＜λ２）を、ＥＤＦＡ(Erbium Doped Fiber Amplifier)のような光増幅器により増幅してから、テスト用ファイバに入射する。テスト用ファイバにおいては、４光波の混合が生じる。４光波の混合によりテスト用ファイバ内に生じたストークス光またはアンチストークス光のレーリー後方散乱光を、テスト用ファイバ内の入射端から取り出して検出する。検出されたレーリー後方散乱光に基づき、テスト用ファイバの波長分散分布を求めることができる。
ここで、自己位相変調および相互位相変調によって生じる波長分散の測定誤差は、ストークス光については２Ｐ１−Ｐ２に比例し、アンチストークス光については２Ｐ２−Ｐ１に比例する（例えば、特許文献１の［0031］、［0032］を参照）。ただし、Ｐ１は波長λ１の入射光のパワー、Ｐ２は波長λ２の入射光のパワーである。
【０００４】
よって、Ｐ２＝２Ｐ１の場合、ストークス光については、波長分散の測定誤差を０にすることができる。また、Ｐ１＝２Ｐ２の場合、アンチストークス光については、波長分散の測定誤差を０にすることができる。よって、このように入射光のパワーの比を調節して、波長分散の測定誤差を少なくすることが考えられる。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−８３００６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ＥＤＦＡのような光増幅器を使用していることにより、波長λ１、λ２、測定距離レンジ、ＥＤＦＡゲインなどといった要因により、Ｐ１とＰ２との比が変動してしまい、Ｐ２＝２Ｐ１あるいはＰ１＝２Ｐ２に保ち難い。
【０００７】
そこで、本発明は、Ｐ１とＰ２との比を所定の値に保ちながら、被測定光ファイバにおける波長分散を測定できるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明にかかる入射光パワー比設定装置は、第一波長の第一入射光と第二波長の第二入射光とを合波し、前記第一入射光のパワーと前記第二入射光のパワーとの比であるパワー比が可変である合波手段と、前記合波手段の出力する合波光を前記被測定光ファイバに入射させる入射手段と、前記被測定光ファイバの入射端から後方散乱光を取得する後方散乱光取得手段と、前記合波光を前記合波手段から取得する合波光取得手段と、前記合波光取得手段の出力から、前記パワー比を測定するパワー比測定手段と、前記パワー比測定手段の測定結果に基づき、前記パワー比が所定の値となるような前記合波手段の設定を求める設定値導出手段とを備えるように構成される。
【０００９】
上記のように構成された入射光パワー比設定装置によれば、合波手段は、第一波長の第一入射光と第二波長の第二入射光とを合波し、前記第一入射光のパワーと前記第二入射光のパワーとの比であるパワー比が可変である。入射手段は、前記合波手段の出力する合波光を前記被測定光ファイバに入射させる。後方散乱光取得手段は、前記被測定光ファイバの入射端から後方散乱光を取得する。合波光取得手段は、前記合波光を前記合波手段から取得する。パワー比測定手段は、前記合波光取得手段の出力から、前記パワー比を測定する。設定値導出手段は、前記パワー比測定手段の測定結果に基づき、前記パワー比が所定の値となるような前記合波手段の設定を求める。
【００１０】
また、本発明にかかる入射光パワー比設定装置は、前記入射手段が、前記合波光取得手段を介して、前記合波手段に接続されているようにしてもよい。
【００１１】
また、本発明にかかる入射光パワー比設定装置は、前記後方散乱光から、前記被測定光ファイバの波長分散を測定する波長分散測定手段を備えるようにしてもよい。
【００１２】
また、本発明にかかる入射光パワー比設定装置は、前記波長分散測定手段が、前記後方散乱光のストークス光に基づき、前記被測定光ファイバの波長分散を測定するものであり、前記第一波長は前記第二波長よりも短く、前記所定の値が１：２であるようにしてもよい。
【００１３】
また、本発明にかかる入射光パワー比設定装置は、前記波長分散測定手段が、前記後方散乱光のアンチストークス光に基づき、前記被測定光ファイバの波長分散を測定するものであり、前記第一波長は前記第二波長よりも短く、前記所定の値が２：１であるようにしてもよい。
【００１４】
また、本発明にかかる入射光パワー比設定装置は、前記合波光取得手段が、前記取得した合波光を、二つの分岐光に分岐する光分岐手段を有し、前記光分岐手段は、前記分岐光のうちの一つを、前記入射手段に与えるようにしてもよい。
【００１５】
また、本発明にかかる入射光パワー比設定装置は、前記合波光取得手段が、前記取得した合波光を、第一出力端子または前記入射手段に接続された第二出力端子に出力する光選択手段を有するようにしてもよい。
【００１６】
また、本発明にかかる入射光パワー比設定装置は、前記合波光取得手段の出力または前記後方散乱光を出力する光切替手段を備えるようにしてもよい。
