JPH0120578B2 - - Google Patents

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JPH0120578B2
JPH0120578B2 JP58131370A JP13137083A JPH0120578B2 JP H0120578 B2 JPH0120578 B2 JP H0120578B2 JP 58131370 A JP58131370 A JP 58131370A JP 13137083 A JP13137083 A JP 13137083A JP H0120578 B2 JPH0120578 B2 JP H0120578B2
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50Transmitters

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は波長多重伝送システムに係り、特に
波長多重光送信装置に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
一般に、この種の波長多重伝送システムは、第
1図に示すように波長多重光送信装置10と、波
長多重光受信装置20と、これら各装置10,2
0を結合する光フアイバケーブル30とからなつ
ている。波長多重光送信装置10には、波長λ1
λ3の光を発するLD(Laser Diode)またはLED
(Light Emitting Diode)などの発光素子を備え
た電気/光変換器(以下、E/O変換器と称す
る)11〜13と、光合波器14とが設けられて
いる。E/O変換器11〜13から変換出力され
た波長λ1〜λ3の光は光合波器14によつて波長多
重化(合波)され、光フアイバケーブル30を介
して波長多重光受信装置20に伝送される。波長
多重光受信装置20には、第2図に示す如く波長
λ1〜λ3(λ1<λ2<λ3)の範囲においてほぼ平坦な
量子効率を有するAPD(Avalanche Photo
Diode)またはPIN―PD(PIN―Photo Diode)
などの光検出素子を備えた光/電気変換器(以
下、O/E変換器と称する)21〜23と、光分
波器24とが設けられている。波長多重光受信装
置20に伝送された波長多重光は光分波器24に
よつて波長λ1〜λ3の各光信号に分波される。これ
ら波長λ1〜λ3の各光信号はO/E変換器21〜2
3によつて電気信号に変換され、対応する機器に
出力される。
このようなシステムでは、故障等の異常時に備
えて交換部品を用意するのが一般的である。この
場合、例えばO/E変換器については、システム
内に波長多重数だけ設けられているものの、予備
品は1種だけでもよい。これは、各O/E変換器
に、第2図に示す如く使用波長の領域においてほ
ぼ平坦な量子効率を有する光検出素子を用いるこ
とにより、これらO/E変換器に相互互換性を持
たせることができるためである。
これに対し、E/O変換器は固有の波長の光を
出力しなければならないため、各E/O変換器に
用いられる発光素子の予備品は少なくとも波長多
重数だけ必要となる。しかもこれらの予備発光素
子の発光波長は交換対象となる発光素子の発光波
長に一致していなければならない。ところが、発
光素子の発光波長は素子間にばらつきがあるた
め、部品選別して揃える作業が必要となる。
〔発明の目的〕
この発明は上記事情に鑑みてなされたものでそ
の目的は、それぞれ固有の波長の光を出力する複
数のE/O変換器(電気/光変換器)に用いられ
ている発光素子に対する予備発光素子がE/O変
換器数(波長多重数)に無関係に1つで済み、し
かもいずれかの発光素子の故障時に自動的にバツ
クアツプできる波長多重光送信装置を提供するこ
とにある。
〔発明の概要〕
この発明では、入力電気信号を固有の波長の光
信号に変換する複数の第1電気/光変換器の出力
レベル異常を検出する検出回路を設け、複数の第
1電気/光変換器の故障検出を行なうようにして
いる。また、この発明では、検出回路の検出結果
に応じ、故障が検出された第1電気/光変換器へ
の入力電気信号を選択する選択回路と、発光素子
を内蔵し、この選択回路によつて選択された入力
電気信号を光信号に変換する第2電気/光変換器
(バツクアツプ用電気/光変換器)と、この第2
電気/光変換器内の上記発光素子を上記検出回路
の検出結果に対応する温度に設定保持する温度制
御回路とを設け、発光素子からの出力光の波長が
