JPS62245828A - 光フアイバ無瞬断切替装置および方法 - 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） 本発明は光ファイバを用いた光通信の分野における、光
ファイバの無瞬断切替装置および方法に関するものであ
る。

（従来の技術） 従来、光ファイバを切り替えるための装置として、各種
の光スイッチが考案され、実用に供されている。

しかしこれらの光スイッチを用いて、第７図に示すよう
な光ファイバ切替装置を構成した場合、次のような理由
で、伝送信号の欠落や符号誤りの生じない無瞬断切替は
できない。

光ファイバ１−Δと光ファイバｉＢは長さが等しいとは
限らず、通常、異なることが多い。例えば光ファイバＩ
Ａと光ファイバ１−Ｂが、異なる光ファイバケーブルに
収容された場合、長さは通常、異なる。

この場合、スイッチＳＷＩ　とスイッチＳｔ！１２で、
光ファイバ１−Ａから光ファイバ１−Ｂへ切り替える（
逆も同様〉ことにより、光路差が生じる。この光路差が
高速ディジタル伝送において符号誤りを生じる原因とな
ることを第８図により説明する。

第８図（ａ）においてＴはタイムスロットであり、１．
０のディジタル信号を模式的に縦の実線と、縦の破線で
示しである。第８図（ａ）のＸ印で光スイッチがオンし
、光ファイバが例えば１−Ａから１−Ｂに切り替わる。

光ファイバ１−Ａの長さをｌＡ１光ファイバ１−Ｂの長
さをＩＢとし、ｚ、＞＊Ａのとき、 の時間だけ、切替えによる遅延が生じる。ここでＣは光
速、ｎは光ファイバの屈折率である。

この場合、伝送された信号は第８図ら）のようになり、
Ａｔ＞Ｔならば信号が１を０と受信し、符号誤りとなる
。またＡｔ＞＞Ｔならば自己タイミング抽出方式などを
用いる伝送系では同期はずれになる。逆にｊ７＊＞β、
の場合、第８図（Ｃ）のようにＡｔだけ符号が重なり、
符号誤りとなる。

実用上、ＡｔがＴに比較して小さければ、問題は生じな
い。そのオーダーを考えるため、ＡｔがＴｌ２Ｏならば
符号誤りが生じないとすと、式〔１〕から１１２＝βａ
　−ＩＡ＝　−・（ｃ／ｎ）　　　（２）で、４１以下
ならば問題は生じない。数値例としてｃ　＝　３　ＸＩ
Ｑ’　（ｍ／ｓ〕、　ｎ　＝１．５．　Ｔ　＝１０−８
Ｃｓ）（１００ＲＩ　ｂｉｔ／ｓ　に相当）とすると、
Ａｆｆｉ　＝２０Ｃｍとなる。

実際の場合、Ｉ！４とＡａの差は数ｍから数１００ｍと
なることが多く、第８図（ｂ）や第８図（Ｃ）のよろに
符号誤りが生じる。このような場合、無瞬断に切り替え
ても、信号は符号誤りを生じ、実質上信号断と同じで、
無瞬断切替をしても意味のないものとなる。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、切り替える光ファイバ間に光路差のある場合
でも、符号誤りを生じさせずに無瞬断で光ファイバを切
り替える装置および方法を提供することにある。

（問題点を解決するだめの手段） 本発明は、伝送速度よりも充分高速で動作する光スイッ
チと、光路差のある光ファイバを伝送するときに生じる
遅延差を吸収するための光路長調整装置とを組み合わせ
て、符号誤りのない無瞬断光ファイバ切替を実現する。

本発明の原理は、伝送装置で実用上許容できる遅延差内
で切り替えると同時に、微小な光路差を吸収し、これを
繰り返すことにより、実用上信号の断がなく、必要な光
路差を吸収する。この光路差の吸収を光路長調整装置で
実現する。

この光路長調整装置は一対の対向した光スイッチと、該
光スイツチ間に設置され長さの異なる光路を形成する２
本の光ファイバと、前記光スイッチの切替えを同期して
制御する同期制御装置とで構成され、長さの異なる光フ
ァイバを切り替えることにより光路差を吸収する。この
光路差調整装置は複数個カスケードに接続する。

