JPS5911213B2 - 光中継器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、光中継器に関するもので、特に光中継器の障
害時に、バイパス回路により迂回中継さ１５せる光中継
装置の光中継器に関するものである。

光ファイバ伝送路を介して光学的時系列デジタル情報を
伝送する場合、一定距離ごとに光中継装置を介挿して光
レベルが常に所定レベルを保持するように増幅し、中継
している。 しかし、光中継装置の光中継器に障害が発
生すると、光学的時系列デジタル情報は遮断され、光学
的情報の中継機能は全く喪失されてしまう。

そこで、従来、光中継器の障害時、その光中継器を光フ
ァイバ・バイパス回路により迂回させることにより、瞬
時でも間断することなく光伝送を継続させるようにした
光中継装置が提案されている（特願昭５４−０９９１９
４号明細書参照）。第１図は、従来のバイパス回路を有
する光中継装置の構成図である。９０光中継器１と、光
ファイバ・バイパス回路２と、光スイッチ３および４と
を有する中継装置は、光学的時系列デジタル情報（以下
簡単のための光学的情報と称す）が伝送される光ファイ
バ伝送路Ｌ（その光中継装置の入力側を入力側光ファイ
バ伝’１５送路Ｌｉ）出力側を出力側光ファイバ伝送路
ＬＯと称す）に介挿されている。

この場合、光中継器１は、光ファイバ入力端５を有し、
その入力端５に入力される光学的情報を光学変換素子６
により電気的時系列デジタル情報（以下電気的情報と称
す）に変換した後、光電変換素子６より得られる電気的
情報の振幅レベルを増幅回路７により所要のレベルまで
増幅し、増幅回路７より得られる電気的情報より、タイ
ミング信号発生回路８でタイミングを発生させ、このタ
イミング信号を用いて、増幅回路７より得られる電気的
情報に対応する新たな電気的情報を識別回路９により発
生せしめ、識別回路９より得られる電気的情報に対応し
て半導体レーザー１１を駆動回路１０により駆動する。

半導体レーザー１１の光出力レベルが常に一定の所要レ
ベルとなるように、安定化回路１２は半導体レーザー１
１のバイアス電流を制御するため駆動回路に帰還させる
。また、光中継器１は、光フアイバ出力端１３を有し、
入力端５に入力される光学的情報に対応する新たな光学
的情報、即ちいわゆる再生中継された光学的情報を出力
端１３より出力する。

光フアイバ・バイパス回路２は、光中継器１の出力端１
３より出力される光学的情報の光中継器１の入力端５に
入力される光学的情報に対する遅延時間だけ、光学的情
報を遅延せしめる長さを有する光フアイバ１４でなる。

光スイツチ３は、１つの光フアイバ入力端１５２と、２
つの光フアイバ出力端１６，１７とを有し、入力端１５
に入力される光学的情報を出力端１６に出力すること（
これを以下第１の切換位置と称す）と、出力端１７に出
力すること（これを以下第２の切換位置と称す）とが切
換選択される。

更に、光スイツチ４は、２つの光フアイバ入力端１８，
１９と１つの光フアイバ出力端２０とを有し、入力端１
８に入力される光を出力端２０に出力すること（これを
以下第３の切換位置と称す）と、入力端１９に入力され
る光を出力端２０に出．力すること（これを以下第４の
切換位置と称す）とが切換選択される。光スイツチ３お
よび４は連動して切換わるようになされており、光スイ
ツチ３が第１の切換位置にあるときは、光スイツチ４は
常に第３の切換位置にあり、又光スイツチ３が第２の切
換位置にあるときは、光スイツチ４は常に第４の切換位
置にあるように構成される。そして、光スイツチ３の入
力端１５が入力側光フアイバ伝送路ＬＩに、出力端１６
が光中継器１の入力端５に、出力端１７が光フアイバ・
バイパス回路２の光フアイバ１４の入力端にそれぞれ連
結され、又光スイツチ４の入力端１８が光中継器１の出
力端１３に、入力端１９が光フアイバ・バイパス回路２
の光フアイバ１４の出力端に、出力端２０が出力側光フ
アイバ伝送路ＬＯにそれぞれ連結される。この構成によ
れば、光中継器１に障害がない場合、光スイツチ３，４
をそれぞれ第１、第３の切換位置に置けば、入力側光フ
アイバ伝送路ＬＩに光学的情報が伝送されたとき、その
光学的情報が光スイツチ３を通つて光中継器１に供給さ
れ、これに応じてこの光中継器１より入力側光フアイバ
伝送路ＬＩに伝送された光学的情報に対応する新たな光
学的情報が得られ、これが光スイツチ４を通つて出力側
光フアイバ伝送路ＬＯに伝送される。

