光パルス試験器
【課題】被測定光ファイバ内を伝送している信号光のモニタを可能にした光パルス試験器を提供する。
【解決手段】ＯＴＤＲモードと信号光モニタモードの２つの測定モードを設け、ＯＴＤＲモードの場合には、波長可変光源１から所定の波長に固定された連続光が出力されるように波長可変光源１を制御し、パルス信号を発生して光スイッチ３に出力し、光スイッチ３に出力される上記パルス信号に対応づけて第１のタイミング信号を発生して処理手段５に出力するようにし、また信号光モニタモードの場合には、波長可変光源１から所定の波長範囲にわたって掃引された連続光が出力されるように波長可変光源１を制御し、上記パルス信号の光スイッチ３への出力を断にし、波長可変光源１の掃引に対応づけて第２のタイミング信号を発生して処理手段５に出力するようにして、ＯＴＤＲ法に基づいたファイバ特性の測定と信号光の光強度の測定とを切り換えて行えるようにした。
【解決手段】ＯＴＤＲモードと信号光モニタモードの２つの測定モードを設け、ＯＴＤＲモードの場合には、波長可変光源１から所定の波長に固定された連続光が出力されるように波長可変光源１を制御し、パルス信号を発生して光スイッチ３に出力し、光スイッチ３に出力される上記パルス信号に対応づけて第１のタイミング信号を発生して処理手段５に出力するようにし、また信号光モニタモードの場合には、波長可変光源１から所定の波長範囲にわたって掃引された連続光が出力されるように波長可変光源１を制御し、上記パルス信号の光スイッチ３への出力を断にし、波長可変光源１の掃引に対応づけて第２のタイミング信号を発生して処理手段５に出力するようにして、ＯＴＤＲ法に基づいたファイバ特性の測定と信号光の光強度の測定とを切り換えて行えるようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＯＴＤＲ（Optical Time Domain Reflectometry）法に基づいて被測定光ファイバの特性を測定する、すなわち光パルスを被測定光ファイバに入射し、その後方散乱及びフレネル反射に起因する戻り光を受光して被測定光ファイバの特性を測定するコヒーレント検波技術を用いた光パルス試験器に関し、特に被測定光ファイバ内を伝送している信号光のモニタを可能にした光パルス試験器に関する。
【背景技術】
【０００２】
海底光ファイバ通信システムのような超長距離光中継システムでは、それぞれ光中継器と光ファイバとが多段に縦続接続されている上り回線と下り回線との間に設けられたループバックパスを利用して、ＯＴＤＲ法に基づいた障害の監視が行われている。このようなＯＴＤＲ法に基づいて超長距離光中継システムの障害の監視を行う装置として、従来、ＯＴＤＲ法に基づいて被測定光ファイバの特性を測定するコヒーレント検波技術を用いた光パルス試験器があった。（例えば、特許文献1参照）
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２３６５１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の光パルス試験器においては、コヒーレント検波技術を用いるとともに、ＷＤＭ（波長多重）方式の各チャネル（波長グリッド）に対応させて測定（監視）光パルスの波長を可変できるようにして、被測定光ファイバ（測定対象）としての超長距離光中継システム（例えば海底光ファイバ通信システム、ＷＤＭ方式の海底光ファイバ通信システム等）の障害監視をインサービス状態で行えるようにしている。しかしながら、従来の光パルス試験器は、本来ＯＴＤＲ法に基づいて測定対象の障害監視を行う装置であるために、例えばＷＤＭ方式の１つのチャネルの送信器に異常が発生したような場合にはそれを発見することができない。そのために、光パルス試験器とは別に光スペクトラムアナライザを用いて、通信システム内を伝送する信号光をモニタする必要があった。
【０００５】
本発明は、本来の光パルス試験器のＯＴＤＲ法に基づいたファイバ特性を測定する機能のほかに、光スペクトラムアナライザの信号光の光強度を測定する機能を備える（すなわち信号光の一部を波長掃引されたローカル光によってコヒーレント検波してその光強度を検出する）ことによって、これらの課題を解決し、被測定光ファイバ内を伝送している信号光のモニタを可能にした光パルス試験器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１の光パルス試験器では、所定波長の連続光を発生して出力する波長可変光源（１）と、該波長可変光源からの連続光を測定光とローカル光とに分岐して出力する光分岐器（２）と、所定のパルス幅及び所定の繰り返し周期を有するパルス信号が入力されている間のみ、前記光分岐器から入力される前記測定光を該パルス信号でパルス変調し、得られた光パルスを被測定光ファイバに出力する光スイッチ（３）と、該光スイッチが前記光パルスを前記被測定光ファイバに出力している間は、該被測定光ファイバの各位置から戻ってくる戻り光を前記光分岐器から入力される前記ローカル光によってコヒーレント検波し、得られた検波信号を第１の電気信号として出力し、かつ、該光スイッチが前記光パルスを前記被測定光ファイバに出力していない間は、前記被測定光ファイバ内を伝送している信号光の一部をモニタ光として受け、該モニタ光を前記光分岐器から入力される前記ローカル光によってコヒーレント検波し、得られた検波信号を第２の電気信号として出力する光ヘテロダイン検波回路（４）と、該光ヘテロダイン検波回路から前記第１の電気信号を受けたときは、第１のタイミング信号に基づいて該第１の電気信号のデータ処理を行って前記被測定光ファイバの特性を求め、かつ、前記光ヘテロダイン検波回路から前記第２の電気信号を受けたときは、第２のタイミング信号に基づいて該第２の電気信号のデータ処理を行って前記ローカル光の波長に対する前記モニタ光の光強度を求める処理手段（５）と、ＯＴＤＲモード及び信号光モニタモードのいずれか一方を指定するモード指定信号を受け、該モード指定信号がＯＴＤＲモードを指定している場合には、前記波長可変光源から所定の波長に固定された連続光が出力されるように当該波長可変光源を制御するとともに前記パルス信号を発生して前記光スイッチに出力し、更に前記光スイッチに出力される前記パルス信号に対応づけて前記第１のタイミング信号を発生して前記処理手段に出力し、かつ、前記モード指定信号が信号光モニタモードを指定している場合には、前記波長可変光源から所定の波長範囲にわたって掃引された連続光が出力されるように当該波長可変光源を制御するとともに前記パルス信号の前記光スイッチへの出力を断にし、更に前記波長可変光源の掃引に対応づけて前記第２のタイミング信号を発生して前記処理手段に出力する制御手段（６）とを備えた。
【０００７】
また、本発明の請求項２の光パルス試験器では、上述した請求項1の光パルス試験器において、前記処理手段は、前記被測定光ファイバ内を伝送している前記信号光に異常がなかったときの前記モニタ光の光強度に基づく所定の値を基準光強度として前記ローカル光の波長に対応づけて記憶して、該基準光強度とその後に求められた前記モニタ光の光強度とを比較し、その後に求められた該モニタ光の各光強度のうちの少なくとも１つが該基準光強度以下であると判定した場合には判定信号を出力するようにした。
【０００８】
また、本発明の請求項３の光パルス試験器では、上述した請求項２の光パルス試験器において、前記制御手段は、前記処理手段から前記判定信号を受けた場合には、前記信号光モニタモードから前記ＯＴＤＲモードに切り換え、ＯＴＤＲ法に基づいて少なくとも異常のあった前記信号光の波長における前記被測定光ファイバの特性を求めるようにした。
【０００９】
