(57)【要約】【課題】光ファイバの入出力間のデータ伝送無しで所望の波長範囲の波長分散を測定できるようにする。【解決手段】制御装置２８は、波長可変光源２０の波長λｐ一定周期で変更する。波長可変光源２０は波長λｐに対応したＦＭ変調周波数ｆＬで周波数変調される。強度変調器２２は、光源２０の出力光を強度変調信号Ｂで強度変調して、光ファイバ１０に出力する。受光器３０が、光ファイバ１０から入力するプローブ光を電気信号に変換する。クロック抽出装置３２は、受光器３０の出力から周波数Ｂの成分を抽出し、ＰＬＬ回路３４は、クロック抽出装置３２の出力からＦＭ変調周波数ｆＬの成分を抽出する。ＦＭ成分測定装置３６は、ＰＬＬ回路３４の出力の振幅ｖ（ｆＬ）と周波数ｆＬを測定する。演算装置３８は、測定された振幅ｖ（ｆＬ）と周波数ｆＬから対応する波長の波長分散を算出する。算出結果は、表示／印刷装置４０により印刷／表示される。【選択図】　図１
2004045077.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定インターバルで変更されるプローブ波長（λｐ）のプローブ光であって、当該プローブ波長（λＰ）に対応するＦＭ変調周波数（ｆＬ）で周波数変調され、且つ、所定強度変調周波数（Ｂ）で強度変調されたプローブ光を発生し、測定対象の光ファイバ（１０）に出力するプローブ光発生ステップ（２０，２２）と、
当該光ファイバ（１０）を伝搬したプローブ光を受光し、電気信号に変換する受光ステップ（３０）と、
当該受光ステップで得られた電気信号から当該所定強度変調周波数（Ｂ）に応じたクロック成分を抽出するクロック抽出ステップ（３２）と、
当該クロック抽出ステップ（３２）で抽出されたクロック成分から当該ＦＭ変調周波数（ｆＬ）のＦＭ変調成分を抽出し、当該ＦＭ変調周波数（ｆＬ）を示す情報と当該ＦＭ変調成分の振幅情報を検出するＦＭ成分検出ステップ（３４，３６）と、
当該ＦＭ成分検出ステップで検出された当該ＦＭ変調周波数（ｆＬ）を示す情報と当該ＦＭ変調成分の振幅情報とから当該光ファイバ（１０）の波長分散値を演算する演算ステップ（３８）
とからなることを特徴とする波長分散測定方法。
【請求項２】
当該プローブ光発生ステップが、
所定インターバルで変更されるプローブ波長（λｐ）のプローブ光であって、当該プローブ波長（λｐ）に対応するＦＭ変調周波数（ｆＬ）で周波数変調されたプローブ光を出力するプローブ光出力ステップ（２０）と、
当該プローブ光出力ステップにより出力されるプローブ光を、当該所定強度変調周波数（Ｂ）で強度変調する強度変調ステップ（２２）
とからなる請求項１に記載の波長分散測定方法。
【請求項３】
当該ＦＭ成分検出ステップが、
当該クロック抽出ステップ（３２）で抽出されたクロック成分から当該ＦＭ変調周波数（ｆＬ）のＦＭ変調成分を抽出するＦＭ変調成分抽出ステップ（３４）と、
当該ＦＭ変調成分抽出ステップで抽出されたＦＭ変調成分から、当該ＦＭ変調周波数（ｆＬ）を示す情報と当該ＦＭ変調成分の振幅情報を検出するＦＭ成分測定ステップ（３６）
とからなる請求項１に記載の波長分散測定方法。
【請求項４】
当該プローブ光発生ステップは、当該所定インターバル内の所定タイミングで当該強度変調をオフにするステップを具備する請求項１に記載の波長分散測定方法。
【請求項５】
所定インターバルで変更されるプローブ波長（λｐ）のプローブ光であって、当該プローブ波長（λｐ）に対応するＦＭ変調周波数（ｆＬ）で周波数変調され、且つ、所定強度変調周波数（Ｂ）で強度変調されたプローブ光を発生し、測定対象の光ファイバ（１０）に出力するプローブ光発生装置（１２）と、当該光ファイバ（１０）から入力するプローブ光を受光し、電気信号に変換する受光器（３０）と、
当該受光器から出力される電気信号から当該所定強度変調周波数（Ｂ）に応じたクロック成分を抽出するクロック抽出装置（３２）と、
当該クロック抽出装置（３２）で抽出されたクロック成分から当該ＦＭ変調周波数（ｆＬ）のＦＭ変調成分を抽出し、当該ＦＭ変調周波数（ｆＬ）を示す情報と当該ＦＭ変調成分の振幅情報を検出するＦＭ成分検出装置（３４，３６）と、当該ＦＭ成分検出ステップで検出された当該ＦＭ変調周波数（ｆＬ）を示す情報と当該ＦＭ変調成分の振幅情報とから当該光ファイバの波長分散値を算出する演算装置（３８）
とからなることを特徴とする波長分散測定システム。
【請求項６】
当該プローブ光発生装置（１２）が、
所定インターバルで変更されるプローブ波長（λｐ）のプローブ光であって、当該プローブ波長（λｐ）に対応するＦＭ変調周波数（ｆＬ）で周波数変調されたプローブ光を出力するプローブ光源（２０；６０−１〜６０−ｎ，６２−１〜６２−ｎ，６６）と、
