JP2003124892A - 光中継装置および光伝送端局装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ファイバにおける異常を自動的に検知し、
光出力を低下させること。 【解決手段】 中継装置１は、分岐器１２によって光フ
ァイバ２から受信した光信号を分岐し、フォトダイオー
ド１３によって光信号の強度を測定する。制御部１４
は、フォトダイオード１３が測定した光信号の強度と所
定の閾値とを比較し、光信号の強度が所定の閾値に比し
て小さくなった場合に、光ファイバ２に異常が発生した
と判定し、ラマン光源１５の出力を低下させることで、
光ファイバ２内部におけるラマン増幅を減少させ、光信
号の強度を低下させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光ファイバを用
いた光通信システムに用いる光中継装置および光伝送端
局装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、通信の大容量化、高速化の要望に
伴い、光信号によって情報伝達を行う光通信システムの
需要が増大している。光通信システムにおいては、送信
側の端局装置と受信側の端局装置との間に複数の中継装
置を設け、光信号を増幅することが一般的に行われてい
る。図８は、光通信システムの概要構成を示す図であ
る。端局装置１０１が送信した光信号は、光ファイバ１
０２によって伝送され、中継装置１０３によって受信さ
れる。中継装置１０３は、受信した光信号を増幅し、光
ファイバ１０４に出力する。中継装置１０３が出力した
光信号は、光ファイバ１０４によって伝送され、中継装
置１０５によって受信される。中継装置１０５は、受信
した光信号を増幅し、光ファイバ１０６に出力する。中
継装置１０５が出力した光信号は、光ファイバ１０６に
よって伝送され、端局装置１０７によって受信される。
ここで、中継装置１０３，１０５は、光信号を増幅する
ことで、光ファイバ１０２，１０４の内部における光信
号の減衰を補償している。

【０００３】つぎに、従来の中継装置について説明す
る。図９は、従来の中継装置の概要構成を示す図であ
る。中継装置１０３において、結合器１３１は、光ファ
イバ１０２、ラマン光源１３４およびＯＡＤＭ（光分岐
挿入器）１３２と接続される。ラマン光源１３４は、光
ファイバ１０２が伝送する光信号に対応したラマン励起
光を出力する。結合器１３１は、ラマン光源１３４が出
力したラマン励起光を光ファイバ１０２に入射する。し
たがって、光ファイバ１０２の内部でラマン増幅が発生
し、信号光の強度が増幅される。また、結合器１３１
は、光ファイバ１０２から光信号を受信し、ＯＡＤＭ１
３２に送信する。ＯＡＤＭ１３２は、受信した光信号を
増幅器１３３に出力する。また、ＯＡＤＭ１３２は、さ
らに他の光ファイバと接続することができ、他の光ファ
イバから入力された光信号を増幅器１３３に出力するこ
とができる。

【０００４】増幅器１３３は、エルビウムドープファイ
バなどによって実現される光ファイバ増幅器であり、Ｏ
ＡＤＭ１３２から入力された光信号を増幅して光ファイ
バ１０４に出力する。したがって、中継装置１０３は光
ファイバ１０２内で光信号をラマン増幅し、増幅器１３
３内でさらに増幅して光ファイバ１０４に出力する。

【０００５】中継装置１０５は、中継装置１０３と同様
に、結合器１５１、ＯＡＤＭ１５２、増幅器１５３およ
びラマン光源１５４を備え、光ファイバ１０４内で光信
号をラマン増幅し、増幅器１５３内でさらに増幅して光
ファイバ１０６に出力する。

【０００６】このように、ラマン増幅と光ファイバ増幅
とを組み合わせて用いることで、光信号を効果的に増幅
して伝送することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
中継装置や端局装置では、光ファイバ１０２，１０４，
１０６に断線が生じた場合、切断点から高出力の光が放
射され、作業者の目に入る危険があった。このため、光
ファイバに切断が生じた場合、光ファイバから放射され
る光の出力を安全なレベルまで下げる安全メカニズムが
必要である。

【０００８】この発明は上記に鑑みてなされたもので、
光ファイバに切断が生じた場合、光ファイバから放射さ
れる光の出力を安全なレベルまで自動的に下げ、作業者
の安全性を確保可能な光中継装置および光伝送端局装置
を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１にかかる光中継装置は、第１の光伝送路の
出力端に接続され、当該第１の光伝送路が伝送する光信
号に対応したラマン励起光を当該第１の光伝送路に入射
するラマン励起光源と、前記第１の光伝送路から受信し
た前記光信号の強度を測定する光信号モニタ手段と、前
記光信号モニタ手段が測定した前記光信号の強度が、前
記第１の光伝送路に入射される光信号の強度から当該第
１の光伝送路自体の減衰分を差し引いた強度に比して小
さく、かつ前記第１の光伝送路内において発生する前記
ラマン励起光による自然放出光の強度に比して大きい第
１の閾値に比して小さい場合、前記ラマン励起光源の出
力を低下させるラマン増幅制御手段と、を備えたことを
特徴とする。

