(57)【要約】  主信号の挿入損失増加を抑制しつつ、ＯＴＤＲ測定およびそれによる伝送路ファイバ、光中継器の状態診断が可能な光中継器、および光伝送システムを提供する。光中継器は、第１の伝送路ファイバと第２の伝送路ファイバとの間に挿入されるＣ＋Ｌバンド中継器であって、第１の線路に挿入され、Ｃバンド信号を増幅する第１光ファイバ増幅部と、第２の線路に挿入され、Ｌバンド信号を増幅する第２光ファイバ増幅部と、第３の線路に挿入され、Ｃバンド信号を増幅する第３光ファイバ増幅部と、第４の線路に挿入され、Ｌバンド信号を増幅する第４光ファイバ増幅部と、上記第１光ファイバ増幅部への入力又は上記第１光ファイバ増幅部からの出力と上記第３光ファイバ増幅部への入力又は上記第３光ファイバ増幅部からの出力との間に設けられた第１のループバック手段と、を含む。
2019168099.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の伝送路ファイバと第２の伝送路ファイバとの間に挿入されるＣ＋Ｌバンド中継器であって、
第１の線路に挿入され、Ｃバンド信号を増幅する第１光ファイバ増幅部と、
第２の線路に挿入され、Ｌバンド信号を増幅する第２光ファイバ増幅部と、
第３の線路に挿入され、Ｃバンド信号を増幅する第３光ファイバ増幅部と、
第４の線路に挿入され、Ｌバンド信号を増幅する第４光ファイバ増幅部と、
前記第１光ファイバ増幅部への入力又は前記第１光ファイバ増幅部からの出力と前記第３光ファイバ増幅部への入力又は前記第３光ファイバ増幅部からの出力との間に設けられた第１のループバック手段と、
前記第２光ファイバ増幅部への入力又は前記第２光ファイバ増幅部からの出力と前記第４光ファイバ増幅部への入力又は前記第４光ファイバ増幅部からの出力との間に設けられた第２のループバック手段と、を含む光中継器。
【請求項２】
前記第１の伝送路ファイバからの光信号を前記第１の線路及び前記第２の線路に分岐させる第１スプリッタと、
前記第２の伝送路ファイバからの光信号を前記第３の線路及び前記第４の線路に分岐させる第２スプリッタと、
前記第１の線路及び前記第２の線路からの光信号を結合させる第１カプラと、
前記第３の線路及び前記第４の線路からの光信号を結合させる第２カプラと、を含む請求項１に記載の光中継器。
【請求項３】
前記第１の線路から前記第３の線路への前記第１のループバック手段と、前記第２の線路から前記第４の線路への前記第２のループバック手段とが、異なる接続構成である、請求項１又は請求項２に記載の光中継器。
【請求項４】
前記第１のループバック手段と、前記第２のループバック手段とは、監視対象や監視項目が別けられている、請求項３に記載の光中継器。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載の光中継器を含み、
複数の光増幅帯域の一部の波長帯域の伝送性能が調整される光伝送システム。
【請求項６】
前記第２のループバック手段が、前記第２光ファイバ増幅部への入力又は前記第２光ファイバ増幅部からの出力から分岐させる分岐比は、前記第１のループバック手段が、前記第１光ファイバ増幅部への入力又は前記第１光ファイバ増幅部からの出力から分岐させる分岐比と比較して、ループバック側への出力が小さくなるよう設定されている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光中継器。
【請求項７】
請求項１乃至４、６のいずれか一項に記載の光中継器と、第１の伝送路ファイバと、第２の伝送路ファイバと、を含む光伝送システム。
【請求項８】
第１の伝送路ファイバと第２の伝送路ファイバとの間に挿入されるＣ＋Ｌバンド中継器の監視方法であって、
前記Ｃ＋Ｌバンド中継器は、
第１の線路に挿入され、Ｃバンド信号を増幅する第１光ファイバ増幅部と、
第２の線路に挿入され、Ｌバンド信号を増幅する第２光ファイバ増幅部と、
第３の線路に挿入され、Ｃバンド信号を増幅する第３光ファイバ増幅部と、
第４の線路に挿入され、Ｌバンド信号を増幅する第４光ファイバ増幅部と、を含み、
前記第１光ファイバ増幅部への入力又は前記第１光ファイバ増幅部からの出力と前記第３光ファイバ増幅部への入力又は前記第３光ファイバ増幅部からの出力とを接続して伝送路の状態を診断する、伝送路ファイバの監視方法。
【請求項９】
前記第２光ファイバ増幅部への入力又は前記第２光ファイバ増幅部からの出力と前記第４光ファイバ増幅部への入力又は前記第４光ファイバ増幅部からの出力とを接続して伝送路の状態を診断する、請求項８に記載の伝送路ファイバの監視方法。
【請求項１０】
前記第２光ファイバ増幅部への入力又は前記第２光ファイバ増幅部からの出力から前記第４光ファイバ増幅部への入力又は前記第４光ファイバ増幅部からの出力へと分岐させる分岐比は、前記第１光ファイバ増幅部への入力又は前記第１光ファイバ増幅部からの出力から前記第３光ファイバ増幅部への入力又は前記第３光ファイバ増幅部からの出力へと分岐させる分岐比と比較して、ループバック側への出力が小さくなるよう設定されている、請求項９に記載の伝送路ファイバの監視方法。
【請求項１１】
前記第１の線路から前記第３の線路への第１のループバック手段と、前記第２の線路から前記第４の線路への第２のループバック手段とが、異なる接続構成である、請求項８又は請求項９に記載の伝送路ファイバの監視方法。
