JPH0380636A - 光信号切換方法および光信号伝送路 - Google Patents
光信号切換方法および光信号伝送路Info
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- JPH0380636A JPH0380636A JP1143653A JP14365389A JPH0380636A JP H0380636 A JPH0380636 A JP H0380636A JP 1143653 A JP1143653 A JP 1143653A JP 14365389 A JP14365389 A JP 14365389A JP H0380636 A JPH0380636 A JP H0380636A
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Landscapes
- Selective Calling Equipment (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は光ファイバケーブルにより光信号を伝送する光
信号伝送路に利用する。特に、ひとつの光フアイバ中を
伝搬する光信号を無瞬断で他の光ファイバに切り換える
方法に関する。
信号伝送路に利用する。特に、ひとつの光フアイバ中を
伝搬する光信号を無瞬断で他の光ファイバに切り換える
方法に関する。
本発明は、光信号の伝搬経路を現用光ファイバから予備
用光ファイバに切り換える光信号切換方法において、送
信側では信号光を直線偏光に整えて連続的に無段階に分
岐し、受信側では、二つの光ファイバによる信号光の伝
搬時間が一致するように光路長を調整しながら二つの信
号光の偏光を直交させて合波することにより、伝送信号
にビットエラーを発生させることなく無瞬断で光信号の
伝送経路を切り換えるものである。
用光ファイバに切り換える光信号切換方法において、送
信側では信号光を直線偏光に整えて連続的に無段階に分
岐し、受信側では、二つの光ファイバによる信号光の伝
搬時間が一致するように光路長を調整しながら二つの信
号光の偏光を直交させて合波することにより、伝送信号
にビットエラーを発生させることなく無瞬断で光信号の
伝送経路を切り換えるものである。
すでに敷設されている光ケーブルが耐用年数を経過した
後などには、古いケーブルを新しいケーブルに取り替え
る必要が生じる。このときには、使用中のケーブル(こ
れを以下「ケーブルA」という)内の光ファイバを新し
いケーブル(これを以下「ケーブルB」という)の光フ
ァイバに接続換えした後に、ケーブルAを撤去する。
後などには、古いケーブルを新しいケーブルに取り替え
る必要が生じる。このときには、使用中のケーブル(こ
れを以下「ケーブルA」という)内の光ファイバを新し
いケーブル(これを以下「ケーブルB」という)の光フ
ァイバに接続換えした後に、ケーブルAを撤去する。
光ファイバを切り換えるには、従来、あらかじめ信号が
通っていないことを確認し、手作業で行っていた。この
作業では、単純にケーブルAの光ファイバを切断してケ
ーブルBの光ファイバと融着接続するか、あるいはあら
かじめ接続部をコネクタで接続しておき、これを接続換
えする。また、最近になって、コネクタの脱着を自動的
に行って接続換えを行う装置が発表されている。この装
置では、機械化により、コネクタを脱着する時間が手作
業に比べて大幅に短縮され、信号が途切れる時間を0.
1秒程度に短縮できる。
通っていないことを確認し、手作業で行っていた。この
作業では、単純にケーブルAの光ファイバを切断してケ
ーブルBの光ファイバと融着接続するか、あるいはあら
かじめ接続部をコネクタで接続しておき、これを接続換
えする。また、最近になって、コネクタの脱着を自動的
に行って接続換えを行う装置が発表されている。この装
置では、機械化により、コネクタを脱着する時間が手作
業に比べて大幅に短縮され、信号が途切れる時間を0.
1秒程度に短縮できる。
しかし、ファイバ切換えの間には、ケーブルAを使用す
る加入者の通信が途切れてしまう。これを避けるため従
来は、加入者に及ぼす悪影響が少ない日時を設定し、そ
の間は使用しないように了解を得ている。しかし、長時
間にわたり断線することは一般に好ましくないので、深
夜に工事を行うなどの工事施工上の対策をとる必要があ
った。
る加入者の通信が途切れてしまう。これを避けるため従
来は、加入者に及ぼす悪影響が少ない日時を設定し、そ
の間は使用しないように了解を得ている。しかし、長時
間にわたり断線することは一般に好ましくないので、深
夜に工事を行うなどの工事施工上の対策をとる必要があ
った。
このため、計画的かつ能率的に工事を行うことができな
い欠点があった。
い欠点があった。
自動的にコネクタの着脱を行う装置を用いた場合でも、
手作業を機械化しただけであり、切換え中に信号が途絶
えることは本質的に同じである。
手作業を機械化しただけであり、切換え中に信号が途絶
えることは本質的に同じである。
現在の技術では1.8Gb/sの高速度伝送も実用化さ
れているが、この速度では、0.1秒の信号断により0
.1秒X 1.8Gb/s = 180Mbの情報の損
失になり、許容できない。したがって、まったく上述の
問題点の解決にはなっていない。
れているが、この速度では、0.1秒の信号断により0
.1秒X 1.8Gb/s = 180Mbの情報の損
失になり、許容できない。したがって、まったく上述の
問題点の解決にはなっていない。
銅線ケーブルで電気信号を伝送する場合には、信号エラ
ーを発生させることなく無瞬断て切り換える方法がすで
に公知である。この方法では、既存の信号伝送線(これ
を以下「銅線A」という)に切り換えるべき別の銅線(
これを以下「銅線B」という)に接触させて接続する。
ーを発生させることなく無瞬断て切り換える方法がすで
に公知である。この方法では、既存の信号伝送線(これ
を以下「銅線A」という)に切り換えるべき別の銅線(
これを以下「銅線B」という)に接触させて接続する。
どちらも銅線であるため、この接続は容易である。銅線
Bには可変の電気抵抗器を取り付けておき、初めは抵抗
を無限大に設定しておく。迂回ルートとして銅線Bを設
置した後に、可変抵抗器により銅線Bの抵抗を徐々に小
さくする。銅線Bの抵抗を銅線Aの抵抗より小さくすれ
ば、信号を実質的に銅線Bに通すことができる。この後
に銅線Aを切断する。
Bには可変の電気抵抗器を取り付けておき、初めは抵抗
を無限大に設定しておく。迂回ルートとして銅線Bを設
置した後に、可変抵抗器により銅線Bの抵抗を徐々に小
さくする。銅線Bの抵抗を銅線Aの抵抗より小さくすれ
ば、信号を実質的に銅線Bに通すことができる。この後
に銅線Aを切断する。
この方法は銅線に対しては有効であるが、光ファイバの
場合には上述のプロセスに対応する手法がない。低損失
かつ信号エラーを発生させることなく、信号伝送中の光
ファイバの側面に別の光ファイバを接続する方法は知ら
れていない。電気抵抗の変化に対応して光フアイバ内の
光損失を徐々に変化させ、信号伝送中の光ファイバより
小さな損失にする方法も知られていない。これらが可能
となったとしても、光フアイバ中の光伝搬状態は銅線内
の電気信号の伝搬状態と異なるため、信号エラーの発生
がいかなる状態になるか不明である。
場合には上述のプロセスに対応する手法がない。低損失
かつ信号エラーを発生させることなく、信号伝送中の光
ファイバの側面に別の光ファイバを接続する方法は知ら
れていない。電気抵抗の変化に対応して光フアイバ内の
光損失を徐々に変化させ、信号伝送中の光ファイバより
小さな損失にする方法も知られていない。これらが可能
となったとしても、光フアイバ中の光伝搬状態は銅線内
の電気信号の伝搬状態と異なるため、信号エラーの発生
がいかなる状態になるか不明である。
したがって、上述の銅線に対する方法を光ファイバに適
用することは技術的に困難である。
用することは技術的に困難である。
本発明は、以上の課題を解決し、ひとつの光フアイバ中
を伝搬する光信号を無瞬断で他の光ファイバに切り換え