なお実用上許容できる遅延差の意味は、第８図（ｂ）、
　（Ｃ）に示す７１ｔがＴよりも充分小さいことを指す
。この場合、実用上、同期はずれや、符号誤りが生じな
い。

以上説明したように本発明では、 ■　従来、実現できなかった無瞬断の光ファイバ切替が
可能であり、 ■　アナログ伝送と比べて、前述の遅延差に対して厳し
い条件の要求されるディジタル伝送おいても、光路差が
ある光ファイバ間で゛も、信号の１断のない無瞬断の光
ファイバ切替が可能であるという特長があり、従来の技
術ではできなかった技術を可能とするものである。

第１図は本発明の実施例の構成を示す概念図であって、
１−１．１−２は光ファイバ、ＳＷＩ、　ＳＷ２は光ス
イッチ、１−Ａ、　　１−Ｃは光ファイバ、３は光スイ
ッチＳＷＩ、　５ｌｔ１２の切替えをコントロールする
コントローラである。光スイッチとして、電圧で制御さ
れるものであれば、コントローラは電圧値を変化させた
信号を送出する。４は光コネクタであり、光ファイバの
接続に用いられる。４４は光コネクタまたは光ファイバ
スプライスである。５は光路長調整装置であり、その構
成は第３図を用いて後述する。

まず第１図において、光ファイバ１−Ａと１−Ｃの光路
差がない場合を考える。このときは光路差を吸収する光
路長調整装置５は用いない。こ場合、光が光ファイバ１
−１から光ファイバ１−２へ伝搬されているとする。ま
ず光スイッチＳＷＩで光ファイバ１−Ａを光ファイバ１
−Ｃへ切り替える。切替時間は、第２図に示すＪｔ時間
内とする。ここで７１ｔはＴと比較して小さく、符号誤
りの生じない値である。通常のディジクル方式でＡｔは
ジッターと呼ばれる。ディジタル伝送装置はこのジッタ
ーに対して耐性があり、ジッターが小さい場合、符号誤
りは生じない。

半導体光スイッチなどにより、切替時間がナノ秒（１０
−９）以下の光スイッチが実現されており、これを光ス
イッチに使用すればよい。

信号が光ファイバ１−Ａを伝搬するのに必要な時間ｔ、
後に、コントローラ３の信号により、光スイッチＳＷ２
で光ファイバ１−八を光ファイバ１−Ｃへ切り替える。

なお、ｔ、は、 １、　＝βＡ　／（ｃ／ｎ）　　　　　　　　　　（３
）で表わされる。

この場合も光スイッチＳＷ２の切替時間はｚｊｔ以内と
する。以上の操作で実質上、符号誤りなく切替えが可能
である。

次に光路差のある場合は、光路差を吸収する光路長調整
装置５を使用する。その構成を第３図に示す。第３図に
おいて、１は光ファイバまたは光ファイバ心線、７，８
は光ファイバであり、７は長く、８は短い。光ファイバ
７と光ファイバ８の長さの差７ｊＬは、 ＡＬ＝（Ｃ７０）・Ａｔ　　　　　　　（４）であり、
通常２０ｃｍ以下とする。Ａｔは第２図に示すように、
Ｔと比較して小さく、符号誤りの生じない値である。６
−１．６−２は光スイッチで、その切替時間はｚｊｔ内
とする。９は２個の光スイッチを同期して動作させるた
めの同期制御装置である。

光ファイバ１−Ａ、　１−８の長さを！Ａ＋ｊ’Ｂ　と
し、βえ＞ＩｔＢ　のときは、光スイッチ６−１．６−
２を第３図に示したように光ファイバ７側（第３図に示
したように）にし、その後に光ファイバ８側へ切り替え
る。このようにして、ΔＬの長さの差が吸収可能となる
。

長さの差１１Ａ−１２Ｂが、ｄＬより大きい場合は、第
４図に示すように光路長調整装置５をＮ個カスケードに
接続する。

で、必要なＮＯの値（式（５）で整数にならない場合は
、最も近い整数値とする）が決定できる。色々な光路差
の切替えに対処するため、実際の装置構成では、Ｎは多
い方が望ましい。そのときに必要なＮ。

