(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の端末側光終端装置と、光信号を分岐するスターカプラと、当該スターカプラを介して前記端末側光終端装置に光信号を出力する局側光終端装置と、前記スターカプラにより分岐された光信号を各端末側光終端装置に伝達する複数の端末側光伝送路とを備え、当該端末側光伝送路の障害を検出する光伝送路障害検出システムであって、
前記スターカプラを介して各端末側光伝送路に検査光を出力する検査光源と、
前記端末側光伝送路毎に設けられ、当該端末側光伝送路を流れる検査光を受信し、受信した検査光に各光伝送路毎に異なる処理を施し、処理した検査光を前記端末側光伝送路に折り返して出力する検査光折返手段と、
前記折り返して出力された検査光を前記スターカプラを介して受信し、当該検査光をもとに障害のある端末側光伝送路を検出する障害検出手段とを備え、
前記検査光折返手段のそれぞれは、互いに異なる第１の設定値に基づいて検査光の遅延特性を変化させる端末側光特性変化手段を備え、
前記障害検出手段は、前記端末側光特性変化手段により変化された検査光の遅延特性を第２の設定値に基づいて更に変化させる局側光特性変化手段と、
当該局側光特性変化手段により出力された検査光を受信する検査光受信手段とを備え、
前記検査光は、単一の光パルスであり、
前記端末側光特性変化手段は、２個の出力端と、受信した光パルスを前記第１の設定値に基づいて所定時間遅延させる第１の光路と、当該第１の光路と並列接続された第２の光路と、前記第１及び第２の光路から出力された光パルスが干渉性を有する場合、両光パルスを合成し、合成した光パルスを一方の出力端のみから出力するとともに、前記第１及び第２の光路から出力された光パルスが干渉性を有さない場合、両光を両出力端に分岐して出力する光分配手段とを備え、
前記局側光特性変化手段は、２個の出力端と、受信した光パルスを前記第２の設定値に基づいて所定時間遅延させる第３の光路と、当該第３の光路と並列接続された第４の光路と、前記第３及び第４の光路から出力された光パルスが干渉性を有する場合、両光パルスを合成し、合成した光パルスを一方の出力端のみから出力するとともに、前記第３及び第４の光路から出力された光パルスが干渉性を有さない場合、両光パルスのそれぞれを両出力端に分岐して出力する光分配手段とを備え、
前記検査光受信手段は、前記局側光特性変化手段の第３の光路の光遅延時間を調節し、各端末側光特性変化手段の第１の光路の遅延時間に順次合わせ、前記局側光特性光変化手段の両出力端から出力された検査光の差分をとることを特徴とする光伝送路障害検出システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光伝送路障害検出システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
２地点間に張られた１本の光伝送路の断線の有無を判断する装置として、後方錯乱光測定装置（ＯＴＤＲ）が知られている。このＯＴＤＲは、光ファイバの一端（入射点）から入射された光パルスが、光ファイバ中を伝搬する際に生じるレイリー錯乱光のうち、光パルスの入射点に戻ってくる光の強度を測定し、測定した光の強度の時間に対する変化率から光損を算出する装置である。時間を横軸とし、戻ってくるレイリー錯乱光の強度を縦軸にプロットすると、曲線状のグラフが得られる。横軸は光ファイバ長に対応すると考えられるため、このグラフの傾きは、光ファイバの単位長さに対する光損を表すこととなる。そのため、光伝送路が断線していれば、断線した位置に対応するグラフ地点に顕著な光損特性が現れ、光伝送路の断線の有無を判断することができる。
【０００３】
図８は、パッシブダブルスター形式の光通信網の一例を示したブロック図である。この光通信網は、局側光終端装置１０００と、スターカプラ１００１と、５つの端末側光終端装置１００３〜１００７とを備える。局側光終端装置１０００及びスターカプラ１００１は、光伝送路１００２を介して接続されている。スターカプラ１００１と、端末側光終端装置１００３〜１００７はそれぞれ端末側光伝送路１００８〜１０１２を介して接続されている。
【０００４】
