JP2003309523A - 光伝送路障害検出システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パッシブダブルスター形式の光通信網のよう
な、複数の網終端装置を備える光通信網においても、障
害のある端末側光伝送路を特定することができる 【解決手段】 検査光反射器１０７１〜１０７７は、そ
れぞれ、λ１、λ２、λ３、λ１及びλ２、λ１及びλ
３、λ２及びλ３、λ１〜λ３の波長の検査光を反射す
る。検査光源１０２１〜１０２３から同時に出力された
λ１、λ２及びλ３の検査光は、検査光反射器１０７１
〜１０７７で反射され、検査光受信器１０６で受信され
る。検査光反射器１０７１〜１０７７は、それぞれ反射
する波長の組み合わせが異なるため、反射された検査光
を検査光受信器１０６で観測した場合、どの端末側光伝
送路で障害が発生しているかによって、波長毎の光強度
が異なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光伝送路障害検出
システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】２地点間に張られた１本の光伝送路の断
線の有無を判断する装置として、後方錯乱光測定装置
（ＯＴＤＲ）が知られている。このＯＴＤＲは、光ファ
イバの一端（入射点）から入射された光パルスが、光フ
ァイバ中を伝搬する際に生じるレイリー錯乱光のうち、
光パルスの入射点に戻ってくる光の強度を測定し、測定
した光の強度の時間に対する変化率から光損を算出する
装置である。時間を横軸とし、戻ってくるレイリー錯乱
光の強度を縦軸にプロットすると、曲線状のグラフが得
られる。横軸は光ファイバ長に対応すると考えられるた
め、このグラフの傾きは、光ファイバの単位長さに対す
る光損を表すこととなる。そのため、光伝送路が断線し
ていれば、断線した位置に対応するグラフ地点に顕著な
光損特性が現れ、光伝送路の断線の有無を判断すること
ができる。

【０００３】図８は、パッシブダブルスター形式の光通
信網の一例を示したブロック図である。この光通信網
は、局側光終端装置１０００と、スターカプラ１００１
と、５つの端末側光終端装置１００３〜１００７とを備
える。局側光終端装置１０００及びスターカプラ１００
１は、光伝送路１００２を介して接続されている。スタ
ーカプラ１００１と、端末側光終端装置１００３〜１０
０７はそれぞれ端末側光伝送路１００８〜１０１２を介
して接続されている。

【０００４】スターカプラ１００１は、１つの入力用光
ファイバと複数の出力用光ファイバとを備え、入力用光
ファイバから入射した光の強度を等分し、各出力用ファ
イバに出力する光デバイスである。また、スターカプラ
１００１は、光信号を逆方向に伝搬することも可能であ
り、この場合、複数の出力用光ファイバのいずれか１つ
の端子から光信号が入射すると、入射した光を、入力用
光ファイバから出力する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
光通信網の端末側光伝送路の障害検出を上記ＯＴＤＲを
用いて行う場合、局側光終端装置１０００にＯＴＤＲを
接続し、局側光終端装置１０００から検査光を端末側光
終端装置１００３〜１００７に向けて出力する。局側光
終端装置から出力された検査光は、光伝送路１００２を
伝搬し、スターカプラ１００１に到達し、各端末側光伝
送路１００８〜１０１２に伝搬する。そして、各端末側
光伝送路１００８〜１０１２を伝搬する検査光のレイリ
ー錯乱光のうち局側光終端装置に戻ってくる光を測定し
光損を算出する。しかし、局側光終端装置１０００に
は、各端末側光伝送路１００８〜１０１２からレイリー
錯乱光が戻ってくるため、特定の端末側光伝送路の光損
を調べることができず、どの端末側光伝送路が断線した
かを特定することができない。

【０００６】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、パッシブダブルスター形式の光通信網
のような、複数の網終端装置を備える光通信網において
も、障害のある端末側光伝送路を特定することができる
光伝送路障害検出システムを提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
複数の端末側光終端装置と、光信号を分岐するスターカ
プラと、当該スターカプラを介して端末側光終端装置に
光信号を出力する局側光終端装置と、スターカプラによ
り分岐された光信号を各端末側光終端装置に伝達する複
数の端末側光伝送路とを備え、当該端末側光伝送路の障
害を検出する光伝送路障害検出システムであって、スタ
ーカプラを介して各端末側光伝送路に検査光を出力する
検査光源と、端末側光伝送路毎に設けられ、当該端末側
光伝送路を流れる検査光を受信し、受信した検査光に各
光伝送路毎に異なる処理を施し、処理した検査光を端末
側光伝送路に折り返して出力する検査光折返手段と、折
り返して出力された検査光をスターカプラを介して受信
し、当該検査光をもとに障害のある端末側光伝送路を検
出する障害検出手段とを備えることを特徴とする光伝送
路障害検出システムである。

【０００８】この場合、光折返手段により、受信した検
査光が、端末側光伝送路毎に異なる処理が施され端末側
光伝送路に折り返して出力される。そして、障害検出手
段により、折り返し出力された検査光をもとに障害のあ
る端末側光伝送路が特定される。折返し出力された検査
光は、端末側光伝送路毎に異なる処理が施されているた
め、障害検出手段によって、どの光伝送路に障害が発生
したかを特定することができる。

【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、検査光源は、それぞれ波長の異なる検査光
を出力する複数の検査光源を含み、検査光折返手段は、
端末側光伝送路毎に反射する検査光の組み合わせが異な
るように少なくとも１つの検査光を反射する検査光反射
手段を備え、障害検出手段は、反射された検査光を波長
毎の光強度を基に障害のある端末側光伝送路を検出する
ことを特徴とする。

【００１０】この場合、検査光反射手段により、検査光
出力手段より出力され、スターカプラを介して各端末側
光伝送路上を流れる検査光が反射される。この検査光反
射手段は、検査光の反射する波長の組み合わせが異なる
ように少なくとも１つの検査光を反射する。そのため、
検査光源より出力された検査光の波長毎の、検査光反射
手段により反射された検査光の光強度パターンは、障害
が発生している端末側光伝送路によって、異なるパター
ンを示すこととなる。その結果、障害の発生した光伝送
路を特定することが可能となる。

