(57)【要約】【課題】分散測定の精度の向上と高速化を図ることができる波長分散測定装置を提供する。【解決手段】波長分散測定装置は、波長分散スロープが既知の光ファイバ伝送路１７の送信端側に設けられた波長分散測定手段１０と、受信端側に設けられた波長変換手段１１とを備える。波長変換手段１１は、波長分散測定用の第１、第２の光変調信号を受信し、両変調信号と異なる波長で且つ光ファイバ伝送路１７のゼロ分散波長を間にはさまない第３、第４の光変調信号を生成し、これを波長分散測定手段１０に向けて送信する。波長分散測定手段１０は、第１、第２の光変調信号を生成して波長変換手段１１に向けて送信し、波長変換手段１１から送信された第３、第４の光変調信号を受信し、両光変調信号の波長及び両光変調信号間の相関関係から光ファイバ伝送路１７の波長分散の平均値を検出して、波長分散を測定する。【選択図】        図１
2007093359.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長分散スロープが既知の光ファイバ伝送路の送信端側に設けられた波長分散測定手段と、前記光ファイバ伝送路の受信端側に設けられた波長変換手段とを備え、前記光ファイバ伝送路の波長分散を測定する波長分散測定装置であって、
前記波長変換手段は、前記波長分散測定手段から送信された波長分散測定用の第１、第２の光変調信号を受信して、当該第１、第２の光変調信号の波長に基づいて波長変換することにより、両変調信号と異なる波長で且つ前記光ファイバ伝送路のゼロ分散波長を間にはさまない各々異なる波長の第３、第４の光変調信号を生成して、これを前記波長分散測定手段に向けて送信して、
前記波長分散測定手段は、前記光ファイバ伝送路のゼロ分散波長を間にはさまない互いに波長の異なる波長分散測定用の前記第１、第２の光変調信号を生成して、これを前記波長変換手段に向けて送信するとともに、前記波長変換手段から送信された前記第３、第４の光変調信号を受信して、両光変調信号の波長及び両光変調信号間の相関関係から前記光ファイバ伝送路の波長分散の平均値を検出して、当該平均値と前記分散スロープとから前記光ファイバ伝送路の波長分散を測定する
ことを特徴とする波長分散測定装置。
【請求項２】
前記波長変換手段は、前記第１、第２の光変調信号に基づいて、当該第１、第２の光変調信号と各々固定波長だけ波長シフトした前記第３、第４の光変調信号を生成する
ことを特徴とする請求項１に記載の波長分散測定装置。
【請求項３】
前記波長変換手段は、前記第１、第２の光変調信号をそれぞれ電気信号に変換する第１、第２の光電気変換手段と、前記電気信号に基づいて動作して前記第１、第２の光変調信号に対して波長変換された前記第３、第４の光変調信号を生成する第３、第４の光変調手段とを有する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の波長分散測定装置。
【請求項４】
前記波長分散測定手段及び波長変換手段は、前記第１、第２の光変調信号及び前記第３、第４の光変調信号をそれぞれ送信する第１、第２の光送信手段及び第３、第４の光送信手段を有し、
前記第１、第２の光送信手段及び第３、第４の光送信手段が前記第１、第２の光変調信号及び前記第３、第４の光変調信号の波長を可変できる
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の波長分散測定装置。
【請求項５】
前記第１から第４の光変調信号がパルス列であり、前記波長分散測定手段は、前記第３、第４の光変調信号のパルス列の遅延差から、前記光ファイバ伝送路の波長分散の平均値を求める
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の波長分散測定装置。
【請求項６】
前記波長分散測定手段は、前記光ファイバ伝送路の波長分散の大きさ及び波長分散の必要な分解能に応じて、前記パルス列の繰り返し周期及びパルス幅のいずれかを変化させる
ことを特徴とする請求項５に記載の波長分散測定装置。
【請求項７】
前記パルス列が擬似ランダム系列をなし、前記波長分散測定手段は、変調信号間の相関関係を比較するときパルスパターン比較を用いる
