JIS C 6827:2015 光ファイバ波長分散試験方法 | ページ 5

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C 6827 : 2015
    基準ポート間に電気的接続を用いることができる。
b) 光スプリッタを被測定光ファイバの前に挿入し,更に検出器も並置装置として用いてもよい。
c) 光ケーブルの現場試験(光源と検出器とが並置されていない)には,通常,試験試料に用いるものと
    類似している変調光源,光ファイバ及び検出器から構成されている光リンクを用いることができる。
C.2 手順
C.2.1 被測定光ファイバの測定
  被測定光ファイバを測定器の入出力ポートに挿入し,基準信号を構成する。
  波長差が小さい波長対λ'i及びλ"iの位相差Δφ(λi)を平均波長λiとともに測定し記録する。
C.2.2 リファレンス光ファイバの測定
  リファレンス光ファイバを測定機の入出力ポートに挿入し,基準信号を構成する。
  波長対λ'i及びλ"iの位相差Δφ' (λi)を平均波長λiとともに測定し記録する。
  検出器側の入力光パワーレベルを,検出器と電子回路内とのレベル依存位相をできるだけ小さくする範
囲に調整して,全ての被測定光ファイバ及びリファレンス光ファイバの測定を実施する。
C.3 計算
  分散を計算するためには,各波長対におけるリファレンス光ファイバの位相差を対応する被測定光ファ
イバの位相差から差し引く。計算は,次による。
a) 各波長λiにおける波長分散係数D(λi)は式(C.2)から得られる。
                                         '
                                   i       i    12
                         D  i                 10    (C.2)
                               360  f  L
                      ここに,   D(λi) :  波長分散係数[ps/(nm・km)]
                                    λi :  二つの波長λ'iとλ"iとの平均値(nm)
                               Δφ(λi) :  C.2.1で測定した値(度)
                               Δφ'(λi) :  C.2.2で測定した値(度)
                                     f :  変調波長の周波数(Hz)
                                    L :  被測定光ファイバ長さからリファレンス光ファイバ長さを
                                         引いた値(km)
                                   Δλ :  二つの波長λ'iとλ"iとの差(nm)
b) 波長分散係数は,それ自体,被測定光ファイバを特徴付けるために用いることもできる。用いる測定
    波長における分散係数の測定には,その他のデータ処理又は計算は一切必要ない。
c) 分散を,ゼロ分散波長λ0及び分散スロープS0で,若しくは一つ以上の波長における分散係数で,又は
    その両方で規定する。ゼロ分散波長から大きく離れた波長における分散係数を算出するときに,ゼロ
    分散波長及び分散スロープを用いる場合がある。
  ゼロ分散波長を規定する場合,測定する波長は,ゼロ分散波長,又は,ゼロ分散波長から100 nm以内の
一つの点を含むことが望ましい。ゼロ分散波長から大きく離れた波長における分散係数を算出するために,
ゼロ分散波長及び分散スロープを用いる場合は,測定波長範囲が計算する波長を含まなければならない。
分散係数を規定する場合は,測定波長範囲は規定する波長を含まなければならない。測定波長範囲及び適
した近似法については,附属書Dに示す。

――――― [JIS C 6827 pdf 21] ―――――

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                                          附属書D
                                          (規定)
                                       波長分散近似
D.1 一般事項
  波長分散測定によって,波長分散値,又は群遅延値のデータを,波長の関数として直接取得する。波長
分散値及び分散スロープ値は,測定データを微分して得る。通常は,測定データを数学モデル又は近似式
に近似した後に,微分を行う。
  この附属書では一般的な波長分散近似について示し,複数の標準的な近似式の概要を述べる。
  分散スロープが規定となる要求事項ではない場合でも,通常は分散調整を容易にするために製造業者が
典型値を提供する。
D.2 近似式及び係数の定義
  近似に用いる数学モデルの一般的な表記を表D.1に示す。多項式が一般的であり,近似が安定な限り,
同様の規則でさらに高次の多項式に拡張できる(下記参照)。
  対応する分散スロープの近似式を表D.2に示す。
  3項セルマイヤ及び2次多項モデルにおける,ゼロ分散波長及びゼロ分散波長での分散スロープ(ゼロ
分散スロープ)の式を表D.3に示す。
                   表D.1−近似式及び近似係数の定義;群遅延及び分散係数の数式
       近似式                  群遅延−τ(λ)                        分散係数−D(λ)
   3項セルマイヤ  A+B×λ2+C×λ−2                    2×B×λ−2×C×λ−3
   5項セルマイヤ  A+B×λ2+C×λ−2+D×λ4+E×λ−4  2×B×λ−2×C×λ−3+4×D×λ3−4×E×λ−5
   2次多項式      A+B×λ+C×λ2                      B+2×C×λ
   3次多項式      A+B×λ+C×λ2+D×λ3              B+2×C×λ+3×D×λ2
   4次多項式      A+B×λ+C×λ2+D×λ3+E×λ4      B+2×C×λ+3×D×λ2+4×E×λ3
                                   表D.2−分散スロープの数式
                          近似式              分散スロープ係数−S(λ)
                      3項セルマイヤ   2×B+6×C×λ−4
                      5項セルマイヤ   2×B+6×C×λ−4+12×D×λ2+20×E×λ−6
                      2次多項式       2×C
                      3次多項式       2×C+6×D×λ
                      4次多項式       2×C+6×D×λ+12×E×λ2
                           表D.3−ゼロ分散波長及び分散スロープの数式
                          近似式       ゼロ分散波長−λ0ゼロ分散スロープ−S0
                      3項セルマイヤ   (C/B)1/4          8B
                      2次多項式       −B/(2C)          2C
  3項セルマイヤ近似において,波長分散係数の近似式は式(D.1)によって置き換え可能である。