又、この状態より光中継器１に障害が生じた場合、光ス
イツチ３，４をそれぞれ第２、第４の切換位置に切換え
れば、入力側光フアイバ伝送路ＬＩに伝送された光学的
情報が光スイツチ３を通つた後、光フアイバ・バイパス
回路２を光中継器１を迂回して通り、次いで、光スイツ
チ４を通つて出力側光フアイバ伝送路ＬＯに伝送される
。更に、この状態より光中継器１の障害が回復した場合
、光スィツチ３，４をそれぞれ第１、第３の切換位置に
切戻せば、上述した光中継器１を通る状態に復帰する。
この光スイツチの切換時、切換わり始めてから完全に切
換が完了するまでの過渡的状態においては、入力側光フ
アイバ伝送路ＬＩに伝送される光学的情報の光の量は、
光スイツチ３の出力端１６，１７の各々に分配され、一
方出力側光フアイバ伝送路ＬＯには光スイツチ４の入力
端１８，１９より入力された光学的情報のそれぞれの光
の量の和が伝送される。従つて、出力側光フアイバ伝送
路でみて光学的情報が光スイツチの切換時においても、
その光量に変動はあるものの連続しており、瞬時でも間
断しない。従つて、この構成のバイノくス回路を有する
５光中継装置によれば、光中継器１の陣１ｔｋその光中
継器１を光フアイバ・バイバス回路２にて迂回し得るの
で、光中継器１に障害があつた場合、光学的情報を、そ
れがいわゆる再生中継された良質なものではないとして
も、出力側光フアイバ伝送路に瞬時でも間断することな
く伝送せしめるので、光学的情報の中継機能が全く失わ
れるという不都合を救済し得る効果がある。

しかしながら、第１図に示す従米の光中継器を有する光
中継装置の場合、光中継器１の障害時、光スイツチ３，
４のそれぞれ第１、第３の切換位置から第２、第４の切
換位置への切換が進行し、光中継器１への入力光レベル
が光中継器１の正常な動作に要する入力光レベルよりも
小さくなつたとき、あるいは逆に、光中継器１の障害が
回復し、光スイツチ３，４がそれぞれ第２、第４の切換
位置から第１、第３の切換位置への切換が開始するが、
光中継器１への入力光レベルが光中継器１の正常な動作
に要する入力光レベルに未だ達しないとき、半導体レー
ザー１１の光出力レベルを常に一定に保持せんとする安
定化回路１２の働きにより、光中継器１の入力光レベル
が十分大で正常な光出力、即ち光中継器１に入力された
光学的情報に対応した光出力と全く同じレベルではある
が、光学的情報に対応しない誤つた光出力を光中継器１
の出力端１３に出力するため、このような光スイツチ切
換時に、一時的に誤つた光学的情報を出力側光フアイバ
伝送路ＬＯに伝送せしめ、この結果、伝送路ＬＯを一端
とする光フアイバ伝送路の他端に接続される第１図と同
様に構成された光中継装置では、この誤りを含んだ光学
的情報に基づいて情報の処理を行うという不都合がある
。

