(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送方向が第１の向きと、前記第１の向きと逆方向の第２の向きのそれぞれの信号光用伝送路を収容する光伝送ケーブルであって、特性が互いに異なる２種の伝送路光ファイバのうち一の種の伝送路光ファイバを収容した光伝送ケーブルと、他の種の伝送路光ファイバを収容した光伝送ケーブルとが、中継光増幅器を収容する筐体を介して、交互に接続され、
前記第１の向きに関して、前記一の種の伝送路光ファイバの一端側に配置される第１の筐体では、前記第１の向きの信号光用伝送路は、第１の中継光増幅器を有し、前記第２の向きの信号光用伝送路は、伝送路光ファイバ同士が直結され、
前記第１の向きに関して、前記一の種の伝送路光ファイバの他端側に配置される第２の筐体では、前記第２の向きの信号光用伝送路は、第２の中継光増幅器を有し、前記第１の向きの信号光用伝送路は、伝送路光ファイバ同士が直結されている、ことを特徴とする光伝送路。
【請求項２】
前記一の種の伝送路光ファイバは正分散特性、前記他の種の伝送路光ファイバは負分散特性を有し、
前記第１の向きに関して、前記一の種の伝送路光ファイバの上流端側に配置される前記第１の筐体内において、
前記第１の向きの信号光用伝送路は、前記第１の中継光増幅器を有し、前記第２の向きの信号光用伝送路は、伝送路光ファイバ同士が直結され、
前記第１の向きに関して、前記一の種の伝送路光ファイバの下流端側に配置される前記第２の筐体内において、
前記第２の向きの信号光用伝送路は、前記第２の中継光増幅器を有し、前記第１の向きの信号光用伝送路は、伝送路光ファイバ同士が直結されている、ことを特徴とする請求項１記載の光伝送路。
【請求項３】
前記一の種の伝送路光ファイバは負分散特性、前記他の種の伝送路光ファイバは正分散特性を有し、
前記第１の向きに関して、前記一の種の伝送路光ファイバの下流端側に配置される前記第１の筐体内において、
前記第１の向きの信号光用伝送路は、前記第１の中継光増幅器を有し、前記第２の向きの信号光用伝送路は、伝送路光ファイバ同士が直結され、
前記第１の向きに関して、前記一の種の伝送路光ファイバの上流端側に配置される前記第２の筐体内において、
前記第２の向きの信号光用伝送路は、前記第２の中継光増幅器を有し、前記第１の向きの信号光用伝送路は、伝送路光ファイバ同士が直結されている、ことを特徴とする請求項１記載の光伝送路。
【請求項４】
前記第１の筐体が、前記第１の向きの信号光用伝送路に配設され、戻り光を一部抜き出す第１のカプラと、
前記第２の向きの信号光用伝送路に配設され、前記第１のカプラにより一部抜き出された、前記第１の向きの信号光用伝送路の戻り光が、前記第２の向きの信号光用伝送路を、前記第２の向きに伝搬するように合波する第２のカプラと、
を含む第１のループバック回路を有する、ことを特徴とする請求項１記載の光伝送路。
【請求項５】
前記第２の筐体が、前記第２の向きの信号光用伝送路に配設され、戻り光を一部抜き出す第３のカプラと、
前記第１の向きの信号光用伝送路に配設され、前記第３のカプラにより一部抜き出された、前記第２の向きの信号光用伝送路の戻り光が、前記第１の向きの信号光用伝送路を前記第１の向きに伝搬するように合波する第４のカプラと、
を含む第２のループバック回路を有する、ことを特徴とする請求項１記載の光伝送路。
【請求項６】
前記第１のループバック回路が、前記第１のカプラの出力と、前記第２のカプラの入力の間に、伝送路監視用信号光の波長の光を通過させる第１の光フィルタを備えている、ことを特徴とする請求項４記載の光伝送路。
【請求項７】
前記第２のループバック回路が、前記第３のカプラの出力と、前記第４のカプラの入力の間に、伝送路監視用信号光の波長の光を通過させる第２の光フィルタを備えている、ことを特徴とする請求項５記載の光伝送路。
【請求項８】
前記第１のループバック回路が、前記第２の向きの信号光用伝送路から前記第１の向きの信号光用伝送路という逆向きの光が伝搬することを防ぐ光アイソレータを有する、ことを特徴とする請求項４又は６記載の光伝送路。
【請求項９】
前記第２のループバック回路が、前記第１の向きの信号光用伝送路から前記第２の向きの信号光用伝送路という逆向きの光が伝搬することを防ぐ光アイソレータを有する、ことを特徴とする請求項５又は７記載の光伝送路。
【請求項１０】
前記第１の筐体では、
