JP3352135B2 - 光通信システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ローカルエリアネット
ワークなどに用いることができる光通信システムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の光通信システムとして、図５に示
すようなリング状光通信ネットワークが知られている。
同図において、５０は伝送路光ファイバ、５１は光スイ
ッチ、５２〜５５はノードである。光スイッチ５１は通
常ＯＦＦ状態にしておく。今、ノード５２が送信をする
とすれば、ノード５２は光信号を両方向に送出し、他の
各ノードが受信する。両方に回った光信号は光スイッチ
５１で消失し、新たなノードが送信できる状態となる。
光ファイバ５０が断線した場合は光スイッチ５１をＯＮ
状態にして、光信号が一周できるようにする。この場
合、光信号の消失は光ファイバの断線部分で行われる。
また、光スイッチの代わりに光増幅器を用いてオン、オ
フさせる提案もなされている。

【０００３】図５の各ノードは図６に示す様な構成で実
現できる。伝送路光ファイバ５０−１と５０−２はロッ
ドレンズ６０、６１を介して部分的に結合している。ま
た、これらの光ファイバ５０−１と５０−２はミラー６
２、ロッドレンズ６３を介して光フィイバ６４とも結合
している。光ファイバ６４はサーキュレータ６５を介し
て光受信器６６と光送信器６７に接続している。そし
て、光送信器６７からの送信光信号は伝送路光ファイバ
５０−１と５０−２に送出でき、伝送路光ファイバ５０
−１と５０−２から入力された光信号は光受信器６６で
受信できる。

【０００４】ところで、このようなリング状光通信ネッ
トワークでは、光コネクタや光スイッチなどで生じた反
射光がノイズとなって受信され易く、符号誤り率が劣化
するという問題がある。

【０００５】また、光ファイバが単一モード光ファイバ
のときは図６に示した光結合器内の光伝送路光ファイバ
５０−１と５０−２間の光損失が大きくなる。これはミ
ラー６２により光電力が分配されるためだけでなく、光
ビーム形状がミラー６２のために変形したことにより結
合効率の劣化も生じるからである。光ファイバ５０−１
と５０−２間の光損失が大きくなると、多くのノードを
接続するためには伝送路光ファイバ５０−１と５０−２
の途中に光増幅器を設置する必要がある。この場合、伝
送路光ファイバ５０−１と５０−２上では光信号が双方
向に伝送されるので、光増幅器は双方向性でなければな
らない。しかし、双方向性の光増幅器は利得、ノイズの
点で劣り、反射に弱いという欠点を有する。従って、多
くのノードを設置することは基本的に困難であるといえ
る。

【０００６】次に、光通信システムに設置される従来の
一般的な光中継器の構成を図１２により説明する。同図
において１１１，１１２，…，１１ｎは光送信器であ
り、各チャネルの光送信器には周波数ｆ₂₁，ｆ₂₂，…，
ｆ_2nの主信号による変調が施されており、各チャネルの
光出力は光ファイバ１３１，１３２，…，１３ｎを通っ
て、光合波器１０４により１本の光ファイバ１０５に束
ねられ、増幅のみを行う光中継器、いわゆる１Ｒリピー
タ１４５に入力される。１Ｒリピータ１４５では、送信
光信号が光増幅器１０６で一括増幅され、光ファイバ１
０７を通して送り出される。

【０００７】光中継器の監視システムにおいては、光中
継器への光信号入力レベル（光パワー）を監視して所定
のレベル以下であるかどうかを検出すること、光中継器
内部の動作状態が正常であるかどうかを判断すること、
等の機能が必要とされる。また、インサービスで監視情
報を転送したり、光中継器の監視信号を光信号伝送路で
送ることなどもシステムの信頼性とコスト面から必要な
機能である。

【０００８】さらに、特に周波数分割多重の光通信にお
いては、光中継器で各チャネル毎の光信号入力レベルを
監視することは、各チャネル毎の信頼性を確保するとい
う観点からも必要不可欠である。

【０００９】ところが、図１２に示した光中継器では光
信号入力レベルは全くモニタされておらず、光伝送系の
信頼性に欠ける。この問題を解決する方法として、光中
継器の入力側で光信号を一部分岐して、フォトダイオー
ドなどによって光信号入力レベルをモニタすることが考
えられる。しかし、この方法では送信チャネル全ての送
信光信号レベルをモニタすることはできるが、周波数分
割多重光通信方式において各チャネル毎の光信号レベル
を監視することは不可能である。

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の光通信システム、例えば図１２に示したような構成の
光中継器では、光信号入力レベルがモニタされておら
ず、光伝送系の信頼性に欠けるという問題があり、また
光中継器の入力側で光信号を一部分岐して、光信号入力
レベルをモニタする方法では、周波数分割多重光通信方
式において各チャネル毎の光信号レベルを個別に監視す
ることはできない、という問題があった。

