(57)【要約】      （修正有）【課題】冗長化を図る際に、有効と判断された入力光信号に対応する電気信号を選択して出力するため、受信下限まで光強度低下を許容可能とする。【解決手段】複数のシリアルデジタルデータ信号を光波長多重に適した波長の複数の光信号に変換する電気／光変換部を有する光送信装置と、変換された複数の光信号を波長多重して多重光信号として出力する光波長多重化装置と、多重光信号を複数の光信号に分離する光波長分離装置と、分離された複数の光信号を電気信号に変換する光／電気変換部を有する光受信装置により構成されるシステムにおいて、光受信装置が光信号入力部を二以上備え、入力された二以上の光信号について光強度または光／電気変換後の電気信号の変調成分、振幅といった入力光信号情報を検出し、検出された入力光信号情報に基づいて入力光信号の有効性を判断し、有効と判断された入力光信号に対応する電気信号を切替選択して出力するようにした。【選択図】図２
2010226669.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のシリアルデジタルデータ信号を光波長多重に適した波長の複数の光信号に変換する電気／光変換部を有する光送信装置（ＴＸ）と、その光送信装置（ＴＸ）によって変換された複数の光信号を波長多重して多重光信号として出力する光波長多重化装置（ＷＤＭ）と、前記多重光信号を複数の光信号に分離する光波長分離装置（ＷＤＭ）と、前記多重光信号が伝搬する光伝送路と、前記光波長分離装置（ＷＤＭ）によって分離された複数の光信号を電気信号に変換する光／電気変換部を有する光受信装置（ＲＸ）を備える光信号伝送システムにおいて、
前記光受信装置（ＲＸ）は光信号入力部（１）を二以上備え、それら光信号入力部（１）に入力された二以上の光信号を光／電気変換し、変換された電気信号に基づいて前記二以上の入力光信号の夫々の強度、変調成分、振幅、タイミング精度、信号伝送速度、リクロック状態、エラーレートといった入力光信号情報の全部又は一部を検出し、検出された入力光信号情報に基づいて入力光信号の有効性を判断し、有効と判断された入力光信号に対応する電気信号を選択して出力することを特徴とする光信号伝送システム。
【請求項２】
請求項１記載の光信号伝送システムにおいて、
選択して出力された電気信号に含まれている情報から時間的なゆらぎの少ないクロックを生成し、そのクロックに基づいて電気信号の波形を再整形し、その電気信号を必要な振幅を満たすようにして外部へ再出力することを特徴とする光信号伝送システム。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の光信号伝送システムにおいて、光送信装置（ＴＸ）及び光波長多重化装置（ＷＤＭ）が送信局に配置され、光受信装置（ＲＸ）及び光波長分離装置（ＷＤＭ）が受信局に配置されて、送信局と受信局の間で光信号伝送可能であることを特徴とする光信号伝送システム。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の光信号伝送システムにおいて、光受信装置（ＲＸ）の二以上の光信号入力部（１）に入力される光信号、その光信号の送出元である光送信装置（ＴＸ）、その光信号の経路に配置された光波長多重化装置（ＷＤＭ）、光波長分離装置（ＷＤＭ）のいずれか一以上又は／及び多重光信号を伝送する光伝送路が冗長化されたことを特徴とする光信号伝送システム。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の光信号伝送システムにおいて、光送信装置（ＴＸ）から送信される光信号が、冗長化された光伝送路に同方向又は逆方向に伝送されることを特徴とする光信号伝送システム。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の光信号伝送システムにおいて、光受信装置（ＲＸ）において二以上の電気信号のうち有効と判断された入力光信号に対応する電気信号を選択する際、予め設定された入力部の優先順位に応じて選択することを特徴とする光信号伝送システム。
【請求項７】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の光信号伝送システムにおいて、光受信装置（ＲＸ）において二以上の電気信号のうち有効と判断された入力光信号に対応する電気信号を選択する際、予め設定された入力部の優先順位に加えて、現在選択されている入力部が有効ならばその状態を維持することを特徴とする光信号伝送システム。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の光信号伝送システムの光受信装置において、
光受信装置（ＲＸ）は二以上の光信号入力部（１）と、夫々の光信号入力部（１）に入力された光信号をＯ／Ｅ変換する光／電気変換部（２）と、変換された電気信号に基づいて前記二以上の入力光信号の夫々の強度、変調成分、振幅、タイミング精度、信号伝送速度、リクロック状態、エラーレートといった光信号情報の全部又は一部を検出する検出部（３）と、光／電気変換部（２）で変換された電気信号を切替え出力する切替器（４）と、前記光／電気変換部（２）で変換された二以上の電気信号のうち検出部（３）において検出された光信号情報に基づいて夫々の入力光信号の有効性を判断して有効と判断された入力光信号に対応する電気信号を選択してその電気信号が出力されるように前記切替器（４）を切替え制御する制御部（５）と、切替器（４）から出力された電気信号が出力される電気出力部（６）を備えたことを特徴とする光信号伝送システム用光受信装置。
【請求項９】
請求項８記載の光信号伝送システム用光受信装置において、
切替器（４）の出力側に、電気信号に含まれている情報から時間的なゆらぎの少ないクロックを生成し、これに基づいて電気信号の波形を再整形する電気信号リクロック部（７）
