JP2001044939A - ポンピング光放射源により発生したポンピング光放射を光増幅器の活性コア光ファイバに供給する方法、及び光通信回線用の増幅器 - Google Patents
ポンピング光放射源により発生したポンピング光放射を光増幅器の活性コア光ファイバに供給する方法、及び光通信回線用の増幅器Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 海底光ファイバケーブルの途中に設けられる
光増幅器の信頼性を向上するとともに、地上局でその動
作状態を容易に監視でき、さらに制御できるようにす
る。 【解決手段】 光増幅器として活性光ファイバを用いる
タイプを採用するとともに、その励起光源を二重にする
ことにより信頼性を高める。地上局から、海底ケーブル
の途中に設置されている光増幅器の動作状態を知るため
に、光通信信号λ1に重ねて信号（状態信号、制御信
号）を送る低周波変調が利用される。低周波変調と光通
信用の変調とはその周波数の点で大きく異なるため、こ
れらを分離することができる。低周波変調の種類は、光
増幅器ごとに異なるとともに、同じ光増幅器でも動作状
態ごとに異なる。このため、地上局から、ひとつひとつ
の光増幅器の動作状態を知ることができる。また、低周
波変調を利用して地上のステーションから光増幅器に対
して制御を行う（例えば、予備の励起レーザ光源に切り
替える）ことができる。
光増幅器の信頼性を向上するとともに、地上局でその動
作状態を容易に監視でき、さらに制御できるようにす
る。 【解決手段】 光増幅器として活性光ファイバを用いる
タイプを採用するとともに、その励起光源を二重にする
ことにより信頼性を高める。地上局から、海底ケーブル
の途中に設置されている光増幅器の動作状態を知るため
に、光通信信号λ1に重ねて信号（状態信号、制御信
号）を送る低周波変調が利用される。低周波変調と光通
信用の変調とはその周波数の点で大きく異なるため、こ
れらを分離することができる。低周波変調の種類は、光
増幅器ごとに異なるとともに、同じ光増幅器でも動作状
態ごとに異なる。このため、地上局から、ひとつひとつ
の光増幅器の動作状態を知ることができる。また、低周
波変調を利用して地上のステーションから光増幅器に対
して制御を行う（例えば、予備の励起レーザ光源に切り
替える）ことができる。
Description
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ通信回
線、例えば、活性コア光ファイバが増幅に用いられる型
式の光増幅器を含む海底回線に関する。また本発明は、
光ファイバ通信回線、例えば、アクセスが困難な位置に
増幅器が配置される海底回線等のための光増幅器であっ
て、活性コア光ファイバを利用する型式のものに関す
る。
線、例えば、活性コア光ファイバが増幅に用いられる型
式の光増幅器を含む海底回線に関する。また本発明は、
光ファイバ通信回線、例えば、アクセスが困難な位置に
増幅器が配置される海底回線等のための光増幅器であっ
て、活性コア光ファイバを利用する型式のものに関す
る。
【従来の技術】従来のように、いわゆる「活性コア（ac
tIve core）」型式の光ファイバは、「クラッド」の内
側に少なくとも「コア」を含むとともに、このコアの中
にドーピング物質が存在している。このドーピング物質
は、「コア」の屈折率を「クラッド」の屈折率よりも高
くする以外に、用いられた特定のドーピング物質に対応
する波長λ2（信号波長λ1と異なる）を有する光放射源
によって励起される場合には、送信に用いられる波長λ
1の光の放射源ともなる。斯かる特徴を有するドーピン
グ物質の例はエルビウム及びネオジウムである。より詳
細には、活性コア光ファイバにおいて、波長λ1を有す
る光放射の放出は、通常、励起光放射と呼ばれる波長λ
2を有する放射が光ファイバの中を進む時に生じる。こ
れにより、上記で要約されたいわゆる活性コア光ファイ
バを通ってなされる信号の増幅の現象が説明される。光
ファイバ通信海底回線に活性コア光ファイバ部を配設し
ている増幅器を使用することが、送信信号の、光電子中
継器を使用することにとって替わるであろう。というの
は電子部品の数がかなり少ないため、後者に比べて前者
の信頼性が高いためである。実際、従来の光電子中継器
に存在している電子光学部品は、非常に重要であり且つ
高周波で動作する種類のものである。この理由は、光電
子光学中継器において、高周波で変調された入力光信号
は必ず高周波で電気信号に変換され、この電気信号は高
周波で増幅され、この増幅された電気信号は再びこれも
高周波で増幅された光信号に変換されて、光信号が中継
器の出力として送信されるからである。これらの高周波
電子部品は、これらの欠点のためにそれほど高い信頼性
を備えず、回線業務に支障を与えることがあることが証
明されている。斯かる欠点は、明らかに、特に光ファイ
バ通信海底回線において非常に危険である。さらに、光
電子中継器を修理する際にアクセスするのが困難である
ので回線の業務を回復するのに非常に長い時間が必要で
ある。これらの光電子中継起器と異なり、活性コア光フ
ァイバを備える従来の増幅器は高周波電子部品を含んで
いない。これらの増幅器が含んでいる唯一の精巧なエレ
メントは、一般的に、レーザ、レーザダイオード等によ
って構成されている励起光放射源である。
tIve core）」型式の光ファイバは、「クラッド」の内
側に少なくとも「コア」を含むとともに、このコアの中
にドーピング物質が存在している。このドーピング物質
は、「コア」の屈折率を「クラッド」の屈折率よりも高
くする以外に、用いられた特定のドーピング物質に対応
する波長λ2（信号波長λ1と異なる）を有する光放射源
によって励起される場合には、送信に用いられる波長λ
1の光の放射源ともなる。斯かる特徴を有するドーピン
グ物質の例はエルビウム及びネオジウムである。より詳
細には、活性コア光ファイバにおいて、波長λ1を有す
る光放射の放出は、通常、励起光放射と呼ばれる波長λ
2を有する放射が光ファイバの中を進む時に生じる。こ
れにより、上記で要約されたいわゆる活性コア光ファイ
バを通ってなされる信号の増幅の現象が説明される。光
ファイバ通信海底回線に活性コア光ファイバ部を配設し
ている増幅器を使用することが、送信信号の、光電子中
継器を使用することにとって替わるであろう。というの
は電子部品の数がかなり少ないため、後者に比べて前者
の信頼性が高いためである。実際、従来の光電子中継器
に存在している電子光学部品は、非常に重要であり且つ
高周波で動作する種類のものである。この理由は、光電
子光学中継器において、高周波で変調された入力光信号
は必ず高周波で電気信号に変換され、この電気信号は高
周波で増幅され、この増幅された電気信号は再びこれも
高周波で増幅された光信号に変換されて、光信号が中継
器の出力として送信されるからである。これらの高周波
電子部品は、これらの欠点のためにそれほど高い信頼性
を備えず、回線業務に支障を与えることがあることが証
明されている。斯かる欠点は、明らかに、特に光ファイ
バ通信海底回線において非常に危険である。さらに、光
電子中継器を修理する際にアクセスするのが困難である
ので回線の業務を回復するのに非常に長い時間が必要で
ある。これらの光電子中継起器と異なり、活性コア光フ
ァイバを備える従来の増幅器は高周波電子部品を含んで
いない。これらの増幅器が含んでいる唯一の精巧なエレ
メントは、一般的に、レーザ、レーザダイオード等によ
って構成されている励起光放射源である。
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、活性コ
ア光ファイバ増幅器を含んでいる光ファイバ通信回線
は、故障の危険性が少ないという点で光電子中継器に対