【００１３】本発明の目的は、周波数分割多重光通信シ
ステムにおいても、簡易な構成により光中継器で各チャ
ネル毎の光信号レベルを検出できるようにして信頼性の
向上を図ることができる光通信システムを提供すること
にある。

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の一つの態様による光通信システムは、チャ
ネル毎に異なる光周波数を有する光信号を光伝送路へ伝
送する光送信手段（１６０）と、前記光伝送路上を経て
伝送されてきた光信号を中継する光中継器（１４５）と
を備え、前記光中継器（１４５）は、前記光伝送路上を
経て伝送されてきた光信号を光増幅して下流側の光伝送
路へ送出する光増幅手段（１０６，１５２）と、前記光
増幅手段（１０６，１５２）から前記下流側の光伝送路
へ送出される光信号の一部を分岐する光分岐手段（１５
７）と、前記光分岐手段（１５７により分岐された光信
号の各チャネル毎の光信号レベルを検出するレベル検出
手段（１４７，１４１）と、前記検出された各チャネル
毎の光信号レベルをもとに、各チャネル毎のレベル制御
をするための制御信号を出力する制御手段（１４２）
と、前記制御信号をもとに、各チャネルの光信号レベル
を制御する光透過特性が可変の光フィルタ（１５０）と
を有することを特徴とする。

【００１７】本発明の他の態様による光通信システム
は、チャネル毎に異なる光周波数を有し、かつ各チャネ
ル固有の低周波のレベル検出用信号により変調が施され
た光信号を光伝送路へ伝送する光送信手段（１６０）
と、前記光伝送路上を経て伝送されてきた光信号を中継
する光中継器（１４５）とを備え、前記光中継器（１４
５）は、前記光伝送路上を経て伝送されてきた光信号を
光増幅して下流側の光伝送路へ送出する光増幅手段（１
０６，１５２）と、前記光増幅手段（１０６，１５２）
から前記下流側の光伝送路へ送出される光信号の一部を
分岐する第１の光分岐手段（１５７）と、前記光分岐手
段（１５７）により分岐された光信号の各チャネル毎の
光信号レベルを検出する第１のレベル検出手段（１４
７，１４１）と、前記検出された各チャネル毎の光信号
レベルをもとに、各チャネル毎のレベル制御をするため
の制御信号を出力する制御手段（１４２）と、前記制御
信号をもとに、各チャネルの光信号レベルを制御する光
透過特性が可変の光フィルタ（１５０）と、前記光伝送
路上を経て伝送されてきた光信号の一部を分岐する第２
の光分岐手段（１０８）と、前記光分岐手段により分岐
された光信号を検出する光検出手段（１０９）と、前記
光検出手段の出力信号から前記レベル検出用信号を分離
する分離手段（１６２）と、前記分離手段（１１０）に
より分離された前記レベル検出用信号を周波数解析して
各チャネル毎の光信号レベルを検出する第２のレベル検
出手段（１４１）と、前記レベル検出手段により検出さ
れた光信号レベルが適正かどうかを判断し、異常がある
場合に下流側の光伝送路へ警報信号を送出する手段（１
４２，１４３）とを有することを特徴とする。

【００１８】

【００１９】

【００２０】本発明の光通信システムにおいては、各チ
ャネルの光信号にチャネル固有の低周波のレベル検出用
信号により変調を施しているので、例えば光中継器にお
いて該レベル検出用信号を周波数解析し、その信号レベ
ルを検出することにより各チャネルの光信号レベルをモ
ニタすることができる。

【００２１】この場合、ある特定のチャネルの光信号に
制御信号による変調を施し、他の特定のチャネルの光信
号に応答信号による変調を施しておき、光中継器におい
てレベル検出用信号と制御信号および応答信号をフィル
タで分離し、これらを周波数解析して各チャネル毎の光
信号レベルを検出して制御を行えば、送信端局での光中
継器に対する制御が可能となる。この時、応答信号を送
るチャネルの光周波数を光増幅器の帯域外に設定するこ
とにより、複数の光中継器からの信号の衝突を回避する
ことも可能である。

【００２２】さらに、光伝送路中に光透過特性が可変の
光フィルタを挿入し、周波数解析で検出された各チャネ
ル毎の光信号レベルを基に、各チャネルの光信号レベル
を制御することも可能である。この時、光フィルタを二
つの光増幅器の間に挿入すれば、前段の光増幅器により
雑音指数を下げ、後段の光増幅器により光出力を上げる
ことができ、優れた特性が得られる。

