(57)【要約】【課題】光ファイバ破損時における破損場所の危険なレベルの光放射を適切に遮断する。【解決手段】本発明は、反対方向に情報を含んだ放射を伝搬する第１（Ｂ１、Ｂ２）及び第２（Ａ１、Ａ２）通信経路を有するタイプの通信システム用の光シャッター（４００）であって、第１経路（Ｂ１、Ｂ２）に沿って伝搬する情報を含んだ放射のパワーを監視して対応する放射パワー指示信号を発生するための測定手段（４３０）と、制御信号を発生するために指示信号を閾値と比較するための制御手段（４２０）と、制御信号に応答して第２経路（Ａ１、Ａ２）に沿った放射の伝搬を選択的に実質的に阻止又は送信するためスイッチング手段（４１０）とを備えたことを特徴とする光シャッターを提供する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反対方向に情報を含んだ放射を伝搬する第１（Ｂ１、Ｂ２）及び第２（Ａ１、Ａ２）通信経路を有するタイプの通信システム用の光シャッター（４００）であって、第１経路（Ｂ１、Ｂ２）に沿って伝搬する情報を含んだ放射のパワーを監視して対応する放射パワー指示信号を発生するための測定手段（４３０）と、制御信号を発生するために指示信号を閾値と比較するための制御手段（４２０）と、制御信号に応答して第２経路（Ａ１、Ａ２）に沿った放射の伝搬を選択的に実質的に阻止又は送信するためスイッチング手段（４１０）とを備えたことを特徴とする光シャッター。
【請求項２】
制御手段（４２０）とスイッチング手段（４１０）とが指示信号の強度が閾値以下に落ちた時に、第２経路に沿った放射の伝搬を阻止するように動作する請求項１に記載の光シャッター。
【請求項３】
測定手段（４３０）が光カップラー（４４０）と放射検出器とを含み、カップラー（４４０）は指示信号を生成するために情報を含んだ放射の一部を検出のために検出器へ取り出す請求項１又は２に記載の光シャッター。
【請求項４】
カップラー（４４０）が、検出器に情報を含んだ放射の一部を取り出すために溶融接合ファイバ・カップラー及び１ｘＮ光導波管カップラーの１つ又は複数を有する請求項３に記載の光シャッター。
【請求項５】
スイッチング手段（４１０）が、制御信号に応答して第２経路（Ａ１、Ａ２）に沿って伝搬する放射を実質的に阻止又は送信するための液晶光減衰器、熱制御光減衰器、電荷キャリア分散変調器、電子機械光スイッチ、又は光マイクロマシン光構造（ＭＥＭ）装置の１つ又は複数を有する請求項１、２、３、又は４のいずれかに記載の光シャッター。
【請求項６】
第１及び第２経路が、光ファイバ導波管通信リングの時計方向及び反時計方向の通信経路である前記請求項のいずれかに記載の光シャッター。
【請求項７】
測定手段（４３０）が第１経路に沿って伝搬する情報を含んだ波長分割マルチプレクス（ＷＤＭ）放射の放射パワーを監視し、スイッチング手段（４１０）が第２経路に沿ったＷＤＭ放射を選択的に実質的に阻止又は送信する前記請求項のいずれかに記載の光シャッター。
【請求項８】
測定手段（４３０）の次に第１経路（Ｂ１、Ｂ２）に沿って第１経路から通信システム管理情報を含んだ管理チャンネルに対応する情報を含んだ放射の一部を取り出す放射ドロップ手段（４６０）が続き、管理情報がシステムの制御に使用される請求項７に記載の光シャッター。
【請求項９】
スイッチング手段（４１０）の次に第２経路（Ａ１、Ａ２）に沿って通信システム管理情報を含んだ管理チャンネルに対応する放射を第２経路へ追加するための放射追加手段（４５０）が続く請求項７又は８のいずれかに記載の光シャッター。
【請求項１０】
ＷＤＭ通信システム用のノード（３０）であって、このノード（３０）はシステムの他のノード（１０、２０）にこれらノード（１０、２０）間にＷＤＭ放射が反対方向に沿って伝搬される少なくとも第１（８０、９０）及び第２（１００、１１０）通信導波管により接続されており、このノードにおいて少なくとも１つのＷＤＭチャンネルを追加及びドロップするための追加／ドロップ・マルチプレキシング手段（４０、５０）と、第１及び第２導波管に接続された請求項１乃至９のいずれかの１つに記載された１つ又は複数の光シャッター（５００、５１０）とを備え、シャッターの各々は導波管の１つに沿って伝搬される情報を含んだ放射を監視して、導波管の前記１つに沿って伝搬される放射の放射パワーが閾値を超えたか又は超えないかに依存して別の導波管に沿って伝搬する放射を選択的に実質的に阻止又は送信して、これにより第１及び第２導波管の１つ又は複数に１つ又は複数の破損が発生した時に出力される放射を減少するノード。
【請求項１１】
マルチプレキシング手段（４０、５０）が第１及び第２導波管の少なくとも１つから作業チャンネルと保護チャンネルを追加及びドロップする請求項１０に記載のノード。
【請求項１２】
作業チャンネルが動作しない時にノードが保護チャンネルを通信のために使用する請求項１１に記載のノード。
【請求項１３】
