(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基幹光線路の一方端を光分岐器によって複数に分岐し、前記光分岐器の分岐端部それぞれに分岐光線路の一方端を光結合してなる被測定光線路の特性を解析する分岐光線路特性解析装置であって、
前記被測定光線路のブリルアン周波数シフトの距離方向の周波数変化量より広い帯域幅の第１試験光を、パルス幅が前記複数の分岐光線路間の長さの差の最小値を利用した条件を満たすように予め設定されたパルス幅でパルス化することで、第１試験光パルスを生成する第１のパルス化器と、
前記第１試験光と周波数が異なる第２試験光をパルス化することで、第２試験光パルスを生成する第２のパルス化器と、
前記第１及び第２のパルス化器に対し、前記第１試験光パルス及び前記第２試験光パルスを発生させるタイミングを制御することで、前記第１試験光パルス及び前記第２試験光パルスが発生される時間差を制御する入射時間制御器と、
前記第１及び第２試験光パルスを合波し、前記合波した第１及び第２試験光パルスを前記被測定光線路の基幹光線路に入射する合波素子と、
前記基幹光線路の入射端から出射される戻り光を受光して電気信号へ変換する光受信器と、
前記電気信号をデジタル信号へ変換する変換器と、
前記第１及び第２試験光パルスを発生させる時間差を変化させながら、前記デジタル信号に基づいて前記分岐光線路毎のブリルアン利得を取得することで、前記分岐光線路毎の距離に対するブリルアン利得を取得し、前記分岐光線路毎の距離に対するブリルアン利得から、前記複数の分岐光線路それぞれの損失分布を取得する演算処理装置と
を具備する分岐光線路特性解析装置。
【請求項２】
前記第１試験光を発生させる第１の発光手段と、
前記第２試験光を発生させる第２の発光手段と
をさらに具備する請求項１記載の分岐光線路特性解析装置。
【請求項３】
前記演算処理装置は、
前記第１試験光パルスと前記第２試験光パルスとを前記被測定光線路へ入射させる時間差を設定し、
前記第１試験光パルスが前記分岐光線路で反射されて戻ってくる戻り時間から、前記第１試験光パルスが、前記複数の分岐光線路のうちどの分岐光線路で反射されたかを特定し、
前記戻ってきた第１試験光パルスの光強度を利用し、ブリルアン利得を算出し、
前記時間差を変化させ、変化させた時間差毎にブリルアン利得を算出し、
前記時間差を変化させながら算出した前記ブリルアン利得を利用し、前記複数の分岐光線路それぞれの損失分布を取得する請求項１記載の分岐光線路特性解析装置。
【請求項４】
基幹光線路の一方端を光分岐器によって複数に分岐し、前記光分岐器の分岐端部それぞれに分岐光線路の一方端を光結合してなる被測定光線路の特性を解析する分岐光線路特性解析方法であって、
前記被測定光線路のブリルアン周波数シフトの距離方向の周波数変化量より広い帯域幅の第１試験光を、パルス幅が前記複数の分岐光線路間の長さの差の最小値を利用した条件を満たすように、パルス化することで、第１試験光パルスを生成し、
前記第１試験光と周波数が異なる第２試験光を、前記第１試験光パルスの生成から指定される時間差を隔ててパルス化することで、第２試験光パルスを生成し、
前記第１及び第２試験光パルスを合波し、前記合波した第１及び第２試験光パルスを前記被測定光線路の基幹光線路に入射し、
前記基幹光線路の入射端から出射される戻り光を受光して電気信号へ変換し、
前記電気信号をデジタル信号へ変換し、
前記第１及び第２試験光パルスを発生させる時間差を変化させながら、前記デジタル信号に基づいて前記分岐光線路毎のブリルアン利得を取得することで、前記分岐光線路毎の距離に対するブリルアン利得を取得し、
前記分岐光線路毎の距離に対するブリルアン利得から、前記複数の分岐光線路それぞれの損失分布を取得する分岐光線路特性解析方法。
【請求項５】
前記第１試験光パルスが前記分岐光線路で反射されて戻ってくる戻り時間から、前記第１試験光パルスが、前記複数の分岐光線路のうちどの分岐光線路で反射されたかを特定し、
前記戻ってきた第１試験光パルスの光強度を利用し、ブリルアン利得を算出し、
前記時間差を変化させ、変化させた時間差毎にブリルアン利得を算出し、
