JPH03216030A - 光伝送方式 - 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】 「産業上の利用分野」 この発明は光ファイバ線路を使用し、かつ現用と予備用
とを切替えるようにした光伝送方式に関する． 「従来の技術」 従来の光伝送方式の冗長系の構成は大別すると以下の２
種類に分類できる。その１つは海底光伝送方式用中継器
に採用されているもので、発光素子及びそれの駆動部分
のみを２重化した構成である　（Ａｉｋｉ．．　ｅＬａ
ｌ，　　”ｌｎＬｅＨｒａＬｅｄ　　４４６　　Ｍｂ／
Ｓ　　ＳｕｂｍａｒｉｎｅＯｐｔｉｃａｌ　Ｒｅｐｅａ
ｔｅｒ　ｗｉｔｈ　Ｒｅｄｕｎｄａｎｔ　Ｏｐｔｉｃａ
＋Ｓｏｕｒｃｅ”　ＥＣＯＣ　’８４，ＩＩＢ−１）。

他の１つは電話用光加入者線多重伝送方式用装置に採用
されている並列運転構成である（露木他、゛加入者線の
光ケーブル化を促進する電話ＣＴ／ＲＴ”、ＮＴＴ技術
ジャーナル９月号、１９８９）。

この後者について第２図を参照して簡単に述べると、第
１入力端子１１に入力された電気信号は第１共通制御部
１２を通じて第１送信用光伝送回路１３ａ，１３ｂへそ
れぞれ供給され、これら第１送信用光伝送回路１３ａ，
１３ｂの各電気信号出力で第１発光素子１４ａ，１４ｂ
がそれぞれ駆動され、これら第１発光素子１４ａ，１４
ｂからの光出力はそれぞれ第１光ファイバｍ路１５ａ，
１５ｂの一端に入射され、第１光ファイバ線路１５ａ，
１５ｂの各他端よりの光は第１受光素子１６ａ，　　１
５ｂでそれぞれ電気信号に変換され、これら電気信号は
第１受信用光伝送回路１７ａ，１７ｂを通じ、更に第２
共通制御部１８を通じて第２出力端子１９に出力される
．第２入力端子２１に入力された電気信号は第２共通制
御部１８を通じて第２送信用光伝送回路２２ａ，２２ｂ
へそれぞれ供給され、第２送信用光伝送回路２２ａ２２
ｂの各電気信号出力で第２発光素子２３ａ２３ｂがそれ
ぞれ駆動され、第２発光素子２３ａ，２３ｂの各光出力
はそれぞれ第２光ファイバ線路２４ａ，２４ｂの各一端
に入射され、第２光ファイバ線路２４ａ．２４ｂの各他
端から出力される光はそれぞれ第２受光素子２５ａ，２
５ｂで電気信号に変換されて第２受信用光伝送回路２６
ａ，２６ｂへ供給され、第２受信用光伝送回路２６ａ，
２６ｂの各出力は第１共通制御部１２を通じて第１出力
端子２７へ供給される． 「発明が解決しようとする課題」 前者は、光ファイバ線路の障害（例えば、破断）に対し
ては、救済できない。後者は、並列運転系であるため、
一方の系の障害発生時には何んらのサービス断を生じな
いという長所を有するものの（ｉ）一木の光ファイバ線
路による双方向伝送を行っていないため光ファイバ線路
が４本となり、その費用が高くつく、（；ｉ）発光素子
として半導体レーザを使用する場合は半導体レーザは摩
耗故障モードが存在することが知られており、寿命がほ
ぼ一定しているため並列運転系の様なホットスタンバイ
冗長系では近接した時期に故障が両系連続して起きる可
能性があり、取替え用品をある時期に両系のために大量
に用意する必要を生じる、もしくは最悪の場合は両系が
同時故障となりサービス断を生じてしまう，（ｉｉｉ）
発光受光素子及び光ファイバ線路部に比べて不稼動率（
故障率）は充分低いと予想される光伝送回路までを含ん
で２重化しているため、この部分のコストが無駄となる
等の欠点が有る． この発明の目的は、光ファイバ線路部の破断や発光／受
光素子故障はシステム不稼動率の低下を招いたり、並列
運転系ではシステムコストが上昇してしまうという欠点
を解決した経済的で高信頼な光伝送方式を提供すること
にある。