当該プローブ光源から出力されるプローブ光を、当該所定強度変調周波数（Ｂ）で強度変調する強度変調器（２２，６８）
とからなる請求項５に記載の波長分散測定システム。
【請求項７】
当該プローブ光源が、変更可能なプローブ波長（λｐ）でレーザ発振し、当該プローブ波長（λｐ）に対応するＦＭ変調周波数（ｆＬ）で周波数変調される波長可変光源（２０）からなる請求項６に記載の波長分散測定システム。
【請求項８】
当該プローブ光源が、
それぞれ異なる周波数で発振する複数の発振器（６０−１〜６０−ｎ）と、
当該複数の発振器のそれぞれに対応する光源であって、それぞれ異なる波長でレーザ発振し、対応する発振器の出力により周波数変調される複数の固定波長光源（６２−１〜６２−ｎ）
とを具備し、当該複数の固定波長光源（６２−１〜６２−ｎ）の各出力光が、当該所定インターバルで順次、当該強度変調器（６８）に供給される請求項５に記載の波長分散測定システム。
【請求項９】
当該ＦＭ成分検出装置が、
当該クロック抽出装置（３２）で抽出されたクロック成分から当該ＦＭ変調周波数（ｆＬ）のＦＭ変調成分を抽出するＦＭ変調成分抽出装置（３４）と、
当該ＦＭ変調成分抽出装置で抽出されたＦＭ変調成分から、当該ＦＭ変調周波数（ｆＬ）を示す情報と当該ＦＭ変調成分の振幅情報を検出するＦＭ成分測定装置（３６）
とからなる請求項５に記載の波長分散測定システム。
【請求項１０】
当該ＦＭ変調成分抽出装置（３４）が、当該ＦＭ変調周波数（ｆＬ）を抽出周波数とするループフィルタを具備するＰＬＬ回路からなる請求項７に記載の波長分散測定システム。
【請求項１１】
当該クロック抽出装置（３２）が、クロック抽出状態を当該演算装置（３８）に通知する請求項５に記載の波長分散測定システム。
【請求項１２】
当該演算装置（３８）は、当該クロック抽出装置（３２）からのクロック抽出成功を示す情報に従い、当該ＦＭ成分検出装置（３６，３８）の出力を取り込み、当該クロック抽出装置（３２）からのクロック抽出失敗を示す情報に従い、次の測定に備える請求項１１に記載の波長分散測定システム。
【請求項１３】
当該プローブ光発生装置は、当該所定インターバル内の所定タイミングで当該強度変調をオフにする請求項５に記載の波長分散測定システム。
【請求項１４】
当該強度変調器（２２，６８）は、当該所定インターバル内の所定タイミングで当該所定強度変調周波数（Ｂ）の強度変調をオフにする請求項６に記載の波長分散測定システム。
【請求項１５】
周波数変調及び強度変調したプローブ光を伝搬により光ファイバの波長分散を測定する波長分散測定システムにおけるプローブ光発生装置であって、
所定インターバルで変更されるプローブ波長（λｐ）のプローブ光であって、当該プローブ波長（λＰ）に対応するＦＭ変調周波数（ｆＬ）で周波数変調されたプローブ光を出力するプローブ光源（２０；６０−１〜６０−ｎ，６２−１〜６２−ｎ，６６）と、
当該プローブ光源から出力されるプローブ光を、当該所定強度変調周波数（Ｂ）で強度変調する強度変調器（２２，６８）
とからなることを特徴とするプローブ光発生装置。
【請求項１６】
当該プローブ光源が、変更可能なプローブ波長（λｐ）でレーザ発振し、当該プローブ波長（λｐ）に対応するＦＭ変調周波数（ｆＬ）で周波数変調される波長可変光源（２０）からなる請求項１５に記載のプローブ光発生装置。
【請求項１７】
当該プローブ光源が、
それぞれ異なる周波数で発振する複数の発振器（６０−１〜６０−ｎ）と、
当該複数の発振器のそれぞれに対応する光源であって、それぞれ異なる波長でレーザ発振し、対応する発振器の出力により周波数変調される複数の固定波長光源（６２−１〜６２−ｎ）
とを具備し、当該複数の固定波長光源（６２−１〜６２−ｎ）の各出力光が、当該所定インターバルで順次、当該強度変調器（６８）に供給される請求項１５に記載のプローブ光発生装置。
【請求項１８】
当該強度変調器（２２，６８）は、当該所定インターバル内の所定タイミングで当該所定強度変調周波数（Ｂ）の強度変調をオフにする請求項１５に記載のプローブ光発生装置。
【請求項１９】
所定インターバルでプローブ波長（λｐ）を変更されるプローブ光であって、当該プローブ波長（λｐ）に対応するＦＭ変調周波数（ｆＬ）で周波数変調され且つ所定強度変調周波数（Ｂ）で強度変調されたプローブ光を光ファイバに入射し、当該光ファイバを伝搬した当該プローブ光により当該光ファイバの波長分散を測定する測定装置であって、
当該光ファイバ（１０）から入力するプローブ光を受光し、電気信号に変換する受光器（３０）と、