【請求項１２】
前記第１のループバック手段と、前記第２のループバック手段とは、監視対象や監視項目が別けられている、請求項１１に記載の伝送路ファイバの監視方法。
【請求項１３】
請求項１１又は請求項１２に記載のＣ＋Ｌバンド中継器を含む光伝送システムの監視方法であって、
複数の光増幅帯域の一部の波長帯域の伝送性能が調整される光伝送システムの監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光中継器、伝送路ファイバの監視方法、及び光伝送システムに関し、特に波長分割多重化（ＷＤＭ）通信方式に用いて好適な光中継器、伝送路ファイバの監視方法、及び光伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
波長分割多重化（ＷＤＭ）通信方式の光伝送システムは、一つの光ファイバを使用して多波長の光信号を伝送することにより、伝送効率を高めることができる。増加するデータ量により波長分割多重化通信システムの伝送帯域幅の拡張が要求され、その手段のひとつとして、Ｃ帯（Ｃ−ｂａｎｄ：Conventional band）とＬ帯（Ｌ−ｂａｎｄ：Long band）を同時に利用する広帯域伝送システムがある。一般的にＣ帯は１５２５ｎｍ〜１５６８ｎｍ間の帯域幅を有し、Ｌ帯は１５６８ｎｍ〜１６２５ｎｍ間の帯域幅を有する。Ｃ帯とＬ帯を同時に利用する広帯域伝送システムでは、Ｃ＋Ｌ帯中継器が用いられる。Ｃ＋Ｌ帯中継器では、エルビウムドープファイバ（ＥＤＦ：Erbium Doped Fiber）を用いて光増幅する方式が広く普及している。【０００３】
特許文献１は、波長多重伝送システムに関するものであり、Ｃ帯、Ｌ帯に分岐して増幅する方式によるＣ＋Ｌ中継器が提案されている。【０００４】
光伝送システムにおいて経路障害を検出する仕組みとしてＯＴＤＲ（Optical Time Domain Reflectometry）が知られている。特許文献２は、光増幅中継器に関するものであり、送信方向の光増幅器出力と受信方向の光増幅器出力とをループバック回路で接続して、ＯＴＤＲによる光パルス試験を行うことが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−４４５４６号公報
【特許文献２】特開平９−１１６５０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
光中継器で複数の帯域にわたって光増幅を行うとき、光伝送路を帯域ごとに分波し各帯域に最適化した光増幅器を置く方式が考えられる。ＯＴＤＲのためのループバック回路は、中継器の光経路として外側に置かれるのが一般的である。ここでＯＴＤＲのためのループバック回路をＣ＋Ｌ中継器に適用することを想定する。【０００７】
ＯＴＤＲのためのループバック回路をＣ＋Ｌ中継器に適用すると、Ｃ帯及びＬ帯の共通経路の追加デバイスが増えることとなり、主信号経路の損失が増加する。一方、これを避けるために中継器内のＣ帯経路にループバック回路を配置する構成にした場合、この構成では中継器内のＬ帯の経路の障害を検出できない。【０００８】
また、一般的に、Ｌ帯の光増幅器はＣ帯の光増幅器と比べ、光増幅器のＮＦ（Noise Figure）特性が悪く、励起光パワーに対する出力パワー効率も低い。このため、Ｌ帯の経路にＣ帯の経路と同様に送信方向の光増幅器出力、受信方向の光増幅器入力のループバック回路を配置すると、追加デバイスによるＬ帯の主信号の挿入損失増加が無視できなくなる。【０００９】
よって本発明の目的は、主信号の挿入損失増加を抑制しつつ、ＯＴＤＲ測定およびそれによる伝送路ファイバ、光中継器の状態診断が可能な光中継器、および光伝送システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するため、本発明に係る光中継器は第１の伝送路ファイバと第２の伝送路ファイバとの間に挿入されるＣ＋Ｌバンド中継器であって、
第１の線路に挿入され、Ｃバンド信号を増幅する第１光ファイバ増幅部と、
第２の線路に挿入され、Ｌバンド信号を増幅する第２光ファイバ増幅部と、
第３の線路に挿入され、Ｃバンド信号を増幅する第３光ファイバ増幅部と、
第４の線路に挿入され、Ｌバンド信号を増幅する第４光ファイバ増幅部と、
上記第１光ファイバ増幅部への入力又は上記第１光ファイバ増幅部からの出力と上記第３光ファイバ増幅部への入力又は上記第３光ファイバ増幅部からの出力との間に設けられた第１のループバック手段と、
上記第２光ファイバ増幅部への入力又は上記第２光ファイバ増幅部からの出力と上記第４光ファイバ増幅部への入力又は上記第４光ファイバ増幅部からの出力との間に設けられた第２のループバック手段と、を含む。【００１１】
本発明に係る伝送路ファイバの監視方法は、第１の伝送路ファイバと第２の伝送路ファイバとの間に挿入されるＣ＋Ｌバンド中継器の監視方法であって、
上記Ｃ＋Ｌバンド中継器は、
第１の線路に挿入され、Ｃバンド信号を増幅する第１光ファイバ増幅部と、
第２の線路に挿入され、Ｌバンド信号を増幅する第２光ファイバ増幅部と、
第３の線路に挿入され、Ｃバンド信号を増幅する第３光ファイバ増幅部と、
第４の線路に挿入され、Ｌバンド信号を増幅する第４光ファイバ増幅部と、を含み、