ことを特徴とする請求項５または６に記載の波長分散測定装置。
【請求項８】
前記波長分散測定手段は、前記光ファイバ伝送路の波長分散の大きさ及び波長分散の必要な分解能に応じて、前記擬似ランダム系列のパルス幅及びパターンの系列長のいずれかを変化させる
ことを特徴とする請求項７に記載の波長分散測定装置。
【請求項９】
検出した波長分散をもとに、送信側の分散補償量を調整する調整手段をさらに有する
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の波長分散測定装置。
【請求項１０】
波長分散測定手段が設けられた送信端ノードと、波長変換手段が設けられた受信端ノードと、前記送信端ノードと前記受信端ノードとを接続する波長分散スロープが既知の一本もしくは一対の光ファイバ伝送路とを備えた光通信システムであって、
前記波長変換手段は、前記波長分散測定手段から送信された波長分散測定用の第１、第２の光変調信号を受信して、当該第１、第２の光変調信号の波長に基づいて波長変換することにより、両変調信号と異なる波長で且つ前記光ファイバ伝送路のゼロ分散波長を間にはさまない各々異なる波長の第３、第４の光変調信号を生成して、これを前記波長分散測定手段に向けて送信して、
前記波長分散測定手段は、前記光ファイバ伝送路のゼロ分散波長を間にはさまない互いに波長の異なる波長分散測定用の前記第１、第２の光変調信号を生成して、これを前記波長変換手段に向けて送信するとともに、前記波長変換手段から送信された前記第３、第４の光変調信号を受信して、両光変調信号の波長及び両光変調信号間の相関関係から前記光ファイバ伝送路の波長分散の平均値を検出して、当該平均値と前記分散スロープとから前記光ファイバ伝送路の波長分散を測定する
ことを特徴とする光通信システム。
【請求項１１】
前記波長変換手段は、前記第１、第２の光変調信号に基づいて、当該第１、第２の光変調信号と各々固定波長だけ波長シフトした前記第３、第４の光変調信号を生成する
ことを特徴とする請求項１０に記載の光通信システム。
【請求項１２】
前記波長変換手段は、前記第１、第２の光変調信号をそれぞれ電気信号に変換する第１、第２の光電気変換手段と、前記電気信号に基づいて動作して前記第１、第２の光変調信号に対して波長変換された前記第３、第４の光変調信号を生成する第３、第４の光変調手段とを有する
ことを特徴とする請求項１０または１１に記載の光通信システム。
【請求項１３】
前記波長分散測定手段及び前記波長変換手段を有する光通信ノードが複数接続されていることを特徴とする請求項１０から１２のいずれか１項に記載の光通信システム。
【請求項１４】
送信端と受信端とを有し波長分散スロープが既知の光ファイバ伝送路の波長分散を測定する波長分散測定方法であって、
受信端側において、送信端側から送信された波長分散測定用の第１、第２の光変調信号を受信して、当該第１、第２の光変調信号の波長に基づいて波長変換することにより、両変調信号と異なる波長で且つ前記光ファイバ伝送路のゼロ分散波長を間にはさまない各々異なる波長の第３、第４の光変調信号を生成して、これを前記送信端に向けて送信して、  送信端側において、前記光ファイバ伝送路のゼロ分散波長を間にはさまない互いに波長の異なる波長分散測定用の前記第１、第２の光変調信号を生成して、これを前記受信端側に向けて送信するとともに、前記送信端側から送信された前記第３、第４の光変調信号を受信して、両光変調信号の波長及び両光変調信号間の相関関係から前記光ファイバ伝送路の波長分散の平均値を検出して、当該平均値と前記分散スロープとから、前記光ファイバ伝送路の波長分散を測定する
ことを特徴とする波長分散測定方法。
【請求項１５】
前記受信端側において、前記第１、第２の光変調信号に基づいて、当該第１、第２の光変調信号と各々固定波長だけ波長シフトした前記第３、第４の光変調信号を生成する
ことを特徴とする請求項１４に記載の波長分散測定方法。
【請求項１６】
前記受信端側において、前記第１、第２の光変調信号をそれぞれ電気信号に変換して、当該電気信号に基づいて第３、第４の光変調手段を動作させることにより、前記第１、第２の光変調信号に対して波長変換された前記第３、第４の光変調信号を生成する