前記第１の向きの信号光用伝送路は、出力光を一部抜き出す第１のカプラを具備した前記第１の中継光増幅器を介して、伝送路光ファイバ同士が接続され、
前記第２の向きの信号光用伝送路は、前記第１のカプラにより一部抜き出された前記第１の向きの信号光用伝送路の前記第１の中継光増幅器の出力光が、第２の向きの信号光用伝送路を、第２の向きに伝搬するように合波する第２のカプラを介して、伝送路光ファイバ同士が接続され、
前記第１及び第２のカプラは、前記第１の中継光増幅器の出力を、反対方向の信号用伝送路に受け渡す第１のループバック回路を構成し、
前記第２の筐体では、
前記第２の向きの信号光用伝送路は、出力光を一部抜き出す第３のカプラを具備した前記第２の中継光増幅器を介して、伝送路光ファイバ同士が接続され、
前記第１の向きの信号光用伝送路は、前記第３のカプラにより一部抜き出された前記第２の向きの信号光用伝送路の前記第２の中継光増幅器の出力光が、前記第１の向きの信号光用伝送路を、第１の向きに伝搬するように合波する第４のカプラを介して、伝送路光ファイバ同士が接続され、
前記第３及び第４のカプラは、前記第１の中継光増幅器の出力を、反対方向の信号用伝送路に受け渡す第２のループバック回路を構成している、ことを特徴とする請求項１記載の光伝送路。
【請求項１１】
前記第１及び第２のループバック回路が、伝送路監視用信号光として用いられる特定の波長の光のみを通過させ、それ以外の波長の成分を除去する第１及び第２の光フィルタをそれぞれ備えている、ことを特徴とする請求項１０記載の光伝送路。
【請求項１２】
前記第１のループバック回路が、前記第２の向きの信号光用伝送路から前記第１の向きの信号光用伝送路という逆向きの光が伝搬することを防ぐ第１の光アイソレータを有し、
前記第２のループバック回路が、前記第１の向きの信号光用伝送路から前記第２の向きの信号光用伝送路という逆向きの光が伝搬することを防ぐ第２の光アイソレータを有する、ことを特徴とする請求項１０記載の光伝送路。
【請求項１３】
前記特性の異なる２種類の伝送路光ファイバが、正の分散を持つ光ファイバと、負の分散を持つ光ファイバよりなる、ことを特徴とする請求項１、４乃至１２のいずれか一に記載の光伝送路。
【請求項１４】
前記筐体を介して隣接する１対の正分散光ファイバと負分散光ファイバにより蓄積される波長分散量がほぼゼロとなるように、互いの長さが調整されている、ことを特徴とする請求項１３記載の光伝送路。
【請求項１５】
両端局間を結ぶ伝送路全体の少なくとも１カ所において、本来、正分散光ファイバが配置されるべき区間を、両方向とも負分散光ファイバに置き換えるか、または、
本来、負分散光ファイバが配置されるべき区間を、両方向とも正分散光ファイバに置き換えてなる、ことを特徴とする請求項１３記載の光伝送路。
【請求項１６】
前記第１の向きの信号光用伝送路と前記第２の向きの信号光用伝送路の分散マップが同じになるよう設計されている、ことを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか一に記載の光伝送路。
【請求項１７】
請求項１乃至１６のいずれか一記載の前記光伝送路を備えている、ことを特徴とする光通信伝送装置。
【請求項１８】
伝送方向が第１の向きと、前記第１の向きと逆方向の第２の向きの信号光用伝送路を収容する光伝送ケーブルであって、特性が互いに異なる２種の伝送路光ファイバのうち一の種の伝送路光ファイバを収容した光伝送ケーブルと、他の種の伝送路光ファイバを収容した光伝送ケーブルとを、中継光増幅器を収容する筐体を介して、交互に接続する工程と、
前記第１の向きに関して、前記一の種の伝送路光ファイバの一端側に配置される第１の筐体において、前記第１の向きの信号光用伝送路に中継光増幅器を設け、前記第２の向きの信号光用伝送路は、伝送路光ファイバ同士が直結する工程と、
前記第１の向きに関して、前記一の種の伝送路光ファイバの他端側に配置される第２の筐体において、前記第２の向きの信号光用伝送路は、中継光増幅器を設け、前記第１の向きの信号光用伝送路は、伝送路光ファイバ同士が直結する工程と、
を含む、ことを特徴とする光伝送ケーブルの製造方法。
【請求項１９】
前記特性の異なる２種類の伝送路光ファイバが、正の分散を持つ光ファイバと、負の分散を持つ光ファイバよりなる、ことを特徴とする請求項１８に記載の光伝送ケーブルの製造方法。
【請求項２０】
前記筐体を介して隣接する１対の正分散光ファイバと負分散光ファイバにより蓄積される波長分散量がほぼゼロとなるように、互いの長さが調整されている、ことを特徴とする請求項１８記載の光伝送ケーブルの製造方法。
