(57)【要約】【課題】  光信号を直接増幅する技術を用いた光中継器および光中継システムに関し、光通信回線の状態を高い精度で監視できる光中継器および光中継システムを提供する。【解決手段】  本発明の光中継器および光中継システムでは、それぞれ波長の異なる主信号光と監視信号光で構成される信号光を用い、対向する２つの光通信回線の少なくとも一方に対して、この信号光を増幅する光増幅器と、この信号光の一部を分岐する光分岐器と、この分岐された信号光を透過または遮断する光遮断手段と、この透過された信号光のうち監視信号光のみを選択的に反射する波長選択型反射手段と、再び光遮断手段及び光分岐器を通して対向する光通信回線に送信する光転送経路と、この光転送経路に送信された監視信号光をもう一方の光通信回線に送信する光合成器とを備えていることを特徴とする。【選択図】      図１
2005136602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する２つの光通信回線の少なくとも一方に、
主信号光と、該主信号光と異なる波長を有する監視信号光とからなる信号光を増幅する光増幅器と、
前記一方の光通信回線より前記信号光の一部を分岐する光分岐器と、
前記光分岐器により分岐された前記信号光を遮断または透過する光遮断手段と、
前記光遮断手段を透過した前記信号光のうち、前記監視信号光のみを選択的に反射する波長選択型反射手段と、
前記波長選択型反射手段を反射した前記監視信号光を、再び前記光遮断手段及び前記光分岐器を介して、対向する前記もう一方の光通信回線に向けて送信する光転送経路と、
前記光転送経路に送信された前記監視信号光を、対向する前記もう一方の光通信回線に送信する光合成器と
を備えることを特徴とする光中継器。
【請求項２】
前記光分岐器は、前記光増幅器の出力側に備えられていることを特徴とする請求項１に記載の光中継器。
【請求項３】
前記光分岐器は、前記光増幅器の入力側に備えられていることを特徴とする請求項１に記載の光中継器。
【請求項４】
前記光分岐器は、第１の入力端子から入力された信号光の一部を第２の出力端子に出力し、残りを第１の出力端子に出力するとともに、前記第２の出力端子から入力された信号光の一部を前記第１の入力端子に出力し、残りを前記第２の入力端子に出力する４端子を備え、
前記第１の入力端子には、前記光増幅器が接続され、
前記第２の出力端子には、前記光遮断手段が接続され、
前記第２の入力端子には、前記光転送経路が接続されている
ことを特徴とする請求項２に記載の光中継器。
【請求項５】
前記光分岐器は、第１の入力端子から入力された信号光の一部を第２の出力端子に出力し、残りを第１の出力端子に出力するとともに、前記第２の出力端子から入力された信号光の一部を前記第１の入力端子に出力し、残りを前記第２の入力端子に出力する４端子を備え、
前記第１の出力端子には、前記光増幅器が接続され、
前記第２の出力端子には、前記光遮断手段が接続され、
前記第２の入力端子には、前記光転送経路が接続されている
ことを特徴とする請求項３に記載の光中継器。
【請求項６】
前記波長選択型反射手段は、前記光遮断手段の前後に備えられており、それぞれ異なる波長を選択的に反射することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の光中継器。
【請求項７】
前記光分岐器と前記光合成器は、共に光カプラであることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の光中継器。
【請求項８】
前記光遮断手段は、変調信号に応じて前記信号光を遮断または透過することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の光中継器。
【請求項９】
前記対向する２つの光通信回線のそれぞれに対して、前記光転送経路を中心として、前記光増幅器、前記光分岐器、前記光遮断手段、前記波長選択型反射手段が点対称に備えられていることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の光中継器。
【請求項１０】
前記光分岐器は、対向する光通信回線における前記光合成器の働きを兼ねていることを特徴とする請求項９に記載の光中継器。
【請求項１１】
前記対向する２つの光通信回線にそれぞれ備えられている前記波長選択型反射手段の反射波長が、それぞれ異なっていることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の光中継器。
【請求項１２】
前記一方の光通信回線側において、前記光分岐器は前記光増幅器の出力側に備えられ、前記もう一方の光通信回線側において、前記光分岐器は前記光増幅器の出力側に備えられ、これらの一端子が前記光転送経路で接続されていることを特徴とする請求項９乃至請求項１１のいずれか１項に記載の光中継器。
【請求項１３】
前記一方の光通信回線側において、前記光分岐器は前記光増幅器の入力側に備えられ、前記もう一方の光通信回線側において、前記光分岐器は前記光増幅器の入力側に備えられ、これらの一端子が前記光転送経路で接続されていることを特徴とする請求項９乃至請求項１１のいずれか１項に記載の光中継器。
