(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
感知及び通信用のシステムであって、
下流光信号を受信して、下流光信号を下流電気信号に変換する光受信器と、
上流データ信号の情報を過変調して上流光信号上に乗せる光変換器と、
外部刺激に応答して、感知器情報信号を提供する少なくとも一つの感知器とを含み、該外部刺激は、該システムの機能的な動作とは無関係であり、該システムは、さらに、
下流電気信号を受信し、そして通信情報信号を提供する少なくとも一つの通信端末と少なくとも一つの感知器とに通信チャネルを確立するプロセッサを含み、該少なくとも一つの端末と該少なくとも一つの感知器とは、それぞれ通信情報信号と感知器情報信号を該プロセッサに提供し、該プロセッサは符号化された情報通信信号と感知器情報信号とを上流データ信号として光変換器に転送するシステム。
【請求項２】
請求項１に記載の感知及び通信用のシステムにおいて、該光変換器が電気信号を光信号に変換する発生源であることを特徴とする感知システム。
【請求項３】
請求項２に記載の感知及び通信用のシステムにおいて、該発生源がレーザであることを特徴とする感知システム。
【請求項４】
請求項２に記載の感知及び通信用のシステムにおいて、該発生源が広帯域光源であることを特徴とする感知システム。
【請求項５】
請求項１に記載の感知及び通信用のシステムにおいて、該下流光信号が該上流光信号に結合されることを特徴とする感知システム。
【請求項６】
請求項５に記載の感知及び通信用のシステムにおいて、該上流光信号が該光変換器によって増幅されることを特徴とする感知システム。
【請求項７】
請求項５に記載の感知及び通信用のシステムにおいて、該光変換器は上流光信号を変調することを特徴とする感知システム。
【請求項８】
請求項１に記載の感知及び通信用のシステムにおいて、該少なくとも一つの感知器が感知器情報を提供するためにプロセッサによってポーリングされることを特徴とする感知システム。
【請求項９】
請求項８に記載の感知及び通信用のシステムにおいて、下流光信号に応答して、該少なくとも一つの感知器がポーリングされることを特徴とする感知システム。
【請求項１０】
請求項８に記載の感知及び通信用のシステムにおいて、該プロセッサは該少なくとも一つの感知器を何時ポーリングするかを決定することを特徴とする感知システム。
【請求項１１】
請求項１に記載の感知及び通信用のシステムにおいて、外部刺激に応答して、該感知器がプロセッサに割り込むことを特徴とする感知システム。
【請求項１２】
請求項１に記載の感知及び通信用のシステムにおいて、該感知器情報信号の予め定められた設定に応答して、該プロセッサは、予め定められた数に対応する上流データ信号を提供することを特徴とする感知システム。
【請求項１３】
請求項１に記載の感知及び通信用のシステムにおいて、該感知器情報信号の予め定められた設定に応答して、該プロセッサが、上流データ信号として送出されるべき非常事態警報を生じさせることを特徴とする感知システム。
【請求項１４】
請求項１に記載の感知及び通信用のシステムにおいて、該上流光信号が識別情報を含むことを特徴とする感知システム。
【請求項１５】
請求項１に記載の感知及び通信用のシステムにおいて、該上流光信号が下流電気信号上に送出されるべき指示を生じさせることを特徴とする感知システム。
【請求項１６】
感知システムであって、
少なくとも下流光信号の一部を受信しそして下流光感知器審問信号と下流通信情報信号とを提供する光結合器と、
該下流通信情報信号を受信して上流通信情報信号を提供する通信デバイスと、
外部刺激に応答して、感知器情報信号を提供する少なくとも一つの感知器とを含み、該外部刺激は、該通信情報信号とは無関係であり、該システムは、さらに、
該感知器情報信号に応答して、該下流光感知器審問信号を受信しそして少なくともその一部を変更して上流感知信号を提供する光信号変更デバイスと、
該上流通信情報信号と該上流の感知された信号とを変調して混成上流光信号にする上流光結合器とを含む感知システム。
【請求項１７】
請求項１６に記載の感知システムにおいて、光結合器がＷＤＭデバイスからなることを特徴とする感知システム。
【請求項１８】
請求項１６に記載の感知システムにおいて、感知器審問信号に応答して、少なくとも一つの感知器が光信号の変更デバイスによってポーリングされることを特徴とする感知システム。
【請求項１９】
請求項１６に記載の感知システムにおいて、外部刺激に応答して、該少なくとも一つの感知器は、光信号変更デバイスに電気信号を提供することを特徴とする感知システム。
【請求項２０】
請求項１６に記載の感知システムにおいて、外部刺激に応答して、該少なくとも一つの感知器は、光信号変更デバイスに光信号を提供することを特徴とする感知システム。
【請求項２１】
請求項１６に記載の感知システムにおいて、外部刺激に応答して、該少なくとも一つの感知器は、光信号変更デバイスに電磁気信号を提供することを特徴とする感知システム。
【請求項２２】
少なくとも下流光信号の一部を受信しそして下流光感知器審問信号と下流通信情報信号を提供する光結合器と、
