(57)【要約】【課題】簡易な手法でありながら光ファイバの分散特性を確実に算出することができ、加えて、光ファイバの分散特性の分布を算出する。【解決手段】ｍ本の光ファイバＣＦが接続された接続体Ｆに対して、波長がλ１を光パルスである第１の光パルスと、波長がλ２である第２の光パルスとを入射させる光源１１と、第１及び第２の光パルスの後方散乱光を受光する受光器１３と、後方散乱光の光損の時間的推移を示す波形を取得する波形取得部１４１と、取得した波形上に現れる接続点ＳＥに対応する光損変化点を検出する光損変化点検出部１４４と、第１及び第２の光パルスのそれぞれの接続点ＳＥにおける伝搬時間を算出する伝搬時間算出部１４５と、接続点ＳＥにおける第１及び第２の光パルス間の伝搬時間の差分を算出する伝搬時間差算出部１４６と、算出した差分を用いて各光ファイバＣＦの分散特性を算出する分散特性算出部１４７とを備える。【選択図】      図１
2004184251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光ファイバを接続して作成された接続体の分散特性を測定する波長分散測定装置であって、
第１の波長を有する第１の光パルス及び前記第１の波長とは異なる第２の波長を有する第２の光パルスを前記接続体の一端に入射させる光源と、
入射された前記第１及び第２の光パルスの後方散乱光を受光する受光器と、
前記受光器が受光した後方散乱光の光損の時間的推移を示す波形を取得し、取得した波形において、前記光ファイバの接続点に対応して現れる前記第１の光パルスの光損変化点と前記第２の光パルスの光損変化点とを検出する光損変化点検出手段と、
前記第１及び第２の光パルスの光損変化点を基に、前記接続点における前記第１及び第２の光パルスの伝搬時間の差分を算出し、算出した差分を用いて各光ファイバの分散特性を算出する分散特性算出手段とを備えることを特徴とする波長分散測定装置。
【請求項２】
前記光源は、第１及び第２の光パルスをそれぞれ時間帯を分けて入射させることを特徴とする請求項１記載の波長分散測定装置。
【請求項３】
前記光源は、第１の光パルスを射出する第１の光源と第２の光パルスを射出する第２の光源とを備え、
前記第１の光源及び第２の光源から射出された光パルスを合成して、前記光ファイバに入射させる光結合器をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の波長分散測定装置。
【請求項４】
複数の光ファイバが接続された接続体の分散特性を測定する波長分散測定方法であって、
第１の波長を有する第１の光パルス及び前記第１の波長とは異なる第２の波長を有する第２の光パルスを前記接続体の一端に入射させるステップと、
入射された前記第１及び第２の光パルスの後方散乱光を受光するステップと、
受光した後方散乱光の光損の時間的推移を示す波形を取得し、取得した波形において、前記光ファイバの接続点に対応して現れる前記第１の光パルスの光損変化点と前記第２の光パルスの光損変化点とを検出するステップと、
前記第１及び第２の光パルスの光損変化点を基に、前記接続点における前記第１及び第２の光パルスの伝搬時間の差分を算出し、算出した差分を用いて各光ファイバの分散特性を算出するステップとを備えることを特徴とする波長分散測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信に用いられる光ファイバの分散特性を測定する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光ファイバの分散特性を測定する方法として、測定対象の光ファイバの一端に光源を接続するとともに、他端に受光器を接続し、光ファイバ内に波長の異なる複数の光パルスを入射させ、その光パルスを受光器で受光して、入射された光パルスの波長間の伝搬時間差を算出し、光ファイバの分散特性を測定する方法が知られている。この方法の場合、光ファイバの終端側に受光器を接続する必要があるため、特に、敷設後の光ファイバに対する測定が煩わしいという問題があった。
【０００３】