及び外部へ出力される電気信号が必要な振幅を満たすように電気信号振幅の手段を用いて再出力する電気信号ドライブ部（８）、又は、前記電気信号ドライブ部（８）を備えたことを特徴とする光信号伝送システム用光受信装置。
【請求項１０】
請求項８又は請求項９記載の光信号伝送システム用の光受信装置において、
検出部（３）が、光／電気変換部（２）で変換された電気信号の光強度を検出する光強度検出部であり、制御部（５）は光強度検出部で検出された強度に基づいて有効と判断された光信号に対応する電気信号を選択してその電気信号が出力されるように切替器（４）を切替え制御するものであることを特徴とする光信号伝送システム用光受信装置。
【請求項１１】
請求項８又は請求項９記載の光信号伝送システム用の光受信装置において、
検出部（３）が、光／電気変換部（２）で変換された電気信号の変調成分を検出する変調成分検出部であり、制御部（５）は変調成分検出部で検出された変調成分情報に基づいて変調成分の有効性を判断して有効と判断された光信号に対応する電気信号を選択してその電気信号が出力されるように切替器（４）を切替え制御するものであることを特徴とする光信号伝送システム用光受信装置。
【請求項１２】
請求項８又は請求項９記載の光信号伝送システム用の光受信装置において、
検出部（３）が、光／電気変換部（２）で変換された電気信号のリクロック状態を検出するリクロック状態検出部であり、制御部（５）がリクロック状態検出部（１２）より得られたリクロック状態情報に基づいてリクロック状態の有効性を判断して有効と判断された光信号に対応する電気信号を選択してその電気信号が出力されるように切替器（４）を切替え制御するものであることを特徴とする光信号伝送システム用光受信装置。
【請求項１３】
請求項８又は請求項９記載の光信号伝送システム用の光受信装置において、
光／電気変換部（２）で変換された電気信号をシリアル／パラレル変換するシリアル／パラレル変換部（１０）と、パラレル／シリアル変換部（１１）を備え、検出部（３）はシリアル／パラレル変換部（１０）で変換されたパラレル信号のビットエラーレート、データエラーといったエラー情報を検出するエラー検出部であり、制御部（５）はエラー検出部より得られたエラー発生状態またはビットエラーレートに類する情報に基づいてビットエラーの有効性を判断して有効と判断された光信号に対応する電気信号を選択してその電気信号が出力されるように切替器（４）を切替え制御するものであることを特徴とする光信号伝送システム用光受信装置。
【請求項１４】
請求項８乃至請求項１３のいずれかに記載の光信号伝送システム用光受信装置において、制御部（５）が二以上の電気信号のうち有効と判断された入力光信号に対応する電気信号を選択する際、予め設定された入力部の優先順位に応じて選択する機能を備えたことを特徴とする光信号伝送システム用光受信装置。
【請求項１５】
請求項８乃至請求項１３のいずれかに記載の光信号伝送システム用光受信装置において、制御部（５）が二以上の電気信号のうち有効と判断された入力光信号に対応する電気信号を選択する際、予め設定された入力部の優先順位に加えて、現在選択されている入力部が有効ならばその状態を維持する機能を備えたことを特徴とする光信号伝送システム用光受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は放送素材やデータ等の伝送に用いられる各種シリアルデジタル信号を光波長多重伝送可能な光信号伝送システムと、それに使用される光信号伝送システム用光受信装置に関し、各種中継現場などから放送センター（ケーブルテレビ等の局舎を含む）などへの放送素材の伝送及び複数の放送センター間での放送素材の伝送に利用可能なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年のデジタル放送化に対応して、放送素材の高精細度化が進んでおり、一部では光ファイバケーブルを経由した光信号伝送システムが導入されている。
また、複数の放送素材を効率良く伝送させるため、ＨＤ−ＳＤＩ（High Definition Serial Digital Interface）信号、ＳＤ−ＳＤＩ（Standard Definition Serial Digital Interface）信号、ＤＶＢ−ＡＳＩ（Digital Video Broadcasting. Asynchronous Serial Interface）信号等といった各種シリアルデジタル信号を、信号数より少ない光ファイバケーブルで伝送できるようにした光波長多重伝送システムが導入されている場合もある。
光ファイバケーブルによる放送素材伝送方法は長距離伝送を可能にし、光波長多重伝送システムはファイバケーブルあたりの放送素材伝送数の増加を可能にする一方、光ファイバの断線や経路途中にある機器の故障等による伝送の停止や伝送の一時中断等のリスクを包含するため、生放送や重要な放送素材を伝送する場合を中心に、上記断線や故障に対するバックアップ（機器や光伝送路の冗長）の必要性が高まっている。
【０００３】
バックアップ機能を備えた従来の光信号伝送システムの一つとして図１３に示すものがある。この光信号伝送システムは、複数の光送信装置ＴＸ（λ1）〜ＴＸ（λn）から送られる波長の異なる多数の光信号を光波長多重化装置ＷＤＭで多重化し、光波長多重化装置ＷＤＭより出力された多重光信号を光分岐装置（カプラ）Ｃにより分岐して複数の光伝送路Ｌで伝送させ、光波長分離装置ＷＤＭの手前に、複数の光入力部と一つの光出力部を有する光信号切換装置ＯＳＷを配置し、複数の光伝送路Ｌから光信号切換装置ＯＳＷに入力される光信号の光強度を予め設定された切替用の閾値と比較して閾値以下の場合は光入力が有効でないと判断し、有効であると判断された場合は光信号切換装置ＯＳＷが、予め設定された経路の優先順位等の情報に応じて、その光信号に対応する光入力部と光出力部の経路を確保するように切換わり、光受信部ＲＸに送出されるようにしてある。
【０００４】