【請求項１４】
前記第２の出力端子の終端には、無反射終端が備えられていることを特徴とする請求項４乃至請求項１３のいずれか１項に記載の光中継器。
【請求項１５】
前記光遮断手段の消光比は、３０ｄＢ以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項１４のいずれか１項に記載の光中継器。
【請求項１６】
前記光遮断手段は、光スイッチであることを特徴とする請求項１乃至請求項１５のいずれか１項に記載の光中継器。
【請求項１７】
前記波長選択型反射手段は、光グレーティングであることを特徴とする請求項１乃至請求項１６のいずれか１項に記載の光中継器。
【請求項１８】
前記光転送経路の途中に光レベル調整器が備えられていることを特徴とする請求項１乃至請求項１７のいずれか１項に記載の光中継器。
【請求項１９】
前記光レベル調整器は、光増幅器であることを特徴とする請求項１８に記載の光中継器。
【請求項２０】
前記光レベル調整器は、光可変減衰器であることを特徴とする請求項１８に記載の光中継器。
【請求項２１】
前記光分岐器において、前記第２の出力端子に対する前記第１の出力端子の分岐比は、約１対９であることを特徴とする請求項１乃至請求項１９のいずれか１項に記載の光中継器。
【請求項２２】
第１の光通信回線に、
第１の主信号光と、該第１の主信号光と異なる波長を有する第１の監視信号光とからなる第１の信号光を増幅する第１の光増幅器と、
前記第１の信号光を分岐する第１の光分岐器と、
分岐された前記第１の信号光を遮断または透過する第１の光遮断手段と、
透過された前記第１の信号光のうち、第１の監視信号光のみを選択的に反射する第１の波長選択型反射手段と、
反射された前記第１の監視信号光を、前記第１の光遮断手段及び前記第１の光分岐器を介して、前記第１の光通信回線と対向する第２の光通信回線に向けて送信する第１の光転送経路と、
送信された前記第１の監視信号光を、前記第２の光通信回線に送信する第１の光合成器と
を備え、
前記第２の光通信回線に、
第２の主信号光と、該第２の主信号光と異なる波長を有する第２の監視信号光とからなる第２の信号光を増幅する第２の光増幅器と、
前記第２の信号光を分岐する第２の光分岐器と、
分岐された前記第２の信号光を遮断または透過する第２の光遮断手段と、
透過された前記第２の信号光のうち、第２の監視信号光のみを選択的に反射する第２の波長選択型反射手段と、
反射された前記第２の監視信号光を、前記第２の光遮断手段及び前記第２の光分岐器を介して、対向する前記第１の光通信回線に向けて送信する第２の光転送経路と、
送信された前記第２の監視信号光を、前記第１の光通信回線に送信する第２の光合成器と
を備えることを特徴とする光中継器。
【請求項２３】
前記第１の光分岐器は、前記第１の光増幅器の出力側に、
前記第２の光分岐器は、前記第２の光増幅器の出力側に、
前記第１の光合成器は、前記第２の光増幅器の入力側に、
前記第２の光合成器は、前記第１の光増幅器の入力側に
それぞれ備えられ、前記第１の光転送経路は、前記第１の光分岐器の一端子と前記第１の光合成器の一端子とを接続し、前記第２の光転送経路は、前記第２の光分岐器の一端子と前記第２の光合成器の一端子とを接続していることを特徴とする請求項２２に記載の光中継器。
【請求項２４】
前記第１及び前記第２の光合成器は、光分岐器を兼ね、その残りの端子には、さらに、第３及び第４の光遮断手段、第３及び第４の波長選択型反射手段が、それぞれ備えられていることを特徴とする請求項２２または請求項２３に記載の光中継器。
【請求項２５】
前記第１及び前記第２の光合成器の残りの端子には、第１及び第２の受光手段がそれぞれ備えられていることを特徴とする請求項２２または請求項２３に記載の光中継器。
【請求項２６】
前記第１及び前記第２の光転送経路の途中には、第１及び第２の光アイソレータがそれぞれ備えられていることを特徴とする請求項２２または請求項２３に記載の光中継器。
【請求項２７】
第１の光通信回線に、
第１の主信号光と、該第１の主信号光と異なる波長を有する第１の監視信号光とからなる第１の信号光を増幅する第１の光増幅器と、
前記第１の信号光を分岐する第１の光分岐器と、
分岐された前記第１の信号光を遮断または透過する第１の光遮断手段と、
透過された前記第１の信号光のうち、第１の監視信号光のみを選択的に反射する第１の波長選択型反射手段と、
第２の光通信回線に、
第２の主信号光と、該第２の主信号光と異なる波長を有する第２の監視信号光とからなる第２の信号光を増幅する第２の光増幅器と、
前記第２の信号光を分岐する第２の光分岐器と、
分岐された前記第２の信号光を遮断または透過する第２の光遮断手段と、
透過された前記第２の信号光のうち、第２の監視信号光のみを選択的に反射する第２の波長選択型反射手段と
を備え、
さらに、前記第１の信号光と前記第２の信号光には、第３の監視信号光と第４の監視信号光がそれぞれ加えられており、
前記第１の光通信回線にはさらに、
前記第１の信号光を分岐する第３の光分岐器と、
分岐された前記第１の信号光を遮断または透過する第３の光遮断手段と、
透過された前記第１の信号光のうち、第３の監視信号光のみを選択的に反射する第３の波長選択型反射手段と、
前記第２の光通信回線にはさらに、