ノードが第１及び第２導波管の１つ又は複数内を伝搬する放射を増幅するための光増幅器を欠いている請求項１０、１１又は１２のいずれかに記載のノード。
【請求項１４】
第１及び第２導波管が導波管通信リング内に組み込まれている請求項１０、１１、１２又は１３のいずれかに記載のノード。
【請求項１５】
通信リングがメトロリングである請求項１４に記載のノード。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光シャッターに関し、より詳細には、限定的ではなく、例えば、光ファイバ導波管破損時などのシステム障害時に、１つ又は複数の通信システム光経路を遮断するための光シャッターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在の光通信システムは、光ファイバ導波管を介して相互に接続された複数の空間的に配置されたノードと、ノード間に情報を含む変調された光放射を運ぶための導波管とを有する。典型的に情報はチャンネルに区分されていて、各チャンネルはそれに関連した放射波長範囲を有する。このような区分は波長分割マルチプレキシング（ＷＤＭ）として知られている。
【０００３】
前述した通信システムにおいて、ノードをリンググループで配列することが慣例である。リンググループ内の隣接するノードを接続する光ファイバ導波管はセクションとして知られている。このようなグループが各々が数キロメートルの程度の直径を有する場合、このグループはメトロリングとして知られている。メトロリングはしばしばその中に光増幅器の必要性を回避するため、十分に小さい直径を有する。すなわち、リングは受動的である。メトロリングがより大きい時は、典型的に１つ又は複数の光増幅器がその中に組み込まれる。光増幅器、例えば、エルビウム・ドープド・ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）は、高価な部品であり、従って、システムの光信号対雑音比を許容可能にするため絶対的な必要な場合のみに使用される。
【０００４】
各々の光通信システム・リングは２つの光ファイバ・ループを使用するのが慣例であって、１つのループは時計回り方向にＷＤＭ放射を運び、他のループは反時計回り方向にＷＤＭ放射を運ぶ。ループを複製することにより、１つのループが使用できなくなった場合にリング内のノード間の通信を確保することを助ける。ループはしばしば１つ又は複数のＥＤＦＡ又は複数の変調されたレーザ源からの放射の集合であるＷＤＭ放射を運ぶ。この放射の集合は、クラスＩＩＩＡ又はクラスＩＩＩＢレーザ放射パワーに対応する数十ｍＷのオーダーのパワーをしばしば有する。このようなパワーレベルは危険であり、このため、安全上の理由から、光ファイバ導波管の損傷が検出されたことに起因して１つ又は複数のループが破損した時に自動的に遮断する設備を有することが慣例である。
【０００５】
光通信システム内で自動的遮断は、普通、システムがセクションから受信する光放射パワーの激しい減少又は損失を検出した時、セクションに放射を供給するＥＤＦＡを遮断することより達成される。
【０００６】
前述のメトロリングでは、セクションと関連した光ファイバ導波管上に受動ノードを挿入することが慣例であり、このような受動ノードは光増幅器を欠いている。通常のセクション遮断がこれらセクションに供給するＥＤＦＡに作用する場合、この遮断はセクション内への放射送信の停止を生ずる。ＷＤＭＡ放射が普通の作業チャンネルに加えて保護チャンネルを含む場合、遮断は、受動ノードの各々へのファイバ経路の１つが無傷のままであっても受動ノードへの全ての通信トラフイックが停止するために、作業チャンネルと保護チャンネルの両方を使用不能にする。このような、リング・グループ内の全体セクションの遮断は受動ノードを通じて提供されるサービスの潜在的に不必要である顕著な減少を発生する。
【０００７】
自動的遮断を実行することに責任を持つ能動ノード間のセクションに含まれた受動ノードを有するノードのリング・グループにおいては、受動ノードが十分な放射パワーを挿入して能動ノードがたとえ光ファイバ導波管の損傷が発生しても自動的遮断の適用を行なわないように能動ノードがそのような放射パワーを通常の動作状態と解するようにすることが可能である。この状態では、能動ノードはその光増幅器を遮断せず、そして危険なレベルの放射がファイバ導波管内に損傷へ向けて発射される。
【０００８】
このように、発明者は上述した従来の自動的遮断、特に、受動ノードが光通信システムのセクション内に組み込まれている場合、に関連して説明された問題点を認識した。
【０００９】
発明者は、上述した問題点の解決を発明した。この解決は光通信システムのセクション内に挿入された受動ノードに１つ又は複数の光シャッターを組み込むことを含む。
【００１０】
