JPH05130043A - 保護装置を備えた光増幅器を含む光フアイバ通信回線 - Google Patents

保護装置を備えた光増幅器を含む光フアイバ通信回線

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JPH05130043A
JPH05130043A JP4074182A JP7418292A JPH05130043A JP H05130043 A JPH05130043 A JP H05130043A JP 4074182 A JP4074182 A JP 4074182A JP 7418292 A JP7418292 A JP 7418292A JP H05130043 A JPH05130043 A JP H05130043A
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optical
amplifier
line
fiber
transmitter
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JP4074182A
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Giorgio Grasso
ジヨルジヨ・グラツソ
Aldo Righetti
アルド・リゲツテイ
Mario Tamburello
マリオ・タンブレツロ
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Pirelli and C SpA
Original Assignee
Pirelli Cavi e Sistemi SpA
Cavi Pirelli SpA
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】受信した光信号が存在しない時光信号送信機を
遮断するのに適する自動保護装置により作用的に接続さ
れる。 【構成】光信号送信機と、光信号受信機とを有する少な
くとも１つの端末ステーションと、送信され受信される
光信号の送信のための少なくとも１つの光ファイバ回線
と、回線に含まれる少なくとも１つの光増幅器５とを含
む通信回線が提供される。光増幅器５とは、入力に光エ
ネルギが存在することを検出する手段１２と、入力に光
エネルギが存在しない時、光増幅器における光エネルギ
の放出を実質的に遮断させられる増幅器の遮断手段１４
とが関連している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバの遮断が生
じた際回線全体に沿って光の放出を遮断し、かつ光ファ
イバの連続性が回復されるとこれを自動的に励起する状
態になる保護装置が設けられた光増幅器を備えた光ファ
イバ通信回線に関する。
【０００２】
【従来の技術】各々が二方向性通信を許容するのに適し
た送信機および受信機を備えた２つの端末ステーション
を接続するため光ファイバを使用する電気通信回線は公
知である。
【０００３】特に、各ステーションは、反対側のステー
ションを宛て先とする光ファイバ回線に沿って光信号を
送出する送信機と、他のステーションから着信する光信
号を検出してこれをユーザへ送るのに適した受信機とを
含む。
【０００４】端末ステーションが相互に非常に離れてい
る場合、幾つかの増幅装置が回線に沿って介挿され、こ
の増幅装置が信号自体が経路に沿って受ける減衰を補償
するように信号の電力を増幅する。
【０００５】このような増幅装置は、信号を光から電気
に変換し、これを電気的形態で増幅して高電力の光信号
に再変換して再び回線に戻すいわゆるリピータにより構
成され、あるいは光形態の信号を受取りその光形態を維
持しながら増幅を行う光増幅器である。
【０００６】このような光増幅器の一例は光ファイバ・
タイプの光増幅器で構成され、蛍光物質を含むいわゆる
「アクティブな」ファイバが増幅されるべき光信号を受
取って光エネルギを異なる波長でポンピングし、これが
蛍光物質における伝達されるべき光信号を伴う誘導放出
コヒーレントを決定し、これが増幅される。
【０００７】上記のタイプの増幅器は、例えば、１９９
０年１０月１５日出願のヨーロッパ特許出願第９０２０
２７３６．６号に記載されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】光ファイバ通信回線に
固有の問題は、回線を補修しあるいは保守を行う要員の
保護に関する。
【０００９】例えば断線が生じた回線のファイバにおけ
る介入の場合、ファイバにおける光の放出は偶発的に保
守要員の眼に入るおそれがあり、結果として要員の眼に
