(57)【要約】【課題】光通話を行う際に、空き光ファイバ心線を切断し、被覆を除去し、端面を清掃して融着接続し、コネクタ化という一連の事前作業を行わずに、光通話を可能とすることを目的とする。【解決手段】本発明に係る多点光通話用側方光入出力装置３０１は、音声信号を第１波長の光信号へ変換してプローブファイバ１２の先端から出射し、プローブファイバ１２に入射された第２波長の光信号を音声信号へ変換する複数の光通話装置１１と、光通話装置１１毎に配置され、それぞれの光通話装置１１に共通する光ファイバ心線５１を曲げて曲げ部１３を形成し、プローブファイバ１２の先端を曲げ部１３に近接させ、プローブファイバ１２の先端から出射する前記第１波長の光信号を曲げ部１３から光ファイバ心線５１に入射し、曲げ部１３から出射する前記第２波長の光信号をプローブファイバ１２の先端に入射する光ファイバ側方光入出力装置１５と、を備える。【選択図】図１
2019071561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声信号を第１波長の光信号へ変換してプローブファイバの先端から出射し、前記プローブファイバに入射された第２波長の光信号を音声信号へ変換する複数の光通話装置と、
前記光通話装置毎に配置され、それぞれの前記光通話装置に共通する光ファイバ心線を曲げて曲げ部を形成し、前記プローブファイバの先端を前記曲げ部に近接させ、前記プローブファイバの先端から出射する前記第１波長の光信号を前記曲げ部から前記光ファイバ心線に入射し、前記曲げ部から出射する前記第２波長の光信号を前記プローブファイバの先端に入射する光ファイバ側方光入出力装置と、
を備え、
（式１）
Ｐｉｎ＋Ｅｉｎ−αＤ＋Ｅｏｕｔ≧Ｒｍｉｎ
を満たすように前記光通話装置を前記光ファイバ心線に接続することを特徴とする多点光通話用側方光入出力装置。
ただし、
Ｐｉｎは、前記光通話装置が前記プローブファイバへ出力する前記第１波長の光信号の光強度［ｄＢｍ］、
Ｒｍｉｎは、前記光通話装置が前記プローブファイバから受信する前記第２波長の光信号の最低受光感度［ｄＢｍ］、
Ｅｉｎは、前記光ファイバ側方光入出力装置が前記第１波長の光信号を前記プローブファイバから前記光ファイバ心線へ入力する入力効率［ｄＢ］、
Ｅｏｕｔは、前記光ファイバ側方光入出力装置が前記光ファイバ心線から出射する前記第２波長の光信号を前記プローブファイバに入射する出力効率［ｄＢ］、
αは、前記光ファイバ心線の単位長さあたりの伝搬損失［ｄＢ／ｋｍ］、
Ｄは、前記光通話装置間の前記光ファイバ心線の長さのうちで最大の長さ［ｋｍ］
である。
【請求項２】
式１を満たすように、前記光通話装置のＰｉｎを調整する制御部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の多点光通話用側方光入出力装置。
【請求項３】
式１を満たすように、前記プローブファイバの位置を移動させてＥｉｎとＥｏｕｔのいずれか一方を調整する制御部をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の多点光通話用側方光入出力装置。
【請求項４】
前記光ファイバ側方光入出力装置は、前記光ファイバ心線に、自装置に対応する前記光通話装置の上流側との通信用及び下流側との通信用に、曲げ損失が
Ｐｉｎ／２−Ｒｍｉｎ／２＋Ｅｉｎ／２＋Ｅｏｕｔ／２−αＤ
より大きい前記曲げ部をそれぞれ形成し、
前記光通話装置の上流側との通信用の前記曲げ部に前記光通話装置の上流側との通信用の前記プローブファイバを近接させ、前記光通話装置の下流側との通信用の前記曲げ部に前記光通話装置の下流側との通信用の前記プローブファイバを近接させることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の多点光通話用側方光入出力装置。
【請求項５】
前記光ファイバ側方光入出力装置は、前記光ファイバ心線に、自装置に対応する前記光通話装置の上流側との通信用及び下流側との通信用に、曲げ損失が
Ｐｉｎ−Ｒｍｉｎ＋Ｅｉｎ＋Ｅｏｕｔ−αＤ
より大きい前記曲げ部を１つ形成し、