また、本発明の請求項４の光パルス試験器では、上述した請求項１の光パルス試験器において、前記処理手段は、前記第１のタイミング信号に基づいて、前記光ヘテロダイン検波回路からの前記第１の電気信号のデータ処理を行って前記被測定光ファイバの特性を求めるファイバ特性検出手段（５ａ）と、前記第２のタイミング信号に基づいて、前記光ヘテロダイン検波回路からの前記第２の電気信号のデータ処理を行って前記ローカル光の波長に対する前記モニタ光の光強度を求めるモニタ光強度検出手段（５ｂ）とを含み、前記制御手段は、前記モード指定信号を受け、該モード指定信号がＯＴＤＲモードを指定している場合には、前記波長可変光源から所定の波長に固定された連続光が出力されるように、かつ、前記モード指定信号が信号光モニタモードを指定している場合には、前記波長可変光源から所定の波長範囲にわたって掃引された連続光が出力されるように該波長可変光源を制御する発振波長制御手段（６ａ）と、前記モード指定信号を受け、該モード指定信号がＯＴＤＲモードを指定している場合には、前記パルス信号を発生して前記光スイッチに出力し、かつ、前記モード指定信号が信号光モニタモードを指定している場合には、前記パルス信号の前記光スイッチへの出力を断にするパルス信号発生手段（６ｂ）と、前記波長制御信号、前記パルス信号及び前記モード指定信号を受け、該モード指定信号がＯＴＤＲモードを指定している場合には、前記ファイバ特性検出手段が前記被測定光ファイバの特性を求めるために必要な前記第１のタイミング信号を前記パルス信号に基づいて発生して該ファイバ特性検出手段に出力し、かつ、前記モード指定信号が信号光モニタモードを指定している場合には、前記モニタ光強度検出手段が前記ローカル光の波長に対する前記モニタ光の光強度を求めるために必要な前記第２のタイミング信号を前記波長制御信号に基づいて発生して該モニタ光強度検出手段に出力するタイミング信号発生手段（６ｃ）とを含むようにした。
【００１０】
また、本発明の請求項５の光パルス試験器では、上述した請求項４の光パルス試験器において、前記処理手段は、更に、前記モニタ光強度検出手段から出力されるモニタ光の光強度情報及び前記第２のタイミング信号を受け、該モニタ光の光強度情報が前記被測定光ファイバ内を伝送している前記信号光に異常がなかったときの情報である場合には、当該モニタ光の光強度情報である光強度に基づく所定の値を、前記第２のタイミング信号に基づいて、前記ローカル光の波長に対応づけて基準光強度として記憶する基準光強度記憶手段（５ｄ）と、該基準光強度記憶手段からの前記基準光強度と前記モニタ光強度検出手段からのモニタ光の光強度情報とを比較し、該モニタ光の各光強度のうちの少なくとも１つが前記基準光強度以下であると判定した場合には判定信号を出力する比較判定手段（５ｃ）とを含むようにした。
【００１１】
また、本発明の請求項６の光パルス試験器では、上述した請求項５の光パルス試験器において、前記発振波長制御手段は、前記比較判定手段から前記判定信号を受けたときは、前記波長制御信号により、前記波長可変光源から所定の波長に固定された連続光が出力されるように該波長可変光源を制御し、前記パルス信号発生手段は、前記比較判定手段から前記判定信号を受けたときは、前記パルス信号を発生して前記光スイッチに出力し、前記タイミング信号発生手段は、前記比較判定手段から前記判定信号を受けたときは、前記ファイバ特性検出手段が前記被測定光ファイバの特性を求めるために必要な前記第１のタイミング信号を発生して該ファイバ特性検出手段に出力するようにした。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の請求項1及び４の光パルス試験器では、ＯＴＤＲモード及び信号光モニタモードのいずれか一方を指定するモード指定信号を設け、このモード指定信号がＯＴＤＲモードを指定している場合には、波長可変光源から所定の波長に固定された連続光が出力されるように波長可変光源を制御するとともにパルス信号を発生して光スイッチに出力し、更に光スイッチに出力される上記パルス信号に対応づけて第１のタイミング信号を発生して処理手段に出力し、かつ、そのモード指定信号が信号光モニタモードを指定している場合には、波長可変光源から所定の波長範囲にわたって掃引された連続光が出力されるように波長可変光源を制御するとともに上記パルス信号の光スイッチへの出力を断にし、更に波長可変光源の掃引に対応づけて第２のタイミング信号を発生して処理手段に出力するようにしたので、ＯＴＤＲ法に基づいたファイバ特性の測定と信号光の光強度の測定とを切り換えて行うことができる。したがって、従来は、信号光をモニタするための光スペクトラムアナライザを別に必要としたが、本発明の光パルス試験器の場合には不要となる。
【００１３】
本発明の請求項２及び５の光パルス試験器では、被測定光ファイバ内を伝送している信号光に異常がなかったときのモニタ光の光強度に基づく所定の値を基準光強度としてローカル光の波長に対応づけて記憶して、この基準光強度とその後に求められたモニタ光の光強度とを比較し、その後に求められたモニタ光の各光強度のうちの少なくとも１つがその基準光強度以下であると判定した場合には判定信号を出力するようにしたので、判定信号から障害の発生箇所を特定することが可能となる。ＷＤＭ信号光を伝送している回線を構成している光ファイバ等の障害（破断、損失増大等）と、回線以外（例えばその特定波長のチャネルのＷＤＭ送信器）の障害とを切り分けて特定することができる。信号光モニタモードで特定の波長の信号光が異常と判断されたときには、その波長を使ったＯＴＤＲ測定を実行することにより、障害原因の特定を回線の通信を妨げることなく迅速に行うことができる。
【００１４】
本発明の請求項３及び６の光パルス試験器では、モニタ光の各光強度のうちの少なくとも１つがその基準光強度以下であると判定した場合には、測定のモードを信号光モニタモードからＯＴＤＲモードに自動的に切り換えて、ＯＴＤＲ法に基づいて少なくとも異常のあった信号光の波長における被測定光ファイバの特性を求めるようにしたので、その被測定光ファイバの長手方向の障害位置を速やかに特定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施形態の光パルス試験器の構成を図１に示す。なお、被測定光ファイバ１０としてＷＤＭ方式の海底光ファイバ通信システムを測定対象とする場合について説明する。このＷＤＭ方式の海底光ファイバ通信システムは、例えば、ＷＤＭ送信器（Ｔｘ）、ＷＤＭ受信器（Ｒｘ）、それぞれ光中継器と光ファイバとが多段に縦続接続されている上り回線と下り回線、及びそれらの回線間に設けられたループバックパスで構成されており、それぞれの回線上を異なる複数の波長を持つＷＤＭ信号光がＷＤＭ送信器から出力されてＷＤＭ受信器に向かって伝送される。
【００１６】
波長可変光源１は、例えば波長可変レーザであり、制御手段６から入力される波長制御信号ａに基づいて、所定の波長に固定された連続光あるいは所定の波長範囲にわたって掃引された連続光を発生して光カプラ２に出力する。光カプラ２は、波長可変光源１からの連続光を受けて２つに分岐し、一方の連続光を測定光として光スイッチ（光ＳＷ）３に出力し、他方の連続光をローカル光として光ヘテロダイン検波回路４に出力する。光スイッチ３は、例えばＬＮ変調器のような電気光学光スイッチであり、所定のパルス幅と所定の繰り返し周期を有するパルス信号ｂが制御手段６から入力されている間のみ、光カプラ２から入力される測定光をこのパルス信号ｂでパルス変調し、得られた光パルスを被測定光ファイバ１０の上り回線に出力する。
【００１７】
光ヘテロダイン検波回路４は、光カプラ４ａ及び受光器（ＰＤ）４ｂで構成されており、光スイッチ３が上記光パルスを被測定光ファイバ１０に出力している間は、被測定光ファイバ１０の上り回線の各位置からループバックパス及び下り回線を経由して戻ってくる戻り光を、光カプラ２から入力されるローカル光によってコヒーレント検波し、得られた検波信号（ビート信号）を第１の電気信号として処理手段５に出力する。また、光スイッチ３が上記光パルスを被測定光ファイバ１０に出力していない間は、被測定光ファイバ１０の下り回線を伝送しているＷＤＭ信号光の一部をモニタ光として受け、このモニタ光を光カプラ２から入力されるローカル光によってコヒーレント検波し、得られた検波信号（ビート信号）を第２の電気信号として処理手段５に出力する。すなわち、光ヘテロダイン検波回路４を構成している光カプラ４ａは、被測定光ファイバ１０からの戻り光あるいはモニタ光と光カプラ２からのローカル光とを合波して受光器４ｂに出力する。また受光器４ｂは、その合波光をコヒーレンント検波して検波信号（ビート信号）を第１の電気信号あるいは第２の電気信号として処理手段５に出力する。
【００１８】