前記第２の信号光を分岐する第４の光分岐器と、
分岐された前記第２の信号光を遮断または透過する第４の光遮断手段と、
透過された前記第２の信号光のうち、第４の監視信号光のみを選択的に反射する第４の波長選択型反射手段と
を備え、
前記第１の光分岐器の一端子と前記第２の光分岐器の一端子とを接続し、反射された前記第１の監視信号光と前記第２の監視信号光を、互いに対向する側の光通信回線に送信する第１の光転送経路と、
前記第３の光分岐器の一端子と前記第４の光分岐器の一端子とを接続し、反射された前記第３の監視信号光と前記第４の監視信号光を、互いに対向する側の光通信回線へ送信する第２の光転送経路と
を備えることを特徴とする光中継器。
【請求項２８】
前記第１の光分岐器は、前記第１の光増幅器の出力側に、
前記第２の光分岐器は、前記第２の光増幅器の出力側に、
前記第３の光分岐器は、前記第１の光増幅器の入力側に、
前記第４の光分岐器は、前記第２の光増幅器の入力側に
それぞれ備えられ、
前記第１乃至第４のそれぞれの光分岐器は、光合成器を兼ねていることを特徴とする請求項２７に記載の光中継器。
【請求項２９】
ある一方の光通信回線に、前記光遮断手段と前記波長選択型反射手段が直列に接続されたものが、並列に複数備えられており、これらの前段に備えられた光分岐器で１つに束ねられていることを特徴とする請求項１乃至請求項２１のいずれか１項に記載の光中継器。
【請求項３０】
前記各光遮断手段の前段に、後段に備えられた前記各波長選択型反射手段とは異なる波長を反射する波長選択型反射手段がさらに備えられていることを特徴とする請求項２２乃至請求項２９のいずれか１項に記載の光中継器。
【請求項３１】
前記第１及び前記第２の光転送経路の途中には、第１及び第２の光レベル調整器がそれぞれ備えられていることを特徴とする請求項２２乃至請求項３０にいずれか１項に記載の光中継器。
【請求項３２】
対向する２つの光通信回線と、
前記対向する２つの光通信回線の途中に配置されている光中継器と
を備え、
前記光中継器には、前記対向する２つの光通信回線の少なくとも一方に、
主信号光と、該主信号光と異なる波長を有する監視信号光とからなる信号光を増幅する光増幅器と、
前記一方の光通信回線より前記信号光の一部を分岐する光分岐器と、
前記光分岐器により分岐された前記信号光を遮断または透過する光遮断手段と、
前記光遮断手段を透過した前記信号光のうち、前記監視信号光のみを選択的に反射する波長選択型反射手段と、
前記波長選択型反射手段を反射した前記監視信号光を、再び前記光遮断手段及び前記光分岐器を介して、対向する前記もう一方の光通信回線に向けて送信する光転送経路と、
前記光転送経路に送信された前記監視信号光を、対向する前記もう一方の光通信回線に送信する光合成器と
を備えることを特徴とする光中継システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号を直接増幅する技術を用いた光中継器および光中継システムに関し、特に光信号を直接増幅すると共に光通信回線状態を監視する光中継器および光中継システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネットの普及等により、高速大容量が可能な光通信回線を用いた長距離伝送が盛んに行われるようになっている。それに伴い、伝送距離を効率的に伸ばす技術が必要とされている。長距離伝送を実現するためには、伝送に伴って減衰していく信号光を、光のまま直接増幅することが有効である。
【０００３】
そこで、光通信回線上に設置した各光中継器に、光のまま直接増幅を行う光増幅器を備え、これにより光を直接増幅することで、長距離伝送が可能となる。また、各光中継器においては、光増幅器の状態や故障を監視する技術が必要とされる。この監視についても、光のまま行えることが望ましい。
【０００４】
図１７に従来の光中継器および光中継システムの構成を示す。光中継器２１は、上りの光通信回線２８側に、入力側より、光増幅器２２ａ、光カプラ２３ａ、光可変減衰器２４ａ、波長選択型反射手段２５ａおよび終端部２６ａを備え、下りの光通信回線２９側に、入力側より、光増幅器２２ｂ、光カプラ２３ｂ、光可変減衰器２４ｂ、波長選択型反射手段２５ｂおよび終端部２６ｂを備えている。また、光カプラ２３ａの一端と光カプラ２３ｂの一端は、監視信号光折返し経路３０で接続されている（例えば、特許文献１参照。）。なお、光レベル調整器２７を備えている場合もある。
【０００５】
この従来技術では、主信号光と波長の異なる監視信号光を用い、監視信号光を主信号光と共に伝送させて監視するようにしている。光カプラ２３ａ及び２３ｂは、入力された信号光のほとんどをスルーポートに出力し、一部をクロスポートに出力するように設定されている。その分岐比は例えば、９対１である。波長選択型反射手段２５ａ及び２５ｂは、監視信号光の波長のみを選択的に反射するように設定されており、その他の波長の信号光は、透過するように設定されている。終端部２６ａ及び２６ｂは、無反射終端となっており、信号光は反射されることなく、外部へ放出されるようになっている。
【０００６】