ことを特徴とする請求項１４または１５に記載の波長分散測定方法。
【請求項１７】
前記送信端側及び前記受信端側において、前記第１、第２の光変調信号及び前記第３、第４の光変調信号を送信する際、当該光変調信号の波長を可変できるようにする
ことを特徴とする請求項１４から１６のいずれか１項に記載の波長分散測定方法。
【請求項１８】
前記第１から第４の光変調信号をパルス列としておき、前記送信端側において、前記第３、第４の光変調信号のパルス列の遅延差から、前記光ファイバ伝送路の波長分散の平均値を求める
ことを特徴とする請求項１４から１７のいずれか１項に記載の波長分散測定方法。
【請求項１９】
前記送信端側において、前記光ファイバ伝送路の波長分散の大きさ及び波長分散の必要な分解能に応じて、前記パルス列の繰り返し周期及びパルス幅のいずれかを変化させることを特徴とする請求項１８に記載の波長分散測定方法。
【請求項２０】
前記パルス列が擬似ランダム系列をなし、前記送信端側において、変調信号間の相関関係を比較するときパルスパターン比較を用いる
ことを特徴とする請求項１８または１９に記載の波長分散測定方法。
【請求項２１】
前記送信端側において、前記光ファイバ伝送路の波長分散の大きさ及び波長分散の必要な分解能に応じて、前記擬似ランダム系列のパルス幅及びパターンの系列長のいずれかを変化させる
ことを特徴とする請求項２０に記載の波長分散測定方法。
【請求項２２】
検出した波長分散をもとに、送信側の分散補償量を調整する
ことを特徴とする請求項１４から２１のいずれか１項に記載の波長分散測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光ファイバ伝送路の波長分散を測定する分散値測定装置及びその方法に関する。また、この発明は、光ファイバ伝送路の波長分散特性を測定することができる光通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光通信システムもしくは光通信システム網において、既設の光ファイバ伝送路の波長分散を測定する方法として、従来、光ファイバ伝送路の送信端側から波長分散測定用の信号を送出し、受信端側にて波長分散を計測する方法が提案されている。この方法の場合、送信端側にて波長分散情報を取得するには、受信端側にて測定した光ファイバ伝送路の波長分散もしくは波長分散を求めるための基礎情報を別線にて送信端に返信することで実現している（例えば、特許文献１から３参照）。また、他の方法として、送信端側に波長分散測定手段を設けておき、送信端側から波長分散測定用の信号を送出して、この測定用信号を光ファイバ伝送路の他端にてそのまま折り返し、送信端側の波長分散測定手段にて波長分散を測定する方法（例えば、特許文献４または５参照）や、光ファイバ伝送路の他端にて波長変換して折り返した後、送信端側の波長分散測定手段にて波長分散を測定する方法（例えば、特許文献６参照）も提案されていていた。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−０４６１８１号公報
【特許文献２】特開２０００−０１９０６８号公報
【特許文献３】特開２００２−３５７５０９号公報
【特許文献４】特開平０８−３３４４３６号公報
【特許文献５】特開２０００−３２９６５３号公報
【特許文献６】特開２０００−３２９６５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、光通信システムで扱う光信号の伝送レートが高くなり、且つ伝送距離が長くなった場合、光ファイバ伝送路の有する総波長分散量が大きくなり、且つ許容される残留分散が小さくなるため、各光通信ノードでの分散補償量の精度を向上させる必要がある。加えて、高伝送レート化によって、可変分散補償デバイスの導入が不可欠となり、伝送路のパラメータ変動に伴う適応等化の為の高速な分散測定技術が必要となる。また、光ファイバ伝送路の非線形光学効果の影響を極力低減するために送信側での高精度な前置分散補償もしくは分散予等化処理が重要となってくる。これらの動向に伴い、現在、送信端側における波長分散測定技術として、測定ダイナミックレンジ、測定精度及び測定速度のすべてを良好なのとする方法が望まれている。しかしながら、現状全てを満足する方式は存在しない。