【００１０】この請求項１の発明によれば、光中継装置
は、第１の光伝送路から受信した光信号の強度をモニタ
し、受信した光信号の強度が、第１の光伝送路に入射さ
れる光信号の強度から第１の光伝送路自体の減衰分を差
し引いた強度に比して小さく、かつ第１の光伝送路内に
おいて発生するラマン励起光による自然放出光の強度に
比して大きい第１の閾値に比して小さい場合、ラマン励
起光源の出力を低下させるようにしている。

【００１１】また、請求項２にかかる光中継装置は、上
記の発明において、前記ラマン増幅制御手段は、前記ラ
マン励起光源の出力を低下させた後、前記光信号モニタ
手段が測定した前記光信号の強度が前記第１の閾値を超
えた場合に、前記ラマン励起光源の出力を回復させるこ
とを特徴とする。

【００１２】この請求項２の発明によれば、光中継装置
は、ラマン励起光源の出力を低下させた後、光信号モニ
タ手段が測定した光信号の強度が第１の閾値を超えた場
合に、前記ラマン励起光源の出力を回復させ、ラマン増
幅を自動的に再開するようにしている。

【００１３】また、請求項３にかかる光中継装置は、上
記の発明において、前記ラマン増幅制御手段は、前記光
信号の強度が当該第１の閾値に比して小さい場合、前記
ラマン励起光源の励起光出力動作を停止させることを特
徴とする。

【００１４】この請求項３の発明によれば、第１の光伝
送路から受信した光信号の強度が、第１の閾値に比して
小さい場合、ラマン励起光源をシャットダウンするよう
にしている。

【００１５】また、請求項４にかかる光中継装置は、上
記の発明において、第２の光伝送路の入力端側に設けら
れ、前記第１の光伝送路から受信した前記光信号を増幅
して前記第２の光伝送路に入射する増幅手段と、前記第
２の光伝送路の入力端から入射する残留ラマン励起光の
強度を測定する残留励起光モニタ手段と、前記残留励起
光モニタ手段が測定した前記残留ラマン励起光の強度
が、通常運用状態時に前記第２の光伝送路の入力端から
入射する残留ラマン励起光の強度に比して小さい第２の
閾値に比して小さい場合、前記増幅手段の増幅率を低下
させる増幅制御手段と、を備えたことを特徴とする。

【００１６】この請求項４の発明によれば、光中継装置
は、第２の光伝送路から入射した残留ラマン励起光の強
度をモニタし、残留ラマン励起光の強度が、通常運用状
態時の残留ラマン励起光の強度に比して小さい第２の閾
値に比して小さい場合、増幅手段の増幅率を低下させる
ようにしている。

【００１７】また、請求項５にかかる光中継装置は、上
記の発明において、前記増幅制御手段は、前記残留ラマ
ン励起光の強度が前記第２の閾値に比して小さい場合、
前記光ファイバ増幅手段の増幅動作を停止させることを
特徴とする。

【００１８】この請求項５の発明によれば、光中継装置
は、第２の光伝送路から流入する残留ラマン励起光の強
度をモニタし、残留ラマン励起光の強度が第２の閾値に
比して小さい場合光ファイバ増幅手段をシャットダウン
するようにしている。

【００１９】また、請求項６にかかる光伝送端局装置
は、光伝送路終端に接続され、光信号を受信する光伝送
端局装置において、前記光信号に対応したラマン励起光
を前記光伝送路終端から入射するラマン励起光源と、前
記光信号の強度を測定する光信号モニタ手段と、前記光
信号モニタ手段が測定した前記光信号の強度が、前記光
伝送路に入射される光信号の強度から当該光伝送路自体
の減衰分を差し引いた強度に比して小さく、かつ前記光
伝送路内において発生する前記ラマン励起光による自然
放出光の強度に比して大きい場合、前記ラマン励起光源
の出力を低下させるラマン増幅制御手段と、を備えたこ
とを特徴とする。

【００２０】この請求項６の発明によれば、光伝送路端
局装置は、光伝送路終端から受信した光信号の強度をモ
ニタし、受信した光信号の強度が、光伝送路に入射され
る光信号の強度から光伝送路自体の減衰分を差し引いた
強度に比して小さく、かつ光伝送路内において発生する
ラマン励起光による自然放出光の強度に比して大きい場
合、ラマン励起光源の出力を低下させるようにしてい
る。

【００２１】また、請求項７にかかる光伝送端局装置
は、光伝送路開始端に接続され、光信号を光ファイバ増
幅手段によって増幅して送信する光伝送端局装置におい
て、前記光伝送路開始端から入射する残留ラマン励起光
の強度を測定する残留励起光モニタ手段と、前記残留励
起光モニタ手段が測定した前記残留ラマン励起光の強度
が、通常運用状態時に前記光伝送路開始端から入射する
残留ラマン励起光の強度に比して小さい場合、前記光フ
ァイバ増幅手段の増幅率を低下させる増幅制御手段と、
を備えたことを特徴とする。

【００２２】この請求項７の発明によれば、光伝送端局
装置は、光伝送路から入射した残留ラマン励起光の強度
をモニタし、残留ラマン励起光の強度が、通常運用状態
時の残留ラマン励起光の強度に比して小さい場合、増幅
手段の増幅率を低下させるようにしている。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照して、この
発明にかかる光中継装置および光伝送端局装置の好適な
実施の形態について説明する。