スターカプラ１００１は、１つの入力用光ファイバと複数の出力用光ファイバとを備え、入力用光ファイバから入射した光の強度を等分し、各出力用ファイバに出力する光デバイスである。また、スターカプラ１００１は、光信号を逆方向に伝搬することも可能であり、この場合、複数の出力用光ファイバのいずれか１つの端子から光信号が入射すると、入射した光を、入力用光ファイバから出力する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような光通信網の端末側光伝送路の障害検出を上記ＯＴＤＲを用いて行う場合、局側光終端装置１０００にＯＴＤＲを接続し、局側光終端装置１０００から検査光を端末側光終端装置１００３〜１００７に向けて出力する。局側光終端装置から出力された検査光は、光伝送路１００２を伝搬し、スターカプラ１００１に到達し、各端末側光伝送路１００８〜１０１２に伝搬する。そして、各端末側光伝送路１００８〜１０１２を伝搬する検査光のレイリー錯乱光のうち局側光終端装置に戻ってくる光を測定し光損を算出する。しかし、局側光終端装置１０００には、各端末側光伝送路１００８〜１０１２からレイリー錯乱光が戻ってくるため、特定の端末側光伝送路の光損を調べることができず、どの端末側光伝送路が断線したかを特定することができない。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、パッシブダブルスター形式の光通信網のような、複数の網終端装置を備える光通信網においても、障害のある端末側光伝送路を特定することができる光伝送路障害検出システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、複数の端末側光終端装置と、光信号を分岐するスターカプラと、当該スターカプラを介して前記端末側光終端装置に光信号を出力する局側光終端装置と、前記スターカプラにより分岐された光信号を各端末側光終端装置に伝達する複数の端末側光伝送路とを備え、当該端末側光伝送路の障害を検出する光伝送路障害検出システムであって、前記スターカプラを介して各端末側光伝送路に検査光を出力する検査光源と、前記端末側光伝送路毎に設けられ、当該端末側光伝送路を流れる検査光を受信し、受信した検査光に各光伝送路毎に異なる処理を施し、処理した検査光を前記端末側光伝送路に折り返して出力する検査光折返手段と、前記折り返して出力された検査光を前記スターカプラを介して受信し、当該検査光をもとに障害のある端末側光伝送路を検出する障害検出手段とを備え、前記検査光折返手段のそれぞれは、互いに異なる第１の設定値に基づいて検査光の遅延特性を変化させる端末側光特性変化手段を備え、前記障害検出手段は、前記端末側光特性変化手段により変化された検査光の遅延特性を第２の設定値に基づいて更に変化させる局側光特性変化手段と、当該局側光特性変化手段により出力された検査光を受信する検査光受信手段とを備え、前記検査光は、単一の光パルスであり、前記端末側光特性変化手段は、２個の出力端と、受信した光パルスを前記第１の設定値に基づいて所定時間遅延させる第１の光路と、当該第１の光路と並列接続された第２の光路と、前記第１及び第２の光路から出力された光パルスが干渉性を有する場合、両光パルスを合成し、合成した光パルスを一方の出力端のみから出力するとともに、前記第１及び第２の光路から出力された光パルスが干渉性を有さない場合、両光を両出力端に分岐して出力する光分配手段とを備え、前記局側光特性変化手段は、２個の出力端と、受信した光パルスを前記第２の設定値に基づいて所定時間遅延させる第３の光路と、当該第３の光路と並列接続された第４の光路と、前記第３及び第４の光路から出力された光パルスが干渉性を有する場合、両光パルスを合成し、合成した光パルスを一方の出力端のみから出力するとともに、前記第３及び第４の光路から出力された光パルスが干渉性を有さない場合、両光パルスのそれぞれを両出力端に分岐して出力する光分配手段とを備え、前記検査光受信手段は、前記局側光特性変化手段の第３の光路の光遅延時間を調節し、各端末側光特性変化手段の第１の光路の遅延時間に順次合わせ、前記局側光特性光変化手段の両出力端から出力された検査光の差分をとることを特徴とする。
【００１３】
この場合、端末側光特性変化手段により、第１の設定値に基づいて特性が変化された検査光は、局側光特性変化手段により、第２の設定値に基づいて更に特性が変化される。第１の設定値は、それぞれ端末側光伝送路毎に異なる設定値が設定されている。第１及び第２の設定値が等しい端末側特性変化手段及び局側特性変化手段を通過した検査光と、第１及び第２の設定値が異なる局側光特性変化手段及び端末側光特性変化手段を通過した検査光は、それぞれ異なる特性をもって検査光受信手段に出力される。そのため、第２の設定値を端末側光特性変化手段に設定された第１の設定値に順次一致させ、検査光出力により受信される検査光の強度を観測することにより、いずれの光伝送路に障害が発生したかを検出することができる。また、この構成によれば１つの波長の検査光を用いて、障害のある端末側光伝送路を特定することができる。
【００１５】