一般に、光スイツチの切換えにより光中継器を光フアイ
バ・バイパス回路にてバイパスし、又これより復旧せし
めるような光中継装置においては、たとえ瞬時でも誤つ
た光学的情報を出力側光フアイバに送出しないことが所
望されている。また、入力側光フアイバ伝送路に伝送さ
れる光学的情報の光レベルよりも光中継器の光出力レベ
ルの方が大きく、従つて上述のような光中継器１の障害
あるいは回復に伴う光スイツチ切換時の切換前後で出力
側光フアイバ伝送路に送出される光学的情報の光レベル
が増減するため、このような光レペルの変動を吸収し得
るように光中継器を構成することが所望されている。し
かしながら、光中継器においては光電変換素子と増幅回
路との間および増幅回路の各段間をコンデンサを介しで
連結した、いわゆる交流結合形式がとられることが多く
、この交流結合部におけるいわゆるＣＲ時定数よりも短
い時間内に起る光中継器に入力される入力光レベルの変
動には追随できないため、上述のような光スイツチの切
換前後で光レベルが急激に変動すると、増幅器で吸収で
きずに光中継器の動作が異常となる結果、更に他の中継
装置へもこの異常動作により生じた誤りを含む光学的情
報を送出するという二重の不都合を有するものである。

本発明の目的は、これらの従米の不都合を除去するため
、光中継器の障害時あるいは回復時に光スイツチで光中
継器とバイパス回路との間を切換える際に、誤つた光学
的情報を出力することなく、かつ光スイツチ切換えに伴
う急激なレベル変動を吸収して正常動作を保持させる等
、信頼性を向上させることができる光中継器を提供する
ことにある。

本発明の光中継器は、入力された光学的時系列デジタル
清報の光入力レベルが所要レベル以下のとき、制御回路
の作用により半導体レーザーの光出力を抑圧するととも
に、この制御回路の作用を緩慢に動作するようにしたこ
とを特徴としている。

以下、本発明の光中継器の実施例を、第２図により説明
する。第２図において、第１図と同一符号は同一部分に
対応しており、かつ第１図におけるバイパス回路２、光
スイツチ３，４は記載を省略している。

第２図の光中継器は、新しく、第１図の光中継器１の識
別回路９と駆動回路１０との間に論理積回路２１、増幅
回路７とこの論理積回路２１ならびに安定化回路１２と
の間に制御回路２２を、それぞれ設けるが、それ以外は
第１図に示す光中継器１と同様の構成を有するものであ
る。但し、この場合、制御回路２２は、増幅回路７の中
間段において出力されるタイミング発生回路８および識
別回路９の動作に必要とされる所定の振幅レベルに達す
る以前の電気的情報、即ち光中継器１の光入力レベルに
対応してその振幅レベルが変化する電気的情報に基づき
、この電気的情報の振幅レベルが予定の所要レベル以下
である場合、即ち光中継器１に入力される光学的情報の
光レベルが光中継器１の正常な動作に必要とする光レベ
ルよりも小さい場合に、特定の制御信号により論理積回
路２１に作用し、識別回路９より得られる電気的情報が
駆動回路１０に供給されることを阻止する。同時に、制
御回路２２は、半導体レーザー１１の光出力レベルを；
定に保持せんとする安定化回路１２に対し、これが入力
とする半導体レーザー１１の光出力の一部に優先して作
用し、強制的に半導体レーザー１１のバイアス電流をほ
ぼ零となるよう抑圧し、この結果半導体レーザー１１か
ら光学的情報が出力されることを阻止する。しかも、こ
れら２つの作用を短時間に働きかけるのではなく、光ス
イツチの切換に要する時間よりも小さい範囲内で上述し
た増幅回路の段間結合部における時定数よりも十分大き
い時定数で徐々に働きかけるものである。この制御回路
２２は、例えば、増幅回路中間段より得られる電気的情
報に直流分を付加するいわゆる直流再生回路２３と、直
流再生回路２３の出力波形の積分波形を得る積分回路２
４と、積分回路２４により得られた積分波形の直流レベ
ルと予め入力端子２６にて設定された所要のレベルとの
大小を比較し、その比較結果に対応して上述の制御信号
を出力する比較回路２５とで構成される。

