(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部の光中継装置と第１光ファイバを介して接続され、さらに、該第１光ファイバ，前記外部の光中継装置及び第２光ファイバを介して対向局と接続される光送信装置において、
第１送信光（λ１Ｌ）と該第１送信光（λ１Ｌ）を増幅させる第１励起光（λ２ＰＬ）とを合波して増幅させ、その増幅した光信号を内部の光ファイバに出力する光送信手段と、
該光中継装置から送信される光信号を受信しうる光受信手段と、
該光送信手段に接続され、該光送信手段から出力される該光信号のレベルを検出するレベルモニタ手段と、
前記外部の光中継装置が該第１光ファイバを通じて折り返して送信した、該第１励起光（λ２ＰＬ）に基づく光モニタリング信号（λ２ＰＬ′）を受信する折り返し光検出手段と、
該内部の光ファイバに接続されて該内部の光ファイバ中の光信号を、前記外部の光中継装置と接続された第１光ファイバに送信するとともに、該第１光ファイバを介して該外部の光中継装置が送信した光信号を受信して、該光信号を該光送信手段，該光受信手段及び該折り返し光検出手段に分岐出力しうる光合波手段とをそなえて構成されたことを特徴とする、光送信装置。
【請求項２】
該光送信手段と、レベルモニタ手段と、該折り返し光検出手段とに接続され、該折り返し光検出手段からの該光モニタリング信号（λ２ＰＬ′）の受信レベルに基づいて、該第１励起光（λ２ＰＬ）の出力レベルを制御する制御手段をそなえて構成されたことを特徴とする、請求の範囲第１項記載の光送信装置。
【請求項３】
該外部の光中継装置側の入り口に設けられ、該第１光ファイバに障害が発生していることを検出する断検知手段をそなえ、
該断検知手段が、
受信した光信号から残留励起光（λ３ＰＲ′）を抽出して出力する第１送信側フィルタと、
該第１送信フィルタからの該残留励起光（λ３ＰＲ′）を検出する第１送信側モニタ手段と、
該第１送信側モニタ手段の動作を監視し該残留励起光（λ３ＰＲ′）の有無に関する情報を出力する第１送信側断検知出力手段とをそなえて構成されたことを特徴とする、請求の範囲第２項記載の光送信装置。
【請求項４】
外部の光送信装置と第１光ファイバを介して接続され、さらに、外部の光受信装置と第２光ファイバを介して接続される光中継装置において、
該光送信装置が該第１光ファイバを介して送信した第１送信光（λ１Ｌ）と該第１送信光（λ１Ｌ）を増幅させる第１励起光（λ２ＰＬ）とを受信し、該第１送信光（λ１Ｌ）と該第１励起光（λ２ＰＬ）とを増幅して、第２送信光（λ１Ｌ′）と第２励起光（λ２ＰＬ′）とを出力する第１光送信手段と、
該第１光送信手段に接続され、該第１光送信手段にて増幅された光信号から該第２励起光（λ２ＰＬ′）を抽出し、該第２励起光（λ２ＰＬ′）を該光送信装置側に折り返して出力する第１折り返し送信手段と、
該光受信装置が該第２光ファイバを介して送信した第３送信光（λ１Ｒ）と該第３送信光（λ１Ｒ）を増幅させる第３励起光（λ３ＰＲ）とを受信し、それらの光を増幅して第４送信光（λ１Ｒ′）と第４励起光（λ３ＰＲ′）とを出力する第２光送信手段と、
該第２光送信手段に接続され、該第２光送信手段にて増幅された光信号から該第４励起光（λ３ＰＲ′）を抽出し、該第４励起光（λ３ＰＲ′）を該光受信装置側に折り返して出力する第２折り返し送信手段と、
該第１光送信手段の出力側に設けられ、該第２折り返し送信手段からの該第４励起光（λ３ＰＲ’）と、該第１光送信手段からの該第２送信光（λ１Ｌ′）と該第２励起光（λ２ＰＬ′）とを合波して該光受信装置側に出力するとともに、該光受信装置側からの該第３送信光（λ１Ｒ）と該第３励起光（λ３ＰＲ）とを受信する第１光カプラと、
該第２光送信手段の出力側に設けられ、該第１折り返し送信手段からの該第２励起光と、該第２光送信手段からの該第４送信光（λ１Ｒ’）と該第４励起光（λ３ＰＲ’）とを合波して該光送信装置側に出力するとともに、該光送信装置側からの該第１送信光（λ１Ｌ）と該第１励起光（λ２ＰＬ）とを受信する第２光カプラとをそなえて構成されたことを特徴とする、光中継装置。
【請求項５】
該第１光送信手段が、
該光送信装置が第１光ファイバを介して送信した第１送信光（λ１Ｌ）と第１励起光（λ２ＰＬ）とを受信し、該第１送信光（λ１Ｌ）のレベルと該第１励起光（λ２ＰＬ）のレベルとのいずれか一方を所要レベルに変更して、変更した該第１送信光（λ１Ｌ）と該第１励起光（λ２ＰＬ）とを増幅して、第２送信光（λ１Ｌ′）と第２励起光（λ２ＰＬ′）とを出力するように構成されるとともに、
該第２光送信手段が、
該光受信装置が第２光ファイバを介して送信した第３送信光（λ１Ｒ）と第３励起光（λ３ＰＲ）とを受信し、該第３送信光（λ１Ｒ）のレベルと第３励起光（λ３ＰＲ）のレベルとのいずれか一方を所要レベルに変更して、変更した該第３送信光（λ１Ｒ）と該第３励起光（λ３ＰＲ）とを増幅して該第４送信光（λ１Ｒ′）を出力するように構成されたことを特徴とする、請求の範囲第４項記載の光中継装置。
【請求項６】
該第１光送信手段が、
該第１送信光（λ１Ｌ）と該第１励起光（λ２ＰＬ）を分岐し、該励起光（λ２ＰＬ）のレベルを所要レベルだけ減衰させ、該第１送信光（λ１Ｌ）と該第１励起光（λ２ＰＬ）とを出力する第１励起光調整手段をそなえ、
該第２光送信手段が、
該第３送信光（λ１Ｒ）と該第３励起光（λ３ＰＲ）を分岐し、該励起光（λ３ＰＲ）のレベルを、所要レベルだけ減衰させ、該第３送信光（λ１Ｒ）と該第３励起光（λ３ＰＲ）とを出力する第２励起光調整手段をそなえて構成されたことを特徴とする、請求の範囲第５項記載の光中継装置。
【請求項７】
該第１折り返し送信手段が、
該第１光増幅手段が出力する該励起光（λ２ＰＬ′）のレベルを検出する第１光検波器をそなえ、該第１光検波器で検出されたレベル値に基づき、該第１励起光調整手段の減衰量を制御するように構成されるとともに、
該第２折り返し送信手段が、
該第２光増幅手段が出力する該励起光（λ３ＰＲ″）のレベルを検出する第４光検波器をそなえ、該第４光検波器で検出されたレベル値に基づき、該第２励起光調整手段の減衰量を制御するように構成されたことを特徴とする、請求の範囲第６項記載の光中継装置。
【請求項８】
該第１光送信手段が、
該第１光増幅手段の入力側に設けられ受信した光信号から該残留励起光成分（λ３ＰＲ″）を除去する第１フィルタをそなえるとともに、
該第２光送信手段が、
該第２光増幅手段の入力側に設けられ受信した光信号から該残留励起光成分（λ２ＰＬ″）を除去する第３フィルタをそなえて構成されたことを特徴とする、請求の範囲第５項記載の光中継装置。
【請求項９】
送信された光信号のレベルを検出すべく第２光ファイバの入り口側に第１受信光モニタリング手段が設けられ、該第１受信光モニタリング手段が、
該送信された光信号から該残留励起光光（λ２ＰＬ″）を抽出して出力する第６フィルタと、
該第６フィルタから出力される該残留励起光（λ２ＰＬ″）のレベルを検出する第２光検波器とをそなえ、
該第２光検波器にて検出された該レベルと予め用意したレベルとの差に基づいて該第１励起光調整手段の減衰量が制御されるように構成されるとともに、
送信された光信号のレベルを検出すべく第１光ファイバの入り口側に第２受信光モニタリング手段が設けられ、該第２受信光モニタリング手段が、
該送信された光信号から該残留励起光光（λ３ＰＲ″）を抽出して出力する第５フィルタと、
該第５フィルタから出力される該残留励起光（λ３ＰＲ″）のレベルを検出する第３光検波器とをそなえ、
該第３光検波器にて検出された該レベルと予め用意したレベルとの差に基づいて該第２励起光調整手段の減衰量が制御されるように構成されたことを特徴とする、請求の範囲第６項又は第７項記載の光中継装置。
【請求項１０】
該第１光増幅手段の出力側に設けられ、該第１光増幅手段から出力される該第１励起光（λ４ＰＴ）を抽出する第２フィルタと、該第２フィルタから出力される該第１励起光（λ４ＰＴ）のレベルを検出する第１光検波器と、受信した光信号から該残留励起光（λ７ＰＴ）を抽出して出力する第８フィルタと、該第８フィルタからの該残留励起光（λ７ＰＴ）を検出する第６光検波器とをそなえ、該第１光検波器の検出レベルと該第２光検波器の検出レベルと該第６光検波器の検出レベルとに基づいて、該第１光増幅手段の出力レベルが制御されるように構成されるとともに、
該第２光増幅手段の出力側に設けられ、該第２光増幅手段から出力される該第２励起光（λ５ＰＴ）を抽出する第４フィルタと、該第４フィルタから出力される該第２励起光（λ５ＰＴ）のレベルを検出する第４光検波器と、受信した光信号から該残留励起光（λ２ＰＬ）を抽出して出力する第７フィルタと、該第７フィルタからの該残留励起光（λ２ＰＬ）を検出する第５光検波器とをそなえ、該第４光検波器の検出レベルと該第３光検波器の検出レベルと該第５光検波器の検出レベルとに基づいて、該第２光増幅手段の出力レベルが制御されるように構成されたことを特徴とする、請求の範囲第９項記載の光中継装置。
【請求項１１】
該第１光送信手段が、
光信号が伝送路で損失する第１伝送ロス値に関連する制御データを有し、該制御データを出力しうる第１表示手段と、
該第１表示手段の該制御データに基づき自局の該第１励起光源の出力レベルを制御する第１励起光制御手段とをそなえて構成されるとともに、
該第２光送信手段が、
光信号が伝送路で損失する第２伝送ロス値に関連する制御データを有し、該制御データを出力しうる第２表示手段と、
該第２表示手段の該制御データに基づき自局の該第２励起光源の出力レベルを制御する第２励起光制御手段とをそなえて構成されたことを特徴とする、請求の範囲第５項〜第８項のいずれか一項記載の光中継装置。
【請求項１２】
該第１励起光制御手段が、
該第２フィルタの出力側に設けられ、該第２フィルタから出力される該第２励起光（λ２ＰＬ）のレベルを検出する第１レベルモニタ手段をそなえ、該第１レベルモニタ手段が検出した該レベルと該第１受信光モニタリング手段にて検出された受信光レベルとに基づいて該第１励起光源の出力光レベルを制御するように構成されるとともに、
該第２励起光制御手段が、
該第４フィルタの出力側に設けられ、該第４フィルタから出力される該第３励起光（λ３ＰＲ）のレベルを検出する第４光検波器をそなえ、該第４光検波器が検出した該レベル値と該第２受信光モニタリング手段にて検出された受信光レベルとに基づいて該第２励起光源の出力光レベルを制御するように構成されたことを特徴とする、請求の範囲第９項記載の光中継装置。
【請求項１３】
該第１励起光制御手段が、
該第１励起光（λ２ＰＬ）のレベルと該光受信装置側からの該残留励起光（λ７ＰＴ）のレベルとに基づいて該第１励起光源の出力を制御するとともに、
該第２励起光制御手段が、
該第２励起光（λ２ＰＲ）のレベルと該光送信装置側からの該残留励起光（λ２ＰＬ）のレベルとに基づいて該第２励起光源の出力を制御するように構成されたことを特徴とする、請求の範囲第１１項又は第１２項記載の光中継装置。
【請求項１４】
該第１光ファイバの入り口側に設けられ、該第１光ファイバの断検知を行なう第１断検知手段と、該第２光ファイバの入り口側に設けられ、該第２光ファイバの断検知を行なう第２断検知手段とをそなえ、
該第１断検知手段が、
受信した光信号から残留励起光（λ２ＰＬ′）を抽出して出力する第７フィルタと、
該第７フィルタからの該残留励起光（λ２ＰＬ′）を検出する第５光検波器と、
該第５光検波器の動作を監視し該残留励起光（λ２ＰＬ′）の有無に関する情報を出力する第１断検知出力手段とをそなえて構成されるとともに、
該第２断検知手段が、
受信した光信号から該残留励起光（λ７ＰＴ）を抽出して出力する第８フィルタと、
第８フィルタからの該残留励起光（λ７ＰＴ）を検出する第６光検波器と、
該第６光検波器の動作を監視し該残留励起光（λ７ＰＴ）の有無に関する情報を出力する第２断検知出力手段とをそなえて構成されたことを特徴とする、請求の範囲第４項記載の光中継装置。
【請求項１５】
該第１光増幅手段の入力側に設けられ、受信した光信号に含まれる特定の波長の光信号（λ２ＰＬ）を反射する反射手段と、
該第１光増幅手段の入力側に設けられ、受信した光信号に含まれる残留励起光（λ５ＰＴ）を検出して該残留励起光（λ５ＰＴ）のレベルを検出する第１反射光受信手段と、
該第２光増幅手段の入力側に設けられ、受信した光信号に含まれる特定の波長の光信号（λ７ＰＴ）を反射する反射手段と、
該第２光増幅手段の入力側に設けられ、受信した光信号に含まれる残留励起光（λ４ＰＬ）を検出して該残留励起光（λ４ＰＴ）のレベルを検出する第２反射光受信手段とをそなえて構成されたことを特徴とする、請求の範囲第１４項記載の光中継装置。
【請求項１６】
該第１光増幅手段の出力側に設けられ、該第１励起光（λ４ＰＴ）を抽出して出力する第２フィルタと、
該第２フィルタから出力される該第１送信光（λ４ＰＴ）のレベルを表示する第１光検波器とをそなえるとともに、
該第２光増幅手段の出力側に設けられ、該第２励起光（λ５ＰＴ）を抽出して出力する第４フィルタと、
該第４フィルタにて抽出された該第２送信光（λ５ＰＴ）のレベルを表示する第４光検波器とをそなえて構成されたことを特徴とする、請求の範囲第１５項記載の光中継装置。
【請求項１７】
該第１フィルタの入力側に設けられ、受信した光信号に含まれる特定の波長の光を反射する反射手段と、
該光送信装置側からの光信号から該残留励起光（λ５ＰＴ）を抽出して出力する第５フィルタと、
該第５フィルタからの該残留励起光（λ５ＰＴ）を検出する第３光検波器と、
該光送信装置側からの光信号から該残留励起光（λ２ＰＬ）を抽出して出力する第７フィルタと、
該第７フィルタから出力された該残留励起光（λ２ＰＬ）を検出する第５光検波器とをそなえるとともに、
該第３フィルタの入力側に設けられ、特定の波長を有する光を反射する反射手段と、
該光受信装置側からの光信号から該残留励起光（λ４ＰＴ）を抽出して出力する第６フィルタと、
該第６フィルタからの該残留励起光（λ４ＰＴ）を検出する第２光検波器と、
該光受信装置側からの光信号から該残留励起光（λ７ＰＴ）を抽出して出力する第８フィルタと、
該第８フィルタから出力された該残留励起光（λ７ＰＴ）を検出する第６光検波器とをそなえて構成されたことを特徴とする、請求の範囲第１５項記載の光中継装置。
【請求項１８】
該第１光増幅手段の出力側に設けられ、該第１光増幅手段から出力される該第１励起光（λ４ＰＴ）を抽出する第２フィルタと、
該第２フィルタから出力される該第１励起光（λ４ＰＴ）のレベルを検出する第１光検波器と、
該第２光増幅手段の出力側に設けられ、該第２光増幅手段から出力される該第２励起光（λ５ＰＴ）を抽出する第４フィルタと、
該第４フィルタから出力される該第２励起光（λ５ＰＴ）のレベルを検出する第４光検波器とをそなえて構成されていることを特徴とする、請求の範囲第１７項記載の光中継装置。
【請求項１９】
該第５光検波器にて該残留励起光（λ２ＰＬ）が入力されないことを検出すると、該第２励起光源に変調信号を重畳して出力すべくポート切り替え信号を出力する第２警報信号通信制御手段と、
該第２励起光源に接続され該第２警報信号通信制御手段から出力される該ポート切り替え信号によって該第２励起光源からの該第２励起光（λ５ＰＴ）を該第２光増幅手段の入力側に導くか又は該第２光増幅手段の出力側に該変調信号が重畳された該第２励起光（λ５ＰＴ）を導くかを選択しうる第１光スイッチと、
該第３光検波器に接続され該光送信装置側から折り返して入力される該変調信号が重畳された該第２励起光（λ５ＰＴ）を検出して第１警報信号を外部に出力する第１警報信号検出手段と、
該第１警報信号検出手段から該第１警報信号が出力されたことを検知する第２断検知手段とをそなえ、
該第６光検波器にて該残留励起光（λ７ＰＴ）が入力されないことを検出すると、該第１励起光源に変調信号を重畳して出力すべくポート切り替え信号を出力する第２警報信号通信制御手段と、
該第１励起光源に接続され該第２警報信号通信制御手段から出力される該ポート切り替え信号によって該第１励起光源からの該第１励起光（λ４ＰＴ）を該第１光増幅手段の入力側に導くか又は該第１光増幅手段の出力側に該変調信号が重畳された該第１励起光（λ４ＰＴ）を導くかを選択しうる第２光スイッチと、
該第２光検波器に接続され該光受信装置側から折り返して入力される該変調信号が重畳された該第１励起光（λ４ＰＴ）を検出して第２警報信号を外部に出力する第２警報信号検出手段と、
該第２警報信号検出手段から該第２警報信号が出力されたことを検知する第４断検知手段とをそなえて構成されたことを特徴とする、請求の範囲第７項記載の光中継装置。
【請求項２０】
該第１光増幅手段の出力側に設けられ、該第１光増幅手段から出力される該第１励起光（λ４ＰＴ）を抽出する第２フィルタと、
該第２フィルタから出力される該第１励起光（λ４ＰＴ）のレベルを検出する第１光検波器とをそなえて構成されるとともに、
該第２光増幅手段の出力側に設けられ、該第２光増幅手段から出力される該第２励起光（λ５ＰＴ）を抽出する第４フィルタと、
該第４フィルタから出力される該第２励起光（λ５ＰＴ）のレベルを検出する第４光検波器とをそなえて構成されたことを特徴とする、請求の範囲第１９項記載の光中継装置。
【請求項２１】
該第１光増幅手段の出力側に設けられ、該第１光増幅手段から出力される該第１励起光（λｃ）のレベルを検出する第１光検波器と、
該光受信装置側から送出された変調信号が重畳された該第１励起光（λｃ）を検出して第１警報信号を外部に出力する第２警報信号検出手段と、
該第２光増幅手段の出力側に設けられ、該第２光増幅手段から出力される該第２励起光（λｄ）のレベルを検出する第４光検波器と、
該光送信装置側から送出された変調信号が重畳された該第２励起光（λｄ）を検出して第２警報信号を外部に出力する第１警報信号検出手段と、
該光受信装置側から送出された第１残留励起光（λｆ）が入力されないことを検出すると、該第１励起光源に変調信号を重畳して出力すべくポート切り替え信号を出力する第１警報信号通信制御手段と、
該第１励起光源に接続され該第１警報信号通信制御手段から出力される該ポート切り替え信号によって該第１励起光源からの該第１励起光（λｃ）を該第１光増幅手段の入力側に導くか又は該第１光増幅手段の出力側に該変調信号が重畳された該第１励起光（λｃ）を導くかを選択しうる第２光スイッチと、
該光送信装置側から送出された第２残留励起光（λｄＴ）が入力されないことを検出すると、該第２励起光源に変調信号を重畳して出力すべくポート切り替え信号を出力する第２警報信号通信制御手段と、
該第２励起光源に接続され該第２警報信号通信制御手段から出力される該ポート切り替え信号によって該第２励起光源からの該第２励起光（λｄ）を該第２光増幅手段の入力側に導くか又は該第２光増幅手段の出力側に該変調信号が重畳された該第２励起光（λｄ）を導くかを選択しうる第１光スイッチとをそなえて構成されたことを特徴とする、請求の範囲第７項記載の光中継装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、例えば、光双方伝送システムにおける光増幅伝送装置及び遠隔励起型の中継器に関し、特に、一系統の光ファイバケーブルで送受信光と励起光とを伝送でき、かつ、遠隔的に励起光源の出力レベルを制御でき、加えて、各局間での光レベルの制御機能及び光ケーブルの断検知機能並びに自動復旧機能を行なえるシステムに用いて好適な、光送信装置及び光中継装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
近年、高速で大容量なデータを伝送すべく、光ファイバケーブル（以下、光ケーブルと略称することがある。）を用いた長距離伝送が行なわれている。この長距離伝送は、光ケーブルにおいて伝送損失が発生するので、光増幅伝送システムは、それを補償するために、送信光と受信光とを別々の光ケーブルを用いて伝送している。
【０００３】
また、この光増幅伝送システムでは、光中継器内にある光増幅器の増幅レベルを、遠隔的に制御できるようになっている。例えば光ケーブルが、海底に設置されているような場合には、管理者が手作業で増幅レベルを調整する代わりに、光ケーブルを用いて、遠隔的に増幅レベルの調整を行なえるようになっている。具体的には、この調整は、光増幅器に、励起光を入力することにより、行なわれており、光励起方式と呼ばれている。この光励起方式により、伝送路端局の励起光は、光中継器に伝送され、そして、光中継器にて伝送された励起光と送信光とが合波されて、光中継が行なわれるようになっている。
【０００４】
従って、この光中継を行なうために、送信光及び励起光が伝送される光ケーブルとは別の光ケーブルが敷設されており、これらの光ケーブルが各中継器毎に用意されて、光信号が伝送されている。そして、これらの中継器間が、光ケーブルで接続されている。
さらに、光ケーブルに、何らかの障害が発生して、切断されたような場合には、その切断箇所を特定して復旧する必要がある。このような、光ケーブルの切断を検出することは、光ケーブルの断検知と呼ばれ、この断検知機能は、不可欠なものである。
【０００５】
図４７は、遠隔励起光増幅方式を用いた光増幅伝送システムの一例を示す図である。この図４７に示す光増幅伝送システム９０は、特開平９−１１３９４１号公報に記載されたものであって、遠隔励起が可能な光増幅方式を用いて、光信号の伝送距離の更なる延長を可能とする技術が開示されている。
この図４７に示す光増幅伝送システム９０は、送信局（送信端局）９０ａと受信局（受信端局）９０ｂと、それらの間に複数（例えば３局）の中継局９０ｃと、複数（例えば３局）の中継局９０ｄとが設けられており、また、送信と受信とを行なうために、２系統の光ケーブルが使用されている。
【０００６】
ここで、送信局９０ａは、送信部９１ａ，受信部９１ｂを有し、また、受信局９０ｂも、同様に、送信部９１ｄ，受信部９１ｃを有する。さらに、この送信部９１ａと受信部９１ｄとは、それぞれ、信号光源９２ａと複数の励起光源９２ｂとを有する。そして、送信局９０ａ及び受信局９０ｂは、それぞれ、遠隔励起を行なうために、信号光源とは別系統の励起光源９２ｂを用意し、これにより、送信局９０ａと受信局９０ｂとの間において、送信光用の光ケーブルとは別の光ケーブルにより端局から中継器まで、励起光が送信されている。
【０００７】
加えて、特開平９−２００１４４号公報には、中継器装置の出力レベルを低く抑え、長中継間隔を実現できる光増幅中継方式が開示されており、この公報に記載された技術によれば、中継距離を延長させることができる。
しかしながら、これらの特開平９−１１３９４１号公報及び特開平９−２００１４４号公報に記載された技術は、３種類の課題がある。まず、第１には、複数の励起光源が、光信号を伝送する光ケーブルとは別の光ケーブルを用いて伝送されているので、光ケーブルの投資コストが高いという課題がある。具体的には、図４７に示す光増幅伝送システム９０では、光中継器間で必要な光ケーブルの本数は２本から３本であり、端局間の光ケーブル本数は、送受信併せて１４本必要である。さらに、光レベル制御方法についての記述はない。
【０００８】
さらに、遠隔励起を行なうときに、光中継器間の出力レベルの調整は、理論上の光伝送距離計算を基にして行なわれていたため、正確性に欠ける場合があり、また、各端局において精密な制御が必要なため、その制御を行なう管理者の人件費がかかるという、第２の課題がある。
加えて、光ケーブルの断検知方法については、その方法が確立されていないという第３の課題がある。
【０００９】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、送信光及び受信光が一本の光ファイバケーブルで伝送できるようにして、光ケーブルの敷設コストと保守コストとを削減することを第１の目的とする。
また、励起光と残留励起光とを用いた監視機能による光ケーブル断検知を行なうことにより、システムの信頼性と安全性とを著しく向上させることを第２目的とする。さらに、実際の伝送距離に応じて中継局の光出力レベル調整が最適に設定されることを第３の目的とする。
【００１０】
【発明の開示】
このため、本発明の光送信装置は、外部の光中継装置と第１光ファイバを介して接続され、さらに、第１光ファイバ，前記外部の光中継装置及び第２光ファイバを介して対向局と接続され、第１送信光（λ１Ｌ）と第１送信光（λ１Ｌ）を増幅させる第１励起光（λ２ＰＬ）とを合波して増幅させ、その増幅した光信号を内部の光ファイバに出力する光送信手段と、光中継装置から送信される光信号を受信しうる光受信手段と、光送信手段に接続され、光送信手段から出力される光信号のレベルを検出するレベルモニタ手段と、前記外部の光中継装置が第１光ファイバを通じて折り返して送信した、第１励起光（λ２ＰＬ）に基づく光モニタリング信号（λ２ＰＬ′）を受信する折り返し光検出手段と、内部の光ファイバに接続されて内部の光ファイバ中の光信号を、外部の光中継装置と接続された第１光ファイバに送信するとともに、第１光ファイバを介して外部の光中継装置が送信した光信号を受信して、光信号を前記の光送信手段，光受信手段及び折り返し光検出手段に分岐出力しうる光合波手段とをそなえて構成されたことを特徴としている。
【００１１】
従って、このようにすれば、送信光と受信光とを一系統の光ファイバケーブルで伝送することができるため、光ケーブルコストの敷設コストと保守コストとを削減できる利点がある。また、双方向伝送において、励起光と残留励起光とを用いた監視機能による光ケーブル断検知が行なわれるため、システムの信頼性と安全性とが著しく向上する利点がある。
【００１２】