【請求項２１】
両端局間を結ぶ伝送路全体の少なくとも１カ所において、本来、正分散光ファイバが配置されるべき区間を、両方向とも負分散光ファイバに置き換えるか、または、
本来、負分散光ファイバが配置されるべき区間を、両方向とも正分散光ファイバに置き換えてなる、ことを特徴とする請求項１８記載の光伝送ケーブルの製造方法。
【請求項２２】
前記第１の向きの信号光用伝送路と前記第２の向きの信号光用伝送路の分散マップが同じになるよう設計されている、ことを特徴とする請求項１８記載の光伝送ケーブルの製造方法。
【請求項２３】
正分散光ファイバを収容した第１の光伝送ケーブルと、
負分散光ファイバを収容した第２の光伝送ケーブルと、
前記第１の光伝送ケーブルと前記第２の光伝送ケーブルとを交互に接続する複数の筐体と、
を含み、
前記複数の筐体のうちの少なくとも１つの筐体内において、前記第２の光伝送ケーブルの負分散光ファイバは中継光増幅器を介して前記第１の光伝送ケーブルの正分散光ファイバに接続され、前記第１の光伝送ケーブルの正分散光ファイバは前記第２の光伝送ケーブルの前記負分散光ファイバに直結され、
前記第１の光伝送ケーブルが信号光を第１及び第２の向きにそれぞれ伝送する第１及び第２の正分散光ファイバを収容し、
前記第２の光伝送ケーブルが信号光を前記第１及び第２の向きにそれぞれ伝送する第１及び第２の負分散光ファイバを収容し、
前記筐体において、
前記第２の光伝送ケーブルの前記第１の負分散光ファイバは前記中継光増幅器を介して前記第１の光伝送ケーブルの前記第１の正分散光ファイバに接続され、
前記第１の光伝送ケーブルの前記第２の正分散光ファイバは前記第２の光伝送ケーブルの前記第２の負分散光ファイバに直結されてなる、ことを特徴とする光通信伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信向け光伝送路および光通信伝送装置に関し、長距離、大容量の伝送に適用して好適な光伝送ケーブルおよび光通信伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気的再生中継を行うことなく、光増幅器による光増幅中継によって、数千ｋｍ以上の１０Ｇｂ／ｓ級の超高速の光伝送を行うためには、信号波形を歪ませる要因である波長分散の蓄積量の管理が重要である。それは、単に、伝送後に蓄積分散量をゼロに戻すということではなく、伝送路中、絶えず、歪みがあるレベル以下に収まるように伝送路を設計する必要がある。【０００３】
伝送路光ファイバに波長の異なる複数の信号光を伝送させる波長多重伝送技術（ＷＤＭ）の場合では、各波長に対して上記条件を満たすことが必要となる。その結果、基本となる伝送路光ファイバに対し波長分散と、その波長依存性（いわゆる分散スロープ）の両方に対し、丁度、反対の特性をもつ分散補償デバイスが必要となる。【０００４】
この逆特性の波長分散と、分散スロープを、伝送路光ファイバとしても使用可能な光ファイバの形で実現し、これを基本となる伝送路光ファイバと組み合わせて使用することにより広い波長帯域にわたる蓄積分散の管理を可能とする伝送路を、「分散フラット伝送路」、または、「分散マネジメント伝送路」と呼んでいる。【０００５】
分散フラット伝送路は、非特許文献１の発表以来、長距離の大容量波長多重光伝送システムにおいて最も重要な技術の一つと考えられている。【０００６】
分散フラット伝送路の設計は、基本的に、図２に示すように、各スパン（各中継増幅器の間）を、一対の正分散光ファイバ、負分散光ファイバにより接続し、スパン毎に、残留する蓄積分散量を、ゼロまたはその近辺となるようにすることである。【０００７】
より具体的に説明すると、中継光増幅器２０の直後で、信号光強度が高く、非線形効果による波形劣化の生じやすいスパン前半には、非線形性の低い正分散光ファイバ１０を、正分散光ファイバを通過する際の減衰により信号光強度が低くなったスパン後半には、相対的に非線形性の高い負分散光ファイバ１１を配置する。【０００８】
両ファイバの波長分散の特性は、その製造のしやすさから、正分散光ファイバは、＋２０［ｐｓ／ｎｍ・ｋｍ］程度、負分散光ファイバは、−２０〜−６０［ｐｓ／ｎｍ・ｋｍ］のものが多用される。【０００９】
負分散光ファイバの波長分散値が、−２０［ｐｓ／ｎｍ・ｋｍ］の場合、各スパンで蓄積分散量をゼロとするためには、正分散、負分散光ファイバ、それぞれ同距離が必要となり、スパン長が６０ｋｍとすると、それぞれ３０ｋｍずつとなる。【００１０】
