JP3049721B2 - 光ループバック回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光通信線路において光信号のループバック
を行う光ループバック方式および光ループバック回路に
関する。

（従来の技術） リング型光LAN等においては、島田氏編集による朝倉
書店刊の「光LAN」と題する刊行本に記載してあるよう
に、ケーブル切断、ノード故障に際して故障箇所を自動
的に切り離してリング型ネットワークを再構成するため
に、２本の光ファイバ線路を用いて伝送線路を２重化
し、２本の光ファイバの内の１本から他の１本へ光信号
を折り返してループバックを行っていた。

また、光加入者系の伝送路監視などにおける光ループ
バックは、行きの光信号を他の光ファイバに折り返して
帰り（折り返し）の光信号とするか、または、一旦、光
信号を電気信号に変換した後、電気回路で折り返しを行
って再び光信号に変換して元の同一線路に送出してい
た。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来のリング型LANにおける光ループ
バックの伝送方法では１本の光ファイバ当り１方向の光
信号しか伝送しておらず、光ファイバの使用効率が低い
という問題点があった。また、光ファイバの使用効率を
上げるため双方向伝送を行って、同一線路へのループバ
ックを行うにもそれに適したループバック回路が無いと
いう問題があった。

さらに、光加入者系伝送路に於いても、２本の光ファ
イバを用いて伝送路監視を行うのは光ファイバの使用効
率が悪いという問題点があり、また、一旦電気信号に変
換した後、再び光信号に変換して同一の光ファイバに送
出する場合には、伝送路監視をおこなっている光ファイ
バ線路からの折り返し信号が受信されないときに、それ
が線路の切断によるものか、あるいは、監視している伝
送路の他方につながる端局の光−電気／電気−光変換回
路の障害によるものであるかを区別するのが難しいとい
う問題点があった。さらに、この場合、同一波長伝送で
あれば、従来、3dB光カップラが用いられているから、
これに２×２光スイッチを加えることにより光のままで
ループバックできないことはないが、本質的に3dBの光
パワー損失が避けられず、伝送路距離あるいはシステム
マージンが２本のファイバを用いた場合に比べて減少す
るのは避けられないと言う問題点があった。

（課題を解決するための手段） 本発明の第１の光ループバック回路は、１本の光ファ
イバで構成される双方向伝送光線路により、ある方向に
伝送される光信号を、そのまま折り返して前記双方向伝
送光線路に前記伝送方向と逆の向きで伝送する光ループ
バック方式において、第１の端子に入射する光の偏光を
直交する２つの直線偏光に分離してそれぞれ第２の端子
と第３の端子に出射し、第２の端子と第３の端子とにそ
れぞれ入射する２つの直線偏光を合波して第１の端子に
出射する第１および第２の偏光分離器と、第１の端子と
第３の端子および第２の端子と第４の端子とをそれぞれ
結ぶ光路を、外部から供給される制御信号によって第１
の端子と第２の端子および第３の端子と第４の端子とを
それぞれ接続する光路に切り換える２×２光スイッチ
と、第１および第２の半波長板とで構成され、前記２×
２光スイッチの第１の端子と前記第１の偏光分離器の第
３の端子とは前記第１の半波長板を介して光線路で接続
してあり、前記２×２光スイッチの第２の端子と前記第
１の偏光分離器の第２の端子とは光線路で接続してあ
り、前記２×２光スイッチの第３の端子と前記第２の偏
光分離器の第３の端子とは前記第２の半波長板を介して
光線路で接続してあり、前記２×２光スイッチの第４の
端子と前記第２の偏光分離器の第２の端子とは光線路で
接続してあることを特徴とする。