従来の光伝送システムの他例として図１４に示すものもある。この光伝送システムは同一または代替え運転が可能な信号源を波長ごとに共有する複数系統の光送信装置群ＴＸ１（ＴＸ（λ1）〜ＴＸ（λn））、ＴＸ２（ＴＸ（λ1）〜ＴＸ（λn））、・・・、ＴＸｎと、上記複数系統の光送信装置群ＴＸ１、ＴＸ２、・・・、ＴＸｎの夫々から出力された波長の異なる複数の光信号λ1〜λnを波長多重光信号として出力する光波長多重化装置ＷＤＭ１、ＷＤＭ２、・・・、ＷＤＭｎとの組み合わせを複数組配置し、夫々の組の光波長多重化装置ＷＤＭ１、ＷＤＭ２、・・・、ＷＤＭｎから出力された多重光信号を複数の光伝送路Ｌを用いて伝送し、光波長分離装置ＷＤＭの手前に複数の光入力部と１つの光出力部を有する光信号切換装置ＯＳＷを配置し、複数の光伝送路Ｌの夫々から光信号切換装置ＯＳＷに入力される光信号の光強度を予め設定された切換用の閾値と比較し、閾値以下の場合は光入力が有効でないと判断し、有効であると判断された場合は光信号切換装置ＯＳＷが、予め設定された経路の優先順位等の情報に応じて、その光信号に対応する光入力部と光出力部の経路を確保するように切換わり、光受信部ＲＸに送出されるようにしてある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１３及び図１４の光伝送システムでは異なる波長の複数の光信号λ1〜λnが光伝送路を伝搬される。異なる波長の複数の光信号λ1〜λnが一芯の光ファイバ中を伝搬する場合、多重光信号の光強度は各波長の光信号のトータル光パワーとなる。図１３、図１４の光信号切換装置ＯＳＷは各光入力部に入力される夫々の光信号の光強度を予め設定された切換用の閾値と比較し、閾値以下の場合は光入力部が有効でないと判断して切替を行う方法であるため、前記閾値は光信号切換装置ＯＳＷの各光入力部のトータル光パワーを基準に設定される必要がある。この場合、次のような課題がある。
【０００６】
１．多重光信号は各波長の光信号の強度が均一でない場合があるため、光強度が最も小さい波長の光信号を基準に切換用の閾値を設定しなければならないというシステム構築上の制約がある。
【０００７】
２．多重光信号のトータル光パワーは各波長の光信号の光強度の平均値を総和した値で求められるため、図１５に示す光信号波長λ2のように他波長の信号光に比べて小さい光強度となっている光信号は、図１４の光波長分離装置ＷＤＭ通過後の光強度が他波長の光強度より相対的に小さくなる。光信号波長λ2に対応する光信号を受信する図１４の光受信装置ＲＸの光入力部の光強度を受信下限となる光強度より高く維持するために、光信号切換装置ＯＳＷの切替用の閾値を（他波長の光信号にとって）必要以上に低く設定せざるを得ないため、他波長の光信号が入力される光受信装置では受光下限に達する前に経路が切替ってしまうことになり（運用可能な光強度の範囲が狭くなり）、光受信装置のパフォーマンスを１００％生かすことができず、システム設計における課題となっている。
【０００８】
３．図１４において、光送信装置ＴＸの数が運用開始後に増設された場合や、光送信装置ＴＸの数は変更されないが、運用開始時は非運用状態（電源ＯＦＦまたは光ファイバ未接続）であった光送信装置ＴＸの運用をある時期から開始すると、その時点で多重光信号のトータル光パワーが増加する。切換用の閾値はトータル光パワーと比較されるため、光波長数が増えると１光信号あたりに換算した閾値の光強度は低下する（初期状態の例：図１６、トータル光パワー増加後の例：図１７）。即ち、λ2の場合、光信号切換装置の一方の光入力部のトータル光パワーがΔａ低下すれば他方の光入力部の経路に切換わるよう設定しておいた場合、Δｂ低下しなければ経路が切替らない状態となるため（光受信装置の受光下限を下回っても経路が切替わらない場合が発生する等）、システム上の運用に支障が出る恐れがある。
【０００９】
４．光送信装置ＴＸの数が運用開始後に減少された場合や、光送信装置ＴＸの数は変更されないが、運用開始初期は運用され、ある時期から運用が中止または一時停止（電源ＯＦＦまたは光ファイバ未接続）される場合、その時点でトータル光パワーが低下する。切換用の閾値はトータル光パワーと比較されるため、光波長数が減ると１光信号あたりに換算した閾値の光強度は増加する（初期状態の例：図１８、トータル光パワー低下後の例：図１９）。即ち、初期状態のようにｎ波伝送時は１光信号あたりに換算した閾値の光強度が各波長の光信号強度に対して低く設定されていたとしても、波長数が減ることで１光信号あたりに換算した閾値の光強度が増加し、一部または全部の光信号の光強度より大きくなり、光波長分離装置ＷＤＭ（図１３、図１４）通過後の光強度は光受信装置ＲＸの受光許容下限に対して十分に余裕があっても、光経路が切替ってしまう場合が発生する等システム上の運用に支障が出る恐れがある。
【００１０】
５．光信号切換装置（ＯＳＷ：図１３、図１４）は、多重信号光が通過する経路を切替えるため、切替が発生した場合は一部の信号光は正常であっても全信号光が別経路に切替わる。この場合、正常な信号光はそれまで伝送されていたルートのままで運用しておきたい場合に支障を生ずる。また、切替が起きると正常な信号光においても光信号の瞬断が発生するため、放送素材伝送の一時的な中断などが発生しシステム運用上の課題となっている。
【００１１】