【００２４】（実施の形態１）図１は、この発明の実施
の形態１である中継装置の概要構成を示す図である。図
１において、中継装置１は、光ファイバ２および光ファ
イバ３と接続される。また、中継装置１の内部に、結合
器１１、分岐器１２、フォトダイオード１３、制御部１
４、ラマン光源１５を設けている。

【００２５】ラマン光源１５は、光ファイバ２，３が伝
送する光信号の波長に比して約１００ｎｍ短波長の光を
励起光として発生させる。結合器１１は、この励起光を
光ファイバ２に、光信号の進行方向に対して後方から入
射する。励起光が入射された光ファイバ２は、誘導ラマ
ン散乱によって励起光波長から約１００ｎｍ程度長波長
側、すなわち光信号の波長帯域に利得が発生する。この
励起された状態の光ファイバに光信号を入射すること
で、光信号はラマン増幅されて中継装置１に受信される
こととなる。

【００２６】また、結合器１１は、光ファイバ２から受
信した光信号を分岐器１２に出力する。分岐器１２は、
光信号をフォトダイオード１３と光ファイバ３とに分岐
して出力する。フォトダイオード１３は、分岐器１２か
ら入力された光信号の強度を測定する。制御部１４は、
フォトダイオード１３が測定した光信号の強度をもと
に、ラマン光源１５の制御を行う。

【００２７】ここで、図２を参照して制御部１４の動作
について説明する。なお、中継装置１が光ファイバ２か
ら受信する光の強度を「Ｐout」、閾値を「Ｐth」とす
る。制御部１４は、まず、フォトダイオード１３の測定
結果を取得する（ステップＳ１０１）。つぎに、制御部
１４は、フォトダイオード１３の測定結果をもとに、光
ファイバ２から受信した光の強度「Ｐout」を算出し、
閾値「Ｐth」との比較を行う（ステップＳ１０２）。強
度「Ｐout」が閾値「Ｐth」以上である場合（ステップ
Ｓ１０２，Ｙｅｓ）、制御部１４は、ステップＳ１０１
に移行し、フォトダイオード１３の測定結果を新たに取
得する。一方、強度「Ｐout」が閾値「Ｐth」に比して
小さい場合（ステップＳ１０２，Ｎｏ）、制御部１４
は、光ファイバ２に異常が発生したと判定し、ラマン光
源１５の出力を安全なレベルまで低下させる（ステップ
Ｓ１０３）。この時、ラマン光源１５の励起光出力動作
を停止し、ラマン光源１５をシャットダウンすることで
ラマン光源１５の出力を「０」まで低下させるようにし
てもよい。

【００２８】つぎに、閾値「Ｐth」の値について説明す
る。中継装置１が光ファイバ２から受信する光信号は、
ラマン増幅によって増幅された光信号であり、ラマン光
源１５の出力によって光信号の強度は変動する。この光
信号の強度の最小値は、ラマン光源１５の出力が「０」
である場合、すなわち光ファイバ２の内部でラマン増幅
を行わない場合である。光ファイバ２の内部でラマン増
幅を行わない場合、光ファイバ２の出力端から中継装置
１に入射される光の強度「Ｐout」は、光ファイバ２に
入射する光信号の強度を「Ｐin」、光ファイバ２の内部
を光信号が伝送する場合に生じる減衰率を「Ｔ」とする
とＰout＝Ｐin×Ｔと表される。中継装置１が光ファイ
バ２から受信した光信号の強度が、この「Ｐin×Ｔ」に
比して小さい場合、光ファイバ２に断線などの異常が発
生していると考えることができる。そこで、閾値「Ｐt
h」の値を「Ｐin×Ｔ」に比して小さくすることで、ラ
マン光源１５の出力に関わらず、光ファイバ２の異常を
検知する事ができる。

【００２９】一方、中継装置１から光ファイバ２に励起
光が入射されている場合、光ファイバ２の内部におい
て、励起光のラマン散乱によって自然放出光が発生す
る。この自然放出光は、光ファイバ２の内部で発生する
ので、光ファイバ２に断線などの異常が生じた場合にお
いても光ファイバ２から中継装置１へ自然放出光が入射
することとなる。光ファイバ２に断線などの異常が生
じ、かつ光ファイバ２に励起光を入射している場合、光
ファイバ２の出力端から中継装置１に入射される光の強
度「Ｐout」は、励起光のラマン散乱によって発生する
自然放出光の強度を「Ｐase」とすると、Ｐout＝Ｐase
と表される。すなわち、光ファイバ２における異常の有
無に関わらず、光ファイバ２の出力端から中継装置１に
は、少なくとも強度「Ｐase」の光出力が存在する。し
たがって閾値「Ｐth」を「Ｐase」以下の値に設定した
場合、自然放出光に反応して光ファイバ２の異常を看過
する可能性がある。そこで、閾値「Ｐth」は「Ｐase」
に比して大きい値に設定し、光ファイバ２の異常の看過
を防止する必要がある。