【００２３】また、光透過特性が可変の光フィルタを通
して各チャネルの光信号レベルを検出すれば、周波数分
割多重の光通信においても各チャネル周波数毎の光信号
レベルをモニタして、例えば光伝送路下流に監視信号を
送ることができる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。

【００２５】図１は本発明の一実施例による光通信ネッ
トワークの構成を示す図である。第１の光ファイバ１と
第２の光ファイバ２は単一モード光ファイバからなり、
リング状に敷設する。ＳＶノード３には、第１および第
２の光増幅器４、５を設置する。

【００２６】通常状態では、光増幅器４、５を動作させ
ず、光吸収体として使用する。＃１〜＃４の各ノードお
よびＳＶノード３は、結合係数が０．２程度の２個ずつ
の光カプラ６〜１０を有しており、これらの光カプラ６
〜１０は第１の光ファイバ１と第２の光ファイバ２にそ
れぞれ結合している。

【００２７】光カプラ６〜１０の最適な分配比は、光増
幅器４、５間のノード数によって決まる。光カプラの分
配比を図２のように定める。図２において、Ａ，Ｂは光
分配の割合であり、Ａ＋Ｂ＝αをカプラ損失とし、光フ
ァイバや光スイッチの損失をまとめて光透過率βとする
と、Ｎ個のノードを通過したときの光の透過率をＳは次
式(1) で与えられる。 Ｓ＝Ｂ・（Ａβ）^N-1 ・Ｂ

【００２８】 ＝β^N-1 （Ａ^N+1 −２αＡ^N ＋α² Ａ^N-1 ） (1) Ｓの最小値を与える条件は、式(1) を微分して求まる。
すなわち、 ｄＳ／ｄＡ＝β^N-1 [(Ｎ＋1)Ａ^N −２αＮＡ^N-1 ＋α² (Ｎ−1)Ａ^N-2 ] ＝０ (2) を解くと、Ａ＝α（Ｎ−１／Ｎ＋１）となる。

【００２９】図３に、通過ノード数に対する最適分配比
Ａ，Ｂと、Ｎ個のノードを通過した光の損失−１０log
(Ａ^N-1 ・Ｂ² )[dB] を示す。通過損失として２０[dB]
を許容するとすれば、７ノード程度通過でき、このとき
のカプラ分配比はＡ：Ｂ＝４：１程度となる。

【００３０】各ノードにおける２個の光カプラは縦続接
続されており、縦続接続された光カプラの一端は光送信
器１１〜１３に接続される。光送信器１１〜１３の光出
力は、第１の光ファイバ１に対しては光カプラ７、８、
１０を介して時計回りに送り込まれ、第２の光ファイバ
２に対しては光カプラ６、９、１１を介して反時計回り
に送り込まれる。縦続接続された光カプラの他端は光受
信器１４〜１６に接続され、第１の光ファイバ１の時計
回りの光信号と第２の光ファイバ２の反時計回りの光信
号を受信する。

【００３１】光送信器１１〜１３の送信波長は、ノード
毎に異なる波長に設定しておく。一方、光受信器１４〜
１６は受信波長を選択できるものを用いる。これらの光
送信器１１〜１３および光受信器１４〜１６は、コヒー
レント光伝送用もしくは高密度波長多重用のものであ
り、各ノード間の波長間隔は例えば０．１〜１ｎｍ程度
にすることが望ましい。光増幅器１７、１８は、光ファ
イバ１、２中に３〜１０ノードおきに損失補償のために
挿入する。次に、本実施例による通信ネットワークの動
作を説明する。

【００３２】まず、通常状態では各ノードの光送信器１
１〜１３は第１の光ファイバ１には時計回りに、また第
２の光ファイバ２には反時計回りに光信号をそれぞれ送
出し、最後は光増幅器４、５で光が吸収される。従っ
て、各ノードの光受信器１４〜１６は第１の光ファイバ
１上の時計回りの光信号と第２の光ファイバ２上の反時
計回りの光信号を選択的に受信することになるが、同じ
光信号が両方向から入射して干渉することはない。

【００３３】次に、第１の光ファイバ１と第２の光ファ
イバ２の断線が生じた場合は、光増幅器４、５を動作さ
せる。この時は、各ノードの光送信器１１〜１３は第１
の光ファイバ１には時計回りに、また第２の光ファイバ
２には反時計回りに光信号をそれぞれ送出し、最後は断
線箇所で光が吸収される。

【００３４】また、制御チャネルが存在する系では、光
ファイバ１、２が断線した場合、断線検出や断線箇所の
特定を自動的に行うことができる。すなわち、断線検出
は制御チャネルの受信機に信号が入力されなくなること
により容易に判断でき、断線個所の特定はＳＶノードが
各ノード毎に順次呼び出して応答を求め、応答がなくな
ったノードのところで断線が生じたと判断できる。

