JP4492227B2 - 光伝送システム、該システムに用いられる励起光源停止装置及び励起光源停止方法 - Google Patents
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Description
この発明は、光伝送システム、該システムに用いられる励起光源停止装置及び励起光源停止方法に係り、たとえば、コネクタの着脱時や光ファイバが断線したときなどに放射される危険な高出力光に対して安全性を確保する場合に用いて好適な光伝送システム、該システムに用いられる励起光源停止装置及び励起光源停止方法に関する。
インターネットなどの普及により、近年、伝送が必要な情報量が大幅に増加している。このような場合に用いられる光伝送システムのうちの波長分割多重（Wavelength Devision Multiplexing、以下、「ＷＤＭ」という）伝送システムは、波長の異なる光は互いに干渉しないという性質を利用し、複数のデータを波長の異なる複数の搬送用の信号光によって多重化して合波信号光を光ファイバ・ケーブルで伝送するものであり、各データを個別の光ファイバ・ケーブルを介して伝送する場合に比較して１本の光ファイバ・ケーブル上で伝送する情報量を飛躍的に増大させることができるものである。このＷＤＭ伝送システムの送信側と受信側との間の光ファイバ・ケーブルでは、合波信号光のレベルが減衰するので、増幅して補正する必要がある。この場合、従来では、Ｅｒ（エルビウム）などの微量元素を利用した光ファイバ・アンプが使用されていたが、光信号を増幅できる波長帯域が限定され、伝送容量に限界があるため、近年では、ラマン増幅器が多く用いられるようになっている。このラマン増幅器は、ラマン散乱（物理現象）を利用し、励起光の約１００ｎｍ長波長側の光信号を増幅する特性があり、殆どの波長帯域で光信号の増幅効果が得られる。
この種のＷＤＭ伝送システムは、従来では、たとえば図３に示すように、光送信器１1，１2，…，１80と、光合波器２と、中継伝送路３と、光分波器４と、光受信器５1，５2，…，５80とから構成されている。光送信器１1，１2，…，１80は、入力電気信号ｉ１，ｉ２，…，ｉ８０をそれぞれ入力し、異なる波長の８０チャネルの搬送用の信号光を入力電気信号ｉ１，ｉ２，…，ｉ８０でそれぞれ変調することにより、８０チャネルの送信側信号光Ａ１，Ａ２，…，Ａ８０を生成する。光合波器２は、８０チャネルの送信側信号光Ａ１，Ａ２，…，Ａ８０が１５７４〜１６０９ｎｍ程度の波長範囲に波長分割多重された１系統の合波信号光ｂを生成する。中継伝送路３は、合波信号光ｂを伝送する。光分波器４は、中継伝送路３を介して伝送された合波信号光ｂを各波長毎に分波して８０チャネルの受信側信号光Ｃ１，Ｃ２，…，Ｃ８０を生成する。光受信器５1，５2，…，５80は、受信側信号光Ｃ１，Ｃ２，…，Ｃ８０を受信して８０チャネルの出力電気信号Ｄ１，Ｄ２，…，Ｄ８０に復調する。
図４は、図３中の中継伝送路３の構成図である。
この中継伝送路３は、同図４に示すように、光増幅器１１と、光ファイバ１２と、分岐カプラ（ＣＰＬ）１３と、信号光除去フィルタ（ＳｗＰＦ）１４と、励起光モニタ１５と、光合分波器（ＷＤＭ）１６と、励起光源１７と、制御部（ＣＯＮＴ）１８と、光増幅器１９とから構成されている。光増幅器１１は、合波信号光ｂを所定の利得で増幅する。光ファイバ１２は、８０ｋｍ程度の分散シフトファイバで構成され、損失が２０ｄＢ程度であり、光増幅器１１で増幅された合波信号光ｂを伝送する。分岐カプラ１３は、光ファイバ融着型光パッシブ部品であり，光ファイバ１２からの励起光を光合分波器１６及び信号光除去フィルタ１４に対してそれぞれ９５％及び５％の割合で励起光ｃ及び分岐光ｄに分岐する。信号光除去フィルタ１４は、マイクロオプティクス型光パッシブ部品であり、分岐光ｄから信号光を除去して励起光ｅを出力する。
この中継伝送路３は、同図４に示すように、光増幅器１１と、光ファイバ１２と、分岐カプラ（ＣＰＬ）１３と、信号光除去フィルタ（ＳｗＰＦ）１４と、励起光モニタ１５と、光合分波器（ＷＤＭ）１６と、励起光源１７と、制御部（ＣＯＮＴ）１８と、光増幅器１９とから構成されている。光増幅器１１は、合波信号光ｂを所定の利得で増幅する。光ファイバ１２は、８０ｋｍ程度の分散シフトファイバで構成され、損失が２０ｄＢ程度であり、光増幅器１１で増幅された合波信号光ｂを伝送する。分岐カプラ１３は、光ファイバ融着型光パッシブ部品であり，光ファイバ１２からの励起光を光合分波器１６及び信号光除去フィルタ１４に対してそれぞれ９５％及び５％の割合で励起光ｃ及び分岐光ｄに分岐する。信号光除去フィルタ１４は、マイクロオプティクス型光パッシブ部品であり、分岐光ｄから信号光を除去して励起光ｅを出力する。