【００１７】
また、本発明にかかる入射光パワー比設定装置は、前記光切替手段が前記合波光取得手段の出力を出力するときは、前記第一波長の光または前記第二波長の光を抽出し、前記光切替手段が前記後方散乱光を出力するときは、前記後方散乱光のストークス光またはアンチストークス光を抽出する光抽出手段を備えるようにしてもよい。
【００１８】
また、本発明にかかる入射光パワー比設定装置は、前記光切替手段が前記合波光取得手段の出力を出力するときは、前記光抽出手段は、前記第一波長の光または前記第二波長の光の抽出を、前記設定値導出手段による前記合波手段の設定の算出を挟んで、連続して行なうようにしてもよい。
【００１９】
また、本発明にかかる入射光パワー比設定装置は、前記合波手段が、第一入射光および第二入射光のいずれか一方または双方を減衰させるようにしてもよい。
【００２０】
また、本発明にかかる入射光パワー比設定装置は、前記合波手段が、第一入射光および第二入射光の分岐比を変化させるようにしてもよい。
【００２１】
本発明にかかる入射光パワー比設定方法は、合波手段が、第一波長の第一入射光と第二波長の第二入射光とを合波し、前記第一入射光のパワーと前記第二入射光のパワーとの比であるパワー比が可変である合波工程と、入射手段が、前記合波手段の出力する合波光を前記被測定光ファイバに入射させる入射工程と、後方散乱光取得手段が、前記被測定光ファイバの入射端から後方散乱光を取得する後方散乱光取得工程と、合波光取得手段が、前記合波光を前記合波手段から取得する合波光取得工程と、パワー比測定手段が、前記合波光取得手段の出力から、前記パワー比を測定するパワー比測定工程と、設定値導出手段が、前記パワー比測定手段の測定結果に基づき、前記パワー比が所定の値となるような前記合波手段の設定を求める設定値導出工程とを備えるように構成される。
【００２２】
本発明は、第一波長の第一入射光と第二波長の第二入射光とを合波し、前記第一入射光のパワーと前記第二入射光のパワーとの比であるパワー比が可変である合波手段と、前記合波手段の出力する合波光を前記被測定光ファイバに入射させる入射手段と、前記被測定光ファイバの入射端から後方散乱光を取得する後方散乱光取得手段と、前記合波光を前記合波手段から取得する合波光取得手段とを備えた入射光パワー比設定装置における入射光パワー比設定処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記合波光取得手段の出力から、前記パワー比を測定するパワー比測定処理と、前記パワー比測定処理の測定結果に基づき、前記パワー比が所定の値となるような前記合波手段の設定を求める設定値導出処理とをコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【００２３】
本発明は、第一波長の第一入射光と第二波長の第二入射光とを合波し、前記第一入射光のパワーと前記第二入射光のパワーとの比であるパワー比が可変である合波手段と、前記合波手段の出力する合波光を前記被測定光ファイバに入射させる入射手段と、前記被測定光ファイバの入射端から後方散乱光を取得する後方散乱光取得手段と、前記合波光を前記合波手段から取得する合波光取得手段とを備えた入射光パワー比設定装置における入射光パワー比設定処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータによって読み取り可能な記録媒体であって、前記合波光取得手段の出力から、前記パワー比を測定するパワー比測定処理と、前記パワー比測定処理の測定結果に基づき、前記パワー比が所定の値となるような前記合波手段の設定を求める設定値導出処理とをコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータによって読み取り可能な記録媒体である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００２５】
図１は、本発明の実施形態にかかる測定システム１の構成を示す図である。測定システム１は、被測定光ファイバ４に接続されている。測定システム１は、被測定光ファイバ４の波長分散分布を測定するためのものである。
【００２６】
測定システム１は、パーソナルコンピュータ２、第一入射光源３２ａ、第二入射光源３２ｂ、合波器３３、光スイッチ３４、ＥＤＦＡ３６、サーキュレータ３８、ＥＤＦＡ５２、可調光学フィルタ５４、光電変換器５５、アンプ５６、ローパスフィルタ５８、合波光取得器６０、光切替器７０を備える。
【００２７】
パーソナルコンピュータ２は、ＣＰＵ、ハードディスク、メディア（フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭなど）読み取り装置を備える。さらに、パーソナルコンピュータ２は、分散測定器２ａ、Ａ／Ｄ変換器２ｂ、パルス生成部２ｃを備える。
