(57)【要約】【課題】通信障害が発生した場合に信号光伝送をバックアップ回線へ切り替えることができる信頼性を高めた光送受信器を提供する。【解決手段】本発明に係る光送受信器１０Ａは、光ファイバ伝送路３０に第１信号光を送出すると共に、その光ファイバ伝送路を経て到達した第２信号光を受信する光送受信器であって、通信を行う光ファイバ伝送路を一の光ファイバ伝送路３０Ａから他の光ファイバ伝送路３０Ｂに切り替える光スイッチ１８と、光送信部１１から出力された第１信号光を光受信部１２へ導くか否かを切り替える手段と、光受信部１２が受信した第２信号光のパワーが所定の閾値を超える場合には光ファイバ伝送路３０Ａによって通信し、所定の閾値以下の場合には光スイッチ１８によって光ファイバ伝送路を第２の光ファイバ伝送路３０Ｂに切り替える、又は光送信部１１から送出された第１信号光を光受信部１２に導くように制御する制御部１４と、を備える。【選択図】　図２
2004040238.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ伝送路に第１信号光を送出すると共に、その光ファイバ伝送路を経て到達した、第１信号光とは波長の異なる第２信号光を受信する光送受信器であって、
前記第１信号光を出力する光送信部と、
前記第２信号光を受信する光受信部と、
前記第１信号光を送信すると共に前記第２信号光を受信するための前記光ファイバ伝送路を一の光ファイバ伝送路から他の光ファイバ伝送路に切り替える第１の切替手段と、
前記光送信部から出力された第１信号光を前記光受信部へ導くか否かを切り替える第２の切替手段と、
前記光受信部が受信した第２信号光のパワーを検出する検出部と、
前記検出部による検出結果に基づいて、前記第２信号光のパワーが所定の閾値を超える場合には、前記光送信部から出力された第１信号光を前記光ファイバ伝送路に送信すると共に前記光ファイバ伝送路を経て到達した第２信号光を前記光受信部に導くように制御し、前記第２信号光のパワーが所定の閾値以下の場合に、前記第１の切替手段によって光ファイバ伝送路を前記第２の光ファイバ伝送路に切り替える、あるいは前記第２の切替手段によって前記光送信部から送出された第１信号光を前記光受信部に導くように制御する制御部と、
を備えることを特徴とする光送受信器。
【請求項２】
前記第１の切替手段は、第１の光ファイバ伝送路に光学的に接続された第１端子と、第２の光ファイバ伝送路に光学的に接続された第２端子と、前記光送信部及び前記光受信部に光学的に接続された第３端子と、を有し、前記第１端子及び前記第２端子のうちいずれか一方の端子と前記第３端子との間の光路に光を通過させる光スイッチである、ことを特徴とする請求項１に記載の光送受信器。
【請求項３】
前記光送信部は、
電気信号を光信号に変換するＥ／Ｏモジュールと、
前記Ｅ／Ｏモジュールから出力される光信号の波長を制御する波長制御手段と、
を有し、
前記第２の切替手段は、
第１ポート、第２ポート、第３ポート、及び第４ポートを有し、前記第１ポートが前記光送信部と光学的に接続され、前記第２ポートが前記光スイッチの第３端子と光学的に接続され、前記第４ポートが前記光受信部と光学的に接続され、前記第１ポートに入力した光を分岐して前記第２ポート及び前記第３ポートそれぞれより出力し、前記第２ポートに入力した光を分岐して前記第１ポート及び前記第４ポートそれぞれより出力し、前記第３ポートに入力した光を分岐して前記第１ポート及び前記第４ポートそれぞれより出力する光方向性結合器と、
前記光方向性結合器の前記第３ポートより出力された光のうち特定波長の光を選択的に反射して、その反射した光を前記第３ポートに入力させる光フィルタと、
を含み、
前記波長制御手段によって、前記Ｅ／Ｏモジュールが出力する前記第１信号光の波長を前記特定波長とする、又は前記特定波長以外の波長とすることにより、前記第１信号光を前記光受信器に導くか否かを切り替える、
ことを特徴とする請求項２に記載の光送受信器。
【請求項４】
前記光受信部は、
前記第２信号光を電気信号に変換するＯ／Ｅモジュールを有し、
前記検出部は、
前記Ｏ／Ｅモジュールへ入力される光信号のパワーを検出し、検出された光信号のパワーと前記閾値とを比較するモニタ回路を有する、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光送受信器。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の光送受信器である第１光送受信器、第２光送受信器、第３光送受信器、及び第４光送受信器と、
前記第１光送受信器と前記第２光送受信器との間に設けられた前記第１の光ファイバ伝送路及び前記第２の光ファイバ伝送路と、
前記第３光送受信器と前記第４光送受信器との間に設けられた第３の光ファイバ伝送路と、
前記第１光送受信器の光受信部の出力側と接続された第１端子と、前記第２光送受信器の前記光送信部の入力側と接続された第２端子と、前記第３光送受信器の光受信部の出力側と接続された第３端子と、システム外部へ電気信号を出力するための第４端子と、を有し、前記第１端子と前記第４端子との間を閉じて電気信号を通過させる、又は前記第１端子と前記第２端子との間、及び前記第３端子と前記第４端子との間を閉じて電気信号を通過させる第１のスイッチと、