処理手段５は、ファイバ特性検出手段５ａ、モニタ光強度検出手段５ｂ、比較判定手段５ｃ及び基準光強度記憶手段５ｄで構成されており、制御手段６から入力される第１のタイミング信号ｃに基づいて、上記第１の電気信号のデータ処理を行って被測定光ファイバ１０の特性を求める。また、制御手段６から入力される第２のタイミング信号ｄに基づいて、上記第２の電気信号のデータ処理を行ってローカル光の波長（すなわちＷＤＭ信号光の波長）に対するモニタ光の光強度（すなわちＷＤＭ信号光の光強度）を求めるとともに、そのモニタ光の光強度と基準光強度記憶手段５ｄに記憶されている基準光強度とを比較して得られた判定信号ｅを出力する。
【００１９】
すなわち、ファイバ特性検出手段５ａは、制御手段６から入力される第１のタイミング信号ｃに基づいて、光ヘテロダイン検波回路４からの上記第１の電気信号の振幅をディジタル値に変換し、このディジタル値のデータ処理、すなわち加算平均化処理、対数変換等を行って、被測定光ファイバ１０の上り回線の各位置に対応した戻り光の光強度から被測定光ファイバ１０の特性を求める。
【００２０】
モニタ光強度検出手段５ｂは、制御手段６から入力される第２のタイミング信号ｄに基づいて、光ヘテロダイン検波回路４からの上記第２の電気信号の振幅をディジタル値に変換し、このディジタル値のデータ処理、すなわち加算平均化処理、対数変換等を行って、ローカル光の波長（すなわちＷＤＭ信号光の波長）に対するモニタ光の光強度（すなわちＷＤＭ信号光の光強度）を求める。
【００２１】
基準光強度記憶手段５ｄは、モニタ光強度検出手段５ｂから出力されるモニタ光の光強度情報を受け、このモニタ光の光強度情報が被測定光ファイバ１０の下り回線を伝送しているＷＤＭ信号光に異常がなかったときの情報である場合には、このモニタ光の光強度情報に基づく所定の値を、制御手段６から入力される第２のタイミング信号ｄに基づいて、ローカル光の波長（すなわちＷＤＭ信号光の波長）に対応づけて基準光強度として記憶する。
【００２２】
比較判定手段５ｃは、基準光強度記憶手段５ｄからの上記基準光強度と、この基準光強度の記憶後にモニタ光強度検出手段５ｂから出力されるモニタ光の光強度情報とを比較し、全てのモニタ光の光強度が、ローカル光の波長（すなわちＷＤＭ信号光の波長）の全般にわたって基準光強度以下であると判定した場合や、またモニタ光の光強度が、ローカル光の波長（すなわちＷＤＭ信号光の波長）の内の１つもしくは複数の波長で基準光強度以下であると判定した場合に、判定信号ｅをそれぞれ制御手段６に出力する。具体例を示すと、例えば、信号光に異常がなかったときのモニタ光の光強度Ｌｒ（図２（ａ））に基づく基準光強度が０．８Ｌｒであるとして、モニタ光の光強度が図２（ｂ）又は（ｃ）に示すようなＬｍの場合、Ｌｍ＜０．８ＬｒもしくはＬｍ＝０．８Ｌｒのときに判定信号ｅを出力し、また、基準光強度を０．５Ｌｒとして、モニタ光の光強度が図２（ｄ）に示すように、波長λ2の光強度のみＬｍ＜０．５ＬｒもしくはＬｍ＝０．５Ｌｒのときにも判定信号ｅを出力してもよい。
【００２３】
制御手段６は、発振波長制御手段６ａ、パルス信号発生手段６ｂ及びタイミング信号発生手段６ｃで構成されており、操作部（図示しない）から入力されるモード指定信号（ＯＴＤＲモード又は信号光モニタモードを指定する）及び処理手段５から入力される判定信号ｅに基づいて、波長制御信号ａ、パルス信号ｂ、第１のタイミング信号ｃ及び第２のタイミング信号ｄを発生して出力する。
【００２４】
すなわち、発振波長制御手段６ａは、操作部（図示しない）からＯＴＤＲモードを指定するモード指定信号が入力されたとき、又は比較判定手段５ｃから判定信号ｅが入力されたときは、波長可変光源１から所定の波長に固定された連続光が出力されるように、また信号光モニタモードを指定するモード指定信号が入力されたときは、波長可変光源１から所定の波長範囲にわたって掃引された連続光が出力されるように、波長可変光源１を制御するための波長制御信号ａを発生して出力する。
【００２５】
パルス信号発生手段６ｂは、操作部（図示しない）からＯＴＤＲモードを指定するモード指定信号が入力されたとき、又は比較判定手段５ｃから判定信号ｅが入力されたときは、被測定光ファイバ１０の測定距離、測定の距離分解能等によってそれらの値が決められる、所定のパルス幅と所定の繰り返し周期を有するパルス信号ｂを発生して光スイッチ３に出力する。また、信号光モニタモードを指定するモード指定信号が入力されたときは、パルス信号ｂの光スイッチ３への出力を断にする。
【００２６】
タイミング信号発生手段６ｃは、操作部（図示しない）からＯＴＤＲモードを指定するモード指定信号が入力されたとき、又は比較判定手段５ｃから判定信号ｅが入力されたときは、ファイバ特性検出手段５ａが光ヘテロダイン検波回路４からの第１の電気信号を処理して被測定光ファイバ１０の特性を求めるために必要な第１のタイミング信号ｃをパルス信号ｂに基づいて発生してファイバ特性検出手段５ａに出力する。また、信号光モニタモードを指定するモード指定信号が入力されたときは、モニタ光強度検出手段５ｂが光ヘテロダイン検波回路４からの第２の電気信号を処理してローカル光の波長（すなわちＷＤＭ信号光の波長）に対するモニタ光の光強度を求めるために必要な第２のタイミング信号ｄを波長制御信号ａに基づいて発生してモニタ光強度検出手段５ｂに出力する。
【００２７】
次に、モード指定信号がＯＴＤＲモードを指定する場合と信号光モニタモードを指定する場合、及び比較判定手段５ｃから判定信号ｅが制御手段６に入力される場合に分けて、制御手段６の制御内容とそれに伴って機能する各部の動作を説明する。
（１）モード指定信号がＯＴＤＲモードを指定する場合（又は比較判定手段５ｃから判定信号ｅが制御手段６に入力される場合）：
制御手段６は、所定の波長に固定された連続光が出力されるように波長可変光源１を制御し、所定のパルス幅及び所定の繰り返し周期を有するパルス信号ｂを光スイッチ３に出力し、第１のタイミング信号ｃをファイバ特性検出手段５ａに出力する。これによって、所定のパルス幅及び所定の繰り返し周期を有する所定の波長の光パルスが、光スイッチ３から被測定光ファイバ１０に出力される。被測定光ファイバ１０からの戻り光は光ヘテロダイン検波回路４に入力された後にローカル光によってコヒーレンント検波され、その検波信号が第１の電気信号として出力される。第１の電気信号はファイバ特性検出手段５ａに入力された後に第１のタイミング信号ｃに基づいてデータ処理されて、被測定光ファイバ１０の特性が求められる。
【００２８】
（２）モード指定信号が信号光モニタモードを指定する場合：
制御手段６は、所定の波長範囲にわたって掃引された連続光が出力されるように波長可変光源１を制御し、光スイッチ３へのパルス信号ｂの出力を断にし、第２のタイミング信号ｄをモニタ光強度検出手段５ｂに出力する。これによって、上記光パルスが光スイッチ３から被測定光ファイバ１０に出力されなくなる。被測定光ファイバ１０を伝送しているＷＤＭ信号光の一部はモニタ光として光ヘテロダイン検波回路４に入力された後に、所定の波長範囲にわたって掃引されたローカル光（連続光）によってコヒーレンント検波され、その検波信号が第２の電気信号として出力される。第２の電気信号はモニタ光強度検出手段５ｂに入力された後に第２のタイミング信号ｄに基づいてデータ処理されて、ローカル光の波長（すなわちＷＤＭ信号光の波長）に対するモニタ光の光強度（すなわちＷＤＭ信号光の光強度）が求められる。
【００２９】
ここで、モニタ光（ＷＤＭ信号光）の光強度を測定する場合の具体例を示す。例えば、図３（ａ）に示すように、ローカル光（線幅約１００ｋＨｚ）の波長をＷＤＭ信号光の線幅（約１ＭＨｚ）より細かい約２００ｋＨｚ間隔で掃引してコヒーレンント検波すると、ＷＤＭ信号光の各チャンネルのスペクトラムを測定することができる。なお、波長可変光源１として外部共振型の波長可変レーザを用いる場合、その出力光の線幅は約１００ｋＨｚであり、またＷＤＭ信号光の送信器は一般にＤＦＢレーザが用いられており、その出力光の線幅は約１ＭＨｚである。また、図３（ｂ）に示すように、ローカル光の波長をＷＤＭ信号光の波長グリッド間隔（１００ＧＨｚ）で掃引してコヒーレンント検波すると、ＷＤＭ信号光の各チャンネルの異常の有無を速やかに検出することができる。
【００３０】
