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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-05-23
(45)【発行日】2022-05-31
(54)【発明の名称】光中継器及び光ファイバ伝送システム
(51)【国際特許分類】
H04B 10/297 20130101AFI20220524BHJP
H04B 10/077 20130101ALI20220524BHJP
H04B 10/071 20130101ALI20220524BHJP
【ＦＩ】
H04B10/297
H04B10/077
H04B10/071
【請求項の数】
17
(21)【出願番号】P 2019084387
(22)【出願日】2019-04-25
(65)【公開番号】P2020182120
(43)【公開日】2020-11-05
【審査請求日】2021-02-25
(73)【特許権者】
【識別番号】000208891
【氏名又は名称】ＫＤＤＩ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003281
【氏名又は名称】特許業務法人大塚国際特許事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100076428
【弁理士】
【氏名又は名称】大塚 康徳
(74)【代理人】
【識別番号】100115071
【弁理士】
【氏名又は名称】大塚 康弘
(74)【代理人】
【識別番号】100112508
【弁理士】
【氏名又は名称】高柳 司郎
(74)【代理人】
【識別番号】100116894
【弁理士】
【氏名又は名称】木村 秀二
(74)【代理人】
【識別番号】100130409
【弁理士】
【氏名又は名称】下山 治
(74)【代理人】
【識別番号】100134175
【弁理士】
【氏名又は名称】永川 行光
(74)【代理人】
【識別番号】100131886
【弁理士】
【氏名又は名称】坂本 隆志
(74)【代理人】
【識別番号】100170667
【弁理士】
【氏名又は名称】前田 浩次
(74)【代理人】
【識別番号】100166660
【弁理士】
【氏名又は名称】吉田 晴人
(72)【発明者】
【氏名】高橋 英憲
(72)【発明者】
【氏名】釣谷 剛宏
【審査官】後澤 瑞征
(56)【参考文献】
【文献】特開２０００－０７７７５８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０９－１７９１５１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０３－１２５１２５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０２－２６０８３７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平７－７９０４１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６３－７４２２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－５９３０６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－３１９０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平２－２２２８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１７－５２８９９５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０４Ｂ １０／２９ － １０／２９９
Ｈ０４Ｂ １０／０７７
Ｈ０４Ｂ １０／０７１
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
並列の複数のファイバ経路で構成された光ファイバ伝送路の途中に配置される、光ファイバ伝送システムの光中継器であって、