前記時間差を変化させながら算出した前記ブリルアン利得を利用し、前記複数の分岐光線路それぞれの損失分布を取得する請求項４記載の分岐光線路特性解析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＰＯＮ（Passive Optical Network）型の光線路において、光スプリッタで分岐された各光分岐線路の特性を個別に測定する分岐光線路特性解析装置とその解析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバなどの光線路を使用する光通信システムでは、光線路の故障を検出し、または故障位置を特定するために、光パルス線路監視装置が用いられる。この光パルス線路監視装置は、光が光線路内を伝搬するに伴い、その光と同じ波長の後方散乱光が生じて逆方向に伝搬することを利用する。
【０００３】
すなわち、光線路に試験光として光パルスを入射すると、光パルスは、故障点に到達するまで後方散乱光を発生し続ける。後方散乱光により、試験光と同じ波長の戻り光が、光パルスを入射した光線路の端面から出射される。光パルス線路監視装置は、後方散乱光の継続時間を測定することにより、光線路の故障位置を特定することができる。この原理に基づく監視装置としては、ＯＴＤＲ（Optical Time Domain Reflectometer）が代表的である。
【０００４】
しかしながら、ＰＯＮ型の光分岐線路については、通信事業者設備ビルに設置されたＯＴＤＲでは、光スプリッタからユーザ装置側（下部側）に位置する分岐光ファイバ（以下、「分岐下部光ファイバ」と称する。）の損失情報、又は、光デバイス（反射側フィルタ）、光スプリッタ及びファイバ接続部品など光線路に接続されている光装置の損失情報を、個別に測定することは困難であった。
【０００５】
これに対し、分岐下部光ファイバの損失情報を個別に測定可能な技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、ポンプ光パルス及びプローブ光パルスの二つの試験光パルスを入射し、両試験光の衝突位置でのブリルアン利得を解析することにより、分岐下部光ファイバ個別の損失分布を測定する。しかしながら、この手法では、分岐下部光ファイバの距離方向で異なるファイバパラメータの光ファイバが接続されていた場合、又は、距離方向で温度・歪が変化していた場合、ポンプ光パルスとプローブ光パルスとの光周波数差を単一周波数に設定すると、精密な損失情報を取得できない。これは、ファイバパラメータが異なる光ファイバ間、及び、距離方向で温度・歪が変化している箇所では、ブリルアン周波数シフトが異なるためである。
【０００６】
そこで、ブリルアン周波数シフトに合わせてポンプ光パルスとプローブ光パルスとの光周波数差を変化させて測定を繰り返し行う方法が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。しかしながら、非特許文献１の方法では、光周波数差を変化させて測定を繰り返し行う必要があるため、ポンプ光パルスとプローブ光パルスとの光周波数差を精密に制御しなければならない。このことは、試験装置構成及び測定方法の複雑化を招いていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特願２０１３−５１８１７７
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】H. Takahashi et al., “Individual PON Monitoring Using Maintenance Band Pulsed Pump-Probe Brillouin Analysis,” OptoElectronics and Communications Conference, ThP1-4, 2012.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以上述べたように、ＰＯＮ型の光分岐線路を監視するにあたり、光線路構成を変更することなく、かつ、ポンプ光とプローブ光との周波数差を変化することなく、既設所外設備の光線路損失特性を個別に測定することが可能な技術が求められている。