なお、上記実施形態では、光スイッチ３としてＬＮ変調器のような電気光学光スイッチを用いる場合について説明したが、音響光学変調器（ＡＯＭ）を用いるようにしてもよい。その場合、ＡＯＭに入力される連続光の周波数をｆ0とし、パルス信号ｂでオン／オフされるＡＯＭの駆動信号（超音波）の周波数をΔｆとすると、ＡＯＭから出力される光パルスの周波数はｆ0＋Δｆとなる。そして、その光パルスの戻り光が光ヘテロダイン検波回路４に入力されてローカル光（周波数ｆ0）によってコヒーレンント検波されると、受光器４ｂからは周波数Δｆの検波信号（ビート信号）が出力される。したがって、光ヘテロダイン検波回路４に周波数Δｆのローカル発振器とミキサとを備えて、受光器４ｂから出力される周波数Δｆの検波信号を更にビートダウンして処理手段５に出力するようにする。
【００３１】
また、上記実施形態では、測定対象としての被測定光ファイバ１０が上り回線用と下り回線用の２本の光ファイバで構成される場合であったが、１本の光ファイバで構成されるような場合には、光スイッチ３と被測定光ファイバ１０との間及び被測定光ファイバ１０と光ヘテロダイン検波回路４との間に、共通の光カプラ（又は光サーキュレータ）を備え、この光カプラ（又は光サーキュレータ）を介して、光スイッチ３からの光パルスを被測定光ファイバ１０に出力するとともに被測定光ファイバ１０からの戻り光（又はモニタ光）を光ヘテロダイン検波回路４に入力するようにすればよい。
【００３２】
また、信号光モニタモードで監視していて信号光に異常が発生したときにＯＴＤＲモードに切り換えるだけでなく、ＯＴＤＲモードで監視していて信号光モニタモードに切り換えて、各信号光の異常を捜してもよい。その場合、異常を判断するための基準は異常のないときの光ファイバの特性である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態の構成を示す図
【図２】比較判定手段を説明するための図
【図３】モニタ光の光強度を測定する場合の具体例を示す図
【符号の説明】
【００３４】
１・・・波長可変光源、２，４ａ・・・光カプラ、３・・・光スイッチ（光ＳＷ）、４・・・光ヘテロダイン検波回路、４ｂ・・・受光器（ＰＤ）、５・・・処理手段、５ａ・・・ファイバ特性検出手段、５ｂ・・・モニタ光強度検出手段、５ｃ・・・比較判定手段、５ｄ・・・基準光強度記憶手段、６・・・制御手段、６ａ・・・発振波長制御手段、６ｂ・・・パルス信号発生手段、６ｃ・・・タイミング信号発生手段。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＯＴＤＲ（Optical Time Domain Reflectometry）法に基づいて被測定光ファイバの特性を測定する、すなわち光パルスを被測定光ファイバに入射し、その後方散乱及びフレネル反射に起因する戻り光を受光して被測定光ファイバの特性を測定するコヒーレント検波技術を用いた光パルス試験器に関し、特に被測定光ファイバ内を伝送している信号光のモニタを可能にした光パルス試験器に関する。
【背景技術】
【０００２】
海底光ファイバ通信システムのような超長距離光中継システムでは、それぞれ光中継器と光ファイバとが多段に縦続接続されている上り回線と下り回線との間に設けられたループバックパスを利用して、ＯＴＤＲ法に基づいた障害の監視が行われている。このようなＯＴＤＲ法に基づいて超長距離光中継システムの障害の監視を行う装置として、従来、ＯＴＤＲ法に基づいて被測定光ファイバの特性を測定するコヒーレント検波技術を用いた光パルス試験器があった。（例えば、特許文献1参照）
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２３６５１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の光パルス試験器においては、コヒーレント検波技術を用いるとともに、ＷＤＭ（波長多重）方式の各チャネル（波長グリッド）に対応させて測定（監視）光パルスの波長を可変できるようにして、被測定光ファイバ（測定対象）としての超長距離光中継システム（例えば海底光ファイバ通信システム、ＷＤＭ方式の海底光ファイバ通信システム等）の障害監視をインサービス状態で行えるようにしている。しかしながら、従来の光パルス試験器は、本来ＯＴＤＲ法に基づいて測定対象の障害監視を行う装置であるために、例えばＷＤＭ方式の１つのチャネルの送信器に異常が発生したような場合にはそれを発見することができない。そのために、光パルス試験器とは別に光スペクトラムアナライザを用いて、通信システム内を伝送する信号光をモニタする必要があった。
【０００５】
本発明は、本来の光パルス試験器のＯＴＤＲ法に基づいたファイバ特性を測定する機能のほかに、光スペクトラムアナライザの信号光の光強度を測定する機能を備える（すなわち信号光の一部を波長掃引されたローカル光によってコヒーレント検波してその光強度を検出する）ことによって、これらの課題を解決し、被測定光ファイバ内を伝送している信号光のモニタを可能にした光パルス試験器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１の光パルス試験器では、所定波長の連続光を発生して出力する波長可変光源（１）と、該波長可変光源からの連続光を測定光とローカル光とに分岐して出力する光分岐器（２）と、所定のパルス幅及び所定の繰り返し周期を有するパルス信号が入力されている間のみ、前記光分岐器から入力される前記測定光を該パルス信号でパルス変調し、得られた光パルスを被測定光ファイバに出力する光スイッチ（３）と、該光スイッチが前記光パルスを前記被測定光ファイバに出力している間は、該被測定光ファイバの各位置から戻ってくる戻り光を前記光分岐器から入力される前記ローカル光によってコヒーレント検波し、得られた検波信号を第１の電気信号として出力し、かつ、該光スイッチが前記光パルスを前記被測定光ファイバに出力していない間は、前記被測定光ファイバ内を伝送している信号光の一部をモニタ光として受け、該モニタ光を前記光分岐器から入力される前記ローカル光によってコヒーレント検波し、得られた検波信号を第２の電気信号として出力する光ヘテロダイン検波回路（４）と、該光ヘテロダイン検波回路から前記第１の電気信号を受けたときは、第１のタイミング信号に基づいて該第１の電気信号のデータ処理を行って前記被測定光ファイバの特性を求め、かつ、前記光ヘテロダイン検波回路から前記第２の電気信号を受けたときは、第２のタイミング信号に基づいて該第２の電気信号のデータ処理を行って前記ローカル光の波長に対する前記モニタ光の光強度を求める処理手段（５）と、ＯＴＤＲモード及び信号光モニタモードのいずれか一方を指定するモード指定信号を受け、該モード指定信号がＯＴＤＲモードを指定している場合には、前記波長可変光源から所定の波長に固定された連続光が出力されるように当該波長可変光源を制御するとともに前記パルス信号を発生して前記光スイッチに出力し、更に前記光スイッチに出力される前記パルス信号に対応づけて前記第１のタイミング信号を発生して前記処理手段に出力し、かつ、前記モード指定信号が信号光モニタモードを指定している場合には、前記波長可変光源から所定の波長範囲にわたって掃引された連続光が出力されるように当該波長可変光源を制御するとともに前記パルス信号の前記光スイッチへの出力を断にし、更に前記波長可変光源の掃引に対応づけて前記第２のタイミング信号を発生して前記処理手段に出力する制御手段（６）とを備えた。
【０００７】
また、本発明の請求項２の光パルス試験器では、上述した請求項1の光パルス試験器において、前記処理手段は、前記被測定光ファイバ内を伝送している前記信号光に異常がなかったときの前記モニタ光の光強度に基づく所定の値を基準光強度として前記ローカル光の波長に対応づけて記憶して、該基準光強度とその後に求められた前記モニタ光の光強度とを比較し、その後に求められた該モニタ光の各光強度のうちの少なくとも１つが該基準光強度以下であると判定した場合には判定信号を出力するようにした。
【０００８】
また、本発明の請求項３の光パルス試験器では、上述した請求項２の光パルス試験器において、前記制御手段は、前記処理手段から前記判定信号を受けた場合には、前記信号光モニタモードから前記ＯＴＤＲモードに切り換え、ＯＴＤＲ法に基づいて少なくとも異常のあった前記信号光の波長における前記被測定光ファイバの特性を求めるようにした。
【０００９】