下流通信情報信号を受信しそして上流通信情報信号を提供する通信デバイスと、
外部刺激に応答して、下流光感知器審問信号を受信しそして少なくともその一部を変更することにより上流の感知された信号を提供する光信号変更デバイスと、
該上流通信情報信号と該上流の感知された信号とを変調して混成上流光信号を形成する上流光結合器とからなることを特徴とする感知システム。
【請求項２３】
請求項２２に記載の感知システムにおいて、外部刺激に応答して、該光信号変更デバイスが下流光感知器審問信号を減衰させることを特徴とする感知システム。
【請求項２４】
請求項２３に記載の感知システムにおいて、外部の刺激に応答して、該光信号変更デバイスは下流光感知器審問信号を阻止することを特徴とする感知システム。
【請求項２５】
請求項２２に記載の感知システムにおいて、光信号変更デバイスが物質を含み、外部刺激に応答して、該物質を通過する下流光感知器審問信号の偏光が変化することを特徴とする感知システム。
【請求項２６】
請求項２２に記載の感知システムにおいて、該下流光感知器審問信号に応答して、光信号変更デバイスが状態変化を現し、外部刺激に応答するようになることを特徴とする感知システム。
【請求項２７】
光信号による報告方法であって、
下流光信号を受信してそしてそれを下流電気信号に変換するステップと、
外部刺激に応答して感知器からの感知器情報信号を提供するステップとを含み、該外部刺激は、通信情報信号とは無関係であり、該方法は、さらに、
該下流電気信号を受信し、通信情報信号を提供する少なくとも一つの通信端末に通信チャネルを確立し、そして該感知器に通信チャネルを確立するステップと、
上流データ信号として通信情報信号と感知器情報を提供し、該通信情報信号と感知器情報とを過変調して該上流光信号上に乗せるステップとを含む方法。
【請求項２８】
光信号による報告方法であって、
少なくとも下流光信号の一部を受信しそして下流光感知器審問信号と下流通信情報信号とを提供するステップと、
該下流通信情報信号を受信して上流通信情報信号を提供するステップと、
外部刺激に応答して、感知器情報信号を提供するステップとを含み、該外部刺激は、該通信情報信号とは無関係であり、該方法は、さらに、
上流の感知された信号を提供するために、該感知器情報信号に応答して該下流光感知器審問信号を変更するステップと、
該上流通信情報信号と該上流の感知された信号とを変調して１つの上流光信号に乗せるステップとを含む方法。
【請求項２９】
光信号による報告方法であって、
少なくとも下流光信号の一部を受信しそして下流光感知器審問信号と下流通信情報信号とを提供するステップと、
該下流通信情報を受信して上流通信情報信号を提供するステップと、
外部刺激に応答して、該下流光感知器審問信号を受信して少なくともその一部を変更し、そして上流の感知された信号を提供するステップとを含み、該外部刺激は、該通信情報信号とは無関係であり、該方法は、さらに、
該上流通信情報信号と該上流の感知された信号とを変調して１つの上流光信号に乗せるステップとを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】
本発明は光通信システム、さらに詳細には、リモート感知装置に審問する能力を有する光通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバ技術は、その固有の低損失性と高帯域特性により長距離電話ネットワークに完全に浸透している。市内ループへの応用の領域では、経済的に魅力的なオプションの開発が遅れている。最近、光ファイバを市内ループ用途（例えば、その市内ループ・ファイバ）で実現する技術の開発に相当の研究努力が振り向けられている。しかし、費用、容量、交換の問題がまだ克服されていない。
【０００３】
最近、もっとコスト面で効果的にファイバを市内ループに導入するための技術が開発されてきている。例えば、受動的光ネットワーク（Passive Optical Network 、ＰＯＮ）は、中央電話局（ＣＯ）またはホストのディジタル端末とネットワーク加入者の端末装置との間に光信号を振り向けるために能動素子を必要としない光伝送システムである。ＰＯＮは代表的に、ＣＯから複数のリモート・ノードの各々まで延びる複数の光ファイバを形成する第１のスター接続を実現する。各リモートノードは、各々が複数の光ネットワーク装置（ＯＮＵ）の中の一つへ、リモートノードから延びる第２の複数の光ファイバで形成される第２のスター接続の中心として想像できる。光ファイバを市内ループに展開するために考慮された二つのかなり既知のＰＯＮアーキテクチャーは、「受動的光ネットワーク上の電話」（ＴＰＯＮ）と「受動的光子ループ」（ＰＰＬ）である。
【０００４】
ＴＰＯＮアーキテクチャーの中で、ＣＯは、所定のノードによってサービスされるすべての末端ユーザに共通信号を同報通信する。時分割多重（ＴＤＭ）信号のように、情報は同報信号の中で個々のタイムスロットに分離される。リモートノードでのスター結合器は同報信号を光ネットワーク装置に分配する。上流の情報は特定のタイムスロット内の各ＯＮＵから送信され、リモートノードで受信され、光学的に多重化されて、ＣＯに振り向けられる。時間的な衝突と、分配される光電力と末端ユーザの数の間の交換管理は、従来のＴＰＯＮアーキテクチャーの拡張性と展開性とを制限する。