本発明の１つの観点によれば、情報を含んだ放射を反対方向へ伝搬する第１及び第２通信経路を有するタイプの光通信システム用の光シャッターであって、第１経路に沿って伝搬する情報を含んだ放射パワーを監視して、放射パワーに対応した指示信号を発生するための測定手段と、指示信号を閾値と比較して制御信号を発生するための制御手段と、制御信号に応答して第２経路に沿って伝搬する放射を選択的に実質的に阻止又は送信するためのスイッチング手段とを備えた光シャッターが提供される。
このシャッターは、通信システムにおいて、第１及び第２経路の１つ又は複数で破損または損傷が発生した時に第２経路から出力される放射の危険なレベルを減少できるという効果を提供する。
好ましくは、制御手段とスイッチング手段は、指示信号の大きさが閾値以下に落ちた時に第２経路に沿って伝搬する放射を阻止するように動作する。指示信号が閾値以下の状態は第１経路の破損に対応することができ、従って、シャッターはまた発生しているであろう第２経路内のこのような破損に向けてスイッチング手段を介して危険なレベルの放射が通過するのを防止するのに効果的である。
都合よくは、シャッターを構成する時、測定手段は光カップラーと放射検出器とを含み、カップラーは指示信号を発生するために情報を含んだ放射の一部を検出のためその中の検出器に向けて送るように動作する。このようなカップラーの使用は、第１経路内にシャッターを含ませることにより第１経路に沿った放射伝搬に対してほんの少しの摂動を発生させるだけであるという利点を提供する。
実用的な理由から、カップラーは検出器に情報を含んだ放射の一部を向けて送るために１つ又は複数の溶融接合ファイバ・カップラー、及び１ｘＮ光導波管カップラーを有する。これらのカップラーは、特に相対的に低いコストと相対的に低い挿入損失の理由のためにシャッターにおける使用に適している。
好ましくは、スイッチング手段は、制御信号に応答して第２経路に沿って放射伝搬を実質的に阻止又は送信するために、１つ又は複数の液晶光減衰器、熱制御光減衰器、及び電荷キャリア分散変調器を有する。これらの減衰器及び変調器は実用的な理由のため、シャッターにおいてＷＤＭ放射を減衰するため使用するのによく適している。
好ましくは、第１及び第２経路は、光ファイバ導波管通信リングの時計方向及び反時計方向通信経路である。時計方向及び反時計方向経路を組み込んだ保護された通信リングは、例えば、光ファイバ導波管破損に起因して１つの経路が欠陥を発生した時に改良された信頼性の利点を与える。
好ましくは、通信システムは波長分割マルチプクス（ＷＤＭ）フォーマットで情報を伝えるように動作する。従って、測定手段は好ましくは第１経路に沿った情報を有するＷＤＭ放射の放射パワーを監視するように動作し、そしてスイッチング手段は第２経路に沿ったＷＤＭ放射の伝搬を選択的に実質的に阻止又は送信するように動作する。
通信システムにおいては、システムの管理制御のために管理情報も通信することが望まれる。このような管理情報を通信するために、好ましくは第１経路に沿って測定手段の次に、第１経路から通信システム管理情報を含む管理チャンネルに対応した情報を含んだ放射の一部を取り出すために放射ドロップ手段が続き、この管理情報はシステムを制御するために使用される。同様にして、好ましくは第２経路に沿ってスイッチング手段の次に第２経路へ通信システム管理情報を含んだ管理チャンネルに対応する放射を追加するための放射追加手段が続く。
本発明の別の観点によれば、ＷＤＭ通信システム用のノードであって、このノードはノード間を反対方向にＷＤＭ放射を伝搬する少なくとも第１及び第２通信導波管によりシステムの他のノードと結合されており、このノードは少なくとも１つのＷＤＭチャンネルをノードで追加又はドロップするための追加／ドロップ・マルチプレキシング手段と第１及び第２導波管に結合した本発明の第１の観点による１つ又は複数のシャッターを有し、このシャッターは各々が、１つの導波管に沿って伝搬する情報を含んだ放射を監視してそして前記１つの導波管に沿って伝搬する放射の放射パワーが閾値を超えたか又は超えないかに依存して別の導波管に沿って伝搬する放射を選択的に実質的に阻止又は送信することができ、これにより第１及び第２導波管の１つ又は複数において１つ又は複数の破損が発生した時に出力される放射を減少する。
このノードは、１つ又は複数のシャッターが第１及び第２導波管の１つ又は複数で破損の時に第１及び第２の導波管の１つ又は複数において出力する放射の危険なレベルを防止できるという効果を提供できる。
好ましくは、このマルチプレキシング手段は第１及び第２導波管の少なくとも１つから作業チャンネルと保護チャンネルを追加及びドロップすることができる。これにより、このノードはシステムへの通信アクセスを提供することができる。さらに、システムの信頼性を改善するため、ノードは作業チャンネルが動作しない時に通信のために保護チャンネルを使用することができる。