また、本発明の請求項４の光パルス試験器では、上述した請求項１の光パルス試験器において、前記処理手段は、前記第１のタイミング信号に基づいて、前記光ヘテロダイン検波回路からの前記第１の電気信号のデータ処理を行って前記被測定光ファイバの特性を求めるファイバ特性検出手段（５ａ）と、前記第２のタイミング信号に基づいて、前記光ヘテロダイン検波回路からの前記第２の電気信号のデータ処理を行って前記ローカル光の波長に対する前記モニタ光の光強度を求めるモニタ光強度検出手段（５ｂ）とを含み、前記制御手段は、前記モード指定信号を受け、該モード指定信号がＯＴＤＲモードを指定している場合には、前記波長可変光源から所定の波長に固定された連続光が出力されるように、かつ、前記モード指定信号が信号光モニタモードを指定している場合には、前記波長可変光源から所定の波長範囲にわたって掃引された連続光が出力されるように該波長可変光源を制御する発振波長制御手段（６ａ）と、前記モード指定信号を受け、該モード指定信号がＯＴＤＲモードを指定している場合には、前記パルス信号を発生して前記光スイッチに出力し、かつ、前記モード指定信号が信号光モニタモードを指定している場合には、前記パルス信号の前記光スイッチへの出力を断にするパルス信号発生手段（６ｂ）と、前記波長制御信号、前記パルス信号及び前記モード指定信号を受け、該モード指定信号がＯＴＤＲモードを指定している場合には、前記ファイバ特性検出手段が前記被測定光ファイバの特性を求めるために必要な前記第１のタイミング信号を前記パルス信号に基づいて発生して該ファイバ特性検出手段に出力し、かつ、前記モード指定信号が信号光モニタモードを指定している場合には、前記モニタ光強度検出手段が前記ローカル光の波長に対する前記モニタ光の光強度を求めるために必要な前記第２のタイミング信号を前記波長制御信号に基づいて発生して該モニタ光強度検出手段に出力するタイミング信号発生手段（６ｃ）とを含むようにした。
【００１０】
また、本発明の請求項５の光パルス試験器では、上述した請求項４の光パルス試験器において、前記処理手段は、更に、前記モニタ光強度検出手段から出力されるモニタ光の光強度情報及び前記第２のタイミング信号を受け、該モニタ光の光強度情報が前記被測定光ファイバ内を伝送している前記信号光に異常がなかったときの情報である場合には、当該モニタ光の光強度情報である光強度に基づく所定の値を、前記第２のタイミング信号に基づいて、前記ローカル光の波長に対応づけて基準光強度として記憶する基準光強度記憶手段（５ｄ）と、該基準光強度記憶手段からの前記基準光強度と前記モニタ光強度検出手段からのモニタ光の光強度情報とを比較し、該モニタ光の各光強度のうちの少なくとも１つが前記基準光強度以下であると判定した場合には判定信号を出力する比較判定手段（５ｃ）とを含むようにした。
【００１１】
また、本発明の請求項６の光パルス試験器では、上述した請求項５の光パルス試験器において、前記発振波長制御手段は、前記比較判定手段から前記判定信号を受けたときは、前記波長制御信号により、前記波長可変光源から所定の波長に固定された連続光が出力されるように該波長可変光源を制御し、前記パルス信号発生手段は、前記比較判定手段から前記判定信号を受けたときは、前記パルス信号を発生して前記光スイッチに出力し、前記タイミング信号発生手段は、前記比較判定手段から前記判定信号を受けたときは、前記ファイバ特性検出手段が前記被測定光ファイバの特性を求めるために必要な前記第１のタイミング信号を発生して該ファイバ特性検出手段に出力するようにした。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の請求項1及び４の光パルス試験器では、ＯＴＤＲモード及び信号光モニタモードのいずれか一方を指定するモード指定信号を設け、このモード指定信号がＯＴＤＲモードを指定している場合には、波長可変光源から所定の波長に固定された連続光が出力されるように波長可変光源を制御するとともにパルス信号を発生して光スイッチに出力し、更に光スイッチに出力される上記パルス信号に対応づけて第１のタイミング信号を発生して処理手段に出力し、かつ、そのモード指定信号が信号光モニタモードを指定している場合には、波長可変光源から所定の波長範囲にわたって掃引された連続光が出力されるように波長可変光源を制御するとともに上記パルス信号の光スイッチへの出力を断にし、更に波長可変光源の掃引に対応づけて第２のタイミング信号を発生して処理手段に出力するようにしたので、ＯＴＤＲ法に基づいたファイバ特性の測定と信号光の光強度の測定とを切り換えて行うことができる。したがって、従来は、信号光をモニタするための光スペクトラムアナライザを別に必要としたが、本発明の光パルス試験器の場合には不要となる。
【００１３】
本発明の請求項２及び５の光パルス試験器では、被測定光ファイバ内を伝送している信号光に異常がなかったときのモニタ光の光強度に基づく所定の値を基準光強度としてローカル光の波長に対応づけて記憶して、この基準光強度とその後に求められたモニタ光の光強度とを比較し、その後に求められたモニタ光の各光強度のうちの少なくとも１つがその基準光強度以下であると判定した場合には判定信号を出力するようにしたので、判定信号から障害の発生箇所を特定することが可能となる。ＷＤＭ信号光を伝送している回線を構成している光ファイバ等の障害（破断、損失増大等）と、回線以外（例えばその特定波長のチャネルのＷＤＭ送信器）の障害とを切り分けて特定することができる。信号光モニタモードで特定の波長の信号光が異常と判断されたときには、その波長を使ったＯＴＤＲ測定を実行することにより、障害原因の特定を回線の通信を妨げることなく迅速に行うことができる。
【００１４】
本発明の請求項３及び６の光パルス試験器では、モニタ光の各光強度のうちの少なくとも１つがその基準光強度以下であると判定した場合には、測定のモードを信号光モニタモードからＯＴＤＲモードに自動的に切り換えて、ＯＴＤＲ法に基づいて少なくとも異常のあった信号光の波長における被測定光ファイバの特性を求めるようにしたので、その被測定光ファイバの長手方向の障害位置を速やかに特定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施形態の光パルス試験器の構成を図１に示す。なお、被測定光ファイバ１０としてＷＤＭ方式の海底光ファイバ通信システムを測定対象とする場合について説明する。このＷＤＭ方式の海底光ファイバ通信システムは、例えば、ＷＤＭ送信器（Ｔｘ）、ＷＤＭ受信器（Ｒｘ）、それぞれ光中継器と光ファイバとが多段に縦続接続されている上り回線と下り回線、及びそれらの回線間に設けられたループバックパスで構成されており、それぞれの回線上を異なる複数の波長を持つＷＤＭ信号光がＷＤＭ送信器から出力されてＷＤＭ受信器に向かって伝送される。
【００１６】
波長可変光源１は、例えば波長可変レーザであり、制御手段６から入力される波長制御信号ａに基づいて、所定の波長に固定された連続光あるいは所定の波長範囲にわたって掃引された連続光を発生して光カプラ２に出力する。光カプラ２は、波長可変光源１からの連続光を受けて２つに分岐し、一方の連続光を測定光として光スイッチ（光ＳＷ）３に出力し、他方の連続光をローカル光として光ヘテロダイン検波回路４に出力する。光スイッチ３は、例えばＬＮ変調器のような電気光学光スイッチであり、所定のパルス幅と所定の繰り返し周期を有するパルス信号ｂが制御手段６から入力されている間のみ、光カプラ２から入力される測定光をこのパルス信号ｂでパルス変調し、得られた光パルスを被測定光ファイバ１０の上り回線に出力する。
【００１７】
光ヘテロダイン検波回路４は、光カプラ４ａ及び受光器（ＰＤ）４ｂで構成されており、光スイッチ３が上記光パルスを被測定光ファイバ１０に出力している間は、被測定光ファイバ１０の上り回線の各位置からループバックパス及び下り回線を経由して戻ってくる戻り光を、光カプラ２から入力されるローカル光によってコヒーレント検波し、得られた検波信号（ビート信号）を第１の電気信号として処理手段５に出力する。また、光スイッチ３が上記光パルスを被測定光ファイバ１０に出力していない間は、被測定光ファイバ１０の下り回線を伝送しているＷＤＭ信号光の一部をモニタ光として受け、このモニタ光を光カプラ２から入力されるローカル光によってコヒーレント検波し、得られた検波信号（ビート信号）を第２の電気信号として処理手段５に出力する。すなわち、光ヘテロダイン検波回路４を構成している光カプラ４ａは、被測定光ファイバ１０からの戻り光あるいはモニタ光と光カプラ２からのローカル光とを合波して受光器４ｂに出力する。また受光器４ｂは、その合波光をコヒーレンント検波して検波信号（ビート信号）を第１の電気信号あるいは第２の電気信号として処理手段５に出力する。