また、この場合、端末側光特性変化手段に入射した検査光は、第１の光路により、第１の設定値に基づいて所定時間遅延されるとともに、第２の光路により、遅延されずに光分配手段へと導かれる。そして、光分配手段により、第１の光路を通過した検査光と、第２の光路を通過した検査光とは、それぞれ、２個の出力端に分配されて出力される。したがって、両出力端のそれぞれから出力された検査光は、第１の光路により遅延された検査光と、第２の光路により遅延されていない検査光とを含むこととなる。そして、両入力端のうち一方の入力端から出力された検査光は、局側光特性変化手段に入力される。局側特性変化手段に入力された検査光は、第３の光路により所定時間遅延されるとともに、第４の光路により遅延されずに、光分配手段に導かれる。ここで、局側光特性変化手段に入力された検査光は、端末側光特性変化手段により所定時間遅延された検査光と遅延されていない検査光とを含むため、端末側光特性変化手段と局側光特性変化手段との遅延時間が一致している場合、第３の光路を通過した検査光と第４の光路を通過した検査光の一部は、それぞれ干渉し、一方の出力端から出力されることとなる。一方、遅延時間の異なる局側光特性変化手段及び端末側光特性変化手段を通過した検査光は、干渉性を有さないため、分岐手段により、両出力端子から分岐されて出力される。そして、検査光受信手段は、両出力端子から出力された検査光の差分をとるため、両出力端子から分岐して出力された検査光を相殺するが、干渉性を有し両出力端のうち一方の出力端のみから出力された検査光を相殺しない。そのため、障害のある端末側光伝送路を特定することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１は、本発明に係る光伝送路障害検出システムの第１の実施形態のブロック構成図を示している。この光伝送路障害検出システムは、局側光終端装置１０１と、３個の検査光源１０２１〜１０２３と、スターカプラ１０４と、７個の検査光反射器１０７１〜１０７７と、７個の端末側光終端装置１０８１〜１０８７を主な構成要素としている。
【００１９】
局側光終端装置１０１は、光カプラ１０３３及び光伝送路１０５を介してスターカプラ１０４に接続されている。スターカプラ１０４には、７本の端末側光伝送路１０６１〜１０６７が接続されている。端末側光伝送路１０６１〜１０６７には、それぞれ検査光反射器１０７１〜１０７７が接続されている。検査光反射器１０７１〜１０７７には、それぞれ端末側光終端装置１０８１〜１０８７が接続されている。光カプラ１０３３には、光カプラ１０３２を介して検査光受信器１０６が接続されている。光カプラ１０３３には、光カプラ１０３１及び１０３２を介して３個の検査光源１０２１〜１０２３が接続されている。
【００２０】
光伝送路１０５及び端末側光伝送路１０６１〜１０６７は、単一モード光ファイバ（single mood fiber；ＳＭＦ）であり、全て同等の基本特性を備えている。基本特性とは、単位長さあたりの光損、遮断周波数及び分散特性をいう。
【００２１】
検査光反射器１０７１〜１０７７は、特定の波長の光を反射するが、それ以外の波長の光を透過する性質を有する光素子であり、本実施形態では、ＦＢＧ（fiber bragg grating）が使用されている。ＦＢＧは、反射率が高い、透過光損が小さい、小型軽量であるなどの優れた特徴がある。以下の説明においては、例えば波長λの光を反射するＦＢＧをλのＦＢＧと言う。検査光反射器１０７１〜１０７７は、３種類の波長λ１、λ２及びλ３のＦＢＧの組み合わせからなり、その組み合わせは全て異なる。また、３種類の波長λ１、λ２及びλ３は、局側光終端装置１０１から出力される光とは波長帯域が異なる。
【００２２】
本実施形態の場合、3つの波長をλ１、λ２及びλ３とすると、検査光反射器１０７１はλ１のＦＢＧを含み、検査光反射器１０７２はλ２のＦＢＧを含み、検査光反射器１０７３はλ３のＦＢＧを含み、検査光反射器１０７４はλ１のＦＢＧ及びλ２のＦＢＧを含み、検査光反射器１０７５はλ１のＦＢＧ及びλ３のＦＢＧを含み、検査光反射器１０７６はλ２のＦＢＧ及びλ３のＦＢＧを含み、検査光反射器１０７７はλ１のＦＢＧ、λ２のＦＢＧ及びλ３のＦＢＧを含む。
【００２３】
検査光源１０２１は波長λ１の光を発生し、検査光源１０２２は波長λ２の光を発生し、検査光源１０２３は波長λ３の光を発生する。なお、検査光源１０２１〜１０２３の発生する光は、連続光及びパルス光のいずれを出力してもよい。検査光源１０２１〜１０２３の光は、光カプラ１０３１によって合波される。本実施形態では、光カプラ１０３１はスターカプラであるが、ＷＤＭ（wavelength division multiplexing；波長分割多重）カプラであってもよい。
【００２４】
光カプラ１０３３は、通信用信号光と検査光とを合波するための光カプラであり、本実施形態では、波長λ１と波長λ２と波長λ３と局側光終端装置１０１の通信用信号光とを合波及び分波することができるＷＤＭカプラが用いられる。なお、光カプラ１０３３としては、ＷＤＭカプラに代えて３ｄＢ（デシベル）カプラを用いてもよい。光カプラ１０３３として、３ｄＢカプラを用いる場合は、局側光終端装置１０１側への光の逆流を防止するために、局側光終端装置１０１と光カプラ１０３３との間に光アイソレータなどを挿入すればよい。
