JPH03268630A - 光ファイバ線路切替方法 - 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） 本発明は、通信状態を途絶させないで、現用光ファイバ
線路を新しい切替用光ファイバ線路に切り替える先ファ
イバ線路切替方法に関するものである。

（従来の技術） 光通信用光ファイバ線路は、ガラス材料からなる導波伝
送路であり、また、極めて広帯域な信号の伝送に供され
るため、通信状態を途絶させないで線路を切り替えるに
際しては、基本的に次のような問題がある。

■メタル線路のように、マルチ接続のような簡易な手法
で、現用回線に影響を与えずに信号を分岐することは不
可能であり、光信号を分岐する場合には、必然的に現用
回線の光信号のレベルが大幅に低下する。

■メタル線路の通信速度（６４ｋｂ／ｓ）よりも桁違い
に高速（６，３Ｍｂ／ｓ　、　３２Ｍｂ／ｓ・・・）の
信号を伝送するため、切替前後の線路長の変化に伴う信
号の遅延時間差によって、送受伝送装置間の同期外れが
発生し易く、これを補償しないと通信が途絶する。

従って、通信状態を途絶させないで光ファイバ伝送線路
を切り替えるためには、高精度の光信号分岐技術と遅延
時間補償技術が必要不可欠である。

この課題に対しては、従来より種々の切替方法が提案さ
れている。

第２図は、従来の代表的な光ファイバ線路切替方法を説
明するための図である。

通常、切替前には、第２図の（ａ）に示すように、光フ
ァイバ伝送線路からなる現用線路１．２ａ。

２ｂにおいて、切替対象の現用線路１と切替区間外の現
用線路２ａ及び２ｂの各々との間に、予め光分岐結合器
１０ａ、１０ｂをそれぞれ挿入しておき、さらに、光信
号の分岐損を補うため、ジャンパ３ａ、３ｂを施して、
光ファイバ伝送系を構成する。

この状態で線路切り替えを行うには、第２図の（ｂ）に
示すように、まず、ジャンパ３ａ、３ｂを取外し、光分
岐結合器１０ａ、１０ｂに切替用線路４を接続する一方
、光信号受信器５を用いて現用信号光を電気信号に変換
し、この電気信号を信号解析装置６を用いて解析し、現
用線路１と切替用線路４間の光信号の遅延時間差を測定
する。

次に、この遅延時間差を調整し「零」とするため、光遅
延器７を切替用線路４に挿入する。さらに、第２図の（
ｄ）に示すように、現用線路１を撤去し、光分岐損を補
うため、再びジャンパ３ａ。

３ｂを施して切り替えが完了する。

なお、光分岐結合器１０としては、第３図の（ａ）及び
（ｂ）に示すような、２種類のものがよく知られている
。これらの光分岐結合器１０は、入出力端子を４ポート
有し、光分岐結合作用は、第３図の（ａ）の場合、プリ
ズム形ビームスプリッタ１１で行い、第３図の（ｂ）の
場合は、ファイバ型の分布結合型分岐器１２により行っ
ている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来方法は、基本的な概念は妥当な
のであるが、実際の信号伝送状態を考慮すると、以下に
示すような、い（つかの重大な問題点が浮かび上がる。

第１に、光信号の分岐損を補うためジャンパ３を施すが
、ジャンパ線の長さの分だけジャンパ３側の光信号が遅
延されるので、ｌｏＯＭｂ／ｓ以上の超高速ディジタル
信号に対しては、符号誤り率が高くなり易い。

第２に、分岐した光信号を電気信号へ光−電気変換する
ために分岐比を大きくする必要があるため、切替作業中
の光信号の受信レベルが大幅に変化し、伝送装置側の自
動利得制御（ＡＧＣ）が追従不可能となって、同期が外
れ、通信が途絶し易い。