一方、負分散光ファイバの波長分散値が、−６０［ｐｓ／ｎｍ・ｋｍ］の場合では、
正分散光ファイバ：４５ｋｍ、
負分散光ファイバ：１５ｋｍ、
とそれぞれ異なる長さとなる。【００１１】
一般的には、後者のように、正分散光ファイバと、負分散光ファイバの波長分散値の絶対値は異なり、両者の長さに違いが生じる。この両者の長さが異なる場合に生じる問題を、図３を用いて説明する。光伝送ケーブル１５には、上り回線（図中では右向き）用、下り回線（図中左向き）用と、方向性の異なる２種類の伝送路３０、３１を収容する必要がある。なお、本明細書で右向き、左向きは、図面内での向きをいう。現状のシステムでは、両方向の増幅器２１、２２を同一の筐体２５に収容するため、分散フラット伝送路を使用すると、光伝送ケーブル１５の内部には、
・  右向き信号光用の正分散光ファイバ、左向き信号光用の負分散光ファイバ、
・  右向き信号光用の正分散光ファイバ、左向き信号光用の正分散光ファイバ、
・  右向き信号光用の負分散光ファイバ、左向き信号光用の正分散光ファイバ、
の３通りの構成が設けられることになる。【００１２】
これは、構成の複雑化のみならず、高い技術を必要とする異種ファイバ間融着接続５０を光伝送ケーブル１５内の異なる２カ所で行う必要性を生じさせる。【００１３】
その結果、単一の光ファイバで構成されている、分散フラット伝送路ではない、従来の光伝送ケーブルと比較して、作製が大幅に複雑化される。【００１４】
この問題を解決する一つの方法として、一つのスパンを３分割し、
［正分散光ファイバ］−［負分散光ファイバ］―［正分散光ファイバ］
の順に配置する方法が提案されており、非特許文献２を始めとして、多数の伝送デモも報告されている。【００１５】
図４に示すように、この方式では、スパン構成の対称性により、光伝送ケーブルが、
・正分散光ファイバのみを収容するケーブル、
・負分散光ファイバのみを収容するケーブル、
の２種類により構成できるため、光伝送ケーブル作製における上述の課題は低減される。【００１６】
また、陸上システムでは、使用用途を完全に定める前に、敷設を行う必要性があるため、図３のケーブルのように、伝送路が方向性を持っていることは好ましくなく、両方向の信号伝送に対応可能な図４の構成は、運用面でのメリットも大きい。【００１７】
一方、海洋光通信用光伝送ケーブルのように、各伝送路（ファイバ）の使用用途（信号伝搬方向、伝送容量）を予め規定し、それに合わせて設計、製造した上で敷設する場合には、上述の運用面的なメリットは不要である。【００１８】
また、伝送距離が最大１０，０００ｋｍ程度と非常に長くなるため、伝送路の設計は伝送特性を最重要視する必要があるが、現状では、非線形性の高い負分散光ファイバが中継増幅器出力地点に近づく図４に示されるアプローチは、伝送特性的にも最適な改善方法とは言えない。【００１９】
それに加え、例えば１０，０００ｋｍを５０ｋｍ間隔に配置する中継光増幅器で中継する場合、スパン数は２００と膨大な数字となるが、この各スパンを、
［正分散光ファイバ］−［負分散光ファイバ］−［正分散光ファイバ］
と３分割するアプローチは、全体としてみると、ケーブル作製を複雑化させており、よりシンプルな構成であることが好ましい。【００２０】
【非特許文献１】M. Murakami、 T. Matsuda and T. Imai; Quarter terabit(25 × 10Gbit/s)over9、288km WDM transmission experiment using non-linear supported RZ pulse inhigher order fiber dispersion managed line、 Proceeding of ECOC'98(1998)、Vol.3- P77.
【非特許文献２】Itsuro Morita、 Keiji Tanaka、 Noboru Edagawa、 Masatoshi Suzuki、 “40Gbit x 16 WDM transmission over 2000km using dispersion managed low-nonlinear fiber span”、 26th European Conference on Optical Communication (ECOC2000)、 paper-10.1.5、 vol.4、 pp.25-28.