前記第２光送受信器の光受信部の出力側と接続された第１端子と、前記第４光送受信器の前記光送信部の入力側と接続された第２端子と、前記第４光送受信器の光受信部の出力側と接続された第３端子と、システム外部へ電気信号を出力するための第４端子と、を有し、前記第１端子と前記第４端子との間を閉じて電気信号を通過させる、又は前記第１端子と前記第２端子との間、及び前記第３端子と前記第４端子との間を閉じて電気信号を通過させる第２のスイッチと、
を備え、
前記第１の光ファイバ伝送路又は前記第２の光ファイバ伝送路を通じて第１光送受信器と第２光送受信器との間で通信が行われる場合には、前記第１のスイッチの第１端子と第４端子との間を閉じて第１光送受信器の光受信部が受信した信号光のパワーに応じて前記光受信部から出力される電気信号を外部に出力し、前記第２のスイッチの第１端子と第４端子との間を閉じて第２光送受信器の光受信部が受信した信号光のパワーに応じて前記光受信部から出力される電気信号を外部に出力し、
前記第１光送受信器の第２の切替手段によって前記光送信部から送出された第１信号光を前記光受信部に導いた場合には、前記第１のスイッチの第１端子と第２端子との間、及び第３端子と第４端子との間を閉じて、前記第１光送受信器の光受信部が受信した前記第１信号光に応じて前記光受信部から出力される電気信号を前記第３光送受信器の光送信部に入力し、入力された電気信号に応じて前記第３光送受信器の光送信部から出力される第１信号光を前記第３の光ファイバ伝送路に送信し、前記第３の光ファイバ伝送路を経て到達した第２信号光を前記第３光送受信器の光受信部によって受信し、受信した信号光のパワーに応じて前記光受信部から出力される電気信号を外部に出力し、
前記第２光送受信器の第２の切替手段によって前記光送信部から送出された第１信号光を前記光受信部に導いた場合には、前記第２のスイッチの第１端子と第２端子との間、及び第３端子と第４端子との間を閉じて、前記第２光送受信器の光受信部が受信した前記第１信号光に応じて前記光受信部から出力される電気信号を前記第４光送受信器の光送信部に入力し、入力された電気信号に応じて前記第４光送受信器の光送信部から出力される第１信号光を前記第３の光ファイバ伝送路に送信し、前記第３の光ファイバ伝送路を経て到達した第２信号光を前記第４光送受信器の光受信部によって受信し、受信した信号光のパワーに応じて前記光受信部から出力される電気信号を外部に出力する、
ことを特徴とする光通信システム。
【請求項６】
前記光送受信器は、
他の光送受信器の動作状況又は光ファイバ伝送路の状況に関する情報を監視する外部情報監視部をさらに備え、
前記制御部は、前記外部情報監視部によって受信した情報に基づいて、前記第１の切替手段又は前記第２の切替手段による制御を行う、
ことを特徴とする請求項５に記載の光通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバ伝送路を介して双方向光通信を行うことができる光通信システム、および、この光通信システムにおいて用いられる光送受信器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光通信システムは、信号光を光ファイバ伝送路に伝送することで大容量の情報を高速に送受信することができるものである。光通信システムは更なる大容量化が要求されており、例えば、多波長の信号光を多重化して光ファイバ伝送路に伝送する波長分割多重（ＷＤＭ：　Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）光通信が行われている。ＷＤＭ光通信システムは、大容量の情報を高速に送受信することができるので、通信需要が大きい通信経路で好適に用いられるが、装置規模が大きく、設備コストが高くなる。
【０００３】
一方、通信需要が小さい通信経路では１芯の光ファイバ伝送路を用いた双方向光通信を行うのが好適であり、この場合には装置規模が小さく設備コストが安価である。このような１芯双方向光通信方式は、例えば特開２０００−２２４１１７号公報に開示されている。この公報に開示された光通信方式では、光送信部、光受信部および分離素子を備える光送受信器が用いられる。この光送受信器では、光送信部より出力された信号光は分離素子を経て光ファイバ伝送路へ送出されるとともに、光ファイバ伝送路を伝搬してきて到達した信号光は分離素子を経て光受信部により受信される。１芯双方向光通信システムは、このような光送受信器が光ファイバ伝送路の両端それぞれに設けられることにより、１芯の光ファイバ伝送路を用いて双方向光通信を行うことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記公報に開示された光通信システムは、通信障害が発生した場合に、その旨を検知する手段を有しておらず、また、信号光伝送をバックアップ回線へ切り替える手段をも有していない。それ故、信頼性に欠けるため、高い信頼性が要求されるＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ方式の信号伝送には十分な対応ができない。