第３に、現用線路１と切替用線路４間の遅延時間差を「
零」とするために用いる光遅延器７では、信号の同期保
持に必要な遅延世を得ることが困難である。

例えば、現在よく用いられている６、３Ｍｂ／ｓの先フ
ァイバ伝送系の場合、同期（フレーム同期）パルスの繰
り返し周期は短くても１２５μｓｅｃであり、これを先
ファイバの光路長で時間を遅延させようとすると、長さ
２５ｋｍの光ファイバを用いる必要があることになり、
現実的ではない。また、それに変わる有効な光遅延器は
、現状技術では未だ実用化されていない。

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、通信状態を途絶させることなく現用光ファイ
バ線路を新しい切替用線路に切り替えることができる光
ファイバ線路切替方法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、請求項（１）では、先ファイ
バ伝送路の第１の切替点と第２の切替点間の現用線路を
、遅延時間の変化を補償することによって光信号の同期
状態を保持しつつ切替用線路に切り替える光ファイバ線
路切替方法において、前記第１の切替点における現用°
線路から光信号の一部を仮切替用線路に分岐し、この分
岐光信号を増幅する信号増幅工程と、前記第２の切替点
における現用線路から光信号を取り出して増幅する信号
増幅工程と、両増幅光信号に基づき、前記第１及び第２
の切替点間における現用線路と前記仮切替用線路間の光
信号の遅延時間差を測定し、仮切替用線路による光信号
を現用線路による光信号に同期させて第２の切替点にお
ける現用線路に結合させる工程と、主力の光信号を現用
線路から仮切替用線路に切り替える工程と、前記第１及
び第２の切替点間の現用線路を本切替線路に取り替える
工程と、前記仮切替用線路と前記本切替用線路間の光信
号の遅延時間差を測定し、仮切替用線路による光信号を
現用線路による光信号に同期させる工程と、主力の光信
号を前記仮切替用線路から前記本切替用線路に切り替え
る工程とを順次行うようにした。

また、請求項（２）では、前記第１及び第２の切替点の
うち、少なくとも第２の切替点における光信号の取り出
し及び結合を、現用線路に曲げを付与することにより行
うようにした。

（作　用） 請求項（１）によれば、切替区間外の現用線路を伝送さ
れた光信号は、第１の切替点に到達し、ここでその一部
が仮切替用線路に分岐される。この仮切替用線路の光信
号は、所定の利得をもって増幅される。

一方、第１の切替点を通過した主力の光信号は、切替対
象の現用線路を伝送されて、第２の切替点に到達する。

第２の切替点では、主力の光信号からその一部が取り出
されて増幅される。また、残りの主力の光信号は、次段
の切替区間外の現用線路に送出される。

次に、増幅作用を受けた仮切替用線路を介した光信号と
現用線路を介した光信号に基づき、両者の伝送距離の相
違に伴う遅延時間差が測定される。

次いで、この測定結果に基づき、仮切替用線路による光
信号が、現用線路による光信号に同期させられて第２の
切替点における現用線路に結合される。

次に、この状態で、主力の光信号の伝送線路が現用線路
から仮切替用線路に切り替えられる。

この切替え作業終了後、切替対象の現用線路が本切替用
線路に取り替えられる。

続いて、この本切替用線路を伝送された光信号と仮切替
用線路を伝送された光信号との遅延時間差が測定され、
この結果に基づき、仮切替用線路による光信号が本切替
用線路による光信号に同期させられて、第２の切替点に
よる現用線路に結合される。

次に、主力の光信号の伝送線路が、仮切替用線路から本
切替用線路へと切り替えられて、切替対象の現用線路か
ら本切替用線路への線路切替作業が完了する。

また、請求項（２）によれば、切替時に、現用線路の任
意の位置に曲げ部が形成され、これにより生じる導波モ
ードと放射モードの結合を利用して、現用線路からの光
信号の分岐あるいは現用線路への光信号の結合が行われ
る。

（実施例１） 第１図は、本発明に係る光ファイバ線路切替方法の第１
の実施例を説明するための図であって、従来例を示す第
２図と同一構成部分は同一符号をもって表す。即ち、１
は切替対象の現用線路、２ａ、２ｂは切替区間外の現用
線路、１０ａ。