【００３５】伝送路光ファイバ１，２の一芯断線が生じ
た場合は、まず断線箇所が存在するノード間を特定す
る。次に、そのノード間の断線していないリングファイ
バを切断するため、光スイッチ４１〜４４のうちの一つ
をＯＦＦ状態にする。こうして二芯断の状態を作り出す
ことにより、全てのノードが信号を取り込むことが可能
となって、ネットワークを回復させることができる。

【００３６】なお、以上述べた各種の制御、すなわち通
常状態では光増幅器４、５を動作させずに各ノードから
の送信光信号を吸収させ、光ファイバ１、２が断線した
時は光増幅器４、５を動作させて通信が再開できるよう
にし、また光ファイバ１、２のうち１芯のみが断線した
場合には断線箇所を特定し、断線箇所に相当するノード
に設けられたスイッチ４１〜４４のうちの一方をオフ状
態として２芯断の状態にした後、光増幅器４、５を動作
させるという一連の制御は、図示しない制御装置によっ
て行われる。この制御装置はある１箇所に配置してもよ
いし、複数のノードに分散して配置してもよい。

【００３７】本実施例に示したように、本発明では光フ
ァイバ１、２の各々は一方向にしか光信号を伝搬させな
いため、２箇所の反射点がない限りはノイズが発生する
ことはない。また、２箇所の反射点が存在してノイズが
発生する場合でも、そのノイズの大きさは２箇所の反射
率の積であるから、極めて小さな値となる。さらに、光
ファイバ１、２の断線時には光増幅器４、５が動作する
ので、損失補償を完全に行うことができる。

【００３８】図２は、本発明の他の実施例による光通信
ネットワークの構成図である。同図２において、図１と
同一部分には同一の参照符号を付して説明は省略する。
この実施例では、各ノードのアクセス制御のために制御
チャネルを設け、主信号が効率良く通信できるように構
成されている。また、伝送路光ファイバ１、２の断線に
対して断線箇所を特定できる機能も備えている。

【００３９】すなわち、制御チャネルとして共通の送信
波長を有する光送信器１７〜２２と光受信器２３〜２８
を備え、これらは光合分波器２９〜４０を介して第１の
光ファイバ１と第２の光ファイバ２にそれぞれ接続され
ている。光送信器１７〜２２と光受信器２３〜２８は、
光送信器１１〜１３と光受信器１４〜１６と比較して小
容量のもので良く、波長も大きく異なるものを用いる。
制御チャネルは各ノードで再生中継を行うので、アクセ
ス制御プロトコルはトークンリングなどを用い、光ファ
イバの断線に対してはループバックで対応することがで
きる。

【００４０】このような制御チャネルを用いて、各ノー
ドは主信号を送信する前に相手先ノードと連絡を取り、
相手先ノードの受信備準が整った後、主信号を送信す
る。また、他の方法としてネットワーク全体の状況を把
握している制御ノードを設けておき、各ノードは主信号
を送信する前に制御チャネルを用いて制御ノードに連絡
しても良い。この場合は、制御ノードが相手先ノードと
連絡を取り、受信準備を指示することになる。次に、送
信端局および光中継器に関する実施例について説明す
る。

【００４１】図７に、本発明の第３の実施例を示す。同
図に示すように、送信端局１６０における各光送信器１
１１，１１２，…，１１ｎに、固有の光周波数λ₁ ，λ
₂ ，…，λ_n を割り当てておく。ここで、各光送信器１
１１，１１２，…，１１ｎにおいては主信号１２１，１
２２，…，１２ｎで変調を施すと共に、主信号ｆ₂₁，ｆ
₂₂，…，ｆ_2nの帯域外に設定された低周波のレベル検出
用信号ｆ₁₁，ｆ₁₂，…，ｆ_1nによる変調を施している。

【００４２】レベル検出用信号ｆ₁₁，ｆ₁₂，…，ｆ_1nの
周波数は、各チャネル間で約１０ｋＨｚから５０ｋＨｚ
の範囲で少しずつ異なっており、各チャネル固有の値を
持っている。また、これらのレベル検出用信号ｆ₁₁，ｆ
₁₂，…，ｆ_1nの周波数は、光増幅器６の低域遮断周波数
より高いところに設定する。図１３に、主信号とレベル
検出用信号の周波数配置を示す。

