(57)【要約】【課題】波長多重伝送においてトーン信号光を適用することで、一心双方向光波長多重伝送特有の端面反射光による廻り込みの影響を抑え、通信品質を向上させる。【解決手段】各波長多重信号光と周波数帯域が異なり、かつ相手方のトーン信号光と互いに波長の異なるトーン信号光を発生するトーン信号発生部と、自己の波長多重信号光に発生したトーン信号光を結合し自己が送信する信号光とする結合器と、方向性結合器から取り出した相手方の信号光の一部を分離して相手方のトーン信号光の波長のみを検出するトーン信号検出部をそれぞれ備える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光送信器から出力されるそれぞれ波長の異なる信号光を合波器により多重化して波長多重信号光を生成し、この波長多重信号光を方向性結合器により一心の光ファイバからなる光伝送路に結合して相手方に伝送し、この光伝送路により伝送されてきた相手方の波長多重信号光を前記方向性結合器から取り出して分波器により波長の異なる複数の信号光に分離し、分離された各信号光をそれぞれの光受信器で受信する一対の光送受信装置を前記光伝送路の両端に配置してなる一心双方向光波長多重伝送システムにおいて、
前記光送受信装置のそれぞれが、
前記各波長多重信号光と周波数帯域が異なり、かつ相手方のトーン信号光と互いに波長の異なるトーン信号光を発生するトーン信号発生部と、
自己の波長多重信号光に発生したトーン信号光を結合し自己が送信する信号光とする結合器と、
前記方向性結合器から取り出した相手方の信号光の一部を分離して相手方のトーン信号光の波長のみを検出するトーン信号検出部を備えたことを特徴とする一心双方向光波長多重伝送システム。
【請求項２】
光送受信装置のそれぞれが、
結合器で結合された信号光を光増幅して方向性結合器に出力する第１光増幅器と、
光増幅された第１光増幅器の出力信号光の一部を分岐する第１分岐器と、
この第１分岐器で分岐された一部の信号光を用いて前記第１光増幅器の出力信号光を一定レベルに制御する第１制御部と、
前記方向性結合器から取り出した相手方の信号光を光増幅して分波器に出力する第２光増幅器と、
この第２光増幅器の出力信号光の一部を分岐する第２分岐器と、
この第２分岐器で分岐された一部の信号光を用いて前記第２光増幅器の出力信号光を一定レベルに制御する第２制御部をそれぞれ備えたことを特徴とする請求項１記載の一心双方向光波長多重伝送システム。
【請求項３】
トーン信号光検出部は、
相手方のトーン信号光の波長のみを透過させるフィルタと、
透過したトーン信号光を光電気変換する受光器と、
変換されたトーン信号の有無を検出する光断検出器を有したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の一心双方向光波長多重伝送システム。
【請求項４】
第１および／もしくは第２制御部は、
トーン信号光の周波数帯域のみを透過させるフィルタと、
透過したトーン信号光を光電気変換する受光器と、
変換されたトーン信号を検波する検波器と、
検波出力のレベルを調整し第１および／もしくは第２光増幅器の出力レベルを一定に制御するレベル調整器を有したことを特徴とする請求項２記載の一心双方向光波長多重伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は光伝送路で断線等による通信障害を検出する手段を有する一心双方向光波長多重伝送システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は従来の一心双方向光波長多重伝送システムの構成を示すブロック図である。
図において、複数の光送信器１０１ａから出力された異なる波長の各信号光を合波器１０２ａによって波長多重化する。波長多重化された上りの波長多重信号光は、第１光増幅器１０３ａにより光増幅された後、方向性結合器１０４ａによって光ファイバからなる一心の光伝送路１０８へ送信される。光伝送路１０８を通過した後、上り側の方向性結合器１０４ｂから取り出された上りの波長多重信号光は第２光増幅器１０５ｂへ送信され、光増幅された後、分波器１０６ｂによって波長多重信号光が各波長に分離される。分離された各波長の信号光は光受信器１０７ｂで受信される。下りの波長多重信号光も同様の手順で、光送信器１０１ｂから光受信器１０７ａに送信される。
【０００３】
