(57)【要約】【課題】近年、光伝送システムの伝送距離増加に伴う光伝送装置の光出力増大により、ファイバの切断やコネクタの開放等による伝送路の断を検出し、光伝送装置の光出力を停止または減衰させる監視手段の重要性が増している。下流の伝送路の接続断を検知する手段として、フレネル反射を検知する方法があるが、端面反射が小さいコネクタが開放された場合や、ファイバ切断面が鋭角であった場合には、反射が小さくなり、伝送路の接続断を検出できない可能性があり、安全対策上問題となる。【解決手段】光スペクトルをブルリアン帯域以上に拡大すると、誘導ブルリアン散乱（ＳＢＳ）が抑圧されることを利用する。下流の伝送路に、周波数変調してスペクトル幅を拡大させた光と無変調の光が交互となった光を周期的に送出し、ＳＢＳによる戻り光の変調の有無による差を観測することで、伝送路の接続断と接続回復を検出する。【選択図】図１
2004304673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブリュアン帯域幅より広いスペクトル線幅の光と前記ブリュアン帯域幅より狭いスペクトル線幅の光が、交互となった光を周期的に送出する光送出部と、
前記光送出部より送出された光の戻り光を前記伝送路より検出する光検出部とを備え、
前記光検出部により検出された前記戻り光の情報に基づき、前記伝送路の断を検出することを特徴とする光伝送装置。
【請求項２】
光送出部と、
前記光送出部より送出された光の戻り光を前記伝送路より検出する光検出部とを備え、
前記光検出部出力のブリュアン散乱による低周波数成分の情報に基づき、前記伝送路の断を検出することを特徴とする光伝送装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の光伝送装置であって、
第１の状態と、前記伝送路に出力する光の強度が所定の値未満である第２の状態を有し、
前記伝送路の断を検出したときは、前記第２の状態とすることを特徴とする光伝送装置。
【請求項４】
請求項３記載の光伝送装置であって、
前記第２の状態で、前記光検出部により検出された前記戻り光の情報に基づき、前記伝送路の接続再開を検出し、
前記接続再開を検出したときは、前記第１の状態とすることを特徴とする光伝送装置。
【請求項５】
ブリュアン帯域幅より広いスペクトル線幅の光と前記ブリュアン帯域幅より狭いスペクトル線幅の光が、交互となった光を周期的に伝送路に送出し、
前記送出された光の戻り光を検出し、
前記検出された前記戻り光の情報に基づき伝送路の断を検出することを特徴とする伝送路断検出方法。
【請求項６】
伝送路に光を送出し、
前記送出された光の戻り光を検出し、
前記検出された前記戻り光のストークス光成分の情報に基づき、前記伝送路の断を検出することを特徴とする伝送路断検出方法。
【請求項７】
伝送路に光を送出し、
前記送出された光の戻り光を検出し、
前記検出された前記戻り光のブリュアン散乱による低周波数成分の情報に基づき、前記伝送路の断を検出することを特徴とする伝送路断検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光伝送装置および伝送路断検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年光通信システムでは伝送距離の増加等により光伝送装置の光出力パワーは増大している。これに伴い、光ファイバ等の伝送路に光が流れている最中に、作業者が誤って光ファイバの切断や光コネクタの開放等をした場合、危険な強度の光が放射される可能性がある。そこで、光伝送装置では、光ファイバの切断や光コネクタの開放等による伝送路の接続断を検出し、光出力を停止または削減する監視手段を備える必要がある。国際電気標準会議（ＩＥＣ；Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ）や日本工業規格（ＪＩＳ；Ｊａｐａｎｅｓｅ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｓｔａｎｄａｒｄ）等の基準には、光ファイバの断線、および保守・修理における作業者の安全のため、障害の検出、励起光の停止・削減・または間欠化、障害復旧の検出および通常状態移行について光伝送監視手段が遵守するべき規則が定められている。
【０００３】
光伝送装置に備えられた監視手段が伝送路の接続断を検出する方法として、１）破断点や開放点からのフレネル反射を検出する方法、２）信号光や監視制御信号の信号断や同期外れを検出する方法等が知られている。
【０００４】
