JPH1117621A - ループ型光伝送システムの光送信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、マスタ装置と複数のスレーブ装置
をループ状の光ファイバを介して接続してなるループ型
光伝送システムに対して、監視光信号によるループ状の
光ファイバの断線の有無を判断できる一方、マスタ装置
とスレーブ装置との間でなされる通信のための通信光信
号を光ファイバ上に出力することができるループ型光伝
送システムの光送信装置を提供することにある。 【解決手段】 マスタ装置から、ループ状の光ファイバ
の断線の有無を判断するための監視光信号と、マスタ装
置とスレーブ装置との間でなされる通信のための通信光
信号とを切り替えて光送信器２から出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ループ型光伝送シ
ステムの光送信装置に関し、特に、マスタ装置と複数の
スレーブ装置をループ状の光ファイバを介して接続して
なるループ型光伝送システムに対して、監視光信号を光
ファイバ上に出力し、光ファイバを介して入力される前
記監視光信号の有無に応じてループ状の光ファイバの断
線の有無を判断することができるループ型光伝送システ
ムの光送信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、図３に示すループ型光伝送システ
ムが知られている。このループ型光伝送システムは、１
台のマスタ装置１０１と１台または複数台のスレーブ装
置１０５を１本または複数本のループ状の光ファイバ１
１０及び光カプラ１０６で接続して構成するものであ
る。

【０００３】このループ型光伝送システムにおいて、マ
スタ装置１０１が接続された光ループの断線をチェック
する場合、マスタ装置１０１の光送信器１０２より光ル
ープ監視用の光信号を送信し、その信号が光ループを通
って戻ってくるループバック信号をマスタ装置１０１の
光受信器１０３で受信できたか否かを判断して、光ルー
プの断線を検出する方法が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図３に示すループ型光
伝送システムは、１本の光ループをなす光ファイバ１１
０を介して接続されている。まず、マスタ装置１０１の
光送信器１０２から光ファイバループへ光信号Ａが送信
される。次に、光信号Ａはスレーブ装置１０５内の光カ
プラ１０６で分岐され、各スレーブ装置１０５の光受信
器１０７に入力される。ここで、光信号Ａで指定された
スレーブ装置１０５のみが光送信器１０８から光信号Ｂ
を送信し、光カプラ１０６で光ファイバループに結合さ
れ、マスタ装置１０１の光受信器１０３に入力される。
この結果、マスタ装置１０１と複数台のスレーブ装置１
０５との間で通信を行うことができる。

【０００５】次に、図４にスレーブ装置１０５に設けら
れた光カプラ１０６を示す。この光カプラ１０６は、ポ
ート１が光ループのマスタ装置１０１の光送信器１０２
側に接続される一方、ポート２がマスタ装置１０１の光
受信器１０３側に接続される。また、ポート３はスレー
ブ装置１０５の光受信器１０７に接続される一方、ポー
ト４はスレーブ装置１０５の光送信器１０８に接続され
る。

【０００６】ここで、ポート１からポート２に至る通過
損失はＬ１（ｄＢ）であり、ポート１からポート３及び
ポート４からポート２に至る通過損失がＬ２（ｄＢ）で
ある。光ファイバ長をより長く布設し、また、スレーブ
装置１０５を多数接続するためには、 Ｌ１＜Ｌ２ となっている。

【０００７】例えば、 Ｌ１＝１（ｄＢ），Ｌ２＝１０（ｄＢ） のときの光信号の光レベルについては、以下のようにな
る。

【０００８】まず、マスタ装置１０１の光受信器１０３
に入力される最大の光レベルについて考えると、スレー
ブ装置１０５がマスタ装置１０１の光受信部１０３の直
近に配置されている場合には、光ループでの損失が０ｄ
Ｂとなる。ここで、スレーブ装置１０５の光送信部１０
８の光送信レベルをＰ１（ｄＢｍ）とすると、このとき
の光受信レベルＰ２（ｄＢｍ）は、 Ｐ２＝Ｐ１−Ｌ２（ｄＢｍ）・・・（１） となる。

