JPH022228A - 長距離光通信システムの監視方式及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （１）発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は光ファイバを用いた長距離光通信システム（以
下、光通信システムと称す）に係わり、特に光通信シス
テムの障害探索及びレベル等の動作状況を監視する光通
イ３システムの監視方式及び装置に関するものである。

［従来の技術１ 低１０失、人容足などの優れた１Ｓ１徴を有する光ファ
イバと光信号を増幅するための中継器とを用いて長距離
の光通信システムが構築されている。

現在実用化されている光通信システムでは、光ファイバ
として石英ガラスファイバを、中継器として光信号を一
口電気信号に変換し、電気信号の状態で増幅及び波形整
形を行い、再びぞの増幅された電気信号を光信号に変換
する必要がある電気信り用中継器が用いられている。し
かし、近年は光を直接増幅することが可能な光直接中継
器（以下、光中継器と称す）として、ラマン誘導を用い
たうマン増幅器や半導体レーザの注入電流を制御して用
いる半導体増幅器等がある。

第８図は、従来の光通信システムの構成図であり、１．
２は上り及び下りの光ファイバ、３゜４は陸揚局、５８
〜５ｎは上り光ファイバ１に挿入された上り光中継器、
６８〜６ｎは下り光ファイバ２に挿入された下り光中継
器をそれぞれ承り。

このような光通信システムを保守・運用する一合には、
光ファイバ１．２及び光中継器５゜６が正常に動作して
いるがどうかを常時又は必要に応じて監視する必要があ
る。また、光ファイバが破断して＋ａ古となった場合に
は、その破断点を訂に評定する必要がある。

従来の光中継器をインサービスでＣ？Ｊ２する拡視力式
どしてＧ、Ｌ、陸揚局から何番口の光中継器であるかに
より固有のコードを割当て、測定信号のパリティピット
の偶奇を利用して監視し、監視した光中ｍ器の情報を下
りの光中継器に返送する方式がある（特開昭６０−２４
１３５０号公報参照）。

一方、光ファイバの破断点を評定する方式としでは、光
ファイバの一端から光パルスを入Ω・ｊし、光ファイバ
で発生するレーり散乱により後方へ戻ってくる後方散乱
光を利用して破断点を測定するものがある（１：！開明
６２−６２２４２号公報谷ｆｆ１）。

［発明が解決しようとづる問題点］ しかし、従来の光中継器Ｃ現方式では、パリティピット
の偶奇を利用して符号誤り率を測定することにより各光
中継器をＣ視しているが、パリティピッ１−の偶奇を利
用するため各光中継器での折り返し回路が？！２雄で、
かつ各光中継器の増幅度や光ファイバの状態が同時に監
視でさないという問題点があった。

一方、従来の後方散乱光を用いた光ファイバの破断点を
評定する方式は、単に光ファイバそのものを測定する方
式であり、光中継器が挿入された光通信システムの場合
における方法等が何ら想定開示されておらず、かつ同時
に光中継器を監視する方法も何ら開示されていなかった
。

従−）で、光通信システムを構成している光ファイバ及
び光中ｍ器を同時に、かつ簡単な６式で障害探索及びレ
ベル等の動作状況を簡１１１に監視することが可能な誼
視方式が強く望まれていたが、今まで何ら開示されてい
なかった。

本発明は、Ｇｔ記した従来の技術の問題点に爲みなされ
たもので、光ファイバ及び光中継器を同時に、かつＢ　
ｌｕな方式で障害探索及びレベル等の動作状況を監視す
ることが可能な光通信システムの監視方式及び装置を提
供ぜｌυとするものである。