下流の伝送路に接続断が生じた場合、光伝送装置は接続断を検出し、下流の伝送路への光出力を上記安全基準内に収める必要がある。光伝送装置が下流の伝送路における接続断を検出する方法としては、上記１）のフレネル反射を利用する方法や、伝送路に逆方向に流された光、例えば逆方向に送出された監視制御信号光により検出する方法、対向回線から得られる情報により検出する方法等がある。
【０００５】
図９は、上記１）のフレネル反射により伝送路の接続断を検出する、従来の技術による光伝送装置を示したものである。（例えば特許文献１。）光伝送装置１Ｂは、光増幅・制御部４Ｂと、フレネル反射光検出部５Ａとにより構成される。光増幅・制御部４Ｂは、光増幅部１７Ａ、光可変減衰部１６Ａ、カプラ１９Ｅ、フォトダイオード（ＰＤ）１１Ｂ、信号検出部１５Ｂ、制御部１８Ａにより構成される。また、戻り光検出部４Ａは、カプラ１９Ｄ、フォトダイオード（ＰＤ）１１Ｃ、信号検出部１５Ｄにより構成される。光増幅・制御部４Ｂより出力される光の強度は、光増幅部１７Ａの増幅量や、光可変減衰部１６Ａの減衰量を制御することにより、変化させることができる。
【０００６】
伝送路の光ファイバが破断した場合や、光コネクタが開放された場合には、光ファイバのコアが空気に触れ、光の進行する媒質の屈折率に変化が生じるので、反射（フレネル反射）が生じる。光伝送装置１Ｂが出力する伝送路に、光ファイバの破断等の接続断が生じた場合、光増幅・制御部４Ｂより送出された信号光や監視制御光等の出力光は、接続断となった箇所でフレネル反射により一部が反射し、光伝送装置１Ｂに戻る。
【０００７】
光伝送装置１Ｂが出力する伝送路の戻り光は、フレネル反射光検出部５Ａのカプラ１９Ｄにより一部が分岐され、フォトダイオード１１Ｃおよび信号検出部１５Ｄにより電気信号へと変換され、制御部１８Ａに伝えられる。伝送路に接続断が生じた場合、フレネル反射により光伝送装置１Ｂへの戻り光の強度が増加するので、ある破断閾値よりも戻り光の強度が増大したことを検出することにより、伝送路の接続断を判断する。伝送路が接続断であると判断すると、光伝送装置１Ｂは、光増幅部１７Ａの増幅量の減少や、光可変減衰部１６Ａの減衰量の増加により、出力を安全基準内とする。（以後、安全光状態と呼ぶ）
また、伝送路が接続断の状態にあれば、安全基準の範囲内で出力された光によってもフレネル反射を生じるので、安全光状態においても、伝送路の接続断復旧を判断することができる。伝送路に接続断が復旧した場合、フレネル反射による光伝送装置１Ｂへの戻り光が消失するので、ある破断閾値よりも戻り光の強度が減少したことを検出することにより、伝送路の接続断復旧を判断する。伝送路の接続断が復旧したと判断すると、光伝送装置１Ｂは、光増幅部１７Ａの増幅量や、光可変減衰部１６Ａの減衰量を元に戻し、通常の出力に戻る。
【０００８】
【特許文献１】
特開平５−３４５２９号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記の伝送路接続断の検出方法は、接続断となった箇所のフレネル反射を検出するものであるが、フレネル反射による戻り光の強度は、接続断となった箇所の状況により変化する。例えば、研磨面を斜めにすることで戻り光を小さくする構造である、斜め球面研磨（ＡＰＣ；Ａｎｇｌｅｄ  ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｃｏｎｔａｃｔ）コネクタが開放されたことによるフレネル反射の戻り光の量は、他のコネクタ、例えば凸面研磨（ＰＣ；Ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｃｏｎｔａｃｔ）コネクタが開放されたことによるフレネル反射の戻り光の量と比較して、小さいものとなる。また、光ファイバが破断した場合でも、切断面の状況により、フレネル反射による戻り光の量は大きく異なる。  このため、フレネル反射による戻り光の光量増大を検出するだけでは、伝送路の接続断を検出できない可能性がある。
【００１０】
また、安全光状態で伝送路に送出される光の強度は小さいので、フレネル反射による戻り光の量が少ない場合、フレネル反射の検出により安全光状態に移行できた場合であっても、フレネル反射の消失による接続断の復旧を判断するのが困難である場合が生じる。
【００１１】