そこで、光ファイバの両端に測定装置を設けることなく光ファイバの分散特性の測定することができる装置として、特許文献１が公開されている。この従来の測定装置は、光ファイバの一端から波長の異なる光パルスを入射し、その光パルスの後方散乱光を受光器により受光して順次電気信号に変換し、電気信号の波形を波長毎に取得し、この波形に基づいて光ファイバの特異点位置を検出し、その特異点位置における波長間の光パルスの伝搬時間差を基に、その光ファイバの分散特性を測定している。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３０５０１８
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の測定装置では、取得した波形を基に特異点位置を検出するにあたり、その波形がフレネル反射の波形を示している箇所を特異点位置として検出している。光伝送路に用いられる光ファイバは、通常、複数の光ファイバが接続された接続体によって構成されているが、光ファイバ同士は融着によって接続されていることが多く、このように接続された箇所（接続点）においては、接続点の前後で屈折率の変化が少ないため、フレネル反射が顕著に生じない。フレネル反射が検出される箇所は、光ファイバの端部が空気と接触しているような屈折率が大きく変化する箇所、すなわち、光ファイバの終端において現れるのが一般的である。したがって、従来の測定装置では、光伝送路が長距離に及ぶ場合、終端からの後方散乱光の強度が弱まり、取得した波形上にフレネル反射を示す波形が現れないため、特異点位置を検出することができず、光ファイバの分散特性を測定することができないという問題があった。
【０００６】
また、従来の測定装置では、特異点位置を基に、分散特性を算出しているが、この特異点位置は、上述したように接続体の終端に対応する位置を想定している。そのため、接続体全体の分散特性は測定することができるが、各光ファイバの分散特性は測定することができず、接続体の分散特性の分布がわからないという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、簡易な手法でありながら、光ファイバの分散特性を確実に算出することができ、加えて、光ファイバの分散特性の分布を算出することができる波長分散測定装置及び波長分散測定方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る波長分散測定装置は、複数の光ファイバを接続して作成された接続体の分散特性を測定する波長分散測定装置であって、第１の波長を有する第１の光パルス及び前記第１の波長とは異なる第２の波長を有する第２の光パルスを前記接続体の一端に入射させる光源と、入射された前記第１及び第２の光パルスの後方散乱光を受光する受光器と、前記受光器が受光した後方散乱光の光損の時間的推移を示す波形を取得し、取得した波形において、前記光ファイバの接続点に対応して現れる前記第１の光パルスの光損変化点と前記第２の光パルスの光損変化点とを検出する光損変化点検出手段と、前記第１及び第２の光パルスの光損変化点を基に、前記接続点における前記第１及び第２の光パルスの伝搬時間の差分を算出し、算出した差分を用いて各光ファイバの分散特性を算出する分散特性算出手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本波長分散測定装置によれば、被測定対象の接続体に対して、それぞれ波長の異なる第１の光パルスと第２の光パルスとを入射させ、これらの光パルスの後方散乱光が、受光器によって受光され、第１及び第２の光パルスの後方散乱光の光損の時間的推移を示す波形が取得される。そして、この波形上に現れる光損変化点（光損が大きく変化している点）が検出される。この光損変化点は、光ファイバの接続点に対応して、第１及び第２の光パルス毎に現れる。そして、接続点での、第１の光パルスの伝搬時間と第２の光パルスの伝搬時間との差分が算出される。そして、この差分を基に、分散特性を算出する式を用いて各光ファイバの分散特性が算出される。
【００１０】