次に、図１８により、図１７に示す従来の光中継器および光中継システムにおける監視動作を示す。一例として、主信号光が４つの異なる波長で構成される場合で説明する。主信号光λ１〜λ４と、それらと異なる波長の監視信号光λＳＶは、左側の端局装置（図示せず）から送信されて、上りの光通信回線２８を伝送されて、光中継器２１に入力される。この光中継器２１内で、これらの信号光λ１〜λ４及びλＳＶは、光増幅器２２ａにより増幅された後、光カプラ２３ａでその一部が分岐されて波長選択型反射手段２５ａ側に送られる。次にこれらの信号光は、光可変減衰器２４ａにより強度が調整された後、波長選択型反射手段２５ａに入力される。波長選択型反射手段２５ａにより、これらの信号光は、監視信号光λＳＶだけが選択的に反射される。反射された監視信号光λＳＶは、再び光可変減衰器２４ａによって強度が調整された後、光カプラ２３ａを通って、そのほとんどが監視信号光折返し経路３０に送信される。監視信号光折返し経路３０に送信された監視信号光λＳＶは、途中、光レベル調整器２７を通った後、光カプラ２３ｂを介して、その一部が対向側の下りの光通信回線２９に送信される。そして、送信元の左側の端局装置（図示せず）に監視情報として送り返される。一方、光カプラ２３ａによって分岐された主信号光λ１〜λ４は、波長選択型反射手段２５ａを透過して、終端部２６ａから外部に放出されるため、再び元の経路へ戻ることはない。
【０００７】
下りの光通信回線２９でも、同様な監視動作が行われ、主信号光λ１〜λ４と、それらと異なる波長の監視信号光λＳＶは、右側の端局装置（図示せず）から出力されて、光中継器２１内で監視信号光λＳＶのみが監視信号光折返し経路３０を介して、上りの光通信回線２８を通って、元の右側の端局装置（図示せず）に監視情報として送り返される。
【０００８】
また、監視信号光を光中継器から転送する方法として、光増幅器の励起光源に強度変調をかけることで、光増幅器から出力される主信号光に監視信号を重畳する方法もある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−２８０９６８号公報（第４〜５頁、図１及び図１５）
【特許文献２】特開２０００−１８３８２０号公報（第３〜４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１のような従来の構成では、対向する回線に送り返される監視信号光の光強度を、光減衰器により変動させて調整している。光通信システムにおいては、偏光依存性や温度依存性等により光信号のレベル変動が発生する。そこで、それらによるレベル変動よりも監視信号光の調整量を大きくしておかないと、測定したレベル変動が、システムの不安定性によるレベル変動であるか、光減衰器により調整したものであるか、が判定できない。しかしながら、光減衰器では、減衰量の範囲やステップに限界があるため、十分な調整量が得られないという問題がある。
【００１１】
また、特許文献２のような従来の構成では、励起光源に強度変調をかけて、主信号光全体のレベルに対して変調をかけているため、主信号光に与える影響が大きいという問題がある。
【００１２】
本発明では、これらの問題を解決し、光通信回線状態を、明確にかつ高い精度で監視できる光中継器および光中継システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の光中継器では、これらの問題を解決するために、対向する２つの光通信回線の少なくとも一方に、主信号光と、この主信号光と異なる波長を有する監視信号光とからなる信号光を増幅する光増幅器と、この信号光の一部を光通信回線から分岐する光分岐器と、この光分岐器により分岐された信号光を透過または遮断する光遮断手段と、この光遮断手段を透過した信号光のうち、監視信号光のみを選択的に反射する波長選択型反射手段と、この波長選択型反射手段を反射した監視信号光を、再び光遮断手段及び光分岐器を通して、対向する光通信回線に送信する光転送経路と、この光転送経路に送信された監視信号光を、対向するもう一方の光通信回線に送信する光合成器とを備えていることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の光中継システムでは、対向する２つの光通信回線と、この対向する２つの光通信回線の途中に配置されている光中継器とを備え、この光中継器には、対向する２つの光通信回線の少なくとも一方に、主信号光と、この主信号光と異なる波長を有する監視信号光とからなる信号光を増幅する光増幅器と、この信号光の一部を光通信回線から分岐する光分岐器と、この光分岐器により分岐された信号光を透過または遮断する光遮断手段と、この光遮断手段を透過した信号光のうち、監視信号光のみを選択的に反射する波長選択型反射手段と、この波長選択型反射手段を反射した監視信号光を、再び光遮断手段及び光分岐器を通して、対向する光通信回線に送信する光転送経路と、この光転送経路に送信された監視信号光を、対向するもう一方の光通信回線に送信する光合成器とを備えていることを特徴とする。
【００１５】
このように、本発明では、光分岐器の後段に光遮断手段を配し、信号光を透過または遮断することで、監視信号光を全く減衰させずに対向回線に送り返す場合と、遮断して全く送り返さない場合とを切り替えている。監視側では、この光遮断手段の動作に応じて、監視信号光の有無を観測し、光中継器の状態を監視するようにしている。そのため、従来の可変光減衰器を用いた構成では、その可変光減衰器によりレベルを調整したものであるか、システムの不安定性によるレベル変動であるかが判定困難であったのに対して、本発明の光遮断手段を用いた構成では、より明確に、精度の高い監視ができるようになる。