【０００９】また、スレーブ装置１０５の光受信器１０
７に入力される光レベルが最大になるのは、マスタ装置
１０１の光出力の直近にスレーブ装置１０５が設置され
ている場合であり、光ループでの損失が０ｄＢとなると
きである。ここで、マスタ装置１０１の光送信部１０２
の光送信レベルをＰ１（ｄＢｍ）とすると、この時の光
受信レベルＰ３（ｄＢｍ）は、 Ｐ３＝Ｐ１−Ｌ２（ｄＢｍ）・・・（２） となる。

【００１０】Ｐ２＝Ｐ３ であるので、マスタ装置１０１及びスレーブ装置１０５
で使用する光受信器は同じものが使用でき、その最大光
受信レベルが、（Ｐ１−Ｌ２）ｄＢｍあればよいことに
なる。このループ型光伝送システムにおいて、マスタ装
置１０１の光送信器１０２から光ループ監視光信号を出
力し、そのループバック光を検出できた場合には光ルー
プを正常として判断する一方、検出できなかった場合に
は異常として判断する光ループ監視方法が知られてい
る。

【００１１】光ループ上の光ファイバ１１０、光カプラ
１０６での損失で光受信器１０７への光入力が、（Ｐ１
−Ｌ２）ｄＢｍと光受信器１０７の最小光受信レベルの
間にある場合には、光ループの監視を正常に行うことが
できる。

【００１２】しかしながら、一般に、初期段階で短い光
ループを用いて少数量のスレーブ装置１０５しか接続せ
ずにおき、後々、ループ長及びスレーブ装置１０５の台
数を拡張して、システムを構成するようにしている。こ
の場合、初期段階では光ファイバ１１０及び光カプラ１
０６の損失が少ないので、ループバック光の光レベルが
（Ｐ１−Ｌ２）ｄＢｍより大きくなり、その結果、光ル
ープ監視が正常に行えないことがある。

【００１３】この対策として、図５に示すように、例え
ば光送信器１０２内に設けられたレーザダイオードＬＤ
に加わる基準電圧をＶＲ１０１を調整して送信レベルを
下げたり、光受信レベルの最大光受信レベルを上げると
いう方法が考えられるが、この方法を実施した場合に
は、光レベルのダイナミックレンジを狭くしてしまうと
いった問題がある。

【００１４】また、マスタ装置１０１側の光受信器１０
３のみ更にダイナミックレンジの広いものを使用する場
合には、この光受信器１０３分のコストが上昇するとい
った問題がある。

【００１５】さらに、光受信器１０３の最小光受信レベ
ルをそのまま維持して最大光受信レベルを向上すること
も考えられるが、この場合には、光受信器１０３を再設
計する必要がある。

【００１６】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的としては、マスタ装置と複数のスレーブ装置を
ループ状の光ファイバを介して接続してなるループ型光
伝送システムに対して、監視光信号によるループ状の光
ファイバの断線の有無を判断できる一方、マスタ装置と
スレーブ装置との間でなされる通信のための通信光信号
を光ファイバ上に出力することができるループ型光伝送
システムの光送信装置を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
上記課題を解決するため、マスタ装置と複数のスレーブ
装置をループ状の光ファイバを介して接続してなるルー
プ型光伝送システムに対して、監視光信号を光ファイバ
上に出力し、光ファイバを介して入力される前記監視光
信号の有無に応じてループ状の光ファイバの断線の有無
を判断するループ型光伝送システムの光送信装置におい
て、前記マスタ装置は、前記ループ状の光ファイバの断
線の有無を判断するための監視光信号と、前記マスタ装
置と前記スレーブ装置との間でなされる通信のための通
信光信号とを切り替えて出力する送信手段を有すること
を要旨とする。