【００１１】また、この構成によれば、網終端装置毎に
それぞれ反射する光の波長が異なる光反射手段を備える
必要が無くなるとともに、検査光源も、網終端装置毎に
それぞれ異なる波長の検査光を出力する必要がなくな
り、光伝送路障害検出システムの構成をシンプルにする
ことができる。

【００１２】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、検査光折返手段のそれぞれは、互いに異な
る第１の設定値に基づいて検査光の遅延特性を変化させ
る端末側光特性変化手段を備え、障害検出手段は、端末
側光特性変化手段により変化された検査光の遅延特性を
第２の設定値に基づいて更に変化させる局側光特性変化
手段と、当該局側光特性変化手段により出力された検査
光を受信する検査光受信手段とを備えることを特徴とす
る。

【００１３】この場合、端末側光特性変化手段により、
第１の設定値に基づいて特性が変化された検査光は、局
側光特性変化手段により、第２の設定値に基づいて更に
特性が変化される。第１の設定値は、それぞれ端末側光
伝送路毎に異なる設定値が設定されている。第１及び第
２の設定値が等しい端末側特性変化手段及び局側特性変
化手段を通過した検査光と、第１及び第２の設定値が異
なる局側光特性変化手段及び端末側光特性変化手段を通
過した検査光は、それぞれ異なる特性をもって検査光受
信手段に出力される。そのため、第２の設定値を端末側
光特性変化手段に設定された第１の設定値に順次一致さ
せ、検査光出力により受信される検査光の強度を観測す
ることにより、いずれの光伝送路に障害が発生したかを
検出することができる。また、この構成によれば１つの
波長の検査光を用いて、障害のある端末側光伝送路を特
定することができる。

【００１４】請求項４記載の発明は、請求項３記載の光
伝送路障害検出システムにおいて、端末側光特性変化手
段は、２個の出力端と、受信した光を第１の設定値に基
づいて所定時間遅延させる第１の光路と、当該第１の光
路と並列接続された第２の光路と、第１及び第２の光路
から出力された光が干渉性を有する場合、両光を合成
し、合成した光を一方の出力端のみから出力するととも
に、第１及び第２の光路から出力された光が干渉性を有
さない場合、両光を両出力端に分岐して出力する光分配
手段とを備え、局側光特性変化手段は、２個の出力端子
と、受信した光を第２の設定値に基づいて所定時間遅延
させる第３の光路と、当該第３の光路と並列接続された
第４の光路と、第３及び第４の光路から出力された光が
干渉性を有する場合、両光を合成し、合成した光を一方
の出力端のみから出力するとともに、第３及び第４の光
路から出力された光が干渉性を有さない場合、両光のそ
れぞれを両出力端に分岐して出力する光分配手段とを備
え、検査光受信手段は、局側光特性光変化手段の両出力
端から出力された検査光の差分をとることを特徴とす
る。

【００１５】この場合、端末側光特性変化手段に入射し
た検査光は、第１の光路により、第１の設定値に基づい
て所定時間遅延されるとともに、第２の光路により、遅
延されずに光分配手段へと導かれる。そして、光分配手
段により、第１の光路を通過した検査光と、第２の光路
を通過した検査光とは、それぞれ、２個の出力端に分配
されて出力される。したがって、両出力端のそれぞれか
ら出力された検査光は、第１の光路により遅延された検
査光と、第２の光路により遅延されていない検査光とを
含むこととなる。そして、両入力端のうち一方の入力端
から出力された検査光は、局側光特性変化手段に入力さ
れる。局側特性変化手段に入力された検査光は、第３の
光路により所定時間遅延されるとともに、第４の光路に
より遅延されずに、光分配手段に導かれる。ここで、局
側光特性変化手段に入力された検査光は、端末側光特性
変化手段により所定時間遅延された検査光と遅延されて
いない検査光とを含むため、端末側光特性変化手段と局
側光特性変化手段との遅延時間が一致している場合、第
３の光路を通過した検査光と第４の光路を通過した検査
光の一部は、それぞれ干渉し、一方の出力端から出力さ
れることとなる。一方、遅延時間の異なる局側光特性変
化手段及び端末側光特性変化手段を通過した検査光は、
干渉性を有さないため、分岐手段により、両出力端子か
ら分岐されて出力される。そして、検査光受信手段は、
両出力端子から出力された検査光の差分をとるため、両
出力端子から分岐して出力された検査光を相殺するが、
干渉性を有し両出力端のうち一方の出力端のみから出力
された検査光を相殺しない。そのため、障害のある端末
側光伝送路を特定することができる。

【００１６】請求項５記載の発明は、請求項３記載の光
伝送路障害検出システムにおいて、端末側光特性変化手
段は、並列接続され、かつ、それぞれ異なる遅延時間が
設定された複数の光遅延器を備え、光遅延器の各設定値
は第１の設定値に基づいて設定され、局側光特性変化手
段は、並列接続され、かつ、それぞれ異なる遅延時間が
設定された複数の光遅延器を備え、光遅延器の各設定値
は第２の設定値に基づいて設定されることを特徴とす
る。