（２）発明の構成 Ｅ問題点を解決するための手段］ 本発明の第１の特徴は、送信局と受信局間の送信側の伝
送路である上り光ファイバと受信島側の伝送路である下
り光ファイバにそれぞれ挿入され１ζ複数個の上り及び
下り光中継器とを有し、前記送信局と１）４記受信局聞
相互で光信号の授受を行う艮距岨光通信シスデムの前記
上り及び下り光ファイバと前記光中継器とを監視する艮
距岨光通信システムの監視１ノ式において、前記送信局
から監視信号である光パルスを送出し、該光パルスが前
記上り光ファイバの伝搬途上で発生する後方散乱光を１
１ζ１記送信局からの１１制御指令にＬ（づいて前記下
り光フファイバに配置された任、α順位の前記光中継器
と前記下り光フン・イバを介して前記送信局に返送し該
送信局では返送された前記後方散乱光のレベルの時間的
挙動変化を監視することにより前記ｆｆ、息順位の光中
継器とその次順位の光中継器間の前記上り光ファイバの
１０失及び破断状況を判定すると共に前記後方散乱光の
レベル差から前記任意順位の光中継芯の増幅度を測定す
るようにしたことにある。

本発明の第２の特徴は、送信局と受信局間の送信側の伝
送路である上り光ファイバと受信側の伝送路である下り
光ファイバにそれぞれ挿入された複数個の上り及び下り
光中継器とを有し、前記送信局と１１す記受信局聞相互
で光イこ号の授受を行う艮距顛光通信シスデムの前記上
り及び下り光）７・イバと前記光中継器とを監視する長
距離光通信システムの監視装置にａ３いて、前記各上り
光中継器の出力側に配置され諦視信８である尤パルスが
前記上り光中ｇ　Ｚ間の各光ファイバの伝搬途上で発生
する後７Ｊ改乱光を該光ファイバから分岐するための光
分岐手段と、前記台上り光中継芯の入力側に配置され１
１４記後方散乱光ど前記下り光ファイバの光信号とを合
成重るだめの光合成手段と、首記送信局からの制６１１
指令に基づいて前記後方散乱光を前記下り光ファイバへ
切替えるための光スイッチ手段と、該光スイッチを制御
するための制御手段とを備えていることにある。

本発明の第３の特徴は、送信局と受信局間の送信側の伝
送路である上り光ファイバと受信局側の伝送路である下
り光ファイバにそれぞれ挿入された？！２数個の上り及
び下り光中継器とを有し、該送信局と該受信局間相互で
光１１号の授受を行う長距離光通信システ１１の前記上
り及び下り光ファイバと前記光中ｍ器どを監視づる長距
離光通信システムの監視装冒において、萌記各上り光中
継器の出ノＪ側に配置され監視信号である光パルスが前
記上り光中継器間の各光ファイバの伝搬途上で発生する
後方散乱光を該光ファイバから分岐するための光分岐手
段と、前記各下り光中継器の入力側に配置され前記後方
散乱光と前記下り光ファイバの光信号とを合成するため
の光合成手段ど、前記光分岐手段と該光合成手段間に配
置され前記後方散乱光のみを取り出す帯域フィルタとを
有し、前記監視信号と前記上り光ファイバ及び下り光フ
ァイバを伝搬°スる光信号の波長をそれぞれ異ならしめ
て用いることにより、インサービスで＋’ｐｒ記監視信
号を取り出して監視するように構成したことにある。

［実　施　例］ 以下に図面を用いて本発明の詳細な説明する。

尚、以下の説明では従来技術と同一構成部分については
同一番号を付し、説明の重複を省く。

［実　施　例１］ 第１図は本発明による第１実施例であり、光中ｍ器で監
視信号を折り返す場合にＪ３ける折り返し部Ａ１の構成
図である。

ＩＦｉｌ１２？ｌにおいて、Ｉａ、１ｂ、２ａ、２ｂは
それぞれ上り、下りの光中継器５ａ、６ａに接続される
光ファイバ、７は光分岐回路、８は光合成回路、９は制
御回路、１０は光シャッタや光増幅器等の光スイッヂ回
路、１１は光ファイバ１ｂの障害点を示す。