また、伝送路に逆方向に流された光、例えば下流局より逆方向に送出された監視制御信号光により伝送路の接続断を検出する方法では、下流の伝送路の接続断を検出して信号光等の出力を安全基準に収めることができるが、下流局から送出される光の出力抑制・出力停止等の制御を直接行うことはできない。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するものであって、第１の発明による光伝送装置は、ブリュアン帯域幅より広いスペクトル線幅の光と前記ブリュアン帯域幅より狭いスペクトル線幅の光が、交互となった光を周期的に送出する光送出部と、前記光送出部より送出された光の戻り光を前記伝送路より検出する光検出部とを備え、前記光検出部により検出された前記戻り光の情報に基づき、前記伝送路の断を検出することを特徴とする。
【００１３】
ブリュアン帯域幅より広いスペクトル線幅により誘導ブリュアン散乱は抑圧されるので、ブリュアン帯域幅より広いスペクトル線幅の光による戻り光の強度と、ブリュアン帯域幅より狭いスペクトル線幅の光による戻り光の強度とは強度差が生じる。これにより、戻り光より誘導ブリュアン散乱の成分を検出できる。伝送路が断となると、誘導ブリュアン散乱による戻り光の量は減少し、上記構成により、伝送路の接続断を検出することができる。
【００１４】
第２の発明による光伝送装置は、光送出部と、前記光送出部より送出された光の戻り光を前記伝送路より検出する光検出部とを備え、前記光検出部出力のブリュアン散乱による低周波数成分の情報に基づき、前記伝送路の断を検出することを特徴とする。
【００１５】
ブリュアン散乱が生じると戻り光の検出信号の低周波成分が増加するので、誘導ブリュアン散乱による戻り光の強度を知ることができる。伝送路が断となると、誘導ブリュアン散乱による戻り光は減少し、戻り光の検出信号の低周波成分も減少するので、上記構成により、伝送路の接続断を検出することができる。
【００１６】
第３の発明による光伝送装置は、第１または第２の発明による光伝送装置であって、第１の状態と、前記伝送路に出力する光の強度が所定の値未満である第２の状態を有し、前記伝送路の断を検出したときは、前記第２の状態とすることを特徴とする。
【００１７】
これにより、伝送路より放射される光の量を安全基準内に収まるようにすることができる。
【００１８】
第４の発明による光伝送装置は、第３の発明による光伝送装置であって、前記第２の状態で、前記光検出部により検出された前記戻り光の情報に基づき、前記伝送路の接続再開を検出し、前記接続再開を検出したときは、前記第１の状態とすることを特徴とする。
【００１９】
これにより、伝送路の接続断を検出したときに自動的に安全基準を満たす状態となるだけでなく、伝送路の接続断再開を検出したときに自動的に通常状態に戻ることができる。
【００２０】
第５の発明による伝送路断検出方法は、ブリュアン帯域幅より広いスペクトル線幅の光と前記ブリュアン帯域幅より狭いスペクトル線幅の光が、交互となった光を周期的に伝送路に送出し、前記送出された光の戻り光を検出し、前記検出された前記戻り光の情報に基づき伝送路の断を検出することを特徴とする。
【００２１】
ブリュアン帯域幅より広いスペクトル線幅により誘導ブリュアン散乱は抑圧されるので、ブリュアン帯域幅より広いスペクトル線幅の光による戻り光の強度と、ブリュアン帯域幅より狭いスペクトル線幅の光による戻り光の強度とは強度差が生じる。これにより、戻り光より誘導ブリュアン散乱の成分を検出できる。伝送路が断となると、誘導ブリュアン散乱による戻り光の量は減少し、上記手順により、伝送路の接続断を検出することができる。
【００２２】
第６の発明による伝送路断検出方法は、伝送路に光を送出し、前記送出された光の戻り光を検出し、前記検出された前記戻り光のストークス光成分の情報に基づき、前記伝送路の断を検出することを特徴とする伝送路断検出方法。
【００２３】
ブリュアン散乱が生じると戻り光の検出信号のストークス光成分が増加するので、誘導ブリュアン散乱による戻り光の強度を知ることができる。伝送路が断となると、誘導ブリュアン散乱による戻り光は減少し、戻り光の検出信号のストークス光成分も減少するので、上記手順により、伝送路の接続断を検出することができる。
【００２４】
第７の発明による伝送路断検出方法は、伝送路に光を送出し、前記送出された光の戻り光を検出し、前記検出された前記戻り光のブリュアン散乱による低周波数成分の情報に基づき、前記伝送路の断を検出することを特徴とする。
【００２５】
ブリュアン散乱が生じると戻り光の検出信号の低周波成分が増加するので、誘導ブリュアン散乱による戻り光の強度を知ることができる。伝送路が断となると、誘導ブリュアン散乱による戻り光は減少し、戻り光の検出信号の低周波成分も減少するので、上記手順により、伝送路の接続断を検出することができる。
【００２６】
【実施例】