上記第１光ファイバ増幅部への入力又は上記第１光ファイバ増幅部からの出力と上記第３光ファイバ増幅部への入力又は上記第３光ファイバ増幅部からの出力とを接続して伝送路の状態を診断する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、主信号の挿入損失増加を抑制しつつ、ＯＴＤＲの実施が可能な光中継器、伝送路ファイバの監視方法、及び光伝送システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の上位レベルの実施形態の光中継器を説明するための構成図である。
【図２】第１実施形態の光中継器を説明するための構成図である。
【図３】第１実施形態の光中継器について、Ｃ帯波長の光パルスを用いたＯＴＤＲを説明するための概念図である。
【図４】第１実施形態の光中継器について、Ｌ帯波長の光パルスを用いたＯＴＤＲを説明するための概念図である。
【図５Ａ】通常状態のケーブルトレースの一例を説明するためのグラフである。
【図５Ｂ】ケーブル障害時のケーブルトレースの一例を説明するためのグラフである。
【図６】中継器障害時のケーブルトレースの一例を説明するためのグラフである。
【図７】第２実施形態の光中継器を説明するための構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。具体的な実施形態について説明する前に、本発明の上位概念の実施形態による光中継器について、説明する。
【００１５】
図１は、本発明の上位概念の実施形態による光中継器を説明するための構成図である。図１の光中継器は、第１の伝送路ファイバ１０３、１０７や第２の伝送路ファイバ１０９、１１３との間に挿入されるＣ＋Ｌバンド中継器である。図１の光中継器は、第１の線路に挿入され、Ｃバンド信号を増幅する第１光ファイバ増幅部１０４と、第２の線路に挿入され、Ｌバンド信号を増幅する第２光ファイバ増幅部１０５と、第３の線路に挿入され、Ｃバンド信号を増幅する第３光ファイバ増幅部１１０と、第４の線路に挿入され、Ｌバンド信号を増幅する第４光ファイバ増幅部１１１と、を含む。さらに図１の光中継器は、第１光ファイバ増幅部１０４への入力又は第１光ファイバ増幅部１０４からの出力と第３光ファイバ増幅部１１０への入力又は第３光ファイバ増幅部１１０からの出力との間に設けられた第１のループバック手段１０１を含む。さらに図１の光中継器は、第２光ファイバ増幅部１０５への入力又は第２光ファイバ増幅部１０５からの出力と第４光ファイバ増幅部１１１への入力又は第４光ファイバ増幅部１１１からの出力との間に設けられた第２のループバック手段１０８を含む。
【００１６】
なお図１では、第１のループバック手段１０１は、第１光ファイバ増幅部１０４からの出力と第３光ファイバ増幅部１１０からの出力との間に設けられた場合を図示しているが、本実施形態はこれに限られるものではない。また図１では、第２のループバック手段１０８は、第２光ファイバ増幅部１０５からの出力と第４光ファイバ増幅部１１１からの出力との間に設けられた場合を図示しているが、本実施形態はこれに限られるものではない。
【００１７】
本実施形態によれば、第１のループバック手段１０１は第１光ファイバ増幅部１０４の入力又は出力と第３光ファイバ増幅部１１０の入力又は出力との間に設けられている。また本実施形態によれば、第２のループバック手段１０８は第２光ファイバ増幅部１０５の入力又は出力と第４光ファイバ増幅部１１１の入力又は出力との間に設けられている。
【００１８】
これにより、ループバック回路が第１の伝送路ファイバ１０３、１０７や第２の伝送路ファイバ１０９、１１３の間に設けられた場合と比較して、Ｃ帯及びＬ帯の共通経路あるいはＬ帯経路の挿入損失を少なくできる。またＬ帯経路の障害を、Ｌ帯波長の光パルスによるＯＴＤＲで検出することが可能である。また伝送路の障害およびＣ帯及びＬ帯の共通経路の障害は、Ｃ帯波長の光パルスによるＯＴＤＲで検出することができ、Ｌ帯主信号の経路ロスを低減し、伝送後のＯＳＮＲ（Optical Signal to Noise Ratio）を改善できる。以下、より具体的な実施形態について説明する。
【００１９】
〔第１実施形態〕
次に、本発明の第１実施形態による光中継器、伝送路ファイバの監視方法、及び光伝送システムについて、説明する。
【００２０】
図２は、第１実施形態の光中継器を説明するための構成図である。図２の光中継器は、送信方向光増幅回路３００と受信方向光増幅回路３０１を備えたＣ＋Ｌ中継器である。さらに、ループバック回路をOutput-to-Output構成とした例である。
【００２１】
ＷＤＭ分波器３０２は、送信方向の光伝送路３０３の信号を、波長１５２５ｎｍから１５６８ｎｍまでのＣ帯、波長１５６８ｎｍから１６２５ｎｍまでのＬ帯に分離し、それぞれＣ帯光増幅器３０４、Ｌ帯光増幅器３０５に出力する。なお、上記波長範囲は一例を示すものであって、この値に限定されるものではなく使用方法によって波長範囲が前後してもよい。
【００２２】
Ｃ帯光増幅器３０４はＣ帯光入力を増幅し、Ｌ帯光増幅器３０５はＬ帯光入力を増幅する。Ｃ帯光増幅器３０４、Ｌ帯光増幅器３０５は各帯域でプロファイルを調整したＥＤＦＡ（エルビウム添加ファイバ増幅器）によって構成される。また、Ｃ帯光増幅器３０４およびＬ帯光増幅器３０５は、内部に光アイソレータを備え逆方向の光入力を遮断する。