光ファイバの接続点では、光の屈折率が変化しており、後方散乱光は、この屈折率の変化の影響を受けて、光損が大きく変動する。したがって、後方散乱光の光損の時間的推移を示す波形上において、接続点は、光損変化点として現れる。長距離の光ファイバは、複数の光ファイバが接続されて構成されているのが一般的であり、この場合、光源に隣接する光ファイバの接続点は、光源から長距離とはならない。そのため、光損の時間的推移を示す波形上に光損変化点が確実に現れることとなる。そして、この光損変化点を基準として、接続体の分散特性を算出しているため、分散特性を確実に測定することができる。
【００１１】
さらに、接続点に対応して現れる光損変化点に着目しているため、光ファイバ毎の分散特性を算出することが可能となり、接続体の分散特性の分布を知ることができる。
【００１２】
また、前記光源は、第１及び第２の光パルスをそれぞれ時間帯を分けて射出することが好ましい。この場合、第１及び第２の光パルスをそれぞれ時間帯を分けて射出しているため、第１の光パルスの後方散乱光の光損の波形と第２の光パルスの後方散乱光の光損を示す波形とが個別に取得されるため、光損変化点を示す波形が単純化され、光損変化点の検出精度を高めることができる。
【００１３】
また、前記光源は、第１の光パルスを射出する第１の光源と第２の光パルスを射出する第２の光源とを備え、前記第１の光源及び第２の光源から射出された光パルスを合成して、前記光ファイバに入射させる光結合器をさらに備えることが好ましい。この場合、第１及び第２の光パルスが混合されて光ファイバに同時に入射されるため、第１及び第２の光パルスの後方散乱光の光損を示す波形を同時に取得することが可能となり、測定回数を減らすことができる。
【００１４】
本発明に係る波長分散測定方法は、複数の光ファイバが接続された接続体の分散特性を測定する波長分散測定方法であって、第１の波長を有する第１の光パルス及び前記第１の波長とは異なる第２の波長を有する第２の光パルスを前記接続体の一端に入射させるステップと、入射された前記第１及び第２の光パルスの後方散乱光を受光するステップと、受光した後方散乱光の光損の時間的推移を示す波形を取得し、取得した波形において、前記光ファイバの接続点に対応して現れる前記第１の光パルスの光損変化点と前記第２の光パルスの光損変化点とを検出するステップと、前記第１及び第２の光パルスの光損変化点を基に、前記接続点における前記第１及び第２の光パルスの伝搬時間の差分を算出し、算出した差分を用いて各光ファイバの分散特性を算出するステップとを備えることを特徴とする。
【００１５】
本波長分散測定方法によれば、後方散乱光の光損を示す波形上に、接続点に対応して顕著に現れる光損変化点に着目し、この光損変化点を基準として、光ファイバの分散特性を算出しているため、分散特性を確実に測定することができる。さらに、接続点に対応して現れる光損変化点に着目しているため、光ファイバ毎の分散特性が算出することが可能となり、接続体の分散特性の分布を知ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１は、本発明に係る波長分散測定装置の第１実施形態の全体構成を示すブロック図である。第１実施形態の波長分散測定装置は、光源１１、光分岐１２、受光器１３、データ処理装置１４、操作部１５及び表示部１６を備えている。光源１１は、例えば、レーザダイオードから構成されており、所定波長の光パルスを出力する。光源１１は、操作部１５を用いて入力されたオペレータの指示に従って、出力する光パルスの波長を変化させることが可能である。本実施形態では、光源１１は、λ１の波長を有する第１の光パルスとλ２（λ１とは異なる波長）の波長を有する第２の光パルスとを射出する。
【００１７】
光分岐１２は、光源１１から出力された第１及び第２の光パルスを測定対象である接続体Ｆに入射させるとともに、第１及び第２の光パルスの接続体Ｆの後方散乱光を受光して受光器１３に出力するものである。ここでは、光サーキュレータが用いられている。
【００１８】
受光器１３は、光電変換素子により構成され、光分岐１２から出力された後方散乱光を受光し、受光した後方散乱光をその強度に応じたレベルを有する電気信号に順次変換してデータ処理装置１４に出力する。
【００１９】