【０００５】
ＰＰＬアーキテクチャーは波長分割多重アーキテクチャー（ＷＤＭ）であり、そこでは各ＯＮＵはＣＯにより特徴的な波長を割り当てられ、光情報は送信された信号内で波長分離される。光情報はＣＯから複数のリモートノードに送信される。各リモートノードはその受信した信号を光学的に多重分離（デマルチプレックス）して、その多重分離された信号を各ＯＮＵに振り向ける。上流の伝送に関して、各ＯＮＵはＯＮＵに割り当てられた波長に別々の光送信器を含む。各ＯＮＵは信号をリモートノードに伝送し、そこでその信号は光多重化によって複合信号に取り入れられてＣＯに伝送される。ある加入者に向けられた光はすべてその加入者に注がれるので、ＷＤＭ・ＰＯＮは一般に電力経費が優秀ではあるが、現在のＷＤＭ・ＰＯＮの実現はとても高価である。
【０００６】
ファイバのループ用途でＷＤＭ・ＰＯＮを実現するコストを低減し動作を改善する努力の中で、端末装置のリモート審問に基づく光ネットワーク（ＲＩＴＥネット（商標、以下同））システムが開発されて、アメリカ特許出願番号０８／３３３，９２６号（１９９４年１１月３日出願）に公開されており、ここで参照のため取り入れる。ＲＩＴＥネットシステムは波長分割多重に従って動作するが、各ＯＮＵで個別の光源（すなわち送信器）を必要としない。このように、ＲＩＴＥネットシステムは各ＯＮＵに必要な装置に対するコストを低減する。ＲＩＴＥネットシステムが高容量のＷＤＭ性能の可能性を低コストで提供するのに加えて、ＲＩＴＥネットシステムは、それが既存のシステムに編入されるとき、追加の収益を産みだすことのできる十分な柔軟性を持つ。
【０００７】
本発明は、好ましくはＷＤＭシステムとして市内ループにファイバを導入し、システムを実現する初期コストのいくらかを取り戻すために、ネットワーク所有者のためのシステムに固有の将来性を持たせる。言い換えると、そのネットワークによって提供される追加のサービスを通して得られる収益により、初期投資コストが時間的により速く回収されるシステムを提供する。
【０００８】
初期投資のいくらかを回収するためにネットワークによって提供できるそのようなサービスの一つは、システムにリモート感知器審問(remote sensor interrogation) を提供することである。そのようなリモート感知器審問は、例えば、監視システム（例えば、火事、強盗等）のようなサービスを提供するために使用することができる。
【０００９】
【発明の概要】
本発明の実施例に従うと、感知システムは、下流の光信号を受信しかつ下流の光信号を下流の電気信号に変換する光受信器と、上流のデータ信号から上流の光信号に情報を加えるための光変換器と、外部の刺激に反応して感知器情報信号を提供する少なくとも一つの感知器とを含む。プロセッサは、下流の電気信号を受信して、通信情報信号を提供する少なくとも一つの通信端末と少なくとも一つの感知器とに通信チャネルを確立する。少なくとも一つの端末と少なくとも一つの感知器は、プロセッサに通信と感知器情報信号をそれぞれ提供し、プロセッサはその信号を光変換器に上流のデータ信号として転送する。感知器は、温度、湿度、化学残留物、その他の変化を監視するための、または監視された領域への侵入を感知するための手段から構成できる。
【００１０】
【発明の詳細な記述】
ＲＩＴＥネット受動的光ネットワークを図１に示す。ネットワークは、ＣＯ２０に用意される一つまたは複数の周波数調整可能なまたは多重波長（Zirngibl他「伝送導波管グレーディング・ルーターに基づく１２周波数ＷＤＭレーザ(A 12-Frequency WDM Laser Based On a Transmissive Waveguide Grading Rourter 」エレクトロニクスレターズ(Electronics Letters) 、第３０巻第７０１頁乃至７０２頁（１９９４）を参照）の送信器１２（例えば、レーザ）と一つのまたは複数の受信器１６とを含む。送信器１２は光情報を波長分割多重信号にコード化して、一次スター接続を形成するファイバ２５Ｄで下流にその信号を送信する。各下流のファイバ２５ＤはＣＯ２０をリモートノード（ＲＮ）３０にリンクする。波長分割マルチプレクサー、好ましくは、以下に「ドラゴン・ルータ」と称する波長分割マルチプレクサー／ルーター（ＷＤＭ／Ｒ）結合器３２（Dragone 他、「シリコン上の集積ＮｘＮ光マルチプレクサ(Integrated Optics N×N Multiplexer On Silicon) 」、ＩＥＥＥフォトテクノロジレター(IEEE Phot. Technol. Lett.) 第３巻第８９６頁乃至第８９９頁(1991)、C.Dragone 「２個のスター結合器のプレーナ配置を使用したＮ×Ｎ光マルチプレクサ(An N×N Otpical Multiplexer Using a Planar Arrangement of Two Star Couplers) 」ＩＥＥＥフォトテクノロジレター(IEEE Phot.Technol.Letter)、第３巻第８１２頁乃至第８１５頁参照。）は、各リモートノードに位置する。ＷＤＭ／Ｒ３２は、各リモートノード３０で受信された下流の光を多重分離して、複数のＯＮＵ４０の各々に下流のファイバ３５Ｄを介して波長の関数として振り向ける。ＲＮ３０は、複数のＯＮＵ４０で構成される二次スター接続の中心である。
