JP4447105B2 - 光通信システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信システムに関し、特に、高強度の光が光ファイバのような光ガイドに沿って伝送されるシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ガイドにおいて破損が発生したならば、又は、送信器と受信器との間のインライン・コンポーネントが障害を起こしたならば、修理を果たす必要がある。従来は、光ガイドに沿って進む光の強度は、はっきりと低下する傾向があり、その結果、修理中のオペレータに対する損害のリスクは低かった。しかしながら、例えば、多数の可能な光パワーレーザからの光が一般の光ガイドに伝送されるＷＤＭ（wave division multiplex）光通信システムでは、光の強度が増加したので、損害のリスクが著しくなる。光パスにおける損傷が検出される事象では、光の伝送はシャットダウンするが、過度なダウン時間なしで光の伝送が安全にレストアされるようにシステムをリセットすることは困難である。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、改良された光通信システムを提供することを試みる。
【０００４】
本発明によれば、光通信システムは、光ガイドによってリンクされた送信器及び受信器と、前記光ガイドに沿って、トラフィック・キャリング光チャネルと、監視光チャネルとを伝送するための手段と、トラフィック・キャリング光チャネルの伝送をするための光ガイドにおける機能不全の結果として生ずる手段と、光ガイドが通信目的で再生するかどうか判断するための監視光チャネルを利用する手段とを有し、監視光チャネルが、前記送信器でトラフィック・キャリング光チャネルを増幅するように作用するレーザ増幅器の前記光ガイドの下流に接続される。
【０００５】
監視光チャネルが単一の光チャネルであるので、それは光ガイドの分断又は損傷を人が取り扱うために安全の範囲内であり得るが、それは各々のトラフィックキャリングチャネルよりも低いパワーで作動するのが好ましい。好ましくは、機能不全の検出に続いて、監視光チャネルはパルス化の仕方で作動する。この結果、その平均パワーは安全なレベルまで低下する。
【０００６】
光ガイドは好ましくは光ファイバである。かかるファイバは、データ・トラフィックの適当な伝送を妨げる機能不全を全く容易に生じさせるように損傷又は分断されうる。
【０００７】
高パワー光アンプの機能不全により影響を受けないので、トラフィック・キャリング・チャネルをそれらの所望のレベルまで増幅するパワーアンプの光ファイバの下流に監視チャネルを接続することにより、監視チャネルの信頼性を大きく向上させることができる。
【０００８】
データトラフィックは、それらに関して送信器及び受信器をそれぞれ有する２つの光ガイドを利用して、２つのポイントの間に双方向の仕方で送られる。しかしながら、単一の光ガイドが双方向の作業に関して使用されるならば、監視チャネルは光ガイドの機能不全の発生の際に識別子信号を運ぶのが好ましく、識別子は異なる伝送の２つの方向に関して使用される。光ガイドの局所的な損傷の場合、一端から伝送された光は、損傷の場所から伝送端に戻るように部分的に反射されるが、光ガイドの他端から伝送された光は、局所的な損傷によって部分的に伝送されうる。監視チャネルの異なる識別子信号の使用により、反射及び伝送された信号を識別することができる。
【０００９】
本発明を更に、本発明による光通信システムの一部を概略的に図示する図面を参照して例示的に記述する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図面を参照すると、２つのスイッチングユニット１及び２を有する光通信システムを示しており、各スイッチユニットは、光学的加算／ドロップマルチプレクサ、即ちクロス接続スイッチ３，４を有する。スイッチングユニット１及び２は、光ファイバ５及び６の形態をとる２つの光ガイドによってリンクされ、実際にはは、ユニット１及び２は数キロメータ離れている。しかしながら、その代わり、リピータ、又は、簡単な加算／ドロップユニットが、示したリンクの一方又は両方で位置決めされる。ユニット１及び２は、実際には、各々がスイッチユニット又は加算／ドロップユニットを有しうる多くのルーティングノードを包含しうるより大きなネットワークの一部を形成する。切り離して示されていない光マルチプレクサによって、スイッチ３は、各々が音声及び／又はデータトラフィックを運ぶ、異なる光キャリア波長で多数の別々の光チャネルを生成する。これらのチャネルは、ＷＤＭフォーマットにおいて共通の光ファイバ７に沿って、光ファイバ５を介して遠方のスイッチユニット２まで伝送に関して高パワーレベルまで高パワーレーザによって光信号を増幅する光増幅器８に送信される。
【００１１】