【０００５】
この発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、光ファイバ伝送路の両端に波長分散測定用の手段をそれぞれ配置して、送信側から送信された二つの異なる波長からなる波長分散測定用光変調信号を受信端でそれぞれ波長変換して折り返すことで、分散測定の精度の向上と高速化を図り、加えてダイナミックレンジを向上することができる波長分散測定装置、光通信システム及び波長分散測定方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は上述のような課題を解決するためになされたものであり、この発明にかかる波長分散測定装置は、波長分散スロープが既知の光ファイバ伝送路の送信端側に設けられた波長分散測定手段と、前記光ファイバ伝送路の受信端側に設けられた波長変換手段とを備え、前記光ファイバ伝送路の波長分散を測定する波長分散測定装置であって、前記波長変換手段は、前記波長分散測定手段から送信された波長分散測定用の第１、第２の光変調信号を受信して、当該第１、第２の光変調信号の波長に基づいて波長変換することにより、両変調信号と異なる波長で且つ前記光ファイバ伝送路のゼロ分散波長を間にはさまない各々異なる波長の第３、第４の光変調信号を生成して、これを前記波長分散測定手段に向けて送信して、前記波長分散測定手段は、前記光ファイバ伝送路のゼロ分散波長を間にはさまない互いに波長の異なる波長分散測定用の前記第１、第２の光変調信号を生成して、これを前記波長変換手段に向けて送信するとともに、前記波長変換手段から送信された前記第３、第４の光変調信号を受信して、両光変調信号の波長及び両光変調信号間の相関関係から前記光ファイバ伝送路の波長分散の平均値を検出して、当該平均値と前記分散スロープとから前記光ファイバ伝送路の波長分散を測定する。
【０００７】
また、この発明にかかる光通信システムは、波長分散測定手段が設けられた送信端ノードと、波長変換手段が設けられた受信端ノードと、前記送信端ノードと前記受信端ノードとを接続する波長分散スロープが既知の一本もしくは一対の光ファイバ伝送路とを備えた光通信システムであって、前記波長変換手段は、前記波長分散測定手段から送信された波長分散測定用の第１、第２の光変調信号を受信して、当該第１、第２の光変調信号の波長に基づいて波長変換することにより、両変調信号と異なる波長で且つ前記光ファイバ伝送路のゼロ分散波長を間にはさまない各々異なる波長の第３、第４の光変調信号を生成して、これを前記波長分散測定手段に向けて送信して、前記波長分散測定手段は、前記光ファイバ伝送路のゼロ分散波長を間にはさまない互いに波長の異なる波長分散測定用の前記第１、第２の光変調信号を生成して、これを前記波長変換手段に向けて送信するとともに、前記波長変換手段から送信された前記第３、第４の光変調信号を受信して、両光変調信号の波長及び両光変調信号間の相関関係から前記光ファイバ伝送路の波長分散の平均値を検出して、当該平均値と前記分散スロープとから前記光ファイバ伝送路の波長分散を測定する。
【０００８】
また、この発明にかかる波長分散測定方法は、送信端と受信端とを有し波長分散スロープが既知の光ファイバ伝送路の波長分散を測定する波長分散測定方法であって、受信端側において、送信端側から送信された波長分散測定用の第１、第２の光変調信号を受信して、当該第１、第２の光変調信号の波長に基づいて波長変換することにより、両変調信号と異なる波長で且つ前記光ファイバ伝送路のゼロ分散波長を間にはさまない各々異なる波長の第３、第４の光変調信号を生成して、これを前記送信端に向けて送信して、送信端側において、前記光ファイバ伝送路のゼロ分散波長を間にはさまない互いに波長の異なる波長分散測定用の前記第１、第２の光変調信号を生成して、これを前記受信端側に向けて送信するとともに、前記送信端側から送信された前記第３、第４の光変調信号を受信して、両光変調信号の波長及び両光変調信号間の相関関係から前記光ファイバ伝送路の波長分散の平均値を検出して、当該平均値と前記分散スロープとから、前記光ファイバ伝送路の波長分散を測定する。