してより信頼性が高いが、これらの光ファイバ通信回線
は、回線の端末と通信することができず、陸地の端末に
つながっている海底回線の場合、業務の間危険な信号が
生じ、故障の場合、この回線に沿ってこの故障を定位す
ることが実際的に不可能である。この理由により、光フ
ァイバ通信回線において、ケーブルと中継器あるいは増
幅器の両方に複数の予備光チャンネルを設けることが重
要であり、これらは全て、動作している光チャンネルが
利用できない時に動作状態に設定されるべく互いに独立
している。明らかに、これはかなり複雑になるとともに
現在の光ファイバ通信回線の効率の減少を伴うものであ
る。
ア光ファイバ増幅器を含んでいる光ファイバ通信回線
は、故障の危険性が少ないという点で光電子中継器に対
してより信頼性が高いが、これらの光ファイバ通信回線
は、回線の端末と通信することができず、陸地の端末に
つながっている海底回線の場合、業務の間危険な信号が
生じ、故障の場合、この回線に沿ってこの故障を定位す
ることが実際的に不可能である。この理由により、光フ
ァイバ通信回線において、ケーブルと中継器あるいは増
幅器の両方に複数の予備光チャンネルを設けることが重
要であり、これらは全て、動作している光チャンネルが
利用できない時に動作状態に設定されるべく互いに独立
している。明らかに、これはかなり複雑になるとともに
現在の光ファイバ通信回線の効率の減少を伴うものであ
る。
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、全ての
光チャンネルを最適動作状態に維持するように、予備光
チャンネルの数を減少するように、増幅器内部の故障の
場合に故障が発生した回線の位置を陸地の端末から直ち
に求めて光チャンネルをサービス可能な状態に戻すため
に操作することができるように、そして、そのための時
間を減少するように、ライン及びケーブル光ファイバの
あらゆる増幅器の電気的状態に関する光信号を通して端
末から制御することができる信号を送信する増幅器を備
える光ファイバ通信回線の信頼性及び効率を改良するこ
とにある。本発明の目的は、ポンピング光放射源により
発生したポンピング光放射を光増幅器の活性コア光ファ
イバに供給する方法であって、第1ポンピング光放射源
又は第２ポンピング光放射源のいずれかにより発生した
ポンピング光放射を光増幅器の活性コア光ファイバに供
給するステップと、前記活性コア光ファイバの少なくと
もひとつの端面でポンピング光放射を監視するステップ
と、前記活性コア光ファイバ内部のポンピング光放射の
変化に応じて、ポンピング光放射源を切り替えるステッ
プとを備える方法により達成される。本発明の目的は、
２つの端部をもつ活性コア光ファイバと、前記活性コア
光ファイバの２つの端部のうちのひとつに接続され、通
常は動作状態にある第１ポンピング光放射源と、前記活
性コア光ファイバの他の端部に接続され、通常は待機状
態にある第２ポンピング光放射源と、前記活性コア光フ
ァイバの少なくとも１つの端面に接続され、ポンピング
光放射強度を監視する監視手段と、前記監視手段の出力
に基づき、前記第1ポンピング光放射源と第2ポンピング
光放射源を切り替える切り替え手段とを備える光通信回
線用の増幅器により達成される。この発明は、添付され
た図面を参照して非制限的な例により説明される、以下
の詳細な説明により良く理解されるであろう。
光チャンネルを最適動作状態に維持するように、予備光
チャンネルの数を減少するように、増幅器内部の故障の
場合に故障が発生した回線の位置を陸地の端末から直ち
に求めて光チャンネルをサービス可能な状態に戻すため
に操作することができるように、そして、そのための時
間を減少するように、ライン及びケーブル光ファイバの
あらゆる増幅器の電気的状態に関する光信号を通して端
末から制御することができる信号を送信する増幅器を備
える光ファイバ通信回線の信頼性及び効率を改良するこ
とにある。本発明の目的は、ポンピング光放射源により
発生したポンピング光放射を光増幅器の活性コア光ファ
イバに供給する方法であって、第1ポンピング光放射源
又は第２ポンピング光放射源のいずれかにより発生した
ポンピング光放射を光増幅器の活性コア光ファイバに供
給するステップと、前記活性コア光ファイバの少なくと
もひとつの端面でポンピング光放射を監視するステップ
と、前記活性コア光ファイバ内部のポンピング光放射の
変化に応じて、ポンピング光放射源を切り替えるステッ
プとを備える方法により達成される。本発明の目的は、
２つの端部をもつ活性コア光ファイバと、前記活性コア
光ファイバの２つの端部のうちのひとつに接続され、通
常は動作状態にある第１ポンピング光放射源と、前記活
性コア光ファイバの他の端部に接続され、通常は待機状
態にある第２ポンピング光放射源と、前記活性コア光フ
ァイバの少なくとも１つの端面に接続され、ポンピング
光放射強度を監視する監視手段と、前記監視手段の出力
に基づき、前記第1ポンピング光放射源と第2ポンピング
光放射源を切り替える切り替え手段とを備える光通信回
線用の増幅器により達成される。この発明は、添付され
た図面を参照して非制限的な例により説明される、以下
の詳細な説明により良く理解されるであろう。
【発明の実施の形態】第１図には、本発明に係る回線の
特定の場合を構成している光ファイバ通信海底回線が略
示されている。この海底回線は、互いに直列に配列され
た複数の光ファイバケーブル１，２，３，４及び５と、
これらと対になって接続され、この回線に沿って伝送さ
れる光信号のための増幅器６，７，８及び９とを備え
る。この回線の両端部には、送信受信ステーション１０
及び受信送信ステーション１１がそれぞれ配設されてい
る。これらの光ファイバケーブル１、２、３、４及び５
は、全て任意の従来の型式のものであり、回線敷設作業
あるいは回収作業の間に加えられる全ての機械的引っぱ
り応力に耐えられるようになっている機械的耐性外装
と、密閉シースの内側に封入されている光ファイバを少
なくとも含んでいるコアと、送信信号の増幅器に電力を
供給する電気導体を含んでいる。これらの光ファイバケ
ーブル１、２、３、４及び５は、互いに同様のものであ
るか違うものであるが、任意の従来の型式のものである
から、これらの構造の説明は行なわないことにする。本
発明の範囲に限定されないと考慮される公知の海底ケー
ブルの例として、伊国特許出願第２０６２０A／８４及
び２０６２１A／８４に記載のものが挙げられており、
これらの特許出願人の明細書は本明細書に引用されてい
る。前記のように、ケーブル１、２、３、４及び５は、
送信信号の増幅器によって互いに接続されている。特
に、ケーブル１及び２は増幅器６を通して互いに接続さ
れており、ケーブル２及び３は、増幅器７を通して互い
に接続されており、ケーブル３及び４は互いに増幅器８
を通して接続されており、ケーブル４及び５は互いに増
幅器９を通して接続されている。第２図は複数の増幅器
のうちのひとつ、例えばケーブル１及び２の二つの光フ
ァイバケーブルの間に存在してこれらを接続している増
幅器６を略示している。増幅器６は、後に述べられる増
幅手段１５を含む密閉容器１２を示している。増幅手段
１５を通して、ケーブル１から来る光信号の増幅、ケー
ブル２へのこの増幅された信号の送信、増幅手段の動作
状態についてのステーション１０又は１１のどちらかへ
の通知、光ファイバ１３及び１４の状態の制御及びステ
ーション１０及び／又は１１の一方によって送信された
制御信号の結果により増幅手段への操作がなされる。密
閉容器１２は、増幅器が配置される環境の静水圧と回線
の敷設作業又は回収作業の間の機械的応力の両方にも機
械的耐性を有している。しかしながら、増幅器６の機械
的耐性構造は、密閉容器１２と一致する必要はないの
で、上記で述べたことは限定的に理解されるべきではな