１０ｂはファイバｑの分布結合型分岐器からなり２人力
２出力ポートを有する光分岐結合器、２０は本切替用線
路、２１は仮切替用線路、２２ａ。

２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅは光コネクタプラグ、
２３は光コネクタ移動装置、２４ａ、２４ｂは光増幅装
置、３０ａ、３０ｂは光受信装置、３１は遅延測定部、
３２は遅延調整部、３３は光送信装置である。

光分岐結合器１０ａの−の入力ポートには、切替区間外
の現用線路２ａが接続されている。一方、その−の出力
ポートには、切替対象の現用線路１あるいは本切替用線
路２０の一端が接続され、他の出力ポートには、仮切替
用線路２１の一端が接続されており、現用線路２ａを伝
送された光信号の一部を所定の分岐比をもって仮切替用
線路２１に分岐する。

光分岐結合器１０ｂの−の入力ポートには、互いに着脱
される光コネクタプラグ２２ａ、２２ｂを介して現用線
路１が接続されるとともに、他の入力ポートには先コネ
クタプラグ２２ｄが接続されている。一方、その−の出
力ポートには、切替区間外の現用線路２ｂが接続され、
他の出力ポートには光増幅装置２４ｂが接続されており
、切替対象の現用線路１を伝送された光信号の一部を他
の出力ボート側に所定の分岐比をもって分岐するととも
に、光コネクタプラグ２２ｄを介して入力した光送信装
置３３からの光信号を現用線路１に結合させ、−の出力
ボート側に出力する。

これらの光分岐結合器１０ａ、１０ｂはシステム構成の
際に、所定の位置に配設され、これらの配設位置がそれ
ぞれ第１の切替点Ａ及び第２の切替点Ｂとなる。

光コネクタ移動装置２３は、先コネクタプラグ２２ａ、
２２ｂがセットされ、これら光コネクタプラグ２２ａ、
２２ｂに所定の力を加えて、これらの着脱を行う。光増
幅装置２４ａは、仮切替用線路２１に挿入され、光分岐
結合器１０ａで分岐された光信号を所定の利得をもって
増幅する。光増幅装置２４ｂは、光分岐結合器１０ｂで
分岐された光信号を所定の利得をもって増幅する。この
光増幅装置２４ｂの出力側には光コネクタプラグ２２ｅ
が接続されている。

光受信装置３０ａは、フォトディテクタを有し、その入
力ポートには仮切替用線路２１の他端に接続された光コ
ネクタプラグ２２ｃが接続され、仮切替用線路２１を伝
送された増幅後の光信号を電気信号に変換して遅延測定
部３１に出力する。

光受信装置３０ｂは、フォトディテクタを有し、その入
力ポートには光コネクタプラグ２２ｅあるいは２２ａが
接続され、現用線路１を伝送され、光増幅装置２４ｂで
増幅された光信号あるいは本切替用線路２０を伝送され
た光信号を電気信号に変換して遅延測定部３１に出力す
る。

遅延測定部３１は、光受信装置３０ａ、３０ｂからの二
つの電気信号に基づき、切替対象の現用線路１及び本切
替用線路２０を伝送された主力の光信号と仮切替用線路
２１を伝送された光信号との時間差を測定する。

遅延調整部３２は、遅延測定部３１の測定結果に基づき
、仮切替用線路２１による光信号と現用線路１あるいは
本切替用線路２０による主力の光信号との遅延時間差が
「零」となるように調整する。

光送信装置３３は、発光素子を有し、その出力ポートに
は光コネクタプラグ２２ｄが着脱され、主力の光信号に
同期された仮切替用線路２１による光信号と同等の光信
号を光分岐結合器１０ｂに出力する。

次に、現用線路１−から本切替用線路２０に切替える工
程並びに各工程における各部動作を、第１図を用いて順
次説明する。

まず、第１図の（ａ）に示すように、光コネクタ移動装
置２３により光コネクタプラグ２２ａ。

２２ｂ同士を接続し、かつ、光コネクタプラグ２２ｃを
光受信装置３０ａの入力ポートに、光コネクタプラグ２
２ｅを光受信装置３０ｂの入カポトにそれぞれ接続する
とともに、先コネクタプラグ２２ｄを光送信装置３３の
出力ポートに接続する。

