JPH0497629A - 光通信方式およびその光合分波装置 - Google Patents

光通信方式およびその光合分波装置

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JPH0497629A
JPH0497629A JP2214398A JP21439890A JPH0497629A JP H0497629 A JPH0497629 A JP H0497629A JP 2214398 A JP2214398 A JP 2214398A JP 21439890 A JP21439890 A JP 21439890A JP H0497629 A JPH0497629 A JP H0497629A
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demultiplexer
multiplexer
fiber transmission
transmission line
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Katsuyuki Imoto
克之 井本
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Hitachi Cable Ltd
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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】 [産業上の利用分野コ 本発明は、インサービス状態の情報伝送用光ファイバ伝
送路を通信品質に影響を与えないで特性試験できる機能
を付加した光通信方式、およびその光通信方式に有用な
光合分波装置に関するものである。
[従来の技術] 光ファイバ伝送路を用いた情報伝送システムの普及に伴
ない、信頼性向上の観点から、光ファイバ伝送路の故障
に対する予防保全が重要な課題になっている。この光フ
ァイバ伝送路の予防保全を行なうためには、インサービ
ス状態の光ファイバ伝送路に対して、通信品質に影響を
与えないで特性試験をできる機能が必要になっている。
この点に関し、従来、光ファイバ伝送路の故障切分はシ
ステムとして、第8図に示す構成が検討されている(富
田、他:光線路の自動故障切分は法、1990年電子情
報通信学会春季全国大会、B−890) 、このシステ
ムは、光パルス試験器44、光カプラ45、切分は器4
6から構成され、光パルス試験器44により、試験光を
送出させて、光ファイバ伝送路41の片端にある切分は
器46からの反射量を測定し、あらかじめ光ファイバ伝
送路41が正常な場合に測定しておいた反射量と比較す
ることにより、光ファイバ伝送路41の故障の有無を判
定するものである。光パルス試験器44からの試験光の
波長λtは、通信に使用する波長λ0と異なるため、イ
ンサービス中の伝送路41に対しても、通信に影響を与
えることなく、故障切分けが可能となる。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、このシステムで用いられる切分は器46
は、第9図に示すように、通信光(波長λ0)を透過し
、試験光(波長λt)を反射する干渉膜フィルタ47を
、光ファイバ41内に埋め込んだ構造のものである。そ
のため、このような構造の切分は器46は、量産がむず
かしく、低コスト化に問題があり、ひいては伝送システ
ムの経済性をも阻害する。また、一つの光ファイバ伝送
路内の「上り」と「下り」とで、それぞれ別の波長の光
信号を用いて双方向通信を行なう、光加入者システムの
ような光通信方式へ応用する場合には、上述のような個
別部品型の切分は器46は、単に故障切分は機能しかも
っていないので、光部品点数の増大要因となり、しかも
損失増加につながるという問題がある。
また、第8図の構成では、インサービス状態で光ファイ
バ伝送路41の故障を監視できるものの、故障が生じた
場合に、予備の光ファイバ伝送路に自動的に切り替え、
通信を維持する構成が含まれていない、そのため、故障
時に、通信品質に支障をきたすことになる。
本発明の目的は、前記した従来技術の欠点を解消するこ
とにある。すなわち、光ファイバ伝送路の故障切分は機
能を有する経済的な光通信方式、およびそれに有用な光
合分波装置を提供することにある。さらにまた、伝送路
の故障時に予備の伝送路を用いた通信に切り替える機能
を有し、常に通信品質を維持できる光通信方式を提供す
ることにある。
[課題を解決するための手段] 本発明の光通信方式は、第1及び第2の端末を光ファイ
バ伝送路で接続し、第1の端末の光送信器から送出され
た通信信号光を、第2の端末の光受信器により受信する
と共に、上記2つの端末のいずれか一方に光パルス試験
器および光合分波器を、他方の端末に切分は用光合分波
器を設けて、上記光パルス試験器からの試験光を光合分