い。更に、密閉容器１２は、増幅器６に対向しているケ
ーブル１及び２の両端に、常に密に接続されており、ケ
ーブル１及び２の光ファイバ１３及び１４は、それぞれ
増幅器の容器１２を貫通している。表現を簡潔にするた
めに、第２図は、ケーブル１の光ファイバ１３のみ及び
ケーブル２の光ファイバ１４のみを示している。これら
の光ファイバは、増幅手段１５を通して互いに接続され
ている。増幅手段１５により、進路中に減衰が避けられ
ないケーブル１の光ファイバ１３から来ている光信号が
増幅されて、ケーブル２の光ファイバ１４に送られる。
参照数字１５によって示されている手段に類似の手段
は、ケーブル１の全ての単一の光ファイバをケーブル２
の光ファイバに接続している。ここで増幅手段１５につ
いて説明する。増幅手段１５は、光信号を増幅するとと
もに、増幅器の動作効率状況について端末ステーション
１０及び１１のうちの一方（例えばステーション１１）
へ通知し、及び、回線の端末ステーション１０及び１１
から到来する制御信号に基づき増幅器について操作を行
うために用いられる。増幅手段１５は、それ自体公知で
あり前述のように要約された型式の活性コア光ファイバ
部１６の部分を含んでいる。活性コア光ファイバ１６の
部分の両端部には、光カプラ１７及び光カプラ１８が設
けられている。光ファイバ１３は光カプラ１７に接続さ
れており、一方、光ファイバ１４は光カプラ１８に接続
されている。更に、光カプラ１７は、第５図を参照して
後に詳しく説明される自身の電気回路を備え、例えばレ
ーザあるいはレーザダイオード１９のポンピング光放射
源に接続されるとともに、光カプラ１８は、特に、レー
ザ１９に関連するものと同じである自身の電気回路を備
えるレーザまたはレーザダイオード２０のもうひとつの
ポンピング光放射源に接続される。カプラ１７及び１８
は全く類似しており、特に、これらは四端子ダイクロイ
ックカプラであり、第３図はこれらのカプラの一例を示
している。第３図に図示されるように、その中に示され
ている特定のカプラ１７は、参照数字２３及び２４(光
ファイバ部２１に対して)、２５及び２６(光ファイバ部
２２に対して)でそれぞれ示される両端部を自由にした
状態で、その中心部分の関連するクラッドを溶融するこ
とによって互いに密接に接合された二つの光ファイバ部
２１及び２２によって形成されている。特に、カプラ１
７の両端部２３及び２４は、それぞれ、光ファイバ１３
及び活性コア光ファイバ部１６に接続され、端部２５は
レーザ１９に接続され、一方、端部２６はフォトダイオ
ード２７に接続されている。同様に、カプラ１７とよく
類似しているカプラ１８は、光ファイバ長さ部分の端面
を通してフォトダイオード２８に接続され、その他端は
レーザ２０に接続されている。特定のダイクロイックカ
プラ１７及び１８は、例示としてのみ前述されたのであ
るが、いわゆるマイクロオプティックカプラ、いわゆる
平面オプティックカプラ等としてそれ自体当業者に公知
の他の型式のダイクロイックカプラで代用できる。更
に、カプラ１７及び１８は、フォトダイオード２７及び
２８にそれぞれ光学的に接続されている。これらは、第
４図によく示されており、後に説明されるフォトダイオ
ード２７及び２８は、マイクロプロセッサ回路２９（第
７図を参照して後に説明される）に接続されており、こ
のマイクロプロセッサ回路２９には、同様に、レーザ１
９及び２０に関連する諸回路も接続されている。これら
は第５図を参照して後に説明される第４図は、関連する
増幅器２７’を有するフォトダイオード２７を略示して
おり、増幅器２７’は、レーザ１９が動作していると
き、その強度が、後者の端部２６を通してダイクロイッ
クカプラ１７の出力に現われるポンピング光放射の強度
の関数である信号VCを出力するとともに、この信号をマ
イクロプロセッサ回路２９に送る。フォトダイオード２
７に良く似ているフォトダイオード２８には、自身のた
めの増幅器を備える。この増幅器は、レーザ２０が動作
しているとき、信号V’Cを出力するとともに、この信号
をマイクロプロセッサ回路２９に送る。前記のように、
各レーザ１９、２０は、一つの電気回路に関係してい
る。第５図は、レーザ１９に関連する電気回路（数字で
は図示されていないレーザ２０に関連する電気回路も同
じ）を略示している。第５図に示すように、実際のレー
ザ１９’は、光ファイバ１９’’を通してダイクロイッ
クカプラ１７の端部２５に接続されるとともに、光ファ
イバ１９’’’を通して増幅器３１に関連しているフォ
トダイオード３０に接続されている。増幅器３１により
出力され、レーザ１９’によって放射された光放射の強
度にその値が正比例する信号VAは、マイクロプロセッサ
回路２９と比較器３２に同時に送られる。比較器３２に
おいて、信号VAは、基準信号発生器３３によって出力さ
れた基準信号と比較される。比較器３２によって出力さ
れた比較信号VBIASは、マイクロプロセッサ回路２９と
レーザ１９に電気を供給する可変電流発生器３４の制御
回路に同時に送られる。可変電流発生器３４とレーザ１
９との接続の間には、リレー３５が介在している。リレ
ー３５は、マイクロプロセッサ回路２９によって出力さ
れる信号Ｉnbにより動作状態が制御される。更に、リレ
ー３５は、マイクロプロセッサ回路２９に送られる電気
信号VBを出力する増幅器３６に接続されている。この信
号は、レーザ１９がレーザとして動作せず、フォトダイ
オードとして動作する時に、レーザ１９によって出力さ
れる。加えて、予め定められた低周波発生器３７（好ま
しくは異なった低周波数の二つの発生器３７及び３
７’）が、可変電流発生器３４をリレー３５に接続する
ために導体に接続されている。この予め定められた低周
波発生器３７には、マイクロプロセッサ回路２９によっ
て出力される信号Ｉna及びＩndを通して動作状態を制御
されるリレー３８が設けられている。前述のように、レ
ーザ２０に接続されている電気回路は、レーザ１９の電
気回路と同様であるため、ここでは説明しない。しかし
ながら、レーザ２０に接続されている電気回路の信号
は、レーザ１９の電気回路に対して前述のように与えら
れた信号と同様であるが、後の説明において、レーザ２
０の電気回路に関連する上記記号は、レーザ１９の回路
に用いられたと同じシンボルによって示されるものの、
アクセント（’）がつけられている。第６図は、レーザ
１９が完全に使用可能状態ではなくなり、そのためポン
ピング光放射源としても監視フォトダイオードとしても
用いることができないおそれがある場合に用いられる、
第５図の回路の代替実施例を示している。第６図の代替
実施例は、マイクロプロセッサ回路２９によって出力さ
れる信号Ｉncにより動作状態を制御することのできる光
学切り替え器１９Ｖが設けられている点でのみ第５図の
実施例と異なる。光学切り替え器１９Ｖは、光ファイバ
１９’’に挿入されるとともに、フォトダイオード１９
ＩＶを通して増幅器３６に接続されている。第７図は、
マイクロプロセッサ回路２９のブロック図である。第７
図に示すように、マイクロプロセッサ回路は、マルチプ
レクサ２９を含んでいる。マルチプレクサ２９は、レー
ザ１９の電気回路により出力される信号VBIAS、V A、V
B及びレーザ２０の電気回路により出力される信号V’ B
IAS、V’A、V’ B、フォトダイオード２７から送られる
信号V C及び（第２図に示される）フォトダイオード２
８から送られる信号V’ Cを受ける。マルチプレクサ３
９の下流には、マイクロプロセッサ(ＣＰＵ)４１に接続
されているアナログデジタル変換器４０が設けられてい
る。ＣＰＵ４１にはプログラム回路（ＲＯＭ）４２が接
続されている。上記プログラム回路（ＲＯＭ）４２がこ
のマイクロプロセッサと共に動作すると、このマイクロ
プロセッサは、レーザ１９の電気回路に送られる信号Ｉ