ところで光ファイバ１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂは光信号り
を入射すると構造および分子レベルの１１らぎにより光
信ＳｎＬを後方に散乱する性質を有する。また、光ファ
イバ１ｂの障害点１１では、反射を発生する。すなわち
第１図において上りの光中ＷＺ５ａの出力は光分岐回路
７を経て光ファイバ１ｂに送出されるが、光ファイバ１
ｂで発生した（ｐ方散乱光やｒ４２？点１１により発生
りる反）１光は再び光分岐回路７を経て光スイッヂ回路
１０に導かれる。光スイッグ回路１０は陸１５２局３か
らの制御指令により制御回路９を動作させて、後方散乱
光を光スイップ回路１０側にリムえる。光スイッヂ回路
１０を経た後ブＪ散乱光は、光合成回路８により下りの
光中継器６８に：導かれ、ファイバ２ｂを経て陵ＩＳ２
局３へ伝送される。陸揚局３では後方散乱光のレベルの
時間的挙動変化を調べることにより破（頃（障害）点等
を３視する。

なお、前記の説明では光スイップ回路１０としてシ１ジ
ッタを用いた例について）ホべたが第４図のように光ス
イッヂ回路１０としてラマン増幅器や半導体増幅３苫の
光増幅器１１を用いればより効果的である。すなわち、
光増幅器１１は制御回路９からの電流の有無によって光
スイッチ−殿能をばたりと共に、電流が供給された光ス
イッヂＡン時には微弱な後方散乱光を増幅して折り返り
ことができるので、陸揚局３での受信レベルが向上する
。

第２図において光中ｍ　Ｓ　５　ｂと光中継器５Ｃ間の
光ファイバ１ｃ！Ｐ−障害点１１が存在すると仮定する
。第２図で光中継器５ａと５　ａ、　５　ｂと６　ｂ、
　５　ｃと６Ｃの間には第１図に示す折り返し部Ａ１が
段冒されているが説明を簡単にする！こめに省略してい
る。

陸揚局４では障害点１１の発生により通信に異常を生じ
るため、上り伝送路である光ファイバ１に障害点が存在
することは承知している。

この場合６光中継器５８〜５ｎのシャック回路または光
増幅”Ｒ１１Ｔ；の光スイッヂ回２３１０をずべてオ°
ンとし、陸揚局３から光パルスＬＰを光ファイバ１に伝
送する。光パルスＬＰは光フアイバ１ａ中を伝搬し、そ
れ自身減衰しながら後方散乱光を発生する。光中継器５
ａで増幅され、再びファイバ１ｂ中を伝搬し後方散乱光
を発生する。ファイバ１ｂに沿って発生した後方散乱光
は矢印に示す折り返し経路１２により光中継器６ａを経
てｊＦ　１ｇ局３に伝送される。第３図において、波形
１２１１は陸Ｉｎ局３で受信した光中１！器５ａと光中
継器５ｂ間の光フ？イバ１ｂで発生する後方散乱光の時
間的挙動変化を示す。同様に、光ファイバ１Ｃで発生し
た複１ノ散乱光は矢印に示寸折り返し経路１３により光
中継器６ｂを経てｒ）揚局３に伝送される。その後方散
乱光は第３図の波形１３ａで示されるが、障害点１１に
おいて、強い反ｑ１光を発生づるため、第３図では波形
１３ｂのように鋭いパルスが受信され、それ以降後ブノ
散乱光の受信がなくなる。陸Ｉｎ局３では、光ファイバ
１．１１（陸揚局３と光中ｍ　器５　ａ聞）と光ファイ
バ１ｂには巽常はなく光ファイバ１Ｃに障害点１１が存
在すること、また、光中継器５ｂから障害＋、’Ｘ　１
１までの距だ１は、波形１３ａの受信量始点Ｓから波形
１３ｂのピーク値点Ｔを受信するまでの時間（１：　＝
　Ｔ　−Ｓ　）を測定することにより、光信号の伝搬速
度Ｃを用いて距ｊ１１Ｊ −ｔ （ρ−、ｎは光ファイバの屈折率） を求めることができる。また、第３図から明らかなよう
に点Ｐと点Ｑとの差から光中継器５ａの利１ｑを点Ｑと
貞Ｒとの差から光ファイバ１ｂの１０失を測定でき、以
降同様の測定により、システムに沿ってレベルダイヤグ
ラムを知ることができる。ツなわら、光通信システムに
用いる光ファイバ１．２や光中継器５．６の動作状況を
監視することができる。