前記複数のファイバ経路のうちの特定のファイバ経路に配置され、前記特定のファイバ経路を伝搬して前記光中継器の第１入出力ポート及び第２入出力ポートの一方から入力されて他方から出力される光信号を一方向にのみ通過させる第１光学素子及び第２光学素子と、前記第１光学素子と前記第２光学素子との間に接続された、光信号を増幅する増幅媒体とを有する光増幅器であって、前記第１光学素子及び前記第２光学素子は、光信号を通過させる方向を、前記第１入出力ポートから前記第２入出力ポートへの第１方向と、前記第１方向とは逆方向の第２方向との間で切り替え可能である、前記光増幅器と、
前記第１入出力ポート及び前記第２入出力ポートからそれぞれ入力される光信号の検出結果に基づいて、前記第１方向又は前記第２方向に光信号を通過させるよう前記第１光学素子及び前記第２光学素子を制御することで、前記特定のファイバ経路の方路を可変にするコントローラと、
を備え、
前記複数のファイバ経路は、前記第１方向に方路が固定された第１ファイバ経路と、前記第２方向に方路が固定された第２ファイバ経路と、方路可変の前記特定のファイバ経路である第３ファイバ経路と、を少なくとも含み、
前記光ファイバ伝送システムは、前記光ファイバ伝送路に接続された第１監視装置及び第２監視装置を備え、
前記第１監視装置は、前記光中継器の前記第１入出力ポート側に配置され、前記第３ファイバ経路に対して前記第１方向の方路が設定されている場合に第２波長の監視信号を前記第３ファイバ経路に出力し、
前記第２監視装置は、前記光中継器の前記第２入出力ポート側に配置され、前記第３ファイバ経路に対して前記第２方向の方路が設定されている場合に第１波長の監視信号を前記第３ファイバ経路に出力し、
前記光中継器は、
前記第３ファイバ経路に対して前記第１方向の方路が設定されている場合に、前記第１監視装置から出力されて前記第３ファイバ経路を伝搬する前記第２波長の監視信号を、前記光増幅器を通過した後に前記第３ファイバ経路から前記第２ファイバ経路に導く第１ループバック経路であって、前記第１監視装置が、前記第２ファイバ経路を介して受信した前記第２波長の監視信号のパワーの測定結果に基づいて、前記光中継器の出力パワーを監視する、前記第１ループバック経路と、
前記第３ファイバ経路に対して前記第２方向の方路が設定されている場合に、前記第２監視装置から出力されて前記第３ファイバ経路を伝搬する前記第１波長の監視信号を、前記光増幅器を通過した後に前記第３ファイバ経路から前記第１ファイバ経路に導く第２ループバック経路であって、前記第２監視装置が、前記第１ファイバ経路を介して受信した前記第１波長の監視信号のパワーの測定結果に基づいて、前記光中継器の出力パワーを監視する、前記第２ループバック経路と、
を更に備えることを特徴とする光中継器。
【請求項2】
前記第１ループバック経路は、前記第３ファイバ経路を前記第１方向に伝搬する光信号の一部を前記第１ループバック経路に分岐する光タップと、当該分岐された光信号が入力され、前記第２波長の光信号を通過させる第１光フィルタと、前記第１光フィルタを通過した光信号を前記第２ファイバ経路に入力する光カプラと、を含み、前記第２ループバック経路は、前記第３ファイバ経路を前記第２方向に伝搬する光信号の一部を前記第２ループバック経路に分岐する光タップと、当該分岐された光信号が入力され、前記第１波長の光信号を通過させる第２光フィルタと、前記第２光フィルタを通過した光信号を前記第１ファイバ経路に入力する光カプラと、を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の光中継器。
【請求項3】
前記複数のファイバ経路は、それぞれ方路可変の前記特定のファイバ経路である複数の第３ファイバ経路を含み、前記第１ループバック経路は、前記複数の第３ファイバ経路のそれぞれから分岐された光信号を合波して前記第１光フィルタへ出力する合波器を更に含み、
前記第２ループバック経路は、前記複数の第３ファイバ経路のそれぞれから分岐された光信号を合波して前記第２光フィルタに入力する合波器を更に含む
ことを特徴とする請求項２に記載の光中継器。
【請求項4】
並列の複数のファイバ経路で構成された光ファイバ伝送路の途中に配置される、光ファイバ伝送システムの光中継器であって、
前記複数のファイバ経路のうちの特定のファイバ経路に配置され、前記特定のファイバ経路を伝搬して前記光中継器の第１入出力ポート及び第２入出力ポートの一方から入力されて他方から出力される光信号を一方向にのみ通過させる第１光学素子及び第２光学素子と、前記第１光学素子と前記第２光学素子との間に接続された、光信号を増幅する増幅媒体とを有する光増幅器であって、前記第１光学素子及び前記第２光学素子は、光信号を通過させる方向を、前記第１入出力ポートから前記第２入出力ポートへの第１方向と、前記第１方向とは逆方向の第２方向との間で切り替え可能である、前記光増幅器と、