波器を介して光ファイバ伝送路中に送出させ、その送出
された試験光を上記切分は用光合分波器により上記通信
信号光と分離させて反射させるようにしたものである−
1な、上記第2の端末に、上記光受信器の受信波長とは
異なる波長の通信信号光を光合分波器を介して送出する
第2の光送信器を、上記第1の端末に、第2の光送信器
からの通信信号光を光合分波器を介して受信する第2の
光受信器を設けて、双方向通信を可能としたものである
また、上記光ファイバ伝送路、光送信器および光受信器
の予備系として、さらに、少なくとも一つの光ファイバ
伝送路、光送信器および光受信器を設け、光パルス試験
器により主系の光ファイバ伝送路が故障と認められたと
きに予備系の光送信器および光受信器を作動させる手段
を設けたものである。
上記光通信方式の各態様においては、上記切分は用光合
分波器を、埋込み型ガラス導波路による方向性結合器に
よって構成し、その試験光を反射させるコアの開放端面
を低屈折率のクラッドで覆った光合分波装置を用いるの
が好ましい。
[作 用] 上記構成によれば2例えば光送信器からの波長λ0、光
パルス試験器からの波長λtの2種の波長の光が切分は
用光合分波器に入り、波長λtの試験光が、波長λ0の
通信信号光と分離されて、その出力端の一つに取り出さ
れる。そして、この出力端で試験光は反射されて光パル
ス試験器に戻される。このように、光合分波器に切分は
機能をもたせた切分は用光合分波器により、従来と同様
の故障切分けが行われる。そのため、従来の切分は器の
ような高価な光部品を用いることなく、光ファイバ伝送
路の故障切分けが可能となり、経済的な光通信方式を実
現できる。さらに、第2の光送信器、第2の光受信器を
追加的に設ければ、経済的な双方向光通信方式を構築で
きる。
また、予備系として、光ファイバ伝送路、光送信器およ
び光受信器を追加的に設け、光ファイバ伝送路の故障時
に、予備系の光送信器および光受信器を作動させること
で、光ファイバ伝送路が故障した場合でも、両端末間で
通信が行なえ、通信品質を維持できる。
これらの形態において、上記切分は用光合分波器を、埋
込み型ガラス導波路による方向性結合器によって構成し
、その試験光を反射させるコアの開放端面を低屈折率の
クラッドで覆った光合分波装置を用いることで、システ
ムの小型化および低コスト化を図ることができる。しか
も、この合分波装置は、光部品点数を増すことなく、他
の光合分波器や光フィルタなどを追加的に設けることが
でき、拡張性に富む。
[実施例] 以下に、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳述する
第1図に、第1、第2の端末A、Bを光ファイバ伝送F
!!!1で結んだ故障切分は機能を有する光通信方式の
システム構成を示す。故障切分は機能と光通信機能とを
維持させるため、端末A側には、光送信器2、光パルス
試験器3の他に光合分波装置4を、端末B側には光受信
器5の他に光合分波装置6を設けである。
これらの光合分波装置4.6は、本実施例では同一構成
であり、それぞれ3つの方向性結合器、即ち1つの光合
分波器および2つの光フィルタを包含するユニットとし
て構成されている。詳述するに、端末A側の光合分波装
置4は、波長λ0の通信光及び波長λtの試験光を合分
波する光合分波器7aと、通信先抑圧用の光フィルタ8
aと、そして試験光抑圧用の光フィルタ9aを含むユニ
ットから成る。また同様に、端末B側の光合分波装置6
も、通信光および試験光を合分波する光合分波器7bと
、通信先抑圧用の光フィルタ8bと、そして試験光抑圧
用の光フィルタ9bから成る。
また、光合分波装置4.6は、ともに石英ガラス系導波
路で構成されている。具体的には、第3図に示すように
(ここでは光合分波装置6のみを示すが)、基板12上
に形成されたクラッド13内にコア14を埋め込んだ埋
込み型導波路構成を以て、光合分波器7b (7a) 
、光フィルタ8b(8a)および9b (9a)を形成
したものである。ここで特に注目すべき点は、光合分波
装置6を構成する光フィルタ8bの出力端の少なくとも
1つが、開放@10となっており、この開放端10では
、コア14の先端がクラッド13で覆われたS遣となっ
ていることである。
このように、光合分波装置6を埋込み型導波路で構成し
、かつ光フィルタ8bの出力端の1つを開放@10とし
た場合、当該開放端10では、コア14がクラッド13
で覆われていることがら、その屈折率の相違より、光の
反射が起きる。
この部分でのフレネル反射減衰量Rは、次のように表さ
れる。
ここで、N1 :導波路コアの屈折率 N2:導波路クラッドの屈折率 通常、光フィルタ8bの開放端10でのフレネル反射減
衰量Rは、上記(1)式のN2が1.4585程度であ
ることから、10dB以下である。これに対し、光ファ
イバ伝送路1が理想的に切断した場合には、上記(1)
式でN2=1となり、フレネル反射減衰量Rは約14.