【００４３】レベル検出用信号ｆ₁₁，ｆ₁₂，…，ｆ_1nの
周波数は、各チャネル間で約１０ｋＨｚから５０ｋＨｚ
の範囲で少しずつ異なっており、各チャネル固有の値を
持っている。また、これらのレベル検出用信号ｆ₁₁，ｆ
₁₂，…，ｆ_1nの周波数は、光増幅器６の低域遮断周波数
より高いところに設定する。図８に、主信号とレベル検
出用信号の周波数配置を示す。

【００４４】１Ｒリピータ１４５では、まず光増幅器１
０６で各チャネルの送信光信号が一括増幅される。ま
た、１Ｒリピータ１４５に入力された光信号は光方向性
結合器１０８で一部分岐され、フォトダイオード１０９
で受光される。フォトダイオード１０９によって光電変
換された信号は、ローパスフィルタ１１０に入力され、
ここでレベル検出用信号ｆ₁₁，ｆ₁₂，…，ｆ_1nが抽出さ
れる。

【００４５】レベル検出用信号ｆ₁₁，ｆ₁₂，…，ｆ_1nは
周波数解析装置１４１に送られ、その周波数成分が解析
される。周波数解析装置１４１は、バンドパスフィルタ
バンクやチューナブルなヘテロダイン検波器を用いてハ
ードウェアで実現してもよいし、レベル検出用信号
ｆ₁₁，ｆ₁₂，…，ｆ_1nをＡ／Ｄ変換を施した後に中央処
理装置（ＣＰＵ）でディジタル処理することによっても
実現できる。

【００４６】この周波数解析装置１４１によって、１Ｒ
リピータ１４５に入力された光信号の各チャネルが識別
される。そして、レベル検出用信号ｆ₁₁，ｆ₁₂，…，ｆ
_1nのそれぞれのレベルを周波数解析装置１４１でモニタ
することにより、各チャネルの光レベルが判定され、そ
の結果がＣＰＵ１４２に送られる。

【００４７】ＣＰＵ１４２では、各チャネルの光信号レ
ベルが適正かどうかを判断し、異常があれば警報信号を
レーザダイオード１４３に信号を送る。これによりレー
ザダイオード１４３から発生される光信号は、応答信号
として光合波器１４４で光伝送路に合波され、下流へ連
絡される。次に、図９を用いて本発明の第４の実施例を
説明する。図９において、図７と同一部分には同一符号
を付して第３の実施例との相違点のみを説明する。

【００４８】この実施例においては、１Ｒリピータ１４
５に入力された光信号は光方向性結合器１０８で一部分
岐され、チューナブルなバンドパス光フィルタ、例えば
光トランスバーサルフィルタ１４６を通過した後、フォ
トダイオード１０９で受光される。

【００４９】フォトダイオード１０９によって光電変換
された信号は、ＣＰＵ１４２で光信号レベルの検出に供
される。ＣＰＵ１４２は所望のチャネルの光信号レベル
をモニタするために、光トランスバーサルフィルタ１４
６を制御する。この実施例では、先の第３の実施例にお
ける周波数解析装置１４１の役割を光トランスバーサル
フィルタ１４６が果たしていることになる。

【００５０】なお、本実施例のように光トランスバーサ
ルフィルタ１４６を用いた構成によれば、必ずしも先の
実施例で使用したようなレベル検出用信号ｆ₁₁，ｆ₁₂，
…，ｆ_1nを必要としない。すなわち、光トランスバーサ
ルフィルタ１４６で各チャネルの主信号を分離して取り
出し、周波数解析装置１４１によって周波数解析するよ
うにしてもよい。

【００５１】さらに、後述するような応答信号や制御信
号を必要とする場合は、光方向性結合器１０８で分岐し
た光信号を更に別の光方向性結合器（図示せず）で分岐
して別のフォトダイオードで受光し、その光電変換信号
をＣＰＵ１４２に信号を送ることで、これらの応答信号
や制御信号を容易に取り込むことが可能となる。

【００５２】次に、図１０を用いて本発明の第５の実施
例を説明する。図１０において、図７、図９と同一部分
には同一符号を付して、第３および第４の実施例との相
違点のみを説明する。

【００５３】この実施例においては、各光送信器１１
１，１１２，…，１１ｎからの送信光信号は、第３、４
の実施例と同様に、固有の光周波数λ₁ ，λ₂ ，…，λ
_n が割り当てられており、光ファイバ１３１，１３２，
…，１３ｎを通して、光合波器１０４で合波されること
により、１本の光ファイバ１０５に束ねられた後、１Ｒ
リピータ１４５に入力される。