【００１１】
各ＯＮＵ４０では、光結合器４２は、ＯＮＵ４０に到来する下流の信号部分を二つまたは三つ以上の信号部分に分割する。分割された光の一部は、変調装置４４内の加入者データで過変調され、上流ファイバ３５Ｕを介してリモートノード３０を通して、さらにＣＯ２０に上流ファイバ２５Ｕを介してループバックされる。即ち、変調器４４は分割光の一部に情報を刻印し、その後ファイバ３５Ｕと２５Ｕを介してＣＯ２０に上流に振り向けられる。各々のＯＮＵは最終的な光転送先であるとみなすことができる一方、一つのＯＮＵが複数の活動装置（すなわち、複数の端末加入者）にサービスすることができる。その分野の通常の技術を有する者には、図１で示されたネットワークの変更が可能であることが認識できよう。例えば、本用途の中では個々のファイバ３５Ｕと３５Ｄとして描かれているが単一のファイバであってもよく、さらに、ファイバ２５Ｕと２５Ｄも単一のファイバであってもよい。それに加えて、要求により、変調装置４４は利得、位相変調、その他を提供することができることは明白である。もちろん、要求により、結合器４２と変調装置４４は単一の装置に統合することができる。
【００１２】
上述したように、電話ネットワーク内にローカルな加入者への光ファイバ通信の導入にとっての主な障害の一つは、その初期費用である。初期のシステム費用の回収を最大にする努力の中で、本発明は、光ネットワークまたは端末装置が従来の通信サービスに追加してサービスを提供するために利用される通信システムを実現する。
【００１３】
本発明は、第一のＯＮＵが、ＣＯへ又はＣＯから光通信リンクを形成する光通信システムを定義する。光通信リンクは、第一のＯＮＵを端末装置にリンクするために利用される。光通信リンクはまた、第一のＯＮＵを感知器または感知器アレイにリンクする。好ましくは、第一のＯＮＵは電気通信の加入者であり、感知器または感知器アレイは、住宅またはビジネスのローカルな環境内の変化に敏感である（例えば、ＣＯと通信するための感知器信号を生成するある種の処理が可能である。）。例えば、温度、音、圧力、化学残留物、煙や他の環境変遷の変化を監視するために感知器を提供することができる。それに加えて、例えば、家庭またはビジネスへの侵入を監視するために異なる種類の安全保護感知器を提供することができる。
【００１４】
本発明の実施例は、図２に示すように、「電気信号報告」型システムと呼ばれる。即ち、本発明のこの実施例の中で、感知器は電子装置に情報を報告する。その電子装置はその後中央局に報告する。ＯＮＵ４０の中で、タップ結合器４２は、ＯＮＵ４０に到来する下流の光信号部分を下流のファイバ３５Ｄを介して二つまたは三つ以上の信号部分２０５と２１０に分割する。受信された下流の光信号の部分２０５は光検出器２１５に印加されて、そこで信号が検出されて経路２１１上の電気信号に変換される。経路２１１上の信号がプロセッサ２２５に提供され、２２５は信号を調節し処理して、経路２２０を介してそれぞれの下流の情報を表す加入者の「データ出力」信号を提供する。経路２２０上の情報は、例えば、通信端末２３０で受信されることになっている情報を表すことができる。端末２３０からの上流の情報は、経路２２０を通してプロセッサ２２５に送信される。それに加えて、感知器または感知器アレイ２４０は経路２２０に沿って、または感知器情報のために用意されている別の経路２４１に沿って、情報を送信するように準備されている。経路２２０及び経路２４１、又はそのいずれか一方に沿って送信された情報はプロセッサ２２５で処理され、経路２４２上にコード化されたデータを出力する。経路２４２上のコード化されたデータは変調装置４４により経路２１０の光信号上にデータを過変調（刻印）するために使用され、その後、上流のファイバ３５Ｕを介してリモートノード３０へループバックされる。感知器２４０は任意の既知の感知器または感知器アレイで構成されてよい。例えば、回路の電気的導通を監視する侵入警告感知器を用意することができる。導通が切断されると（例えば配線された窓やドアが開くことによって）、そのような感知器は自動的に警備ステーションにダイヤルすることができ、例えば、侵入が起きたという警告を出すことができる。別法として、感知器２４０は非常事態警報信号を出すことができて、ＯＮＵ及び中央局、又はいずれか一方により侵入が発生したと解釈される。そのような感知器はまた、温度、湿度、化学残留物、運動、その他の変化を監視する装置を含むことができる。感知器または感知器アレイ２４０はプロセッサ２２５でポーリングされ下流の光信号に応答して感知器情報信号を提供することができ、またはその感知器は外部の刺激に応答してプロセッサ２２５に割り込むことができる。プロセッサ２２５はその後、あらかじめ決められた番号に対応する上流のデータ信号を提供することができる。またはプロセッサは、あらかじめ決められた感知器情報信号の設定に応答して非常事態警報を提供することができる。