3dBとなる。即ち、両者には顕著な差が現れる。その
ため、これらの差より、光ファイバ伝送路1の故障を切
分けることができる。
より切分は能力を高めるためには、上記(1)式のN2
の値をさらに大きくするか、あるいは開放端10の反射
率が小さい構造とすればよい。
次に上記構成の動作について説明する。
第2図は、光合分波装置4.6を構成する各方向性結合
器7a、7b、8a、8b、9a、9bの損失波長特性
を示したものである。いずれも、波長λ0の通信光はそ
のまま透過するが、波長λtの試験光は分波する特性を
もっている。
そのため、端末A側において、光送信器2より送出され
た波長λ0の通信信号光は、光フィルタ9a、光合分波
器7aを経たのち、光ファイバ伝送路1を通じて端末B
側に送られる。端末B側で、この通信光は、光合分波器
7bおよび光フィルタ9bを介して、受信器3で受信さ
れる。
一方、光パルス試験器3より送出された波長λtの試験
光は、光フィルタ8a、光合分波器7aを介して、光フ
ァイバ伝送路1中に送出される。その後、端末B側の光
合分波器7bにより通信信号光と分離されて、光フィル
タ8bへ送られ、その開放端10で反射される(こうし
て、光合分波器7bおよび光フィルタ8bにより、切分
は用光合分波器11が構成される)、開放端10で反射
された光は、光合分波器7b、光ファイバ伝送路1を介
して端末A側に戻され、さらに、光合分波器7aおよび
光フィルタ8aを介して、光パルス試験器3で受信され
る。光パルス試験器3では、光ファイバ伝送路1が正常
な場合の上記光フィルタ8bからの反射光量があらかじ
め測定されており、その光量と上述の如く戻ってきた反
射光量とを比較することにより、光ファイバ伝送路1の
故障の有無が判定される。
このように、本実施例では、端末B側に、光合分波器7
bおよび光フィルタ8b、即ち切分は用光合分波器11
を設け、これを従来の切分は器に代えて用いている。こ
の切分は用光合分波器11は、上述のように方向性結合
器によって構成されることから、周知の製造技術で容易
に量産できるものである。そのため、従来の切分は器の
ように高度な技術および高い製造コストを必要とせず、
伝送システムを構築する際の経済性を大幅に向上できる
。また、切分は用光合分波器11を、2つの分波回路(
光合分波器7bと光フィルタ8b)より構成したので、
通信信号光に対する試験光の分離度を良くすることがで
き、故障切分けの精度を向上できる。
なお、上記実施例では、各端末A、Bの光合分波装置4
.6に、それぞれ光フィルタ8a、8bおよび9a、9
bを設けたが、光合分波器7a。
7bのみで通信光と試験光との充分な分離が行えれば、
これらは必ずしも必要でない。但し、このときは光合分
波器7bのみが切分は用光合分波器として機能する。
また、上記実施例では、光合分波装置4.6を導波路構
造としたが、光ファイバ構造など他の構造のものを使用
してもよい、しかし、導波路構造とすると、上述のよう
に複数の方向性結合器を有する光合分波装置4.6を製
作する場合、実質的に光部品点数を増すことなく、一つ
の部品として製作でき、小型化および低コスト化が可能
となる。
しかも、必要に応じて合分波器や光フィルタなどを追加
的に設けて、機能を拡張することが容易で、拡張性に富
む0例えば、端末B側がらA側へ別の通信光を伝送する
ようにして、双方向システムへ拡張することも容易であ
る。さらに、両端末A、B側の光合分波装置4.6を、
はぼ同一構成としたので、光合分波装置4.6の大量生
産による低コスト化が期待できる。
次に、第4図の実施例について説明する。これは、端末
B側に、波長λ1の通信信号光を送出する第2の光送信
器15を、端末A側に、その通信信号光を受信する第2
の光受信器16を設けることによって、双方向伝送する
システムとしたものである。
すなわち、端末A側からは、光送信器2より波長λ0の
通信信号光が送出され、光合分波器18a、17a、光
ファイバ伝送路1、切分は用光合分波器17b、および
光合分波器18bを通じて、端末Brsの光受信器5で
受信される。また、端末B側からは、光送信器15(第
2の光送信器)より波長λ1の通信信号光が送出され、
光合分波器18b、切分は用光合分波器17b、光ファ