【００５４】各チャネルには第３、第４の実施例と同様
に、レベル検出用信号ｆ₁₁，ｆ₁₂，…，ｆ_1nが重畳され
ており、さらに特定の一つのチャネルの光送信器１１１
においては、約１０ｋＨｚの制御信号ｆ₃ による変調が
施されている。この制御信号ｆ₃ は、送信端局１６０よ
り各光中継器に必要な情報を送って、それらの光中継器
を制御する役割を果たす。これらレベル検出用信号
ｆ₁₁，ｆ₁₂，…，ｆ_1nおよび制御信号ｆ₃ の周波数は、
光増幅器１０６の低減遮断周波数より高いところに設定
される。

【００５５】さらに、この実施例では送信端局１６０内
に、光送信器１１１〜１１ｎとは別に、応答信号のクロ
ックｆ₄ を送るための光送信器１０２が設けられてい
る。この応答信号クロック用の光送信器１０２の送信光
周波数λ_n+1 は光増幅器１０６の帯域外に設定されてお
り、この応答信号は光ファイバ１５１を通して光合波器
１０４で光送信器１１１〜１１ｎからの送信光信号と合
波される。この応答信号ｆ₄ は、各光中継器における入
出力光信号を監視して、監視信号を後段の光中継器に送
る役割を果たす。

【００５６】ここで、応答信号ｆ₄ を送るチャネルの光
周波数λ_n+1 は、光増幅器１０６，１５２の帯域外に設
定されているから、複数の光中継器からの信号の衝突は
生じることはなく、従って任意の周波数に設定できる。
これにより、大容量の応答信号を扱うことが可能とな
る。しかし、仮に光周波数λ_n+1 を光増幅器１０６の帯
域内に設定する場合は、光増幅器１０６の低域遮断周波
数より低いところに設定すれば上述の問題は避けられ
る。この時は、光周波数を光増幅器１０６の帯域外に設
定した光送信器１０２を設けなくともよく、光送信器１
１１，１１２，…，１１ｎのいずれかにクロック周波数
ｆ₄ を重畳すればよい。

【００５７】図１０の実施例では、応答信号ｆ₄ を送る
チャネルの光周波数λ_n+1 を光増幅器１０６の帯域外に
設定した場合の構成を示している。この時の周波数配置
は、図１１に示されるようになる。

【００５８】１Ｒリピータ１４５では、まず光増幅器１
０６で各チャネルの送信光が一括増幅され、その後に光
トランスバーサルフィルタ１５０により、各チャネル毎
のレベル制御が施され、この後もう一つの光増幅器１５
２で再び増幅されて、送り出される。

【００５９】また、１Ｒリピータ１４５に入力された信
号は光方向性結合器１０８で一部分岐され、フォトダイ
オード１０９で受光される。フォトダイオード１０９に
よって光電変換された信号は、フィルタ１６１，１６２
によって制御信号ｆ₃ とレベル検出用信号ｆ₁₁，ｆ₁₂，
…，ｆ_1nとに分けられる。フィルタ１６２から出力され
るレベル検出用信号ｆ₁₁，ｆ₁₂，…，ｆ_1nは、周波数解
析装置１４１に送られる。この周波数解析装置１４１で
は、レベル検出用信号ｆ₁₁，ｆ₁₂，…，ｆ_1nの周波数成
分を解析する。これによって、周波数解析装置１４１で
は１Ｒリピータ１４５に入力された光信号の各チャネル
が識別される。そして、レベル検出用信号ｆ₁₁，ｆ₁₂，
…，ｆ_1nのそれぞれのレベルを周波数解析装置１４１で
モニタすることにより、各チャネルの光レベルが判定さ
れ、その結果がＣＰＵ１４２に送られる。

【００６０】また、１Ｒリピータ１４５に入力された信
号は光方向性結合器１０８で一部分岐され、フォトダイ
オード１０９で受光される。フォトダイオード１０９に
よって光電変換された信号は、フィルタ１６１，１６２
によって制御信号ｆ₃ とレベル検出用信号ｆ₁₁，ｆ₁₂，
…，ｆ_1nとに分けられる。フィルタ１６１から出力され
るレベル検出用信号ｆ₁₁，ｆ₁₂，…，ｆ_1nは、周波数解
析装置１４１に送られる。この周波数解析装置１４１で
は、レベル検出用信号ｆ₁₁，ｆ₁₂，…，ｆ_1nの周波数成
分を解析する。これによって、周波数解析装置１４１で
は１Ｒリピータ１４５に入力された光信号の各チャネル
が識別される。そして、レベル検出用信号ｆ₁₁，ｆ₁₂，
…，ｆ_1nのそれぞれのレベルを周波数解析装置１４１で
モニタすることにより、各チャネルの光レベルが判定さ
れ、その結果がＣＰＵ１４２に送られる。