【００１５】
結合器４２が例えば４ポート装置でできること、また変調装置４４が反射型変調装置でできることは、当該技術における通常の熟練者には明らかである。この場合、ファイバ３５Ｕは、変調装置４４の代わりに結合器４２に結合することができる。以前に説明したように、必要により、ファイバ３５Ｄと３５Ｕとは単一ファイバであってもよく、変調装置４４は利得を提供したり位相を変調したりすることができ、また結合器４２と変調装置４４とは一つの装置に統合することができる。
【００１６】
本発明の別の実施例を図３Ａと図３Ｂに示し、「光信号報告」型システムとして参照される。ＯＮＵ３００は、光信号を電気信号に変換して電気信号を感知器装置に分配する代わりに、光信号を報告装置に分配する。例えば、図３Ａに示すように、光信号はＲＮ（図示しない）から経路３５Ｄを介して提供される。光結合器４２、好ましくはＷＤＭ装置は、経路３５上の光信号を二つまたは三つ以上の信号部分に経路４１０、４１１、４１２上で分割する。もちろん、光干渉を軽減するために結合器４２はスイッチに置換してもよいことは、当該技術に熟練した者には明らかである。経路４１０上の光信号の部分は装置３１５に提供される。経路４１１上の光信号の部分は受信器２１５に提供され、それを経路３１２上の電気信号に変換する。経路３１２上の電気信号は通信端末３３０に提供され、ここで下流の通信情報が受信される。端末３３０はまた、経路３１３上の上流の電気の通信情報信号を変調装置３１６に提供する。変調装置３１６は変調するか、さもなければ回線３１３上の通信情報を経路４１２上の光信号に刻印して、結合器３１７へ経路３１８を介してそれを提供する。通常、経路４１０上の光感知器審問信号は、装置３１５を通過して、ＯＮＵ３００に経路４２０を介して返送される。結合器３１７は、経路３１８と４２０の光信号を結合して、上流の伝送のために経路３５Ｕを介して上流の複合信号を提供する。装置３１５は、電気または光の信号のような刺激に応答して、経路４２０の上流に通過したり返送される経路４１０上の光信号を中断するか、さもなければ変更する装置である。装置３１５の目的は、経路４１０からの光を変更した後それを上流に送出することによって感知器３２５の状態を報告することである。即ち、感知器３２５は下流の感知器審問信号に応答して装置３１５によってポーリングすることができる。感知器３２５は、あらかじめ決められた条件が発生したとき（例えば、予め決められた温度、圧力、湿度のレベルに達した時）、温度、圧力、湿度、化学残留物や他の環境要因の変化を検出して、経路３２０上に信号を生成する任意の既知の種類の感知器から構成できる。別法として、あらかじめ決められた条件の変化に応答して直線的にまたは他の何らかの方法で信号が経路３２０上で変化するように提供することができる。それに加えて、感知器３２５は、運動や音声の検出器が起動されたとき、または回路の導通が破壊されたとき（即ち、侵入の検出時）、経路３２０上で信号を生成する侵入検出システムを構成することができる。感知器３２５は、あらかじめ決められた閾値を越えたとき、または侵入検出システムが侵入を検出したとき、光経路３２０上に光信号を生成して送信する装置にすることができる。例えば、感知器３２５は、経路３２０に放出され装置３１５で赤外線受信器によって受信される赤外線の信号を生成する装置を代表することができる。別法として、感知器３２５は、例えば侵入検出システムが侵入を検出したとき、経路３２０上で電気信号を生成し送信する装置であることができる。この場合、経路３２０は一つまたは複数の電線から構成することができる。別法として、経路３２０は、電磁気信号が感知器３２５上に提供されたアンテナから装置３１５上に提供された受信アンテナに送信される経路を表すことができる。言い換えると、経路３２０は、例えば電気、音声、電磁気、または光の信号を送信するために任意の種類の経路を表す。本発明のこの実施例に従うと、感知器３２５が中央局との通信を要求するとき、経路３２０に沿って送信された信号が装置３１５に割り込むか、さもなければ経路４１０上の光信号を変更して、経路４２０上のＯＮＵ３００に返送する。経路４２０上の変更された信号はその後リモート監視ステーション（図示せず）で検出される。装置３１５は機械的装置から構成できて、例えば、信号が経路３２０上にあるとき光信号が経路４１０から経路４２０へと通過するのを阻止するような位置に移動させることができる。感知器３２５はまた、通信経路（図示せず）を通して端末３３０と通信して、命令を受信したりＯＮＵの何らかの状態を変更することができる。また、装置３１５と３１６とを直列にすることにより、経路４１０と４１２とを一本のファイバにすることができ、経路３１８と４２０とを一本のファイバにできることが認識されよう。装置３１５は変調装置３１６と同一にまたは直列に統合してもよい、および／または、装置４２と３１５−３１７は同一の物理的装置に統合してもよい。先に述べたように、結合器４２はスイッチであってもよく、ＷＤＭ装置でなくてもよい。別法として、結合器４２は、干渉を避けるように装置３１５と３１６に提供される情報を調整する端末３３０を持つ標準の結合器であってもよい。別法として、装置３１５の光条件が、経路３５Ｕ上に返送される光信号の検討により、従来の（ＯＴＤＲ）手法で監視できることが認識されよう。
