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JP3112595B2 - 光周波数シフタを用いる光ファイバ歪位置測定装置 - Google Patents

光周波数シフタを用いる光ファイバ歪位置測定装置

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JP3112595B2
JP3112595B2 JP05057494A JP5749493A JP3112595B2 JP 3112595 B2 JP3112595 B2 JP 3112595B2 JP 05057494 A JP05057494 A JP 05057494A JP 5749493 A JP5749493 A JP 5749493A JP 3112595 B2 JP3112595 B2 JP 3112595B2
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frequency shifter
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哲賢 李
薫 清水
常雄 堀口
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NTT Inc USA
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NTT Inc USA
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、周波数シフタを用い
ることにより、１つの光源でブリルアン増幅特性をもつ
ＢＯＴＤＡ（ブリルアン・オプティカル・タイム・ドメ
イン・アナリシス）を構成する光周波数シフタを用いる
光ファイバ歪位置測定装置を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】次に、従来技術によるＢＯＴＤＡの構成
を図５により説明する。図５の１Ａと１Ｂは光源、９Ａ
は光スイッチ、９Ｂは光カプラ、７は表示回路、１０は
測定される光ファイバである。光源１Ａは連続光２１を
発生し、光源１Ｂは連続光２２を発生する。光源１Ｂの
連続光２２は光スイッチ９Ａにより光パルス２３に変換
される。なお、ＢＯＴＤＡの内容については、特開平2-
6725号公報にも掲載されている。
【０００３】図５では、連続光２１が光ファイバ１０の
遠端１０Ａに入射され、光パルス２３が光カプラ９Ｂか
ら光ファイバ１０の近端１０Ｂに入射される。光源１Ａ
と光源１Ｂの差周波数がブリルアンシフト周波数に等し
くなると、ブリルアン増幅された連続光２１は表示回路
７によって光ファイバ１０の損失波形として表示され
る。表示回路７の構成は、後述の図４に示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図５では、連続光２１
と光パルス２３を対向して光ファイバ１０に入射する構
成なので、光源１Ａ・１Ｂを必要とする。光源１Ａ・１
Ｂの安定性は直接に歪の精度と確度に影響する。１％の
歪は約 500ＭＨｚに相当するので、光源１Ａ・１Ｂの相
対周波数の安定度を５ＭＨｚ以下にする必要がある。こ
の発明は１つの連続光から光周波数シフタにより連続光
と周波数の違う光パルスをつくり出すことにより、連続
光と光パルスの差周波数がブリルアンシフト周波数に等
しくなるような測定系を構成し、１回の測定時間内では
連続光と光パルスを安定にする光周波数シフタを用いる
光ファイバ歪位置測定装置の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、この発明では、周波数ｆｏの連続光１１を光ファイ
バ１０の遠端１０Ａから入射する光源１と、光ファイバ
１０の近端１０Ｂから取り出した連続光１１を分岐する
光カプラ２と、光カプラ２で分岐された連続光１１を増
幅する光増幅器３と、光増幅器３で増幅された連続光１
１から光パルス１２をつくり出す光スイッチ４と、光パ