【００１６】
また、このような構成において、光遮断手段によって監視信号光に変調信号を重畳することも可能であるため、監視信号光に新たな情報を載せ、情報量を多くすることもできる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の光中継器および光中継システムでは、各光中継器に設置された光分岐器の後段に、光遮断手段を設置することにより、監視信号光に対して十分な調整量が与えられるために、従来の構成では成し得なかった明瞭で高い精度の監視を可能とする効果を有する。
【００１８】
また、光遮断手段を用いて、監視信号光に変調信号を重畳することにより、監視信号光に新たな情報を載せることも可能となり、より多くの情報を送り返すことが可能となる効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明の光中継器および光中継システムの実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１に本発明の光中継器および光中継システムの実施例１の構成図を示す。本発明の光中継器１は、上り、下りの光通信回線８、９に対して、光増幅器２ａ、２ｂがそれぞれ備えられている。これらの光増幅器２ａ、２ｂの後段には光分岐器として光カプラ３ａ、３ｂがそれぞれ備えられている。さらに、それらの後段の分岐経路には光スイッチ４ａ、４ｂ、波長選択型反射手段５ａ、５ｂ、無反射終端６ａ、６ｂがそれぞれ備えられている。また、光カプラ３ａ及び３ｂの前段の分岐経路は、光転送経路１０で接続されている。また、この光転送経路１０の途中には、光レベル調整器７が備えられている。但し、この光レベル調整器７は、光増幅器、光減衰器または光可変減衰器などが用いられるが、必須な構成部品ではない。
【００２１】
光カプラ３ａ及び３ｂは、入力された信号光のほとんどをスルーポートに出力し、一部をクロスポートに出力するように設定されている。その分岐比は例えば、９対１である。そのため、光カプラ３ａ及び３ｂは、それぞれ出力された主信号光および監視信号光の一部を分岐経路へ分岐する。光スイッチ４ａ、４ｂは、これら光カプラ３ａ、３ｂにより分岐された信号光を透過または遮断（ＯＮ／ＯＦＦ）する。波長選択型反射手段５ａ、５ｂは、光スイッチ４ａ、４ｂより出力された主信号光のみを透過し、監視信号光のみを反射する。これら波長選択型反射手段５ａ、５ｂにより反射された監視信号光は、再度光スイッチ４ａ、４ｂを通過し、光カプラ３ａ，３ｂで、そのほとんどが光転送経路１０に送信される。その後、監視信号光は、光レベル調整器７でレベルが調整された後、対向回線側の光カプラ３ｂ、３ａを介して、対向している下りまたは上りの光通信回線９、８にその一部が送り返される。
【００２２】
図１５に本発明の光中継器および光中継システムにおいて、対向回線に監視信号光を送り返す動作を示す。一例として、主信号光が４つの異なる波長で構成される場合で説明する。なお、主信号光は、一つ以上の波長で構成されていればよい。監視信号光λＳＶは、主信号光λ１〜λ４と異なる波長が用いられる。上りの光通信回線８の左側に設置された、端局装置（図示せず）より送信された主信号光λ１〜λ４と監視信号光λＳＶは、光中継器１に入力され、光増幅器２ａで増幅される。次に、それらの信号光は、光カプラ３ａによって、上りの光通信回線８から一部が分岐される。分岐された主信号光λ１〜λ４と監視信号光λＳＶは、光スイッチ４ａを到達する。ここで、光スイッチ４ａがＯＮの場合、それらの光信号光は通過し、波長選択型反射手段５ａにより主信号光λ１〜λ４のみが透過させられ、監視信号光λＳＶのみが反射される。反射された監視信号光λＳＶは、再度光スイッチ４ａを通過し、光カプラ３ａにて分岐経路側に送り出されて、光転送経路１０へ入力される。次に、光レベル調整器７でレベルが調整された後、光カプラ３ｂによって、その一部が対向側の下りの光通信経路９に送り出される（状態Ａ）。そして、下りの光通信経路９の左側に設置された端局装置に備えられた光中継器監視装置（図示せず）によって、光中継器１からの監視信号光λＳＶが受信される。一方、光スイッチ４ａがＯＦＦの場合、監視信号光λＳＶは、対向回線に送り返されることなく、監視装置では、受信されない（状態Ｂ）。
【００２３】
光スイッチ４ａのＯＮ／ＯＦＦを、光増幅器２ａの状態によってあらかじめ設定しておくことにより、端局装置に設置された光中継器監視装置によって、光中継器１の状態を判定することが可能となっている。例えば、光増幅器２ａ内の励起光源が故障した場合や光増幅器２ａへの入力レベルが低下した場合に、光スイッチ４ａがＯＦＦになるように設定しておくことにより、対向する下りの光通信回線９に監視信号光λＳＶが送り出されなくなる。これにより、端局装置に設置された光中継器監視装置で監視信号光λＳＶが受信されなくなり、光中継器１での異常を監視することが可能になる。なお、波長選択型反射手段５ａを透過した主信号光λ１〜λ４は、無反射処理された終端部６ａにて反射されないようになっている。上りの光通信回線８に信号光が送信される場合について説明したが、反対側の下りの光通信回線９に信号光が送信される場合においても、同様の動作を示す。ここで、上り、下りの光通信回線８、９で使用する監視信号光の波長λＳＶを、それぞれ異なる波長λＳＶ１、λＳＶ２にすることで、互いの干渉を防ぐことができ、より高精度な監視が行えるようになる。