このような一心双方向光波長多重伝送システムにおいて、光伝送路１０８で断線等が発生した場合、断線部で端面反射（フレネル反射）により第２光増幅器１０５ａには、下りの波長多重信号光ではなく上りの波長多重信号光が漏れ込む。また、同様に、対向の第２光増幅器１０５ｂには、上りの波長多重信号光ではなく下りの波長多重信号光が漏れ込む。このため、光伝送路が切断しているにも関わらず信号が入力されてしまうことにより、光断検出を不可能にし警報を発出することができなくなるという問題につながる。
【０００４】
この問題に対する解決策として、各送信部に正弦波信号源を、また各受信部に光断検出部を設ける方法がある（例えば、特許文献１参照）。この方法では、送信する本来の信号光に対して上り側、下り側それぞれの送信部で、各正弦波信号源から周波数が互いに異なる正弦波の光断検出信号ｆ１，ｆ２を重畳し、その信号光をそれぞれの方向性結合器を介して光ファイバで相手側に伝送し、各受信部の光断検出部でそれぞれの対応する光断検出信号ｆ１またはｆ２の有無を検出するようにしている。例えば下り側の受信部の光断検出部で上り側から送られる光断検出信号ｆ１が検出されなかった場合、上り側の送信部からの送信信号光が断の状態であると判断される。一方、方向性結合器を介して、例えば下り側の送信部からの漏れ込み信号が下り側の受信部に入力される場合もある。しかし、この漏れ込み信号に重畳されている光断検出信号ｆ２は周波数が異なるため、下り側の光断検出部では検出されないので、光断判定は妨害されることはない。このように、自局からの漏れ込み信号光（反射光）があった場合でも、受信した信号の周波数が違っていることを利用して光断検出を行うことができるようにしている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平２−１２７８２９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の一心双方向光波長多重伝送システムは、図４のように構成されているので、端面反射による反射光の廻り込みにより光断検出ができないという問題があった。そのため、特許文献１のように上りの信号光と下りの信号光各々に固有の光断検出信号の周波数を重畳し、受信側で各々の光断検出信号を検出することにより光断検出を行うことで上記の問題を回避することは可能となる。しかし、波長の異なる信号光の多重通信を行うために光送信器および光受信器を複数個用いるので、特許文献１に示されるような正弦波信号源と光断検出部を、光送信器および光受信器と同等数必要とすることになる。このため、システムの構成が複雑になり、その分回路規模が大きくなり、コストの面でも不利となるという問題がある。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、波長多重伝送においてトーン信号光を適用することで、一心双方向光波長多重伝送特有の端面反射光による廻り込みの影響を抑え、通信品質を向上させる一心双方向光波長多重伝送システムを得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る一心双方向光波長多重伝送システムは、複数の光送信器から出力されるそれぞれ波長の異なる信号光を合波器により多重化して波長多重信号光を生成し、この波長多重信号光を方向性結合器により一心の光ファイバからなる光伝送路に結合して相手方に伝送し、この光伝送路により伝送されてきた相手方の波長多重信号光を方向性結合器から取り出して分波器により波長の異なる複数の信号光に分離し、分離された各信号光をそれぞれの光受信器で受信する一対の光送受信装置を光伝送路の両端に配置してなる一心双方向光波長多重伝送システムにおいて、光送受信装置のそれぞれが、各波長多重信号光と周波数帯域が異なり、かつ相手方のトーン信号光と互いに波長の異なるトーン信号光を発生するトーン信号発生部と、自己の波長多重信号光に発生したトーン信号光を結合し自己が送信する信号光とする結合器と、方向性結合器から取り出した相手方の信号光の一部を分離して相手方のトーン信号光の波長のみを検出するトーン信号検出部をそれぞれ備えたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による一心双方向光波長多重伝送システムの構成を示すブロック図である。図において、一心双方向光波長多重伝送システムは、光伝送路１６の両端に上り側と下り側からなる一対の光送受信装置が配置されている。各光送受信装置は、扱う信号光の内容は異なるが、対称的な回路構成を持つ。