さらに、本発明の光中継装置は、外部の光送信装置と第１光ファイバを介して接続され、さらに、外部の光受信装置と第２光ファイバを介して接続され、光送信装置が第１光ファイバを介して送信した第１送信光（λ１Ｌ）と第１送信光（λ１Ｌ）を増幅させる第１励起光（λ２ＰＬ）とを受信し、第１送信光（λ１Ｌ）と第１励起光（λ２ＰＬ）とを増幅して、第２送信光（λ１Ｌ′）と第２励起光（λ２ＰＬ′）とを出力する第１光送信手段と、第１光送信手段に接続され、第１光送信手段にて増幅された光信号から第２励起光（λ２ＰＬ′）を抽出し、第２励起光（λ２ＰＬ′）を前記光送信装置側に折り返して出力する第１折り返し送信手段と、光受信装置が第２光ファイバを介して送信した第３送信光（λ１Ｒ）と第３送信光（λ１Ｒ）を増幅させる第３励起光（λ３ＰＲ）とを受信し、それらの光を増幅して第４送信光（λ１Ｒ′）と第４励起光（λ３ＰＲ′）とを出力する第２光送信手段と、第２光送信手段に接続され、第２光送信手段にて増幅された光信号から第４励起光（λ３ＰＲ′）を抽出し、第４励起光（λ３ＰＲ′）を光受信装置側に折り返して出力する第２折り返し送信手段と、第１光送信手段の出力側に設けられ、前記第２折り返し送信手段からの第４励起光（λ３ＰＲ’）と、第１光送信手段（３１）からの第２送信光（λ１Ｌ′）と第２励起光（λ２ＰＬ′）とを合波して光受信装置側に出力するとともに、光受信装置側からの第３送信光（λ１Ｒ）と第３励起光（λ３ＰＲ）とを出力する第１光カプラと、第２光送信手段の出力側に設けられ、第１折り返し送信手段からの第２励起光と、第２光送信手段からの第４送信光（λ１Ｒ’）と第４励起光（λ３ＰＲ’）とを合波して光送信装置側に出力するとともに、光送信装置側からの第１送信光（λ１Ｌ）と第１励起光（λ２ＰＬ）とを受信する第２光カプラとをそなえて構成されたことを特徴としている。
【００１３】
従って、このようにすれば、実際の伝送距離に応じて中継局の光出力レベル調整が最適に設定されるので、効率的なシステム運用ができる利点がある。
【００１４】
【発明を実施するための最良の形態】
（Ａ）本発明の第１実施形態の説明
図１は、本発明の第１実施形態に係る光増幅双方向伝送遠隔励起システムの構成図である。この図１に示す光増幅双方向伝送遠隔励起システム１０は、１系統の光ファイバケーブルにより、送信光，受信光及び励起光を送受信できるシステムである。
【００１５】
この図１に示す光システム１０は、送信局（Ａ局）２０と、中継局３０と、受信局（Ｂ局）４０とをそなえて構成され、各局間が、光ケーブルにより接続されて、光信号が双方向に伝送できるようになっている。そして、中継局３０は、その励起光源の出力レベルを制御され、また、各局間において光レベルの制御及び光ケーブルの断検知とが行なわれ、システムの自動復旧を行なえるようになっている。なお、以下の説明において、光増幅双方向伝送遠隔励起システムを光システムと略称することがある。
【００１６】
この図１において、送信局２０，中継局３０及び受信局４０間で使用される光信号の波長については、次のようになる。すなわち、送信局２０から中継局３０に送出される光信号（送信光）の波長は、λ１Ｌとλ２ＰＬとの２種類であって、また、中継局３０から送信局２０に送出される光信号の波長は、λ１Ｌ′とλ３ＰＲ′とλ２ＰＬ′との３種類である。
【００１７】
ここで、送信局２０から中継局３０への送信光の波長のうち、λ１Ｌは、信号成分が重畳した信号光の波長成分であり、また、λ２ＰＬは、後述する第１励起光源（Ｐｕｍｐ ＬＤ又はＰＬＤ；Ｐｕｍｐ Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）２２ｄの波長成分である。一方、中継局３０から送信局２０への送信光の波長のうち、λ１Ｒ′は、信号成分が重畳した信号光の波長成分であり、また、後述するように、λ３ＰＲ′及びλ２ＰＬ′は、それぞれ、中継局３０内の２種類の励起光源の波長成分であって、これらの波長成分を有する光信号が、それぞれ、モニタ光となって、送信局２０に入力されるようになっている。
【００１８】
なお、各波長の添字については、Ｌがローカルからのものであることを表し、Ｒはリモートからのものを表す。ここで、ローカルとは、ローカル局である送信局２０を意味し、また、リモートとは、リモート局である受信局４０を意味する。これらの添字は、以下の説明においても、同様な意味で使用する。
まず、この図１における送信局２０は、光信号を送受信する伝送端局であって、光送信手段２２と、レベルモニタ手段２３と、光カプラ（ＯＤＣ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ Ｃｏｕｐｌｅｒ）５１と、折り返し光検出手段２４と、制御手段（制御部）２５と、光受信手段２１とをそなえて構成されている。
【００１９】
ここで、光送信手段２２は、第１送信光（λ１Ｌ）と第１送信光（λ１Ｌ）を増幅させる第１励起光（λ２ＰＬ）とを合波して増幅させ、その増幅した光信号を内部の光ファイバに出力するものであって、送信ユニット２２ａ，第１励起光源（励起光源１）２２ｄ，光増幅器２２ｂ，アイソレータ２２ｃをそなえて構成されている。なお、内部の光ファイバとは、この送信局２０内部に設けられたものであって、以下の説明において、伝送区間に設けられた光ケーブルと区別するために用いられることがある。
【００２０】
そして、送信ユニット２２ａは、他の網から送出された、例えば電話の音声信号やデータ信号を電気光変換して出力するものであり、ＯＳ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｅｎｄｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と称される。以下の説明においては、この電話の音声信号等が送受信されるものとする。また、第１励起光源２２ｄは、第１励起光（λ２ＰＬ）を発生するものであり、さらに、光増幅器２２ｂは、光信号を増幅するものであり、ＥＤＦＡ（Ｅｒｂｉｕｍ−Ｄｏｐｅｄ Ｆｉｂｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）が用いられている。加えて、アイソレータ２２ｃは、この光増幅器２２ｂから入力される光信号を光カプラ５１に送出するとともに、光カプラ５１から漏洩する光信号のパワーを吸収して、光増幅器２２ｂに光信号が流入されるのを防止するためのものである。
【００２１】
これにより、送信ユニット２２ａから出力された光信号と、第１励起光源２２ｄからの第１励起光（λ２ＰＬ）とは、光増幅器２２ｂにおいて、光増幅され、この光増幅された光信号は、アイソレータ２２ｃを介して、光カプラ５１に送出される。
また、レベルモニタ手段２３は、光送信手段２２に接続され、光送信手段２２から出力される光信号のレベルを検出するものであって、第２フィルタ（フィルタ２）２３ａ、第１光検波器（フォトダイオード１）２３ｂをそなえて構成されている。この第２フィルタ２３ａは、光送信手段２２から出力される光信号（λ１Ｌ＋λ２ＰＬ）のうち、λ２ＰＬ成分のみを抽出して出力するものであり、例えば光フィルタにより、その機能が実現される。また、第１光検波器２３ｂは、この第２フィルタ２３ａからの出力を検波するものであって、例えばフォトダイオードにより、その機能が実現される。なお、光信号（λ１Ｌ＋λ２ＰＬ）とは、波長λ１Ｌと波長λ２ＰＬとを有する光信号を意味し、以下の説明において、同様な表現を用いることがある。
【００２２】
さらに、光カプラ５１は、内部の光ファイバに接続されて内部の光ファイバ中の光信号を、中継局３０（外部の光中継装置）と接続された第１光ファイバに送信するとともに、第１光ファイバを介して中継局３０が送信した光信号の中から所定の波長を有する光信号を受信して、光信号を複数方向に分岐出力しうるものであって、合波と分波とを行なうものである。具体的には、この光カプラ５１は、１端子対３端子の融着型光ファイバ（図示省略）が用いられており、１端子から光信号が入力され、その光信号が３端子のそれぞれから同一の光信号として出力される一方、３端子から光信号が入力され、その光信号が１端子から同一の光信号として出力されるようになっている。また、この第１光ファイバとは、送信局側から送出される光信号を伝送する光ファイバを意味する。これにより、一本の光ケーブル中を送信光と受信光とが伝送することができるのである。
【００２３】
そして、折り返し光検出手段２４は、光カプラ５１に接続され、中継局３０が送信した光モニタリング信号（λ２ＰＬ′）を受信するものであって、第５フィルタ（フィルタ５）２４ａと、第２光検波器（フォトダイオード２） ２４ｂとをそなえて構成されている。ここで、光モニタリング信号とは、後述するように、隣接する中継局３０が送信した光信号であって、光ケーブルでの伝送状態を監視するために使用されるものである。また、第５フィルタ２４ａは、光カプラ５１から出力される中継局３０からの光信号（λ１Ｒ′＋λ３ＰＲ′＋λ２ＰＬ′）のうち、λ２ＰＬ′成分のみを抽出して出力するものであり、例えば光フィルタにより、その機能が実現される。さらに、第２光検波器２４ｂは、この第５フィルタ２４ａからの出力を検波するものであって、例えばフォトダイオードにより、その機能が実現される。
【００２４】
次に、制御手段２５は、光送信手段２２と、レベルモニタ手段２３と、折り返し光検出手段２４とに接続され、折り返し光検出手段２４からの光モニタリング信号（λ２ＰＬ′）の受信レベルに基づいて、第１励起光（λ２ＰＬ）の出力レベルを制御するものである。
これにより、光送信手段２２から出力される光信号は、第２フィルタ２３ａにて、λ２ＰＬ成分のみが抽出され、第１光検波器２３ｂにて、第２フィルタ２３ａからの出力が検波され、また、折り返し光検出手段２４にて、中継局３０が送信した光モニタリング信号（λ２ＰＬ′）が受信され、そして、これらのλ２ＰＬ成分とλ２ＰＬ′成分とが、制御手段２５に入力され、制御手段２５にて、これらの成分の受信レベルに基づいて、第１励起光（λ２ＰＬ）の出力レベルが制御され、最適な出力パワーに調整されるのである。
【００２５】
加えて、光受信手段２１は、光カプラ５１に接続され、中継局３０側が送信した光信号を受信するものであって、第１フィルタ（フィルタ１）２１ｂと、受信ユニット２１ａとを有する。この第１フィルタ２１ｂは、光カプラ５１から入力される光信号のうちλ１Ｒ′成分のみを抽出するものであり、また、この受信ユニット２１ａは、この第１フィルタ２１ｂからのλ１Ｒ′成分を有する光信号を受信し、その光信号を光電気変換して、例えば、電話の音声信号やデータ信号を他の網（図示省略）に送出するものである。また、受信ユニットは、ＯＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ Ｕｎｉｔ）とも呼ばれることがある。
【００２６】
従って、送信局２０は、送信機能と、受信機能と、モニタリング機能とを３種類を有し、送信する光信号は、光ケーブルに出力され、また、中継局３０が送出した光信号及びモニタ光が、それぞれ、同一の光ケーブルに入力されるようになっている。そして、送信局２０において、そのモニタ光に基づいて、管理者が、送出する光信号の励起レベルを適切な値に設定して制御を行なうのである。
【００２７】
このように、１系統の光ケーブルによって、送受信が行なえ、かつ、遠隔的に、中継局３０における励起光の出力レベルを調整できる。
次に、中継局（中継器）３０は、この光システム１０の伝送路上に設けられ、双方向に光信号を増幅して伝送できるとともに、各中継器間及び中継器端局間において、光レベルが制御される機能と、光ケーブル断を検知する機能と、断が検知された後自動的に復旧する機能とを有する。また、中継局３０は、後述するように、遠隔的に励起できる光増幅器を有する。
【００２８】
さらに、受信局４０は、光信号を送受信する伝送端局であって、光送信手段４２と、レベルモニタ手段４３と、光カプラ５１と、折り返し光検出手段４４と、制御手段（制御部）４５と、光受信手段４１とをそなえて構成されている。
この光送信手段４２は、第３受信光（λ１Ｒ）と第３受信光（λ１Ｒ）を増幅させる第２励起光（λ３ＰＲ）とを合波して増幅させ、その増幅した光信号を内部の光ファイバに出力するものであって、送信ユニット４２ａと、第２励起光源（励起光源２）４２ｄと、光増幅器４２ｂと、アイソレータ４２ｃとをそなえて構成されている。
【００２９】
ここで、送信ユニット４２ａは、上記の送信ユニット２２ａと同様のものであり、第２励起光源４２ｄは、第２励起光（λ３ＰＲ）を発生するものであり、さらに、光増幅器４２ｂは、光信号を増幅するものであって、ＥＤＦＡが用いられている。加えて、アイソレータ４２ｃは、この光増幅器４２ｂから入力される光信号を光カプラ５１に送出するとともに、光カプラ５１から漏洩する光信号のパワーを吸収するものである。
【００３０】
これにより、送信ユニット４２ａから出力された光信号と、第２励起光源４２ｄからの第２励起光（λ３ＰＲ）とは、光増幅器４２ｂにおいて、光増幅され、この光増幅された光信号は、アイソレータ４２ｃを介して、光カプラ５１に送出される。
また、レベルモニタ手段４３は、光送信手段４１に接続され、光送信手段４１から出力される光信号のレベルを検出するものであって、第４フィルタ（フィルタ４）４３ａ、第３光検波器（フォトダイオード３）４３ｂをそなえて構成されている。この第４フィルタ４３ａは、光増幅器４２ｂから出力される光信号（λ１Ｒ＋λ３ＰＲ）のうち、λ１Ｒ成分のみを抽出して出力するものであり、例えば光フィルタが用いられ、また、第３光検波器４３ｂは、この第４フィルタ４３ａからの出力を検波するものであり、例えばフォトダイオードが用いられている。
【００３１】
さらに、光カプラ５１は、内部の光ファイバに接続されて内部の光ファイバ中の光信号を、中継局３０と接続された第２光ファイバに送信するとともに、第２光ファイバを介して中継局３０が送信した光信号の中から所定の波長を有する光信号を受信して、光信号を複数方向に分岐出力しうるものであって、１端子対３端子の融着型光ファイバ（図示省略）が用いられている。ここで、第２光ファイバとは、受信局側から送出される光信号を伝送する光ファイバを意味し、以下、上記の第１光ファイバと、この第２光ファイバとを同様の意味で使用する。
【００３２】
そして、折り返し光検出手段４４は、光カプラ５１に接続され、中継局３０が送信した光モニタリング信号（λ３ＰＲ′）を受信するものであって、第６フィルタ（フィルタ６）４４ａと、第４光検波器（フォトダイオード４）４４ｂとをそなえて構成されている。この第６フィルタ４４ａは、光カプラ５１から出力される中継局３０からの光信号（λ１Ｌ′＋λ２ＰＬ′＋λ３ＰＲ′）のうち、λ３ＰＲ′成分のみを抽出して出力するものであり、例えば光フィルタにより、その機能が実現される。また、第４光検波器４４ｂは、この第６フィルタ４４ａからの出力を検波するものであって、例えばフォトダイオードによって、その機能が実現される。
【００３３】
さらに、制御手段４５は、光受信手段４１と、レベルモニタ手段４３と、折り返し光検出手段４４とに接続され、折り返し光検出手段４４からの光モニタリング信号（λ３ＰＲ′）の受信レベルに基づいて、第２励起光（λ３ＰＲ）の出力レベルを制御するものである。なお、この制御手段４５及び制御手段２５（送信局２０内）とは、それぞれ、断検知機能を有し、第２光ファイバの障害発生を検出できるようになっており、これについては、後述する第１実施形態の第２変形例にて説明する。
【００３４】
これにより、光送信手段４２から出力される光信号は、第４フィルタ４３ａにて、λ３ＰＲ成分のみが抽出され、第３光検波器４３ｂにて、第４フィルタ４３ａからの出力が検波され、また、折り返し光検出手段４４にて、中継局３０が送信した光モニタリング信号（λ３ＰＲ′）が受信され、そして、これらのλ３ＰＲ成分とλ３ＰＲ′成分とが、制御手段４５に入力され、制御手段４５にて、これらの受信レベルに基づいて、第２励起光（λ３ＰＲ）の出力レベルが制御され、最適な出力パワーに調整されるのである。
【００３５】
また、光受信手段４１は、光カプラ５１に接続され、中継局３０からの光信号を受信するものであって、第３フィルタ（フィルタ３）４１ａと、受信ユニット４１ｂとを有する。この第３フィルタ４１ａは、光カプラ５１から入力される光信号のうちλ１Ｌ′成分のみを抽出するものであり、また、受信ユニット４１は、上述した受信ユニット２１と同様のものであって、この第３フィルタ４１ａからのλ１Ｌ′成分を有する光信号を受信し、光電気変換を行なって、他の網（図示省略）に電話の音声信号やデータ信号を送出するものである。
【００３６】
なお、この図１において、受信局４０と中継局３０との間で使用される光信号の波長については、次のようになる。すなわち、中継局３０から受信局４０に送出される光信号の波長の種類は、３種類（λ１Ｌ′，λ２ＰＬ′，λ３ＰＲ′）であり、また、受信局４０から中継局３０に送出される光信号（送信光）の波長の種類は、２種類（λ１Ｒ，λ３ＰＲ）である。
【００３７】
ここで、受信局４０から中継局３０への送信光の波長のうち、λ１Ｒは、信号成分が重畳した成分を有する光信号の波長であり、また、λ３ＰＲは、第２励起光源４２ｄの波長である。一方、中継局３０から受信局４０への送信光の波長のうち、λ１Ｌ′は、信号成分が重畳した成分を有する光信号の波長であり、また、λ２ＰＬ′及びλ３ＰＲ′は、それぞれ、中継局３０内の２種類の励起光源の波長であって、これらの波長を有する光信号が、それぞれ、モニタ光となって、受信局４０に入力されるようになっている。
【００３８】
図２は、本発明の第１実施形態に係る中継局３０内部の構成図であり、この図２の右側が、受信局４０（Ｂ局）側であり、また、左側が、送信局２０（Ａ局）側である。そして、この図２に示す中継局３０は、第１光送信手段３１と、第１折り返し送信手段３２と、第２光送信手段３３と、第２折り返し送信手段３４と、４個の光カプラ５０とをそなえて構成されている。
【００３９】
ここで、第１光送信手段３１は、送信局２０が第１光ファイバを介して送信した第１送信光（λ１Ｌ）と第１励起光（λ２ＰＬ）とを受信し、第１送信光（λ１Ｌ）と第１励起光（λ２ＰＬ）とを増幅して受信局４０側の第２光ファイバに第２送信光（λ１Ｌ′）と第２励起光（λ２ＰＬ′）とを送信するものであって、第１光増幅器（光増幅器１）３１ａと、第３励起光源３１ｂと、２個の光カプラ５０と、アイソレータ３１ｃとをそなえて構成されている。
【００４０】
ここで、第１光増幅器３１ａは、第１送信光（λ１Ｌ）と第１励起光（λ２ＰＬ）とを受信し、第１送信光（λ１Ｌ）と第１励起光（λ２ＰＬ）とを増幅して出力するものであり、第３励起光源３１ｂは、励起光（λ２ＰＬ′）を発生するものである。
また、２個の光カプラ５０は、それぞれ、２方向の光信号を合波するものであって、例えば１端子対２端子の融着型光ファイバ（図示省略）により、その機能が実現される。そして、１端子から光信号が入力され、その光信号が２端子のそれぞれから同一の光信号として出力される一方、２端子から光信号が入力され、その光信号が１端子から同一の光信号として出力されるようになっている。
【００４１】
従って、これらの光カプラ５０は、光信号を合波かつ分波でき、送信局２０からの光信号は、入り口側に設けられた２段の光カプラ５０を介し、第１光増幅器３１ａの入力における３段目の光カプラ５０にて第３励起光源３１ｂからのλ２ＰＬ′と合波されて、第１光増幅器３１ａに入力されるようになっている。そして、この第１光増幅器３１ａにて増幅された光信号は、光カプラ５０にて２方向に分波される。
【００４２】
この第１光増幅器３１ａの出力側に接続された光カプラ５０により、第１光増幅器３１ａから増幅された光信号は分岐され、出力アイソレータ３１ｃ側（受信局４０側）に、波長λ１Ｌ′の光信号が送出され、さらに、入力側（送信局２０側）に、波長λ１Ｌ′とλ２ＰＬ′とを有する光信号が送出されるようになっている。なお、以下の説明において、このような２種類の波長が含まれる光信号について、λ１Ｌ′＋λ２ＰＬ′の光信号と称することがある。また、例えば波長λ１Ｌ′成分のことを、λ１Ｌ′と略称するように使用することがある。
【００４３】
さらに、アイソレータ３１ｃは、分岐された光信号を光カプラ５０に送出するとともに、光カプラ５０から漏洩する光信号のパワーを吸収して、第１光増幅器３１ａに光信号が流入されるのを防止するためのものである。
加えて、このアイソレータ３１ｃの出力側に、光カプラ５０が設けられている。すなわち、この光カプラ５０は、第１光送信手段３１の出力側に設けられ、第２送信光（λ１Ｌ′）と第２励起光（λ２ＰＬ′）とを光受信装置側に出力するとともに、光受信装置側からの第３送信光（λ１Ｒ）と第３励起光（λ３ＰＲ）とを出力するものであって、第１光カプラとして機能している。
【００４４】
そして、第１折り返し送信手段３２は、第１光送信手段３１に接続され、第１光送信手段３１にて増幅された光信号から第２励起光（λ２ＰＬ′）を抽出し、第２励起光（λ２ＰＬ′）を出力するものであって、第１折り返しフィルタ（フィルタ１）３２ｂと、アイソレータ３２ａとを有する。ここで、第１折り返しフィルタ３２ｂは、上記の第１光送信手段３１から出力される光信号（λ１Ｌ′＋λ２ＰＬ′）を入力され、これらの波長のうち、λ１Ｌ′を減衰させて、残りの波長λ２ＰＬ′を出力するものである。また、アイソレータ３２ａは、上記のアイソレータ３１ｃと同様の機能を有するものであって、具体的には、第１折り返しフィルタ３２ｂに不要な成分を有する光信号が逆流するのを防止するために、設置されている。
【００４５】
次に、第２光送信手段３３は、受信局４０が第２光ファイバを介して送信した第３送信光（λ１Ｒ）と第３励起光（λ３ＰＲ）とを受信し、それらの光を増幅して第４送信光（λ１Ｒ′）を出力するものであって、第２光増幅器（光増幅器２）３３ｃと、第４励起光源３３ｂと、２個の光カプラ５０と、アイソレータ３３ａとをそなえて構成されている。ここで、第４励起光源３３ｂは、第４励起光（λ１Ｒ′）を発生するものである。なお、第２光増幅器３３ｃ，アイソレータ３３ａは、それぞれ、上記の第１光増幅器３１ａ，アイソレータ３１ｃと同様なものであり、また、光カプラ５０もそれぞれ、上述したものと同一のものであるので、これらに関する重複した説明を省略する。
【００４６】
さらに、この第２光送信手段３３の出力側（第２光増幅器３３ｃの出力側）にも、光カプラ５０が設けられ、第１折り返し送信手段３２からの光信号と第２光送信手段３３からの光信号とを送信局２０（光送信装置）側に出力するとともに、送信局２０側からの第１送信光（λ１Ｌ）と第１励起光（λ２ＰＬ）とを出力するものであって、第２光カプラとして機能している。
【００４７】
さらに、第２折り返し送信手段３４は、第２光増幅器３３ｃに接続され、第２光増幅器３３ｃにて増幅された光信号から第４励起光（λ３ＰＲ′）を抽出し、第４励起光（λ３ＰＲ′）を出力するものであって、第２折り返しフィルタ３４ａ（フィルタ２）と、アイソレータ３４ｂとを有する。ここで、第２折り返しフィルタ３４ａは、第２光送信手段３３から出力される波長（λ１Ｒ′＋λ３ＰＲ′）を有する光信号を入力され、これらの波長のうち、λ１Ｒ′成分を減衰させて、残りのλ３ＰＲ′成分を出力するものである。また、アイソレータ３４ｂは、上記のアイソレータ３１ｃと同様の機能を有するものであって、具体的には、第２折り返しフィルタ３４ａに不要な成分を有する光信号が逆流するのを防止するために、設置されている。
【００４８】
なお、図１に示す送信局２０及び受信局４０は、それぞれ、これらの光カプラ５０を有するが、この光カプラ５０の表示を省略してある。また、同様に、後述する各実施形態及び各変形例において、送信局２０，中継局３０及び受信局４０がそれぞれ有する、これらの光カプラ５０の図表示を省略する これにより、図２において、中継局３０としての光信号の中継動作は、次のようになる。すなわち、送信局２０からの送信光（λ１Ｌ＋λ２ＰＬ）は、第１光送信手段３１に入力され、この第１光送信手段３１にて、第３励起光源３１ｂからのλ２ＰＬ′と合波され、第１光増幅器３１ａにて光増幅された後、アイソレータ３１ｃを介して、局外の受信局４０に対して、中継増幅されたλ１Ｌ′成分が残留励起光（λ２ＰＬ′）とともに、増幅後信号光（λ１Ｌ′＋λ２ＰＬ′）として出力される。
【００４９】
また、受信局４０からの送信光（λ１Ｒ＋λ３ＰＲ）は、第２光送信手段３３に入力され、この第２光送信手段３３において、第４励起光源３３ｂからのλ１Ｒ′と合波され、第２光増幅器３３ｃにて光増幅されてから、アイソレータ３３ａを介して、局外の送信局２０に対して、中継増幅されたλ１Ｒ′が残留励起光λ３ＰＲ′とともに、増幅後信号光（λ１Ｒ′＋λ３ＰＲ′）として出力される。
【００５０】
次に、図２において、中継局３０から送信局２０への光信号の折り返し動作は、次のようになる。すなわち、第１光増幅器３１ａで増幅された光信号は、第１折り返し送信手段３２の第１折り返しフィルタ３２ｂに分岐され、この第１折り返しフィルタ３２ｂにてλ１Ｌ′成分が除去され、λ２ＰＬ′成分が送信局２０に折り返して送信される。
【００５１】
同様に、中継局３０から受信局４０への光信号の折り返し動作は、次のようになる。すなわち、第２光増幅器３３ｃで増幅された光信号は、第２折り返し送信手段３４の第１折り返しフィルタ３２ｂに分岐され、第１折り返しフィルタ３２ｂにて、λ１Ｒ′成分が除去され、λ３ＰＲ′成分が受信局４０に折り返して送信されるのである。
【００５２】
このような構成によって、送信局２０、中継局３０、受信局４０の間で、光信号の中継及びモニタが行なわれ、遠隔的な励起制御を用いた光伝送が行なわれる。
まず、電話の音声信号等の電気信号は、送信局２０（図１参照）にて光信号に変換されてから、送信局２０から送信光（λ１Ｌ＋λ２ＰＬ）が送信され、中継局３０にて、上記の中継動作により、受信局４０に対して、送信光（λ１Ｌ′＋λ２ＰＬ′）とモニタ光λ３ＰＲ′とが、送信される。そして、受信局４０において、信号光λ１Ｌ′が抽出されて、電気信号に変換されてから、電話用の信号に戻されて、他の交換局等に送出される。
【００５３】
一方、この中継局３０から送信局２０側へ折り返される増幅後励起光λ２ＰＬ′は、送信局２０の光カプラ５１に入力された後、受信ユニット２１ａ，送信ユニット２２ａ，折り返し光検出手段２４との３方向に分岐される。そして、これらの中で、受信ユニット２１ａ及び送信ユニット２２ａにとっては、λ２ＰＬ′は雑音成分なので、それぞれ、第１フィルタ２１ｂとアイソレータ２２ｃとにおいて除去される。また、このλ２ＰＬ′は、折り返し光検出手段２４の第２光検波器２４ｂに入力され、制御手段２５において、第１光検波器２３ｂのレベルと第２光検波器２４ｂのレベルとの差に基づいて、送信局２０−中継局３０間の実伝送ロスが計算され、最適な増幅率になるように、第１励起光源２２ｄの出力レベルが制御されるのである。
【００５４】
同様にして、受信局４０からの電話信号等の電気信号は、光信号に変換されてから、受信局４０から送信光（λ１Ｒ＋λ３ＰＲ）が送信され、中継局３０にて、上記の中継動作により、送信局２０に対して、送信光（λ１Ｒ′＋λ３ＰＲ′）とモニタ光λ２ＰＬ′とが、送信される。そして、送信局２０において、信号光λ１Ｒ′が抽出されて、電気信号に変換されてから、電話用の信号に戻されて、他の交換局等に送出される。
【００５５】
