JP3031480B2 - 送信信号の増幅器を含む光ファイバ通信回線及び該回線のための増幅器 - Google Patents

送信信号の増幅器を含む光ファイバ通信回線及び該回線のための増幅器

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Description

【発明の詳細な説明】 ［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。
［従来技術］ 従来のように、いわゆる「活性コア（active cor
e）」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λ１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λ
１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λ２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。
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。
［発明の目的］ 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、送信信号の増幅器により互いに接続
され直列に配列される第１及び第２光ファイバケーブル
を少なくとも備える光ファイバ通信線であって、前記増
幅器は、光ファイバケーブルの対向する端面に接続され
た密閉容器の中に、その端面が第１ケーブルの光ファイ
バ及び第２ケーブルの光ファイバにそれぞれ光学的に接
続される活性コア光ファイバ部と、前記活性コア光ファ
イバ部の２つの端面のうちのひとつに接続される第１ポ
ンピング光放射源とを備え、前記光ファイバ通信線は、
少なくともその端面のひとつで信号の送信のための光放
射の低周波変調がなされること、及び、前記増幅器の内
部に前記活性光ファイバ部の他端に接続される第２ポン
ピング光放射源を備えることを特徴とし、さらに、前記
活性コア光ファイバ部の２つの端面に接続され、前記活
性コア光ファイバ部内部のポンピング光放射の強度の変
化をモニターし、少なくともポンピング光源の低周波変
調器の制御回路への前記変化の関数である信号を送信す
るマイクロプロセッサ回路と、前記第１及び第２ポンピ
ング光放射源の間の切り替え器とを備える光ファイバ通
信線により達成される。
本発明の他の目的は、密閉容器の中に、第１及び第２
光ファイバケーブルの端面に接続される光ファイバ通信
線用の増幅器であって、少なくとも、その端面が前記第
１ケーブルの光ファイバ及び第２ケーブルの光ファイバ
に光学的に接続される活性コア光ファイバ部と、前記活
性コア光ファイバ部の２つの端面のうちのひとつに接続
される第１ポンピング光放射源とを備え、前記増幅器
は、前記活性コア光ファイバ部の他の端面に接続される
第２ポンピング光放射源と、前記活性コア光ファイバ部
の２つの端面に接続され、前記活性コア光ファイバ部内
部のポンピング光放射の強度の変化をモニターし、少な
くともポンピング光源の低周波変調器の制御回路への前
記変化の関数である信号を送信するマイクロプロセッサ
回路と、前記第１及び第２ポンピング光放射源の間の切
り替え器とを備えることを特徴とする光ファイバ通信線
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。
［実施例］ 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206
21A/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17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19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27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。
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19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37′）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
20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
19IV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、VA、VB
及びレーザ20の電気回路により出力される信号Ｖ′BIA
S、Ｖ′Ａ、Ｖ′Ｂ、フォトダイオード27から送られる
信号VC及び（第２図に示される）フォトダイオード28か
ら送られる信号Ｖ′Ｃを受ける。
マルチプレクサ39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In
a、Inb、Inc及びIndを出力するとともに、レーザ20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λ
１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λ
１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VC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VC及びVB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VA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VA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VBIAS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VA及びVBIASから、比較器32及び基準
信号発生器33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m
6/10′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VB（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VA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。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明に係る光ファイバ通信海底回線を示す
図である。 第２図は、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。 第３図は、第２図の増幅器の光カプラの詳細を示す図で
ある。 第４図は、増幅器のフォトカプラの実施例を示す図であ
る。 第５図は、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。 第６図は、第５図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。 第７図は、増幅器のマイクロプロセッサのブロック図で
ある。 ［符号の説明］ 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
フロントページの続き (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 (56)参考文献 特開 平３−214936（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−258038（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−87727（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−102585（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−120332（ＪＰ，Ａ) 特公 昭63−52826（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04B 10/00 - 10/26 H04J 14/00 - 14/08 H01S 3/10