複数からなる光送信器１ａ，１ｂは、それぞれが波長の異なる送信するための信号光を出力する手段である。合波器２ａ，２ｂは、光送信器１ａ，１ｂからの波長の異なる信号光を多重化し、波長多重信号光を生成する手段である。トーン信号発生部３ａ，３ｂは光断検出に適用するためのトーン信号光を発生する手段である。ここで、トーン信号光と波長多重信号光の周波数帯域は異なっており、かつ、下りトーン信号光と上りトーン信号光の波長は互いに異なるように設定されている。また、トーン信号発生部３ａ，３ｂは合波器の透過周波数帯域特性に依存せずに伝送させること、光送信器１ａ，１ｂがフル実装されたことを考慮して光送信器１ａ，１ｂと分けて配置させている。
【００１０】
結合器４ａ，４ｂは、波長多重信号光と自己のトーン信号光を合波する手段である。第１光増幅器５ａ，５ｂは、結合器４ａ，４ｂで合波された信号光を光増幅する手段である。第１分岐器６ａ，６ｂは、光増幅された信号光の一部を分岐する手段である。第１制御部７ａ，７ｂは、第１分岐器６ａ，６ｂで分岐された信号光のレベルを調整して第１光増幅器５ａ，５ｂの出力信号光を一定のレベルに制御する手段である。方向性結合器８ａ，８ｂは、上りの波長多重信号光と下りの波長多重信号光を、一本の光ファイバからなる一心の光伝送路１６に結合し、また、取り出す手段である。
【００１１】
第２分岐器９ａ，９ｂは、伝送後の信号光を分岐する手段である。トーン信号検出部１０ａ，１０ｂは、第２分岐器９ａ，９ｂにより分岐された信号光から相手方からのトーン信号光のみを検出する手段である。また、トーン信号検出部１０ａ，１０ｂはトーン信号発生部３ａ，３ｂと同等に、分波器の透過周波数帯域特性に依存せずに伝送させること、光受信器１５ａ，１５ｂがフル実装されたことを考慮して光受信器１５ａ，１５ｂと分けて配置させている。第２光増幅器１１ａ，１１ｂは、相手方から受信した信号光を光増幅する手段である。第３分岐器１２ａ，１２ｂは、光増幅された信号光の一部を分岐する手段である。第２制御部１３ａ，１３ｂは、第３分岐器１２ａ，１２ｂで分岐された信号光のレベルを調整して第２光増幅器１１ａ，１１ｂの出力信号光を一定のレベルに制御する手段である。分波器１４ａ，１４ｂは、相手方からの波長多重信号光を各波長の信号光に分波する手段である。複数からなる光受信器１５ａ，１５ｂは、分波されたそれぞれの上り信号光を受信する手段である。
【００１２】
次に、動作について説明する。
各光送信器１ａから出力される波長が異なる上りの信号光は合波器２ａによって多重化され、波長多重信号光が生成される。結合器４ａにおいて、この波長多重信号光にトーン信号発生部３ａからの上りトーン信号光が結合される。結合器４ａで合波された上り信号光は第１光増幅器５ａにて光増幅される。光増幅された上り信号光は第１分岐器６ａで一部が分岐され、その分岐光は第１制御部７ａにて第１光増幅器５ａの出力信号光を一定レベルにするためのフィードバック制御に使用される。一定レベルに制御された第１光増幅器５ａからの上り信号光は、方向性結合器８ａによって一心の光伝送路１６へ伝送される。光伝送路１６を通過した後、方向性結合器８ｂから取り出された上り信号光は、第２分岐器９ｂで一部が分岐される。トーン信号検出部１０ｂは、その分岐光から上りトーン信号の有無を検出する光断検出を行う。一方、上り信号光は第２光増幅器１１ｂにて光増幅され、光増幅された信号光は第３分岐器１２ｂにて一部が分岐される。その分岐光は、第２制御部１３ｂに与えられ、第２光増幅器１１ｂの出力信号光を一定レベルにするためのフィードバック制御に用いられる。第２光増幅器１１ｂからの一定レベルに制御された上り信号光は、分波器１４ｂによって波長多重信号光から各波長の信号光に分離され、それぞれの光受信器１５ｂで受信される。
【００１３】
ここで、トーン信号検出部１０ｂは、下り側のトーン信号発生部３ａからのトーン信号光を受光し検出しているときには、光伝送路１６が正常であることを識別する。一方、該当するトーン信号光を検出しなかった場合、光伝送路１６に切断等が起こったこと示す光断検出を行う。これは、トーン信号検出部１０ｂが波長多重信号光と周波数帯域が異なる所定のトーン信号光のみに応答するからである。また、光伝送路１６の切断等により自局から送信した信号光の反射光を受光した場合、あるいは自局からの漏れ込み信号光を受光した場合、トーン信号検出部１０ｂは、自局のトーン信号発生部３ｂからのトーン信号光に対してはその波長には応答しないので正確な光断検出を行うことができる。