【００２３】
Ｃ帯光増幅器３０４の出力とＬ帯光増幅器３０５の出力は、ＷＤＭ合波器３０６で合波され送信方向の光伝送路３０７に出力される。
【００２４】
受信方向光増幅回路３０１のＷＤＭ分波器３０８、受信方向の光伝送路３０９、Ｃ帯光増幅器３１０、Ｌ帯光増幅器３１１、ＷＤＭ合波器３１２、受信方向の光伝送路３１３は、デバイス配置方向を除いて、送信方向光増幅回路３００と同一の機能を持つ。すなわち、ＷＤＭ分波器３０８は、受信方向の光伝送路３０９の信号を、波長１５２５ｎｍから１５６８ｎｍまでのＣ帯、波長１５６８ｎｍから１６２５ｎｍまでのＬ帯に分離し、それぞれＣ帯光増幅器３１０の入力、Ｌ帯光増幅器３１１の入力に出力する。なお、波長範囲はこの値に限定されるものではなく、使用方法によって前後してよい。
【００２５】
Ｃ帯光増幅器３１０はＣ帯光入力を増幅し、Ｌ帯光増幅器３１１はＬ帯光入力を増幅する。Ｃ帯光増幅器３１０、Ｌ帯光増幅器３１１は各帯域でプロファイルを調整したＥＤＦＡ（エルビウム添加ファイバ増幅器）によって構成される。また、Ｃ帯光増幅器３１０およびＬ帯光増幅器３１１は、内部に光アイソレータを備え逆方向の光入力を遮断する。
【００２６】
Ｃ帯光増幅器３１０とＬ帯光増幅器３１１の出力は、ＷＤＭ合波器３１２で合波され、受信方向の光伝送路３１３に出力される。
【００２７】
光カプラ３１４は、Ｌ帯光増幅器３０５からの光入力をＷＤＭ合波器３０６に出力する。また、送信方向の光伝送路３０７で発生したＯＴＤＲの光測定パルスによる後方散乱光を、ＷＤＭ合波器３０６から入力し光カプラ３１６に出力する。光カプラ３１４、３１６の分岐比（主経路に対する分岐経路の出力比）は、主信号経路のロスを極力低くなるよう、光カプラ３２４、３２５より分岐比が小さいものを選定する。図２において、伝送後のＯＳＮＲ（光信号の雑音比）をＣ帯、Ｌ帯で同一とする場合、Ｌ帯はＣ帯より、Ｌ帯ＥＤＦＡの出力を上げるか、Ｌ帯経路の損失量を低減する必要がある。そのため、Ｌ帯ループバック回路３２２に使用する光カプラ３１４、３１６はＣ帯ループバック回路３２３に使用する光カプラ３２４、３２５と比べ、分岐比（主経路に対する分岐経路の出力比）が小さく、Ｌ帯主信号の経路ロスが低いものを使用する。
【００２８】
このようにして、光カプラの分岐比を小さくすることによって主経路の透過損失を小さくでき、図２の構成ではＬ帯主信号の挿入損失をさらに小さくすることが可能である。
【００２９】
光終端器３１５は、すべての波長の光パワーを減衰させ、Ｌ帯光増幅器３０５の出力が受信方向光増幅回路３０１に反射するのを防ぐことを、目的とする。この明細書の説明では、光カプラ３１４、光カプラ３１６の未使用ポートを光終端器に接続する例を示すが、本発明は光終端器の接続に限定するものではなく、他の用途に使用してもよい。
【００３０】
光カプラ３１６は、Ｌ帯光増幅器３１１と光カプラ３１４、ＷＤＭ合波器３１２、光終端器３１７に接続され、デバイス配置方向を除き送信方向光増幅回路３００のものと同一の機能を持つ。光カプラ３１６は、Ｌ帯光増幅器３１１からの光出力をＷＤＭ合波器３１２に出力する。また、受信方向の光伝送路３１３で発生したＯＴＤＲの光測定パルスによる後方散乱光を、ＷＤＭ合波器３１２から入力し光カプラ３１４に出力する。
【００３１】
（動作の説明）
図３を参照して、Ｃ帯波長の光パルスによるＯＴＤＲを実行したときの動作を説明する。ここで、図３を構成する各中継器５０４、５０５、５０６は、図２の中継器であるものとする。
【００３２】
ＯＴＤＲ測定器は、Ｃ帯波長の光パルスを複数のＣ＋Ｌ中継器で構成される光伝送路５００に出力する。光伝送路上に生じる後方散乱光５０１はＣ帯ループバック回路５０２で受信方向に戻され、ＯＴＤＲ測定器に入力される。後方散乱光５０１の減衰量、パルスの受信時間から中継器スパン毎のケーブルトレースを取得することにより、伝送路の状態を診断できる。また、Ｃ＋Ｌ中継器のＣ帯経路あるいはＣ帯とＬ帯との共通経路に障害や誤接続があった場合には、その中継器以降のケーブルトレースが取得できない。このような中継器以降のケーブルトレースが取得できないことによって、上記中継器にて障害や誤接続があることが分かる。
【００３３】
このようにして、光伝送路５００、５０３の状態監視にはＣ帯波長の光パルスによるＯＴＤＲを実行し、Ｃ帯ループバック回路５０２を使用してケーブルトレースを取得する。
【００３４】
図４を参照して、Ｌ帯波長光パルスによるＯＴＤＲを実行したときの動作を説明する。ここで、図４を構成する各中継器６０６、６０４、６０７は、図２の中継器であるものとする。
【００３５】
ＯＴＤＲ測定器は、Ｌ帯波長の光パルスを複数のＣ＋Ｌ中継器で構成される光伝送路６００に出力する。光伝送路上に生じる後方散乱光６０１はＬ帯ループバック回路６０２で受信方向に戻され、ＯＴＤＲ測定器に入力される。Ｃ＋Ｌ中継器のＬ帯経路に障害があった場合、その中継器以降のケーブルトレースが取得できない。このような中継器以降のケーブルトレースが取得できないことによって、上記中継器にて障害や誤接続があることが分かる。
【００３６】