一方、この中継局３０から受信局４０側へ折り返される増幅後励起光λ３ＰＲ′は、受信局４０の光カプラ５１に入力された後、受信ユニット４１ａ，送信ユニット４２ａ，折り返し光検出手段４４との３方向に分岐される。そして、これらの中で、受信ユニット４１ａ及び送信ユニット４２ａにとっては、λ３ＰＲ′は雑音成分なので、それぞれ、第３フィルタ４１ａとアイソレータ４２ｃとにおいて除去される。また、このλ３ＰＲ′は、折り返し光検出手段４４の第４光検波器４４ｂ（フォトダイオード４）に入力され、制御手段４５において、第３光検波器４３ｂのレベルと第４光検波器４４ｂのレベルとの差に基づいて、受信局４０−中継局３０間の実伝送ロスが計算され、最適な増幅率になるように、第２励起光源４２ｄの出力レベルが制御されるのである。
【００５６】
このように、１系統の光ケーブルのみを用いて、送信局２０−中継局３０−受信局４０間での通信が行なわれ、送信局２０，中継局３０及び受信局４０の各局において、励起光源の出力レベルが自動的に制御されるので、最適な通信が行なえる。
また、このようにして、本光システム１０を導入することにより、光ケーブルの敷設コストと保守コストとが大幅に低減され、かつ、本光システム１０の信頼性と安全性とが著しく向上する。
【００５７】
（Ａ１）本発明の第１実施形態の第１変形例の説明
図３は、本発明の第１実施形態の第１変形例に係る光システムの構成図である。この図３に示す光システム１０ｃは、１系統の光ファイバケーブルで送信光・受信光・励起光を送受信できるシステムであって、送信局（Ａ局）２０ｃと、第１中継局（中継器１）３０ｃと、第２中継局（中継器２）３０ｃ′と、受信局（Ｂ局）４０ｃとからなり、各局間が、光ケーブルにより接続されて、光信号が双方向に送受信されるようになっている。
【００５８】
また、図３において、送信局２０ｃの送信光の波長はλ１Ｌであり、第１励起光源２２ｄの波長はλ２ＰＬであり、また、受信局４０ｃの送信光の波長はλ１Ｒであり、第２励起光源４２ｄはλ３ＰＲである。
さらに、この図３に示すもので、上述したものと同一の符号を有するものは、上述したものと同一のものあるいは同様の機能を有するものなので、更なる説明を省略する。以下、第１実施形態と異なる点のみを説明する。なお、以下、他の実施形態又は他の変形例においては、光システムの送信局２０，中継局３０，受信局４０のそれぞれを変形した態様について説明する。
【００５９】
図４は、本発明の第１実施形態の第１変形例に係る第１中継局内部の構成図である。この図４に示す第１中継局３０ｃは、第１光送信手段６２と、第２光送信手段６３と、２個の光カプラ５０（図示省略）とをそなえて構成されている。
この第１光送信手段６２は、送信局２０ｃが第１光ファイバを介して送信した第１送信光（λ１Ｌ）と第１励起光（λ２ＰＬ）とを受信し、第１送信光（λ１Ｌ）のレベルと第１励起光（λ２ＰＬ）のレベルとのいずれか一方を所要レベルに変更して、変更した第１送信光（λ１Ｌ）と第１励起光（λ２ＰＬ）とを増幅して、第２送信光（λ１Ｌ′）と第２励起光（λ２ＰＬ′）とを出力するものであって、第１励起光調整手段３８と、第１光増幅器３１ａと、励起光源３１ｂと、アイソレータ３１ｃとをそなえて構成されている。
【００６０】
この第１励起光調整手段３８は、第１送信光（λ１Ｌ）と第１励起光（λ２ＰＬ）を分岐し、励起光（λ２ＰＬ）のレベルを所要レベルだけ減衰させ、第１送信光（λ１Ｌ）と第１励起光（λ２ＰＬ）とを出力するものであって、分波器３８ａと、可変減衰器（アッテネータ）３８ｂと、光カプラ５０（図示省略）とをそなえて構成されている。この分波器３８ａは、第１送信光（λ１Ｌ）と第１励起光（λ２ＰＬ）を分岐して出力するものであって、融着型光ファイバによりその機能が実現される。また、可変減衰器３８ｂは、光信号を所定レベルだけ減衰させて出力するものである。
【００６１】
また、第２光送信手段６３は、受信局４０ｃが第２光ファイバを介して送信した第３送信光（λ１Ｒ）と第３励起光（λ３ＰＲ）とを受信し、第３送信光（λ１Ｒ）のレベルと第３励起光（λ３ＰＲ）のレベルとのいずれか一方を所要レベルに変更して、変更した第３送信光（λ１Ｒ）と第３励起光（λ３ＰＲ）とを増幅して第４送信光（λ１Ｒ′）を出力するものであって、第２励起光調整手段３９と、第２光増幅器３３ｃと、アイソレータ３３ａとをそなえて構成されている。
【００６２】
この第２励起光調整手段３９は、第３送信光（λ１Ｒ）と第３励起光（λ３ＰＲ）を分岐し、励起光（λ３ＰＲ）のレベルを、所要レベルだけ減衰させ、第３送信光（λ１Ｒ）と第３励起光（λ３ＰＲ）とを出力するものであって、分波器３９ａと、可変減衰器（アッテネータ）３９ｂと、光カプラ５０（図示省略）とをそなえて構成されている。この分波器３９ａは、第３送信光（λ１Ｒ）と第３励起光（λ３ＰＲ）を分岐して出力するものであって、融着型光ファイバによりその機能が実現される。また、可変減衰器３９ｂは、光信号を所定レベルだけ減衰させて出力するものである。
【００６３】
なお、この図４に示すもので、上述したものと同一のものについては、その更なる説明を省略する。
これにより、第１中継局３０ｃの内部処理は、次のようになる。すなわち、送信局２０ｃからの送信光（λ１Ｌ＋λ２ＰＬ）が、この第１中継局３０ｃに入力され、第１励起光調整手段３８の分波器３８ａにて２分岐され、λ１Ｌ成分とλ２ＰＬ成分とに分波され、分波されたλ１Ｌはそのまま光カプラ５０（図示省略）を介して、第１光増幅器３１ａに入力され、λ２ＰＬは可変減衰器３８ｂにより、レベル調整された後、光カプラ５０で上記λ１Ｌと合波されて第１光増幅器３１ａに入力される。そして、第１光増幅器３１ａにて、第３励起光源３１ｂからのレベル調整された残留励起光λ２ＰＬを用いて光増幅され、光信号（λ１Ｌ′＋λ２ＰＬ′）が、アイソレータ３１ｃに送信され、第２中継局３０ｃ′に送出される。
【００６４】
また、第２中継局３０ｃ′からの入力光（λ１Ｒ′＋λ３ＰＲ′）も中継増幅され、送信局２０ｃに対して光信号（λ１Ｒ"＋λ３ＰＲ"）が送信される。
同様に、第２中継局３０ｃ′の内部処理は、次のようになる。すなわち、第１中継局３０ｃからの送信光（λ１Ｌ′＋λ２ＰＬ′）が第２中継局３０ｃ′に入力され、分波器３８ａにて２分岐され、λ１Ｌ′成分とλ２ＰＬ′成分とに分波され、分波されたλ１Ｌ′はそのまま光カプラ５０を介して第１光増幅器３１ａに入力され、λ２ＰＬ′は可変減衰器３８ｂにてレベル調整された後、光カプラ５０にてλ１Ｌ′と合波されて第１光増幅器３１ａに入力される。そして、第１光増幅器３１ａにて、第３励起光源３１ｂからのレベル調整された残留励起光（λ２ＰＬ′）によって光増幅され、光信号（λ１Ｌ"＋λ２ＰＬ"）が、アイソレータ３１ｃに送信され、受信局４０ｃに送出される。
【００６５】
また、受信局４０ｃからの入力光（λ１Ｒ＋λ３ＰＲ）についても同様にして、第１中継局３０ｃに光信号（λ１Ｒ′＋λ３ＰＲ′）が送信されるのである。
このような構成によって、送信局２０ｃ、第１中継局３０ｃ、第２中継局３０ｃ′，受信局４０ｃの間で、光信号の中継及びモニタが行なわれ、遠隔的な励起制御を用いた光伝送が行なわれる。
【００６６】
図３において、まず、送信局２０ｃからの送信光λ１Ｌは、励起光源λ２ＰＬと合波され、光増幅器２２ｂにて光増幅された後、残留励起光とともに光カプラ５１を介して第１中継局３０ｃに対して送信される。また、この第１中継局３０ｃからは、増幅後送信光λ１Ｌ′と増幅後励起光λ２ＰＬ′とが、それぞれ、第２中継局３０ｃ′に送出される。
【００６７】
一方、第２中継局３０ｃ′では、第１中継局３０ｃからの受信光（λ１Ｌ′＋λ２ＰＬ′）が増幅されて、増幅後送信光λ１Ｌ"と増幅後励起光λ２ＰＬ"とが、それぞれ、受信局４０ｃに送出される。同様にして、受信局４０ｃから送信局２０ｃに対しての送信光の流れも同様である。
そして、各局にて、例えば管理者は、これらの光のレベル値に基づいて、可変減衰器３８ｂ，３９ｂの減衰量を調整し、適切な光量が出力されるのである。
【００６８】
このように、１系統の光ケーブルのみを用いて、送信局２０ｃ−第１中継局３０ｃ−第２中継局３０ｃ′−受信局４０ｃ間での通信が行なわれ、各局において、励起光源の出力レベルが自動的に制御されるので、最適な通信が行なえる。
また、このようにして、光ケーブルの敷設コストと保守コストとが大幅に低減されるとともに、励起光と残留励起光とを用いて光ケーブルの監視が行なわれるので、本光システム１０ｃの信頼性と安全性とが著しく向上する。
【００６９】
（Ａ２）本発明の第１実施形態の第２変形例の説明
さらに、伝送端局において、光信号の断検知が行なわれるようにして、システムの信頼性の向上を図ることもできる。
図５は、本発明の第１実施形態の第２変形例に係る光システムの構成図である。この図５に示す光システム１０ａは、１系統の光ファイバケーブルで送信光・受信光・励起光を送受信できるシステムであって、送信局（Ａ局）２０ａと、中継局（中継器）３０ａと、受信局（Ｂ局）４０ａとからなり、各局間が、光ケーブルにより接続されて、光信号が双方向に送受信されるようになっている。
【００７０】
また、図５において、送信局２０ａの送信光の波長はλ１Ｌであり、第１励起光源２２ｄの波長はλ２ＰＬであり、また、受信局４０ａの送信光の波長はλ１Ｒであり、第２励起光源４２ｄはλ３ＰＲである。
ここで、送信局２０ａは、第１光ファイバに障害が発生していることを検出する断検知手段２６を有する。この断検知手段２６は、第１送信側フィルタ（フィルタ７）２６ａと、第１送信側モニタ手段（フォトダイオード５）２６ｂと、第１送信側断検知出力手段（断検知）２６ｃとをそなえて構成されている。
【００７１】
この第１送信側フィルタ２６ａは、受信した光信号から残留励起光（λ３ＰＲ′）を抽出して出力するものであり、光フィルタによりその機能が実現される。また、第１送信側モニタ手段２６ｂは、第１送信側フィルタ２６ａからの残留励起光（λ３ＰＲ′）を検出するものであり、フォトダイオードによりその機能が実現される。加えて、第１送信側断検知出力手段２６ｃは、第１送信側モニタ手段２６ｂの動作を監視し残留励起光（λ３ＰＲ′）の有無に関する情報を出力するものであり、この機能は、直接計器類にて表示することにより、実現される。
【００７２】
これにより、送信局２０ａにおいては、第１送信側フィルタ２６ａにて、受信された光信号から残留励起光（λ３ＰＲ′）が抽出され、第１送信側モニタ手段２６ｂにて、第１送信側フィルタ２６ａからの残留励起光（λ３ＰＲ′）が検出され、また、第１送信側断検知出力手段２６ｃにて、第１送信側モニタ手段２６ｂの動作が監視され残留励起光（λ３ＰＲ′）の有無に関する情報が出力されるようになっている。
【００７３】
また、受信局４０ａは、第１光ファイバに障害が発生していることを検出する断検知手段４６を有する。この断検知手段４６は、第１受信側フィルタ（フィルタ８）４６ａと、第１受信側モニタ手段（フォトダイオード６）４６ｂと、第１受信側断検知出力手段（断検知）４６ｃとをそなえて構成されている。
この第１受信側フィルタ４６ａは、受信した光信号から残留励起光（λ２ＰＬ′）を抽出して出力するものであり、光フィルタによりその機能が実現される。また、第１受信側モニタ手段４６ｂは、第１受信側フィルタ４６ａからの残留励起光（λ２ＰＬ′）を検出するものであり、フォトダイオードによりその機能が実現される。加えて、第１受信側断検知出力手段４６ｃは、第１受信側モニタ手段４６ｂの動作を監視し残留励起光（λ２ＰＬ′）の有無に関する情報を出力するものであり、この機能は、直接計器類にて表示することにより、実現される。
【００７４】
これにより、受信局４０ａにおいては、第１受信側フィルタ４６ａにて、受信された光信号から残留励起光（λ２ＰＬ′）が抽出され、第１受信側モニタ手段４６ｂにて、第１受信側フィルタ４６ａからの残留励起光（λ２ＰＬ′）が検出され、また、第１受信側断検知出力手段４６ｃにて、第１受信側モニタ手段４６ｂの動作が監視され残留励起光（λ２ＰＬ′）の有無に関する情報が出力されるようになっている。
【００７５】
さらに、この図５に示すもので、上述したものと同一の符号を有するものは、上述したものと同一のものあるいは同様の機能を有するものなので、更なる説明を省略する。以下、第１実施形態と異なる点のみを説明する。
図６は、本発明の第１実施形態の第２変形例に係る第１中継局内部の構成図である。この図６に示す第１中継局３０ａは、第１断検知手段３５と、第２断検知手段３６とをそなえて構成されている。この第１断検知手段３５は、第１光ファイバの入り口に設けられ、第１光ファイバの断検知を行なうものであって、第３フィルタ（フィルタ３）３５ａと、第１光検波器（フォトダイオード１）３５ｂと、第１断検知出力手段（断検知）３５ｃとをそなえて構成されている。
【００７６】
この第３フィルタ３５ａは、受信した光信号から残留励起光（λ３ＰＲ′）を抽出して出力するものであり、第１光検波器３５ｂは、第３フィルタ３５ａからの残留励起光（λ３ＰＲ′）を検出するものであり、また、第１断検知出力手段３５ｃは、第１光検波器３５ｂの動作を監視し残留励起光（λ３ＰＲ′）の有無に関する情報を出力するものである。
【００７７】
そして、第２断検知手段３６は、第２光ファイバの入り口に設けられ、第２光ファイバの断検知を行なうものであって、第４フィルタ（フィルタ４）３６ａと、第２光検波器（フォトダイオード２）３６ｂと、第２断検知出力手段（断検知）３６ｃとをそなえて構成されている。
この第４フィルタ３６ａは、受信した光信号から残留励起光（λ２ＰＬ′）を抽出して出力するものであり、第２光検波器３６ｂは、第４フィルタ３６ａからの残留励起光（λ２ＰＬ′）を検出するものであり、また、第２断検知出力手段３６ｃは、第２光検波器３６ｂの動作を監視し残留励起光（λ２ＰＬ′）の有無に関する情報を出力するものである。
【００７８】
このような構成によって、正常状態では、送信局２０ａ（図５参照）側の第１送信側フィルタ２６ａにおいて、λ３ＰＲ′のみが通過できるように、第１送信側断検知出力手段２６ｃにて、常に、λ３ＰＲ′が受信され続ける。
ここで、光ケーブル断が発生すると、光ケーブルの切断された端面において、光信号が反射されて逆方向に伝送する。従って、光ケーブルの切断された端面において、光パワーのロス（損失）が大きい場合は、戻り光が検出されないので、この不検出が、監視機能により検知される。これに対して、光パワーのロスが小さい場合には、送信局２０ａからの送信光が、送信局２０ａに逆戻りするので、その逆戻りは検出されず、警報が発生しない。光ケーブル断が発生するとその入力が無くなるので、光ケーブル断が断検知で検知された場合には警報が発生する。
【００７９】
具体的には、中継局３０ａと送信局２０ａとの間にて、光ケーブル断が発生すると、送信局２０ａから中継局３０ａに入力される光信号に、λ１Ｒ′＋λ２ＰＬ′＋λ３ＰＲ′成分が生ずるようになる。従って、正常時には送信局２０ａ側から入力されるはずの無い、λ３ＰＲ′が検出されて、光ケーブル断が検出できるのである。
【００８０】
さらに、受信局４０ａでも同様に、第１受信側フィルタ４６ａにおいて、λ２ＰＬ′のみが通過できるようにして、ケーブル断が検出されるのである。
このようにして、１系統の光ケーブルのみを用いて、送信局２０ａ−中継局３０ａ−受信局４０ａ間での通信が行なわれ、各局において、励起光源の出力レベルが自動的に制御されるので、最適な通信が行なえる。
【００８１】
また、このようにして、光ケーブルの敷設コストと保守コストとが大幅に低減されるとともに、各局は、光ケーブル断検知を行なえるので、本光システム１０ａの信頼性と安全性とが著しく向上する。
（Ａ３）本発明の第１実施形態の第３変形例の説明
中継局が複数（３基以上）接続された場合の断検知についても、同様な方法で行なわれる。図７は、本発明の第１実施形態の第３変形例に係る光システムの構成図である。この図７に示す光システム１０ｂは、１系統の光ファイバケーブルで送信光・受信光・励起光を送受信できるシステムであって、送信局（Ａ局）２０ｂと、第１中継局（中継器１）３０ｂと、第２中継局（中継器２）３０ｂ′と、受信局（Ｂ局）４０ｂとからなり、各局間が、光ケーブルにより接続されて、光信号が双方向に送受信されるようになっている。
【００８２】
この送信局２０ｂは、光信号を送受信する伝送端局であって、光受信手段２１と、光送信手段２２と、断検知手段２６と、光カプラ５１とをそなえて構成されている。さらに、受信局４０ｂは、光信号を送受信する伝送端局であって、光受信手段４１と、光送信手段４２と、断検知手段４６と、光カプラ５１とをそなえて構成されている。これらのものは、上述したものと同一のものあるいは同様の機能を有するものであるので、更なる説明を省略する。
【００８３】
なお、この図７において、送信局２０ｂの送信光の波長はλ１Ｌであり、第１励起光源２２ｄの波長はλ２ＰＬであり、また、受信局４０ｂの送信光の波長はλ１Ｒであり、第２励起光源４２ｄの波長はλ３ＰＲである。送信局２０からの送信光λ１Ｌは、光カプラ５０において、励起光源λ２ＰＬと合波され、第１光増幅器３１ａにて光増幅された後、残留励起光とともに光カプラ５１を介して中継局３０に対して送信される。
【００８４】
ここで、送信局２０ｂから受信局４０ｂへの間での光信号の伝送は、次のようになる。すなわち、送信局２０ｂからの送信光（λ１Ｌ＋λ２ＰＬ）が、第１中継局３０ｂに入力され、第１中継局３０ｂにて光増幅されてから、光信号（λ１Ｌ′＋λ２ＰＬ′）が、第２中継局３０ｂ′に送出される。そして、第２中継局３０ｂ′にて再度光増幅されてから、光信号（λ１Ｌ″＋λ２ＰＬ″）が受信局４０ｂに送出される。
【００８５】
一方、受信局４０ｂから送信局２０ｂへの間での光信号の伝送は、次のようになる。すなわち、受信局４０ｂからの送信光（λ１Ｒ＋λ３ＰＲ）が、第２中継局３０ｂ′に入力され、第２中継局３０ｂ′にて光増幅されてから、光信号（λ１Ｒ′＋λ３ＰＲ′）が、第１中継局３０ｂに送出される。そして、第１中継局３０ｂにて再度光増幅されてから、光信号（λ１Ｒ″＋λ３ＰＲ″）が送信局２０ｂに送出される。
【００８６】
図８は、本発明の第１実施形態の第３変形例に係る第１中継局３０ｂの構成図である。この図８に示す第１中継局３０ｂは、第１光送信手段６１と、第１断検知手段３７と、第２光送信手段６３と、第２断検知手段６７とをそなえて構成されている。
この第１光送信手段６１は、送信局２０ｂが第１光ファイバを介して送信した第１送信光（λ１Ｌ）と第１励起光（λ２ＰＬ）とを受信し、第１送信光（λ１Ｌ）と第１励起光（λ２ＰＬ）とを増幅して第２送信光（λ１Ｌ′）と第２励起光（λ２ＰＬ′）とを出力するものであって、第１光増幅器３１ａと、第１フィルタ（フィルタ１）３１ｄと、アイソレータ３１ｃとをそなえて構成されている。ここで、上記の第１光送信手段３１とは、異なり、第１光送信手段６１は、第１光増幅器３１ａの入力に、第１フィルタ３１ｄを有する。この第１フィルタ３１ｄは、受信した光信号から（λ１Ｌ＋λ２ＰＬ）成分を抽出して出力するものである。
【００８７】
また、第１断検知手段３７は、第１光増幅器３１ａからの出力を監視し送信光のうち（λ１Ｌ′＋λ２ＰＬ′）成分の有無に関する情報を出力するものであって、λ２ＰＬ′を抽出する第２フィルタ（フィルタ２）３７ａと、この第２フィルタ３７ａからの出力光のレベルを検出する第１光検波器（フォトダイオード１）３７ｂと、第１断検知出力手段（断検知）３７ｃとをそなえて構成されている。上記の第１断検知手段３５とは異なり、第１断検知手段３７は、第１光増幅器３１ａの出力に直接接続されるようになっている。
【００８８】
同様に、第２光送信手段６３は、第２中継局３０ｂ′が送信した第３送信光（λ１Ｒ′）と残留励起光（λ３ＰＲ′）とを受信し、第３送信光（λ１Ｒ′）と残留励起光（λ３ＰＲ′）とを増幅して送信光（λ１Ｒ″＋λ３ＰＲ″）を出力するものであって、第２光増幅器３３ｃと、第３フィルタ（フィルタ３）３３ｄと、アイソレータ３３ａとをそなえて構成されている。ここで、上記の第２光送信手段３３とは、異なり、第２光送信手段６３は、第２光増幅器３３ｃの入力に、第３フィルタ３３ｄを有する。この第３フィルタ３３ｄは、受信した光信号から送信光成分（λ１Ｒ′＋λ３ＰＲ′）を抽出して出力するものである。
【００８９】
また、第２断検知手段６７は、第２光増幅器３３ｃからの出力を監視し送信光成分（λ１Ｒ′＋λ３ＰＲ′）の有無に関する情報を出力するものであって、λ３ＰＲ′を抽出する第４フィルタ（フィルタ４）６７ａと、この第４フィルタ６７ａからの出力光のレベルを検出する第２光検波器（フォトダイオード２）６７ｂと、第２断検知出力手段（断検知）６７ｃとをそなえて構成されている。上記の第２断検知手段３５とは異なり、第２断検知手段６７は、第２光増幅器３３ｃの出力に直接接続されている。
【００９０】
なお、上述したものと同一の符号を有するものは、上述したものと同一のものあるいは同様の機能を有するものであるので、更なる説明を省略する。
このような構成によって、断検知が行なわれる。まず、第１中継局３０ｂに入力された（λ１Ｌ＋λ２ＰＬ）成分は、第１フィルタ３１ｄにて（λ１Ｌ＋λ２ＰＬ）成分だけが、第１光増幅器３１ａに入力されて、光増幅される。また、残留励起光（図示省略）にて光増幅された（λ１Ｌ′＋λ２ＰＬ′）成分は、アイソレータ３１ｃを介して第２中継局３０ｂ′（図７参照）に送信される。
【００９１】
そして、（λ１Ｌ′＋λ２ＰＬ′）成分は、第２フィルタ３７ａにてλ２ＰＬ′成分のみにされた後、第１光検波器３７ｂにて光検出が行なわれ、第１断検知出力手段３７ｃにて、λ２ＰＬ′成分が検出される。
なお、第２中継局３０ｂ′からの光信号の流れも同様である。
そして、送信局２０ｂ−第１中継局３０ｂ間で光ケーブル断が発生した場合には、第１光検波器３７ｂへのλ２ＰＬ′入力が無くなるので、警報が発生する。また、第１中継局３０ｂ−第２中継局３０ｂ′間で光ケーブル断が発生した場合には、第２光検波器６７ｂへのλ３ＰＲ′成分の入力が無くなるので、警報が発生するのである。
【００９２】
さらに、第１光検波器３７ｂと第２光検波器６７ｂとは、常に、対向局の励起光を検出し続けるようにすることによって、送信局２０ｂと受信局４０ｂ間で光ケーブルのいずれかの箇所が切断した場合には、対向局の励起光が受信されなくなるので、入力が無くなった場合に警報が発生し、断検知されるのである。
このようにして、１系統の光ケーブルのみを用いて、各局間での通信が行なわれ、各局において、励起光源の出力レベルが自動的に制御されるので、最適な通信が行なえる。
また、このようにして、光ケーブルの敷設コストと保守コストとが大幅に低減されるとともに、各局は、光ケーブル断検知を行なえるので、本光システム１０ｂの信頼性と安全性とが著しく向上する。
【００９３】
（Ａ４）本発明の第１実施形態の第４変形例の説明
複数の中継局間での伝送態様は、本変形例でも可能である。図９は、本発明の第１実施形態の第４変形例に係る光システムの構成図である。この図９に示す光システム１０ｄは、上記の図５の光システム１０ａと比較すると、送信局２０ｄは、送信局２０ａ（図５参照）が有するレベルモニタ手段２３，断検知手段２６が無く、表示部５３ａを有する。また、受信局４０ｄは、受信局４０ａ（図５参照）が有するレベルモニタ手段４３，断検知手段４６が無く、表示部５３ｂを有する。これらの表示部５３ａ，５３ｂは、それぞれ、制御手段２５，４５に接続され、所望の値を表示するものであって、例えばディスプレイ装置により、その機能は実現される。また、図９に示すもので、上述したものと同一の符号を有するものは、上述したものと同一のものあるいは同様の機能を有するものなので、更なる説明を省略する。
【００９４】
まず、送信局２０ｄの制御手段２５の動作を説明する。制御動作は、次の（ｐ１）〜（ｐ５）に示すようになる。
（ｐ１）制御手段２５は、送信局２０ｄが出力するλ２ＰＬレベルを計算し、記憶する。
（ｐ２）第１中継局３０ｄからの戻り光λ２ＰＬ′レベルが第２光検波器（フォトダイオード２）２４ｂによりモニタされる。
【００９５】
（ｐ３）送信局２０ｄ−第１中継局３０ｄ間の実伝送ロスが計算され、記憶され、そして、この結果が表示部５３ａにより表示される。
（ｐ４）第１中継局３０ｄでのλ２ＰＬ′の光出力レベルが計算され、表示される。
（ｐ５）第１中継局３０ｄに最適な光レベルが入力されるように、第１励起光源２２ｄに対して利得制御を行なう。
【００９６】
また、その計算方法は次のようになる。すなわち、送信局２０ｄ−第１中継局３０ｄ間の実伝送ロスＬ（ｄＢ）は、式（１）で求められる。
Ｌ＝（Ｏ＋Ａ−Ｉ）／２  ・・・（１）
ここで、Ｏ（オウ）はλ２ＰＬ光出力レベル（ｄＢｍ）であり、Ｉ（アイ）は第２光検波器２２ｄでのモニタ光レベル（ｄＢｍ）であり、また、ＡＩＮは第１中継局３０ｄの第１光増幅器３１ａ（後述する図１０参照）に入力されるλ２ＰＬ光入力レベル（ｄＢｍ）であり、Ａはその光入力レベルに対する光増幅率（ｄＢ）である。ここで、ｄＢｍは、１ミリワットに対する電力比である。
【００９７】
そして、Ｏ−Ｌ＝ＡＩＮの関係があるので、式（１）に代入すると、ＡとＡＩＮとの関係式は、式（２）のようになる。
Ｏ＋Ｉ＝Ａ＋２ＡＩＮ  ・・・（２）
さらに、ＡとＡＩＮとの関係は、第１光増幅器３１ａの特性によって一意的に決まっているので、送信局２０ｄがその特性をデータベース化して用意することにより、ＯとＩとが得られれば、Ａ及びＡＩＮの値を判定でき、Ｌを計算できる。なお、このＡとＡＩＮとの関係とは、第１光増幅器３１ａの入出力関係であって、入力レベルがわかれば、その時の光増幅率ＡＩＮが決定できるようになっている。従って、この計算結果から、実伝送ロスＬ（ｄＢ）、λ２ＰＬ′光出力レベル値＝ＡＩＮ＋Ａ（ｄＢｍ）が計算できる。
【００９８】
次に、受信局４０ｄの制御手段４５の動作は（ｐ６）〜（ｐ１０）のようになる。
（ｐ６）制御手段４５は、光増幅器４２ｂから出力されるλ３ＰＲ光出力レベルを計算し、記憶する。
（ｐ７）第２中継局３０ｄ′からの戻り光λ３ＰＲ′が第４光検波器（フォトダイオード４）４４ｂにてモニタされる。
【００９９】
（ｐ８）受信局４０ｄ−第２中継局３０ｄ′間の実伝送ロスが計算され、記憶され、そして、この結果が表示される。
（ｐ９）第２中継局３０ｄ′でのλ３ＰＲ′の光出力レベルが計算され、表示される。
（ｐ１０）第２中継局３０ｄ′に最適な光レベルが入力されるように、第２励起光源４２ｄに対して利得制御を行なう。
【０１００】