【００６１】一方、フィルタ１６１から出力される制御
信号は、直接ＣＰＵ１４２に送られる。また、これと同
時に１Ｒリピータ１４５に入力された光信号は光分波器
１５６で一部分岐され、応答信号ｆ₄ を得るためにバン
ドパスフィルタ１５９を通過した後、ＣＰＵ１４２に送
られる。ＣＰＵ１４２では、各チャネルの光信号入力レ
ベルが適正かどうかを判断し、異常があれば警報信号を
レーザダイオード１４３にを送る。これによりレーザダ
イオード１４３から発生される光信号は、応答信号とし
て光合波器１４４で光伝送路に合波され、下流へと連絡
される。この時のレーザダイオード１４３の光周波数も
後段の光増幅器の帯域外に設定して、複数の光中継器か
らの信号の衝突を避けるようにする。

【００６２】さらに、１Ｒリピータ１４５の出力光信号
の一部は光カプラ１５７により分岐され、フォトダイオ
ード１４７で受光される。フォトダイオード１４７で光
電変換された信号は周波数解析装置１４１に送られ、こ
こで各チャネルの光出力信号レベルが判定されることに
より、１Ｒリピータ１４５自身の動作状態の監視が行わ
れる。この光出力信号レベルの情報もＣＰＵ１４２に送
られ、光トランスバーサルフィルタ１５０の制御に用い
られる。なお、光トランスバーサルフィルタ１５０の替
わりに、複数個のチューナブル・光フィルタを用いるこ
ともできる。

【００６３】また、図９に示した第４の実施例と、図１
０に示した第５の実施例の構成を複合させ、光伝送路中
と光入力信号モニタ側の両方に光透過特性の可変な光フ
ィルタを挿入することも可能である。

【００６４】さらに、図７〜図１１で説明した実施例に
おける各光送信器１１１〜１１ｎ，１０２に関しては、
一つの送信端局１６０に集中して配置せず、例えば図１
および図４に示した第１および第２の実施例における各
ノードに分散して配置してもよい。

【００６５】

【００６６】

【発明の効果】本発明によれば、周波数分割多重の光通
信においても、各チャネル毎の光信号入力レベルの監視
が可能となる。しかも、その監視のために主信号の光伝
送路と独立した別線を用いることなく、光伝送路を利用
して監視信号を送るので、コスト削減、さらにはシステ
ム全体の信頼性も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による光通信ネットワー
クの構成図

【図２】同実施例における光カプラの分配比についての
説明図

【図３】同実施例における光信号の通過ノード数に対す
る光カプラの最適分配比と光信号がＮ個のノードを通過
した時の損失の関係を示す図

【図４】本発明の第２の実施例による光通信ネットワー
クの構成図

【図５】従来の光通信ネットワークの構成図

【図６】従来の光通信ネットワークのノード構成図

【図７】本発明の第３の実施例による送信端局および光
中継器の構成図

【図８】同実施例における各信号の周波数配置を示す図

【図９】本発明の第４の実施例による送信端局および光
中継器の構成図

【図１０】本発明の第５の実施例による送信端局および
光中継器の構成図

【図１１】同実施例における各信号の周波数配置を示す
図

【図１２】従来の光通信システムにおける送信端局およ
び光中継器の構成図

【符号の説明】

１，２…光ファイバ ４，５…光増幅器 ６〜１０…光カプラ １１〜１３…光送信器 １４〜１６…光受信器 ４１〜４４…光スイッチ １６０…送信端局 １１１〜１１ｎ，１２…光送信器 ｆ₂₁〜ｆ_2n…主信号 ｆ₁₁〜ｆ_1n…レベル検出用信号 ｆ₃ …制御信号 ｆ₄ …応答信号 λ₁ 〜λ_n+1 …光送信器の光周波数 １３１〜１３ｎ…光ファイバ １０５，１０７…光ファイバ １０４，１４４…光合波器 １０８，１５７…光方向性結合器 １５６…光分波器 １４５…光中継器 １０６，１５２…光増幅器 １０９，１４７，１５８…フォトダイオード １１０，１６１…ローパスフィルタ １５６，１６２…バンドパスフィルタ １４３…レーザダイオード １４６，１５０…光トランスバーサルフィルタ １４１…周波数解析装置 １４２…ＣＰＵ １５３，１５４…フィルタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 馬場 伸一 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株式会社東芝研究開発センター内 (56)参考文献 特開 平５−14282（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−280520（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−214936（ＪＰ，Ａ)