【００１７】並列接続され、かつ、それぞれ異なる遅延
時間が設定された光遅延器は、光符号拡散器と呼ばれ
る。この光符号拡散器に例えば光パルス入射すると、こ
の光パルスは、それぞれ異なる遅延時間が設定された光
遅延器を通過するため、光パルス列となって出力され
る。この光パルス列を符号拡散形式と呼ぶ。光符号拡散
器は、符号拡散形式の等しい符号拡散器より出力された
検査光を受信した場合、この検査光を重畳させ、各検査
光を集中させ、強い光を出力する。一方、光符号拡散器
は、符号拡散形式の異なる光符号拡散器より出力された
検査光を受信した場合、受信した検査光の光強度を分散
させて出力する。そのため、検査光受信器は、符号形式
が共に等しい端末側光符号拡散器及び局側光符号拡散器
を通過した検査光を受信した場合、強度の強い検査光を
受信するが、符号形式が異なる端末側光符号拡散器及び
局側光符号拡散器を通過した検査光を受信した場合、強
度の弱い検査光を受信することとなる。したがって、局
側光特性変化手段の光符号拡散器の設定値を端末側光符
号拡散器の設定値に順次一致させ、網側終端装置の光符
号拡散器から出力される検査光を検査光受信器で観測す
ることにより、どの光伝送路に障害が発生したかを特定
することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）図１は、本発明
に係る光伝送路障害検出システムの第１の実施形態のブ
ロック構成図を示している。この光伝送路障害検出シス
テムは、局側光終端装置１０１と、３個の検査光源１０
２１〜１０２３と、スターカプラ１０４と、７個の検査
光反射器１０７１〜１０７７と、７個の端末側光終端装
置１０８１〜１０８７を主な構成要素としている。

【００１９】局側光終端装置１０１は、光カプラ１０３
３及び光伝送路１０５を介してスターカプラ１０４に接
続されている。スターカプラ１０４には、７本の端末側
光伝送路１０６１〜１０６７が接続されている。端末側
光伝送路１０６１〜１０６７には、それぞれ検査光反射
器１０７１〜１０７７が接続されている。検査光反射器
１０７１〜１０７７には、それぞれ端末側光終端装置１
０８１〜１０８７が接続されている。光カプラ１０３３
には、光カプラ１０３２を介して検査光受信器１０６が
接続されている。光カプラ１０３３には、光カプラ１０
３１及び１０３２を介して３個の検査光源１０２１〜１
０２３が接続されている。

【００２０】光伝送路１０５及び端末側光伝送路１０６
１〜１０６７は、単一モード光ファイバ（single mood
fiber；ＳＭＦ）であり、全て同等の基本特性を備えて
いる。基本特性とは、単位長さあたりの光損、遮断周波
数及び分散特性をいう。

【００２１】検査光反射器１０７１〜１０７７は、特定
の波長の光を反射するが、それ以外の波長の光を透過す
る性質を有する光素子であり、本実施形態では、ＦＢＧ
（fiber bragg grating）が使用されている。ＦＢＧ
は、反射率が高い、透過光損が小さい、小型軽量である
などの優れた特徴がある。以下の説明においては、例え
ば波長λの光を反射するＦＢＧをλのＦＢＧと言う。検
査光反射器１０７１〜１０７７は、３種類の波長λ１、
λ２及びλ３のＦＢＧの組み合わせからなり、その組み
合わせは全て異なる。また、３種類の波長λ１、λ２及
びλ３は、局側光終端装置１０１から出力される光とは
波長帯域が異なる。

【００２２】本実施形態の場合、3つの波長をλ１、λ
２及びλ３とすると、検査光反射器１０７１はλ１のＦ
ＢＧを含み、検査光反射器１０７２はλ２のＦＢＧを含
み、検査光反射器１０７３はλ３のＦＢＧを含み、検査
光反射器１０７４はλ１のＦＢＧ及びλ２のＦＢＧを含
み、検査光反射器１０７５はλ１のＦＢＧ及びλ３のＦ
ＢＧを含み、検査光反射器１０７６はλ２のＦＢＧ及び
λ３のＦＢＧを含み、検査光反射器１０７７はλ１のＦ
ＢＧ、λ２のＦＢＧ及びλ３のＦＢＧを含む。

【００２３】検査光源１０２１は波長λ１の光を発生
し、検査光源１０２２は波長λ２の光を発生し、検査光
源１０２３は波長λ３の光を発生する。なお、検査光源
１０２１〜１０２３の発生する光は、連続光及びパルス
光のいずれを出力してもよい。検査光源１０２１〜１０
２３の光は、光カプラ１０３１によって合波される。本
実施形態では、光カプラ１０３１はスターカプラである
が、ＷＤＭ（wavelengthdivision multiplexing；波長
分割多重）カプラであってもよい。

【００２４】光カプラ１０３３は、通信用信号光と検査
光とを合波するための光カプラであり、本実施形態で
は、波長λ１と波長λ２と波長λ３と局側光終端装置１
０１の通信用信号光とを合波及び分波することができる
ＷＤＭカプラが用いられる。なお、光カプラ１０３３と
しては、ＷＤＭカプラに代えて３ｄＢ（デシベル）カプ
ラを用いてもよい。光カプラ１０３３として、３ｄＢカ
プラを用いる場合は、局側光終端装置１０１側への光の
逆流を防止するために、局側光終端装置１０１と光カプ
ラ１０３３との間に光アイソレータなどを挿入すればよ
い。

【００２５】３ｄＢカプラは、２本の光導波路の一部を
接近させることにより光が相互に結合するようにした光
デバイスであり、基本的には入力用の２端子と出力用の
２端子をもつ４端子の光デバイスである。ただし、構造
の対称性から、入力側と出力側とはと特性上の区別はな
い。

【００２６】３ｄＢカプラは次のような性質を持ってい
る。入力端子のいずれかに光が入射したときは、出力用
の２端子には、同一の強度の光が出力される。その強度
は入射光の半分であるため、３ｄＢカプラと言われる。
入力用の２端子の両方から光が同時に入射する場合に
は、光の干渉性によって結果が異なる。干渉性のない光
が入力用の２端子から同時に入射する場合は、一つの端
子から入射する場合の単純な重ね合わせであるため、出
力用の２端子には同じ強度の光が出力される。干渉性の
ある光が２つの入力端子から入射した場合には、出力端
子の一方の端子のみから出力される。２つの端子のうち
どちらから出力されるかは、光の結合部に到達した２つ
の光の位相関係によって決まる。すなわち、光の位相が
同位相で加わるか、あるいは逆位相で加わるかによって
決まる。

