JP2003188837A - 光中継器及び光通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １つのサブ回路部中の監視制御部において単
にコマンド復調部に障害が発生しただけで、演算処理部
自体は正常に動作していても、コマンド復調部に障害が
発生したサブ回路部における監視制御機能は全く機能し
なくなってしまうという課題があった。 【解決手段】 光伝送路上を伝送する光信号を増幅する
光増幅器と、光伝送路を介してコマンド信号を受信する
コマンド受信部と、該コマンド信号に応じて光増幅器を
監視・制御する監視制御部とからなるサブ回路部と、複
数の監視制御部間の信号を送受すると共に、一のサブ回
路部内のコマンド受信部に故障が発生すると、他のサブ
回路部を介して一のサブ回路部にコマンド信号を与える
信号接続部とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は光中継器及びこれ
を用いた光通信システムに係り、特に双方向に通信可能
なＮ（Ｎは２以上の整数）系統の光伝送路を備える光通
信システムに用いられる光中継器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は従来の光中継器の構成を示すブロ
ック図であり、この光中継器は双方向に通信可能な２系
統の光伝送路を備える光通信システムで用いられる。図
において、１は光中継器、２及び３は監視制御部、４及
び６は光増幅器、８及び９は給電回路である。光中継器
１には光信号ケーブル１０が接続され、この光信号ケー
ブル１０には光伝送路である光ファイバ１０ａ〜１０ｄ
が備えられるとともに給電線として用いられる給電路１
０ｅが備えられている。図示の例においては、光ファイ
バ１０ａ及び１０ｃはそれぞれ光信号を図中上側から下
側に伝送するものとし、光ファイバ１０ｂ及び１０ｄは
それぞれ光信号を図中下側から上側に伝送するもとす
る。そして、光ファイバ１０ａ及び１０ｂによって伝送
される光信号を第１の光信号、光ファイバ１０ｃ及び１
０ｄによって伝送される光信号を第２の光信号と呼ぶこ
とにする。

【０００３】光増幅器４は第１の光信号を増幅し、光増
幅器６は第２の光信号を増幅する。監視制御部２及び３
はそれぞれ光増幅器４及び６を監視制御しており、例え
ば、監視制御部２及び３はメモリ（図示せず）に格納さ
れた監視制御プログラムに応じて光増幅器４及び６を監
視制御している。

【０００４】給電回路８及び９は給電路１０ｅを介して
電力を受けており、給電回路８は光増幅器４及び監視制
御部２に電力を供給している。一方、給電回路９は光増
幅器６及び監視制御部３に電力を供給している。なお、
給電回路８及び９は給電路１０ｅに縦列（直列）に接続
されている関係上、図示の例では、給電回路９は給電回
路８の後段に位置することになるので、給電回路９に与
えられる電位は給電回路８の電位より低くなる。

【０００５】上述した監視制御部２、光増幅器４、及び
給電回路８によってサブ回路部（中継部）１１が構成さ
れ、同様にして、監視制御部３、光増幅器６、及び給電
回路９によってサブ回路部（中継部）１２が構成され
る。そして、図示の光中継器はサブ回路部１１及び１
２、つまり、２つのサブ回路部を有している。

【０００６】図４は図３中の光増幅器及び監視制御部の
構成を示すブロック図である。いま、サブ回路部１１に
注目すると、監視制御部２は演算処理部２ａ及びコマン
ド復調部３０を備えており、光増幅器４は、ＷＤＭカプ
ラ２３ａ及び２３ｂ、エルビウム添加増幅用光ファイバ
２１ａ及び２１ｂ、光アイソレータ２７ａ及び２７ｂ、
励起光発生部２４、励起光分岐部２６、及びレーザダイ
オード（ＬＤ）駆動回路２５を有している。