【００２８】
分散測定器２ａは、被測定光ファイバ４の波長分散分布を、Ａ／Ｄ変換器２ｂの出力するデジタル信号に基づき求める。パーソナルコンピュータ２のメディア読み取り装置に、分散測定器２ａの機能を実現するプログラムを記録したメディアを読み取らせて、ハードディスクにインストールすることで、分散測定器２ａを実装できる。
【００２９】
なお、分散測定器２ａは、波長分散分布の測定の前に、合波器３３の設定（例えば、第一入射光源３２ａの出力の減衰率）を求める。
【００３０】
Ａ／Ｄ変換器２ｂは、ローパスフィルタ５８の出力するアナログ信号をデジタル信号に変換する。パルス生成部２ｃは、パルスを生成する。
【００３１】
第一入射光源３２ａは、波長λ１（第一波長）の第一入射光を生成する。第二入射光源３２ｂは、波長λ２（第二波長）の第二入射光を生成する。なお、λ１＜λ２である。
【００３２】
合波器３３は、第一入射光および第二入射光を合波する。なお、合波器３３は、第一入射光のパワーＰ１と、第二入射光のパワーＰ２との比（「パワー比」という）を制御できる。例えば、Ｐ１：Ｐ２＝１：２、２：１というように制御できる。
【００３３】
合波器３３の構成を図３に示す。合波器３３は、例えば、図３（ａ）に示すように、第一入射光源３２ａが生成した第一入射光を減衰し、減衰率が可変である可変減衰器３３ａを有する。可変減衰器３３ａにより減衰された第一入射光と、第二入射光とが合波される。
【００３４】
なお、合波器３３の構成は、図３（ａ）に示すものに限らない。例えば、図３（ｂ）に示すように、合波器３３は、第二入射光源３２ｂが生成した第二入射光を減衰し、減衰率が可変である可変減衰器３３ｂを有するようにしてもよい。可変減衰器３３ｂにより減衰された第二入射光と、第一入射光とが合波される。
【００３５】
また、図３（ｃ）に示すように、合波器３３は、可変減衰器３３ａおよび可変減衰器３３ｂを有するようにしてもよい。可変減衰器３３ａにより第一入射光と、可変減衰器３３ｂにより減衰された第二入射光とが合波される。
【００３６】
さらに、図３（ｄ）に示すように、合波器３３は、第一入射光と第二入射光との分岐比を変えることができる可変分岐器３３ｃを有するようにしてもよい。可変分岐器３３ｃは、例えば、カプラを使用すれば実現できる。
【００３７】
光スイッチ３４は、パルス生成部２ｃからパルスを受ける。受けたパルスに基づき、合波器３３の出力する光をパルス化する。
【００３８】
ＥＤＦＡ(Erbium Doped Fiber
Amplifier)３６は、光スイッチ３４の出力するパルス化された光を増幅する。
【００３９】
合波光取得器６０は、ＥＤＦＡ３６から、合波器３３の出力する合波光を取得する。取得した合波光は、サーキュレータ３８および光切替器７０に与えられる。
【００４０】
合波光取得器６０は、光分岐器６２、減衰器６４を有する。光分岐器６２は、合波光を二つに分岐する。分岐された光のうちの一つは、サーキュレータ３８に与えられる。分岐された光のうちの他の一つは、減衰器６４に与えられる。減衰器６４は、与えられた光を減衰して出力する。減衰器６４の出力が、合波光取得器６０の出力である。
【００４１】
なお、合波光取得器６０の変形例を図４に示す。図４を参照して、合波光取得器６０は、光分岐器６２のかわりに光選択器６６を有する。光選択器６６は、第一出力端子６６ａ、第二出力端子６６ｂを有する。第一出力端子６６ａは減衰器６４に接続されている。第二出力端子６６ｂはサーキュレータ３８に接続されている。光選択器６６は、合波光を、第一出力端子６６ａまたは第二出力端子６６ｂに出力する。どちらに出力するかは選択できる。
【００４２】
サーキュレータ３８は、合波器３３の出力する合波光を、光スイッチ３４、ＥＤＦＡ３６および合波光取得器６０を介して受け、被測定光ファイバ４に入射させる。
【００４３】
被測定光ファイバ４において、波長λ１の２つのフォトンは、波長λ２の１つのフォトンと組み合わされて波長λｓのストークスフォトンを形成する。また、波長λ２の２つのフォトンは、波長λ１の１つのフォトンと組み合わされて波長λａのアンチストークスフォトンを形成する。なお、λ２−λ１＝λ１−λｓ＝λａ−λ２である。このように、被測定光ファイバ４において、波長λ１、λ２、λｓ、λａの４つの光波が混合する。
【００４４】
合波器３３の出力する光が被測定光ファイバ４に入射されると、被測定光ファイバ４の入射端４ａからは、後方散乱光が出力される。後方散乱光には、ストークス光およびアンチストークス光が含まれる。
【００４５】
サーキュレータ３８は、後方散乱光を取得し、ＥＤＦＡ５２に与える。
【００４６】
ＥＤＦＡ(Erbium Doped Fiber
Amplifier)５２は、後方散乱光を増幅する。
【００４７】
光切替器７０は、ＥＤＦＡ５２の出力である増幅された後方散乱光および合波光取得器６０の出力を受けて、いずれか一方を出力する。いずれを出力するかは選択できる。