前記第１入出力ポート及び前記第２入出力ポートからそれぞれ入力される光信号の検出結果に基づいて、前記第１方向又は前記第２方向に光信号を通過させるよう前記第１光学素子及び前記第２光学素子を制御することで、前記特定のファイバ経路の方路を可変にするコントローラと、
を備え、
前記複数のファイバ経路は、前記第１方向に方路に固定された第１ファイバ経路と、前記第２方向に方路が固定された第２ファイバ経路と、方路可変の前記特定のファイバ経路である第３ファイバ経路と、を少なくとも含み、
前記光ファイバ伝送システムは、前記光ファイバ伝送路に接続された第１監視装置及び第２監視装置を備え、
前記第１監視装置は、前記第３ファイバ経路に対して前記第１方向の方路が設定されている場合に第４波長の監視信号を前記第３ファイバ経路に出力し、
前記第２監視装置は、前記第３ファイバ経路に対して前記第２方向の方路が設定されている場合に第３波長の監視信号を前記第３ファイバ経路に出力し、
前記光中継器は、
前記第１監視装置から出力され、前記第３ファイバ経路において前記光中継器を前記第１方向に通過した前記第４波長の監視信号から生じ、前記第２方向に戻ってきて前記光中継器に入力されたレイリー散乱光を、前記第３ファイバ経路から前記第２ファイバ経路に導く第１戻り経路であって、前記第１監視装置が、前記第２ファイバ経路における前記レイリー散乱光の受信結果に基づいて、前記第３ファイバ経路上の破断点を検出する、前記第１戻り経路と、
前記第２監視装置から出力され、前記第３ファイバ経路において前記光中継器を前記第２方向に通過した前記第３波長の監視信号から生じ、前記第１方向に戻ってきて前記光中継器に入力された前記レイリー散乱光を、前記第３ファイバ経路から前記第１ファイバ経路に導く第２戻り経路であって、前記第２監視装置が、前記第１ファイバ経路における前記レイリー散乱光の受信結果に基づいて、前記第３ファイバ経路上の破断点を検出する、前記第２戻り経路と、
を更に備えることを特徴とする光中継器。
【請求項5】
前記第１戻り経路は、前記第３ファイバ経路を前記第２方向に伝搬する光信号の一部を前記第１戻り経路に分岐する光タップと、当該分岐された光信号が入力され、前記第４波長の光信号を通過させる第３光フィルタと、前記第３光フィルタを通過した光信号を前記第２ファイバ経路に入力する光カプラと、を含み、前記第２戻り経路は、前記第３ファイバ経路を前記第１方向に伝搬する光信号の一部を前記第２戻り経路に分岐する光タップと、当該分岐された光信号が入力され、前記第３波長の光信号を通過させる第４光フィルタと、前記第４光フィルタを通過した光信号を前記第１ファイバ経路に入力する光カプラと、を含む
ことを特徴とする請求項４に記載の光中継器。
【請求項6】
前記第１戻り経路は、前記第３ファイバ経路を前記第２方向に伝搬する光信号の一部を前記第１戻り経路に分岐する光タップと、当該分岐された光信号が入力され、当該入力された光信号を透過させるか否かを切り替え可能な第１光スイッチと、前記第１光スイッチを透過した光信号を前記第２ファイバ経路に入力する光カプラと、を含み、前記第２戻り経路は、前記第３ファイバ経路を前記第１方向に伝搬する光信号の一部を前記第２戻り経路に分岐する光タップと、当該分岐された光信号が入力され、当該入力された光信号を透過させるか否かを切り替え可能な第２光スイッチと、前記第２光スイッチを透過した光信号を前記第１ファイバ経路に入力する光カプラと、を含む
ことを特徴とする請求項４に記載の光中継器。
【請求項7】
並列の複数のファイバ経路で構成された光ファイバ伝送路の途中に配置される、光ファイバ伝送システムの光中継器であって、
前記複数のファイバ経路のうちの特定のファイバ経路に配置され、前記特定のファイバ経路を伝搬して前記光中継器の第１入出力ポート及び第２入出力ポートの一方から入力されて他方から出力される光信号を一方向にのみ通過させる第１光学素子及び第２光学素子と、前記第１光学素子と前記第２光学素子との間に接続された、光信号を増幅する増幅媒体とを有する光増幅器であって、前記第１光学素子及び前記第２光学素子は、光信号を通過させる方向を、前記第１入出力ポートから前記第２入出力ポートへの第１方向と、前記第１方向とは逆方向の第２方向との間で切り替え可能である、前記光増幅器と、