【００３０】以上説明したように、閾値「Ｐth」の値
は、「Ｐin×Ｔ」に比して小さい値に設定することで、
ラマン光源１５の出力に関わらず、光ファイバ２の異常
を検知する事ができる。また、「Ｐase」に比して大き
い値に設定することで、光ファイバ２の異常の看過を防
止する必要がある。すなわち、Ｐase＜Ｐth＜Ｐin×Ｔ
となるように設定することで、光ファイバ２における異
常を適切に判定することができる。

【００３１】このように、光ファイバ２の出力端入射す
る光の強度と適切に設定した閾値「Ｐth」との比較によ
ってラマン光源１５の出力を制御することで、光ファイ
バ２に切断などの異常が生じた場合、光ファイバ２の切
断面から放射される光の強度を自動的に低下させ、作業
者の安全を図ることができる。

【００３２】なお、制御部１４は、光ファイバ２の出力
端から入射する光の強度が閾値「Ｐth」未満である場合
に、ラマン光源１５の出力を低下させるが、この後も光
ファイバ２の出力端から入射する光の強度をモニタし、
光ファイバ２の出力端から入射する光の強度が閾値「Ｐ
th」以上となった場合に、ラマン光源１５の出力を回復
させるようにしてもよい。このようにすることで、光フ
ァイバ２に異常が生じた時点において自動的にラマン光
源１５の出力を低下させ、かつ光ファイバ２に生じた異
常が復旧した時点において自動的にラマン光源１５の出
力を回復させることができる。

【００３３】また、制御部１４がラマン光源１５をシャ
ットダウンすることで、ラマン光源１５の出力を「０」
とした場合においても、光ファイバ２の出力端から入射
する光の強度のモニタを継続し、光ファイバ２の出力端
から入射する光の強度が閾値「Ｐth」以上となった場合
にラマン光源１５を起動させ光ファイバ２におけるラマ
ン増幅を再開することができる。

【００３４】なお、ここでは、ラマン光源１５の出力の
低下と出力の回復とに同じ閾値「Ｐｔｈ」を用いている
が、ラマン光源１５の出力を低下させる場合に用いる閾
値と、ラマン光源１５の出力を回復させる場合の閾値と
を異なる値としてもよい。このようにすることで、ラマ
ン光源１５の出力の低下と出力の回復にマージンを持た
せ、出力制御の安定を図ることができる。

【００３５】また、受信した光信号の強度によるラマン
増幅の制御は、光通信システムの受信側の端局装置に適
用してもよい。図３は、光信号の強度によるラマン増幅
の制御機構を有した端局装置の概要構成を示す図であ
る。図３において、端局装置４は、光ファイバ３に接続
され、光ファイバ３から光信号を受信している。また、
端局装置４の内部に、結合器４１、分岐器４２、フォト
ダイオード４３、制御部４４、ラマン光源４５、光信号
受信部４６を設けている。

【００３６】ラマン光源４５は、光ファイバ３が伝送す
る光信号の波長に比して約１００ｎｍ短波長の光を励起
光として発生させる。結合器４１は、この励起光を光フ
ァイバ３に、光信号の進行方向に対して後方から入射す
る。励起光が入射されることで光ファイバ３内でラマン
増幅が発生し、端局装置４は、ラマン増幅された光信号
を受信する。また、結合器４１は、光ファイバ３から受
信した光信号を分岐器４２に出力する。分岐器４２は、
光信号をフォトダイオード４３と光信号受信部４６とに
分岐して出力する。

【００３７】光信号受信部４６は、光信号を受信し、光
信号を電気信号に変換して光信号が有するデータの取り
出しを行う。また、フォトダイオード４３は、分岐器４
２から入力された光信号の強度を測定する。制御部４４
は、フォトダイオード４３が測定した光信号の強度をも
とに、端局装置４が受信した光信号の強度と閾値「Ｐt
h」とを比較し、端局装置４が受信した光信号の強度が
閾値「Ｐth」に比して小さい場合、ラマン光源４５の出
力を安全なレベルまで低下させる。

【００３８】このように、端局装置４は、上述した中継
装置１と同様に、光ファイバ３から受信する光信号の強
度と適切に設定した閾値「Ｐth」との比較によってラマ
ン光源４５の出力を制御することで、光ファイバ３に切
断などの異常が生じた場合、光ファイバ３の切断面から
放射される光の強度を自動的に低下させ、作業者の安全
を図ることができる。

【００３９】また、光ファイバ３に切断などの異常が生
じた場合に、ラマン光源４５が自動的にシャットダウン
するように設定することで、作業者の安全性をさらに高
めることができる。

【００４０】（実施の形態２）つぎに、この発明の実施
の形態２について説明する。上述した実施の形態１で
は、光信号の伝送方向に対して上流側の光ファイバから
受信した光信号の強度をもとにラマン光源を制御するこ
とで、光信号の伝送方向に対して上流側の光ファイバの
異常に自動的に対応するようにしていたが、この実施の
形態２では、さらに、光信号の伝送方向に対して下流側
の光ファイバの異常に対して自動的に対応可能な中継装
置について説明する。図４は、この発明の実施の形態２
である中継装置５の概要構成を示す図である。図４にお
いて、中継装置５は、上流側の光ファイバ２および下流
側の光ファイバ３に接続される。光ファイバ２は、中継
装置５に光信号を伝送する。光ファイバ３は、中継装置
５が出力した光信号を端局装置４に伝送する。ここで、
端局装置４は、実施の形態１に示した端局装置と同一で
あり、光ファイバ３の内部に励起光を入射することで、
中継装置５が出力した光信号をラマン増幅して受信す
る。