【００２５】
３ｄＢカプラは、２本の光導波路の一部を接近させることにより光が相互に結合するようにした光デバイスであり、基本的には入力用の２端子と出力用の２端子をもつ４端子の光デバイスである。ただし、構造の対称性から、入力側と出力側とはと特性上の区別はない。
【００２６】
３ｄＢカプラは次のような性質を持っている。入力端子のいずれかに光が入射したときは、出力用の２端子には、同一の強度の光が出力される。その強度は入射光の半分であるため、３ｄＢカプラと言われる。入力用の２端子の両方から光が同時に入射する場合には、光の干渉性によって結果が異なる。干渉性のない光が入力用の２端子から同時に入射する場合は、一つの端子から入射する場合の単純な重ね合わせであるため、出力用の２端子には同じ強度の光が出力される。干渉性のある光が２つの入力端子から入射した場合には、出力端子の一方の端子のみから出力される。２つの端子のうちどちらから出力されるかは、光の結合部に到達した２つの光の位相関係によって決まる。すなわち、光の位相が同位相で加わるか、あるいは逆位相で加わるかによって決まる。
【００２７】
光カプラ１０３２は、光サーキュレータである。光サーキュレータは、第１〜第３の３つのポートを持つ光デバイスであり、第１のポートに入射した光は、第２のポートから出力され、第２のポートに入射した光は、第３のポートから出力される。本実施形態では、光カプラ１０３２の第１のポートには、光カプラ１０３１が接続されている。光カプラ１０３２の第２のポートには、光カプラ１０３３の一端が接続されている。光カプラ１０３２の第３のポートには、検査光受信器１０６が接続されている。なお、光カプラ１０３２としては、光サーキュレータに代えて３ｄＢカプラを用いてもよい。
【００２８】
検査光受信器１０６は、光の波長毎の光強度を測定可能な装置であって、本実施形態では光スペクトルアナライザ（光ＳＰ）が使用されている。
【００２９】
次に、本光伝送路障害検出システムの動作について説明する。
【００３０】
まず、光伝送路に異常が無いとする。検査光源１０２１から送出された波長λ１の光は、光カプラ１０３１、１０３２、１０３３、光伝送路１０５、スターカプラ１０４を通過して、端末側光伝送路１０６１〜１０６７に分配され、検査光反射器１０７１〜１０７７に到達する。検査光反射器１０７１、１０７４、１０７５及び１０７７には、λ１のＦＢＧが含まれているため、波長λ１の光は、検査光反射器１０７１、１０７４、１０７５及び１０７７により反射され、図１で示す光伝搬方向とは逆方向（逆伝搬方向）に伝搬される。
【００３１】
次いで、光伝送路１０５を、逆方向に伝搬された波長λ１の光は、光カプラ１０３３に入射した後、光カプラ１０３２の第２ポートに入射する。次いで、波長λ１の光は、光カプラ１０３２の第３のポートから出力され、検査光受信器１０６に入力される。以下、説明の便宜上、各検査光反射器１０７１〜１０７７により反射された検査光の強度は同一の値１Ｐであるとする。本実施形態では、端末側光伝送路１０６１〜１０６７に異常がない場合、波長λ１の光は、検査光反射器１０７１、１０７４、１０７５及び１０７７で反射されるため、検査光受信器１０６により４Ｐの強度が示される。また、端末側光伝送路１０６１〜１０６７に異常がない場合、検査光源１０２２及び１０２３からそれぞれ出力される波長λ２及びλ３の光も波長λ１の光と同様に、それぞれ４個の検査光反射器により反射されるため、検査光受信器１０６により、それぞれ４Ｐの強度が示される。したがって、検査光源１０２１〜１０２３からそれぞれ波長λ１、λ２及びλ３の光を同時に出力すると、検査光受信器１０６は、波長λ１、λ２及びλ３の検査光に対してそれぞれ４Ｐの強度を示す。この状態を（４Ｐ、４Ｐ、４Ｐ）と表す。
【００３２】
次に、端末側光伝送路１０６１〜１０６７のうちのどれか１本が断線した場合を考える。例えば端末側光伝送路１０６１が断線した場合、波長λ１の光が検査光反射器１０７１によって反射されないため、光伝送路１０５を逆方向に伝搬される光の強度が１Ｐ分減少する。したがって、検査光受信器１０６は、状態（３Ｐ、４Ｐ、４Ｐ）を示す。同様に、端末側光伝送路１０６２〜１０６７が順次断線したとすると、検査光受信器１０６は、（４Ｐ、３Ｐ、４Ｐ）、（４Ｐ、４Ｐ、３Ｐ）、（３Ｐ、３Ｐ、４Ｐ）、（３Ｐ、４Ｐ、３Ｐ）、（４Ｐ、３Ｐ、３Ｐ）、（３Ｐ、３Ｐ、３Ｐ）の状態を示す。
【００３３】
このように、本光伝送路障害検出システムによれば、断線のある端末側光伝送路１０６１〜１０６７によって、検査光受信器１０６の観測する状態（スペクトル）が全て異なるため、どの光伝送路が断線したかを知ることができる。
【００３４】