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、波長分散スロープが既知の光ファイバ伝送路の両端において、例えば、送信端側に波長分散測定手段を設け、受信端側に波長変換手段を設け、波長分散測定手段から送信された二つの異なる波長からなる波長分散測定用光変調信号を、波長変換手段でそれぞれ波長変換して折り返し、波長分散測定手段にて、両光変調信号の波長と両光変調信号間の相関関係とから光ファイバ伝送路の波長分散の平均値を検出して、この平均値と分散スロープとから、光ファイバ伝送路の波長分散を測定することで、分散測定の精度の向上と高速化を図ることができ、加えてダイナミックレンジとする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明にかかる波長分散測定装置、光通信システム及び波長分散測定方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態．
図１はこの発明の本実施の形態の光通信システムの構成図である。図１において、光通信システムは、光ファイバ伝送路１７とこの伝送路１７の両端に設けられた送信端ノード１００及び受信端ノード１１０とを有している。送信端ノード１００と受信端ノード１１０とは、それぞれ光合分波手段１４ａ，１４ｂを介して光ファイバ伝送路１７に接続されている。送信端ノード１００には、波長分散測定手段１０が設けられており、受信端ノード１１０は、波長変換手段１１が設けられている。ここで、波長分散測定手段１０と波長変換手段１１は、光ファイバ伝送路１７の波長分散を測定する波長分散測定装置を構成している。
【００１２】
送信端側の波長分散測定手段１０は、光信号を送信する第１，第２の光送信部１２ａ，１２ｂと、送信のタイミングの制御をする送信制御手段１５と、光信号を受信する第３，第４の光受信部１３ｃ，１３ｄと、受信した光信号から光ファイバ伝送路１７の波長分散を検出する波長分散検出手段１６とを有している。
【００１３】
一方、受信端側の波長変換手段１１は、光信号を受信する第１，第２の光受信部１３ａ，１３ｂと、受信した光信号を波長変換して折り返す第３，第４の光送信部１２ｃ，１２ｄとを有している。
【００１４】
送信端ノード１００の第１，第２の光送信部１２ａ，１２ｂからそれぞれ第１，第２の波長λ１，λ２でそれぞれパルス変調された第１，第２の光変調信号が出力される。パルスの送出タイミングは送信制御手段１５によって制御される。出力された波長λ１，λ２の光変調信号は、送信端ノード１００側の光合分波手段１４ａによって合波されて光ファイバ伝送路１７に送出される。
【００１５】
光ファイバ伝送路１７を通過した波長λ１，λ２の第１，第２の光変調信号は、受信端ノード１１０側の光合分波手段１４ｂにより波長毎に分波され、第１，第２の光変調信号２の光信号は、それぞれ第１，第２の光受信部１３ａ，１３ｂに入力される。波長変換手段１１内において、第１の光受信部１３ａは、波長λ１の光信号を光電気変換した後、その電気信号で第３の光送信部１２ｃを駆動する。同じく、第２の光受信部１３ｂは、波長λ２の光信号を光電気変換した後、その電気信号で第４の光送信部１２ｄを駆動する。駆動された第３の光送信部１２ｃ及び第４の光送信部１２ｄは、それぞれ送信端ノード１００側に向けて光変調信号を出力する。この時、第３の光送信部１２ｃ及び第４の光送信部１２ｄから出力される光変調信号は、それぞれ対応する第１，第２の光受信部１３ａ，１３ｂで受信した光変調信号に対してΔλだけ波長シフトした第３，第４の波長である波長λ１＋Δλ、λ２＋Δλの第３，第４の光変調信号を出力する。
【００１６】
