(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアが平面状で露出している第１の光導波路と、
クラッドに覆われたコアを有し、片端付近においてクラッドが除去されコアが平面状で露出している第２の光導波路と
を備え、
前記第１の光導波路の平面状のコアと前記第２の光導波路の平面状のコアとを接触させ、
前記第１及び第２の光導波路について接触を維持した状態で、前記接触の位置を前記第１の光導波路の片端まで移動させることにより、前記第１の光導波路の平面状のコアと前記第２の光導波路の平面状のコアとの間で伝搬する信号光の伝播距離を連続的に短縮もしくは延長させ、
前記第２の光導波路の、前記第１の光導波路と接触する長手方向の結合長を変えることにより、前記第１の光導波路の平面状のコアと前記第２の光導波路の平面状のコアとの間で伝搬する信号光の波長を選択する
ことを特徴とする光路長調整装置。
【請求項２】
前記第１の光導波路は、クラッドを有さない前記コアだけであり、前記コアが前記クラッドと同等の屈折率である屈折率整合剤に覆われていることを特徴とする請求項１に記載の光路長調整装置。
【請求項３】
前記第１の光導波路が、巻き取り器で巻き取りが可能な線状であることを特徴とする請求項１または２に記載の光路長調整装置。
【請求項４】
第１の光導波路のコアを平面状にして露出させ、
第２の光導波路の片端付近においてクラッドを除去してコアの一部を平面状にして露出させ、
前記第１の光導波路の平面状のコアと前記第２の光導波路の平面状のコアとを接触させ、
前記第１及び第２の光導波路について接触を維持した状態で、前記接触の位置を前記第１の光導波路の片端まで移動させることにより、前記第１の光導波路の平面状のコアと前記第２の光導波路の平面状のコアとの間で伝搬する信号光の伝播距離を連続的に短縮もしくは延長させ、
前記第２の光導波路の、前記第１の光導波路と接触する長手方向の結合長を変えることにより、前記第１の光導波路の平面状のコアと前記第２の光導波路の平面状のコアとの間で伝搬する信号光の波長を選択する
ことを特徴とする光路長調整方法。
【請求項５】
前記第１の光導波路は、クラッドを有さない前記コアだけであり、前記コアが前記クラッドと同等の屈折率である屈折率整合剤に覆われていることを特徴とする請求項４に記載の光路長調整方法。
【請求項６】
前記第１の光導波路が、巻き取り器で巻き取りが可能な線状であることを特徴とする請求項４または５に記載の光路長調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二重化された光線路の光路長が同じになるように調整する光路長調整装置及び光路長調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光線路の支障移転工事等において通信サービスを途絶させることなく現用回線から移転先回線に移転させることを可能とするサービス無瞬断切替技術が開発されている。この技術は、迂回回線を用意して、現用回線と一時的な二重化を行った後、通信光を迂回回線のみに伝送することにより現用回線の工事を可能とするものである。通信サービスを維持しながら回線を二重化するには、現用回線と迂回回線の光路長差を規定の誤差範囲内に収める必要があるため、二つの回線の光路長を調整する技術が不可欠となる。
【０００３】
従来、二重化線路の光路長調整には、一方の光路を流れる信号を遅延させる方法（信号遅延方法）が用いられているが、（１）光路の一部に空間伝搬経路を設け、その伝搬区間の長さを伸縮することにより遅延を与える方法の場合は、空間伝播経路を伝播する光が広がらないようにするために、調整（可変）範囲には限界があり、可変量が少なく、また（２）光信号を電気信号に変換し信号蓄積器により遅延を与える方法の場合は、光電変換などの処理にサブマイクロセカンドの時間を必要とするため、光路長差の小さい二重化線路の場合には対応できないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１０９１８２号公報
【特許文献２】特開２００９−１７４９８号公報