当該受光器から出力される電気信号から当該所定強度変調周波数（Ｂ）に応じたクロック成分を抽出するクロック抽出装置（３２）と、
当該クロック抽出装置（３２）で抽出されたクロック成分から当該ＦＭ変調周波数（ｆＬ）のＦＭ変調成分を抽出し、当該ＦＭ変調周波数（ｆＬ）を示す情報と当該ＦＭ変調成分の振幅情報を検出するＦＭ成分検出装置（３４，３６）と、当該ＦＭ成分検出ステップで検出された当該ＦＭ変調周波数（ｆＬ）を示す情報と当該ＦＭ変調成分の振幅情報とから当該光ファイバの波長分散値を算出する演算装置（３８）
とを具備することを特徴とする測定装置。
【請求項２０】
当該ＦＭ成分検出装置が、
当該クロック抽出装置（３２）で抽出されたクロック成分から当該ＦＭ変調周波数（ｆＬ）のＦＭ変調成分を抽出するＦＭ変調成分抽出装置（３４）と、
当該ＦＭ変調成分抽出装置で抽出されたＦＭ変調成分から、当該ＦＭ変調周波数（ｆＬ）を示す情報と当該ＦＭ変調成分の振幅情報を検出するＦＭ成分測定装置（３６）
とからなる請求項１９に記載の測定装置。
【請求項２１】
当該ＦＭ変調成分抽出装置（３４）が、当該ＦＭ変調周波数（ｆＬ）を抽出周波数とするループフィルタを具備するＰＬＬ回路からなる請求項２０に記載の測定装置。
【請求項２２】
当該クロック抽出装置（３２）が、クロック抽出状態を当該演算装置（３８）に通知する請求項１９に記載の測定装置。
【請求項２３】
当該演算装置（３８）は、当該クロック抽出装置（３２）からのクロック抽出成功を示す情報に従い、当該ＦＭ成分検出装置（３６，３８）の出力を取り込み、当該クロック抽出装置（３２）からのクロック抽出失敗を示す情報に従い、次の測定に備える請求項２２に記載の測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、波長分散測定方法及びシステム、プローブ光発生装置並びに測定装置に関し、より具体的には、光ファイバ伝送路の波長分散を遠隔測定可能な波長分散測定方法及びシステム、並びに、その方法及びシステムのためのプローブ光発生装置及び測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
長距離の光ファイバ伝送システム、特にＧｂｐｓクラス以上の高速の光ファイバ伝送システムでは、光ファイバ伝送路の波長分散が伝送特性を左右する重要なパラメータになる。
【０００３】
波長分散は、従来、信号光の伝搬遅延時間から測定されている。しかし、この方法では、光ファイバ伝送路の測定信号光の出力点から測定信号光の入力点に測定結果を伝送する信号伝送系を別途、用意する必要があり、測定システムの構成が複雑で大きなものになりがちである。
【０００４】
これに対し、光ファバ伝送路の入力点と出力点との間の信号伝送系を必要としない波長分散測定方法が、提案されている（Ｙｕｉｃｈｉ　Ｔａｋｕｓｈｉｍａ，　Ｋａｚｕｒｏ　Ｋｉｋｕｃｈｉ，”Ａ　ＮＯＶＥＬ　ＭＥＴＨＯＤ　ＦＯＲＯＰＴＩＣＡＬ　ＦＩＢＲＥ　ＤＩＳＰＥＲＳＩＯＮ　ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴ　ＡＮＤ　ＩＴＳ　ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ　ＴＯ　ＩＮ−ＳＥＲＶＩＣＥ　ＭＯＮＩＴＯＲ”，　Ｐｒｏｃ．　２７ｔｈ　Ｅｕｒ．　Ｃｏｎｆ．　ｏｎ　Ｏｐｔ．　Ｃｏｍｍ．　（ＥＣＯＣ’０１−Ａｍｓｔｅｒｄａｍ），Ｗｅ．Ｌ．１．５，　ｐｐ．２７６−２７７）。この論文は、参考のため、本明細書に組み込まれる。
【０００５】
この論文に記載される方法を簡単に説明する。送信側において、レーザ光源のレーザ発振波長λｐを周波数ｆＬで周波数変調すると共に、その出力レーザ光を別の周波数Ｂで強度変調して、光ファイバ伝送路に入力する。受信側では、光伝送路を伝搬したプローブ光を光電変換し、その電気出力から強度変調波を抽出し、抽出された強度変調波の振幅ｖ（ｆＬ）を測定する。得られた振幅ｖ（ｆＬ）が、プローブ波長λｐにおける群速度分散を示す。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述の論文に記載される方法では、特定の波長における波長分散を測定できるのだけである。しかし、実際に使用される光ファイバ伝送路の場合、例えば、ゼロ分散波長及び分散スロープを測定できる必要があり、そのためには、一定の波長範囲で波長分散を測定できる必要がある。
【０００７】