以下に本発明の実施例を示す。図１は、本発明による光伝送装置の構成を示した図であり、光伝送装置１Ａは、検出光送出部２Ａと、戻り光検出部３Ａと、光増幅・制御部４Ａとにより構成される。検出光送出部２Ａは、カプラ１９Ａ、レーザダイオード（ＬＤ）１０Ａ、ＬＤ駆動部１２Ａ、駆動信号発生部１３Ａにより構成される。戻り光検出部３Ａは、カプラ１９Ｂ、フォトダイオード（ＰＤ）１１Ａ、フィルタ部１４Ａ、信号検出部１５Ａにより構成される。光増幅・制御部４Ａは、光増幅部１７Ａ、光可変減衰部１６Ａ、カプラ１９Ｃ、フォトダイオード（ＰＤ）１１Ｂ、信号検出部１５Ｂ、制御部１８Ａにより構成される。また、戻り光検出部４Ａは、カプラ１９Ｄ、フォトダイオード（ＰＤ）１１Ｂ、信号検出部１５Ｂにより構成される。
【００２７】
本発明による光伝送装置では、伝送路に検出光を送出し、戻り光に含まれる誘導ブリュアン散乱（ＳＢＳ；Ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ  Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ  Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）による散乱光により伝送路の接続断を検出するものである。ＳＢＳは、光ファイバ中を伝搬するコヒーレントな光（ポンプ光）が、光ファイバ中の音響フォノンを励起することにより生じる非線形光学現象であり、ＳＢＳによる散乱光（ストークス光）はポンプ光の進行方向と逆方向に最も強く発生する。したがって、伝送路に検出光を送出し、ＳＢＳが生じた場合、戻り光の中にストークス光が検出される。
【００２８】
光スペクトルで見ると、一定の帯域（ブリュアン帯域）にあるポンプ光強度が特定の値を超えるとＳＢＳが強く発生する。したがって、光ファイバに入力する光の強度を増加させて戻り光を観測すると、入力光強度に比例してレイリー散乱およびフレネル散乱による戻り光が増加し、ある強度（以後、これをＳＢＳ閾値と呼ぶこととする）よりＳＢＳによる戻り光が加わる。
【００２９】
光スペクトルのスペクトル幅をブリュアン帯域より広げると、ブリュアン帯域にあるポンプ光強度は相対的に減少するので、ＳＢＳ閾値は増加する。したがって、ポンプ光のスペクトル幅を広げることにより、ＳＢＳの発生を抑圧することができる。
【００３０】
図２に、入力光強度を増加させたときの戻り光強度の変化（左軸）を、入力光のスペクトル幅を広げた場合の戻り光（第１の戻り光；２１Ａ）と、入力光のスペクトル幅を広げない場合の戻り光（第２の戻り光；２０Ａ）で示したものである。また、第１の戻り光と第２の戻り光の強度差（右軸）を２２Ａに示す。
【００３１】
入力光強度を増加させた場合、レイリー散乱およびフレネル散乱による戻り光は、入力光強度に比例して増加する。入力光強度が小さい場合、第１の戻り光（２０Ａ）と第２の戻り光（２１Ａ）の強度に差は生じない。入力光強度がＳＢＳ閾値（〜５ｄＢｍ）を超えると、第１の戻り光（２０Ａ）にはＳＢＳによるストークス光が加わるが、スペクトル幅を広げた第２の戻り光（２１Ａ）ではＳＢＳが抑圧されるので、ＳＢＳによるストークス光は加わらない。したがって、入力光強度を増加に伴い、第１の戻り光と第２の戻り光の強度差（２２Ａ）は非線形に増加する。第１の戻り光と第２の戻り光の強度が異なるような入力光強度とすることにより、ＳＢＳによる散乱光の強度を検出することができる。
【００３２】
本発明は、図２に示される、入力光のスペクトル幅を広げるとＳＢＳの発生を抑圧される現象を利用したものである。第１の実施例においては、ＬＤの駆動電流に変調をかけることにより、ＬＤの出力光のスペクトル幅を広げている。図１において、ＬＤ１０Ａより送出される光の波長およびスペクトルは、１２Ａによる駆動電流により変化する。駆動信号発生部１３Ａは、変調をかけた信号と無変調の信号を交互に送出し、１２Ａの駆動電流を変化させる。駆動信号発生部１３Ａによる信号の変調は、ＬＤの出力光スペクトルが、ブリュアン帯域よりも広くなるような信号周波数で行われ、信号周波数はＬＤの特性とブリュアン帯域の幅により定まる。
【００３３】
１２Ａによる駆動電流により、ブリュアン帯域幅より広いスペクトル線幅の光と狭いスペクトル線幅の光が、交互となった光が、ＬＤ１０Ａにより周期的に送出され、カプラ１９Ａを通じて伝送路へと出力される。ＳＢＳはブリュアン帯域にあるポンプ光強度が特定の値を超えると発生し、波長には依らないので、ＬＤ１０Ａの出力光の波長は任意に選択することができる。
【００３４】