前記第１入出力ポート及び前記第２入出力ポートからそれぞれ入力される光信号の検出結果に基づいて、前記第１方向又は前記第２方向に光信号を通過させるよう前記第１光学素子及び前記第２光学素子を制御することで、前記特定のファイバ経路の方路を可変にするコントローラと、
を備え、
前記複数のファイバ経路は、前記第１方向に方路に固定された第１ファイバ経路と、前記第２方向に方路が固定された第２ファイバ経路と、方路可変の前記特定のファイバ経路である第３ファイバ経路と、を少なくとも含み、
前記光ファイバ伝送システムは、前記光ファイバ伝送路に接続された第１監視装置及び第２監視装置を備え、
前記第１監視装置は、前記光中継器の前記第１入出力ポート側に配置され、前記第３ファイバ経路に対して前記第１方向の方路が設定されている場合に第１波長の監視信号を前記第３ファイバ経路に出力し、
前記第２監視装置は、前記光中継器の前記第２入出力ポート側に配置され、前記第３ファイバ経路に対して前記第２方向の方路が設定されている場合に第２波長の監視信号を前記第３ファイバ経路に出力し、
前記光中継器は、
前記第１光学素子として方向性可変の第１サーキュレータを備え、
前記第２光学素子として方向性可変の第２サーキュレータを備え、
前記第２サーキュレータと前記第２入出力ポートとの間に設けられ、前記第１方向に伝搬する光信号の一部を分岐する第１光タップと、
前記第１光タップから分岐された光信号が入力され、前記第１波長の光信号を通過させる第１フィルタと、
前記第１サーキュレータと前記第１入出力ポートとの間に設けられ、前記第２方向に伝搬する光信号の一部を分岐する第２光タップと、
前記第２光タップから分岐された光信号が入力され、前記第２波長の光信号を通過させる第２フィルタと、を更に備え、
前記第３ファイバ経路に対して前記第１方向の方路が設定されている場合に、
前記光中継器において、前記第１方向に伝搬する前記第１波長の監視信号が、前記第１サーキュレータ、前記増幅媒体、及び前記第２サーキュレータを順に通過した後に、前記第１光タップ及び前記第１フィルタを介して前記第２サーキュレータに入力され、前記第２サーキュレータから前記第２方向に前記第１監視装置に向けて伝搬するように前記第３ファイバ経路へ出力される経路が設定され、
前記第１監視装置が、前記第３ファイバ経路を介して受信した前記第１波長の監視信号のパワーの測定結果に基づいて、前記光中継器の出力パワーを監視し、
前記第３ファイバ経路に対して前記第２方向の方路が設定されている場合に、
前記光中継器において、前記第２方向に伝搬する前記第２波長の監視信号が、前記第２サーキュレータ、前記増幅媒体、及び前記第１サーキュレータを順に通過した後に、前記第２光タップ及び前記第２フィルタを介して前記第２サーキュレータに入力され、前記第２サーキュレータから前記第２方向に伝搬するように前記第３ファイバ経路へ出力される経路が設定され、
前記第２監視装置が、前記第３ファイバ経路を介して受信した前記第２波長の監視信号のパワーの測定結果に基づいて、前記光中継器の出力パワーを監視する
ことを特徴とする光中継器。
【請求項8】
前記第１サーキュレータは、前記第１波長及び前記第２波長の光信号を通過させる第３フィルタと接続されており、前記第２サーキュレータは、前記第１波長及び前記第２波長の光信号を通過させる第４フィルタと接続されており、
前記第１サーキュレータは、前記第３ファイバ経路に対して前記第１方向の方路が設定されている場合に、前記第２サーキュレータから前記第２方向へ出力された前記第１波長の監視信号を前記第３フィルタに導き、前記第３フィルタを通過した前記第１波長の監視信号を前記第２方向に向けて前記第３ファイバ経路へ出力するように設定され、
前記第２サーキュレータは、前記第３ファイバ経路に対して前記第２方向の方路が設定されている場合に、前記第１サーキュレータから前記第１方向に出力された前記第２波長の監視信号を前記第４フィルタに導き、前記第４フィルタを通過した前記第２波長の監視信号を前記第１方向に向けて前記第３ファイバ経路へ出力するように設定される
ことを特徴とする請求項７に記載の光中継器。
【請求項9】