本発明は、光ファバ伝送路の入力点と出力点との間の信号伝送系を設けることなしに、ゼロ分散波長及び／又は分散スロープを測定可能な波長分散測定方法及びシステム、並びにこの方法及びシステムのためのプローブ光発生装置並びに測定装置を提示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方法は、所定インターバルで変更されるプローブ波長（λｐ）のプローブ光であって、当該プローブ波長（λｐ）に対応するＦＭ変調周波数（ｆＬ）で周波数変調され、且つ、所定強度変調周波数（Ｂ）で強度変調されたプローブ光を発生し、測定対象の光ファイバに出力するプローブ光発生ステップと、当該光ファイバを伝搬したプローブ光を受光し、電気信号に変換する受光ステップと、当該受光ステップで得られた電気信号から当該所定強度変調周波数（Ｂ）に応じたクロック成分を抽出するクロック抽出ステップと、当該クロック抽出ステップで抽出されたクロック成分から当該ＦＭ変調周波数（ｆＬ）のＦＭ変調成分を抽出し、当該ＦＭ変調周波数（ｆＬ）を示す情報と当該ＦＭ変調成分の振幅情報を検出するＦＭ成分検出ステップと、当該ＦＭ成分検出ステップで検出された当該ＦＭ変調周波数（ｆＬ）を示す情報と当該ＦＭ変調成分の振幅情報とから当該光ファイバの波長分散値を演算する演算ステップとからなることを特徴とする。
【０００９】
このような構成により、光ファイバのプローブ光出力側の測定装置は、入力側のプローブ光発生装置との通信無しで、光ファイバの波長分散を測定できる。ＦＭ変調周波数からプローブ波長（λｐ）が分かるので、測定装置に波長計を設けなくてよい。
【００１０】
好ましくは、当該プローブ光発生ステップが、所定インターバルで変更されるプローブ波長（λｐ）のプローブ光であって、当該プローブ波長（λｐ）に対応するＦＭ変調周波数（ｆＬ）で周波数変調されたプローブ光を出力するプローブ光出力ステップと、当該プローブ光出力ステップにより出力されるプローブ光を、当該所定強度変調周波数（Ｂ）で強度変調する強度変調ステップとからなる。これにより、所望の波長範囲内内での波長分散値の分布を測定できる。
【００１１】
好ましくは、当該ＦＭ成分検出ステップが、当該クロック抽出ステップで抽出されたクロック成分から当該ＦＭ変調周波数（ｆＬ）のＦＭ変調成分を抽出するＦＭ変調成分抽出ステップと、当該ＦＭ変調成分抽出ステップで抽出されたＦＭ変調成分から、当該ＦＭ変調周波数（ｆＬ）を示す情報と当該ＦＭ変調成分の振幅情報を検出するＦＭ成分測定ステップとからなる。これにより、プローブ光のＦＭ変調成分とＦＭ変調周波数を精度よく検出できる。
【００１２】
好ましくは、当該プローブ光発生ステップは、当該所定インターバル内の所定タイミングで当該強度変調をオフにするステップを具備する。これにより、光ファイバの光入力側のプローブ光発生装置から光出力側の測定装置にプローブ波長の変更を通知しなくても、測定装置は、波長の変更を検知できる。
【００１３】
本発明に係る波長分散測定システムは、所定インターバルで変更されるプローブ波長（λｐ）のプローブ光であって、当該プローブ波長（λｐ）に対応するＦＭ変調周波数（ｆＬ）で周波数変調され、且つ、所定強度変調周波数（Ｂ）で強度変調されたプローブ光を発生し、測定対象の光ファイバに出力するプローブ光発生装置と、当該光ファイバから入力するプローブ光を受光し、電気信号に変換する受光器と、当該受光器から出力される電気信号から当該所定強度変調周波数（Ｂ）に応じたクロック成分を抽出するクロック抽出装置と、当該クロック抽出装置で抽出されたクロック成分から当該ＦＭ変調周波数（ｆＬ）のＦＭ変調成分を抽出し、当該ＦＭ変調周波数（ｆＬ）を示す情報と当該ＦＭ変調成分の振幅情報を検出するＦＭ成分検出装置と、当該ＦＭ成分検出ステップで検出された当該ＦＭ変調周波数（ｆＬ）を示す情報と当該ＦＭ変調成分の振幅情報とから当該光ファイバの波長分散値を算出する演算装置とからなることを特徴とする。
【００１４】
このような構成により、光ファイバのプローブ光出力側の測定装置は、入力側のプローブ光発生装置との通信無しで、光ファイバの波長分散を測定できる。ＦＭ変調周波数からプローブ波長（λｐ）が分かるので、測定装置に波長計を設けなくてよい。
【００１５】
好ましくは、当該プローブ光発生装置が、所定インターバルで変更されるプローブ波長（λｐ）のプローブ光であって、当該プローブ波長（λｐ）に対応するＦＭ変調周波数（ｆＬ）で周波数変調されたプローブ光を出力するプローブ光源と、当該プローブ光源から出力されるプローブ光を、当該所定強度変調周波数（Ｂ）で強度変調する強度変調器とからなる。これにより、プローブ波長（λｐ）に対応するＦＭ変調周波数で周波数変調され、強度変調周波数で強度変調されたプローブ光を生成でき、プローブ波長を所望の波長範囲内で掃引できる。