na、Ｉnb、Ｉnc及びＩndを出力するとともに、レーザ２
０の電気回路に送られる信号I’ na、I’ nb、I’ nc及
びI’ ndを出力する。更に、本発明に係る回線による
と、二つのステーション１０及び１１（第１図）の少な
くとも一方に、回線に設けられる増幅器６、７、８及び
９によって送信される信号を監視するための回路及び回
線を通じて増幅器に制御信号を送るための回路が設けら
れている。これらの信号を監視し、回線に信号を送るた
めのこれらの回路は、それ自体公知であり、当業者の能
力内にあるので説明しない。本発明に係る回線及び本発
明に係る回線に設けられる増幅器の動作を述べる。回線
の動作中において、例えばステーション１０（送信ステ
ーション）において発生した波長λ1の高周波光信号は
光ファイバに送られる。ケーブル１の光ファイバ１３の
中を伝播している波長λ1の高周波光信号は減衰し、そ
のため光ファイバケーブル２の光ファイバ１４に入る前
に増幅器６において増幅する必要がある。同様に、ケー
ブル２の光ファイバに沿って進む波長λ1の高周波光信
号は、光ファイバケーブル３に送られる前に増幅器７に
おいて増幅されなければならない。同様に、ケーブル３
の光ファイバに沿って進んだ高周波信号は、ケーブル４
の光ファイバに続く前に増幅器８において増幅する必要
がある。ケーブル４を進んできた光信号についても同じ
ことが生じ、これらの信号は到着先の受信ステーション
１１に達するようにケーブル５を伝播するために増幅器
９によって増幅されなければならない。上記のことは、
送信ステーションがステーション１１であり受信ステー
ションがステーション１０であるときの送信ステーショ
ンにも適用される。前記のように、第２図は、その本質
的な構成要素で説明された増幅器６を略示している。回
線に設けられている他の増幅器７、８及び９は増幅器６
と同様のものである。増幅器６において、二つのレーザ
の一方のみ、例えば参照数字１９で示されたレーザのみ
が、増幅に必要な波長λ2のポンピングエネルギーを活
性コア光ファイバ１６に送るように動作している。参照
数字２０の他のレーザあるいは励起光放射源は予備とし
て保持されるため光放射源としては作用せず、監視フォ
トダイオードとして作用する。波長λ２のポンピング光
放射は、例えば、第５図の可変電流発生器３４により低
周波数ｍ６で変調される。この変調は、例えばこの発生
器においてプログラムされた変調であり、当業者により
「トーン」と呼ばれている。変調ｍ６は、他の増幅器の
ポンピング光放射の低周波変調とは異なる。特に、増幅
器６、７、８及び９において、ひとつひとつのポンピン
グ光放射の低周波変調あるいは「トーン」はそれぞれ、
互いに異なる値m６、ｍ７、ｍ８及びｍ９を有する。互
いに異なる全てのトーンｍ６、ｍ７、ｍ８及びｍ９は回
線を通して送信され、それぞれの増幅器において動作し
ているレーザがどれか示す信号として受信ステーション
において監視される。送信光信号λ1は高周波変調され
ているので、ポンピング光放射λ2の低周波変調によっ
て送信光信号λ1が妨害されることはない。このよう
に、高周波変調され、光ファイバ１に沿って進行するこ
とにより減衰した送信光信号λ1は、増幅器６に入る。
送信光信号λ1は、ダイクロイックカプラ１７を通って
活性コア光ファイバ１６に入る。光源即ちレーザ１９に
よって放射された波長λ2のポンピング光放射も活性コ
ア光ファイバ１６に入る。活性コア光ファイバ１６の中
で、前に説明した現象にしたがって波長λ1の光信号の
増幅がなされ、ダイクロイックカプラ１８を通して、増
幅された信号がケーブル２の光ファイバ１４に導びかれ
る。活性コア光ファイバ部の入力におけるポンピング光
エネルギの強度は、ダイクロイックカプラ１７に結合し
ているフォトダイオード２７によって監視される。この
強度は電気信号V Cとして表わされる。活性コア光ファ
イバ部の出力におけるポンピング光エネルギの強度は、
レーザとして使用されていないが検出フォトダイオード
として動作するレーザ２０に関連する電気回路を通して
監視される。この強度は信号V’ Bとして表わされる。
これら二つの電気信号V C及びV Bは、マイクロプロセッ
サ回路２９に送られる。通常、レーザ１９は良く動作す
る。これは、破線４３で囲まれている部分の電気回路の
動作による。実際には、レーザ１９によって放射された
ポンピング光放射の強度の関数である信号V Aは、フォ
トダイオード３０及び増幅器３１を通して監視される。
信号V Aは、マイクロプロセッサ回路２９に送られると
ともに、比較器３２にも送られる。比較器３２は、この
信号を基準信号発生器３３が出力する基準信号と比較し
て、レーザ１９で動作する可変電流発生器３４を制御す
る。これによりポンピング光放射の強度が常に同じよう
に変調された状態となるようにしている。しかし、時間
の経過によりレーザ１９の劣化が不可避的に生じると
き、信号VA及びV BIASは、マイクロプロセッサ回路にこ
の情報を知らせる。この状態において、マイクロプロセ
ッサ回路は、リレー３８に作用して、レーザ１９’の出
力を変調するために低周波変調器３７からの低周波信号
を適用させる信号Ｉnaを出力するようにメモリ４２によ
ってプログラムされている。このように、レーザ１９
は、受信ステーション１１で警報信号として受信できる
波長λ１の伝送光信号の同じ低周波変調の重畳を引き起
こす低周波変調またはトーンｍ６１の形式で警報信号を
出力する。さらに、メモリ４２を通してプログラムされ
ている、マイクロプロセッサ回路は、同様に、受信信号
V A及びV BIASから、比較器３２及び基準信号発生器３
３の動作状態を監視することができる。上記回路の故障
の場合、マイクロプロセッサ回路は、リレー３８及び変
調器３７に作用して、レーザ１９’が変調ｍ６２の警報
信号を出力させる信号Ｉ’ naを出力することができ
る。これらの場合、送信ステーション１０は、低周波変
調ｍ6／１０及びm6／１０’をλ1の高周波で変調された
光信号に重ねることにより制御信号を回線に沿って送る
ことができる。この制御信号ｍ６／１０により波長λ２
の残りのポンピングパワー１１ａが変調され、これが増
幅器６のマイクロプロセッサ回路２９により制御信号と
して監視される。これによりマイクロプロセッサ回路に
信号Inb及びI’nbをリレー３５に出力させる。これら信
号は、それぞれ、レーザ源１９をスイッチオフにすると
ともにレーザ源２０をスイッチオンにする。このよう
に、レーザ１９が必要なポンピングエネルギーを供給す
るにはもはや十分ではないが、監視フォトダイオードと
しては常に非常に良く動作できる場合には、通信信号の
伝送のために光チャンネルの継続動作がリセットされ
る。ポンピング光源として劣化したとき、レーザ１９が
増幅器において監視フォトダイオードとしても動作する
ことができない場合は、もう一つの第６図の実施例が用
いられる。この場合において、マイクロプロセッサ回路
２９は、それが送信ステーション１０から制御信号ｍ６
／１０又はｍ６／１０’ を受ける時に、制御信号Ｉnb
又はＩ’nbに加えて制御信号Ｉnc又はＩ’ncをも出力す
るようにプログラムされている。信号Ｉnc又はＩ’ncの
出力によって、光切り替え器１９Ｖは、動作状態に設定
され、光ファイバ１９’’は、増幅器３６に接続されて
いる監視フォトダイオード１９IＶと接続され、増幅器
３６からマイクロプロセッサ回路２９に送られる信号V
B（又はV’ B）が出力される。増幅器６に対して行なわ
れた作用は、増幅器７、8及び９に対しても行なわれ
る。さらに、回線に存在するさまざまな種類の光ファイ
バの効率状態の制御は、結果として、回線自身に存在す
る増幅器の特定の動作及び特定の構造から生じる。実際
には、回線の光ファイバに故障が発生すると、すぐにモ