また、その計算方法は、送信局２０ｄの制御手段２５での説明と同様である。さらに、第１中継局３０ｄにおける制御について、図１０を用いて説明する。図１０は、本発明の第１実施形態の第４変形例に係る第１中継局３０ｄ内部の構成図である。この図１０に示す第１中継局３０ｄは、第２断検知手段６４と減衰制御部７０ａ，７０ａ′とを有する。
【０１０１】
この第２断検知手段６４は、送信された光信号のレベルを検出すべく第２光ファイバの入り口側に設けられ、第２光ファイバの断検知を行なうものであって、第６フィルタ（フィルタ６）６４ａと、第２光検波器（フォトダイオード２）６４ｂとをそなえて構成されている。なお、この第２断検知手段６４は、第２断検知手段３６（図６参照）と同様のものであるが、断検知は行なわない。
【０１０２】
この第６フィルタ６４ａは、第４フィルタ３６ａ（図６参照）と同様なものであり、送信された光信号から残留励起光（λ２ＰＬ″）を抽出して出力するものであり、第２光検波器６４ｂは、第２光検波器３６ｂ（図６参照）と同様なものであり、第６フィルタ６４ａから出力される残留励起光（λ２ＰＬ″）のレベルを検出するものである。
【０１０３】
また減衰制御部７０ａ，７０ａ′は、それぞれ、可変減衰器（アッテネータ）３８ｂ，３９ｂを制御するものである。そして、この減衰制御部７０ａにより、第２光検波器６４ｂにて検出されたレベルと予め用意したレベルとの差に基づいて第１励起光調整手段の減衰量が制御されるようになっている。
加えて、光カプラ３９ａの入り口側に、第３フィルタ（フィルタ３）３３ｄが設けられている。この第３フィルタ３３ｄは、受信した光信号から残留励起光成分（λ２ＰＬ″）を除去するものである。その他のもので上述したものと同一の符号を有するものは、上述したものと同一のものあるいは同様の機能を有するものであるので、更なる説明を省略する。
【０１０４】
そして、この第１中継局３０ｄでは、次のような制御が行なわれる。まず、送信局２０ｄからの送信光（λ１Ｌ＋λ２ＰＬ）が第１中継局３０ｄに入力されると、分波器３８ａにてλ１Ｌとλ２ＰＬとに分岐され、分岐されたλ１Ｌはそのまま出力され、分岐されたλ２ＰＬは可変減衰器（アッテネータ）３８ｂにてレベル調整された後、これらλ１Ｌと減衰したλ２ＰＬとが、光カプラ５０（図示省略）にて合波され 第１光増幅器３１ａに入力される。そして、第１光増幅器３１ａにて残留励起光（図示省略）によって光増幅され、その光増幅された光信号（λ１Ｌ′＋λ２ＰＬ′）は、第１折り返しフィルタ３２ｂとアイソレータ３１ｃとに分岐される。
【０１０５】
さらに、一方のアイソレータ３１ｃから出力される光は、第２中継局３０ｄ′にそのまま送出され、他方の光は、第１折り返しフィルタ３２ｂにてλ２ＰＬ′成分のみが抽出され、この成分が、送信局２０ｄに折り返される。
一方、第２中継局３０ｄ′からの入力光（λ１Ｒ′＋λ３ＰＲ′＋λ２ＰＬ"）は、第３フィルタ３３ｄと第６フィルタ６４ａとに入力される。そして、第３フィルタ３３ｄにてλ２ＰＬ"成分が除去された後は、分波器３９ａにてλ１Ｒ′とλ３ＰＲ′とに分岐され、分岐されたλ１Ｒ′はそのまま出力され、分岐されたλ３ＰＲ′は可変減衰器（アッテネータ）３９ｂにてレベル調整された後、光カプラ５０（図示省略）にて合波され、第２光増幅器３３ｃに入力される。そして、第２光増幅器３３ｃにて残留励起光（図示省略）によって光増幅され、その光増幅された光信号（λ１Ｒ"＋λ３ＰＲ"）は、アイソレータ３３ａと第２折り返しフィルタ３４ａ（フィルタ４）とに分岐される。
【０１０６】
さらに、一方のアイソレータ３３ａから出力される光は、送信局２０ｄにそのまま送出され、他方の光は、第２折り返しフィルタ３４ａにてλ３ＰＲ″成分のみが抽出され、この成分が、第２中継局３０ｄ′に折り返される。
また、第６フィルタ（フィルタ６）６４ａにて、第２中継局３０ｄ′からの入力光は、λ２ＰＬ"成分のみが抽出され、この成分が、第２光検波器（フォトダイオード２）６４ｂにて受信レベルがモニタされる。
【０１０７】
続いて、第２中継局３０ｄ′における制御を、図１１を用いて説明する。図１１は、本発明の第１実施形態の第４変形例に係る第２中継局３０ｄ′内部の構成図である。この図１１に示す第２中継局３０ｄ′は、第１中継局３０ｄの第２断検知手段６４と同様に、第２断検知手段６５と、減衰制御部７０ｃ，７０ｄとを有する。
【０１０８】
この第２断検知手段６５は、送信された光信号のレベルを検出すべく第１光ファイバの入り口に設けられ、第２光ファイバの断検知を行なうものであって、送信された光信号から残留励起光（λ３ＰＲ″）を抽出して出力する第５フィルタ（フィルタ５）６５ａと、第５フィルタ６５ａから出力される残留励起光（λ３ＰＲ″）のレベルを検出する第３光検波器（フォトダイオード３）６５ｂとをそなえて構成されている。
【０１０９】
また減衰制御部７０ｃ，７０ｄは、それぞれ、可変減衰器（アッテネータ）３８ｂ，３９ｂを制御するものである。そして、第３光検波器６５ｂにて検出されたレベルと予め用意したレベルとの差に基づいて第２励起光調整手段の減衰量が制御されるようになっている。
加えて、分波器３８ａの入り口側に、第１フィルタ（フィルタ１）３１ｄが設けられている。この第１フィルタ３１ｄは、受信した光信号から残留励起光成分（λ３ＰＲ″）を除去するものである。
【０１１０】
従って、第１光送信手段３１（図２参照）が、第１光増幅器３１ａの入力側に設けられ受信した光信号から残留励起光成分（λ３ＰＲ″）を除去する第１フィルタ３１ｄをそなえて構成されたことになる。その他のもので上述したものと同一の符号を有するものは、上述したものと同一のものあるいは同様の機能を有するものであるので、更なる説明を省略する。
【０１１１】
そして、この第２中継局３０ｄ′では、次のような制御が行なわれる。まず、第１中継局３０ｄからの送信光（λ１Ｌ′＋λ２ＰＬ′＋λ３ＰＲ"）が第２中継局３０ｄ′に入力され、第１フィルタ３１ｄと第５フィルタ６５ａとに分岐される。そして、第１フィルタ３１ｄにて入力光は、λ１Ｌ′成分とλ２ＰＬ′成分とが抽出され、さらに、分波器３８ａにてλ１Ｌ′とλ２ＰＬ′とに分岐される。
【０１１２】
また、一方の分岐されたλ１Ｌ′はそのまま出力され、他方の分岐されたλ２ＰＬ′は可変減衰器３８ｂにてレベル調整された後、光カプラ５０（図示省略）にて合波され、第１光増幅器３１ａに入力される。そして、この第１光増幅器３１ａにて残留励起光（図示省略）によって光増幅され、この光増幅された光信号（λ１Ｌ"＋λ２ＰＬ"）は、アイソレータ３１ｃと第１折り返しフィルタ３２ｂとに分岐される。
【０１１３】
さらに、一方のアイソレータ３１ｃから出力される光は、受信局４０ｄにそのまま送出され、他方の光は、第１折り返しフィルタ３２ｂにてλ２ＰＬ"成分のみが抽出され、この成分は、第１中継局３０ｄに折り返される。
また、第５フィルタ６５ａにて入力光のうち、λ３ＰＲ"成分のみが抽出されて、第３光検波器６５ｂにて受信レベルがモニタされる。
【０１１４】
逆方向についても同様である。すなわち、受信局４０ｄからの入力光（λ１Ｒ＋λ３ＰＲ）は、分波器３９ａにてλ１Ｒとλ３ＰＲとに分岐される。分岐されたλ１Ｒはそのまま第２光増幅器３３ｃに入力され、分岐されたλ３ＰＲは、可変減衰器（アッテネータ）３９ｂにてレベル調整された後、光カプラ５０（図示省略）にて合波されて第２光増幅器３３ｃに入力される。
【０１１５】
そして、第２光増幅器３３ｃにて残留励起光（図示省略）によって光増幅され、この光増幅された光信号（λ１Ｒ′＋λ３ＰＲ′）は、アイソレータ３３ａと第２折り返しフィルタ３４ａとに分岐される。そして、一方のアイソレータ３３ａから出力される光は、第１中継局３０ｄにそのまま送出され、他方の光は第２折り返しフィルタ３４ａにてλ３ＰＲ′成分のみが抽出され、この成分が、受信局４０ｄに折り返される。
【０１１６】
そして、このような構成によって、中継伝送が行なわれる。第１中継局３０ｄ（図１０参照）における動作は、次のようになる。
まず、第１中継局３０ｄに、送信局２０ｄからの送信局２０ｄ−第１中継局３０ｄ間の実伝送ロス値（送信局２０ｄの表示部５３ａに表示される値）と、第２中継局３０ｄ′に送出されるλ２ＰＬ′の光出力レベル値とが、減衰制御部（ＡＴＴ１制御部）７０ａへ送られる。なお、図１０には、この実伝送ロス値は、フォトダイオード２モニタ値と表示されている。
【０１１７】
次に、減衰制御部７０ａは、送信局２０ｄ−第１中継局３０ｄ間の実伝送ロス値に基づいて、送信局２０ｄに最適レベルのλ１Ｒ"が入力されるように、可変減衰器３９ｂにおける光減衰量を制御する。
さらに、減衰制御部７０ａ′は、第２中継局３０ｄ′に送出されるλ２ＰＬ′光出力レベル値と、第２中継局３０ｄ′からの戻り光λ２ＰＬ"（第２光検波器６４ｂでのモニタ値）との差に基づいて、第１中継局３０ｄ−第２中継局３０ｄ′間の実伝送ロス値を計算し、第２中継局３０ｄ′に最適レベルのλ１Ｌ′が入力されるように、可変減衰器３８ｂの光減衰量を制御する。
【０１１８】
同様に、第２中継局３０ｄ′（図１１参照）の動作は、次のようになる。まず、受信局４０−第２中継局３０ｄ′間の実伝送ロス値（受信局４０ｄの表示部５３ｂに表示される値）と、受信局４０ｄに送出されるλ３ＰＲ′の光出力レベル値とが、減衰制御部７０ｃへ送信される。
次に、減衰制御部７０ｃは、受信局４０ｄ−第２中継局３０ｄ′間の実伝送ロス値に基づいて、受信局４０ｄに最適レベルのλ１Ｌ"が入力されるように、可変減衰器３８ｂの光減衰量を制御する。
【０１１９】
さらに、減衰制御部７０ｄは、第１中継局３０ｄからの戻り光λ３ＰＲ"（第５フィルタ６５ａでのモニタ値）と、λ３ＰＲ′の光出力レベル値とに基づいて第２中継局３０ｄ′−第１中継局３０ｄ間の実伝送ロス値を計算し、第１中継局３０ｄに最適レベルのλ１Ｒ′が入力されるように、可変減衰器３９ｂの光減衰量を制御する。
【０１２０】
そして、図９に示す送信局２０ｄにおいて、送信光λ１Ｌは、第１励起光源２２ｄからのλ２ＰＬと合波され、光増幅器２２ｂにて光増幅された後、残留励起光とともに光カプラ５１を介して第１中継局３０ｄに対して送信される。
そして、第１中継局３０ｄは、増幅後送信光λ１Ｌ′と増幅後励起光λ２ＰＬ′とを、それぞれ、第２中継局３０ｄ′に送出するとともに、送信局２０ｄに対して増幅後励起光λ２ＰＬ′を折り返して送出する。
【０１２１】
また、第２中継局３０ｄ′は、増幅後送信光λ１Ｌ″と増幅後励起光λ２ＰＬ″とを、それぞれ、受信局４０ｄに送出するとともに、第１中継局３０ｄに対して増幅後励起光λ２ＰＬ″を折り返して送出する。
逆方向についても、同様であって、第２中継局３０ｄ′は、受信局４０ｄからの送信光（λ１Ｒ＋λ３ＰＲ）を、増幅して、送信光（λ１Ｒ′＋λ３ＰＲ′）を第１中継局３０ｄに出力するとともに、受信局４０ｄに対して、増幅後励起光λ３ＰＲ′を折り返して送出する。
【０１２２】
さらに、第１中継局３０ｄは、送信光（λ１Ｒ′＋λ３ＰＲ′）を増幅して、送信局２０ｄに送信光（λ１Ｒ″＋λ３ＰＲ″）を出力するとともに、第２中継局３０ｄ′に増幅後励起光λ３ＰＲ″を折り返して送出する。
また、図９に示す［１］〜［５］（なお、図中では、それぞれ丸付き数字で表すこととする）と付された各区間について、それぞれの区間における利得制御方法説明する。まず、［１］〜［５］と付された各区間における制御は、次のようになる。
［１］：送信局２０ｄ−第１中継局３０ｄ間光出力レベル制御、受信局４０−第２中継局３０ｄ′間光出力レベル制御
［２］：第１中継局３０ｄ−送信局２０ｄ間光出力レベル制御
［３］：第１中継局３０ｄ−第２中継局３０ｄ′間光出力レベル制御
［４］：第２中継局３０ｄ′−受信局４０間光出力レベル制御
［５］：第２中継局３０ｄ′−第１中継局３０ｄ間光出力レベル制御
（ｉ）［１］について
送信局２０ｄの制御手段２５は、λ２ＰＬ光出力レベルを計算して記憶するとともに、第１中継局３０ｄからの戻り光λ２ＰＬ′レベル（第２光検波器２４ｂによりモニタされた値）を入力される。そして、この制御手段２５は、上記結果から［１］の実伝送ロスを計算して記憶する。また、表示部５３ａは、この結果を表示し、合わせて、第１光増幅器３１ａに入力する光レベルＡＩＮと光増幅率Ａとの関係を用いて、第１中継局３０ｄのλ２ＰＬ′の光出力レベルを計算して表示する。
【０１２３】
また、計算は、上記の式（１）及び（２）のようにして行なわれ、送信局２０ｄの制御手段２５は、この計算によって得られた実伝送ロス値に基づいて、第１中継局３０ｄに最適レベルのλ１Ｌが入力されるように、制御を行なう。なお、受信局４０ｄの制御手段４５における動作も同様である。
（ｉｉ）［２］について
送信局２０ｄの制御手段２５に表示される、送信局２０ｄ−第１中継局３０ｄ間の実伝送ロス値と、λ２ＰＬ′の光出力レベル値とは、それぞれ、第１中継局３０ｄの減衰制御部７０ａと減衰制御部７０ａ′との両方に入力される。そして、この減衰制御部７０ａは、入力された送信局２０ｄ−第１中継局３０ｄ間の実伝送ロス値に基づいて、送信局２０ｄに最適レベルのλ１Ｒ"が入力されるように、制御を行なう。
【０１２４】
（ｉｉｉ）［３］について
第１中継局３０ｄの減衰制御部７０ａは、入力されたλ２ＰＬ′の光出力レベル値と、第１中継局３０ｄにおける第２光検波器６４ｂでのモニタ値とから、第１中継局３０ｄ−第２中継局３０ｄ′間の実伝送ロス値を計算し、第２中継局３０ｄ′に最適レベルのλ１Ｌ′が入力されるように、制御を行なう。
【０１２５】
（ｉｖ）［４］について
受信局４０ｄの制御手段４５に表示される、受信局４０ｄ−第２中継局３０ｄ′間の実伝送ロス値と、λ３ＰＲ′の光出力レベル値とは、それぞれ、第２中継局３０ｄ′の減衰制御部７０ｃと減衰制御部７０ｄとの両方に入力される。そして、この減衰制御部７０ｃは、入力された受信局４０ｄ−第２中継局３０ｄ′間の実伝送ロス値に基づいて、受信局４０ｄに最適レベルのλ１Ｌ"が入力されるように制御を行なう。
【０１２６】
（ｖ）［５］について
第２中継局３０ｄ′の減衰制御部７０ｄは、入力されたλ３ＰＲ′の光出力レベル値と、第２中継局３０ｄ′の第３光検波器６５ｂにおけるモニタ値とから、第２中継局３０ｄ′−第１中継局３０ｄ間実伝送ロス値を計算して、第１中継局３０ｄに最適レベルのλ１Ｒ′が入力されるように、制御を行なう。
【０１２７】
このようにして、１系統の光ケーブルのみを用いて、各局間での通信が行なわれ、各局において、励起光源の出力レベルが自動的に制御されるので、最適な通信が行なえる。
また、このようにして、光ケーブルの敷設コストと保守コストとが大幅に低減されるとともに、各局は、光ケーブル断検知を行なえるので、本光システム１０ｄの信頼性と安全性とが著しく向上する。
【０１２８】
（Ａ５）本発明の第１実施形態の第５変形例の説明
さらに、第４変形例に示す光システム１０ｄにて、各光増幅器（ＥＤＦＡ）での光増幅後の光出力レベル値は、ＥＤＦＡの特性データにより、理論計算で求められていたが、本実施形態は、理論計算ではなく、出力光のモニタ機能を行ない、より正確な利得制御が可能になる。また、このモニタ機能は、光検波器（フォトダイオード）を用いて実測することにより、行なわれる。
【０１２９】
図１２は、本発明の第１実施形態の第５変形例に係る光システムの構成図である。この図１２に示す光システム１０ｅは、１系統の光ファイバケーブルで送信光・受信光・励起光を送受信できるシステムであって、送信局（Ａ局）２０ｅと、第１中継局（中継器１）３０ｅと、第２中継局（中継器２）３０ｅ′と、受信局（Ｂ局）４０ｅとからなり、各局間が、光ケーブルにより接続されて、光信号が双方向に送受信されるようになっている。
【０１３０】
この図１２に示す光システム１０ｅは、図９の光システム１０ｄと比較すると、送信局２０ｅは、送信局２０ｄ（図９参照）にレベルモニタ手段２３を追加したものであって、また、表示機能が簡略化されている。一方、受信局４０ｅは、受信局４０ｄ（図９参照）にレベルモニタ手段４３を追加したものであって、また、表示機能が簡略化されている。また、この図１２に示すものであって、上述したものと同一の符号を有するものは同一のもの又は同様な機能を有するものであるので、更なる説明を省略する。
【０１３１】
図１２において、送信局２０ｅの送信光の波長はλ１Ｌであり、第１励起光源２２ｄの波長はλ２ＰＬであり、また、受信局４０ｅの送信光の波長はλ１Ｒ、第２励起光源４２ｄの波長はλ３ＰＲである。
そして、送信局２０ｅからの送信光λ１Ｌは、第１励起光源２２ｄと合波され、光増幅器２２ｂにて光増幅された後、残留励起光とともに光カプラ５１を介して第１中継局３０ｅに対して送信される。
【０１３２】
この第１中継局３０ｅにおいては、増幅後の残留励起光の光は、後述するように、第１折り返しフィルタ３２ｂにおいて、送信光λ１Ｌの成分は除去されて、光レベルが第１光検波器（フォトダイオード１）３２ｃにてモニタされる。
また、第１中継局３０ｅから、増幅後送信光λ１Ｌ′と増幅後励起光λ２ＰＬ′とが、それぞれ、第２中継局３０ｅ′に送出され、送信局２０ｅには増幅後励起光λ２ＰＬ′が折り返されて送出され、第４変形例と同様に、送信局２０ｅと第１中継器２０ｅとの間の実伝送ロスが計算され、最適な増幅率になるように、励起光源２２ｄの出力レベルが制御される。
【０１３３】
一方、第２中継局３０ｅ′では、送信局２０ｅからの受信光（λ１Ｌ′＋λ２ＰＬ′）が増幅されて、受信局４０ｅに対して、増幅後送信光λ１Ｌ′"と増幅後励起光λ２ＰＬ"とが、それぞれ、送出され、第１中継局３０ｅには増幅後励起光λ２ＰＬ"が折り返して送出される。また、第１中継局３０ｅと第２中継局３０ｅ′との間の実伝送ロスが計算され、最適な増幅率になるように、第１中継局３０ｅの可変減衰器３８ｂの光減衰量がレベル調整されて、励起光源（図示省略）の出力レベルが制御される。
【０１３４】
また、受信局４０ｅからの送信光の流れも同様である。
図１３は、本発明の第１実施形態の第５変形例に係る第１中継局３０ｅ内部の構成図である。この図１３に示す第１中継局３０ｅは、第１中継局３０ｄ（図１０参照）とほぼ同様の構成であって、第１折り返し送信手段３２′及び第２折り返し送信手段３４′を有する。また、第１中継局３０ｅの第２光送信手段は、第２光増幅器３３ｃの入力側に設けられ受信した光信号から残留励起光成分（λ２ＰＬ″）を除去する第３フィルタ３３ｄと、第２励起光調整手段３９と、第２光増幅器３３ｃとが、協同してその機能が実現される。さらに、第１折り返し送信手段３２′は、第１光増幅器３１ａに接続され、第１光増幅器３１ａにて増幅された光信号から第２励起光（λ２ＰＬ′）を抽出し、第２励起光（λ２ＰＬ′）を出力するとともに、その光レベルをモニタするものであって、第１折り返しフィルタ３２ｂと、アイソレータ３２ａと、第１光検波器（フォトダイオード１）３２ｃとを有する。この第１折り返し送信手段３２′は、上記の第１折り返し送信手段３２（図２参照）と同様のものであり、第１折り返しフィルタ３２ｂからの出力が、モニタされるようになっている。
【０１３５】
また、第２折り返し送信手段３４′は、上記の第２折り返し送信手段３４（図２参照）と同様のものであって、モニタ機能を有する。これ以外のもので、上述したものと同一の符号を有するものは同一のもの又は同様な機能を有するものであるので、更なる説明を省略する。
従って、第１折り返し送信手段３２′が、第１光増幅器３１ａが出力する励起光（λ２ＰＬ′）のレベルを検出する第１光検波器３２ｃをそなえ、第１光検波器３２ｃで検出されたレベル値に基づき、第１励起光調整手段３８の減衰量を制御するように構成されるとともに、第２折り返し送信手段３４′が、第２光増幅器３３ｃが出力する励起光（λ３ＰＲ"）のレベルを検出する第４光検波器３４ｃをそなえ、第４光検波器３４ｃで検出されたレベル値に基づき、第２励起光調整手段３９の減衰量を制御するように構成されたことになる。
【０１３６】
そして、この第１中継局３０ｅにおいては、次のような制御が行なわれる。まず、送信局２０ｅからの送信光（λ１Ｌ＋λ２ＰＬ）が、第１中継局３０ｅに入力されると、分波器３８ａにてλ１Ｌとλ２ＰＬとに分岐され、分岐されたλ１Ｌはそのまま出力され、一方、分岐されたλ２ＰＬは可変減衰器３８ｂにてレベル調整された後、出力され、そして、光カプラ５０（図示省略）にてλ１Ｌと合波されて第１光増幅器３１ａに入力される。この第１光増幅器３１ａにて残留励起光（図示省略）により、光増幅された光信号（λ１Ｌ′＋λ２ＰＬ′）は、アイソレータ３１ｃ側と第１折り返しフィルタ３２ｂ側とに分岐される。アイソレータ３１ｃ側の光は、第２中継局３０ｅ′にそのまま送出され、また、第１折り返しフィルタ３２ｂ側の光は、第１折り返しフィルタ３２ｂにてλ２ＰＬ′成分のみが抽出され、送信局２０ｅに折り返される。このとき、増幅後残留励起光（λ２ＰＬ′）の光レベルが、第１光検波器３２ｃにてモニタされるようになっている。
【０１３７】
ここで、第２中継局３０ｅ′からの入力光（λ１Ｒ′＋λ３ＰＲ′＋λ２ＰＬ"）は、第３フィルタ３３ｄと第６フィルタ６４ａとに入力され、第３フィルタ３３ｄにてλ２ＰＲ"成分が除去された後は、分波器３９ａにてλ１Ｒ′とλ３ＰＲ′とに分岐され、分岐されたλ１Ｒ′はそのまま出力され、分岐されたλ３ＰＲ′は可変減衰器３９ｂにてレベル調整された後、光カプラ５０（図示省略）にてλ１Ｒ′と合波されて第２光増幅器３３ｃに入力される。
【０１３８】
さらに、第２光増幅器３３ｃにて残留励起光（図示省略）によって光増幅され、この光増幅された光信号（λ１Ｒ"＋λ３ＰＲ″）は、アイソレータ３３ａと第２折り返しフィルタ３４ａとに分岐される。アイソレータ３３ａ側の光は、送信局２０ｅにそのまま送出され、また第２折り返しフィルタ３４ａ側の光は、第２折り返しフィルタ３４ａにてλ３ＰＲ"成分のみが抽出され、この成分は、第２中継局３０ｅ′に折り返される。このとき、増幅後残留励起光λ３ＰＲ"の光レベルは第４光検波器４４ｂにてモニタされるようになっている。
【０１３９】
一方、第６フィルタ６４ａに入力される第２中継局３０ｅ′からの入力光についても、第６フィルタ６４ａにてλ２ＰＬ成分のみが抽出され、この成分が、第２光検波器にて受信レベルがモニタされるようになっている。
図１４は、本発明の第１実施形態の第５変形例に係る第２中継局３０ｅ′内部の構成図である。この図１４に示す第２中継局３０ｅ′は、第２中継局３０ｄ′（図１１参照）とほぼ同様の構成であって、モニタ機能を有する第１折り返し送信手段３２′及び第２折り返し送信手段３４′を有する。また、図１４に示すもので、上述したものと同一の符号を有するものは同一のもの又は同様な機能を有するものであるので、更なる説明を省略する。
【０１４０】
そして、この第２中継局３０ｅ′では、次のような制御が行なわれる。まず、第１中継局３０ｅからの送信光（λ１Ｌ′＋λ２ＰＬ′＋λ３ＰＲ"）が第２中継局３０ｅ′に入力されると、第１中継局３０ｅ側入り口において、第１フィルタ３１ｄと第５フィルタ６５ａとに分岐される。第１フィルタ３１ｄ側の入力光は、第１フィルタ３１ｄにて、λ１Ｌ′成分とλ２ＰＬ′成分とが抽出され、分波器３８ａにてλ１Ｌ′とλ２ＰＬ′とに分岐され、分岐されたλ１Ｌ′はそのまま出力され、分岐されたλ２ＰＬ′は可変減衰器３８ｂにてレベル調整された後、光カプラ５０（図示省略）にてλ１Ｌ′と合波されて第１光増幅器３１ａに入力される。さらに、第１光増幅器３１ａにて残留励起光（図示省略）によって光増幅され、光増幅された光信号（λ１Ｌ"＋λ２ＰＬ"）は、アイソレータ３１ｃ側と第１折り返しフィルタ３２ｂ側とに分岐される。一方のアイソレータ３１ｃ側の光は、受信局４０ｅにそのまま送出され、他方の光は、第１折り返しフィルタ３２ｂにてλ２ＰＬ"成分のみが抽出され、この成分は、第１中継局３０ｅに折り返される。このとき、増幅後残留励起光λ２ＰＬ"の光レベルが第１光検波器３２ｃにてモニタされるようになっている。
【０１４１】
一方、第５フィルタ６５ａ側へ入力された光は、第５フィルタ６５ａにてλ３ＰＲ成分のみが抽出され、第３光検波器６５ｂにて受信レベルがモニタされる。
逆方向についても同様である。すなわち、受信局４０ｅからの入力光（λ１Ｒ＋λ３ＰＲ）は、分波器３９ａにてλ１Ｒとλ３ＰＲとに分岐される。一方の分岐されたλ１Ｒはそのまま出力され、他方の分岐されたλ３ＰＲは可変減衰器３９ｂにてレベル調整された後、光カプラ５０（図示省略）にてλ１Ｒと合波され、第２光増幅器３３ｃに入力される。そして、第２光増幅器３３ｃにて残留励起光（図示省略）によって光増幅され、光増幅された光信号（λ１Ｒ′＋λ３ＰＲ′）は、アイソレータ３側と第２折り返しフィルタ３４ａ側とに分岐される。アイソレータ３側の光は、第１中継局３０ｅにそのまま送出され、第２折り返しフィルタ３４ａ側の光は、第２折り返しフィルタ３４ａにてλ３ＰＲ′成分のみが抽出され、この成分は、受信局４０ｅに折り返される。
【０１４２】
そして、このような構成によって、中継伝送が行なわれる。図１２において、送信局２０ｅの制御手段２５の動作は、次のようになる。まず、λ２ＰＬ光出力レベルが第１光検波器２３ｂによりモニタされ、第１中継局３０ｅからの戻り光λ２ＰＬ′レベルが第２光検波器２４ｂにてモニタされる。そして、第４実施形態にて述べた方法を用いて、送信局２０ｅ−第１中継局３０ｅ間の実伝送ロス値が計算され、表示部５３ａにて表示される。また、制御手段２５は、第１中継局３０ｅに最適な光レベルが入力されるように、第１励起光源２２ｄに対して利得制御を行なう。
【０１４３】
一方、受信局４０ｅの制御手段４５の動作は、次のようになる。まず、λ３ＰＲ光出力レベルが第３光検波器（フォトダイオード３）４３ｂによりモニタされる。そして、第２中継局３０ｅ′からの戻り光λ３ＰＲ′が第４光検波器（フォトダイオード４）４４ｂにてモニタされる。そして、第４実施形態にて述べた方法を用いて、受信局４０ｅ−第２中継局３０ｅ′間の実伝送ロス値を計算し、表示部５３ｂにて表示される。また、制御手段４５は、第２中継局３０ｅ′に最適な光レベルが入力されるように、第２励起光源４２ｂに対して利得制御を行なう。
【０１４４】
次に、第１中継局３０ｅの減衰制御部７０ａ，７０ａ′の動作は、それぞれ、次のようになる。まず、図１３において、送信局２０ｅ側への出力光レベルを調整する減衰制御部７０ａ′は、送信局２０ｅ−第１中継局３０ｅ間の実伝送ロス値（送信局２０ｅの制御手段２５に表示されるもの）が入力される。そして、減衰制御部７０ａ′は、その入力された送信局２０ｅ−第１中継局３０ｅ間の実伝送ロス値に基づいて、送信局２０ｅに最適レベルのλ１Ｒ"が入力されるように、可変減衰器３９ｂの光減衰量を制御する。
【０１４５】
