JP6292984B2 - 光通信線路切替装置及び方法 - Google Patents
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Description
(1)通信線路を、光ファイバを用いた第1の光通信線路から光ファイバを用いた第2の光通信線路に切り替える光通信線路切替装置にあって、前記第1の光通信線路と第2の光通信線路との切替地点に配置され、第1の光通信線路と第2の光通信線路との間で当該各光通信線路を流通する上り及び下りの各通信光をそれぞれ合分波する光合分波部と、前記第1の光通信線路中に介在配置され、当該第1の光通信線路を流通する上り及び下りの各通信光を導通又は遮断する第1のスイッチ部と、前記第2の光通信線路中に介在配置され、当該第2の光通信線路を流通する上り及び下りの各通信光を導通又は遮断する第2のスイッチ部と、前記第2の光通信線路を流通する上り及び下りの各通信光の強度をそれぞれ測定する光強度測定部と、前記第1及び第2のスイッチ部、及び前記光強度測定部に接続された制御部とを具備する。
前記光合分波器は、第1のブロックに形成された円弧状をなす凹曲面と、第2のブロックに形成された前記凹曲面と形状およびサイズが対応する凸曲面との間に、第1の光通信線路の光ファイバを挟み込むことで当該光ファイバに円弧状の曲げ部を形成し、かつ前記第1のブロックに設けられた空隙部に第2の光通信線路の光ファイバを挿入してその先端部を前記曲げ部に対向させることで、前記第1の光通信線路の曲げ部から放射される通信光を前記第2の光通信線路に入射させる側方光入出力機構を用い、かつこの側方光入出力機構を、前記曲げ部の曲率半径をR、曲げ中心角をθ 1 、前記第1及び第2のブロックにより前記第1の光通信線路の光ファイバに印加される圧力をPa、前記第1の光通信線路の光ファイバに対する第2の光通信線路の光ファイバの偏角をθ 2 とするとき、1.7≦R≦2mm、θ 1 =20度、Pa=0.58MPa、θ 2 =9度の設定条件を満たすように構成される。
そして前記制御部により、前記第2のスイッチ部を制御して前記第2の光通信線路を遮断状態に設定した状態で、前記光強度測定部により得られる、前記第2の光通信線路を流通する上り及び下りの各通信光の強度の測定値が、予め設定したしきい値以上であるか否かを判定する。そして、前記上り及び下りの各通信光の強度の測定値がしきい値以上であると判定された場合に、前記第1及び第2のスイッチ部をそれぞれ制御して、前記第2の光通信線路を遮断状態から導通状態に遷移させると共に、前記第1の光通信線路を導通状態から遮断状態に遷移させるようにしたものである。
また、第1の光通信線路の光ファイバの曲げ部の曲率半径Rが1.7≦R≦2mm、曲げ中心角θ 1 がθ 1 =20度、印加圧力PaがPa=0.58MPa、第1の光通信線路の光ファイバに対する第2の光通信線路の光ファイバの偏角θ 2 がθ 2 =9度となるように、第1及び第2のブロックの形状および寸法が設定される。したがって、第1の光通信線路の光ファイバと第2の光通信線路の光ファイバとの間で、例えば波長1.31μm〜1.55μmにおいて、結合効率−20dBおよび挿入損失−2dB未満を両立した光分岐を実現することができる。
すなわちこの発明の一観点によれば、高速でかつ信頼性の高い無瞬断切替を可能にする光通信線路切替装置及び方法を提供することができる。
[第1の実施形態]
(構成)
二重化光伝送システムは、局舎内に設けられた局側伝送装置(OLT;Optical Line Terminal)(図示せず)と、加入者宅内に設けられた加入者側伝送装置(ONU;Optical Network Unit)(図示せず)との間に現用光線路光ファイバを敷設すると共に、当該現用光線路光ファイバと並行して迂回光線路光ファイバを敷設する。そして、現用光線路光ファイバと迂回光線路光ファイバとを、光通信線路切替装置により切り替えるように構成される。
(1) 通信線路を現用光線路光ファイバ3から迂回光線路光ファイバ4に切り替える際に、上記OLT側及びONU側の各光モニタ部105,106から出力される通信光強度の検出値をそれぞれ予め設定したしきい値と比較する。そして、両検出値がいずれもしきい値以上となった時点で、ファイバ切断機構102及び光スイッチ機構103に対し同期して切替制御信号を与え、これによりファイバ切断機構102及び光スイッチ機構103をそれぞれ遮断状態及び導通状態となるように制御する。