ニタされ、位置が求められ、端末ステーション１０及び
１１に送信することができる。この全ては以下のように
して行なわれる。ケーブルの光ファイバ、例えばケーブ
ル１の光ファイバ１３が破損又は破壊された場合、波長
λ1の信号はもはや増幅器６には到達しない。この状態
において、レーザ１９によって放射されるポンピング光
エネルギは、信号λ１の増幅に用いられていないので、
活性コア光ファイバ１６の中で実際には減衰を受けな
い。引き続いて、マイクロプロセッサ回路２９は、信号
V A及びV’ Bを比較することにより、増幅器に起因しな
い異常状態の存在を認識する。この場合、マイクロプロ
セッサ回路２９は、リレー３８に向けられた信号Indを
出力するようにプログラムされており、端末ステーショ
ン１１に向けられた変調された警報信号を変調器３７’
に出力させるように操作する。増幅器６の下流の増幅器
は同様に動作するので、光ファイバの回線の部分の故障
の位置は迅速に発見される。前記説明及び以下の考察か
ら、本発明に係る光ファイバ通信回線及び本発明に係る
増幅器によって所望の目的が達成されることが明らかで
ある。動作レーザ及び監視フォトダイオードとして動作
する予備レーザの２つのレーザを増幅器内の活性コア光
ファイバの両端に結合することにより、回線の動作の中
断のリスクを低減することができる。なぜなら、２つの
レーザのうちひとつが破損したとき、自動的にもう一方
に切り替えられて信号伝送のいかなる動作の中断も避け
ることができるからである。さらに、それ自体非常に信
頼性が高く、とにかく光電子中継器の高周波電子回路よ
り信頼性が高く、低周波変調で動作する回路をこれらレ
ーザに結合することにより、回線の全ての増幅器の動作
状態を端末ステーションから、説明された例では、陸上
にある海底ケーブルの端部の端末で、連続的な制御が可
能になる。さらに、高周波変調に低周波変調を重ねるこ
とにより、端末ステーションから各増幅器へ送信信号と
制御信号を送ることが可能になるので、制御信号を送る
ための専用のケーブルを光ファイバに追加することな
く、回線を最適の動作状態に維持することができる。さ
らに、この発明に係る各増幅器が回線の両端でステーシ
ョン１０及び１１により受信され認識される固有の識別
信号を出力することにより、ケーブルのどの光ファイバ
が損傷を受けたときでも、その正確な位置を知ることが
できる。そのうえ、さまざまなケーブルにある光ファイ
バの動作を監視続けることができて、故障した場合に、
修理を実行するための迅速な操作を行うことができる。
この発明に係る回線の実施例は光ファイバ通信海底回線
であるが、本発明は地表及び架空回線、例えば光ファイ
バ架空地表導体回線を含むから、これはこの発明の範囲
を制限するものと考えられるべきではない。この発明に
係る回線及び増幅器の実施例が上述されたが、この発明
はその範囲に当業者にとって利用可能ないかなる他の実
施例をも含むと理解されるべきである。
特定の場合を構成している光ファイバ通信海底回線が略
示されている。この海底回線は、互いに直列に配列され
た複数の光ファイバケーブル１，２，３，４及び５と、
これらと対になって接続され、この回線に沿って伝送さ
れる光信号のための増幅器６，７，８及び９とを備え
る。この回線の両端部には、送信受信ステーション１０
及び受信送信ステーション１１がそれぞれ配設されてい
る。これらの光ファイバケーブル１、２、３、４及び５
は、全て任意の従来の型式のものであり、回線敷設作業
あるいは回収作業の間に加えられる全ての機械的引っぱ
り応力に耐えられるようになっている機械的耐性外装
と、密閉シースの内側に封入されている光ファイバを少
なくとも含んでいるコアと、送信信号の増幅器に電力を
供給する電気導体を含んでいる。これらの光ファイバケ
ーブル１、２、３、４及び５は、互いに同様のものであ
るか違うものであるが、任意の従来の型式のものである
から、これらの構造の説明は行なわないことにする。本
発明の範囲に限定されないと考慮される公知の海底ケー
ブルの例として、伊国特許出願第２０６２０A／８４及
び２０６２１A／８４に記載のものが挙げられており、
これらの特許出願人の明細書は本明細書に引用されてい
る。前記のように、ケーブル１、２、３、４及び５は、
送信信号の増幅器によって互いに接続されている。特
に、ケーブル１及び２は増幅器６を通して互いに接続さ
れており、ケーブル２及び３は、増幅器７を通して互い
に接続されており、ケーブル３及び４は互いに増幅器８
を通して接続されており、ケーブル４及び５は互いに増
幅器９を通して接続されている。第２図は複数の増幅器
のうちのひとつ、例えばケーブル１及び２の二つの光フ
ァイバケーブルの間に存在してこれらを接続している増
幅器６を略示している。増幅器６は、後に述べられる増
幅手段１５を含む密閉容器１２を示している。増幅手段
１５を通して、ケーブル１から来る光信号の増幅、ケー
ブル２へのこの増幅された信号の送信、増幅手段の動作
状態についてのステーション１０又は１１のどちらかへ
の通知、光ファイバ１３及び１４の状態の制御及びステ
ーション１０及び／又は１１の一方によって送信された
制御信号の結果により増幅手段への操作がなされる。密
閉容器１２は、増幅器が配置される環境の静水圧と回線
の敷設作業又は回収作業の間の機械的応力の両方にも機
械的耐性を有している。しかしながら、増幅器６の機械
的耐性構造は、密閉容器１２と一致する必要はないの
で、上記で述べたことは限定的に理解されるべきではな
い。更に、密閉容器１２は、増幅器６に対向しているケ
ーブル１及び２の両端に、常に密に接続されており、ケ
ーブル１及び２の光ファイバ１３及び１４は、それぞれ
増幅器の容器１２を貫通している。表現を簡潔にするた
めに、第２図は、ケーブル１の光ファイバ１３のみ及び
ケーブル２の光ファイバ１４のみを示している。これら
の光ファイバは、増幅手段１５を通して互いに接続され
ている。増幅手段１５により、進路中に減衰が避けられ
ないケーブル１の光ファイバ１３から来ている光信号が
増幅されて、ケーブル２の光ファイバ１４に送られる。
参照数字１５によって示されている手段に類似の手段
は、ケーブル１の全ての単一の光ファイバをケーブル２
の光ファイバに接続している。ここで増幅手段１５につ
いて説明する。増幅手段１５は、光信号を増幅するとと
もに、増幅器の動作効率状況について端末ステーション
１０及び１１のうちの一方（例えばステーション１１）
へ通知し、及び、回線の端末ステーション１０及び１１
から到来する制御信号に基づき増幅器について操作を行
うために用いられる。増幅手段１５は、それ自体公知で
あり前述のように要約された型式の活性コア光ファイバ
部１６の部分を含んでいる。活性コア光ファイバ１６の
部分の両端部には、光カプラ１７及び光カプラ１８が設
けられている。光ファイバ１３は光カプラ１７に接続さ
れており、一方、光ファイバ１４は光カプラ１８に接続
されている。更に、光カプラ１７は、第５図を参照して
後に詳しく説明される自身の電気回路を備え、例えばレ
ーザあるいはレーザダイオード１９のポンピング光放射
源に接続されるとともに、光カプラ１８は、特に、レー
ザ１９に関連するものと同じである自身の電気回路を備
えるレーザまたはレーザダイオード２０のもうひとつの
ポンピング光放射源に接続される。カプラ１７及び１８
は全く類似しており、特に、これらは四端子ダイクロイ
ックカプラであり、第３図はこれらのカプラの一例を示
している。第３図に図示されるように、その中に示され
ている特定のカプラ１７は、参照数字２３及び２４(光
ファイバ部２１に対して)、２５及び２６(光ファイバ部
２２に対して)でそれぞれ示される両端部を自由にした
状態で、その中心部分の関連するクラッドを溶融するこ
とによって互いに密接に接合された二つの光ファイバ部