好ましくは、コストを減少するために、ノードは受動ノードであることができる。すなわち、ノードは第１及び第２導波管の１つ又は複数に伝搬する放射を増幅するための光増幅器を欠くことができる。これは、特に、第１及び第２導波管が、例えば、通信リングがメトロリングの場合の導波管通信リング内に組み込まれる際に好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
添付図面を参照して、例示としてのみ、本発明の実施の形態を以下に説明する。本発明をより良く理解するため、最初にファイバ導波管の破損又は光増幅器の故障時に発生する自動的遮断を備えた従来の光通信システムの問題を説明する。
【００１２】
図１において、光通信システムの第１及び第２能動ノード１０、２０のそれぞれと、能動ノード１０、２０を一緒に接続するセクション内に介在する受動ノード３０とが示されている。受動ノード３０は、第１及び第２受動追加／ドロップ光マルチプレクサ４０、５０のそれぞれを組み込んでいる。さらに、能動ノード１０、２０は第１及び第２光増幅器６０、７０をそれぞれ含む。
【００１３】
セクションには、４つの光ファイバ導波管が存在する。すなわち、第１導波管８０、第２導波管９０、第３導波管１００、及び第４導波管１１０である。第１導波管８０は第１増幅器６０から第１マルチプレクサ４０の光入力ポートまでを接続する。第２導波管９０は第１マルチプレクサ４０の光出力ポートから第２ノード２０の光入力ポートまでを接続する。第３導波管１００は第２増幅器７０の光出力ポートから第２マルチプレクサ５０の光入力ポートまでを接続する。第４導波管１１０は第２マルチプレクサ５０の光出力から能動ノード１０の光入力ポートまでを接続する。第１及び第２導波管８０、９０は第１ノード１０から第２ノード２０までの第１送信経路を構成し、第３及び第４導波管１００、１１０は第２ノード２０から第１ノード１０までの第２送信経路を構成することが理解される。
【００１４】
マルチプレクサ４０、５０のそれぞれは誘電体フィルタを含み、セクションを通じて伝搬するＷＤＭ放射内に存在する作業チャンネルを受動ノード３０から取り出し、そして作業チャンネルに対応する波長範囲に光放射を追加するように動作する。さらに、マルチプレクサ４０、５０のそれぞれはまたセクションを通じて伝搬するＷＤＭ放射内に存在する保護チャンネルを受動ノード３０から取り出し、そして保護チャンネルに対応する波長範囲に光放射を追加するように動作する。さらに、マルチプレクサ４０、５０のそれぞれはノード３０内に含まれる管理電子回路（図示しない）において受信するためにＷＤＭ放射内に存在する管理チャンネルの放射の少なくとも一部を取り出す。
【００１５】
動作において、いくつかのチャンネルを有し情報を含んだＷＤＭ放射は第１増幅器６０から出力され、そして第１導波管８０に沿って追加／ドロップ・マルチプレクサ４０へ伝搬する。マルチプレクサ４０は、受動ノード３０において、作業チャンネル、保護チャンネル、及び管理チャンネルに対応した放射を隔離して、放射を出力、すなわち、ドロップする。さらに、マルチプレクサ４０は、作業チャンネル、保護チャンネル、及び管理チャンネルに対応した波長の受動ノード３０への放射入力を受信して、そしてそれをマルチプレクサ４０を介して伝搬する放射に追加して、第２能動ノード２０へ伝搬する第２導波管９０へ発射される出力放射に供給する。
【００１６】
同様にして、いくつかのチャンネルを有し情報を含んだＷＤＭ放射が第２増幅器７０から出力されて、そして第２追加／ドロップ・マルチプレクサ５０へ第３導波管１００に沿って伝搬する。マルチプレクサ５０は、受動ノード３０において、作業チャンネル、保護チャンネル、及び管理チャンネルに対応した放射を隔離して、放射を出力、すなわち、ドロップする。さらに、マルチプレクサ５０は、作業チャンネル、保護チャンネル、及び管理チャンネルに対応した波長の受動ノード３０への放射入力を受信して、そしてそれをマルチプレクサ５０を介して伝搬する放射に追加して、第１能動ノード１０へ伝搬する第４導波管１１０へ発射される出力放射に供給する。
【００１７】
管理電子回路は、受動ノード３０でドロップされた管理チャンネルの放射を受信し、そして、ノード３０の機能と関連するその中に伝えられる指示を解釈する。この指示は保護チャンネルが使用されるべきかどうかを決定し、そして作業チャンネル又は保護チャンネルに対応する放射をどの方向に向けるか、すなわち、第２マルチプレクサ５０を介して第１能動ノード１０の方向へ又は第１マルチプレクサ４０を介して第２能動ノード２０の方向かを決定する。
【００１８】
今、図２を参照すると、図１と同じノード１０、２０、３０とファイバ導波管８０、９０、１００、１１０が示されているが、導波管８０が２００に示される破損を受けている。破損２００は、導波管８０に沿って増幅器６０から第１マルチプレクサ４０への放射伝搬の中断を発生する。破損２００の結果として、第２能動ノード２０において受信される放射の減少が検出され、そして第２ノードはその増幅器７０を切り、受動ノード３０が通信サービスの提供を受けられない隔離されたままにする。第１能動ノード２０はまた増幅器７０から受信される放射の減少を検出して、ノード１０の増幅器６０を切り、これにより破損２００において出力される光放射の危険なパワーレベルを防ぐ。