【００１６】
好ましくは、当該プローブ光源が、変更可能なプローブ波長（λｐ）でレーザ発振し、当該プローブ波長（λｐ）に対応するＦＭ変調周波数（ｆＬ）で周波数変調される波長可変光源（２０）からなる。
【００１７】
好ましくは、当該プローブ光源が、それぞれ異なる周波数で発振する複数の発振器（６０−１〜６０−ｎ）と、当該複数の発振器のそれぞれに対応する光源であって、それぞれ異なる波長でレーザ発振し、対応する発振器の出力により周波数変調される複数の固定波長光源（６２−１〜６２−ｎ）とを具備し、当該複数の固定波長光源（６２−１〜６２−ｎ）の各出力光が、当該所定インターバルで順次、当該強度変調器（６８）に供給される。この構成でも、プローブ波長（λｐ）に対応するＦＭ変調周波数で周波数変調され、強度変調周波数で強度変調されたプローブ光を生成できる。固定波長光源を使用することで、波長の精度が向上する。
【００１８】
好ましくは、当該ＦＭ成分検出装置が、当該クロック抽出装置で抽出されたクロック成分から当該ＦＭ変調周波数（ｆＬ）のＦＭ変調成分を抽出するＦＭ変調成分抽出装置と、当該ＦＭ変調成分抽出装置で抽出されたＦＭ変調成分から、当該ＦＭ変調周波数（ｆＬ）を示す情報と当該ＦＭ変調成分の振幅情報を検出するＦＭ成分測定装置とからなる。これにより、簡易にＦＭ変調成分とＦＭ変調周波数を測定できる。
【００１９】
好ましくは、当該ＦＭ変調成分抽出装置が、当該ＦＭ変調周波数（ｆＬ）を抽出周波数とするループフィルタを具備するＰＬＬ回路からなる。
【００２０】
好ましくは、当該クロック抽出装置が、クロック抽出状態を当該演算装置に通知する。これにより、演算装置は、ＦＭ変調周波数の測定結果を参照しなくても、プローブ波長の変更を検知でき、プローブ波長の変更に備えることができる。
【００２１】
好ましくは、当該演算装置は、当該クロック抽出装置からのクロック抽出成功を示す情報に従い、当該ＦＭ成分検出装置の出力を取り込み、当該クロック抽出装置からのクロック抽出失敗を示す情報に従い、次の測定に備える。
【００２２】
好ましくは、当該プローブ光発生装置は、当該所定インターバル内の所定タイミングで当該強度変調をオフにする。これにより、プローブ波長の変更を測定装置に通知できる。
【００２３】
好ましくは、当該強度変調器は、当該所定インターバル内の所定タイミングで当該所定強度変調周波数（Ｂ）の強度変調をオフにする。これにより、プローブ波長の変更を測定装置に通知できる。
【００２４】
本発明に係るプローブ光発生装置は、周波数変調及び強度変調したプローブ光を伝搬により光ファイバの波長分散を測定する波長分散測定システムにおけるプローブ光発生装置であって、所定インターバルで変更されるプローブ波長（λｐ）のプローブ光であって、当該プローブ波長（λＰ）に対応するＦＭ変調周波数（ｆＬ）で周波数変調されたプローブ光を出力するプローブ光源と、当該プローブ光源（２０）から出力されるプローブ光を、当該所定強度変調周波数（Ｂ）で強度変調する強度変調器とからなることを特徴とする。
【００２５】
これにより、光ファイバの出力側の測定装置に波長計を設けなくても、所望の波長範囲内の複数の波長で波長分散を測定できるようになる。
【００２６】
好ましくは、当該プローブ光源が、変更可能なプローブ波長（λｐ）でレーザ発振し、当該プローブ波長（λｐ）に対応するＦＭ変調周波数（ｆＬ）で周波数変調される波長可変光源からなる。
【００２７】
好ましくは、当該プローブ光源が、それぞれ異なる周波数で発振する複数の発振器と、当該複数の発振器のそれぞれに対応する光源であって、それぞれ異なる波長でレーザ発振し、対応する発振器の出力により周波数変調される複数の固定波長光源とを具備し、当該複数の固定波長光源の各出力光が、当該所定インターバルで順次、当該強度変調器に供給される。この構成でも、プローブ波長（λｐ）に対応するＦＭ変調周波数で周波数変調され、強度変調周波数で強度変調されたプローブ光を生成できる。固定波長光源を使用することで、波長の精度が向上する。
【００２８】
好ましくは、当該強度変調器は、当該所定インターバル内の所定タイミングで当該所定強度変調周波数（Ｂ）の強度変調をオフにする。これにより、プローブ波長の変更を測定装置に通知できる。
【００２９】