イバ伝送路1、光合分波器17aおよび18aを通じて
、端末A側の光受信器16(第2の光受信器)で受信さ
れる。一方、光パルス試験器3からの波長λtの試験光
は、光合分波器17a、光ファイバ伝送路1を通じて、
切分は用光合分波器17bに達し、この合分波器17b
の開放端で反射される。この反射光は、光ファイバ伝送
路1、光合分波器17aを通じて、光パルス試験器3に
戻され、そこで光ファイバ伝送路1の故障の有無が判定
される。
ここで、光合分波器18a、18bとしては、第5図に
示すように、波長λ0の光信号はそのまま透過させるが
、波長λ1の通信光は分波する特性をもったものが用い
られ、光合分波器17aおよび切分は用光合分波器17
bとしては、第6図に示すように、波長λOおよびλ1
の光信号はそのまま透過させるが、波長λ1の光信号は
分波する特性をもったものが用いられている。これらの
特性は周知の技術によって容易に実現する、二とができ
る。
また、この実施例でも、端末A側の光合分波器17a、
18a、並びに端末B側の光合分波器17b、18bは
、ともに石英ガラス系導波路で構成されており、光合分
波器?1f19,20を形成している。そのなめ、第1
図のシステムと比較しても、実質的に光部品点数を増す
ことなく、光ファイバ伝送路1の故障切分けができるよ
うになっている。
なお、各光受信器5.16の前に、更に、希望先以外の
光信号を抑圧するための光フィルタを挿入してもよい。
第7図は、監視制御機能を有する光通信方式のシステム
構成を示したものである。
ここでは、端末AとBとを、4本の光ファイバ伝送路2
1a〜21dで接続した例が示されている。端末A側に
は、2つの光送信器22a、22bと、2つの光受信器
23c、23dと、光パルス試験器24a〜24dと、
光合分波器25a〜25dおよび光フィルタ26a〜2
6dを有する光合分波器[27が設置されている。また
、端末B側には、2つの光送信器22c、22dと、2
つの光受信器23a、23bと、切分は用光合分波器2
8a〜28dを有する光合分波装置29が設!されてい
る。ここで、光合分波器25a〜25dは、光パルス試
験器24a〜24dからの試験光を伝送路21a〜21
d中に伝搬させるためのものであり、光フィルタ26a
〜26dは、試験光が端末A側の光送受信器22a、2
2b、23c、23dに漏れ込むのを抑圧するためのも
のである。同様に、切分は用光合分波器28a〜28d
は、試験光が端末B側の光送受信器23a、23b、2
2c、22dに混入しないように、端末A側に反射させ
るものである。
このシステムでは、図中の符号の後にす、clを付した
ものは予備系のものであり、通常、a、 cを付した主
系を用いて通信が行われる。
すなわち、端末A側からは、光送信器22aからの通信
信号光が5光フイルタ26a、光合分波器25aおよび
光ファイバ伝送路21aを介して端末B側に送られる。
そして、端末B側の切分は用光合分波器28aを通じて
、光受信器23aで受信される。逆に、端末Bflll
からは、光送信器22cからの通信信号光が、切分は用
光合分波器28c、光ファイバ伝送路21cを介して端
末A側に送られ、そして光合分波器25cおよび光フィ
ルタ26cを通じて光受信器23cで受信される。この
とき、光ファイバ伝送路21a、21c中には、それぞ
れ光パルス試験器24a、24cから、試験光が、光合
分波器25a、25cを通じて伝搬されており、それら
の故障が監視されている。すなわち、光パルス試験器2
4a <24c)は、光ファイバ伝送路21a(21c
)の片端にある切分は用光合分波器28a (28c)
からの反射量を測定し、あらかじめ伝送路21a(21
C)が正常な場合に測定しておいた反射量と比較するこ
とにより、伝送路21a(21c)の故障の有無を判定
する。
このシステムは、さらに、光ファイバ伝送路21aある
いは21cが故障しなとき、予備系の伝送路21b、2
1dを用いた通信に自動的に切り替える手段30を備え
ている。この手段30は、光パルス試験器24a〜24
dを監視して主系および予備系のいずれの伝送路が故障
したかを判別する故障判別回路31.32と、端末A側
のスイッチ33.34と、伝送路21aあるいは21c