【０００７】入力側光ファイバ１０ａは光カプラ２０ａ
に接続され、この光カプラ２０ａはＷＤＭカプラ２３ａ
に接続されるとともに光／電気変換器２２ａに接続され
ている。そして、光／電気変換器２２ａはコマンド復調
部３０に接続される。一方、光アイソレータ２７ａは光
カプラ２８ａを介して出力側光ファイバ１０ａに接続さ
れ、この光カプラ２８ａはさらに光／電気変換器２９ａ
を介して演算処理部２ａに接続される。

【０００８】同様にして、入力側光ファイバ１０ｂは光
カプラ２０ｂに接続され、この光カプラ２０ｂはＷＤＭ
カプラ２３ｂに接続されるとともに光／電気変換器２２
ｂに接続されている。そして、光／電気変換器２２ｂは
コマンド復調部３０に接続される。一方、光アイソレー
タ２７ｂは光カプラ２８ｂを介して出力側光ファイバ１
０ｂに接続され、この光カプラ２８ｂはさらに光／電気
変換器２９ｂを介して演算処理部２ａに接続される。な
お、図示はしないが、サブ回路部１２についてもサブ回
路部１１と同様に構成される。

【０００９】次に動作について説明する。ここで、光中
継器１が海底に配置されたものとして説明する。サブ回
路部１１に注目すると、光信号ケーブル１０の一端（末
端）が接続された陸上局では、光送信装置（図示せず）
が光信号ケーブル１０に光信号を送出する。この光信号
は主信号と主信号に重畳された副信号とを有しており、
主信号によって伝送情報が伝送され、副信号によって、
例えば特定の光中継器に対する指令信号（コマンド信
号）が伝送される。

【００１０】光ファイバ１０ａに上述の光信号が伝送さ
れているものとすると、光ファイバ１０ａによって伝送
される光信号は光中継器１に入力して増幅される。入力
側光ファイバ１０ａから光中継器１に入力した光信号
は、光カプラ２０ａによって分岐される。この際、光信
号の大部分（光信号強度の９０％以上）は光増幅器４側
に与えられ、光信号の一部（光信号強度の数％）が光／
電気変換器２２ａ側に与えられる。

【００１１】光増幅器４では、ＷＤＭカプラ２３ａで光
信号を受ける。ＬＤ駆動回路２５は演算処理部２ａの制
御下で励起光発生部２４を駆動しており、励起光発生部
２４から出力された励起光は励起光分岐部２６によって
分岐されて（５０％ずつに分岐する）、ＷＤＭカプラ２
３ａ及び２３ｂに与えられ、この励起光は光信号ととも
にエルビウム添加増幅用光ファイバ２１ａに入力され
る。そして、光信号は励起光によって増幅され、光アイ
ソレータ２７ａを介して光カプラ２８ａに与えられる。
つまり、光増幅器４では入力側光ファイバ１０ａから受
けた光信号を所定量増幅することになる。

【００１２】なお、エルビウム添加光ファイバを用いた
光増幅については、例えば「エルビウム添加光ファイバ
増幅器」、オプトロニクス社平成１１年１１月刊に記載
されているので、ここでは、詳細な説明は省略する。

【００１３】光カプラ２８ａは増幅後の光信号の大部分
（光信号強度の９０％以上）を出力側光ファイバ１０ａ
に分岐するとともに、増幅後の光信号の一部（光信号強
度の数％）を光／電気変換器２９ａに分岐する。そし
て、出力側光ファイバ１０ａに分岐された光信号は、次
段の光中継器（図示せず）又は陸上局の光受信装置（図
示せず）に伝送されることになる。

【００１４】ところで、光／電気変換器２２ａ側に分岐
された光信号は、光／電気変換器２２ａで電気信号に変
換されて、コマンド復調部３０に与えられる。このコマ
ンド復調部３０は、例えば、フィルタ及び復調回路（と
もに図示せず）を有しており、フィルタによって電気信
号から副信号に相当する成分をフィルタリングして（濾
波して）、復調回路で副信号成分を復調して復調信号と
する。この復調信号は演算処理部２ａに与えられ、演算
処理部２ａでは監視制御プログラムに応じて復調信号に
含まれる指令（動作指令）を解読する。そして、この解
読結果に基づいて光中継器１自体を監視するとともに、
ＬＤ駆動回路２５を制御する。