【特許文献３】特開２００９−１７４９９号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】"Frame-Loss-Free Optical Line Switching System for In-Service Optical Network", JTL TECHNOL. VOL. 28, NO. 4, FEB. 15, 2010 PP. 539-546
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上述べたように、従来の二重化線路の無瞬断切替技術で用いる光路長調整装置は、その通過損失が大きく、また可変量が小さいことから、二重化線路の光路長差が大きな場合には適用できなかった。
本発明は、上記の事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、光通信線路の無瞬断切替を実施するために二重化された線路の光路長を一致させる調整技術について、光路長の調整長さが大きな場合であっても適用が可能な光路長調整装置及び光路長調整方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る光路長調整装置は以下のような態様の構成とする。
（１）コアが平面状で露出している第１の光導波路と、クラッドに覆われたコアを有し、片端付近においてクラッドが除去されコアが平面状で露出している第２の光導波路とを備え、前記第１の光導波路の平面状のコアと前記第２の光導波路の平面状のコアとを接触させ、前記第１及び第２の光導波路について接触を維持した状態で、前記接触の位置を前記第１の光導波路の片端まで移動させることにより、前記第１の光導波路の平面状のコアと前記第２の光導波路の平面状のコアとの間で伝搬する信号光の伝播距離を連続的に短縮もしくは延長させ、さらに前記第２の光導波路の、前記第１の光導波路と接触する長手方向の結合長を変えることにより、前記第１の光導波路の平面状のコアと前記第２の光導波路の平面状のコアとの間で伝搬する信号光の波長を選択する態様とする。
【０００８】
（２）（１）の構成において、前記第１の光導波路は、クラッドを有さない前記コアだけであり、前記コアが前記クラッドと同等の屈折率である屈折率整合剤に覆われている態様とする。
（３）（１）または（２）において、前記第１の光導波路が、巻き取り器で巻き取りが可能な線状である態様とする。
【００１０】
また、本発明に係る光路長調整方法は以下のような態様の構成とする。
（４）第１の光導波路のコアを平面状にして露出させ、第２の光導波路の片端付近においてクラッドを除去してコアの一部を平面状にして露出させ、前記第１の光導波路の平面状のコアと前記第２の光導波路の平面状のコアとを接触させ、前記第１及び第２の光導波路について接触を維持した状態で、前記接触の位置を前記第１の光導波路の片端まで移動させることにより、前記第１の光導波路の平面状のコアと前記第２の光導波路の平面状のコアとの間で伝搬する信号光の伝播距離を連続的に短縮もしくは延長させ、さらに前記第２の光導波路の、前記第１の光導波路と接触する長手方向の結合長を変えることにより、前記第１の光導波路の平面状のコアと前記第２の光導波路の平面状のコアとの間で伝搬する信号光の波長を選択する態様とする。
【００１１】
（５）（４）の方法において、前記第１の光導波路は、クラッドを有さない前記コアだけであり、前記コアが前記クラッドと同等の屈折率である屈折率整合剤に覆われている態様とする。
（６）（４）または（５）の方法において、前記第１の光導波路が、巻き取り器で巻き取りが可能な線状である態様とする。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明によれば、光通信線路の無瞬断切替を実施するために二重化された線路の光路長を一致させる調整において、光路長の調整長さが大きな場合であっても適用が可能な光路長調整装置及び光路長調整方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態に係る光路長調整装置を示す構成図である。
【図２】第１の実施形態の入出力位置と伝達時間との関係を示す特性図である。
【図３】第２の実施形態の第１光導波路及び第２光導波路のコア接触面の構造を示す断面図である。
【図４】第２の実施形態に係る光路長調整装置を示す構成図である。