励起光モニタ１５は、フォトダイオードで構成され、励起光ｅを検出する。励起光源１７は、半導体レーザダイオードを含んで構成され、光ファイバ１２に対して波長が１．４８μｍ帯で１Ｗ程度の分布ラマン増幅用の励起光ｆを送出する。光合分波器１６は、マイクロオプティクス型光パッシブ部品であり、励起光ｃと励起光ｆとを合分波して合波信号光ｇを出力する。光増幅器１９は、合波信号光ｇを所定の利得で増幅する。制御部１８は、励起光モニタ１５で所定値の励起光ｅが検出されたときに励起光源１７を瞬時に停止する。たとえば、保守作業などにより、光ファイバ１２の中継用の図示しない光コネクタが外されると、送出レベル１Ｗ（＝＋３０ｄＢｍ）の励起光が同光コネクタから放射される。これは保守作業者にとって危険なため、励起光源１７を瞬時に停止することが望ましい。光コネクタが外されると、その端面では反射減衰量１４ｄＢのフレネル反射が発生するため，約＋１６ｄＢｍの励起光が光ファイバ１２中に戻る。このとき、励起光モニタ１５で励起光ｅの減衰が検出されるため、制御部１８によって励起光源１７が瞬時に停止される。
上記のＷＤＭ伝送システムの他、従来、この種の技術としては、たとえば、次のような文献に記載されるものがあった。
特許文献１に記載された光伝送システムでは、励起光供給手段によりラマン増幅用の励起光が光ファイバに供給され、この光ファイバを伝搬する信号光がラマン増幅される。ラマン増幅された信号光のパワーが信号光パワー検出手段により検出され、この信号光パワーに基づいて、判定手段により、光ファイバへの励起光の供給を停止すべきか否かが判定される。そして、励起光の供給を停止すべきであると判定されたとき、停止手段により、光ファイバへの励起光の供給が停止される。このため、ラマン増幅用の励起光が外部に漏れることがなく、漏洩励起光による危険が低減される。
特許文献１に記載された光伝送システムでは、励起光供給手段によりラマン増幅用の励起光が光ファイバに供給され、この光ファイバを伝搬する信号光がラマン増幅される。ラマン増幅された信号光のパワーが信号光パワー検出手段により検出され、この信号光パワーに基づいて、判定手段により、光ファイバへの励起光の供給を停止すべきか否かが判定される。そして、励起光の供給を停止すべきであると判定されたとき、停止手段により、光ファイバへの励起光の供給が停止される。このため、ラマン増幅用の励起光が外部に漏れることがなく、漏洩励起光による危険が低減される。
特許文献２に記載された光伝送システムでは、端局装置が、モニタ命令及びレスポンスキャリアからなるモニタ信号を送信する。これらのモニタ命令及びレスポンスキャリアは、互いに光波長が異なっている。また、光ファイバ伝送路を増幅媒体とした光増幅を行う中継装置は、レスポンスキャリアにレスポンス情報を重畳させてレスポンス信号を生成し、端局装置に送信する。これにより、中継装置の近傍で回線障害が発生した場合でも、モニタ制御を行うことができるので、信頼性が向上する。
特許文献３に記載された光伝送システムでは、光信号断検出手段により、光ファイバにおける光信号ロスが検出されると、励起光遮断手段により、励起光源による励起光が遮断されるので、ラマン分布増幅を用いた系においても、ファイバ断あるいはコネクタ着脱時に、自動的かつ速やかに励起光が遮断される。
特許文献４に記載された光通信用モジュールでは、送信側から信号光に監視光（ファイバ曲げ検出用光）が加えられて送信され、コネクタ着脱やファイバ断時に受信側で監視光が検出されなくなると、励起光源が停止される。この監視光の波長は、信号光の波長がＣバンド（たとえば、１５３０〜１５６５ｎｍ）又はＬバンド（たとえば、１５６５〜１６２５ｎｍ）であるのに対して、Ｕバンド（たとえば、１６２５〜１６７５ｎｍ）に設定されている。また、遮断機能が故障した場合でも、可視光線により保守者に光の漏れを認識させる。また、光ファイバの曲げに対しても敏感な遮断機能が実現する。このため、高出力の光ファイバ通信システムの安全性を保ち、無駄なエネルギの消費を抑えた運用が行われる。
特開２００２−１８２２５３号公報（要約書、図１）
特開２００３−０３２１９２号公報（要約書、図１）
特開２００３−２１８７９６号公報（要約書、図１）
特開２００３−２６４５０９号公報（第８頁、図２）
しかしながら、上記従来の次のような問題点があった。
すなわち、図３に示すＷＤＭ伝送システムでは、光コネクタが接続されていても、反射減衰量２５ｄＢ程度の小さな反射が発生するため、約＋５ｄＢｍ以下の励起光が光ファイバ１１中に戻っている場合には、励起光源１６を停止しないように制御部１７を設定する必要がある。ここで、たとえば光ファイバ１１の断線（図４中の×）がラマン光源から１０ｄＢ程度減衰した場所で発生すると、送出レベル１Ｗ（＝＋３０ｄＢｍ）の励起光が１０ｄＢの損失を受けて＋２０ｄＢｍの励起光が同光ファイバ１１の断線が発生した部分から放射される。これは危険なため、励起光源１６を瞬時に停止することが望ましい。光ファイバ１１が断線すると、その端面では反射減衰量１４ｄＢのフレネル反射が発生するが、断線が発生した部分まで往復で２０ｄＢの損失を受けるため，約−４ｄＢｍの励起光がラマン光源に戻る。この−４ｄＢｍは約＋５ｄＢｍより小さいので、ラマン光源（励起光源１６）は停止しない。このように、従来のＷＤＭ伝送システムでは、光ファイバ１１の断線などが、この断線した部分の端面で反射した励起光によって検出されるので、励起光源１６が瞬時に停止されず、端面から危険な高出力光が放射されるという問題点がある。