【００１０】
本発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、ＰＯＮ型の光分岐線路において、光スプリッタから分岐下部光ファイバ及び光装置を監視するにあたり、分岐下部光ファイバの損失特性及び光装置の損失特性を個別に測定することが可能であり、かつ、分岐下部光ファイバの距離方向でブリルアン周波数シフトが異なる場合でも試験光パルスの光周波数差を変化させることなく精密な損失特性を測定可能な分岐光線路特性解析装置及びその解析方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記目的を達成するために、以下のような手段を講じている。  
本発明の第１の態様は、基幹光線路の一方端を光分岐器によって複数に分岐し、前記光分岐器の分岐端部それぞれに分岐光線路の一方端を光結合してなる被測定光線路の特性を解析する分岐光線路特性解析装置であって、前記被測定光線路のブリルアン周波数シフトの距離方向の周波数変化量より広い帯域幅の第１試験光を、パルス幅が前記複数の分岐光線路間の長さの差の最小値を利用した条件を満たすように、パルス化することで、第１試験光パルスを生成する第１のパルス化器と、前記第１試験光と周波数が異なる第２試験光をパルス化することで、第２試験光パルスを生成する第２のパルス化器と、前記第１及び第２のパルス化器に対し、前記第１試験光パルス及び前記第２試験光パルスを発生させるタイミングを制御することで、前記第１試験光パルス及び前記第２試験光パルスが発生される時間差を制御する入射時間制御器と、前記第１及び第２試験光パルスを合波し、前記合波した第１及び第２試験光パルスを前記被測定光線路の基幹光線路に入射する合波素子と、前記基幹光線路の入射端から出射される戻り光を受光して電気信号へ変換する光受信器と、前記電気信号をデジタル信号へ変換する変換器と、前記第１及び第２試験光パルスを発生させる時間差を変化させながら、前記デジタル信号に基づいて前記分岐光線路毎のブリルアン利得を取得することで、前記分岐光線路毎の距離に対するブリルアン利得を取得し、前記分岐光線路毎の距離に対するブリルアン利得から、前記複数の分岐光線路それぞれの損失分布を取得する演算処理装置とを具備する。  
第１の態様によれば、分岐光線路特性解析装置は、被測定光ファイバの距離方向において、ブリルアン周波数シフトが変化した場合においても、第1試験光と第２試験光との周波数差を変更させずに、分岐光ファイバそれぞれの損失分布を取得可能である。
【００１２】
また、第２の態様では、分岐光線路特性解析装置は、前記第１試験光を発生させる第１の発光手段と、前記第２試験光を発生させる第２の発光手段とをさらに具備する。  
第２の態様によれば、第１及び第２のパルス化器は、第１及び第２の発光手段で生成される第１及び第２試験光をパルス化することとなる。
【００１３】
また、第３の態様では、前記演算処理装置は、前記第１試験光パルスと前記第２試験光パルスとを前記被測定光線路へ入射させる時間差を設定し、前記第１試験光パルスが前記分岐光線路で反射されて戻ってくる戻り時間から、前記第１試験光パルスが、前記複数の分岐光線路のうちどの分岐光線路で反射されたかを特定し、前記戻ってきた第１試験光パルスの光強度を利用し、ブリルアン利得を算出し、前記時間差を変化させ、変化させた時間差毎にブリルアン利得を算出し、前記時間差を変化させながら算出した前記ブリルアン利得を利用し、前記複数の分岐光線路それぞれの損失分布を取得する。  
第３の態様によれば、分岐光線路特性解析装置は、被測定光ファイバの距離方向において、ブリルアン周波数シフトが変化した場合においても、第1試験光と第２試験光との周波数差を変更させずに、分岐光ファイバそれぞれの損失分布を取得可能である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ＰＯＮ型の光分岐線路において、分岐下部光ファイバ及び光装置を監視するにあたり、分岐下部光ファイバの損失特性及び光装置の損失特性を個別に測定ことが可能であり、かつ、分岐下部光ファイバの距離方向でブリルアン周波数シフトが異なる場合でも精確に光線路の損失を測定可能な分岐光線路特性解析装置及びその解析方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態に係る分岐光線路特性解析装置の構成を示すブロック図である。