【００４８】
なお、合波光取得器６０が光選択器６６を有する場合は（図４参照）、光切替器７０は、ＥＤＦＡ５２の出力である増幅された後方散乱光および合波光取得器６０の出力のうちで実際に受けたものを出力すればよい。光選択器６６が第一出力端子６６ａに合波光を出力する場合は、光切替器７０は合波光取得器６０の出力を受けることになり、増幅された後方散乱光を受けない。よって、光切替器７０の出力は、合波光取得器６０の出力である。光選択器６６が第二出力端子６６ｂに合波光を出力する場合は、光切替器７０は増幅された後方散乱光を受けることになり、合波光取得器６０の出力を受けない。よって、光切替器７０の出力は、増幅された後方散乱光である。
【００４９】
可調光学フィルタ５４は、光切替器７０の出力を受ける。光切替器７０の出力が増幅された後方散乱光であれば、可調光学フィルタ５４は、増幅された後方散乱光から、ストークス光あるいはアンチストークス光を抽出する。可調光学フィルタ５４は、透過する光の波長を調節できる。そこで、ストークス光あるいはアンチストークス光の波長を透過するように調節して、ストークス光あるいはアンチストークス光を抽出する。なお、ストークス光およびアンチストークス光のいずれを抽出したかを、分散測定器２ａにも与える。
【００５０】
光切替器７０の出力が合波光取得器６０の出力であれば、可調光学フィルタ５４は、合波光から、波長λ１の光（第一入射光）あるいは波長λ２の光（第二入射光）を抽出する。なお、波長λ１の光および波長λ２の光のいずれを抽出したかを、分散測定器２ａにも与える。
【００５１】
光電変換器５５は、抽出されたストークス光、アンチストークス光などを光電変換して電気信号を出力する。
【００５２】
アンプ５６は、電気信号を増幅する。
【００５３】
ローパスフィルタ５８は、増幅された電気信号のノイズを除去する。
【００５４】
図２は、本発明の実施形態にかかる分散測定器２ａの構成を示す機能ブロック図である。分散測定器２ａは、パワー算出部２１、第一パワー記録部２２ａ、第二パワー記録部２２ｂ、パワー比算出部２３、パワー比判定部２５、減衰率算出部（設定値導出手段）２７、波長分散測定部２９を備える。
【００５５】
波長分散測定部２９は、Ａ／Ｄ変換器２ｂから与えられたデジタル信号に基づき、被測定光ファイバ４の波長分散分布を算出する。ただし、光切替器７０の出力が、増幅された後方散乱光である場合に作動する。なお、波長分散測定部２９は、ストークス光に基づいて波長分散分布を算出するか、あるいはアンチストークス光に基づいて波長分散分布を算出する。
【００５６】
なお、光切替器７０の出力が、増幅された後方散乱光である場合に、パーソナルコンピュータ２に取り込まれる波形は、４つの光波が混合することによって新たに発生したストークス光（あるいはアンチストークス光）と、既に発生しているストークス光（あるいはアンチストークス光）の干渉波形である。干渉波形の振動周波数fsigと、波長分散分布D(λ1,z)との関係を下記の式に示す（詳しくは、特許文献１を参照）。なお、波長分散分布は、被測定光ファイバ４の入射端４ａからの距離zに対応づけられた波長分散である。
【００５７】
【数１】
2006170976.tif 000003
ただし、ｎ：屈折率、ｃ：真空中での光速、δλ＝｜λ２−λ１｜である。
波長分散測定部２９は、Ａ／Ｄ変換器２ｂから与えられたデジタル信号をＦＦＴ(fast Fourier tranform)して、振動周波数fsigを求める。求められたfsigを上記の式に代入すると波長分散分布D(λ1,z)を算出することができる。波長分散分布D(λ2,z)も同様に算出できる。
【００５８】
自己位相変調および相互位相変調によって生じる波長分散の測定誤差を、下記の式に示す。これは、ストークス光の場合である。アンチストークス光の場合は、２P1−P2が、２P2−P1となる。
【００５９】
【数２】
2006170976.tif 000004
ただし、測定波長λは、λ１である。
光は減衰しながら被測定光ファイバ４内を進む（詳しくは、特許文献１を参照）。よって、自己位相変調および相互位相変調によって生じる波長分散の測定誤差を、下記の式のように修正する。
【００６０】
【数３】
2006170976.tif 000005
よって、ストークス光の場合は、Ｐ１：Ｐ２＝１：２のときに測定誤差が０となる。アンチストークス光の場合は、Ｐ１：Ｐ２＝２：１のときに測定誤差が０となる。
【００６１】
パワー算出部２１は、Ａ／Ｄ変換器２ｂから与えられたデジタル信号に基づき、光切替器７０の出力する光のパワーを算出する。ただし、光切替器７０の出力が、合波光取得器６０の出力である場合に作動する。
【００６２】
パワー算出部２１には、可調光学フィルタ５４が抽出する光の種類（波長λ１の光あるいは波長λ２）も与えられる。光の種類によって、パワー算出部２１の出力が記録される部分（第一パワー記録部２２ａ、第二パワー記録部２２ｂ）が異なる。