なお、各検査光反射器１０７１〜１０７７により反射される光の強度は、同一にする必要はないが、検査光反射器１０７１〜１０７７の手前に光の減衰量を調節することができる光減衰器を挿入すれば、各検査光反射器１０７１〜１０７７により反射される光の強度を同一にすることができる。
【００３５】
（第２実施形態）
図２は、本発明に係る光伝送路障害検出システムの第２の実施形態のブロック構成図である。本光伝送路障害検出システムは、局側装置２１０と、局側装置２１０と光伝送路２５０を介して接続されたスターカプラ２４０と、スターカプラ２４０とそれぞれ端末側光伝送路２３０を介して接続された複数の端末側装置２２０とを備える。
【００３６】
局側装置２１０は、局側光終端装置２１１と、検査光源２１２と、ＷＤＭカプラ２１３と、光カプラ２１４と、局側光干渉系２１５と、検査光受信器２１６とを備える。
【００３７】
局側光終端装置２１１は、ＷＤＭカプラ２１３及び光伝送路２１７を介して光カプラ２１４と接続されている。検査光受信器２１６は、局側光干渉系２１５を介して光カプラ２１４と接続されている。検査光源２１２は、ＷＤＭカプラ２１３と接続されている。
【００３８】
端末側装置２２０は、光カプラ２２１と、光カプラ２２２と、端末側光干渉系２２３と、端末側光終端装置２２４とを備える。光カプラ２２１は、端末側光伝送路２３０と接続されている。端末側光終端装置２２４は、光カプラ２２２を介して光カプラ２２１と接続されている。端末側光干渉系２２３は、光カプラ２２２と光カプラ２２１との間に接続された折返しループ２２５上に接続されている。
【００３９】
ＷＤＭカプラ２１３は、通信用信号光と検査光とを合波して光伝送路２１７に出力する。なお、ＷＤＭカプラ２１３としては、３ｄＢカプラを用いてもよい。
【００４０】
光カプラ２１４は、３ｄＢカプラであり、通信用信号光と検査光とを端末側光伝送路２３０に出力し、戻ってきた検査光を取り出すための光カプラである。
【００４１】
光カプラ２２１は、光サーキュレータであり、検査光を元の光伝送路２５０に戻すための光カプラである。なお、光カプラ２２１は、光サーキュレータに代えて、３ｄＢカプラを用いてもよい。
【００４２】
検査光受信器２１６は、光電変換素子、２つの光入力端などを備え、両入力端から入射した光を、光電変換素子によりそれぞれ電気信号に変換し、両電気信号の強度差（差分値）をモニタなどに出力する。検査光受信器２１６としては、光電変換素子として、周知のバランストレシーバを用いる。
【００４３】
図３は、端末側光干渉系２２３のブロック構成図を示している。端末側光干渉系２２３は、光入力端３０１ａ及び３０８ａと、３ｄＢカプラ３０２ａと、光遅延器３０３ａと、光導波路３０４ａと、３ｄＢカプラ３０５ａと、光出力端３０６ａ及び３０７ａとを備える。光入力端３０１ａ及び３０８ａは、３ｄＢカプラ３０５ａに接続されている。光出力端３０６ａ及び３０７ａは、３ｄＢカプラ３０５ａと接続されている。３ｄＢカプラ３０２ａと３ｄＢカプラ３０５ａとは、光遅延器３０３ａを介して接続されている。光導波路３０４ａは、光遅延器３０３ａと並列接続されている。
【００４４】
３ｄＢカプラ３０２ａ及び３０５ａは、２個の光入力端と２個の光出力端とを備え、両光入力端子に、干渉性のない光が同時に入力されると、これらの光強度を２分岐して、両光出力端から強度の等しい光を出力する。一方、３ｄＢカプラ３０２ａ及び３０５ａは、干渉性のある光が両入力端に入力されると、一方の出力端子のみから光を出力する。
【００４５】
次に、端末側光干渉系の動作について説明する。光入力端３０１ａよりスーパルミネセントダイオード光のようなコヒーレンスがあまり高くない光を入射すると、入射した光は、３ｄＢカプラ３０２ａにより強度の等しい２つの光に分岐される。一方の光は、光遅延器３０３ａを通過し、他方の光は光導波路３０４ａを通過する。３ｄＢカプラ３０２ａ、光遅延器３０３ａ及び３ｄＢカプラ３０５ａ間の光路Ｒ１と、３ｄＢカプラ３０２ａ、光導波路３０４ａ及び３ｄＢカプラ３０５ａ間の光路Ｒ２との光路長の差が無い場合（光遅延器３０３ａによる遅延が無い場合）、光路Ｒ１を通過した光と光路Ｒ２とを通過した光とは、干渉性を有するため、３ｄＢカプラ３０５ａで合成され、光出力端３０６ａから出力される。一方、光路Ｒ１と光路Ｒ２との間に、光路差がある場合、両光は、干渉性を有しないため、それぞれ等しい強度の光に２分岐され、光出力端３０６ａ及び光出力端３０７ａから出力される。
【００４６】
局側光干渉系２１５は、端末側光干渉系２２３と構成を同一とする。以下の説明では、端末側光干渉系２２３に対応する局側光干渉系２１５の同一名称の部品は、「ｂ」の番号を付して説明する。また、端末側光干渉系２２３の光路Ｒ１及びＲ２に対応する局側光干渉系２１５の光路は、光路Ｒ３及びＲ４とする。局側光干渉系２１５の光遅延器３０３ｂは、光遅延時間を調節することができる可変式のものを採用する。また、端末側光干渉系２２３は、端末側装置２２０毎に異なる光路長差を有するものとする。端末側装置２２０毎に異なる光路長差を持たせることは、光遅延量が可変な光干渉系の光遅延器を半固定で用いることにより、容易に実現できることであり、装置のコスト低減にもつながる。