また本発明の第２の光ループバック回路は、１本の光
ファイバで構成される双方向伝送光線路により、ある方
向に伝送される光信号を、そのまま折り返して前記双方
向伝送光線路に前記伝送方向と逆の向きで伝送する光ル
ープバック方式において、少なくとも第１、第２、第３
の３つの端子を有し、第１の端子に入射する光を第２の
端子に出射し、第３の端子に入射する光を第１の端子に
出射する光サーキュレータと、第１の端子と第３の端子
および第２の端子と第４の端子とをそれぞれ結ぶ光路
を、外部から供給される制御信号によって第１の端子と
第２の端子および第３の端子と第４の端子とをそれぞれ
結ぶ光路に切り換える２×２光スイッチとで構成され、
前記光サーキュレータの第２の端子と前記２×２光スイ
ッチの第１の端子および前記光サーキュレータの第３の
端子と前記２×２光スイッチの第２の端子とはそれぞれ
光線路て接続してあることを特徴とする。

（作用） 本発明によれば、双方向伝送光線路によりある方向に
伝送される光信号は、そのまま折り返して前記双方向伝
送路に前記伝送方向と逆の向きで伝送するから、１本の
光ファイバだけでも光信号のままのループバックが可能
となる。

（実施例） 以下に、本発明について図面を参照して詳細に説明す
る。

第１図は本発明の光ループバック回路の第１の実施例
を示すブロック図である。光ファイバ171から光ループ
バック回路100に入射したλ１の光信号は、レンズ111で
コリメートされて偏光分離器110に入射し、Ｐ偏光（偏
光分離器110の偏光分離面114を透過する光）とＳ偏光
（偏光分離器110の偏光分離面114で反射する光）に分離
される。偏光分離器110の偏光分離面114で反射されたＳ
偏光は半波長板140でＰ偏光（電界が紙面に並行な方向
に振動する光）に変換された後、レンズ113を介して偏
光保存ファイバ162に出射され、偏光状態を保ったまま
偏光保存ファイバ162を伝搬して２×２光スイッチ130の
第１の端子131に入射する。一方、偏光分離器110の偏光
分離面114を透過したＰ偏光はレンズ112を介して偏光保
存ファイバ161に出射され、偏光状態を保ったまま偏光
保存ファイバ161を伝搬して２×２光スイッチ130の第２
の端子132に入射する。ここで、２×２光スイッチ130は
通常、第１の端子131と第３の端子133との間、および第
２の端子132と第４の端子134との間が結ばれている。従
って、通常は、２×２光スイッチ130の第１の端子131に
入射した光は第３の端子133に出射し、第２の端子132に
入射した光は第４の端子134に出射する。このとき、２
×２光スイッチ130の第３の端子133から出射した光は偏
光保存ファイバ164を通って、レンズ123に入射し、コリ
メートされた後、半波長板150でＰ偏光からＳ偏光に変
換されて偏光分離器120に入射する。このＳ偏光は偏光
分離器120の偏光分離面124で反射され、レンズ121を介
して光ファイバ172に出射される。また、２×２光スイ
ッチ130の第４の端子134から出射した光は偏光保存ファ
イバ163を通ってレンズ122に入射し、コリメートされた
後、Ｐ偏光のまま偏光分離器120に入射する。このＰ偏
光は偏光分離器120の偏光分離面124を透過し、レンズ12
1を介して光ファイバ172に出射される。

ここで、制御信号入力端子135に２×２光スイッチ130
の端子間の接続を切り換える旨の制御信号が入力される
と、２×２光スイッチ130の端子間の結線状態が切り換
えられ、第１の端子131と第２の端子132との間、および
第３の端子133と第４の端子134との間が結ばれる。この
とき、レンズ111を介して偏光分離器110に入射した信号
光は、２×２光スイッチ130の端子間接続の切り替え前
と同様、Ｐ偏光（偏光分離器110の偏光分離面114を透過
する光）SS偏光（偏光分離器110の偏光分離面114で反射
する光）に分離され、Ｓ偏光は半波長板140でＰ偏光に
変換された後、それぞれ偏光保存ファイバ161と偏光保
存ファイバ162に出射されるが、２×２光スイッチ130の
端子間の結線状態が切り換えられているから、偏光保存
ファイバ162を伝搬してきた信号光は偏光保存ファイバ1
61に出射され、一方、偏光保存ファイバ161を伝搬して
きた信号光は偏光保存ファイバ162に出射される。従っ
て、いずれの信号光も偏光分離器110に戻る。偏光保存
ファイバ161から偏光分離器110に入ってきたＰ偏光状態
の信号光はそのまま偏光分離面114を透過し、レンズ111
を介してもと来た光ファイバ171に出射され、元とは逆
の方向に伝搬する。また、偏光保存ファイバ162から偏
光分離器110に入ってくる信号光は、偏光分離器110に入
る前に半波長板140でＰ偏光からＳ偏光に変換された後
偏光分離器110に入射し、偏光分離面114で反射されてレ
ンズ111を介してもと来た光ファイバ171に出射され、元
とは逆の方向に伝搬する。即ち、光ファイバ171から光
ループバック回路100に入射した信号光は、光ファイバ1
72ではなく、元の光ファイバ171に元とは逆の方向に進
むように光ループバック回路110から出射されてループ
バックされる。