すなわち、図３に示すＷＤＭ伝送システムでは、光コネクタが接続されていても、反射減衰量２５ｄＢ程度の小さな反射が発生するため、約＋５ｄＢｍ以下の励起光が光ファイバ１１中に戻っている場合には、励起光源１６を停止しないように制御部１７を設定する必要がある。ここで、たとえば光ファイバ１１の断線（図４中の×）がラマン光源から１０ｄＢ程度減衰した場所で発生すると、送出レベル１Ｗ（＝＋３０ｄＢｍ）の励起光が１０ｄＢの損失を受けて＋２０ｄＢｍの励起光が同光ファイバ１１の断線が発生した部分から放射される。これは危険なため、励起光源１６を瞬時に停止することが望ましい。光ファイバ１１が断線すると、その端面では反射減衰量１４ｄＢのフレネル反射が発生するが、断線が発生した部分まで往復で２０ｄＢの損失を受けるため，約−４ｄＢｍの励起光がラマン光源に戻る。この−４ｄＢｍは約＋５ｄＢｍより小さいので、ラマン光源（励起光源１６）は停止しない。このように、従来のＷＤＭ伝送システムでは、光ファイバ１１の断線などが、この断線した部分の端面で反射した励起光によって検出されるので、励起光源１６が瞬時に停止されず、端面から危険な高出力光が放射されるという問題点がある。
また、特許文献１に記載された光伝送システムでは、ラマン増幅された信号光のパワーが信号光パワー検出手段により検出されるようになっているため、図３のＷＤＭ伝送システムとほぼ同様の問題点がある。また、特許文献２に記載された光伝送システムでは、互いに光波長が異なるモニタ命令及びレスポンスキャリアからなるモニタ信号を送信するようになっているため、システムの構成が煩雑になるという問題点がある。また、特許文献３に記載された光伝送システムでは、光信号断検出手段により、光ファイバにおける光信号ロスが検出されるようになっているため、図３のＷＤＭ伝送システムとほぼ同様の問題点がある。また、特許文献４に記載された光通信用モジュールでは、光ファイバの曲げに対して対策するものであり、この発明とは、主旨が異なっている。
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、所定の波長に設定されたｎチャネル（ｎ；１以上の整数）の搬送用の信号光をｎチャネルの入力電気信号でそれぞれ変調することにより、ｎチャネルの送信側信号光を生成する光送信器群と、前記各送信側信号光と異なる波長を有すると共に前記各入力電気信号の周波数よりも低い周波数の監視用電気信号で変調された監視用光を発生する１つ又は複数の監視用光送信器と、前記ｎチャネルの送信側信号光及び前記監視用光を合波して合波信号光を生成する光合波器とからなる送信側サブシステムと、前記合波信号光を分布ラマン増幅用の励起光源から出力される励起光によるラマン増幅効果を用いて伝送する中継伝送路と、該中継伝送路を介して伝送された前記合波信号光を前記各波長毎に分波してｎチャネルの受信側信号光及び１チャネル又は複数チャネルの監視用光を生成する光分波器と、前記ｎチャネルの受信側信号光を受信してｎチャネルの出力電気信号に復調する光受信器群と、前記１チャネル又は複数チャネルの監視用光を受信して１チャネル又は複数チャネルの監視用電気信号に復調する１つ又は複数の監視用光受信器とからなる受信側サブシステムとを備えてなる光伝送システムに係り、前記中継伝送路が、前記合波信号光を伝送する光ファイバと、分布ラマン増幅用の前記励起光を出力する前記励起光源と、該励起光源から出力される前記励起光を前記光ファイバに供給する光合分波器と、前記監視用光の伝送状態を常時監視し、該監視用光の伝送が停止したとき、前記励起光源からの前記励起光の出力を停止させる励起光源停止手段とを備え、かつ、該励起光源停止手段が、前記合波信号光に含まれる前記監視用光から、その一部を取り出す監視用光分岐手段と、該監視用光分岐手段から取り出された前記監視用光の一部を検出する監視用光検出部と、該監視用光検出部で前記監視用光の一部が検出されなくなったとき、前記励起光源を停止させる制御部とを備えてなることを特徴としている。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の光伝送システムに係り、前記監視用電気信号が、所定の周波数の低周波信号として設定されていることを特徴としている。