【００４７】
次に、図２に示す光伝送路障害検出システムの動作について説明する。検査光源２１２から出力された検査光は、ＷＤＭカプラ２１３、光カプラ２１４、光カプラ２２１、光カプラ２２２を順番に通過し、折返しループ２２５を通って端末側光干渉系２２３に入射する。端末側干渉系２２３から出力された検査光は、更に、光カプラ２２１、端末側光伝送路２３０、光カプラ２１４を通過し、局側光干渉系２１５に入射する。そして、局側光干渉系２１５から出力された検査光は、検査光受信器２１６に入射し、電気信号に変換される。
【００４８】
次に、検査光として光パルスを用いた場合を例に挙げて、光伝送路障害検出システムの動作の詳細な説明を行う。検査光源２１２から出力された検査光は、端末側光干渉系２２３に入射する。端末側光干渉系２２３に入射するまでは、検査光は、単一の光パルスである。そして、検査光が端末側光干渉系２２３に入射すると、図４（ａ）に示すように、３ｄＢカプラ３０２ａにより２分岐される。光路Ｒ１を通過する光は、光遅延器３０３ａにより所定時間遅延され（遅延時間Ｔ）、３ｄＢカプラ３０５ａに到達する。一方、光路Ｒ２を通過する光は、遅延されることなく３ｄＢカプラに到達する。したがって、検査光は、端末側光干渉系２２３により、光パルスＸ１と、光パルスＸ１に対してＴ時間ずれた光パルスＸ２との２つの光パルスとなって出力される。そして、光パルスＸ１及びＸ２は、局側光干渉系２１５に到達し、光入力端３０１ｂを介して３ｄＢカプラ３０２ｂに入射する。３ｄＢカプラ３０２ｂに入射した光パルスＸ１及びＸ２は、光入力端３０８ｂから干渉性のある光パルスが入力されていないため、図４（ｂ）に示すように、それぞれ強度の等しい光パルスに２分岐される。ここでは、光パルスＸ１は、光パルスＸ１１及びＸ１２に、光パルスＸ２は、光パルスＸ２１及びＸ２２に２分岐されたとする。したがって、光路Ｒ１には、光パルスＸ１１及びＸ２１が、光路Ｒ２には、光パルスＸ２１及びＸ２２が存在する。光遅延器３０３ａ及び３０３ｂの遅延時間が等しい場合、光パルスＸ１１は、光パルスＸ１２に対してＴ時間ずれて３ｄＢカプラに到達し、光パルスＸ２１は、光パルスＸ２２に対して、Ｔ時間ずれて３ｄＢカプラ３０５ｂに到達する。光パルスＸ１２及びＸ２１は、単独で３ｄＢカプラ３０５ｂに到達するため、それぞれ２分岐されて、検査光受信器２１６に入射するが、光パルスＸ１１及びＸ２２は、同時に３ｄＢカプラ３０５ｂに到達するため、ともに干渉して光出力端３０６ｂのみに干渉した光が出力される。そのため、検査光受信器２１６は、光パルスＸ１１及びＸ２２が干渉した光パルスについて、両入力端子間の電気信号の差分値を出力することができる。
【００４９】
一方、光遅延器３０３ｂ及び３０３ａの遅延時間とが異なる場合（光路長差が異なる場合）、３ｄＢカプラ３０５ｂへの光パルスの到達時刻が全て異なるため、光出力端３０６ｂ及び３０７ｂには、それぞれ４つの光パルス列が出力される。そのため、検査光受信器２１６は、両入力端子間の電気信号の差分値を出力することができない。
【００５０】
以上の原理を光伝送路の障害検出に適用するためには、以下のような構成とする。端末側光干渉系２２３の光遅延時間は、それぞれ異なるものとする。局側光干渉系２１５の光遅延時間は可変であって、各端末側装置２２０の端末側光干渉系２２３の光遅延時間に一致できる構造とする。
【００５１】
このような構成で、局側光干渉系２１５の光遅延時間を調節し、各端末側装置２２０の光遅延時間に順次合わせる。端末側光伝送路２３０に障害があれば、障害のある端末側光伝送路２３０の端末側装置２２０の遅延時間と同一の遅延時間を局側光干渉系２１５の遅延時間として設定したとき、検査光受信器２１６は電気信号を出力しないため、障害のある端末側光伝送路２３０を特定することができる。
【００５２】
なお、以上の説明は、検査光を光パルスとしたが、干渉性のある光が３ｄＢカプラに到達するか否かが要点であるので、連続光を用いても端末側光伝送路２３０の障害を検出することが可能である。
【００５３】
また、図３の説明では、局側光干渉系２１５は、検査光受信器２１６の手前に接続されているが、検査光源２１２とＷＤＭカプラ２１３との間に接続してもよい。
【００５４】
また、光カプラ２１４を検査光源２１２及びＷＤＭカプラ２１３間に接続してもよい。この場合、光カプラ２１４を光サーキュレータとすることによって、光損を小さくすることができる。
【００５５】