＋Ｗｆ記第１実施例では、情報を伝送する光（２号りの
波長と監視信号である光パルスＬＰの波長とが同一であ
る場合を念頭において）２明した。

その場合両信号の波長が同一のため、光信号りを伝送中
は監視信号ＬＰが送れない。ずなりもシステムの監視は
運用を中止するアウトサービスにしか適用できないとい
う問題がある。次に障害点やシステムのレベルダイヤグ
ラムを運用中、寸なわちインサービスで測定できる方式
について説明する。

［実　施　例２］ 第５図は本発明による第２の実施例であり、折り返し部
Δ２の構成図である。

前記第１実施例と異なる点は、光スイッチ回路１０ど光
合成回路８との間に監視信８ＬＰだけを通過さける帯域
通過フィルタ１４（以下、［３ＰＦと称す）を挿入した
点にある。従って本実施例では情報を伝送する光信号り
と異なる波長の監視信号１．、Ｐを用いることにより、
折り返し部Ａ２で監視信号ＬＰのみを抽出し、光合成回
路８で波長の責なる光信号りで伝送するため、運用中の
光信号りに影響を与えることなく、インサービスでシス
テムの監視を行うことができる。なお、光スイッヂ回路
１０として分布帰還形半弓体レーザを用いることにより
、ＢＰＦＩ４を省略することができる。

第６図（ａ）　、（ｂ）は本発明で用いる光信号りと監
視信号ＬＰとの波長の関係を示した図である。

第６図（ａ）は上り・下り光ファイバ１．２で同一波長
の光信ＱＬを用い、かつ複数の波長の光信号Ｌａ−Ｌｄ
を用いて波長多重通信を行う場合であり、監視信号ＬＰ
の波長を光信号しａ〜Ｌ　ｄの波長と異なるようにして
ＢＰＦＩ　４で抽出りるようにしたものである。一方第
６図（１１）は波長ｚ重通信を行う際に、上りの光信号
Ｌ１．Ｌ２、下りの光信号１３．Ｌ４、監視信号ＬＰの
各波長をそれぞれ異ならしめて、上りの光信号ＬＩＬ２
ｊ３よび監視（ｉ’ｉ号ＬＰを折り返しても下りの光信
号Ｌ　３．　Ｌ　４に影響を与えないようにしたもので
ある。その場合、光中ｗ１器５８〜５ｎと光中ＩＺ６ａ
〜６ｎとにそれぞれフィルタ１能を持たせておけばより
効果的である。なお同図中１５はローパスフィルタ（Ｌ
ＰＦ）、１６はバイパスフィルタ（＋−Ｉ　Ｐ　Ｆ　）
である。

［実　施　例３］ 第７図は本発明による第３の実施例であり、折り返し部
Ａ３の構成図である。

同図の折り返し部Δ３は、第５図に於ける前記第２実施
例の制御回路９及び光スイッチ回路１０を省略し、監視
信号ＬＰである後方散乱光を常時光分岐回路７及びＢＰ
Ｆ１４により取り出して光合成回路８を介して陸揚局４
へ伝送づるものである。現在の同軸ケーブルシステ１１
ではラインパイロツＩ−（６０ＫＨ７）を用いて常時、
システムの監視を行っている。光ファイバを用いた光通
信システムでし監視信号１−Ｐ（後方散乱光）を本発明
のように用いれば、常時システムの監視が可能となるど
几に、同軸り゛−ブルシスデムとは異なり近端測定がＴ
ｉＪ能となる。