【００１５】例えば、監視制御部２では、励起光発生部
２４による励起光出力強度、ＬＤ駆動回路２５から励起
光発生部２４に与えられる駆動電流、サブ回路部１１に
入力する光信号の強度、及びサブ回路部１１から出力さ
れる光信号の強度等を測定しており、その測定結果を監
視情報としている。さらに、監視制御部２では、例え
ば、ＬＤ駆動回路２５の駆動電流制御を行うとともに前
述の監視情報を送出する際の変調度制御等を行ってい
る。なお、図３及び図４には、このような監視及び制御
のための系統はＬＤ駆動回路２５の制御を除いて図示さ
れていない。

【００１６】いま、監視制御部２が、例えば光送信装置
からの指令が監視情報の出力であると解読したとする
と、監視情報を所定の変調度で変調して監視信号として
ＬＤ駆動回路２５に出力する。ＬＤ駆動回路２５では監
視信号に応じて励起光発生部２４を駆動して励起光を変
調する。これによって、エルビウム添加増幅用光ファイ
バ２１ｂの利得を変化させて、主信号を変調し、監視信
号が重畳された光信号を生成する。そして、主信号に監
視信号が重畳された光信号は、光受信装置により受信さ
れることになる。光受信装置では、光信号を主信号と監
視信号とに分離して、監視信号を復調して監視情報を得
る。

【００１７】なお、上述の説明では、光ファイバ１０ａ
上を伝送される光信号について説明したが、光ファイバ
１０ｂ上を伝送される光信号についても同様にして光増
幅器４で増幅されることなり、監視制御部２では光ファ
イバ１０ｂ上を伝送される光信号についても監視制御を
行うことになる。また、サブ回路部１２についてもサブ
回路部１１と同様にサブ回路部１１とは独立して動作す
ることになる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】従来の光中継器は以上
のように構成されていたので、複数のサブ回路部は互い
に独立して動作していることから、１つのサブ回路部中
の監視制御部において単にコマンド復調部に障害が発生
しただけで、演算処理部自体は正常に動作していても、
コマンド復調部に障害が発生したサブ回路部における監
視制御機能は全く機能しなくなってしまうという課題が
あった。

【００１９】このため、従来の光中継器では、コマンド
復調部に障害が発生しただけで、当該コマンド復調部を
有するサブ回路部が実質的に機能しなくなってしまうの
で、信頼性が極めて低い等の課題があった。

【００２０】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、一つのサブ回路部において、コ
マンド復調部が故障しても、当該サブ回路部における監
視制御機能が失われることのない光中継器及びこれを用
いた光通信システムを得ることを目的とする。

【００２１】また、この発明は信頼性の高い光中継器及
びこれを用いた光通信システムを得ることを目的とす
る。

【００２２】

【課題を解決するための手段】この発明に係る光中継器
は、光伝送路上を伝送する光信号を増幅する光増幅器
と、光伝送路を介してコマンド信号を受信するコマンド
受信部と、該コマンド信号に応じて光増幅器を監視・制
御する監視制御部とからなるサブ回路部と、複数の監視
制御部間の信号を送受すると共に、一のサブ回路部内の
コマンド受信部に故障が発生すると、他のサブ回路部を
介して一のサブ回路部にコマンド信号を与える信号接続
部とを備えるものである。