前記第３ファイバ経路に対して前記第１方向の方路が設定されている場合に、前記第２サーキュレータは、前記第２入出力ポートから入力された、前記第２方向に伝搬する前記第１波長の監視信号を前記第４フィルタに導き、前記第４フィルタを通過した前記第１波長の監視信号を前記第２方向に向けて前記第３ファイバ経路へ出力するように設定され、
前記第１サーキュレータは、前記第２サーキュレータから出力された、前記第２方向に伝搬する前記第１波長の監視信号を前記第３フィルタに導き、前記第３フィルタを通過した前記第１波長の監視信号を前記第２方向に向けて前記第３ファイバ経路へ出力するように設定される
ことを特徴とする請求項８に記載の光中継器。
【請求項10】
前記第３ファイバ経路に対して前記第２方向の方路が設定されている場合に、前記第１サーキュレータは、前記第１入出力ポートから入力された、前記第１方向に伝搬する前記第２波長の監視信号を前記第３フィルタに導き、前記第３フィルタを通過した前記第２波長の監視信号を前記第１方向に向けて前記第３ファイバ経路へ出力するように設定され、
前記第２サーキュレータは、前記第１サーキュレータから出力された、前記第１方向に伝搬する前記第２波長の監視信号を前記第４フィルタに導き、前記第４フィルタを通過した前記第２波長の監視信号を前記第１方向に向けて前記第３ファイバ経路へ出力するように設定される
ことを特徴とする請求項８又は９に記載の光中継器。
【請求項11】
前記第１監視装置は、更に、前記第３ファイバ経路に対して前記第１方向の方路が設定されている場合に第３波長の監視信号を前記第３ファイバ経路に出力し、前記第２監視装置は、更に、前記第３ファイバ経路に対して前記第２方向の方路が設定されている場合に第３波長の監視信号を前記第３ファイバ経路に出力し、
前記第３フィルタ及び前記第４フィルタは、前記第１波長、前記第２波長及び前記第３波長の光信号を通過させ、
前記第３ファイバ経路に対して前記第１方向の方路が設定されている場合に、
前記光中継器において、前記第１監視装置から出力され、前記第３ファイバ経路において前記光中継器を前記第１方向に通過した前記第３波長の監視信号から生じ、前記第２方向に戻ってきて前記光中継器に入力されたレイリー散乱光を、前記第３フィルタ及び前記第４フィルタを介して前記第１監視装置に向けて前記第２方向へ導く経路が設定され、
前記第１監視装置が、前記第３ファイバ経路における前記レイリー散乱光の受信結果に基づいて、前記第３ファイバ経路上の破断点を検出し、
前記第３ファイバ経路に対して前記第２方向の方路が設定されている場合に、
前記光中継器において、前記第２監視装置から出力され、前記第３ファイバ経路において前記光中継器を前記第２方向に通過した前記第３波長の監視信号から生じ、前記第１方向に戻ってきて前記光中継器に入力されたレイリー散乱光を、前記第４フィルタ及び前記第３フィルタを介して前記第２監視装置に向けて前記第１方向へ導く経路が設定され、
前記第２監視装置が、前記第３ファイバ経路における前記レイリー散乱光の受信結果に基づいて、前記第３ファイバ経路上の破断点を検出する
ことを特徴とする請求項８から１０のいずれか１項に記載の光中継器。
【請求項12】
前記光中継器は、前記第３ファイバ経路において前記第１サーキュレータと前記第２サーキュレータとの間に設けられた第１増幅媒体と、
前記第１監視装置又は前記第２監視装置に向かう監視信号又はレイリー散乱光を増幅するための第２増幅媒体と、を備え、
前記第３ファイバ経路に対して前記第１方向の方路が設定されている場合に、前記光中継器において、前記第１フィルタから出力された前記第１波長の監視信号が前記第２増幅媒体を通過して前記第２サーキュレータに入力される経路が設定され、
前記第３ファイバ経路に対して前記第２方向の方路が設定されている場合に、前記光中継器において、前記第２フィルタから出力された前記第２波長の監視信号が前記第２増幅媒体を通過して前記第１サーキュレータに入力される経路が設定される
ことを特徴とする請求項７に記載の光中継器。
【請求項13】
前記光中継器は、前記第３ファイバ経路において前記第１サーキュレータと前記第２サーキュレータとの間に設けられた第１増幅媒体と、
前記第１監視装置又は前記第２監視装置に向かう監視信号又はレイリー散乱光を増幅するための第２増幅媒体と、を備え、
前記第３ファイバ経路に対して前記第１方向の方路が設定されている場合に、前記光中継器において、前記第３フィルタから出力された前記第３波長のレイリー散乱光が、前記第２増幅媒体を通過して前記第４フィルタに入力される経路が設定され、