第３，第４の光送信部１２ｃ、１２ｄからそれぞれ出力された波長λ１＋Δλ、λ２＋Δλの光変調信号は、受信端ノード１１０側の光合分波手段１４ｂにより再び合波され光ファイバ伝送路１７に送出される。このようにして、光ファイバ伝送路１７の往路と復路で異なる波長を使用することで、無用なクロストークを抑圧することが可能である。光ファイバ伝送路１７を折り返して伝播した波長変換後の光変調信号は、送信端ノード１００側の光合分波手段１４ａにて波長分波され、波長λ１＋Δλの光信号が第３の光受信部１３ｂに入力されて、波長λ２＋Δλの光信号が第４の光受信部１３ｄそれぞれに入力され光電気変換される。波長分散測定手段１０では、光電気変換された波長の異なる２つの信号間の時間相関計測結果から、光ファイバ伝送路１７の波長分散を算出する。
【００１７】
図２は図１の波長変換手段１１の詳細を示す構成図である。波長変換手段１１は、λ１の光信号をλ１＋Δλの波長に変換し、λ２の光信号をλ２＋Δλの波長に変換する。波長変換手段１１は、上記のように第１，第２の光受信部１３ａ，１３ｂと第３，第４の光送信部１２ｃ，１２ｄとを有している。
【００１８】
そして、第１の光受信部１３ａは、光電気変換手段（第１の光電気変換手段）２１ａと、データ識別再生手段（第１のデータ識別再生手段）２２ａとを有している。第３の光送信部１２ｃは、増幅手段（第３の増幅手段）２３ａと、光変調手段（第３の光変調手段）２４ａと、光源（第３の光源）２５ａとを有している。
【００１９】
また、第２の光受信部１３ｂは、光電気変換手段（第２の光電気変換手段）２１ｂと、データ識別再生手段（第２のデータ識別再生手段）２２ｂとを有している。第４の光送信部１２ｄは、増幅手段（第４の増幅手段）２３ｂと、光変調手段（第４の光変調手段）２４ｂと、光源（第４の光源）２５ｂとを有している。
【００２０】
波長変換手段１１により受信された波長λ１の光変調信号は、まず光電気変換手段２１ａにて電気信号に変換され、その後、データ識別再生手段２２ａにて波形整形される。これに対応して、波長λ１＋Δλの光変調信号が、データ識別再生手段２２ａにて再生され増幅手段２３ａによって増幅された電気信号に基づいて、光変調手段２４ａにより、λ１＋Δλの波長で発光する光源２５ａからの光を変調することで生成される。
【００２１】
同じように、受信された波長λ２の光変調信号は、まず光電気変換手段２１ｂにて電気信号に変換され、その後、データ識別再生手段２２ｂにて波形整形される。そして、波長λ２＋Δλの光変調信号は、データ識別再生手段２２ｂにて再生され増幅手段２３ｂによって増幅された電気信号に基づいて、光変調手段２４ｂにより、λ２＋Δλの波長で発光する光源２５ｂからの光を変調することで生成される。
【００２２】
尚、光電気変換手段２１ａ，２１ｂが出力する電気パルス列の歪が少なく、また振幅が充分大きい場合には、データ識別再生手段２２ａ，２２ｂや増幅手段２３ａ，２３ｂを省略してもよい。ここで、光電気変換手段２１ａ，２１ｂから光変調手段２４ａ，２４ｂまでの経路での遅延は、扱う光信号の波長に関わらず、一定の遅延量とすることができるため、後述するように波長変換による遅延の波長依存性は無視することができる。
【００２３】
図３は図１の波長分散測定手段１０の詳細を示す構成図である。波長分散測定手段１０は、上記のように第１，第２の光送信部１２ａ、１２ｂと、第３，第４の光受信部１３ｃと、送信制御手段１５と、波長分散検出手段１６とを有している。第１の光送信部１２ａは、増幅手段（第１の増幅手段）３３ａと、光変調手段（第１の光変調手段）３４ａと、光源（第１の光源）３５ａとを有している。第２の光送信部１２ｂは、増幅手段（第２の増幅手段）３３ｂと、光変調手段（第２の光変調手段）３４ｂと、光源（第２の光源）３５ｂとを有している。
【００２４】
また、第３の光受信部１３ｃは、光電気変換手段（第３の光電気変換手段）３１ａと、データ識別再生手段（第３のデータ識別再生手段）３２ａとを有している。第４の光受信部１３ｄは、光電気変換手段（第４の光電気変換手段）３１ｂと、データ識別再生手段（第４のデータ識別再生手段）３２ｂとを有している。送信制御手段１５は、データ生成手段３６と、タイミング制御手段３７とを有している。波長分散検出手段１６は、遅延差比較手段３８と、波長分散演算手段３９とを有している。
【００２５】
送信端ノード１００側における波長λ１及びλ２の光変調信号の送信のタイミングは、受信端ノード１１０側の光変調手段２４ａ，２４ｂの駆動方法と異なり、データ生成手段３６からのパルス列に基づいて光変調手段３４ａ，３４ｂが概略同じタイミングで駆動される。そしてこのとき、データ生成手段３６からの送出パルス列の開始タイミングは、タイミング制御手段３７によって制御される。