【００１４】
以上のように、この実施の形態１によれば、一対の光送受信装置のそれぞれにおいて、トーン信号発生部により、各波長多重信号光と周波数帯域が異なり、かつ相手方のトーン信号光と互いに波長の異なるトーン信号光を発生し、結合器により、自己の光送受信装置の波長多重信号光に発生したトーン信号光を結合して自己が送信する信号光とし、トーン信号検出部により、方向性結合器から取り出した相手方の信号光の一部を分離して相手方のトーン信号光の波長のみを検出するようにしている。したがって、送信する波長多重信号光に対して光断検出のための簡単な構成を設けることができ、光伝送路の切断等による反射光の発生あるいは自局からの漏れ込み信号光があった場合にでも正確な光断検出を行える効果が得られる。また、トーン信号発生部およびトーン信号検出部を光送信器、光受信器とは別途配置することで、合波器および分波器の透過周波数帯域に依存することがなく、かつ光送信器と光受信器の実装数に限らずトーン信号光を伝送できる効果が得られる。また、光送受信装置のそれぞれにおいて、第１光増幅器で光増幅された出力信号光の一部を第１分岐器で分岐し、第１制御部がこの分岐された一部の信号光を用いて第１光増幅器の出力信号光を一定レベルに制御し、方向性結合器から取り出した相手方の信号光を第２光増幅器により光増幅して分波器に出力し、この第２光増幅器の出力信号光の一部を第２分岐器で分岐し、第２制御部がこの分岐された一部の信号光を用いて第２光増幅器の出力信号光を一定レベルに制御するようにしたので、トーン信号光の出力レベルを一定に制御できるだけでなく、波長多重信号光の出力レベルも一括してトーン信号光と同等の一定レベルに制御ができる効果が得られる。
【００１５】
実施の形態２．
図２はこの発明に係る一心双方向光波長多重伝送システムに適用されるトーン信号検出部の構成を示すブロック図である。図において、トーン信号検出部１０ａ，１０ｂは、分岐光から所定のトーン信号光の波長のみ透過させるフィルタ２２、透過したトーン信号光を電気信号に変換する受光器２３および変換された電気信号からトーン信号光の有無を判定し光断検出を行う光断検出器２４から構成される。
【００１６】
次に、動作について説明する。
波長多重信号光とトーン信号光の合波された信号光が分岐器９ａにて分岐される。その分岐光は、所定のトーン信号光の波長だけを透過させるフィルタ２２に与えられ、そのトーン信号光のみが抽出される。所定のトーン信号光が抽出された場合、受光器２３で光電気変換され、変換された電気信号の例えば所定のレベルに対してトーン信号光の有無を光断検出器２４により判定し、光断検出を行う。
ここで、トーン信号光は、低周波信号による強度変調光のみならず、波長多重信号光と異なる周波数帯域の波長であれば受光器２３の出力電圧により検出できるため、連続光でもあってもよい。
【００１７】
以上のように、この実施の形態２によれば、トーン信号光検出部は、相手方の光送受信装置からのトーン信号光の波長のみを透過させるフィルタと、透過したトーン信号光を光電気変換する受光器と、変換されたトーン信号の有無を検出する光断検出器から構成されるので、トーン信号光の周波数帯域が波長多重信号光と異なり、かつ自己の光送受信装置のトーン信号光と異なる相手方の波長に基づいて正確な光断検出を行うことを可能にする。
【００１８】
実施の形態３．
図３は本発明に係る一心双方向光波長多重伝送システムに適用される制御部の構成例を示すブロック図である。図において、光増幅器３４は図１の第１光増幅器５ａ，５ｂあるいは第２光増幅器１１ａ，１１ｂとして適用され、制御部４０は第１制御部７ａ，７ｂあるいは第２制御部１３ａ，１３ｂとして適用されるものである。したがって、分岐器３５は第１分岐器６ａ，６ｂあるいは第３分岐器１２ａ，１２ｂに相当することになる。光増幅器３４は前段増幅部３１、可変光減衰器３２および後段増幅部３３から構成される。前段増幅部３１は信号光を光増幅し、可変光減衰器３２は増幅された信号光を一定値まで減衰させる。後段増幅部３３は更に可変減衰器３２からの信号光を光増幅する。制御部４０はフィルタ３６、受光器３７、トーン信号検波器３８およびレベル調整器３９から構成される。フィルタ３６は分岐光からトーン信号光のみを透過させる。受光器３７はトーン信号光を光電気変換する。トーン信号検波器３８はトーン信号を検波する。レベル調整器３９は、検波されたトーン信号のレベルに応じて光増幅器３４の信号光の出力レベルが一定となるように可変光減衰器３２を調整制御する。分岐器３５は信号光を制御部４０に分岐する。