【００２７】光カプラ１０３２は、光サーキュレータで
ある。光サーキュレータは、第１〜第３の３つのポート
を持つ光デバイスであり、第１のポートに入射した光
は、第２のポートから出力され、第２のポートに入射し
た光は、第３のポートから出力される。本実施形態で
は、光カプラ１０３２の第１のポートには、光カプラ１
０３１が接続されている。光カプラ１０３２の第２のポ
ートには、光カプラ１０３３の一端が接続されている。
光カプラ１０３２の第３のポートには、検査光受信器１
０６が接続されている。なお、光カプラ１０３２として
は、光サーキュレータに代えて３ｄＢカプラを用いても
よい。

【００２８】検査光受信器１０６は、光の波長毎の光強
度を測定可能な装置であって、本実施形態では光スペク
トルアナライザ（光ＳＰ）が使用されている。

【００２９】次に、本光伝送路障害検出システムの動作
について説明する。

【００３０】まず、光伝送路に異常が無いとする。検査
光源１０２１から送出された波長λ１の光は、光カプラ
１０３１、１０３２、１０３３、光伝送路１０５、スタ
ーカプラ１０４を通過して、端末側光伝送路１０６１〜
１０６７に分配され、検査光反射器１０７１〜１０７７
に到達する。検査光反射器１０７１、１０７４、１０７
５及び１０７７には、λ１のＦＢＧが含まれているた
め、波長λ１の光は、検査光反射器１０７１、１０７
４、１０７５及び１０７７により反射され、図１で示す
光伝搬方向とは逆方向（逆伝搬方向）に伝搬される。

【００３１】次いで、光伝送路１０５を、逆方向に伝搬
された波長λ１の光は、光カプラ１０３３に入射した
後、光カプラ１０３２の第２ポートに入射する。次い
で、波長λ１の光は、光カプラ１０３２の第３のポート
から出力され、検査光受信器１０６に入力される。以
下、説明の便宜上、各検査光反射器１０７１〜１０７７
により反射された検査光の強度は同一の値１Ｐであると
する。本実施形態では、端末側光伝送路１０６１〜１０
６７に異常がない場合、波長λ１の光は、検査光反射器
１０７１、１０７４、１０７５及び１０７７で反射され
るため、検査光受信器１０６により４Ｐの強度が示され
る。また、端末側光伝送路１０６１〜１０６７に異常が
ない場合、検査光源１０２２及び１０２３からそれぞれ
出力される波長λ２及びλ３の光も波長λ１の光と同様
に、それぞれ４個の検査光反射器により反射されるた
め、検査光受信器１０６により、それぞれ４Ｐの強度が
示される。したがって、検査光源１０２１〜１０２３か
らそれぞれ波長λ１、λ２及びλ３の光を同時に出力す
ると、検査光受信器１０６は、波長λ１、λ２及びλ３
の検査光に対してそれぞれ４Ｐの強度を示す。この状態
を（４Ｐ、４Ｐ、４Ｐ）と表す。

【００３２】次に、端末側光伝送路１０６１〜１０６７
のうちのどれか１本が断線した場合を考える。例えば端
末側光伝送路１０６１が断線した場合、波長λ１の光が
検査光反射器１０７１によって反射されないため、光伝
送路１０５を逆方向に伝搬される光の強度が１Ｐ分減少
する。したがって、検査光受信器１０６は、状態（３
Ｐ、４Ｐ、４Ｐ）を示す。同様に、端末側光伝送路１０
６２〜１０６７が順次断線したとすると、検査光受信器
１０６は、（４Ｐ、３Ｐ、４Ｐ）、（４Ｐ、４Ｐ、３
Ｐ）、（３Ｐ、３Ｐ、４Ｐ）、（３Ｐ、４Ｐ、３Ｐ）、
（４Ｐ、３Ｐ、３Ｐ）、（３Ｐ、３Ｐ、３Ｐ）の状態を
示す。

【００３３】このように、本光伝送路障害検出システム
によれば、断線のある端末側光伝送路１０６１〜１０６
７によって、検査光受信器１０６の観測する状態（スペ
クトル）が全て異なるため、どの光伝送路が断線したか
を知ることができる。

【００３４】なお、各検査光反射器１０７１〜１０７７
により反射される光の強度は、同一にする必要はない
が、検査光反射器１０７１〜１０７７の手前に光の減衰
量を調節することができる光減衰器を挿入すれば、各検
査光反射器１０７１〜１０７７により反射される光の強
度を同一にすることができる。

【００３５】（第２実施形態）図２は、本発明に係る光
伝送路障害検出システムの第２の実施形態のブロック構
成図である。本光伝送路障害検出システムは、局側装置
２１０と、局側装置２１０と光伝送路２５０を介して接
続されたスターカプラ２４０と、スターカプラ２４０と
それぞれ端末側光伝送路２３０を介して接続された複数
の端末側装置２２０とを備える。

【００３６】局側装置２１０は、局側光終端装置２１１
と、検査光源２１２と、ＷＤＭカプラ２１３と、光カプ
ラ２１４と、局側光干渉系２１５と、検査光受信器２１
６とを備える。

【００３７】局側光終端装置２１１は、ＷＤＭカプラ２
１３及び光伝送路２１７を介して光カプラ２１４と接続
されている。検査光受信器２１６は、局側光干渉系２１
５を介して光カプラ２１４と接続されている。検査光源
２１２は、ＷＤＭカプラ２１３と接続されている。

【００３８】端末側装置２２０は、光カプラ２２１と、
光カプラ２２２と、端末側光干渉系２２３と、端末側光
終端装置２２４とを備える。光カプラ２２１は、端末側
光伝送路２３０と接続されている。端末側光終端装置２
２４は、光カプラ２２２を介して光カプラ２２１と接続
されている。端末側光干渉系２２３は、光カプラ２２２
と光カプラ２２１との間に接続された折返しループ２２
５上に接続されている。