【００１８】請求項２記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記送信手段は、制御電流に対応した光信号を
送信する光送信手段と、送信される光信号の光出力を検
出する検出手段と、検出された光出力を積分して平均レ
ベルを出力する積分手段と、前記光送信手段から送信さ
れる光信号の出力強度を決定するために、所定の制御信
号に応じて２段階に基準電圧を切り替えて供給する基準
電圧手段と、該平均レベルといずれか一方の基準電圧と
の差をフィードバック電圧として出力する減算手段と、
該フィードバック電圧に応じて前記光送信手段に制御電
流を供給する供給電流制御手段とを有することを要旨と
する。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。 （第１の実施の形態）図１は、本発明の一実施の形態に
係るループ型光伝送システムの光ループ監視用光送信器
２の構成を示す図である。図１に示すように、光ループ
監視用光送信器２は、ロジックバッファＩＣと、信号Ｏ
Ｎ／ＯＦＦ用トランジスタＴＲ１と、バイアス電流制御
用トランジスタＴＲ２と、レーザダイオードＬＤと、モ
ニタＰＤ（Ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）と、基準電圧回路１
５と、アンプ１７と、積分回路１９と、オペアンプＯＰ
２とから構成される。

【００２０】ロジックバッファＩＣは、入力信号を信号
ＯＮ／ＯＦＦ用トランジスタＴＲ１に供給するととも
に、信号ＯＮ／ＯＦＦ用トランジスタＴＲ１のスイッチ
ング動作が入力信号に及ぼす影響を隔離するものであ
る。レーザダイオードＬＤは、供給される電流量に応じ
てレーザ光を出力するものである。モニタＰＤは、レー
ザダイオードＬＤからのレーザ光出力の一部を検出して
モニタするためのフォトダイオードである。アンプ１７
は、モニタＰＤによる検出電流を一旦電圧変換した後に
増幅するアンプである。積分回路１９は、モニタＰＤか
らの受光信号に対応した検出電圧値をコンデンサＣ及び
抵抗Ｒ１からなる積分定数に応じて積分する回路であ
る。

【００２１】オペアンプＯＰ２は、高速のオペアンプ
（スルーレート：数百〜数千Ｖ／μｓｅｃ）であり、積
分回路１９からの出力信号から基準電圧値（ＶREF ）を
減算し、この減算結果値に応じてバイアス電流制御用ト
ランジスタＴＲ２を制御する。バイアス電流制御用トラ
ンジスタＴＲ２は、ベースに加えられた制御電圧値によ
ってレーザダイオードＬＤに供給する電流を制御するも
のである。なお、抵抗Ｒ２は、レーザダイオードＬＤに
供給される電流を制限するための電流制限抵抗である。

【００２２】次に、図２を参照して基準電圧回路１５の
構成を説明する。図２に示すように、基準電圧回路１５
は、基準電源２１から固定された基準電圧が抵抗Ｒ３に
供給され、可変抵抗ＶＲ２，ＶＲ３を経由して接地され
ており、可変抵抗ＶＲ３の可変接点が基準電圧（ＶREF
）としてオペアンプＯＰ２のマイナス入力端子に出力
される。

【００２３】また、基準電圧回路１５の特徴として、可
変抵抗ＶＲ２の両端にはリレー２３の接点ａ，ｂが接続
されており、図外の内部処理回路から出力される光ルー
プ監視信号に応じて可変抵抗ＶＲ２の両端は短絡制御さ
れるものである。この結果、基準電圧回路１５から出力
される基準電圧（ＶREF ）は、この光ループ監視信号に
応じて２段階の基準電圧が出力される。

【００２４】次に、図１，図２を参照して、本発明の一
実施の形態に係るループ型光伝送システムの光ループ監
視用光送信器２の動作を説明する。図１において、レー
ザダイオードＬＤのレーザ光出力の一部をモニタＰＤで
検出し、モニタＰＤからの受光信号をアンプ１７で増幅
する。次に、アンプ１７で増幅された受光信号を積分回
路１９で平滑化して平均値を得る。ここで、オペアンプ
ＯＰ２はこの平均値の電圧と基準電圧値ＶREF の差を増
幅して、フィードバック電圧値として出力する。次に、
このフィードバック電圧値をバイアス電流制御用トラン
ジスタＴＲ２のベースに加えてレーザダイオードＬＤに
供給する電流を制御することで、レーザダイオードＬＤ
に流す電流を自動調整してレーザ光出力を安定化する。