障害を生じるため、光の放出を止める必要がある。
【００１０】この観点から、ＩＳＰＴ規格（Ｕｐｐｅｒ
Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｐｏｓｔｓ ａｎｄ Ｔ
ｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）の技術仕様第９
１９号（１９８９年１月版、１３５〜１４４頁）は、交
換装置あるいは回線装置の側の信号の一方向の送信にお
ける不受信の場合、反対方向に動作する送信機は遮断さ
れねばならないと規定している。これは更に、上流側の
ステーションにおける送信機の遮断を定め、遮断された
回線における光の放出を排除する。
【００１１】上記の状態で動作する装置は、文献「ＳＩ
ＥＭＥＮＳ ＴＥＬＥＣＯＭＵＮＩＣＡＺＩＯＮＩ」
（Ｄｏｃ．６１２−８０２／５６−ＴＭ／Ｉ、第１版、
１９８９年１０月）に記載されている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、光ファ
イバの遮断が生じた場合に回線全体に沿って光の放出を
遮断し、光ファイバの連続性が回復されるとこれを再励
起するような保護装置を含む、光増幅器を備えた光ファ
イバ通信回線を提供することにある。
【００１３】本発明によれば、この目的は、少なくとも
１つの光増幅器を含む光ファイバ通信回線により達成さ
れ、前記光増幅器によれば、入力側における光エネルギ
の存在を検出するための装置と、前記増幅器を遮断する
制御装置とが関連し、入力側に光エネルギが存在しない
時、前記検出装置により前記光増幅器における光エネル
ギの放出を実質的に遮断するように作動させられること
を特徴とする。
【００１４】このように、光増幅器から上流側において
光ファイバの遮断が起生した結果これに対する入力側の
光エネルギが存在しなくなる毎に、上記の検出装置およ
び関連する制御装置により増幅器の遮断を決定し、これ
により作動を停止させ、なかんずく出力側の光エネルギ
の放出を停止する。一方、光増幅器は、入力側の光エネ
ルギが前記検出装置の閾値レベル以上に戻ると直ちに、
自動的に再び投入される。
【００１５】本発明のあり得る実施態様によれば、光増
幅器は、蛍光要素とこの蛍光要素にエネルギを供給する
レーザ・ポンプとを含み、上記制御装置は、前記検出装
置により検出される入力側の光エネルギの欠如の場合に
こらを遮断させるように前記レーザ・ポンプと関連させ
られる。
【００１６】このため、下流側に配置された増幅器およ
び受信機により転送された光信号の存在のため生じ得る
ポンピング効果によりあり得る「ノイズ」の放出が回避
される。
【００１７】再び、本発明のあり得る実施態様によれ
ば、通信回線は、各々が光信号送信機と、受信した光信
号が無い時前記送信機を遮断するのに適する自動保護装
置により作用的に接続される光信号受信機とを有する２
つの端末ステーションを含む形式のものであり、各光フ
ァイバ回線は１つのステーションの送信機を他のステー
ションの受信機と接続し、かつそれぞれ上記の検出装置
と遮断を制御する装置とが設けられた少なくとも１つの
光増幅器を含んでいる。
【００１８】電気通信回線のこのような構成の効果によ
り、光ファイバが遮断される地点から下流側の光増幅器
の遮断もまた、受信側のステーションの保護のための装
置の介在を決定し、これが対応する送信機を自動的に遮
断して、その結果他のステーションに戻る回線上に光信
号が存在しないことになる。これは、対応する保護装置
がトリガーされる場合であって対応する送信機を遮断
し、これにより電気通信回線全体の消勢を完了する。
【００１９】一方、回線の連続性が一旦回復されると、
起動側のステーションの送信機の単なる再作動が、前に
遮断された全ての光増幅器の自動的な再始動を決定し、
また送信された光信号の受信により、回線の機能の完全
な回復のため着信ステーションの送信機の再作動を決定
する。
【００２０】更に他の実施態様によれば、通信回線は、
一方で、光信号送信機と、前記検出装置および遮断を制
御する装置が設けられた少なくとも１つの光増幅器を含
む光ファイバ回線を介して接続される光信号受信機とを
有し、この送信機および受信機はまた、受信された光信
号が存在しないと前記送信機を遮断するのに適した自動
保護装置により作用的に接続される。
【００２１】後者の実施態様の、特に回線に沿った遮断
およびその後の修復が行われた後の再作動の場合の自動
的な遮断に関する作動状態は、先に述べたものと明らか
に同じものである。
【００２２】本発明の上記および他の特徴については、
添付図面に限定しない事例として示される実施例の以降