【００３９】ＷＤＭカプラ２１３は、通信用信号光と検
査光とを合波して光伝送路２１７に出力する。なお、Ｗ
ＤＭカプラ２１３としては、３ｄＢカプラを用いてもよ
い。

【００４０】光カプラ２１４は、３ｄＢカプラであり、
通信用信号光と検査光とを端末側光伝送路２３０に出力
し、戻ってきた検査光を取り出すための光カプラであ
る。

【００４１】光カプラ２２１は、光サーキュレータであ
り、検査光を元の光伝送路２５０に戻すための光カプラ
である。なお、光カプラ２２１は、光サーキュレータに
代えて、３ｄＢカプラを用いてもよい。

【００４２】検査光受信器２１６は、光電変換素子、２
つの光入力端などを備え、両入力端から入射した光を、
光電変換素子によりそれぞれ電気信号に変換し、両電気
信号の強度差（差分値）をモニタなどに出力する。検査
光受信器２１６としては、光電変換素子として、周知の
バランストレシーバを用いる。

【００４３】図３は、端末側光干渉系２２３のブロック
構成図を示している。端末側光干渉系２２３は、光入力
端３０１ａ及び３０８ａと、３ｄＢカプラ３０２ａと、
光遅延器３０３ａと、光導波路３０４ａと、３ｄＢカプ
ラ３０５ａと、光出力端３０６ａ及び３０７ａとを備え
る。光入力端３０１ａ及び３０８ａは、３ｄＢカプラ３
０５ａに接続されている。光出力端３０６ａ及び３０７
ａは、３ｄＢカプラ３０５ａと接続されている。３ｄＢ
カプラ３０２ａと３ｄＢカプラ３０５ａとは、光遅延器
３０３ａを介して接続されている。光導波路３０４ａ
は、光遅延器３０３ａと並列接続されている。

【００４４】３ｄＢカプラ３０２ａ及び３０５ａは、２
個の光入力端と２個の光出力端とを備え、両光入力端子
に、干渉性のない光が同時に入力されると、これらの光
強度を２分岐して、両光出力端から強度の等しい光を出
力する。一方、３ｄＢカプラ３０２ａ及び３０５ａは、
干渉性のある光が両入力端に入力されると、一方の出力
端子のみから光を出力する。

【００４５】次に、端末側光干渉系の動作について説明
する。光入力端３０１ａよりスーパルミネセントダイオ
ード光のようなコヒーレンスがあまり高くない光を入射
すると、入射した光は、３ｄＢカプラ３０２ａにより強
度の等しい２つの光に分岐される。一方の光は、光遅延
器３０３ａを通過し、他方の光は光導波路３０４ａを通
過する。３ｄＢカプラ３０２ａ、光遅延器３０３ａ及び
３ｄＢカプラ３０５ａ間の光路Ｒ１と、３ｄＢカプラ３
０２ａ、光導波路３０４ａ及び３ｄＢカプラ３０５ａ間
の光路Ｒ２との光路長の差が無い場合（光遅延器３０３
ａによる遅延が無い場合）、光路Ｒ１を通過した光と光
路Ｒ２とを通過した光とは、干渉性を有するため、３ｄ
Ｂカプラ３０５ａで合成され、光出力端３０６ａから出
力される。一方、光路Ｒ１と光路Ｒ２との間に、光路差
がある場合、両光は、干渉性を有しないため、それぞれ
等しい強度の光に２分岐され、光出力端３０６ａ及び光
出力端３０７ａから出力される。

【００４６】局側光干渉系２１５は、端末側光干渉系２
２３と構成を同一とする。以下の説明では、端末側光干
渉系２２３に対応する局側光干渉系２１５の同一名称の
部品は、「ｂ」の番号を付して説明する。また、端末側光
干渉系２２３の光路Ｒ１及びＲ２に対応する局側光干渉
系２１５の光路は、光路Ｒ３及びＲ４とする。局側光干
渉系２１５の光遅延器３０３ｂは、光遅延時間を調節す
ることができる可変式のものを採用する。また、端末側
光干渉系２２３は、端末側装置２２０毎に異なる光路長
差を有するものとする。端末側装置２２０毎に異なる光
路長差を持たせることは、光遅延量が可変な光干渉系の
光遅延器を半固定で用いることにより、容易に実現でき
ることであり、装置のコスト低減にもつながる。

【００４７】次に、図２に示す光伝送路障害検出システ
ムの動作について説明する。検査光源２１２から出力さ
れた検査光は、ＷＤＭカプラ２１３、光カプラ２１４、
光カプラ２２１、光カプラ２２２を順番に通過し、折返
しループ２２５を通って端末側光干渉系２２３に入射す
る。端末側干渉系２２３から出力された検査光は、更
に、光カプラ２２１、端末側光伝送路２３０、光カプラ
２１４を通過し、局側光干渉系２１５に入射する。そし
て、局側光干渉系２１５から出力された検査光は、検査
光受信器２１６に入射し、電気信号に変換される。