【００１９】
図２において、もし、第２能動ノード２０がこれを通常の放射レベルとして解釈する程度に十分な放射が受動ノード３０に入力すると、第２能動ノード２０が自動的遮断を実行せず、破損２００において危険なパワーレベルの放射を結果するリスクが存在する。
【００２０】
今、図３を参照すると、図１と同じノード１０、２０、３０とファイバ導波管８０、９０、１００、１１０が示されているが、導波管８０と１１０がそれぞれ第１及び第２破損３００、３１０を受けている。第１破損３００は、導波管８０に沿って増幅器６０から第１マルチプレクサ４０までの放射伝搬を中断する。さらに、第２破損３１０は、第２マルチプレクサ５０を経由して第２増幅器７０から第１能動ノード１０までの放射伝搬を中断せしめる。
【００２１】
破損３００、３１０が発生する時、第２能動ノード１０が受信パワーの減少を検出し、そしてその増幅器７０のスイッチを切る。同様に、第１能動ノード１０も受信パワーの減少を検出して、その増幅器６０のスイッチを切る。
【００２２】
図３において、もし、受動ノード３０に十分な放射パワーが入力して第２能動ノード２０へ伝えられると、第２ノード２０はこの放射が増幅器６０から発生しているものと解釈する。この結果、第２ノード２０はその増幅器７０で放射を出力し続け、第２破損３１０において放射の危険なレベルを出力するという結果を発生する。
【００２３】
図２と図３を参照した上述の説明から理解されるように、従来の自動的遮断は、導波管のいくつかが受動ノード３０へ情報トラフイックを伝達するために潜在的に利用可能であるけれども、１つ又は複数のファイバ導波管破損に応答して受動ノード３０への通信の損失を結果する。さらに、十分な放射パワーが受動ノード３０に入力する場合、自動的遮断の適用が妨げられて、ファイバ導波管破損において危険なレベルの放射が維持されるという危険な状態が起こる。
【００２４】
従来の自動的遮断の欠点を解決するために、発明者は受動ノード３０内に組み込むことのできる光シャッターを発明した。このシャッターは、図４に示されていて、一般的に４００で示されている。シャッター４００は、光シャッター・スイッチ４１０と、制御ユニット４２０と、パワー監視４３０と、光タップ４４０とを有する。さらに、シャッター４００は選択的に管理チャンネル追加カップラー４５０と、管理チャンネル・ドロップ・カップラー４６０とを有することができる。
【００２５】
今、シャッター４００内の相互接続を説明する。シャッター４００は、第１及び第２光入力ポートＡ１、Ｂ１をそれぞれ含み、第１及び第２光出力ポートＡ２、Ｂ２をそれぞれ含む。第１入力ポートＡ１は、シャッター・スイッチ４１０の光入力ポートに結合されていて、そしてスイッチ４１０の出力ポートは管理チャンネル追加カップラー４５０を介して第１出力ポートＡ２に接続している。さらに、第２入力ポートＢ１は光タップ４４０の光入力ポートに接続している。さらに、光タップ４４０の光出力ポートは管理ドロップ・カップラー４６０を介して第２出力ポートＢ２に接続している。
【００２６】
タップ４４０の光モニター出力は、パワー監視４３０の光入力に接続されている。監視４３０は制御ユニット４３０の入力に接続されたパワー監視出力を含む。制御ユニット４３０の制御出力は、光シャッター４１０の制御入力に接続されている。
【００２７】
光タップ４４０、管理チャンネル追加カップラー４５０及び管理チャンネル・ドロップ・カップラー４６０は好ましくは溶融接合カップラーである。他のタイプのカップラーも代替的に使用できる。光シャッター４１０は、好ましくは液晶シャッターとして実現される。さらに、制御ユニット４２０は、好ましくはハードウェアで実現されるが、代替的にソフトウェア機能でもできる。さらに、パワー監視４３０は、光電子検出器とコンディショニング回路とを含み、制御ユニット４２０へ出力を供給する。
【００２８】
図４を参照して、シャッター４００の動作を説明する。第１入力ポートＡ１で受信された通信トラフイックＷＤＭ変調放射は、０．５ｄＢの程度の減衰をこうむりながら内部のシャッター・スイッチ４１０内を伝搬して、管理チャンネル追加カップラー４５０へと進む。管理チャンネル放射がカップラー４５０でシャッター・ユニット４１０からの放射に追加されて、集合放射として第１出力ポートＡ２へ伝播する。
【００２９】
第２入力ポートＢ１で受信された放射は光タップ４４０へ伝搬し、そこで、例えば、２０％、又はそれ以下の受信された放射の一部がパワー監視４３０へ取り出される。例えば、８０％、又はそれ以上の受信された放射の残りの部分は管理ドロップ・カップラー４６０へ送信される。カップラー４６０で、管理チャンネルに対応した受信した放射の一部が取り出され、そして放射の残りが第２出力Ｂ２へと伝搬する。
【００３０】