本発明に係る測定装置は、所定インターバルでプローブ波長（λｐ）を変更されるプローブ光であって、当該プローブ波長（λｐ）に対応するＦＭ変調周波数（ｆＬ）で周波数変調され且つ所定強度変調周波数（Ｂ）で強度変調されたプローブ光を光ファイバに入射し、当該光ファイバを伝搬した当該プローブ光により当該光ファイバの波長分散を測定する測定装置であって、当該光ファイバから入力するプローブ光を受光し、電気信号に変換する受光器と、当該受光器から出力される電気信号から当該所定強度変調周波数（Ｂ）に応じたクロック成分を抽出するクロック抽出装置と、当該クロック抽出装置で抽出されたクロック成分から当該ＦＭ変調周波数（ｆＬ）のＦＭ変調成分を抽出し、当該ＦＭ変調周波数（ｆＬ）を示す情報と当該ＦＭ変調成分の振幅情報を検出するＦＭ成分検出装置と、当該ＦＭ成分検出ステップで検出された当該ＦＭ変調周波数（ｆＬ）を示す情報と当該ＦＭ変調成分の振幅情報とから当該光ファイバの波長分散値を算出する演算装置とを具備することを特徴とする。
【００３０】
この構成により、光ファイバの入力側にあるプローブ光発生装置と通信せずに、単独で、所望波長範囲内の複数の波長で波長分散を測定できる。また、波長計も不要になる。
【００３１】
好ましくは、当該ＦＭ成分検出装置が、当該クロック抽出装置で抽出されたクロック成分から当該ＦＭ変調周波数（ｆＬ）のＦＭ変調成分を抽出するＦＭ変調成分抽出装置と、当該ＦＭ変調成分抽出装置で抽出されたＦＭ変調成分から、当該ＦＭ変調周波数（ｆＬ）を示す情報と当該ＦＭ変調成分の振幅情報を検出するＦＭ成分測定装置とからなる。これにより、簡易にＦＭ変調成分とＦＭ変調周波数を測定できる。
【００３２】
好ましくは、当該ＦＭ変調成分抽出装置が、当該ＦＭ変調周波数（ｆＬ）を抽出周波数とするループフィルタを具備するＰＬＬ回路からなる。
【００３３】
好ましくは、当該クロック抽出装置が、クロック抽出状態を当該演算装置に通知する。これにより、演算装置は、ＦＭ変調周波数の測定結果を参照しなくても、プローブ波長の変更を検知でき、プローブ波長の変更に備えることができる。
【００３４】
好ましくは、当該演算装置は、当該クロック抽出装置からのクロック抽出成功を示す情報に従い、当該ＦＭ成分検出装置の出力を取り込み、当該クロック抽出装置からのクロック抽出失敗を示す情報に従い、次の測定に備える。
【００３５】
【実施例】
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【００３６】
図１は、本発明の一実施例の概略構成ブロック図を示す。測定対象の光ファイバ１０の入力側にプローブ光発生装置１２を配置し、出力側に測定装置１４を配置する。
【００３７】
プローブ光発生装置１２は、レーザ発振波長を変更自在な波長可変光源２０、波長可変光源２０の出力光を強度変調する強度変調器２２、波長可変光源２０の発振波長λｐを周波数変調する周波数変調信号ｆＬを発生する周波数変調信号発生装置２４，強度変調器２２の強度変調信号Ｂを発生する強度変調信号発生装置２６、及び、波長可変光源２０のレーザ発振波長λｐと周波数変調信号ｆＬのＦＭ変調周波数ｆＬを連動して制御する制御装置２８からなる。
【００３８】
マイクロコンピュータからなる制御装置２８は、波長可変光源２０の発振波長を、一定時間毎に段階的に変化させ、同時に、波長可変光源２０の発振波長λｐの制御と連動して、ＦＭ変調周波数ｆＬを、波長可変光源２０の発振波長λｐに対応する値に制御する。例えば、波長λｐとＦＭ変調周波数ｆＬを、以下の関係、
2004045077.tif 000003
とする。具体例として、波長可変光源２０の発振波長λｐを１５００ｎｍから１６００ｎｍの範囲で１０ｎｍステップで変化させ、これに対応して、ＦＭ変調周波数ｆＬを１００Ｈｚ〜１ｋＨｚの範囲で１００Ｈｚステップで変化させる。
【００３９】
詳細は後述するが、このように、波長可変光源２０の発振波長λｐとＦＭ変調周波数ｆＬとを１対１に対応付けることにより、測定装置１４は、波長λｐを測定しなくても、波長λｐを認識できる。即ち、測定装置１４に波長計が不要になる。
【００４０】
強度変調信号Ｂは、ビットレートがＢ（ｂｐｓ）のデータ信号（２進ランダム信号）又は周波数がＢ（Ｈｚ）の正弦波信号である。周波数変調信号ｆＬは、強度変調信号Ｂのビットレート又は周波数に比べて十分に低い周波数の正弦波信号である。強度変調のビットレートＢが数Ｇｂｐｓのオーダーの場合、ＦＭ変調周波数ｆＬは数１０Ｈｚ〜数１０ＭＨｚが使用可能である。
【００４１】
このような構成において、波長可変光源２０は、制御装置２８により制御される波長λｐでレーザ発振し、そのレーザ光を、周波数変調信号発生装置２４の出力に従い周波数変調する。制御装置２０は、一定期間毎に、波長可変光源２０のレーザ発振波長λｐを段階的に変更する。強度変調器２２は、波長可変光源２０から出力される周波数変調されたプローブ光の強度を、強度変調信号発生装置２６から出力される強度変調信号Ｂにより変調する。強度変調器２２で強度変調されたプローブ光は、光ファイバ１０に出力される。このようにして、発振波長λｐをＦＭ変調周波数ｆＬで周波数変調され、強度変調信号Ｂにより強度変調されたレーザ光（プローブ光）が、光ファイバ１０に入力し、光ファイバ１０を伝搬して測定装置１４に入力する。