【００２５】一方、入力信号をロジックバッファＩＣを
介して信号ＯＮ／ＯＦＦ用トランジスタＴＲ１のベース
に供給し、信号オン／オフ用トランジスタＴＲ１でスイ
ッチングしてレーザダイオードＬＤを直接変調すること
で、レーザ光を出力する。

【００２６】さらに、レーザダイオードＬＤから出力さ
れたレーザ光出力の一部をモニタＰＤで検出されるの
で、オペアンプＯＰ２に入力される積分回路１９からの
平均値の電圧と、基準電圧ＶREF の差は順次に減少する
とともに、レーザダイオードＬＤから得られるレーザ光
出力は安定するようになる。

【００２７】この場合、レーザダイオードＬＤの光送信
レベルは、基準電圧回路１５から出力される基準電圧Ｖ
REF で決定され、基準電圧ＶREF を変更することで、光
送信レベルを切り替えることができる。

【００２８】本発明の特徴は、マスタ装置の光送信器２
のレーザダイオードＬＤから出力される光送信レベル
を、スレーブ装置との間の通信時と、光ループ監視時と
で切り替えることにある。

【００２９】具体的には、スレーブ装置との間で通信を
行う場合には、マスタ装置の内部処理回路から出力され
る光ループ監視信号をＨｉｇｈ状態に設定し、図２に示
すトランジスタＴＲ３のベースに入力する。この結果、
リレー２３の接点ａ，ｂが短絡され、基準電圧ＶREF3が
大きくなる。この場合、光送信器２のレーザダイオード
ＬＤから出力される光送信レベルが（Ｐ１−Ｌ２）ｄＢ
ｍになるように、可変抵抗ＶＲ３を調節する。

【００３０】一方、光ループを監視する場合には、マス
タ装置の内部処理回路から出力される光ループ監視信号
をＬｏｗ状態に設定し、図２に示すトランジスタＴＲ３
のベースに入力する。この結果、リレー２３の接点ａ，
ｂが切断され、基準電圧ＶREF2が小さくなる。この場
合、光送信レベルがＰ１ｄＢｍになるように、可変抵抗
ＶＲ２を調節する。

【００３１】また、スレーブ装置において、光ループを
監視する場合と同様に、リレー２３の接点ａ，ｂを短絡
し、可変抵抗ＶＲ３を調整して基準電圧ＶREF3を出力で
き、常時、レーザダイオードＬＤからＰ１ｄＢｍの出力
を得ることができるので、本光送信器２をスレーブ装置
の光送信器としても使用することができる。

【００３２】このように、マスタ装置から、ループ状の
光ファイバの断線の有無を判断するための監視光信号
と、マスタ装置とスレーブ装置との間でなされる通信の
ための通信光信号とを切り替えて光送信器２から出力す
ることで、マスタ装置と複数のスレーブ装置をループ状
の光ファイバを介して接続してなるループ型光伝送シス
テムに対して、監視光信号によるループ状の光ファイバ
の断線の有無を判断できるようになる一方、マスタ装置
とスレーブ装置との間でなされる通信のための通信光信
号を光ファイバ上に出力することができるようになる。

【００３３】また、図１に示すように、制御電流に対応
した光信号をレーザダイオードＬＤから送信し、送信さ
れる光信号の光出力をモニタＰＤで検出し、次に、検出
された光出力を積分回路１９で積分して平均レベルを出
力する。ここで、送信される光信号の出力強度を決定す
るために、図外の内部処理回路からの光ループ監視信号
に応じて２段階に基準電圧ＶREF を切り替えて基準電圧
回路１５から供給し、この平均レベルと供給される基準
電圧ＶREF との差をオペアンプＯＰ２からフィードバッ
ク電圧として出力する。さらに、トランジスタＴＲ２に
よりフィードバック電圧に応じて制御電流をレーザダイ
オードＬＤに供給することで、監視光信号によるループ
状の光ファイバの断線の有無を判断できるようになる一
方、マスタ装置とスレーブ装置との間でなされる通信の
ための通信光信号を光ファイバ上に出力することができ
るようになる。