【００２３】この発明に係る光通信システムは、光伝送
路上を伝送する光信号を増幅する光増幅器と、光伝送路
を介してコマンド信号を受信するコマンド受信部と、該
コマンド信号に応じて光増幅器を監視・制御する監視制
御部とからなるサブ回路部と、複数の監視制御部間の信
号を送受すると共に、一のサブ回路部内のコマンド受信
部に故障が発生すると、他のサブ回路部を介して一のサ
ブ回路部にコマンド信号を与える信号接続部とを有する
光中継器と、サブ回路部との通信状態に基づいてコマン
ド受信部の故障を判断し、信号接続部によるコマンド信
号伝送経路の切り替えを実行させる制御装置とを備える
ものである。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による光
中継器を示すブロック図である。図において、１ａは光
中継器であり、双方向に通信可能な２系統の光伝送路を
備える光通信システムで用いられる。この２系統の光伝
送路として、第１の系統の伝送路には第１の光信号が伝
送され、第２の系統の伝送路には第２の光信号が伝送さ
れる。また、光中継器１ａは信号接続部５を有してお
り、信号接続部５によってサブ回路部１１及び１２が接
続され、監視制御部２及び３は信号接続部５によって互
いに信号の送受を行う。なお、図３に示す光中継器と同
一の構成要素については同一の参照番号を付す。

【００２５】図２は図１中の光増幅器及び監視制御部の
構成を示すブロック図である。図において、監視制御部
２は演算処理部２ａ及びコマンド復調部３０を備えてい
る。また、光増幅器６は、ＷＤＭカプラ２３ｃ及び２３
ｄ、エルビウム添加増幅用光ファイバ２１ｃ及び２１
ｄ、光アイソレータ２７ｃ及び２７ｄ、励起光発生部３
３、励起光分岐部３４、及びレーザダイオード（ＬＤ）
駆動回路３２を有している。入力側光ファイバ１０ｃは
光カプラ２０ｃに接続される。この光カプラ２０ｃはＷ
ＤＭカプラ２３ｃに接続されるとともに光／電気変換器
２２ｃに接続されている。そして、光／電気変換回路２
２ｃはコマンド復調部３１に接続される。一方、光アイ
ソレータ２７ｃは光カプラ２８ｃを介して出力側光ファ
イバ１０ｃに接続される。この光カプラ２８ｃはさらに
光／電気変換器２９ｃを介して演算処理部３ａに接続さ
れる。

【００２６】同様にして、入力側光ファイバ１０ｄは光
カプラ２０ｄに接続され、この光カプラ２０ｄはＷＤＭ
カプラ２３ｄに接続されるとともに光／電気変換器２２
ｄに接続されている。そして、光／電気変換回路２２ｄ
はコマンド復調部（コマンド受信部）３１に接続する。
一方、光アイソレータ２７ｄは光カプラ２８ｄを介して
出力側光ファイバ１０ｄに接続され、この光カプラ２８
ｄは光／電気変換器２９ｄを介して演算処理部３ａに接
続する。

【００２７】次に動作について説明する。コマンド復調
部３０及び３１に故障が発生していない場合には、図３
及び図４で説明したように、サブ回路部１１及び１２は
動作する。

【００２８】いま、コマンド復調部３０が故障したとす
る。コマンド復調部３０が故障すると、例えば、光ファ
イバ１０ａを用いて不図示の陸上局の光送信装置（制御
装置）がサブ回路部１１に対する指令信号（コマンド信
号：つまり、第１のコマンド信号）となる監視制御信号
を送信しても、サブ回路部１１は、監視制御信号を受信
・復調することができないから、演算処理部２ａにおい
て指令を実行することができなくなってしまう。この際
には、サブ回路部１１から何ら応答が得られないから、
陸上局（光受信装置）側では、中継器１ａのコマンド復
調部３０に異常が発生したことを検知できることにな
る。

【００２９】不図示の陸上局の光送信装置（制御装置）
では、上述のようにして、コマンド復調部３０の異常を
検知すると、例えば光送信装置から光ファイバ１０ｃ
に、サブ回路部１１に対する指令である監視制御信号
（副信号）を送出する。この監視制御信号を含む光信号
は光カプラ２０ｃで受信され、光カプラ２０ｃは、前述
したようにして、この光信号の一部（光信号強度の数
％）を光／電気変換器２２ｃに分岐する。光／電気変換
器２２ｃでは光信号を電気信号に変換して、コマンド復
調部３１に与える。