――――― [JIS C 6827 pdf 22] ―――――

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                               S0         0
                         D            1   4    (D.1)
                                4
  2次多項近似において,波長分散係数の近似式は式(D.2)によって置き換え可能である。
                        D      0       0  (D.2)
D.3 近似の手順
  確実に数値近似を行うため,最小二乗法による回帰計算を行う前に,横軸(波長)を狭い範囲の値に座
標変換することが望ましい。回帰計算の後,近似式の係数を元の波長スケールに逆変換する。
  近似問題を解くために,適切な最小二乗法の回帰計算法を選ぶことが望ましい。その方法は,群遅延若
しくは分散データの測定時に発生する雑音又はその他の誤差に対して安定であることが望ましい[1]1)。入
力データによって,群遅延又はその微分である分散の近似式を用いる。
    注1) 角括弧内の数字は,参照する参考文献の番号を示す。
  近似に用いるデータ数は十分多くすることが望ましい。近似の次数とデータ数とが同程度のときには,
正確な近似結果が得られない。
  群遅延データを近似する場合,波長分散データは,近似によって得られる係数を使って,表D.1の分散
係数の数式から算出できる。近似を行った範囲外への外挿は,範囲外の点で非物理的な振る舞いをする可
能性があるので,注意深く行うことが望ましい。
  分散スロープは,近似によって得られる係数を使って,表D.2の数式から算出できる。
参考文献
  [1] PRESS, William H., TEUKOLSKY, Saul A., VETTERLING, William T., FLANNERY, Brian P., Numerical
      Recipes−The Art of Scientific Computing, Cambridge University Press, 2nd edition (1993).

――――― [JIS C 6827 pdf 23] ―――――

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                                                                  附属書JA
                                                                   (参考)
                                                     JISと対応国際規格との対比表
     JIS C 6827:2015 光ファイバ波長分散試験方法                         IEC 60793-1-42:2013,Optical fibres−Part 1-42: Measurement methods and test
                                                                        procedures−Chromatic dispersion
     (I)   JISの規定                  (II)   (III)国際規格の規定               (IV)   JISと国際規格との技術的差異の箇条 (V)   JISと国際規格との技術的
                                   国際                                     ごとの評価及びその内容                差異の理由及び今後の対策
                                   規格
          箇条番号         内容                箇条番号           内容      箇条ごと       技術的差異の内容
                                   番号
          及び題名                                                          の評価
     1 適用範囲                           1の第1段落                        変更     IEC規格の第1段落だけを採用   従来のJIS様式に合わせた。
     2 引用規格
     3 用語,記号及び定義                                                   追加     形名についてはJIS体系に従う。 JISで普及した形名を用いた。
     4 測定方法の分類                     1の第5,6及び8段落 JISとほぼ同じ 変更                                  JISで普及した形名を用いた。
                                                                                     形名についてはJIS体系に従う。
     5 試験状態                           1の第7段落                         変更    JIS C 60068-1を引用し,標準大JISでは現場測定を考慮。実質
                                                                                     気条件を規定                 的な差異はない。
     6 方法の概要        6.0A 波長        1の第24段落                       追加     箇条題名だけを追加           内容から判断し,箇条1から箇
     13 仕様情報         分散                                                                                     条6への移動が妥当と判断し
                                                                                                                  た。技術的な差異はない。
                         6.113            310                               変更     箇条番号だけを変更           JISの箇条1箇条5の変更に伴
                                                                                                                  い,IEC規格の箇条番号を繰り
                                                                                                                  下げた。技術的な差異はない。
     附属書A附属書D                       Annex AAnnex D                    一致                  −
     (規定)
     JISと国際規格との対応の程度の全体評価 : IEC 60793-1-42:2013,MOD
     注記1 箇条ごとの評価欄の用語の意味は,次による。
            − 一致  技術的差異がない。
                                                                                                                                              C6
            − 追加  国際規格にない規定項目又は規定内容を追加している。
                                                                                                                                                 82
            − 変更  国際規格の規定内容を変更している。
                                                                                                                                                   7 : 2
     注記2 JISと国際規格との対応の程度の全体評価欄の記号の意味は,次による。
                                                                                                                                                       0
            − MOD  国際規格を修正している。
                                                                                                                                                        15
                                                                                                                                                  2