【００１８】
処理手段５は、ファイバ特性検出手段５ａ、モニタ光強度検出手段５ｂ、比較判定手段５ｃ及び基準光強度記憶手段５ｄで構成されており、制御手段６から入力される第１のタイミング信号ｃに基づいて、上記第１の電気信号のデータ処理を行って被測定光ファイバ１０の特性を求める。また、制御手段６から入力される第２のタイミング信号ｄに基づいて、上記第２の電気信号のデータ処理を行ってローカル光の波長（すなわちＷＤＭ信号光の波長）に対するモニタ光の光強度（すなわちＷＤＭ信号光の光強度）を求めるとともに、そのモニタ光の光強度と基準光強度記憶手段５ｄに記憶されている基準光強度とを比較して得られた判定信号ｅを出力する。
【００１９】
すなわち、ファイバ特性検出手段５ａは、制御手段６から入力される第１のタイミング信号ｃに基づいて、光ヘテロダイン検波回路４からの上記第１の電気信号の振幅をディジタル値に変換し、このディジタル値のデータ処理、すなわち加算平均化処理、対数変換等を行って、被測定光ファイバ１０の上り回線の各位置に対応した戻り光の光強度から被測定光ファイバ１０の特性を求める。
【００２０】
モニタ光強度検出手段５ｂは、制御手段６から入力される第２のタイミング信号ｄに基づいて、光ヘテロダイン検波回路４からの上記第２の電気信号の振幅をディジタル値に変換し、このディジタル値のデータ処理、すなわち加算平均化処理、対数変換等を行って、ローカル光の波長（すなわちＷＤＭ信号光の波長）に対するモニタ光の光強度（すなわちＷＤＭ信号光の光強度）を求める。
【００２１】
基準光強度記憶手段５ｄは、モニタ光強度検出手段５ｂから出力されるモニタ光の光強度情報を受け、このモニタ光の光強度情報が被測定光ファイバ１０の下り回線を伝送しているＷＤＭ信号光に異常がなかったときの情報である場合には、このモニタ光の光強度情報に基づく所定の値を、制御手段６から入力される第２のタイミング信号ｄに基づいて、ローカル光の波長（すなわちＷＤＭ信号光の波長）に対応づけて基準光強度として記憶する。
【００２２】
比較判定手段５ｃは、基準光強度記憶手段５ｄからの上記基準光強度と、この基準光強度の記憶後にモニタ光強度検出手段５ｂから出力されるモニタ光の光強度情報とを比較し、全てのモニタ光の光強度が、ローカル光の波長（すなわちＷＤＭ信号光の波長）の全般にわたって基準光強度以下であると判定した場合や、またモニタ光の光強度が、ローカル光の波長（すなわちＷＤＭ信号光の波長）の内の１つもしくは複数の波長で基準光強度以下であると判定した場合に、判定信号ｅをそれぞれ制御手段６に出力する。具体例を示すと、例えば、信号光に異常がなかったときのモニタ光の光強度Ｌｒ（図２（ａ））に基づく基準光強度が０．８Ｌｒであるとして、モニタ光の光強度が図２（ｂ）又は（ｃ）に示すようなＬｍの場合、Ｌｍ＜０．８ＬｒもしくはＬｍ＝０．８Ｌｒのときに判定信号ｅを出力し、また、基準光強度を０．５Ｌｒとして、モニタ光の光強度が図２（ｄ）に示すように、波長λ2の光強度のみＬｍ＜０．５ＬｒもしくはＬｍ＝０．５Ｌｒのときにも判定信号ｅを出力してもよい。
【００２３】
制御手段６は、発振波長制御手段６ａ、パルス信号発生手段６ｂ及びタイミング信号発生手段６ｃで構成されており、操作部（図示しない）から入力されるモード指定信号（ＯＴＤＲモード又は信号光モニタモードを指定する）及び処理手段５から入力される判定信号ｅに基づいて、波長制御信号ａ、パルス信号ｂ、第１のタイミング信号ｃ及び第２のタイミング信号ｄを発生して出力する。
【００２４】
すなわち、発振波長制御手段６ａは、操作部（図示しない）からＯＴＤＲモードを指定するモード指定信号が入力されたとき、又は比較判定手段５ｃから判定信号ｅが入力されたときは、波長可変光源１から所定の波長に固定された連続光が出力されるように、また信号光モニタモードを指定するモード指定信号が入力されたときは、波長可変光源１から所定の波長範囲にわたって掃引された連続光が出力されるように、波長可変光源１を制御するための波長制御信号ａを発生して出力する。
【００２５】
パルス信号発生手段６ｂは、操作部（図示しない）からＯＴＤＲモードを指定するモード指定信号が入力されたとき、又は比較判定手段５ｃから判定信号ｅが入力されたときは、被測定光ファイバ１０の測定距離、測定の距離分解能等によってそれらの値が決められる、所定のパルス幅と所定の繰り返し周期を有するパルス信号ｂを発生して光スイッチ３に出力する。また、信号光モニタモードを指定するモード指定信号が入力されたときは、パルス信号ｂの光スイッチ３への出力を断にする。
【００２６】
タイミング信号発生手段６ｃは、操作部（図示しない）からＯＴＤＲモードを指定するモード指定信号が入力されたとき、又は比較判定手段５ｃから判定信号ｅが入力されたときは、ファイバ特性検出手段５ａが光ヘテロダイン検波回路４からの第１の電気信号を処理して被測定光ファイバ１０の特性を求めるために必要な第１のタイミング信号ｃをパルス信号ｂに基づいて発生してファイバ特性検出手段５ａに出力する。また、信号光モニタモードを指定するモード指定信号が入力されたときは、モニタ光強度検出手段５ｂが光ヘテロダイン検波回路４からの第２の電気信号を処理してローカル光の波長（すなわちＷＤＭ信号光の波長）に対するモニタ光の光強度を求めるために必要な第２のタイミング信号ｄを波長制御信号ａに基づいて発生してモニタ光強度検出手段５ｂに出力する。
【００２７】
次に、モード指定信号がＯＴＤＲモードを指定する場合と信号光モニタモードを指定する場合、及び比較判定手段５ｃから判定信号ｅが制御手段６に入力される場合に分けて、制御手段６の制御内容とそれに伴って機能する各部の動作を説明する。
（１）モード指定信号がＯＴＤＲモードを指定する場合（又は比較判定手段５ｃから判定信号ｅが制御手段６に入力される場合）：
制御手段６は、所定の波長に固定された連続光が出力されるように波長可変光源１を制御し、所定のパルス幅及び所定の繰り返し周期を有するパルス信号ｂを光スイッチ３に出力し、第１のタイミング信号ｃをファイバ特性検出手段５ａに出力する。これによって、所定のパルス幅及び所定の繰り返し周期を有する所定の波長の光パルスが、光スイッチ３から被測定光ファイバ１０に出力される。被測定光ファイバ１０からの戻り光は光ヘテロダイン検波回路４に入力された後にローカル光によってコヒーレンント検波され、その検波信号が第１の電気信号として出力される。第１の電気信号はファイバ特性検出手段５ａに入力された後に第１のタイミング信号ｃに基づいてデータ処理されて、被測定光ファイバ１０の特性が求められる。
【００２８】
（２）モード指定信号が信号光モニタモードを指定する場合：
制御手段６は、所定の波長範囲にわたって掃引された連続光が出力されるように波長可変光源１を制御し、光スイッチ３へのパルス信号ｂの出力を断にし、第２のタイミング信号ｄをモニタ光強度検出手段５ｂに出力する。これによって、上記光パルスが光スイッチ３から被測定光ファイバ１０に出力されなくなる。被測定光ファイバ１０を伝送しているＷＤＭ信号光の一部はモニタ光として光ヘテロダイン検波回路４に入力された後に、所定の波長範囲にわたって掃引されたローカル光（連続光）によってコヒーレンント検波され、その検波信号が第２の電気信号として出力される。第２の電気信号はモニタ光強度検出手段５ｂに入力された後に第２のタイミング信号ｄに基づいてデータ処理されて、ローカル光の波長（すなわちＷＤＭ信号光の波長）に対するモニタ光の光強度（すなわちＷＤＭ信号光の光強度）が求められる。
【００２９】
ここで、モニタ光（ＷＤＭ信号光）の光強度を測定する場合の具体例を示す。例えば、図３（ａ）に示すように、ローカル光（線幅約１００ｋＨｚ）の波長をＷＤＭ信号光の線幅（約１ＭＨｚ）より細かい約２００ｋＨｚ間隔で掃引してコヒーレンント検波すると、ＷＤＭ信号光の各チャンネルのスペクトラムを測定することができる。なお、波長可変光源１として外部共振型の波長可変レーザを用いる場合、その出力光の線幅は約１００ｋＨｚであり、またＷＤＭ信号光の送信器は一般にＤＦＢレーザが用いられており、その出力光の線幅は約１ＭＨｚである。また、図３（ｂ）に示すように、ローカル光の波長をＷＤＭ信号光の波長グリッド間隔（１００ＧＨｚ）で掃引してコヒーレンント検波すると、ＷＤＭ信号光の各チャンネルの異常の有無を速やかに検出することができる。