「諜題を解決するための手段」 この発明によれば１本の光ファイバ線路を用いて上り／
下りの双方向を同時伝送する波長多重形又は同一波長方
向分割形の光伝送方式とし、現用光ファイバ線路と、予
備用光ファイバ線路とが設けられ、その現用光ファイバ
線路の一端と、第１現用発光素子及び第１現用受光素子
とが第１現用光結合器を介して結合され、現用光ファイ
／Ｎ線路の他端と、第２現用発光素子及び第２現用受光
素子とが第２現用光結合器を介して結合され、予備用光
ファイバ線路の一端と、第１予備用発光素子及び第１予
備用受光素子とが第１予備用光結合器を介して結合され
、予備用光ファイバ線路の他端と、第２予備用発光素子
及び第２予備用受光素子とが第２予備用光結合器を介し
て結合され、第１送信用光伝送回路の出力が第１送信用
リレーにより第１現用発光素子と、第１予備用発光素子
とに切替え供給され、第１受信用リレーにより第１現用
受光素子の出力と、第１予備用受講素子の出力が切替え
られて第１受信用光伝送回路に入力され、第２送信用光
伝送回路の出力が第２送信用リレーにより第２現用発光
素子と、第２予備用発光素子とに切替え供給され、第２
受信用リレーにより第２現用受光素子の出力と、第２予
備用受光素子の出力とが切替えられて第２受信用光伝送
回路に入力される。第１共通制御部には、第１現用受光
素子に入力される伝送系の伝送状態が所定値以上悪くな
ると、切替え情報を第２共通制御部へ伝送した後、第１
送信用リレー及び第１受信用リレーを予備側へ切替え、
また第２共通制御部から切替え情報を受信すると第１送
信用リレー及び第１受信用リレーを予備側へ切替える手
段を有し、第２共通制御部は第２現用受光素子に入力さ
れる伝送系の伝送状態が所定値以上悪くなると、切替え
情報を第１共通制御部へ伝送した後、第２送信用リレー
及び第２受信用リレーを予備側へ切替え、また第１共通
制御部から切替え情報を受信すると第２送信用リレー及
び第２受信用リレーを予備側に切替える手段を有する。

「実施例」 第１図にこの発明の実施例を示す。第１入力端子１１及
び第１出力端子２７を有する第１共通制御部１２に第１
送信用光伝送回路１３の入力側及び第１受信用光伝送回
路２６の出力側が接続され、第１送信用光伝送回路１３
の出力側は第１送信用リレー２８により第１現用発光素
子１４ａの入力側と第１予備用発光素子１４ｂの入力側
とに切替え接続され、第１受信用リレー２９により第１
現用受光素子２５ａの出力側と、第１予備用受光素子２
５ｂの出力側とが第１受信用光伝送回路２６の入力側に
切替え接続される。第１現用発光素子１４ａと第１現用
受光素子２５ａとは第１現用光結合器３１を介して現用
光ファイバ線路３２の一端と結合される。現用光ファイ
バ線路３２を上り／下りの双方向に対し波長多重形で同
時伝送する場合は、第１現用光結合器３１は光波長合・
分波器であり、同一波長方向分割形で同時伝送する場合
は光方向性結合器である。第１予備用発光素子１４ｂと
第１予備用受光素子２５ｂとは第１予備用光結合器３３
を介して予備用光ファイバ線路３４の一端と結合される
。

現用光ファイバ線路３２の他端は第２現用光結合器３５
を介して第２現用発光素子２３ａと第２現用受光素子１
６ａとに結合され、予備用光ファイバ線路３４の他端は
第２予備用光結合器３６を介して第２予備用発光素子２
３ｂと第２予備用受光素子１６ｂとに結合される。第２
現用受光素子１６ａの出力側と第２予備用受光素子１６
ｂの出力側とが第２受信用リレー３７により第２受信用
光伝送回路１７の入力側に接続され、第２受信用光伝送
回路１７の出力側は、第２入力端子２１及び第２出力端
子１９を有する第２共通制御部１８に接続される。第２
共通制御部１８に第２送信用光伝送回路２２の入力側が
接続され、第２送信用光伝送回路２２の出力側は第２送
信用リレー３８により第２現用発光素子２３ａの入力側
と第２予備用発光素子２３ｂの入力側とに切替え接続さ
れる。