の詳細な記述により明らかになるであろう。
【００２３】
【実施例】図１によれば、古典的な光ファイバ通信回線
は、各々がそれぞれ送信機Ｔ１、Ｔ２および受信機Ｒ
１、Ｒ２を有する２つの端末ステーションを含む。ステ
ーション１の送信機Ｔ１は、第１の光ファイバ回線３を
介してステーション２の受信機Ｒ２と接続され、ステー
ション２の送信機Ｔ２は、第２の光ファイバ回線４を介
してステーション１の受信機Ｒ１と接続されている。回
線３および４の各々に沿って、一連の光増幅器５が存在
する。
【００２４】本発明によれば、上記の増幅器５は、図２
に示された形式のもの、即ちそれ自体は、蛍光物質を含
むアクティブ状態のファイバ６、ダイクロイック結合器
７およびレーザ・ポンプ８により対応する駆動回路９と
共に公知の方法で構成される。この形式の公知の光増幅
器の詳細については、既に述べた１９９０年１０月１５
日出願のヨーロッパ特許出願第９０２０２７３６．６号
により得ることができる。
【００２５】上記の光ファイバ・タイプの光増幅器によ
れば、本発明により、光ファイバ・ブランチ１１を持つ
結合器１０、フォトダイオード・タイプ光検出器１２、
増幅器１３および基準閾値Ｖｓを持つコンパレータ１４
により構成された保護装置が関連しており、フォトダイ
オード１２が閾値Ｖｓと対応する入力より小さい入力で
光エネルギを検出する毎に、駆動回路９を介して、レー
ザ・ポンプ８の遮断を操作する状態にある。
【００２６】通常１０ｍＷから１ｍＷ（即ち、−２０d
Ｂｍ乃至−３０dＢｍ）の範囲の入力電力Ｐ１、および
１ｍＷに等しい保護装置の介入閾値を考慮して、保護装
置の異なる構成要素のあり得る選択は、取出された電力
Ｐ２とトランシットＰ３における電力間の１：１０の
比、および１〜２ボルトに等しい振幅を持つ電圧信号に
フォトダイオード１２の電流信号を変換することができ
る標準的なタイプの増幅器１３の約０．０８ｍＡに等し
い介入閾値と対応する電流値と約０．８Ａ／Ｗの典型的
な応答を持つ１３００ｎｍおよび１５００ｎｍの双方の
波長で感応する標準的なＩｎ Ｇａ Ａｓタイプのフォ
トダイオード１２の０．５dＢ付近の有効電力損失Ｐ３
／Ｐ１を持つ標準的な市販タイプの方向性結合器１０、
および最後にこれまた標準的なタイプのコンパレータ１
４の使用を含み得る。
【００２７】一例としてステーション３に関する図３に
示されるように、各端末ステーション２１および２は、
駆動回路１６を持つレーザ・エミッタ１５および増幅器
１８を持つフォトダイオード１７により実質的に構成さ
れる既に述べた送信機および受信機に加えて、受信信号
の大きさに従ってレーザ・エミッタ１５を付勢または遮
断するように駆動回路１６において働く信号１９の存在
の検出器により構成されるそれ自体公知の保護装置を含
む。
【００２８】上記の構造の効果により、図に示された光
ファイバ通信回線は下記の如く作動する。
【００２９】入力側Ｉにおける電気信号と対応する光信
号Ａが、光ファイバ回線３に沿って端末ステーション１
の送信機Ｔ１により送信されるものとしよう。光増幅器
５により適当に増幅された送信信号は、端末ステーショ
ン２に着信し、ここで受信機Ｒ２により受取られて出力
電気信号Ｕに変換される。公知の技術により作動して、
端末ステーションにより受取られた信号が正しい動作を
表わす与えられた閾値（例えば、０．１ｍＷ）を越える
ならば、検出器１９は、この信号の「存在」を検出して
送信機Ｔ２をアクティブ状態に保持する。これにより、
この送信機Ｔ２は光ファイバ回線４上に光信号Ｂを放出
することができる。回線４の光増幅器５により更に増幅
されるこの信号は、ステーション１の受信機Ｒ１により
受取られる。Ｒ１におけるＴ２により送信された信号の
受取りは、Ｔ１により送信された信号もまたＲ２により
受取られたことを示し、これにより送信機Ｔ１を作動状
態に保持する。このような条件下では、各光増幅器５に
より受取られた電力Ｐ１の非常に小さな部分、上記の設
計の想定においては略々０．５ｄＢのみが、図２に示さ
れる個々の増幅器の保護装置の存在の結果として損失と
なる。
【００３０】光ファイバの破損または他の種類の回線３
および４上の介入が遮断を生じ、あるいは非常に生じに
くいが、送信光信号の電力の大きな減少を生じる場合
は、個々の光増幅器５および端末ステーション１、２と
関連する保護装置が直ちに介入して、修復または保守作
業を行う要員の安全な状態に通信回線を置く。
【００３１】更に正確には、もし破損などが光増幅器５
から上流側に生じるならば、この光増幅器は、ゼロある
いは図２の保護装置のフォトダイオード検出器１２がコ
ンパレータ１４の閾値Ｖｓより低い大きさを持つ信号を
生じる如きレベルまで減少した信号電力Ｐ１を受取り、