【００１７】
本発明のこの実施例の別の変更を図３Ｂに示す。結合器４２（好ましくはＷＤＭ）は、経路３５Ｄ上の光信号を経路４１０と４１１とに分割する。経路４１１上の信号は、通信端末３３５に下流の光通信情報を提供する。端末３３５は、結合器３１７に経路３１９を介して上流の光通信情報を提供する。結合器３１７は、経路３１９上の光通信情報信号を経路４２０上の感知器信号と結合して、経路３５Ｕ上に上流の複合信号を提供する。
【００１８】
本発明のこの実施例の変更に従うと、装置３１５は端末３３５のサブセットとして、または端末３３５と直列に提供してもよい。装置４２が結合器として提供されＷＤＭ装置ではない場合、装置３１５と３３５は互いに協力して、上流の複合信号上で干渉の可能性を避けるために、一方が動作している間、他方が閉鎖されるようにする。もちろん、装置４２と３１７とはまたスイッチとして提供されてもよいことが認識されよう。
【００１９】
本発明の別の実施例を図４に示し、以下に「光変換器」型システムとして参照される。即ち、本発明の下記の実施例では、感知器自身が変換器として動作し中央局にその状態を直接報告する。本発明のこの実施例に従うと、装置３１５はそれ自身が直接外部の刺激に反応する装置４００に置換できる。（干渉と強度の変調手法の多くは公知である）。経路４１０に沿って送信された光信号は、通常は装置４００を通過して経路４２０上で上流に振り向けられる。しかし、外部の刺激があると、経路４１０に沿って送信された光信号は阻止されるか、さもなければ経路４２０上でその上流の途上で変更される。経路４２０上の光信号の変化はその後、リモート監視ステーションで検出することができる。
【００２０】
本発明の各種の実施例に従って、経路４１０上の光信号を阻止するか、さもなければ変更したりするために異なる種類の装置４００を使用することができる。例えば、図５Ａに示すように、装置４００はコリメータ５００と５１０から構成できる。経路４１０に沿って送信された光信号は、自由空間の平行ビームに形成されてコリメータ５００により出力される。コリメータ５１０はコリメータ５００による光信号出力を通常は集約して、その信号は経路４２０を介して上流に通過される。光の平行ビームを使用するとその光をさらに進行させることができて、こうしてコリメータ５００と５１０をさらに離れて置くことができる。この種の装置は、コリメータ５００とコリメータ５１０の間の照準線に入ってくる物体に反応する。すなわち、照準線に入ってくる物体は、コリメータ５００により放出された光がコリメータ５１０により集約されるのを中断したり防止したり、さもなければ変更したりする。したがって、物体がコリメータ５００とコリメータ５１０の間に入ると、それが経路４２０を介して上流へ通過する際に光ビームは中断されるか変更される。その光ビームの中断や変更はその後、例えばリモート監視ステーションで検出することができる。
【００２１】
もちろん、この感知体系の変更は可能である。例えば、本発明の実施例に従うと図５Ｂに示すように、コリメータ５００は図５Ａに関して説明したのと同様に、コリメータ５１０により集約された光信号を放出する。しかし、本発明のこの実施例に従うと、光信号阻止装置５２０は、光ビームがコリメータ５１０に到達するのを測定量に応じて選択的に阻止する。光信号阻止装置５２０は、移動可能な光阻止部材５３０を含み、図５Ｂに示すように位置Ａまたは位置Ｂを想定することができる。位置Ａでは、コリメータ５００により放出された光信号はコリメータ５１０で集約されて上流にＯＮＵ３００まで経路４２０を介して返送される。位置Ｂでは、光阻止部材５３０は、コリメータ５００により放出された光がコリメータ５１０で集約されるのを阻止する。光ビームの中断はその後、リモート監視ステーションで検出することができる。
【００２２】
光信号阻止装置５２０は、温度に依存して位置Ａと位置Ｂとの間で阻止部材５３０を移動する装置から構成できる。例えば、図５Ｃに示すように、光信号阻止装置５２０は複合材料の羽根５３０を含むことができる。そのような複合材料の羽根５３０は、第一の熱膨張係数を持つ材料５４０の第一の細板から構成される。第二の材料５５０の細板は、第一の材料と異なる熱膨張係数を持ち、材料５４０の第一の細板に接着される。そのような複合材料の羽根５３０は、典型的に温度の変化に合わせて形状を変化する特性を表す。したがって、そのような装置は例えば温度の変化を監視して検出するのに有益である。通常の室温では、複合材料の羽根５３０は位置Ａ（図５Ｂ）にあるように配置できる。激しい温度上昇の間（例えば火事の時）、複合材料の羽根５３０は位置Ｂにあると想定され、光放出器５００から放出された光信号が光受信器５１０により集約されるのを阻止できる。光ビームの中断はその後リモート監視ステーショで検出され、火事と解釈されて適切な行動がとられる。