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、通信障害が発生した場合に信号光伝送をバックアップ回線へ切り替えることができる信頼性を高めた光送受信器および光通信システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光送受信器は、光ファイバ伝送路に第１信号光を送出すると共に、その光ファイバ伝送路を経て到達した、第１信号光とは波長の異なる第２信号光を受信する光送受信器であって、第１信号光を出力する光送信部と、第２信号光を受信する光受信部と、第１信号光を送信すると共に第２信号光を受信するための光ファイバ伝送路を一の光ファイバ伝送路から他の光ファイバ伝送路に切り替える第１の切替手段と、光送信部から出力された第１信号光を光受信部へ導くか否かを切り替える第２の切替手段と、光受信部が受信した第２信号光のパワーを検出する検出部と、検出部による検出結果に基づいて、第２信号光のパワーが所定の閾値を超える場合には、光送信部から出力された第１信号光を光ファイバ伝送路に送信すると共に光ファイバ伝送路を経て到達した第２信号光を光受信部に導くように制御し、第２信号光のパワーが所定の閾値以下の場合に、第１の切替手段によって光ファイバ伝送路を第２の光ファイバ伝送路に切り替える、あるいは第２の切替手段によって光送信部から送出された第１信号光を光受信部に導くように制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る光送受信器は、通信に用いる光ファイバ伝送路を一の光ファイバ伝送路から他の光ファイバ伝送路に切り替える第１の切替手段と、光送信部から送出された第１信号光を光受信部に導く第２の切替手段と、第１の切替手段及び第２の切替手段を制御する制御部を備えている。これにより、通信障害が発生して光受信部によって受信する第２信号光のパワーが所定の閾値以下となった場合に、制御部は、（１）第１の切替手段によって光ファイバ伝送路を切り替えて正常な光ファイバ伝送路で通信を行う、（２）第２の切替手段によって光送信部から送出された第１信号光を光受信部に導き、光受信器が受信した第１信号光を他の光送受信器によって送信する、２種類の方式によってバックアップを行うことができる。制御部はあらかじめ定められたアルゴリズムや、バックアップ時の状況に応じて適切にバックアップ方式を選択してバックアップを行い、これにより本発明に係る光送受信器は信頼性を高めた光通信システムを構成することができる。
【０００８】
上記光送受信器において、第１の切替手段は、第１の光ファイバ伝送路に光学的に接続された第１端子と、第２の光ファイバ伝送路に光学的に接続された第２端子と、光送信部及び光受信部に光学的に接続された第３端子と、を有し、第１端子及び第２端子のうちいずれか一方の端子と第３端子との間の光路に光を通過させる光スイッチであることが好ましい。
【０００９】
上記光送受信器において、光送信部は、電気信号を光信号に変換するＥ／Ｏモジュールと、Ｅ／Ｏモジュールから出力される光信号の波長を制御する波長制御手段と、を有し、第２の切替手段は、第１ポート、第２ポート、第３ポート、及び第４ポートを有し、第１ポートが光送信部と光学的に接続され、第２ポートが光スイッチの第３端子と光学的に接続され、第４ポートが光受信部と光学的に接続され、第１ポートに入力した光を分岐して第２ポート及び第３ポートそれぞれより出力し、第２ポートに入力した光を分岐して第１ポート及び第４ポートそれぞれより出力し、第３ポートに入力した光を分岐して第１ポート及び第４ポートそれぞれより出力する光方向性結合器と、光方向性結合器の第３ポートより出力された光のうち特定波長の光を選択的に反射して、その反射した光を第３ポートに入力させる光フィルタと、を含み、波長制御手段によって、Ｅ／Ｏモジュールが出力する第１信号光の波長を特定波長とする、又は特定波長以外の波長とすることにより、第１信号光を光受信器に導くか否かを切り替える、ことを特徴としても良い。
【００１０】
このように本発明に係る光送受信器は、特定波長の光を選択的に反射する光フィルタと、光送信部から送出される第１信号光の波長を制御する波長制御手段とを有する。波長制御手段の一例としては、温度コントロールの設定によって信号光の波長を制御する温度制御回路がある。また、分布反射型（ＤＢＲ）レーザ又は分布帰還型（ＤＦＢ）レーザ等を含むＥ／Ｏモジュールを用いる場合には、レーザに組み込まれた回折格子近傍の屈折率を変化させることにより波長を制御しても良い。波長制御手段によって光送信部から送出される第１信号光の波長を特定波長とすることにより、光送信部から送出されて光方向性結合器を介して光フィルタに到達し、光フィルタが第１信号を反射する。そして、反射された第１信号光は光方向性結合器の第３ポートに入力して第４ポートから出力するので、第１信号光を光受信部に導くことができる。また、光送信部から送出される第１信号光の波長を特定波長以外とすることにより、光フィルタは第１信号光を反射しないので第１信号光が光受信部に導かれない。このような仕組みによって、第２の切替手段は第１信号光を光受信器に導くか否かを切り替えることができる。
【００１１】
上記光送受信器において、光受信部は、第２信号光を電気信号に変換するＯ／Ｅモジュールを有し、検出部は、Ｏ／Ｅモジュールへ入力される光信号のパワーを検出し、検出された光信号のパワーと閾値とを比較するモニタ回路を有することが好ましい。
【００１２】