Ｌ帯ループバック回路６０２は、Ｃ＋Ｌ中継器６０４以降のケーブルトレースの有無が認識できる程度の光パワー量をループバックできれば、ＯＴＤＲ測定器でＣ＋Ｌ中継器６０４内のＬ帯経路の状態が判断できる。よって、光伝送路６００、６０５で発生する後方散乱光を、Ｃ＋Ｌ中継器６０４で増幅させる必要はない。したがって、Ｌ帯ループバック回路６０２は、中継器内のＬ帯経路６０３の状態監視に使用する。
【００３７】
以上のように、伝送路および中継器内のＣ帯経路の監視はＣ帯波長の光パルスによるＯＴＤＲにて行い、Ｌ帯経路の監視はＬ帯波長の光パルスによるＯＴＤＲで実施するよう、機能を分担する。
【００３８】
図２を参照して、ＯＴＤＲを実行したときの動作を詳細に説明する。
【００３９】
ＯＴＤＲ測定器によって出力された光パルスは、送信方向の光伝送路３０３から送信方向光増幅回路３００に入力される。光パルスは、ＷＤＭ分波器３０２でＣ帯あるいはＬ帯に分離される。例としてＬ帯波長光パルスを入力した場合、光パルスはＬ帯光増幅器３０５によって増幅され、光カプラ３１４に入力される。光パルスは、光カプラ３１４でＷＤＭ合波器３０６と光終端器３１５に分岐されるが、光終端器３１５で終端される。ＷＤＭ合波器３０６は、光カプラ３１４からの光パルスを入力し、送信方向の光伝送路３０７に出力する。
【００４０】
このようにして、ＯＴＤＲ測定器からの光パルスはＣ＋Ｌ中継器を複数経由して、対向局に到達する。一方、Ｌ帯波長の光パルスによって送信方向の光伝送路３０７上に生じた後方散乱光は、ＷＤＭ合波器３０６に入力され光カプラ３１４に出力される。光カプラ３１４は後方散乱光をＬ帯光増幅器３０５と光カプラ３１６に分岐して出力するが、Ｌ帯光増幅器３０５の光アイソレータによって遮断される。光カプラ３１６で、光カプラ３１４が出力した後方散乱光は光終端器３１７とＷＤＭ合波器３１２に分岐して出力されるが、光終端器３１７で終端される。ＷＤＭ合波器３１２は、光カプラ３１６から入力した後方散乱光を受信方向の光伝送路３１３に出力する。
【００４１】
以上により、ＯＴＤＲ測定器から出力した光パルスの後方散乱光は、ループバック回路を通して受信方向に伝送され、ＯＴＤＲ測定器によって後方散乱光のケーブルロストレースが測定され、測定時間から光伝送路の障害、減衰量を検出可能となる。
【００４２】
図５Ａ及び図５Ｂは、図２、図３のＣ帯波長の監視信号にてＯＴＤＲ測定を実施した例である。ケーブルトレースは、光パルス受信遅延時間から計算される距離と光パルス受信レベル（パワー）で示される。図５Ａは、通常状態のケーブルトレース例を示す。ケーブル断によるケーブル障害が発生したとき、ケーブルトレースは図５Ｂのようになり障害位置を特定することが可能である。また、ケーブルトレースの低減量をモニタするなどの方法で、中継器出力の状態を診断することもできる。
【００４３】
図６は、図２、図４のＬ帯波長の監視信号にてＯＴＤＲ測定を実施した例である。ケーブルトレースは、光パルス受信遅延時間から計算される距離と光パルス受信レベル（パワー）で示される。中継器内のＬ帯経路に障害が発生したとき、ケーブルトレースは図６となりＬ帯経路に障害の発生した中継器を特定することができる。
【００４４】
（実施形態の効果）
本実施形態によれば、Ｃ帯及びＬ帯の共通経路あるいはＬ帯経路の挿入損失を少なくできる。またＬ帯経路の障害を、Ｌ帯波長の光パルスによるＯＴＤＲで検出することが可能である。また伝送路の障害およびＣ帯及びＬ帯の共通経路の障害は、Ｃ帯波長の光パルスによるＯＴＤＲで検出することができ、Ｌ帯主信号の経路ロスを低減し、伝送後のＯＳＮＲを改善できる。
【００４５】
言い換えると、本実施形態によれば、Ｃ帯ループバック回路３２３とＬ帯ループバック回路３２２とで監視機能を分担することにより、Ｌ帯主信号経路の挿入デバイス数および挿入損失を最小化することができる。またＣ帯ループバック回路３２３或いはＬ帯ループバック回路３２２を用いることにより、伝送路、中継器内のＣ帯経路３１８、３１９、中継器内のＬ帯経路３２０、３２１を個別に診断できる。またＣ帯ループバック回路３２３やＬ帯ループバック回路３２２を用いることにより、Ｃ帯、Ｌ帯の両方もしくはいずれかの出力パワーを診断できる。
【００４６】
また本実施形態によれば、波長帯ごとに分割増幅する中継器において、その増幅特性、伝送特性に応じて診断機能をＣ帯ループバック回路３２３とＬ帯ループバック回路３２２とで分担している。このループバック回路の適用により、伝送性能を最大化できる中継器やその監視方法を提供できる。
【００４７】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態による光中継器、伝送路ファイバの監視方法、及び光伝送システムについて、説明する。
【００４８】
図７は、第２実施形態の光中継器を説明するための構成図である。図７は、図２のＣ帯ループバック回路をOutput-to-Input構成のＣ帯ループバック回路４００、４０１に置き換えた例である。
【００４９】
伝送後のＯＳＮＲをＣ帯、Ｌ帯で同一とする場合、Ｃ帯経路４０２、４０５はＬ帯経路４０３、４０６と比較して許容損失量が大きい。よって、Ｃ帯経路４０２、４０５はＬ帯経路４０３、４０６より、ループバック回路の部品点数を増やすこともできる。そこで、Ｃ帯ループバック回路をOutput-to-Input構成に置き換えると、Ｃ帯経路の挿入部品は多くなるが光増幅器を通すことができ、ＯＴＤＲ測定器で受信する光パルスパワーレベルを上げることができる。これによって、測定時間の短縮が可能である。