【００６３】
すなわち、波長λ１の光（第一入射光）のパワーは第一パワー記録部２２ａに、波長λ２の光（第二入射光）のパワーは第二パワー記録部２２ｂに記録される。
【００６４】
パワー比算出部２３は、第一入射光のパワーＰ１と第二入射光のパワーＰ２との比であるパワー比（Ｐ１：Ｐ２）を算出する。ただし、第一入射光および第二入射光が、合波光取得器６０、光切替器７０および可調光学フィルタ５４を通過する際に、波長依存損失が生じる。よって、第一パワー記録部２２ａに記録されたパワーＰ１’に、波長依存損失を補正するための補正係数Ｋ１を乗じて第一入射光のパワーＰ１を求める。さらに、第二パワー記録部２２ｂに記録されたパワーＰ２’に、波長依存損失を補正するための補正係数Ｋ２を乗じて第二入射光のパワーＰ２を求める。したがって、パワー比Ｐ２／Ｐ１＝（Ｋ２・Ｐ２’）／（Ｋ１・Ｐ１’）となる。補正係数Ｋ１、Ｋ２は、測定システム１ごとに取得しておく。
【００６５】
パワー比判定部２５は、波長分散測定部２９がストークス光に基づいて波長分散分布を算出する場合には、パワー比Ｐ２／Ｐ１が、２−δ１＜Ｐ２／Ｐ１＜２＋δ１を満たすか否かを判定する。また、波長分散測定部２９がアンチストークス光に基づいて波長分散分布を算出する場合には、パワー比Ｐ２／Ｐ１が、１／２−δ２＜Ｐ２／Ｐ１＜１／２＋δ２を満たすか否かを判定する。なお、δ１、δ２は任意の正数であるが、それぞれ、２、１／２よりもかなり小さい。
【００６６】
もし、上記の条件に該当すれば、光切替器７０の出力を、合波光取得器６０の出力から、増幅された後方散乱光に切り替える。
【００６７】
もし、上記の条件に該当しなければ、パワー比Ｐ２／Ｐ１を減衰率算出部２７に与える。
【００６８】
減衰率算出部（設定値導出手段）２７は、パワー比判定部２５の測定結果に基づき、パワー比（Ｐ１：Ｐ２）が１：２（ストークス光に基づいて波長分散分布を算出する場合）あるいは２：１（アンチストークス光に基づいて波長分散分布を算出する場合）となるような、合波器３３の設定を求める。
【００６９】
図５は、減衰率算出部２７の動作を説明するための図である。ただし、合波器３３が図３（ａ）に示すような構成をとっているものとする。ここで、減衰率算出部２７が、可変減衰器３３ａの減衰率Ａを求める方法を示す。図５は、可変減衰器３３ａの減衰率とパワー比との関係を示すグラフであり、真の特性およびそれを直線で近似した直線近似を示す。
【００７０】
ここで、ｎを正の整数とする。可変減衰器３３ａの減衰率がＡn-1であるとき、パワー比Ｐ２／Ｐ１（PBと記載する）がPBn-1であったとする。また、可変減衰器３３ａの減衰率がＡnであるとき、パワー比がPBnであったとする。ここで、真の特性を、(Ａn-1, PBn-1)および(Ａn, PBn)を通る直線で近似し、PB = 2となる減衰率Ａn+1を求める。なお、ストークス光に基づいて波長分散分布を算出することを想定している。
【００７１】
ここで、(Ａn-1, PBn-1)および(Ａn, PBn)を通る直線の傾きαnは、(PBn - PBn-1)/(Ａn -Ａn-1)である。また、αn(Ａn+1 - Ａn ) = 2 - Pbnとなる。よって、Ａn+1 =Ａn + (2 - Pbn)/αnとなる。減衰率Ａn+1のときのパワー比Pbn+1は、パワー比Pbnよりも２に近づいている。このようにして、パワー比Pbが２から所定の範囲内（２−δ１を超え、２＋δ１未満）になるまで、減衰率Ａn+1, Ａn+2, Ａn+3…と求めていく。
【００７２】
すなわち、減衰率Ａn+1を求めて、合波器３３の可変減衰器３３ａを減衰率Ａn+1に設定し、さらに、パワー比Pbn+1を求める。そして、減衰率Ａn+2を求める。そして、合波器３３の可変減衰器３３ａを減衰率Ａn+2に設定し、さらに、パワー比Pbn+2を求める。このようなことを繰り返す。
【００７３】
なお、α1およびＡ1は任意の値とする。減衰率Ａ1を任意に定めてから、合波器３３により合波光を得て、パワー比Pb1を測定する。そして、任意に定めたα１を、Ａ2 =Ａ1 + (2 - Pb1)/α1に代入して、減衰率Ａ2を得る。
【００７４】
なお、可変減衰器３３ａの減衰率Ａを求める方法を説明したが、合波器３３が図３（ｂ）〜（ｄ）に示すような構成をとっていても同様に求めることができる。合波器３３が図３（ｂ）に示す構成をとっていた場合は、図５において、可変減衰器３３ｂの減衰率を横軸にとれば、同様に可変減衰器３３ｂの減衰率を求められる。合波器３３が図３（ｃ）に示す構成をとっていた場合は、図５において、可変減衰器３３ａの減衰率および可変減衰器３３ｂの減衰率の比を横軸にとれば、同様に減衰率の比を求められる。合波器３３が図３（ｄ）に示す構成をとっていた場合は、図５において、分岐比を横軸にとれば、同様に分岐比を求められる。
【００７５】
次に、本発明の実施形態の動作を説明する。
【００７６】