ここで、信号光との間で相互作用を防ぐために、ＬＤ１０Ａの出力光の波長を伝送信号の帯域外にとることで、信号光による通信を妨げずに、伝送路の接続断の検出にＳＢＳによる戻り光を利用することができる。また、光ファイバの破断・コネクタ開放等によるファイバ外への光放射時の安全基準を満たすように、ＬＤ１０Ａの出力光強度を１０ｄＢｍ以下とすれば、通常運用時だけでなく、接続断を検出した後の安全光状態でＬＤ１０Ａの出力をしていても問題はない。
【００３５】
戻り光検出部３Ａは、伝送路に出力された検出光送出部２Ａの出力光や信号光の戻り光を入力し、戻り光のストークス光成分より、伝送路の接続断を検出する。カプラ１９Ｂにより入力された、伝送路からの戻り光の一部は、ＰＤ１１Ａに入力され、電気信号に変換され、フィルタ部１４Ａを通じて、信号検出部１５Ａに入力される。図２において、第１の戻り光（２０Ａ）と第２の戻り光（２１Ａ）の強度が異なるような入力光強度で、ブリュアン帯域幅より広いスペクトル線幅の光と狭いスペクトル線幅の光が、交互となった光が、図１の検出光送出部２Ａより周期的に送出されているので、戻り光検出部３Ａには、ＳＢＳによるストークス光を含む戻り光と、ストークス光を含まない戻り光とが交互に入力される。これを、ＰＤ１１Ａ、フィルタ部１４Ａを通じて信号検出部１５Ａで検出することにより、伝送路におけるＳＢＳの発生状況を知ることができる。
【００３６】
ＬＤ１０Ａより伝送路に入力される光の強度は、図２において第１の戻り光（２０Ａ）と第２の戻り光（２１Ａ）の強度が異なるような入力光強度であり、かつ、安全基準を満たすために１０ｄＢｍ以下である。図３に検出光の強度（ＳＢＳ閾値）とファイバ長の関係を示す。ＳＢＳは、伝送路の光ファイバ長が長いほど発生し易く、又ファイバに入射するパワーがよりコヒーレントかつハイパワーであるほど発生しやすい。今、伝送路が地点Ａで接続断となった場合、地点Ａの光伝送装置１Ａからの距離がある一定以上の距離で伝送路が切断された場合伝送路切断の有無に因らずＳＢＳは発生しつづけ伝送路の断検出が出来ない。したがって接続断を検出できる地点Ａの距離が存在する。図３より    出力光強度が１０ｄＢｍ程度であるとき、８ｋｍ程度までの距離の接続断を検出することができる。
【００３７】
戻り光検出部３Ａが伝送路の接続断を検出したとき、制御部１８Ａを通じて、光増幅部１７Ａの増幅用や、光可変減衰部１６Ａの減衰量を制御し、伝送路へ送出される光の強度が安全基準内である状安全光状態へと移行する。安全光状態においても、ＬＤ１０Ａの出力はされており、戻り光検出部３Ａは伝送路におけるＳＢＳの発生状況を通常状態と同様に知ることができるので、伝送路の接続断を検出する場合と同様に、接続断の復旧を検出することができる。
【００３８】
次に、上記の原理による伝送路の接続断を検出する具体的手順について、図４に示される構成での実験結果を参照しながら説明する。図４において、検出光送出部２Ｂは、信号発生部３０Ａと、レーザダイオード（ＬＤ）部３１Ａ、光増幅器３２Ａ、光減衰器３３Ａにより構成される。また、戻り光検出部３Ｂは、フォトダイオード（ＰＤ）１１Ｃ、フィルタ部１４Ｂ、信号検出部１５Ｃにより構成される。検出光送出部２Ｂからの光は、光ファイバ３５Ａに入力され、光ファイバ３５Ａからの戻り光は、カプラ３４Ａを通じて、戻り光検出部３Ｂに入力される。
【００３９】
まず、通常状態における、ＳＢＳによる散乱光の検出について説明する。図５（ａ）は、信号発生部３０ＡよりＬＤ部３１Ａに入力される信号を示したものであり、無変調信号１０ｍｓと、１ＭＨｚで変調された信号１０ｍｓ（１００００サイクル）が交互に入力されている。ＬＤ部３１Ａに１ＭＨｚで変調された信号を入力することにより、ＬＤ部３１Ａの出力光の光スペクトルはブリュアン帯域よりも広がるので、ＳＢＳの発生が抑圧される。
【００４０】
図５（ｂ）および（ｃ）は、ＬＤ部３１Ａへの入力信号光と、これに対応した戻り光検出部３Ｂの検出信号を模式的に示したものである。図５（ｂ）において、ＬＤ部３１Ａに変調信号が入力されているとき、検出光送出部２Ｂより出力される光のスペクトルは、ブリュアン帯域よりも広がっているので、ＳＢＳの発生は抑圧される。したがって、戻り光検出部３Ｂに入力される戻り光にＳＢＳによる散乱光は含まれない。一方、ＬＤ部３１Ａに変調されていない信号が入力されているとき、ＳＢＳの発生は抑圧されないので、戻り光検出部３Ｂに入力される戻り光にＳＢＳによる散乱光が含まれ、戻り光検出部３Ｂの検出信号の信号強度は、変調した信号による戻り光を検出したときよりも大きいものとなる。
【００４１】