る光信号切換方法を提供することを目的とする。さらに
本発明は、この切換方法に利用するに適した光信号伝送
路を提供することを目的とする。
を伝搬する光信号を無瞬断で他の光ファイバに切り換え
る光信号切換方法を提供することを目的とする。さらに
本発明は、この切換方法に利用するに適した光信号伝送
路を提供することを目的とする。
本発明の第一の観点は光信号切換方法であり、まず、送
信側および受信側にそれぞれ光分岐手段および光合波手
段が設けられた現用光ファイバの前記光分岐手段および
前記光合波手段に予備用光ファイバの入射端および出射
端をそれぞれ接続し、現用光ファイバおよび予備用光フ
ァイバにそれぞれ伝搬する信号光が実質的に直線偏光と
なるように信号光を分岐させ、現用光ファイバおよび予
備用光ファイバに4i:搬した信号光が実質的に同時に
光合波手段に到達するように光路長を調整し、かつ光合
波手段への入射光の偏光が互いに直交するように制御し
ながら、現用光ファイバから予備用光ファイバに分岐さ
れる信号光パワーを増加させ、実質的にすべての信号光
パワーが予備用光ファイバを伝搬する状態で光分岐手段
および光合波手段から現用光ファイバを取り外す。
信側および受信側にそれぞれ光分岐手段および光合波手
段が設けられた現用光ファイバの前記光分岐手段および
前記光合波手段に予備用光ファイバの入射端および出射
端をそれぞれ接続し、現用光ファイバおよび予備用光フ
ァイバにそれぞれ伝搬する信号光が実質的に直線偏光と
なるように信号光を分岐させ、現用光ファイバおよび予
備用光ファイバに4i:搬した信号光が実質的に同時に
光合波手段に到達するように光路長を調整し、かつ光合
波手段への入射光の偏光が互いに直交するように制御し
ながら、現用光ファイバから予備用光ファイバに分岐さ
れる信号光パワーを増加させ、実質的にすべての信号光
パワーが予備用光ファイバを伝搬する状態で光分岐手段
および光合波手段から現用光ファイバを取り外す。
次に、光分岐手段および光合波手段に新しい光ファイバ
ケーブルの光ファイバの入射端および出射端をそれぞれ
接続し、予備用光ファイバおよび新しい光ファイバケー
ブルの光ファイバにそれぞれ伝搬する信号光が実質的に
直線偏光となるように信号光を分岐させ、予備用光ファ
イバおよび新しい光ファイバケーブルの光ファイバに伝
搬した信号が実質的に同時に光合波手段に到達するよう
に光路長を調整し、かつ光合波手段への入射光の偏光が
互いに直交するように制御しながら、予備用光ファイバ
から新しい光ファイバケーブルの光ファイバに分岐され
る信号光パワーを増加させ、実質的にすべての信号光パ
ワーが新しい光ファイバケーブルの光ファイバを伝搬す
る状態で光分岐手段および光合波手段から予備用光ファ
イバを取り外す。
ケーブルの光ファイバの入射端および出射端をそれぞれ
接続し、予備用光ファイバおよび新しい光ファイバケー
ブルの光ファイバにそれぞれ伝搬する信号光が実質的に
直線偏光となるように信号光を分岐させ、予備用光ファ
イバおよび新しい光ファイバケーブルの光ファイバに伝
搬した信号が実質的に同時に光合波手段に到達するよう
に光路長を調整し、かつ光合波手段への入射光の偏光が
互いに直交するように制御しながら、予備用光ファイバ
から新しい光ファイバケーブルの光ファイバに分岐され
る信号光パワーを増加させ、実質的にすべての信号光パ
ワーが新しい光ファイバケーブルの光ファイバを伝搬す
る状態で光分岐手段および光合波手段から予備用光ファ
イバを取り外す。
本発明の第二の観点は、上述の方法に適した光信号伝送
路であり、信号伝送用および予備用の少なくとも二つの
光ファイバと、送信側において信号伝送用と予備用との
二つの光ファイバが接続可能でありこの二つの光ファイ
バに信号光を分岐する光分岐手段と、受信側において前
記二つの光ファイバが接続可能でありこの二つの光ファ
イバにそれぞれ伝搬した信号光を合波する光合波手段と
を備えた光信号伝送路において、光分岐手段は二つの光
ファイバへの分岐比を変化させる分岐比制御手段を含み
、二つの光フアイバ内にそれぞれ伝搬する信号光を実質
的に直線偏光に整える直線偏光手段と、上記二つの光フ
ァイバによる信号光の伝搬時間が実質的に一致するよう
に光路長を調整する光路長差調整手段と、上記二つの光
ファイバから光合波手段に入射する信号光の偏光を互い
に直交させる偏光制御手段とを備えたことを特徴とする
。
路であり、信号伝送用および予備用の少なくとも二つの
光ファイバと、送信側において信号伝送用と予備用との
二つの光ファイバが接続可能でありこの二つの光ファイ
バに信号光を分岐する光分岐手段と、受信側において前
記二つの光ファイバが接続可能でありこの二つの光ファ
イバにそれぞれ伝搬した信号光を合波する光合波手段と
を備えた光信号伝送路において、光分岐手段は二つの光
ファイバへの分岐比を変化させる分岐比制御手段を含み
、二つの光フアイバ内にそれぞれ伝搬する信号光を実質
的に直線偏光に整える直線偏光手段と、上記二つの光フ
ァイバによる信号光の伝搬時間が実質的に一致するよう
に光路長を調整する光路長差調整手段と、上記二つの光
ファイバから光合波手段に入射する信号光の偏光を互い
に直交させる偏光制御手段とを備えたことを特徴とする
。
分岐比制御手段は、音響光学型光偏向素子または光偏向
特性を有するホログラム素子を用いることにより得られ
る。
特性を有するホログラム素子を用いることにより得られ
る。
直線偏向手段は、光分岐手段の前段に設けることが望ま
し5)が、二つの光ファイバにそれぞれ設けてもよい。
し5)が、二つの光ファイバにそれぞれ設けてもよい。
光路長差調整手段は、二つの光ファイバから出射される
信号光の波形の相関を求める手段と、この相関が最大と
なるように少なくとも一方の光ファイバの長さを調整す
る手段とを含むことが望ましい。光ファイバの長さを調
整する手段は、信号伝送用の光ファイバの長さを変化さ
せることなく、予備用の光ファイバの長さだけを変化さ
せることが望ましい。
信号光の波形の相関を求める手段と、この相関が最大と
なるように少なくとも一方の光ファイバの長さを調整す
る手段とを含むことが望ましい。光ファイバの長さを調
整する手段は、信号伝送用の光ファイバの長さを変化さ
せることなく、予備用の光ファイバの長さだけを変化さ
せることが望ましい。
光ファイバの長さを調整する手段としては、光ファイバ
の軸方向に張力あるいは圧縮力を作用させて光路長を伸
縮させるものや、電気的に屈折率が変化する材料を用い
たものが構造が簡単である。
の軸方向に張力あるいは圧縮力を作用させて光路長を伸
縮させるものや、電気的に屈折率が変化する材料を用い
たものが構造が簡単である。
しかし、この構造では変化させることのできる光路長が
限られてしまう。そこで、複数の遅延用先導波路と、こ
の複数の遅延用先導波路から選択された数の先導波路を
縦続接続するカップリング手段とを含むことが望ましい
。
限られてしまう。そこで、複数の遅延用先導波路と、こ
の複数の遅延用先導波路から選択された数の先導波路を
縦続接続するカップリング手段とを含むことが望ましい
。
この遅延用先導波路を用いた構成は、縦続接続可能な数
を増やすことにより、光路長を広範囲に変化させること
ができる。しかし、遅延用光導波路の長さより短い光路
長については調整できない。
を増やすことにより、光路長を広範囲に変化させること
ができる。しかし、遅延用光導波路の長さより短い光路
長については調整できない。
そこで、上述した光ファイバを軸方向に伸縮させるもの
や、電気的に屈折率が変化する材料を用いたものにより
微調整を行うことが望ましい。
や、電気的に屈折率が変化する材料を用いたものにより
微調整を行うことが望ましい。
また、遅延用光導波路を用いた構成では、遅延用光導波
路やカップリング手段による信号の減衰が生じることが
ある。そこで、遅延用光導波路としてファイバ型光増幅
器を用いることが望ましい。
路やカップリング手段による信号の減衰が生じることが
ある。そこで、遅延用光導波路としてファイバ型光増幅
器を用いることが望ましい。
例えばエルビウムErをドープした光ファイバは、波長