接続体Ｆは、ｍ本の光ファイバＣＦが接続されて構成されている。ｍ本の光ファイバＣＦは、各端部同士が融着やコネクタを用いる等の、種々の接続方式によって接続されている。以下の説明では、光パルスの入射側の光ファイバＣＦから順番に、光ファイバＣＦ１、光ファイバＣＦ２、・・・、光ファイバＣＦｍというように符号をつけて表す。さらに、光ファイバＣＦ同士の接続点を、接続体Ｆの入射側から順番に、ＳＥ１、ＳＥ２、・・・、ＳＥ（ｍ−１）というように符号をつけて表す。さらに、接続体Ｆの光パルス入射側の一端（入射端）ＦＥを原点としたときの接続点ＳＥ１、ＳＥ２、・・・、ＳＥ（ｍ−１）のそれぞれの位置を、Ｌ１、Ｌ２、・・・、Ｌ（ｍ−１）というように符号をつけて表す。
【００２０】
データ処理装置１４は、ＣＰＵ（中央演算器）、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）及び入出力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）を備えている（いずれも図略）。ＲＯＭには制御プログラムが記憶されており、ＣＰＵは、この制御プログラムの指令に基づいて、以下に示す機能を実行する。また、ＲＡＭは、ＣＰＵが各種処理を実行する際の作業領域として用いられ、各種データを一時的に記憶する。入出力インターフェイスは、データ処理装置１４に接続された機器とのインターフェイスを図り、本実施形態では、受光器１３から出力された電気信号をＣＰＵに入力する。
【００２１】
データ処理装置１４は、波形取得部１４１、波形記憶部１４２、波形平均化部１４３、光損変化点検出部１４４、伝搬時間算出部１４５、伝搬時間差算出部１４６及び分散特性算出部１４７を機能的に備えている。
【００２２】
波形取得部１４１は、受光器１３から順次出力された電気信号を受信し、後方散乱光の光損の時間的推移を示す波形を取得し、取得した波形を波形記憶部１４２記憶させる。また、波形取得部１４１は、１つの波形を取得すると、光源１１に対して次の光パルスを出力するように指示し、次の光パルスに対応する波形を取得する。波形取得部１４１は、このような処理を第１及び第２の光パルスに対してそれぞれｎ（ｎ＝１、２、３、・・・）回行うため、第１の光パルスに対応する波形をｎ個取得するとともに、第２の光パルスに対応する波形をｎ個取得する。なお、波形取得部１４１は、取得する第１の光パルスに対応する波形の個数と、第２の光パルスに対応する波形の個数とを異なる数としてもよい。
【００２３】
波形平均化部１４３は、波形記憶部１４２に記憶された第１の光パルスに対応するｎ個の波形を平均化して第１の波形を算出するとともに、第２の光パルスに対応するｎ個の波形を平均化して第２の波形を算出する。なお、波形平均化部１４３は、ｎ＝１の場合、平均化を行わずに第１及び第２の波形を特定する。
【００２４】
光損変化点検出部１４４は、第１及び第２の波形上に現れる光損が大きく変化する点を光損変化点として検出する。詳細には、光損変化点検出部１４４は、第１の波形及び第２の波形上の各点の微分値を算出し、算出した微分値を所定の値と比較することにより光損変化点を検出する。接続体Ｆに入射された第１及び第２の光パルスの後方散乱光の光損は、詳しくは後述するが、接続点ＳＥを通過すると大きく変動する。したがって、第１及び第２のそれぞれの波形上に現れる１番目の光損変化点は接続点ＳＥ１に、２番目に現れる光損変化点は接続点ＳＥ２に、・・・、（ｍ−１）番目に現れる光損変化点は接続点ＳＥ（ｍ−１）というように対応して現れることとなる。
【００２５】
伝搬時間算出部１４５は、第１の波形上に現れる光損変化点から第１の光パルスの接続点ＳＥ１、ＳＥ２、・・・、ＳＥ（ｍ−１）における伝搬時間ＴＡ１、ＴＡ２、・・・、ＴＡ（ｍ−１）をそれぞれ算出するとともに、第２の波形上に現れる光損変化点から第２の光パルスの接続点ＳＥ１、ＳＥ２、・・・、ＳＥ（ｍ−１）における伝搬時間ＴＢ１、ＴＢ２、・・・、ＴＢ（ｍ−１）をそれぞれ算出する。
【００２６】
さらに、伝搬時間算出部１４５は、第１の光パルスの接続点ＳＥ１、ＳＥ２、・・・、ＳＥ（ｍ−１）における伝搬時間ＴＡ１、ＴＡ２、・・・、ＴＡ（ｍ−１）を用いて、位置Ｌ１、Ｌ２、・・・、Ｌ（ｍ−１）をそれぞれ算出する。光ファイバは、入射される光によってその屈折率が特定されるため、光ファイバのある地点までの距離は、入射する光の波長及びその地点における伝搬時間が分かれば、算出することができる。なお、伝搬時間算出部１４５は、第２の光パルスの接続点ＳＥ１、ＳＥ２、・・・、ＳＥ（ｍ−１）における伝搬時間ＴＢ１、ＴＢ２、・・・、ＴＢ（ｍ−１）を用いて、位置Ｌ１、Ｌ２、・・・、Ｌ（ｍ−１）をそれぞれ算出してもよい。また、光ファイバＣＦ１〜ＣＦｍのそれぞれの距離が予めわかっている場合は、それを用いてもよい。