前記曲げ部の頂点に対称となるように、前記光通話装置の上流側との通信用の前記プローブファイバと前記光通話装置の下流側との通信用の前記プローブファイバを前記曲げ部に近接させることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の多点光通話用側方光入出力装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の多点光通話用側方光入出力装置を用いて、複数の光ファイバ心線を含む光ケーブルの中から光通信サービスを提供していない空き光ファイバ心線の一つに複数の前記光通話装置を接続し、上り方向と下り方向で波長を違えて音声双方向通話を行う光通話方法。
【請求項７】
請求項１から５のいずれかに記載の多点光通話用側方光入出力装置を用いて、複数の光ファイバ心線を含む光ケーブルの中から光通信サービスを提供していない空き光ファイバ心線の二つに複数の前記光通話装置を接続し、前記空き光ファイバ心線の一方を上り方向、他方を下り方向として音声双方向通話を行う光通話方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、曲げた光ファイバの側方から光を入出力する光ファイバ側方入出力装置を用いた多点光通話用側方光入出力装置、及びその光通話方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、複数の工事現場などで連絡が必要な際に、無線による通信が困難な場所や、工事が長期間におよぶ場合において、光ファイバ心線を媒体とした光通信による音声双方向通話が用いられている。光通話のために媒体として用いられる光ファイバとしては、光通信サービスを提供している現用光ファイバ心線５２と同一の光ケーブル内に収容されておりサービス提供で使用されていない空き光ファイバ心線５１が用いられている。
【０００３】
図１は、現在の多点光通話用側方光入出力装置、及び光通話方法を説明する図である。空き心線を切断し、被覆を除去し、端面を清掃、融着接続、コネクタ化という一連の事前作業を行ったのち光通話装置にコネクタを挿入して、工事現場同士で光通話を行う。図１は３か所の工事現場で光通話を行う例である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｏｋａｎｏ−ｃａｂｌｅ．ｃｏ．ｊｐ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／Ｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔ．ｈｔｍｌ（２０１７年１０月２日検索）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１の光通信による音声双方向通話方法では、上記の事前作業が必須であるため、時間および費用がかかり、作業者の負担が大きいという課題がある。また、空き心線を切断しなければならないため、工事終了後に切断した心線をもとに戻す事後作業が発生するという課題もある。
【０００６】
そこで、本発明は、前記課題を解決するために、上述した事前作業や事後作業を不要とする多点光通話用側方光入出力装置、及び光通話方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る多点光通話用側方光入出力装置、及び光通話方法は、側方光入出力装置を用いて光ファイバ心線を切断せずに光通話を行うこととした。
【０００８】
具体的には、本発明に係る多点光通話用側方光入出力装置は、
音声信号を第１波長の光信号へ変換してプローブファイバの先端から出射し、前記プローブファイバに入射された第２波長の光信号を音声信号へ変換する複数の光通話装置と、
前記光通話装置毎に配置され、それぞれの前記光通話装置に共通する光ファイバ心線を曲げて曲げ部を形成し、前記プローブファイバの先端を前記曲げ部に近接させ、前記プローブファイバの先端から出射する前記第１波長の光信号を前記曲げ部から前記光ファイバ心線に入射し、前記曲げ部から出射する前記第２波長の光信号を前記プローブファイバの先端に入射する光ファイバ側方光入出力装置と、
を備え、
（式１）
Ｐｉｎ＋Ｅｉｎ−αＤ＋Ｅｏｕｔ≧Ｒｍｉｎ
を満たすように前記光通話装置を前記光ファイバ心線に接続することを特徴とする。
ただし、
Ｐｉｎは、前記光通話装置が前記プローブファイバへ出力する前記第１波長の光信号の光強度［ｄＢｍ］、
Ｒｍｉｎは、前記光通話装置が前記プローブファイバから受信する前記第２波長の光信号の最低受光感度［ｄＢｍ］、
Ｅｉｎは、前記光ファイバ側方光入出力装置が前記第１波長の光信号を前記プローブファイバから前記光ファイバ心線へ入力する入力効率［ｄＢ］、