これにより前記コンパレータは駆動回路９を介してレー
ザ・ポンプ８の遮断を生じ、その結果アクティブ状態フ
ァイバ６から下流側で得られる光増幅器の出力電力の打
消しまたは非常に強い制限を生じる。同じように、破損
点より下流側の全ての他の光増幅器は遮断される。
【００３２】遮断された回線の端部に位置する受信機、
例えば破損が回線３に沿って生じたならばＲ２では、検
出器１９などにより認識されるゼロまたは非常に低い信
号が生じ、この検出器は駆動回路１６を介して送信機Ｔ
２の遮断を決定し、その結果戻り回線上の光信号の放射
を止める。
【００３３】戻り回線４の全ての光増幅器がカスケード
状に遮断され、ステーション１の受信機Ｒ１が更に送信
機Ｔ１を遮断する結果、光信号４の放射を止め、また更
に破損点から上流側の全ての光増幅器の遮断を生じる結
果となる。
【００３４】破損が受信機Ｒ２またはＲ１のすぐ上流側
の回線３または４の地点において生じる場合の介入機構
は異なるものではない。簡単に言えば、問題の受信機と
関連する送信機が最初に遮断され、次いでこの送信機に
より信号を供給される回線の全ての増幅器、他のステー
ションの送信機もまた遮断され、最後に他の回線の全て
の増幅器が遮断される。
【００３５】このように、通信回線全体が消勢されて、
全ての光増幅器が、誤って送信された光信号により生じ
得るポンピング・ノイズの形態でさえも、一切の出力電
力を実質的に放出しないような条件に置かれることを知
ることは重要である。
【００３６】一方、一旦回線の連続性が回復されると、
送信側のステーションの送信機の再作動は、これから出
る回線の全ての他の光増幅器を自動的に再びオンにする
に充分であり、これが正規のレベルまで戻った入力電力
を明瞭に検出し、検出器１２およびコンパレータ１４を
介してレーザ・ポンプ８の再作動を行い、受信側のステ
ーションの受信機側の信号の新たな受信の結果、対応す
る送信機を再びオンにし、戻り信号の新たな放出によっ
て、戻り回線に沿った光増幅器の放出を決定する。
【００３７】本発明による回線の動作は、公知技術によ
る保護機能を備えたものとは明らかに異なり、実際に、
二方向性タイプの回線に存在する増幅装置が例えば方向
１、２（１から２へ）におけるその入力に信号が存在し
ないことを検出する時、反対の方向１、２（２から１
へ）において動作する増幅装置の遮断が行われ、異常の
存在を上流側へ信号する。
【００３８】（方向１から２への方向の）更に上流側に
位置する増幅装置においては、方向２、１の信号の欠如
は更に方向１、２における対応する送信機の遮断を行う
ことであり、２つの装置間の回線区間を完全に不動作状
態（ｉｎａｃｔｉｖｅ）にする。
【００３９】このような解決は、他の増幅装置が対応す
る送信機を反対方向に消勢し（ｄｉｓａｃｔｉｖａｔ
ｅ）得るためこれらの送信機を不確実な作動状態に保持
し、これにより更に別の回線区間を不作動状態にし、あ
るいは例えば増幅器自体により生じる背景ノイズが存在
すると、信号として解釈され得、このように回線の正し
い作動の信号を誤認して増幅器を作動状態に保持する。
【００４０】更に、回線の機能が回復した時、従来の回
線は各送信機をそれに直接働くかあるいは補助回線を介
して再び励起させることを要求し、これによりシステム
を非常に複雑なものにした。
【００４１】いずれの場合も、公知技術による保護は、
各増幅装置において１つの方向に働く増幅器と他の方向
に働く増幅器との間の物理的な接続があることを必要と
した。
【００４２】対照的に、本発明によれば、回線上に配置
された光増幅器が如何なる方法でも反対の回線と接続さ
れることを必要とせず、このことは、通信が反対方向の
通信とは独立的な経路に沿う１つの方向で恒久的に行わ
れるこれにより２つの別個の一方向の回線を介して２つ
の端末ステーション間の接続を行い、あるいは異常、保
守などにより他方におけるものとは異なる回線上で一方
向の通信を一時的に再開するためある限られた期間接続
を行うことを要求される場合に特に便利である。
【００４３】実際に、このような場合には、公知の形式
の保護装置を提供することができず、あるいは検査を必
要とするか補助回線を必要とするが、本発明による装置
は、その作動上の特徴をこのような回線形態においても
維持するものである。
【００４４】無論、図面に示されたものは本発明による
通信回線の１つの可能な実施態様に過ぎない。特に、回
路の詳細における明瞭な変更の他に、図２に示した形式
の一連の光増幅器５を含む１本の光ファイバ回線により
一緒に接続され、図３に示したものと同様な保護装置と
一緒に作用敵に接続された送信機Ｔ１および受信機Ｒ１
を備えた僅かに１つの端末ステーション１を含む通信回