【００２７】
伝搬時間差算出部１４６は、接続点ＳＥ１〜ＳＥ（ｍ−１）のそれぞれに対応する第１の光パルスの伝搬時間ＴＡ１〜ＴＡ（ｍ−１）と、第２の光パルスの伝搬時間ＴＢ１〜ＴＢ（ｍ−１）との差分（伝搬時間差）Ｔ１（＝ＴＢ１−ＴＡ１）、Ｔ２（＝ＴＢ２−ＴＡ２）、・・・、Ｔ（ｍ−１）（＝ＴＢ（ｍ−１）−ＴＡ（ｍ−１））をそれぞれ算出する。
【００２８】
分散特性算出部１４７は、光ファイバＣＦの距離と、光ファイバの分散特性を算出するための式（１）を用いて、光ファイバＣＦ１〜ＣＦ（ｍ−１）のそれぞれの分散特性を算出する。
【００２９】
（Ｔｋ−Ｔ（ｋ−１））／（λ１−λ２）／（Ｌｋ−Ｌ（ｋ―１））・・・式（１）
ただし、式（１）のｋ（＝１、・・・、ｍ−１）は、接続点ＳＥ１〜ＳＥ（ｍ−１）のそれぞれの伝搬時間差Ｔ及び位置Ｌの順序を表す添え字である。また、Ｌ０＝０、Ｔ０＝０とする。
【００３０】
次に、本実施形態の波長分散測定装置の動作について説明する。光源１１から射出された第１の光パルスは、光分岐１２及び入射端ＦＥを介して、接続体Ｆに入射される。入射された光パルスは、光ファイバＣＦ１、ＣＦ２、・・・、ＣＦｍを順番に通過する。そして、受光器１３により、光パルスの後方散乱光が光分岐１２を介して受光され、順次電気信号に変換されてデータ処理装置１４に入力される。波形取得部１４１は、順次入力された電気信号を基に、第１の光パルスに対応する波形を取得し、波形記憶部１４２に記憶させた後、光源１１に次の第１の光パルスを射出するように指示する。波形取得部１４１は、第１の光パルスに対応する波形をｎ個取得すると、次に、第２の光パルスを光源１１に出力するように指示する。そして、第１の光パルスと同様にして、第２の光パルスに対応するｎ個の波形を取得する。波形平均化部１４３は、波形記憶部１４２に記憶された第１の光パルスに対応するｎ個の波形を平均化して、第１の波形を算出するとともに、波形記憶部１４２に記憶された第２の光パルスに対応するｎ個の波形を平均化して第２の波形を算出する。算出された第１及び第２の波形は表示部１６に表示される。
【００３１】
そして、第１の波形及び第２の波形を基に、光損変化点検出部１４４によって、光損変化点が検出される。そして、伝搬時間算出部１４５により、接続点ＳＥ１〜ＳＥ（ｍ−１）のそれぞれに関して第１の光パルスの伝搬時間ＴＡ１〜ＴＡ（ｍ−１）と第２の光パルスの伝搬時間ＴＢ１〜ＴＢ（ｍ−１）とが算出された後、伝搬時間差算出部１４６により、各接続点ＳＥ１〜ＳＥ（ｍ−１）のそれぞれの伝搬時間差Ｔ１〜Ｔ（ｍ−１）が算出され、分散特性算出部１４７により、光ファイバＣＦ１〜ＣＦ（ｍ−１）の分散特性がそれぞれ算出される。算出された光ファイバＣＦ１〜ＣＦ（ｍ−１）の分散特性は、各光ファイバＣＦの順序示す数字と対応づけられて、表示部１６に表示される。
【００３２】
図２は、第１及び第２の光パルスの後方散乱光の光損の時間的推移を示したグラフであり、（ａ）は第１の光パルスの光損を、（ｂ）は第２の光パルスの光損を示している。また、（ａ）及び（ｂ）の両グラフにおいて、縦軸は後方散乱光の光損を示しており、横軸は時間を示している。なお、図２においては、ｍ＝３の場合、すなわち、接続体Ｆが３本の光ファイバＣＦから構成されている場合の接続体Ｆの測定結果を示している。
【００３３】
図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、入射端ＦＥから入射された第１及び第２の光パルスの光損は、時間の経過とともに一定の傾きをもって直線状に減少していくが、接続点ＳＥ１及びＳＥ２において、光損がステップ状に大きく減衰していることが分かる。これは、光ファイバＣＦ同士が、各接続点において融着されて接続されており、入射された光パルスが接続点を通過すると、この融着された部分の影響によって、その後方散乱光の強度が、大きく減衰されたためである。融着によって接続された光ファイバ同士は、接続点において空気が介在しないため、フレネル反射は顕著に現れない。その結果、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、第１及び第２の波形上には、接続点ＳＥ１及びＳＥ２を示す光損変化点がステップ状に現れたのである。また、接続体Ｆの終端ＥＥ以降の波形は、鋸状に振動しながら減衰している。これは、終端ＥＥを通過した光パルスが空気中に放出されたため、後方散乱光の光損がこのような変化を示したのである。
