(57)【要約】【課題】光パルス試験装置において、光ファイバの偏波状態について測定できるようにする。【解決手段】光パルスを被試験光ファイバに出射する光源と、被試験光ファイバからの後方散乱光と光源からのローカル光とを入力し、後方散乱光の時間的強度変化を利用して光ファイバの位置毎の伝送損失測定を行なうとともに、後方散乱光とローカル光との干渉を利用して後方散乱光の位相情報の時間的変化を演算することで被試験光ファイバの位置毎の偏波情報を測定するデジタルコヒーレントレシーバと、を備えた光パルス試験装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光パルスを被試験光ファイバに出射する光源と、
前記被試験光ファイバからの後方散乱光と前記光源からのローカル光とを入力し、後方散乱光の時間的強度変化を利用して前記光ファイバの位置毎の伝送損失測定を行なうとともに、前記後方散乱光と前記ローカル光との干渉を利用して前記後方散乱光の位相情報の時間的変化を演算することで被試験光ファイバの位置毎の偏波情報を測定するデジタルコヒーレントレシーバと、
を備えたことを特徴とする光パルス試験装置。
【請求項２】
前記被試験光ファイバに出射する光パルスは、所定のデータパターンで位相コーティングされていることを特徴とする請求項１に記載の光パルス試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光パルス試験装置に係り、特に、偏光解析機能を有する光パルス試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバの一端から光パルスを入射したときに得られる後方散乱光の時間的強度変化を利用して光ファイバの損失の測定や故障および故障箇所の検知を行なう光パルス試験装置（ＯＴＤＲ：Optical Time Domain Reflect-meter）が知られている。
【０００３】
図４は、従来の光パルス試験装置の構成を示すブロック図である。本図に示すように光パルス試験装置３００は、レーザダイオード（ＬＤ）３０１、方向性結合器３０２、受光器３０３、処理部３０４を備えており、レーザダイオード３０１から光ファイバに光パルスを入射し、戻ってきた後方散乱光を受光器３０３で受光し、処理部３０４で演算を行なうことで、光ファイバに対する試験を行なう。
【０００４】
処理部３０４では、例えば、縦軸を後方散乱光強度、横軸を距離として受信値をプロットすることで、ファイバ損失、融着損失、フレネル反射等を測定することができる。なお、横軸の距離は、光パルスを入射してから後方散乱光が戻るまでの時間に対応付けられる。
【０００５】
本図の例では、融着箇所３１１ａを含む光ファイバ３１１と融着箇所３１２ａを含む光ファイバ３１２とをコネクタ接続し、さらに長さの異なる光ファイバ３１３、光ファイバ３１４とをコネクタ接続した光ファイバ伝送路を試験対象としている。
【０００６】
このとき、光パルス試験装置３００の処理部３０４の測定結果から、コネクタ接続位置および光ファイバ線路の最遠端においてフレネル反射が生じ、後方散乱光強度が急峻に大きくなっていること、融着箇所で後方散乱光が減少し損失が増加していること、光ファイバの損失により、伝送距離に応じて後方散乱光が減少していること等を把握することができる。また、後方散乱光の単位長あたりの損失から光ファイバの伝送損失を測定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−３０４４１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来、光ファイバ通信における光ファイバの敷設、保守、監視では、光ファイバの長さ、障害点までの距離、各ポイントでの伝送損失、光コネクタや融着時の接続損失等の反射減衰量の測定が重要であり、このような需要に応えるために光パルス試験装置３００が用いられてきた。このため、光パルス試験装置３００は、後方散乱光の強度を求め、光ファイバ長手方向の損失測定に特化したものとなっていた。
【０００９】
これに対して、近年では、ブロードバンド通信網の普及・発展に伴い、光ファイバの複屈折に起因する偏波モード分散（光信号の偏光状態によって伝送速度に違いが生じる現象）や偏波変動のモニタリングが、光ファイバ伝送路特性の良し悪しを判断する上で重要になってきている。このため、光パルス試験装置３００が光ファイバの偏波状態について測定できるようになれば、利用価値がより一層高まることになる。
【００１０】
そこで、本発明は、光パルス試験装置において、光ファイバの偏波状態について測定できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明の光パルス試験装置は、光パルスを被試験光ファイバに出射する光源と、前記被試験光ファイバからの後方散乱光と前記光源からのローカル光とを入力し、後方散乱光の時間的強度変化を利用して前記光ファイバの位置毎の伝送損失測定を行なうとともに、前記後方散乱光と前記ローカル光との干渉を利用して前記後方散乱光の位相情報の時間的変化を演算することで被試験光ファイバの位置毎の偏波情報を測定するデジタルコヒーレントレシーバと、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
ここで、被試験光ファイバに出射する光パルスは、所定のデータパターンで位相コーティングされていることが望ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、光パルス試験装置において、光ファイバの偏波状態について測定できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係る光パルス試験装置の構成を示すブロック図である。
