JPH02281831A

JPH02281831A - 光シャットダウン方式

Info

Publication number: JPH02281831A
Application number: JP1104036A
Authority: JP
Inventors: Koichi Sano; 浩一佐野; Shinichi Aoyanagi; 慎一青柳; Kazuo Hagimoto; 萩本　和男
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1989-04-24
Filing date: 1989-04-24
Publication date: 1990-11-19
Anticipated expiration: 2012-11-12
Also published as: JP2675615B2

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】（産業上の利用分野）本発明は、ｌｘＮ先スダスターカプラいたスター・バス
形式の光ファイバ伝送系に適用される光シャットダウン
方式に関するものである。

（従来の技術）第２図は、ｌｘＮ光スターカプラを用いたスター・バス
形式の光ファイバ伝送系の基本構成を示す図である。第
２図において、１は電話局ＴＥＸに配置された光送受信
器、２はき線点ＦＤＰに配置されたｌｘＮ光スターカプ
ラ、３−１〜３−Ｎは各加入者ＳＵＢに配置された光送
受信器である。

１ｘＮ光スターカプラ２は、電話局ＴＥＸ側のポート数
が１、加入者ＳＵＢ側のポート数がＮであり、７は見易
ＴＥＸの光送受信器１とは１本の光ファイバ４により接
続され、Ｎ個の各ポートは各加入者ＳＵＢの光送受信器
３−１〜３−ＮとＮ本の光ファイバ５−１〜５−Ｎによ
りそれぞれ接続されている。また、送受信される信号光
の波長はλ。である。

このような構成において、電話局ＴＥＸの光送受信器１
から送出された信号光は、光ファイバ４を伝搬された後
、光スターカプラ２に入射され、Ｎ分岐される。これら
Ｎ分岐された各信号光は、光ファイバ５−１〜５−Ｎを
それぞれ伝搬されて、加入者ＳＵＢ側の各光送受信器３
−１〜３−Ｎにて受信される。

一方、加入者ＳＵＢの光送受信器３−１〜３−Ｎから送
出された信号光は、上記とは逆の経路を伝送される。即
ち、各光ファイバ５−１〜５−Ｎを伝搬された後、光ス
ターカップラ２に入射され、合流される。合流された信
号光は、光ファイバ４を伝搬されて、電話局ＴＥＸの光
送受信器１にて受信される。なお、このとき、合流され
る各信号光は・光ファイバ４を伝搬中に互いに衝突しな
いように、例えば、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）方式が
適用される。

このように、光スターカプラを用いたスターΦバス形式
の光ファイバ伝送系は、同一信号光を複数の加入者ＳＵ
Ｂに同時に分配できるため、ＣＡＴＶのような放送型の
光通信網に適している。

しかし、この構成において避けられない問題は、■契約
違反の加入者ＳＵＢを如何に網から切り離すか、 ■ＴＤＭＡ制御が不能となった異常加入者を如何に切り
離すか、ということである。

次に、これらの問題について説明する。

まず、■の問題について、例えば、ＣＡＴＶを例に考察
してみる。ＣＡＴＶにおいては、各加入者ＳＵＢに同一
の映像が流れるわけであるが、この中にはペイバービュ
ウ（ＰＰＶ）と呼ばれる有料サービスがある。このサー
ビスは、加入者のみが受けられるようになっている。

具体的には、加入者に設置される端末アダプタには、い
わゆる暗号解読回路が装備されており、契約した加入者
の暗号解読回路のみが、電話局ＴＥＸからの制御により
作動し、ＰＰｖサービスを受けられるようになっている
。しかし、未契約の加入者が、端末アダプタになんらか
の細工を施して、未契約のままで暗号解読回路を作動さ
せることも考えられる。従って、この場合には、この加
入者に対するサービスを打ち切る必要がある。