【００３４】
また、図２（ａ）、（ｂ）に示すように第１の波形と第２の波形とでは、波形上に現れる接続点ＳＥ１及びＳＥ２に対応する光損変化点の位置が異なっている。これは、光ファイバに入射される光パルスは、その波長によって、伝搬速度が異なるという光ファイバの特性に基づくものである。そのため、第１及び第２の光パルスのそれぞれが接続点ＳＥ１及びＳＥ２に到達するまでの伝搬時間が異なることとなり、その結果、第１及び第２の光パルス間において、接続点ＳＥ１及びＳＥ２での伝搬時間差が生じ、この差を基に、分散特性を算出することができるのである。
【００３５】
図３は、光パルスの後方散乱光の光損の時間的推移を示した波形上に現れる光損変化点のパターンを示したグラフであり、（ａ）光ファイバＣＦ同士が多少の隙間を有して接続されている場合、（ｂ）光ファイバＣＦ同士が融着によって接続されている場合、（ｃ）、（ｄ）は特性の異なる光ファイバが接続されている場合を示している。
【００３６】
図３（ａ）では、波形上において、光損変化点がインパルス状に現れている。これは、光ファイバＣＦ同士が例えばコネクタにより接続されており、光ファイバＣＦ間に隙間が存在し、この隙間に存在する空気の影響によって、入射された光パルスが大きく反射されるためである。（ｂ）では光損がステップ状に上昇している箇所が光損変化点として現れている。これは、光ファイバＣＦ同士が融着によって接続されており、入射された光パルスの後方散乱光の強度が、この融着部分によって大きく増大されたためである。
【００３７】
（ｃ）、（ｄ）では波形の傾きが変化する点が光損変化点として現れている。（ｃ）では、波形の傾きが緩やかな傾きに変化した点が光損変化点として現れている。これは、光損の減衰が大きい特性を有する光ファイバＣＦに対して、光損の減衰が小さな特性を有する光ファイバＣＦが接続されていることを示し、光損変化点の前後で、光パルスの後方散乱光の光損の減衰率が減少したためである。また、（ｄ）では波形の傾きが急な傾きに変化した点が光損変化点として現れている。これは、光損の減衰が小さな特性を有する光ファイバＣＦに対して、光損の減衰が大きな特性を有する光ファイバＣＦが接続されていることを示し、光損変化点の前後で、光パルスの後方散乱光の光損の減衰率が上昇したためである。
【００３８】
このように、第１実施形態に係る波長分散測定装置によれば、接続体Ｆの接続点ＳＥ１〜ＳＥ（ｍ−１）に着目しているため、入射された光パルスの後方散乱光の光損の時間的推移を示す波形上に、光損変化点が確実に現れることとなり、接続体Ｆの分散特性を確実に測定することができる。さらに、光ファイバＣＦ１〜ＣＦ（ｍ−１）のそれぞれの分散特性を算出しているため、接続体Ｆの分散特性の分布を知ることができる。
【００３９】
次に、接続体Ｆの分散特性の分布を測定する意義について説明する。接続体Ｆはｍ本の光ファイバＣＦから構成されているが、１本の光ファイバＣＦに関しては、分散特性はほぼ一定と考えられる。これは、１本の光ファイバＣＦにおいては、屈折率等のその光ファイバＣＦの特性がほぼ一定であるためである。したがって、各光ファイバＣＦの端部間の分散特性が分かれば、接続体Ｆの分散特性の分布を知ることができる。接続体Ｆは、敷設時において、その分散特性の平均が小さくなるように設計されるが、各光ファイバＣＦの分散特性は、各光ファイバＣＦによって異なる。
【００４０】