【００４８】次に、検査光として光パルスを用いた場合
を例に挙げて、光伝送路障害検出システムの動作の詳細
な説明を行う。検査光源２１２から出力された検査光
は、端末側光干渉系２２３に入射する。端末側光干渉系
２２３に入射するまでは、検査光は、単一の光パルスで
ある。そして、検査光が端末側光干渉系２２３に入射す
ると、図４（ａ）に示すように、３ｄＢカプラ３０２ａ
により２分岐される。光路Ｒ１を通過する光は、光遅延
器３０３ａにより所定時間遅延され（遅延時間Ｔ）、３
ｄＢカプラ３０５ａに到達する。一方、光路Ｒ２を通過
する光は、遅延されることなく３ｄＢカプラに到達す
る。したがって、検査光は、端末側光干渉系２２３によ
り、光パルスＸ１と、光パルスＸ１に対してＴ時間ずれ
た光パルスＸ２との２つの光パルスとなって出力され
る。そして、光パルスＸ１及びＸ２は、局側光干渉系２
１５に到達し、光入力端３０１ｂを介して３ｄＢカプラ
３０２ｂに入射する。３ｄＢカプラ３０２ｂに入射した
光パルスＸ１及びＸ２は、光入力端３０８ｂから干渉性
のある光パルスが入力されていないため、図４（ｂ）に
示すように、それぞれ強度の等しい光パルスに２分岐さ
れる。ここでは、光パルスＸ１は、光パルスＸ１１及び
Ｘ１２に、光パルスＸ２は、光パルスＸ２１及びＸ２２
に２分岐されたとする。したがって、光路Ｒ１には、光
パルスＸ１１及びＸ２１が、光路Ｒ２には、光パルスＸ
２１及びＸ２２が存在する。光遅延器３０３ａ及び３０
３ｂの遅延時間が等しい場合、光パルスＸ１１は、光パ
ルスＸ１２に対してＴ時間ずれて３ｄＢカプラに到達
し、光パルスＸ２１は、光パルスＸ２２に対して、Ｔ時
間ずれて３ｄＢカプラ３０５ｂに到達する。光パルスＸ
１２及びＸ２１は、単独で３ｄＢカプラ３０５ｂに到達
するため、それぞれ２分岐されて、検査光受信器２１６
に入射するが、光パルスＸ１１及びＸ２２は、同時に３
ｄＢカプラ３０５ｂに到達するため、ともに干渉して光
出力端３０６ｂのみに干渉した光が出力される。そのた
め、検査光受信器２１６は、光パルスＸ１１及びＸ２２
が干渉した光パルスについて、両入力端子間の電気信号
の差分値を出力することができる。

【００４９】一方、光遅延器３０３ｂ及び３０３ａの遅
延時間とが異なる場合（光路長差が異なる場合）、３ｄ
Ｂカプラ３０５ｂへの光パルスの到達時刻が全て異なる
ため、光出力端３０６ｂ及び３０７ｂには、それぞれ４
つの光パルス列が出力される。そのため、検査光受信器
２１６は、両入力端子間の電気信号の差分値を出力する
ことができない。

【００５０】以上の原理を光伝送路の障害検出に適用す
るためには、以下のような構成とする。端末側光干渉系
２２３の光遅延時間は、それぞれ異なるものとする。局
側光干渉系２１５の光遅延時間は可変であって、各端末
側装置２２０の端末側光干渉系２２３の光遅延時間に一
致できる構造とする。

【００５１】このような構成で、局側光干渉系２１５の
光遅延時間を調節し、各端末側装置２２０の光遅延時間
に順次合わせる。端末側光伝送路２３０に障害があれ
ば、障害のある端末側光伝送路２３０の端末側装置２２
０の遅延時間と同一の遅延時間を局側光干渉系２１５の
遅延時間として設定したとき、検査光受信器２１６は電
気信号を出力しないため、障害のある端末側光伝送路２
３０を特定することができる。

【００５２】なお、以上の説明は、検査光を光パルスと
したが、干渉性のある光が３ｄＢカプラに到達するか否
かが要点であるので、連続光を用いても端末側光伝送路
２３０の障害を検出することが可能である。

【００５３】また、図３の説明では、局側光干渉系２１
５は、検査光受信器２１６の手前に接続されているが、
検査光源２１２とＷＤＭカプラ２１３との間に接続して
もよい。

【００５４】また、光カプラ２１４を検査光源２１２及
びＷＤＭカプラ２１３間に接続してもよい。この場合、
光カプラ２１４を光サーキュレータとすることによっ
て、光損を小さくすることができる。

【００５５】また、局側及び端末側光干渉系２１５及び
２２３を図５に示すような構成にしてもよい。図５に示
す光干渉系は、ＷＤＭカプラ４０１と、３ｄＢカプラ４
０２と、光遅延器４０３と、光導波路４０４と、光反射
体４０５及び４０６とを備える。ＷＤＭカプラ４０１及
び光反射体４０５間には、３ｄＢカプラ４０２、光遅延
器４０３が順番に接続されている。また、３ｄＢカプラ
４０２の一方の光出力端には、光反射体４０６が光導波
路４０４を介して接続されている。

【００５６】端末側装置２２０に入射した光は、ＷＤＭ
カプラ４０１により波長に応じて分割され、３ｄＢカプ
ラ４０２により２分岐される。２分岐された光はそれぞ
れ光遅延器４０３及び光導波路４０４を通過し、光反射
体４０５及び４０６で反射され、元の光伝送路２５０を
引き返す。したがって、３ｄＢカプラ４０２で合波され
た光は、片道の２倍の光遅延量を有することとなる。

【００５７】（第３実施形態）図６は、本発明の光伝送
路障害検出システムの第３の実施形態のブロック構成図
である。本光伝送路障害検出システムは、図２に示す光
伝送路障害検出システムにおいて、局側光干渉系２１５
に代えて局側光符号拡散器５０２を、端末側光干渉系２
２３に代えて、端末側光符号拡散器５０１を接続してい
る。

【００５８】図７は、端末側光符号拡散器５０１のブロ
ック構成図である。端末側光符号拡散器５０１は、光入
力端６０１ａと、スターカプラ６０２ａ及び６０３ａ
と、４個の光遅延器６０４ａ〜６０７ａと、光出力端６
０８ａとを備える。光入力端６０１ａは、スターカプラ
６０２ａに接続されている。光出力端６０８ａは、スタ
ーカプラ６０３ａに接続されている。スターカプラ６０
２ａ及びスターカプラ６０３ａ間には、光遅延器６０４
ａ〜６０７ａが並列に接続されている。スターカプラ６
０２ａ及び６０３ａは、１対Ｎのスターカプラであり、
本実施形態では、Ｎ＝４のスターカプラを用いる。光遅
延器６０４ａ〜６０７ａは、それぞれ光遅延時間が異な
る。光路Ｒ４ａ〜Ｒ７ａのそれぞれの光路長は、光遅延
器６０４ａ〜６０７ａにより調節することができる。こ
の場合、各光路Ｒ４ａ〜Ｒ７ａの光パルスの遅延時間
は、時間Ｔの整数倍となるように設定する。時間Ｔは、
例えばナノセカンドオーダーである。