【特許文献１】特開平６−２０４９４９号公報（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
したがって、本発明の目的は、１芯あたり大容量の信号伝送が可能な分散フラット伝送路を用いた光伝送路と光通信伝送装置及び光伝送ケーブルの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本願で開示される発明は、上記課題を解決するため、概略以下の通りの構成とされる。【００２３】
本発明の１つの側面（アスペクト）に係る光伝送路は、伝送方向が第１の向きと、前記第１の向きと逆方向の第２の向きの信号光用伝送路を収容する光伝送ケーブルであって、特性が互いに異なる２種の伝送路光ファイバのうち一の種の伝送路光ファイバを収容した光伝送ケーブルと、他の種の伝送路光ファイバを収容した光伝送ケーブルとが、中継光増幅器を収容する筐体を介して、交互に接続され、前記第１の向きに関して、前記一の種の伝送路光ファイバの一端側に配置される第１の筐体では、前記第１の向きの信号光用伝送路は、中継光増幅器を有し、前記第２の向きの信号光用伝送路は、伝送路光ファイバ同士が直結され、前記第１の向きに関して、前記一の種の伝送路光ファイバの他端側に配置される第２の筐体では、前記第２の向きの信号光用伝送路は、中継光増幅器を有し、前記第１の向きの信号光用伝送路は、伝送路光ファイバ同士が直結されている。【００２４】
本発明の他の側面に係る光伝送路は、２種類の特性の異なる伝送路光ファイバが、中継光増幅器を収容する筐体を介して交互に配置され、２種類のファイバは、一般的に、正の分散を持つ正分散光ファイバと、負の分散を持つ負分散光ファイバとされる。両ファイバの非線形性を比べると、一般的に、負分散光ファイバの方が高い。よって、負分散光ファイバのみを収容する光伝送ケーブルの一側（例えば右側）に配置される中継光増幅器を収容する筐体では、一の向き（例えば右向き）の信号光用の伝送路は、中継光増幅器を介して、正分散光ファイバと負分散光ファイバを接続し、一の向きと逆向きの信号光用の伝送路は、増幅することなく、正分散光ファイバと負分散光ファイバを接続する。負分散光ファイバのみを収容する光伝送ケーブルの他側（例えば左側）に配置される中継光増幅器を収容する筐体では、一の向きと逆向き（例えば左向き）の信号光用伝送路は中継光増幅器を介して正分散光ファイバと負分散光ファイバを接続し、一の向きの信号光用伝送路は増幅することなく正分散光ファイバと負分散光ファイバを接続する。【００２５】
本発明の光伝送路は、正分散光ファイバのみを収容する光伝送ケーブルと、負分散光ファイバのみを収容する光伝送ケーブルを、中継光増幅器を収容する筐体を介して、交互に配置する。第１の向き信号光用の中継光増幅器の出力に、この中継光増幅器の出力光の一部、または、その後の伝送路から、この中継光増幅器へ向かう戻り光の一部を取り出し、それを第２の向き信号光用の伝送路に伝搬するよう挿入することを可能とする第１のループバック回路を備えた構成としてもよい。【００２６】
ループバック回路には、第１の向きの信号光用の伝送路の監視に割り当てられた特定の波長の光のみを通過させ、その他の波長の光を除去する光フィルタを有する。場合により所望外の方向の信号伝搬による悪影響を避けるため、片側にしか光が通らないような光アイソレータを備えた構成としてもよい。【００２７】
同様に、第２の向き信号光用の中継光増幅器の出力に、この中継光増幅器の出力光の一部、またはその後の伝送路からこの中継光増幅器へ向かう戻り光の一部を取り出し、それを第１の向き信号光用の伝送路に、第１の向きに伝搬するよう挿入することが可能な第２のループバック回路を備えた構成としてもよい。このループバック回路には、信号光用の伝送路の監視に割り当てられた特定の波長の光のみを通過させ、その他の波長の光を除去するフィルタ機能を有する。所望外の方向の信号伝搬による悪影響を避けるため、片側にしか光が通らないような光アイソレータを備えた構成としてもよい。【００２８】
本発明の光伝送路は、両方向の分散マップが同等の形状となるように各ファイバ長が調整されていることを特徴とする。また伝送特性をより改善するために、本来、正分散が配置されるべき場所に負分散ファイバを、またはその逆のパターンが存在することを許容する。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、単一の種類の光ファイバを収容する伝送ケーブル（２種類）の接続により光伝送ケーブル全体を構成したことにより、従来の分散フラット伝送路を用いた伝送路のように光伝送ケーブル内に複数の種類の光ファイバが収容されるという複雑な構成が回避でき、また光ケーブル内にて異種ファイバ間の接続という困難な作業が無くなる。【００３０】
また、本発明では、中継光増幅器を収容する筐体に一方向の光増幅器しか収容しないため、同一のサイズの筐体を使用した場合に従来方式と比較して２倍の本数の伝送路が収容可能となる、または同数の伝送路を収容するにあたり、中継光増幅器を収容する筐体のサイズを半分とすることが可能となる。【００３１】