接続体Ｆを構成する光ファイバＣＦのうち、１本の光ファイバＣＦが大きな分散特性を有すると、接続体Ｆを伝搬する光パルス信号は、隣接するパルス間がオーバーラップした状態で伝搬されることとなる。この場合、隣接パルス間の干渉が基で、光の非線形現象が発生し、雑音が生じることとなり、受信側で分散を調整しても、元の信号波形に回復することが不可能となってしまう。このような現象は、光パルスの間隔が非常に短い場合、すなわち非常に早いビットレートでの光通信を行った場合に顕著に表れる。最近の光通信はこのような現象が生じるような高速の信号を取り扱っているため、光パルスの分散特性の分布を測定することは重要となってきている。
【００４１】
また、分散特性が大きい光ファイバに対して、その分散特性を逆の分散特性を有する光ファイバを接続すると、これらの分散特性が相殺されて接続体Ｆ全体の分散特性を小さくすることができる。そのため、接続体Ｆの分散特性の分布を把握すれば、例えば、大きな分散特性を有する光ファイバＣＦに対しては、その分散特性を相殺するような光ファイバＣＦを接続することで、接続体Ｆのトータルの分散特性を低下させることができ、その結果、隣接する光パルス同士の干渉が発生せず、正確な光通信を実現することができる。このような点においても、接続体Ｆの分散特性の分布を把握することは正確な光通信を実現するうえで重要である。
【００４２】
（第２実施形態）
図４は、本発明に係る波長分散測定装置の第２実施形態の全体構成を示すブロック図である。第２実施形態の波長分散測定装置は、第１実施形態の波長分散測定装置に対して、第１及び第２の光源２１及び２２と、光結合器２３と、同期信号発生部２４とを備えている点が相違している。
【００４３】
第１及び第２の光源２１及び２２は、光源１１と同一構成であり、それぞれ第１の光パルス及び第２の光パルスを射出する。光結合器２３は、光源２１から射出された第１の光パルスと光源２２から射出された第２の光パルスとを合成して第３の光パルスを生成し光分岐１２に射出する。同期信号発生部２４は、波形取得部１４１の指示にしたがって、第１及び第２の光パルスの射出するタイミングの同期を図るための同期信号を生成し、第１及び第２の光源２１及び２２に対して出力する。
【００４４】
次に、第２実施形態の波長分散測定装置の動作について説明する。同期信号発生部２４から同期信号が出力されると、第１及び第２の光源２１及び２２はそれぞれ第１及び第２の光パルスを射出する。ここでは、接続体Ｆにおいて、第１の光パルスの伝搬速度は、第２の光パルスの伝搬速度よりも速いものとする。なお、接続体Ｆのおおよその特性が判明していれば、その波長から第１及び第２の光パルスのいずれの伝搬速度が早いのかを特定することができる。射出された第１及び第２の光パルスは、光結合器２３により結合されて第３の光パルスとされ、光分岐１２を介して、接続体Ｆに入射される。接続体Ｆに入射された第３の光パルスの後方散乱光は光分岐１２により受光器１３へと導かれ、順次電気信号に変換され、データ処理装置１４に入力される。
【００４５】
波形取得部１４１は、順次入力された電気信号を用いて、第３の光パルスの後方散乱光の光損の時間的推移を示す波形を取得し、波形記憶部１４２に記憶させる。波形取得部１４１は１つの波形を取得する毎に、同期信号発生部２４に対して、同期信号を出力するように指示する。そして、第１及び第２の光源２１及び２２のそれぞれから第１及び第２の光パルスが射出され、光結合器２３により第３の光パルスとされる。そして、波形取得部１４１により、この第３の光パルスに対応する波形が取得される。波形取得部１４１は、このような処理をｎ（＝１、２、３、・・・）回繰り返し行い、第３の光パルスに対応する波形をｎ個取得し、波形記憶部１４２に記憶させる。
【００４６】
波形平均化部１４３は、波形記憶部１４２に記憶されたｎ個の波形を平均化して、第３の波形を算出する。図５は、波形平均化部１４３が算出する第３の波形の一例を示したグラフであり、（ａ）グラフ全体を示しており、（ｂ）は波形上に現れる光損変化点の拡大図を示している。また、図５は、３本の光ファイバＣＦから構成される接続体Ｆに対して、第３の光パルスを入射させたときに得られる第３の波形を示している。
【００４７】