【図５】本発明に係る光路長調整装置が適用される二重化線路光通信切替システムの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
添付の図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。以下に説明する実施の形態は本発明の構成の例であり、本発明は、以下の実施の形態に制限されるものではない。
まず、図５を参照して本発明に係る光路長調整装置が適用される二重化線路光通信切替システムの構成について説明する。
【００１６】
図５は二重化線路を構成した光通信システムのサービス無瞬断光線路切替の構成例を示すブロック図である。図５において、所内伝送装置Ｔ１と所外終端装置Ｔ２とを結ぶ現用線路１０１の途中に設置された光カプラ１０２および１０３の迂回接続用ポート１０４，１０５に迂回線路１０６を接続して二重化線路を構築する。迂回線路１０６には、現用線路１０１との長さを一致させるために、本発明が適用される光路長調整装置１００（第１の実施形態）または２００（第２の実施形態）がある。
【００１７】
上記二重化線路に対して、チャープパルス光源１０７から試験パルス光を送出すると、この試験パルス光は光アイソレータ１０８を介して試験光接続ポート１０９より光カプラ１０３に送られ、この光カプラ１０３により現用線路１０１と迂回線路１０６とに分岐され、光カプラ１０２によって再び合波される。この合波された試験パルス光は測定用ポート１１０からＯ／Ｅ（光／電気）変換器１１１に送られ、この変換器１１１でその合波光を電気に変換した後、オシロスコープ１１２でその波形が検出される。
【００１８】
尚、上記試験パルス光が伝送装置Ｔ１，Ｔ２に入力されないように、それぞれの入出力端にはそれぞれ試験光遮断フィルタ１１３，１１４が配備されている。
ここで、上記光カプラ１０２によって得られた合波波形には二重化線路の光路差（零位点）情報（合波波形は二重化した線路の光路差により波形が変化する）が含まれており（例えば、非特許文献１参照）、その情報を基に光路長調整装置１００（第１の実施形態）または２００（第２の実施形態）を動作させ、迂回線路１０６を現用線路１０１と同じ長さに調整する。これによって、二重化線路を伝播してきた通信光の信号の位相を同調させることができるものである。
【００１９】
ここで、上記迂回線路１０６側に設置した光路長調整装置１００または２００が全て光経路で構成された遅延装置の場合、その通過損失が大きく、可変量が小さいという問題が生じてしまう。本発明はこの点を考慮してなされたものである。
(第１の実施形態）
図１は第１の実施形態に係る光路長調整装置１００の構成を示す概略図である。この光路長調整装置１００は、第１及び第２光ファイバ１，２間の光路長をコア面が接触された第１の光導波路３及び第２の光導波路４の、長手方向における両者の結合長によって調整する。
【００２０】
上記第１光導波路３はコア３１とクラッド３２から構成されている。コア３１はクラッド３２に覆われているものの、その一部がクラッド３２から剥き出された構造をもつ。また、その長手方向の長さは任意であり、第１光導波路３のコア３１の長手方向の片端は無反射処理が施され、もう一方の片端には第１光ファイバ１が取り付けられている。
【００２１】
一方、第２光導波路４は、第１光導波路３と同様に、コア４１とクラッド４２から構成されている。コア４１はクラッド４２に覆われているものの、その一部がクラッド４２から剥き出された構造となっている。また、第２光導波路４のコア４１の長手方向の片端は無反射処理が施され（図面には表示されず）、もう一方の片端には第２光ファイバ２が取り付けられている。ここで、使用する信号光の波長に応じて、第１光導波路３のコア３１と第２光導波路４のコア４１が接触している長さ（結合長）を調整する。また、第１光導波路３のコア３１と第２光導波路４のコア４１との接触面７が、長手方向に対して、マイクロメートルオーダで平行に移動できるように、第２光導波路４をガイドするレールガイド機構６を備えている。
【００２２】