請求項３記載の発明は、所定の波長に設定されたｎチャネル（ｎ；１以上の整数）の搬送用の信号光をｎチャネルの入力電気信号でそれぞれ変調することにより、ｎチャネルの送信側信号光を生成する光送信器群と、前記各送信側信号光と異なる波長を有すると共に前記各入力電気信号の周波数よりも低い周波数の監視用電気信号で変調された監視用光を発生する１つ又は複数の監視用光送信器と、前記ｎチャネルの送信側信号光及び前記監視用光を合波して合波信号光を生成する光合波器とからなる送信側サブシステムと、前記合波信号光を分布ラマン増幅用の励起光源から出力される励起光によるラマン増幅効果を用いて伝送する中継伝送路と、該中継伝送路を介して伝送された前記合波信号光を前記各波長毎に分波してｎチャネルの受信側信号光及び１チャネル又は複数チャネルの監視用光を生成する光分波器と、前記ｎチャネルの受信側信号光を受信してｎチャネルの出力電気信号に復調する光受信器群と、前記１チャネル又は複数チャネルの監視用光を受信して１チャネル又は複数チャネルの監視用電気信号に復調する１つ又は複数の監視用光受信器とからなる受信側サブシステムとを備えてなる光伝送システムに用いられ、前記中継伝送路に配設されて、前記監視用光の伝送状態を常時監視し、該監視用光の伝送が停止したとき、前記励起光源からの励起光の出力を停止させる励起光源停止装置に係り、前記合波信号光に含まれる前記監視用光から、その一部を取り出す監視用光分岐手段と、該監視用光分岐手段から取り出された前記監視用光の一部を検出する監視用光検出部と、該監視用光検出部で前記監視用光の一部が検出されなくなったとき、前記励起光源を停止させる制御部とを備えてなることを特徴としている。
請求項４記載の発明は、請求項３記載の励起光源停止装置に係り、前記中継伝送路が、前記合波信号光を伝送する光ファイバと、分布ラマン増幅用の前記励起光を出力する前記励起光源と、該励起光源から出力される前記励起光を前記光ファイバに供給する光合分波器と、前記励起光源停止手段とを備えてなることを特徴としている。
請求項５記載の発明は、請求項３記載の励起光源停止装置に係り、前記監視用電気信号が、所定の周波数の低周波信号として設定されていることを特徴としている。
請求項６記載の発明は、所定の波長に設定されたｎチャネル（ｎ；１以上の整数）の搬送用の信号光をｎチャネルの入力電気信号でそれぞれ変調することにより、ｎチャネルの送信側信号光を生成する光送信器群と、前記各送信側信号光と異なる波長を有すると共に前記各入力電気信号の周波数よりも低い周波数の監視用電気信号で変調された監視用光を発生する１つ又は複数の監視用光送信器と、前記ｎチャネルの送信側信号光及び前記監視用光を合波して合波信号光を生成する光合波器とからなる送信側サブシステムと、前記合波信号光を分布ラマン増幅用の励起光源から出力される励起光によるラマン増幅効果を用いて伝送する中継伝送路と、該中継伝送路を介して伝送された前記合波信号光を前記各波長毎に分波してｎチャネルの受信側信号光及び１チャネル又は複数チャネルの監視用光を生成する光分波器と、前記ｎチャネルの受信側信号光を受信してｎチャネルの出力電気信号に復調する光受信器群と、前記１チャネル又は複数チャネルの監視用光を受信して１チャネル又は複数チャネルの監視用電気信号に復調する１つ又は複数の監視用光受信器とからなる受信側サブシステムとを備えてなる光伝送システムに用いられ、前記中継伝送路において、前記監視用光の伝送状態を常時監視し、該監視用光の伝送が停止したとき、前記励起光源からの励起光の出力を停止させる励起光源停止方法に係り、監視用光分岐手段を用いて、前記合波信号光に含まれる前記監視用光から、その一部を取り出し、監視用光検出部に、前記監視用光分岐手段から取り出された前記監視用光の一部を検出させ、当該監視用光検出部で前記監視用光の一部が検出されなくなったとき、制御部に前記励起光源を停止させることを特徴としている。
請求項７記載の発明は、請求項６記載の励起光源停止方法に係り、前記監視用電気信号が、所定の周波数の低周波信号として設定されていることを特徴としている。
この発明の構成によれば、入力電気信号の周波数よりも低い周波数の監視用電気信号で変調された監視用光を発生する１つ又は複数の監視用光送信器を設け、励起光源停止手段により監視用光の伝送状態を常時監視し、該監視用光の伝送が停止したとき、分布ラマン増幅用励起光源からの励起光の発光を停止するようにしたので、比較的簡単な構成で安全性が確保される光伝送システムを実現できる。また、監視用周波数成分が各入力電気信号の周波数よりも低い低周波に設定されているので、同監視用周波数成分がフィルタにより高精度に取り出される。このため、励起光源を高精度で瞬時に停止することができ、コネクタの着脱時や光ファイバが断線したときなどに放射される危険な高出力光に対して安全性を確保できる。
コネクタの着脱時や光ファイバが断線した場合などに、励起光源を停止させることにより、危険な高出力光が放射されることを防止して安全性が確保された光伝送システムを提供する。
図１は、この発明の一実施例である光伝送システムの構成を示すブロック図である。