【００１９】
次に、動作について説明する。波長多重信号光とトーン信号光の合波された信号光は光増幅器３４にて光増幅され、増幅後、分岐器３５にて分岐される。その分岐光がフィルタ３６に与えられることによりトーン信号光のみが透過して抽出される。抽出されたトーン信号光は受光器３７にて光電気変換され、電気信号に変換されたトーン信号はトーン信号検波器３８にて検波される。トーン信号の検波出力は、レベル調整器３９にて増幅器３４の出力レベルが一定となるようにレベルを調整され、可変光減衰器３２を制御する。
ここで、トーン信号光は、低周波信号による強度変調光のみならず、波長多重信号光と異なる周波数帯域の波長であれば受光器３７の出力電圧により検出できるため、連続光でもあってもよい。
【００２０】
以上のように、この実施の形態３によれば、第１および／もしくは第２制御部において、トーン信号光の周波数帯域のみを透過させるフィルタと、透過したトーン信号光を光電気変換する受光器と、変換されたトーン信号を検波する検波器と、検波出力のレベルを調整し第１および／もしくは第２光増幅器の出力レベルを一定に制御するレベル調整器から構成したので、トーン信号光の出力レベルを一定に制御できるだけでなく、波長多重信号光の出力レベルも一括してトーン信号光と同等のレベルに制御できる効果が得られる。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、複数の光送信器から出力されるそれぞれ波長の異なる信号光を合波器により多重化して波長多重信号光を生成し、この波長多重信号光を方向性結合器により一心の光ファイバからなる光伝送路に結合して相手方に伝送し、この光伝送路により伝送されてきた相手方の波長多重信号光を方向性結合器から取り出して分波器により波長の異なる複数の信号光に分離し、分離された各信号光をそれぞれの光受信器で受信する一対の光送受信装置を光伝送路の両端に配置してなる一心双方向光波長多重伝送システムにおいて、光送受信装置のそれぞれが、各波長多重信号光と周波数帯域が異なり、かつ相手方のトーン信号光と互いに波長の異なるトーン信号光を発生するトーン信号発生部と、自己の波長多重信号光に発生したトーン信号光を結合し自己が送信する信号光とする結合器と、方向性結合器から取り出した相手方の信号光の一部を分離して相手方のトーン信号光の波長のみを検出するトーン信号検出部をそれぞれ備えるように構成したので、光断検出のための手段を、多数の光送信器と光受信器に対してそれぞれ設けず、合波器後の送信する波長多重信号光に対して設けるので簡単な構成とすることができ、また、光伝送路の切断等による反射光の発生あるいは自局からの漏れ込み信号光があった場合にでも正確な光断検出が行える効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による一心双方向光波長多重伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態２に係るトーン信号検出部の構成例を示すブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態３に係る制御部の構成例を示すブロック図である。
【図４】従来の一心双方向光波長多重伝送システムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ  光送信器、２ａ，２ｂ  合波器、３ａ，３ｂ  トーン信号発生部、４ａ，４ｂ  結合器、５ａ，５ｂ  第１光増幅器、６ａ，６ｂ  第１分岐器、７ａ，７ｂ  第１制御部、８ａ，８ｂ  方向性結合器、９ａ，９ｂ  第２分岐器、１０ａ，１０ｂ  トーン信号検出部、１１ａ，１１ｂ  第２光増幅器、１２ａ，１２ｂ  第３分岐器、１３ａ，１３ｂ  第２制御部、１４ａ，１４ｂ  分波器、１５ａ，１５ｂ  光受信器、１６  光伝送路、２２，３６  フィルタ、２３，３７  受光器、２４  光断検出器、３１  前段増幅部、３２  可変光減衰器、３３  後段増幅部、３４  光増幅器、３５  分岐器、３８  トーン信号検波器、３９  レベル調整器、４０  制御部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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