(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号光を増幅する増幅手段と、
この増幅手段によって増幅された後の信号光の信号レベルを検出する信号光レベル検出手段と、
前記増幅された後の信号光の出力側から反射によって戻ってくる戻り光の信号レベルを検出する戻り光レベル検出手段と、
前記信号光レベル検出手段および戻り光レベル検出手段によってそれぞれ検出された信号レベルを零でない値にクランプするクランプ手段と、
これら信号光レベル検出手段および戻り光レベル検出手段によってそれぞれ検出された信号レベルの比を検出する比検出手段と、
この比検出手段によって検出された比を所定の基準値と比較することで、増幅された後の信号光の信号レベルに対する戻り光の信号レベルが通常の値よりも大きいかどうかを判別する比較判別手段と、
前記増幅手段の増幅を前記増幅された後の信号光の信号レベルが予め定めた一定値となるように設定する信号を出力する第１の制御信号発生手段と、
予め定めた周期で信号の出力タイミングを指示するタイミング発生手段と、
このタイミング発生手段の指示があるたびに前記増幅手段の増幅を前記戻り光を検出できる短時間の時間幅でパルス状に増幅状態に設定する信号を出力する第２の制御信号発生手段と、
前記比較判別手段の比較の結果、前記増幅手段で増幅された状態での信号光の信号レベルに対する戻り光の信号レベルが通常の値の範囲を超えないと判別されたとき前記第１の制御信号発生手段の出力する信号を選択して前記増幅手段に供給し、通常の値の範囲を超えると判別されたとき前記第２の制御信号発生手段の出力する信号を選択して前記増幅手段に供給する制御信号選択手段
とを具備することを特徴とする光通信装置。
【請求項２】
信号光を増幅する増幅手段と、
この増幅手段によって増幅された後の信号光の信号レベルを検出する信号光レベル検出手段と、
前記増幅された後の信号光の出力側から反射によって戻ってくる戻り光の信号レベルを検出する戻り光レベル検出手段と、
前記信号光レベル検出手段および戻り光レベル検出手段によってそれぞれ検出された信号レベルを零でない値にクランプするクランプ手段と、
これら信号光レベル検出手段および戻り光レベル検出手段によってそれぞれ検出された信号レベル同士を除算する除算手段と、
この除算手段によって除算された値を所定の基準値と比較することで、増幅された後の信号光の信号レベルに対する戻り光の信号レベルが通常の値よりも大きいかどうかを判別する比較判別手段と、
前記増幅手段の増幅を前記増幅された後の信号光の信号レベルが予め定めた一定値となるように設定する信号を出力する第１の制御信号発生手段と、
予め定めた周期で信号の出力タイミングを指示するタイミング発生手段と、
このタイミング発生手段の指示があるたびに前記増幅手段の増幅を前記戻り光を検出できる短時間の時間幅でパルス状に増幅状態に設定する信号を出力する第２の制御信号発生手段と、
前記比較判別手段の比較の結果、前記増幅手段で増幅された状態での信号光の信号レベルに対する戻り光の信号レベルが通常の値の範囲を超えないと判別されたとき前記第１の制御信号発生手段の出力する信号を選択して前記増幅手段に供給し、通常の値の範囲を超えると判別されたとき前記第２の制御信号発生手段の出力する信号を選択して前記増幅手段に供給する制御信号選択手段
とを具備することを特徴とする光通信装置。
【請求項３】
前記増幅手段は希土類添加光ファイバであり、励起レーザダイオードの出力するレーザ光を制御することにより増幅の有無および増幅率を制御されるものであることを特徴とする請求項１または請求項２記載の光通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光通信装置に係わり、特に通信路等に障害が発生した場合に出力レベルを制御するようにした光通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信装置では、光ファイバあるいは光コネクタ等から構成される通信路に障害が発生すると、伝送されている光が外部に漏れ出し、人体に悪影響を与えるおそれがある。そこで、従来からこのような事態が発生しないような対策が採られている（特開平７−３８４９８号公報等）。
【０００３】
図３は、このような光通信装置の一例を示したものである。特許第２６７４５５８号に開示されたこの光通信装置の第１のコネクタ１１から入力された信号光は、第１の光アイソレータ１２を介してエルビウム添加光ファイバ１３の一端に入力されて直接光増幅される。エルビウム添加光ファイバ１３の他端は波長分割多重カプラ（ＷＤＭ）１４の一端に接続されている。波長分割多重カプラ１４の他端側は第２のアイソレータ１５と励起レーザダイオード（励起ＬＤ）１６のそれぞれに接続されている。励起レーザダイオード１６は励起ダイオード駆動部１７によって駆動されるようになっており、出力されたレーザダイオードは波長分割多重カプラ１４に入力されてエルビウム添加光ファイバ１３を励起するようになっている。