の値は、Ｎ個のうちのＮｏ個の光スイッチを光ファイバ
７側に切り替え、残りのＮ−Ｎｏは光ファイバ８側に切
り替えておくことにより対応できる。その後に、ＩＯＪ
　、個の光スイッチを符号誤りの生じないように、順次
光ファイバ８側に切り替え、光路差を７ｊＬからＮｏＡ
Ｌ（＝ｉ！ａ　　ｘａ）だけ吸収する。

ＲＡ＜　ｌｙ＋の場合は、光スイッチ６−１．６−２の
操作を前述の逆にすることにより可能である。

光ファイバ１−Ａから光ファイバ１−８へ切り替えるこ
とを考える。一般的には、光ファイバ１−Ａと光ファイ
バ１−８とは光路差があり、これを吸収して無瞬断に切
り替える手順を第５図（ａ）〜（ｅ）に示す。

第５図では、コントローラ３は図示していない。

ここで、光ファイバ１−Ａから光ファイバ１−８へ直接
に切り替えないで、光ファイバ１−Ａとほぼ長さの等し
い光ファイバ１−Ｃを過渡的に使用する。第５図（ａ）
〜（ｅ）に示す切替え手順は、第１図の装置を用いて説
明するが、他の実施例の装置でも同様である。

光ファイバｌ−Ｃの長さｌ。は、 ム　ｌＬ＜Ｒｃ＜ム＋、ｊＬ　　　（６）が望ましいが
、 ｌｏくム＋７１　Ｌ　　　　　　　　　（７）でも、あ
らかじめ装置内の光路長調整装置を用いて、不等式（６
）を満足するように等価的にｌ。を設定できる。不等式
（６）、　（７）は、切替制御ブロック内で光の遅延の
ないことを仮定したが、遅延時間ｔ。

のある場合は、それぞれ ムーΔＬ　　Ｌ・ｃ／ｎ＜　ｌｃ＜　Ｒｈ＋　ｌ　Ｌ　
　ｔａ・ｃ／ｎ　　（８）Ａｃ＜ｆａｇＬ−ｔｄ−ｃ／
ｎ　　　　（９）となる。

この長さの光ファイバ１−Ｃを用いて、第５図（ａ）の
状態（切替え前の使用形態）から第５図（ｅ）の状態（
ｇＪ替え後の使用形態）へ切り替える。まず第５図（ｂ
）のように、スイッチ５ＩＡｌ、　ＳＷ２を光ファイバ
１−Ｃへ接続し、光スイッチＳＷＩ、　５１１２と、コ
ントローラ３を用いて、無瞬断に切り替える。ことき、
光ファイバ１−Ａ　と光ファイバ１−ｃ　とは、実質上
、式（６）または（８）のように規定されているので、
信号も符号誤りなく伝送される。

切替え後に第５図（Ｃ）のように光ファイバ１−Ａを切
り離し、同時に光路長調整装置５を用いて、光ファイバ
１−Ａと光ファイバ１−８の光路差（あらかじめ測定さ
れているとする。この光路差の測定は、光パルス試験器
などで可能である。）を吸収していく。光路差を吸収し
た時点で、光ファイバ１−Ｃ側の光路長は、本来切り替
えるべき光ファイバ１−Ｂの長さに等価的になっている
。この状態になった時、第５図（ｄ）に示すように光フ
ァイバｌ−８と光ファイバ１−Ｃを無瞬断に切り替える
。このようにして、第５図（ｂ）と同様に、信号も誤り
なく伝送される。