【００３０】
なお、上記実施形態では、光スイッチ３としてＬＮ変調器のような電気光学光スイッチを用いる場合について説明したが、音響光学変調器（ＡＯＭ）を用いるようにしてもよい。その場合、ＡＯＭに入力される連続光の周波数をｆ0とし、パルス信号ｂでオン／オフされるＡＯＭの駆動信号（超音波）の周波数をΔｆとすると、ＡＯＭから出力される光パルスの周波数はｆ0＋Δｆとなる。そして、その光パルスの戻り光が光ヘテロダイン検波回路４に入力されてローカル光（周波数ｆ0）によってコヒーレンント検波されると、受光器４ｂからは周波数Δｆの検波信号（ビート信号）が出力される。したがって、光ヘテロダイン検波回路４に周波数Δｆのローカル発振器とミキサとを備えて、受光器４ｂから出力される周波数Δｆの検波信号を更にビートダウンして処理手段５に出力するようにする。
【００３１】
また、上記実施形態では、測定対象としての被測定光ファイバ１０が上り回線用と下り回線用の２本の光ファイバで構成される場合であったが、１本の光ファイバで構成されるような場合には、光スイッチ３と被測定光ファイバ１０との間及び被測定光ファイバ１０と光ヘテロダイン検波回路４との間に、共通の光カプラ（又は光サーキュレータ）を備え、この光カプラ（又は光サーキュレータ）を介して、光スイッチ３からの光パルスを被測定光ファイバ１０に出力するとともに被測定光ファイバ１０からの戻り光（又はモニタ光）を光ヘテロダイン検波回路４に入力するようにすればよい。
【００３２】
また、信号光モニタモードで監視していて信号光に異常が発生したときにＯＴＤＲモードに切り換えるだけでなく、ＯＴＤＲモードで監視していて信号光モニタモードに切り換えて、各信号光の異常を捜してもよい。その場合、異常を判断するための基準は異常のないときの光ファイバの特性である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態の構成を示す図
【図２】比較判定手段を説明するための図
【図３】モニタ光の光強度を測定する場合の具体例を示す図
【符号の説明】
【００３４】
１・・・波長可変光源、２，４ａ・・・光カプラ、３・・・光スイッチ（光ＳＷ）、４・・・光ヘテロダイン検波回路、４ｂ・・・受光器（ＰＤ）、５・・・処理手段、５ａ・・・ファイバ特性検出手段、５ｂ・・・モニタ光強度検出手段、５ｃ・・・比較判定手段、５ｄ・・・基準光強度記憶手段、６・・・制御手段、６ａ・・・発振波長制御手段、６ｂ・・・パルス信号発生手段、６ｃ・・・タイミング信号発生手段。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定波長の連続光を発生して出力する波長可変光源（１）と、
該波長可変光源からの連続光を測定光とローカル光とに分岐して出力する光分岐器（２）と、
所定のパルス幅及び所定の繰り返し周期を有するパルス信号が入力されている間のみ、前記光分岐器から入力される前記測定光を該パルス信号でパルス変調し、得られた光パルスを被測定光ファイバに出力する光スイッチ（３）と、
該光スイッチが前記光パルスを前記被測定光ファイバに出力している間は、該被測定光ファイバの各位置から戻ってくる戻り光を前記光分岐器から入力される前記ローカル光によってコヒーレント検波し、得られた検波信号を第１の電気信号として出力し、かつ、該光スイッチが前記光パルスを前記被測定光ファイバに出力していない間は、前記被測定光ファイバ内を伝送している信号光の一部をモニタ光として受け、該モニタ光を前記光分岐器から入力される前記ローカル光によってコヒーレント検波し、得られた検波信号を第２の電気信号として出力する光ヘテロダイン検波回路（４）と、
該光ヘテロダイン検波回路から前記第１の電気信号を受けたときは、第１のタイミング信号に基づいて該第１の電気信号のデータ処理を行って前記被測定光ファイバの特性を求め、かつ、前記光ヘテロダイン検波回路から前記第２の電気信号を受けたときは、第２のタイミング信号に基づいて該第２の電気信号のデータ処理を行って前記ローカル光の波長に対する前記モニタ光の光強度を求める処理手段（５）と、
ＯＴＤＲモード及び信号光モニタモードのいずれか一方を指定するモード指定信号を受け、該モード指定信号がＯＴＤＲモードを指定している場合には、前記波長可変光源から所定の波長に固定された連続光が出力されるように当該波長可変光源を制御するとともに前記パルス信号を発生して前記光スイッチに出力し、更に前記光スイッチに出力される前記パルス信号に対応づけて前記第１のタイミング信号を発生して前記処理手段に出力し、かつ、前記モード指定信号が信号光モニタモードを指定している場合には、前記波長可変光源から所定の波長範囲にわたって掃引された連続光が出力されるように当該波長可変光源を制御するとともに前記パルス信号の前記光スイッチへの出力を断にし、更に前記波長可変光源の掃引に対応づけて前記第２のタイミング信号を発生して前記処理手段に出力する制御手段（６）とを備えたことを特徴とする光パルス試験器。
【請求項２】
前記処理手段は、前記被測定光ファイバ内を伝送している前記信号光に異常がなかったときの前記モニタ光の光強度に基づく所定の値を基準光強度として前記ローカル光の波長に対応づけて記憶して、該基準光強度とその後に求められた前記モニタ光の光強度とを比較し、その後に求められた該モニタ光の各光強度のうちの少なくとも１つが該基準光強度以下であると判定した場合には判定信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の光パルス試験器。
【請求項３】
前記制御手段は、前記処理手段から前記判定信号を受けた場合には、前記信号光モニタモードから前記ＯＴＤＲモードに切り換え、ＯＴＤＲ法に基づいて少なくとも異常のあった前記信号光の波長における前記被測定光ファイバの特性を求めるようにすることを特徴とする請求項２に記載の光パルス試験器。
【請求項４】
前記処理手段は、
前記第１のタイミング信号に基づいて、前記光ヘテロダイン検波回路からの前記第１の電気信号のデータ処理を行って前記被測定光ファイバの特性を求めるファイバ特性検出手段（５ａ）と、
前記第２のタイミング信号に基づいて、前記光ヘテロダイン検波回路からの前記第２の電気信号のデータ処理を行って前記ローカル光の波長に対する前記モニタ光の光強度を求めるモニタ光強度検出手段（５ｂ）とを含み、
前記制御手段は、
前記モード指定信号を受け、該モード指定信号がＯＴＤＲモードを指定している場合には、前記波長可変光源から所定の波長に固定された連続光が出力されるように、かつ、前記モード指定信号が信号光モニタモードを指定している場合には、前記波長可変光源から所定の波長範囲にわたって掃引された連続光が出力されるように該波長可変光源を制御する発振波長制御手段（６ａ）と、
前記モード指定信号を受け、該モード指定信号がＯＴＤＲモードを指定している場合には、前記パルス信号を発生して前記光スイッチに出力し、かつ、前記モード指定信号が信号光モニタモードを指定している場合には、前記パルス信号の前記光スイッチへの出力を断にするパルス信号発生手段（６ｂ）と、
前記波長制御信号、前記パルス信号及び前記モード指定信号を受け、該モード指定信号がＯＴＤＲモードを指定している場合には、前記ファイバ特性検出手段が前記被測定光ファイバの特性を求めるために必要な前記第１のタイミング信号を前記パルス信号に基づいて発生して該ファイバ特性検出手段に出力し、かつ、前記モード指定信号が信号光モニタモードを指定している場合には、前記モニタ光強度検出手段が前記ローカル光の波長に対する前記モニタ光の光強度を求めるために必要な前記第２のタイミング信号を前記波長制御信号に基づいて発生して該モニタ光強度検出手段に出力するタイミング信号発生手段（６ｃ）とを含むことを特徴とする請求項１に記載の光パルス試験器。
【請求項５】
前記処理手段は、更に、
前記モニタ光強度検出手段から出力されるモニタ光の光強度情報及び前記第２のタイミング信号を受け、該モニタ光の光強度情報が前記被測定光ファイバ内を伝送している前記信号光に異常がなかったときの情報である場合には、当該モニタ光の光強度情報である光強度に基づく所定の値を、前記第２のタイミング信号に基づいて、前記ローカル光の波長に対応づけて基準光強度として記憶する基準光強度記憶手段（５ｄ）と、