【０００４】
一方、エルビウム添加光ファイバ１３において励起光によって増幅された信号光は、第２のアイソレータ１５を介して光分岐回路１８に到達し、ここで第２のコネクタ１９へと出力される信号光とフォトダイオード（ＰＤ）２１で受光される信号光に分岐する。第１のフォトダイオード２１で受光された信号光のレベルを示す信号２２は自動パワー制御部２３に入力されて、光分岐回路１８から第２のコネクタ１９へと出力される信号光のパワーが一定となるような制御信号２４が励起ダイオード駆動部１７に供給されることになる。
【０００５】
ところでこの光通信装置では、第２のコネクタ１９が外れたり、光分岐回路１８から第２のコネクタ１９へ至る通信路としての光ファイバが切断されるというような障害の発生を、その時点からの反射光の増大によって検出するようにしている。第２のコネクタ１９から光分岐回路１８の方向に向かった反射光はその一部が第２のフォトダイオード２６で受光される。第２のフォトダイオード２６の出力２７は反射アラーム検出部２８に入力される。反射アラーム検出部２８は検出された反射光が異常レベルにまで増大しているときには出力停止信号２９を励起ダイオード駆動部１７に供給して励起レーザダイオード１６の出力を停止させるようにしている。
【０００６】
ところで、これ以後に障害が復旧した場合には、反射光が異常なレベルよりも低いレベルになったことを判別して励起レーザダイオード１６の出力を再開する必要がある。そこでこの光通信装置ではタイミング発生部３１の出力する所定の周期のタイミング信号３２を基にして反射アラームパルス発生部３３から極めて短いパルス幅の短パルス３４を出力させるようにしている。この短パルス３４が供給された間だけ励起ダイオード駆動部１７は励起レーザダイオード１６を短時間ずつ出力させる。これにより、人体に影響しないパルス幅のレーザ光が、光分岐回路１８から第２のコネクタ１９の方向に出力されることになる。反射アラーム検出部２８はタイミング発生部３１の出力するタイミング信号３２を基にしてその反射光のレベルを検出する。そしてこれが異常なレベルの間は励起ダイオード駆動部１７が励起レーザダイオード１６の連続出力を停止させるが、異常なレベルよりも低いレベルに低下した場合には励起レーザダイオード１６の連続出力を再開させる。これにより、障害が復旧したときに光通信装置が通常の通信を自動的に再開できることになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来提案された図３に示した光通信装置では、信号光の反射レベルを検出していたので、信号光自体が異常出力したような場合でも反射光自体の信号レベルは異常と見なせない程度しか増大しない場合が通常であった。したがって、このような場合には信号光の出力を停止させる制御を行うことができなかった。したがって、信号光のレベルが異常に増大したときに信号光の出力を停止させようとすると、信号光の出力レベルを常に監視する回路部分を設け、この回路部分が異常なレベルを検出したときに励起ダイオード駆動部１７の駆動を停止させるような回路を追加する必要があった。
【０００８】
ところがこれにより光通信装置の回路構成が複雑になり、装置が大型化するという問題があった。特に反射光の異常レベルを検出して制御する回路部分と信号光の出力の異常レベルを検出して制御する回路部分が別々に設けられることになるので、これらの制御部全体の制御が複雑化した。
【０００９】
そこで本発明の目的は、信号光の反射レベルの異常と出力レベルの変動とを簡易に検出してそれぞれに対応するように出力を制御することのできる光通信装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、（イ）信号光を増幅する増幅手段と、（ロ）この増幅手段によって増幅された後の信号光の信号レベルを検出する信号光レベル検出手段と、（ハ）増幅された後の信号光の出力側から反射によって戻ってくる戻り光の信号レベルを検出する戻り光レベル検出手段と、（ニ）信号光レベル検出手段および戻り光レベル検出手段によってそれぞれ検出された信号レベルを零でない値にクランプするクランプ手段と、（ホ）これら信号光レベル検出手段および戻り光レベル検出手段によってそれぞれ検出された信号レベルの比を検出する比検出手段と、（へ）この比検出手段によって検出された比を所定の基準値と比較することで、増幅された後の信号光の信号レベルに対する戻り光の信号