本発明に係る光通信システムは、上記光送受信器である第１光送受信器、第２光送受信器、第３光送受信器、及び第４光送受信器と、第１光送受信器と第２光送受信器との間に設けられた第１の光ファイバ伝送路及び第２の光ファイバ伝送路と、第３光送受信器と第４光送受信器との間に設けられた第３の光ファイバ伝送路と、第１光送受信器の光受信部の出力側と接続された第１端子と、第２光送受信器の光送信部の入力側と接続された第２端子と、第３光送受信器の光受信部の出力側と接続された第３端子と、システム外部へ電気信号を出力するための第４端子と、を有し、第１端子と第４端子との間を閉じて電気信号を通過させる、又は第１端子と第２端子との間、及び第３端子と第４端子との間を閉じて電気信号を通過させる第１のスイッチと、第２光送受信器の光受信部の出力側と接続された第１端子と、第４光送受信器の光送信部の入力側と接続された第２端子と、第４光送受信器の光受信部の出力側と接続された第３端子と、システム外部へ電気信号を出力するための第４端子と、を有し、第１端子と第４端子との間を閉じて電気信号を通過させる、又は第１端子と第２端子との間、及び第３端子と第４端子との間を閉じて電気信号を通過させる第２のスイッチと、を備え、第１の光ファイバ伝送路又は第２の光ファイバ伝送路を通じて第１光送受信器と第２光送受信器との間で通信が行われる場合には、第１のスイッチの第１端子と第４端子との間を閉じて第１光送受信器の光受信部が受信した信号光のパワーに応じて光受信部から出力される電気信号を外部に出力し、第２のスイッチの第１端子と第４端子との間を閉じて第２光送受信器の光受信部が受信した信号光のパワーに応じて光受信部から出力される電気信号を外部に出力し、第１光送受信器の第２の切替手段によって光送信部から送出された第１信号光を光受信部に導いた場合には、第１のスイッチの第１端子と第２端子との間、及び第３端子と第４端子との間を閉じて、第１光送受信器の光受信部が受信した第１信号光に応じて光受信部から出力される電気信号を第３光送受信器の光送信部に入力し、入力された電気信号に応じて第３光送受信器の光送信部から出力される第１信号光を第３の光ファイバ伝送路に送信し、第３の光ファイバ伝送路を経て到達した第２信号光を第３光送受信器の光受信部によって受信し、受信した信号光のパワーに応じて光受信部から出力される電気信号を外部に出力し、第２光送受信器の第２の切替手段によって光送信部から送出された第１信号光を光受信部に導いた場合には、第２のスイッチの第１端子と第２端子との間、及び第３端子と第４端子との間を閉じて、第２光送受信器の光受信部が受信した第１信号光に応じて光受信部から出力される電気信号を第４光送受信器の光送信部に入力し、入力された電気信号に応じて第４光送受信器の光送信部から出力される第１信号光を第３の光ファイバ伝送路に送信し、第３の光ファイバ伝送路を経て到達した第２信号光を第４光送受信器の光受信部によって受信し、受信した信号光のパワーに応じて光受信部から出力される電気信号を外部に出力する、ことを特徴とする。
【００１３】
このような構成を採用することにより、本発明に係る光通信システムは、第１光送受信器と第２光送受信器との間で第１の光ファイバ伝送路を通じて通信を行っている際に、通信障害が発生して第１光送受信器又は第２光送受信器の光送受信部が受信する信号光のパワーが所定の閾値以下となった場合に、（１）第１光送受信器及び第２光送受信器が、第１の切替手段によって第２の光ファイバ伝送路に切り替えて通信を行う、（２）第１光送受信器及び第２光送受信器が第２の切替手段によって光送信部から送出された第１信号光を光受信部に導くと共に、第１のスイッチ及び第２のスイッチそれぞれの第１端子と第２端子との間を閉じ、光受信部に導かれた光信号に応じて第１光送受信器及び第２光送受信器の光受信器から出力される電気信号を第３光送受信器及び第４光送受信器のそれぞれの光送信部に入力し、第３光送受信器及び第４光送受信器のそれぞれの光送信部から第３の光ファイバ伝送路に第１信号光を送信して双方向通信を行う、２種類のバックアップに対応することができ、光通信システムによる通信の信頼性を高めることができる。
【００１４】
上記光通信システムにおいて、光送受信器は、他の光送受信器の動作状況又は光ファイバ伝送路の状況に関する情報を監視する外部情報監視部をさらに備え、制御部は、外部情報監視部によって受信した情報に基づいて、第１の切替手段又は第２の切替手段による制御を行う、ことを特徴としても良い。
【００１５】
このように外部情報監視部によって光通信システムを構成する他の光送受信器が正常に動作しているか否か、又は光ファイバ伝送路が正常な状態で接続されているかを監視することにより、制御部はこの外部情報に基づいて第１の切替手段によって光ファイバ伝送路を切り替えるべきか、第２の切替手段によって光送受信器を切り替えるべきかを判断し、適切なバックアップを行うことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明に係る光通信システムの好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１７】