ルス１２から周波数（ｆｏ＋ｆｍ）の光パルス１３を出
力する光周波数シフタ５と、光パルス１３を光カプラ２
から光ファイバ１０の近端１０Ｂに導く光スイッチ６
と、光スイッチ６からの周波数ｆｏの連続光１１を変換
表示する表示回路７と、光スイッチ４、光周波数シフタ
５及び光スイッチ６を制御するタイミング制御回路８と
を備え、光ファイバ１０内の周波数ｆｏの連続光１１と
周波数（ｆｏ＋ｆｍ）の光パルス１３とでブリルアン増
幅特性をもつＢＯＴＤＡを構成する。
【０００６】
【作用】次に、この発明による周波数シフタを用いる光
ファイバ歪位置測定装置の構成を図１により説明する。
図１の１は光源、２は光カプラ、３は光増幅器、４は光
スイッチ、５は光周波数シフタ、６は光スイッチ、７は
表示回路、８はタイミング制御回路である。
【０００７】光源１は周波数ｆｏの連続光１１を光ファ
イバ１０の遠端１０Ａに入射し、連続光１１は光ファイ
バ１０を通過し、光ファイバ１０の近端１０Ｂに接続さ
れた光カプラ２に入る。光カプラ２により分岐された連
続光１１は光増幅器３で増幅され、光増幅器３で増幅さ
れた連続光１１は光スイッチ４で光パルス１２に変換さ
れる。
【０００８】光パルス１２は、光周波数シフタ５により
周波数（ｆｏ＋ｆｍ）の成分をもつ光パルス１３に変換
される。光周波数シフタ５の構成と作用は後述の図２に
より説明する。図１では光周波数シフタ５から光パルス
１３を取り出し、光スイッチ６と光カプラ２を通して光
ファイバ１０の近端１０Ｂに入れる。
【０００９】光パルス１３が光ファイバ１０の近端１０
Ｂに入ると、光パルス１３は光ファイバ１０の遠端１０
Ａから入ってくる連続光１１と連続的に衝突しながら遠
端１０Ａに向かって進行する。周波数ｆｍが光ファイバ
１０のブリルアン周波数と一致していれば、遠端１０Ａ
からの連続光１１は増幅されながら光ファイバ１０の近
端１０Ｂに導かれ、光ファイバ１０の損失特性を情報と
して取り込む。これはブリルアン増幅特性を用いるＢＯ
ＴＤＡに一致する。
【００１０】次に、図１の光周波数シフタ５の構成を図
２により説明する。図５の５Ａは光カプラ、５Ｂは周波
数シフタ、５Ｃは光カプラ、５Ｄは光スイッチ、５Ｅは
遅延線、５Ｆは光増幅器、５ＧはＡＰＣ、５Ｈは変調回
路である。光スイッチ５Ｄは図１の光スイッチ４、光ス
イッチ６と構成が同じで例えば１μｓで動作する光スイ
ッチである。
【００１１】光スイッチ４からの周波数ｆｏの光パルス
１２は、光カプラ５Ａ、周波数シフタ５Ｂ、光カプラ５
Ｃ、光スイッチ５Ｄ、Δｔの遅延線５Ｅ、光増幅器５Ｆ
で構成するループ回路により、周波数（ｆｏ＋ｆｍ）の
成分をもつ光パルス１３に変換される。ｆｍは周波数シ
フタ５Ｂを通過する回数ｎと周波数シフタ５Ｂのシフト
周波数Δｆの積で定義される。ループ内をｎ回回転した
とき、スイッチ５Ｄで周波数（ｆｏ＋ｆｍ）の光パルス
１３を取り出し、スイッチ６へ導く。なお、光周波数シ
フタについては、1992年電子情報通信学会秋季大会講演
論文集分冊４のＢ−７７３にも記載されている。
【００１２】次に、図１のタイミング波形を図３により
説明する。図３アは光スイッチ６のタイミング波形であ
り、図３イは光スイッチ４のタイミング波形である。図
３ウは光周波数シフタ５内の光スイッチ５Ｄのタイミン
グ波形であり、図３エは光パルス１２の波形図である。
図３オは光周波数シフタ５内で発生する波形図であり、
図３カは光パルス１３の波形図である。
【００１３】図３イの光スイッチ４がオンになったタイ
ミングで図３ウの光スイッチ５Ｄがオンになり、図３エ
の光パルス１２を発生する。図３エの光パルス１２は光
周波数シフタ５内のループを回転することにより、図３
オの周波数ｆｏ＋Δｆ、ｆｏ＋２Δｆ、ｆｏ＋３Δｆな
どを発生し、周波数（ｆｏ＋ｆｍ）になったとき、図３
アの光スイッチ６のタイミングで図３カの光パルス１３
を取り出す。
【００１４】
【実施例】例えば、波長λが1.55μｍのときブリルアン
周波数シフトは約10.9ＧＨｚに相当する。また、図２の
周波数シフタ５ＢとしてＡ／Ｏスイッチを使用し、Ａ／
Ｏスイッチの駆動周波数を制御する変調回路５Ｈから周