なお、ここでは光ファイバ171から偏光分離器110に入
射する光信号を例にとって説明したが、光ファイバ172
から偏光分離器120に入射する光信号についても同様で
ある。

第２図は本発明の光ループバック回路の第２の実施例
を示すブロック図である。光ファイバ231から光ループ
バック回路200に入射したλ１の光信号は光サーキュレ
ータ210の第１の端子211に入射し、第２の端子212のみ
から出射する。第２の端子212からの出射光は光ファイ
バ232を通って２×２光スイッチ220の第１の端子221に
入射する。ここで、２×２光スイッチ220は通常、第１
の端子221と第３の端子223との間、および第２の端子22
2と第４の端子224との間が結ばれている。従って、通常
は２×２光スイッチ220の第１の端子221に入射した光は
第３の端子223に出射し、第２の端子222に入射した光は
第４の端子224に出射する。そこで、光ファイバ232を通
ってきた光は光ファイバ234に出射される。また、光フ
ァイバ235から２×２光スイッチ220の第４の端子224に
入射する光は第２の端子222に出射し、光ファイバ233を
通って光サーキュレータ210の第３の端子213に入射す
る。光サーキュレータ210の第３の端子213に入射した光
は第１の端子211のみから出射され、双方向伝送路であ
る光ファイバ231に出射される。

ここで、制御信号入力端子225に２×２光スイッチ220
の端子間の接続を切り換える旨の制御信号が入力される
と、２×２光スイッチ220の端子間の結線状態が切り換
えられ、第１の端子221と第２の端子222の間、および第
３端子223と第４の端子224との間が結ばれる。このと
き、光ファイバ231から光サーキュレータ210に入射して
光ファイバ232に導かれた光は、２×２光スイッチ220に
おいて、今度は光ファイバ233に導かれ、元の光サーキ
ュレータ210の第３の端子213に入射する。光サーキュレ
ータ210の第３の端子213に入射した光は第１の端子211
からのみ出射されるから、結局、双方向伝送路である光
ファイバ231を第２図の左から右方向へ伝搬してきた光
は、元の双方向伝送路である光ファイバ231に出射され
て、元進んで来た方向とは逆方向（同図右から左方向）
へ伝搬する。また、光ファイバ235から２×２光スイッ
チ220に入射した光は、光ファイバ234に出射される。

以上に説明した様に、光ファイバ231から光ループバ
ック回路200に入射した光は、光のままでループバック
されて光ループバック回路200から光ファイバ231に出射
される。