【図２】第１の光源の装置構成を示す図である。
【図３】広帯域な第１試験光と第２試験光の誘導ブリルアン散乱強度を示す概念図である。
【図４】上記実施形態の分岐光線路特性解析装置による測定手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照してこの発明に係わる実施形態を説明する。  
図１は、本発明の一実施形態に係る分岐光線路特性解析装置の構成を示すブロック図である。図１に示される分岐光線路特性解析装置は、第１及び第２の光源１１，２１、光パルス化器１２，２２、入射時間制御器１３，２３、光増幅器１４，２４、合波素子３１、サーキュレータ３２、光受信器３４、Ａ／Ｄ変換器３５及び演算処理装置３６を具備する。
【００１７】
第１の光源１１は、例えば、図２（ａ）（ｂ）に示す構成により実現され、連続光を出力する。第１の光源１１から出力される連続光を、以下では第１試験光とする。第１試験光は、プローブ光である。第１試験光は、被測定光ファイバのブリルアン周波数シフトの距離方向の周波数変化量より広い帯域幅を持つ光である。図２（ａ）に示されるように、第１の光源１１は、レーザダイオード１１１により第１試験光を出力する。また、図２（ｂ）で示されるように、第１の光源１１は、広帯域光源１１２から出力される自然放出光を光フィルタ１１３で帯域制限することで第１試験光を出力する。なお、広帯域光源１１２からの自然放出光は、光増幅器からの自然放出光で代用しても構わない。
【００１８】
第２の光源２１は、連続光を出力する。第２の光源２１から出力される連続光を、以下では第２試験光とする。なお、第２試験光はポンプ光である。
【００１９】
光パルス化器１２，２２は、音響光学素子及び音響光学素子をパルス駆動する音響光学スイッチを備える。なお、光パルス化器１２，２２は、電気光学素子及び電気光学素子を、LiNbO3を用いてパルス駆動する導波路スイッチを備えるようにしてもよい。以下では、音響光学素子及び音響光学スイッチから成る音響光学変調器、又は、電気光学素子及び導波路スイッチから成るLiNbO3変調器を、光デバイスと称する。光デバイスは、電気パルスにより駆動される時間で、第１及び第２の光源１１，１２から出力される第１及び第２試験光をパルス化する。
【００２０】
このとき、光パルス化器１２は、第１試験光パルスのパルス幅を２ｎΔＬ／ｃ以下とする。ここで、ΔＬは、被測定光ファイバに含まれる各分岐光ファイバの長さの差の最小値である。ｃは、真空中の光速である。ｎは、光ファイバの屈折率である。
【００２１】
入射時間制御器１３，２３は、光パルス化器１２，２２において、駆動用の電気パルスの変調時間を変化させることができる機能を有する。入射時間制御器１３，２３は、光パルス器１２，２２がパルスを変調するタイミングを変化させることで、光パルスが生成されるタイミングを制御する。
【００２２】
光増幅器１４は、光パルス化器１２で生成される第１試験光パルスを増幅する。光増幅器２４は、光パルス化器２２で生成される第２試験光パルスを増幅する。
【００２３】
合波素子３１は、光増幅器１４で増幅された第１試験光パルスと、光増幅器２４で増幅された第２試験光パルスを合波する。
【００２４】
合波素子により合波された第１試験光パルスと第２試験光パルスとは、サーキュレータ３２を通過して被測定光ファイバへ入射される。これにより、第１試験光パルスを被測定光ファイバへ入射する時間と、第２試験光パルスを被測定光ファイバへ入射する時間とに時間差を与えることが可能となる。なお、光パルス化器１２における電気パルス、または、光パルス化器２２における電気パルスのうち一方の電気パルスの電圧を常にゼロにすることにより、第１試験光パルス又は第２試験光パルスの一方のみを被測定光ファイバへ入射することも可能となる。
【００２５】