レベルが通常の値よりも大きいかどうかを判別する比較判別手段と、（ト）増幅手段の増幅を増幅された後の信号光の信号レベルが予め定めた一定値となるように設定する信号を出力する第１の制御信号発生手段と、（チ）予め定めた周期で信号の出力タイミングを指示するタイミング発生手段と、（リ）このタイミング発生手段の指示があるたびに増幅手段の増幅を戻り光を検出できる短時間の時間幅でパルス状に増幅状態に設定する信号を出力する第２の制御信号発生手段と、（ヌ）比較判別手段の比較の結果、増幅手段で増幅された状態での信号光の信号レベルに対する戻り光の信号レベルが通常の値の範囲を超えないと判別されたとき第１の制御信号発生手段の出力する信号を選択して増幅手段に供給し、通常の値の範囲を超えると判別されたとき第２の制御信号発生手段の出力する信号を選択して増幅手段に供給する制御信号選択手段とを光通信装置に具備させる。
【００１１】
すなわち請求項１記載の発明では、増幅手段によって増幅された後の信号光の信号レベルと増幅された後の信号光の出力側から反射によって戻ってくる戻り光の信号レベルの比を検出し、この比検出手段によって検出された比を所定の基準値と比較することで、増幅された後の信号光の信号レベルに対する戻り光の信号レベルが通常の値よりも大きいかどうかを比較判別手段で判別するようにしている。そして、比較判別手段の比較の結果、増幅された後の信号光の信号レベルに対する戻り光の信号レベルが通常の値の範囲を超えないと判別されたときには第１の制御信号発生手段の出力する信号を選択して増幅手段に供給し信号レベルが一定になるように制御する。また、通常の値の範囲を超えると判別されたときには第２の制御信号発生手段の出力する短時間の時間幅でパルス状に増幅状態に設定する信号を選択して増幅手段に供給することで、増幅手段の増幅を戻り光を検出できる短時間かつ所定の周期で繰り返される増幅状態に設定する信号を出力させ、増幅を事実上停止すると共に、障害が復旧したときの検出に備えて短いパルスを間欠的に出力するようにしている。
【００１２】
請求項２記載の発明では、（イ）信号光を増幅する増幅手段と、（ロ）この増幅手段によって増幅された後の信号光の信号レベルを検出する信号光レベル検出手段と、（ハ）増幅された後の信号光の出力側から反射によって戻ってくる戻り光の信号レベルを検出する戻り光レベル検出手段と、（ニ）信号光レベル検出手段および戻り光レベル検出手段によってそれぞれ検出された信号レベルを零でない値にクランプするクランプ手段と、（ホ）これら信号光レベル検出手段および戻り光レベル検出手段によってそれぞれ検出された信号レベル同士を除算する除算手段と、（へ）この除算手段によって除算された値を所定の基準値と比較することで、増幅された後の信号光の信号レベルに対する戻り光の信号レベルが通常の値よりも大きいかどうかを判別する比較判別手段と、（ト）増幅手段の増幅を増幅された後の信号光の信号レベルが予め定めた一定値となるように設定する信号を出力する第１の制御信号発生手段と、（チ）予め定めた周期で信号の出力タイミングを指示するタイミング発生手段と、（リ）このタイミング発生手段の指示があるたびに増幅手段の増幅を戻り光を検出できる短時間の時間幅でパルス状に増幅状態に設定する信号を出力する第２の制御信号発生手段と、（ヌ）比較判別手段の比較の結果、増幅手段で増幅された状態での信号光の信号レベルに対する戻り光の信号レベルが通常の値の範囲を超えないと判別されたとき第１の制御信号発生手段の出力する信号を選択して増幅手段に供給し、通常の値の範囲を超えると判別されたとき第２の制御信号発生手段の出力する信号を選択して増幅手段に供給する制御信号選択手段とを光通信装置に具備させる。
【００１３】
すなわち請求項２記載の発明では、増幅手段によって増幅された後の信号光の信号レベルと増幅された後の信号光の出力側から反射によって戻ってくる戻り光の信号レベルとを除算手段で除算することでこれらの信号レベルの割合を検出し、この除算手段によって除算された値を所定の基準値と比較することで、増幅された後の信号光の信号レベルに対する戻り光の信号レベルが通常の値よりも大きいかどうかを比較判別手段で判別するようにしている。そして、比較判別手段の比較の結果、増幅された後の信号光の信号レベルに対する戻り光の信号レベルが通常の値の範囲を超えないと判別されたときには第１の制御信号発生手段の出力する信号を選択して増幅手段に供給し信号レベルが一定になるように制御する。また、通常の値の範囲を超えると判別されたときには第２の制御信号発生手段の出力する短時間の時間幅でパルス状に増幅状態に設定する信号を選択して増幅手段に供給することで、増幅手段の増幅を戻り光を検出できる短時間かつ所定の周期で繰り返される増幅状態に設定する信号を出力させ、増幅を事実上停止すると共に、障害が復旧したときの検出に備えて短いパルスを間欠的に出力するようにしている。