上記レールガイド機構６は、第１光導波路３のクラッド３２の長手方向に沿って平行にＶ字型の溝が形成された一対のガイドレール６１，６２を配設し、第２光導波路４の移動方向に対して水平に支持アーム６３，６４を取り付け、各支持アーム６３，６４の先端に上記ガイドレール６１，６２のＶ字溝に沿って、図中矢印Ａ，ＢまたはＡ’，Ｂ’に示す方向にスライド可能な支持片６５，６６を取り付けたものである。
【００２３】
次に、光路長調整装置の動作について説明する。図１に示すように、第１光導波路３のコア３１と第２光導波路４のコア４１を密着させる。第１光導波路３のコア３１と第２光導波路４のコア４１を伝播する光は全反射のためコア内に閉じ込められているが、密着させた状態においては、エバネッセント波と呼ばれるごく微小の光がしみ出しており、そのしみ出した光の一部が接触する相手側のコアに乗り移る。その乗り移り方は、溶融型光ファイバカプラと同じ挙動であり、接触長（結合長）に応じて積算される。
【００２４】
次に、第２光導波路４をレールガイド機構６によって長手方向にスライド移動させることにより、コア同士の接触面を移動させる。このように光カップリングが発生する接触位置を移動させることによって、光路長を伸縮させることが可能となる。
例えば、図１に示すように、第２光導波路４の光ファイバ２が取り付けられていない無反射終端されたコア４１の端面と第１光導波路３の光ファイバ１が取り付けられている端面の位置が一致している場合の第２光導波路４の光ファイバ２が取り付けられていない無反射終端されたコア４１の端面の座標をＸ＝０とし、第２光導波路４を位置Ｘ0（Ｘ＝０から第２光導波路４の光ファイバ２が取り付けられていない無反射終端されたコア４１がＸ0だけ移動した位置）から位置Ｘ1（Ｘ＝０から第２光導波路４の光ファイバ２が取り付けられていない無反射終端されたコア４１がＸ1だけ移動した位置）に移動させた場合の光路長の変化量ΔＸ（＝Ｘ1−Ｘ0）と伝達時間の変化量ΔＴとの関係は、図２の通りである。第１光導波路３のコア３１の屈折率をｎとすると、ΔＸとΔＴは以下の関係にある。
【００２５】
ΔＴ＝±ｎ・ΔＸ／ｃ
ここで、「ｃ」は光速度であり、「±」の符号は伸縮の方向を表す。符号「＋」は、第２光導波路４の光ファイバ２が取り付けられていない無反射終端されたコア４１の端面の位置をＸ＝０に近づける方向へ動かす場合であり、符号「−」は、第２光導波路４の光ファイバ２が取り付けられていない無反射終端されたコア４１の端面の位置をＸ＝０に遠ざける方向へ動かす場合である。
【００２６】
また、第１光導波路３からクラッド３２を取り除いてコア３１だけの構造とし、クラッド３２を除去したコア３１のみの第１光導波路３の周囲をそのクラッド３２と同等の屈折率を有するオイル状の屈折率整合剤で満たすようにしてもよい。この場合、当該屈折率整合剤がクラッド３２と同様に光をコア３１に閉じ込める役割を果たす。このため、第１光導波路３のコア３１内に通過光は閉じ込められることになり、上述と同様の挙動を示す。
【００２７】
尚、コア３１がオイル状の屈折率整合剤に満たされた状態は、屈折率整合剤が適度な粘性を有しているため、第１光導波路３のコア３１と第２光導波路４のコア４１が接触面７で密着する効果が大きくなるので好ましい。
また、第２光導波路４は、第１光導波路３と接触する長手方向の接触長（結合長）７を変えることにより、第１光導波路３と第２光導波路４との間で入出力される信号光の波長を選択することができる。さらに、この結合長を変えることにより、通過光の分岐比と波長を選択することが可能である。
【００２８】
また、第１光導波路３のコア３１と第２光導波路４のコア４１のコア同士の接触を維持しつつ、コア同士の長手方向の結合長を変化させず、いずれか一方のコアを長手方向とは垂直方向に光ファイバ１または２をシフトすることにより、接触面積のみを変化させることによって通過光の分岐比を選択することが可能となる。
【００２９】
したがって、上記構成による光路長調整装置を用いることにより、現用線路と迂回線路の長さに大きな差を伴うような二重化線路の支障移転工事の場合であっても、より低損失で光路長の調整が可能となる。これにより、多数のユーザに対してサービスを停止させることなく通信経路を切り替えるサービス無瞬断光線路の切替工事が可能になるとともに、計画的な支障移転工事が実行でき工事コストの削減も期待できる。
【００３０】
（第２の実施形態）