(2) 通信線路が現用光線路光ファイバ3から迂回光線路光ファイバ4に切り替えられた状態で、上記OLT側及びONU側の各光モニタ部105,106から出力される通信光強度の検出値を監視し、上記しきい値以上を維持していない場合にアラームを発生する。
凹型円筒面ブロック1Aは、所定の厚さを持った樹脂ブロック11を備える。樹脂ブロック11は、紫外線(UV)光を透過するための透光性を有したもので、例えばアクリル樹脂により構成される。なお、樹脂ブロックの代わりにガラスブロックを用いて構成してもよい。
すなわち、この発明の関連技術である光側方入出力技術においては、屈折率分布型レンズ付ファイバをプローブとして使用する場合、ファイバの曲率半径を2mm、曲げ中心角を90度に設定することにより、通信光の波長1.31μm〜1.55μmにおいて結合効率−20dB以上が得られることが実験で確認されている(例えば非特許文献1を参照)。
次に、以上のように構成された光通信線路切替装置を用いた通信線路の切替動作を説明する。
なお、局舎内には所内光カプラ101が配置され、この所内光カプラ101により現用光線路光ファイバ3に迂回光線路光ファイバ4が分岐接続され、また迂回光線路光ファイバ4の途中には光中継装置が介在配置されているものとして説明を行う。
以上詳述したように第1の実施形態では、現用光線路光ファイバ3と迂回光通信路光ファイバ4との分岐位置において、側方光入出力機構1により現用光線路光ファイバ3に所定のパラメータの曲げ部31を形成することで、迂回光線路光ファイバ4との間で通信光の側方光入出力を可能とする。そして、迂回光通信路光ファイバ4に介在配置された光中継装置において、上り通信光及び下り通信光の各光強度を監視して、当該各光強度がいずれもしきい値以上となった時点で、ファイバ切断機構102及び光スイッチ機構103を同時に切替制御して、現用光線路光ファイバ3を遮断しかつ迂回光通信路光ファイバ4を導通状態にするようにしている。
図10は、この発明の第2の実施形態に係る光通信線路切替装置の構成を示すブロック図である。なお、同図において前記図1と同一部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
(1) 上記OLT側の光モニタ部105から出力される、下り通信光の光強度検出値をもとに、迂回光線路光ファイバ4を流れる下り通信光の光強度をOLT光モニタ部105で検出可能な強度に保持させるための増幅制御信号を生成し、この増幅制御信号を通信ユニット112、113を介して上記OLT側の制御ユニット111へ送信する機能。
(2) 通信線路を現用光線路光ファイバ3から迂回光線路光ファイバ4に切り替える際に、上記OLT側及びONU側の各光モニタ部105,106から出力される通信光強度の検出値をそれぞれ予め設定したしきい値と比較する。そして、両検出値がいずれもしきい値以上となった時点で、ファイバ切断機構102及び光スイッチ機構103に対し同期して切替制御信号を与え、これによりファイバ切断機構102及び光スイッチ機構103をそれぞれ遮断状態及び導通状態となるように制御する機能。
(3) 通信線路が現用光線路光ファイバ3から迂回光線路光ファイバ4に切り替えられた状態で、上記OLT側及びONU側の各光モニタ部105,106から出力される通信光強度の検出値を監視し、上記しきい値以上を維持していない場合にアラームを発生する機能。
図11は、この発明の第3の実施形態に係る光通信線路切替装置で使用する側方光入出力機構の構造を示すもので、(a)は側面図、(b)は(a)のA−A′断面図である。なお、同図において図1と同一部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
この発明の第4の実施形態に係る光通信線路切替装置で使用する側方光入出力機構は、現用光線路光ファイバ及び迂回光線路光ファイバとして、複数の単心被覆光ファイバを並行に配置して一体化したテープ心線、又は複数の単心被覆光ファイバを並行に配置した状態で間欠的に接着し一体化した間欠テープ心線を使用し、このテープ心線または間欠テープ心線を所定の結合効率および挿入損失の条件を維持した上で光結合させるようにしたものである。