【００３４】この結果、光ループ監視を行う際にマスタ
装置の光送信器から出力する光ループ監視光信号の光送
信レベルを、通常のマスタ装置とスレーブ装置との間で
通信する場合の光信号の光送信レベルより低く設定する
ことができ、ループ型光伝送システムの光ループ監視を
光ループの光ファイバが短い場合でも行うことができ
る。また、光送信器の基準電源回路に簡単な変更を加え
るだけで実現することができる。さらに、マスタ装置と
スレーブ装置に同じ光受信器を使用することができる。

【００３５】

【発明の効果】以上、説明したように、請求項１記載の
本発明によれば、マスタ装置から、ループ状の光ファイ
バの断線の有無を判断するための監視光信号と、マスタ
装置とスレーブ装置との間でなされる通信のための通信
光信号とを切り替えて出力することで、マスタ装置と複
数のスレーブ装置をループ状の光ファイバを介して接続
してなるループ型光伝送システムに対して、監視光信号
によるループ状の光ファイバの断線の有無を判断できる
ようになる一方、マスタ装置とスレーブ装置との間でな
される通信のための通信光信号を光ファイバ上に出力す
ることができるようになる。

【００３６】また、請求項２記載の本発明によれば、制
御電流に対応した光信号を送信し、送信される光信号の
光出力を検出し、次に、検出された光出力を積分して平
均レベルを出力する。ここで、送信される光信号の出力
強度を決定するために、所定の制御信号に応じて２段階
に基準電圧を切り替えて供給し、この平均レベルと供給
される基準電圧との差をフィードバック電圧として出力
する。さらに、フィードバック電圧に応じて制御電流を
供給することで、監視光信号によるループ状の光ファイ
バの断線の有無を判断できるようになる一方、マスタ装
置とスレーブ装置との間でなされる通信のための通信光
信号を光ファイバ上に出力することができるようにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係るループ型光伝送シ
ステムの光ループ監視用光送信器２の構成を示す図であ
る。

【図２】基準電圧回路１５の構成を説明するための図で
ある。

【図３】従来のループ型光伝送システムを示す図であ
る。

【図４】スレーブ装置に設けられた光カプラの構成を示
す図である。

【図５】従来の基準電圧回路の構成を説明するための図
である。

【符号の説明】

ＯＰ２ オペアンプ ＬＤ レーザダイオード ＰＤ モニタフォトダイオード ＴＲ２ トランジスタ １９ 積分回路 １５ 基準電圧回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マスタ装置と複数のスレーブ装置をルー
   プ状の光ファイバを介して接続してなるループ型光伝送
   システムに対して、監視光信号を光ファイバ上に出力
   し、光ファイバを介して入力される前記監視光信号の有
   無に応じてループ状の光ファイバの断線の有無を判断す
   るループ型光伝送システムの光送信装置において、 前記マスタ装置は、 前記ループ状の光ファイバの断線の有無を判断するため
   の監視光信号と、前記マスタ装置と前記スレーブ装置と
   の間でなされる通信のための通信光信号とを切り替えて
   出力する送信手段を有することを特徴とするループ型光
   伝送システムの光送信装置。
2. 【請求項２】 前記送信手段は、 制御電流に対応した光信号を送信する光送信手段と、 送信される光信号の光出力を検出する検出手段と、 検出された光出力を積分して平均レベルを出力する積分
   手段と、 前記光送信手段から送信される光信号の出力強度を決定
   するために、所定の制御信号に応じて２段階に基準電圧
   を切り替えて供給する基準電圧手段と、 該平均レベルといずれか一方の基準電圧との差をフィー
   ドバック電圧として出力する減算手段と、 該フィードバック電圧に応じて前記光送信手段に制御電
   流を供給する供給電流制御手段とを有することを特徴と
   するループ型光伝送システムの光送信装置。