また、減衰制御部７０ａ（第１中継局３０ｅ側への出力光レベルを調整するもの）は、第１光検波器３２ｃのモニタ値（第２中継局３０ｅ′へのλ２ＰＬ′光出力レベル値）と、第２光検波器６４ａでのモニタ値（第２中継局３０ｅ′からの戻り光λ２ＰＬ"）との差に基づいて、第１中継局３０ｅ−第２中継局３０ｅ′間の実伝送ロス値を計算し、第２中継局３０ｅ′に最適レベルのλ１Ｌ′が入力されるように、可変減衰器３８ｂの光減衰量を制御する。
【０１４６】
同様に、第２中継局３０ｅ′の減衰制御部７０ｃ，７０ｄの動作は、それぞれ、次のようになる。図１４において、この減衰制御部７０ｄは、受信局４０ｅの制御手段４５に表示される受信局４０ｅ−第２中継局３０ｅ′間の実伝送ロス値を入力される。そして、減衰制御部７０は、入力された受信局４０ｅ−第２中継局３０ｅ′間の実伝送ロス値に基づいて、受信局４０ｅに最適レベルのλ１Ｌ"が入力されるように、可変減衰器３８ｂの光減衰量を制御する。
【０１４７】
また、減衰制御部７０ｃ（第１中継局３０ｅへの出力光レベルを調整するもの）は、第４光検波器４４ｂでのモニタ値（第１中継局３０ｅへのλ３ＰＲ′光出力レベル値）と、第３光検波器６５ｂでのモニタ値（第１中継局３０ｅからの戻り光λ３ＰＲ"）との差に基づいて、第２中継局３０ｅ′−第１中継局３０ｅ間の実伝送ロス値を計算し、第１中継局３０ｅに最適レベルのλ１Ｒ′が入力されるように、可変減衰器３９ｂの光減衰量を制御する。
【０１４８】
加えて、図１２に示す［１］〜［５］（なお、図中では、それぞれ丸付き数字で表すこととする）と付された各区間を、次のように定義して、それぞれの利得制御について、説明する。
［１］：送信局２０ｅ今第１中継局３０ｅ間光出力レベル制御、受信局４０ｅ−第２中継局３０ｅ′間光出力レベル制御
［２］：第１中継局３０ｅ−送信局２０ｅ間光出力レベル制御
［３］：第１中継局３０ｅ−第２中継局３０ｅ′間光出力レベル制御
［４］：第２中継局３０ｅ′−受信局４０ｅ間光出力レベル制御
［５］：第２中継局３０ｅ′−第１中継局３０ｅ間光出力レベル制御
（ｉ）［１］について
送信局２０ｅの制御手段２５は、λ２ＰＬ光出力レベルを第１光検波器２３ｂでモニタし記憶するとともに、第１中継局３０ｅからの戻り光λ２ＰＬ′レベルを第２光検波器２４ｂによりモニタする。そして、その制御手段２５は、上記結果から［１］の実伝送ロスを計算して表示し、また、上記計算によって得られた実伝送ロス値に基づいて、第１中継局３０ｅに最適レベルのλ１Ｌとλ２ＰＬが入力されるように、制御を行なう。なお、受信局４０ｅの制御手段４５での動作も同様である。
（ｉｉ）［２］について
第１中継局３０ｅの減衰制御部７０ａは、送信局２０ｅ−第１中継局３０ｅ間実伝送ロス値（送信局２０ｅの制御手段２５に表示されるもの）を入力される。そして、この減衰制御部７０ａは、入力された送信局２０ｅ−第１中継局３０ｅ間の実伝送ロス値に基づいて、送信局２０ｅに最適レベルのλ１Ｒ"が入力されるように、制御を行なう。
（ｉｉｉ）［３］について 第１中継局３０ｅの可変減衰器３８ｂ制御部は、第１中継局３０ｅ第１光検波器にてモニタされた光出力レベル値と、第１中継局３０ｅ第２光検波器でのモニタ値とから、第１中継局３０ｅ−第２中継局３０ｅ′間の実伝送ロス値を計算し、第２中継局３０ｅ′に最適レベルのλ１Ｌ′が入力されるように、制御を行なう。
（ｉｖ）［４］について
第２中継局３０ｅ′の減衰制御部７０ｃは、受信局４０ｅ−第２中継局３０ｅ′間の実伝送ロス値（受信局４０ｅの制御手段４５に表示されるもの）を入力される。そして、この減衰制御部７０ｃは、入力された受信局４０ｅ−第２中継局３０ｅ′間の実伝送ロス値に基づいて、受信局４０ｅに最適レベルのλ１Ｌ"が入力されるように、制御を行なう。
（ｖ）［５］について
第２中継局３０ｅ′の減衰制御部７０ａは、第２中継局３０ｅ′第４光検波器４４ｂにてモニタされた光出力レベル値と、第２中継局３０ｅ′第３光検波器６５ｂでのモニタ値とから、第２中継局３０ｅ′−第１中継局３０ｅ間の実伝送ロス値を計算し、第１中継局３０ｅに最適レベルのλ１Ｒ′が入力されるように、制御を行なう。
【０１４９】
このようにして、１系統の光ケーブルのみを用いて、各局間での通信が行なわれ、各局において、励起光源の出力レベルが自動的に制御されるので、最適な通信が行なえる。
また、このようにして、光ケーブルの敷設コストと保守コストとが大幅に低減されるとともに、各局は、光ケーブル断検知を行なえるので、本光システム１０ｅの信頼性と安全性とが著しく向上する。
【０１５０】
（Ａ６）本発明の第１実施形態の第６変形例の説明
図１５は、本発明の第１実施形態の第６変形例に係る光システムの構成図である。この図１５に示す光システム１０ｆは、上記の光システム１０ｄと比較して、伝送に使用される波長の値が異なっている。すなわち、上記の光システム１０ｄが使用する波長λ２ＰＬ′及び波長λ２ＰＬ"が、それぞれ、波長λ２ＰＬに置換され、また、波長λ３ＰＲ′及び波長λ３ＰＲ"がそれぞれ、波長λ３ＰＲに置換されている点が異なる。また、図１５に示すもので、上述したものと同一の符号を有するものは同一のもの又は同様な機能を有するものであるので、更なる説明を省略する。
【０１５１】
図１６は、本発明の第１実施形態の第６変形例に係る第１中継局３０ｆ内部の構成図である。この図１６に示す第１中継局３０ｆは、可変減衰器の代わりに、受信する光波長の値をモニタすることによって、第１光増幅器３１ａ，第２光増幅器３３ｃの出力光レベルを調整するようになっている。
そして、第１中継局３０ｆは、第１光増幅器３１ａ（図１６の上側にあるもの）の入力側に第１励起光発生手段６６が設けられており、この第１励起光発生手段６６は、第１励起光源（励起光源１）６６ａと、第１励起光制御手段（制御部）６６ｂとをそなえて構成されている。また、この第１中継局３０ｆは、第２光増幅器３３ｃ（図１６の下側にあるもの）の入力側に第２励起光発生手段６４′が設けられており、この第２励起光発生手段６４′は、第２励起光源（励起光源２）６４′ａと、第２励起光制御手段（制御部）６４′ｂと、表示部６４′ｃとをそなえて構成されている。
【０１５２】
ここで、第１励起光制御手段６６ｂは、第１励起光源６６ａの出力レベルを制御するものであり、また、第２励起光制御手段６４′ｂは、第２励起光源６４′ａの出力レベルを制御するものである。さらに、表示部６４′ｃは、第２励起光制御手段６４′ｂに接続され、λ３ＰＲの光出力レベル値を表示するものであって、例えばディスプレイ装置（図示省略）が用いられている。
【０１５３】
また、第１光増幅器３１ａ，アイソレータ３１ｃ，第１励起光発生手段６６が協同して第１光送信手段として機能しており、第２光増幅器３３ｃ，アイソレータ３３ａ，第２励起光発生手段６４′が協同して第２光送信手段として機能している。
従って、第２光送信手段（３３ｃ，３３ａ，６４′）が、光信号が伝送路で損失する第２伝送ロス値に関連する制御データを有し、制御データを出力しうる第２表示手段（表示部６４′ｃ）と、第２表示手段（表示部６４′ｃ）の制御データに基づき自局の第２励起光源６４′ａの出力レベルを制御する第２励起光制御手段６４′ｂをそなえて構成されたことになる。なお、図１６に示すもので、上述したものと同一の符号を有するものは同一のもの又は同様な機能を有するものであるので、更なる説明を省略する。
【０１５４】
図１７は、本発明の第１実施形態の第６変形例に係る第２中継局３０ｆ′内部の構成図である。この図１７に示す第２中継局３０ｆ′は、可変減衰器の代わりに、受信する光波長の値をモニタすることによって、第１光増幅器３１ａ，第２光増幅器３３ｃの出力光レベルを調整するようになっている。
そして、第２中継局３０ｆ′は、第１光増幅器３１ａ（図１７の上側にあるもの）の入力側に第１励起光発生手段６６′が設けられており、この第１励起光発生手段６６′は、第１励起光源（励起光源１）６６ａと、第１励起光制御手段（制御部）６６ｂと、表示部（λ２ＰＬ光出力レベル値表示）６６ｃとをそなえて構成されている。また、この第２中継局３０ｆ′は、第２光増幅器３３ｃ（図１７の下側にあるもの）の入力側に第２励起光発生手段６４が設けられており、この第２励起光発生手段６４は、第２励起光源（励起光源２）６４ａと、第２励起光制御手段（制御部）６４ｂとをそなえて構成されている。
【０１５５】
ここで、表示部６６ｃは、第１励起光制御手段６６ｂに接続され、λ２ＰＬの光出力レベル値を表示するものであって、例えばディスプレイ装置（図示省略）が用いられている。また、第１光増幅器３１ａ，アイソレータ３１ｃ，第１励起光発生手段６６′が協同して第１光送信手段として機能しており、第２光増幅器３３ｃ，アイソレータ３３ａ，第２励起光発生手段６４が協同して第２光送信手段として機能している。なお、図１７に示すもので、上述したものと同一の符号を有するものは同一のもの又は同様な機能を有するものであるので、更なる説明を省略する。
【０１５６】
従って、第１光送信手段（３１ａ，３１ｃ，６６′）が、光信号が伝送路で損失する第１伝送ロス値に関連する制御データを有し、制御データを出力しうる第１表示手段（表示部６６ｃ）と、第１表示手段（表示部６６ｃ）の制御データに基づき自局の第１励起光源６６ａの出力レベルを制御する第１励起光制御手段６６ｂとをそなえて構成されたことになる。
【０１５７】
そして、図１６において、送信局２０ｆから送出される光信号は、この図１６の左側より、入力され、また、この光信号が、第１フィルタ３１ｄにて、λ１Ｌ成分のみが抽出され、この成分は、そのまま出力される。一方、第１励起光源６６ａから出力されるλ２ＰＬ成分は、第１励起光制御手段６６ｂにてレベル調整されて出力され、光カプラ５０（図示省略）にて、上記のλ１Ｌと合波されて第１光増幅器３１ａに入力される。
【０１５８】
そして、第１光増幅器３１ａにて光増幅された光信号（λ１Ｌ′＋λ２ＰＬ）は、アイソレータ３１ｃ側と第１折り返しフィルタ３２ｂ側とに分岐される。アイソレータ３１ｃ側の光は、第２中継局３０ｆ′にそのまま送出され、第１折り返しフィルタ３２ｂ側の光は、第１折り返しフィルタ３２ｂにてλ２ＰＬ成分のみが抽出され、この成分が、送信局２０ｆに折り返される。
【０１５９】
さらに、第２中継局３０ｆ′からの入力光（λ１Ｒ′＋λ３ＰＲ′＋λ２ＰＬ"）は、第３フィルタ３３ｄと第６フィルタ６４ａとに入力される。また、入力光は、第３フィルタ３３ｄにて、λ１Ｒ"成分が除去された後は、そのまま出力され、さらに、λ３ＰＲ′は第２励起光制御手段６４′ｂにてレベル調整された後、上記λ１Ｒ′と合波されて第２光増幅器３３ｃに入力される。
【０１６０】
そして、この第２光増幅器３３ｃにて光増幅された光信号（λ１Ｒ"＋λ３ＰＲ）は、アイソレータ３３ａ側と第２折り返しフィルタ３４ａ側とに分岐される。一方のアイソレータ３３ａ側の光は、送信局２０ｆにそのまま送出され、他方の光は、第２折り返しフィルタ３４ａにてλ３ＰＲ成分のみが抽出され、この成分が、第２中継局３０ｆ′に折り返される。
【０１６１】
一方、第６フィルタ６４ａに入力される第２中継局３０ｆ′からの入力光は、第６フィルタ６４ａにてλ２ＰＬ成分のみが抽出され、この成分は、第２光検波器６４ｂにて受信レベルがモニタされる。
同様に、図１７において、第１中継局３０ｆからの送信光（λ１Ｌ′＋λ２ＰＬ＋λ３ＰＲ）が、この図１７の左側より入力され、そして、この光信号は、第２中継局３０ｆ′に入力されると、第１フィルタ３１ｄ側と第５フィルタ６５ａ側とに分岐される。第１フィルタ３１ｄに入力された光は、第１フィルタ３１ｄにてλ１Ｌ′成分のみが抽出されて、そのまま出力される。また、第１励起光源６６ａから出力されるλ２ＰＬは、第１励起光制御手段６６ｂにてレベル調整されて出力され、光カプラ５０（図示省略）にて、上記のλ１Ｌ′と合波されて第１光増幅器３１ａに入力される。
【０１６２】
そして、第１光増幅器３１ａにて光増幅された光信号（λ１Ｌ"＋λ２ＰＬ）は、アイソレータ３１ｃ側と第１折り返しフィルタ３２ｂ側とに分岐される。アイソレータ３１ｃ側の光は、受信局４０ｆにそのまま送出され、第１折り返しフィルタ３２ｂ側の光は、第１折り返しフィルタ３２ｂにてλ２ＰＬ成分のみが抽出され、この成分が、中継局３０ｆに折り返される。
【０１６３】
一方、第５フィルタ６５ａ側への入力光は、第５フィルタ６５ａにてλ３ＰＲ成分のみが抽出され、第３光検波器６５ｂにて受信レベルがモニタされる。
さらに、受信局４０ｆからの入力光（λ１Ｒ＋λ３ＰＲ）は、第３フィルタ３３ｄにてλ１Ｒ成分のみにされてから、第２光増幅器３３ｃに入力され、また、λ３ＰＲは第２励起光制御手段６４ｂにてレベル調整された後、光カプラ５０（図示省略）にてλ１Ｒと合波され、第２光増幅器３３ｃに入力される。この第２光増幅器３３ｃにて光増幅された光信号（λ１Ｒ′＋λ３ＰＲ）は、アイソレータ３３ａ側と第２折り返しフィルタ３４ａ側とに分岐される。一方のアイソレータ３３ａ側の光は、第１中継局３０ｆにそのまま送出され、他方の光は、第２折り返しフィルタ３４ａにてλ３ＰＲ成分のみが抽出され、この成分は、受信局４０ｆに折り返される。
【０１６４】
このような構成によって、中継伝送が行なわれる。まず、図１６に示す第１中継局３０ｆでは、送信局２０ｆの制御手段２５にて表示される値（送信局２０ｆ−第１中継局３０ｆ間の実伝送ロス値）を入力され、その情報が第２励起光制御手段６４′ｂへ送信される。また、第２励起光制御手段６４′ｂは、入力された送信局２０ｆ−第１中継局３０ｆ間の実伝送ロス値に基づいて、送信局２０ｆに最適レベルのλ１Ｒ"が入力されるように第２励起光源６４′ａの利得制御を行なう。
【０１６５】
また、第１励起光制御手段６６ｂは、第２光検波器６４ｂのモニタ値と、第２中継局３０ｆ′に対して出力されるλ２ＰＬの光出力レベル値とから、第１中継局３０ｆ−第２中継局３０ｆ′間の実伝送ロス値を計算し、第２中継局３０ｆ′に最適レベルのλ１Ｌ′が入力されるように、第１励起光源６４′ａの利得制御を行なう。
【０１６６】
同様に、図１７に示す第２中継局３０ｆ′では、受信局４０ｆの制御手段４５に表示される値（受信局４０ｆ−第２中継局３０ｆ′間の実伝送ロス値）を入力され、その情報が第２励起光制御手段６４ｂへ送信される。また、第１励起光制御手段６４ｂは、入力された受信局４０ｆ−第２中継局３０ｆ′間の実伝送ロス値に基づいて、受信局４０ｆに最適レベルのλ１Ｌ"が入力されるように、第１励起光源６６ａの利得制御を行なう。
【０１６７】
さらに、第２励起光制御手段６４ｂは、第３光検波器６５ｂでのモニタ値と、入力された第１中継局３０ｆのλ３ＰＲの光出力レベル値に基づいて第２中継局３０ｆ′−第１中継局３０ｆ間の実伝送ロス値を計算し、第１中継局３０ｆに最適レベルのλ１Ｒ′が入力されるように、第２励起光源６４ａの利得制御を行なう。
【０１６８】
また、図１５に示す［１］〜［５］（なお、図中では、それぞれ丸付き数字で表すこととする）と付された各区間における利得制御は、次のようになる。
［１］：送信局２０ｆ−第１中継局３０ｆ間光出力レベル制御、受信局４０ｆ−第２中継局３０ｆ′間光出力レベル制御
［２］：第１中継局３０ｆ−送信局２０ｆ間光出力レベル制御
［３］：第１中継局３０ｆ−第２中継局３０ｆ′間光出力レベル制御
［４］：第２中継局３０ｆ′−受信局４０ｆ間光出力レベル制御
［５］：第２中継局３０ｆ′−第１中継局３０ｆ間光出力レベル制御
（ｉ）［１］について 送信局２０ｆの制御手段２５は、λ２ＰＬ光出力レベルを計算し、記憶する。そして、送信局２０ｆの制御手段２５に対して、第１中継局３０ｆで表示されるλ２ＰＬ光出力レベル値が入力され、第１中継局３０ｆの第２光検波器２４ｂでのモニタ値との差に基づいて、送信局２０ｆ−第１中継局３０ｆ間の実伝送ロスが計算され、表示される。さらに、送信局２０ｆの制御手段２５は、上記計算によって得られた実伝送ロス値に基づいて、第１中継局３０ｆに最適レベルのλ１Ｌが入力されるように、制御を行なう。
【０１６９】
なお、受信局４０ｆの制御手段４５での動作も同様である。
（ｉｉ）［２］について 送信局２０ｆの制御手段２５に表示される値（送信局２０ｆ−第１中継局３０ｆ間の実伝送ロス値）が、第１中継局３０ｆの第２励起光制御手段６４′ｂに入力される。そして、この第２励起光制御手段６４′ｂは、入力された送信局２０ｆ−第１中継局３０ｆ間の実伝送ロス値に基づいて、送信局２０ｆに最適レベルのλ１Ｒ"が入力されるように、制御を行なう。
（ｉｉｉ）［３］について 第１中継局３０ｆの第１励起光制御手段６６ｂは、入力された第２中継局３０ｆ′のλ２ＰＬ光出力レベル値と、第１中継局３０ｆの第２光検波器６４ｂでのモニタ値とから、第１中継局３０ｆ−第２中継局３０ｆ′間の実伝送ロス値を計算し、第２中継局３０ｆ′に最適レベルのλ１Ｌ′が入力されるように、制御を行なう。
（ｉｖ）［４］について 受信局４０ｆの制御手段４５に表示される値（受信局４０−第２中継局３０ｆ′間の実伝送ロス値）が、第２中継局３０ｆ′の第１励起光制御手段６６ｂに入力される。この第１励起光制御手段６６ｂは、入力された受信局４０ｆ−第２中継局３０ｆ′間の実伝送ロス値に基づいて、受信局４０ｆに最適レベルのλ１Ｌ"が入力されるように、制御を行なう。
（ｖ）［５］について 第２中継局３０ｆ′の第２励起光制御手段６４′ｂは、入力された第１中継局３０ｆのλ３ＰＲ光出力レベル値と、第２中継局３０ｆ′の第３光検波器６５ｂでのモニタ値とから、第２中継局３０ｆ′−第１中継局３０ｆ間の実伝送ロス値を計算し、第１中継局３０ｆに最適レベルのλ１Ｒ′が入力されるように、制御を行なう。
【０１７０】
このようにして、１系統の光ケーブルのみを用いて、各局間での通信が行なわれ、各局において、励起光源の出力レベルが自動的に制御されるので、最適な通信が行なえる。
また、このようにして、光ケーブルの敷設コストと保守コストとが大幅に低減されるとともに、各局は、光ケーブル断検知を行なえるので、本光システム１０ｆの信頼性と安全性とが著しく向上する。
【０１７１】
（Ａ７）本発明の第１実施形態の第７変形例の説明
また、上記の光システム１０ｆ（図１５参照）の他の制御態様を説明する。
図１８は、本発明の第１実施形態の第７変形例に係る第１中継局３０ｇ内部の構成図である。この図１８に示す第１中継局３０ｇと、図１６に示す第１中継局３０ｆとの違いは、第１中継局３０ｆは、増幅後における励起光源の光出力レベルがデータベースから割り出されて表示されるのに対して、本変形例では、検波器（フォトダイオード）にてモニタされた実測結果が表示されるようにして、より正確な利得制御ができる。
【０１７２】
ここで、第１光増幅器３１ａ（図１８の上側にあるもの）の出力側には、第１折り返し送信手段３２″が接続されている。この第１折り返し送信手段３２″は、第１光増幅器３１ａに接続され、第１光増幅器３１ａにて増幅された光信号から第２励起光（λ２ＰＬ）を抽出し、第２励起光（λ２ＰＬ）を出力するものであって、第１折り返しフィルタ３２ｂ，アイソレータ３２ａ，第１光検波器３２ｃをそなえるほか、表示部３２ｄを有する。この表示部３２ｄは、λ２ＰＬの光出力レベル値を表示するものであって、例えばディスプレイ装置が用いられている。
【０１７３】
また、第１励起光制御手段６６ｂが、第２フィルタ３２ｂから出力される第２励起光（λ２ＰＬ）のレベルを検出する第１レベルモニタ手段３２ｃをそなえ、第１レベルモニタ手段３２ｃが検出したレベルと第１受信光モニタリング手段にて検出された受信光レベルとに基づいて第１励起光源３１ａの出力光レベルを制御するように構成されるとともに、第２励起光制御手段６４′ｂが、第４フィルタ３４ａから出力される第３励起光（λ３ＰＲ）のレベルを検出する第２レベルモニタ手段３４ｃをそなえ、第２レベルモニタ手段３４ｃが検出したレベル値と第１受信光モニタリング手段にて検出された受信光レベルとに基づいて第２励起光源６４′ａの出力光レベルを制御するように構成されている。
【０１７４】
なお、図１８に示すもので、上述したものと同一の符号を有するものは同一のもの又は同様な機能を有するものであるので、更なる説明を省略する。
そして、送信局２０ｆからの送信光（λ１Ｌ＋λ２ＰＬ）が、第１中継局３０ｇに入力されると、第１フィルタ３１ｄにて、λ１Ｌ成分のみにされ、第１励起光源２２ｄの励起光（λ２ＰＬ）と合波されてから、第１光増幅器３１ａに入力される。この第１光増幅器３１ａにて光増幅された光信号（λ１Ｌ′＋λ２ＰＬ）は、アイソレータ３１ｃ側と第１折り返しフィルタ３２ｂ側とに分波される。さらに、アイソレータ３１ｃ側の光は、第２中継局３０ｇ′にそのまま送出され、第１折り返しフィルタ３２ｂ側の光は、第１折り返しフィルタ３２ｂにてλ２ＰＬ成分のみが抽出され、この成分が、送信局２０ｆに折り返される。このとき、増幅後励起光（λ２ＰＬ）の光レベルが、第１光検波器３２ｃにてモニタリングされて、表示される。
【０１７５】
同様に、第２光増幅器３３ｃ（図１８の下側にあるもの）の出力側には、第２折り返し送信手段３４″が接続されている。この第２折り返し送信手段３４″は、第２光増幅器３３ｃに接続され、第２光増幅器３３ｃにて増幅された光信号からλ３ＰＲを抽出し、λ３ＰＲを出力するものであって、第２折り返しフィルタ３４ａと、アイソレータ３２ａと、第１光検波器３２ｃをそなえるほか、表示部３２ｄを有する。この表示部３２ｄは、λ２ＰＬの光出力レベル値を表示するものであって、例えばディスプレイ装置が用いられている。
【０１７６】
そして、第２中継局３０ｇ′からの入力光（λ１Ｒ′＋λ３ＰＲ＋λ２ＰＬ）は、第３フィルタ３３ｄと第６フィルタ６４ａ側とに入力され、この入力光は、第３フィルタ３３ｄにてλ１Ｒ′成分のみが抽出され、そのまま出力される。また、λ３ＰＲは第２励起光制御手段６４′ｂにてレベル調整された後、光カプラ５０（図示省略）で上記λ１Ｒ′と合波され、第２光増幅器３３ｃに入力される。そして、この第２光増幅器３３ｃにて光増幅された光信号（λ１Ｒ"＋λ３ＰＲ）は、アイソレータ３３ａと第２折り返しフィルタ３４ａとに分岐される。アイソレータ３３ａからの光は、送信局２０ｆにそのまま送出され、第２折り返しフィルタ３４ａ側の光は、第２折り返しフィルタ３４ａにてλ３ＰＲ成分のみが抽出され、この成分は、第２中継局３０ｇ′に折り返される。一方、第６フィルタ６４ａに入力される第２中継局３０ｇ′からの入力光は、第６フィルタ６４ａにてλ２ＰＬ成分のみが抽出され、この成分は、第２光検波器６４ｂにて受信レベルがモニタされる。
【０１７７】
図１９は、本発明の第１実施形態の第７変形例に係る第２中継局３０ｇ′内部の構成図である。この図１９に示す第２中継局３０ｇ′の内部における処理は、次のようになる。すなわち、第１中継局３０ｇからの送信光（λ１Ｌ′＋λ２ＰＬ＋λ３ＰＲ）が、第２中継局３０ｇ′に入力され、この入力光は、第１フィルタ３１ｄにてλ１Ｌ′成分のみが抽出されて、第１励起光源２２ｄの励起光（λ２ＰＬ）と光カプラ５０とを介して合波され、第１光増幅器３１ａに入力される。さらに、第１光増幅器３１ａにて光増幅された光信号（λ１Ｌ"＋λ２ＰＬ）は、アイソレータ３１ｃ側とアイソレータ３２ａ側とに分波される。このアイソレータ３１ｃ側の光は、受信局４０ｆにそのまま送出され、第１折り返しフィルタ３２ｂ側の光は、この第１折り返しフィルタ３２ｂにてλ２ＰＬ成分のみが抽出され、この成分は、第１中継局３０ｇに折り返される。
【０１７８】
このとき、増幅後残留励起光λ２ＰＬの光レベルは第１光検波器３２ｃにてモニタされ、表示される。一方、第５フィルタ６５ａ側への入力光は、第５フィルタ６５ａにて、λ３ＰＲ成分のみが抽出され、第３光検波器６５ｂにて受信レベルがモニタされる。
そして、受信局４０ｆからの入力光（λ１Ｒ＋λ３ＰＲ）は、第３フィルタ３３ｄにてλ１Ｒ成分のみが抽出され、このλ１Ｒ成分は第２光増幅器３３ｃに入力され、また、λ３ＰＲは第２励起光制御手段６４ｂにてレベル調整された後、光カプラ５０（図示省略）にてλ１Ｒと合波されてから、第２光増幅器３３ｃに入力される。また、第２光増幅器３３ｃにて光増幅された光信号（λ１Ｒ′＋λ３ＰＲ）は、アイソレータ３３ａと第２折り返しフィルタ３４ａ側とに分岐され、アイソレータ３３ａからの光は、第１中継局３０ｇにそのまま送出され、第２折り返しフィルタ３４ａ側の光は、第２折り返しフィルタ３４ａにてλ３ＰＲ成分のみが抽出され、この成分が、受信局４０に折り返される。
【０１７９】
なお、図１９に示すもので、上述したものと同一の符号を有するものは同一のもの又は同様な機能を有するものであるので、更なる説明を省略する。
そして、このような構成によって、第１中継局３０ｇ（図１８参照）では、送信局２０ｆの表示部５３ａに表示される値（送信局２０ｆ−第１中継局３０ｇ間の実伝送ロス値）が入力され、その情報が第２励起光制御手段６４′ｂへ送信される。また、第２励起光制御手段６４′ｂは、入力された送信局２０ｆ−第１中継局３０ｇ間の実伝送ロス値に基づいて、送信局２０ｆに最適レベルのλ１Ｒ"が入力されるように第２励起光源６４′ａの利得制御を行なう。
【０１８０】
そして、第１励起光制御手段６６ｂは、第２光検波器６４′ｂでのモニタ値と、入力された第２中継局３０ｇ′のλ２ＰＬの光出力レベル値に基づいて、第１中継局３０ｇ−第２中継局３０ｇ′間の実伝送ロス値を計算し、第２中継局３０ｇ′に最適レベルのλ１Ｌ′が入力されるように、第１励起光源２２ｄの利得制御を行なう。
【０１８１】
一方、図１９に示す第２中継局３０ｇ′は、受信局４０ｆの制御手段４５に表示される値（受信局４０ｆ−第２中継局３０ｇ′間の実伝送ロス値）を入力され、その情報が第１励起光制御手段６６ｂへ送信される。また、第１励起光制御手段６６ｂは、入力された受信局４０ｆ−第２中継局３０ｇ′間の実伝送ロス値に基づいて、受信局４０ｆに最適レベルのλ１Ｌ"が入力されるように、第１励起光源６６ａの光減衰量を制御する。
【０１８２】
さらに、第２励起光制御手段６４′ｂは、第３光検波器６５ｂでのモニタ値と、入力された第１中継局３０ｇからの戻り光λ３ＰＲの光出力レベル値とから、第２中継局３０ｇ′−第１中継局３０ｇ間の実伝送ロス値を計算し、第１中継局３０ｇに最適レベルのλ１Ｒ′が入力されるように、第２励起光源６４ａの利得制御を行なう。また、各区間の利得制御方法は、第１実施形態の第６変形例と同様なので、更なる説明を省略する。
このようにして、１系統の光ケーブルのみを用いて、各局の励起光源の出力レベルが制御され、また、各局が光ケーブル断検知を行なえるとともに、光ケーブルの敷設コストと保守コストとが大幅に低減される。
【０１８３】
（Ａ８）本発明の第１実施形態の第８変形例の説明