【００５０】
このような構成であっても、Ｌ帯経路は次段トレースの有無によって中継器内のＬ帯経路の診断が可能であるので、Ｌ帯経路の挿入部品を削減できるOutput-to-Output構成を適用できる。
【００５１】
図７の光中継器は、送信方向光増幅回路と受信方向光増幅回路を備えたＣ＋Ｌ中継器である。ＷＤＭ分波器は、送信方向の光伝送路の信号を、波長１５２５ｎｍから１５６８ｎｍまでのＣ帯、波長１５６８ｎｍから１６２５ｎｍまでのＬ帯に分離し、それぞれ送信方向のＣ帯光増幅器４１０、送信方向のＬ帯光増幅器に出力する。なお、上記波長範囲は一例を示すものであって、この値に限定されるものではなく使用方法によって波長範囲が前後してもよい。
【００５２】
Ｃ帯光増幅器４１０はＣ帯光入力を増幅し、Ｌ帯光増幅器はＬ帯光入力を増幅する。Ｃ帯光増幅器４１０、Ｌ帯光増幅器は各帯域でプロファイルを調整したＥＤＦＡ（エルビウム添加ファイバ増幅器）によって構成される。また、Ｃ帯光増幅器４１０およびＬ帯光増幅器は、内部に光アイソレータを備え逆方向の光入力を遮断する。
【００５３】
Ｃ帯光増幅器４１０の出力とＬ帯光増幅器の出力は、ＷＤＭ合波器４０８で合波され送信方向の光伝送路４０４に出力される。
【００５４】
受信方向光増幅回路のＷＤＭ分波器、受信方向の光伝送路、受信方向のＣ帯光増幅器４１３、Ｌ帯光増幅器、ＷＤＭ合波器４１６、受信方向の光伝送路４０７は、デバイス配置方向を除いて、送信方向光増幅回路と同一の機能を持つ。すなわち、ＷＤＭ分波器は、受信方向の光伝送路の信号を、波長１５２５ｎｍから１５６８ｎｍまでのＣ帯、波長１５６８ｎｍから１６２５ｎｍまでのＬ帯に分離し、それぞれＣ帯光増幅器４１３の入力、Ｌ帯光増幅器の入力に出力する。なお、波長範囲はこの値に限定されるものではなく、使用方法によって前後してよい。
【００５５】
Ｃ帯光増幅器４１３はＣ帯光入力を増幅し、Ｌ帯光増幅器はＬ帯光入力を増幅する。Ｃ帯光増幅器４１３、Ｌ帯光増幅器は各帯域でプロファイルを調整したＥＤＦＡ（エルビウム添加ファイバ増幅器）によって構成される。また、Ｃ帯光増幅器４１３およびＬ帯光増幅器は、内部に光アイソレータを備え逆方向の光入力を遮断する。
【００５６】
Ｃ帯光増幅器４１３とＬ帯光増幅器の出力は、ＷＤＭ合波器４１６で合波され、受信方向の光伝送路４０７に出力される。
【００５７】
図７の構成は、図２の構成と同様、光伝送路４０４、４０７の状態をＣ帯ループバック回路４０１、４００を経由するＣ帯波長光パルスでＯＴＤＲを実行して監視する。さらに中継器内のＬ帯経路４０３、４０６の状態を、Ｌ帯ループバック経路４２０を経由するＬ帯波長光パルスでＯＴＤＲを実行して監視する。
【００５８】
光伝送路４０４で生じた後方散乱光はＷＤＭ合波器４０８を経由して光カプラ４０９に出力され、Ｃ帯ループバック回路４０１を経由して光カプラ４１１に入力される。光カプラ４１１は光終端器４１２と受信方向のＣ帯光増幅器４１３に光カプラ４０９から入力された光入力を分岐する。光終端器４１２は後方散乱光を終端し、受信方向のＣ帯光増幅器４１３は後方散乱光の光パワーレベルを増幅して光カプラ４１４、ＷＤＭ合波器４１６を経由して光伝送路４０７に出力される。Ｃ帯ループバック回路４００は受信方向のＯＴＤＲによって送信方向のＯＴＤＲと同様に、光伝送路４０７で生じた後方散乱光を送信方向のＣ帯光増幅器４１０で増幅して光伝送路４０４に出力する。
【００５９】
（実施形態の効果）
本実施形態によれば第１実施形態と同様に、Ｃ帯及びＬ帯の共通経路あるいはＬ帯経路の挿入損失を少なくできる。また第１実施形態と同様に、Ｌ帯経路の障害を、Ｌ帯波長の光パルスによるＯＴＤＲで検出することが可能である。また第１実施形態と同様に、伝送路の障害およびＣ帯及びＬ帯の共通経路の障害は、Ｃ帯波長の光パルスによるＯＴＤＲで検出することができ、Ｌ帯主信号の経路ロスを低減し、伝送後のＯＳＮＲを改善できる。
【００６０】
さらに本実施形態によれば、Ｌ帯主信号の挿入損失を最小としつつ、中継器内のＬ帯経路の監視が可能となる。
【００６１】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の実施形態によれば、広帯域の光中継伝送における光伝送路の監視が可能な、ループバック回路を含む光中継器を実現できる。本発明の実施形態によれば、複数の帯域にわたって光増幅が可能であって、各帯域の経路障害を検出可能なシステムを提供できる。
【００６２】
Ｌ帯中継器は一般的にＣ帯光増幅器と比較して、ＮＦ特性、励起光対出力パワー効率が悪い。Ｃ帯、Ｌ帯の伝送後のＯＳＮＲを最大化するためには、Ｌ帯経路の挿入損失を少なくすることが重要である。本発明の実施形態によれば、挿入デバイスを極力少なくし主信号への影響を小さくすることと、ＯＴＤＲの実施とを両立できる、ループバック回路を含む光中継器を提供できる。
【００６３】
本発明は、請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲に含まれることはいうまでもない。
【００６４】
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）第１の伝送路ファイバと第２の伝送路ファイバとの間に挿入されるＣ＋Ｌバンド中継器であって、