また、本発明では、両方向の中継光増幅器が同一の場所に存在しない場合においても、任意の地点における断線・故障を検出可能とするループバック伝送路を提供している。このため、既存の監視装置をそのまま使用しての断線・故障の検出が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一の実施の形態の構成を示す図である。
【図２】従来の分散フラット伝送路の構成を示す図である。
【図３】分散フラット伝送路を用いた従来の光伝送ケーブルの構成を示す図である。
【図４】作製容易化が図られている分散フラット伝送路の構成を示す図である。
【図５】従来の伝送路監視用ループバック構成の例を示す図である。
【図６】本発明の一実施の形態における伝送路用にループバック回路を追加した場合の構成を示す図である。
【図７】（ａ）は正分散光ファイバケーブルで断線が生じた場合の伝送路監視信号の進路を示す図、  （ｂ）は負分散光ファイバケーブルで断線が生じた場合の伝送路監視信号の進路を示す図、  （ｃ）は中継光増幅器に故障が生じた場合の伝送路監視信号の進路を示す図である。
【図８】（ａ）は本発明の伝送路に適さない分散マップの一例を示す図、  （ｂ）は本発明の伝送路に適する分散マップの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０  正分散伝送路光ファイバ
１１  負分散伝送路光ファイバ
１５  光伝送ケーブル
１６  正分散伝送路光ファイバのみを収容する光伝送ケーブル
１７  負分散伝送路光ファイバのみを収容する光伝送ケーブル
２０  中継光増幅器
２１  右向き信号光用の中継光増幅器
２２  左向き信号光用の中継光増幅器
２５  中継光増幅器を収容する筐体
２６  右向き信号光用の中継光増幅器のみを収容する筐体
２７  左向き信号光用の中継光増幅器のみを収容する筐体
３０  右向き信号光用伝送路
３１  左向き信号光用伝送路
５０  正分散伝送路光ファイバと負分散伝送路光ファイバの接続点
５２  右向き伝送路監視用信号波長λａのみを通過させる光フィルタ
５３  左向き伝送路監視用信号波長λｂのみを通過させる光フィルタ
５５〜５８  光カプラ
６０  右向き伝送路監視用信号（波長λａ）の進行経路
６１  右向き伝送路監視用信号（波長λｂ）の進行経路
１１０  第１光ファイバ
１１１  第２光ファイバ
１１２  筐体
１１３  右向き信号光用増幅器
１１４  左向き信号光用増幅器
１１５、１１７  光カップラ
１１６、１１８  アッテネータ
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
本発明を実施するための最良の形態に係る光伝送ケーブルについて図面を用いて詳細に説明を行う。【００３５】
＜ケーブル構成方法１＞
光伝送ケーブル内には、右向き用と左向き用それぞれ複数収容するが、以下では、各１芯の場合について、図１を参照して詳細に説明する。【００３６】
図１は、本発明の第１の実施形態の構成を示す図である。図１を参照すると、正分散光ファイバを収容する光伝送ケーブル１６と、負分散光ファイバを収容する光伝送ケーブル１７の各接続点に、中継光増幅器を収容するための筐体２６、２７がそれぞれ配置されている。【００３７】
図１において、右向き用の中継光増幅器２１は、各負分散光ファイバ用ケーブル１７の右端に配置される筐体２６に配置される。逆に、左向き用の伝送路光ファイバ３１は、この筐体２６においては、光増幅を行うことなく接続する。右向き用の伝送路光ファイバ３０を例えば上り回線とすると、左向き用の伝送路光ファイバ３１は下り回線とされる。【００３８】
左向き用の中継光増幅器２２は、各正分散光ファイバ用ケーブル１７の左端に配置される筐体２７に配置され、逆に、右向き用の伝送路光ファイバ３０は、この筐体２７においては、光増幅を行うことなく接続する。【００３９】
なお、図１に示した実施形態は、従来の分散フラット伝送路がそうであるように、各中継光増幅器の間を、１対の正分散光ファイバ、負分散光ファイバで接続する構成とされているが、本発明は、かかる構成の制限されるものでない。例えば、各中継光増幅器を収容する筐体に、双方向とも、中継光増幅器を挿入することや、ラマン増幅用励起光源を備えた構成としてもよいことは勿論である。【００４０】
光伝送ケーブルには、切断や中継器の故障が発生した際に、遠隔の端局から、その地点を検出する機能が必要とされる。【００４１】
従来、光伝送ケーブル内に、各数本ずつある上り回線用、下り回線用の伝送路は、各１本ずつでペアを組み、伝送路の途中で、一部の信号光の交換を行うことにより、上記故障点検出のための情報を得ている。【００４２】
この信号光の交換は、一般に、中継光増幅器を収容する筐体の中で、各方向の中継光増幅器間で行われる。図５を用いて説明する。なお、図５は、上記特許文献１に記載された図面に基づくものである（上記特許文献１の第１図等参照）。【００４３】
伝送路の状態を常に監視するために必要な信号を入手する手段として、図５に示す例では、右向き信号光用増幅器１１３、左向き信号用増幅器１１４の出力は、それぞれ光カップラ１１５、１１７により一部が取り出され、ループバック回路を介して、反対側の伝送路に合波、伝搬させている。ループバック回路の構成には、この他にも、若干のバリエーションがあるが、基本的に、中継器が収容される筐体１１２内で、１対の両方向の増幅器の前後で行う。【００４４】