２１及び２２によって形成されている。特に、カプラ１
７の両端部２３及び２４は、それぞれ、光ファイバ１３
及び活性コア光ファイバ部１６に接続され、端部２５は
レーザ１９に接続され、一方、端部２６はフォトダイオ
ード２７に接続されている。同様に、カプラ１７とよく
類似しているカプラ１８は、光ファイバ長さ部分の端面
を通してフォトダイオード２８に接続され、その他端は
レーザ２０に接続されている。特定のダイクロイックカ
プラ１７及び１８は、例示としてのみ前述されたのであ
るが、いわゆるマイクロオプティックカプラ、いわゆる
平面オプティックカプラ等としてそれ自体当業者に公知
の他の型式のダイクロイックカプラで代用できる。更
に、カプラ１７及び１８は、フォトダイオード２７及び
２８にそれぞれ光学的に接続されている。これらは、第
４図によく示されており、後に説明されるフォトダイオ
ード２７及び２８は、マイクロプロセッサ回路２９（第
７図を参照して後に説明される）に接続されており、こ
のマイクロプロセッサ回路２９には、同様に、レーザ１
９及び２０に関連する諸回路も接続されている。これら
は第５図を参照して後に説明される第４図は、関連する
増幅器２７’を有するフォトダイオード２７を略示して
おり、増幅器２７’は、レーザ１９が動作していると
き、その強度が、後者の端部２６を通してダイクロイッ
クカプラ１７の出力に現われるポンピング光放射の強度
の関数である信号VCを出力するとともに、この信号をマ
イクロプロセッサ回路２９に送る。フォトダイオード２
７に良く似ているフォトダイオード２８には、自身のた
めの増幅器を備える。この増幅器は、レーザ２０が動作
しているとき、信号V’Cを出力するとともに、この信号
をマイクロプロセッサ回路２９に送る。前記のように、
各レーザ１９、２０は、一つの電気回路に関係してい
る。第５図は、レーザ１９に関連する電気回路（数字で
は図示されていないレーザ２０に関連する電気回路も同
じ）を略示している。第５図に示すように、実際のレー
ザ１９’は、光ファイバ１９’’を通してダイクロイッ
クカプラ１７の端部２５に接続されるとともに、光ファ
イバ１９’’’を通して増幅器３１に関連しているフォ
トダイオード３０に接続されている。増幅器３１により
出力され、レーザ１９’によって放射された光放射の強
度にその値が正比例する信号VAは、マイクロプロセッサ
回路２９と比較器３２に同時に送られる。比較器３２に
おいて、信号VAは、基準信号発生器３３によって出力さ
れた基準信号と比較される。比較器３２によって出力さ
れた比較信号VBIASは、マイクロプロセッサ回路２９と
レーザ１９に電気を供給する可変電流発生器３４の制御
回路に同時に送られる。可変電流発生器３４とレーザ１
９との接続の間には、リレー３５が介在している。リレ
ー３５は、マイクロプロセッサ回路２９によって出力さ
れる信号Ｉnbにより動作状態が制御される。更に、リレ
ー３５は、マイクロプロセッサ回路２９に送られる電気
信号VBを出力する増幅器３６に接続されている。この信
号は、レーザ１９がレーザとして動作せず、フォトダイ
オードとして動作する時に、レーザ１９によって出力さ
れる。加えて、予め定められた低周波発生器３７（好ま
しくは異なった低周波数の二つの発生器３７及び３
７’）が、可変電流発生器３４をリレー３５に接続する
ために導体に接続されている。この予め定められた低周
波発生器３７には、マイクロプロセッサ回路２９によっ
て出力される信号Ｉna及びＩndを通して動作状態を制御
されるリレー３８が設けられている。前述のように、レ
ーザ２０に接続されている電気回路は、レーザ１９の電
気回路と同様であるため、ここでは説明しない。しかし
ながら、レーザ２０に接続されている電気回路の信号
は、レーザ１９の電気回路に対して前述のように与えら
れた信号と同様であるが、後の説明において、レーザ２
０の電気回路に関連する上記記号は、レーザ１９の回路
に用いられたと同じシンボルによって示されるものの、
アクセント（’）がつけられている。第６図は、レーザ
１９が完全に使用可能状態ではなくなり、そのためポン
ピング光放射源としても監視フォトダイオードとしても
用いることができないおそれがある場合に用いられる、
第５図の回路の代替実施例を示している。第６図の代替
実施例は、マイクロプロセッサ回路２９によって出力さ
れる信号Ｉncにより動作状態を制御することのできる光
学切り替え器１９Ｖが設けられている点でのみ第５図の
実施例と異なる。光学切り替え器１９Ｖは、光ファイバ
１９’’に挿入されるとともに、フォトダイオード１９
ＩＶを通して増幅器３６に接続されている。第７図は、
マイクロプロセッサ回路２９のブロック図である。第７
図に示すように、マイクロプロセッサ回路は、マルチプ
レクサ２９を含んでいる。マルチプレクサ２９は、レー
ザ１９の電気回路により出力される信号VBIAS、V A、V
B及びレーザ２０の電気回路により出力される信号V’ B
IAS、V’A、V’ B、フォトダイオード２７から送られる
信号V C及び（第２図に示される）フォトダイオード２
８から送られる信号V’ Cを受ける。マルチプレクサ３
９の下流には、マイクロプロセッサ(ＣＰＵ)４１に接続
されているアナログデジタル変換器４０が設けられてい
る。ＣＰＵ４１にはプログラム回路（ＲＯＭ）４２が接
続されている。上記プログラム回路（ＲＯＭ）４２がこ
のマイクロプロセッサと共に動作すると、このマイクロ
プロセッサは、レーザ１９の電気回路に送られる信号Ｉ
na、Ｉnb、Ｉnc及びＩndを出力するとともに、レーザ２
０の電気回路に送られる信号I’ na、I’ nb、I’ nc及
びI’ ndを出力する。更に、本発明に係る回線による
と、二つのステーション１０及び１１（第１図）の少な
くとも一方に、回線に設けられる増幅器６、７、８及び
９によって送信される信号を監視するための回路及び回
線を通じて増幅器に制御信号を送るための回路が設けら
れている。これらの信号を監視し、回線に信号を送るた
めのこれらの回路は、それ自体公知であり、当業者の能
力内にあるので説明しない。本発明に係る回線及び本発
明に係る回線に設けられる増幅器の動作を述べる。回線
の動作中において、例えばステーション１０（送信ステ
ーション）において発生した波長λ1の高周波光信号は
光ファイバに送られる。ケーブル１の光ファイバ１３の
中を伝播している波長λ1の高周波光信号は減衰し、そ
のため光ファイバケーブル２の光ファイバ１４に入る前
に増幅器６において増幅する必要がある。同様に、ケー
ブル２の光ファイバに沿って進む波長λ1の高周波光信
号は、光ファイバケーブル３に送られる前に増幅器７に
おいて増幅されなければならない。同様に、ケーブル３
の光ファイバに沿って進んだ高周波信号は、ケーブル４
の光ファイバに続く前に増幅器８において増幅する必要
がある。ケーブル４を進んできた光信号についても同じ
ことが生じ、これらの信号は到着先の受信ステーション
１１に達するようにケーブル５を伝播するために増幅器
９によって増幅されなければならない。上記のことは、
送信ステーションがステーション１１であり受信ステー
ションがステーション１０であるときの送信ステーショ
ンにも適用される。前記のように、第２図は、その本質
的な構成要素で説明された増幅器６を略示している。回
線に設けられている他の増幅器７、８及び９は増幅器６
と同様のものである。増幅器６において、二つのレーザ
の一方のみ、例えば参照数字１９で示されたレーザのみ
が、増幅に必要な波長λ2のポンピングエネルギーを活
性コア光ファイバ１６に送るように動作している。参照
数字２０の他のレーザあるいは励起光放射源は予備とし
て保持されるため光放射源としては作用せず、監視フォ
トダイオードとして作用する。波長λ２のポンピング光
放射は、例えば、第５図の可変電流発生器３４により低