波数シフタ５Ｂの光周波数シフト量を制御する。その範
囲は 115〜 125ＭＨｚとする。
【００１５】光ファイバ１０の歪量を３％以下に測定し
たい場合、連続光１１とパルス光１３の相対周波数差は
10.9ＧＨｚ±１ＧＨｚが必要なので、周波数シフタ５Ｂ
を通過する回数ｎと周波数シフタ５Ｂを駆動する周波数
を制御すれば、10.9ＧＨｚ±１ＧＨｚの範囲にすること
ができる。例えば 9.9ＧＨｚをシフトしたい場合、ｎ＝
83回、駆動周波数119.278 ＭＨｚにすれば、パルス光１
３の周波数は連続光１１より 9.9ＧＨｚも高くなる。
【００１６】次に、表示回路７の構成を図４により説明
する。図７の７Ａは光フィルタ、７ＢはＯ／Ｅ変換器、
７Ｃは増幅器、７ＤはＡ／Ｄ変換器、７Ｅは加算器、７
ＦはＣＲＴである。光フィルタ７Ａは周波数（ｆｏ＋ｆ
ｍ）の成分を除き、周波数ｆｏだけを取り出す。Ｏ／Ｅ
４変換器７Ｂ以下により周波数ｆｏ成分がＣＲＴ７Ｆに
表示される。なお、表示回路７は通常の光パルス試験器
に使用されている表示回路と同じものである。
【００１７】
【発明の効果】この発明によれば、光周波数シフタを使
用することにより、１つの連続光による測定系から２つ
の光源でブリルアン増幅特性を用いるＢＯＴＤＡに一致
した測定系を構成することができ、測定系を安定にする
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による周波数シフタを用いる光ファイ
バ歪位置測定装置の構成図である。
【図２】図１の光周波数シフタ５の構成図である。
【図３】図１のタイミング波形図である。
【図４】図１の表示回路７の構成図である。
【図５】従来技術による光ファイバ歪位置測定装置の構
成図である。
【符号の説明】
１ 光源 ２ 光カプラ ３ 光増幅器 ４ 光スイッチ ５ 光周波数シフタ ６ 光スイッチ ７ 表示回路 ８ タイミング制御回路 １０ 光ファイバ １０Ａ 遠端 １０Ｂ 近端
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 薫 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日本電信電話株式会社 (72)発明者 堀口 常雄 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日本電信電話株式会社 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01M 11/00 - 11/02 G01D 21/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 周波数ｆｏの連続光(11)を光ファイバ(1
    0)の遠端(10A) から入射する光源(1) と、 光ファイバ(10)の近端(10B) から取り出した連続光(11)
    を分岐する光カプラ(2) と、 光カプラ(2) で分岐された連続光(11)を増幅する光増幅
    器(3) と、 光増幅器(3) で増幅された連続光(11)から第１の光パル
    ス(12)をつくり出す第１の光スイッチ(4) と、 第１の光パルス(12)から周波数（ｆｏ＋ｆｍ）の第２の
    光パルス(13)をつくり出す光周波数シフタ(5) と、 第２の光パルス(13)を光カプラ(2) から光ファイバ(10)
    の近端(10B) に導く第２の光スイッチ(6) と、 第２の光スイッチ(6) からの周波数ｆｏの連続光(11)を
    変換表示する表示回路(7) と、 第１の光スイッチ(4) 、光周波数シフタ(5) 及び第２の
    光スイッチ(6) のタイミングを制御するタイミング制御
    回路(8) とを備え、 光ファイバ(10)内の周波数ｆｏの連続光(11)と周波数
    （ｆｏ＋ｆｍ）の第２の光パルス(13)とでブリルアン増
    幅特性をもつＢＯＴＤＡを構成することを特徴とする光
    周波数シフタを用いる光ファイバ歪位置測定装置。
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