【００４１】中継装置５は、実施の形態１に示した中継
装置１と同様に、結合器１１、分岐器１２、フォトダイ
オード１３、制御部１４およびラマン光源１５を備えて
いる。したがって、中継装置１と同様に、光ファイバ２
から受信する光の強度をフォトダイオード１３によって
測定し、制御部１４がフォトダイオード１３の測定結果
をもとに、受信した光信号の強度と閾値「Ｐth」とを比
較して、ラマン光源１５の出力を制御することで、光フ
ァイバ２の異常に対して自動的に対処することができ
る。

【００４２】さらに、中継装置５は、分岐器１２と光フ
ァイバ３との間にＯＡＤＭ（光分岐挿入器）５１、増幅
器５２、フィルタ５３を設けている。また、フィルタ５
３にフォトダイオード５４を接続し、フォトダイオード
５４および増幅器５２に制御部５５を接続している。Ｏ
ＡＤＭ５１は、入力された光信号を増幅器５２に出力す
る。ここで、ＯＡＤＭ５１は、図示しない他の光ファイ
バと接続することができ、他の光ファイバから入力され
た光信号を増幅器５２に出力することができる。増幅器
５２は、エルビウムドープファイバなどによって実現さ
れる光ファイバ増幅器であり、ＯＡＤＭ５１から入力さ
れた光信号を増幅してフィルタ５３に出力する。

【００４３】フィルタ５３は、増幅器５２から受信した
光信号を光ファイバ３に出力する。光ファイバ３は、フ
ィルタ５３から受信した光信号を、端局装置４に伝送す
る。また、光ファイバ３は、端局装置４によって励起光
を入射され、光信号をラマン増幅して端局装置４に伝送
する。ここで、光ファイバ３に入射された励起光の大部
分は、光ファイバ３の内部で光信号の増幅に用いられる
が、励起光の一部は、残留ラマン励起光として中継装置
５に到達する。フィルタ５３は、中継装置５に到達した
光から、残留ラマン励起光を抽出してフォトダイオード
５４に出力する。このフィルタ５３の特性を図５に示
す。フィルタ５３は、増幅器５２と光ファイバ３との間
において、信号波長帯域およびＯＳＣ（Ｏｐｔｉｃａｌ
Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒｙ Ｃｈａｎｎｅｌ）波長帯域
に対して高い透過率を有し、励起光波長帯域に対して低
い透過率を有する。また、フィルタ５３は、フォトダイ
オード５４と光ファイバ３との間において、信号波長帯
域およびＯＳＣ波長帯域に対して低い透過率を有し、励
起光波長帯域に対して高い透過率を有する。したがっ
て、フィルタ５３は、光ファイバ３から中継装置５に到
達した残留ラマン励起光を選択的に抽出し、フォトダイ
オード５４に出力することができる。

【００４４】フォトダイオード５４は、フィルタ５３か
ら入力された残留ラマン励起光の強度を測定する。制御
部５５は、フォトダイオード５４が測定した残留ラマン
励起光の強度をもとに、増幅器５２の制御を行う。

【００４５】ここで、図６を参照して制御部５５の動作
について説明する。なお、中継装置５が光ファイバ３か
ら受信する残留ラマン励起光の強度を「Ｐpump」、制御
部５５が内部に保持する閾値を「Ｐthr」とする。ま
ず、制御部５５は、フォトダイオード５４の測定結果を
取得する（ステップＳ２０１）。つぎに、制御部５５
は、フォトダイオード５４の測定結果をもとに、光ファ
イバ３から受信した残留ラマン励起光の強度「Ｐpump」
を算出し、閾値「Ｐthr」との比較を行う（ステップＳ
２０２）。残留ラマン励起光の強度「Ｐpump」が閾値
「Ｐthr」以上の値である場合（ステップＳ２０２，Ｙ
ｅｓ）、制御部５５は、ステップＳ２０１に移行し、フ
ォトダイオード５４の測定結果を新たに取得する。一
方、残留ラマン励起光の強度「Ｐpump」が閾値「Ｐth
r」に比して小さい場合（ステップＳ２０２，Ｎｏ）、
制御部５５は、光ファイバ３に異常が発生したと判定
し、増幅器５２の出力を安全なレベルまで低下させる
（ステップＳ２０３）。この時、増幅器５２の増幅動作
を停止し、増幅器５２をシャットダウンすることで増幅
器５２の出力を「０」まで低下させるようにしてもよ
い。

【００４６】ここで、閾値「Ｐthr」の値は、光ファイ
バ３が正常である場合光ファイバ３から中継装置５に到
達する残留ラマン励起光の強度に比して小さくしてお
く。光ファイバ３に断線などの異常が生じた場合、端局
装置４が光ファイバ３に入射した励起光は中継装置５に
届かず、中継装置５に到達する残留ラマン励起光の強度
「Ｐpump」は正常時に比して小さくなる。したがって、
閾値「Ｐthr」を正常時の残留ラマン励起光の強度に比
して小さい値に設定することで、中継装置５の下流側で
ある光ファイバ３が切断されているか否かを判定するこ
とができる。