光タップ４４０で取り出された放射はパワー監視４３０へ伝搬し、そこで受信されて対応する放射パワー指示信号が発生される。指示信号は制御ユニット４２０へ送られ、そこでファイバ破損が発生したかどうかを決定するためにパワー閾値と指示信号の強度が比較される。ファイバ破損が発生したとみなされたならば、制御ユニット４２０はシャッター４１０へ制御信号を出力し、それを実質的に透明な状態、すなわち、それを通過する際の減衰が好ましくは１ｄＢ以下、から不透明な状態、すなわち、それを通過する際の減衰が２５ｄＢ程度又はそれ以上、に切り換える。
【００３１】
次に、図５を参照すると、各々が図４のシャッター４００と同一なシャッター５００と５１０の２つを含むように修正された受動追加／ドロップ・ノード３０が示されている。シャツター５００、５１０が能動ノード１０と２０の間のセクション内、すなわち、受動ノード３０の両側に含まれている。もし、必要ならば、コストを削減するために、シャッター５００、５１０の１つを選択的に無くすることができる。
【００３２】
図６において、第１及び第４ファイバ導波管８０、１１０内に第１及び第２破損６００、６１０が発生した状態が示されている。第１増幅器６０は破損６００へ伝搬する放射を第１導波管８０内へ発射する。破損６００の結果として、シャッター５００の光タップ４４０では放射が受信されない。シャッター５００のパワー監視４３０が放射パワーの欠如を検出してシャッター５００の関連するシャッター・スイッチ４１０を実質的に透明な状態から不透明な状態、すなわち、阻止状態へ切り換える。第１能動ノード１０は、その入力ポートにおいて受信されるパワーの減少を検出し、第１増幅器６０を切るための自動的遮断手順の実行を進める。自動的遮断とシャッター・スイッチ４１０による阻止の結果として、放射が破損６００、６１０に到達するのが防止される。もし、十分な放射パワーが受動ノード３０へ入力されて第２能動ノードがそれが受信するパワーが第１ノード１０の増幅器６０から発生するものとして解釈する場合、シャッター５００が第２能動ノード２０の増幅器７０から出力される放射が第２破損６１０へ到達するのを防止する。
【００３３】
２つの破損６００、６１０が発生した状態では、第２能動ノード２０と受動ノード３０との間の通信は、第２ノード２０が十分な放射を受信してその自動的遮断が増幅器７０を切ることがないように保証するか又は受動ノード３０から管理チャンネルを介して第２能動ノード２０へ指示を送信してその自動的遮断を無効にするかのいずれかにより維持できる。このような手法により、受動ノード３０への通信は受動ノード３０の一方の側のセクションが２つの破損６００、６１０により使用不能となる場合でも維持することができる。さらに、危険なレベルの放射が破損６００、６１０へ到達することも防止できる。
【００３４】
破損６００、６１０が発生した時、セクションは自動的に又はオペレータの制御のいずれかにより、試験パルスを送信することを含む特別な再開手順を適用することにより再開始される。試験パルスは、遮断されているシャッター・スイッチ４１０を一時的に実質的に透明、すなわち、それを通過する減衰が好ましくは１ｄＢ以下に切り換えることにより発生される。例えば、破損６００、６１０が修復された時、シャッター５１０のシャッター・スイッチ４１０が一時的に実質的に透明にされて、マルチプレクサ５０を通過して１つ又は複数の放射のパルスが第１能動ノード１０へ到達し、第１ノード１０はそこで受信された放射パルスを検出し、そして、もし、パルスが閾値レベル以上の強度である場合、ファイバ導波管１１０が完全であると見なされる。そして、第１ノード１０がファイバ導波管８０内に放射を発射する。そして、シャッター５００の光タップ４４０とそれに関連したパワー監視４３０と制御ユニット４２０は閾値を超えていることを検出し、シャッター５００の制御ユニット４２０はシャッター・スイッチ４１０を連続的に実質的に透明に切り換える。これにより、第１能動ノード１０から受動ノード３０への通信が確立される。
【００３５】
代替的に、通信を再び確立するために試験パルスを管理チャンネル上で送信できる。管理放射パワーが受信された時、シャッター５００が透明にされる。管理パワーは管理チャンネルを再確立することにより検出されるか又はシャッター５００のパワー監視４３０で受信される光パワーとして検出される。
【００３６】
光通信システム設計の分野の知識を有する者には理解されるように、本発明の範囲から逸脱することなくシャッター４００と１つ又は複数のシャッター４００を組み込んだ受動ノード３０に修正と変形を行なうことができる。例えば、制御ユニット４２０はハードウェアで実現されているが、代替的に、ソフトウェア機能で実現できる。さらに、シャッター・スイッチ４１０が液晶装置として実現されているが、他のタイプの技術、例えば、クローニング−クラマー吸収現象を使用した電荷キャリア分散変調器、熱的駆動減衰器、電子機械的光スイッチ、又は光マイクロマシン構造（ＭＥＭ）装置などを使用して実現できる。さらに、光タップは溶融接合ファイバ・カップラーとして、又は、代替的に、米国特許第４９５００４５号に開示されているタイプの１ｘＮ光導波管カップラーとして実現できる。また、米国特許第５４１０６２５号に開示されているようなタイプのカップラーを使用することも考えられる。