また、局側及び端末側光干渉系２１５及び２２３を図５に示すような構成にしてもよい。図５に示す光干渉系は、ＷＤＭカプラ４０１と、３ｄＢカプラ４０２と、光遅延器４０３と、光導波路４０４と、光反射体４０５及び４０６とを備える。ＷＤＭカプラ４０１及び光反射体４０５間には、３ｄＢカプラ４０２、光遅延器４０３が順番に接続されている。また、３ｄＢカプラ４０２の一方の光出力端には、光反射体４０６が光導波路４０４を介して接続されている。
【００５６】
端末側装置２２０に入射した光は、ＷＤＭカプラ４０１により波長に応じて分割され、３ｄＢカプラ４０２により２分岐される。２分岐された光はそれぞれ光遅延器４０３及び光導波路４０４を通過し、光反射体４０５及び４０６で反射され、元の光伝送路２５０を引き返す。したがって、３ｄＢカプラ４０２で合波された光は、片道の２倍の光遅延量を有することとなる。
【００５７】
（第３実施形態）
図６は、本発明の光伝送路障害検出システムの第３の実施形態のブロック構成図である。本光伝送路障害検出システムは、図２に示す光伝送路障害検出システムにおいて、局側光干渉系２１５に代えて局側光符号拡散器５０２を、端末側光干渉系２２３に代えて、端末側光符号拡散器５０１を接続している。
【００５８】
図７は、端末側光符号拡散器５０１のブロック構成図である。端末側光符号拡散器５０１は、光入力端６０１ａと、スターカプラ６０２ａ及び６０３ａと、４個の光遅延器６０４ａ〜６０７ａと、光出力端６０８ａとを備える。光入力端６０１ａは、スターカプラ６０２ａに接続されている。光出力端６０８ａは、スターカプラ６０３ａに接続されている。スターカプラ６０２ａ及びスターカプラ６０３ａ間には、光遅延器６０４ａ〜６０７ａが並列に接続されている。スターカプラ６０２ａ及び６０３ａは、１対Ｎのスターカプラであり、本実施形態では、Ｎ＝４のスターカプラを用いる。光遅延器６０４ａ〜６０７ａは、それぞれ光遅延時間が異なる。光路Ｒ４ａ〜Ｒ７ａのそれぞれの光路長は、光遅延器６０４ａ〜６０７ａにより調節することができる。この場合、各光路Ｒ４ａ〜Ｒ７ａの光パルスの遅延時間は、時間Ｔの整数倍となるように設定する。時間Ｔは、例えばナノセカンドオーダーである。
【００５９】
光入力端６０１ａから入射した光パルスは、光路Ｒ４ａ〜Ｒ７ａを通過すると、光遅延器６０４ａ〜６０７ａの設定によって、４つの時間差をもった光パルス列に変換される。光路Ｒ４ａ〜Ｒ７ａの光遅延器６０４ａ〜６０７ａの設定の仕方によって、光出力端６０８ａから出力される４つの光パルスは、時間軸上の並び方が変わる。この光パルスの時間軸上の並び方のことを符号形式という。
【００６０】
このように変換されたパルス列は、以下に述べる性質を持っている。光符号拡散器通過した光は、光パルス列となって、時間軸上で分散して出力される（符号拡散）。光符号拡散器から出力した光パルス列は、再度同じ符号形式の光符号拡散器を通過すると、非コヒーレントな光のパワーの加算が起こり、パルス列の時間軸上の中央部に光のパワーが集中し、ピーク強度の強い光信号となる。一方、光符号拡散器から出力した光パルス列は、異なる符号形式の光符号拡散器を通過すると、光パワーの集中が起こらず、雑音的な光信号、すなわち、ピーク強度の弱い光信号となる。
【００６１】
以上の説明は、検査光が単一の光パルスについて行ったが、一定周期の光パルス列とすると、検査光受信器２１６の感度が上昇するため好ましい。ただし、光符号拡散器に入射する光パルス列の周期は、光符号拡散器によって形成される光パルス列の周期よりも十分に大きいとする。
【００６２】
局側光符号拡散器５０２は、端末側光符号拡散器５０１と構成を同一とする。したがって、端末側光符号拡散器５０１に対応する局側光符号拡散器５０２の同一名称の部品は、「ｂ」の番号を付して説明する。また、端末側光符号拡散器５０１の光路Ｒ４ａ〜Ｒ７ａに対応する局側光符号拡散器５０２の光路は、光路Ｒ４ｂ〜Ｒ７ｂとする。
【００６３】
次に、図６に示す光伝送路障害検出システムの動作について説明する。検査光源２１２より出力された検査光は、ＷＤＭ２１３、光カプラ２１４及び光カプラ２２１を通過して光カプラ２２２に入射する。検査光は、光カプラ２２１により、通信用信号光と分離され、端末側光符号拡散器５０１に入射し、符号拡散される。符号拡散された検査光は、光カプラ２２１により、端末側光伝送路２３０に戻され、光カプラ２１４に入射し、局側光符号拡散器５０２を経て、検査光受信器２１６に入射する。
【００６４】
検査光受信器２１６に入射した検査光は、光符号拡散器を２回通過している。そのため、光符号拡散器の性質により、局側光符号拡散器５０２の符号形式と端末側光符号拡散器５０１の符号形式とが一致していれば、検査光は、一定の強度以上の強度をもった光に変換され、検査光受信器２１６に出力される。一方、局側光符号拡散器５０２の符号形式と端末側光符号拡散器５０１との符号形式が一致していない場合、検査光は、雑音的な光信号に変換され、検査光受信器２１６に出力される。
【００６５】