温度依存性があることを利用し、第2電気/光変
換器の出力光の波長を故障が検出された第1電
気/光変換器の出力光の波長に一致させることが
できる構成としている。そして、この発明では、
第2電気/光変換器の光出力を上記複数の第1電
気/光変換器に要求されている各波長の光に分波
する光分波器と、この光分波器の各分波出力と上
記複数の第1電気/光変換器の各光出力とを同一
波長同志で結合する複数の光結合器と、これら光
結合器の出力を合波する光合波器とを更に設け、
第2電気/光変換器が複数の第1電気/光変換器
のうちの故障変換器のバツクアツプ用変換器とし
て自動的に使用される構成としている。
〔発明の実施例〕
第3図はこの発明の一実施例に係る波長多重光
送信装置の構成を示すブロツク図である。同図に
おいて符号1011〜1013で示されるE/O変
換器(電気/光変換器)は入力電気信号2011
〜2013を波長λ1〜λ3の光信号に変換するのに
必要な公知の回路構成を有している。この例にお
いてE/O変換器1011〜1013は基本的に同
一構成である。したがつてE/O変換器1011
〜1013の回路構成については、E/O変換器
1011を例にとつて説明する。
第4図はE/O変換器1011の構成を示す。
E/O変換器1011には、LD(レーザ・ダイオ
ード)ドライバ301、発光素子、例えばLD(レ
ーザ・ダイオード)302、出力モニタ用の光検
出素子、例えばPIN―PD(PINホトダイオード)
303、および自動出力制御用のアンプ304が
設けられている。LDドライバ301は入力電気
信号2011に応じてLD302を駆動する。これ
によりLD302は波長λ3の光を出力する。LD3
02からの出力光の一部はPIN―PD303に入
光し、電気信号に変換される。アンプ304は
PIN―PD303から変換出力される電気信号に
応じてLDドライバ301を制御する。これによ
り、LD302からの出力光のレベルが所定レベ
ルに保持される。以上は、E/O変換器1011
の公知部分についての説明である。この実施例に
おいて、E/O変換器1011には、出力レベル
異常検出回路としてのコンパレータ305が新規
に設けられている。コンパレータ305はアンプ
304からの出力電圧Vと基準電圧源306から
の基準電圧Vrefとの大小を比較することにより、
LD302からの出力光のレベルの低下(異常)
を検出する。コンパレータ305はV<Vrefのと
き有効なアラーム信号2021を出力する。なお、
E/O変換器1012,1013については、上述
したE/O変換器1011の説明において符号2
011を2012,2013に、符号2021を20
2,2023に読み換えればよい。但し、LD3
02に要求される発光特性(発光波長λ)が、
E/O変換器1011〜1013でそれぞれ異なる
ことは勿論である。
再び第3図を参照するとE/O変換器1011
〜1013からのアラーム信号2021〜2023
はバツクアツプ回路102に導かれる。このバツ
クアツプ回路102には入力電気信号2011
2013も導かれる。バツクアツプ回路202は
アラーム信号2021〜2023に応じ、異常(故
障)検出されたE/O変換器101i(iは1〜
3のいずれか)への入力電気信号201iを波長λi
の光信号に変換するように構成されている。バツ
クアツプ回路202の構成を第5図に示す。同図
においてリレー回路4011〜4013には、上記
アラーム信号2021〜2023が駆動信号として
導かれる。また、リレー回路4011〜4013
は上記入力電気信号2011〜2013が導かれ
る。更にリレー回路4011〜4013には基準電
圧源4021〜4023からの基準電圧Vref1
Vref3が供給される。しかしてリレー回路401i
(iは1〜3のいずれか)は対応するアラーム信
号202iが有効である場合に作動する。これに
より入力信号201iおよび基準電圧源402i
選択される。
リレー回路401iによつて選択された入力電
気信号201iはE/O変換器(第2電気/光変
換器)403内のLDドライバ501に導かれる。
LDドライバ501は入力電気信号201iに応じ
て発光素子であるLD502を駆動する。これに
よりLD502から光が出力される。LD502か
らの出力光の一部は出力モニタ用のPIN―PD5
03に入光し、電気信号に変換される。自動出力
制御用のアンプ504はPIN―PD503から変
換出力される電気信号に応じてLDドライバ50