上述した第１実施形態の第１変形例で説明した光システム１０ｃは、本変形例のような中継局を設けることによって、使用する波長を少なくすることができる。具体的には、波長λ２ＰＬ′及び波長λ２ＰＬ"が、それぞれ、波長λ２ＰＬに変えられ、また、波長λ３ＰＲ′及び波長λ３ＰＲ"がそれぞれ、波長λ３ＰＲに変えられる。送信局２０及び受信局４０の動作は、それぞれ、第１実施形態の第１変形例で説明した光システム１０ｃ内の送信局２０及び受信局４０の動作と同様なので省略し、中継局内部について説明を行なう。
【０１８４】
図２０は、本発明の第１実施形態の第８変形例に係る第１中継局内部の構成図である。この図２０に示す第１中継局３０ｈは、第１光送信手段と第２光送信手段とをそなえて構成されている。
ここで、第１中継局３０ｈは、第１フィルタ３１ｄと、第１励起光源６６ａと、第１光増幅器３１ａと、アイソレータ３１ｃとをそなえて構成され、これらが、協同して、第１光送信手段として機能している。また、この第１光送信手段は、送信局２０ｃ（図３参照）が第１光ファイバを介して送信した第１送信光（λ１Ｌ）と第１励起光（λ２ＰＬ）とを受信し、第１送信光（λ１Ｌ）のレベルと第１励起光（λ２ＰＬ）のレベルとのいずれか一方を所要レベルに変更して、変更した第１送信光（λ１Ｌ）と第１励起光（λ２ＰＬ）とを増幅して、第２送信光（λ１Ｌ′）と第２励起光（λ２ＰＬ′）とを出力するものである。さらに、第１フィルタ３１ｄは、この第１光増幅器３１ａの入力側に設けられ受信した光信号から送信光（λ１Ｌ，λ１Ｒ）を抽出して送信光（λ１Ｌ，λ１Ｒ）を第１光増幅器３１ａに入力するものである。
【０１８５】
また、第１中継局３０ｈは、第２フィルタ３３ｄと、第２励起光源６４ａと、第２光増幅器３３ｃと、アイソレータ３３ａとをそなえて構成され、これらが、協同して、第２光送信手段として機能している。そして、この第２光送信手段は、受信局４０ｃ（図３参照）が第２光ファイバを介して送信した第３送信光（λ１Ｒ）と第３励起光（λ３ＰＲ）とを受信し、第３送信光（λ１Ｒ）のレベルと第３励起光（λ３ＰＲ）のレベルとのいずれか一方を所要レベルに変更して、変更した第３送信光（λ１Ｒ）と第３励起光（λ３ＰＲ）とを増幅して第４送信光（λ１Ｒ′）を出力するものである。また、第２フィルタ３３ｄは、この第２光増幅器３３ｃの入力側に設けられ受信した光信号から送信光（λ１Ｌ，λ１Ｒ）を抽出して送信光（λ１Ｌ，λ１Ｒ）を第２光増幅器３３ｃに入力するものである。
【０１８６】
なお、図２０に示すもので、上述したものと同一の符号を有するものは同一のもの又は同様な機能を有するものであるので、更なる説明を省略する。さらに、第２中継局３０ｈ′も第１中継局３０ｈと同様な構成である。
これにより、送信局２０ｃからの送信光（λ１Ｌ＋λ２ＰＬ）が第１中継局３０ｈに入力され、第１フィルタ３１ｄ側にて、この入力光は、λ１Ｌ成分のみが抽出され、このλ１Ｌ成分は、そのまま出力され、第１励起光源６６ａからのλ２ＰＬと合波されて第１光増幅器３１ａに入力される。そして、第１光増幅器３１ａにて光増幅された光信号（λ１Ｌ′＋λ２ＰＬ）は、アイソレータ３１ｃに送信され、第２中継局３０ｈ′にそのまま送出される。
また、第２中継局３０ｈ′からの入力光（λ１Ｒ′＋λ３ＰＲ）についても、送信局２０ｃに対して送信光（λ１Ｒ"＋λ３ＰＲ）が送信される。
【０１８７】
さらに、この図２０に示す第２中継局３０ｈ′（第１中継局３０ｈと同一）についても、同様である。すなわち、第１中継局３０ｈ（この図２０の左側）からの送信光（λ１Ｌ′＋λ２ＰＬ）が、この第２中継局３０ｈ′に入力され、第１フィルタ３１ｄにて、この入力光は、λ１Ｌ′成分のみが抽出され、この成分が、そのまま出力され、また、第１励起光源６６ａからのλ２ＰＬと合波され、第１光増幅器３１ａに入力される。この第１光増幅器３１ａにて、光増幅された光信号（λ１Ｌ"＋λ２ＰＬ）は、アイソレータ３１ｃに送信され受信局４０ｃにそのまま送出される。
【０１８８】
また、受信局４０ｃからの入力光（λ１Ｒ＋λ３ＰＲ）についても同様であって、第１中継局３０ｈに光信号（λ１Ｒ″＋λ３ＰＲ）が送信される。
このようにして、１系統の光ケーブルのみを用いて、各局間での通信が行なわれ、各局において、励起光源の出力レベルが自動的に制御されるので、最適な通信が行なえる。
また、このようにして、光ケーブルの敷設コストと保守コストとが大幅に低減されるとともに、各局は、光ケーブル断検知を行なえるので、光システム１０ｃの信頼性と安全性とが著しく向上する。
【０１８９】
（Ａ９）本発明の第１実施形態の第９変形例の説明
また、図２０に示す中継局の構成に、断検知機能を加えたものについて、説明する。図２１は、本発明の第１実施形態の第９変形例に係る光システム１０ｇの構成図であり、この図２１において、送信局２０ｂ−第１中継局３０ｉ間の光ケーブル断検知は、第１中継局３０ｉからの残留励起光λ５ＰＴを、送信局２０ｂの第１送信側モニタ手段２６ｂにより監視され、入力が無くなった場合に、光ケーブル断と判断されるようになっている。また、受信局４０ｂ−第２中継局３０ｉ′間も同様であって、受信局４０ｂにおいては、第２中継局３０ｉ′からの残留励起光λ６ＰＴが第１受信側モニタ手段４６ｂにより監視され、入力が無くなった場合に光ケーブル断が判断されるようになっている。なお、図２１に示すもので、上述したものと同一の符号を有するものは同一のもの又は同様な機能を有するものであるので、更なる説明を省略する。
【０１９０】
また、図２２は、本発明の第１実施形態の第９変形例に係る第１中継局３０ｉの内部の構成図である。この図２２に示す第１中継局３０ｉは、第１中継局３０ｈ（図２０参照）と、比較して、送信局２０ｂからの入力光が、モニタされて、このモニタ機能により、断検知が行なわれる点である。
ここで、第１断検知手段３５′は、上記の第１断検知手段３５とほぼ同一のものであり、検知できる波長が異なるものである。すなわち、第１断検知手段３５′は、第１光ファイバの入り口に設けられ、第１光ファイバの断検知を行なうものであって、第７フィルタ（フィルタ７）３５ｅと、第５光検波器（フォトダイオード５）３５ｄと、第１断検知出力手段３５ｃとをそなえて構成されている。
【０１９１】
ここで、第７フィルタ３５ｅは、受信した光信号から残留励起光（λ２ＰＬ）を抽出して出力するものであり、第５光検波器３５ｄ、第７フィルタ３５ｅからの残留励起光（λ２ＰＬ）を検出するものであり、また、第１断検知出力手段３５ｃは、第５光検波器３５ｄの動作を監視し残留励起光（λ２ＰＬ）の有無に関する情報を出力するものである。なお、図２２に示すもので、上述したものと同一の符号を有するものは同一のもの又は同様な機能を有するものであるので、更なる説明を省略する。
【０１９２】
これにより、図２２に示す第１中継局３０ｉにおいては、送信局２０ｂからの入力光（λ１Ｌ＋λ２ＰＬ）が、光カプラ５０（図示省略）等を用いて、第１フィルタ３１ｄと、第１断検知手段３５′と、アイソレータ３３ａとの３方向にそれぞれ、分岐される。そして、第１フィルタ３１ｄには、λ１Ｌのみが入力され、励起光λ４ＰＴと合波されてから、第１光増幅器３１ａに入力され、残留励起光とともに第２中継局３０ｉ′に送信される。
【０１９３】
また、第１断検知手段３５′の第７フィルタ３５ｅにおいて、送信局２０ｂの残留励起光λ２ＰＬのみが抽出され、第５光検波器３５ｄにてその入力が監視され、入力が無くなった場合は、送信局２０ｂ−第１中継局３０ｉ間の光ケーブル断と判断される。
さらに、送信局２０ｂ（図２２参照）に対して送信光（λ１Ｒ"＋λ５ＰＴ）が送出されるが、送信局２０ｂ−第１中継局３０ｉ間の光ケーブル断の時には、これらの送信光がそのまま中継局３０に戻ってくる。この場合、λ５ＰＴのレベルが落ちることは無く、またλ１Ｒ"は送信局２０ｂからの送信光信号λ１Ｌと同一波長であるため、断検知の検出要素とすることはできない。
【０１９４】
一方、λ２ＰＬはその供給源が無くなって、レベルが落ちてくるので、このλ２ＰＬを用いて、光ケーブル断を検知するのである。また、第２中継局３０ｉ′からの入力光についても同様である。
図２３は、本発明の第１実施形態の第９変形例に係る第２中継局３０ｉ′の内部の構成図である。この図２３に示す第２中継局３０ｉ′も、第１中継局３０ｉと同様な断検知が行なわれる。
【０１９５】
ここで、第２断検知手段３６′は、上記の第２断検知手段３６と同様のものであるが、検知できる波長が異なるものである。すなわち、この第２断検知手段３６′は、第２光ファイバの入り口に設けられ、第２光ファイバの断検知を行なうものであって、第８フィルタ３６ｅと、第６光検波器３６ｄと、第２断検知出力手段３６ｃとをそなえて構成されている。
【０１９６】
この第８フィルタ３６ｅは、受信した光信号から残留励起光（λ３ＰＲ）を抽出して出力するものであり、第６光検波器３６ｄは、第８フィルタ３６ｅからの残留励起光（λ３ＰＲ）を検出するものであり、また、第２断検知出力手段３６ｃは、第６光検波器３６ｄの動作を監視し残留励起光（λ３ＰＲ）の有無に関する情報を出力するものである。なお、図２３に示すもので、上述したものと同一の符号を有するものは同一のもの又は同様な機能を有するものであるので、更なる説明を省略する。
【０１９７】
このような構成によって、第１中継局３０ｉからの入力光（λ１Ｌ′＋λ４ＰＴ）は、光カプラ５０（図示省略）等にて、第１フィルタ３１ｄと、第１断検知手段３５′と、アイソレータ３３ａとの３方向にそれぞれ、分岐される。そして、第１フィルタ３１ｄにはλ１Ｌ′のみが入力され、励起光λ６ＰＴと合波されてから、第１光増幅器３１ａに入力され、残留励起光とともに受信局４０ｂに送信される。また、第１断検知手段３５′の第７フィルタ３５ｅにおいて、第１中継局３０ｉからの残留励起光λ４ＰＴのみが抽出され、第５光検波器３５ｄにてその入力が監視され、入力が無くなった場合は、第１中継局３０ｉ−第２中継局３０ｉ′間の光ケーブル断と判断される。
【０１９８】
さらに、図２２に示すように、第１中継局３０ｉへは、送信光（λ１Ｒ′＋λ７ＰＴ）が送出されるが、第１中継局３０ｉ−第２中継局３０ｉ′間の光ケーブル断の時には、これらの送信光がそのまま第２中継局３０ｉ′に戻ってくる。その場合、λ７ＰＴのレベルが落ちることは無く、またλ１Ｒ′は送信局２０ｂからの送信光信号λ１Ｌと同一波長であるため断検知の検出要素とすることはできない。
【０１９９】
一方、λ４ＰＴはその供給源が無くなって、レベルが落ちるので、これを用いることにより、光ケーブル断が検知される。また、受信局４０ｂからの入力光についても同様である。
また、このようにして、光ケーブルの敷設コストと保守コストとが大幅に低減されるとともに、各局は、光ケーブル断検知を行なえるので、光システム１０ｇの信頼性と安全性とが著しく向上する。
【０２００】
（Ａ１０）本発明の第１実施形態の第１０変形例の説明
図２４は、本発明の第１実施形態の第１０変形例に係る光システムの構成図である。この図２４に示す光システム１０ｈは、上述したものと同様の光システムであって、また、送信局２０ｄ′の制御手段２５は、第１中継局３０ｋからの励起光λ５ＰＴを常に、モニタし続け、この受信レベルが落ちた場合には、送信局２０ｄ′−第１中継局３０ｋ間の光ケーブル断と判断し、安全性を考慮して、第１励起光源２２ｄに制御を行なうとともに、必要に応じて、第１励起光源２２ｄの出力を停止する。なお、受信局４０ｄ′の場合も同様である。なお、図２４に示すもので、上述したものと同一の符号を有するものは同一のもの又は同様な機能を有するものであるので、更なる説明を省略する。
【０２０１】
また、図２５は、本発明の第１実施形態の第１０変形例に係る第１中継局３０ｋ内部の構成図である。ここで、第１励起光制御手段（制御部）６６ｂが、第１励起光（λ４ＰＴ）のレベルと第２中継局３０ｋ′における残留励起光（λ４ＰＴ）のレベルとに基づいて第１励起光源６６ａ（励起光源１）の出力を制御するとともに、第２励起光制御手段６４ｂが、第２励起光（λ５ＰＴ）のレベルと送信局２０ｄ′における残留励起光（λ５ＰＴ）のレベルとに基づいて第２励起光源６４ａ（励起光源２）の出力を制御するように構成されたことになる。なお、図２５に示すもので、上述したものと同一の符号を有するものは同一のもの又は同様な機能を有するものであるので、更なる説明を省略する。
【０２０２】
また、図２６は、本発明の第１実施形態の第１０変形例に係る第２中継局３０ｋ′内部の構成図である。ここで、第１励起光制御手段（制御部）６６ｂが、第１励起光（λ３ＰＲ）の受信レベルが落ちた場合に第１励起光源（励起光源１）６６ａの出力を停止させるとともに、第２励起光制御手段６４ｂが、第２励起光（λ４ＰＴ）の受信レベルが落ちた場合に第２励起光源６４ａの出力を停止させるように構成されたことになる。なお、図２６に示すもので、上述したものと同一の符号を有するものは同一のもの又は同様な機能を有するものであるので、更なる説明を省略する。
【０２０３】
そして、図２５に示す第１中継局３０ｋでは、第５光検波器３５ｄ（フォトダイオード５）のレベルは常に、第１励起光制御手段６６ｂによって、モニタされる。そして、受信レベルが落ちた場合（断検知された場合）は、第１励起光制御手段６６ｂは、安全性を考慮して、第１励起光源６６ａの出力を停止する。
同様に、第６光検波器３６ｄ（フォトダイオード６）のレベルは常に、第２励起光制御手段６４ｂによって、モニタされる。そして、受信レベルが落ちた場合は、第２励起光制御手段６４ｂは、安全性を考慮して、第２励起光源６４ａの出力を停止する。
そして、図２６に示す第１中継局３０ｋ′では、第５光検波器３５ｄ（フォトダイオード５）のレベルは常に、第１励起光制御手段６６ｂによって、モニタされる。そして、受信レベルが落ちた場合は、第１励起光制御手段６６ｂは、安全性を考慮して、第１励起光源６６ａの出力を停止する。
【０２０４】
同様に、第６光検波器３６ｄ（フォトダイオード６）のレベルは常に、第２励起光制御手段６４ｂによって、モニタされる。そして、受信レベルが落ちた場合は、第２励起光制御手段６４ｂは、安全性を考慮して、第２励起光源６４ａの出力を停止する。
このようにして、１系統の光ケーブルのみを用いて、各局間での通信が行なわれ、各局において、励起光源の出力レベルが自動的に制御されるので、最適な通信が行なえる。また、光ケーブル断検知機能により、安全な光伝送が行なえる。（Ｂ）本発明の第２実施形態の説明 図２７は、本発明の第２実施形態に係る光システムの構成図である。この図２７に示す光システム１０ｉは、上述したものと同様の光システムであって、また、送信局２０ｆ″及び受信局４０ｆ″は、それぞれ、図１６に示す送信局２０ｆ及び受信局４０ｆに、断検知手段２６，４６を設け、さらに、アイソレータ２２ｃ，４２ｃの出力側にそれぞれ、反射手段（反射素子１）１１ａ，反射手段（反射素子２）１１ｂを有する。これらの反射手段１１ａ，１１ｂは、それぞれ、受信した光信号に含まれる特定の波長の光信号を反射するものであって、ファイバグレーティング等の特定波長反射素子が用いられている。なお、図２７に示すもので、上述したものと同一の符号を有するものは同一のもの又は同様な機能を有するものであるので、更なる説明を省略する。
【０２０５】
また、図２８は、本発明の第２実施形態に係る第１中継局７０ａ内部の構成図である。この図２８に示す第１中継局７０ａは、送信局２０ｆ″方向の入り口に、反射手段（反射素子１）１１ａをそなえて構成されている。加えて、図２９は、本発明の第２実施形態に係る第２中継局７０ａ′内部の構成図であり、第２中継局７０ａ′は、第１中継局７０ａと同様なものである。また、これらの図２８，図２９に示すもので、上述したものと同一の符号を有するものは同一のもの又は同様な機能を有するものであるので、更なる説明を省略する。
【０２０６】
この第１中継局７０ａ（図２８参照）は、第１断検知手段３５′と、第２断検知手段３６′と、反射手段１１ａと、第１反射光受信手段６５と、反射手段（反射素子２）１１ｂと、第２反射光受信手段６４とをそなえて構成されている。
ここで、第１断検知手段３５′は、第１光ファイバの入り口側に設けられ、第１光ファイバの断検知を行なうものであって、第７フィルタ（フィルタ７）３５ｅと、第５光検波器（フォトダイオード５）３５ｄと、第１断検知出力手段（断検知）３５ｃとをそなえて構成されている。この第７フィルタ３５ｅは、受信した光信号から残留励起光（λ２ＰＬ）を抽出して出力するものであり、第５光検波器３５ｄは、この第７フィルタ３５ｅからの残留励起光（λ２ＰＬ）を検出するものであり、また、第１断検知出力手段３５ｃは、第５光検波器３５ｄの動作を監視し残留励起光（λ２ＰＬ）の有無に関する情報を出力するものである。
【０２０７】
さらに、第２断検知手段３６′は、第２光ファイバの入り口側に設けられ、第２光ファイバの断検知を行なうものであって、第８フィルタ（フィルタ８）３６ｅと、第６光検波器（フォトダイオード６）３６ｄと、第２断検知出力手段（断検知）３６ｃとをそなえて構成されている。この第８フィルタ３６ｅは、受信した光信号から残留励起光（λ７ＰＴ）を抽出して出力するものであり、また、第６光検波器３６ｄは、第８フィルタ３６ｅからの残留励起光（λ７ＰＴ）を検出するものであり、さらに、第２断検知出力手段３６ｃは、第６光検波器３６ｄの動作を監視し残留励起光（λ７ＰＴ）の有無に関する情報を出力するものである。
【０２０８】
そして、反射手段１１ａは、第１光増幅器３１ａの入力側に設けられ、受信した光信号に含まれる特定の波長の光信号（λ２ＰＬ）を反射するものであって、ファイバグレーティング等の特定波長反射素子が用いられている。
第１反射光受信手段６５は、第１光増幅器３１ａの入力側に設けられ、受信した光信号に含まれる残留励起光（λ５ＰＴ）を検出して残留励起光（λ５ＰＴ）のレベルを検出するものであって、第５フィルタ（フィルタ５）６５ａと、第３光検波器（フォトダイオード３）６５ｂとをそなえて構成されている。
【０２０９】
この第５フィルタ６５ａは、第１光増幅器３１ａの入力側に設けられ、受信した光信号に含まれる残留励起光（λ５ＰＴ）を検出するものであり、また、第３光検波器６５ｂは、第５フィルタ６５ａから出力された残留励起光（λ５ＰＴ）のレベルを検出するものである。
加えて、反射手段１１ｂは、第２光増幅器３３ｃの入力側に設けられ、受信した光信号に含まれる特定の波長の光信号（λ７ＰＴ）を反射するものであって、ファイバグレーティング等の特定波長反射素子が用いられている。
【０２１０】
そして、第２反射光受信手段６４は、第２光増幅器３３ｃの入力側に設けられ、受信した光信号に含まれる残留励起光（λ４ＰＴ）を検出して残留励起光（λ４ＰＴ）のレベルを検出するものであって、第６フィルタ（フィルタ６）６４ａと、第２光検波器（フォトダイオード２）６４ｂとをそなえて構成されている。
この第６フィルタ６４ａは、第２光増幅器３３ｃの入力側に設けられ、受信した光信号に含まれる残留励起光（λ４ＰＴ）を検出するものであり、また、第２光検波器６４ｂは、残留励起光（λ４ＰＴ）のレベルを検出するものである。
【０２１１】
これにより、送信局２０ｆ″の反射手段１１ａにて、λ５ＰＴ（第１中継局７０ａ内部の、受信局４０ｆ″からの信号増幅用励起光）が第１中継局７０ａに折り返され、同様に、受信局４０ｆ″の反射手段１１ｂにて、λ６ＰＴ（第２中継局７０ａ′内部の、送信局２０ｆ″からの信号増幅用励起光）が第２中継局７０ａ′に折り返される。
【０２１２】
そして、送信局２０ｆ″−第１中継局７０ａ間の光ケーブル断検知は、第１中継局７０ａからの残留励起光λ５ＰＴが、第５フィルタ６５ａにより監視され、入力が無くなった場合に光ケーブル断と判断される。
まず、送信局２０ｆ″においては、第１中継局７０ａの反射手段１１ａにて反射された残留励起光λ２ＰＬのレベルが、第２光検波器６４ｂにてモニタされ、送信局２０ｆ″と第１中継局７０ａとの間の実伝送ロスが計算され、最適な増幅率になるように、制御手段２５が第１励起光源２２ｄを調整して、第１中継局７０ａ側への出力レベルが制御される。
【０２１３】
さらに、図２８において、送信局２０ｆ″からの入力光（λ１Ｌ＋λ２ＰＬ＋λ５ＰＴ）は、光カプラ５０等（図示省略）で反射手段１１ａと、第５フィルタ６５ａと、第７フィルタ３５ｅとの３方向に、それぞれ、分岐される。このうち、反射手段１１ａ方向の光は、反射手段１１ａにて、λ２ＰＬ成分が反射され、第１フィルタ３１ｄには（λ１Ｌ＋λ５ＰＴ）成分のみが入力される。そして、第１フィルタ３１ｄにて光信号成分λ１Ｌのみが抽出され、励起光λ４ＰＴと合波され、その合波された光成分が、第１光増幅器３１ａに入力され、残留励起光とともに第２中継局７０ａ′に送信される。
【０２１４】
さらに、第２の方向については、第５フィルタ６５ａにおいて、送信局２０ｆ″の反射手段１１ａにて反射された残留励起光λ５ＰＴのみが抽出され、第３光検波器６５ｂでその入力レベルがモニタされ、このモニタ値は、第２励起光制御手段６４ｂにより、読み出されるようになっており、第２励起光制御手段６４′ｂにおいて、送信局２０ｆ″と第１中継局７０ａとの間の実伝送ロスが計算され、最適な増幅率になるように、第２励起光源６４ａを調整することによって、送信局２０ｆ″側への出力レベルを制御する。
【０２１５】
また、第３の方向については、第７フィルタ３５ｅにおいて、送信局２０ｆ″の残留励起光λ２ＰＬのみが抽出され、第５光検波器３５ｄにてその入力が監視され、入力が無くなった場合は、送信局２０ｆ″−第１中継局７０ａ間の光ケーブル断と判断される。
また、図２９において、受信局４０ｆ″−第２中継局７０ａ′間も同様に、受信局４０ｆ″からの残留励起光λ３ＰＲが、第６光検波器３６ｄ（フォトダイオード６）により監視され、入力が無くなった場合に光ケーブル断と判断される。
【０２１６】
そして、第１中継局７０ａからの入力光（λ１Ｌ′＋λ４ＰＴ＋λ７ＰＴ）は、光カプラ５０等（図示省略）で反射手段１１ａと、第５フィルタ６５ａと、第７フィルタ３５ｅとの３方向にそれぞれ、分岐される。
まず、第１の方向については、反射手段１１ａにより、λ４ＰＴのみが反射され、第１フィルタ３１ｄには（λ１Ｌ′＋λ７ＰＴ）成分のみが入力される。そして、第１フィルタ３１ｄにて光信号成分λ１Ｌ′のみが抽出され、励起光λ６ＰＴと合波されてから、第１光増幅器３１ａに入力され、残留励起光とともに受信局４０ｆ″に送信される。
【０２１７】
第２の方向については、第５フィルタ（フィルタ５）６５ａにおいて、第１中継局７０ａの反射手段１１ｂにて反射された残留励起光λ７ＰＴのみが抽出され、第３光検波器６５ｂでその入力レベルがモニタされ、第１中継局７０ａ−第２中継局７０ａ′間の実伝送ロスが計算され、最適な増幅率になるように、第２励起光制御手段６４ｂは、第２励起光源６４ａを調整することによって、第１中継局７０ａ側への出力レベルが、制御される。
【０２１８】
第３の方向については、第７フィルタ（フィルタ７）３５ｅにおいて、第１中継局７０ａの残留励起光λ４ＰＴのみが抽出され、第５フィルタ６５ａにて入力が監視され、入力が無くなった場合は、第１中継局７０ａ−第２中継局７０ａ′間の光ケーブル断と判断される。
そして、このような構成によって、送信局２０ｆ″への送信光は、λ１Ｒ"，λ５ＰＴ，λ２ＰＬの３成分を有し、送信局２０ｆ″−第１中継局７０ａ間の光ケーブル断の時に、それらがそのまま第１中継局７０ａに戻ってくる。その場合、λ５ＰＴのレベルが落ちることは無く、またλ１Ｒ"は送信局２０ｆ″からの送信光信号λ１Ｌと同一波長であるため断検知の検出要素とすることはできない。
【０２１９】
一方、λ２ＰＬはその供給源が無くなって、レベルが落ちてくるので、λ２ＰＬ入力の断を検出することにより、光ケーブル断検知が可能となる。なお、第１中継局７０ａからの入力光についても同様である。
このように、特定波長反射素子（反射手段１１ａ，１１ｂ）を入れることで、対向局での利得制御に関わらず、局間の実伝送ロスが計算でき、それに適した送信光の利得制御が可能となる。
【０２２０】
また、図２９において、第１中継局７０ａへの送信光はλ１Ｒ′，λ７ＰＴ，λ４ＰＴを有し、第１中継局７０ａ−第２中継局７０ａ′間の光ケーブル断の時には、それらがそのまま第２中継局７０ａ′に戻ってくる。その場合、λ７ＰＴのレベルが落ちることは無く、またλ１Ｒ′は第１中継局７０ａからの光信号λ１Ｌ′と波長が同一であるため断検知の検出要素とすることはできない。一方、λ４ＰＴはその供給源が無くなって、レベルが落ちてくるので、λ４ＰＴ入力の断を検出することにより、光ケーブル断検知が可能となる。なお、受信局４０ｆ″からの入力光についても同様である。
【０２２１】
このようにして、１系統の光ケーブルのみを用いて、各局間での通信が行なわれ、各局において、励起光源の出力レベルが自動的に制御されるので、最適な通信が行なえる。
また、このようにして、光ケーブルの敷設コストと保守コストとが大幅に低減されるとともに、各局は、光ケーブル断検知を行なえるので、光システム１０ｉの信頼性と安全性とが著しく向上する。
【０２２２】
（Ｂ１）本発明の第２実施形態の第１変形例の説明
図３０は、本発明の第２実施形態の第１変形例に係る光システムの構成図である。この図３０に示す光システム１０ｊは、上述したものと同様の光システムであって、この図３０に示す送信局２０ａ″及び受信局４０ａ″は、それぞれ、第１実施形態の第２変形例（図５参照）にて説明した送信局２０ａ及び受信局４０ａとほぼ、同一のものであって、送信局２０ａにて、光増幅器２２ｂの出力側に、反射手段（反射素子１）１１ａが設けられ、さらに、受信局４０ａにて、光増幅器４２ｂの出力側に反射手段（反射素子２）１１ｂが設けられている。
【０２２３】
また、図３１は、本発明の第２実施形態の第１変形例に係る第１中継局７０ｂ内部の構成図であり、また、図３２は、本発明の第２実施形態の第１変形例に係る第２中継局７０ｂ′内部の構成図である。これらの図３１，３２に示すものは、図２８，図２９に示すものとほぼ同様であって、第１光増幅器３１ａ，第２光増幅器３３ｃの出力側に、それぞれ、モニタ手段が設けられている。また、この第１中継局７０ｂは、第２フィルタ（フィルタ２）３７ａと、第１光検波器（フォトダイオード１）３７ｂと、第４フィルタ（フィルタ４）６７ａと、第４光検波器（フォトダイオード４）６７ｂとをそなえて構成されている。
【０２２４】
ここで、第２フィルタ３７ａは、第１光増幅器３１ａの出力側に設けられ、第１励起光（λ４ＰＴ）を抽出して出力するものであり、第１光検波器３７ｂは、第２フィルタ３７ａから出力される１送信光（λ４ＰＴ）のレベルを表示するものであり、また、第４フィルタ６７ａは、第２光増幅器３３ｃの出力側に設けられ、第２励起光（λ５ＰＴ）を抽出して出力するものであり、第４光検波器６７ｂは、第４フィルタ６７ａにて抽出された第２送信光（λ５ＰＴ）のレベルを表示するものである。