次に、■の問題について説明する。ＴＤＭＡは、上記し
たように、一つのチャネル（例えば、光ファイバ４）を
複数信号光間で、衝突を避けて共用する一つの方法であ
る。

具体的には、各信号源あるいは各加入者には、ある一定
の時間を割り当てて、その決められた時間のみ信号光を
チャネルに送出する。この動作は、各信号光間で周期的
に行なわれる。この場合には、一つの信号源に異常が発
生し、その信号の送出タイミングにずれが生じると、他
の信号源による通信も途絶えてしまう。従って、この場
合には、異常が発生した加入者に対してのみサービスを
停止し、切り離す必要がある。

これらの問題の良好な解決策は、第２図の構成において
、信号光のオン／オフを行なう光スィッチを、加入者Ｓ
ＵＢ側の光ファイバ５−１〜５−Ｎの各々に挿入する、
いわゆる光シャットダウン方式を採用することである。

従来、この光シャットダウン方式に適用可能な光スィッ
チとしては、光電気変換器＋電子スイッチ＋電気光変換
器、機械式光スィッチ、電気光学式光スィッチ、半導体
光スィッチ等があった。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記各光スィッチでは、給電回路を伝送
路途中に配置する必要があり、しかも、伝送路を構成す
る光ファイバとの結合損失が大きいという欠点がある。

さらに、偏波依存性を有するため偏波保持用の特殊な回
路が必要となり部品点数の増加を招き、かつ、小型化が
困難であり、高密度実装及び低コスト化が必須の条件と
なる光加入者系には、不向きであるという問題点があっ
た。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、そ
の目的は、高密度実装を実現し得る小型にして簡易な構
成にて信号光のオン／オフを行なえ、しかも、光ファイ
バ伝送系のシステムコストの低減をも図れる光シャット
ダウン方式を提供することにある。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するため、本発明では、一方のポート数
が１、他方のポート数がＮ　（Ｎ−２，３゜・・・）で
ある光スターカプラを用いたスター・バス形式の光ファ
イバ伝送系の光シャットダウン方式において、前記他方
のポート側に、入射される励起光強度に応じて各ポート
における入出射光をオン／オフする希土類元素添加光フ
ァイバ増幅器を接続した。

（作　用）本発明によれば、光ファイバ伝送路を伝搬され、この光
ファイバを伝搬するに伴い、一定の減衰作用を受けた信
号光は、光スターカプラの一方側の１個のポートに入射
され、ここでＮ分岐される。

ここで、信号光は光分岐損失を受ける。次に、これらＮ
分岐された各信号光は、他方側のＮ個の各ポートより出
射され、希土類元素添加光ファイバ増幅器に入射される
。

このとき、励起光が所定の強度をもって希土類元素添加
光ファイバ増幅器に入射されていると、励起光は希土類
元素添加光ファイバ増幅器を伝搬中に光ファイバに添加
されている希土類元素を励起する。これに伴い、信号光
は所定の利得をもって増幅されて、低下した強度が回復
される。

このように、増幅作用を受けた各信号光は、希土類元素
添加光ファイバ増幅器を出射後、次段のＮ本の光ファイ
バ伝送路をそれぞれ伝搬される。

一方、Ｎ本の光ファイバ伝送路を伝搬されてきた信号光
は、上記とは逆の経路を伝送され、光スターカプラにて
合流された後、１本の光ファイバ伝送路を伝搬される。

ここで、例えば、Ｎ本の光ファイバ伝送路の伝送先の加
入者になんらかの異常が発生し、この異常加入者に対す
る通信を停止し、システムから切り離なさなければなら
ない事態が発生した場合には、例えば、励起光の希土類
元素添加光ファイバ増幅器への入射が停止しされる。こ
れにより、光スターカプラにより分岐された異常加入者
に対する信号光は、光ファイバに吸収されて減衰し、加
入者には到達しない。