【００２４】
光スイッチは、消光比が３０ｄＢ以上のものを用いることで、監視信号光の透過と遮断の差が明確となり、光中継器監視装置において、より明確に判定することが可能となる。一方、従来の構成で用いられていた光可変減衰器では、消光比が２０ｄＢ程度しか得られなかったため、光中継器監視装置で測定したレベル変動が、可変光減衰器により調整したものであるか、システムの不安定性によるレベル変動であるか判定が困難であった。光スイッチには、メカニカル型光スイッチ、磁気光学型光スイッチ、光導波路型光スイッチまたはＭＥＭＳ型光スイッチなどが用いられる。
【００２５】
また、本発明では、波長選択型反射手段に、光グレーティングが用いられ、特に光ファイバグレーティングまたは光導波路グレーティングなどが用いられる。光グレーティングは光フィルタの波長分離能力が高いために、主信号光と監視信号光の波長間隔を狭くしても、監視信号光と主信号光に高精度に分離することができる。そのため、主信号光と監視信号光の波長間隔を狭くすることができ、主信号光と監視信号光を含めた全信号光の波長帯域を狭くすることができる。それにより、使用される各部品に広帯域な特性が要求されない。特に光増幅器の帯域を広くする必要がなくなるため、光増幅器の低コスト化が望める。
【００２６】
また一台の光中継器から転送できる情報量を増加させる方法について以下に示す。図１に示す実施例１の場合、光スイッチの数は上り下りにそれぞれ一つずつである。この場合、上り下りのそれぞれの端局装置に設置された光中継器監視装置に送り返すことのできる情報量は、各光スイッチにおいてＯＮ/ＯＦＦの２つである。しかし、上り下りの光中継器監視装置の情報を組み合わせることで、４個（＝２２個）の信号とすることが可能である。例えば、光スイッチのＯＮ/ＯＦＦをそれぞれ１，０と表した場合、（上り側の監視信号光，下り側の監視信号光）は、（１，１）、（０，１）、（１，０）、（０，０）の４個の組み合わせとなる。つまり、光中継器にｎ個の光スイッチを配置すれば、２ｎ個の信号（情報）を作りだすことが可能である。
【００２７】
また、光中継器から送り返すことのできる情報量を、増加させる異なる手段として、光スイッチに変調をかける応用がある。光中継器より送り返したい情報にあわせて、光スイッチで監視信号に変調信号を重畳させることにより、1台の光スイッチで複数の情報信号を作り出すこともが可能となる。
【００２８】
このように、実施例１の構成では、各光中継器の状態を端局装置にて容易にかつ精度良く監視できるという効果を有する。その理由を以下に示す。図１６に、光中継器内の励起光源が正常に動作している状態、または故障（出力低下または停止）している状態に合わせて、光スイッチのＯＮ/ＯＦＦを設定した場合、監視信号光の受信状態で励起光源の動作を判定する例について示す。
【００２９】
状態Ａは、励起光源の出力が正常（定格）状態である場合に、光スイッチをＯＮに設定した場合の監視信号光の受信状態を示している。監視信号光は、光スイッチがＯＮとなっているため、対向する光通信回線に送り返され、光中継器監視装置にて受信されている。状態Ｂは、励起光源が故障（出力レベル低下または出力停止）している場合に、光スイッチをＯＦＦに設定した場合の監視信号光を示している。監視信号光は、光スイッチがＯＦＦとなっているため、対向する光通信回線に送り返されず、光中継器監視装置にて受信されない。このように、光中継器監視装置における監視信号光の受信の有無により、光中継器の励起光源の動作状態を明確に監視することができる。
【実施例２】
【００３０】
図２に本発明の光中継器および光中継システムの実施例２を示す。
【００３１】
実施例２では、図１に示す本発明の実施例１と異なり、光スイッチ４ａまたは４ｂの前後に、波長選択反射手段５ｃと５ａまたは５ｄと５ｂを有することを特徴とする。これらの波長選択反射手段５ｃと５ａまたは５ｄと５ｂは、それぞれ異なる波長の監視信号光を反射し、対向する光通信回線に送り返す。光スイッチ４ａまたは４ｂの前段に配置された波長選択反射手段５ｃまたは５ｄにより反射される監視信号光は、光スイッチ４ａまたは４ｂのＯＮ/ＯＦＦに影響を受けない。
【００３２】
実施例２の効果としては、端局装置側に設置された光中継器監視装置に監視信号光が返って来ない場合に、それが光スイッチによるものであるかどうかを確実に判断することができる点にある。例えば、光スイッチ４ａがＯＦＦとなった場合、通常は光スイッチ４ａの前段に配置された、波長選択反射手段５ｃにより反射される波長の監視信号光は、対向する光通信回線に送り返されるが、光カプラ３ａ、３ｂの間で障害が生じた場合には光スイッチがＯＮの状態でも、いずれの監視信号光も送り返されない状態となる。なお、この構成において、波長選択反射手段５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄを、それぞれ異なる反射波長に設定することで、互いの干渉等による影響を受けることなく、監視することができるようになる。