1を制御する。これにより、LD502からの出
力光のレベルが所定レベルに保持される。
また、リレー回路401iによつて選択された
基準電圧電源402iからの基準電圧Vrefiは温度
制御回路404に導かれる。温度制御回路404
は、温度可変素子、例えばペルチエ効果素子60
1と、このペルチエ効果素子601の温度を検出
するサーミスタ等の温度検出素子602と、温度
制御用のアンプ603とを備えている。アンプ6
03には上記基準電圧Vrefiおよび温度検出素子6
02からの検出電圧が供給される。しかしてアン
プ603は温度検出素子602からの検出電圧が
基準電圧Vrefiに一致するようにペルチエ効果素子
601への供給電流を制御する。これによりペル
チエ効果素子601は基準電圧Vrefiに対応する温
度に設定保持される。この例において、ペルチエ
効果素子601はLD502に近接して設けられ
ている。したがつてLD502はペルチエ効果素
子601とほぼ同一温度に設定保持される。
LD502からの出力光の波長λは温度依存性
がある。LD502における温度Tと波長λとの
関係を第6図に示す。図から明らかなようにLD
502の温度を変えることにより所望の発光波長
を得ることができる。この例では、LD502の
温度をT1,T2,T3に設定することにより、波長
λ1(830nm),λ2(840nm),λ3(850nm)の出力光
を得ることが可能である。そこで、この例では、
基準電圧Vref1,Vref2,Vref3として、LD502
(ペルチエ効果素子601)の温度がT1,T2
T3に設定保持される電圧値が採用されている。
今、E/O変換器1011が故障し、LD302
からの出力光のレベルが低下したものとする。こ
の場合、出力モニタ用のPIN―PD303を流れ
るモニタ電流が減少し、アンプ304の出力電圧
Vが基準電圧源306からの基準電圧Vrefより低
くなる。コンパレータ305はV<Vrefの期間
中、有効なアラーム信号2021を出力する。こ
のアラーム信号2021はバツクアツプ回路10
2のリレー回路4011を作動させる。これによ
り、基準電圧電源4021からの基準電圧Vref1
温度制御回路404に導かれ、入力電気信号20
1がE/O変換器403に導かれる。E/O変
換器403は入力電気信号2021を光信号に変
換する。このとき、E/O変換器403内のLD
502は、温度制御回路404によつて、上記基
準電圧Vref1に対応する温度T1に設定保持される。
したがつてLD502から出力される光信号、す
なわちE/O変換器403から出力される光信号
の波長λはλ1となる。このE/O変換器403,
LD502からの出力光の波長スペクトラムを第
7図に示す。
E/O変換器403からの出力光(波長λ1)は
バツクアツプ回路102からの出力光として第3
図に示すように光分波器103に導かれる。この
実施例において、光分波器103は、第8図に示
すように波長λ1(830nm),λ2(840nm),λ3
(850nm)の光に対してのみ通過特性を有する。
しかして光分波器103によつて分波された波長
λ1〜λ3の各出力光は光結合器1041〜1043
導かれる。但し、E/O変換器1011の故障が
検出されたこの例では、光分波器103への入力
光すなわちE/O変換器403,LD502から
の出力光には波長λ2,λ3の波長成分は含まれてお
らず、光分波器103によつて分波された波長
λ2,λ3の出力光のエネルギ強度は零である。ま
た、E/O変換器403,LD502からの出力
光には、中心波長λ1(相対強度100の波長)近傍の
波長成分が含まれている(第7図参照)が、第8
図から明らかなように波長λ1,λ2,λ3以外の波長
成分は光分波器103によつて光減衰される。し
たがつて光結合器1041に導かれる光信号中に
は波長λ1近傍の波長成分は含まれない。
光結合器1041〜1043にはE/O変換器1
011〜1013からの出力光も導かれる。しかし
て光結合器1041は、故障が検出されたE/O
変換器1011からの波長λ1の出力光(但しエネ
ルギ強度は零)と光分波器103からの波長λ1
分波出力光とを結合する。また光結合器1042
は、正常なE/O変換器1012からの波長λ2
出力光と光分波器103からの波長λ2の分波出力
光(但しエネルギ強度は零)とを結合する。同様
に光結合器1043は正常なE/O変換器1013
からの波長λ3の出力光と光分波器103からの波
長λ3の分波出力光(但しエネルギ強度は零)とを