（実施例）第１図は、本発明に係る光シャットダウン方式を採用し
た光ファイバ伝送系の第１の実施例を示す構成図であっ
て、基本構成を示す第２図と同一構成部分は同一符号を
もって表す。即ち、ＴＥＸは電話局、ＦＤＰはき線点、
ＳＵＢは加入者、１は電話局ＴＥＸに配置された光送受
信器、２はき線点ＦＤＰに配置されたｌｘＮ先スダスタ
ーカプラ−１〜３−Ｎは各加入者ＳＵＢに配置された光
送受信器、４は光スターカプラ２の電話局ＴＥＸ側の１
個のポートと電話局ＴＥＸの光送受信器１間を接続した
光ファイバ、５−１〜５−Ｎは、き線点ＦＤＰ　（光ス
ターカプラ２の加入者ＳＵＢ側のＮ個の各ポート）と各
加入者ＳＵＢの光送受信器３−１〜３−Ｎとを接続した
光ファイバである。

また、送受信される信号光の波長λ。は、１．５３〜１
．５６μｍである。

６−１〜６−Ｎは電話局ＴＥＸに配置された励起光源で
、例えば、発振波長１．４８μｍ（λ１）の半導体レー
ザからなり、無変調光（直流光）である励起光を所定の
強度で出射する。

７−１〜７−Ｎは励起光用光ファイバで、各励起光源６
−１〜６−Ｎから出射された励起光が伝搬される。

８−１〜８−Ｎは光合波器で、光スターカプラ２の加入
者ＳＵＢ側のＮ個の各ポートにそれぞれ接続され、光ス
ターカプラ２にてＮ分岐された各信号光と各励起光源６
−１〜６−Ｎによる励起光とを合波する。

９−１〜９−Ｎは希土類元素添加光ファイバ増幅器（以
下、光ファイバ増幅器という）で、光ファイバに希土類
元素、例えばエルビウム（以下、Ｅｒと表記する）を所
定の濃度で添加して構成されている。これら、光ファイ
バ増幅器９−１〜９−Ｎは、各光合波器８−１〜８−Ｎ
の合波光出射側に接続されており、励起光が所定の強度
で入射されていると信号光を所定の利得（〜２５ｄＢ）
をもって増幅し、その長さは、数ｍ〜数十ｍに設定され
る。

なお、利得のある波長或は、即ち、光ファイバ増幅器９
−１〜９−Ｎがオン／オフ光スィッチとして働く波長域
は、添加した希土類元素がＥｒの場合、信号光の波長λ
。は１．５３〜１．５６μｍ（励起光の波長λｌは、〜
１．４８μｍ）に制限される（文献：　Ｋ、ｌＩａｇｌ
ｍｏｔｏ、　ｅｔ、　ａｔ、　　”＾２１２ｋｍ　　Ｎ
０Ｎ−ＲＥＰＥＡＴＥＤ　　ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮ
　　ＥＸＰＥＲＩＭＥＮＴ　　ＡＴｌ、８Ｇｂ／ｓ　Ｕ
ＳＩＮＧ　ＬＤ　ＰＵＭＰＥＤ　Ｅｒ”−ＤＯＰＥＤ　
ＦＩＢＥＲＡＭＰＬＩＦＩＥＲ８ＩＮ　　ＡＮ　　ＩＮ
ＤＩＲＥＣＴ−ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ　　ＲＥＰＥＡＴＥ
ＲＳＹＳＴＥＭ　　　、ＯＦＣ’　　８９．Ｐｏ５ｔ　
Ｄｅａｄｌｉｎｅ　Ｐａｐｅｒ、ＰＤ１５−１参照）。

１０−１〜１０−Ｎは励起光除去用フィルタで、光ファ
イバ増幅器９−１〜９−Ｎの加入者ＳＵＢ側の入出射端
側に接続されており、信号光は透過させ、励起光は遮断
する。

次に、上記構成による動作を説明する。なお、ここでは
電話局ＴＥＸから加入者ＳＵＢへの信号光の通信動作に
ついてのみ説明する。

電話局ＴＥＸの光送受信器１から送出された信号光は、
光ファイバ４を伝搬される。このとき信号光は、光ファ
イバ４を伝搬するに伴い、一定の減衰作用を受けて光ス
ターカプラ２に入射され、ここでＮ分岐される。ここで
信号光は、光分岐損失を受ける。次に、これらＮ分岐さ
れた各信号光は、光合波器８−１〜８−Ｎに入射される
。