【００５９】光入力端６０１ａから入射した光パルス
は、光路Ｒ４ａ〜Ｒ７ａを通過すると、光遅延器６０４
ａ〜６０７ａの設定によって、４つの時間差をもった光
パルス列に変換される。光路Ｒ４ａ〜Ｒ７ａの光遅延器
６０４ａ〜６０７ａの設定の仕方によって、光出力端６
０８ａから出力される４つの光パルスは、時間軸上の並
び方が変わる。この光パルスの時間軸上の並び方のこと
を符号形式という。

【００６０】このように変換されたパルス列は、以下に
述べる性質を持っている。光符号拡散器通過した光は、
光パルス列となって、時間軸上で分散して出力される
（符号拡散）。光符号拡散器から出力した光パルス列
は、再度同じ符号形式の光符号拡散器を通過すると、非
コヒーレントな光のパワーの加算が起こり、パルス列の
時間軸上の中央部に光のパワーが集中し、ピーク強度の
強い光信号となる。一方、光符号拡散器から出力した光
パルス列は、異なる符号形式の光符号拡散器を通過する
と、光パワーの集中が起こらず、雑音的な光信号、すな
わち、ピーク強度の弱い光信号となる。

【００６１】以上の説明は、検査光が単一の光パルスに
ついて行ったが、一定周期の光パルス列とすると、検査
光受信器２１６の感度が上昇するため好ましい。ただ
し、光符号拡散器に入射する光パルス列の周期は、光符
号拡散器によって形成される光パルス列の周期よりも十
分に大きいとする。

【００６２】局側光符号拡散器５０２は、端末側光符号
拡散器５０１と構成を同一とする。したがって、端末側
光符号拡散器５０１に対応する局側光符号拡散器５０２
の同一名称の部品は、「ｂ」の番号を付して説明する。ま
た、端末側光符号拡散器５０１の光路Ｒ４ａ〜Ｒ７ａに
対応する局側光符号拡散器５０２の光路は、光路Ｒ４ｂ
〜Ｒ７ｂとする。

【００６３】次に、図６に示す光伝送路障害検出システ
ムの動作について説明する。検査光源２１２より出力さ
れた検査光は、ＷＤＭ２１３、光カプラ２１４及び光カ
プラ２２１を通過して光カプラ２２２に入射する。検査
光は、光カプラ２２１により、通信用信号光と分離さ
れ、端末側光符号拡散器５０１に入射し、符号拡散され
る。符号拡散された検査光は、光カプラ２２１により、
端末側光伝送路２３０に戻され、光カプラ２１４に入射
し、局側光符号拡散器５０２を経て、検査光受信器２１
６に入射する。

【００６４】検査光受信器２１６に入射した検査光は、
光符号拡散器を２回通過している。そのため、光符号拡
散器の性質により、局側光符号拡散器５０２の符号形式
と端末側光符号拡散器５０１の符号形式とが一致してい
れば、検査光は、一定の強度以上の強度をもった光に変
換され、検査光受信器２１６に出力される。一方、局側
光符号拡散器５０２の符号形式と端末側光符号拡散器５
０１との符号形式が一致していない場合、検査光は、雑
音的な光信号に変換され、検査光受信器２１６に出力さ
れる。

【００６５】検査光受信器２１６は、入射した検査光の
強度が所定強度以上であれば、電気信号を出力する。し
たがって、検査光受信器２１６は、局側光符号拡散器５
０２と端末側光符号拡散器５０１との符号形式が一致し
ていなければ、ピーク強度が所定強度以下である雑音的
な光信号を受信するため、電気信号を出力しない。一
方、検査光受信器２１６は、局側光符号拡散器５０２と
端末側光符号拡散器５０１との符号形式が一致している
場合は、ピーク強度が所定強度以上の光信号を受信する
ため、電気信号を出力する。そのため、局側光符号拡散
器５０２と端末側光符号拡散器５０１との符号形式の一
致の有無を判別することができる。

【００６６】本光伝送路障害検出システムは、以上の原
理を用いて、次のような構成により端末側光伝送路２３
０の障害を検出する。端末側光符号拡散器５０１の光符
号形式は、各々異なるものとする。局側光符号拡散器５
０２の光符号形式は、可変であって端末側光符号拡散器
５０１光符号形式に一致させることができる構造とす
る。

【００６７】このような構成により、局側光符号拡散器
５０２の光符号形式を変え、複数の端末側光符号拡散器
５０１の光符号形式に順次合わせる。スターカプラより
端末側光終端装置側の伝送路に障害があれば、所定の光
符号形式に対して電気信号が出力されないため、障害の
ある端末側光伝送路２３０を特定することができる。

【００６８】なお、本実施形態では、局側光符号拡散器
５０２は、検査光受信器２１６の手前に接続されている
が、検査光源２１２とＷＤＭカプラ２１３との間に接続
してもよい。また、光カプラ２１４を、検査光源２１２
とＷＤＭカプラ２１３との間に接続してもよい。この場
合、光カプラ２１４を光サーキュレータとすることによ
り本光伝送路障害検出システムの光損を小さくすること
ができる。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光折返手段により、受信した検査光に対し、端末側光伝
送路毎に異なる処理が施され、端末側光伝送路に折返し
出力され、折返し出力された検査光をもとに障害を検出
するため、パッシブダブルスター形式のような光通信網
においても障害の発生した端末側光伝送路を特定するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る光伝送路障害検出システムの第
１の実施形態のブロック構成図である。