結合する。これら各光結合器1041〜1043
らの出力光は波長多重化用の光合波器105に導
かれる。光合波器105は光結合器1041〜1
043からの波長λ1〜λ3の出力光を合波し、波長
多重化された光信号を本装置と波長多重光受信装
置(図示せず)とを結合する光フアイバケーブル
106に送出する。
なお、前記実施例では、E/O変換器1011
が故障した場合について説明したが、発光波長λ
の異なるE/O変換器1012または1013が故
障した場合にも、バツクアツプ回路102による
自動バツクアツプが同様に行なわれることは明ら
かである。また、前記実施例では、入力電気信号
2021〜2023、基準電圧4021〜4023
アラーム信号2011〜2013に基づいて選択す
る選択回路をリレー回路で構成した場合について
説明したが、電子スイツチ等で構成することも可
能である。また、コンパレータ305等をE/O
変換器1011,1012,1013から独立させ
ることも可能である。更に前記実施例では、バツ
クアツプ対象となるE/O変換器が3台である波
長多重光送信装置に実施した場合について説明し
たが、この発明は2台は勿論4台以上のE/O変
換器を有する波長多重光送信装置全般に応用でき
る。
〔発明の効果〕
以上詳述したようにこの発明によれば、それぞ
れ固有の波長の光を出力する複数のE/O変換器
(電気/光変換器)のいずれが故障しても、1つ
の予備発光素子を含む1台のバツクアツプ用の
E/O変換器でありながら、故障E/O変換器に
要求されていた発光波長でのバツクアツプが自動
的に行なえる。したがつてこの発明によれば、装
置に要求される各発光波長毎に予備発光素子を用
意しておく必要がなくなる。また、自動的にバツ
クアツプが行なわれることから、保守員による第
1次メインテナンスが不要となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の波長多重伝送システムの構成を
示すブロツク図、第2図は波長多重光受信装置内
の光/電気変換器で一般に使用される光検出素子
の波長λと量子効率との関係を説明するための
図、第3図はこの発明の一実施例に係る波長多重
光送信装置の構成を示すブロツク図、第4図は第
3図に示す電気/光変換器の内部構成を示す回路
図、第5図は第3図に示すバツクアツプ回路の内
部構成を示す回路図、第6図は第5図に示すバツ
クアツプ回路で使用される発光素子の温度Tと発
光波長λとの関係を説明するための図、第7図は
同発光素子の特定温度における波長スペクトラム
を示す図、第8図は第3図に示す光分波器のフイ
ルタ特性を示す図である。 1011〜1013,403…電気/光変換器
(E/O変換器)、102…バツクアツプ回路、1
03…光分波器、1041〜1043…光結合器、
105…光合波器、302,502…LD(レー
ザ・ダイオード、発光素子)、303,503…
PIN―PD(PINホトダイオード、光検出素子)、
305…コンパレータ、306,4021〜40
3…基準電圧源、4011〜4013…リレー回
路、404…温度制御回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 入力電気信号を固有の波長の光信号に変換出
    力する複数の第1電気/光変換器と、これら第1
    電気/光変換器の出力レベル異常を検出する検出
    回路と、この検出回路によつて出力レベル異常が
    検出された上記第1電気/光変換器への上記入力
    電気信号を選択する選択回路と、発光素子を内蔵
    し、この選択回路によつて選択された上記入力電
    気信号を光信号に変換出力する第2電気/光変換
    器と、この第2電気/光変換器内の上記発光素子
    を上記検出回路の検出結果に対応する温度に設定
    保持する温度制御回路と、上記第2電気/光変換
    器の光出力を所定の波長の光に分波する光分波器
    と、この光分波器の各分波出力と上記複数の第1
    電気/光変換器の各光出力とを同一波長光同志で
    結合する複数の光結合器と、これら光結合器の出
    力を合波する光合波器とを具備することを特徴と
    する波長多重光送信装置。
JP58131370A 1983-07-19 1983-07-19 波長多重光送信装置 Granted JPS6022840A (ja)

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