次に、本発明の光ループバック回路を用いた光伝送網
について説明する。

第３図は第１図に示した本発明の光ループバック回路
の第１の実施例を用いた光伝送網の概略を示すブロック
図である。

第３図において、光ファイバ381を同図の左から右に
向かって伝搬してきた波長1.31μｍ（＝λ１）の光信号
は、通常は光ループバック回路311でループバックされ
ずに、そのまま光ファイバ382へ伝搬し、波長多重分波
器321で光受信器341に接続してある光ファイバ383に振
り分けられる。光受信器341で電気信号に交換された信
号は端局装置361を経由して光送信器351に伝えられ、そ
こで再び波長λ１の光信号に変換されて、光ファイバ38
5に出射される。この波長λ１の光信号は波長多重分波
器312で双方向伝送路である光ファイバ387に導かれ、さ
らに光ループバック回路312を経由して光ファイバ388を
同図左から右に伝搬する。また、光ファイバ388を右か
ら左に伝搬してきた波長1.28μｍ（＝λ２）の光信号
は、通常は光ループバック回路312でループバックされ
ずに、そのまま光ファイバ387へ伝搬し、波長多重分波
器322で光受信器342に接続してある光ファイバ386に振
り分けられる。光受信器342で電気信号に変換された信
号は端局装置362を経由して光送信器352に伝えられ、そ
こで再びλ２の光信号に変換されて、光ファイバ384に
入射する。この波長λ２の光信号は波長多重分波器321
で双方向伝送路である光ファイバ382に導かれ、さらに
ループバック回路311を経由して光ファイバ381を同図右
から左に伝搬する。

ここで、端局装置361,362において、伝送されてきた
光信号に異常が発見された場合は、制御回路371が制御
線391,392を介して光ループバック回路311,312に制御信
号を出力する。すると、光ループバック回路311,312は
ループバック状態に切り換えられる。このとき、第３図
の光ファイバ381を同図の左から右に向かって伝搬して
きた波長1.31μｍ（＝λ１）の光信号は、光ループバッ
ク回路311でループバックされ、再び光ファイバ381に入
射して、元来た方向（同図右から左）へ伝搬する。ま
た、光ファイバ388を右から左に伝搬してきた波長1.28
μｍ（＝λ２）の光信号も、光ループバック回路312で
ループバックされ、再び光ファイバ388に入射して、元
来た方向（同図左から右）へ伝搬する。

第４図は第２図に示した本発明の光ループバック回路
の第２の実施例を用いた光伝送網の概略を示すブロック
図である。

第４図において、光ファイバ461を同図左から右に向
かって伝搬してきた波長1.31μｍ（＝λ１）の光信号
は、通常は光ループバック回路411でループバックされ
ずに、そのまま光ファイバ462へ伝搬し、光受信器421に
入射する。光受信器421で電気信号に変換された信号は
端局装置441を経由して光送信器431に伝えられ、そこで
再び波長λ１の光信号に変換されて、光ファイバ464に
出射される。この波長λ１の光信号は光ループバック回
路412で双方向伝送路である光ファイバ466に導かれ、光
ファイバ466を同図左から右に伝搬する。また、光ファ
イバ466を同図右から左に伝搬してきた同じく波長1.31
μｍ（＝λ１）の光信号は、通常は光ループバック回路
412でループバックされずに、そのまま光ファイバ465へ
伝搬し、光受信器422に入射する。光受信器422で電気信
号に変換された信号は端局装置442を経由して光送信器4
32に伝えられ、そこで再び波長λの光信号に変換され
て、光ファイバ463に出射される。この波長λ１の光信
号は光ループバック回路411で双方向伝送路である光フ
ァイバ461に導かれ、光ファイバ461を同図右から左に伝
搬する。

ここで、端局装置441,442において、伝送されてきた
光信号に異常が発見された場合は、制御回路451が制御
線471,472を介して、光ループバック回路411,412に制御
信号を出力する。すると、光ループバック回路411,412
はループバック状態に切り換えられる。このとき、第４
図の光ファイバ461を同図の左から右に向かって伝搬し
てきた波長1.31μｍ（＝λ１）の光信号は、光ループバ
ック回路411でループバックされ、再び光ファイバ461に
入射して、元来た方向（同図右から左）へ伝搬する。ま
た、光ファイバ466を右から左に伝搬してきた同じく波
長1.31μｍ（＝λ１）の光信号も、光ループバック回路
412でループバックされ、再び光ファイバ466に入射し
て、元来た方向（同図左から右）へ伝搬する。