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】少なくとも、直列に配列される第１及び第
    ２光ファイバケーブルと、前記第１及び第２光ファイバ
    ケーブルの間に設けられてこれらを接続する増幅器とを
    備える光ファイバ通信回線であって、 前記増幅器は、 前記第１及び第２光ファイバケーブルの対向する端面に
    接続される容器と、 前記第１光ファイバケーブルの光ファイバ及び前記第２
    光ファイバケーブルの光ファイバにそれぞれ光学的に接
    続された端面をもつ前記容器内の活性コア光ファイバ
    と、 前記活性コア光ファイバに光学的に結合され、ポンピン
    グ光エネルギーを前記活性コア光ファイバに供給する第
    １ポンピング光放射源と、 前記活性コア光ファイバに光学的に結合され、ポンピン
    グ光エネルギーを前記活性コア光ファイバに供給する第
    ２ポンピング光放射源と、 前記活性コア光ファイバに結合され、前記活性コア光フ
    ァイバ内のポンピング光エネルギーの強度の変化を監視
    して前記ポンピング光エネルギーの強度変化に基づき生
    成される制御信号を送出する処理部と、 前記制御信号に対応する少なくともひとつのポンピング
    光放射源に関連し、前記ポンピング光エネルギーの強度
    変化に基づき生成される信号で前記ポンピング光放射エ
    ネルギーを変調する信号発生変調部とを備えることを特
    徴とする光ファイバ通信回線。
  2. 【請求項２】前記制御信号に対応する前記第１及び第２
    ポンピング光放射源の間に光切り替え器を備えることを
    特徴とする請求項１記載の光ファイバ通信回線。
  3. 【請求項３】前記活性コア光ファイバのそれぞれの端面
    で、前記活性コア光ファイバの各端面を、関係する光フ
    ァイバーケーブルの光ファイバに光学的に結合するとと
    もに、関係するポンピング光放射源を、前記処理部を含
    む回路に光学的に結合する光カプラを備えることを特徴
    とする請求項１記載の光ファイバ通信回線。
  4. 【請求項４】前記カプラはダイクロイックカプラである
    ことを特徴とする請求項３記載の光ファイバ通信回線。
  5. 【請求項５】直列に配列され、間にそれぞれ挿入された
    複数の増幅器により２つひと組で接続され、隣接する光
    ファイバケーブルのほかの連続する組を接続する複数の
    光ファイバケーブルを備えることを特徴とする請求項１
    記載の光ファイバ通信回線。
  6. 【請求項６】それぞれ前記増幅器のひとつと関係して、
    互いに識別可能な異なる低周波で各ポンピング光放射源
    を変調する複数の信号発生変調部を備えることを特徴と
    する請求項５記載の光ファイバ通信回線。
  7. 【請求項７】光ファイバ通信回線の端部に、伝送信号の
    送受信を行うための送受信ステーションを備えることを
    特徴とする請求項１記載の光ファイバ通信回線。
  8. 【請求項８】前記第１光放射源及び前記第２光放射源に
    接続され、前記光ファイバケーブルのいずれかから受信
    される信号に対応して前記第１光放射源及び前記第２光
    放射源を切り替えて動作させるスイッチを備えることを
    特徴とする請求項１記載の光ファイバ通信回線。
  9. 【請求項９】光信号の全てのエネルギーが活性コア光フ
    ァイバのひとつの端面に供給されるように、前記光ファ
    イバケーブルのうちのひとつは光信号源に接続されると
    ともに、前記活性コア光ファイバのひとつの端面に接続
    されたことを特徴とする請求項８記載の光ファイバ通信
    回線。
  10. 【請求項１０】少なくとも、直列に配列される第１及び
    第２光ファイバケーブルを有する光ファイバ通信回線用
    の増幅器であって、 前記増幅器は、 前記第１及び第２光ファイバケーブルの対向する端面に
    接続される容器と、 前記第１光ファイバケーブルの光ファイバ及び前記第２
    光ファイバケーブルの光ファイバにそれぞれ光学的に接
    続された端面をもつ前記容器内の活性コア光ファイバ
    と、 前記活性コア光ファイバに光学的に結合され、ポンピン
    グ光エネルギーを前記活性コア光ファイバに供給する第
    １ポンピング光放射源と、 前記活性コア光ファイバに光学的に結合され、ポンピン
    グ光エネルギーを前記活性コア光ファイバに供給する第
    ２ポンピング光放射源と、 前記活性コア光ファイバに結合され、前記活性コア光フ
    ァイバ内のポンピング光エネルギーの強度の変化を監視
    して前記ポンピング光エネルギーの強度変化に基づき生
    成される制御信号を送出する処理部と、 前記制御信号に対応する少なくともひとつのポンピング
    光放射源に関連し、前記ポンピング光エネルギーの強度
    変化に基づき生成される信号で前記ポンピング光放射エ
    ネルギーを変調する信号発生変調部とを備えることを特
    徴とする増幅器。
  11. 【請求項１１】前記制御信号に対応する前記第１及び第
    ２ポンピング光放射源の間に光切り替え器を備えること
    を特徴とする請求項10記載の増幅器。
  12. 【請求項１２】前記活性コア光ファイバのそれぞれの端
    面で、前記活性コア光ファイバの各端面を、関係する光
    ファイバーケーブルの光ファイバに光学的に結合すると
    ともに、関係するポンピング光放射源を、前記処理部を
    含む回路に光学的に結合する光カプラを備えることを特
    徴とする請求項10記載の増幅器。
  13. 【請求項１３】前記カプラはダイクロイックカプラであ
    ることを特徴とする請求項12記載の増幅器。
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