第１の線路に挿入され、Ｃバンド信号を増幅する第１光ファイバ増幅部と、
第２の線路に挿入され、Ｌバンド信号を増幅する第２光ファイバ増幅部と、
第３の線路に挿入され、Ｃバンド信号を増幅する第３光ファイバ増幅部と、
第４の線路に挿入され、Ｌバンド信号を増幅する第４光ファイバ増幅部と、
前記第１光ファイバ増幅部への入力又は前記第１光ファイバ増幅部からの出力と前記第３光ファイバ増幅部への入力又は前記第３光ファイバ増幅部からの出力との間に設けられた第１のループバック手段と、
前記第２光ファイバ増幅部への入力又は前記第２光ファイバ増幅部からの出力と前記第４光ファイバ増幅部への入力又は前記第４光ファイバ増幅部からの出力との間に設けられた第２のループバック手段と、を含む光中継器。
（付記２）前記第１の伝送路ファイバからの光信号を前記第１の線路及び前記第２の線路に分岐させる第１スプリッタと、
前記第２の伝送路ファイバからの光信号を前記第３の線路及び前記第４の線路に分岐させる第２スプリッタと、
前記第１の線路及び前記第２の線路からの光信号を結合させる第１カプラと、
前記第３の線路及び前記第４の線路からの光信号を結合させる第２カプラと、を含む付記１に記載の光中継器。
（付記３）前記第１の線路から前記第３の線路への前記第１のループバック手段と、前記第２の線路から前記第４の線路への前記第２のループバック手段とが、異なる接続構成である、付記１又は付記２に記載の光中継器。
（付記４）前記第１のループバック手段と、前記第２のループバック手段とは、監視対象や監視項目が別けられている、付記３に記載の光中継器。
（付記５）付記３又は付記４に記載の光中継器を含み、
複数の光増幅帯域の一部の波長帯域の伝送性能が調整される光伝送システム。
（付記６）前記第２のループバック手段が、前記第２光ファイバ増幅部への入力又は前記第２光ファイバ増幅部からの出力から分岐させる分岐比は、前記第１のループバック手段が、前記第１光ファイバ増幅部への入力又は前記第１光ファイバ増幅部からの出力から分岐させる分岐比と比較して、ループバック側への出力が小さくなるよう設定されている、付記１乃至４のいずれか一つに記載の光中継器。
（付記７）付記１乃至４、６のいずれか一つに記載の光中継器と、第１の伝送路ファイバと、第２の伝送路ファイバと、を含む光伝送システム。
（付記８）第１の伝送路ファイバと第２の伝送路ファイバとの間に挿入されるＣ＋Ｌバンド中継器の監視方法であって、
前記Ｃ＋Ｌバンド中継器は、
第１の線路に挿入され、Ｃバンド信号を増幅する第１光ファイバ増幅部と、
第２の線路に挿入され、Ｌバンド信号を増幅する第２光ファイバ増幅部と、
第３の線路に挿入され、Ｃバンド信号を増幅する第３光ファイバ増幅部と、
第４の線路に挿入され、Ｌバンド信号を増幅する第４光ファイバ増幅部と、を含み、
前記第１光ファイバ増幅部への入力又は前記第１光ファイバ増幅部からの出力と前記第３光ファイバ増幅部への入力又は前記第３光ファイバ増幅部からの出力とを接続して伝送路の状態を診断する、伝送路ファイバの監視方法。
（付記９）前記第２光ファイバ増幅部への入力又は前記第２光ファイバ増幅部からの出力と前記第４光ファイバ増幅部への入力又は前記第４光ファイバ増幅部からの出力とを接続して伝送路の状態を診断する、付記８に記載の伝送路ファイバの監視方法。
（付記１０）前記第２光ファイバ増幅部への入力又は前記第２光ファイバ増幅部からの出力から前記第４光ファイバ増幅部への入力又は前記第４光ファイバ増幅部からの出力へと分岐させる分岐比は、前記第１光ファイバ増幅部への入力又は前記第１光ファイバ増幅部からの出力から前記第３光ファイバ増幅部への入力又は前記第３光ファイバ増幅部からの出力へと分岐させる分岐比と比較して、ループバック側への出力が小さくなるよう設定されている、付記９に記載の伝送路ファイバの監視方法。
（付記１１）前記第１の線路から前記第３の線路への第１のループバック手段と、前記第２の線路から前記第４の線路への第２のループバック手段とが、異なる接続構成である、付記８又は付記９に記載の伝送路ファイバの監視方法。
（付記１２）前記第１のループバック手段と、前記第２のループバック手段とは、監視対象や監視項目が別けられている、付記１１に記載の伝送路ファイバの監視方法。
（付記１３）付記１１又は付記１２に記載のＣ＋Ｌバンド中継器を含む光伝送システムの監視方法であって、
複数の光増幅帯域の一部の波長帯域の伝送性能が調整される光伝送システムの監視方法。
【００６５】
以上、上述した実施形態を模範的な例として本発明を説明した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態には限定されない。即ち、本発明は、本発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。
【００６６】
この出願は、２０１８年３月２日に出願された日本出願特願２０１８−３７４５３号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【符号の説明】
【００６７】
３００    送信方向光増幅回路
３０１    受信方向光増幅回路
３０２、３０８    ＷＤＭ分波器
３０３、３０７、３０９、３１３    光伝送路