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チャネル毎に異なる光周波数を有する光信
   号を光伝送路へ伝送する光送信手段と、 前記光伝送路上を経て伝送されてきた光信号を中継する
   光中継器とを備え、前記光中継器は、 前記光伝送路上を経て伝送されてきた光信号を光増幅し
   て下流側の光伝送路へ送出する光増幅手段と、 前記光増幅手段から前記下流側の光伝送路へ送出される
   光信号の一部を分岐する光分岐手段と、 前記光分岐手段により分岐された光信号の各チャネル毎
   の光信号レベルを検出するレベル検出手段と、 前記検出された各チャネル毎の光信号レベルをもとに、
   各チャネル毎のレベル制御をするための制御信号を出力
   する制御手段と、 前記制御信号をもとに、各チャネルの光信号レベルを制
   御する光透過特性が可変の光フィルタとを有することを
   特徴とする光通信システム。
2. 【請求項２】 チャネル毎に異なる光周波数を有し、かつ
   各チャネル固有の低周波のレベル検出用信号により変調
   が施された光信号を光伝送路へ伝送する光送信手段と、 前記光伝送路上を経て伝送されてきた光信号を中継する
   光中継器とを備え、 前記光中継器は、 前記光伝送路上を経て伝送されてきた光信号を光増幅し
   て下流側の光伝送路へ送出する光増幅手段と、 前記光増幅手段から前記下流側の光伝送路へ送出される
   光信号の一部を分岐する第１の光分岐手段と、 前記光分岐手段により分岐された光信号の各チャネル毎
   の光信号レベルを検出する第１のレベル検出手段と、 前記検出された各チャネル毎の光信号レベルをもとに、
   各チャネル毎のレベル制御をするための制御信号を出力
   する制御手段と、 前記制御信号をもとに、各チャネルの光信号レベルを制
   御する光透過特性が可変の光フィルタと、 前記光伝送路上を経て伝送されてきた光信号の一部を分
   岐する第２の光分岐手段と、 前記光分岐手段により分岐された光信号を検出する光検
   出手段と、 前記光検出手段の出力信号から前記レベル検出用信号を
   分離する分離手段と、 前記分離手段により分離された前記レベル検出用信号を
   周波数解析して各チャネル毎の光信号レベルを検出する
   第２のレベル検出手段と、 前記レベル検出手段により検出された光信号レベルが適
   正かどうかを判断し、異常がある場合に下流側の光伝送
   路へ警報信号を送出する手段とを有することを特徴とす
   る光通信システム。
3. 【請求項３】 チャネル毎に異なる光周波数を有する光信
   号を伝送する光伝送路を経て伝送されてきた光信号を光
   増幅して下流側の光伝送路へ送出する光増幅手段と、 前記光増幅手段から前記下流側の光伝送路へ送出される
   光信号の一部を分岐する光分岐手段と、 前記光分岐手段により分岐された光信号の各チャネル毎
   の光信号レベルを検出するレベル検出手段と、 前記検出された各チャネル毎の光信号レベルをもとに、
   各チャネル毎のレベル制御をするための制御信号を出力
   する制御手段と、 前記制御信号をもとに、各チャネルの光信号レベルを制
   御する光透過特性が可変の光フィルタとを有することを
   特徴とする光中継器。
4. 【請求項４】 チャネル毎に異なる光周波数を有する光信
   号を伝送する光伝送路を経て伝送されてきた光信号を光
   増幅して下流側の光伝送路へ送出する光増幅手段と、 前記光増幅手段から前記下流側の光伝送路へ送出される
   光信号の一部を分岐する第１の光分岐手段と、 前記光分岐手段により分岐された光信号の各チャネル毎
   の光信号レベルを検出する第１のレベル検出手段と、 前記検出された各チャネル毎の光信号レベルをもとに、
   各チャネル毎のレベル制御をするための制御信号を出力
   する制御手段と、 前記制御信号をもとに、各チャネルの光信号レベルを制
   御する光透過特性が可変の光フィルタと、 前記光伝送路上を経て伝送されてきた光信号の一部を分
   岐する第２の光分岐手段と、 前記光分岐手段により分岐された光信号を検出する光検
   出手段と、 前記光検出手段の出力信号から前記レベル検出用信号を
   分離する分離手段と、 前記分離手段により分離された前記レベル検出用信号を
   周波数解析して各チャネル毎の光信号レベルを検出する
   第２のレベル検出手段と、 前記レベル検出手段により検出された光信号レベルが適
   正かどうかを判断し、異常がある場合に下流側の光伝送
   路へ警報信号を送出する手段とを有することを特徴とす
   る光中継器。
5. 【請求項５】 前記光透過特性が可変の光フィルタが光
   トランスバーサルフィルタであることを特徴とする請求
   項３又は４記載の光中継器。
6. 【請求項６】 前記光透過特性が可変の光フィルタが複
   数個のチューナブル・光フィルタであることを特徴とす
   る請求項３又は４記載の光中継器。