該基準光強度記憶手段からの前記基準光強度と前記モニタ光強度検出手段からのモニタ光の光強度情報とを比較し、該モニタ光の各光強度のうちの少なくとも１つが前記基準光強度以下であると判定した場合には判定信号を出力する比較判定手段（５ｃ）とを含むことを特徴とする請求項４に記載の光パルス試験器。
【請求項６】
前記発振波長制御手段は、前記比較判定手段から前記判定信号を受けたときは、前記波長制御信号により、前記波長可変光源から所定の波長に固定された連続光が出力されるように該波長可変光源を制御し、
前記パルス信号発生手段は、前記比較判定手段から前記判定信号を受けたときは、前記パルス信号を発生して前記光スイッチに出力し、
前記タイミング信号発生手段は、前記比較判定手段から前記判定信号を受けたときは、前記ファイバ特性検出手段が前記被測定光ファイバの特性を求めるために必要な前記第１のタイミング信号を発生して該ファイバ特性検出手段に出力することを特徴とする請求項５に記載の光パルス試験器。
【請求項１】
所定波長の連続光を発生して出力する波長可変光源（１）と、
該波長可変光源からの連続光を測定光とローカル光とに分岐して出力する光分岐器（２）と、
所定のパルス幅及び所定の繰り返し周期を有するパルス信号が入力されている間のみ、前記光分岐器から入力される前記測定光を該パルス信号でパルス変調し、得られた光パルスを被測定光ファイバに出力する光スイッチ（３）と、
該光スイッチが前記光パルスを前記被測定光ファイバに出力している間は、該被測定光ファイバの各位置から戻ってくる戻り光を前記光分岐器から入力される前記ローカル光によってコヒーレント検波し、得られた検波信号を第１の電気信号として出力し、かつ、該光スイッチが前記光パルスを前記被測定光ファイバに出力していない間は、前記被測定光ファイバ内を伝送している信号光の一部をモニタ光として受け、該モニタ光を前記光分岐器から入力される前記ローカル光によってコヒーレント検波し、得られた検波信号を第２の電気信号として出力する光ヘテロダイン検波回路（４）と、
該光ヘテロダイン検波回路から前記第１の電気信号を受けたときは、第１のタイミング信号に基づいて該第１の電気信号のデータ処理を行って前記被測定光ファイバの特性を求め、かつ、前記光ヘテロダイン検波回路から前記第２の電気信号を受けたときは、第２のタイミング信号に基づいて該第２の電気信号のデータ処理を行って前記ローカル光の波長に対する前記モニタ光の光強度を求める処理手段（５）と、
ＯＴＤＲモード及び信号光モニタモードのいずれか一方を指定するモード指定信号を受け、該モード指定信号がＯＴＤＲモードを指定している場合には、前記波長可変光源から所定の波長に固定された連続光が出力されるように当該波長可変光源を制御するとともに前記パルス信号を発生して前記光スイッチに出力し、更に前記光スイッチに出力される前記パルス信号に対応づけて前記第１のタイミング信号を発生して前記処理手段に出力し、かつ、前記モード指定信号が信号光モニタモードを指定している場合には、前記波長可変光源から所定の波長範囲にわたって掃引された連続光が出力されるように当該波長可変光源を制御するとともに前記パルス信号の前記光スイッチへの出力を断にし、更に前記波長可変光源の掃引に対応づけて前記第２のタイミング信号を発生して前記処理手段に出力する制御手段（６）とを備えたことを特徴とする光パルス試験器。
【請求項２】
前記処理手段は、前記被測定光ファイバ内を伝送している前記信号光に異常がなかったときの前記モニタ光の光強度に基づく所定の値を基準光強度として前記ローカル光の波長に対応づけて記憶して、該基準光強度とその後に求められた前記モニタ光の光強度とを比較し、その後に求められた該モニタ光の各光強度のうちの少なくとも１つが該基準光強度以下であると判定した場合には判定信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の光パルス試験器。
【請求項３】
前記制御手段は、前記処理手段から前記判定信号を受けた場合には、前記信号光モニタモードから前記ＯＴＤＲモードに切り換え、ＯＴＤＲ法に基づいて少なくとも異常のあった前記信号光の波長における前記被測定光ファイバの特性を求めるようにすることを特徴とする請求項２に記載の光パルス試験器。
【請求項４】
前記処理手段は、
前記第１のタイミング信号に基づいて、前記光ヘテロダイン検波回路からの前記第１の電気信号のデータ処理を行って前記被測定光ファイバの特性を求めるファイバ特性検出手段（５ａ）と、
前記第２のタイミング信号に基づいて、前記光ヘテロダイン検波回路からの前記第２の電気信号のデータ処理を行って前記ローカル光の波長に対する前記モニタ光の光強度を求めるモニタ光強度検出手段（５ｂ）とを含み、
前記制御手段は、
前記モード指定信号を受け、該モード指定信号がＯＴＤＲモードを指定している場合には、前記波長可変光源から所定の波長に固定された連続光が出力されるように、かつ、前記モード指定信号が信号光モニタモードを指定している場合には、前記波長可変光源から所定の波長範囲にわたって掃引された連続光が出力されるように該波長可変光源を制御する発振波長制御手段（６ａ）と、
前記モード指定信号を受け、該モード指定信号がＯＴＤＲモードを指定している場合には、前記パルス信号を発生して前記光スイッチに出力し、かつ、前記モード指定信号が信号光モニタモードを指定している場合には、前記パルス信号の前記光スイッチへの出力を断にするパルス信号発生手段（６ｂ）と、
前記波長制御信号、前記パルス信号及び前記モード指定信号を受け、該モード指定信号がＯＴＤＲモードを指定している場合には、前記ファイバ特性検出手段が前記被測定光ファイバの特性を求めるために必要な前記第１のタイミング信号を前記パルス信号に基づいて発生して該ファイバ特性検出手段に出力し、かつ、前記モード指定信号が信号光モニタモードを指定している場合には、前記モニタ光強度検出手段が前記ローカル光の波長に対する前記モニタ光の光強度を求めるために必要な前記第２のタイミング信号を前記波長制御信号に基づいて発生して該モニタ光強度検出手段に出力するタイミング信号発生手段（６ｃ）とを含むことを特徴とする請求項１に記載の光パルス試験器。
【請求項５】
前記処理手段は、更に、
前記モニタ光強度検出手段から出力されるモニタ光の光強度情報及び前記第２のタイミング信号を受け、該モニタ光の光強度情報が前記被測定光ファイバ内を伝送している前記信号光に異常がなかったときの情報である場合には、当該モニタ光の光強度情報である光強度に基づく所定の値を、前記第２のタイミング信号に基づいて、前記ローカル光の波長に対応づけて基準光強度として記憶する基準光強度記憶手段（５ｄ）と、
該基準光強度記憶手段からの前記基準光強度と前記モニタ光強度検出手段からのモニタ光の光強度情報とを比較し、該モニタ光の各光強度のうちの少なくとも１つが前記基準光強度以下であると判定した場合には判定信号を出力する比較判定手段（５ｃ）とを含むことを特徴とする請求項４に記載の光パルス試験器。
【請求項６】
前記発振波長制御手段は、前記比較判定手段から前記判定信号を受けたときは、前記波長制御信号により、前記波長可変光源から所定の波長に固定された連続光が出力されるように該波長可変光源を制御し、
前記パルス信号発生手段は、前記比較判定手段から前記判定信号を受けたときは、前記パルス信号を発生して前記光スイッチに出力し、
前記タイミング信号発生手段は、前記比較判定手段から前記判定信号を受けたときは、前記ファイバ特性検出手段が前記被測定光ファイバの特性を求めるために必要な前記第１のタイミング信号を発生して該ファイバ特性検出手段に出力することを特徴とする請求項５に記載の光パルス試験器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００７−９３４０５（Ｐ２００７−９３４０５Ａ）
【公開日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２８３７０６（Ｐ２００５−２８３７０６）
【出願日】平成１７年９月２９日（２００５．９．２９）
【出願人】（００００００５７２）アンリツ株式会社 (838)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月２９日（２００５．９．２９）
【出願人】（００００００５７２）アンリツ株式会社 (838)
【Ｆターム（参考）】
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