【図２】 本発明に係る光伝送路障害検出システムの第
２の実施形態のブロック構成図である。

【図３】 端末側光干渉系のブロック構成図を示してい
る。

【図４】 光干渉系の動作を説明するための図であり、
（ａ）は端末側光干渉系を、（ｂ）は局側光干渉系を示
している。

【図５】 光干渉系の他の形態を示したブロック構成図
である。

【図６】 本発明の光伝送路障害検出システムの第３実
施形態のブロック構成図である。

【図７】 端末側光符号拡散器に用いられる光符号拡散
器のブロック構成図である。

【図８】 パッシブダブルスター形式の光通信網の一例
を示した図である。

【符号の説明】

１０１ ２１１ 局側光終端装置 １０２１〜１０２３ 検査光源 １０３１〜１０３３ 光カプラ １０４ ２４０ スターカプラ １０５ 光伝送路 １０６ 検査光受信器 １０６１〜１０６７ 端末側光伝送路 １０７１〜１０７７ 光反射器 １０８１〜１０８７ 端末側光終端装置 ２１０ 局側装置 ２１２ 検査光源 ２１３ ＷＤＭカプラ ２１４ ２２１ ２２２ 光カプラ ２１５ 局側光干渉系 ２１６ 検査光受信器 ２１７ ２５０ 光伝送路 ２２０ 端末側装置 ２２３ 端末側光干渉系 ２２４ 端末側光終端装置 ２２５ 折返しループ ２３０ 端末側光伝送路 ３０１ａ ３０８ａ ３０１ｂ ３０８ｂ 光入力端 ３０２ａ ３０５ａ ３０２ｂ ３０５ｂ ３ｄＢカプ
ラ ３０３ａ ３０３ｂ 光遅延器 ３０４ａ ３０４ｂ 光導波路 ３０６ａ ３０６ｂ ３０７ａ ３０７ｂ 光出力端 ４０１ ＷＤＭカプラ ４０２ ３ｄＢカプラ ４０３ 光遅延器 ４０４ 光導波路 ４０５ ４０６ 光反射体 ５０１ 端末側光符号拡散器 ５０２ 局側光符号拡散器 ６０１ａ ６０８ａ ６０１ｂ ６０８ｂ 光入力端 ６０２ａ ６０２ｂ ６０３ａ ６０３ｂ スターカプ
ラ ６０４ａ〜６０７ａ ６０４ｂ〜６０７ｂ 光遅延器 １０００ 局側光終端装置 １００１ スターカプラ １００２ 光伝送路 １００３〜１００７ 端末側光終端装置 １００８〜１０１２ 端末側光伝送路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 和夫 大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電 力株式会社内 Ｆターム(参考） 5K042 CA10 DA33 EA01 EA11 FA22 LA11 MA02 MA03 5K102 AA43 AD02 AL08 LA06 LA15 LA22 LA33 LA38 LA53 MH15 MH27 RB01 RB02

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の端末側光終端装置と、光信号を分
   岐するスターカプラと、当該スターカプラを介して前記
   端末側光終端装置に光信号を出力する局側光終端装置
   と、前記スターカプラにより分岐された光信号を各端末
   側光終端装置に伝達する複数の端末側光伝送路とを備
   え、当該端末側光伝送路の障害を検出する光伝送路障害
   検出システムであって、 前記スターカプラを介して各端末側光伝送路に検査光を
   出力する検査光源と、 前記端末側光伝送路毎に設けられ、当該端末側光伝送路
   を流れる検査光を受信し、受信した検査光に各光伝送路
   毎に異なる処理を施し、処理した検査光を前記端末側光
   伝送路に折り返して出力する検査光折返手段と、 前記折り返して出力された検査光を前記スターカプラを
   介して受信し、当該検査光をもとに障害のある端末側光
   伝送路を検出する障害検出手段とを備えることを特徴と
   する光伝送路障害検出システム。
2. 【請求項２】 前記検査光源は、それぞれ波長の異なる
   検査光を出力する複数の検査光源を含み、 前記検査光折返手段は、前記端末側光伝送路毎に反射す
   る検査光の組み合わせが異なるように少なくとも１つの
   検査光を反射する検査光反射手段を備え、 前記障害検出手段は、反射された検査光を波長毎の光強
   度を基に障害のある端末側光伝送路を検出することを特
   徴とする請求項１記載の光伝送路障害検出システム。
3. 【請求項３】 前記検査光折返手段のそれぞれは、互い
   に異なる第１の設定値に基づいて検査光の遅延特性を変
   化させる端末側光特性変化手段を備え、 前記障害検出手段は、前記端末側光特性変化手段により
   変化された検査光の遅延特性を第２の設定値に基づいて
   更に変化させる局側光特性変化手段と、当該局側光特性
   変化手段により出力された検査光を受信する検査光受信
   手段とを備えることを特徴とする請求項１記載の光伝送
   路障害検出システム。
4. 【請求項４】 前記端末側光特性変化手段は、２個の出
   力端と、受信した光を前記第１の設定値に基づいて所定
   時間遅延させる第１の光路と、当該第１の光路と並列接
   続された第２の光路と、前記第１及び第２の光路から出
   力された光が干渉性を有する場合、両光を合成し、合成
   した光を一方の出力端のみから出力するとともに、前記
   第１及び第２の光路から出力された光が干渉性を有さな
   い場合、両光を両出力端に分岐して出力する光分配手段
   とを備え、 前記局側光特性変化手段は、２個の出力端子と、受信し
   た光を前記第２の設定値に基づいて所定時間遅延させる
   第３の光路と、当該第３の光路と並列接続された第４の
   光路と、前記第３及び第４の光路から出力された光が干
   渉性を有する場合、両光を合成し、合成した光を一方の
   出力端のみから出力するとともに、前記第３及び第４の
   光路から出力された光が干渉性を有さない場合、両光の
   それぞれを両出力端に分岐して出力する光分配手段とを
   備え、 前記検査光受信手段は、前記局側光特性光変化手段の両
   出力端から出力された検査光の差分をとることを特徴と
   する請求項３記載の光伝送路障害検出システム。
5. 【請求項５】 前記端末側光特性変化手段は、並列接続
   され、かつ、それぞれ異なる遅延時間が設定された複数
   の光遅延器を備え、前記光遅延器の各設定値は前記第１
   の設定値に基づいて設定され、 前記局側光特性変化手段は、並列接続され、かつ、それ
   ぞれ異なる遅延時間が設定された複数の光遅延器を備
   え、前記光遅延器の各設定値は前記第２の設定値に基づ
   いて設定されることを特徴とする請求項３記載の光伝送
   路障害検出システム。