被測定光ファイバは、基幹光ファイバの一方端に光結合される光スプリッタ及び分岐光ファイバを備える。ここで、各分岐光ファイバの終端には反射型光フィルタが配置される。これらの反射型光フィルタは、第１及び第２試験光パルスそれぞれの波長の光を反射し、それ以外の波長の光を透過する特性を有する。
【００２６】
光スプリッタは、供給される第１及び第２試験光パルスをＮ（例えば、Ｎ＝８）個にそれぞれ分岐する。光スプリッタで分岐された第１試験光パルスと第２試験光パルスとは、分岐光ファイバ中でインタラクションする。第１試験光パルスと第２試験光パルスとのインタラクションにより、誘導ブリルアン散乱の後方散乱光が発生する。誘導ブリルアン後方散乱光、第１試験光パルス、及び第２試験光パルスは、サーキュレータ３２に戻り、サーキュレータ３２を通過して光受信器３４へ導出される。
【００２７】
光受信器３４は、被測定光ファイバからの戻り光であるサーキュレータ３２の導出光を受信する。光受信器３４は、受信した導出光を電流信号へ変換する。
【００２８】
Ａ／Ｄ変換器３５は、光受信器３４から出力される電流信号をデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄ変換器３５は、デジタル信号を演算処理装置３６へ出力する。
【００２９】
演算処理装置３６は、入力された電流値に対して下記に説明するような演算処理を行い、分岐光ファイバについての距離に対する損失分布を求める。
【００３０】
まず、演算処理装置３６は、入射時間差ｔ１で第１試験光パルスと第２試験光パルスとの両方を被測定光ファイバへ入射した場合の第１試験光強度から、第１試験光パルスのみを被測定光ファイバへ入射した場合の第１試験光強度を引くことで、誘導ブリルアン利得を求める。次に、演算処理装置３６は、ｔ１を変化させて誘導ブリルアン利得の測定を繰り返し、距離に対する誘導ブリルアン利得を算出する。演算処理装置３６は、距離に対する誘導ブリルアン利得から、分岐光ファイバについての距離に対する損失分布を求める。
【００３１】
次に、上述したように構成される本実施形態の分岐光線路特性解析装置の動作について説明する。
【００３２】
まず、第１試験光の周波数帯域幅、光パルス化器１２、光受信器３４、及びＡ／Ｄ変換器３５には次の条件を満足する必要がある。  
（条件１）  第１試験光の周波数帯域幅は、被測定光ファイバのブリルアン周波数シフトの距離方向の周波数変化量より大きいこと。  
（条件２）  光パルス化器１２から出力される第１試験光パルスのパルス幅τは、分岐光ファイバの終端の反射型光フィルタからの戻り光の時間差２ｎΔＬ／ｃより狭いこと。  
（条件３）  光受信器３４の帯域及びＡ／Ｄ変換器３５の帯域は、パルス幅τを受光可能な帯域であること。
【００３３】
条件１〜３は次のような意味を持つ。  
条件１は、第１試験光パルスと第２試験光パルスとが誘導ブリルアン散乱を、被測定光ファイバ中の全ての距離で起こすために必要となる条件である。図３に、第１試験光の周波数帯域幅が被測定光ファイバのブリルアン周波数シフトの変化量より大きい場合の概念図を示す。第１試験光の周波数帯域幅がブリルアン周波数シフトの変化量より大きい場合、分岐光線路特性解析装置は、第１試験光の光周波数を変更することなく、ファイバＡ中で衝突した第２試験光パルスによる誘導ブリルアン散乱と、ファイバＢ中で衝突した第２試験光パルスによる誘導ブリルアン散乱とを測定可能である。
【００３４】
条件２は、分岐光ファイバ毎の誘導ブリルアン散乱光が重ならないようにするための条件である。光パルス化器１２のパルス幅τが各分岐光ファイバの終端の反射型光フィルタからの戻り光の時間差の最小値２ｎΔＬ／ｃより広いとき、分岐光ファイバ毎の誘導ブリルアン散乱光が重なる。これにより、分岐光ファイバ毎の誘導ブリルアン散乱光を時間的に切り分けることができなくなる。
【００３５】
条件３は、パルス幅τの光パルスを正確に測定するための条件である。すなわち、光受信器３４の帯域、及びＡ／Ｄ変換器３５の帯域は、１／τより広い必要があることを意味する。
【００３６】
上記の条件を満足する場合の本発明を用いた分岐光線路特性解析方法を説明する。  