【００２３】
光阻止装置５２０はまた、例えば圧力の変化（例えば、水圧や大気圧他の変化）や水面レベルの変化に応答するように設計できる。そのような変化は、光阻止部材５３０が位置Ａから位置Ｂに移動するように使用できる。阻止部材５３０はまた位置Ａと位置Ｂの間を例えばアクチュエータにより機械的に移動できる。装置５２０はまた、図３Ａと３Ｂに関して先に述べたように「光信号報告」型システムに統合することができる。例えば、アクチュエータを駆動するための電気信号は、例えば温度、圧力、その他にあらかじめ決められた変化を感知したとき光阻止装置５２０に信号を発送する感知装置３２５から引き出してもよい。
【００２４】
本発明の別の実施例に従うと、図６に示すように変調装置の材料６００が平行光ビームの経路に用意されてもよい。変調装置材料６００は、外部の刺激の変化に反応する材料から構成できる。例えば、変調装置材料６００は、温度に依存して光特性の減衰を変える熱的に敏感な材料であってもよい。そのような材料は、室温で通常は比較的大きな割合の光エネルギーを通過させる。したがって、室温では、コリメータ５００で放出された光エネルギーの大きな割合はコリメータ５１０で集約される。しかし、温度が変化した後、材料６００は、コリメータ５００により放出される光信号の光エネルギーの割合を減少したり吸収したりして、コリメータ５１０で集約される光信号は減衰される。光エネルギーのこの減衰はその後、リモート監視ステーションで検出することができる。
【００２５】
別法として、変調装置材料６００の特性は、例えば、偏光特性が温度に基づいて変化するようにすることができる。室温では、その材料はコリメータ５００から放出された光がコリメータ５１０を通過できるようにする第一の偏光を表す。異なる温度では、材料６００を通過する光の偏光が変化することにより、コリメータ５００で放出された光の一部または全部をフィルターする。異なる温度で異なる偏光を表している材料の例は、例えば液晶を含む。もちろん、本発明のこの実施例を実現するための実際の装置が材料６００を通して複数の光経路を必要とすることがあると認識されよう。
【００２６】
本発明の別の実施例に従うと、変調装置材料６００は、コリメータ５００で放出された光エネルギーに衝突すると第一の状態に入る材料から構成される。この第一の状態で、その材料はコリメータ５００で放出された光信号をコリメータ５１０まで通過させる。変調装置の材料６００は、温度や圧力その他のような外部の刺激によって刺激されると第二の状態に入る。この第二の状態では、コリメータ５００で放出された光信号は減衰される。減衰された光信号は、コリメータ５１０で集約されて、上流に経路４２０上に発送されて、リモート監視ステーションにより監視されて、その材料の状態から温度や圧力を決定することができる。材料６００の光条件はまた従来の（ＯＴＤＲ）手法で監視されて、経路３５０上で返送される光信号を検討することにより監視することができる。
【００２７】
本発明の別の実施例を図７に示す。本発明のこの実施例に従うと、感知器情報は、他のデータ（例えば、電気通信情報、その他）から別の明確な波長上で提供することができて、システムによって通信される。光の複数の波長は、光経路３５Ｄに沿ってＯＮＵ７１５まで送信される。ＯＮＵ７１５は、波長分割マルチプレクサー（ＷＤＭ７００と７５５）を含むことができ、ＷＤＭ７００は光経路７４０に沿って、感知器７１０へ光信号を配送する。光信号はその後、上述した実施例の一つに示されたように、適切な方法で感知器７１０を光学的に審問するように使用される。光信号は光経路７３０に沿って光通信端末７２０まで配送され、例えば、ＯＮＵ４０と違って、ここで光信号を図２の経路２１０の光に類似した情報で変調する。感知器７１０からの光信号は、光経路７２５に沿ってＷＤＭ７５５まで転送される。光通信端末７２０からの光信号はそこで変調された情報を持ち、光経路７３５に沿ってＷＤＭ７５５に転送される。光信号はＷＤＭ７５５で結合されて複合信号となり、光経路３５Ｕに沿って上流に配送される。もちろん、ＷＤＭは複数のポートを含むことができることが認識されよう。例えば、図８に示すように、ＷＤＭ８００は４つの異なる出力ポートを含み、複数の異なる波長の光信号λ１−λ４を光経路８０５−８０８に沿って各々異なる感知器、感知器アレイまたは光通信端末８０１−８０４に配送し、各々に異なる光波長で審問する。例えば、ある感知器は温度の変化に反応し、ある感知器は圧力その他（例えば、水、周囲圧力）の変化に反応することができる。感知器と端末から光経路８０９−８１２を介して返送される光信号はその後ＷＤＭ８２０の中で結合されて、上流に混成の上流信号として経路３５Ｕを介して転送することができる。前のように、装置８００がＷＤＭでない場合には、経路上の信号の制御は上流経路上で干渉を避けるように提供されなければならない。
【００２８】