図13は、実施例1における側方光入出力機構の構成と、当該装置へのテープ心線7aまたは間欠テープ心線7bの設定手順を示した図である。なお、同図において前記図1と同一部分には同一符号を付して説明を行う。
すなわち、先ず図13(a)に示すテープ心線7aまたは間欠テープ心線7bの4本の単心被覆光ファイバ7aを、側方光入出力機構に設定する部位において図13(b)に示すように分離する。続いて、かぶせ蓋2Cを取り外した状態で、テープ心線7aまたは間欠テープ心線7bの上記分離された単心被覆光ファイバ71を、樹脂ブロック11の凹曲面部12上に配置する。そして、かぶせ蓋2Cを支持具23,23にセットしたのち、支持具23,23により案内させて下方に移動させ、上記樹脂ブロック11の凹曲面部12との間に上記分離された各単心被覆光ファイバ71を所定の圧力Paで一括して挟み込む。
図14は、実施例2における側方光入出力機構の構成を示した図である。
側方光入出力機構の筐体9内には、独立する4個のファイバ挟み込みヘッド91〜94が高さ方向に一定の間隔で配設され、さらに奇数番目のヘッド91,93と偶数番目のヘッド92,94が、水平方向に一定量だけ位置をずらした状態で、つまり互い違いに配置されている。ファイバ挟み込みヘッド91〜94は、いずれも樹脂ブロックの上面に凹曲面部を形成した凹型円筒面ブロックと、樹脂ブロックの下面に凸曲面部を形成したかぶせ蓋とを備える。
図15は、実施例3における側方光入出力機構の構成と、当該装置へのテープ心線7aおよび間欠テープ心線7bの設定工程を示した図である。なお、同図において図12と同一部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
第1乃至第4の各実施形態では、側方光入出力機構1を保守員が手操作により動作させる場合を例にとって説明したが、モータ又はアクチュエータ等を動力源とする機構を制御ユニット107により制御することで、上記側方光入出力機構1を動作させるように構成することも可能である。
Claims (7)
- 通信線路を、光ファイバを用いた第1の光通信線路から光ファイバを用いた第2の光通信線路に切り替える光通信線路切替装置であって、
前記第1の光通信線路と第2の光通信線路との切替地点に配置され、第1の光通信線路を流通する上り及び下りの各通信光と第2の光通信線路を流通する上り及び下りの各通信光とを合分波する光合分波部と、
前記第1の光通信線路中に介在配置され、当該第1の光通信線路を流通する上り及び下りの各通信光を導通又は遮断する第1のスイッチ部と、
前記第2の光通信線路中に介在配置され、当該第2の光通信線路を流通する上り及び下りの各通信光を導通又は遮断する第2のスイッチ部と、
前記第2の光通信線路を流通する上り及び下りの各通信光の強度をそれぞれ測定する光強度測定部と、
前記第1及び第2のスイッチ部、及び前記光強度測定部に接続された制御部と
を具備し、
前記光合分波部は、
第1のブロックに形成された円弧状をなす凹曲面と、第2のブロックに形成された前記凹曲面と形状およびサイズが対応する凸曲面との間に、第1の光通信線路の光ファイバを挟み込むことで当該光ファイバに円弧状の曲げ部を形成し、かつ前記第1のブロックに設けられた空隙部に第2の光通信線路の光ファイバを挿入してその先端部を前記曲げ部に対向させることで、前記第1の光通信線路の曲げ部から放射される通信光を前記第2の光通信線路に入射させる側方光入出力機構であって、
かつ前記曲げ部の曲率半径をR、曲げ中心角をθ 1 、前記第1及び第2のブロックにより前記第1の光通信線路の光ファイバに印加される圧力をPa、前記第1の光通信線路の光ファイバに対する第2の光通信線路の光ファイバの偏角をθ 2 とするとき、1.7≦R≦2mm、θ 1 =20度、Pa=0.58MPa、θ 2 =9度の設定条件を満たすように構成し、
前記制御部は、
前記第2のスイッチ部を制御して前記第2の光通信線路を遮断状態に設定した状態で、前記光強度測定部により得られる、前記第2の光通信線路を流通する上り及び下りの各通信光の強度の測定値が、予め設定したしきい値以上であるか否かを判定する手段と、