このような状態において、切替区間外の現用線路２ａを
伝送された光信号は、第１の切替点Ａにおける光分岐結
合器１０ａで、その一部が仮切替用線路２１に分岐され
る。分岐された光信号は、光増幅装置２４ａで増幅され
た後、光受信装置３０ａに入力される。光受信装置３０
ａでは、入力光信号が光−電気変換され、この電気信号
が遅延測定部３１に入力される。

一方、第１の切替点Ａを通過した主力の光信号は、切替
対象の現用線路１を伝送されて、第２の切替点Ｂの光分
岐結合器１０ｂに入力される。光分岐結合器１０ｂでは
、その一部が分岐され、この分岐光信号が光増幅装置２
４ｂに入力される。

また、残りの主力の光信号は、切替区間外の現用線路２
ｂに送出される。

光増幅装置２４ｂに入力した光信号は、増幅作用を受け
た後、光受信装置３０ｂに入力される。

光受信装置３０ｂでは、入力光信号が光−電気変換され
、この電気信号が遅延測定部３１に人力される。

遅延測定部３１では、光受信装置３０ａ、３０ｂによる
二つの電気信号に基づいて、これら電気信号、即ち、切
替対象の現用線路１を伝送された主力の光信号と仮切替
用線路２１を伝送された光信号との遅延時間差が測定さ
れ、この測定結果が遅延調整部３２に入力される。

遅延調整部３２では、遅延測定部３１の測定結果に基づ
いて、現用線路１による主力の光信号と仮切替用線路２
１による光信号との遅延時間差が「零」となるように調
整される。これにより、光送信装置３３から、切替対象
の現用線路１による光信号に同期された仮切替用線路２
１による光信号と同等の光信号が出力される。

光送信装置３３から出力された光信号は、光分岐結合器
１０ｂにその他の入力ポートから入力され、現用線路に
結合されて−の出力ポートから切替区間外の現用線路２
ｂへと送出される。

次に、上記の通信状態で、第１図の（ｂ）に示すように
、光コネクタ移動装置２３により光コネクタプラグ２２
ａと２２ｂとの接続状態を解除し、切替対象の現用線路
１を断線状態とする。この操作により、主力の光信号の
伝送路が、通信状態を途絶することなく切替対象の現用
線路１から仮切替用線路２１へと切り替わったことにな
る。

次に、第１図の（Ｃ）に示すように、切替対象の現用線
路１を本切替用線路２０に接続切り替えを行う。次いで
、光受信装置３０ｂに対する光コネクタプラグ２２ｅの
接続状態を解除し、これに代えて光コネクタプラグ２２
ａを接続する。

これにより、光分岐結合器１０ａを介して本切替用線路
２１を伝送された光信号が、光受信装置３０ｂに入力さ
れる。入力光信号は、光−電気変換され、この電気信号
が遅延測定部３１に入力される。

遅延測定部３１では、光受信装置３０ａ、３０ｂによる
電気信号に基づいて、仮切替用線路２１による主力の光
信号と本切替用線路２１による光信号との遅延時間差が
「零」となるように調整される。これにより、光送信装
置３３から、本切替用線路２１による光信号に同期され
た仮切替用線路２１による光信号と同等の光信号が出力
される。

この光送信装置３３から出力された光信号は、光分岐結
合器１０ｂにて現用線路側へ結合され、切替区間外の現
用線路２ｂへと送出される。

次に、第１図の（ｄ）に示すように、光コネクタプラグ
２２ａの光受信装置３０ｂに対する接続状態を解除し、
この光コネクタプラグ２２ａを光コネクタ移動装置２３
にセットする。