前記第３ファイバ経路に対して前記第２方向の方路が設定されている場合に、前記光中継器において、前記第４フィルタから出力された前記第３波長のレイリー散乱光が、前記第２増幅媒体を通過して前記第３フィルタに入力される経路が設定される
ことを特徴とする請求項１１に記載の光中継器。
【請求項14】
並列の複数のファイバ経路で構成された光ファイバ伝送路の途中に配置される、光ファイバ伝送システムの光中継器であって、
前記複数のファイバ経路のうちの特定のファイバ経路に配置され、前記特定のファイバ経路を伝搬して前記光中継器の第１入出力ポート及び第２入出力ポートの一方から入力されて他方から出力される光信号を一方向にのみ通過させる第１光学素子及び第２光学素子と、前記第１光学素子と前記第２光学素子との間に接続された、光信号を増幅する増幅媒体とを有する光増幅器であって、前記第１光学素子及び前記第２光学素子は、光信号を通過させる方向を、前記第１入出力ポートから前記第２入出力ポートへの第１方向と、前記第１方向とは逆方向の第２方向との間で切り替え可能である、前記光増幅器と、
前記第１入出力ポート及び前記第２入出力ポートからそれぞれ入力される光信号の検出結果に基づいて、前記第１方向又は前記第２方向に光信号を通過させるよう前記第１光学素子及び前記第２光学素子を制御することで、前記特定のファイバ経路の方路を可変にするコントローラと、
を備え、
前記第１入出力ポートと前記光増幅器との間に配置された、方向性可変の第３サーキュレータと、
前記第２入出力ポートと前記光増幅器との間に配置された、方向性可変の第４サーキュレータと、
前記第３サーキュレータに接続された第１利得等化フィルタと、
前記第４サーキュレータに接続された第２利得等化フィルタと、を更に備え、
前記コントローラは、
前記特定のファイバ経路に対して前記第１方向の方路が設定されている場合に、前記第１方向に伝搬する光信号が、前記第１利得等化フィルタを通過せず、かつ、前記光増幅器を通過した後に前記第２利得等化フィルタを通過するように、前記第３サーキュレータ及び前記第４サーキュレータを設定し、
前記特定のファイバ経路に対して前記第２方向の方路が設定されている場合に、前記第２方向に伝搬する光信号が、前記第２利得等化フィルタを通過せず、かつ、前記光増幅器を通過した後に前記第１利得等化フィルタを通過するように、前記第３サーキュレータ及び前記第４サーキュレータを設定する
ことを特徴とする光中継器。
【請求項15】
前記複数のファイバ経路はマルチコアファイバで構成されることを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の光中継器。
【請求項16】
第１端局装置と、並列の複数のファイバ経路で構成された光ファイバ伝送路を介して前記第１端局装置と接続された第２端局装置と、
前記光ファイバ伝送路の途中に配置され、各ファイバ経路を伝送される光信号を増幅する光増幅器を備える、請求項１４に記載の光中継器と、
を備えることを特徴とする光ファイバ伝送システム。
【請求項17】
前記第１監視装置を含む第１端局装置と、並列の複数のファイバ経路で構成された光ファイバ伝送路を介して前記第１端局装置と接続された、前記第２監視装置を含む第２端局装置と、
前記光ファイバ伝送路の途中に配置される、各ファイバ経路を伝送される光信号を増幅する光増幅器を備える、請求項１から１３のいずれか１項に記載の光中継器と、
を備えることを特徴とする光ファイバ伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光海底ケーブルシステム等の光ファイバ伝送システムにおける光中継器、及び光ファイバ伝送システムに関するものである。
【背景技術】
【0002】
光海底ケーブルシステム等の光ファイバ伝送システムでは、一般に、双方向の通信用に、２本の光ファイバを対（ペア）とするファイバペア（ＦＰ）単位で光ファイバ伝送路が構成される（例えば、特許文献１）。このため、一方向の通信容量と逆方向の通信容量とが同一となる。また、１ケーブル内に複数のＦＰを設ける構成が一般的である。
【0003】