【００４２】
制御装置２８は、一定時間間隔で、発振波長λｐ及び変調周波数ｆＬを段階的に変更する。例えば、３０秒周期で波長可変光源２０のレーザ発振波長λｐを変更する。基本周期である３０秒の内の２０秒間には、周波数変調及び強度変調したプローブ光を光ファイバ１０に出力し、残りの１０秒間には、強度変調器２２における強度変調をオフにし、その間に波長λｐを次の波長に変更する。これを、測定したい波長範囲で繰り返す。強度変調のビットレートＢは、波長λｐの変化に関わらず、一定で良い。
【００４３】
図２は、制御装置２８の動作例のフローチャートを示す。制御装置２８は先ず、波長可変光源２０の発振波長λｐを波長λ１に、ＦＭ変調周波数ｆＬをｆ１にして（Ｓ１）、周波数変調（ＦＭ変調）と強度変調（ＩＭ変調）を開始する（Ｓ２）。この状態で２０秒、経過するのを待ち（Ｓ３）、強度変調器２２によるＩＭ変調を停止し（Ｓ４）、波長可変光源２０の発振波長λｐとＦＭ変調周波数ｆＬを変更する（Ｓ５）。測定範囲内の場合には（Ｓ６）、１０秒経過するのを待ち（Ｓ７）、強度変調器２２によるＩＭ変調を再開して（Ｓ８）、ステップＳ３に戻る。波長λｐが測定範囲外の波長になる場合には（Ｓ６）、終了する。
【００４４】
測定装置１４では、受光器３０が、光ファイバ１０から入力するプローブ光を電気信号に変換する。クロック抽出装置３２は、受光器３０の出力から周波数Ｂの成分（強度変調器２２による強度変調の周波数成分）を抽出し、抽出結果をＰＬＬ（位相ロック・ループ）回路３４に出力し、抽出状態を演算装置３８に通知する。演算装置３８はマイクロコンピュータからなり、上述の論文の式（２）の演算を実行する。ＰＬＬ回路３４は、クロック抽出装置３２の出力からＦＭ変調周波数ｆＬの成分を抽出する。送信側で周波数変調されたプローブ光を強度変調しているので、クロック抽出回路３２の出力には、ＦＭ変調周波数ｆＬによるＦＭ変調信号が含まれている。
【００４５】
ＰＬＬ回路３４は、クロック抽出回路３２の出力に含まれるＦＭ変調周波数ｆＬに内蔵発振器（ＶＣＯ）を同期させることで、そのＦＭ変調周波数ｆＬ成分を抽出する。ＦＭ成分測定装置３６は、ＰＬＬ回路３４の出力の振幅ｖ（ｆＬ）と周波数ｆＬを測定し、両者を演算装置３８に通知する。マイクロコンピュータからなる演算装置３８は、ＦＭ成分測定装置３６から取り込んだ振幅ｖ（ｆＬ）と周波数ｆＬから対応する波長の波長分散を算出する。この測定結果は、表示／印刷装置４０により印刷／表示される。振幅ｖ（ｆＬ）から波長分散を算出するには、上述の論文に記載される式（２）を使用する。
【００４６】
クロック抽出装置３２は、強度変調周波数Ｂの成分を抽出できるかどうかを演算装置３８に通知する。先に説明したように、送信側で、一定周期で強度変調をオフにし、その間にプローブ波長λｐを変更する。従って、演算装置３８は、クロック抽出装置３２からの抽出状態を示す情報により、プローブ波長λｐの変更タイミングを知ることができ、適切なタイミングでＦＭ成分測定装置３６の出力から振幅ｖ（ｆＬ）と周波数ｆＬを取りこめる。
【００４７】
図３は、演算装置３８の動作例のフローチャートを示す。演算装置３８は先ず、クロック抽出装置３２から出力されるクロック抽出情態通知信号の監視を開始する（Ｓ１１）。クロック抽出状態通知信号がクロック抽出の成功を示す場合（Ｓ１２）、ＦＭ成分測定装置３６から出力される振幅情報ｖ（ｆＬ）及びＦＭ変調周波数ｆＬの情報を取り込む（Ｓ１３）。クロック抽出状態通知信号がクロック抽出の成功を示している間（Ｓ１２）、振幅情報ｖ（ｆＬ）及びＦＭ変調周波数ｆＬの情報の取り込みを繰り返す。これにより、同じＦＭ変調周波数ｆＬでの測定結果を複数回、サンプリングする。
【００４８】
クロック抽出状態通知信号がクロック抽出の失敗を示すと（Ｓ１２）、直前に取り込んだＦＭ変調周波数ｆＬから次の測定波長が測定範囲内かどうかを判定する（Ｓ１４）。次の測定波長が測定範囲内である場合（Ｓ１４）、ＦＭ成分測定装置３６からの振幅情報ｖ（ｆＬ）及びＦＭ変調周波数ｆＬの情報の取り込みに備える（Ｓ１５）。単に、ＦＭ成分測定装置３６から振幅情報ｖ（ｆＬ）及びＦＭ変調周波数ｆＬの情報の取り込むのを停止するだけでもよい。次の測定波長が測定範囲外である場合（Ｓ１４）、受信を終了する。
【００４９】