次いで、第１図の（ｅ）に示すように、光コネクタ移動
装置２３により光コネクタプラグ２２ａ。

２２ｂ同士を密着させて接続し、本切替用線路２０を切
替区間外の現用線路２ｂに接続する。

最後に光送信装置３３への光コネクタプラグ２２ｄの接
続状態を解除する。これにより、主力の光信号の伝送路
が通信状態を途絶させることな（、仮切替用線路２１か
ら本切替用線路２０へと切り替わったことになる。

以上の一連の工程によって、切替対象の現用線路１から
本切替用線路２０への切り替えが完了する。

以上説明したように、本箱１の実施例によれば、第１の
切替点Ａ及び第２の切替点Ｂの分岐側へ光増幅装置２４
ａ、２４ｂを設けたので、分岐時の光信号レベルが低く
とも、光受信装置３０ａ。

３０ｂの光−電気変換可能な光レベルが確保できる。

従って、光分岐結合器１０ａ、１０ｂの分岐比を小さく
でき、現用線路の主力の光信号レベルの低下を防止する
ことができる。

また、現用線路の光信号レベルの変化による同期外れは
全く起こらず、切替工事の確実性を大幅に向上できる。

さらに、線路の切替に伴う遅延時間差の補償は、電気信
号に変換して行うので、低速から高速まで任意の通信速
度に対して広範囲に対応することが可能であり、従来方
法に比べて、適用範囲が大幅に拡大される。

なお、切替対象の現用線路１、本切替用線路２０の接続
切り替えに際しても、光コネクタの着脱等によって行わ
れるが、第１図においては図面の簡単化等のため省略し
て図示している。

（実施例２） 第４図は、本発明に係る光ファイバ線路の切替方法の第
２の実施例を説明するための図である。

本第２の実施例では、前記第１の実施例が現用線路の任
意の箇所に予めファイバ型の分布結合型分岐器からなる
光分岐結合器１０ｂを挿入、接続し、第２の切替点Ｂを
設定していたのに対し、第２の切替点Ｂとする任意の位
置の現用線路に曲げを付与する光分岐結合器４０を設置
し、光ファイバである現用線路２ｂを曲げることにより
生じる伝搬モードと放射モード間のモード結合を利用し
て、光信号の分岐、結合を行うようにしたことにある。

第５図は、光分岐結合器４０の構成例を示す図である。

この光分岐結合器４０は、′＠５図に示すように、現用
線路１　（２ｂ）に対し所定の曲率をもって曲げを付与
する凸型部材４１ａと、凸型部材４１ａと嵌合すること
により現用線路１を挟持する凹型部材４１ｂとからなる
光ファイバ曲げ治具を主構成要素としている。

凹型部材４１ｂには、第５図の（ａ）に示すように、現
用線路１の曲げ部から分岐された光信号を集光する光学
レンズ４２と、光学レンズ４２により光信号が結像され
る光ファイバ４３ａの一端部と、光送信装置３３（第３
図）による光信号を曲げ部に導き結合させるための光フ
ァイバ４３ｂの一端部が配設されている。

第５図の（ａ）の構成の場合、光ファイバ４３ａの他端
部には、光増幅装置２４ｂが接続され、光ファイバ４３
ｂの他端部には、光コネクタプラグ２２ｄが接続される
。

なお、第５図の（ｂ）の構成は、光ファイバ４３ｂに代
えて、発光素子４４を配設し、送信装置からの信号に基
づき発光素子４４を発光させ、その光を現用線路１に結
合させるようにしたものである。

このような構成を有する光分岐結合器４０を設置した以
外は、第４図の構成は第１図の構成と同様であり、鳩替
対象の現用線路１から本切替用線路２０へ切り替える工
程並びに各部動作は前記第１の実施例と同様であるため
、切替工程を第３図の（ａ）〜（ｅ）に図示するのみと
し、その説明は省略する。