第２図では、光中継器１の構成のみを示しているが、こ
の光中継器１は第１図で示した光スイツチ３，４に従来
例と全く同様に接続され、しかも光フアイバ・バイパス
回路２および伝送路フアイバＬから成る構成は全く同様
である。本発明の光中継器によれば、上述の光スイツチ
３，４が第１、第３の切換位置に置かれ、光中継器１の
入力端５に光学的情報が入力される場合、光電変換素子
６より上記光学的情報に対応する電気的情報が得られ、
これに基づき増幅回路７より所要の振幅レベルを有する
電気的情報が得られ、さらにこれに基づきタイミング信
号発生回路８よりタイミング信号が得られ、タイミング
信号発生回路８より得られるタイミング信号を用いて増
幅回路ｒより得られる電気的情報に対応する新たな電気
的情報が識別回路９によつて得られ、そしてこれが論理
積回路２１に供給される。

又、制御回路２２における入力端子２６には光中継器１
の正常な動作に最小限必要な光入力レベルに相当する基
準レベルが設定されており、従つてこの時、積分回路２
４の出力端に得られる積分波形の直流レベルの方がこの
基準レベルよりも大きいため、比較回路２５は上述のよ
うに半導体レーザー１１の光出力を抑圧する制御信号は
出力せず、従つて識別回路９より得られる電気的情報は
論理積回路２１で阻止されることなくそのまま駆動回路
へ供給されると共に、安定化回路１２も半導体レーザー
１１の光出力レベルを一定に保つべくバイアス電流を制
御する。その結果、第１図に示した従来例と全く同様に
半導体レーザー１１より得られる新たな光学的情報が光
中継器出力端１３より送出され、そして、それが光スイ
ツチ４を通つて出力側光フアイバ伝送路ＬＯに伝送され
ることとなる。又、この状態より光中継器１に障害が生
じた場合、光スイツチ３，４のそれぞれ第１、第３の切
換位置から第２、第４の切換位置への切換が開始され、
入力側光フアイバ伝送路ＬＩより入力された光学的情報
の光量のうち、スイツチ３を介してバイパス回路２へ迂
回される分だけ光中継器１への光入力レベルが減少し始
める。この切換が更に進行し、光中継器１への光入力レ
ベルが光中継器１の正常な動作に要する光入力レベルよ
りも小さくなる直前に、制御回路２２が動作を開始し、
半導体レーザー１１の出力を抑圧するため、この切換が
更に進行して光中継器１への光入力レベルが微小となり
光中継器１が異常な動作をして入力された光学的情報に
対応しない誤つた電気的情報を識別回路９の出力端に生
じても、これを新たな光学的情報として光中継器１の出
力端に出力することを阻止する。従つて、出力側光フア
イバ伝送路ＬＯには、誤りを含む光学的情報が全く混入
されない。しかも、制御回路２２は、上述の如く所定の
時定数で論理積回路２１および安定化回路１２に作用す
るので、出力側伝送路ＬＯに送出される光学的情報の光
レベルにはスイツチ切換に伴う急激な変動がなく、従つ
て、出力側伝送路ＬＯの他端に接続される光中継装置の
光中継器においても、光スイツチ切換に伴うレベル変動
を十分に吸収できるようになる。更に、この状態より光
中継器１の障害が回復し、光スイツチ３，４をそれぞれ
第２、第４の切換位置から第１、第３の切換位置へ切換
える場合も、全く同様にして、出力側伝送路ＬＯに送出
される光学的情報に誤りを混入させないと同時に、送出
される光レベルの急激な変動が抑圧されるため、出力側
伝送路ＬＯの他端に接続される光中継装置における異常
動作を防止することができる。