第２の実施形態について、図３および図４を用いて説明する。図３は第２の実施形態に係る光路長調整装置２００の第１光導波路８及び第２光導波路９のコア接触面の構造を示す断面図、図４は第２の実施形態に係る光路長調整装置２００の構成を示す概略図である。
【００３１】
まず、図３に示すように、第２の実施形態に係る光路長調整装置２００では、第１光導波路８と第２光導波路９は、それぞれの被覆８３，９３とクラッド８２，９２の一部を除去した光ファイバ８１，９１を側面で接触させることにより接触面を構成するものである。なお、被覆８３，９３とクラッド８２，９２の一部を除去した光ファイバには、光ファイバを研磨しクラッドと被覆の一部を除去したものを用いる。これは一般的に用いられる分岐比可変カプラと同様の構成のものである。
【００３２】
被覆とクラッドを一部除去した光ファイバによる第１光導波路８を巻き取り器などを用いて巻き取ることにより、第２光導波路９との接触位置を変え、光路長を伸縮させるものであり、第１導波路８と第２導波路９とが接触する付近の構造・構成および挙動は全て同じである。従って、ここでは第１光導波路（光ファイバ形状）８を巻き取るための構成と動作についてのみ説明する。
【００３３】
図４は、ファイバ状の第１光導波路８のコア８１を第２光導波路９のコア９１に接触させた光路長調整装置２００の概略図である。第１光導波路８を送り台１０にセットし、当該光導波路８において緩みが生じないように、第１光導波路８の送り台１０から伸びる両方に光ファイバ送り出し器１２，１２’を設け、お互いを適度な張力で引くようにしている。更に、光ファイバ送り出し器１２，１２’に同調した動きによって生じる僅かな第１光導波路８の緩みを回避するためにファイバテンション部１１，１１’を設け、第１光導波路８の送り台１０と光ファイバ送り出し器１２，１２’との間の第１光導波路８に圧力をかけている。
【００３４】
このような状態の中で、第１光導波路８の入出力位置を変更するため、光ファイバ巻取り器１３，１３’と光ファイバ送り出し器１２，１２’を回して信号光の入出力位置を変える。即ち、光ファイバ巻取り器１３，１３’を回転させることにより、第１光導波路８と第２光導波路９との接触面の位置が変わることにより、その接触面の位置から第１光導波路８の無反射処理を施してある片端面までの光路長を変化させることができる。
【００３５】
以上のように、本実施形態１００または２００の光路長調整装置を二重化線路光通信切替システムに用いることにより、現用線路と迂回線路の長さに大きな差を伴うような二重化線路の支障移転工事の場合であっても、より低損失で光路長の調整が可能となる。これにより、多数のユーザに対してサービスを停止させることなく通信経路を切り替えるサービス無瞬断光線路の切替工事が可能になるとともに、計画的な支障移転工事が実行でき工事コストの削減も期待できる。
【００３６】
尚、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成を削除してもよい。さらに、異なる実施形態例に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００３７】
Ｔ１…所内伝送装置、Ｔ２…所外終端装置、１０１…現用線路、１０２，１０３…光カプラ、１０４，１０５…迂回接続用ポート、１０６…迂回線路、１０７…チャープパルス光源、１０８…光アイソレータ、１０９，１１０…試験光接続ポート、１１１…Ｏ／Ｅ変換器、１１２…オシロスコープ、１１３，１１４…試験光遮断フィルタ、１００…光路長調整装置、１，２…第１、第２光ファイバ、３…第１の光導波路、３１…コア、３２…クラッド、４…第２の光導波路、４１…コア、４２…クラッド、７…コア接触面、６…レールガイド機構、６１，６２…ガイドレール、６３，６４…支持アーム、６５，６６…支持片、８…第１光導波路、８１…コア、８２…クラッド、８３…被覆、９…第２光導波路、９１…コア、９２…クラッド、９３…被覆、１０…送り台、１１，１１’…ファイバテンション部、１２，１２’…光ファイバ送り出し器、１３，１３’…光ファイバ巻取り器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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