なお、第７図の構成として、上り光信号１．１１２、下
り光信号１３．　Ｌ　４及σ監視仁号１−　Ｐの波長を
それぞれ異ならしめる（第６図（ｂ）参照）必要がある
。また、光分岐回路７で上り光信８Ｌｌ、Ｌ２が３ｄｌ
ｌ低下でるが、光中継器５８〜５ｎの増幅度（３０〜４
０　ｄ　Ｂ）が大きいので問題とはならない。さらに、
ＢＰ「１／Ｉとしては前記したように増幅機能とフィル
タ機能とを右Ｊる分布帰還形半導体レーザ（半導体増幅
器）を用いればより効果的である。

（３）発明の効果 かくして、本発明は後方散乱光の時間的挙動変化を測定
することにより、光ファイバの破断点や光中継器の動作
状況である光通信システムのレベルグイｔ／グラムを同
時に、かつ簡単に監視することが可能となる。

また、監視信号の波長と光信号との波長とを５１ｉ！な
らしめることにより、インサービスで光通イエシステム
のレベルグイ−７グラムの監視が可能となる。

本発明は後方散乱光を送信局へ返送するための折り返し
部Δ１〜Δ３として、光分岐手段、光合成手段、光スィ
ッチ及び制御回路を用いることにより、容易に実現する
ことが可能となる。

また、具体的な光スイップ手段としてシトツタもしくは
半導体増幅器を用いることにより、光学的に直接切付え
ることができる。

更に、折り返し部Ａ３として、光分岐手段、光合成手段
及び少なくとも帯域通過機能を有する［３ＰＦを備え、
かつ監視信号の波長、上り光信号及び下り光信ｇの波長
をそれぞれ異ならしめることにより、インサービスで常
時光通信システムのレベルダイへ７グラムの監視が可能
となる。

従って光海底ケーブル方式を初めとする光中ｍ器を用い
た光通イ３システムに広く適用が可能であり、その効果
が大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す折り返し部の構成図
、第２図は本発明による光通信システムの構成図、第３
図は本発明による監視方式を説明するための後方１々乱
光のレベル図、第４図は本発明の他の折り返し部の構成
図、第５図は本発明の第２実施例を示ｒｊｌＩ７り返し
部の構成図、第６図ａ及びｂは本発明に用いる監視信号
、上り光信号、下り光信号の波長関係を示した図、第７
図は本発明の第３実施例を示ず折り返し部の構成図、第
８図は従来の光通信システムの構成図である。 １．１ａ〜１ｎ・・・上り光ファイバ ２．２ａ〜２ｎ・・・下り光ファイバ ３．４・・・陸揚局 ５．５ａ〜５ｎ・・・上り光中継器 ６．６０〜６ｎ・・・下り光中継器 ７・・・光分岐回路　　　　８・・・光合成回路９・・
・制御回路　　　　　１ｏ・・・光スイッヂ回路１１・
・・弊害点 １２．１３・・・折り返し経路 １４・・・１３Ｐｒ’　　　　　　１５・・・ＬＰＦ１
６・・・ＨＰＦ Ａ１〜Δ３・・・折り返し部 り、Ｌａ〜ｌｄ・・・光信号 Ｌｌ、Ｌ２・・・上り光信号　Ｌ　３．　Ｌ　４・・・
下り光ｆｚｇＬＰ・・・光パルス（監視信号） 第１図 Ａ１ 第２図 第５図 １−　　　　　　　　　　　　−−−−Ｊ第７図 Ｌ−−−−−−−−＝Ｊ 第３図 第４図 第６図（Ｃり 第６図（ｂ） 上り回≦曳 下り　ロ６＊