【００４７】このように、光ファイバ３から中継装置５
に到達する残留ラマン励起光の強度をモニタし、残留ラ
マン励起光の強度と適切に設定した閾値との比較によっ
て増幅器５２の出力を制御することで、光ファイバ３に
切断などの異常が生じた場合、光ファイバ３の切断面か
ら放射される光の強度を自動的に低下させ、作業者の安
全を図ることができる。

【００４８】また、光ファイバ３に切断などの異常が生
じた場合に、増幅器５２が自動的にシャットダウンする
ように設定することで、作業者の安全性をさらに高める
ことができる。

【００４９】なお、制御部５５は、残留ラマン励起光の
強度が閾値「Ｐthr」未満である場合に、増幅器５２の
出力を低下させるが、この後も残留ラマン励起光の強度
をモニタし、残留ラマン励起光の強度が閾値「Ｐthr」
以上となった場合に、増幅器５２の出力を回復させるよ
うにしてもよい。このようにすることで、光ファイバ３
に異常が生じた時点において自動的に増幅器５２の出力
を低下させ、かつ光ファイバ３に生じた異常が復旧した
時点において自動的に増幅器５２の出力を回復させるこ
とができる。

【００５０】また、制御部５５が増幅器５２をシャット
ダウンすることで、増幅器５２の出力を「０」とした場
合においても、残留ラマン励起光の強度のモニタを継続
し、残留ラマン励起光の強度が閾値「Ｐthr」以上とな
った場合に増幅器５２を起動させることができる。

【００５１】なお、ここでは、増幅器５２の出力の低下
と出力の回復とに同じ閾値「Ｐthr」を用いているが、
増幅器５２の出力を低下させる場合に用いる閾値と、増
幅器５２の出力を回復させる場合の閾値とを異なる値と
してもよい。このようにすることで、増幅器５２の出力
の低下と出力の回復にマージンを持たせ、出力制御の安
定を図ることができる。

【００５２】なお、光ファイバ３に断線が生じた場合、
光ファイバの切断面から放射された光は、反射して切断
面から再度光ファイバ３の内部に入る。したがって、光
ファイバ３に断線が生じた場合、中継装置５から光ファ
イバ３に出力された光信号が切断点で反射して中継装置
５に帰り、光ファイバ３から中継装置５に到達する光の
強度は正常時に比して大きくなるが、この場合の光の強
度は、光信号の反射によるものであるので、フィルタ５
３によってフィルタリングすることで、フォトダイオー
ド５４への到達を防ぐことができる。

【００５３】また、残留ラマン励起光の強度による増幅
器の制御は、光通信システムの送信側の端局装置に適用
してもよい。図７は、残留ラマン励起光の強度による増
幅器の制御機構を有した端局装置の概要構成を示す図で
ある。図７において、端局装置７は、光信号を発信する
光信号発信部７１を有し、この光信号発信部７１におい
て生成した光信号を、増幅器７２およびフィルタ７３を
介して光ファイバ２に出力する。光ファイバ２は、端局
装置７が出力した光信号を上述の中継装置５に伝送す
る。また、光ファイバ２は、中継装置５から励起光を入
射され、端局装置７が出力した光信号をラマン増幅して
伝送する。ここで、光ファイバ２に入射された励起光の
大部分は、光ファイバ２の内部で光信号の増幅に用いら
れるが、励起光の一部は、残留ラマン励起光として端局
装置７に到達する。

【００５４】フィルタ７３は、端局装置７に到達した残
留ラマン励起光を分離してフォトダイオード７４に出力
する。また、フォトダイオード７４は、フィルタ７３か
ら入力された残留ラマン励起光の強度を測定する。制御
部７５は、フォトダイオード７４が測定した強度をもと
に、端局装置７に到達した残留ラマン励起光の強度と閾
値「Ｐthr」とを比較し、残留ラマン励起光の強度が閾
値「Ｐthr」に比して小さい場合、増幅器７２の出力を
安全なレベルまで低下させる。

【００５５】このように、端局装置７は、上述した中継
装置５と同様に、光ファイバ２から端局装置７に到達す
る残留ラマン励起光の強度をモニタし、残留ラマン励起
光の強度と適切に設定した閾値との比較によって増幅器
７２の出力を制御することで、光ファイバ２に切断など
の異常が生じた場合、光ファイバ２の切断面から放射さ
れる光の強度を自動的に低下させ、作業者の安全を図る
ことができる。

【００５６】なお、この実施の形態２において、中継装
置５の内部に増幅器５２を設け、端局装置７の内部に増
幅器７２を設けているが、この増幅器５２，７２の出力
側に、反射光モニタを設けるようにしてもよい。この反
射光モニタによって、光ファイバ３，２から入力される
反射光をモニタし、反射光が異常に大きくなった場合光
ファイバ３，２に切断が生じたと判定し、増幅器５２，
７２の出力を低下させることで、光ファイバ３，２の異
常をさらに精度よく検出し、作業者に対する安全性を向
上することができる。