図１は、実施形態に係る光通信システム１の構成を示す図である。図１に示されるように、光通信システム１は、第１光送受信器１０Ａ、第２光送受信器１０Ｂ、第３光送受信器１０Ｃ、及び第４光送受信器１０Ｄと、第１光送受信器１０Ａと第２光送受信器１０Ｂとの間に設けられた第１の光ファイバ伝送路３０Ａ及び第２の光ファイバ伝送路３０Ｂと、第３光送受信器１０Ｃと第４光送受信器１０Ｄとの間に設けられた第３の光ファイバ伝送路３０Ｃと、を有している。また、光通信システム１は、第１光送受信器１０Ａと第３光送受信器１０Ｃとの間に設けられた第１のスイッチ２０Ａと、第２光送受信器１０Ｂと第４光送受信器１０Ｄとの間に設けられた第２のスイッチ２０Ｂと、を有している。最初に、それぞれの構成要素の関係について説明すると、第１光送受信器１０Ａ、第２光送受信器１０Ｂ、及び第１の光ファイバ伝送路３０Ａは、正常動作時に、第１光送受信器１０Ａと第２光送受信器１０Ｂとの間で通信を行う通信系を構成する。第１光送受信器１０Ａと第２光送受信器１０Ｂとの間に設けられた第２の光ファイバ伝送路３０Ｂは、バックアップ用の光ファイバ伝送路である。第３光送受信器１０Ｃ、第４光送受信器１０Ｄ、及びそれらの間に設けられた第３の光ファイバ伝送路３０Ｃは、正常動作時の通信系に対する予備の通信系を構成する。第１のスイッチ２０Ａ及び第２のスイッチ２０Ｂは、第１光送受信器１０Ａ及び第２光送受信器１０Ｂによって構成される通信系と、第３光送受信器１０Ｃ及び第４光送受信器１０Ｄによって構成される通信系とを切り替えるスイッチである。
【００１８】
次に、光通信システム１を構成する第１光送受信器１０Ａについて図２を参照しながら詳しく説明する。なお、第１光送受信器１０Ａ、第２光送受信器１０Ｂ、第３光送受信器１０Ｃ、及び第４光送受信器１０Ｄは同一の構成であるので、ここでは第１光送受信器１０Ａを取り上げて説明し、他の光送受信器についての説明は重複するので省略する。第１光送受信器１０Ａは、光送信部１１、光受信部１２、検出部１３、制御部１４、外部情報監視部１５、光方向性結合器１６、光フィルタ１７、及び光スイッチ１８を備える。
【００１９】
光送信部１１は、電気信号処理を行うマルチプレクサ（ＭＵＸ）１１ａ、レーザダイオードドライバ（ＬＤＤ）１１ｂ、電気信号を信号光に変換するＥ／Ｏモジュール１１ｃ、及びＥ／Ｏモジュール１１ｃから出力される信号光の波長を温度コントロールの設定によって調整する温度制御回路１１ｄを有し、入力された電気信号に応じて信号光を出力する機能を有する。ここでは、温度を制御して波長を制御することとしているが、回折格子が組み込まれたレーザを用いる場合には、回折格子近傍の屈折率を変えることによって波長を制御することとしても良い。
【００２０】
光受信部１２は、電気信号処理を行うデマルチプレクサ（ＤＥＭＵＸ）１２ａ、信号光を電気信号に変換するＯ／Ｅモジュール１２ｂを有し、受信した信号光に応じて電気信号を出力する機能を有する。
【００２１】
検出部１３は、Ｏ／Ｅモジュール１２ｂに入力された信号光のパワーを検出し、検出されたパワーとあらかじめ定められた閾値とを比較するモニタ回路によって構成される。
【００２２】
外部情報監視部１５は、他の光送受信器１０の動作状況や、光スイッチ１８に接続された光ファイバ伝送路の状況を監視する機能を有し、取得した外部情報を制御部１４に入力する。
【００２３】
光方向性結合器１６は、第１ポート１６１，第２ポート１６２，第３ポート１６３および第４ポート１６４を有している。第１ポート１６１は、光送信部１１と光学的に接続されている。第２ポート１６２は、光スイッチ１８と光学的に接続されている。光方向性結合器１６は、第１ポート１６１に入力した光を分岐して第２ポート１６２および第３ポート１６３それぞれより出力する。また、光方向性結合器１６は、第２ポート１６２に入力した光を分岐して第１ポート１６１および第４ポート１６４それぞれより出力する。この光方向性結合器１６として、例えば、並列配置された２本の光ファイバが溶融延伸されて作成される光ファイバカプラが好適に用いられる。
【００２４】
光フィルタ１７は、光方向性結合器１６の第３ポート１６３に光学的に接続されている。光フィルタ１７は、光方向性結合器１６の第３ポート１６３より出力された光のうち特定波長の光を選択的に反射して、その反射した光を第３ポート１６３に入力させる。この光フィルタ１７として、例えば、光ファイバの光導波領域に長手方向の一定範囲に亘って形成された屈折率変調よりなるブラッグ型のファイバグレーティングが好適に用いられる。光フィルタ１７と光方向性結合器１６とは、光送信部１１から送出された信号光を光受信部１２に導くか否かを切り替える第２の切替手段としての機能を有する。この点について図３を参照しながら説明する。
【００２５】
図３は、光方向性結合器１６と光フィルタ１７との間の光の流れを示す図である。ここでは、光フィルタ１７は特定波長λ２の光を選択的に反射するものとする。図３に示されるように、光送信部１１から送出された波長λ１の光は、光方向性結合器１６の第１ポートから入力して分岐され、第２ポート１６２及び第３ポート１６３から出力される。この場合、光送信部１１から送出された波長λ１の光は光フィルタ１７で反射されず光方向性結合器１６に戻らないので、光受信部１２に導かれることはない。温度制御回路１１ｄによってＥ／Ｏモジュール１１ｃから出力される光の波長が制御され、光送信部１１から波長λ２の光が送出されると、前述と同様に、光方向性結合器１６の第１ポート１６１に入力した光は分岐して第２ポート１６２及び第３ポート１６３のそれぞれから出力され、第３ポート１６３から出力された光が光フィルタ１７に入力される。