このように、クロック抽出装置３２におけるクロック抽出の成功／失敗を演算装置３８に通知することで、演算装置３８は、プローブ波長λｐの変更に備えることができる。ＦＭ成分測定装置３６から出力されるＦＭ変調周波数ｆＬを直接、調べるよりも迅速且つ正確に、プローブ波長の変更を認識できる。
【００５０】
図４は、ＰＬＬ回路３４の概略構成ブロック図を示す。電圧制御発振器（ＶＣＯ）５０は、ＩＭ周波数Ｂ（ビットレートＢの場合には、このビットレートＢに対応する周波数）近辺で発振する。乗算器５２は、クロック抽出装置３２の出力にＶＣＯ５０の出力を乗算する。乗算器５２の出力は、ＦＭ変調周波数ｆＬとして選択されうる周波数ｆ１〜ｆｎを中心周波数とするループフィルタ５４−１〜５４−ｎに入力し、ループフィルタ５４−１〜５４−ｎの各出力が電圧制御発振器５０の制御入力端子に印加される。これにより、クロック抽出装置３２の出力からＦＭ変調周波数ｆＬのＦＭ変調成分を抽出できる。抽出された成分が、ＦＭ成分測定装置３６に印加される。
【００５１】
ループフィルタ５４−１〜５４−ｎの前後に切替えスイッチを配置し、適用すべき１つのループフィルタを選択するようにしてもよい。ＦＭ変調周波数ｆＬとして周波数ｆ１〜ｆｎのどれが使用されているかは、後段のＦＭ成分測定装置３６で検出できる。
【００５２】
（第２実施例）
図１に示す実施例では、波長可変光源２０を使用したが、複数の固定波長光源を使用しても良い。図５は、そのように変更したプローブ光発生装置１２ａの概略構成ブロック図を示す。発振器６０−１〜６０−ｎはそれぞれ異なる周波数ｆ１〜ｆｎで発振する。固定波長光源６２−１〜６２−ｎはそれぞれ、互いに異なる波長λ１〜λｎでレーザ発振し、かつまた、発振器６０−１〜６０−ｎの出力により周波数変調される。制御装置６４は、何れの時点でも固定波長光源６２−１〜６２−ｎの１つのみがレーザ光を出力しているように、固定波長光源６２−１〜６２−ｎを制御する。具体的には、制御装置６４は、固定波長光源６２−１〜６２−ｎを３０秒周期で順番に発光させる。
【００５３】
多重化装置６６は、固定波長光源６２−１〜６２−ｎの出力光を合波して、強度変調器６８に印加する。多重化装置６６は、例えば、アレイ導波路格子（ＡＷＧ）又は光カップラからなる。強度変調器６８は、強度変調信号発生装置７０からの強度変調信号Ｂに従い、多重化装置６６の出力光を強度変調する。制御装置６４は、強度変調信号発生装置７０を制御して、３０秒周期の後の１０秒の間、強度変調器６８における強度変調をオフにする。
【００５４】
各固定波長光源６２−１〜６２−ｎのレーザ出力の有無を制御する代わりに、多重化装置６６に、固定波長光源６２−１〜６２−ｎの内の所望の１つの出力を選択させても良いことは明らかである。
【００５５】
クロック抽出装置３２で抽出されたクロックからＦＭ変調周波数成分を抽出する手段としてＰＬＬ回路を例示したが、ＰＬＬ回路以外の手段、例えば、いわゆるＦＭ復調回路を使用できることはいうまでもない。
【００５６】
【発明の効果】
以上の説明から容易に理解できるように、本発明によれば、ある波長範囲内の波長分散分布を簡易に測定できる。しかも、測定装置からプローブ光発生装置に測定結果を知らせることを要しない。プローブ光発生装置と測定装置を独立に動作させることができるので、測定作業が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の概略構成ブロック図である。
【図２】プローブ光発生装置１２の動作フローチャートである。
【図３】測定装置１４の動作フローチャートである。
【図４】ＰＬＬ回路３４の概略構成ブロック図である。
【図５】プローブ光発生装置の変更構成の概略構成ブロック図である。
【符号の説明】
１０：光ファイバ
１２：プローブ光発生装置
１４：測定装置
２０：波長可変光源
２２：強度変調器
２４：周波数変調信号発生装置
２６：強度変調信号発生装置
２８：制御装置
３０：受光器
３２：クロック抽出装置
３４：ＰＬＬ（位相ロック・ループ）回路
３６：ＦＭ成分測定装置
３８：制御装置
４０：表示／印刷装置
５０：電圧制御発振器（ＶＣＯ）
５２：乗算器
５４−１〜５４−ｎ：ループフィルタ
６０−１〜６０−ｎ：発振器
６２−１〜６２−ｎ：固定波長光源
６４：制御装置
６６：多重化装置
６８：強度変調器
７０：強度変調信号発生装置
【図１】
2004045077.tif 000004
【図２】
2004045077.tif 000005
【図３】
2004045077.tif 000006
【図４】
2004045077.tif 000007
【図５】
2004045077.tif 000008