1.48μmのポンプ光を入射することにより、波長1
.55μmの信号光を増幅することができる。
1.48μmのポンプ光を入射することにより、波長1
.55μmの信号光を増幅することができる。
音響光学型光偏向素子や光偏向特性を有するホログラム
素子を用いることにより、ひとつの光ファイバから他の
光ファイバに信号光を切り換えることができる。受信側
では、二つの光ファイバを伝搬した信号光を合波する。
素子を用いることにより、ひとつの光ファイバから他の
光ファイバに信号光を切り換えることができる。受信側
では、二つの光ファイバを伝搬した信号光を合波する。
これにより、二つの光ファイバを伝搬する光パワーの比
に関わらず、合分波により生じる損失を除けば、受信側
に到達する総光パワーはほぼ一定となる。このため、信
号光パワーをほぼ全部バイパスに迂回させる過程におい
て、受光パワーには大きな変化がない。したがって、現
用光ファイバの信号光をほぼすべて予備用光ファイバに
移せば、もとの現用光ファイバを切り離すことができる
。
に関わらず、合分波により生じる損失を除けば、受信側
に到達する総光パワーはほぼ一定となる。このため、信
号光パワーをほぼ全部バイパスに迂回させる過程におい
て、受光パワーには大きな変化がない。したがって、現
用光ファイバの信号光をほぼすべて予備用光ファイバに
移せば、もとの現用光ファイバを切り離すことができる
。
このプロセスを柊えたあとは、新しい別のケーブルの光
ファイバを接続し、同じ操作により予備用光ファイバか
ら、新しい光ファイバに信号を切り換える。これをケー
ブル内のすべての光ファイバについて実行することによ
り、無瞬断でケーブルを取り換えることができる。
ファイバを接続し、同じ操作により予備用光ファイバか
ら、新しい光ファイバに信号を切り換える。これをケー
ブル内のすべての光ファイバについて実行することによ
り、無瞬断でケーブルを取り換えることができる。
このとき、二つの光ファイバを伝搬した信号光を受信側
で単純に合波すると、光信号の到達時間差と、光信号波
の干渉による受光パワーの変動とにより、ビットエラー
が生じる。
で単純に合波すると、光信号の到達時間差と、光信号波
の干渉による受光パワーの変動とにより、ビットエラー
が生じる。
光信号の到達時間差は、二つの光ファイバの長さの差に
より生じる。到達時間差のある二つの光信号を合波する
と、パワーはほとんど変化しなくても、必要な信号の波
形は得られない。そこで本発明では、少なくとも一方、
望ましくは予備用の光ファイバの光路長を制御すること
により到達時間差を相殺している。
より生じる。到達時間差のある二つの光信号を合波する
と、パワーはほとんど変化しなくても、必要な信号の波
形は得られない。そこで本発明では、少なくとも一方、
望ましくは予備用の光ファイバの光路長を制御すること
により到達時間差を相殺している。
また、音波時の信号波の干渉は、二つの信号の通る経路
が異なるためにそれぞれ異なる外部応力や温度変化が作
用し、時間的に位相が変動することにより生じる。この
位相変動は大きな量ではないが、合波によってビートを
発生し、結果的に受光パワーの大きな変動をもたらす。
が異なるためにそれぞれ異なる外部応力や温度変化が作
用し、時間的に位相が変動することにより生じる。この
位相変動は大きな量ではないが、合波によってビートを
発生し、結果的に受光パワーの大きな変動をもたらす。
これを避けるために本発明では、あらかじめ送信側で信
号光を直線偏光にしておき、受信側では、二つの光信号
波の偏光を直交させる。公知のように直交する二つの波
は干渉せず、それぞれのパワーの和が得られる。
号光を直線偏光にしておき、受信側では、二つの光信号
波の偏光を直交させる。公知のように直交する二つの波
は干渉せず、それぞれのパワーの和が得られる。
このようにして、光フアイバ中を伝搬する信号を瞬断さ
せず、しかもかつ信号のビットエラーを発生させること
なく信号伝搬経路を切り換えることができる。
せず、しかもかつ信号のビットエラーを発生させること
なく信号伝搬経路を切り換えることができる。
第1図および第2図は本発明実施例光信号伝送路の構造
およびこの伝送路を用いた光信号切換方法を示す。
およびこの伝送路を用いた光信号切換方法を示す。
この光信号伝送路は、光信号送信機1−1〜l−nと光
信号受信機2−1〜2−nとの間に接続された信号伝送
用の光ファイバ4−1〜4−nと、予備用の光ファイバ
8とを備え、これらの光ファイバ4−1〜4−nおよび
8が、ひとつの光ファイバケーブル3内に収容されてい
る。さらにこの光信号伝送路は、送信側において信号伝
送用と予備用との二つの光ファイバ4−i 、8 (
i=1〜n)が接続可能でありこの二つの光ファイバ4
−i 、8に信号光を分岐する光分岐手段として無瞬断
光分波器5−1〜5−nを備え、受信側において二つの
光ファイバ4−i、8が接続可能でありこの二つの光フ
ァイバ4−1.8をそれぞれ伝搬した信号光を合波する
光合波手段として無瞬断光合波器6−1〜5−nを備え
る。
信号受信機2−1〜2−nとの間に接続された信号伝送
用の光ファイバ4−1〜4−nと、予備用の光ファイバ
8とを備え、これらの光ファイバ4−1〜4−nおよび
8が、ひとつの光ファイバケーブル3内に収容されてい
る。さらにこの光信号伝送路は、送信側において信号伝
送用と予備用との二つの光ファイバ4−i 、8 (
i=1〜n)が接続可能でありこの二つの光ファイバ4
−i 、8に信号光を分岐する光分岐手段として無瞬断
光分波器5−1〜5−nを備え、受信側において二つの
光ファイバ4−i、8が接続可能でありこの二つの光フ
ァイバ4−1.8をそれぞれ伝搬した信号光を合波する
光合波手段として無瞬断光合波器6−1〜5−nを備え
る。
信号伝送用の光ファイバ4−1〜4−nは、それぞれ対
応する無瞬断光分波器5−1〜5−nと無瞬断光合波器
6−1〜5−nとの間に接続される。これらの光ファイ
バ4−1〜4−nはそれぞれ一方向の信号伝送を行い、
n本の光ファイバでn/2対の双方向伝送が可能である
。予備用の光ファイバ8には両端にコネクタ9が設けら
れ、必要に応じて、無瞬断光分波器5−1〜5−nのい
ずれか、および無瞬断光合波器6−1〜6−nのいずれ
かに嵌合される。
応する無瞬断光分波器5−1〜5−nと無瞬断光合波器
6−1〜5−nとの間に接続される。これらの光ファイ
バ4−1〜4−nはそれぞれ一方向の信号伝送を行い、
n本の光ファイバでn/2対の双方向伝送が可能である
。予備用の光ファイバ8には両端にコネクタ9が設けら
れ、必要に応じて、無瞬断光分波器5−1〜5−nのい
ずれか、および無瞬断光合波器6−1〜6−nのいずれ
かに嵌合される。
ここで本実施例の特徴とするところは、無瞬断光分波器
5−1〜5−nがその無瞬断光分波器に接続された二つ
の光ファイバへの分岐比を変化させる手段を含み、光フ
ァイバ4−1〜4−nのいずれか(これを光ファイバ4
−1 とする)と光ファイノ\8とをそれぞれ伝搬す
る信号光を実質的に直線偏光に整える直線偏光手段とし
て直線偏光器7−1〜7−nを備え、二つの光ファイバ
4−i 、8にそれぞれ伝搬した信号光が実質的に同時
に光合波器5−i に到達するように光路長を調整する
光路長差調整手段として光路長調整器11を備え、二つ
の光ファイツク4−i 、8から無瞬断光合波器5−i
に入射する信号光の偏光を互いに直交させる偏光制御
手段として偏光直交器10を備えたことにある。
5−1〜5−nがその無瞬断光分波器に接続された二つ
の光ファイバへの分岐比を変化させる手段を含み、光フ
ァイバ4−1〜4−nのいずれか(これを光ファイバ4
−1 とする)と光ファイノ\8とをそれぞれ伝搬す
る信号光を実質的に直線偏光に整える直線偏光手段とし
て直線偏光器7−1〜7−nを備え、二つの光ファイバ
4−i 、8にそれぞれ伝搬した信号光が実質的に同時
に光合波器5−i に到達するように光路長を調整する
光路長差調整手段として光路長調整器11を備え、二つ
の光ファイツク4−i 、8から無瞬断光合波器5−i
に入射する信号光の偏光を互いに直交させる偏光制御