この場合には、波長λ２の光は光フィルタ１７で反射され、光方向性結合器１６の第３ポート１６３に入力される。第３ポート１６３から入力された波長λ２の光は分岐して第１ポート１６１及び第４ポート１６４のそれぞれから出力され、光方向性結合器１６の第４ポート１６４から出力された光は光受信部１２によって受信される。すなわち、光送信部１１から送出される光を特定波長λ２とするか、それ以外の波長とするかによって、光送信部１１から出力された光を光受信部１２に導くか否かを切り替えることができる。なお、光フィルタ１７で反射されて、光方向性結合器１６の第１ポート１６１から出力された光は光送信部１１に入力されることとなるが、Ｅ／Ｏモジュール１１ｃの光出力端に光アイソレータを設けておけば、光はＥ／Ｏモジュール１１ｃ内部に戻らないので光送信部１１の伝送特性には影響しない。
【００２６】
光スイッチ１８は、第１端子１８１、第２端子１８２、及び第３端子１８３を有している。第１端子１８１は、第１の光ファイバ伝送路３０Ａと光学的に接続されている。第２端子１８２は、第２の光ファイバ伝送路３０Ｂと光学的に接続されている。第３端子１８３は、光方向性結合器１６の第２ポート１６２と光学的に接続されている。光スイッチ１８は、第１端子１８１及び第２端子１８２のいずれか一方と第３端子１８３との間の光路に光を通過させる。光スイッチ１８は、第１端子１８１に接続された第１の光ファイバ伝送路３０Ａと第２端子に接続された第２の光ファイバ伝送路３０Ｂとを切り替える第１の切替手段としての機能を有する。
【００２７】
制御部１４は、検出部１３、外部情報監視部１５、温度制御回路１１ｄ、及び光スイッチ１８のそれぞれと接続されている。制御部１４は、検出部１３から入力される信号と外部情報監視部１５から入力される外部情報とに基づいて、温度制御回路１１ｄ又は光スイッチ１８、あるいは温度制御回路１１ｄ及び光スイッチ１８に制御信号を送って温度制御回路１１ｄと光スイッチ１８を制御する機能を有する。
【００２８】
次に、第１光送受信器１０Ａと第３光送受信器１０Ｃとの間に設けられた第１のスイッチ２０Ａについて説明する。第２光送受信器１０Ｂと第４光送受信器１０Ｄとの間に設けられた第２のスイッチ２０Ｂは、第１のスイッチ２０Ａと同じ構成を有しているので重複する説明を省略する。
【００２９】
図１を再び参照すると、第１のスイッチ２０Ａは、第１端子２０１、第２端子２０２、第３端子２０３、及び第４端子２０４を有する。第１端子２０１は、第１光送受信器１０Ａの光受信部１２の電気信号の出力部と接続されている。第２端子２０２は、第３光送受信器１０Ｃの光送信部１１の電気信号の入力部と接続されている。第３端子２０３は、第３光送受信器１０Ｃの光受信部１２の電気信号の出力部と接続されている。第４端子２０４は、光ファイバ伝送路を経て到達した信号光に応じて出力される電気信号を光通信システム１の外部に出力するための図示しない外部出力用の回路と接続されている。第１のスイッチ２０Ａは、（ｉ）第１端子２０１と第４端子２０４との間を閉じて第１光送受信器１０Ａの光受信部１２からの出力信号を光通信システム１の外部に出力する、（ｉｉ）第１端子２０１と第２端子２０２との間を閉じて第１光送受信器１０Ａの光受信部１２からの出力信号を第３光送受信器１０Ｃの光送信部１１に入力すると共に、第３端子２０３と第４端子２０４との間を閉じて第３光送受信器１０Ｃの光受信部１２からの出力信号を光通信システム１の外部に出力する、という２つの動作を切り替えることができる。
【００３０】
光通信システム１においては、次の２種類の方式によるバックアップが可能である。すなわち、第１のバックアップ方式は、図４に示されるように、通信を行う光ファイバ伝送路を第１の光ファイバ伝送路３０Ａから第２の光ファイバ伝送路３０Ｂに切り替えるバックアップ方式である。第２のバックアップ方式は、図５に示されるように、第３光送受信器１０Ｃと第４光送受信器１０Ｄとを用い、第３光送受信器１０Ｃと第４光送受信器１０Ｄとの間に設けられた第３の光ファイバ伝送路３０Ｃを通じて通信を行うバックアップ方式である。
【００３１】
バックアップ方式についての詳しい説明に先立って、正常動作時における信号の流れについて説明する。なお、第１光送受信器１０Ａと第２光送受信器１０Ｂは同一の構成であり、第２光送受信器１０Ｂにおける信号光の流れは第１光送受信器１０Ａにおける信号光の流れと同じであるので、ここでは第１光送受信器１０Ａにおける信号の流れについて説明し、重複する説明を省略する。
【００３２】
正常動作時には、第１光信号受信器の光スイッチ１８は、第１端子１８１と第３端子１８３との間の光路に光を通過させる。このとき、第１光送受信器１０Ａ内の光送信部１１より出力された信号光は、光方向性結合器１６の第１ポート１６１に入力して第２ポート１６２及び第３ポート１６３のそれぞれより出力され、第２ポート１６２から出力された光は、光スイッチ１８の第３端子１８３に入力される。なお、正常動作時に、光送信部１１から送出される信号光は特定波長以外の波長の光であり、光方向性結合器１６の第３ポート１６３から出力された信号光は光フィルタ１７に入力されるが光フィルタ１７で反射されない。光スイッチ１８に入力された信号光は、第３端子１８３から第１端子１８１へ通過して光スイッチ１８から出力され、第１の光ファイバ伝送路３０Ａを伝搬して第２光送受信器１０Ｂに到達する。また、第１の光ファイバ伝送路３０Ａを経て第１光送受信器１０Ａに到達した信号光は、光スイッチ１８の第１端子１８１に入力して第３端子１８３から出力され、光方向性結合器１６を介して光受信部１２に入力される。