このとき、電話局ＴＥＸに配置された励起光源６−１〜
６−Ｎにより励起光が所定の強度をもって出射されてい
ると、励起光は各光ファイバ７−１〜７−Ｎを伝搬後、
光合波器８−１〜８−Ｎに入射される。これにより、光
合波器８−１〜８−Ｎにおいて、信号光と励起光が合波
され、各合波光は光ファイバ増幅器９−１〜９−Ｎにそ
れぞれ入射される。光ファイバ増幅器９−１〜９−Ｎに
入射された合波光のうち、励起光によりＥｒが励起され
、これに伴い信号光は所定の利得をもって増幅されて、
光ファイーバ４を伝搬中に低下した強度並びに光スター
カプラ２による光分岐損失が補償される。

このように、増幅作用を受けた各信号光と励起光は、次
にフィルタ１０−１〜１０−Ｎに入射され、信号光はそ
のまま透過し、励起光は遮断される。これにより、信号
光のみが各光ファイバ５−１〜５−Ｎをそれぞれ伝搬さ
れて、加入者ＳＵＢ側の各光送受信器３−１〜３−Ｎに
て受信される。

一方、加入者ＳＵＢの光送受信器３−１〜３−Ｎから送
出された信号光は、上記とは逆の経路を伝送される。な
お、このとき、合流される各信号光は、光ファイバ４を
伝搬中に互いに衝突しないように、例えば、ＴＤＭＡ　
（時分割多元接続）方式が適用される。

ここで、例えば光送受信器３−１を備えた加入者ＳＵＢ
になんらかの異常が発生し、この異常加入者に対する通
信を停止し、システムから切り離なさなければならない
事態が発生した場合には、励起光源６−１による励起光
の出射が停止しされる。これにより、光スターカプラ２
により分岐された光送受信器３−１に対する信号光に励
起光が合波されず、信号光は光ファイバ増幅器９−１に
吸収されて減衰し、加入者ＳＵＢには到達しない。

このように、光ファイバ増幅器９−１〜９−Ｎに対する
励起光の入射状態、即ち、励起光をオン／オフすること
により、光ファイバ増幅器９−１〜９−Ｎがオン／オフ
光スィッチとして作用し、通信用信号光のオン／オフが
行なわれる。

以上のように、本節１の実施例によれば、ＩＸＮ光スタ
ーカプラ２を用いた光ファイバ伝送系において、光スタ
ーカプラ２のＮ個のポート側に励起光の入射状態に応じ
て、信号光のオン／オフを行なうＥｒ添加光ファイバ増
幅器９−１〜９−Ｎを接続したので、光ファイバ伝送路
の光損失による強度の低下並びに光スターカプラ２によ
る光分岐損失（ｌ０ＬＯＧ（Ｎ））を補償することがで
き、また、雑音特性が良いため、良好な光通信を実現で
きる。

さらに、Ｅ「添加光ファイバ増幅器９−１〜９−Ｎは、
伝送路用光ファイバと同様の構造パラメータに設定でき
るため、伝送路用光ファイバとの結合損失を小さくする
ことができる。さらにまた、偏波依存がないため偏波保
持用の特殊な光回路が不要であり、しかも、短い光ファ
イバ長で使用できるため、簡易な構成にて信号光のオン
／オフを行ない得る光ファイバ伝送系を実現できる。

なお、本節１の実施例では、光ファイバに添加する希土
類元素としてＥｒ　　（エルビウム）を例にとり説明し
たが、これに限定されるものではなく、他の希土類元素
を添加した光ファイバ増幅器を用いても、上記したと同
様の効果を得られることはいうまでもない。この場合、
添加する希土類元素に応じて、励起光の波長は適宜選択
される。

また、信号光と励起光を合波する合波手段としては、光
合波器８−１〜８−Ｎに代えて、光カブラを用いても勿
論良い。

第３図は、本発明に係る光シャットダウン方式を採用し
た光ファイバ伝送系の第２の実施例を示す構成図である
。本第２の実施例と前記第１の実施例の異なる点は、第
１の実施例では、信号光を光ファイバ４を伝搬させ、光
スターカプラ２にてＮ分岐させた後に、光ファイバ７−
１〜７−Ｎを伝搬させた励起光と、き線点ＦＤＰに配置
した光合波器８−１〜８−Ｎにて合波し、先ファイバ増
幅７ｉ　９−１〜９−Ｈに供給するように構成したのに
対して、以下のように構成したことにある。