線を含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光ファイバ通信回線を示す全体図である。
【図２】本発明による保護装置と関連する上記の回線に
対する光ファイバ・タイプの光増幅器を示す主要図であ
る。
【図３】図１の通信回線に対する端末ステーションを示
す主要図である。
【符号の説明】
１ 端末ステーション ２ 端末ステーション ３ 第１の光ファイバ回線 ４ 第２の光ファイバ回線 ５ 光増幅器 ６ ファイバ ７ ダイクロイック結合器 ８ レーザ・ポンプ ９ 駆動回路 １０ 方向性結合器 １１ 光ファイバ・ブランチ １２ フォトダイオード光検出器 １３ 増幅器 １４ コンパレータ １５ レーザ・エミッタ １６ 駆動回路 １７ フォトダイオード １８ 増幅器 １９ 検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｓ 3/07 8934−4Ｍ 3/094 (72)発明者 アルド・リゲツテイ イタリア共和国 20146 ミラノ，ヴイ ア・トルストイ 49 (72)発明者 マリオ・タンブレツロ イタリア共和国ミラノ，20059 ヴイメル カーテ，ヴイア・ブリアンツア ３

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも１つの光増幅器（５）を含む
    光ファイバ通信回線において、 入力に光エネルギが存在することを検出する手段（１
    ２）と、入力に光エネルギが存在しない時、前記光増幅
    器における光エネルギの放出を実質的に遮断するように
    前記検出手段（１２）により操作される制御手段（１
    ４）とが前記光増幅器（５）と関連して設けられたこと
    を特徴とする光ファイバ通信回線。
  2. 【請求項２】 前記光増幅器（５）が、蛍光要素（６）
    と、該蛍光要素（６）にエネルギを供給するレーザ・ポ
    ンプ（８）とを含む請求項１に記載の光ファイバ通信回
    線において、前記制御手段（１４）が、前記検出手段
    （１２）により検出される入力における光エネルギが存
    在しない場合に遮断を生じるように前記レーザ・ポンプ
    （８）と関連させられることを特徴とする光ファイバ通
    信回線。
  3. 【請求項３】 各々が光信号送信機（Ｔ１、Ｔ２）と受
    信した光信号が存在しない状態において前記送信機（Ｔ
    １、Ｔ２）を遮断するのに適した自動保護装置（１９）
    により作用的に接続される光信号受信機（Ｒ１、Ｒ２）
    を有し、各々が１つのステーションの送信機を他のステ
    ーションの受信機と接続し、かつ各々が少なくとも１つ
    の光増幅器を含む光ファイバ回線（３、４）を有する、
    ２つの端末ステーション（１、２）を含む請求項１に記
    載の光ファイバ通信回線において、 前記光増幅器（５）が前記検出手段（１２）と遮断手段
    （１４）とを設けられることを特徴とする光ファイバ通
    信回線。
  4. 【請求項４】 光信号送信機（Ｔ１）、および少なくと
    も１つの光増幅器（５）を含む光ファイバ回線（３）を
    介して一緒に接続されかつ受信光信号が存在しない状態
    において前記送信機（Ｔ１）を遮断するのに適した自動
    保護装置（１９）により作用的に接続される光信号受信
    機（Ｒ１）を含む１つの端末ステーション（１）を含む
    請求項１に記載の光ファイバ通信回線において、前記光
    増幅器（５）が前記検出手段（１２）と遮断手段（１
    ４）とを設けられることを特徴とする光ファイバ通信回
    線。
  5. 【請求項５】 蛍光物質を含むアクティブ状態ファイバ
    （６）と、レーザ・ポンプ（８）と、ダイクロイック結
    合器（７）とを含み、前記アクティブ状態ファイバ
    （６）に対する入力に存在する光エネルギに前記レーザ
    ・ポンプ（８）により供給される別のポンピング光エネ
    ルギを加えるアクティブ状態ファイバ形式の光増幅器に
    おいて、 入力に光エネルギが存在することを検出する手段（１
    ２）と、入力に光エネルギが存在しない時、前記レーザ
    ・ポンプ（８）の遮断を生じて前記アクティブ状態ファ
    イバ（６）の一部における光エネルギの放出を実質的に
    遮断するため、前記検出手段（１２）により操作される
    増幅器の遮断を行う手段（１４）とを設けることを特徴
    とする光増幅器。
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