図６は、本発明の実施形態にかかる測定システム１の動作を示すフローチャートである。まず、パワー比の設定を行なう（Ｓ１０）。光切替器７０の出力が、合波光取得器６０の出力であるようにする。そして、波長分散測定部２９がストークス光に基づいて波長分散分布を算出する場合には、パワー比Ｐ２／Ｐ１が２になるように設定する。波長分散測定部２９がアンチストークス光に基づいて波長分散分布を算出する場合には、パワー比Ｐ２／Ｐ１が１／２になるように設定する。ただし、パワー比がちょうど２または１／２にならなくても、２−δ１を超えて２＋δ１未満または１／２−δ２を超えて１／２＋δ２未満になれば、パワー比がちょうど２または１／２になったとみなして、設定を終了する。
【００７７】
図７は、パワー比の設定における測定システム１の詳細な動作を示すフローチャートである。
【００７８】
まず、可調光学フィルタ５４を調節して、波長λ２の光（第二入射光）を抽出するようにする。
【００７９】
そして、第一入射光源３２ａが生成した波長λ１の第一入射光および第二入射光源３２ｂが生成した波長λ２の第二入射光は、合波器３３により合波される。合波器３３から出力された合波光は、光スイッチ３４、ＥＤＦＡ３６を介して合波光取得器６０に与えられる。
【００８０】
合波光取得器６０に与えられた合波光は、光分岐器６２により分岐され、減衰器６４を介して、光切替器７０に与えられる。
【００８１】
なお、光分岐器６２により分岐された光はサーキュレータ３８にも与えられ、被測定光ファイバ４の入射端４ａからは、後方散乱光が出力される。後方散乱光は、サーキュレータ３８およびＥＤＦＡ５２を介して光切替器７０に与えられる。
【００８２】
光切替器７０の出力が、合波光取得器６０の出力であるようにされているため、合波光が可調光学フィルタ５４に与えられる。可調光学フィルタ５４は、波長λ２の光（第二入射光）を抽出する（Ｓ１０２）。波長λ２の光（第二入射光）は、光電変換器５５によって、電気信号に変換される。電気信号は、アンプ５６およびローパスフィルタ５８を介して、Ａ／Ｄ変換器２ｂに与えられる。Ａ／Ｄ変換器２ｂは、電気信号をデジタル信号に変換して、分散測定器２ａに与える。
【００８３】
分散測定器２ａのパワー算出部２１がＡ／Ｄ変換器２ｂから与えられたデジタル信号に基づき、波長λ２の光（第二入射光）のパワーを算出し、第二パワー記録部２２ｂに記録する。第二パワー記録部２２ｂに記録されたパワーＰ２’は、合波光取得器６０、光切替器７０および可調光学フィルタ５４をを通過する際の波長依存損失のため、第二入射光のパワーＰ２よりも小さくなっている。ここで、Ｐ２＝Ｋ２・Ｐ２’とする。補正係数Ｋ２は、測定システム１ごとに取得しておく。
【００８４】
次に、可調光学フィルタ５４を調節して、波長λ１の光（第一入射光）を抽出するようにする。
【００８５】
すると、合波光が、上記の動作と同様に、可調光学フィルタ５４に与えられる。可調光学フィルタ５４は、波長λ１の光（第一入射光）を抽出する（Ｓ１０６）。波長λ１の光（第一入射光）は、光電変換器５５によって、電気信号に変換される。電気信号は、アンプ５６およびローパスフィルタ５８を介して、Ａ／Ｄ変換器２ｂに与えられる。Ａ／Ｄ変換器２ｂは、電気信号をデジタル信号に変換して、分散測定器２ａに与える。
【００８６】
分散測定器２ａのパワー算出部２１がＡ／Ｄ変換器２ｂから与えられたデジタル信号に基づき、波長λ１の光（第一入射光）のパワーを算出し、第一パワー記録部２２ａに記録する。第一パワー記録部２２ａに記録されたパワーＰ１’は、合波光取得器６０、光切替器７０および可調光学フィルタ５４をを通過する際の波長依存損失のため、第一入射光のパワーＰ１よりも小さくなっている。ここで、Ｐ１＝Ｋ１・Ｐ１’とする。補正係数Ｋ１は、測定システム１ごとに取得しておく。
【００８７】
パワー比算出部２３は、第一入射光のパワーＰ１と第二入射光のパワーＰ２との比であるパワー比（Ｐ１：Ｐ２）を算出する（Ｓ１１０）。パワー比Ｐ２／Ｐ１＝（Ｋ２・Ｐ２’）／（Ｋ１・Ｐ１’）として求める。
【００８８】
ここで、パワー比判定部２５は、パワー比Ｐ２／Ｐ１が所定の値（ストークス光に基づいて波長分散分布を算出する場合は２、アンチストークス光に基づいて波長分散分布を算出する場合は１／２）とみなすことができるか否かを判定する（Ｓ１１２）。
【００８９】
すなわち、パワー比が２−δ１を超えて２＋δ１未満であれば、パワー比を２とみなすことができる。パワー比が１／２−δ２を超えて１／２＋δ２未満であれば、パワー比を１／２とみなすことができる。
【００９０】
パワー比Ｐ２／Ｐ１が所定の値とみなすことができるならば（Ｓ１１２、Ｙｅｓ）、パワー比の設定（Ｓ１０）を終了する。
【００９１】
パワー比Ｐ２／Ｐ１が所定の値とみなすことができないならば（Ｓ１１２、Ｎｏ）、減衰率算出部２７が、可変減衰器３３ａの減衰率を求める（Ｓ１１４）。求められた減衰率に、可変減衰器３３ａの減衰率をあわせる。
【００９２】