【００２６】
一方、受信動作においては、光電気変換手段３１ａ，３１ｂがλ１＋Δλとλ２＋Δλの二つの波長をそれぞれ光電気変換した後、必要に応じてデータ識別再生手段３２ａ，３２ｂがデータ再生を行い、それぞれの波長の信号間遅延差を遅延差比較手段３８にて抽出する。
【００２７】
本実施の形態において、遅延差比較手段３８の行う信号間遅延差の抽出は、上記のように２つの波長の相対的な遅延差を抽出することにより行っている。しかしながら、遅延測定の基準としてタイミング制御手段３７から得られるトリガ信号を使用して、２つの波長がこのトリガ信号に対してどれくらい遅れるかを測定することにより、遅延差を抽出してもよい。
【００２８】
光ファイバ伝送路１７の波長分散は、遅延差比較手段３８によって抽出された信号間遅延差に基づき、波長分散演算手段３９において次の手順にて検出される。図４は、波長分散演算手段３９の行う波長分散算出方法を説明するためのグラフであり、上段のグラフは群遅延の波長依存性を示し、下段のグラフは波長分散の波長依存性を示す。
【００２９】
通常の伝送波長帯域においては、群遅延は二次関数、波長分散は一次関数として近似することができる。そして、群遅延の波長微分が波長分散であり、波長分散の波長微分が波長分散スロープである。ここで、波長λ１，λ２の光信号が光ファイバ伝送路１７を伝搬した結果生じる遅延差をΔＤａ、λ１＋Δλ、λ２＋Δλの光信号が光ファイバ伝送路１７を伝搬した結果生じる遅延差をΔＤｂとすると、本実施の形態の構成にて、波長分散測定手段１０で検出される遅延差ΔＴは、
【００３０】
ΔＤａ＝ａ(λ２2−λ１2)＋ｂ(λ２−λ１)
ΔＤｂ＝ａ[λ２2(１＋Δλ／λ２)−λ１2(１＋Δλ／λ１)]＋ｂ(λ２−λ１)
ΔＴ＝ΔＤａ＋ΔＤｂ＋Δτ
【００３１】
と表される。ここで、係数ａ及びｂは、群遅延の二次関数特性から決まる係数であり、Δτは波長変換手段１１内で、各波長が波長の信号が受信されてから送信されるまでの時間差を表している。
【００３２】
ここで、Δλ／λ２＜＜１、Δλ／λ１＜＜１、Δτ≒０と設定すると、
ΔＤａ≒ΔＤｂ、ΔＴ＝２ΔＤａ
となる。この結果、波長分散は、
平均分散値＝ΔＴ／(λ２−λ１)
として求めることができる。
【００３３】
ここで、上記で求まる平均分散値は、概略λ１とλ２の中心波長(λｃ)での分散値と考えて問題ないことは明らかである。本結果より、光通信システムで使用する特定の波長λの分散値は、
分散値(λ)＝(λ−λｃ)×(分散スロープ)＋平均分散値
として求めることができる。
【００３４】
尚、上記では言及していないが、本実施の形態においては、平均分散値を２波長間の相対遅延差によって検出しているので、使用する２波長間にゼロ分散波長が含まれる場合は適用できないことに注意する必要がある。また、一律の分散スロープの値として典型値を用いずに個別波長の分散をより正確に求めたい場合は、使用する波長を複数用意したり、もしくは使用光源として波長可変光源を使用したりすることで対応することができる。
【００３５】
また、本実施の形態においては、一本の光ファイバ伝送路１７に２波長の光変調信号を往復させる手法を用いたが、復路として概略同等パラメータを有する光ファイバ伝送路１７を用い、往路と復路で一対を成す光ファイバ伝送路に対して本実施の形態の手法を適用しても同様の効果を得ることができる。
【００３６】
尚、光ファイバ伝送路１７へ出力する返信用光変調信号の結合に際し、本実施の形態は光合波手段（光合分波手段１４ａ，１４ｂ）を使用しているが、一対の光ファイバ伝送路１７に対して、例えば、光スイッチを設けて返信用の伝送路を切り替えたり、一本の光ファイバ伝送路１７に対して光スイッチによって送受信の切り替えを行ったりしてもよい。
【００３７】
さらに、遅延差測定に使用するパルス列の繰り返し周期及びパルス幅を変化させることで、測定分解能やダイナミックレンジを調整することも可能であり、これら測定分解能やダイナミックレンジを調整する調整手段をさらに設けてもよい。
【００３８】