第１及び第２の光源１１，１２は、波長の異なる二つの試験光（第１試験光、第２試験光）を出力する。第１試験光はプローブ光であり、第２試験光はポンプ光である。ここで、第１試験光の光周波数をｆ０−ｆＢ±Δｆとする。Δｆは、第1試験光の周波数帯域幅である。ｆ０は、第２試験光の光周波数である。ｆＢは、誘導ブリルアン後方散乱による光周波数シフト量である。
【００３７】
まず、分岐光線路特性解析装置は、プローブ光パルスを被測定光ファイバへ入射させる。そして、分岐光線路特性解析装置は、プローブ光パルスを入射してｔ１秒後に、ポンプ光パルスを被測定光ファイバへ入射する。
【００３８】
被測定光ファイバに入射されたプローブ光パルスとポンプ光パルスとは、光スプリッタによりＮ（例えば、Ｎ＝８）個に分岐される。
【００３９】
（ａ）被測定光ファイバの線路損失の測定  
プローブ光とポンプ光との周波数差がｆＢである場合、プローブ光パルスとポンプ光パルスとがインタラクションすると、誘導ブリルアン散乱が発生する。誘導ブリルアン散乱が発生することにより、プローブ光パルスは式（１）で表される増幅を受ける。
【００４０】
【数１】
0006277093.tif 000002
【００４１】
ここで、ｚは、分岐光ファイバの入射端から、プローブ光パルスとポンプ光パルスとがインタラクションした位置までの距離である。αB(z,f)は、入射端からの位置ｚ、かつ、ブリルアン周波数シフトｆのときの誘導ブリルアン利得である。gB(f)は、ブリルアン周波数シフトｆの場合の誘導ブリルアン散乱係数である。Ipump(z)は、分岐光ファイバの入射端から距離ｚだけ離れた位置におけるポンプ光パルスの強度である。τpumpはポンプ光パルスのパルス幅である。
【００４２】
分岐光ファイバ（＃ｉ）の損失係数をαｉ、分岐光ファイバ（＃ｉ）を往復する場合の全損失を２Ｌｉ、ブリルアン周波数シフトをｆとすると、終端の反射型光フィルタ（＃ｉ）で反射された後、入射端から距離ｚ１の位置でポンプ光パルスと衝突したプローブ光パルスの、分岐光ファイバの入射端での強度Iprobe(2Li,z1,f)は、式（２）で表される。
【００４３】
【数２】
0006277093.tif 000003
【００４４】
式（２）より、分岐光ファイバの入射端での第１試験光の強度Iprobe(2Li,z,f)は、gB(f)とIpump(z)との関数となる。ここで、Ipump(z)は、式（３）で表される。
【００４５】
【数３】
0006277093.tif 000004
【００４６】
また、プローブ光のみを入射した場合に分岐光ファイバの入射端へ戻ってくる反射プローブ光強度Iref(2Li)は、式（４）で表される。
【００４７】
【数４】
0006277093.tif 000005
【００４８】
よって、式（２）は、式（３）及び式（４）を用いると式（５）として表される。
【００４９】
【数５】
0006277093.tif 000006
【００５０】
上記（５）式より、誘導ブリルアン散乱光の利得は、インタラクションした場所までの損失と誘導ブリルアン散乱係数との積をポンプ光パルス幅で積分した値となる。ここで、誘導ブリルアン利得係数gB(f)は有限の周波数帯域をもち、周波数方向に積分した値は定数である。そのため、広帯域プローブ光の誘導ブリルアン利得の強度を取得することで、誘導ブリルアン利得を、
【００５１】
【数６】
0006277093.tif 000007
【００５２】
の関数として取得することが可能である。そこで、以下の演算を行うことで、ある地点ｚ０からの損失分布を取得することができる。
【００５３】
【数７】
0006277093.tif 000008
【００５４】
よって、誘導ブリルアン散乱光の特性を解析すれば、ある地点ｚ０を基準にした被測定光ファイバの線路損失を測定することができる。
【００５５】
（ｂ）分岐光ファイバの距離に対するブリルアン散乱光分布の測定  
被測定光ファイバの入射端から分岐光ファイバ（＃ａ）（１≦ａ≦Ｎの整数、ここではＮ＝８）の終端までの長さをＬａとする。第１試験光パルスは、分岐光ファイバ（＃ａ）の終端に設置された反射型光フィルタ（＃ａ）により反射される。ここで、分岐光ファイバの終端からの距離をｌ、被測定光ファイバの屈折率をｎ、真空中の光速をｃとすると、反射された第１試験光パルスはｔ１／２秒後にｌ＝ｃ／ｎ×ｔ１／２だけ進むので、被測定光ファイバの入射端からの距離をｌｘ１とすると、その距離ｌｘ１は、