３０４、３１０    Ｃ帯光増幅器
３０５、３１１    Ｌ帯光増幅器
３０６、３１２    ＷＤＭ合波器
３２２    Ｌ帯ループバック回路
３２３    Ｃ帯ループバック回路
【図１】
2019168099.tif 000003
【図２】
2019168099.tif 000004
【図３】
2019168099.tif 000005
【図４】
2019168099.tif 000006
【図５Ａ】
2019168099.tif 000007
【図５Ｂ】
2019168099.tif 000008
【図６】
2019168099.tif 000009
【図７】
2019168099.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】令和2年8月11日(2020.8.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の伝送路ファイバと第２の伝送路ファイバとの間に挿入されるＣ＋Ｌバンド中継器であって、
第１の線路に挿入され、Ｃバンド信号を増幅する第１光ファイバ増幅部と、
第２の線路に挿入され、Ｌバンド信号を増幅する第２光ファイバ増幅部と、
第３の線路に挿入され、Ｃバンド信号を増幅する第３光ファイバ増幅部と、
第４の線路に挿入され、Ｌバンド信号を増幅する第４光ファイバ増幅部と、
前記第１光ファイバ増幅部への入力又は前記第１光ファイバ増幅部からの出力と前記第３光ファイバ増幅部への入力又は前記第３光ファイバ増幅部からの出力との間に設けられた第１のループバック手段と、
前記第２光ファイバ増幅部への入力又は前記第２光ファイバ増幅部からの出力と前記第４光ファイバ増幅部への入力又は前記第４光ファイバ増幅部からの出力との間に設けられた第２のループバック手段と、を含む光中継器。
【請求項２】
前記第１の伝送路ファイバからの光信号を前記第１の線路及び前記第２の線路に分岐させる第１スプリッタと、
前記第２の伝送路ファイバからの光信号を前記第３の線路及び前記第４の線路に分岐させる第２スプリッタと、
前記第１の線路及び前記第２の線路からの光信号を結合させる第１カプラと、
前記第３の線路及び前記第４の線路からの光信号を結合させる第２カプラと、を含む請求項１に記載の光中継器。
【請求項３】
前記第１の線路から前記第３の線路への前記第１のループバック手段と、前記第２の線路から前記第４の線路への前記第２のループバック手段とが、異なる接続構成である、請求項１又は請求項２に記載の光中継器。
【請求項４】
前記第１のループバック手段と、前記第２のループバック手段とは、監視対象や監視項目が別けられている、請求項３に記載の光中継器。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載の光中継器を含み、
複数の光増幅帯域の一部の波長帯域の伝送性能が調整される光伝送システム。
【請求項６】
前記第２のループバック手段が、前記第２光ファイバ増幅部への入力又は前記第２光ファイバ増幅部からの出力から分岐させる分岐比は、前記第１のループバック手段が、前記第１光ファイバ増幅部への入力又は前記第１光ファイバ増幅部からの出力から分岐させる分岐比と比較して、ループバック側への出力が小さくなるよう設定されている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光中継器。
【請求項７】
請求項１乃至４、６のいずれか一項に記載の光中継器と、第１の伝送路ファイバと、第２の伝送路ファイバと、を含む光伝送システム。
【請求項８】
第１の伝送路ファイバと第２の伝送路ファイバとの間に挿入されるＣ＋Ｌバンド中継器の監視方法であって、
前記Ｃ＋Ｌバンド中継器は、
第１の線路に挿入され、Ｃバンド信号を増幅する第１光ファイバ増幅部と、
第２の線路に挿入され、Ｌバンド信号を増幅する第２光ファイバ増幅部と、
第３の線路に挿入され、Ｃバンド信号を増幅する第３光ファイバ増幅部と、
第４の線路に挿入され、Ｌバンド信号を増幅する第４光ファイバ増幅部と、を含み、
前記第１光ファイバ増幅部への入力又は前記第１光ファイバ増幅部からの出力と前記第３光ファイバ増幅部への入力又は前記第３光ファイバ増幅部からの出力とを接続して伝送路の状態を診断する、伝送路ファイバの監視方法。
【請求項９】
前記第２光ファイバ増幅部への入力又は前記第２光ファイバ増幅部からの出力と前記第４光ファイバ増幅部への入力又は前記第４光ファイバ増幅部からの出力とを接続して伝送路の状態を診断する、請求項８に記載の伝送路ファイバの監視方法。
【請求項１０】
前記第２光ファイバ増幅部への入力又は前記第２光ファイバ増幅部からの出力から前記第４光ファイバ増幅部への入力又は前記第４光ファイバ増幅部からの出力へと分岐させる分岐比は、前記第１光ファイバ増幅部への入力又は前記第１光ファイバ増幅部からの出力から前記第３光ファイバ増幅部への入力又は前記第３光ファイバ増幅部からの出力へと分岐させる分岐比と比較して、ループバック側への出力が小さくなるよう設定されている、請求項９に記載の伝送路ファイバの監視方法。
【国際調査報告】
2019168099.tif 000011
2019168099.tif 000012
2019168099.tif 000013
2019168099.tif 000014