Ｅｏｕｔは、前記光ファイバ側方光入出力装置が前記光ファイバ心線から出射する前記第２波長の光信号を前記プローブファイバに入射する出力効率［ｄＢ］、
αは、前記光ファイバ心線の単位長さあたりの伝搬損失［ｄＢ／ｋｍ］、
Ｄは、前記光通話装置間の前記光ファイバ心線の長さのうちで最大の長さ［ｋｍ］
である。
【０００９】
本発明は、光ファイバ心線を切断せずに、側方光入出力装置を用いて曲げ、その曲げ部にプローブファイバを近接させて光を入出力させている。従って、本発明は、上述した事前作業や事後作業を不要とする多点光通話用側方光入出力装置を提供することができる。
【００１０】
また、通話先の光電話装置で光信号を受信可能とするために、式１を満たすように調整する必要がある。
例えば、式１を満たすように、前記光通話装置のＰｉｎを調整する制御部をさらに備えてもよい。
また、式１を満たすように、前記プローブファイバの位置を移動させてＥｉｎとＥｏｕｔのいずれか一方を調整する制御部をさらに備えてもよい。
【００１１】
本発明は、光ファイバ心線が切断されずに全ての光通話装置に接続しているため、式１を満たした場合、通話しようとする隣接する光通話装置だけでなく、遠方の光通話装置へも光信号が到達し、混信することがある。この混信を防ぐため、次のような対策を施す。
（１）隣接光通話装置毎に曲げを形成する（曲げを２つ形成する）場合
前記光ファイバ側方光入出力装置は、前記光ファイバ心線に、自装置に対応する前記光通話装置の上流側との通信用及び下流側との通信用に、曲げ損失が
Ｐｉｎ／２−Ｒｍｉｎ／２＋Ｅｉｎ／２＋Ｅｏｕｔ／２−αＤ
より大きい前記曲げ部をそれぞれ形成し、
前記光通話装置の上流側との通信用の前記曲げ部に前記光通話装置の上流側との通信用の前記プローブファイバを近接させ、前記光通話装置の下流側との通信用の前記曲げ部に前記光通話装置の下流側との通信用の前記プローブファイバを近接させることを特徴とする。
（２）隣接光通話装置に共通の曲げを形成する（曲げを１つ形成する）場合
前記光ファイバ側方光入出力装置は、前記光ファイバ心線に、自装置に対応する前記光通話装置の上流側との通信用及び下流側との通信用に、曲げ損失が
Ｐｉｎ−Ｒｍｉｎ＋Ｅｉｎ＋Ｅｏｕｔ−αＤ
より大きい前記曲げ部を１つ形成し、
前記曲げ部の頂点に対称となるように、前記光通話装置の上流側との通信用の前記プローブファイバと前記光通話装置の下流側との通信用の前記プローブファイバを前記曲げ部に近接させることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る光通話方法は、前記多点光通話用側方光入出力装置を用いて、複数の光ファイバ心線を含む光ケーブルの中から光通信サービスを提供していない空き光ファイバ心線の一つに複数の前記光通話装置を接続し、上り方向と下り方向で波長を違えて音声双方向通話を行う。
【００１３】
また、本発明に係る光通話方法は、前記多点光通話用側方光入出力装置を用いて、複数の光ファイバ心線を含む光ケーブルの中から光通信サービスを提供していない空き光ファイバ心線の二つに複数の前記光通話装置を接続し、前記空き光ファイバ心線の一方を上り方向、他方を下り方向として音声双方向通話を行うとしてもよい。
従って、本発明は、上述した事前作業や事後作業を不要とする光通話方法を提供することができる。
【００１４】
なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、上述した事前作業や事後作業を不要とする多点光通話用側方光入出力装置、及び光通話方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来の多点光通話用側方光入出力装置を説明する図である。
【図２】本発明に係る多点光通話用側方光入出力装置を説明する図である。
【図３】本発明に係る多点光通話用側方光入出力装置を説明する図である。
【図４】本発明に係る多点光通話用側方光入出力装置を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００１８】
（実施形態１）
図２は、本実施形態の多点光通話用側方光入出力装置３０１を説明する図である。
多点光通話用側方光入出力装置３０１は、
音声信号を第１波長の光信号へ変換してプローブファイバ１２の先端から出射し、プローブファイバ１２に入射された第２波長の光信号を音声信号へ変換する複数の光通話装置１１と、