そして、合波光を、上記の動作と同様に、可調光学フィルタ５４に与える。可調光学フィルタ５４は、波長λ１の光（第一入射光）を抽出するように設定されたままである。よって、可調光学フィルタ５４は、波長λ１の光（第一入射光）を抽出する（Ｓ１１６）。
【００９３】
このように、減衰率の算出（Ｓ１１４）を挟んで、波長λ１の光（第一入射光）の抽出が連続して行なわれる（Ｓ１０６、Ｓ１１６）。「連続」とは、波長λ１の光の抽出の工程の間に、波長λ２の光の抽出の工程が入らないことを意味する。これにより、減衰率の算出（Ｓ１１４）の直後に、可調光学フィルタ５４の設定を変更しなくてすむ。
【００９４】
波長λ１の光（第一入射光）は、光電変換器５５によって、電気信号に変換される。電気信号は、アンプ５６およびローパスフィルタ５８を介して、Ａ／Ｄ変換器２ｂに与えられる。Ａ／Ｄ変換器２ｂは、電気信号をデジタル信号に変換して、分散測定器２ａに与える。
【００９５】
分散測定器２ａのパワー算出部２１がＡ／Ｄ変換器２ｂから与えられたデジタル信号に基づき、波長λ１の光（第一入射光）のパワーを算出し、第一パワー記録部２２ａに記録する。
【００９６】
次に、可調光学フィルタ５４を調節して、波長λ２の光（第二入射光）を抽出するようにする。
【００９７】
すると、合波光が、上記の動作と同様に、可調光学フィルタ５４に与えられる。可調光学フィルタ５４は、波長λ２の光（第二入射光）を抽出する（Ｓ１２０）。波長λ２の光（第二入射光）は、光電変換器５５によって、電気信号に変換される。電気信号は、アンプ５６およびローパスフィルタ５８を介して、Ａ／Ｄ変換器２ｂに与えられる。Ａ／Ｄ変換器２ｂは、電気信号をデジタル信号に変換して、分散測定器２ａに与える。
【００９８】
分散測定器２ａのパワー算出部２１がＡ／Ｄ変換器２ｂから与えられたデジタル信号に基づき、波長λ２の光（第二入射光）のパワーを算出し、第二パワー記録部２２ｂに記録する。
【００９９】
パワー比算出部２３は、第一入射光のパワーＰ１と第二入射光のパワーＰ２との比であるパワー比（Ｐ１：Ｐ２）を算出する（Ｓ１２３）。これは、Ｓ１１０と同様である。
【０１００】
ここで、パワー比判定部２５は、パワー比Ｐ２／Ｐ１が所定の値（ストークス光に基づいて波長分散分布を算出する場合は２、アンチストークス光に基づいて波長分散分布を算出する場合は１／２）とみなすことができるか否かを判定する（Ｓ１２４）。これは、Ｓ１１２と同様である。
【０１０１】
パワー比Ｐ２／Ｐ１が所定の値とみなすことができるならば（Ｓ１２４、Ｙｅｓ）、パワー比の設定（Ｓ１０）を終了する。
【０１０２】
パワー比Ｐ２／Ｐ１が所定の値とみなすことができないならば（Ｓ１２４、Ｎｏ）、減衰率算出部２７が、可変減衰器３３ａの減衰率を求める（Ｓ１２６）。求められた減衰率に、可変減衰器３３ａの減衰率をあわせる。
【０１０３】
そして、波長λ２の光（第二入射光）の抽出（Ｓ１０２）に戻る。
【０１０４】
このように、減衰率の算出（Ｓ１２６）を挟んで、波長λ２の光（第二入射光）の抽出が連続して行なわれる（Ｓ１２０、Ｓ１０２）。「連続」とは、波長λ２の光の抽出の工程の間に、波長λ１の光の抽出の工程が入らないことを意味する。これにより、減衰率の算出（Ｓ１２６）の直後に、可調光学フィルタ５４の設定を変更しなくてすむ。
【０１０５】
図６に戻り、次に、波長分散の測定を行なう（Ｓ２０）。光切替器７０の出力が、増幅された後方散乱光であるようにする。
【０１０６】
第一入射光源３２ａが生成した波長λ１の第一入射光および第二入射光源３２ｂが生成した波長λ２の第二入射光は、合波器３３により合波される。ここで、Ｐ１：Ｐ２＝１：２（または２：１）とし、光の種類をストークス光（またはアンチストークス光）とする。合波器３３の出力する光は、光スイッチ３４、ＥＤＦＡ３６、合波光取得器６０およびサーキュレータ３８を介して、被測定光ファイバ４に入射される。
【０１０７】
被測定光ファイバ４においては、波長λ１、λ２、λｓ、λａの４つの光波が混合する。被測定光ファイバ４の入射端４ａからは、後方散乱光が出力される。後方散乱光には、ストークス光およびアンチストークス光が含まれる。
【０１０８】
後方散乱光は、サーキュレータ３８、ＥＤＦＡ５２および光切替器７０を介して可調光学フィルタ５４に与えられる。可調光学フィルタ５４は、ストークス光（またはアンチストークス光）を抽出する。ストークス光（またはアンチストークス光）は、光電変換器５５によって、電気信号に変換される。電気信号は、アンプ５６およびローパスフィルタ５８を介して、Ａ／Ｄ変換器２ｂに与えられる。Ａ／Ｄ変換器２ｂは、電気信号をデジタル信号に変換して、分散測定器２ａに与える。
【０１０９】
分散測定器２ａの波長分散測定部２９は、Ａ／Ｄ変換器２ｂから与えられたデジタル信号に基づき、被測定光ファイバ４の波長分散分布を算出する。ストークス光に基づき測定した場合は、Ｐ１：Ｐ２＝１：２のときに測定誤差が０となるところ、Ｐ１：Ｐ２＝１：２に設定されているので、測定誤差が０となる。また、アンチストークス光に基づき測定した場合は、Ｐ１：Ｐ２＝２：１のときに測定誤差が０となるところ、Ｐ１：Ｐ２＝２：１に設定されているので、測定誤差が０となる。