手段として偏光直交器10を備えたことにある。
偏光直交器10および光路長調整器11は、光ファイバ
8のほぼ両端にそれぞれ設けることが便利である力(、
原理的には一端に設けるだけでよい。これらの偏光直交
器lOおよび光路長調整器11は、光路長・偏光制御器
12により制御される。光路長・偏光制御器12は、コ
ネクタ9により無瞬断光合波器6−1〜5−nのいずれ
かに嵌合され、分岐された信号光に基づいて偏光直交器
10および光路長調整器11を制御することにより、信
号のビットエラー発生を防止する。
8のほぼ両端にそれぞれ設けることが便利である力(、
原理的には一端に設けるだけでよい。これらの偏光直交
器lOおよび光路長調整器11は、光路長・偏光制御器
12により制御される。光路長・偏光制御器12は、コ
ネクタ9により無瞬断光合波器6−1〜5−nのいずれ
かに嵌合され、分岐された信号光に基づいて偏光直交器
10および光路長調整器11を制御することにより、信
号のビットエラー発生を防止する。
ここで、光信号送信機1−1から送信された光信号を光
ファイバ4−iから予備用の光ファイバ8に切り換える
場合を例に説明する(図ではi=lの場合を示す)。
ファイバ4−iから予備用の光ファイバ8に切り換える
場合を例に説明する(図ではi=lの場合を示す)。
まず、予備用光ファイバ8の二個のコネクタ9をそれぞ
れ無瞬断光分波器5−1、無瞬断光合波器6−1 に嵌
合させ、現用光ファイバ4−1 のノくイノ(スルート
を予備用光ファイバ8により設定する。次に、無瞬断光
分波器5−1 により、光ファイノ\4−1を伝搬する
信号を光ファイバ8にも分担させ、ケーブル中を伝送さ
せる。この二つの信号を無瞬断光合波器6−1 によっ
て合波し、光信号受信機2−iで受光する。
れ無瞬断光分波器5−1、無瞬断光合波器6−1 に嵌
合させ、現用光ファイバ4−1 のノくイノ(スルート
を予備用光ファイバ8により設定する。次に、無瞬断光
分波器5−1 により、光ファイノ\4−1を伝搬する
信号を光ファイバ8にも分担させ、ケーブル中を伝送さ
せる。この二つの信号を無瞬断光合波器6−1 によっ
て合波し、光信号受信機2−iで受光する。
このとき光信号受信機2−1の出力は、直線偏光器7を
通過することによりほぼ直線偏光となり、これが無瞬断
光分波器5−i により分岐されることにより、光ファ
イバ4−i および光ファイノ18内をそれぞれ伝搬す
る信号光が実質的に直線偏光となる。
通過することによりほぼ直線偏光となり、これが無瞬断
光分波器5−i により分岐されることにより、光ファ
イバ4−i および光ファイノ18内をそれぞれ伝搬す
る信号光が実質的に直線偏光となる。
この状態で、光ファイバ4−i から光ファイバ3に分
岐される信号光パワーを増加させる。このとき光信号受
信機2−i側では、無瞬断光合波器6−1により光ファ
イバ4−i 、8の出射光をそれぞれ分岐し、光路長・
偏光制御器12に人力する。光路長・偏光制御器12は
、二つの人力信号光の到達時間差および偏光のなす角度
を測定し、到達時間差が零となるように、すなわち二つ
の光ファイバ4−118の光路長が一致するように光路
長調整器11を制御するとともに、二つの偏光方向が互
いに直交するように偏光直交器10を制御する。
岐される信号光パワーを増加させる。このとき光信号受
信機2−i側では、無瞬断光合波器6−1により光ファ
イバ4−i 、8の出射光をそれぞれ分岐し、光路長・
偏光制御器12に人力する。光路長・偏光制御器12は
、二つの人力信号光の到達時間差および偏光のなす角度
を測定し、到達時間差が零となるように、すなわち二つ
の光ファイバ4−118の光路長が一致するように光路
長調整器11を制御するとともに、二つの偏光方向が互
いに直交するように偏光直交器10を制御する。
実質的にすべての信号光パワーが光ファイバ8を伝搬す
る状態となったら、無瞬断光分波器5−i、無瞬断光合
波器6−1から光ファイバ4−iを取り外す。
る状態となったら、無瞬断光分波器5−i、無瞬断光合
波器6−1から光ファイバ4−iを取り外す。
これにより、現用光ファイバ4−1 から予備用光ファ
イバ8への切換えが終了する。
イバ8への切換えが終了する。
これに続いて、無瞬断光分波器5−1、無瞬断光合波器
6−i に新しい光ファイバケーブルの光ファイバの入
射端および出射端をそれぞれ接続し、上述した現用光フ
ァイバ4−i から予備用光ファイバ8への光信号の切
換えと同じ方法により、既存の光ファイバケーブル内の
光ファイバ8から新しい光ファイバケーブルの光ファイ
バに光信号を切り換える。
6−i に新しい光ファイバケーブルの光ファイバの入
射端および出射端をそれぞれ接続し、上述した現用光フ
ァイバ4−i から予備用光ファイバ8への光信号の切
換えと同じ方法により、既存の光ファイバケーブル内の
光ファイバ8から新しい光ファイバケーブルの光ファイ
バに光信号を切り換える。
光ファイバケーブル内のすべての光ファイバについて同
様の操作を行った後に、既存の光ファイバケーブルから
新しい光ファイバケーブルへの切換えが終了する。
様の操作を行った後に、既存の光ファイバケーブルから
新しい光ファイバケーブルへの切換えが終了する。
第3図および第4図は無瞬断光分波器5−1〜5−nの
一例の構成およびその動作を示す。
一例の構成およびその動作を示す。
この無瞬断光分波器は、音響光学型の光偏向器13と、
これを駆動する電力供給用のリード線14と、光偏向器
13の両側に設けられたコネクタ嵌合用のアダプタとを
備える。
これを駆動する電力供給用のリード線14と、光偏向器
13の両側に設けられたコネクタ嵌合用のアダプタとを
備える。
光信号を切り換える必要ががないときには、予備用の光
ファイバ8を光偏向器13に嵌合させず、光偏向器13
には駆動電力を加えない。このとき信号光は、直進して
現用の光ファイバ4に入射し、この光ファイバ4を伝搬
する。
ファイバ8を光偏向器13に嵌合させず、光偏向器13
には駆動電力を加えない。このとき信号光は、直進して
現用の光ファイバ4に入射し、この光ファイバ4を伝搬
する。
信号を切り換えるときには、予備用光ファイバ8のコネ
クタを光偏向器13に嵌合させ、リード線14に徐々に
電力を加える。入射信号光は、光偏向器13の特性によ
り偏向する。このときの偏向角度は、音響光学材料の種
類と、この材料の光学軸への光入射角度によって決定さ
れる。第4図では偏向光を破線で示すが、この偏向光の
出射位置に予備用光ファイバ8のコネクタ9が嵌合され
るようにあらかじめ設定しておけば、電力を加えること
によって信号光を予備用の光ファイバ8に移すことがで
きる。また、音響光学型光偏向器13の特性として、加
える駆動電力量により偏向する光量が異なるので、電力
を徐々に増加させることにより、光ファイバ4から光フ
ァイバ8への信号光の段階的移行が可能である。
クタを光偏向器13に嵌合させ、リード線14に徐々に
電力を加える。入射信号光は、光偏向器13の特性によ
り偏向する。このときの偏向角度は、音響光学材料の種
類と、この材料の光学軸への光入射角度によって決定さ
れる。第4図では偏向光を破線で示すが、この偏向光の
出射位置に予備用光ファイバ8のコネクタ9が嵌合され
るようにあらかじめ設定しておけば、電力を加えること
によって信号光を予備用の光ファイバ8に移すことがで
きる。また、音響光学型光偏向器13の特性として、加
える駆動電力量により偏向する光量が異なるので、電力
を徐々に増加させることにより、光ファイバ4から光フ
ァイバ8への信号光の段階的移行が可能である。
第5図は音響光学型光偏向器13に加えたRF駆動電力
に対する光ファイバ4.8からの出力光パワーとの測定
結果を示す。ここでは、駆動電力を加えないときの光フ
ァイバ4からの出力を100%とし、電力を増加させて
光偏向器13を動作させたときの二つの光ファイバ4.
8からの出力の割合を示す。
に対する光ファイバ4.8からの出力光パワーとの測定
結果を示す。ここでは、駆動電力を加えないときの光フ
ァイバ4からの出力を100%とし、電力を増加させて
光偏向器13を動作させたときの二つの光ファイバ4.