【００５６】
【数８】
0006277093.tif 000009
【００５７】
となる。また、第１試験光パルスが被測定光ファイバに入射されてから光スプリッタにより分岐され、分岐光ファイバの終端の反射型光フィルタ（＃ａ）で反射されて、被測定光ファイバの入射端からの距離ｌｘ１に到達する時間ｔは、
【００５８】
【数９】
0006277093.tif 000010
【００５９】
である。  
第２試験光を被測定光ファイバに入射する時刻は、第１試験光を入射してからｔ１秒後とする。第２試験光がｔ秒後に到達する被測定光ファイバの入射端からの距離をｌｘ２とすると、その距離ｌｘ２は式（９）で表される。
【００６０】
【数１０】
0006277093.tif 000011
【００６１】
式（７）、式（９）より、ｃ・ｔ１／２ｎの位置でプローブ光パルスとポンプ光パルスとはインタラクションする。また、インタラクションする時間は、分岐光ファイバの終端の反射型光フィルタ（＃ａ）で反射された時間からｔ１／２秒後である。つまり、プローブ光パルスとポンプ光パルスとを被測定光ファイバに入射する時間差ｔ１を変化させることにより、第１試験光と第２試験光がインタラクションする位置を制御できる。このため、距離に対する誘導ブリルアン散乱の特性分布を求めることができる。
【００６２】
（ｃ）分岐光ファイバ（＃ａ）で反射された第１試験光パルスが光受信器３４に到達する時間の測定  
第１試験光パルスが光受信器３４に到達する時間をｔｄａとする。第１試験光パルスは、分岐光ファイバの終端の反射型光フィルタ（＃ａ）により反射され、光受信器３４へ戻ってくる。そのため、到達時間は、式（１０）で表される。
【００６３】
【数１１】
0006277093.tif 000012
【００６４】
ここで、他の分岐光ファイバ（＃ｂ）（１≦ｂ≦Ｎの整数、ここではＮ＝８）から戻ってきた第１試験光パルスが光受信器３４に到達する時間ｔｄｂは、式（１１）で表される。
【００６５】
【数１２】
0006277093.tif 000013
【００６６】
よって、光受信器３４に戻る時間差は、式（１２）で表される。
【００６７】
【数１３】
0006277093.tif 000014
【００６８】
Ｌａ≠Ｌｂのとき、光受信器３４に到達する時間が異なる。  ここで、第１試験光パルスのパルス幅をτとすると、
【００６９】
【数１４】
0006277093.tif 000015
【００７０】
のとき（条件２）、分岐光ファイバ（＃１）〜（＃８）から戻った第１試験光パルスは光スプリッタで重ならない。そのため、光受信器３４の到達時間を測定することで、分岐光ファイバ（＃１）〜（＃８）のうちどの分岐光ファイバから出力された第１試験光パルスであるかを時間的に切り分けることができる。
【００７１】
上記（ａ）〜（ｃ）により、分岐光線路特性解析装置は、分岐光ファイバ個別の損失分布を測定可能である。
【００７２】
以上より、本実施形態の分岐光線路特性解析装置は、被測定光ファイバの距離方向において、温度及び歪、並びに、ファイバパラメータの違いによりブリルアン周波数シフトが変化した場合においても、第1試験光と第２試験光との周波数差を変更させずに、分岐光ファイバそれぞれの損失分布を取得可能である。
【００７３】
図４は、本実施形態の分岐光線路特性解析装置による測定手順を示すフローチャートである。
【００７４】
まず、第１試験光パルスと第２試験光パルスとの入射時間差ｔ１を設定する（ステップＳ４１）。
【００７５】
次に、分岐光線路特性解析装置は、第１試験光パルスのみを被測定光ファイバへ出力する（ステップＳ４２）。演算処理装置３６は、戻り光の到達時間からどの分岐光ファイバの反射型光フィルタで反射された第１試験光パルスのデジタル信号であるかを特定する（ステップＳ４３）。また、演算処理装置は、反射プローブ光強度を取得する（ステップＳ４４）。
【００７６】
次に、分岐光線路特性解析装置は、第１及び第２試験光パルスを被測定光ファイバへ出力する（ステップＳ４５）。演算処理装置３６は、分岐光ファイバの反射型光ファイバにより反射された第１試験光パルスから誘導ブリルアン散乱光を解析する（ステップＳ４６）。演算処理装置３６は、解析結果を後段へ出力する（ステップＳ４７）。