が故障した場合に、スイッチ33.34を介して、端末
A側にて主系の光送受信器22a、23cから予備系の
光送受信器22b、23dに作動を切り替えるスイッチ
制御部35と、端末B側にて通信信号光を監視し、それ
が消失した場合に、主系の光送受信器22c、23aか
ら予備系の光送受信器22d、23bに作動を切り替え
る制御部36とから構成されている。ここで、故障判別
回路31.32および制御部35.36は、通常の電気
比較回路によって容易に構成することができる。
今、光ファイバ伝送路21a、21cのいずれかに故障
を生じると、試験器24a、24cがそれを検知して、
故障判別回路31.32から、主系の伝送路21a、2
1cが故障した旨の信号が出力される。すると、この出
力信号によりスイッチ制御部35が駆動され、スイッチ
33の接点がaからbに、スイッチ34の接点がCから
dにそれぞれ切り替えられる。これにより、端末A側で
は、主系の光送信器22aの代わりに予備系の光送信器
22bが、主系の光受信器23cの代わりに予備系の光
受信器23dが作動される。一方、端末B側では、主系
の光受信器23aで通信信号光が受信されなくなるので
、これによって制御部36が作動され、主系の光受信器
23aの代わりに予備系の光受信器23bが、主系の光
送信器22cの代わりに予備系の光送信器22dが作動
される。かくして、端末A側からB側への通信は、光送
信器22b、光ファイバ伝送路21bおよび光受信器2
3b間で行われ、端末B側からA側への通信は、光送信
器22d、光ファイバ伝送路21dおよび光受信器23
d間で行われるようになる。
このように、主系の光ファイバ伝送路21a、21cに
故障が生じた場合でも、予備系の伝送路21b、21d
を用いた通信に切り替えることができるので、両端末A
、B間の通信が確保され、通信品質を維持できる。
なお、光合分波器25a〜25dおよび光フィルタ26
a〜26d、あるいは光切分は用合分波器28a〜28
dは、第1図と同様、光ファイバ型の融着延伸構造のカ
プラ、導波路型の方向性結合器など、種々の構造で構成
できる。しかし、導波路構造とすれば、これらを一つの
部品として光合分波器!27.29を構成でき、小型で
経済的なシステムを構築できる。
また、上記実施例では、4本の光ファイバ伝送路21a
〜21dを用いたシステムについて説明したが、本発明
では2本あれば足りる。この場合、光送信器22a、2
2b、光ファイバ伝送路21a、21bおよび光受信器
23a、23bか、あるいは光送信器22c、22d、
光ファイバ伝送路21c、21dおよび光受信器23C
123dのいずれかを省略すればよい、逆に、光ファイ
バ伝送路を、6本、8本などのように多く用いた場合に
も適用することも可能である。
また、上記実施例では、光ファイバ伝送路21a〜21
dを一方向の通信に用いた例を示したが、双方向の通信
に用いるようにしてもよい。
この場合、端末A側の光送受信器22a、22b。
23c、23dのそれぞれを、波長λ1の光信号を送出
する光送信器と、波長λ2の光信号を受信する光受信器
と、これらの光信号を合分波する合分波器とに!き換え
、端末B側の光送受信器23a、23b、22e、22
dのそれぞれを、波長λ2の光信号を送出する光送信器
と、波長^1の光lA号を受信ずろ光受信器と、これら
の光信号を合分波する合分波器とに置き換えればよい。
[発明の効果] 以上要するに本発明によれば5次のごとく優れた効果を
発揮する。
(1)切分G→用先光合分波器用いて、試験光を通信信
号光と分離させて反射させたので、経済的な故障切分は
機能付きの光通信方式を実現できる。
(2)予備系としての光ファイバ伝送路、光送信器およ
び光受信器と、光ファイバ伝送路の故障時に予備系の光
送信器および光受信器を作動させる手段とを追加的に設
けることにより、を系の光ファイバ伝送路が故障したと
きにも、端末間の通信を維持でき、通信品質に支障を与
えることがない。
(3)切分は用光合分波器を、導波路構造による方向性
結合器とし、その試験光を反射させるコアの開放端を低
屈折率のクラッドで覆うことによって、小型かつ安価で