【図２】デジタルコヒーレントレシーバの構成の概要を示すブロック図である。
【図３】ポアンカレ球を示す図である。
【図４】従来の光パルス試験装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る光パルス試験装置の構成を示すブロック図である。本図に示すように、光パルス試験装置１００は、光パルスの光源となるレーザダイオード（ＬＤ）１０１、方向性結合器１０２、デジタルコヒーレントレシーバ１１０を備えており、レーザダイオード１０１からの光パルスは光ファイバに入射されるとともに、デジタルコヒーレントレシーバ１１０にもローカル光として入射される。
【００１６】
デジタルコヒーレントレシーバ１１０は、同一光源（ＬＤ１０１）からの光である光ファイバからの後方散乱光（信号光）とローカル光とを入力し、距離毎の後方散乱光の強度に基づく伝送損失の算出に加え、後方散乱光とローカル光との干渉を利用して位相情報を取得し、偏光状態を算出することで、光ファイバに対する試験を行なう。
【００１７】
ここで、デジタルコヒーレントレシーバ１１０について説明する。デジタルコヒーレントレシーバ１１０は、ローカル光と信号光との干渉を利用して信号光の復調を行なうコヒーレント光通信技術を利用したものである。従来、コヒーレント光通信技術では、２つの独立なレーザ光間の位相揺らぎを抑圧し、干渉を安定に実現することが技術的に困難であったが、デジタルコヒーレントレシーバ１１０では、従来のコヒーレント光通信技術にデジタル信号処理を融合させ、ホモダイン検波後のデジタル信号処理によって光信号とローカル光間の位相揺らぎを除去し、等価的に安定な干渉を実現することが可能となった。
【００１８】
デジタルコヒーレントレシーバ１１０は、線形受信器なので、光信号の位相情報が検波後も保持される。このため、超高速・長距離伝送システムで伝送品質を劣化させる光ファイバの群速度分散や偏波モード分散もデジタル信号処理を駆使して電気領域で補償することが可能となる。
【００１９】
すなわち、偏波状態は時間的に変動するため、時定数が長い従来の光学的な手法では安定な制御が困難であったが、デジタルコヒーレントレシーバ１１０は、ＡＤ変換によりデジタル化された取得データを柔軟な計算アルゴリズムを用いて解析・処理することができ、偏波多重分離や偏波モード分散の補償といった従来実現が困難であった処理を可能としている。
【００２０】
本実施形態では、このようなデジタルコヒーレントレシーバ１１０を光パルス試験装置１００に適用することで、後方散乱光の強度情報だけでなく、光ファイバの長手方向の偏波状態について測定できるようにしている。これにより、光パルス試験装置１００を用いることで、試験対象光ファイバの長手方向の損失測定のみならず、偏波変動要因解析・特定することが可能となる。
【００２１】
図２は、デジタルコヒーレントレシーバ１１０の構成の概要を示すブロック図である。本図に示すように、デジタルコヒーレントレシーバ１１０は、干渉計を含み受信信号光を直交２成分に分ける光直交検波部１１１、バランスドレシーバー、ローパスフィルタ等を有する受光部１１２、Ａ／Ｄ変換部１１３、演算部１１４を備えて構成され、演算部１１４において、ソフトウェア処理により信号光の偏光状態、光強度が距離毎に演算される。
【００２２】
デジタルコヒーレントレシーバ１１０では、取得した信号光（後方散乱光）をＸ偏波およびＹ偏波の成分を持つ偏波多重信号とみなし、それらの挙動を解析することで、光ファイバ長手方向の偏波モード分散の分布取得や、偏波変動箇所の特定といったことが可能となる。これらは、光ファイバ長手方向での複屈折分布の変化を求めることに相当する。
【００２３】
このようなデジタルコヒーレントレシーバ１１０のデジタル信号処理により、例えば、図３に示すようなポアンカレ球を取得することができるようになり、偏光状態の解析が容易となる。ここで、ポアンカレ球は、任意の偏光状態を球の表面の点で表現することができるものである。ポアンカレ球では、赤道が直線偏光、極が円偏光を表し、北半球が右回りの偏光、南半球が左回りの偏光であり、ストークスパラメータと球の方位角とが１対１に対応している。
【００２４】
デジタルコヒーレントレシーバ１１０において、偏波解析を行なうための信号処理アルゴリズムは種々のものを適用することができ、例えば、光伝送システムで実装されている手法を用いることができる。ここで、光伝送システムでは、信号がランダムなデータパターンで変調されていることを前提として復調信号のアイパターンが最もよい波形となるように信号を推定していくブラインド等価アルゴリズムが用いられている。
【００２５】
そこで、本実施形態においても、被測定光ファイバに入射させるパルス光信号の内部を、あらかじめ任意のデータパターンで位相コーティングして用いることで、測定する後方散乱光を位相変調信号とみなして処理できるものと考えられる。これにより、演算部１１４における信号処理による偏波解析を容易にすることができる。
【００２６】
以上説明したように、本実施形態の光パルス試験装置１００によれば、光ファイバの損失測定に加え、光ファイバの偏波状態についても測定できるようになる。
【符号の説明】
【００２７】
１００…光パルス試験装置、１０１…レーザダイオード、１０２…方向性結合器、１１０…デジタルコヒーレントレシーバ、１１１…光直交検波部、１１２…受光部、１１３…Ａ／Ｄ変換部、１１４…演算部、３００…光パルス試験装置、３０１…レーザダイオード、３０２…方向性結合器、３０３…受光器、３０４…処理部、３１１…光ファイバ、３１２…光ファイバ、３１３…光ファイバ、３１４…光ファイバ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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