第１送信用リレー２８及び第１受信用リレー２９は第１
共通制御部１２より制御されるが、常時は共に現用側に
接続されている。第２送信用リレー３８及び第２受信用
リレー３７は第２共通制御部１８により制御されるが、
常時は共に現用側に接続されている。従って第１入力端
子１１に入力された下り信号は第１送信用光伝送回路１
３を通し、第１現用発光素子１４ａで光信号に変換され
て現用光ファイバ線路３２を伝送され、第２現用受光素
子１６ａで電気信号に変換され、第２受信用光伝送回路
１７を通して第２出力端子１９に出力される。第２入力
端子２１に入力された上り信号は第２送信用光伝送回路
２２を通じ、第２現用発光素子２３ａで光信号に変換さ
れて現用光ファイバ線路３２を伝送され、第１現用受光
素子２５ａで電気信号に変換され、第１受信用光伝送回
路２６を通して第１出力端子２７に出力される。

現用光ファイバ線路３２が破断又は第１現用発光素子１
４ａ又は第２現用受光素子１６ａが故障して光入力断ま
たはＣ　Ｒ　Ｃ　（　Ｃｙｃｌｉｃ　Ｒｅｄｕｎｄａｎ
ｃｙＣｈｅｃｋ）により誤り率が所定値以上になったこ
とが検出されると、つまり伝送状態が所定値以上悪くな
ると、第２共通制御部１８は予備系に切替える旨の切替
え情報を現用上り伝送系を通して相手側へ送信した後、
第２送信用リレー３８と第２受信用リレー３７とを予備
側に切替える。相手側つまり、第１共通制御部１２で前
記切替え情報を受信すると、光入力断又は誤り率が所定
値以上となっていなくても第１送信用リレー２８及び第
１受信用リレー２９を予備側に切替える。従って予備光
ファイバ線路３４、予備用発光素子１４ｂ、２３ｂ、予
備用受光素子１６ｂ、２５ｂを使用した上り、下りの伝
送を行うことができる。同様に現用系を使用している状
態で現用光ファイバ線路３２が破断又は第２現用発光素
子２３ａ又は第１現用受光素子２５ａが故障して光入力
断又は誤り率が所定値以上になったことが検出されると
、つまり伝送状態が所定値以上悪くなると、第１共通制
御部１２は予備系に切替える旨の切替情報を現用下り伝
導送系を通じて相手側へ送信した後、第１送信用リレー
２８及び第１受信用リレー２９を予備側に切替える。切
替え情報を受信した第２共通制御部１８は第２送信用リ
レー３８及び第２受信用リレー３７を予備側に切替える
。このようにして予備系を利用した上り、下りの伝送と
なる。なお何れの場合も予備系に切替った後はその予備
系が現用系となり、前の現用系が予備系となる。

前記切替え情報の伝送は従来の光伝送方式で行なわれて
いる監視・制御系にピント割り付けをして行なえばよい
。発光素子として半導体レーザを使用する場合に変調パ
ルス電流のみで駆動する場合は現用系から予備用系に切
替えた時に問題はないが、現用と予備用とで半導体レー
ザ間の特性ばらつきに起因する変調特性を補償する必要
を生じる適用領域も想定される。この場合は特願昭６３
９１３０号明細書に記載の光出力自動制御装置を採用す
れば、半導体レーザの発振しきい値電流とその温度特性
とに対応して第１、第２予備用発光素子（半導体レーザ
）１４ｂ、２３ｂは待機しているので、切替えによる変
調特性の劣化は無く、かつ発振しきい値以下の電流での
待機であるため、ホットスタンバイと異なり、信鎖性も
コールドスタンハイと同等である。受信部の雑音特性を
優先させる場合は、現用、予備用受光素子を直接切替え
ることなく、現用、予備用受光素子の各出力をそれぞれ
増幅する増幅器の出力側を受信用リレーで切替えるよう
にしてもよい。光入断の検出や誤り率が所定値以上とな
ったことを検出することは従来の光伝送方弐に用いられ
ているものと同様のものを用いればよい。送信用リレー
２８．３Ｂ、受信用リレー２９．３７としてはＩＧＨｚ
まで動作し、小形かつ安価な市販品の電子回路用リレー
を使用することができる。同一波長方向分割形双方向同
時伝送に用いる半導体レーザは、いわゆる外部注入光に
よる特性劣化を抑圧するために、セルフバルセーション
又はスーパルミネッセンとタイプとする必要があるが、
これは光ディスクやジャイロ等の分野で使用されており
、特殊なものでない、共通制御部１２．１８に、メモリ
を設け、誤り率の上昇で切替える場合は、現用系と予備
系とを一定時間並列運転状態とした後に切替え、メモリ
に記憶したデータを利用して切替え時のビットスリップ
などのデータ脱落や誤りの発生を防止することもできる
。また受光素子としてアバランシェダイオード（ＡＰＤ
）を使用する場合は特願昭６２１８２８８号明細書に記
載のＡＰＤバイアス回路を用いれば切替えに伴う不都合
は生じない。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば特別な検出回路
、特別なリレーや特殊なスイッチ及び切替え情報伝送の
ための新たな情報転送回路等を必要としない。