8からの出力の割合を示す。
この測定結果から明らかなように、電力を増加させると
現用の光ファイバ4から予備用の光ファイバ8に光パワ
ーを移すことができ、予備用の光ファイバ8に最大で約
70%の光パワーを移すことができる。
現用の光ファイバ4から予備用の光ファイバ8に光パワ
ーを移すことができ、予備用の光ファイバ8に最大で約
70%の光パワーを移すことができる。
無瞬断光分波器5としては、音響光学型の素子の他に、
光偏向特性を有するホログラム素子を用いることもでき
る。このような素子は公知であり、光偏向を生じさせる
のに必要な屈折率の変化を光の干渉縞によって感光性材
料に固定することにより得られる。このホログラム素子
を無瞬断光分波器5として用いるには、その屈折率の変
化を、光偏向の方向を連続的無段階に変えられるように
設定すればよい。
光偏向特性を有するホログラム素子を用いることもでき
る。このような素子は公知であり、光偏向を生じさせる
のに必要な屈折率の変化を光の干渉縞によって感光性材
料に固定することにより得られる。このホログラム素子
を無瞬断光分波器5として用いるには、その屈折率の変
化を、光偏向の方向を連続的無段階に変えられるように
設定すればよい。
第6図および第7図は無瞬断光合波器6−1〜5−nの
一例の構成およびその動作を示す。
一例の構成およびその動作を示す。
この無瞬断光合波器は合分波部15を備え、この合分波
部15は、モニタ用にそれぞれの信号の一部を取り出す
分岐部16と、二つの光ファイバ4.8からの信号光を
合波する合波部17とを含む。合分波部15の一端には
、二つの光ファイバ4.8のコネクタ9を嵌合できる。
部15は、モニタ用にそれぞれの信号の一部を取り出す
分岐部16と、二つの光ファイバ4.8からの信号光を
合波する合波部17とを含む。合分波部15の一端には
、二つの光ファイバ4.8のコネクタ9を嵌合できる。
光信号を切り換える必要がないときには、第6図に示す
ように、予備用光ファイバ8のコネクタ9を嵌合させる
必要はない。このとき光信号は、現用の光ファイバ4か
ら分岐部16および合波部17を経由して伝搬する。
ように、予備用光ファイバ8のコネクタ9を嵌合させる
必要はない。このとき光信号は、現用の光ファイバ4か
ら分岐部16および合波部17を経由して伝搬する。
光信号を切り換えるときには、予備用光ファイバ8のコ
ネクタ9および光路長・偏光制御器■2のコネクタ9を
無瞬断光合波器6に嵌合させる。この状態を第7図に示
す。このとき、光信号は現用と予備用との二つの光ファ
イバ4.8から分かれて入射する。現用の光ファイバ4
を経由した光信号を以下「主信号」、予備用の光ファイ
バ8を経由した光信号を以下「バイパス信号」という。
ネクタ9および光路長・偏光制御器■2のコネクタ9を
無瞬断光合波器6に嵌合させる。この状態を第7図に示
す。このとき、光信号は現用と予備用との二つの光ファ
イバ4.8から分かれて入射する。現用の光ファイバ4
を経由した光信号を以下「主信号」、予備用の光ファイ
バ8を経由した光信号を以下「バイパス信号」という。
主信号とバイパス信号とは、合波部17により合波され
、ひとつの信号として光信号受信機2に入射する。また
、分岐部16は、主信号とバイパス信号とのそれぞれに
ついて、その一部をモニタ光として取り出して光路長・
偏光制御器12に供給する。
、ひとつの信号として光信号受信機2に入射する。また
、分岐部16は、主信号とバイパス信号とのそれぞれに
ついて、その一部をモニタ光として取り出して光路長・
偏光制御器12に供給する。
第8図は、光路長・偏光制御器12の詳細な構成と、こ
の光路長・偏光制御器12による偏光直交器10および
光路長調整器11の制御方法を示す。
の光路長・偏光制御器12による偏光直交器10および
光路長調整器11の制御方法を示す。
光路長・偏光制御器12は、二個の信号モニタ部18と
、偏光間角度測定部19と、光路長差測定部20とを備
える。
、偏光間角度測定部19と、光路長差測定部20とを備
える。
信号モニタ部18は、公知の検光子と、これを透過した
光信号を電気信号に変換する光電変換部とを備え、現用
および予備用の光ファイバ4.8からのモニタ光をそれ
ぞれ受光する。
光信号を電気信号に変換する光電変換部とを備え、現用
および予備用の光ファイバ4.8からのモニタ光をそれ
ぞれ受光する。
偏光間角度測定部19は、信号モニタ部18の受光出力
により合波すべき信号の偏光方向を測定する。
により合波すべき信号の偏光方向を測定する。
偏光間角度測定部19としては、信号モニタ部18内の
検光子を回転させ、これを透過する光パワーを最大とす
る角度をそれぞれ求める装置を用いる。
検光子を回転させ、これを透過する光パワーを最大とす
る角度をそれぞれ求める装置を用いる。
二つの信号光の偏光方向を比較することにより、二つの
信号光の偏光方向がなす角度を測定できる。
信号光の偏光方向がなす角度を測定できる。
この角度が90度になるように、偏光直交器10を制御
する。直交する二つの光波は干渉しないので、ビットエ
ラーの原因となることはない。
する。直交する二つの光波は干渉しないので、ビットエ
ラーの原因となることはない。
偏光直交器10としては、光ファイバに曲げを与え、複
屈折によって伝搬する各偏光成分の大きさを変えて偏光
方向を回転させるものが構造が簡単である。偏光間角度
測定部19の測定結果を偏光直交器10にフィードバッ
クし、偏光間角度測定部19の測定角度が直交するまで
、偏光直交器10により偏光方向を回転させる。
屈折によって伝搬する各偏光成分の大きさを変えて偏光
方向を回転させるものが構造が簡単である。偏光間角度
測定部19の測定結果を偏光直交器10にフィードバッ
クし、偏光間角度測定部19の測定角度が直交するまで
、偏光直交器10により偏光方向を回転させる。
光路長差測定部20は、モニタ光を比較することにより
、二つの光ファイバ4.8の光路長差を測定する。光路
長差により、二つの光ファイバ4.8を経由した信号波
形は時間軸上の位置がずれてしまう。このため、これを
そのまま合波しても本来の信号と等価な信号は得られな
い。このため、光路長差を光路長差測定部20により測
定し、これが零となるまで光路長調整器11を制御する
。
、二つの光ファイバ4.8の光路長差を測定する。光路
長差により、二つの光ファイバ4.8を経由した信号波
形は時間軸上の位置がずれてしまう。このため、これを
そのまま合波しても本来の信号と等価な信号は得られな
い。このため、光路長差を光路長差測定部20により測
定し、これが零となるまで光路長調整器11を制御する
。
光路長差測定部20としては、計算機を用い、二つの信
号波形の相関を求める構成を使用する。相関が大きくな
る方向に光路長調整器11を作動させ、相関が最大とな
るところで停止させれば、二つの信号波形が時間軸上で
一致する。
号波形の相関を求める構成を使用する。相関が大きくな
る方向に光路長調整器11を作動させ、相関が最大とな
るところで停止させれば、二つの信号波形が時間軸上で
一致する。
また、光路長測定部20として、公知のパルス間時間測
定器を使用することもできる。その場合には、伝送信号
中に、振幅やパルス幅などをある規則にしたがって変化
させた一定周期のパルスをバイロフト信号として多重し
ておく。このパルスを光路長測定部20で検出し、送信
側と同一規則にしたがって本来同一であったパルスを識
別し、そのパルス間の時間差を測定する。
定器を使用することもできる。その場合には、伝送信号
中に、振幅やパルス幅などをある規則にしたがって変化
させた一定周期のパルスをバイロフト信号として多重し
ておく。このパルスを光路長測定部20で検出し、送信
側と同一規則にしたがって本来同一であったパルスを識
別し、そのパルス間の時間差を測定する。
光路長調整器11としては、第8図に示したような遅延
光回路を用いることができる。この構成を第9図に詳し
く示す。
光回路を用いることができる。この構成を第9図に詳し
く示す。
この光路長調整器11は、複数の遅延用光ファイバ11
1 と、この複数の遅延用光ファイバ111から選択さ
れた数のファイバを縦続接続するカップリング部112
と、これらを制御するコントローラ113とを備え、
接続された数の遅延用光ファイバ111に相当する光路
長文の遅延時間を信号光に与えることができる。
1 と、この複数の遅延用光ファイバ111から選択さ
れた数のファイバを縦続接続するカップリング部112
と、これらを制御するコントローラ113とを備え、
接続された数の遅延用光ファイバ111に相当する光路
長文の遅延時間を信号光に与えることができる。
カップリング部112は、信号光を遅延用光ファイバ1
11に入射させ、コントローラ113の制御により必要
な遅延時間に相当して遅延用光ファイバ111の数を選
択し、信号光を遅延させた後に再び取り出す。
11に入射させ、コントローラ113の制御により必要
な遅延時間に相当して遅延用光ファイバ111の数を選
択し、信号光を遅延させた後に再び取り出す。
カップリング部112は信号光路を遅延用光ファィバ1
11の光路に結合する光スィッチ1121を備え、この
光スィッチ1121は遅延コントローラ1131の信号
により動作する。これにより、信号光の通過する光路を
非遅延側光路1122から遅延側光路1123に切り換
える。切り換えられた信号は、遅延用光ファイバ111
を通過した後に、カップリング部112内の遅延光カプ
ラ1工24によってもとの光路に結合する。
11の光路に結合する光スィッチ1121を備え、この