６．光信号切換装置ＯＳＷ（図１３、図１４）は各光入力部に入力される多重光信号のトータル光パワーにより経路を切替える方法をとっているため、各信号光の変調成分が伝送性能を満足するかどうか判断する手段を有さない。即ち、各信号の光信号の強度は十分であっても、変調信号成分が伝送性能を満足しない場合が発生する可能性があるが、光信号切換装置ＯＳＷではこれを判断することができず、実際の変調信号の伝送に支障が出る可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のシリアルデジタル信号の光信号伝送システムは、請求項１記載（例えば図１）のように、複数のシリアルデジタルデータ信号を光波長多重に適した波長の複数の光信号に変換する電気／光変換部を有する光送信装置ＴＸと、その光送信装置ＴＸによって変換された複数の光信号λ1〜λnを波長多重して多重光信号として出力する光波長多重化装置ＷＤＭと、前記多重光信号を複数の光信号に分離する光波長分離装置ＷＤＭと、前記多重光信号が伝搬する光伝送路と、前記光波長分離装置ＷＤＭによって分離された複数の光信号を電気信号に変換する光／電気変換部を有する光受信装置ＲＸを備えた光信号伝送システムであり、前記光受信装置ＲＸが、例えば図５〜図８のように光信号入力部１を二以上備え、それら光信号入力部１に入力された二以上の光信号を光／電気変換部（ＰＤ）２で光／電気変換し、変換された電気信号に基づいて前記二以上の入力光信号の夫々の強度、変調成分、振幅、タイミング精度、信号伝送速度、リクロック状態、エラーレートといった入力光信号情報の全部又は一部を検出部３で検出し、検出された入力光信号情報に基づいて入力光信号の有効性を制御部５で判断し、有効と判断された入力光信号に対応する電気信号を切替器４において切替え選択して出力するシステムである。
【００１３】
本発明の光信号伝送システムは、請求項２記載（例えば図５〜図８）のように、切替器４の出力側において、電気信号に含まれている情報から時間的なゆらぎの少ないクロックを生成し、これに基づいて電気信号の波形を再整形し、電気信号が光信号伝送システム用光受信装置の外部へ出力される際に必要な振幅を満たすように電気信号を取り込んで再出力できるようにすることもできる。
【００１４】
本発明の光信号伝送システムは、請求項３記載（例えば図１０）のように、前記光送信装置ＴＸ及び光波長多重化装置ＷＤＭが送信局２０に配置され、光受信装置ＲＸ及び光波長分離装置ＷＤＭが受信局２１に配置されて、送信局２０と受信局２１の間で光信号伝送可能とすることもできる。
【００１５】
本発明の光信号伝送システムは、請求項４記載（例えば図１０〜図１２）のように、前記光受信装置ＲＸの二以上の光信号入力部１に入力される光信号、その光信号の送出元である光送信装置ＴＸ、その光信号の経路に配置された光波長多重化装置ＷＤＭ、光波長分離装置ＷＤＭのいずれか一以上又は／及び多重光信号を伝送する光伝送路を冗長化することができる。この場合、請求項５記載（例えば図１２）のように、光送信装置ＴＸから送信される光信号は冗長化された光伝送路を同方向（例えば右回り）に又は逆方向（例えば左回り）に伝送することができる。
【００１６】
本発明の光信号伝送システムは、請求項６記載のように、光受信装置ＲＸにおいて二以上の電気信号のうち有効と判断された入力光信号に対応する電気信号を選択する際、予め設定された入力部の優先順位に応じて選択するものとすることも、請求項７記載のように、予め設定された入力部の優先順位に加えて、現在選択されている入力部が有効ならばその状態を維持するようにすることもできる。
【００１７】
本発明の光信号伝送システム用光受信装置は、請求項８記載（例えば図５〜図８）のように、二以上の光信号入力部１と、夫々の光信号入力部１に入力された光信号をＯ／Ｅ変換する光／電気変換部（例えばＰＤ）２と、変換された電気信号に基づいて前記二以上の入力光信号の夫々の強度、変調成分、振幅、タイミング精度、信号伝送速度、リクロック状態、エラーレートといった光信号情報の全部又は一部を検出する検出部３と、光／電気変換部２で変換された電気信号を切替え出力する切替器４と、前記光／電気変換部２で変換された二以上の電気信号のうち検出部３において検出された光信号情報に基づいて夫々の入力光信号の有効性を判断して有効と判断された入力光信号に対応する電気信号を選択してその電気信号が出力されるように前記切替器４を切替え制御する制御部５と、切替器４を通過した電気信号が出力される電気出力部６を備えたものである。
【００１８】
本発明の光伝送システム用光受信装置は、請求項９記載（例えば図５〜図８）のように、切替器４の出力側に電気信号に含まれている情報から時間的なゆらぎの少ないクロックを生成し、これに基づいて電気信号の波形を再整形する電気信号リクロック部７及び外部へ出力される電気信号が必要な振幅を満たすように電気信号振幅の手段を用いて再出力する電気信号ドライブ部８、又は、電気信号ドライブ部８を備えたものである。
【００１９】
本発明の光信号伝送システム用光受信装置における検出部３は、請求項１０記載（例えば図５）のように、検出部３を、光／電気変換部２で変換された電気信号の光強度を検出する光強度検出部であり、制御部５は光強度検出部で検出された強度に基づいて有効と判断された光信号に対応する電気信号を選択してその電気信号が出力されるように切替器４を切替え制御することができる。請求項１１記載（例えば図６）のように、光／電気変換部２で変換された電気信号の変調成分を検出する変調成分検出部とすることもできる。変調成分検出部としたときは、制御部５において、検出された変調成分情報に基づいて変調成分の有効性を判断して有効性を判断し、有効と判断された光信号に対応する電気信号を選択してその電気信号が出力されるように前記切替器４を切替え制御することができる。
【００２０】
本発明の光信号伝送システム用光受信装置は、請求項１２記載（例えば図７）のように、検出部３を、光／電気変換部２で変換された電気信号のリクロック状態を検出するリクロック状態検出部とし、制御部５において、リクロック状態検出部より得られたリクロック状態情報に基づいてリクロック状態の有効性を判断し、有効と判断された光信号に対応する電気信号を選択してその電気信号が出力されるように前記切替器４を切替え制御することができる。
【００２１】
本発明の光信号伝送システム用光受信装置は、請求項１３記載（例えば図８）のように、光／電気変換部２で変換された電気信号をシリアル／パラレル変換するシリアル／パラレル変換部１０と、その変換部１０で変換されたシリアル／パラレル変換されたパラレル信号をパラレル／シリアル変換するパラレル／シリアル変換部１１を設け、検出部３を、前記シリアル／パラレル変換部１０で変換されたパラレル信号のビットエラーレート、データエラーといったエラー情報を検出するエラー検出部とし、制御部５において、エラー検出部より得られたエラー発生状態またはビットエラーレートに類する情報に基づいてビットエラーの有効性を判断して有効と判断された光信号に対応する電気信号を選択して出力するように前記切替器４を切替え制御することができる。
【００２２】
本発明の光信号伝送システム用光受信装置は、請求項１４記載のように、制御部５が二以上の電気信号のうち有効と判断された入力光信号に対応する電気信号を選択する際に、予め設定された入力部の優先順位に応じて選択する機能を備えたものとすることも、請求項１５記載のように、予め設定された入力部の優先順位に加えて現在選択されている入力部が有効ならばその状態を維持する機能を備えたものとすることもできる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の光信号伝送システムは機器冗長または光伝送路の冗長化を図る際に、光受信装置（ＲＸ）の二以上の光信号入力部１に入力された夫々の光信号をＯ／Ｅ変換した電気信号のうち有効と判断された入力光信号に対応する電気信号を選択して出力し、本発明の光信号伝送システム用光受信装置は、二以上の光信号入力部１に入力された夫々の光信号をＯ／Ｅ変換した電気信号の有効性を判断する検出部３と、有効と判断された入力光信号に対応する電気信号を選択して出力するため次のような効果がある。
１．図９に示すように、全ての光受信装置において受信下限まで光強度低下を許容可能な伝送システムとなる。従来の方法では図１５に示すように、光波長多重する光信号数によって変化するトータル光パワーを用いて経路を切換えていたため「発明が解決しようとする課題」の欄に記載した前記各種課題が一掃される。
２．光強度、変調成分などの有効度を夫々の光信号別に判断するため、波長数が増減しても切換用の閾値の見直しが不要であり、伝送システム設計や運用中のメンテナンス作業が容易となる。従来方法では波長数の増減などに伴ってトータル光パワーが変化する度に切換用の閾値の見直しが必要であった。
３．夫々の光信号別に経路を切替えるようにしたので、光波長多重伝送システムであっても、一部の光信号が有効でなくなった時にその他の正常な光信号は別経路に切替わることがなく、信号の瞬断なども発生せず、運用上の支障が防止される。従来方法では、多重信号光が通過する経路を切替えるため、切替えが発生した場合は一部の光信号は正常であっても全光信号が別経路に切替わり、正常な光信号はそれまで伝送されていたルートで運用しておきたい場合に支障（信号の瞬断など）が生ずることがあった。
４．機器冗長または光伝送路の冗長を図る際に、光受信装置ＲＸの二以上の光信号入力部１に入力された夫々の光信号の光強度が閾値を満足するかどうか（有効性）を判断する方法（方法１）に加えて、Ｏ／Ｅ変換した電気信号の強度、変調成分、振幅、タイミング精度、伝送速度、リクロック状態、エラーレートなどの情報の全部又は一部が伝送性能を満足するかどうか（有効性）を判断する方法（方法２）により、有効と判断された光信号に対応する電気信号を出力することもできるため、光信号を伝送していない場合（待機状態）は、方法１を用いて安全な光経路を確保させ、光信号を伝送する際は、必要に応じ方法２を用いて他の伝送性能が満足するかどうか追加で判断させることで、出力される電気信号の品質が確保されるような運用をすることも可能である。
５．切替器４の出力側において、電気信号に含まれている情報から時間的なゆらぎの少ないクロックを生成し、これに基づいて電気信号の波形を再整形し、電気信号が光伝送システム用光受信装置の外部へ出力される際に必要な振幅等を満たすように電気信号を振幅する等の手段を用いて再出力できるようにしたので、出力される電気信号の振幅が確保される。
【００２４】
本発明の光信号伝送システムは、光受信装置ＲＸの二以上の光信号入力部１に入力された夫々の光信号をＯ／Ｅ変換した電気信号のうち有効と判断された入力光信号に対応する電気信号を選択する際に、予め設定された入力部の優先順位に応じて選択することも、予め設定された入力部の優先順位に加えて現在選択されている入力部が有効ならばその状態を維持することもできるようにしたので、例えば優先度の低い光入力部に対応した電気信号が選択されている時に、優先度が高い光入力部が有効でない状態から有効な状態に変化しても、自動的に切り替えが発生せず信号が瞬断しないよう運用することもできる、という効果もある。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の元となる光波長多重式の光信号伝送システムの基本を示すブロック図。
【図２】本発明の光信号伝送システムの一例であり、光波長多重式による冗長の一例を示すブロック図。
【図３】本発明の光信号伝送システムの一例であり、光波長多重式であって送信側が二以上の送信群を備えた冗長例のブロック図。
【図４】光波長多重されない光信号伝送システムの冗長例を示す説明図。
【図５】本発明の光信号伝送システム用光受信装置であって、光強度検出方式の一例を示すブロック図。
【図６】本発明の光信号伝送システム用光受信装置であって、光変調検出方式の一例を示すブロック図。
【図７】本発明の光信号伝送システム用光受信装置であって、電気信号リクロック検出方式の一例を示すブロック図。
【図８】本発明の光信号伝送システム用光受信装置であって、電気信号エラー検出方式の一例を示すブロック図。
【図９】本発明の光信号伝送システムにおける光強度比較説明図。
【図１０】本発明の光信号伝送システムであって、一つの送信側（送信局）と複数の受信側（受信局）間で光伝送する冗長システムの一例を示すブロック図。
【図１１】本発明の光信号伝送システムであって、複数の送信側（送信局）と一つの受信側（受信局）間で光伝送する冗長システムの一例を示すブロック図。
【図１２】本発明の光信号伝送システムであって、一つの送信側（送信局）と複数の受信側（受信局）間で右回りと左回りで光伝送する冗長システムの一例を示すブロック図。