【０１１０】
本発明の実施形態によれば、パワー比（Ｐ１：Ｐ２）が１：２（ストークス光に基づいて波長分散分布を算出する場合）あるいは２：１（アンチストークス光に基づいて波長分散分布を算出する場合）となるように、減衰率算出部２７が可変減衰器３３ａの減衰率を求めて、可変減衰器３３ａを設定する。
【０１１１】
よって、被測定光ファイバ４の波長分散分布の測定誤差を少なくしながら、波長分散分布の測定を行なうことができる。
【０１１２】
なお、光切替器７０を省略することも可能である。図８は、光切替器７０を省略した変形例にかかる測定システム１の構成を示す図である。
【０１１３】
変形例にかかる測定システム１は、パーソナルコンピュータ２、第一入射光源３２ａ、第二入射光源３２ｂ、合波器３３、光スイッチ３４、ＥＤＦＡ３６、サーキュレータ３８、ＥＤＦＡ５２、可調光学フィルタ５４ａ、光電変換器５５ａ、アンプ５６ａ、ローパスフィルタ５８ａ、可調光学フィルタ５４ｂ、光電変換器５５ｂ、アンプ５６ｂ、ローパスフィルタ５８ｂ、合波光取得器６０、光切替器７０を備える。
【０１１４】
可調光学フィルタ５４ａは、合波光取得器６０の出力を受ける。可調光学フィルタ５４ａは、合波光から、波長λ１の光（第一入射光）あるいは波長λ２の光（第二入射光）を抽出する。なお、波長λ１の光および波長λ２の光のいずれを抽出したかを、分散測定器２ａにも与える。
【０１１５】
光電変換器５５ａは、抽出された波長λ１の光あるいは波長λ２の光を光電変換して電気信号を出力する。
【０１１６】
アンプ５６ａは、電気信号を増幅する。
【０１１７】
ローパスフィルタ５８ａは、増幅された電気信号のノイズを除去して、Ａ／Ｄ変換器２ｂに与える。
【０１１８】
可調光学フィルタ５４ｂは、増幅された後方散乱光を受ける。可調光学フィルタ５４ｂは、増幅された後方散乱光から、ストークス光あるいはアンチストークス光を抽出する。なお、ストークス光およびアンチストークス光のいずれを抽出したかを、分散測定器２ｂにも与える。
【０１１９】
光電変換器５５ｂは、抽出されたストークス光あるいはアンチストークス光を光電変換して電気信号を出力する。
【０１２０】
アンプ５６ｂは、電気信号を増幅する。
【０１２１】
ローパスフィルタ５８ｂは、増幅された電気信号のノイズを除去して、Ａ／Ｄ変換器２ｂに与える。
【０１２２】
このような変形例によっても、パワー比（Ｐ１：Ｐ２）が１：２（ストークス光に基づいて波長分散分布を算出する場合）あるいは２：１（アンチストークス光に基づいて波長分散分布を算出する場合）となるようにすることができる。
【０１２３】
ただし、光切替器７０を省略したことにより、可調光学フィルタ５４、光電変換器５５、アンプ５６およびローパスフィルタ５８が二組必要になってしまう。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】本発明の実施形態にかかる測定システム１の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態にかかる分散測定器２ａの構成を示す機能ブロック図である。
【図３】合波器３３の構成を示す図である。
【図４】合波光取得器６０の変形例を示す図である。
【図５】減衰率算出部２７の動作を説明するための図である。
【図６】本発明の実施形態にかかる測定システム１の動作を示すフローチャートである。
【図７】パワー比の設定における測定システム１の詳細な動作を示すフローチャートである。
【図８】光切替器７０を省略した変形例にかかる測定システム１の構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１２５】
１  測定システム
２  パーソナルコンピュータ
２１  パワー算出部
２２ａ  第一パワー記録部
２２ｂ  第二パワー記録部
２３  パワー比算出部
２５  パワー比判定部
２７  減衰率算出部（設定値導出手段）
２９  波長分散測定部
３２ａ  第一入射光源
３２ｂ  第二入射光源
３３  合波器
３８  サーキュレータ
５４  可調光学フィルタ
６０  合波光取得器
６２  光分岐器
６６  光選択器
７０  光切替器
【図１】
2006170976.tif 000006
【図２】
2006170976.tif 000007
【図３】
2006170976.tif 000008
【図４】
2006170976.tif 000009
【図５】
2006170976.tif 000010
【図６】
2006170976.tif 000011
【図７】
2006170976.tif 000012
【図８】
2006170976.tif 000013