【００３７】
本発明のシャッターは、ファイバ破損の場合に反対方向の伝搬方向の保護経路を提供するために、ノードを相互接続する典型的に２つの光ファイバの第１及び第２通信経路を有し、放射が経路に沿って伝えられる光ファイバ・リング送信システムのノードにおいて特別の応用を有する。さらに、限定的ではないが、本発明はリング内に光増幅器の必要性を回避するために十分に短い周囲（経路長）のメトロリングに特に適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】
従来技術による通信システムの２つの能動ノードを相互接続する光ファイバ導波管セクションを示し、このセクションは受動ノードを含む図。
【図２】
ファイバ導波管の１つが破損した図１のセクションを示す図。
【図３】
ファイバ導波管の両方が破損した図１のセクションを示す図。
【図４】
本発明による光シャッターの概略図。
【図５】
図４に示されるタイプの２つのシャッターを含んだ受動ノードであって、能動ノード間のセクションに含まれた受動ノードを示す概略図。
【図６】
２つのファイバ破損を受けた図５のセクションの概略図。
【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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【図６】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【手続補正書】
【提出日】平成14年12月12日(2002.12.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＷＤＭ通信システム用のノード（３０）であって、このノード（３０）はシステムの他のノード（１０、２０）にこれらノード（１０、２０）間にＷＤＭ放射が反対方向に沿って伝搬される第１（Ｂ１、Ｂ２、８０、９０）及び第２（Ａ１、Ａ２、１００、１１０）光経路により接続されており、このノードはこのノードにおいて少なくとも１つのＷＤＭチャンネルを追加及びドロップするための追加／ドロップ・マルチプレキシング手段（４０、５０）と少なくとも１つの光シャッター（４００、５００、５１０）とを備え、光シャッターは第１経路（Ｂ１、Ｂ２）に沿ってノード（３０）に入力されるＷＤＭ放射のパワーを監視して対応する放射パワー指示信号を発生する測定手段（４３０）と、制御信号を発生するために指示信号と閾値とを比較する制御手段（４２０）と、制御信号に応答して第２経路（Ａ１、Ａ２）に沿ってノード（３０）から出力するＷＤＭ放射を選択的に実質的に阻止又は送信するスイッチング手段（４１０）とを含むノード。
【請求項２】
制御手段（４２０）とスイッチング手段（４１０）は、指示信号の強度が閾値以下に落ちた時に、第２経路に沿ったＷＤＭ放射出力を阻止するように動作する請求項１に記載のノード。
【請求項３】
測定手段（４３０）が光カップラー（４４０）と放射検出器とを含み、カップラー（４４０）は指示信号を生成するためにＷＤＭ放射の一部を検出のために検出器へ取り出す請求項１又は２に記載のノード。
【請求項４】
カップラー（４４０）が、検出器にＷＤＭ放射の一部を取り出すために溶融接合ファイバ・カップラー及び１ｘＮ光導波管カップラーの１つ又は複数を有する請求項３に記載のノード。
【請求項５】
スイッチング手段（４１０）が、液晶光減衰器、熱制御光減衰器、電荷キャリア分散変調器、電子機械光スイッチ、又は光マイクロマシン光構造（ＭＥＭ）装置の１つ又は複数を有する請求項１乃至４のいずれかに記載のノード。
【請求項６】
測定手段（４３０）の次に第１経路（Ｂ１、Ｂ２）に沿って第１経路に対する管理チャンネルに対応するＷＤＭ放射の一部を取り出すための放射ドロップ手段（４６０）が続き、管理情報がシステムの制御に使用される前記請求項のいずれかに記載のノード。
【請求項７】
スイッチング手段（４１０）の次に第２経路（Ａ１、Ａ２）に沿って第２経路の管理チャンネルに対応する放射を第２経路へ追加するための放射追加手段（４５０）が続く請求項６に記載のノード。
【請求項８】
マルチプレキシング手段（４０、５０）が第１及び第２導波管から作業チャンネルと保護チャンネルを追加及びドロップする前記請求項のいずれかに記載のノード。
【請求項９】
作業チャンネルが動作しない時にノードが保護チャンネルを通信のために使用する請求項８に記載のノード。
【請求項１０】
ノードが第１及び第２導波管を伝搬するＷＤＭ放射を増幅するための光増幅器を欠いている前記請求項のいずれかに記載のノード。