従つて、本発明によれば、バイパス回路を有する光中継
装置において、光中継器の障害時又は回復時の光スイツ
チ切換時に、光中継器への光入力レベルが微小となるこ
とにより誤つた光学的情報を発生し、これを出力側光フ
アイバ伝送路へ混入せしめることがないとともに、出力
側光フアイバ伝送路へ送出される光学的情報の光レベル
の光スイツチ切換に伴う急激な変動を緩和し、この結果
出力側光フアイバ伝送路の他端へ接続される光中継装置
の異常動作をも防止し得る。なお、上述においては、制
御回路２２を増幅回路７の中間段より出力される電気的
情報を入力とするものとし、又識別回路９より得られる
電気的情報が駆動回路１０へ供給されることを論理積回
路２１を用いて阻止し、更に制御回路２２より得られる
制御信号を安定化回路１２へ供給することにより半導体
レーザー１１のバイアス電流を抑圧するものとして説明
したが、制御回路２２の入力としてタイミング信号発生
回路８において得られる信号を用いることもでき、又論
理積回路２１を用いずに上記制御信号を直接駆動回路１
０へ供給することによつても上述せると同様の作用効果
を得ることができ、その他本発明の目的を損うことなく
種々の変形変更をなし得る。

以上説明したように、本発明による光中継器によれば、
光中継器の光入力レベルが予め設定された所要のレベル
よりも小さい時に、制御回路の作用により半導体レーザ
ーの光出力を抑圧するよう構成されるので、光中継器の
障害時又は回復時に、光スイツチで光中継器とバイパス
回路との間を切換える際に、光中継器への光入力レベル
が光中継器の正常な動作に必要なレベルよりも小さくな
ることにより誤つた光学的情報を発生し、これを出力側
フアイバへ混入することを防止する効果を有する。

また、上記制御回路の作用は、緩慢に働くようにしてあ
るので、出力側フアイバへ送出される光学的情報の光レ
ベルの光スイツチ切換に伴う急激なレベル変動を緩和し
、この結果出力側フアイバの他端へ接続される光中継装
置の光中継器における増幅回路が交流結合形式で構成さ
れていても、上記レベル変動を十分吸収でき、正常動作
を保持させることができる効果を有し、光中継装置の信
頼性向上に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光中継器を用いたバイパス回路を有する
光中継装置を示す系統図、第２図は本発明の実施例を示
す光中継器のプロツク図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ファイバ入力端から入力される光学的時系列デジタ
   ル情報を電気的時系列デジタル情報に変換し、該デジタ
   ル情報の振幅レベルを予定レベルまで増幅し、増幅され
   たデジタル情報とタイミング信号により、該デジタル情
   報に対応する新たな電気的時系列デジタル情報を発生し
   、該デジタル情報に対応して駆動回路を起動することに
   より半導体レーザーを駆動して上記デジタル情報を、入
   力された光学的時系列デジタル情報に対応する新たな光
   学的時系列デジタル情報に変換するとともに、上記半導
   体レーザーのバイアス電流を安定化回路により制御する
   光中継器、および該光中継器の障害時の迂回路として光
   バイパス回路を有する光中継装置において、上記入力さ
   れた光学的時系列デジタル情報の光入力レベルが予定レ
   ベル以下であることを検出する手段、および該検出手段
   の出力により、電気的時系列デジタル情報を上記駆動回
   路に供給するのを阻止するためと、上記安定化回路の動
   作に優先して、上記半導体レーザーのバイアス電流を抑
   圧し、光出力を阻止するため、それぞれ予定値より大き
   い時定数で作用する制御手段を具備することを特徴とす
   る光中継器。