本発明に係る伝送路ケーブル構成のうち、図１に示す光伝送ケーブルの場合では、両方向の中継光増幅器が同じ筐体の中に収容されていないため、伝送路の監視用信号の取得のためのループバック伝送路の構成について、図５の構成から変更する必要がある。【００４５】
伝送路光ファイバ（ケーブル）断線時、または、中継光増幅器の故障時に、その位置の特定を可能とするため、監視用信号として、断線地点における反射光を使用する場合について説明する。本発明の第２の実施形態では、この方法を使用することを可能とするループバック伝送路を具備した光伝送ケーブルである。図６は、本発明の第２の実施形態の構成を示す図である。【００４６】
右向き信号光用中継光増幅器２１の出力には、戻り光の一部を抜き出す光カプラ５５が配置される。【００４７】
光カプラ５５で抜き出された戻り光は、右向き伝送路３０を監視するための信号光波長λａのみを通過させる光フィルタ５２を通過した後、右向き信号光用中継光増幅器収容筐体２６の中で、光カプラ５６により、左向き伝送路３１へ左向きに伝搬するよう合波される。【００４８】
同様に、左向き信号光用中継光増幅器２２の出力には、戻り光の一部を抜き出す光カプラ５７が配置される。光カプラ５７で抜き出された戻り光は、左向き伝送路を監視するための信号光波長λｂのみを通過させる光フィルタ５３を通過した後、左向き信号光用中継光増幅器収容筐体２７の中で、光カプラ５８により右向き伝送路３０へ右向きに伝搬するよう合波される。【００４９】
続いて、この構成が、任意の点における伝送路ケーブルの切断の場所、または故障中継増幅器の配置場所の検出に有効であることを、図７を用いて以下に説明する。【００５０】
図７（ａ）は、中継光増幅器を収容する筐体２６と筐体２７−ｂとの間を結ぶ正分散光ファイバケーブル内で断線があった場合の、伝送路監視用信号光の伝搬の様子を示したものである。図中、右向き伝送路用監視信号の伝搬経路は６０、左向き伝送路用監視信号の伝搬経路は６１で示されている。【００５１】
監視信号光は、断線のあった地点において、大きな反射成分を発生させる。右向き伝送路監視用信号光は、断線地点での反射の後、中継光増幅器収容筐体２６のループバック回路（カプラ、光フィルタ、カプラからなる）により、左向き伝送路３１に挿入され、左端の端局まで伝送される。【００５２】
同様に、左向き伝送路監視用信号光は、断線地点での反射の後、中継光増幅器収容筐体２７−ｂのループバック回路（カプラ、光フィルタ、カプラからなる）により、右向き伝送路３０に挿入され、右端の端局まで伝送される。【００５３】
図７（ｂ）は、中継光増幅器筐体２７−ａと２６−ｂとの間を結ぶ負分散光ファイバケーブル内で断線があった場合の、伝送路監視用信号光の伝搬の様子を示したものである。図中、右向き伝送路用監視信号の伝搬経路は６０、左向き伝送路用監視信号の伝搬経路は６１で示されている。右向き伝送路監視用信号光は断線地点での反射の後、中継光増幅器を収容する筐体２７−ａを通過し（中継光増幅器収容筐体２７−ａのループバック回路内では光フィルタ（λｂのみを透過）により除去される）、中継光増幅器収容筐体２６−ａのループバック回路（光フィルタはλａのみを透過）により左向き伝送路３１に挿入される。【００５４】
同様に、左向き伝送路監視用信号光は断線地点での反射の後、中継光増幅器収容筐体２６−ｂを通過し、中継光増幅器収容筐体２７−ｂのループバック回路（光フィルタはλｂのみを透過）により、右向き伝送路３０に挿入される。【００５５】
図７（ｃ）は、中継光増幅器収容筐体２６−ｂ内の右向き伝送路用中継光増幅器が故障し、出力が出なくなった場合の、伝送路監視用信号光の伝搬の様子を示したものである。中継器の故障と断線とを見分けるポイントは、ＯＴＤＲ（Optical Time Domain Refrectometry）での観測した場合の端点における反射成分の検出量である。断線の場合の特徴は、多大な反射成分がフレネル反射により発生することで、中継器故障の場合ではそのような反射成分は発生しない。【００５６】
右向き伝送路では、中継光増幅器収容筐体２６−ｂよりも、右側に信号が届かないため、左端の伝送路監視装置に戻される伝送路用監視信号光成分は、中継光増幅器収容筐体２６−ｂよりも左側の伝送路内で生じるレーリー散乱成分である。【００５７】
一方、左向き伝送路では、伝送路用監視信号光成分自体は左端まで届くものの、ループバック回路を経て右端の伝送路監視装置に戻ろうとする伝送路用監視信号光成分のうち、中継光増幅器収容筐体２７−ａよりも左側で発生した戻り光成分は、中継光増幅器収容筐体２６−ｂ内の故障した右向き伝送路用中継光増幅器によってブロックされる。【００５８】
この２つの条件だけでは、中継光増幅器収容筐体２６−ｂ内の右向き伝送路用中継光増幅器が故障したのか、あるいは、中継光増幅器収容筐体２７−ａ内の左向き伝送路用中継光増幅器が故障したのかを切り分けることはできないが、左向き信号光自体が伝送出来ているはずであるので、故障している中継光増幅器が、中継光増幅器収容筐体２６−ｂ内にあると結論づけられる。【００５９】