周波数ｍ６で変調される。この変調は、例えばこの発生
器においてプログラムされた変調であり、当業者により
「トーン」と呼ばれている。変調ｍ６は、他の増幅器の
ポンピング光放射の低周波変調とは異なる。特に、増幅
器６、７、８及び９において、ひとつひとつのポンピン
グ光放射の低周波変調あるいは「トーン」はそれぞれ、
互いに異なる値m６、ｍ７、ｍ８及びｍ９を有する。互
いに異なる全てのトーンｍ６、ｍ７、ｍ８及びｍ９は回
線を通して送信され、それぞれの増幅器において動作し
ているレーザがどれか示す信号として受信ステーション
において監視される。送信光信号λ1は高周波変調され
ているので、ポンピング光放射λ2の低周波変調によっ
て送信光信号λ1が妨害されることはない。このよう
に、高周波変調され、光ファイバ１に沿って進行するこ
とにより減衰した送信光信号λ1は、増幅器６に入る。
送信光信号λ1は、ダイクロイックカプラ１７を通って
活性コア光ファイバ１６に入る。光源即ちレーザ１９に
よって放射された波長λ2のポンピング光放射も活性コ
ア光ファイバ１６に入る。活性コア光ファイバ１６の中
で、前に説明した現象にしたがって波長λ1の光信号の
増幅がなされ、ダイクロイックカプラ１８を通して、増
幅された信号がケーブル２の光ファイバ１４に導びかれ
る。活性コア光ファイバ部の入力におけるポンピング光
エネルギの強度は、ダイクロイックカプラ１７に結合し
ているフォトダイオード２７によって監視される。この
強度は電気信号V Cとして表わされる。活性コア光ファ
イバ部の出力におけるポンピング光エネルギの強度は、
レーザとして使用されていないが検出フォトダイオード
として動作するレーザ２０に関連する電気回路を通して
監視される。この強度は信号V’ Bとして表わされる。
これら二つの電気信号V C及びV Bは、マイクロプロセッ
サ回路２９に送られる。通常、レーザ１９は良く動作す
る。これは、破線４３で囲まれている部分の電気回路の
動作による。実際には、レーザ１９によって放射された
ポンピング光放射の強度の関数である信号V Aは、フォ
トダイオード３０及び増幅器３１を通して監視される。
信号V Aは、マイクロプロセッサ回路２９に送られると
ともに、比較器３２にも送られる。比較器３２は、この
信号を基準信号発生器３３が出力する基準信号と比較し
て、レーザ１９で動作する可変電流発生器３４を制御す
る。これによりポンピング光放射の強度が常に同じよう
に変調された状態となるようにしている。しかし、時間
の経過によりレーザ１９の劣化が不可避的に生じると
き、信号VA及びV BIASは、マイクロプロセッサ回路にこ
の情報を知らせる。この状態において、マイクロプロセ
ッサ回路は、リレー３８に作用して、レーザ１９’の出
力を変調するために低周波変調器３７からの低周波信号
を適用させる信号Ｉnaを出力するようにメモリ４２によ
ってプログラムされている。このように、レーザ１９
は、受信ステーション１１で警報信号として受信できる
波長λ１の伝送光信号の同じ低周波変調の重畳を引き起
こす低周波変調またはトーンｍ６１の形式で警報信号を
出力する。さらに、メモリ４２を通してプログラムされ
ている、マイクロプロセッサ回路は、同様に、受信信号
V A及びV BIASから、比較器３２及び基準信号発生器３
３の動作状態を監視することができる。上記回路の故障
の場合、マイクロプロセッサ回路は、リレー３８及び変
調器３７に作用して、レーザ１９’が変調ｍ６２の警報
信号を出力させる信号Ｉ’ naを出力することができ
る。これらの場合、送信ステーション１０は、低周波変
調ｍ6／１０及びm6／１０’をλ1の高周波で変調された
光信号に重ねることにより制御信号を回線に沿って送る
ことができる。この制御信号ｍ６／１０により波長λ２
の残りのポンピングパワー１１ａが変調され、これが増
幅器６のマイクロプロセッサ回路２９により制御信号と
して監視される。これによりマイクロプロセッサ回路に
信号Inb及びI’nbをリレー３５に出力させる。これら信
号は、それぞれ、レーザ源１９をスイッチオフにすると
ともにレーザ源２０をスイッチオンにする。このよう
に、レーザ１９が必要なポンピングエネルギーを供給す
るにはもはや十分ではないが、監視フォトダイオードと
しては常に非常に良く動作できる場合には、通信信号の
伝送のために光チャンネルの継続動作がリセットされ
る。ポンピング光源として劣化したとき、レーザ１９が
増幅器において監視フォトダイオードとしても動作する
ことができない場合は、もう一つの第６図の実施例が用
いられる。この場合において、マイクロプロセッサ回路
２９は、それが送信ステーション１０から制御信号ｍ６
／１０又はｍ６／１０’ を受ける時に、制御信号Ｉnb
又はＩ’nbに加えて制御信号Ｉnc又はＩ’ncをも出力す
るようにプログラムされている。信号Ｉnc又はＩ’ncの
出力によって、光切り替え器１９Ｖは、動作状態に設定
され、光ファイバ１９’’は、増幅器３６に接続されて
いる監視フォトダイオード１９IＶと接続され、増幅器
３６からマイクロプロセッサ回路２９に送られる信号V
B（又はV’ B）が出力される。増幅器６に対して行なわ
れた作用は、増幅器７、8及び９に対しても行なわれ
る。さらに、回線に存在するさまざまな種類の光ファイ
バの効率状態の制御は、結果として、回線自身に存在す
る増幅器の特定の動作及び特定の構造から生じる。実際
には、回線の光ファイバに故障が発生すると、すぐにモ
ニタされ、位置が求められ、端末ステーション１０及び
１１に送信することができる。この全ては以下のように
して行なわれる。ケーブルの光ファイバ、例えばケーブ
ル１の光ファイバ１３が破損又は破壊された場合、波長
λ1の信号はもはや増幅器６には到達しない。この状態
において、レーザ１９によって放射されるポンピング光
エネルギは、信号λ１の増幅に用いられていないので、
活性コア光ファイバ１６の中で実際には減衰を受けな
い。引き続いて、マイクロプロセッサ回路２９は、信号
V A及びV’ Bを比較することにより、増幅器に起因しな
い異常状態の存在を認識する。この場合、マイクロプロ
セッサ回路２９は、リレー３８に向けられた信号Indを
出力するようにプログラムされており、端末ステーショ
ン１１に向けられた変調された警報信号を変調器３７’
に出力させるように操作する。増幅器６の下流の増幅器
は同様に動作するので、光ファイバの回線の部分の故障
の位置は迅速に発見される。前記説明及び以下の考察か
ら、本発明に係る光ファイバ通信回線及び本発明に係る
増幅器によって所望の目的が達成されることが明らかで
ある。動作レーザ及び監視フォトダイオードとして動作
する予備レーザの２つのレーザを増幅器内の活性コア光
ファイバの両端に結合することにより、回線の動作の中
断のリスクを低減することができる。なぜなら、２つの
レーザのうちひとつが破損したとき、自動的にもう一方
に切り替えられて信号伝送のいかなる動作の中断も避け
ることができるからである。さらに、それ自体非常に信
頼性が高く、とにかく光電子中継器の高周波電子回路よ
り信頼性が高く、低周波変調で動作する回路をこれらレ
ーザに結合することにより、回線の全ての増幅器の動作
状態を端末ステーションから、説明された例では、陸上
にある海底ケーブルの端部の端末で、連続的な制御が可
能になる。さらに、高周波変調に低周波変調を重ねるこ
とにより、端末ステーションから各増幅器へ送信信号と
制御信号を送ることが可能になるので、制御信号を送る
ための専用のケーブルを光ファイバに追加することな
く、回線を最適の動作状態に維持することができる。さ
らに、この発明に係る各増幅器が回線の両端でステーシ
ョン１０及び１１により受信され認識される固有の識別
信号を出力することにより、ケーブルのどの光ファイバ
が損傷を受けたときでも、その正確な位置を知ることが