また、一本の光ファイバ線路による双方向伝送系である
から、現用／予備用各一木の光ファイバ線路にて双方向
伝送系の冗長構成が可能である。

不稼働率の低下を抑圧するに有効な部分のみ２重化し、
故障の少ない光伝送回路は２重化していないので冗長系
として無駄のない構成が可能である。

摩耗故障モードが存在すると言われている半導体レーザ
を発光素子として使用する場合、半導体レーザに好適な
コールドスタンバイと等価な構成が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示すブロック図、第２図は
従来の冗長光伝送方式を示すブロック図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１入力端子及び第１出力端子を有する第１共通
   制御部と、 その第１共通制御部に接続され、上記第１入力端子より
   の電気信号が供給される第１送信用光伝送回路と、 第１現用発光素子と、 第１予備用発光素子と、 上記第１共通制御部により制御され、上記第１送信用光
   伝送回路の出力を上記第１現用発光素子又は上記第１予
   備用発光素子へ切替え供給する第１送信用リレーと、 第１現用受光素子と、 第１予備用受光素子と、 上記第１共通制御部に接続され、入力された電気信号を
   上記第１出力端子へ供給する第１受信用光伝送回路と、 上記第１共通制御部により制御され、上記第１現用受光
   素子又は上記第１予備用受光素子の出力を切替えて上記
   第１受信用光伝送回路へ供給する第１受信用リレーと、 現用光ファイバ線路と、 上記第１現用発光素子の出力光を上記現用光ファイバ線
   路の一端へ入力し、またその現用光ファイバ線路を伝送
   されてその一端に達した光を上記第１現用受光素子へ入
   力する第１現用光結合器と、予備用光ファイバ線路と、 上記第１予備用発光素子の出力光を上記予備用光ファイ
   バ線路の一端に入力し、またその予備用光ファイバ線路
   を伝送されてその一端に達した光を上記第１予備用受光
   素子へ入力する第１予備用光結合器と、 第２入力端子及び第２出力端子を有する第２共通制御部
   と、 その第２共通制御部に接続され、上記第２入力端子より
   の電気信号が供給される第２送信用光伝送回路と、 第２現用発光素子と、 第２予備用発光素子と、 上記第２共通制御部により制御され、上記第２送信用光
   伝送回路の出力を上記第２現用発光素子又は上記第２予
   備用発光素子へ切替え供給する第２送信用リレーと、 第２現用受光素子と、 第２予備用受光素子と、 上記第２共通制御部に接続され、入力された電気信号を
   上記第２出力端子へ供給する第２受信用光伝送回路と、 上記第２共通制御部により制御され、上記第２現用受光
   素子又は上記第２予備用受光素子の出力を切替えて上記
   第２受信用光伝送回路へ供給する第２受信用リレーと、 上記第２現用発光素子の出力光を上記現用光ファイバ線
   路の他端へ入力しまたその現用光ファイバ線路を伝送さ
   れてその他端に達した光を上記第２現用受光素子へ入力
   する第２現用光結合器と、上記第２予備用発光素子の出
   力光を上記予備用光ファイバ線路の他端へ入力し、また
   その予備用光ファイバ線路を伝送されてその他端に達し
   た光を上記第２予備用受光素子へ入力する第２予備用光
   結合器と、 を有し、 上記第１共通制御部は、上記第１現用受光素子に入力さ
   れる伝送系の伝送状態が所定値以上悪くなると、切替え
   情報を上記第２共通制御部へ伝送した後、上記第１送信
   用リレー及び上記第１受信用リレーを予備側へ切替え、
   また上記第２共通制御部から切替え情報を受信すると上
   記第１送信用リレー及び上記第１受信用リレーを予備側
   へ切替える手段を有し、 上記第２共通制御部は上記第２現用受光素子に入力され
   る伝送系の伝送状態が所定値以上悪くなると、切替え情
   報を上記第１共通制御部へ伝送した後、上記第２送信用
   リレー及び上記第２受信用リレーを予備側への切替え、
   また上記第１共通制御部から切替え情報を受信すると上
   記第２送信用リレー及び上記第２受信用リレーを予備側
   へ切替える手段を有する、 光伝送方式。