光スィッチ1121は遅延コントローラ1131の信号
により動作する。これにより、信号光の通過する光路を
非遅延側光路1122から遅延側光路1123に切り換
える。切り換えられた信号は、遅延用光ファイバ111
を通過した後に、カップリング部112内の遅延光カプ
ラ1工24によってもとの光路に結合する。
光スィッチ1121は各遅延用光ファイバ111 との
接合部にそれぞれ設けられ、必要な遅延時間に対応して
光スィッチ1121を動作させることにより、その遅延
時間を得るために必要な光路長の遅延用光ファイバ11
1を縦続接続させることができる。
接合部にそれぞれ設けられ、必要な遅延時間に対応して
光スィッチ1121を動作させることにより、その遅延
時間を得るために必要な光路長の遅延用光ファイバ11
1を縦続接続させることができる。
ここで、遅延用光ファイバ111 により得られる遅延
時間は、その信号光がその光ファイバを一度伝搬する時
間となる。このため、必要な遅延時間に対応して作動さ
せる光スィッチ1121の数を定める必要がある。
時間は、その信号光がその光ファイバを一度伝搬する時
間となる。このため、必要な遅延時間に対応して作動さ
せる光スィッチ1121の数を定める必要がある。
ひとつの遅延用光ファイバ111による遅延時間より短
い遅延時間が必要なときには、遅延時間微調整部112
5で調整する。遅延時間微調整部1125としては、導
波部にLiNbO3のような電気的に屈折率の変化する
材料を用いた部品を使用する。公知のように、光の速度
はその媒質の屈折率に反比例するから、この導波部を通
過する信号の速度すなわち光路長を電気的に制御できる
。
い遅延時間が必要なときには、遅延時間微調整部112
5で調整する。遅延時間微調整部1125としては、導
波部にLiNbO3のような電気的に屈折率の変化する
材料を用いた部品を使用する。公知のように、光の速度
はその媒質の屈折率に反比例するから、この導波部を通
過する信号の速度すなわち光路長を電気的に制御できる
。
また、カップリング時および遅延用光ファイバ111を
伝搬中の信号の減衰を防ぐため、遅延用光ファイバ11
1 としてエルヒ゛ウム巳rをドープしたファイバを用
いることが有効である。すでに知られているように、エ
ルビウムがεr3゛の状態でファイバコア中に存在する
とき、その光ファイバに波長1.48μmの光を入射さ
せると、波長1.55μmの信号光を増幅することがで
きる。
伝搬中の信号の減衰を防ぐため、遅延用光ファイバ11
1 としてエルヒ゛ウム巳rをドープしたファイバを用
いることが有効である。すでに知られているように、エ
ルビウムがεr3゛の状態でファイバコア中に存在する
とき、その光ファイバに波長1.48μmの光を入射さ
せると、波長1.55μmの信号光を増幅することがで
きる。
すなわち、遅延コントローラ1131により光スィッチ
1121を作動させると同時に、ポンプ光源1132か
ら波長1.48μmのポンプ光を出射し、ポンプ光カッ
プリング部1126により信号光に合波させ、遅延用光
ファイバ111 に伝搬させる。これにより、遅延用光
ファイバ111を伝搬する信号光が増幅される。したが
って、遅延時間を大きくとる必要があるために多数の遅
延用光ファイバ111に信号を伝搬させる場合でも、光
の結合やスイッチングに伴う光損失を相殺することがで
きる。
1121を作動させると同時に、ポンプ光源1132か
ら波長1.48μmのポンプ光を出射し、ポンプ光カッ
プリング部1126により信号光に合波させ、遅延用光
ファイバ111 に伝搬させる。これにより、遅延用光
ファイバ111を伝搬する信号光が増幅される。したが
って、遅延時間を大きくとる必要があるために多数の遅
延用光ファイバ111に信号を伝搬させる場合でも、光
の結合やスイッチングに伴う光損失を相殺することがで
きる。
以上の説明では遅延用先導波路として光ファイバを用い
た例を示したが、複数の遅延用光導波路をひとつの基板
上に光回路として組み込むこともできる。
た例を示したが、複数の遅延用光導波路をひとつの基板
上に光回路として組み込むこともできる。
光路長差が小さい場合には、光路長調整器11として、
光ファイバの軸方向に張力あるいは圧縮力を作用させて
光路長を伸縮させるものが構造が簡単である。また、−
星光ファイバから空間に信号光を出射し、平行ビームの
状態である距離だけ伝搬させた後に再び光ファイバに入
射させる構造のものを用いてもよい。この場合には、空
間伝搬長を増加させることにより、光路長を長くするこ
とができる。
光ファイバの軸方向に張力あるいは圧縮力を作用させて
光路長を伸縮させるものが構造が簡単である。また、−
星光ファイバから空間に信号光を出射し、平行ビームの
状態である距離だけ伝搬させた後に再び光ファイバに入
射させる構造のものを用いてもよい。この場合には、空
間伝搬長を増加させることにより、光路長を長くするこ
とができる。
ケーブルを取り換える場合には、現実問題として、現用
の光ファイバ4と予備用の光ファイバ8、あるいは予備
用の光ファイバ8と新しいケーブルの光ファイバとは同
一ルートに配置される。このため、光路長差は1%以下
と小さい。したがって、光ファイバを伸縮させる構成や
空間を伝搬させる構成などの簡単な構成でも十分に使用
できる。
の光ファイバ4と予備用の光ファイバ8、あるいは予備
用の光ファイバ8と新しいケーブルの光ファイバとは同
一ルートに配置される。このため、光路長差は1%以下
と小さい。したがって、光ファイバを伸縮させる構成や
空間を伝搬させる構成などの簡単な構成でも十分に使用
できる。
また、前述した導波部にLiNbO3などの電気的に屈
折率が変化する材料を用いた部品、すなわち遅延時間微
調整部1125だけで光路長調整器11を構成すること
もできる。
折率が変化する材料を用いた部品、すなわち遅延時間微
調整部1125だけで光路長調整器11を構成すること
もできる。
光フアイバ中の信号を切り換えた場合に信号のビットエ
ラーが生じないことを確認するため、第1O図に示す実
験系により信号の誤り率を測定した。
ラーが生じないことを確認するため、第1O図に示す実
験系により信号の誤り率を測定した。
電気信号発生器21は2.4Gbit/sまでの電気信
号を発生することができ、その出力信号で分布帰還型レ
ーザ22を変調した。ビットレートは周波数カウンタ2
3で直読した。電気信号発生器21および分布帰還型レ
ーザ22は、上述した実施例における個々の光信号送信
機1−1〜l−nに相当する。
号を発生することができ、その出力信号で分布帰還型レ
ーザ22を変調した。ビットレートは周波数カウンタ2
3で直読した。電気信号発生器21および分布帰還型レ
ーザ22は、上述した実施例における個々の光信号送信
機1−1〜l−nに相当する。
分布帰還型レーザ22が出射した変調光を直線偏光器7
で直線偏光に整え、音響光学型偏向器を用いた無瞬断光
分波器5を介して光ファイバ4に入射させた。この信号
を無瞬断光合波器6、パワー減衰器24を経由して光信
号受信機2で受信した。
で直線偏光に整え、音響光学型偏向器を用いた無瞬断光
分波器5を介して光ファイバ4に入射させた。この信号
を無瞬断光合波器6、パワー減衰器24を経由して光信
号受信機2で受信した。
この光信号受信機2により電気信号に変換された信号に
ついて、誤り率測定器25によりビットエラーを測定し
た。
ついて、誤り率測定器25によりビットエラーを測定し
た。
また、無瞬断光合波器6によりモニタ光を分岐し、この
モニタ光をモニタ受光器26で電気信号に変換し、これ
を増幅器27で増幅してサンプリングスコープ28に波
形を表示した。
モニタ光をモニタ受光器26で電気信号に変換し、これ
を増幅器27で増幅してサンプリングスコープ28に波
形を表示した。
光ファイバ8の途中にはレンズ付コネクタ29.29′
を設け、信号光が空間伝搬部30でほぼ平行ビームとな
り、再び光ファイバ8に入射させた。コネクタ29′を
信号光の伝搬軸上で可動とし、光路長調整器11として
動作させた。また、光ファイバ4.8には、伝搬する信
号光の直線偏光度を測定するため、ダラムトムソン型の
検光子31.31′を設けた。
を設け、信号光が空間伝搬部30でほぼ平行ビームとな
り、再び光ファイバ8に入射させた。コネクタ29′を
信号光の伝搬軸上で可動とし、光路長調整器11として
動作させた。また、光ファイバ4.8には、伝搬する信
号光の直線偏光度を測定するため、ダラムトムソン型の
検光子31.31′を設けた。
まず、電気信号発生器21および分布帰還型レーザ22
により、1.86bit/sの擬似ランダムパターン信
号光を発生させ、無瞬断光分波器5を作動させずに光フ
ァイバ4だけに伝搬させた。この信号光は直線偏光器7
により直線偏光となっているが、無瞬断光分波器5や光
フアイバ伝搬中に偏光度が劣化する可能性がある。そこ
で、光ファイバ4を伝搬した後の直線偏光度を検光子3
1により測定した。その結果を第11図に示す。
により、1.86bit/sの擬似ランダムパターン信
号光を発生させ、無瞬断光分波器5を作動させずに光フ
ァイバ4だけに伝搬させた。この信号光は直線偏光器7
により直線偏光となっているが、無瞬断光分波器5や光
フアイバ伝搬中に偏光度が劣化する可能性がある。そこ
で、光ファイバ4を伝搬した後の直線偏光度を検光子3
1により測定した。その結果を第11図に示す。
検光子は透過軸に合致する偏光成分だけを透過させる。
そこで実験では、検光子を回転させてその透過パワーを
測定した。光ファイバ4の長さを変え、10mと26.