第２実施形態では、第１及び第２の光パルスを結合して第３の光パルスを生成して、接続体Ｆに入射させている。そのため、第３の波形上には、接続点ＳＥ１及びＳＥ２のそれぞれに対応する第１の光パルスの光損変化点と第２の光パルスの光損変化点とが隣接して現れることとなる。図５に示す測定では、第１の光パルスの方が第２の光パルスに比べて伝搬速度が速いため、図５（ｂ）に示すように、接続点ＳＥ１及びＳＥ２において、第１の光パルスの光損変化点が第２の光パルスの光損変化点よりも先に現れている。また、図５に示す測定において使用される接続体Ｆは、各光ファイバＣＦ同士が融着によって接続されており、この融着部分の影響により、光損変化点の前後において、光損がステップ状に大きく減衰している。その結果、図５（ｂ）に示すように、第３の波形上には接続点ＳＥ１〜ＳＥ（ｍ−１）における第１の光パルスの光損変化点と第２の光パルスの光損変化点とが２段のステップ状で現れることとなる。
【００４８】
次に、光損変化点検出部１４４によって、接続点ＳＥ１及びＳＥ２のそれぞれに対応する第１の光パルスの光損変化点と第２の光パルスの光損変化点とが読み取られる。そして、伝搬時間算出部１４５によって、接続点ＳＥ１及びＳＥ２のそれぞれにおける第１及び第２の光パルス間の伝搬時間の差分（伝搬時間差）が算出され、分散特性算出部１４７によって、式（１）の演算が施され、光ファイバＣＦ１、ＣＦ２、・・・、ＣＦ（ｍ−１）それぞれの分散特性が算出される。算出された分散特性は、各光ファイバＣＦ示す符号と対応付けられて、表示部１６に表示される。
【００４９】
このように、第２実施形態の波長分散測定装置によれば、第１及び第２の光パルスが同時に射出されるため、第３の波形上には、第１の光パルスの光損変化点と、第２の光パルスの光損変化点が現れることとなり、第１の光パルスと第２の光パルスに関する測定と同時に行うことができ、測定回数を減らすことができる。
【００５０】
上記第１及び第２の実施形態では、ｍ番目の光ファイバＣＦｍについての分散特性を算出していないが、光ファイバＣＦｍの分散特性を算出してもよい。この場合、接続体Ｆの終端ＥＥでの第１及び第２の光パルス間の伝搬時間差Ｔｍを算出して、式（１）を用いて、光ファイバＣＦｍの分散特性を算出すればよい。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、光パルスの後方散乱光の光損の時間的推移を示す波形上に確実に現れる光損変化点を基準として、光ファイバの分散特性を測定しているため、簡易な手法でありながら光ファイバの分散特性を確実に測定することができる。さらに、接続点を示す光損変化点を基準として光ファイバの分散特性を測定しているため、各子光ファイバの分散特性を算出することができ、その結果、光ファイバの分散特性の分布を知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る波長分散測定装置の第１実施形態の全体構成を示すブロック図である。
【図２】第１及び第２の光パルスの後方散乱光の光損の時間的推移を示したグラフであり、（ａ）は第１の光パルスの光損を、（ｂ）は第２の光パルスの光損を示している。
【図３】光パルスの後方散乱光の光損の時間的推移を示した波形上に現れる光損変化点のパターンを示したグラフであり、（ａ）光ファイバＣＦ同士が多少の隙間を介して接続されている場合、（ｂ）光ファイバＣＦ同士が融着によって接続されている場合、（ｃ）、（ｄ）は特性の異なる光ファイバが接続されている場合を示している。
【図４】本発明に係る波長分散測定装置の第２実施形態の全体構成を示すブロック図である。
【図５】波形平均化部が算出する第３の波形の一例を示したグラフであり、（ａ）グラフ全体を示しており、（ｂ）は波形上に現れる光損変化点の拡大図を示している。
【符号の説明】
１１  ２１  ２２  光源
１２  光分岐
１３  受光器
１４  データ処理装置
１５  操作部
１６  表示部
２３  光結合器
２４  同期信号発生部
１４１  波形取得部
１４２  波形記憶部
１４３  波形平均化部
１４４  光損変化点検出部
１４５  伝搬時間算出部
１４６  伝搬時間差算出部
１４７  分散特性算出部
ＣＦ  子光ファイバ
Ｆ  光ファイバ
ＦＥ  入射端
ＳＥ  接続点
【図１】
2004184251.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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