両方向の伝送路監視用信号用波長λａ、λｂは、混信をさけるため違う波長を割り当てることが好ましい。ただし、両者の波長が近く、光フィルタ５２、５３によって十分な抑圧比が取れない場合にはその前または後に、好ましくは、それぞれ目的の伝送路監視信号光が通過する方向のみの光を通す光アイソレータ（不図示）が挿入される。【００６０】
＜伝送路設計方法＞
長距離大容量システム向けの光伝送路の設計における最も重要な要素の一つに、分散マップがある。分散マップとは、信号光に蓄積される波長分散量を、伝送路の長手方向にその軌跡をプロットしたものである。【００６１】
光伝送ケーブルにおいては、正分散光ファイバの長さ、負分散光ファイバの長さが両方向において共有されるため、両方向の信号光に対して、それぞれ完全に最適な分散マップの設計を行うことは難しい。【００６２】
両方向の信号光に対して分散マップの最適化を行うことを優先させるために、光増幅器を収容する筐体において、多少の分散調整用の光ファイバ、または分散調整デバイスを挿入する、という手法がある。ただし、この手法は、総伝送距離の伸長、またはスパン損失の増大を招くため、伝送特性的に、必ずしも好ましいとは言えない。【００６３】
そこで、本実施例においては、構築した伝送路に、逆側から信号光を通過させた場合にも、信号光が同等の分散マップを感じるようにするように、以下に示す指針により伝送路の設計を行う。【００６４】
まず、ある一方の進行方向の信号に対し、所望の伝送特性が得られるよう伝送路を設計する。この際に、以下の２点について留意して設計を行う。【００６５】
第１に、各スパンの長さはなるべく均一とし、スパン長に多少の変動が必要とされる場合には、一方の種類のファイバ（正分散光ファイバ又は負分散光ファイバ）の長さが近傍のスパンにおいて、なるべく均等となるようにする。【００６６】
第２に、構成した伝送路の分散マップが伝送路の距離方向の中心地点をゼロとした時に奇関数の形状となる（中心地点において点対称となる）ようにする。【００６７】
構成した伝送路の分散マップが、伝送路の距離方向の中心地点をゼロとした時に、奇関数の形状となることについて、以下詳説する。【００６８】
図８（ａ）は、４０スパンのシステムにおいて、右向き信号光に対し、前半の２０スパンを単調増加、後半の２０スパンを単調減少となるよう分散マップを設計し、本発明による光伝送ケーブルの構築手法に基づいて、光伝送ケーブルを構築した場合の、各方向の信号光が感じる分散マップを示したものである。【００６９】
右向き信号光用の分散マップは、設計の通りであるが、左向き信号光に対しては、前半の２０スパンが単調減少、後半の２０スパンは単調増加となる。【００７０】
つまり、両方向の信号光が全く異なる分散マップを持つことになる。これは、設計した分散マップが、伝送路の中心（つまり２０スパン終了地点）をゼロとした場合に、偶関数の形状を持っているためである。【００７１】
一方、図８（ｂ）は、４０スパンのシステムにおいて、右向き信号光に対し、最初の１０スパンを単調増加、その後、２０スパンを単調減少、最後の１０スパンを単調増加とし、本発明による光伝送ケーブルの構築手法に基づいて、光伝送ケーブルを構築した場合の、各方向の信号光が感じる分散マップを示したものである。【００７２】
この場合、両方向の信号光がほぼ同じ分散マップを持つことになる。これは、設計した分散マップが、伝送路の中心（つまり５０スパン終了地点）をゼロとした場合に、奇関数の形状を持っているためである。【００７３】
このように、本実施例によれば、光伝送ケーブルがそれぞれ正分散光ファイバのみ、負分散光ファイバのみという２つの光ケーブルの単純な接続となるため、構成を簡易化し、伝送路ケーブル内での異種ファイバ間接続という困難な作業を無くしており、さらに、大容量長距離伝送に大きな効果を発揮する分散フラット伝送路を用いた光伝送ケーブルの作製を簡易化している。【００７４】
また、本実施例によれば、中継器を収容する各筐体内に、一方向の中継光増幅器しか収容していないため、従来の構成と比較して、光伝送ケーブル内に収容可能な伝送路の本数を容易に倍増可能としており、同一の数の伝送路を収容する時に必要とされる中継光増幅器収容用筐体のサイズを小型化することができる。【００７５】
さらに、本実施例によれば、ループバック伝送路が従来方式通りの機能を提供するため、両方向の中継光増幅器が同一の場所に存在しないにもかかわらず、伝送路内の任意の地点における断線・故障を検出するための従来の装置構成を、そのまま利用することが可能である。【００７６】
以上、本発明を上記実施形態に即して説明したが、本発明は、上記実施形態の構成にのみ限定されるものでなく、本発明の範囲内で当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。
【図１】
0004894516.tif 000002
【図２】
0004894516.tif 000003
【図３】
0004894516.tif 000004
【図４】
0004894516.tif 000005
【図５】
0004894516.tif 000006
【図６】
0004894516.tif 000007
【図７】
0004894516.tif 000008
【図８】
0004894516.tif 000009