【００７７】
続いて、演算処理装置３６は、最長の分岐光ファイバの反射型光ファイバにより反射された第２試験光パルスが到達したか否かを判断する（ステップＳ４８）。演算処理装置３６は、第２試験光パルスが到達した場合（ステップＳ４８のＹｅｓ）、入力時間差が２ｎＬ／ｃと等しいか否かを判断する（ステップＳ４９）。入力時間差が２ｎＬ／ｃと等しくない場合（ステップＳ４９のＮｏ）、演算処理装置３６は、入力時間差ｔをｔ＝ｔ１＋Δｔと設定して（ステップＳ４１０）、ステップＳ４１の処理から解析処理を繰り返し行う。ステップＳ４９で入力時間差が２ｎＬ／ｃと等しい場合（ステップＳ４９のＹｅｓ）、演算処理装置３６は、一連の測定作業を終了する。
【００７８】
以上の処理をまとめると、本実施形態に係る解析方法は、以下のような処理手順となる。  
手順１：第１試験光パルスと第２試験光パルスとの入射時間差ｔ１を設定。  
手順２：第１試験光パルスの戻り時間によりどの分岐光ファイバで反射した第１試験光パルスであるかを特定。  
手順３：第１試験光パルスの光強度により、誘導ブリルアン利得を出力。  
手順４：第１試験光パルスと第２試験光パルスとの入射時間差ｔ１を変化させて上記手順１から手順３を繰り返し、ｔ＝２ｎＬ／ｃで終了。  
このように、本実施形態では、分岐光線路特性解析装置は、周波数帯域幅が被測定光ファイバにおける長手方向のブリルアン周波数シフトの変化量より大きい第１試験光と、第１試験光と周波数が異なる及び第２試験光とを用意する。分岐光線路特性解析装置は、第１試験光を、第１試験光のパルス幅が分岐光ファイバの長さの差の最小値ΔＬを利用した条件を満たすようにパルス化すると共に、第２試験光をパルス化する。分岐光線路特性解析装置は、第１及び第２試験光パルスに入射時間差を与えて被測定光ファイバへ入射する。そして、分岐光線路特性解析装置は、入射時間差を変えながら、第１及び第２試験光パルスを被測定光ファイバへ入射し、第１及び第２試験光パルスのインタラクションにより発生する誘導ブリルアン後方散乱光を解析する。これにより、分岐光線路特性解析装置は、第１試験光と第２試験光との周波数差を変更させずに、どの分岐光ファイバからの誘導ブリルアン散乱かを特定することが可能となる。このため、分岐光線路特性解析装置は、第１試験光と第２試験光との周波数差を変更させることなく、分岐光ファイバ毎の損失分布を求めることができる。
【００７９】
したがって、上記実施形態の分岐光線路特性解析装置によれば、ＰＯＮ型の光分岐線路において、光スプリッタからユーザ装置側の分岐光ファイバを監視するにあたり、所外既設設備を使用するのみで分岐光ファイバの光線路特性を個別に測定ことが可能であり、かつ、分岐光ファイバの距離方向でブリルアン周波数シフトが異なる場合でも第１及び第２試験光パルスの光周波数差を変化させることなく精確に分岐光ファイバの損失特性を測定することができる。
【００８０】
なお、上記実施形態では、分岐光線路特性解析装置がサーキュレータ３２を備える場合を例に説明した。しかしながら、これに限定されない。分岐光線路特性解析装置は、例えば、サーキュレータ３２の代わりにカプラを備えていても構わない。
【００８１】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【符号の説明】
【００８２】
１１…第１の光源、１１１…レーザダイオード、１１２…広帯域光源、１１３…光フィルタ、１２，２２…光パルス化器、１３，２３…入射時間制御器、１４，２４…光増幅器、２１…第２の光源、３１…合波素子、３２…サーキュレータ、３４…光受信器、３５…変換器、３６…演算処理装置。
【図１】
0006277093.tif 000016
【図２】
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【図３】
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【図４】
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