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、送信局と受信局間の送信側の伝送路である上り光フ
   ァイバと受信局側の伝送路である下り光ファイバにそれ
   ぞれ挿入された複数個の上り及び下り光中継器とを有し
   、前記送信局と前記受信局間相互で光信号の授受を行う
   長距離光通信システムの前記上り及び下り光ファイバと
   前記光中継器とを監視する長距離光通信システムの監視
   方式において、 前記送信局から監視信号である光パルスを送出し、該光
   パルスが前記上り光ファイバの伝搬途上で発生する後方
   散乱光を前記送信局からの制御指令に基づいて前記下り
   光ファイバに配置された任意順位の前記光中継器と前記
   下り光ファイバを介して前記送信局に返送し、 該送信局では返送された前記後方散乱光のレベルの時間
   的挙動変化を監視することにより前記任意順位の光中継
   器とその次順位の光中継器間の前記上り光ファイバの損
   失及び破断状況を判定すると共に前記後方散乱光のレベ
   ル差から前記任意順位の光中継器の増幅度を測定するよ
   うにしたことを特徴とする長距離光通信システムの監視
   方式 ２、前記監視信号の波長が、前記上り光ファイバと前記
   下り光ファイバとで同一で、前記光信号の波長が、前記
   監視信号の波長とは異なりかつ前記上り光ファイバと前
   記下り光ファイバとでそれぞれ異なる波長を用いること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の長距離光通信
   システムの監視方式 ３、送信局と受信局間の送信側の伝送路である上り光フ
   ァイバと受信局側の伝送路である下り光ファイバにそれ
   ぞれ挿入された複数個の光中継器とを有し、前記送信局
   と前記受信局間相互で光信号の授受を行う長距離光通信
   システムの前記上り及び下り光ファイバと前記光中継器
   とを監視する長距離光通信システムの監視装置において
   、 前記各上り光中継器の出力側に配置され監視信号である
   光パルスが前記上り光中継器間の各光ファイバの伝搬途
   上で発生する後方散乱光を前記光ファイバから分岐する
   ための光分岐手段と、 前記各下り光中継器の入力側に配置され該後方散乱光と
   前記下り光ファイバの光信号とを合成するため光合成手
   段と、 前記送信局からの制御指令に基づいて前記後方散乱光を
   前記下り光ファイバへ切替えるための光スイッチ手段と
   、 該光スイッチを制御するための制御手段とを備えている
   ことを特徴とする長距離光通信システムの監視装置 ４、前記光スイッチ手段が、シャッタもしくは光増幅器
   であることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の長
   距離光通信システムの監視装置５、送信局と受信局間の
   送信側の伝送路である上り光ファイバと受信局側の伝送
   路である下り光ファイバにそれぞれ挿入された複数個の
   上り及び下り光中継器とを有し、該送信局と該受信局間
   相互で光信号の接受を行う長距離光通信システムの前記
   上り及び下り光ファイバと前記光中継器とを監視する長
   距離光通信システムの監視装置において、 前記各上り光中継器の出力側に配置され監視信である光
   パルスが前記上り光中継器間の各光ファイバの伝搬途上
   で発生する後方散乱光を前記光ファイバから分岐するた
   めの光分岐手段と、前記各下り光中継器の入力側に配置
   され該後方散乱光と前記下り光ファイバの光信号とを合
   成するため光合成手段と、 前記光分岐手段と該光合成手段間に配置され前記後方散
   乱光のみを取り出す帯域通過フィルタとを有し、 前記監視信号と前記上り光ファイバ及び下り光ファイバ
   を伝搬する光信号の波長をそれぞれ異ならしめて用いる
   ことにより、インサービスで前記監視信号を取り出して
   監視するように構成したことを特徴とする長距離光通信
   システムの監視装置