【０２２５】
すなわち、第１中継局７０ｂは、第１光増幅器３１ａの出力側に設けられ、第１励起光（λ４ＰＴ）を抽出して出力する第２フィルタ３７ａと、第２フィルタ３７ａから出力される第１送信光（λ４ＰＴ）のレベルを表示する第１光検波器３７ｂとをそなえるとともに、第２光増幅器３３ｃの出力側に設けられ、第２励起光（λ５ＰＴ）を抽出して出力する第４フィルタ６７ａと、第４フィルタ６７ａにて抽出された第２送信光（λ５ＰＴ）のレベルを表示する第４光検波器６７ｂとをそなえて構成されたことになる。
【０２２６】
また、これらの図３０，図３１に示すものであって、上述したものと同一の符号を有するものは同一のものあるいは同様の機能を有するものであるので、更なる説明を省略する。
これにより、送信局２０ａ″からの入力光（λ１Ｌ＋λ２ＰＬ＋λ５ＰＴ）は、それぞれ、光カプラ５０等（図示省略）で反射手段１１ａ，第５フィルタ６５ａ，第７フィルタ３５ｅとの３方向にそれぞれ、分岐される。
【０２２７】
ここで、反射手段１１ａはλ２ＰＬのみを反射させるので、第１フィルタ３１ｄには（λ１Ｌ＋λ５ＰＴ）成分のみが入力される。また第１フィルタ３１ｄにて光信号成分λ１Ｌのみが抽出されて、励起光λ４ＰＴと合波されてから第１光増幅器３１ａに入力され、残留励起光とともに第２中継局７０ｃに送信される。
そして、第５フィルタ６５ａにおいて、送信局２０ａ″の反射手段１１ａにて反射された残留励起光λ５ＰＴが抽出され、第３光検波器６５ｂでその入力レベルがモニタされる。
【０２２８】
また、第７フィルタ３５ｅにおいて、送信局２０ａ″の残留励起光λ２ＰＬのみが抽出され、第５光検波器３５ｄにてその入力が監視され、入力が無くなった場合は、送信局２０ａ″−第１中継局７０ｂ間の光ケーブル断と判断される。さらに、送信局２０ａ″への送信光は（λ１Ｒ"＋λ５ＰＴ＋λ２ＰＬ）成分を有し、送信局２０ａ″−第１中継局７０ｂ間の光ケーブル断の時には、これらの送信光がそのまま第１中継局７０ｂに戻ってくる。その場合、λ５ＰＴのレベルが落ちることは無く、またλ１Ｒ"は送信局２０ａ″からの送信光信号λ１Ｌと同一波長であるため断検知の検出要素とすることはできない。
【０２２９】
一方、λ２ＰＬはその供給源が無くなって、レベルが落ちてくるので、λ２ＰＬ入力の断検知を行なうことにより、光ケーブル断検知が可能となる。そして、第２中継局７０ｂ′からの入力光についても同様に、λ７ＰＴの入力が無くなった場合に光ケーブル断と判断される。
次に、図３２に示す第２中継局７０ｂ′において、第１中継局７０ｂからの入力光（λ１Ｌ′＋λ４ＰＴ＋λ７ＰＴ）は、それぞれ、光カプラ５０等（図示省略）で反射手段１１ａ，第５フィルタ６５ａ，第７フィルタ３５ｅとの３方向に分岐される。
【０２３０】
反射手段１１ａはλ４ＰＴのみを反射させるので、第１フィルタ３１ｄには（λ１Ｌ′＋λ７ＰＴ）成分のみが入力される。第１フィルタ３１ｄにて光信号成分λ１Ｌ′のみが抽出され、励起光λ６ＰＴと合波されてから第１光増幅器３１ａに入力され、残留励起光とともに受信局４０ａ″に送信される。
また、第５フィルタ６５ａにおいて、第１中継局７０ｂの反射手段１１ｂにて反射された残留励起光λ７ＰＴのみが抽出され、第３光検波器６５ｂでその入力レベルがモニタされる。
【０２３１】
第７フィルタ３５ｅにおいて、第１中継局７０ｂの残留励起光λ４ＰＴのみが抽出され、第５光検波器３５ｄにてその入力が監視され、入力が無くなった場合は、第１中継局７０ｂ−第２中継局７０ｃ間の光ケーブル断と判断される。
また、第１中継局７０ｂへの送信光は、（λ１Ｒ′＋λ７ＰＴ＋λ４ＰＴ）成分を有し、第１中継局７０ｂ−第２中継局７０ｃ間の光ケーブル断の時には、これらの送信光がそのまま第２中継局７０ｃに戻ってくる。その場合、λ７ＰＴのレベルが落ちることは無く、またλ１Ｒ′は、第１中継局７０ｂからの送信光信号λ１Ｌ′と同一波長であるため断検知の検出要素とすることはできない。
【０２３２】
一方、λ４ＰＴはその供給源が無くなって、レベルが落ちてくるので、λＰＴ入力の断を検出することにより、光ケーブル断検知が可能となる。また、受信局４０ａ″からの入力光についても同様である。
このような構成によって、図３０において、送信局２０ａ″の反射手段１１ａにて、λ５ＰＴ（第１中継局７０ｂ内部の、受信局４０ａ″からの信号増幅用励起光）が第１中継局７０ｂに折り返され、同様に受信局４０ａ″にも反射手段１１ｂにて、λ６ＰＴ（第２中継局７０ｂ″内部の、送信局２０ａ″からの信号増幅用励起光）が第２中継局７０ｂ″に折り返される。
【０２３３】
そして、第１中継局７０ｂからの残留励起光λ５ＰＴが、第５光検波器３５ｄにより監視され続け、入力が無くなった場合に、送信局２０ａ″−第１中継局７０ｂ間の光ケーブル断と判断される。
受信局４０ａ″−第２中継局７０ｂ′間も同様に、第２中継局７０ｂ′からの残留励起光λ６ＰＴが、第６光検波器３６ｄにより監視され、入力が無くなった場合に光ケーブル断と判断される。
【０２３４】
このように、増幅後光レベルが理論値ではなく、実測により求められるので、より正確な利得制御を行なえる。また、このようにして、１系統の光ケーブルのみを用いて、各局間での通信が行なわれ、各局において、励起光源の出力レベルが自動的に制御されるので、最適な通信が行なえる。
さらに、このようにして、光ケーブルの敷設コストと保守コストとが大幅に低減されるとともに、各局は、光ケーブル断検知を行なえるので、光システム１０ｊの信頼性と安全性とが著しく向上する。
【０２３５】
（Ｂ２）本発明の第２実施形態の第２変形例の説明
図３３は、本発明の第２実施形態の第２変形例に係る第１中継局の構成図であり、この図３３に示す第１中継局７０ｃ（及び第２中継局７０ｃ′）は、局間の送信レベル制御が行なわれるとともに、断検知の方法としては、第１励起光源６６ａの出力レベル変動の関係を確認してから、光ケーブル断と判断するようになっている。なお、本変形例における光システムは、図２７に示す光システム１０ｉと同一である。
【０２３６】
そして、この第１中継局７０ｃ（又は第２中継局７０ｃ′）は、反射手段（反射素子１）１１ａと、第５フィルタ（フィルタ５）６５ａと、第３光検波器（フォトダイオード３）６５ｂと、第７フィルタ（フィルタ７）３５ｅと、第５光検波器（フォトダイオード５）３５ｄと、反射手段（反射素子２）１１ｂと、第６フィルタ（フィルタ６）６４ａと、第２光検波器（フォトダイオード２）６４ｂと、第８フィルタ（フィルタ８）３６ｅと、第６光検波器（フォトダイオード６）３６ｄとをそなえて構成されている。
【０２３７】
ここで、反射手段１１ａは、第１フィルタ３１ｄの入力側に設けられ、受信した光信号に含まれる特定の波長の光を反射するものであり、第５フィルタ６５ａは、光送信装置（図２７の送信局２０ｆ″参照）側からの光信号から残留励起光（λ５ＰＴ）を抽出して出力するものであり、また、第３光検波器６５ｂは、第５フィルタ６５ａからの残留励起光（λ５ＰＴ）を検出するものである。
【０２３８】
さらに、第７フィルタ３５ｅは、光送信装置側からの光信号から残留励起光（λ２ＰＬ）を抽出して出力するものであり、第５光検波器３５ｄは、フィルタ３５ｅから出力された残留励起光（λ２ＰＬ）を検出するものであり、また、反射手段１１ｂは、フィルタ３３ｄの入力側に設けられ、特定の波長を有する光を反射するものである。
【０２３９】
そして、第６フィルタ６４ａは、光受信装置側からの光信号から残留励起光（λ４ＰＴ）を抽出して出力するものであり、第２光検波器６４ｂは、フィルタ６４ａからの残留励起光（λ４ＰＴ）を検出するものであり、また、第８フィルタ３６ｅは、光受信装置側からの光信号から残留励起光（λ７ＰＴ）を抽出して出力するものであり、第６光検波器３６ｄは、第８フィルタ３６ｅから出力された残留励起光（λ７ＰＴ）を検出するものである。
【０２４０】
なお、この図３３に示すもので、上述したものと同一の符号を有するものは同一のものあるいは同様の機能を有するものなので、更なる説明を省略する。
これにより、第１励起光源６６ａ及び第１励起光制御手段６６ｂの動作フローは、次のようになる。なお、第２励起光制御手段６４ｂについても同様である。
まず、第２光検波器６４ｂの受信光レベルが検出され、第６光検波器３６ｄの受信レベルが監視される。
【０２４１】
ここで、断検知されていない間は、第６光検波器３６ｄの受信レベルは一定であって、第２光検波器６４ｂの入力レベルに基づいて第１中継局７０ｃ−第２中継局７０ｃ′間の実伝送ロスが計算され、最適な光増幅出力になるように、第１励起光源６６ａに制御がかけられる。
また、断検知された場合は、第６光検波器３６ｄの受信レベルが落ちてくるので、第１励起光源６６ａのバイアス電流等を変動させる。この変動により、励起光λ４ＰＴの出力レベルが変動するため、第２光検波器６４ｂにて検知される光レベル変動（光ケーブル断面で反射されて戻ってくる光レベル）と励起光出力レベル変動との関係が確認されてから、光ケーブル断と判断するのである。
【０２４２】
このような構成によって、第１励起光制御手段６６ｂの動作例は、次の（ｒ１）〜（ｒ３）に示すようになる。なお、第２励起光制御手段６４ｂも同様である。
（ｒ１）第２光検波器６４ｂの受信光レベルが検出され、第６光検波器３６ｄの受信レベルは監視され続ける。
（ｒ２）第６光検波器３６ｄの受信レベルが一定の場合（断検知していない間）は、第２光検波器６４ｂの入力レベルにより、第１中継局７０ｃ−第２中継局７０ｃ′間の実伝送ロスが計算され、最適な光増幅出力にするように、第１励起光源２２ｄに制御が行なわれる。
（ｒ３）第６光検波器３６ｄの受信レベルが落ちた場合（断検知された場合）は、第１励起光源２２ｄのバイアス電流等を変動させる。これにより、励起光λ４ＰＴの出力レベルが変動するため、第２光検波器６４ｂにて検知する光レベル変動（光ケーブル断面で反射されて戻ってくる光レベル）と励起光出力レベル変動との関係が確認されてから、光ケーブル断が検出される。
【０２４３】
このようにして、第１励起光源６６ａの出力レベル変動の関係を確認してから、光ケーブル断と判断され、また、制御が増幅後光レベルを理論値で計算することにより行なわれるので、正確な制御が可能となる。
（Ｂ３）本発明の第２実施形態の第３変形例の説明
図３４は、本発明の第２実施形態の第３変形例に係る光システムの構成図である。この図３４に示す光システム１０ｋは、送信局２０ｇ，第１中継局７０ｄ，第２中継局７０ｄ′，受信局４０ｇをそなえて構成されている。また、この光システム１０ｋは、光システム１０ｉ（図２７参照）にて、送信側と受信側とに、出力モニタリング機能が付加されたものとなっている。
【０２４４】
また、図３５は、本発明の第２実施形態の第３変形例に係る第１中継局７０ｄ（又は第２中継局７０ｄ′）内部の構成図である。
そして、この第１中継局７０ｄは、第２フィルタ（フィルタ２）３７ａと、第１光検波器（フォトダイオード１）３７ｂと、第４フィルタ（フィルタ４）６７ａと、第４光検波器（フォトダイオード４）６７ｂとをそなえて構成されている。ここで、第２フィルタ３７ａは、第１光増幅器３１ａの出力側に設けられ、第１光増幅器３１ａから出力される第１励起光（λ４ＰＴ）を抽出するものであり、第１光検波器３７ｂは、第２フィルタ３７ａから出力される第１励起光（λ４ＰＴ）のレベルを検出するものであり、また、第４フィルタ６７ａは、第２光増幅器３３ｃの出力側に設けられ、第２光増幅器３３ｃから出力される第２励起光（λ５ＰＴ）を抽出するものであり、さらに、第４光検波器６７ｂは、第４フィルタ６７ａから出力される第２励起光（λ５ＰＴ）のレベルを検出するものである。
【０２４５】
また、第８フィルタ（フィルタ８）３６ｅは、受信した光信号から残留励起光（λ７ＰＴ）を抽出して出力するものであり、第６光検波器（フォトダイオード６）３６ｄは、第８フィルタ３６ｅからの残留励起光（λ７ＰＴ）を検出するものである。そして、第１光検波器３７ｂの検出レベルと第２光検波器６４ｂの検出レベルと第６光検波器３６ｄの検出レベルとに基づいて、第１光増幅器３１ａの出力レベルが制御されるようになっている。
【０２４６】
加えて、第７フィルタ（フィルタ７）３５ｅは、受信した光信号から残留励起光（λ２ＰＬ）を抽出して出力するものであり、第５光検波器（フォトダイオード５）３５ｄは、第７フィルタ３５ｅからの残留励起光（λ２ＰＬ）を検出するものである。そして、第４光検波器（フォトダイオード４）６７ｂの検出レベルと第３光検波器６５ｂの検出レベルと第５光検波器３５ｄの検出レベルとに基づいて、第２光増幅器３３ｃの出力レベルが制御されるようになっている。
【０２４７】
なお、これらの図３４，図３５に示すものであって、上述したものと同一の符号を有するものは同一のものあるいは同様の機能を有するものであるので、更なる説明を省略する。
このような構成によって、次の（ｒ４）〜（ｒ６）に示すように制御が行なわれる。なお、次に示すものは第１励起光制御手段６６ｂの場合であるが、第２励起光制御手段６４ｂでも同様である。
（ｒ４）第１光検波器（フォトダイオード１）３７ｂと第２光検波器（フォトダイオード２）６４ｂの受信光レベル差が検出される。また、第６光検波器３６ｄの受信レベルは監視しておく。
（ｒ５）第６光検波器３６ｄの受信レベルが一定の場合（断検知していない間）、（ｒ４）から第１中継局７０ｄ−第２中継局７０ｄ′間の実伝送ロスが計算され、最適な光増幅出力にするように、送信局２０ｇの第１励起光源２２ｄが制御される。
（ｒ６）第６光検波器３６ｄの受信レベルが落ちた場合（断検知している間）、第１励起光源６６ａのバイアス電流等を変動させる。これにより、励起光λ４ＰＴの出力レベルが変動するため、第２光検波器６４ｂでの光レベル変動（光ケーブル断面で反射されて戻ってくる光レベル）と励起光出力レベル変動との関係を確認されてから、光ケーブル断と判断される。
【０２４８】
このようにして、増幅後光レベルを実測により求められることによっても、より正確な利得制御が行なえる。
また、このようにして、１系統の光ケーブルのみを用いて、各局間での通信が行なわれ、各局において、励起光源の出力レベルが自動的に制御されるので、最適な通信が行なえる。
【０２４９】
さらに、このようにして、光ケーブルの敷設コストと保守コストとが大幅に低減されるとともに、各局は、光ケーブル断検知を行なえるので、光システム１０ｋの信頼性と安全性とが著しく向上する。
（Ｃ）本発明の第３実施形態の説明
図３６は、本発明の第３実施形態に係る光システムの構成図である。この図３６に示す光システム１０Ｌは、送信局２０ｈ，第１中継局７０ｃ，第２中継局７０ｃ′，受信局４０ｈをそなえて構成されている。また、この光システム１０Ｌは、光システム１０ｉ（図２７参照）にて、送信側と受信側とに、出力モニタリング機能が付加されたものとなっている。
【０２５０】
本変形例では、励起光源に変調をかけることによって、警報信号を伝送路に送出し、その警報信号が戻ってきたものを確認して、光ケーブル断と判断するようになっている。
図３７は、本発明の第３実施形態に係る第１中継局の構成図である。この図３７に示す第１中継局７０ｃは、図３３に示す第１中継局７０ｃに、警報信号としての変調信号を重畳させて伝送するためのものが、付加されている。すなわち、第１中継局７０ｃは、第１警報信号通信制御手段６９ｂと、第１光スイッチ７１ｃ，７１ｄと、第１警報信号検出手段６８ａと、第２断検知手段６８ｂと、第２警報信号通信制御手段６９ａと、第２光スイッチ７１ａ，７１ｂと、第２警報信号検出手段６８ｃと、第４断検知手段６８ｄとをそなえて構成されている。
【０２５１】
ここで、第１警報信号通信制御手段６９ｂは、第５光検波器３５ｄにて残留励起光（λ２ＰＬ）が入力されないことを検出すると、第２励起光源６４ａに変調信号を重畳して出力すべくポート切り替え信号を出力するものであり、第１光スイッチ７１ｃ，７１ｄは、第２励起光源６４ａに接続され第１警報信号通信制御手段６９ｂから出力されるポート切り替え信号によって第２励起光源６４ａからの第２励起光（λ５ＰＴ）を第２光増幅器３３ｃの入力側に導くか又は第２光増幅器３３ｃの出力側に変調信号が重畳された第２励起光（λ５ＰＴ）を導くかを選択しうるものである。また、第１警報信号検出手段６８ａは、第３光検波器６５ｂに接続され光送信装置（図３６の送信局２０ｈ）側から折り返して入力される変調信号が重畳された第２励起光（λ５ＰＴ）を検出して第１警報信号を外部に出力するものであり、第２断検知手段６８ｂは、第１警報信号検出手段６８ａから第１警報信号が出力されたことを検知するものであり、さらに、第２警報信号通信制御手段６９ａは、第６光検波器３６ｄにて残留励起光（λ７ＰＴ）が入力されないことを検出すると、第１励起光源６６ａに変調信号を重畳して出力すべくポート切り替え信号を出力するものである。
【０２５２】
加えて、第２光スイッチ７１ａ，７１ｂは、第１励起光源６６ａに接続され第２警報信号通信制御手段６９ａから出力されるポート切り替え信号によって第１励起光源６６ａからの第１励起光（λ４ＰＴ）を第１光増幅器３１ａの入力側に導くか又は第１光増幅器３１ａの出力側に変調信号が重畳された第１励起光（λ４ＰＴ）を導くかを選択しうるものであり、第２警報信号検出手段６８ｃは、第２光検波器６４ｂに接続され光受信装置側から折り返して入力される変調信号が重畳された第１励起光（λ４ＰＴ）を検出して第２警報信号を外部に出力するものであり、また、第４断検知手段６８ｄは、第２警報信号検出手段６８ｃから第２警報信号が出力されたことを検知するものである。
【０２５３】
なお、これらの図３６，図３７に示すものであって、上述したものと同一の符号を有するものは同一のものあるいは同様の機能を有するものであるので、更なる説明を省略する。
このような構成によって、送信局２０ｈにおいては、正常時は第２光検波器６４ｂの受信光レベル（自局励起光λ２ＰＬの、第１中継局７０ｃからの戻り光）が検出され、送信局２０ｈ−第１中継局７０ｃ間の実伝送ロスが計算され、最適な光増幅出力になるように、第１励起光源２２ｄは制御される。また、第５光検波器３５ｄの受信レベルはモニタしておく。
【０２５４】
ここで、第５光検波器３５ｄの受信レベルが一定の場合は、断検知していないので上記動作が行なわれるが、第５光検波器３５ｄの受信レベルが落ちた場合（断検知している間）は、警報信号通信制御部１３（送信局２０ｈ内）は光スイッチ１２ａ，１２ｂに制御をかけ、正常時における［１］（図中では、丸付き数字で表す）のルートを［２］（図中では、丸付き数字で表す）のルートに切り替え、さらに、励起光源２２ｄに変調をかけて、特定パターンの警報信号をルート［２］を介して第１中継局７０ｃに送信する。
【０２５５】
一方、第２光検波器６４ｂにて警報信号が入力されるかどうかが警報信号検出部２６ｄにて監視され、光ケーブル断の場合、断面で反射されて、変調された励起光警報信号が、自局に戻ってくる。これにより、警報信号の検出が確認された場合は、光ケーブル断と判断される。
第２中継局７０ｃ′（詳細図は省略するが、図３７と同様である。）についても同様であり、第１中継局７０ｃからの入力光（λ１Ｌ′＋λ４ＰＴ＋λ７ＰＴ）は、光カプラ５０等（図示省略）で反射手段１１ａと、第５フィルタ６５ａと、第７フィルタ３５ｅとの３方向にそれぞれ、分岐される。
【０２５６】
そして、反射手段１１ａはλ４ＰＴのみを反射させ、第１フィルタ３１ｄには（λ１Ｌ′＋λ７ＰＴ）成分のみが入力される。第１フィルタ３１ｄにて光信号成分λ１Ｌ′のみが抽出され、第１光増幅器３１ａに励起光λ６ＰＴと合波されてから入力され、残留励起光とともに受信局４０ｈに送信される。
受信局４０ｈからの戻り励起光λ６ＰＴ（第２光検波器６４ｂでモニタする）から第２中継局７０ｃ′−受信局４０ｈ間の実伝送ロスが計算され、第１励起光制御手段６６ｂにて第１励起光源６６ａの出力が最適になるよう制御される。第５フィルタ６５ａにおいて、第１中継局７０ｃの反射手段１１ａにて反射された残留励起光λ７ＰＴのみが抽出され、第３光検波器６５ｂで入力レベルはモニタされ、第１中継局７０ｃ−第２中継局７０ｃ′間の実伝送ロスが第２励起光制御手段６４ｂにて計算され、第２励起光源６４ａの出力が最適になるよう制御される。
【０２５７】
第７フィルタ３５ｅにおいて、第１中継局７０ｃの残留励起光λ４ＰＴのみが抽出され、第５光検波器３５ｄにてその入力が監視され、入力が無くなった場合、警報信号通信制御部６９ｂは光スイッチ７１ｃ，７１ｄに制御をかけ、正常時のＰ１のポートをＰ２のポートに切り替え、励起光に変調をかけて特定パターンの警報信号を、Ｐ２ポートから第１中継局７０ｃに送信する。
【０２５８】
一方、第３光検波器６５ｂにて警報信号が入力されるかどうかが警報信号検出部６８ａにて監視され、光ケーブル断の場合は、励起光変調した警報信号が、断面で反射されて、自局に戻ってくるので、警報信号の検出が確認されてから、光ケーブル断と判断される。
このようにして、１系統の光ケーブルのみを用いて、各局間での通信が行なわれ、各局において、励起光源の出力レベルが自動的に制御されるので、最適な通信が行なえる。
【０２５９】
また、このようにして、光ケーブルの敷設コストと保守コストとが大幅に低減されるとともに、各局は、光ケーブル断検知を行なえるので、光システム１０Ｌの信頼性と安全性とが著しく向上する。
（Ｃ１）本発明の第３実施形態の第１変形例の説明
図３８は、本発明の第３実施形態の第１変形例に係る光システムの構成図である。この図３８に示す光システム１０ｎは、送信局２０ｉ，第１中継局７０ｄ，第２中継局７０ｄ′，受信局４０ｉをそなえて構成されている。図３９は、本発明の第３実施形態の第１変形例に係る第１中継局７０ｄ内部の構成図である。本変形例は、上記の第３実施形態にて、励起光に変調をかけて警報信号を伝送路に送出し、その戻りを確認してから光ケーブル断と判断される機能を付加したものである。
【０２６０】
従って、第１光増幅器３１ａの出力側に設けられ、第１光増幅器３１ａから出力される第１励起光（λ４ＰＴ）を抽出する第２フィルタ（フィルタ２）３２ｂと、第２フィルタ３２ｂから出力される第１励起光（λ４ＰＴ）のレベルを検出する第１光検波器（フォトダイオード１）３２ｃとをそなえて構成されるとともに、第２光増幅器３３ｃの出力側に設けられ、第２光増幅器３３ｃから出力される第２励起光（λ５ＰＴ）を抽出する第４フィルタ（フィルタ４）３４ａと、第４フィルタ３４ａから出力される第２励起光（λ５ＰＴ）のレベルを検出する第４光検波器（フォトダイオード４）３４ｃとをそなえて構成されたことになる。
【０２６１】
なお、この図３８に示すものであって、上述したものと同一の符号を有するものは同一のものあるいは同様の機能を有するものであるので、更なる説明を省略する。
このような構成によって、送信局２０ｉ（図３８参照）は、正常時には、第１光検波器（フォトダイオード１）２３ｂと第２光検波器（フォトダイオード２）２４ｂの受信光レベル差を検出し、送信局２０ｉ−第１中継局７０ｄ間の実伝送ロスが計算され、最適な光増幅出力になるように、第１励起光源２２ｄに制御をかける。また、第５光検波器２６ｂ（フォトダイオード５、図５の第１送信側モニタ手段２６ｂに相当）の受信レベルは監視しておく。第５光検波器２６ｂの受信レベルが一定の場合は、断検知されていないので、上記動作が行なわれるが、第５光検波器２６ｂの受信レベルが落ちた場合（断検知している間）、警報信号通信制御部１３は光スイッチ１２ａ、１２ｂに制御をかけ、正常時の［１］（図中では、丸付き数字で表す）のルートを［２］（図中では、丸付き数字で表す）のルートに切り替え、励起光に変調をかけて特定パターンの警報信号をルート［２］を介して第１中継局７０ｄに送信する。
【０２６２】
そして、第２光検波器２４ｂにて警報信号が入力されるかどうかが、警報信号検出部２６ｄにより監視され、ここで、光ケーブルが断じている場合は、励起光変調した警報信号が、断面で反射されて、自局に戻ってくるので、警報信号の検出が確認されてから、光ケーブル断と判断される。
図３９において、送信局２０ｉからの入力光（λ１Ｌ＋λ２ＰＬ＋λ５ＰＴ）は、光カプラ５０等（図示省略）で反射手段１１ａと、第５フィルタ６５ａと、第７フィルタ３５ｅとの３方向にそれぞれ、分岐される。反射手段１１ａはλ２ＰＬのみを反射させるので、第１フィルタ３１ｄには（λ１Ｌ＋λ５ＰＴ）成分のみが入力される。また、第１フィルタ３１ｄにて光信号成分λ１Ｌが抽出され、励起光λ４ＰＴと合波されてから第１光増幅器３１ａに入力され、残留励起光とともに第２中継局（図示省略）に送信される。
その際、第６フィルタ６４ａにてλ４ＰＴ成分のみが抽出され、第２光検波器６４ｂにてλ４ＰＴ光レベルがモニタされ、第２中継局からの戻り励起光λ４ＰＴ（第２光検波器６４ｂでモニタする）とのレベルとの差に基づいて、第１中継局７０ｄ−第２中継局間の実伝送ロスが計算され、第１励起光制御手段６６ｂにて第１励起光源６６ａの出力が最適になるよう制御される。
【０２６３】
そして、第５フィルタ３５ａにおいて、送信局２０ｉの反射手段１１ａにて反射された残留励起光λ５ＰＴのみが抽出され、第３光検波器６５ｂで入力レベルはモニタされ、送信局２０ｉ−第１中継局７０ｄ間の実伝送ロスが第２励起光制御手段６４ｂにて計算され、第２励起光源６４ａの出力が最適になるよう制御される。
【０２６４】
さらに、第７フィルタ３５ｅにおいて、送信局２０ｉの残留励起光λ２ＰＬのみが抽出され、第５光検波器３５ｄで残留励起光λ２ＰＬの入力が監視され、入力が無くなった場合、警報信号通信制御部３２ｄは光スイッチ１２ａ，１２ｂに制御をかけ、正常時のＰ１のポートをＰ２のボートに切り替え、励起光に変調をかけて特定パターンの警報信号をＰ２ポートから第２中継局に送信する。 ここで、第２光検波器６４ｂにて警報信号が入力されるかどうかが警報信号検出部６８ｃにより監視され、光ケーブル断の場合は、断面で光が反射されて、変調された励起光である警報信号が、自局に戻ってくるので、断検知が確認されたことが判断される。
【０２６５】
このようにして、１系統の光ケーブルのみを用いて、各局間での通信が行なわれ、各局において、励起光源の出力レベルが自動的に制御されるので、最適な通信が行なえる。
また、このようにして、光ケーブルの敷設コストと保守コストとが大幅に低減されるとともに、各局は、光ケーブル断検知を行なえるので、光システム１０ｎの信頼性と安全性とが著しく向上する。
【０２６６】
（Ｃ２）本発明の第３実施形態の第２変形例の説明