【００５７】一般的に、増幅器に反射光モニタを設け、
さらにラマン増幅を併用した場合、反射光モニタがラマ
ン増幅用の励起光に反応し、光ファイバが正常であるに
も関わらず増幅器の出力を低下させるという誤作動の危
険があった。しかしながらこの発明においては、光ファ
イバ３，２から入射された光に対してフィルタ５３，７
３を設けて励起光を分離し、信号波長帯域およびＯＳＣ
波長帯域の周波数を有する光を選択的に増幅器５２，７
２に入射するようにしているので、反射光モニタの誤動
作を防止することができる。

【００５８】また、従来の、反射モニタのみによって増
幅器５２，７２の出力を制御する構成では、光ファイバ
３の切断点が中継装置５から離れている場合および光フ
ァイバ２の切断点が端局装置７から離れている場合、光
ファイバ３，２から中継装置５または端局装置７に十分
な強度の反射光が入射せず、反射モニタが光ファイバ
３，２の切断を看過する可能性があった。しかしなが
ら、この発明においては、光ファイバ３，２から入射す
る残留ラマン励起光の強度が所定の閾値未満である場合
に増幅器５２，７２の出力を低下させるので、光ファイ
バ３，２の切断を確実に検出することができる。

【００５９】なお、この実施の形態２では、中継装置５
の上流に送信側の端局装置４を設け、中継装置５の下流
側に受信側の端局装置４を設けているが、中継装置５と
同様の構成を有する中継装置を複数経由して端局装置４
と端局装置７とを接続することで、長距離の光通信シス
テムに適用することができる。

【００６０】また、中継装置５を介さずに、端局装置４
と端局装置７とを接続することで、短距離の光通信シス
テムに適用するようにしてもよい。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、光中継装置は、第１の光伝送路から受信した光
信号の強度をモニタし、受信した光信号の強度が、第１
の光伝送路に入射される光信号の強度から第１の光伝送
路自体の減衰分を差し引いた強度に比して小さく、かつ
第１の光伝送路内において発生するラマン励起光による
自然放出光の強度に比して大きい第１の閾値に比して小
さい場合、ラマン励起光源の出力を低下させるようにし
ているので、光伝送路の異常を検知してラマン励起光源
の出力を自動的に低下させる光中継装置を得ることがで
きるという効果を奏する。

【００６２】また、請求項２の発明によれば、光中継装
置は、ラマン励起光源の出力を低下させた後、光信号モ
ニタ手段が測定した光信号の強度が第１の閾値を超えた
場合に、前記ラマン励起光源の出力を回復させ、ラマン
増幅を自動的に再開するようにしているので、光伝送路
の異常を検知してラマン励起光源の出力を自動的に低下
し、かつ光伝送路が復旧した場合に自動的にラマン励起
光源の出力を回復する光中継装置を得ることができると
いう効果を奏する。

【００６３】また、請求項３の発明によれば、第１の光
伝送路から受信した光信号の強度が、第１の閾値に比し
て小さい場合、ラマン励起光源をシャットダウンするよ
うにしているので、光伝送路の異常を検知してラマン励
起光源を自動的にシャットダウンし、作業者の安全をよ
り確実に確保可能な光中継装置を得ることができるとい
う効果を奏する。

【００６４】また、請求項４の発明によれば、光中継装
置は、第２の光伝送路から入射した残留ラマン励起光の
強度をモニタし、残留ラマン励起光の強度が、通常運用
状態時の残留ラマン励起光の強度に比して小さい第２の
閾値に比して小さい場合、増幅手段の増幅率を低下させ
るようにしているので、下流側の光伝送路の異常を検知
し、光ファイバ増幅手段の増幅率を自動的に低下させる
光中継装置を得ることができるという効果を奏する。

【００６５】また、請求項５の発明によれば、光中継装
置は、第２の光伝送路から流入する残留ラマン励起光の
強度をモニタし、残留ラマン励起光の強度が第２の閾値
に比して小さい場合光ファイバ増幅手段をシャットダウ
ンするようにしているので、下流側の光伝送路の異常を
検知し、光ファイバ増幅手段を自動的にシャットダウン
する光中継装置を得ることができるという効果を奏す
る。

【００６６】また、請求項６の発明によれば、光伝送端
局装置は、光伝送路終端から受信した光信号の強度をモ
ニタし、受信した光信号の強度が、光伝送路に入射され
る光信号の強度から光伝送路自体の減衰分を差し引いた
強度に比して小さく、かつ光伝送路内において発生する
ラマン励起光による自然放出光の強度に比して大きい場
合、ラマン励起光源の出力を低下させるようにしている
ので、光伝送路の異常を検知してラマン励起光源の出力
を自動的に低下させる光伝送端局装置を得ることができ
るという効果を奏する。

【００６７】また、請求項７の発明によれば、光伝送端
局装置は、光伝送路から入射した残留ラマン励起光の強
度をモニタし、残留ラマン励起光の強度が、通常運用状
態時の残留ラマン励起光の強度に比して小さい場合、増
幅手段の増幅率を低下させるようにしているので、光伝
送路の異常を検知し、光ファイバ増幅手段の増幅率を自
動的に低下させる光伝送端局装置を得ることができると
いう効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１である中継装置の概要
構成を示す図である。