【図１３】従来の光信号伝送システムにおける冗長の一例を示すブロック図。
【図１４】従来の光信号伝送システムであって、送信側が二以上の送信群を備えた場合の冗長例を示すブロック図。
【図１５】従来の光信号伝送システム（冗長時）の光強度と閾値の関係を示す説明図。
【図１６】従来の光信号伝送システム（冗長時）の光強度と閾値の関係を示す説明図。
【図１７】従来の光信号伝送システム（冗長時）の光強度と閾値の関係を示す説明図。
【図１８】従来の光信号伝送システム（冗長時）の光強度と閾値の関係を示す説明図。
【図１９】従来の光信号伝送システム（冗長時）の光強度と閾値の関係を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（光信号伝送システムの実施形態１）
本発明の光波長多重伝送システムの一実施例を図１〜図３に基づいて説明する。この実施形態は複数のデジタルビデオ及びオーディオ信号等の情報信号に基づくシリアルデジタルデータ信号等を光波長多重伝送する場合の例である。この光信号伝送システムの基本構成は図１に示すように複数の光送信装置ＴＸ（λ1）〜ＴＸ（λn）から送られる波長の異なる多数の光信号を光波長多重化装置ＷＤＭで多重化し、それから出力された多重化信号を光ファイバ（光伝送路）Ｌで伝送し、光伝送路Ｌにより伝送される光波長多重信号を光波長分離装置ＷＤＭに入力し、それら分離された光信号を光受信部ＲＸに送出されるようにしてある。
【００２７】
図２の光信号伝送システムは、異なる波長の光信号を送信する複数の光送信装置ＴＸ（λ１）〜ＴＸ（λｎ）から送られる多数の光信号を光波長多重化装置ＷＤＭで多重化し、光波長多重化装置ＷＤＭより出力された多重光信号を光分岐装置（カプラ）Ｃにより分岐して複数の光伝送路Ｌを用いて伝送し、光波長分離装置ＷＤＭ１、ＷＤＭ２、・・・で波長別の光信号に分離させて光受信装置ＲＸ２に入力するようにした光信号伝送システムである。
【００２８】
図３の光信号伝送システムは、同一または代替運転が可能な信号源を波長ごとに共有する複数系統の光送信装置群ＴＸ１（ＴＸ（λ1）〜ＴＸ（λn））、ＴＸ２（ＴＸ（λ1）〜ＴＸ（λn））、・・・、ＴＸｎ（ＴＸ（λ1）〜ＴＸ（λn））と、上記複数系統の光送信装置群ＴＸ１、ＴＸ２、・・・、ＴＸｎの夫々から出力された波長の異なる複数の光信号λ1〜λnを波長多重して多重光信号として出力する光波長多重化装置ＷＤＭ１、ＷＤＭ２、・・・、ＷＤＭｎとの組み合わせを複数組配置し、夫々の組の光波長多重化装置ＷＤＭ１、ＷＤＭ２、・・・、ＷＤＭｎから出力された多重光信号を複数の光伝送路Ｌを用いて伝送し、前記各組用の光波長分離装置ＷＤＭ１、ＷＤＭ２、・・・、ＷＤＭｎで波長別の光信号に分離させて光受信装置ＲＸ２に入力するようにした光伝送システムである。
【００２９】
図２、図３では光波長分離装置ＷＤＭ１、ＷＤＭ２、・・・、ＷＤＭｎを二以上使用し、光受信装置ＲＸ２として例えば図５〜図８のように光入力部１を二以上備えたものを二以上使用し、前記二以上の光波長分離装置ＷＤＭ１、ＷＤＭ２、・・・、ＷＤＭｎの夫々から波長の異なる光信号λ１〜λｎを出力し、それら光信号のうち同じ波長の複数の光信号を一つの光受信装置ＲＸ２に入力して、前記光波長分離装置ＷＤＭ１、ＷＤＭ２、・・・、ＷＤＭｎ以降を冗長化してある。この場合、光受信装置ＲＸ２の複数の光入力部に入力する光信号は、光波長分離装置ＷＤＭ１、ＷＤＭ２、・・・、ＷＤＭｎにより分離された同一波長の光信号ではなく、それと代替運転可能な光信号に対応した波長の光信号を入力することもできる。
【００３０】
図２、図３の光信号伝送システムにおける夫々の光受信装置ＲＸ２の光受信装置は、複数の光入力部１（図５〜図８）に入力された光信号の有効度を判断し、有効と判断された光信号の中から、あらかじめ設定された経路の優先順位等の情報に応じて、対応した電気信号を出力する機能及び電気出力を有する機能を備えている。
【００３１】
（光信号伝送システム用光受信装置の実施形態１：光強度検出）
本発明の光信号伝送システム光受信装置の実施例の一つを図５に示す。この光受信装置は図２、図３の光受信装置ＲＸ２の一例であり、光信号の強度を検出して出力信号を切替る方式である。図５に示す光受信装置ＲＸ２は二以上の光入力部１に入力される光信号を光／電気変換部（ＰＤ）２で電気信号に変換し、その電気信号の強度を検出部３で検出し、その検出強度を予め設定されている切替用の光強度（閾値）と制御部５で比較し、閾値より大きい場合に光入力部が有効であると判断し、閾値より小さい場合に光入力部が有効でないと判断し、閾値と同じ場合はどちらにも判断することができる機能（切替用の閾値と同等のときは機器の必要に応じて有効又は有効ではない、のいずれかに設定可能とする）を備えさせることも可能である。制御部５の後に、切替部４−電気信号リクロック部７−電気信号ドライブ部８−二つの電気出力部６を設けてある。
【００３２】
図５の２つの光入力部１には主に光アダプタが用いられ、光ケーブルが接続される。光／電気変換部（Photo Diode：ＰＤ）２は光が入射されると光強度に応じたフォト電流が生じるものであり、ピンダイオード（PIN-PD）、アバランシュフォトダイオード（ＡＰＤ）等が使用される。ＰＤフォト電流検出回路（光強度算出用）３はＰＤで生じたフォト電流の強さをもとに光／電気変換効率等により換算を行って光入力部１に入力された光信号の強度を算出し、制御部５へ光強度情報を送出するものである。
【００３３】
電気信号増幅部は前記ＰＤ２で得られたフォト電流を電気信号として伝送可能な強度、形式（シングルエンド電圧出力，差動電圧出力等）に変換・増幅するものであり、必要に応じて電気信号を複数回変換・増幅することができる。前記シングルエンド電気信号は信号ラインとＧＮＤ間の電圧情報（High/Low）により情報を伝達する信号であり、前記差動電気信号は２つの信号ライン間の電圧差情報（High/Low）により情報を伝達する信号である。