【００３０】コマンド復調部３１は、電気信号から副信
号（監視制御信号）をフィルタリングして、監視制御信
号を得て、この監視制御信号を復調して復調監視制御信
号とする。そして、演算処理部３ａは復調監視制御信号
を解読することになる。解読の結果、演算処理部３ａは
この監視制御信号がサブ回路部１１に対する指令である
ことを検出することになる。

【００３１】上述のようにして、監視制御信号がサブ回
路部１１に対する指令であることを検出すると、演算処
理部３ａでは信号接続部５のインタフェース部５２に復
調監視制御信号を送出する。そして、インタフェース部
５２ではこの復調監視制御信号を演算処理部２ａに与え
る。そして、演算処理部２ａでは復調監視制御信号を解
読して、図２で説明したようにして指令に応じて監視制
御を実行することになる。

【００３２】いま、復調監視制御信号で示される指令が
監視情報の送出であると、演算処理部２ａは前述のよう
して得た監視情報を信号接続部５のインタフェース部５
１に送出する。これによって、インタフェース部５１は
この監視情報を演算処理部３ａに与える。そして、演算
処理部３ａは監視情報を予め定められた変調度で変調し
て監視信号を生成し、この監視信号をＬＤ駆動回路３２
に与える。

【００３３】ＬＤ駆動回路３２では監視信号に基づいて
励起光発生部３３を駆動して励起光を変調する。これに
よって、エルビウム添加増幅用光ファイバ２１ｄの利得
を変化させて、主信号を変調し、監視信号が重畳された
光信号を生成する。そして、主信号に監視信号が重畳し
た光信号は、光ファイバ１０ｄによって伝送されて、光
受信装置により受信されることになる。光受信装置で
は、光信号を主信号と監視信号とに分離して、監視信号
を復調して監視情報を得る。

【００３４】このようにして、サブ回路部１１におい
て、コマンド復調部３０が故障しても、サブ回路部１１
は、信号接続部５及びサブ回路部１２を介して陸上局と
監視制御信号及び監視信号の送受を行うことができるこ
とになる。

【００３５】同様にして、サブ回路部１２において、コ
マンド復調部３１が故障した際においても、サブ回路部
１２は信号接続部５及びサブ回路部１１を介して陸上局
と監視制御信号及び監視信号の送受を行うことができる
ことになる。

【００３６】図２で説明した例では、サブ回路部１１に
おいて、コマンド復調部３０が故障した際、サブ回路部
１１では信号接続部５及びサブ回路部１１を介して陸上
局に対して監視信号を送付するようにしたが、監視信号
を送付する際に、演算処理部２ａが監視情報を予め定め
られた変調度で変調して監視信号を生成して、この監視
信号をＬＤ駆動回路２５に与えるようにしてもよい。こ
の際には、ＬＤ駆動回路２５が監視信号に応じて励起光
発生部２４を駆動して励起光を変調する。これによっ
て、エルビウム添加増幅用光ファイバ２１ｂの利得を変
化させて、主信号を変調し、監視信号が重畳された光信
号を生成する。そして、主信号に監視信号が重畳された
光信号は、光受信装置により受信されることになる。光
受信装置では、光信号を主信号と監視信号とに分離し
て、監視信号を復調して監視情報を得る。

【００３７】なお、インタフェース部５１及び５２はフ
ォトカプラで構成するようにしてもよく、この際には、
インタフェース部５１及び５２の各々には電気／光変換
器及び光／電気変換器が備えられ、これら電気／光変換
器及び光電気変換器を介して演算処理部２ａ及び３ａは
フォトカプラに接続されることになる。

【００３８】この実施の形態１においては、２系統の伝
送路を有する光通信システムに用いられる光中継器につ
いて説明したが、Ｎ（Ｎは２以上の整数）系統の伝送路
を有する光通信システムにおいては、Ｎ個のサブ回路部
を有する光中継器が用いられる。この際においても、各
監視制御部は信号接続部によって相互に接続され、一つ
の監視制御部においてコマンド復調部に故障が発生した
際には、陸上局側で選択された中継部（つまり、監視制
御部）に対して当該故障したコマンド復調部を有する監
視制御部に与えるべきコマンド信号が、選択された中継
部に対応する伝送路を介して与えられることになる。