比較的低い低パワー監視チャネル信号が、レーザ源を包含し、光カプラ３０によってファイバ５に加えられる監視インサートユニットで生成され、監視信号は、トラフィックキャリア光学チャネルの各々に対して異なるキャリア波長を有する。監視チャネルは、各々のトラフィックキャリア光学チャネルよりも低い光学パワーを有する。通常の運転では、監視チャネルは、比較的低い周波数（例えば、２Ｍビット）パス及びルーティング情報と、フレームアライメント信号とを運び、あるノードから、再生成される次のノードまで移動するのに対して、トラフィックキャリアチャネルは、高周波数信号を運び、データトラフィックが再生成される前に、種々のノードを介してパスしうる。
【００１２】
スイッチユニット２では、監視チャネルは光カプラ３１によって抽出され、抽出ユニット１０に通され、一方、トラフィックキャリア光学チャンネルは、ファイバ５による減衰によって光信号レベルのいかなる減少をも相殺するアンプ１１に通される。増幅された信号は、スイッチ３と同様のスイッチ４に通され、光学チャネルは逆多重化され、スイッチされ、必要ならばルーティングされる。光カプラ３１は、しばしば選択的であり、監視光チャネルを抽出ユニット１０に差し向けるように機能する。
【００１３】
ファイバ５は、一指向性の信号をスイッチユニット１からスイッチユニット２に運ぶ。同様の光ファイバ６は、一方向性の信号をスイッチユニット２からスイッチユニット１に運び、同様な仕方で、アンプ１５、監視インサートユニット１６、光カプラ３２及び３３、監視エクストラクトユニット１７、及びアンプ１８と関係する。
【００１４】
アンプ８及び１５によって生成された光信号は、非常に強烈なレーザビームであり、それらが人々を傷つけないように取り扱わられなければならない。分断２０の発生、又は局所的な損傷のためのファイバ５の他の機能不全において、信号の損失がレーザコントロールユニット２２で検出される。同時に、レーザコントロールユニット２２は、監視エクストラクトユニット１０からフレーム状況の損失を検出し、信号状況の損失とフレーム状況の損失の両方がレーザコントロールユニット２２で検出されたとき、このユニットは高パワーレーザビームをアンプ１５からシャットダウンし、監視インサートユニット１６においてレーザをシャットダウンする。
【００１５】
レーザコントロールユニット２１は、アンプ１５がアンプ１８で信号のその損失を検出することによってシャットダウンされていることを検出し、監視ユニット１６がフレーム状況の損失、アンプ８のシャットダウンに応じて、及び監視インサートユニット９におけるレーザを検出することによってシャットダウンされていることを検出する。
【００１６】
ファイバ５、６における分断、及びそれらに対する損傷が人々によって安全に修理されうる。修理期間中に、アンプ８及び１５は、抑制されているが、監視チャネルがその低レベルで伝送され得るように持続し、パルス化さらた仕方で伝送され、その平均パワーレベルは更に著しく低減する。典型的には、監視チャネルは、各分で約２秒間パルスされ、それだけでは、その信号がリンクの遠方端で受信されたとき、パルスはフレームアライメントが回復されるのを許容するように著しい持続時間を有する。典型的には、通信システムにおけるフレーム期間は１２５μｓであるが、フレームアライメント信号は、信号ロック及び、達成すべき受信器と送信器との間の同期化を利用可能にするために多くのフレーム期間の間存在しなければならない。
【００１７】
この効果は、ファイバが修理され、これが監視インサートユニット１６でターンオンするようにレーザコントロールユニット２２によって使用されるとき、リンクの遠方端で受信されうることである。レーザコントロールユニット２１が監視チャネルを受信するとき、それは監視インサートユニット９を利用可能にするように作用する。監視チャネルループの正しい完了に応じて、アンプ８及び１５は利用可能になり、通信システムのオペレーションは再開する。カプラ３０及び３２は、できるだけスイッチユニット１及び２の出力ポートに近くなるように、アンプ８及び１５の下流に配置され、たとえ障害がスイッチユニットにおいて、特に高パワーアンプにおいて発生したとしても、監視チャネルは維持される。従って、監視インサートユニットは、出力が、スイッチユニット１及び２の出力ポートでそれぞれの光ファイバでの更なる増幅なしで直接接続される変調されたレーザを含む。
【００１８】
双方向のトラフィックを運ぶための単一の光ファイバを使用する光通信システムでは、分断又はファイバの損傷が、受信回路内に戻る伝送された信号の反射を生じるので、上記システムは変更が必要である。従って、受信回路は、分断が発生したとしても信号を受信するために持続する。
【００１９】
この問題点は、特定の送信器を一意的に識別する識別信号を監視チャネルにわたって伝送することによって克服される。損傷又はファイバの分断の発生では、通常の作動下において予期されることと異なる識別信号の受信により、レーザアンプをシャットダウンさせることができる。前のとおり、監視チャネルは、ファイバの修理を検出し、高パワー光増幅器がリセット及び利用可能にすることができるように使用されるパルス化信号を生成する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光通信システムの一部の概略ブロック図。