前記上り及び下りの各通信光の強度の測定値がしきい値以上であると判定された場合に、前記第1及び第2のスイッチ部をそれぞれ制御して、前記第2の光通信線路を遮断状態から導通状態に遷移させると共に、前記第1の光通信線路を導通状態から遮断状態に遷移させる手段と
を備えることを特徴とする光通信線路切替装置。 - 前記光合分波部は、前記第1の光通信線路上の局舎側及び加入者側の2箇所の切替地点にそれぞれ配置され、前記第1の光通信線路の光ファイバに曲げ部を形成する第1及び第2の側方光入出力機構からなり、
前記第2の光通信線路上の、前記第1及び第2の側方光入出力機構と前記光強度測定部との間にそれぞれ配設され、前記第1及び第2の側方光入出力機構から前記第2の光通信線路へ分岐された通信光の光強度を増幅する第1及び第2の光増幅器と、
前記光強度測定部により得られる、前記第2の光通信線路を流通する上り及び下りの各通信光の強度の測定値に基づいて、前記第1及び第2の光増幅器の増幅利得を可変制御する制御手段と
を、さらに具備することを特徴とする請求項1記載の光通信線路切替装置。 - 前記光合分波部は、動力機構部の動作により前記第1の光通信線路の光ファイバに曲げ部を形成する側方光入出力機構からなり、
前記制御部は、前記側方光入出力機構の動力機構部を動作させて前記第1の光通信線路の光ファイバに曲げ部を形成する手段を、さらに備えることを特徴とする請求項1又は2記載の光通信線路切替装置。 - 前記第2の光通信線路の光ファイバの先端部に屈折率分布型レンズを取着するか、または前記第2の光通信線路の光ファイバの先端部と前記第1の光通信線路の光ファイバの曲げ部との間に屈折率分布型レンズを介在配置することを特徴とする請求項1記載の光通信線路切替装置。
- 前記第1の光通信線路の光ファイバが、複数本の単心光ファイバを一体化したテープ心線により構成される場合に、前記第1及び第2のブロックはそれぞれ前記複数本の単心光ファイバの各々に対応する複数対の凹曲面および凸曲面を備えることを特徴とする請求項1記載の光通信線路切替装置。
- それぞれ光ファイバを用いた第1及び第2の光通信線路の切替地点に光合分波部を配置すると共に、前記第1及び第2の光通信線路中にそれぞれ第1及び第2のスイッチ部を介在配置し、かつ前記光合分波部は、第1のブロックに形成された円弧状をなす凹曲面と、第2のブロックに形成された前記凹曲面と形状およびサイズが対応する凸曲面との間に、第1の光通信線路の光ファイバを挟み込むことで当該光ファイバに円弧状の曲げ部を形成し、かつ前記第1のブロックに設けられた空隙部に第2の光通信線路の光ファイバを挿入してその先端部を前記曲げ部に対向させることで、前記第1の光通信線路の曲げ部から放射される通信光を前記第2の光通信線路に入射させる側方光入出力機構であって、前記曲げ部の曲率半径をR、曲げ中心角をθ 1 、前記第1及び第2のブロックにより前記第1の光通信線路の光ファイバに印加される圧力をPa、前記第1の光通信線路の光ファイバに対する第2の光通信線路の光ファイバの偏角をθ 2 とするとき、1.7≦R≦2mm、θ 1 =20度、Pa=0.58MPa、θ 2 =9度の設定条件を満たすように構成された光通信線路切替装置が実行する光通信線路切替方法であって、
前記第2のスイッチ部を制御して、前記第2の光通信線路を遮断状態に設定する工程と、
前記第2の光通信線路が遮断状態に設定された状態で、前記第2の光通信線路を流通する上り及び下りの各通信光の強度を測定し、その測定値が予め設定したしきい値以上であるか否かを判定する工程と、
前記上り及び下りの各通信光の強度の測定値がしきい値以上であると判定された場合に、前記第1及び第2のスイッチ部をそれぞれ制御して、前記第2の光通信線路を遮断状態から導通状態に遷移させると共に、前記第1の光通信線路を導通状態から遮断状態に遷移させる工程と
を備えることを特徴とする光通信線路切替方法。 - 前記光合分波部が、動力機構部の動作により前記第1の光通信線路の光ファイバに曲げ部を形成する側方光入出力機構からなる場合に、
前記側方光入出力機構の動力機構部を動作させて前記第1の光通信線路の光ファイバに曲げ部を形成する工程を
さらに備えることを特徴とする請求項6記載の光通信線路切替方法。
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