この例の光伝送システムは、同図に示すように、ＷＤＭ伝送システムであり、光送信器２１1，２１2，…，２１80と、監視用光送信器２１81と、光合波器２２と、中継伝送路２３と、光分波器２４と、光受信器２５1，２５2，…，２５80と、監視用光受信器２５81とから構成されている。光送信器２１1，２１2，…，２１80は、入力電気信号ｉ１，ｉ２，…，ｉ８０をそれぞれ入力し、異なる波長の８０チャネルの搬送用の信号光を入力電気信号ｉ１，ｉ２，…，ｉ８０でそれぞれ変調することにより、８０チャネルの送信側信号光Ａ１，Ａ２，…，Ａ８０を生成する。監視用光送信器２１81は、送信側信号光Ａ１，Ａ２，…，Ａ８０と異なる波長を有すると共に入力電気信号ｉ１，ｉ２，…，ｉ８０の周波数よりも低い周波数の監視用電気信号ｉ８１で変調された監視用光Ａ８１を発生する。特に、この実施例では、監視用電気信号ｉ８１の周波数は、所定の周波数（たとえば、８ＭＨｚ程度）の低周波信号（以下、「トーン周波数」という）として設定されている。なお、ここでは、「トーン周波数」とは、単に、入力電気信号ｉ１，ｉ２，…，ｉ８０の周波数よりも低い低周波という意味である。
この例の光伝送システムは、同図に示すように、ＷＤＭ伝送システムであり、光送信器２１1，２１2，…，２１80と、監視用光送信器２１81と、光合波器２２と、中継伝送路２３と、光分波器２４と、光受信器２５1，２５2，…，２５80と、監視用光受信器２５81とから構成されている。光送信器２１1，２１2，…，２１80は、入力電気信号ｉ１，ｉ２，…，ｉ８０をそれぞれ入力し、異なる波長の８０チャネルの搬送用の信号光を入力電気信号ｉ１，ｉ２，…，ｉ８０でそれぞれ変調することにより、８０チャネルの送信側信号光Ａ１，Ａ２，…，Ａ８０を生成する。監視用光送信器２１81は、送信側信号光Ａ１，Ａ２，…，Ａ８０と異なる波長を有すると共に入力電気信号ｉ１，ｉ２，…，ｉ８０の周波数よりも低い周波数の監視用電気信号ｉ８１で変調された監視用光Ａ８１を発生する。特に、この実施例では、監視用電気信号ｉ８１の周波数は、所定の周波数（たとえば、８ＭＨｚ程度）の低周波信号（以下、「トーン周波数」という）として設定されている。なお、ここでは、「トーン周波数」とは、単に、入力電気信号ｉ１，ｉ２，…，ｉ８０の周波数よりも低い低周波という意味である。
光合波器２２は、送信側信号光Ａ１，Ａ２，…，Ａ８０及び監視用光Ａ８１が１５７４〜１６０９ｎｍ程度の波長範囲に波長分割多重された１系統の合波信号光Ｂを生成する。中継伝送路２３は、合波信号光Ｂを伝送し、特に、この実施例では、同合波信号光Ｂを分布ラマン増幅用励起光源からの励起光によるラマン増幅効果を用いて伝送すると共に、監視用光Ａ８１の伝送状態を常時監視し、同監視用光Ａ８１の伝送が停止したとき、分布ラマン増幅用励起光源からの励起光の発光を停止する。光分波器２４は、中継伝送路２３を介して伝送された合波信号光Ｂを各波長毎に分波して８０チャネルの受信側信号光Ｃ１，Ｃ２，…，Ｃ８０及び監視用光Ｃ８１を生成する。光受信器２５1，２５2，…，２５80は、受信側信号光Ｃ１，Ｃ２，…，Ｃ８０を受信して８０チャネルの出力電気信号Ｄ１，Ｄ２，…，Ｄ８０に復調する。監視用光受信器２５81は、監視用光Ｃ８１を受信して監視用電気信号Ｄ８１に復調する。
図２は、図１中の中継伝送路２３の構成図である。
この中継伝送路２３は、同図２に示すように、光増幅器３１と、光ファイバ３２と、分岐カプラ（ＣＰＬ）３３と、信号光通過フィルタ（ＢＰＦ）３４と、信号光モニタ３５と、光合分波器（ＷＤＭ）３６と、励起光源３７と、制御部（ＣＯＮＴ）３８と、光増幅器３９と、トーン検出器（ＴＯＮＥ ＤＥＴ）４０とから構成されている。光増幅器３１は、合波信号光Ｂを所定の利得で増幅する。光ファイバ３２は、８０ｋｍ程度の分散シフトファイバで構成され、損失が２０ｄＢ程度であり、光増幅器３１で増幅された合波信号光Ｂを伝送する。分岐カプラ３３は、光ファイバ融着型光パッシブ部品であり、光ファイバ３２で伝送される合波信号光Ｂの一部を分岐光ｄとして取り出し、特に、この実施例では、光ファイバ３２からの励起光を光合分波器３６及び信号光通過フィルタ３４に対してそれぞれ９５％及び５％の割合で励起光ｃ及び分岐光ｄに分岐する。信号光通過フィルタ３４は、マイクロオプティクス型光パッシブ部品であり、分岐光ｄから、励起光、雑音光、及び８０チャネルの送信側信号光Ａ１，Ａ２，…，Ａ８０を除去し、監視用光Ａ８１の監視用周波数成分ｈのみを取り出す。
この中継伝送路２３は、同図２に示すように、光増幅器３１と、光ファイバ３２と、分岐カプラ（ＣＰＬ）３３と、信号光通過フィルタ（ＢＰＦ）３４と、信号光モニタ３５と、光合分波器（ＷＤＭ）３６と、励起光源３７と、制御部（ＣＯＮＴ）３８と、光増幅器３９と、トーン検出器（ＴＯＮＥ ＤＥＴ）４０とから構成されている。光増幅器３１は、合波信号光Ｂを所定の利得で増幅する。光ファイバ３２は、８０ｋｍ程度の分散シフトファイバで構成され、損失が２０ｄＢ程度であり、光増幅器３１で増幅された合波信号光Ｂを伝送する。分岐カプラ３３は、光ファイバ融着型光パッシブ部品であり、光ファイバ３２で伝送される合波信号光Ｂの一部を分岐光ｄとして取り出し、特に、この実施例では、光ファイバ３２からの励起光を光合分波器３６及び信号光通過フィルタ３４に対してそれぞれ９５％及び５％の割合で励起光ｃ及び分岐光ｄに分岐する。信号光通過フィルタ３４は、マイクロオプティクス型光パッシブ部品であり、分岐光ｄから、励起光、雑音光、及び８０チャネルの送信側信号光Ａ１，Ａ２，…，Ａ８０を除去し、監視用光Ａ８１の監視用周波数成分ｈのみを取り出す。