図５（ｄ）上段は、ＰＤ１１Ｃの出力である図４の計測点４０Ａにおける電圧を、下段はフィルタ１４Ｂの出力である計測点４０Ｂにおける電圧を測定したものであり、図の目盛り１つ（１ｄｉｖ．）が２０ｍｓを示す。図５（ｄ）上段に示されるように、ＰＤ１１Ｃの出力は２０ｍｓ周期で、大きな入力と小さな入力を繰り返している。フィルタ部１４Ｂとしてピーク検波回路等を用いて出力すると、図５（ｄ）下段に示されるように、２０ｍｓ周期で検出信号は強弱を繰り返している。
【００４２】
このように、ＬＤ部３１Ａに変調された信号と無変調の信号を交互に入力することにより、ＳＢＳによる散乱光を検知することができる。
【００４３】
次に、伝送路が接続断となったときの、戻り光検出部３Ｂの検出する信号と、接続断の検出方法について説明する。図６は、反射の少ない、斜め球面研磨（ＡＰＣ；Ａｎｇｌｅｄ  ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｃｏｎｔａｃｔ）コネクタ（図示しない）を光ファイバ３５Ａに接続し、途中で開放したときの、戻り光検出部３Ｂにおける観測結果を示したものであり、図５（ｄ）同様、上段は、ＰＤ１１Ｃの出力である図４の計測点４０Ａにおける電圧を、下段はフィルタ１４Ｂの出力である計測点４０Ｂにおける電圧を測定したものであり、図の目盛り１つ（１ｄｉｖ．）が１００ｍｓを示す。図６において、上段の信号が途切れるところでコネクタを開放しているが、コネクタの開放により接続断となってから、戻り光検出部の検出する信号は１００ｍｓ以内に応答している。
【００４４】
図７は、図６下段の信号を拡大した図と、信号強度の変化と本発明による光伝送装置の制御との関係を示した図である。図７（ａ）は、コネクタの開放により図６上段の信号出力が途切れたときの、図６下段の信号の変化を拡大したものである。時刻ｔｏにおいてコネクタが開放され、伝送路が接続断となると、図６上段のＰＤ出力は急激に減少し、それに伴い、図６下段のフィルタ１４Ｂの出力も減少する。
【００４５】
ここで、信号検出部１５Ｃのしきい電圧Ｖｔｈと、信号発生部３０Ａの変調／無変調のクロック信号を用いることにより、本発明による光伝送装置は、伝送路の接続断（時刻ｔｏ）から短い時間で安全光状態に移行することができる。図７（ｂ）上段は、信号発生部３０Ａの変調／無変調のクロック信号を、中断は伝送路の状態を、下段は光伝送装置の状態を示したものである。
【００４６】
図７（ａ）において、時刻ｔｏでコネクタ開放により伝送路が接続断となると、フィルタ１４Ｂの出力は急激に減少する。信号検出部１５Ｃは、図７（ｂ）上段に示されるクロック信号の１周期の間に、信号強度がしきい電圧Ｖｔｈを超えることがあるかを監視しており、信号強度がしきい電圧を上回ることがなくクロック信号の１周期を過ぎると（時刻ｔｏ＋Ｔｓ）、外部の制御手段に対して、伝送路の接続断を通知する。
【００４７】
このように、信号検出部１５Ｃのしきい電圧Ｖｔｈと、信号発生部３０Ａの変調／無変調のクロック信号を用いることにより、本発明による光伝送装置は、伝送路の接続断（時刻ｔｏ）から短い時間Ｔｓで安全状態に移行することができる。図１に示される光伝送装置においては、戻り光検出部３Ａが伝送路の接続断を検出すると、制御部１８Ａにより、光増幅部１７Ａの増幅量や、光可変減衰部１６Ａの減衰量を制御し、安全光状態に移行する。
【００４８】
図１０は、図４に示される構成において、凸面研磨（ＰＣ；Ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｃｏｎｔａｃｔ）コネクタ（図示しない）を光ファイバ３５Ａに接続し、途中で開放したときの、戻り光検出部３Ｂにおける観測結果を示したものである。図６同様、上段は、ＰＤ１１Ｃの出力である図４の計測点４０Ａにおける電圧を、下段はフィルタ１４Ｂの出力である計測点４０Ｂにおける電圧を測定したものであり、図の目盛り１つ（１ｄｉｖ．）が１００ｍｓを示す。
【００４９】
図１０上段に示されるＰＤ１１Ｃの出力電圧は、ＰＣコネクタのフレネル反射により、コネクタ開放時に急激に増加するが、フィルタ１４Ｂを通すことにより、図１０下段に示される信号検出部１５Ｃの入力電圧は、図６下段と同様に急激に減衰しており、図７に示されるような接続断の検出方法により、安全状態へと短時間に移行することができる。
【００５０】
以上のように、本発明による伝送路の接続断検出方法では、図１０に示されるようなフレネル反射が大きく戻る場合だけでなく、図６に示されるようなフレネル反射がほとんど戻らない場合においても、接続断を検出できる。
【００５１】
なお、上記の安全光状態移行の判断条件は一例であり、信号検出部１５Ｃに入力される信号の条件や、同期に使用するクロック等の条件は任意に定めることができる。
【００５２】
次に、第２の実施例について説明する。