【００３９】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、複数の監視制御部を相互に信号接続部を介して接続
して、監視制御部間で信号の送受を行うようにしたの
で、一つの監視制御部においてコマンド復調部に故障が
発生しても、他の監視制御部で、故障が発生したコマン
ド復調部を有する監視制御部に対するコマンド信号を受
けて、故障が発生したコマンド復調部を有する監視制御
部にこのコマンド信号を与えることができるという効果
がある。その結果、故障が発生したコマンド復調部を有
する監視制御部においても正常に監視制御を行えること
になる。

【００４０】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、光伝
送路上を伝送する光信号を増幅する光増幅器と、光伝送
路を介してコマンド信号を受信するコマンド受信部と、
該コマンド信号に応じて光増幅器を監視・制御する監視
制御部とからなるサブ回路部と、複数の監視制御部間の
信号を送受する信号接続部によって、一のサブ回路部内
のコマンド受信部に故障が発生すると、他のサブ回路部
を介して一のサブ回路部にコマンド信号を与えるので、
コマンド受信部に故障が発生した監視制御部においても
正常に監視制御を行うことができるという効果がある。
その結果、光通信を中継する際の信頼性を高くすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による光中継器の構
成を示すブロック図である。

【図２】 図１中の光増幅器及び監視制御部の構成を示
すブロック図である。

【図３】 従来の光中継器の構成を示すブロック図であ
る。

【図４】 図３中の光増幅器及び監視制御部の構成を示
すブロック図である。

【符号の説明】

１ａ 光中継器、２，３ 監視制御部、２ａ，３ａ 演
算処理部、４，６ 光増幅器、５ 信号接続部、８，９
給電回路、１０ 光信号ケーブル、１０ａ〜１０ｄ
光ファイバ、１０ｅ 給電路、１１，１２ サブ回路
部、２０ａ〜２０ｄ，２８ａ〜２８ｄ 光カプラ、２１
ａ〜２１ｄ エルビウム添加増幅用光ファイバ、２２ａ
〜２２ｄ，２９ａ〜２９ｄ 光／電気変換器、２３ａ〜
２３ｄ ＷＤＭカプラ、２４，３３ 励起光発生部、２
５，３２ ＬＤ駆動回路、２６，３４ 励起光分岐部、
２７ａ〜２７ｄ 光アイソレータ、３０，３１ コマン
ド復調部（コマンド受信部）、５１，５２ インタフェ
ース部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光伝送路上を伝送する光信号を増幅する
   光増幅器と、上記光伝送路を介してコマンド信号を受信
   するコマンド受信部と、該コマンド信号に応じて上記光
   増幅器を監視・制御する監視制御部とからなるサブ回路
   部と、 複数の上記監視制御部間の信号を送受すると共に、一の
   サブ回路部内のコマンド受信部に故障が発生すると、他
   のサブ回路部を介して上記一のサブ回路部にコマンド信
   号を与える信号接続部とを備えた光中継器。
2. 【請求項２】 光伝送路上を伝送する光信号を増幅する
   光増幅器と、上記光伝送路を介してコマンド信号を受信
   するコマンド受信部と、該コマンド信号に応じて上記光
   増幅器を監視・制御する監視制御部とからなるサブ回路
   部と、複数の上記監視制御部間の信号を送受すると共
   に、一のサブ回路部内のコマンド受信部に故障が発生す
   ると、他のサブ回路部を介して上記一のサブ回路部にコ
   マンド信号を与える信号接続部とを有する光中継器と、 上記サブ回路部との通信状態に基づいて上記コマンド受
   信部の故障を判断し、上記信号接続部によるコマンド信
   号伝送経路の切り替えを実行させる制御装置とを備えた
   光通信システム。