なお、本発明の別の実施例を図９に示す。装置９０５と９４０はリモートノード９００を形成し、ＯＮＵ９０１は中間波長分割マルチプレクサー（ＩＷＤＭ）９２５を含む。ＩＷＤＭ９２５の選択性は、リモートノードのＷＤＭ／Ｒ９０５の自由スペクトルのレンジに匹敵する。幅広いスペクトルの光信号λｘがＷＤＭ／Ｒ９０５への経路２５Ｄ上の入力である。ＷＤＭ／Ｒ９０５は、「ドラゴン」ルーターであり、図のように幅広いスペクトルの光信号λｘを分離する特性を持つ。波長λ１、λＮ＋１、λ２Ｎ＋１、他は経路３５Ｄに沿って発送される。波長λＮ、λ２Ｎ、他は経路９２０に沿って、例えば他のＯＮＵに発送される。ＩＷＤＭ９２５は、経路９１０上の光信号をさらにその構成要素に分離する。光信号λ１は経路９２６に沿って発送され、光信号λＮ＋１は経路９２７に沿って発送され、光信号λ２Ｎ＋１は経路９２８に沿って発送される。ＩＷＤＭ９２５からの各々の光信号はその後、以前に説明した一つまたは複数の方法で、各々感知器９２９、９３０、９３１に光学的に審問するのに使用することができる。光信号は通常その感知器を通過して、経路９３２、９３３、９３４に沿って配送され、ＩＷＤＭ９３５で結合されて経路３５Ｕ上で上流に配送される。経路３５Ｕ上の信号はその後、ＷＤＭ／Ｒ９４０に結合されて上流に経路２５Ｕを介して配送することができる。前のように、ＷＤＭ／Ｒ９４０とＷＤＭ／Ｒ９０５は、物理的に同一装置であってもよい。
【００２９】
前述の説明と図面は本発明の事例とすることを意図しただけであることが認識されよう。当該分野の熟練した者には、本発明の精神と適用範囲から外れることなく本発明の変形、変更、代用、修正が、想起されるかも知れない。したがって、本発明は添付の請求項目の範囲によってのみ限定されることを意図している。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＲＩＴＥネット受動的光ネットワークのブロック図を示す。
【図２】本発明の実施例に従う光ネットワーク装置とリモート感知器のブロック図を示す。
【図３Ａ】本発明の実施例に従う光ネットワーク装置とリモート感知システムのブロック図を示す。
【図３Ｂ】本発明の実施例に従う光ネットワーク装置とリモート感知システムのブロック図を示す。
【図４】本発明の実施例に従ったトランスポンダーを図示する。
【図５Ａ】本発明の実施例に従う各種のトランスポンダーを図示する。
【図５Ｂ】本発明の実施例に従う各種のトランスポンダーを図示する。
【図５Ｃ】本発明の実施例に従う各種のトランスポンダーを図示する。
【図６】本発明の実施例に従う、別の型式のトランスポンダーを図示する。
【図７】本発明の実施例に従う光ネットワーク装置とトランスポンダーを図示する。
【図８】本発明の実施例に従う光ネットワーク装置と複数のトランスポンダーおよび／または端末を図示する。
【図９】本発明の実施例に従う光ネットワーク装置と中間波長分割マルチプレクサーを図示する。
【符号の説明】
１２    送信器
１６    受信器
２０    中央局（ＣＯ）
２５Ｄ    ファイバ（下流）
２５Ｕ    ファイバ（上流）
３０    リモートノード（ＲＮ）
３２    ＷＤＭ／Ｒ
３５Ｄ    ファイバ（下流）
３５Ｕ    ファイバ（上流）
４０    ＯＮＵ
４２    光結合器
４４    変調装置
２０５    信号部
２１０    信号部
２１１    経路
２１５    光検出器
２２０    経路
２２５    プロセッサ
２３０    通信端末
２４０    感知器または感知器アレイ
２４１    経路
２４２    経路
３００    ＯＮＵ
３１２    経路
３１３    経路
３１５    装置
３１６    変調装置
３１７    結合器
３１８−３２０    経路
３２５    感知器
３３０    通信端末
３３５    端末
４００    装置
４１０−４１２    経路
４２０    経路
５００    コリメータ
５１０    コリメータ
５２０    光信号阻止装置
５３０    光阻止部材
５４０    第一の材料
５５０    第二の材料
６００    変調器材料
７００    ＷＤＭ
７１０    感知器
７１５    ＯＮＵ
７２０    光通信端末
７２５    光バス
７３０    光経路
７３５    光バス
７４０    光経路
７５５    ＷＤＭ
８００    ＷＤＭ
８０１−８０４    感知器
８０５−８１２    光バス
８２０    ＷＤＭ
９００    リモートノード（ＲＮ）
９０１    ＯＮＵ
９０５    装置
９２５    ＩＷＤＭ
９２６−９２８    バス
９２９−９３１    感知器
９３２−９３４    バス
９３５    ＩＷＤＭ
９４０    装置
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
0003836923.tif 000009
【図６】
0003836923.tif 000010
【図７】
0003836923.tif 000011
【図８】
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【図９】
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