【符号の説明】
１、２・・・スイッチングユニット
３、４・・・スイッチ
５〜７・・・光ファイバ
８，１１，１５，１８・・・アンプ
９，１０・・・監視インサートユニット
１６，１７・・・監視抽出ユニット
２０・・・分断
２１，２２・・・レーザコントロールユニット
３０〜３３・・・光カプラ

Claims (8)

1. 光ガイドによってリンクされた第１のユニット（１）及び第２のユニット（２）と、
   前記第１及び第２のユニット内にある手段（８，９，２１，１５，１６，２２）であって、複数のトラフィック・キャリング光チャネルと監視光チャネルとを、前記光ガイドに沿って他方のユニット（２，１）へ伝送するための手段と、
   前記第１及び第２のユニット内にある手段（２２，２１）であって、光ガイドに機能不全が生じたときに、トラフィック・キャリング光チャネルの伝送を停止する手段と、
   前記第１及び第２のユニット内にある手段（１０，１７）であって、他方のユニットから受け取った監視光チャネルを利用して、光ガイドが通信目的で再使用できるようになった時を判断する手段と、を有する光通信システムであって、
   前記監視光チャネルは、それぞれの前記ユニットでトラフィック・キャリング光チャネルを増幅するように作用するそれぞれのレーザ増幅器（８，１５）の下流において前記光ガイドに接続され、前記機能不全が検出されたときは、監視光チャネルが１より小さいマークスペース比（mark-space ratio）でパルス化されて伝送される光通信システム。
2. 監視光チャネルの光パワーが、いずれのトラフィック・キャリング光チャネルの光パワーよりも小さいことを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
3. 監視光チャネルがレーザによって生成され、更なる増幅なしで送信器の出力ポートに供給されることを特徴とする、請求項１又は２に記載のシステム。
4. 前記監視光チャネルの各パルスは、フレームアライメントが再確立するのに十分な持続時間を有するものである、請求項１に記載のシステム。
5. ２つの光ガイド（５，６）が２つの前記ユニットを接続し、各光ガイドが、一方向性の情報を運ぶように配置され、光ガイドにおける機能不全の検出が、両方の光ガイドにおいてトラフィック・キャリング光チャネルの伝送の停止を生じさせるように配置されている、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシステム。
6. 単一の双方向性光ガイドが、２つの前記ユニットを接続し、伝送されたトラフィック・キャリング光チャネルのソースを識別するために、前記各ユニットが識別信号を伝送することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシステム。
7. 光通信システムのためのユニット（１）であって、
   複数のトラフィック・キャリング光チャネルと監視光チャネルとを、光ガイド（５，６）に沿って別のユニット（２）へ伝送するための手段（８，９，２１）と、
   光ガイドに機能不全が生じたときに、トラフィック・キャリング光チャネルの伝送を停止する手段（２２）と、
   前記別のユニット（２）から受け取った監視光チャネルを利用して、光ガイドが通信目的で再使用できるようになった時を判断する手段（１７）と、を有するユニット（１）であって、
   前記監視光チャネルは、トラフィック・キャリング光チャネルを増幅するように作用するレーザ増幅器（８）の下流において前記光ガイドに接続され、前記機能不全があったときに、前記監視光チャネルを１より小さいマークスペース比（mark-space ratio）でパルス化して前記別のユニット（２）に伝送することを特徴とするユニット（１）。
8. 光ガイド（５，６）によって別のユニット（２）と接続され、レーザ増幅器（８）を含んでいるユニット（１）を光通信システム内で安全に動作させる方法であって
   複数のトラフィック・キャリング光チャネルと監視光チャネルとを、光ガイドに沿って別のユニットへ伝送する段階と、
   光ガイドに機能不全が生じたときに、トラフィック・キャリング光チャネルの伝送を停止する段階と、
   前記別のユニットから受け取った監視光チャネルを利用して、光ガイドが通信目的で再使用できるようになった時を判断する段階とを含み、
   前記監視光チャネルは、トラフィック・キャリング光チャネルを増幅するように作用するレーザ増幅器の下流において前記光ガイドに接続され、前記機能不全があったときは、前記監視光チャネルが１より小さいマークスペース比（mark-space ratio）でパルス化されて前記別のユニットに伝送されることを特徴とする方法。

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