できる。そのうえ、さまざまなケーブルにある光ファイ
バの動作を監視続けることができて、故障した場合に、
修理を実行するための迅速な操作を行うことができる。
この発明に係る回線の実施例は光ファイバ通信海底回線
であるが、本発明は地表及び架空回線、例えば光ファイ
バ架空地表導体回線を含むから、これはこの発明の範囲
を制限するものと考えられるべきではない。この発明に
係る回線及び増幅器の実施例が上述されたが、この発明
はその範囲に当業者にとって利用可能ないかなる他の実
施例をも含むと理解されるべきである。
【図１】 本発明に係る光ファイバ通信海底回線を示す
図である。
図である。
【図２】 本発明に係る光ファイバ通信回線用の増幅器
の内部構成を示す図である。
の内部構成を示す図である。
【図３】 図２の増幅器の光カプラの詳細を示す図であ
る。
る。
【図４】 増幅器のフォトカプラの実施例を示す図であ
る。
る。
【図５】 ポンピング光放射のためのレーザを含む増幅
器の光放射源の内部構成の実施例を示す図である。
器の光放射源の内部構成の実施例を示す図である。
【図６】 図５に示されている増幅器の光放射源の他の
実施例を示す図である。
実施例を示す図である。
【図７】 増幅器のマイクロプロセッサのブロック図で
ある。
ある。
１，２，３，４，５・・・光ファイバケーブル ６，７，８，９・・・増幅器 １０、１１・・・端末ステーション １３、１４・・・光ファイバ １６・・・活性コア光ファイバ １７、１８・・・光カプラ １９、２０・・・励起光源 ２９・・・マイクロプロセッサ回路 ３５、３８・・・リレー ３７・・・増幅器自身に起因する異常状態を知らせるた
めの低周波変調器 ３７’・・・増幅器に起因しない異常状態を知らせるた
めの低周波変調器 VA,V’A・・・ポンピング用レーザの出力強度信号 VB,V’B・・・活性コア光ファイバの出口のポンピング
光強度信号 VC,V’C・・・活性コア光ファイバの入口のポンピング
光強度信号 VBIAS,V’BIAS・・・ポンピング用レーザのバイアス信
号 Ina,I’na・・・低周波変調m61,m62をそれぞれ行うため
の制御信号 Inb,I’nb・・・レーザ源１９とレーザ源２０を交互に
オン／オフするための制御信号 Inc,I’nc・・・光スイッチ１９Vを切り替えるための信
号 Ind,I’nd・・・変調器３７と３７’とを切り替えるた
めの信号 m6・・・増幅器６の波長λ２のポンピング光に対して可
変電流発生器３４によりなされる低周波変調(トーン) m7・・・増幅器７の波長λ２のポンピング光に対してな
される低周波変調(トーン) m8・・・増幅器８の波長λ２のポンピング光に対してな
される低周波変調(トーン) m9・・・増幅器9の波長λ２のポンピング光に対してな
される低周波変調(トーン)m6〜m9の各トーンは、それぞれの増
幅器において動作しているレーザがどれかを示すことが
できるように互いに異なる。 m61・・・レーザ１９の劣化を知らせるために、増幅器
のレーザユニット１９から受信ステーションへ光通信信
号λ1に重ねられて送られる警報信号（トーン信号） m62・・・比較器３２及び基準信号発生器３３の故障を
知らせるために、増幅器のレーザユニット１９’から受
信ステーションへ光通信信号λ1に重ねられて送られる
警報信号（トーン信号） m6/10、m6/10’・・・送信ステーションから増幅器へ光
通信信号λ1に重ねられて送られる制御信号
めの低周波変調器 ３７’・・・増幅器に起因しない異常状態を知らせるた
めの低周波変調器 VA,V’A・・・ポンピング用レーザの出力強度信号 VB,V’B・・・活性コア光ファイバの出口のポンピング
光強度信号 VC,V’C・・・活性コア光ファイバの入口のポンピング
光強度信号 VBIAS,V’BIAS・・・ポンピング用レーザのバイアス信
号 Ina,I’na・・・低周波変調m61,m62をそれぞれ行うため
の制御信号 Inb,I’nb・・・レーザ源１９とレーザ源２０を交互に
オン／オフするための制御信号 Inc,I’nc・・・光スイッチ１９Vを切り替えるための信
号 Ind,I’nd・・・変調器３７と３７’とを切り替えるた
めの信号 m6・・・増幅器６の波長λ２のポンピング光に対して可
変電流発生器３４によりなされる低周波変調(トーン) m7・・・増幅器７の波長λ２のポンピング光に対してな
される低周波変調(トーン) m8・・・増幅器８の波長λ２のポンピング光に対してな
される低周波変調(トーン) m9・・・増幅器9の波長λ２のポンピング光に対してな
される低周波変調(トーン)m6〜m9の各トーンは、それぞれの増
幅器において動作しているレーザがどれかを示すことが
できるように互いに異なる。 m61・・・レーザ１９の劣化を知らせるために、増幅器
のレーザユニット１９から受信ステーションへ光通信信
号λ1に重ねられて送られる警報信号（トーン信号） m62・・・比較器３２及び基準信号発生器３３の故障を
知らせるために、増幅器のレーザユニット１９’から受
信ステーションへ光通信信号λ1に重ねられて送られる
警報信号（トーン信号） m6/10、m6/10’・・・送信ステーションから増幅器へ光
通信信号λ1に重ねられて送られる制御信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｂ 10/16 Ｈ０４Ｂ 9/00 Ｊ 10/02 Ｈ 17/02 (71)出願人 591011856 Ｐｉｒｅｌｌｉ Ｃａｖｉ ｅ Ｓｉｓｔ ｅｍｉ Ｓ．ｐ．Ａ (72)発明者 アルド・リゲッティ イタリア国ミラノ，ヴィア・トルストイ 49 (72)発明者 フラヴィオ・フォンタナ イタリア国ミラノ県コルマノ，ヴィア・ク レリチ 14
Claims (5)
- 【請求項１】 ポンピング光放射源により発生したポン
ピング光放射を光増幅器の活性コア光ファイバに供給す
る方法であって、 第1ポンピング光放射源又は第２ポンピング光放射源の
いずれかにより発生したポンピング光放射を光増幅器の
活性コア光ファイバに供給するステップと、 前記活性コア光ファイバの少なくともひとつの端面でポ
ンピング光放射を監視するステップと、 前記活性コア光ファイバ内部のポンピング光放射の変化
に応じて、ポンピング光放射源を切り替えるステップと
を備えるポンピング光放射を光増幅器の活性コア光ファ
イバに供給する方法。 - 【請求項２】 ２つの端部をもつ活性コア光ファイバ
と、 前記活性コア光ファイバの２つの端部のうちのひとつに
接続され、通常は動作状態にある第１ポンピング光放射
源と、 前記活性コア光ファイバの他の端部に接続され、通常は
待機状態にある第２ポンピング光放射源と、 前記活性コア光ファイバの少なくとも１つの端面に接続
され、ポンピング光放射強度を監視する監視手段と、 前記監視手段の出力に基づき、前記第1ポンピング光放
射源と第2ポンピング光放射源を切り替える切り替え手
段とを備える光通信回線用の増幅器。 - 【請求項３】 前記監視手段は、 前記活性コア光ファイバの２つの端面に接続され、前記
活性コア光ファイバ内部のポンピング光放射の強度変化
を監視する複数のフォトダイオードと、 前記フォトダイオードに接続されたマイクロプロセッサ
回路とを備えることを特徴とする請求項１２記載の光通
信回線用の増幅器。 - 【請求項４】 前記フォトダイオードのひとつは、待機
状態にあるポンピング光放射源のレーザダイオードであ
ることを特徴とする請求項１３記載の光通信回線用の増
幅器。 - 【請求項５】 前記切り替え手段は、外部からの制御信
号に基づき、前記第1ポンピング光放射源と第2ポンピン
グ光放射源を切り替えることを特徴とする請求項１２記
載の光通信回線用の増幅器。
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