【００３４】
図５の制御部５は前記ＰＤフォト電流検出部３より得られた光強度情報と、予め設定された切替え閾値強度とを比較して、光強度が有効だと判断された電気信号入力を出力するよう切替部４へ命令（指令）を行うものである。切替部４は入力される複数の電気信号のうち制御部５からの命令に応じた電気信号を出力するものである。制御部５は上記指令に加えて、想定される各種状態の際に切替部４がどのように動作すべきかを必要に応じてコントロールすることもできる。各系統とも有効な場合はどちらを優先して出力するか、各系統とも有効でない場合はどちらを優先して出力するか、別の系統に切替えられた後に、元の系統が復旧した場合のプロセス管理（自動で元の系統に戻すか、手動による命令がない限り別系統を出力し続けるか）といった制御をも行うことができる。
【００３５】
図５の電気信号リクロック部７は波形整形部であり、光伝送路で伝送されてきた信号は伝送前に比べて波形が劣化している（波形の時間的なゆらぎが生じ、信号の立上り／立下りタイミングが適切でなくなっている）場合があるため、電気信号に含まれている情報から時間的なゆらぎの少ないクロックを生成し、これを元に電気信号の波形を再整形する（タイミングを取り直す＝リクロックという）ものである。電気信号ドライブ部８は前記リクロック後の信号を取り込んで、装置外部へ出力される電気信号が備えるべき振幅等を満たすようにして再出力するものである。ＳＤＩ伝送ではケーブル・ドライバが使用される。この電気信号リクロック部７は波形劣化が少ないと予想される場合は省略することもできる。
【００３６】
図５の電気出力部６は前記電気信号リクロック部７で再整形され、前記電気信号ドライブ部８で適正な振幅等の形式となった電気信号を出力するものである。複数の電気出力部を備える場合もある。
【００３７】
（光信号伝送システム用光受信装置の実施形態２：変調成分検出）
図６に示す光受信装置ＲＸ２も図２、図３の光受信装置ＲＸ２の一例であり、図６の基本構成は図５と同様であり、異なるのは図６の検出部３を、図５のＰＤフォト電流検出回路に代えて電気信号変調成分検出部にしたことである。図６では二以上の光入力部１に入力される光信号が光／電気変換部（ＰＤ）２で電気信号に変換され、その電気信号のデジタルビデオ及びオーディオ信号等の情報信号に基づくシリアルデジタルデータ信号の変調成分（変調強度等）を検出してその検出結果を制御部５へ送出し、制御部５は電気信号変調成分検出部３で得られた変調成分情報を元に変調成分が有効と判断された電気信号入力を出力するように切替部４へ命令を行うものである。
【００３８】
（光信号伝送システム用光受信装置の実施形態３：リクロック検出）
本発明の光受信装置の他の実施形態を図７に示す。この光受信装置は電気信号のリクロック状態を検出して出力信号を切替える方式である。図７の基本構成は図６と同様であり、異なるのは、図７では検出部３を電気信号リクロック状態検出部としたことである。
【００３９】
図７の電気信号リクロック状態検出部３は図５の電気信号リクロック部７と似た機能又は同一の機能を有するものであり、光伝送路Ｌで伝送されてくるデジタル信号の波形が送信前に比べて劣化している（波形の時間的なゆらぎが生じ、信号のタイミングが適切でなくなっている）場合に、電気信号に含まれている情報から時間的なゆらぎの少ないクロックを生成し、これを元に電気信号の波形を再整形する（タイミングを取り直す＝リクロックする）ものである。この場合、波形劣化が大きいと再整形できないことがある。このプロセスの成否（再整形できたか、できなかったか）を観察し、その結果を制御部５へ送出する機能を有する。図７の制御部５は前記電気信号リクロック状態検出部３より得られたリクロック状態の情報を元に、有効と判断された光信号に対応する電気信号を出力するように切替部４へ命令を行うものである。
【００４０】
（光信号伝送システム用光受信装置の実施形態４：エラー検出）
本発明の光信号伝送システム用光受信装置の他の実施形態を図８に示す。この光受信装置は電気信号のエラーを検出して出力信号を切替える方式である。図８には二つの光信号伝送経路があり、夫々の伝送経路に光入力部１、ＰＤ２、電気信号増幅部、シリアル／パラレル変換部１０、パラレル／シリアル変換部１１があり、前記検出部３をエラー検出部とし、二つのエラー検出部３間に制御部５を設けてある。
【００４１】
前記シリアル／パラレル変換部１０はシリアルデータをパラレルデータに変換するためのものである。光受信装置に入力される光信号はシリアルデータであるが、元々の情報源はパラレルデータである場合は、シリアルデータのままではビットエラーレート（伝送すべきデータの総ビット数のうち何ビットエラーが発生したか）に類する情報、またはデータエラーが発生したか否かを観測することができないことが多いため、シリアルデータからパラレルデータに変換することがある。この場合に図８のシリアル／パラレル変換部１０が必要になる。前記においてビットエラーレートに「類する情報」とした理由は、ビットエラーレートの他にエラー秒（総伝送時間中、何秒エラーが発生したか）等の観測方法があるためである。シリアルデータのままビットエラーレートまたはデータエラーが発生したか否かを観測することができる場合は図８のシリアル／パラレル変換部１０の搭載は省略可能である。ここで、シリアルデータはシングルエンド電気信号／差動電気信号など、基本的に時間進行に対して一種類の情報を伝送する方式のデータであり、パラレルデータは時間進行に対して複数の情報を伝送する方式のデータ（旧式プリンタケーブルなどにおけるデータ方式）である。
【００４２】
図８のエラー検出部（エラーレート検出部）３は、電気信号のビットエラーレート（伝送すべきデータの総ビット数のうち、何ビットエラーが発生したか）に類する情報、またはデータエラーが発生したか否かを検出し、制御部５へ送出するものである。
【００４３】