本第２の実施例によれば、前記第１の実施例の効果に加
えて、第２の切替点Ｂを状況に応じて任意に設定するこ
とができ、適用領域が広いという利点がある。

（発明の効果） 以上説明したように、請求項（１）の先ファイバ線路切
替方法によれば、第１及び第２の切替点における分岐先
をそれぞれ増幅する信号増幅工程を設けるとともに、両
増幅光信号に基づき、第１及び第２の切替点間における
現用線路と仮切替用線路間の光信号の遅延時間差を測定
し、仮切替用線路による光信号を現用線路による光信号
に同期させて第２の切替点における現用線路に結合させ
る工程と、主力の光信号を現用線路から仮切替用線路に
切り替える工程と、第１及び第２の切替点間の現用線路
を本切替線路に取り替える工程と、仮切替用線路と本切
替用線路間の光信号の遅延時間差を測定し、仮切替用線
路による光信号を現用線路による光信号に同期させる工
程と、主力の光信号を仮切替用線路から本切替用線路に
切り替える工程とを順次行う光ファイバ線路切替方法を
設けたので、現用線路からの分岐時の光信号レベルが低
くとも、光−電気変換可能な光レベルを確保できる。

従って、現用線路からの光信号の分岐比を小さくでき、
現用線路の主力の光信号レベルの低下を防止することが
できる。また、現用線路の光信号レベルの変化による同
期外れが発生することがなく、切替工事の確実性を大幅
に向上できる。

さらに、線路の切替に伴う遅延時間差の補償を電気信号
に変換して行うことができるので、低速から高速まで、
任意の通信速度に対して広範に対応することが可能であ
り、従来方法に比べて、適用範囲を大幅に拡大すること
ができる。

また、請求項（２）の光ファイバ線路切替方法によれば
、」二記効果に加えて、切替点を状況に応じて任意の位
置に設定することができ、適用領域をさらに拡大するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光ファイバ線路切替方法の第１の
実施例を説明するための図、第２図は従来方法の説明図
、第３図は光分岐結合器の構成例を示す図、第４図は本
発明に係る光ファイバ線路切替方法の第２の実施例を説
明するための図、第５図は現用線路に曲げを付与する光
分岐結合器の構成例を示す図である。 図中、１・・・切替対象の現用線路、２ａ、２ｂ・・・
切替区間外の現用線路、２０・・・本切替用線路、２１
　・・・仮切替用線路、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ。 ２２ｄ、２２ｅ・・・光コネクタプラグ、２３・・・光
ファイバ移動装置、２４ａ、２４ｂ・・・光増幅装置、
３０ａ、３０ｂ・・・光受信装置、３１・・・遅延測定
部、３２・・・遅延調整部、３３・・・光送信装置。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光ファイバ伝送路の第１の切替点と第２の切替点
   間の現用線路を、遅延時間の変化を補償することによっ
   て光信号の同期状態を保持しつつ切替用線路に切り替え
   る光ファイバ線路切替方法において、 前記第１の切替点における現用線路から光信号の一部を
   仮切替用線路に分岐し、この分岐光信号を増幅する信号
   増幅工程と、 前記第２の切替点における現用線路から光信号を取り出
   して増幅する信号増幅工程と、 両増幅光信号に基づき、前記第１及び第２の切替点間に
   おける現用線路と前記仮切替用線路間の光信号の遅延時
   間差を測定し、仮切替用線路による光信号を、現用線路
   による光信号に同期させて第２の切替点における現用線
   路に結合させる工程と、 主力の光信号を現用線路から仮切替用線路に切り替える
   工程と、 前記第１及び第２の切替点間の現用線路を本切替線路に
   取り替える工程と、 前記仮切替用線路と前記本切替用線路間の光信号の遅延
   時間差を測定し、仮切替用線路による光信号を現用線路
   による光信号に同期させる工程と、主力の光信号を前記
   仮切替用線路から前記本切替用線路に切り替える工程と
   を順次行う ことを特徴とする光ファイバ線路切替方法。
2. （２）前記第１及び第２の切替点のうち、少なくとも第
   ２の切替点における光信号の取り出し及び結合を、現用
   線路に曲げを付与することにより行うようにした請求項
   （１）記載の光ファイバ線路切替方法。