信号光モニタ３５は、フォトダイオードで構成され、信号光通過フィルタ３４から取り出された監視用周波数成分ｈを監視用電気信号ｊに変換する。トーン検出器４０は、監視用電気信号ｊから監視用周波数成分ｈが検出されるとき、検出信号ｋを生成する。励起光源３７は、半導体レーザダイオードを含んで構成され、たとえば波長が１．４８μｍ帯で１Ｗ程度の分布ラマン増幅用励起光ｆを励起する。
光合分波器３６は、マイクロオプティクス型光パッシブ部品で構成され、励起光源３７から励起された分布ラマン増幅用励起光ｆを光ファイバ３２に供給すると共に、励起光ｃ。を通過させて励起光ｇとして出力する。光増幅器３９は、励起光ｇを所定の利得で増幅して光分波器２４へ送出する。制御部３８は、トーン検出器４０で検出信号ｋが生成されなくなったとき、制御信号ｍによって励起光源３７を瞬時に停止させる。
たとえば、ラマン光源から１０ｄＢ程度減衰した場所で光ファイバ３２の断線が発生すると、送出レベル１Ｗ（＝＋３０ｄＢｍ）の励起光が１０ｄＢの損失を受けて＋２０ｄＢｍの励起光が光ファイバ３２の断線が発生した部分から放射される。これは危険なため、励起光源３７を瞬時に停止することが望ましい。光ファイバ３２の断線が発生すると、合波信号光Ｂが伝搬されないため、瞬時にトーン検出器４０でトーン周波数での変調成分が検出されなくなり、制御部３８が励起光源３７を瞬時に停止させる。上記分岐カプラ３３、信号光通過フィルタ３４、信号光モニタ３５、制御部３８、及びトーン検出器４０で、励起光源停止装置が構成されている。
次に、この例のＷＤＭ伝送システムに用いられる励起光源停止方法の処理内容について説明する。
この励起光源停止方法では、監視用光Ｃ８１の伝送が常時監視され、同監視用光Ｃ８１の伝送が停止したとき、分布ラマン増幅用の励起光源３７からの励起光ｆの発光が停止される。すなわち、入力電気信号ｉ１，ｉ２，…，ｉ８０は、それぞれ光送信器２１1，２１2，…，２１80に入力され、異なる波長の８０チャネルの搬送用の信号光が同入力電気信号ｉ１，ｉ２，…，ｉ８０でそれぞれ変調されることにより、８０チャネルの送信側信号光Ａ１，Ａ２，…，Ａ８０が生成される。また、監視用電気信号ｉ８１は、監視用光送信器２１81に入力され、同監視用光送信器２１81から監視用電気信号ｉ８１で変調された監視用光Ａ８１が出力される。送信側信号光Ａ１，Ａ２，…，Ａ８０及び監視用光Ａ８１は、光合波器２２で波長分割多重され、同光合波器２２から合波信号光Ｂが出力される。
この励起光源停止方法では、監視用光Ｃ８１の伝送が常時監視され、同監視用光Ｃ８１の伝送が停止したとき、分布ラマン増幅用の励起光源３７からの励起光ｆの発光が停止される。すなわち、入力電気信号ｉ１，ｉ２，…，ｉ８０は、それぞれ光送信器２１1，２１2，…，２１80に入力され、異なる波長の８０チャネルの搬送用の信号光が同入力電気信号ｉ１，ｉ２，…，ｉ８０でそれぞれ変調されることにより、８０チャネルの送信側信号光Ａ１，Ａ２，…，Ａ８０が生成される。また、監視用電気信号ｉ８１は、監視用光送信器２１81に入力され、同監視用光送信器２１81から監視用電気信号ｉ８１で変調された監視用光Ａ８１が出力される。送信側信号光Ａ１，Ａ２，…，Ａ８０及び監視用光Ａ８１は、光合波器２２で波長分割多重され、同光合波器２２から合波信号光Ｂが出力される。
合波信号光Ｂは、光増幅器３１で増幅され、光ファイバ３２で伝送される。この伝送される合波信号光Ｂは、分岐カプラ３３で励起光ｃ及び分岐光ｄに分岐される。励起光ｃは光合分波器３６を経て励起光ｇとして出力され、同励起光ｇは光増幅器３９で増幅されて光分波器２４へ送出される。光分波器２４では、光増幅器３９で増幅された励起光ｇが各波長毎に分波されて８０チャネルの受信側信号光Ｃ１，Ｃ２，…，Ｃ８０及び監視用光Ｃ８１が生成される。受信側信号光Ｃ１，Ｃ２，…，Ｃ８０は、光受信器２５1，２５2，…，２５80で受信されて８０チャネルの出力電気信号Ｄ１，Ｄ２，…，Ｄ８０に復調される。監視用光Ｃ８１は、監視用光受信器２５81で受信されて監視用電気信号Ｄ８１に復調される。
一方、分岐光ｄは信号光通過フィルタ３４に入力され、励起光、雑音光、及び送信側信号光Ａ１，Ａ２，…，Ａ８０が除去され、同信号光通過フィルタ３４から監視用光Ａ８１の監視用周波数成分ｈのみが取り出される。監視用周波数成分ｈは、信号光モニタ３５で監視用電気信号ｊに変換される。監視用電気信号ｊはトーン検出器４０に送出され、同トーン検出器４０から検出信号ｋが出力される。ここで、たとえば光ファイバ３２の断線が発生したとき、合波信号光Ｂが伝搬されないため、トーン検出器４０で検出信号ｋが生成されなくなり、制御部３８から制御信号ｍが出力されて励起光源３７が瞬時に停止される。