5に+++の場合について測定した。この結果、第11
図に示したように、検光子の回転角度にしたがって透過
パワーの周期的変動が測定された、パワーが最大、最小
となる角度はそれぞれ90度ずつずれていた。この結果
から、パワーが最大となる角度に信号光の偏光方向があ
ることがわかる。また、パワーの最大と最小との比、す
なわち消光比は、どちらのファイバ長に対しても約16
dBであった。この結果から、26.5kmの光ファイ
バを伝搬した後でも、直線偏光度の劣化は小さいと考え
られる。
測定した。光ファイバ4の長さを変え、10mと26.
5に+++の場合について測定した。この結果、第11
図に示したように、検光子の回転角度にしたがって透過
パワーの周期的変動が測定された、パワーが最大、最小
となる角度はそれぞれ90度ずつずれていた。この結果
から、パワーが最大となる角度に信号光の偏光方向があ
ることがわかる。また、パワーの最大と最小との比、す
なわち消光比は、どちらのファイバ長に対しても約16
dBであった。この結果から、26.5kmの光ファイ
バを伝搬した後でも、直線偏光度の劣化は小さいと考え
られる。
次に、無瞬断光分波器5を作動させ、これによる直線偏
光度の劣化を評価した。二つの光ファイバ4.8にパワ
ー比がほぼ1対1になるように信号光を分配し、その偏
光度を検光子31.31′を回転させることにより測定
した。その結果を第12図に示す。
光度の劣化を評価した。二つの光ファイバ4.8にパワ
ー比がほぼ1対1になるように信号光を分配し、その偏
光度を検光子31.31′を回転させることにより測定
した。その結果を第12図に示す。
この場合にも、第11図と同様のパターンが得られた。
光ファイバ8に偏向させた信号光の消光比は約12dB
であり、無瞬断光分波器5を作動させないときの16d
Bに比べて小さい値となったが、直線偏向状態は保たれ
ていた。
であり、無瞬断光分波器5を作動させないときの16d
Bに比べて小さい値となったが、直線偏向状態は保たれ
ていた。
偏向状態が保たれることを確認した後に、検光子3■、
31′を取り除いた伝送系で光信号の切換えによるビッ
ト誤り率特性を測定した。
31′を取り除いた伝送系で光信号の切換えによるビッ
ト誤り率特性を測定した。
まず、無瞬断光分波器5を作動させずに主信号だけを伝
搬させ、その誤り率を測定した。その結果を第13図に
示す。この測定では、パワー減衰器24により受光パワ
ーを変化させて測定した。
搬させ、その誤り率を測定した。その結果を第13図に
示す。この測定では、パワー減衰器24により受光パワ
ーを変化させて測定した。
次に、無瞬断光分波器5を作動させて信号光パワーを1
対1に分渡し、二つの光ファイバ4.8にそれぞれ伝搬
させた。この信号のモニタ波形をサンプリングスコープ
28により表示し、両者が時間軸上で一致するようにコ
ネクタ29′を調整し、信号の到達時間差を零とした。
対1に分渡し、二つの光ファイバ4.8にそれぞれ伝搬
させた。この信号のモニタ波形をサンプリングスコープ
28により表示し、両者が時間軸上で一致するようにコ
ネクタ29′を調整し、信号の到達時間差を零とした。
続いて偏光直交器10を調整し、サンプリングスコープ
上の合波信号が干渉せずに安定なパルス波形となる位置
で偏光直交器10を固定した。この状態は二つの信号の
偏光方向間の角度が90度となった状態と考えられ、こ
のときの誤り率を測定した。この後に、偏光直交器IO
を回転させて二つの信号の偏光方向を90度からずらし
、同様に誤り率を測定した。その結果を第13図に併記
する。
上の合波信号が干渉せずに安定なパルス波形となる位置
で偏光直交器10を固定した。この状態は二つの信号の
偏光方向間の角度が90度となった状態と考えられ、こ
のときの誤り率を測定した。この後に、偏光直交器IO
を回転させて二つの信号の偏光方向を90度からずらし
、同様に誤り率を測定した。その結果を第13図に併記
する。
第13図に示したように、二つの信号の偏光方向が直交
していれば、その誤り率特性は主信号だけの場合と等価
である。しかし、偏光方向間の角度が90度からずれて
いくと、誤り率は低下する。
していれば、その誤り率特性は主信号だけの場合と等価
である。しかし、偏光方向間の角度が90度からずれて
いくと、誤り率は低下する。
第14図は二つの信号の到達時間のずれと誤り率の測定
結果を示す。この測定では、偏光方向を直交させたまま
コネクタ29′をスライドさせて光路長を変化させ、そ
のときの二つの信号の到達時間のずれを変化させた。第
14図に示したように、時間差が増加すると誤り率は劣
化する。
結果を示す。この測定では、偏光方向を直交させたまま
コネクタ29′をスライドさせて光路長を変化させ、そ
のときの二つの信号の到達時間のずれを変化させた。第
14図に示したように、時間差が増加すると誤り率は劣
化する。
以上の実験結果で示したように、1.86bit/sの
ような高速信号光を分波させた後に合波しても、二つの
信号光の偏光方向を直交させ、かつその到達時間を一致
させれば、ビットエラーは生じない。
ような高速信号光を分波させた後に合波しても、二つの
信号光の偏光方向を直交させ、かつその到達時間を一致
させれば、ビットエラーは生じない。
第15図は、偏光直交条件と光路長差零の条件とが共に
満たされた場合について、音響光学型の無瞬断光分波器
5を作動させたときの誤り率を測定した結果を示す。こ
の測定では、一定の誤り率を確保するために必要な受光
信号光パワーを測定した。光ファイバ4の信号光パワー
をPl、光ファイバ8の信号光パワーをP、とし、音響
光学型無瞬断光分波器5の電力を増加させて信号光パワ
ーPbを増加させた。音響光学型無瞬断光分波器5の電
力を増加させても、全体の受光信号光パワーp、+F’
b はほぼ一定であった。
満たされた場合について、音響光学型の無瞬断光分波器
5を作動させたときの誤り率を測定した結果を示す。こ
の測定では、一定の誤り率を確保するために必要な受光
信号光パワーを測定した。光ファイバ4の信号光パワー
をPl、光ファイバ8の信号光パワーをP、とし、音響
光学型無瞬断光分波器5の電力を増加させて信号光パワ
ーPbを増加させた。音響光学型無瞬断光分波器5の電
力を増加させても、全体の受光信号光パワーp、+F’
b はほぼ一定であった。
第15図に示したように、信号光パワーPbを増加させ
ても、一定の誤り率を確保するために必要な受光信号光
パワーはほとんど変化がなく、音響光学型無瞬断光分波
器5によって信号光を光ファイバ4から光ファイバ8に
移しても、その途中における誤り率の変化は認められな
かった。第15図において、パワー比0%とは光ファイ
バ4だけによる光信号の伝送を示し、パワー比100%
とは光ファイバ8だけによる伝送を示す。
ても、一定の誤り率を確保するために必要な受光信号光
パワーはほとんど変化がなく、音響光学型無瞬断光分波
器5によって信号光を光ファイバ4から光ファイバ8に
移しても、その途中における誤り率の変化は認められな
かった。第15図において、パワー比0%とは光ファイ
バ4だけによる光信号の伝送を示し、パワー比100%
とは光ファイバ8だけによる伝送を示す。
以上説明したように本発明の光信号伝送路および光信号
切換方法は、信号のビットエラーが生じない条件のもと
で、信号光を現用の光ファイバから予備用に光ファイバ
に移すことができる。したがって、加入者が信号伝送中
でも、その信号に誤りを発生させることなくケーブルを
取り替えることが可能となり、取替工事を計画的かつ能
率的な実施が可能となる効果がある。
切換方法は、信号のビットエラーが生じない条件のもと
で、信号光を現用の光ファイバから予備用に光ファイバ
に移すことができる。したがって、加入者が信号伝送中
でも、その信号に誤りを発生させることなくケーブルを
取り替えることが可能となり、取替工事を計画的かつ能
率的な実施が可能となる効果がある。
第1図は本発明実施例光信号伝送路の構造およびこの伝
送路を用いた光信号切換方法を示す図。 第2図は実施例の他の状態を示す図。 第3図は無瞬断光分波器の一例を示す構成図。 第4図は無瞬断光分波器の他の状態を示す図。 第5図は音響光学型光偏向器に加えた駆動電力に対する
光ファイバからの出力光パワーの測定結果を示す図。 第6図は無瞬断光合波器の一例を示す構成図。 第7図は無瞬断光合波器の他の状態を示す図。 第8図は光路長・偏光制御器の詳細な構成を示す図。 第9図は光路長調整器の詳細な構成図。 第10図は信号の誤り率を測定するための実験系の構成
図。 第11図は光ファイバを伝搬した後の直線偏光度の測定
結果を示す図。 第12図は無瞬断光分波器による直線偏光度劣化の測定
結果を示す図。 第13図は偏向状態が保たれた状態における光信号の切
換えによるビット誤り半時性の測定結果を示す図。 第■4図は二つの信号の到達時間のずれと誤り率の測定
結果を示す図。 第15図は音響光学型無瞬断光分波器による誤り率の測
定結果を示す図。 1−1〜1−n ・・・光信号送信機、2.2−1〜2
−n −・・光信号受信機、3・・・光ファイバケーブ
ル、4.4−1〜4−n 、8・・・光ファイバ、5.