【請求項１１】
第１及び第２光経路に沿ってノードからのＷＤＭ放射出力を選択的に阻止又は送信するそれぞれの光シャッターを含む前記請求項のいずれかに記載のノード。
【請求項１２】
ＷＤＭ通信システムがリング構成を含み、ノードが接続可能な第１及び第２光経路が時計方向及び反時計方向の通信経路を含む前記請求項のいずれかに記載のノード。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明の１つの観点によれば、ＷＤＭ通信システム用のノードであって、このノードは通信システムの他のノードにこれらノード間にＷＤＭ放射が反対方向に沿って伝搬される第１及び第２光経路により接続されており、このノードはこのノードにおいて少なくとも１つのＷＤＭチャンネルを追加及びドロップするための追加／ドロップ・マルチプレキシング手段と少なくとも１つの光シャッターとを備え、光シャッターは第１経路に沿ってノードに入力されるＷＤＭ放射のパワーを監視して対応する放射パワー指示信号を発生する測定手段と、制御信号を発生するために指示信号と閾値とを比較する制御手段と、制御信号に応答して第２経路に沿ってノードからの出力するＷＤＭ放射を選択的に実質的に阻止又は送信するスイッチング手段とを含むノードが提供される。
このシャッターを含むことは、第１及び第２経路の１つ又は複数で破損または損傷が発生した時に第２経路に沿ってノードから出力される放射の危険なレベルを減少できるという効果を提供する。
好ましくは、制御手段とスイッチング手段は、指示信号の大きさが閾値以下に落ちた時に第２経路に沿ったＷＤＭ放射出力を阻止するように動作する。指示信号が閾値以下の状態は第１経路の破損に対応することができ、従って、シャッターはまた発生しているであろう第２経路内のこのような破損に向けてスイッチング手段を介して危険なレベルの放射が通過するのを防止するのに効果的である。
都合よくは、シャッターを構成する時、測定手段は光カップラーと放射検出器とを含み、カップラーは指示信号を発生するためにＷＤＭ放射の一部を検出のためその中の検出器に向けて送るように動作する。このようなカップラーの使用は、第１経路に沿ったＷＤＭ放射伝搬に対してほんの少しの摂動を発生させるだけであるという利点を提供する。
実用的な理由から、カップラーは検出器に情報を含んだ放射の一部を向けて送るために１つ又は複数の溶融接合ファイバ・カップラー、及び１ｘＮ光導波管カップラーを有する。これらのカップラーは、特に相対的に低いコストと相対的に低い挿入損失の理由のためにシャッターにおける使用に適している。
好ましくは、スイッチング手段は、１つ又は複数の液晶光減衰器、熱制御光減衰器、及び電荷キャリア分散変調器、電子機械光スイッチ又は光マイクロマシン光構造（ＭＥＭ）装置を有する。これらの減衰器及び変調器は実用的な理由のため、ＷＤＭ放射を減衰するため使用するのによく適している。
ＷＤＭ通信システムにおいて、ノード間にシステムの制御を管理するための管理情報を通信することがまた望ましい。このような管理情報の通信を可能にするため、測定手段の次に第１経路に沿って第１経路に対する通信システム管理情報を含んだ管理チャンネルに対応するＷＤＭ放射の一部を取り出すための放射ドロップ手段を続けることが好ましく、管理情報はシステムの制御のために使用される。これに加えて、スイッチング手段の次に第２経路に沿って好ましくは第２経路に対する管理チャンネルに対応する放射を追加するための放射追加手段を続ける。後者はスイッチング手段によりＷＤＭ放射が阻止された場合にノードが少なくとも管理チャンネルの送信を試み続けるという利点を提供する。
好ましくは、マルチプレキシング手段は第１及び第２光経路から作業チャンネルと保護チャンネルを追加及びドロップする。これにより、ノードはシステムへの通信アクセスを提供できる。さらに、システムの信頼性を改善するために、ノードは作業チャンネルが動作しない時に保護チャンネルを通信のために使用するように動作する。
好ましくは、コストを減少するために、ノードは好ましくは受動ノードである。すなわち、第１及び第２光経路に伝搬する放射を増幅するための光増幅器を欠いている。本発明のノードはリング構成を有するＷＤＭ通信システムにおいて特に応用を有する。このようなシステム構成では、ノードが接続可能となっている第１及び第２光経路は時計回り方向及び反時計回り方向通信経路を構成する。時計回り方向と反時計回り方向の経路を組み込んだ保護された通信リングは、経路の１つが、例えば、光ファイバ導波管破損に起因した欠陥を有する場合、改善された信頼性を与えるという利点を提供する。好ましくは、通信リングはメトロリングである。
好ましくは、ノードはそれぞれ光シャッターを含み、第１及び第２光経路に沿ったノードからのＷＤＭ放射出力を選択的に阻止又は送信する。




【国際調査報告】
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