検査光受信器２１６は、入射した検査光の強度が所定強度以上であれば、電気信号を出力する。したがって、検査光受信器２１６は、局側光符号拡散器５０２と端末側光符号拡散器５０１との符号形式が一致していなければ、ピーク強度が所定強度以下である雑音的な光信号を受信するため、電気信号を出力しない。一方、検査光受信器２１６は、局側光符号拡散器５０２と端末側光符号拡散器５０１との符号形式が一致している場合は、ピーク強度が所定強度以上の光信号を受信するため、電気信号を出力する。そのため、局側光符号拡散器５０２と端末側光符号拡散器５０１との符号形式の一致の有無を判別することができる。
【００６６】
本光伝送路障害検出システムは、以上の原理を用いて、次のような構成により端末側光伝送路２３０の障害を検出する。端末側光符号拡散器５０１の光符号形式は、各々異なるものとする。局側光符号拡散器５０２の光符号形式は、可変であって端末側光符号拡散器５０１光符号形式に一致させることができる構造とする。
【００６７】
このような構成により、局側光符号拡散器５０２の光符号形式を変え、複数の端末側光符号拡散器５０１の光符号形式に順次合わせる。スターカプラより端末側光終端装置側の伝送路に障害があれば、所定の光符号形式に対して電気信号が出力されないため、障害のある端末側光伝送路２３０を特定することができる。
【００６８】
なお、本実施形態では、局側光符号拡散器５０２は、検査光受信器２１６の手前に接続されているが、検査光源２１２とＷＤＭカプラ２１３との間に接続してもよい。また、光カプラ２１４を、検査光源２１２とＷＤＭカプラ２１３との間に接続してもよい。この場合、光カプラ２１４を光サーキュレータとすることにより本光伝送路障害検出システムの光損を小さくすることができる。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、光折返手段により、受信した検査光に対し、端末側光伝送路毎に異なる処理が施され、端末側光伝送路に折返し出力され、折返し出力された検査光をもとに障害を検出するため、パッシブダブルスター形式のような光通信網においても障害の発生した端末側光伝送路を特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る光伝送路障害検出システムの第１の実施形態のブロック構成図である。
【図２】  本発明に係る光伝送路障害検出システムの第２の実施形態のブロック構成図である。
【図３】  端末側光干渉系のブロック構成図を示している。
【図４】  光干渉系の動作を説明するための図であり、（ａ）は端末側光干渉系を、（ｂ）は局側光干渉系を示している。
【図５】  光干渉系の他の形態を示したブロック構成図である。
【図６】  本発明の光伝送路障害検出システムの第３実施形態のブロック構成図である。
【図７】  端末側光符号拡散器に用いられる光符号拡散器のブロック構成図である。
【図８】  パッシブダブルスター形式の光通信網の一例を示した図である。
【符号の説明】
１０１  ２１１  局側光終端装置
１０２１〜１０２３  検査光源
１０３１〜１０３３  光カプラ
１０４  ２４０  スターカプラ
１０５  光伝送路
１０６  検査光受信器
１０６１〜１０６７  端末側光伝送路
１０７１〜１０７７  光反射器
１０８１〜１０８７  端末側光終端装置
２１０  局側装置
２１２  検査光源
２１３  ＷＤＭカプラ
２１４  ２２１  ２２２  光カプラ
２１５  局側光干渉系
２１６  検査光受信器
２１７  ２５０  光伝送路
２２０  端末側装置
２２３  端末側光干渉系
２２４  端末側光終端装置
２２５  折返しループ
２３０  端末側光伝送路
３０１ａ  ３０８ａ  ３０１ｂ  ３０８ｂ  光入力端
３０２ａ  ３０５ａ  ３０２ｂ  ３０５ｂ  ３ｄＢカプラ
３０３ａ  ３０３ｂ  光遅延器
３０４ａ  ３０４ｂ  光導波路
３０６ａ  ３０６ｂ  ３０７ａ  ３０７ｂ  光出力端
４０１  ＷＤＭカプラ
４０２  ３ｄＢカプラ
４０３  光遅延器
４０４  光導波路
４０５  ４０６  光反射体
５０１  端末側光符号拡散器
５０２  局側光符号拡散器
６０１ａ  ６０８ａ  ６０１ｂ  ６０８ｂ  光入力端
６０２ａ  ６０２ｂ  ６０３ａ  ６０３ｂ  スターカプラ
６０４ａ〜６０７ａ  ６０４ｂ〜６０７ｂ  光遅延器
１０００  局側光終端装置
１００１  スターカプラ
１００２  光伝送路
１００３〜１００７  端末側光終端装置
１００８〜１０１２  端末側光伝送路
【図１】
0004057333.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0004057333.tif 000006
【図６】
0004057333.tif 000007
【図７】
0004057333.tif 000008
【図８】
0004057333.tif 000009