【００３３】
このように、正常動作時には、第１光送受信器１０Ａ内の光送信部１１より出力された信号光は、第１の光ファイバ伝送路３０Ａを伝搬した後、第２光送受信器１０Ｂ内の光受信部１２により受信される。また、第２光送受信器１０Ｂ内より出力された信号光は、第１の光ファイバ伝送路３０Ａを伝搬した後、第１光送受信器１０Ａ内の光受信部１２により受信される。すなわち、この光通信システム１は、１芯双方向光通信を行うことができる。
【００３４】
次に、光通信システム１のバックアップ方式について説明する。
【００３５】
通信障害が発生した場合（例えば、第１の光ファイバ伝送路３０Ａが断線した場合）には、光通信システム１は以下のように動作する。第１光送受信器１０Ａ内の光受信部１２には、第２光送受信器１０Ｂからの信号光が到達しない。したがって、光受信部１２が受信した信号光のパワーが閾値以下であると検出部１３により検出され、この検出結果が制御部１４に入力される。信号光のパワーが低下した際に検出部１３から制御部１４に入力される信号がバックアップを行うトリガとなって、制御部１４は以下に説明するバックアップを行う。
【００３６】
図４を参照して第１のバックアップ方式について説明する。第１のバックアップ方式は、制御部１４が光スイッチ１８にスイッチを切り替える制御信号を送信し、光スイッチ１８は第１端子１８１と第３端子１８３との間の光路を第２端子１８２と第３端子１８３との間の光路に切り替える。これにより、光送信部１１から送出された信号光は光方向性結合器１６を介して光スイッチ１８の第３端子１８３に入力して第２端子１８２から出力され、第２端子１８２から第２の光ファイバ伝送路３０Ｂに送出される。通信障害が発生した場合には、第２光送受信器１０Ｂにおいても光受信部１２で受信した信号光のパワーが低下するので、第１光送受信器１０Ａと同時に、上記した第１光送受信器１０Ａの場合と同様に光スイッチ１８によって第１の光ファイバ伝送路３０Ａから第２の光ファイバ伝送路３０Ｂへの切り替えが行われる。従って、第１光送受信器１０Ａから第２の光ファイバ伝送路３０Ｂに送出された光信号は、第２の光ファイバ伝送路３０Ｂを伝搬して第２光送受信器１０Ｂに到達し、第２光送受信器１０Ｂによって受信される。また、第２光送受信器１０Ｂから送出されて第２の光ファイバ伝送路３０Ｂを経て到達した信号光は、第１光送受信器１０Ａの光スイッチ１８の第２端子１８２に入力されて第３端子１８３より出力され、光方向性結合器１６を介して光受信部１２に入力される。このように、第１光送受信器１０Ａ及び第２送受信器の双方が光スイッチ１８によって光ファイバ伝送路を切り替えることによって通信を行うことができる。
【００３７】
図５を参照して第２のバックアップ方式について説明する。第２のバックアップ方式は、制御部１４が温度制御回路１１ｄにＥ／Ｏモジュール１１ｃから送出される信号光の波長を特定波長に変化させる制御信号を送信し、温度制御回路１１ｄは制御部１４から送信された制御信号に従ってＥ／Ｏモジュール１１ｃから出力される信号光の波長を光フィルタ１７が選択的に反射する特定波長にする。また、制御部１４は第１のスイッチ２０Ａにも制御信号を送信する。第１のスイッチ２０Ａは制御部１４から送信された制御信号を受信すると、第１のスイッチ２０Ａの第１端子２０１と第２端子２０２との間を閉じて第１光送受信器１０Ａの光受信部１２から出力される電気信号を第３光送受信器１０Ｃの光送信部１１に入力させると共に、第３端子２０３と第４端子２０４との間を閉じて第３光送受信器１０Ｃの光受信部１２から出力される電気信号を外部に出力する。
【００３８】
これにより、第１光送受信器１０Ａ及び第３光送受信器１０Ｃ内での信号光の流れは次のようになる。すなわち、第１光送受信器１０Ａの光送信部１１から送信された光信号は、光方向性結合器１６の第１ポートに入力すると分岐されて第２ポート１６２及び第３ポート１６３のそれぞれから出力される。そして、第３ポート１６３から出力された信号光は光フィルタ１７に入力され、光フィルタ１７で反射される。光フィルタ１７で反射された信号光は、光方向性結合器１６の第３ポート１６３に入力して第４ポート１６４から出力され、第１光送受信器１０Ａ内の光受信部１２に入力される。信号光が光受信部１２に入力されると、入力された信号光のパワーに応じて光受信部１２から電気信号が出力される。これは、第１光送受信器１０Ａの光送信部１１に入力された電気信号に相当する信号である。第１光送受信器１０Ａ内の光受信部１２から出力された電気信号は、第１のスイッチ２０Ａの第１端子２０１に入力して第２端子２０２から出力され、第３光送受信器１０Ｃ内の光送信部１１に入力される。電気信号が第３光送受信器１０Ｃ内の光送信部１１に入力されると、光送信部１１は入力された電気信号に応じて信号光を出力する。光送信部１１から出力された信号光は、第３光送受信器１０Ｃ内の光方向性結合器１６及び光スイッチ１８を介して第３の光ファイバ伝送路３０Ｃに送出される。