【実施例３】
【００３３】
図３に本発明の光中継器および光中継システムの実施例３を示す。
【００３４】
実施例３では、図１に示す本発明の実施例１と異なり、監視信号光の光転送経路を、上り下りの光増幅器の入力側に配置することを特徴とする。このように、分岐経路は、各光増幅器の前段に設けても良い。この構成では、送り返される監視信号光が、対向する側の光増幅器により増幅されるため、監視信号光のパワーが増大し、光中継監視装置で受信し易いという効果がある。
【実施例４】
【００３５】
図４に本発明の光中継器および光中継システムの実施例４を示す。
【００３６】
実施例４は、図２に示す実施例２の変形であり、監視信号光の光転送経路を上り下りの光増幅器の入力側に配置することを特徴とする。このように、分岐経路を、各光増幅器の前段に設けても良い。この構成では、実施例２の効果に加えて、実施例３と同じ効果が得られる。
【実施例５】
【００３７】
図５に本発明の光中継器および光中継システムの実施例５を示す。
【００３８】
実施例５では、光転送経路を上り回線用、下り回線用のそれぞれに備えていることを特徴とする。具体的には、光増幅器２ａ、２ｂの出力側に光カプラ３ａ、３ｂを設けて、波長選択反射手段５ａ、５ｂで反射された監視信号光を、対向する光増幅器２ｂ、２ａの入力側に入力するための光カプラ３ｄ、３ｃを設けて、対向する光通信回線に送り返すことを特徴としている。この構成では、監視信号光が、送信されてきた側の光増幅器と対向する側の光増幅器の両方で増幅されるため、監視信号光のパワーがより増大し、光中継器監視装置でより受信し易いという効果がある。
【実施例６】
【００３９】
図６に本発明の光中継器および光中継システムの実施例６を示す。
【００４０】
実施例６では、図５に示す実施例５の変形であり、光スイッチの前後に波長選択反射手段を有することを特徴とする。この構成では、実施例５の効果に加えて、実施例２と同様な効果も得られる。
【実施例７】
【００４１】
図７に本発明の光中継器および光中継システムの実施例７を示す。
【００４２】
実施例７では、光増幅器２ａ、２ｂの出力側同士及び入力側同士を、それぞれ光転送経路で接続した構成としている。この構成では、光増幅器２ａの出力側に光カプラ３ａ、入力側に光カプラ３ｃを設けて、対向する光増幅器２ｂの出力側に光カプラ３ｂ、入力側に光カプラ３ｄを設けている。監視信号光は、各光増幅器の入力側の光カプラ３ｃと光カプラ３ｄの間で送信し、出力側の光カプラ３ａと光カプラ３ｂの間で送信し合って、対向する光通信回線に送り返すことを特徴とする。この構成では、各光増幅器の前後に設けられた光転送経路によって送り返される監視信号光により、各光増幅器の前後での状態を監視できるという効果がある。
【実施例８】
【００４３】
図８に本発明の光中継器および光中継システムの実施例８を示す。
【００４４】
実施例８は、図７に示す実施例７の変形であり、光スイッチの前後に波長選択反射手段を有することを特徴とする。この構成では、実施例７の効果に加えて、実施例２と同様な効果も得られる。
【実施例９】
【００４５】
図９に本発明の光中継器および光中継システムの実施例９を示す。
【００４６】
実施例９では、光通信回線８において、光増幅器２ａの出力側の光カプラ３ａにて分岐し、反射された監視信号光を、対向する光増幅器２ｂの入力側の光カプラ３ｄに送信し、光増幅器２ａの入力側の光カプラ３ｃにて分岐し、反射された監視信号光を対向する光増幅器２ｂの出力側の光カプラ３ｂに送信して、対向する光通信回線９に転送することを特徴とする。光通信回線９からも同様に監視信号光が光通信回線８に送信される。この構成では、光増幅器をどちらも通さない監視信号光と、どちらも通す監視信号光により、光増幅器の前後での状態を監視できるという効果がある。
【実施例１０】
【００４７】
図１０に本発明の光中継器および光中継システムの実施例１０を示す。
【００４８】
実施例１０は、図９に示す実施例９の変形であり、光スイッチの前後に波長選択反射手段を有することを特徴とする。この構成では、実施例９の効果に加えて、実施例２と同様な効果も得られる。
【実施例１１】
【００４９】
図１１に本発明の光中継器および光中継システムの実施例１１を示す。
【００５０】
実施例１１では、光カプラ３ａを介して分岐経路に送信された監視信号光が、光カプラ３ｅにより複数に分岐され、それぞれに備えられた光スイッチ４ａ〜４ｎとそれぞれ波長の異なる波長選択反射手段５ａ〜５ｎによって各波長毎に反射され、対向する光通信回線に転送されることを特徴とする。対向する光カプラ３ｂでも同様な監視が行われる。この構成では、波長の異なる波長選択反射手段のそれぞれに、異なる情報を付加しておくことにより、光中継器の複数の情報を監視することが可能となる。
【実施例１２】
【００５１】
図１２に本発明の光中継器および光中継システムの実施例１２を示す。
【００５２】
実施例１２は、図１１に示す実施例１１の変形であり、光カプラ３ｅ、３ｆ前段に波長選択反射手段１３ａ、１３ｂを設置することを特徴とする。この構成では、実施例１１の効果に加え、実施例２と同様、送り返される監視信号光のＯＮ/ＯＦＦが、光スイッチによるものであるか判定できるようになる。