即ち、本第２の実施例においては、光波長分割多重方式
を採用し、励起光６ａ−１〜６ａ−Ｎは１・４８μｍ帯
のそれぞれ異なる発振波長（λ１≠λ　≠、・・・、≠
λＮ）で励起光を出射するように構成されるとともに、
光合波器８ａを電話局ＴＥＸに配置することにより、こ
れら励起光と光送受信器１による信号光を光合波器８ａ
にて合波した後に、この合波光を光ファイバ４を伝搬さ
せ、さらに、光スターカプラ２のＮ個のポートと各光フ
ァイバ増幅器９−１〜９−Ｎの光スターカプラ２側の入
出射端面との間に、不要の励起光を遮断する不要励起光
除去用フィルタ１１−１〜１ｌ−Ｎ（例えば、フィルタ
１１−１は波長λ１の励起光を透過させ、他の波長の励
起光は遮断）を挿入した構成にしている。

このような構成にすることにより、前記第１の実施例の
効果に加えて、電話局ＴＥＸと光スターカプラ２間を結
ぶ光ファイバを１本に集約することができ、光ファイバ
伝送系のコストの低減を図ることができる。

（発明の効果）以上説明したように、本発明によれば、一方のポート数
が１、他方のポート数がＮ　（Ｎ−２，３゜・・・）で
ある光スターカプラのＮ個のポート側に、入射される励
起光強度に応じて各ポートにおける入出射光をオン／オ
フする希土類元素添加光ファイバ増幅器を接続したので
、光ファイバ伝送路の光損失による強度の低下並びに光
スターカプラによる光分岐損失を補償することができ、
また、雑音特性が良いため、良好な光通信を実現できる
。

さらに、希土類元素添加光ファイバ増幅器は、伝送路用
光ファイバと同様の構造パラメータに設定できるため、
伝送路用光ファイバとの結合損失を小さくすることがで
きる。さらにまた、偏波依存がないため偏波保持用の特
殊な光回路が不要であり、しかも、短い光ファイバ長で
使用できるため、小型にして簡易な構成にて信号光のオ
ン／オフを行なえ、しかもコストの低減をも図れる光シ
ャットダウン方式を提供できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光シャットダウン方式を採用した
光ファイバ伝送系の第１の実施例を示す構成図、第２図
はｌｘＮ光スターカプラを用いたスター・バス形式の光
ファイバ伝送系の基本構成を示す図、第３図は本発明に
係る光シャットダウン方式を採用した光ファイバ伝送系
の第２の実施例を示す構成図である。図中、１・・・電話局ＴＥＸ側光送受信器、２・・・光
スターカプラ、３−１〜３−Ｎ・・・加入者ＳＵＢ側光
送受信器、４．５−１〜５−Ｎ・・・伝送路用光ファイ
バ、６−１〜６−Ｎ、　　６ａ−１〜６ａ−Ｎ−・・励
起光源、７−１〜７−Ｎ・・・励起光用光ファイバ８−
１〜８−Ｎ、８ａ−・・光合波器、９−１〜９−Ｎ・・
・Ｅｒ　　（希土類元素）添加光ファイバ増幅器、１Ｏ
−１〜１０−Ｎ・・・励起光除去用フィルタ、１１−１
〜１１−Ｎ・・・不要励起光用フィルタ。特許出願人　　日本電信電話株式会社

Claims

【特許請求の範囲】一方のポート数が１、他方のポート数がＮ（Ｎ＝２，３
，…）である光スターカプラを用いたスター・バス形式
の光ファイバ伝送系の光シャットダウン方式において、前記他方のポート側に、入射される励起光強度に応じて
各ポートにおける入出射光をオン／オフする希土類元素
添加光ファイバ増幅器を接続したことを特徴とする光シ
ャットダウン方式。