通信障害が発生した場合には、第２光送受信器１０Ｂにおいても光受信部１２で受信した信号光のパワーが低下するので、第１光送受信器１０Ａと同時に、光送信部１１から出力される信号光の波長を特定波長とすると共に、第２のスイッチ２０Ｂの第１端子２０１と第２端子２０２との間、及び第３端子２０３と第４端子２０４との間を閉じることによって、第２光送受信器１０Ｂから第４光送受信器１０Ｄへの切り替えが行われる。従って、第３の光ファイバ伝送路３０Ｃに送出された光信号は、第３の光ファイバ伝送路３０Ｃを伝搬して第４光送受信器１０Ｄに到達し、第４光送受信器１０Ｄによって受信される。また、第４光送受信器１０Ｄから送出されて第３の光ファイバ伝送路３０Ｃを経て到達した信号光は、第３光送受信器１０Ｃの光スイッチ１８の第１端子１８１に入力されて第３端子１８３より出力され、光方向性結合器１６を介して光受信部１２に入力される。そして、第３光送受信器１０Ｃの光受信部１２から出力された電気信号は、第１のスイッチ２０Ａの第３端子２０３に入力して第４端子２０４から外部に出力される。このように、第１光送受信器１０Ａ及び第２光送受信器２０Ｂの双方が温度制御回路１１ｄによって信号光の波長を特定波長とすると共に第１のスイッチ２０Ａ及び第２のスイッチ２０Ｂによって、第１光送受信器１０Ａの光受信部１２と第３光送受信器１０Ｃの光送信部１１、及び、第２光送受信器１０Ｂの光受信部１２と第４光送受信器１０Ｄの光送信部１１をそれぞれ電気的に接続して、第３光送受信器１０Ｃ及び第４光送受信器１０Ｄを用いた通信を行うことができる。
【００３９】
上記いずれのバックアップ方式によってバックアップを行うかは、光送受信器１０内の制御部１４が外部情報監視部１５から入力された外部情報に基づいて選択する。例えば、外部情報監視部１５が第２の光ファイバ伝送路３０Ｂが断線しているという外部情報を取得して保存している場合には、制御部１４は、通信障害が発生したときに光スイッチ１８によって第２の光ファイバ伝送路３０Ｂに切り替えるのではなく、第２光送受信器１０Ｂを用いて通信を行う第２のバックアップ方式を選択し、逆に、外部情報監視部１５が第２光送受信器１０Ｂ又は第４光送受信器１０Ｄが故障中であるいう外部情報を取得して保存している場合には、制御部１４は光スイッチ１８に制御信号を送信して第２の光ファイバ伝送路３０Ｂに切り替える第１のバックアップ方式を選択する。そして、制御部は、温度制御回路１１ｄ又は光スイッチ１８に制御信号を送信し、選択されたバックアップ方式を実現する。
【００４０】
また、一の光送受信器１０においてバックアップを行った場合には、その光送受信器１０と通信する相手側の光送受信器１０においても同様のバックアップを行う必要がある。従って、例えば、第１光送受信器１０Ａにおいてバックアップを行ったときには、第１光送受信器１０Ａ内の制御部１４は、第２光送受信器１０Ｂにバックアップ方式に関する情報を送信し、第１光送受信器１０Ａと第２光送受信器１０Ｂとはお互いの状態を共有する。
【００４１】
以上、本発明に係る光通信システム及び光送受信器について、実施形態を挙げて詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。
【００４２】
例えば、上記実施形態においては、各光送受信器１０Ａ〜１０Ｄは、外部情報監視部１５を備えているが、外部情報監視部１５は必ずしも必要ではない。外部情報監視部１５を有しない場合には、制御部１４はあらかじめ定められたアルゴリズムに従ってバックアップの制御を行う。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によれば、光ファイバ伝送路を切り替える第１の切替手段と、光送信部から送出された第１信号光を光受信部に導く第２の切替手段と、第１の切替手段及び第２の切替手段を制御する制御部を備えているので、通信障害が発生して光受信部によって受信する第２信号光のパワーが所定の閾値以下となった場合に、２種類の方式によってバックアップを行うことができる。すなわち、制御部は、あらかじめ定められたアルゴリズムや、バックアップ時の状況に応じて（１）第１の切替手段によって光ファイバ伝送路を切り替えて正常な光ファイバ伝送路で通信を行う、（２）第２の切替手段によって光送信部から送出された第１信号光を光受信部に導き、光受信部が受信した信号を他の光送受信器によって送信する、２種類の方式によってバックアップを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る光通信システムの構成を示す図である。
【図２】実施形態に係る光送受信器の構成を示す図である。
【図３】第２の切替手段によって信号光を光受信部に導く際の信号の流れを説明する図である。
【図４】第１のバックアップ方式について説明する図である。
【図５】第２のバックアップ方式について説明する図である。
【符号の説明】
１…光通信システム、１０Ａ〜１０Ｄ…光送受信器、１１…光送信部、１２…光受信部、１３…検出部、１４…制御部、１５…外部情報監視部、１６…光方向性結合器、１７…光フィルタ、１８…光スイッチ、２０Ａ…第１のスイッチ、２０Ｂ…第２のスイッチ、３０Ａ〜３０Ｃ…光ファイバ伝送路。
【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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