【図２】図１に示した制御部１４の動作を示す図であ
る。

【図３】光信号の強度によるラマン増幅の制御機構を有
した端局装置の概要構成を示す図である。

【図４】この発明の実施の形態２である中継装置の概要
構成を示す図である。

【図５】図４に示したフィルタ５３の周波数特性を示す
図である。

【図６】図１に示した制御部５５の動作を示す図であ
る。

【図７】残留ラマン励起光の強度による増幅器の制御機
構を有した端局装置の概要構成を示す図である。

【図８】光通信システムの概要構成を示す図である。

【図９】従来の中継装置の概要構成を示す図である。

【符号の説明】

１，５ 中継装置 ２，３ 光ファイバ １１，４１ 結合器 １２，４２ 分岐器 １３，４３，５４，７４ フォトダイオード １４，４４，５５，７５ 制御部 １５，４５ ラマン光源 ４，７ 端局装置 ４６ 光信号受信部 ５１ ＯＡＤＭ ５２，７２ 増幅器 ５３ フィルタ ７１ 光信号発信部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2K002 AA02 AB30 BA01 CA15 DA10 EB15 GA10 HA23 5F072 AB07 AB09 AK06 JJ11 KK30 QQ07 YY15 5K002 AA01 AA06 BA04 BA05 CA13 EA05 FA00 GA03

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の光伝送路の出力端に接続され、当
   該第１の光伝送路が伝送する光信号に対応したラマン励
   起光を当該第１の光伝送路に入射するラマン励起光源
   と、 前記第１の光伝送路から受信した前記光信号の強度を測
   定する光信号モニタ手段と、 前記光信号モニタ手段が測定した前記光信号の強度が、
   前記第１の光伝送路に入射される光信号の強度から当該
   第１の光伝送路自体の減衰分を差し引いた強度に比して
   小さく、かつ前記第１の光伝送路内において発生する前
   記ラマン励起光による自然放出光の強度に比して大きい
   第１の閾値に比して小さい場合、前記ラマン励起光源の
   出力を低下させるラマン増幅制御手段と、 を備えたことを特徴とする光中継装置。
2. 【請求項２】 前記ラマン増幅制御手段は、前記ラマン
   励起光源の出力を低下させた後、前記光信号モニタ手段
   が測定した前記光信号の強度が前記第１の閾値を超えた
   場合に、前記ラマン励起光源の出力を回復させることを
   特徴とする請求項１に記載の光中継装置。
3. 【請求項３】 前記ラマン増幅制御手段は、前記光信号
   の強度が当該第１の閾値に比して小さい場合、前記ラマ
   ン励起光源の励起光出力動作を停止させることを特徴と
   する請求項１または２に記載の光中継装置。
4. 【請求項４】 第２の光伝送路の入力端側に設けられ、
   前記第１の光伝送路から受信した前記光信号を増幅して
   前記第２の光伝送路に入射する増幅手段と、 前記第２の光伝送路の入力端から入射する残留ラマン励
   起光の強度を測定する残留励起光モニタ手段と、 前記残留励起光モニタ手段が測定した前記残留ラマン励
   起光の強度が、通常運用状態時に前記第２の光伝送路の
   入力端から入射する残留ラマン励起光の強度に比して小
   さい第２の閾値に比して小さい場合、前記増幅手段の増
   幅率を低下させる増幅制御手段と、 を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つ
   に記載の光中継装置。
5. 【請求項５】 前記増幅制御手段は、前記残留ラマン励
   起光の強度が前記第２の閾値に比して小さい場合、前記
   光ファイバ増幅手段の増幅動作を停止させることを特徴
   とする請求項４に記載の光中継装置。
6. 【請求項６】 光伝送路終端に接続され、光信号を受信
   する光伝送端局装置において、 前記光信号に対応したラマン励起光を前記光伝送路終端
   から入射するラマン励起光源と、 前記光信号の強度を測定する光信号モニタ手段と、 前記光信号モニタ手段が測定した前記光信号の強度が、
   前記光伝送路に入射される光信号の強度から当該光伝送
   路自体の減衰分を差し引いた強度に比して小さく、かつ
   前記光伝送路内において発生する前記ラマン励起光によ
   る自然放出光の強度に比して大きい場合、前記ラマン励
   起光源の出力を低下させるラマン増幅制御手段と、 を備えたことを特徴とする光伝送端局装置。
7. 【請求項７】 光伝送路開始端に接続され、光信号を光
   ファイバ増幅手段によって増幅して送信する光伝送端局
   装置において、 前記光伝送路開始端から入射する残留ラマン励起光の強
   度を測定する残留励起光モニタ手段と、 前記残留励起光モニタ手段が測定した前記残留ラマン励
   起光の強度が、通常運用状態時に前記光伝送路開始端か
   ら入射する残留ラマン励起光の強度に比して小さい場
   合、前記光ファイバ増幅手段の増幅率を低下させる増幅
   制御手段と、 を備えたことを特徴とする光伝送端局装置。