【００５３】
第２の実施例は、伝送路からの戻り光に含まれるＳＢＳによるストークス光の有無を、光スペクトルまたはＰＤの出力信号周波数の分布を利用して検出するものである。
【００５４】
図８（ａ）は、ストークス光の光スペクトルを示したものであり、１０ＧＨｚ付近に鋭いピークを持つ。ＳＢＳによりストークス光が発生した場合、戻り光の光スペクトルには１０ＧＨｚ付近に鋭いピークを持つ成分が検出される。したがって、図１の戻り光検出部３Ａが、光スペクトルを観測する手段を有している場合は、１０ＧＨｚ付近のスペクトルのピークを観測することにより、ＳＢＳの発生を検出することができる。
【００５５】
また、図８（ｂ）および図８（ｃ）は、ＰＤの出力信号を、周波数を横軸にして示したものであり、図８（ｂ）は戻り光にストークス光が含まれる場合の周波数分布を、図８（ｃ）戻り光にストークス光を含まない場合の周波数分布を示したものである。図８（ｂ）に示されるように、ＳＢＳによりストークス光が発生した場合、低周波成分が増大するので、これを検出することにより、ＳＢＳの発生を検出することが出来る。図１において、戻り光検出部３Ａのフィルタ１４Ａを低周波成分のみを出力するものとし、信号検出部１５Ａによりその強度を検出すれば、第１の実施例と同様に、ＳＢＳによる戻り光の強度から、伝送路の接続断を検出することができる。
【００５６】
なお、第２の実施例においては、第１の実施例と異なり、駆動信号発生部１３Ａの出力は必ずしも変調されていなくてもよい。また、第２の実施例と第１の実施例の検出方法は併用することができるので、例えば、低周波成分の検出と、変調／無変調の駆動信号供給による、戻り光の周期的変動の検出を併用してもよい。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、誘導ブリュアン散乱によるストークス光を検出することにより、伝送路の接続断を検出することができる。接続断の検出手法は、接続断となった箇所の反射量の大小、例えばコネクタ形状や伝送路に用いられる光ファイバの切断面形状に依らないので、より確実に接続断を検出することができる。
【００５８】
また、接続断となった後、安全基準を満たす出力で伝送路に光を送出することにより、接続断の復旧を検知することができるので、伝送路の接続断および復旧に応じて、自動的に光伝送装置の出力を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光伝送装置を示す図
【図２】伝送路入力光の変調の有無によるＳＢＳ戻り光の強度を示す図
【図３】伝送路入力光強度と、接続断検出が可能なファイバ長との関係を示す図
【図４】本発明を検証する実験構成を示す図
【図５】伝送路入力光の変調状態と、戻り光を示す図
【図６】接続断となるときの戻り光変化を示す図
【図７】接続断となるときの戻り光と、光伝送装置の制御を示す図
【図８】ＳＢＳ光のスペクトルおよび戻り光受信信号のスペクトルを示す図
【図９】従来の技術による光伝送装置を示す図
【図１０】接続断となるときの戻り光変化を示す図
【符号の説明】
１Ａ〜１Ｂ    光伝送装置
２Ａ〜２Ｂ    検出光送出部
３Ａ〜３Ｂ    戻り光検出部
４Ａ    光増幅・制御部
５Ａ    戻り光検出部
１１Ａ〜１１Ｅ    フォトダイオード
１５Ａ〜１５Ｅ    信号検出部
１６Ａ    光可変減衰部
１７Ａ    光増幅部
１８Ａ    制御部
１９Ａ〜１９Ｅ    カプラ
２０Ａ    入力光のスペクトル幅を広げない場合の戻り光
２１Ａ    入力光のスペクトル幅を広げた場合の戻り光
２２Ａ    スペクトル幅拡大の可否による戻り光の強度差
３０Ａ    信号発生部
３１Ａ    レーザダイオード部
３２Ａ    光増幅器
３３Ａ    光減衰器
３４Ａ    カプラ
４０Ａ〜４０Ｂ    計測点
【図１】
2004304673.tif 000003
【図２】
2004304673.tif 000004
【図３】
2004304673.tif 000005
【図４】
2004304673.tif 000006
【図５】
2004304673.tif 000007
【図６】
2004304673.tif 000008
【図７】
2004304673.tif 000009
【図８】
2004304673.tif 000010
【図９】
2004304673.tif 000011
【図１０】
2004304673.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成16年2月5日(2004.2.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