以上のように、この実施例では、トーン検出器４０で監視用周波数成分ｈの検出信号ｋが生成されなくなったとき、制御部３８から出力される制御信号ｍによって励起光源３７が瞬時に停止されるので、比較的簡単な構成で安全性が確保される。また、信号光通過フィルタ３４により、分岐光ｄから、励起光、雑音光、及び送信側信号光Ａ１，Ａ２，…，Ａ８０が除去され、かつ監視用周波数成分ｈが入力電気信号ｉ１，ｉ２，…，ｉ８０の周波数よりも低い低周波に設定されているので、同監視用周波数成分ｈが高精度に取り出される。このため、励起光源３７が高精度で瞬時に停止され、コネクタの着脱時や光ファイバ３２が断線したときなどに放射される危険な高出力光に対して安全性が確保される。
以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、具体的な構成は同実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更などがあっても、この発明に含まれる。
たとえば、図１では、監視用光送信器２１81は、１つ設けられているが、複数設けても良い。この場合、監視用光送信器２１81の数に対応して、監視用光受信器２５81、信号光通過フィルタ（ＢＰＦ）３４、信号光モニタ３５、及びトーン検出器４０も複数設ける必要がある。これにより、さらに確実に励起光源３７を瞬時に停止できる。また、監視用電気信号の周波数は、８ＭＨｚに限らず、入力電気信号ｉ１，ｉ２，…，ｉ８０の周波数よりも低ければ、任意の周波数で良い。また、上記実施例では、８０チャネルの入力電気信号ｉ１，ｉ２，…，ｉ８０が光送信器２１1，２１2，…，２１80に入力されるようになっているが、１チャネル以上の任意のチャネル数に設定しても良い。
たとえば、図１では、監視用光送信器２１81は、１つ設けられているが、複数設けても良い。この場合、監視用光送信器２１81の数に対応して、監視用光受信器２５81、信号光通過フィルタ（ＢＰＦ）３４、信号光モニタ３５、及びトーン検出器４０も複数設ける必要がある。これにより、さらに確実に励起光源３７を瞬時に停止できる。また、監視用電気信号の周波数は、８ＭＨｚに限らず、入力電気信号ｉ１，ｉ２，…，ｉ８０の周波数よりも低ければ、任意の周波数で良い。また、上記実施例では、８０チャネルの入力電気信号ｉ１，ｉ２，…，ｉ８０が光送信器２１1，２１2，…，２１80に入力されるようになっているが、１チャネル以上の任意のチャネル数に設定しても良い。
この発明は、分布ラマン増幅用励起光源からの励起光によるラマン増幅効果を用いて信号光を伝送する光伝送システム全般に適用できる。
２１1，２１2，…，２１80 光送信器
２１81 監視用光送信器
２２ 光合波器
２３ 中継伝送路
２４ 光分波器
２５1，２５2，…，２５80 光受信器
２５81 監視用光受信器
３１，３９ 光増幅器
３２ 光ファイバ
３３ 分岐カプラ（励起光源停止装置の一部、監視用光分岐手段の一部）
３４ 信号光通過フィルタ（励起光源停止装置の一部、監視用光分岐手段の一部）
３５ 信号光モニタ（監視用光検出部の一部、励起光源停止装置の一部）
３６ 光合分波器（ＷＤＭ）
３７ 励起光源
３８ 制御部（励起光源停止装置の一部）
４０ トーン検出器（監視用光検出部の一部、励起光源停止装置の一部）
２１81 監視用光送信器
２２ 光合波器
２３ 中継伝送路
２４ 光分波器
２５1，２５2，…，２５80 光受信器
２５81 監視用光受信器
３１，３９ 光増幅器
３２ 光ファイバ
３３ 分岐カプラ（励起光源停止装置の一部、監視用光分岐手段の一部）
３４ 信号光通過フィルタ（励起光源停止装置の一部、監視用光分岐手段の一部）
３５ 信号光モニタ（監視用光検出部の一部、励起光源停止装置の一部）
３６ 光合分波器（ＷＤＭ）
３７ 励起光源
３８ 制御部（励起光源停止装置の一部）
４０ トーン検出器（監視用光検出部の一部、励起光源停止装置の一部）
Claims (7)
- 所定の波長に設定されたｎチャネル（ｎ；１以上の整数）の搬送用の信号光をｎチャネルの入力電気信号でそれぞれ変調することにより、ｎチャネルの送信側信号光を生成する光送信器群と、前記各送信側信号光と異なる波長を有すると共に前記各入力電気信号の周波数よりも低い周波数の監視用電気信号で変調された監視用光を発生する１つ又は複数の監視用光送信器と、前記ｎチャネルの送信側信号光及び前記監視用光を合波して合波信号光を生成する光合波器とからなる送信側サブシステムと、
前記合波信号光を分布ラマン増幅用の励起光源から出力される励起光によるラマン増幅効果を用いて伝送する中継伝送路と、
該中継伝送路を介して伝送された前記合波信号光を前記各波長毎に分波してｎチャネルの受信側信号光及び１チャネル又は複数チャネルの監視用光を生成する光分波器と、前記ｎチャネルの受信側信号光を受信してｎチャネルの出力電気信号に復調する光受信器群と、前記１チャネル又は複数チャネルの監視用光を受信して１チャネル又は複数チャネルの監視用電気信号に復調する１つ又は複数の監視用光受信器とからなる受信側サブシステムとを備えてなる光伝送システムであって、