光通話装置１１毎に配置され、それぞれの光通話装置１１に共通する光ファイバ心線５１を曲げて曲げ部１３を形成し、プローブファイバ１２の先端を曲げ部１３に近接させ、プローブファイバ１２の先端から出射する前記第１波長の光信号を曲げ部１３から光ファイバ心線５１に入射し、曲げ部１３から出射する前記第２波長の光信号をプローブファイバ１２の先端に入射する光ファイバ側方光入出力装置１５と、
を備える。
【００１９】
多点光通話用側方光入出力装置３０１は、隣接光通話装置毎に曲げを形成する（曲げを２つ形成する）。つまり、工事現場Ｂに配置された光通話装置１１には、工事現場Ａに配置された光通話装置１１と光通話するための曲げ部１３Ａ、及び工事現場Ｃに配置された光通話装置１１と光通話するための曲げ部１３Ｃの２つが形成される。そして、光通話装置１１の上流側との通信用の曲げ部１３Ａに光通話装置１１の上流側との通信用のプローブファイバ１２Ａを近接させ、光通話装置１１の下流側との通信用の曲げ部１３Ｃに光通話装置１１の下流側との通信用のプローブファイバ１２Ｃを近接させる。なお、両端の工事現場（Ａ、Ｃ）では上流側又は下流側の一方しかないので曲げ部１３は一つだけ形成される。図２は３か所の工事現場で光通話を行う例である。４か所以上の場合においても同様の構成で実現できる。
【００２０】
多点光通話用側方光入出力装置３０１は、光ファイバ側方光入出力装置１５で空きの光ファイバ心線５１を曲げ、曲げ部１３からプローブファイバ１２で光を入出力し、プローブファイバ１２と接続した光通話装置１１で通話を行う。
多点光通話用側方光入出力装置３０１は、双方向通信を行うため、上り方向と下り方向で異なる２つの波長（波長１と波長２）を用いる。
音声品質の劣化を避けるため、光通話装置１１−１と光通話装置１１−２との間の光信号が光通話装置１１−２と光通話装置１１−３との間の光信号と混信しないようにする必要がある。図２の例では、工事現場１で入力された波長２の光信号が工事現場２を通過して工事現場２と３の間の空き光ファイバ心線５１に侵入することで混信が生ずる。
【００２１】
多点光通話用側方光入出力装置３０１を用いて各光通話装置１１間で光通話を行うためには、次の条件を満たす必要がある。
・条件１：光通話装置１１から出力された光信号をペアとなる光通話装置１１で受信できる条件
Ｐｉｎ＋Ｅｉｎ−αＤ＋Ｅｏｕｔ≧Ｒｍｉｎ
・条件２：あるペアの信号が隣のペアとの通話に混信しないための条件
Ｐｉｎ−Ｒｍｉｎ＋Ｅｉｎ＋Ｅｏｕｔ−αＤ＜２Ｌｂｅｎｄ
なお、各パラメータは次の通りである。
Ｐｉｎ［ｄＢｍ］：光通話装置の出力光強度
Ｒｍｉｎ［ｄＢｍ］：光通話装置の最低受光感度，
Ｅｉｎ［ｄＢ］：側方光入出力装置の入力効率（プローブから曲げファイバ方向）
Ｅｏｕｔ［ｄＢ］：側方光入出力装置の出力効率（曲げファイバからプローブ方向）
Ｌｂｅｎｄ［ｄＢ］：側方入出力装置の曲げ損失
α［ｄＢ／ｋｍ］：光ファイバ心線の単位長さあたりの伝搬損失
Ｄｎ［ｋｍ］：ペアｎの光通話装置間の光ファイバ心線の長さ（ｎはペアの数で，自然数）
Ｄ＝ｍａｘ（Ｄ１，Ｄ２，・・・）：Ｄｎのうち最大のもの
【００２２】
たとえば、Ｐｉｎ−Ｒｍｉｎ＝５０ｄＢ、Ｅｉｎ＝Ｅｏｕｔ＝−２０ｄＢ、α＝０．５ｄＢ／ｋｍとした場合、条件１よりＤ≦２０、条件２よりＬｂｅｎｄ＞５となる。
【００２３】
（実施形態２）
図３は、本実施形態の多点光通話用側方光入出力装置３０２を説明する図である。多点光通話用側方光入出力装置３０２と図２の多点光通話用側方光入出力装置３０１との違いは、多点通話の中継地点（図３の例では工事現場Ｂ）において、光ファイバ側方光入出力装置１５が一つの曲げ部１３に対して２本のプローブファイバ１２で入出力を行うことである。プローブファイバ１２は曲げ部１３の頂点の軸に対して対称に配置すればよい。つまり、多点光通話用側方光入出力装置３０２は、曲げ部１３の頂点に対称となるように、光通話装置１１の上流側との通信用のプローブファイバ１２Ａと光通話装置１１の下流側との通信用のプローブファイバ１２Ｂを曲げ部１３に近接させる。
【００２４】
多点光通話用側方光入出力装置３０２は、図２の多点光通話用側方光入出力装置３０１に対して、光ファイバ側方光入出力装置１５をｋ−２台削減できる。ここで、ｋは工事現場の地点数であり、光通話装置１１の数である。
【００２５】
多点光通話用側方光入出力装置３０２は、図２の多点光通話用側方光入出力装置３０１で説明した条件２が次のように変更される。