図９は、上記１）のフレネル反射により伝送路の接続断を検出する、従来の技術による光伝送装置を示したものである。（例えば特許文献１。）光伝送装置１Ｂは、光増幅・制御部４Ａと、フレネル反射光検出部５Ａとにより構成される。光増幅・制御部４Ａは、光増幅部１７Ａ、光可変減衰部１６Ａ、カプラ１９Ｃ、フォトダイオード（PD）１１Ｂ、信号検出部１５Ｂ、制御部１８Ａにより構成される。また、戻り光検出部５Ａは、カプラ１９Ｄ、フォトダイオード（PD）１１Ｄ、信号検出部１５Ｄにより構成される。光増幅・制御部４Ａより出力される光の強度は、光増幅部１７Ａの増幅量や、光可変減衰部１６Ａの減衰量を制御することにより、変化させることができる。


【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
伝送路の光ファイバが破断した場合や、光コネクタが開放された場合には、光ファイバのコアが空気に触れ、光の進行する媒質の屈折率に変化が生じるので、反射（フレネル反射）が生じる。光伝送装置１Ｂが出力する伝送路に、光ファイバの破断等の接続断が生じた場合、光増幅・制御部４Ａより送出された信号光や監視制御光等の出力光は、接続断となった箇所でフレネル反射により一部が反射し、光伝送装置１Ｂに戻る。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
光伝送装置１Ｂが出力する伝送路の戻り光は、フレネル反射光検出部５Ａのカプラ１９Ｄにより一部が分岐され、フォトダイオード１１Ｄおよび信号検出部１５Ｄにより電気信号へと変換され、制御部１８Ａに伝えられる。伝送路に接続断が生じた場合、フレネル反射により光伝送装置１Ｂへの戻り光の強度が増加するので、ある破断閾値よりも戻り光の強度が増大したことを検出することにより、伝送路の接続断を判断する。伝送路が接続断であると判断すると、光伝送装置１Ｂは、光増幅部１７Ａの増幅量の減少や、光可変減衰部１６Ａの減衰量の増加により、出力を安全基準内とする。（以後、安全光状態と呼ぶ）
また、伝送路が接続断の状態にあれば、安全基準の範囲内で出力された光によってもフレネル反射を生じるので、安全光状態においても、伝送路の接続断復旧を判断することができる。伝送路に接続断が復旧した場合、フレネル反射による光伝送装置１Ｂへの戻り光が消失するので、ある破断閾値よりも戻り光の強度が減少したことを検出することにより、伝送路の接続断復旧を判断する。伝送路の接続断が復旧したと判断すると、光伝送装置１Ｂは、光増幅部１７Ａの増幅量や、光可変減衰部１６Ａの減衰量を元に戻し、通常の出力に戻る。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
【実施例】
以下に本発明の実施例を示す。図１は、本発明による光伝送装置の構成を示した図であり、光伝送装置１Ａは、検出光送出部２Ａと、戻り光検出部３Ａと、光増幅・制御部４Ａとにより構成される。検出光送出部２Ａは、カプラ１９Ａ、レーザダイオード（LD）１０Ａ、LD駆動部１２Ａ、駆動信号発生部１３Ａにより構成される。戻り光検出部３Ａは、カプラ１９Ｂ、フォトダイオード（PD）１１Ａ、フィルタ部１４Ａ、信号検出部１５Ａにより構成される。光増幅・制御部４Ａは、光増幅部１７Ａ、光可変減衰部１６Ａ、カプラ１９Ｃ、フォトダイオード（PD）１１Ｂ、信号検出部１５Ｂ、制御部１８Ａにより構成される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】符号の説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【符号の説明】
１Ａ〜１Ｂ  光伝送装置
２Ａ〜２Ｂ  検出光送出部
３Ａ〜３Ｂ  戻り光検出部
４Ａ  光増幅・制御部
５Ａ  戻り光検出部
１１Ａ〜１１Ｄ  フォトダイオード
１５Ａ〜１５Ｄ  信号検出部
１６Ａ  光可変減衰部
１７Ａ  光増幅部
１８Ａ  制御部
１９Ａ〜１９Ｄ  カプラ
２０Ａ  入力光のスペクトル幅を広げない場合の戻り光
２１Ａ  入力光のスペクトル幅を広げた場合の戻り光
２２Ａ  スペクトル幅拡大の可否による戻り光の強度差
３０Ａ  信号発生部
３１Ａ  レーザダイオード部
３２Ａ  光増幅器
３３Ａ  光減衰器
３４Ａ  カプラ
３５Ａ 光ファイバ
４０Ａ〜４０Ｂ  計測点


【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９】
2004304673.tif 000013