図４０は、本発明の第３実施形態の第２変形例に係る光システムの構成図である。この図４０に示す光システム１０ｐは、多波長の光信号を一括して増幅して伝送する（以下、多波長一括増幅方式と称することがある）ものであって、送信局２０ｊ，第１中継局７０ｂ，第２中継局７０ｂ′，受信局４０ｊをそなえて構成されている。上記の第２実施形態の第１変形例との違いは、本実施形態は、多波長一括増幅方式であるため、各励起光の波長選択が必要とされる点である。
【０２６７】
ここで、送信局２０ｊ及び受信局４０ｊは、それぞれ、上記の送信局２０ａ″及び受信局４０ａ″（図３０参照）がもつ機能のほか、多波長一括増幅のための合波及び分波機能をそなえて構成されている。すなわち、送信局２０ｊは、光送信手段７５として、光カプラ５１ｃと、複数の送信ユニット２８とをそなえて構成されている。ここで、ｎは整数である。これら送信ユニット１（λ１），送信ユニット２（λ２），…，送信ユニットｎ（λｎ）と付された複数の送信ユニット２８は、それぞれ、上述した送信ユニット２２ａと同一の機能を有するものであり、また、光カプラ５０ｃは、複数の送信ユニット２８と光増幅器２２ｂとに接続され、複数の送信ユニット２８から送出される多波長の光信号を一括して増幅して送出するものである。
【０２６８】
加えて、送信局２０ｊは、光受信手段２１ｅとして、光分波器１４ａと、受信ユニット２１ａ−１，２１ａ−２，…，２１ａ−ｎとをそなえて構成されている。この光分波器１４ａは、多波長の光信号が含まれる受信光を、波長毎に選択して出力するものであり、また、受信ユニット１（λ１），受信ユニット２（λ２），…，受信ユニットｎ（λｎ）と付されたものは、それぞれ、受信ユニット２１ａ−１，２１ａ−２，…，２１ａ−ｎを表し、上述した受信ユニット２１ａと同一の機能を有するものである。
【０２６９】
一方、受信局４０ｊは、光送信手段７６として、複数の送信ユニット４８と光カプラ５１ｃとをそなえて構成され、多波長の光信号を一括して増幅して送出できるようになっている。これら送信ユニット１（λ１），送信ユニット２（λ２），…，送信ユニットｎ（λｎ）と付された複数の送信ユニット４８は、それぞれ、上述した送信ユニット４２ａと同一の機能を有するものである。また、受信局４０ｊは、光受信手段４１ｅとして、光分波器１４ｂと、受信ユニット４１ｂ（図１参照）と同一の機能を有する受信ユニット４１ａ−１，４１ａ−２，…，４１ａ−ｎとをそなえて構成され、多波長の光信号に含まれる受信光を、波長毎に選択して出力できるようになっている。なお、第１中継局７０ｂ，第２中継局７０ｂ′は、それぞれ、本発明の第２実施形態の第１変形例（図３１参照）にて説明したものとほぼ同一であって、モニタする波長が異なる。また、この図４０に示すものであって、上述したものと同一の符号を有するものは同一のものあるいは同様の機能を有するものであるので、更なる説明を省略する。
【０２７０】
送信局２０ｊの送信光の波長はそれぞれ、λ１〜λｎ（ｎは整数）であって、光カプラ５１ｃにて一本の光ケーブルに合波されて波長λＬの光信号に束ねられ、一括励起用の波長λａを有する励起光源（図示省略）と合波され、そして、一括増幅用の光増幅器２２ｂに入力される。ここで、λａはλＬ内のどの波長とも異なるようにする。
【０２７１】
図４１は、本発明の第３実施形態の第２変形例に係る第１中継局７０ｂ内部の構成図であり、この図４１に示すものであって、上述したものと同一の符号を有するものは同一のものあるいは同様の機能を有するものであるので、更なる説明を省略する。
そして、送信局２０ｊからの入力光（λＬ＋λａ＋λｄ）は、入り口側に設けられた光カプラ５０（図示省略）にて、反射手段（反射素子１）１１ａと、第５フィルタ（フィルタ５）６５ａと、第７フィルタ（フィルタ７）３５ｅとの３方向にそれぞれ、分岐される。反射手段１１ａはλａのみを反射させ、第１フィルタ３１ｄには（λＬ＋λｄ）成分のみが入力され、第１フィルタ３１ｄにて光信号成分λＬのみが抽出され、励起光λｃと合波されてから第１光増幅器３１ａにて多波長一括光増幅され、残留励起光とともに第２中継局７０ｂ′に送信される。
【０２７２】
また、第５フィルタ６５ａにおいて、送信局２０ｊの反射手段１１ａにて反射された残留励起光λｄが抽出され、第３光検波器６５ｂでその入力レベルがモニタされる。
さらに、第７フィルタ３５ｅにおいて、送信局２０ｊの残留励起光λａのみが抽出され、第５光検波器３５ｄにてその入力が監視され、入力が無くなった場合は、送信局２０ｊ−第１中継局７０ｂ間の光ケーブル断と判断される。この図４１に示すように、送信局２０ｊへの送信光は（λＲ"＋λｄ＋λａ）成分を有するが、送信局２０ｊ−第１中継局７０ｂ間の光ケーブル断の時には、これらの送信光がそのまま第１中継局７０ｂに戻ってくる。その場合、λｄのレベルが落ちることは無く、またλＲ"は送信局２０ｊからの送信光信号λＬと同一波長であるため断検知の検出要素とすることはできない。
【０２７３】
一方λａはその供給源が無くなって、レベルが落ちてくるので、このλａ成分の断を検出することにより、光ケーブル断検知が可能となる。なお、第１中継局７０ｂからの入力光についても同様である。
図４２は、本発明の第３実施形態の第２変形例に係る第２中継局７０ｂ′内部の構成図であり、この図４２に示すものであって、上述したものと同一の符号を有するものは同一のものあるいは同様の機能を有するものであるので、更なる説明を省略する。
【０２７４】
そして、第１中継局７０ｂからの入力光（λＬ′＋λｃ＋λｆ）は、入り口側に設けられた光カプラ５０（図示省略）にて反射手段（反射素子１）１１ａと、第５フィルタ（フィルタ５）６５ａと、第７フィルタ（フィルタ７）３５ｅとの３方向にそれぞれ、分岐される。この反射手段１１ａはλｃのみを反射させて、第１フィルタ３１ｄには（λＬ′＋λｆ）のみが入力され、第１フィルタ３１ｄにて光信号成分λＬ′のみが抽出され、励起光λｅと合波されてから第１光増幅器３１ａに入力され、そして、多波長一括増幅されてから残留励起光とともに受信局４０に送信される。第５フィルタ６５ａにおいて、第１中継局７０ｂの反射手段１１ｂにて反射された残留励起光λｆが抽出され、第３光検波器６５ｂでその入力レベルがモニタされる。
【０２７５】
さらに、第７フィルタ３５ｅにおいて、第１中継局７０ｂの残留励起光λｃのみが抽出され、第５光検波器３５ｄにてその入力が監視され、入力が無くなった場合は、第１中継局７０ｂ−第２中継局７０ｂ′間の光ケーブル断と判断される。また、第１中継局７０ｂに対しては、送信光（λＲ′＋λｆ＋λａ）が送出されるが、第１中継局７０ｂ−第２中継局７０ｂ′間の光ケーブル断の時には、これらの送信光がそのまま第２中継局７０ｂ′に戻ってくる。その場合、λｆのレベルが落ちることは無く、またλＲ′は第１中継局７０ｂからの送信光信号λＬ′と同一波長であるため、断検知の検出要素とすることはできない。一方、λｃはその供給源が無くなって、レベルが落ちてくるので、λｃ入力の断を検出することにより、光ケーブル断検知が可能となる。また、受信局４０からの入力光についても同様である。
【０２７６】
このような構成によって、送信局２０ｊ（図４０参照）は、次のように光信号による処理を行なう。すなわち、送信局２０ｊは、一括増幅して送信光λＬを第１中継局７０ｂに送信する。ここで、第１折り返しフィルタ２３ａにてλａ成分のみが抽出されて第１光検波器２３ｂにて出力光レベルがモニタされ、第１中継局７０ｂからの戻り光λａが第５フィルタ２４ａにて抽出された後に第２光検波器２４ｂにてモニタされ、第１光検波器２３ｂの光レベルと第２光検波器２４ｂの光レベルとの差に基づいて、実伝送ロスが計算され、最適な光出力レベルになるように制御手段２５により、第１励起光源２２ｄの出力レベルが調整される。
【０２７７】
一方、受信については、対向する第１中継局７０ｂからの受信光λＲ"（対向局の送信光をまとめてλＲとする）が、光カプラ５１に入力され、各波長に分波されてから、各光信号は、各波長の受信ユニット２１ａ−１，受信ユニット２１ａ−２，…，受信ユニット２１ａ−ｎに、それぞれ、入力され、送信局２０ｊ−受信局４０ｊ間の通信が確立する。
さらに、反射手段１１ａにて、第１中継局７０ｂの送信局２０ｊ側への励起光λｄが反射され、この反射されたλｄが第５光検波器（フォトダイオード５）２６ｂにてモニタされ、入力光レベルが落ちた時に、送信局２０ｊ−第１中継局７０ｂ間の光ケーブル断が検知される。
【０２７８】
このようにして、１系統の光ケーブルのみを用いて、各局間での通信が行なわれ、各局において、励起光源の出力レベルが自動的に制御されるので、最適な通信が行なえる。
また、このようにして、光ケーブルの敷設コストと保守コストとが大幅に低減されるとともに、各局は、光ケーブル断検知を行なえるので、光システム１０ｐの信頼性と安全性とが著しく向上する。
【０２７９】
（Ｃ３）本発明の第３実施形態の第３変形例の説明
図４３は、本発明の第３実施形態の第３変形例に係る光システムの構成図である。この図４３に示す光システム１０ｑは、多波長一括増幅方式のものであって、送信局２０ｋ，第１中継局７０ｂ，第２中継局７０ｂ′，受信局４０ｋをそなえて構成されている。また、図４４は、本発明の第３実施形態の第３変形例に係る第１中継局７０ｂ内部の構成図である。
【０２８０】
この第１中継局７０ｂにおいて、上記の第２実施形態の第２変形例との違いは、第１励起光制御手段６６ｂと第２励起光制御手段６４ｂとの双方に、第５光検波器３５ｄの受信レベルモニタ用のデータと、第６光検波器３６ｄの受信レベルモニタ用のデータとを入力することである。これにより、光ケーブル断検知が行なえるようになっている。
【０２８１】
また、第２フィルタ３２ｂは、第１光増幅器３１ａの出力側に設けられ、第１光増幅器３１ａから出力される第１励起光（λｃ）を抽出するものであり、第１光検波器３２ｃは、第２フィルタ３２ｂから出力される第１励起光（λｃ）のレベルを検出するものであり、さらに、第８フィルタ３６ｅは、受信した光信号から残留励起光（λｆ）を抽出して出力するものであり、第６光検波器３６ｄは、第８フィルタ３６ｅからの残留励起光（λｆ）を検出するものである。そして、第１光検波器３２ｃの検出レベルと第２光検波器６４ｂの検出レベルと第６光検波器３６ｄの検出レベルとに基づいて、第１光増幅器３１ａの出力レベルが制御されるようになっている。
【０２８２】
同様に、第４フィルタ（フィルタ４）６７ａは、第２光増幅器３３ｃの出力側に設けられ、第２光増幅器３３ｃから出力される第２励起光（λｄ）を抽出するものであり、第４光検波器（フォトダイオード４）６７ｂは、第４フィルタ６７ａから出力される第２励起光（λｄ）のレベルを検出するものであり、また、第７フィルタ３５ｅは、受信した光信号から残留励起光（λａ）を抽出して出力するものであり、第５光検波器３５ｄは、第７フィルタ３５ｅからの残留励起光（λａ）を検出するものである。そして、第４光検波器６７ｂの検出レベルと第３光検波器６５ｂの検出レベルと第５光検波器３５ｄの検出レベルとに基づいて、第２光増幅器３３ｃの出力レベルが制御されるようになっている。
【０２８３】
なお、この図４３，図４４に示すものであって、上述したものと同一の符号を有するものは同一のものあるいは同様の機能を有するものであるので、更なる説明を省略する。
図４４に示す第１励起光制御手段６６ｂの動作フローは、次の（ｓ１）〜（ｓ６）のようになる。また、第２励起光制御手段６４ｂの動作フローも同様である。
（ｓ１）第１励起光制御手段６６ｂは、第１光検波器３２ｃと第２光検波器６４ｂとの受信光レベル差を検出し、第６光検波器３６ｄの受信レベルを監視しておく。
（ｓ２）第６光検波器３６ｄの受信レベルが一定の場合（断検知していない間）、第１励起光制御手段６６ｂは、（ｓ１）から第１中継局７０ｂ−第２中継局７０ｂ′間の実伝送ロスを計算し、最適な光増幅出力になるように、第１励起光源６６ａに制御をかける。
（ｓ３）第６光検波器３６ｄの受信レベルが落ちた場合（断検知している間）、第１励起光制御手段６６ｂは、第１励起光源６６ａのバイアス電流等を変動させる。これにより、励起光λｃの出力レベルが変動するため、第２光検波器６４ｂでの光レベル変動（光ケーブル断面で反射されて戻ってくる光レベル）と励起光出力のレベル変動との関係を確認されてから、光ケーブル断が判断される。
【０２８４】
このように、正確な制御が可能となり、より緻密な運用が可能となる。さらに、このようにして、１系統の光ケーブルのみを用いて、各局間での通信が行なわれ、各局において、励起光源の出力レベルが自動的に制御されるので、最適な通信が行なえる。
また、このようにして、光ケーブルの敷設コストと保守コストとが大幅に低減されるとともに、各局は、光ケーブル断検知を行なえるので、光システム１０ｑの信頼性と安全性とが著しく向上する。
【０２８５】
（Ｃ４）本発明の第３実施形態の第４変形例の説明
図４５は、本発明の第３実施形態の第４変形例に係る光システムの構成図である。この図４５に示す光システム１０ｒは、多波長一括増幅方式のものであって、送信局２０ｎ，第１中継局７０ｄ，第２中継局７０ｄ′，受信局４０ｎをそなえて構成されている。また、図４６は、本発明の第３実施形態の第４変形例に係第１中継局７０ｄ内部の構成図である。これらの第１中継局７０ｄ，第２中継局７０ｄ′は、それぞれ、第２実施形態の第２変形例（図３３参照）にて説明したものとほぼ同一のものであって、制御方法として、警報信号を用いたものが追加されている。また、これらの図４５，図４６に示すものであって、上述したものと同一の符号を有するものは同一のものあるいは同様の機能を有するものであるので、更なる説明を省略する。
【０２８６】
ここで、第１光検波器３２ｃは、第１光増幅器３１ａの出力側に設けられ、第１光増幅器３１ａから出力される第１励起光（λｃ）のレベルを検出するものであり、第２警報信号検出手段６８ｃは、光受信装置（受信局４０ｎ）側から送出された変調信号が重畳された第１励起光（λｃ）を検出して第１警報信号を外部に出力するものであり、また、第４光検波器３４ｃは、第２光増幅器３３ｃの出力側に設けられ、第２光増幅器３３ｃから出力される第２励起光（λｄ）のレベルを検出するものである。
【０２８７】
さらに、第１警報信号検出手段６８ａは、光送信装置（図４５の送信局２０ｎ）側から送出された変調信号が重畳された第２励起光（λｄ）を検出して第２警報信号を外部に出力するものであり、第１警報信号通信制御手段６９ａは、光受信装置側から送出された第１残留励起光（λｆ）が入力されないことを検出すると、第１励起光源６６ａに変調信号を重畳して出力すべくポート切り替え信号を出力するものであり、加えて、第２光スイッチ７１ａ，７１ｂは、第１励起光源６６ａに接続され第１警報信号通信制御手段６９ａから出力されるポート切り替え信号によって第１励起光源６６ａからの第１励起光（λｃ）を第１光増幅器３１ａの入力側に導くか又は第１光増幅器３１ａの出力側に変調信号が重畳された第１励起光（λｃ）を導くかを選択しうるものである。
【０２８８】
そして、第２警報信号通信制御手段６９ｂは、送信局２０ｎ側から送出された第２残留励起光（λｄ）が入力されないことを検出すると、第２励起光源６４ａに変調信号を重畳して出力すべくポート切り替え信号を出力するものであり、第１光スイッチ７１ｃ，７１ｄは、第２励起光源６４ａに接続され第２警報信号通信制御手段（６９ｂ）から出力されるポート切り替え信号によって第２励起光源６４ａからの第２励起光（λｄ）を第２光増幅器３３ｃの入力側に導くか又は第２光増幅器３３ｃの出力側に変調信号が重畳された第２励起光（λｄ）を導くかを選択しうるものである。
【０２８９】
そして、このような構成によって、図４５に示す送信局２０ｎにおいて、正常時には、第１光検波器２３ｂと第２光検波器２４ｂとの受信光レベル差が検出されることにより、送信局２０ｎ−第１中継局７０ｂ間の実伝送ロスが計算され、制御手段２５は、最適な光増幅出力になるように、第１励起光源２２ｄの制御を行ない、また、第５光検波器２６ｂの受信レベルを監視しておく。
【０２９０】
さらに、第５光検波器２６ｂの受信レベルが一定の場合、すなわち、断検知していない間は、上記動作が行なわれ、第５光検波器２６ｂの受信レベルが落ちた場合（断検知している間）は、警報信号通信制御部１３は光スイッチ１２ａ，１２ｂにそれぞれ、制御をかけ、正常時の［１］（図中では、丸付き数字で表す）のルートを［２］（図中では、丸付き数字で表す）のルートに切り替え、第１励起光源２２ｄに変調をかけて特定パターンの警報信号をルート［２］を介して第１中継局７０ｄに送信する。
【０２９１】
一方、警報信号検出部２６ｄは、第２光検波器２４ｂにて警報信号が入力されるかどうかを監視し、光ケーブル断の場合は、励起光変調した警報信号が、断面で反射されて、自局に戻ってくるので、警報信号の検出が確認されてから、光ケーブル断と判断する。
さらに、図４６に示す第１中継局７０ｄについても同様であって、送信局２０ｎからの入力光（λＬ＋λａ＋λｄ）は、入り口側に設けられた光カプラ５０（図示省略）にて反射手段１１ａと、第５フィルタ６５ａと、第７フィルタ３５ｅとの３方向にそれぞれ、分岐される。また、反射手段１１ａはλａのみを反射させ、第１フィルタ３１ｄには（λＬ＋λｄ）成分のみが入力され、第１フィルタ３１ｄにて光信号成分λ１Ｌのみが抽出され、励起光λｃと合波されてから第１光増幅器３１ａに入力され、残留励起光とともに第２中継局７０ｄ′に送信される。
【０２９２】
ここで、第１折り返しフィルタ３２ｂにてλｃ成分のみが抽出され、また、第１光検波器３２ｃにてλｃのレベルがモニタされ、第１励起光制御手段６６ｂは、このレベルと、第２中継局７０ｂ′からの戻り励起光λｃ（第２光検波器６４ｂでモニタする）とのレベル差に基づいて、第１中継局７０ｄ−第２中継局７０ｄ′間の実伝送ロスを計算し、第１励起光源６６ａの出力が最適になるよう制御する。
【０２９３】
また、第５フィルタ６５ａにて送信局２０ｎの反射手段１１ａにおいて反射された残留励起光λｄが抽出され、第３光検波器６５ｂにて入力レベルがモニタされ、第２励起光制御手段６４ｂは、送信局２０ｎ−第１中継局７０ｄ間の実伝送ロスを計算し、第２励起光源６４ａの出力が最適になるよう制御する。
さらに、第１中継局７０ｄから送信局２０ｎに対しては、第７フィルタ３５ｅにて、送信局２０ｎの残留励起光λａのみが抽出され、第５光検波器３５ｄにてその入力が監視され、この入力が無くなった場合、警報信号通信制御部６９ｂは光スイッチ７１ｃ，７１ｄに制御をかけ、正常時のＰ１のポートをＰ２のポートに切り替え、第２励起光源６４ａに変調をかけて特定パターンの警報信号をＰ２ポートから送信局２０ｎに送信する。そして、警報信号検出部６８ａは、第３光検波器（フォトダイオード３）６５ｂにて警報信号が入力されるかどうかを監視し、光ケーブル断の場合は、励起光変調した警報信号が、断面で反射されて、自局に戻ってくるので、警報信号の検出が確認されてから、光ケーブル断と判断される。
【０２９４】
このように、正確な制御が可能となり、より緻密な運用が可能となる。さらに、このようにして、１系統の光ケーブルのみを用いて、各局間での通信が行なわれ、各局において、励起光源の出力レベルが自動的に制御されるので、最適な通信が行なえる。
また、このようにして、光ケーブルの敷設コストと保守コストとが大幅に低減されるとともに、各局は、光ケーブル断検知を行なえるので、光システム１０ｒの信頼性と安全性とが著しく向上する。
【０２９５】
（Ｄ）その他
なお、上述した第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態及びそれらの各変形例においては、図２を除いて、光カプラ５０等の図示が省略されている。この合波と分波に関しては、上述したように、融着型光ファイバを用いることにより、実現されるが、その他の素子でも実現可能である。
【０２９６】
さらに、各実施形態及び各変形例における検出態様や、制御態様を組み合わせて実施することが可能である。具体的には、次の（ｔ１）〜（ｔ６）のような種々のバリエーションを考慮して、組み合わせることができ、これらの組み合わせの仕方が異なることにより、本発明の優位性が損なわれるものではない。
（ｔ１）中継局の段数。
（ｔ２）送信局又は受信局での励起光源出力レベルの調整について、その調整制御の有無又はその制御態様。
（ｔ３）中継局での励起光源出力レベルの調整について、その調整制御の有無又はその制御態様。
（ｔ４）中継局でのＥＤＦＡ出力レベルの調整について、その調整制御の有無又はその制御態様。
（ｔ５）送信局又は受信局での断検知方法について、その有無又はその制御態様。
（ｔ６）中継局での断検知方法について、その有無又はその制御態様。
【０２９７】
また、図４において、第２中継局３０ｃ′は、第１中継局３０ｃと同様な構成であり、光波長についても、例えばλ１Ｒがλ１Ｒ′に、λ１Ｒ′がλ１Ｒ″に添字が変わるような違いのほかは、同様である。
さらに、図７に示す第２中継局３０ｂ′の内部は、図８に示す第１中継局３０ｂと同様である。
【０２９８】
【産業上の利用可能性】
以上のように、本発明によれば、送信光と受信光とを一系統の光ファイバケーブルで伝送することができるため、光ケーブルコストの敷設コストと保守コストとを削減できる利点がある。また、双方向伝送において、励起光と残留励起光とを用いた監視機能による光ケーブル断検知が行なわれるため、システムの信頼性と安全性とが著しく向上する利点がある。さらに、実際の伝送距離に応じて中継局の光出力レベル調整が最適に設定されるので、効率的なシステム運用ができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の第１実施形態に係る光増幅双方向伝送遠隔励起システムの構成図である。
図２は本発明の第１実施形態に係る中継局内部の構成図である。
図３は本発明の第１実施形態の第１変形例に係る光システムの構成図である。
図４は本発明の第１実施形態の第１変形例に係る第１中継局内部の構成図である。
図５は本発明の第１実施形態の第２変形例に係る光システムの構成図である。
図６は本発明の第１実施形態の第２変形例に係る第１中継局内部の構成図である。
図７は本発明の第１実施形態の第３変形例に係る光システムの構成図である。
図８は本発明の第１実施形態の第３変形例に係る第１中継局の構成図である。
図９は本発明の第１実施形態の第４変形例に係る光システムの構成図である。
図１０は本発明の第１実施形態の第４変形例に係る第１中継局内部の構成図である。
図１１は本発明の第１実施形態の第４変形例に係る第２中継局内部の構成図である。
図１２は本発明の第１実施形態の第５変形例に係る光システムの構成図である。
図１３は本発明の第１実施形態の第５変形例に係る第１中継局内部の構成図である。
図１４は本発明の第１実施形態の第５変形例に係る第２中継局内部の構成図である。
図１５は本発明の第１実施形態の第６変形例に係る光システムの構成図である。
図１６は本発明の第１実施形態の第６変形例に係る第１中継局内部の構成図である。
図１７は本発明の第１実施形態の第６変形例に係る第２中継局内部の構成図である。
図１８は本発明の第１実施形態の第７変形例に係る第１中継局内部の構成図である。
図１９は本発明の第１実施形態の第７変形例に係る第２中継局内部の構成図である。
図２０は本発明の第１実施形態の第８変形例に係る第１中継局内部の構成図である。
図２１は本発明の第１実施形態の第９変形例に係る光システムの構成図である。
図２２は本発明の第１実施形態の第９変形例に係る第１中継局の内部の構成図である。
図２３は本発明の第１実施形態の第９変形例に係る第２中継局の内部の構成図である。
図２４は本発明の第１実施形態の第１０変形例に係る光システムの構成図である。
図２５は本発明の第１実施形態の第１０変形例に係る第１中継局内部の構成図である。
図２６は本発明の第１実施形態の第１０変形例に係る第２中継局内部の構成図である。
図２７は本発明の第２実施形態に係る光システムの構成図である。
図２８は本発明の第２実施形態に係る第１中継局内部の構成図である。
図２９は本発明の第２実施形態に係る第２中継局内部の構成図である。
図３０は本発明の第２実施形態の第１変形例に係る光システムの構成図である。
図３１は本発明の第２実施形態の第１変形例に係る第１中継局内部の構成図である。
図３２は本発明の第２実施形態の第１変形例に係る第２中継局内部の構成図である。
図３３は本発明の第２実施形態の第２変形例に係る第１中継局の構成図である。
図３４は本発明の第２実施形態の第３変形例に係る光システムの構成図である。
図３５は本発明の第２実施形態の第３変形例に係る第１中継局内部の構成図である。
図３６は本発明の第３実施形態に係る光システムの構成図である。
図３７は本発明の第３実施形態に係る第１中継局の構成図である。
図３８は本発明の第３実施形態の第１変形例に係る光システムの構成図である。
図３９は本発明の第３実施形態の第１変形例に係る第１中継局内部の構成図である。
図４０は本発明の第３実施形態の第２変形例に係る光システムの構成図である。
図４１は本発明の第３実施形態の第２変形例に係る第１中継局内部の構成図である。
図４２は本発明の第３実施形態の第２変形例に係る第２中継局内部の構成図である。
図４３は本発明の第３実施形態の第３変形例に係る光システムの構成図である。
図４４は本発明の第３実施形態の第３変形例に係る第１中継局内部の構成図である。
図４５は本発明の第３実施形態の第４変形例に係る光システムの構成図である。
図４６は本発明の第３実施形態の第４変形例に係る第１中継局内部の構成図である。
図４７は遠隔励起光増幅方式を用いた光通信システムの一例を示す図である。
【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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【図７】
0003834237.tif 000008
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0003834237.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
0003834237.tif 000020
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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