（発明の効果） 以上に詳しく説明したように、本発明は、伝送路を双
方向伝送路とし、ループバック信号を元の同一の光ファ
イバを用いてループバックすることから、光ファイバの
使用効率を２倍に上げることが出来る。また、本発明の
ループバック回路を光伝送網に用いれば、たとえば3dB
光カップラを用いた折り返しのような過剰損失以外の本
質的なループバック損失が生じないから、ループバック
距離の拡大が図れる。さらに、ループバックに際して一
旦電気信号に変換する必要がなく、光信号のままでルー
プバックできるから、仮に端局に障害が発生して光送受
信器が動作しない場合でも問題なくループバックを行う
ことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光ループバック回路の第１の実施例を
示すブロック図、第２図は本発明の光ループバック回路
の第２の実施例を示すブロック図、第３図は第１図に示
す本発明の光ループバック回路の第１の実施例を用いた
光通信網の概略を示すブロック図、第４図は第２図に示
す本発明の光ループバック回路の第２の実施例を用いた
光通信網の概略を示すブロック図である。 100,200,311,312,411,412……光ループバック回路、11
0,120……偏光分離器、111,112,113,121,122,123……レ
ンズ、114,124……偏光分離面、130,220……２×２光ス
イッチ、135,225……制御信号入力端子、140,150……半
波長板、161,162,163,164……偏光保存ファイバ、171,1
72,231,232,234,235,381,382,383,384,385,386,387,38
8,461,462,463,464,465,466……光ファイバ、210……光
サーキュレータ、321,322……波長多重分波器、341,34
2,421,422……光受信器、351,352,431,432……光送信
器、361,362,441,442……端局装置、371,451……制御回
路、391,392,471,472……制御線。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−233940（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−10103（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−115230（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−144731（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−27329（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−88529（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−247033（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−83428（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04B 10/00 - 10/28 H04J 14/00 - 14/08

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】１本の光ファイバで構成される双方向伝送
   光線路により、ある方向に伝送される光信号を、そのま
   ま折り返して前記双方向伝送光線路に前記伝送方向と逆
   の向きで伝送する光ループバック方式において、第１の
   端子に入射する光の偏光を直交する２つの直線偏光に分
   離してそれぞれ第２の端子と第３の端子に出射し、第２
   の端子と第３の端子とにそれぞれ入射する２つの直線偏
   光を合波して第１の端子に出射する第１および第２の偏
   光分離器と、第１の端子と第３の端子および第２の端子
   と第４の端子とをそれぞれ結ぶ光路を、外部から供給さ
   れる制御信号によって第１の端子と第２の端子および第
   ３の端子と第４の端子とをそれぞれ接続する光路に切り
   換える２×２光スイッチと、第１および第２の半波長板
   とで構成され、前記２×２光スイッチの第１の端子と前
   記第１の偏光分離器の第３の端子とは前記第１の半波長
   板を介して光線路で接続してあり、前記２×２光スイッ
   チの第２の端子と前記第１の偏光分離器の第２の端子と
   は光線路で接続してあり、前記２×２光スイッチの第３
   の端子と前記第２の偏光分離器の第３の端子とは前記第
   ２の半波長板を介して光線路で接続してあり、前記２×
   ２光スイッチの第４の端子と前記第２の偏光分離器の第
   ２の端子とは光線路で接続してあることを特徴とする光
   ループバック回路。
2. 【請求項２】１本の光ファイバで構成される双方向伝送
   光線路により、ある方向に伝送される光信号を、そのま
   ま折り返して前記双方向伝送光線路に前記伝送方向と逆
   の向きで伝送する光ループバック方式において、少なく
   とも第１、第２、第３の３つの端子を有し、第１の端子
   に入射する光を第２の端子に出射し、第３の端子に入射
   する光を第１の端子に出射する光サーキュレータと、第
   １の端子と第３の端子および第２の端子と第４の端子と
   をそれぞれ結ぶ光路を、外部から供給される制御信号に
   よって第１の端子と第２の端子および第３の端子と第４
   の端子とをそれぞれ結ぶ光路に切り換える２×２光スイ
   ッチとで構成され、前記光サーキュレータの第２の端子
   と前記２×２光スイッチの第１の端子および前記光サー
   キュレータの第３の端子と前記２×２光スイッチの第２
   の端子とはそれぞれ光線路で接続してあることを特徴と
   する光ループバック回路。