図８のパラレル／シリアル変換部１１は、前記エラーレート検出部３でエラー検出を行うために、図８のシリアル／パラレル変換部１０でパラレル変換した場合、伝送に適したシリアル信号に再変換する必要がある。即ち、パラレルデータをシリアルデータ変換するためのものである。シリアルデータのまま、ビットエラーレートまたはデータエラーが発生したか否かを観測できる場合はこのパラレル／シリアル変換部１１は省略可能である。
【００４４】
図８の制御部５は、エラーレート検出部３より得られたエラー発生状態またはビットエラーレートに類する情報を元に、有効と判断された電気信号入力を出力するように切替部４へ切替命令を行う部分である。
【００４５】
図６〜図８のいずれの制御部５も、図５の制御部５と同様に、前記指令に加えて、想定される各種状態の際に切替部４がどのように動作すべきかを必要に応じてコントロールすることもできる。各系統とも有効な場合はどちらを優先して出力するか、各系統とも有効でない場合はどちらを優先して出力するか、別の系統に切替えられた後に、元の系統が復旧した場合のプロセス管理（自動で元の系統に戻すか、手動による命令がない限り別系統を出力し続けるか）といった制御をも行うことができる。
【００４６】
（光波長多重されない光信号伝送システムの参考例）
図４のように光波長多重されないシステムにおいては、光受信装置ＲＸ２の複数の光入力部に、同一または代替運転可能な信号源を共有する複数の光送信装置（ＴＸ）から出力された光信号を入力する。
【００４７】
（光信号伝送システムの冗長化の実施形態１）
図１０は１つの送信側（送信局：Ｚ局）２０に図１〜図３の光送信装置ＴＸとその光送信装置ＴＸによって変換された複数の光信号λ1〜λnを波長多重して多重光信号として出力する光波長多重化装置ＷＤＭとカプラＣを設け、複数の受信側（受信局：Ａ局〜Ｇ局）２１の夫々にカプラＣと光波長分離装置ＷＤＭと光受信装置ＲＸ２を配置し、送信局（Ｚ局）２０のカプラＣと夫々の受信局（Ａ局〜Ｇ局）２１のカプラの間に二本の光伝送路Ｌを配線して冗長化してある。受信局（Ａ局〜Ｇ局）２１の光受信装置ＲＸ２には図５〜図８のいずれかの実施形態の光信号伝送システム用光受信装置を使用することができる。
【００４８】
図１０の光信号伝送システムでは、送信局（Ｚ局）２０から送信される光波長多重信号が、受信局（Ａ局〜Ｇ局）２１の夫々の光受信装置ＲＸ２（図５〜図８）の光受信部１に入力され、夫々の光受信装置ＲＸ２の検出部３で光強度、変調成分、振幅、タイミング精度、信号伝送速度、リクロック状態、エラーレートといった入力光信号情報の全部又は一部が検出され、検出された入力光信号情報に基づいて入力光信号の有効性が判断され、有効と判断された入力光信号に対応する電気信号が選択されて出力される。
【００４９】
（光信号伝送システムの冗長化の実施形態２）
図１１は複数の送信側（送信局：Ｂ局〜Ｋ局）２０に図１〜図３の光送信装置ＴＸとその光送信装置ＴＸによって変換された複数の光信号λ1〜λnを波長多重して多重光信号として出力する光波長多重化装置ＷＤＭを設け、１つの受信側（受信局：Ａ局）２１に光波長分離装置ＷＤＭと光受信装置ＲＸ２を設け、送信局（Ｂ局〜Ｋ局）２０と受信局（Ａ局）２１の間に二本の光伝送路Ｌを配線して冗長化してある。受信局（Ａ局）２１の光受信装置ＲＸ２には図５〜図８のいずれかの実施形態の光信号伝送システム用光受信装置を使用することができる。この光信号伝送システムの作用は前記実施例１の場合と同様である。
【００５０】
（光信号伝送システムの冗長化の実施形態３）
図１２は１つの送信側（送信局：Ａ局）２０に図１〜図３の光送信装置ＴＸとその光送信装置ＴＸによって変換された複数の光信号λ1〜λnを波長多重して多重光信号として出力する光波長多重化装置ＷＤＭを設け、複数の受信側（受信局：Ｂ局〜Ｋ局）２１の夫々に光波長分離装置ＷＤＭと光受信装置ＲＸ２を配置し、送信局（Ａ局）２０と夫々の受信局（Ｂ局〜Ｋ局）２１のカプラＣの間に二本の光伝送路Ｌを配線して冗長化してある。受信局（Ｂ局〜Ｋ局）２１の光受信装置ＲＸ２には図５〜図８のいずれかの実施形態の光信号伝送システム用光受信装置を使用することができる。図１２の光信号伝送システムでは一方の光伝送路を右回りメイン幹線として使用し、他方の光伝送路を左回りメイン幹線(互いに逆回り)として使用する場合の例である。
【００５１】
図９〜図１２の光信号伝送システム用光受信装置の作用は、前記した図５〜図８の光信号伝送システム用光受信装置の作用と同じである。
【符号の説明】
【００５２】
１  光信号入力部
２  光／電気変換部
３  検出部
４  切替器
５  制御部
６  電気出力部
７  電気信号リクロック部
８  電気信号ドライブ部
１０  シリアル／パラレル変換部
１１  パラレル／シリアル変換部
１２  リクロック状態検出部
２０  送信局
２１  受信局
Ｃ  カプラ
Ｌ  光伝送路
【図１】
2010226669.tif 000003
【図２】
2010226669.tif 000004
【図３】
2010226669.tif 000005
【図４】
2010226669.tif 000006
【図５】
2010226669.tif 000007
【図６】
2010226669.tif 000008
【図７】
2010226669.tif 000009
【図８】
2010226669.tif 000010
【図９】
2010226669.tif 000011
【図１０】
2010226669.tif 000012
【図１１】
2010226669.tif 000013
【図１２】
2010226669.tif 000014
【図１３】
2010226669.tif 000015
【図１４】
2010226669.tif 000016
【図１５】
2010226669.tif 000017
【図１６】
2010226669.tif 000018
【図１７】
2010226669.tif 000019
【図１８】
2010226669.tif 000020
【図１９】
2010226669.tif 000021