次に第５図（ｅ）のように、光ファイバ１−Ｃと装置類
を取りはずす。

この方法により、符号誤りなく無瞬断に光ファイバ１−
Ａから光ファイバ１−８へ切り替えることが可能である
。

実際にこの方法ヲ適用した他の実施例を第６図に示す。

ここで、１−１．　ｌ−２，１−八、　ｌ−８，１−Ｃ
は光ファイバ、１０−１．　１０−２．１Ｏ−ＡＣ，１
０−８は光ファイバケーブルであり、複数の光ファイバ
（心線）を収容している。１１は切替えポイントで、光
スイッチが収容されている。光ファイバケーブル１Ｏ−
ＡＣを用いて信号を伝送しているが、道路工事などの原
因で、光ファイバケーブル１Ｏ−ＡＣが使用できなくな
り、他のルートへ布設さた光ファイバケーブル１０−Ｂ
を使用する場合が発生する。また同一ルートでも光ファ
イバケーブル１Ｏ−ＡＣから光ファイバケーブル１０−
Ｂへ収容がえをする必要が発生することも多い。このよ
うな場合、本発明の装置および方法を用いれば、高速デ
ィジタル信号を伝送している回線を信号断な（、切り替
えることが可能である。このとき、過渡的に使用できる
光ファイバ心線１−［としては、光ファイバケーブルＩ
Ｑ−Ａ［：内の空き（予備）心線が利用できる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明は従来、実現不可能であっ
た無瞬断の光ファイバ切替を可能にし、さらに信号も符
号誤りな（伝送することが可能であるから、各種通信の
サービス断なく、所望の切替えができるという利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す概念図、第２図
は本発明の詳細な説明する図、第３図は光路長調整装置
の構成図、第４図は光路長調整装置をカスケードに接続
した例を示す図、第５図（ａ）〜（ｅ）は光ファイバを
切り替える手順を示す図、第６図は本発明の方法を適用
した他の実施例の説明図、第７図は従来の光ファイバ切
替装置の構成を示す概念図、第８図は光路差のある場合
の切替えによる信号伝送を説明する図である。 １−１．　１−２．　１−Ａ、　　１−Ｂ、　　ｔ＝ｃ
・・・光ファイバまたは光ファイバ心線、 ＳＷＩ、　　ＳＷ２・・・光スイッチ　３・・・コント
ローラ４・・・光コネクタ ４４・・・光コネクタまたは光ファイバスプライス５・
・・光路長調整装置　　６−１．６−２・・・光スイッ
チ７・・・長い光ファイバ（心線） 訃・・短い光ファイバ（心線） ９・・・同期制御装置　　　１１・・・切替えポイント
１０−１．　１０−２．　１Ｏ−ＡＣ，１０−Ｂ・・・
光ファイバケーブル特許出願人　日本電信電話株式会社 第１図 ３−・コントローラ ＳＷｆ、５Ｗ２−ｍ−スイッチ 第２図 ／−ｍ−光フアイｌでまたＩ工九フフイへ′心様５・−
光工各長誦ダ脅１１ 第４図 １　−−−−−“°°゛°　光７アイｌで±１光ファイ
ｌｖ心糸皇５（、５−２，−・−，５−Ｎ・−・光路長
−Ｉ！ｌ壁漿置装５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一対の対向した光スイッチ（Ａ）と、該光スイッチ
   （Ａ）間に接地され切替え前と切替え後の光路を形成す
   る２本の光ファイバと、該光ファイバの一方から他方へ
   所定の時間差をもって切り替えるよう前記光スイッチ（
   Ａ）を制御するコントローラとで構成される光ファイバ
   無瞬断切替装置において、いずれか一方の光路中に、一
   対の対向した光スイッチ（Ｂ）と、該光スイッチ（Ｂ）
   間に設置され長さの異なる光路を形成する２本の光ファ
   イバと、前記光スイッチ（Ｂ）の切替えを同期して制御
   する同期制御装置とからなる光路長調整装置を、１個以
   上有することを特徴とする光ファイバ無瞬断切替装置。 ２、長さの差がある２本の光ファイバを切り替える方法
   において、一対の光スイッチの切替えにより伝送上影響
   を与えない程度に光路長さを変化させる１個以上の光路
   長調整装置と、仮切替え用光ファイバとからなる仮回線
   を準備し、該仮回線の光路長を、切替え前に使用してい
   る光ファイバの長さに合わせてから仮回線に切り替え、
   その後、光路長調整装置により、仮回線の光路長を、切
   替え後に使用する光ファイバの長さに合わせ、その後、
   該切替え後に使用する光ファイバへ切り替えることを特
   徴とする光ファイバ無瞬断切替方法。