【００１８】
請求項３記載の発明では、請求項１または請求項２記載の光通信装置で、増幅手段は希土類添加光ファイバであり、励起レーザダイオードの出力するレーザ光を制御することにより増幅の有無および増幅率を制御されるものであることを特徴としている。
【００１９】
すなわち請求項３記載の発明では、一例としてエルビウム添加光ファイバ等の希土類添加光ファイバで信号光の直接増幅が行われる場合を示している。この場合、励起レーザダイオードの出力するレーザ光を制御することでレーザ光の出力オン・オフおよび増幅率が制御可能である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
【００２３】
【実施例】
以下実施例につき本発明を詳細に説明する。
【００２４】
図１は本発明の一実施例における光通信装置の構成を表わしたものである。この図１で図３と同一部分には同一の符号を付している。本実施例の光通信装置で、第１のコネクタ１１から入力された信号光は、第１の光アイソレータ１２を介してエルビウム添加光ファイバ１３の一端に入力されて直接光増幅される。エルビウム添加光ファイバ１３の他端は波長分割多重カプラ１４の一端に接続されている。波長分割多重カプラ１４の他端側は第２のアイソレータ１５と励起レーザダイオード１６のそれぞれに接続されている。励起レーザダイオード１６は励起ダイオード駆動部４１によって駆動されるようになっており、出力されたレーザダイオードは波長分割多重カプラ１４に入力されてエルビウム添加光ファイバ１３を励起するようになっている。
【００２５】
一方、エルビウム添加光ファイバ１３において励起光によって増幅された信号光は、第２のアイソレータ１５を介して光分岐回路１８に到達し、ここで第２のコネクタ１９へと出力される信号光とフォトダイオード（ＰＤ）２１で受光される信号光に分岐する。第１のフォトダイオード２１で受光された信号光のレベルを示す信号２２は反射アラーム検出・自動パワー制御部４２に入力される。また、第２のコネクタ１９側から光分岐回路１８の方向に進んだ光はここで分岐されてその一方が第２のフォトダイオード２６で受光されるようになっている。第２のフォトダイオード２６の検出した信号レベルを示す信号４３も反射アラーム検出・自動パワー制御部４２に入力されるようになっている。反射アラーム検出・自動パワー制御部４２から励起ダイオード駆動部４１に対しては励起制御信号４４が供給されるようになっている。
【００２６】
図２は、この反射アラーム検出・自動パワー制御部とその周辺を表わしたものである。反射アラーム検出・自動パワー制御部４２は、第１のフォトダイオード２１から出力される信号２２と第２のフォトダイオード２６から出力される信号４３を入力してこれらの除算を行う除算器５１を備えている。反射アラーム検出・自動パワー制御部４２は除算器５１の代わりに両信号２２、４３の差分をとる引算器等の差分演算器で構成されていてもよい。
【００２７】
除算器５１は、反射光の信号レベルとしての信号４３を分母側とし、出力光の信号レベルとしての信号２２を分子側とする信号である。したがって、分母側の信号４３の値が“０”とならないように除算器５１には予め入力レベルを補正するためのクランプ回路が備えられている。
【００２８】
除算器５１の出力５２はコンパレータ５３に入力されて基準電圧信号５４と比較される。出力５２はエルビウム添加光ファイバ１３の増幅率が大きいほど大きな値となり、第２のコネクタ１９側から戻ってくる反射光の信号成分が大きいほど小さな値となることになる。したがって、たとえば第２のコネクタ１９が外れる等の異常事態が発生すると出力５２は基準電圧信号５４よりも小さくなり、比較結果５５は“０”となる。これ以外の場合、比較結果５５は“１”となる。比較結果５５は、タイミング発生部５６とセレクタ（ＳＥＬ）５７の選択制御端子の双方に入力される。タイミング発生部５６は所定の周期のタイミング信号５８を出力するようになっている。このタイミング信号５８は反射アラームパルス発生部５９に入力され、入力されたタイミングで極めて短いパルス幅の短パルス６１を出力するようになっている。
【００２９】
一方、第１のフォトダイオード２１で受光された信号光のレベルを示す信号２２は自動パワー制御部６２にも供給される。自動パワー制御部６２は入力された信号２２のレベルが一定となるように制御してその結果得られた信号６３をセレクタ５７の第１の入力端子Ｉ1に入力する。前記した周期的に発生する短パルス６１はこのセレクタ５７の第２の入力端子Ｉ2に入力される。セレクタ５７は、除算器５１の出力５２が基準電圧信号５４以下で比較結果５５が“０”となっている場合に第２の入力端子Ｉ2を選択する信号を比較結果５５としてセレクタ５７に出力する。これ以外の場合、セレクタは第１の入力端子Ｉ1を選択し、自動パワー制御部６２から得られた信号６３を比較結果５５としてセレクタ５７に出力することになる。