【実施例１３】
【００５３】
図１３に本発明の光中継器および光中継システムの実施例１３を示す。
【００５４】
実施例１３は、図６の実施例６の変形であり、光増幅器２ａ、２ｂの入力側の光カプラ３ｃ、３ｄの分岐経路の一端に、受光素子（ＰＤ）１４ｂ、１４ａが設けられていることを特徴とする。この構成では、分岐された信号光の一部を受光素子（ＰＤ）で受信し、その受信レベルによって光スイッチのＯＮ/ＯＦＦを制御することが可能となる。 
【実施例１４】
【００５５】
図１４に本発明の光中継器および光中継システムの実施例１４を示す。
実施例１４では、監視信号光の光転送経路の中段に光アイソレータ１５ａ、１５ｂを備えることを特徴とする。この構成では、光アイソレータにより、転送する方向と逆から入力してくる主信号光や監視信号光を遮断することができ、主信号光同士や監視信号光同士の干渉を防ぐことができる。これにより、主信号光や監視信号光の状態をより安定化できるという効果が得られる。
【００５６】
なお、これらの実施例２から実施例１４において、各波長選択型反射手段の反射波長をそれぞれ異なる波長のものを使い、監視信号光もそれに合わせて異なる波長とすることで、より高精度な監視が行えるようになる。また、光スイッチは、消光比が３０ｄＢ以上のものを用いることで、監視信号光の透過と遮断の差が明確となり、光中継器監視装置において、より明確に判定することが可能となる。光スイッチには、メカニカル型光スイッチ、磁気光学型光スイッチ、光導波路型光スイッチまたはＭＥＭＳ型光スイッチなどが用いられる。波長選択型反射手段には、光グレーティングが用いられ、特に光ファイバグレーティングや光導波路グレーティングなどが用いられる。
【００５７】
さらに、これらの構成においても、光スイッチに変調信号をかけて、監視信号に変調信号を重畳することで、監視情報を増やすことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の光中継器および光中継システムの実施例１を示す図である。
【図２】本発明の光中継器および光中継システムの実施例２を示す図である。
【図３】本発明の光中継器および光中継システムの実施例３を示す図である。
【図４】本発明の光中継器および光中継システムの実施例４を示す図である。
【図５】本発明の光中継器および光中継システムの実施例５を示す図である。
【図６】本発明の光中継器および光中継システムの実施例６を示す図である。
【図７】本発明の光中継器および光中継システムの実施例７を示す図である。
【図８】本発明の光中継器および光中継システムの実施例８を示す図である。
【図９】本発明の光中継器および光中継システムの実施例９を示す図である。
【図１０】本発明の光中継器および光中継システムの実施例１０を示す図である。
【図１１】本発明の光中継器および光中継システムの実施例１１を示す図である。
【図１２】本発明の光中継器および光中継システムの実施例１２を示す図である。
【図１３】本発明の光中継器および光中継システムの実施例１３を示す図である。
【図１４】本発明の光中継器および光中継システムの実施例１４を示す図である。
【図１５】本発明の光中継器および光中継システムにおける監視信号光の対向回線への転送動作を示す図である。
【図１６】本発明の対向回線に送り返される監視信号光と光中継器の状態の組み合わせの一例を示す図である。
【図１７】従来の監視信号光を用いる光中継器および光中継システムを示す図である。
【図１８】図１７に示す従来の光中継器および光中継システムにおける監視信号光の対向回線への転送動作を示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１  光中継器
２ａ、２ｂ  光増幅器
３ａ〜３ｄ  光カプラ  
４ａ〜４ｄ  光スイッチ
５ａ〜５ｈ  波長選択反射手段
６ａ〜６ｄ  終端部
７、７ａ、７ｂ  光レベル調整器
８  上りの光通信回線
９  下りの光通信回線
１０  光転送経路
【図１】
2005136602.tif 000003
【図２】
2005136602.tif 000004
【図３】
2005136602.tif 000005
【図４】
2005136602.tif 000006
【図５】
2005136602.tif 000007
【図６】
2005136602.tif 000008
【図７】
2005136602.tif 000009
【図８】
2005136602.tif 000010
【図９】
2005136602.tif 000011
【図１０】
2005136602.tif 000012
【図１１】
2005136602.tif 000013
【図１２】
2005136602.tif 000014
【図１３】
2005136602.tif 000015
【図１４】
2005136602.tif 000016
【図１５】
2005136602.tif 000017
【図１６】
2005136602.tif 000018
【図１７】
2005136602.tif 000019
【図１８】
2005136602.tif 000020