、しかも拡張性に冨んだ光合分波装置を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の光通信方式の一実施例を示すシステム
構成図、第2図は第1図のシステムに用いられる方向性
結合器の損失波長特性図、第3図は第1図のシステムに
用いられる光合分波装置を示す概略図、第4図は本発明
力双H向光通信方式の一実施例を示すシステム構成図、
第5図および第6図は第4図のシステムに用いられる方
向性結合器の損失波長特性図、第7図は予備系への切り
替え機能を付加した光通信方式の一実施例を示すシステ
ム構成図、第8図は従来の故障切分は機能を有する光通
信方式を示すシステム構成図、第9図は従来の故障切分
はシステムに用いられる切分は器を示す概略図である。 図中、1.21a〜21dは光ファイバ伝送路、2.2
2a〜22dは光送信器、3.24a 〜24dは光パ
ルス試験器、5.238〜23dは光受信器、7a、1
7a、25a〜25dは光合分波器、11.17b、2
8a〜28dは切分は用光合分波器、15は第2の光送
信器、16は第2の光受信器、30は予備系の光送信器
および光受信器を作動させる手段である。 特許出願人  日立電線株式会社 代理人弁理士  關 谷 信 雄 λO λt (b) 第2図 jオ蚤 −一冑g 第8図 第9図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、第1および第2の端末を光ファイバ伝送路で接続し
    、第1の端末の光送信器から送出された通信信号光を、
    第2の端末の光受信器により受信すると共に、上記2つ
    の端末のいずれか一方に光パルス試験器および光合分波
    器を、他方の端末に切分け用光合分波器を設けて、上記
    光パルス試験器からの試験光を光合分波器を介して光フ
    ァイバ伝送路中に送出させ、その送出された試験光を上
    記切分け用光合分波器により上記通信信号光と分離させ
    て反射させるようにしたことを特徴とする光通信方式。 2、上記第2の端末に、上記光受信器の受信波長とは異
    なる波長の通信信号光を光合分波器を介して送出する第
    2の光送信器を、上記第1の端末に、その第2の光送信
    器からの通信信号光を光合分波器を介して受信する第2
    の光受信器を設けたことを特徴とする請求項1記載の光
    通信方式。 3、上記光ファイバ伝送路、光送信器および光受信器の
    予備系として、少なくとも一つの光ファイバ伝送路、光
    送信器および光受信器を設け、上記光パルス試験器によ
    り主系の光ファイバ伝送路が故障と認められたときに予
    備系の光送信器および光受信器を作動させる手段を設け
    たことを特徴とする請求項1記載の光通信方式。 4、請求項1に記載の切分け用光合分波器を埋込み型ガ
    ラス導波路による方向性結合器によって構成し、その試
    験光を反射させるコアの開放端面を低屈折率のクラッド
    で覆ったことを特徴とする光合分波装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6301404B1 (en) 1998-03-17 2001-10-09 Nec Corporation Supervisory signal optical bypass circuit, optical amplifying repeater and supervisory system
US6603587B1 (en) 1998-08-14 2003-08-05 Nec Corporation Optical amplifier repeater

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US6301404B1 (en) 1998-03-17 2001-10-09 Nec Corporation Supervisory signal optical bypass circuit, optical amplifying repeater and supervisory system
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