【００３０】
したがって、何らかの異常が発生して第２のコネクタ１９から戻ってくる光のレベルが大きくなり、これが所定の許容値を超えて比較結果５５が“０”になると、タイミング発生部５６の出力するタイミング（周期）で反射アラームパルス発生部５９から短パルス６１が出力されるモードに切り替わる。励起ダイオード駆動部４１はこの短パルス６１を励起制御信号４４として、極めて短いパルス幅で励起レーザダイオード１６からレーザ光を出力させる。したがって、信号光はこの極めて短いパルス幅で出力される状態となり、人体に影響を与えることはない。
【００３１】
この状態で障害が復旧すると、その時点から比較結果５５が“０”から“１”に変化する。すると、セレクタ５７は自動パワー制御部６２から得られた信号６３の選択を開始する。これは連続的な出力なので励起ダイオード駆動部４１は連続的に励起レーザダイオード１６の励磁を行うことになる。すなわち、これにより障害復旧時の信号光の連続的な出力が可能になる。
【００３２】
しかも、励起ダイオード駆動部４１は、励起制御信号４４として自動パワー制御部６２から出力される信号６３を基にしてレーザ光の出力レベルを可変制御する。したがって、反射光の監視のみならず信号光の出力レベルの監視も同時に行うことができることになる。
【００３３】
以上説明した実施例ではエルビウム添加光ファイバ１３を使用した光通信装置について説明したが、その他の希土類添加光ファイバあるいは半導体レーザファイバを用いた光通信装置に対しても本発明を同様に適用することができることはもちろんである。また、実施例の光通信装置は信号光を中継する装置として構成したが、これに限るものではなく、たとえば光送信機として構成されていてもよい。更に実施例ではエルビウム添加光ファイバ１３の後方から励起光を注入したが、前方から励起光を注入してもよいことは当然である。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１または請求項２記載の発明によれば、比較判別手段の比較の結果、増幅された後の信号光の信号レベルに対する戻り光の信号レベルが通常の値の範囲を超えないと判別されたとき第１の制御信号発生手段の出力する信号を選択して増幅手段に供給し、通常の値の範囲を超えると判別されたとき第２の制御信号発生手段の出力する信号を選択して増幅手段に供給する制御信号選択手段を備えているので、障害が発生し戻り光の信号レベルが大きくなって一度第２の制御信号発生手段の出力する信号を選択して増幅手段に供給した後であっても、障害が復旧した後に自動的に第１の制御信号発生手段の出力する信号が選択されて信号光の連続的な出力が再開されることになる。しかも信号光のレベルが一定に制御されるので、光通信装置全体の回路制御が単純化して装置のコストダウンを図ることができる。
【００３５】
また、請求項１または請求項２記載の発明によれば、第２の制御信号発生手段は、周期的に短いパルスを繰り返し出力するために、出力側のコネクタが外れた等の障害が発生した場合であっても、人体に危害を与えるような信号光の照射を防ぐだけでなく、障害の復旧を直ちに検出することができ、信号光の出力を迅速に再開することができる。
【００３６】
更に、請求項１または請求項２記載の発明によれば、信号光レベル検出手段および戻り光レベル検出手段によってそれぞれ検出された信号レベルを零でない値にクランプするクランプ手段を具備しているので、演算値の比較を精度良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における光通信装置の構成を表わしたブロック図である。
【図２】本実施例の反射アラーム検出・自動パワー制御部とその周辺を表わしたブロック図である。
【図３】従来提案された光通信装置の一例を示したブロック図である。
【符号の説明】
１３  エルビウム添加光ファイバ
１６  励起レーザダイオード
１８  光分岐回路
１９  第２のコネクタ
２１  第１のフォトダイオード
２２、４３  信号
２６  第２のフォトダイオード
４１  励起ダイオード駆動部
４２  反射アラーム検出・自動パワー制御部
５１  除算器
５３  コンパレータ
５６  タイミング発生部
５７  セレクタ
６２  自動パワー制御部
【図１】
0003641438.tif 000002
【図２】
0003641438.tif 000003
【図３】
0003641438.tif 000004