・条件２：あるペアの信号が隣のペアとの通話に混信しないための条件
Ｐｉｎ−Ｒｍｉｎ＋Ｅｉｎ＋Ｅｏｕｔ−αＤ＜Ｌｂｅｎｄ
つまり、Ｌｂｅｎｄの係数２がなくなる点が異なっており，Ｌｂｅｎｄが２倍となる。
【００２６】
（実施形態３）
本実施形態では、多点光通話用側方光入出力装置３０１や多点光通話用側方光入出力装置３０２において、どのように条件１や条件２を満たすように調整するかを説明する。
Ｒｍｉｎは光通話装置１１の受光素子の特性によって決められ、αＤについても既存の設備の空き光ファイバ心線を用いるため、制御することはできない。またＬｂｅｎｄに関しても曲げ損失を測定することが難しいため制御が困難である。
【００２７】
そこで、条件１および条件２を満足するように調整するためにはＰｉｎ、Ｅｉｎ、Ｅｏｕｔを制御する必要がある。
（１）Ｐｉｎを制御する場合：
光通話を開始する前に光通話装置１１のペアで光を発光し、発光強度を徐々に上げていき、互いに受光可能な強度になったときが条件１を満たしたときである。そして、お互いに通話可能を伝える信号を発出し通話を開始する。なお、混信が発生しないときの発光強度が条件２を満たしたときである。
（２）Ｅｉｎ、Ｅｏｕｔを制御する場合：
光通話を開始する前に光通話装置１１のペアで光を発光し、プローブファイバ１２を移動させることでＥｉｎとＥｏｕｔを上下させ、互いに受光可能な強度になったときが条件１を満たしたときである。そして、お互いに通話可能を伝える信号を発出し通話を開始する。なお、混信が発生しないときのプローブファイバ１２の位置が条件２を満たしたときである。
Ｐｉｎ、Ｅｉｎ、Ｅｏｕｔのいずれか一つを調整してもよいし、全てを調整してもよい。
【００２８】
（実施形態４）
上記実施形態では、多点光通話用側方光入出力装置（３０１又は３０２）を用いて、複数の光ファイバ心線を含む光ケーブルの中から光通信サービスを提供していない空き光ファイバ心線５１の一つに複数の光通話装置１１を接続し、上り方向と下り方向で波長を違えて音声双方向通話を行う光通話方法を説明してきた。
【００２９】
本実施形態では、多点光通話用側方光入出力装置３０３を用いて、複数の光ファイバ心線を含む光ケーブルの中から光通信サービスを提供していない空き光ファイバ心線５１の二つに複数の光通話装置１１を接続し、空き光ファイバ心線５１の一方を上り方向、他方を下り方向として音声双方向通話を行う光通話方法を説明する。
【００３０】
図４は、本実施形態の多点光通話用側方光入出力装置３０３を説明する図である。
空き光ファイバ心線を２心使って、上り用と下り用で別々に側方光入出力する。本実施形態では、上りとは工事現場ＢからＡへの方向の通信、下りとは工事現場ＡからＢへの方向とする。
【００３１】
図４は、実施形態２の構成（一つの曲げ部１３の頂点に対称となるように上流側の光通信装置用のプローブファイバ１２Ａと下流側の光通信装置用のプローブファイバ１２Ｂを配置）で空き光ファイバ心線５１を２心使ったものの例である。実施形態１の構成（１つの工事現場において２つの曲げ部［上流側の光通信装置用と下流側の光通信装置用］を形成）で空き光ファイバ心線５１を２心使用してもよい。また、使用する波長や入出力の方向について任意に設定してよい。
【００３２】
多点光通話用側方光入出力装置３０３は、上りと下りの光信号の波長を任意に選択でき、同じ波長を用いてもよい。また、多点光通話用側方光入出力装置３０３は、光ファイバ側方光入出力装置１５の出力側のプローブファイバ１５にコア直径の大きいマルチモードファイバを用いることができる。プローブファイバ１５にマルチモードファイバを用いることで、出力効率を向上させ、ダイナミックレンジの向上が図れるので長距離でも通話可能となる。
【００３３】
（発明の効果）
本発明の多点光通話用側方光入出力装置は、空き光ファイバ心線を切断し、被覆を除去し、端面を清掃して融着接続し、コネクタ化という一連の事前作業を行わずに、光通話を可能とする。
【符号の説明】
【００３４】
１１：光通話装置
１２、１２Ａ、１２Ｂ：プローブファイバ
１３、１３Ａ、１３Ｂ：曲げ部
１５：光ファイバ側方光入出力装置
５１：空き光ファイバ心線
５２：現用光ファイバ心線
３０１〜３０３：多点光通話用側方光入出力装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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