さらに加えて、送信パルス列として擬似ランダム系列を使用し、パターン比較によってディジタル的に遅延差の算出を行うことで、パターン生成、パターン比較及び波長分散検出の全ての回路をディジタル回路によって簡易に構成することが可能となる。この場合においても、使用するパターンの系列長やパルス幅を変化させることで、測定する波長分散のダイナミックレンジや分解能を調整可能とすることができる。
【００３９】
さらにまた、擬似ランダムパターンのパターン比較方法として、パターン中のビット毎に２波長間でＸＯＲ演算を行い、特定パターン長の中でのＸＯＲ出力の加算結果を相関結果として用いてもよい。このような方法を用いることで、より容易に２波長間の遅延差を求めることができ、事前に伝送路の波長分散の符号が分かっている場合には特に有効である。
【００４０】
尚、本実施の形態においては、分散測定を行う箇所を送信端に配置しているが、波長変換を行う前の２波長の電気信号から往路のみの波長分散測定を合わせて実施してもよい。これにより一対の光ファイバ伝送路を用いて折り返しの波長分散測定を行う際に精度を向上させることができる。
【００４１】
この測定方法を使用することで、異なる波長光信号の折り返しにより無用なクロストークを防ぐことができ、また一つの光ファイバ伝送路の往復時間から波長分散を求めることが可能であるため、往路もしくは復路の片道にもから光波長分散を求める場合に比べて、約２倍の精度を確保することができる。
【００４２】
さらに加えて、測定に使用する送信データ系列を可変にすることで、ダイナミックレンジ及び精度の両方を満たす波長分散測定が可能となる。さらに、送信端側で分散値測定を行うため、光ファイバ伝送路の分散値を直ちに送信側の分散補償の設定に活用することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
この発明は、すでに敷設されている光ファイバ伝送路の波長分散を測定する際に有用なものであり、特に長距離大容量光伝送システムの光ファイバ伝送路の波長分散を測定するものとして好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】この発明の一実施の形態の光通信システムの構成図である。
【図２】図１の波長変換手段の詳細を示す構成図である。
【図３】図１の波長分散測定手段の詳細を示す構成図である。
【図４】波長分散演算手段の行う波長分散算出方法を説明するためのグラフであり上段のグラフは群遅延の波長依存性を示し下段のグラフは波長分散の波長依存性を示す。
【符号の説明】
【００４５】
１０  波長分散測定手段
１１  波長変換手段
１２ａ  第１の光送信部
１２ｂ  第２の光送信部
１２ｃ  第３の光送信部
１２ｄ  第４の光送信部
１３ａ  第１の光受信部
１３ｂ  第２の光受信部
１３ｃ  第３の光受信部
１３ｄ  第４の光受信部
１４ａ、１４ｂ  光合分波手段
１５  送信制御手段
１６  波長分散検出手段
１７  光ファイバ伝送路
２１ａ  第１の光電気変換手段
２１ｂ  第２の光電気変換手段
３１ａ  第３の光電気変換手段
３１ｂ  第４の光電気変換手段
２２ａ  第１のデータ識別再生手段
２２ｂ  第２のデータ識別再生手段
３２ａ  第３のデータ識別再生手段
３２ｂ  第４のデータ識別再生手段
２３ａ  第３の増幅手段
２３ｂ  第４の増幅手段
３３ａ  第１の増幅手段
３３ｂ  第２の増幅手段
２４ａ  第３の光変調手段
２４ｂ  第４の光変調手段
３４ａ  第１の光変調手段
３４ｂ  第２の光変調手段
２５ａ  第３の光源
２５ｂ  第４の光源
３５ａ  第１の光源
３５ｂ  第２の光源
３６  データ生成手段
３７  タイミング制御手段
３８  遅延差比較手段
３９  波長分散演算手段
λ１  第１の光変調信号の波長
λ２  第２の光変調信号の波長
λ１＋Δλ  第３の光変調信号の波長
λ２＋Δλ  第４の光変調信号の波長
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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