前記中継伝送路は、
前記合波信号光を伝送する光ファイバと、
分布ラマン増幅用の前記励起光を出力する前記励起光源と、
該励起光源から出力される前記励起光を前記光ファイバに供給する光合分波器と、
前記監視用光の伝送状態を常時監視し、該監視用光の伝送が停止したとき、前記励起光源からの前記励起光の出力を停止させる励起光源停止手段とを備え、かつ、
該励起光源停止手段は、
前記合波信号光に含まれる前記監視用光から、その一部を取り出す監視用光分岐手段と、
該監視用光分岐手段から取り出された前記監視用光の一部を検出する監視用光検出部と、
該監視用光検出部で前記監視用光の一部が検出されなくなったとき、前記励起光源を停止させる制御部とを備えてなることを特徴とする光伝送システム。 - 前記監視用電気信号は、
所定の周波数の低周波信号として設定されていることを特徴とする請求項１記載の光伝送システム。 - 所定の波長に設定されたｎチャネル（ｎ；１以上の整数）の搬送用の信号光をｎチャネルの入力電気信号でそれぞれ変調することにより、ｎチャネルの送信側信号光を生成する光送信器群と、前記各送信側信号光と異なる波長を有すると共に前記各入力電気信号の周波数よりも低い周波数の監視用電気信号で変調された監視用光を発生する１つ又は複数の監視用光送信器と、前記ｎチャネルの送信側信号光及び前記監視用光を合波して合波信号光を生成する光合波器とからなる送信側サブシステムと、
前記合波信号光を分布ラマン増幅用の励起光源から出力される励起光によるラマン増幅効果を用いて伝送する中継伝送路と、
該中継伝送路を介して伝送された前記合波信号光を前記各波長毎に分波してｎチャネルの受信側信号光及び１チャネル又は複数チャネルの監視用光を生成する光分波器と、前記ｎチャネルの受信側信号光を受信してｎチャネルの出力電気信号に復調する光受信器群と、前記１チャネル又は複数チャネルの監視用光を受信して１チャネル又は複数チャネルの監視用電気信号に復調する１つ又は複数の監視用光受信器とからなる受信側サブシステムとを備えてなる光伝送システムに用いられ、
前記中継伝送路に配設されて、前記監視用光の伝送状態を常時監視し、該監視用光の伝送が停止したとき、前記励起光源からの励起光の出力を停止させる励起光源停止装置であって、
前記合波信号光に含まれる前記監視用光から、その一部を取り出す監視用光分岐手段と、
該監視用光分岐手段から取り出された前記監視用光の一部を検出する監視用光検出部と、
該監視用光検出部で前記監視用光の一部が検出されなくなったとき、前記励起光源を停止させる制御部とを備えてなることを特徴とする励起光源停止装置。 - 前記中継伝送路は、
前記合波信号光を伝送する光ファイバと、
分布ラマン増幅用の前記励起光を出力する前記励起光源と、
該励起光源から出力される前記励起光を前記光ファイバに供給する光合分波器と、
前記励起光源停止手段とを備えてなることを特徴とする請求項３記載の励起光源停止装置。 - 前記監視用電気信号は、
所定の周波数の低周波信号として設定されていることを特徴とする請求項３記載の励起光源停止装置。 - 所定の波長に設定されたｎチャネル（ｎ；１以上の整数）の搬送用の信号光をｎチャネルの入力電気信号でそれぞれ変調することにより、ｎチャネルの送信側信号光を生成する光送信器群と、前記各送信側信号光と異なる波長を有すると共に前記各入力電気信号の周波数よりも低い周波数の監視用電気信号で変調された監視用光を発生する１つ又は複数の監視用光送信器と、前記ｎチャネルの送信側信号光及び前記監視用光を合波して合波信号光を生成する光合波器とからなる送信側サブシステムと、
前記合波信号光を分布ラマン増幅用の励起光源から出力される励起光によるラマン増幅効果を用いて伝送する中継伝送路と、
該中継伝送路を介して伝送された前記合波信号光を前記各波長毎に分波してｎチャネルの受信側信号光及び１チャネル又は複数チャネルの監視用光を生成する光分波器と、前記ｎチャネルの受信側信号光を受信してｎチャネルの出力電気信号に復調する光受信器群と、前記１チャネル又は複数チャネルの監視用光を受信して１チャネル又は複数チャネルの監視用電気信号に復調する１つ又は複数の監視用光受信器とからなる受信側サブシステムとを備えてなる光伝送システムに用いられ、
前記中継伝送路において、前記監視用光の伝送状態を常時監視し、該監視用光の伝送が停止したとき、前記励起光源からの励起光の出力を停止させる励起光源停止方法であって、
監視用光分岐手段を用いて、前記合波信号光に含まれる前記監視用光から、その一部を取り出し、監視用光検出部に、前記監視用光分岐手段から取り出された前記監視用光の一部を検出させ、当該監視用光検出部で前記監視用光の一部が検出されなくなったとき、制御部に前記励起光源を停止させることを特徴とする励起光源停止方法。 - 前記監視用電気信号は、
所定の周波数の低周波信号として設定されていることを特徴とする請求項６記載の励起光源停止方法。
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