5−1〜5−n・・・無瞬断光分波器、6.6−1〜5
−n・・・無瞬断光合波器、7.7−1〜7−n・・・
直線偏光器、9.29.29′・・・コネクタ、10・
・・偏光直交器、11・・・光路長調整器、12・・・
光路長・偏光制御器、■3・・・光偏向器、14・・・
リード線、15・・・合分波部、16・・・分岐部、1
7・・・合波部、■8・・・信号モニタ部、19・・・
偏光間角度測定部、20・・・光路長差測定部、21・
・・電気信号発生器、22・・・分布帰還型レーザ、2
3・・・周波数カウンタ、24・・・パワー減衰器、2
5・・・誤り率測定器、26・・・モニタ受光器、27
・・・増幅器、28・・・サンプリングスコープ、30
・・・空間伝搬部、31.31’・・・検光子、111
・・・遅延用光ファイバ、112・・・カップリング部
、113・・・コントローラ、1121・・・光スィッ
チ、1122・・・非遅延側光路、1123・・・遅延
側光路、1124・・・遅延光カプラ、1125・・・
遅延時間微調整部、1126・・・ポンプ光カップリン
グ部、1131・・・遅延コントローラ、■132・・
・ポンプ光源。
送路を用いた光信号切換方法を示す図。 第2図は実施例の他の状態を示す図。 第3図は無瞬断光分波器の一例を示す構成図。 第4図は無瞬断光分波器の他の状態を示す図。 第5図は音響光学型光偏向器に加えた駆動電力に対する
光ファイバからの出力光パワーの測定結果を示す図。 第6図は無瞬断光合波器の一例を示す構成図。 第7図は無瞬断光合波器の他の状態を示す図。 第8図は光路長・偏光制御器の詳細な構成を示す図。 第9図は光路長調整器の詳細な構成図。 第10図は信号の誤り率を測定するための実験系の構成
図。 第11図は光ファイバを伝搬した後の直線偏光度の測定
結果を示す図。 第12図は無瞬断光分波器による直線偏光度劣化の測定
結果を示す図。 第13図は偏向状態が保たれた状態における光信号の切
換えによるビット誤り半時性の測定結果を示す図。 第■4図は二つの信号の到達時間のずれと誤り率の測定
結果を示す図。 第15図は音響光学型無瞬断光分波器による誤り率の測
定結果を示す図。 1−1〜1−n ・・・光信号送信機、2.2−1〜2
−n −・・光信号受信機、3・・・光ファイバケーブ
ル、4.4−1〜4−n 、8・・・光ファイバ、5.
5−1〜5−n・・・無瞬断光分波器、6.6−1〜5
−n・・・無瞬断光合波器、7.7−1〜7−n・・・
直線偏光器、9.29.29′・・・コネクタ、10・
・・偏光直交器、11・・・光路長調整器、12・・・
光路長・偏光制御器、■3・・・光偏向器、14・・・
リード線、15・・・合分波部、16・・・分岐部、1
7・・・合波部、■8・・・信号モニタ部、19・・・
偏光間角度測定部、20・・・光路長差測定部、21・
・・電気信号発生器、22・・・分布帰還型レーザ、2
3・・・周波数カウンタ、24・・・パワー減衰器、2
5・・・誤り率測定器、26・・・モニタ受光器、27
・・・増幅器、28・・・サンプリングスコープ、30
・・・空間伝搬部、31.31’・・・検光子、111
・・・遅延用光ファイバ、112・・・カップリング部
、113・・・コントローラ、1121・・・光スィッ
チ、1122・・・非遅延側光路、1123・・・遅延
側光路、1124・・・遅延光カプラ、1125・・・
遅延時間微調整部、1126・・・ポンプ光カップリン
グ部、1131・・・遅延コントローラ、■132・・
・ポンプ光源。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、送信側および受信側にそれぞれ光分岐手段および光
合波手段が設けられた現用光ファイバの前記光分岐手段
および前記光合波手段に予備用光ファイバの入射端およ
び出射端をそれぞれ接続し、上記現用光ファイバおよび
上記予備用光ファイバにそれぞれ伝搬する信号光が実質
的に直線偏光となるように信号光を分岐させ、 上記現用光ファイバおよび上記予備用光ファイバに伝搬
した信号光が実質的に同時に上記光合波手段に到達する
ように光路長を調整し、かつ上記光合波手段への入射光
の偏光が互いに直交するように制御しながら、上記現用
光ファイバから上記予備用光ファイバに分岐される信号
光パワーを増加させ、 実質的にすべての信号光パワーが上記予備用光ファイバ
を伝搬する状態で上記光分岐手段および上記光合波手段
から上記現用光ファイバを取り外し、 上記光分岐手段および上記光合波手段に新しい光ファイ
バケーブルの光ファイバの入射端および出射端をそれぞ
れ接続し、 上記予備用光ファイバおよび上記新しい光ファイバケー
ブルの光ファイバにそれぞれ伝搬する信号光が実質的に
直線偏光となるように信号光を分岐させ、 上記予備用光ファイバおよび上記新しい光ファイバケー
ブルの光ファイバに伝搬した信号光が実質的に同時に上
記光合波手段に到達するように光路長を調整し、かつ上
記光合波手段への入射光の偏光が互いに直交するように
制御しながら、上記予備用光ファイバから上記新しい光
ファイバケーブルの光ファイバに分岐される信号光パワ
ーを増加させ、 実質的にすべての信号光パワーが上記新しい光ファイバ
ケーブルの光ファイバを伝搬する状態で上記光分岐手段
および上記光合波手段から上記予備用光ファイバを取り
外す 光信号切換方法。 2、信号伝送用および予備用の少なくとも二つの光ファ
イバと、 送信側において信号伝送用と予備用との二つの光ファイ
バが接続可能でありこの二つの光ファイバに信号光を分
岐する光分岐手段と、 受信側において前記二つの光ファイバが接続可能であり
この二つの光ファイバにそれぞれ伝搬した信号光を合波
する光合波手段と を備えた光信号伝送路において、 上記光分岐手段は上記二つの光ファイバへの分岐比を変
化させる分岐比制御手段を含み、上記二つの光ファイバ
にそれぞれ伝搬する信号光を実質的に直線偏光に整える
直線偏光手段と、上記二つの光ファイバに伝搬した信号
光が実質的に同時に上記光合波手段に到達するように光
路長を調整する光路長差調整手段と、 上記二つの光ファイバから上記光合波手段に入射する信
号光の偏光を互いに直交させる偏光制御手段と を備えた ことを特徴とする光信号伝送路。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1-109492 | 1989-04-28 | ||
JP10949289 | 1989-04-28 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0380636A true JPH0380636A (ja) | 1991-04-05 |
JP2838146B2 JP2838146B2 (ja) | 1998-12-16 |
Family
ID=14511622
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1143653A Expired - Fee Related JP2838146B2 (ja) | 1989-04-28 | 1989-06-05 | 光信号切換方法および光信号伝送路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2838146B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5471332A (en) * | 1993-04-16 | 1995-11-28 | Nec Corporation | Hitless switching apparatus and method for optical network |
CN109804294A (zh) * | 2016-10-25 | 2019-05-24 | 林瑟科技公司 | 用于数字全息成像和干涉测量的光纤分路器装置和包括所述光纤分路器装置的光学*** |
-
1989
- 1989-06-05 JP JP1143653A patent/JP2838146B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5471332A (en) * | 1993-04-16 | 1995-11-28 | Nec Corporation | Hitless switching apparatus and method for optical network |
CN109804294A (zh) * | 2016-10-25 | 2019-05-24 | 林瑟科技公司 | 用于数字全息成像和干涉测量的光纤分路器装置和包括所述光纤分路器装置的光学*** |
JP2019533839A (ja) * | 2016-10-25 | 2019-11-21 | リンシー・テック・ソシエテ・アノニム | デジタルホログラフィック撮像および干渉法のためのファイバスプリッタデバイスならびに前記ファイバスプリッタデバイスを含む光学系 |
US11340438B2 (en) | 2016-10-25 | 2022-05-24 | Lyncee Tec Sa | Fiber splitter device for digital holographic imaging and interferometry and optical system comprising said fiber splitter device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2838146B2 (ja) | 1998-12-16 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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