しかし、光ファイバ伝送システムでは、それぞれの通信方向で通信トラフィック量が著しく異なることがある。この場合、一方向の通信については通信トラフィック量が光ファイバの通信容量に達したとしても、通信トラフィックが少ない逆方向の通信については、通信トラフィック量が光ファイバの通信容量に達していないことになる。それにもかかわらず、通信トラフィック需要の増加に応じて、ＦＰ単位で光ファイバ伝送路を新たに敷設すると、通信トラフィック量が少ない通信方向に対応する光ファイバが有効利用されず、敷設コストに無駄が生じる。このため、対向する方路間で通信容量を非対称にすることで、搬送される通信トラフィック量に柔軟に対応した光ファイバ伝送システムを実現することが必要とされる。
【0004】
そこで、光ファイバ伝送システムにおいて対向する方向間で通信容量を非対称にするための技術として、光ファイバ伝送路の通信方向（方路）を反転させる技術がある。例えば、特許文献２には、光ファイバ伝送路の途中に設けられた光中継装置において、複数の光ファイバのうちの一部の光ファイバについて光再生中継の方向を切り替え可能にする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特表２００７－５３１４７６号公報
【文献】特開昭６３－０７４２２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかし、近年の光ファイバ伝送システムでは、光信号の中継方式として光再生中継ではなく光増幅中継が主流となっている。光増幅中継に用いられる光増幅中継器では、入出力の方向が一般的には一方向に定められる。このため、情報トラヒックの需要に応じて光増幅中継器における方路の反転を実現するためには、上述の従来技術のような光再生中継器とは異なる仕組みが必要になる。
【0007】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものである。本発明は、光ファイバ伝送システムにおいて光ファイバ伝送路の通信容量を方路間で非対称にするために、光ファイバ伝送路の敷設後であっても光増幅中継器でファイバ経路の方路を切り替え可能にする技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の一態様の係る光中継器は、並列の複数のファイバ経路で構成された光ファイバ伝送路の途中に配置される、光ファイバ伝送システムの光中継器であって、前記複数のファイバ経路のうちの特定のファイバ経路に配置され、前記特定のファイバ経路を伝搬して前記光中継器の第１入出力ポート及び第２入出力ポートの一方から入力されて他方から出力される光信号を一方向にのみ通過させる第１光学素子及び第２光学素子と、前記第１光学素子と前記第２光学素子との間に接続された、光信号を増幅する増幅媒体とを有する光増幅器であって、前記第１光学素子及び前記第２光学素子は、光信号を通過させる方向を、前記第１入出力ポートから前記第２入出力ポートへの第１方向と、前記第１方向とは逆方向の第２方向との間で切り替え可能である、前記光増幅器と、前記第１入出力ポート及び前記第２入出力ポートからそれぞれ入力される光信号の検出結果に基づいて、前記第１方向又は前記第２方向に光信号を通過させるよう前記第１光学素子及び前記第２光学素子を制御することで、前記特定のファイバ経路の方路を可変にするコントローラと、を備え、前記複数のファイバ経路は、前記第１方向に方路が固定された第１ファイバ経路と、前記第２方向に方路が固定された第２ファイバ経路と、方路可変の前記特定のファイバ経路である第３ファイバ経路と、を少なくとも含み、前記光ファイバ伝送システムは、前記光ファイバ伝送路に接続された第１監視装置及び第２監視装置を備え、前記第１監視装置は、前記光中継器の前記第１入出力ポート側に配置され、前記第３ファイバ経路に対して前記第１方向の方路が設定されている場合に第２波長の監視信号を前記第３ファイバ経路に出力し、前記第２監視装置は、前記光中継器の前記第２入出力ポート側に配置され、前記第３ファイバ経路に対して前記第２方向の方路が設定されている場合に第１波長の監視信号を前記第３ファイバ経路に出力し、前記光中継器は、前記第３ファイバ経路に対して前記第１方向の方路が設定されている場合に、前記第１監視装置から出力されて前記第３ファイバ経路を伝搬する前記第２波長の監視信号を、前記光増幅器を通過した後に前記第３ファイバ経路から前記第２ファイバ経路に導く第１ループバック経路であって、前記第１監視装置が、前記第２ファイバ経路を介して受信した前記第２波長の監視信号のパワーの測定結果に基づいて、前記光中継器の出力パワーを監視する、前記第１ループバック経路と、前記第３ファイバ経路に対して前記第２方向の方路が設定されている場合に、前記第２監視装置から出力されて前記第３ファイバ経路を伝搬する前記第１波長の監視信号を、前記光増幅器を通過した後に前記第３ファイバ経路から前記第１ファイバ経路に導く第２ループバック経路であって、前記第２監視装置が、前記第１ファイバ経路を介して受信した前記第１波長の監視信号のパワーの測定結果に基づいて、前記光中継器の出力パワーを監視する、前記第２ループバック経路と、を更に備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、光ファイバ伝送システムにおいて、光ファイバ伝送路の敷設後であっても光増幅中継器でファイバ経路の方路を切り替えることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】光ファイバ伝送システムの構成例を示す図。
【図2】光中継器の構成例を示す図。
【図3】監視装置による光中継器出力の監視用の光中継器の構成例を示す図。
【図4】監視装置による光中継器出力の監視用の光中継器の構成例を示す図。
【図5】監視装置によるファイバ経路の状態の監視用の光中継器の構成例を示す図。
【図6】監視装置によるファイバ経路の状態の監視用の光中継器の構成例を示す図。
【図7】監視信号及びレイリー散乱光の伝搬経路の例を示す図。
【図8】監視信号及びレイリー散乱光の伝搬経路の例を示す図。
【図9】監視信号及びレイリー散乱光の伝搬経路の例を示す図。
【図10】監視信号及びレイリー散乱光の伝搬経路の例を示す図。
【図11】監視信号及びレイリー散乱光の伝搬経路の例を示す図。
【図12】監視信号及びレイリー散乱光の伝搬経路の例を示す図。
【図13】監視装置による監視用の光中継器の構成例を示す図。
【図14】監視装置による監視用の光中継器の構成例を示す図。
【図15】監視信号の伝搬経路の例を示す図。
【図16】監視信号の伝搬経路の例を示す図。
【図17】監視信号及びレイリー散乱光の伝搬経路の例を示す図。
【図18】監視信号の伝搬経路の例を示す図。
【図19】監視信号の伝搬経路の例を示す図。
【図20】監視信号の伝搬経路の例を示す図。
【図21】監視信号及びレイリー散乱光の伝搬経路の例を示す図。
【図22】監視装置による監視用の光中継器の構成例を示す図。
【図23】監視装置による監視用の光中継器の構成例を示す図。
【図24】ＧＦＦを備える光中継器の構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうち二つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一又は同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
【0012】
【0013】
＜光ファイバ伝送システム＞
図１は、本発明の実施例１に係る光ファイバ伝送システムの構成例を示す図である。図１に示す光ファイバ伝送システムは、端局装置１００と端局装置３００とを含み、端局装置１００と端局装置３００は光ファイバ伝送路を介して接続されている。また、光ファイバ伝送路の途中に光増幅中継器（以下、「光中継器」と称する。）２００（２００－１，２，３）が配置されている。本実施例では、光ファイバ伝送システムとして光海底ケーブルシステムを想定しており、端局装置１００は、西側の陸上設備に相当し、端局装置３００は、東側の陸上設備に相当する。また、光ファイバ伝送路の一部は、西側の陸上設備と東側の陸上との間の海底に敷設される。
図１は、本発明の実施例１に係る光ファイバ伝送システムの構成例を示す図である。図１に示す光ファイバ伝送システムは、端局装置１００と端局装置３００とを含み、端局装置１００と端局装置３００は光ファイバ伝送路を介して接続されている。また、光ファイバ伝送路の途中に光増幅中継器（以下、「光中継器」と称する。）２００（２００－１，２，３）が配置されている。本実施例では、光ファイバ伝送システムとして光海底ケーブルシステムを想定しており、端局装置１００は、西側の陸上設備に相当し、端局装置３００は、東側の陸上設備に相当する。また、光ファイバ伝送路の一部は、西側の陸上設備と東側の陸上との間の海底に敷設される。
【0014】
図１に示すように、端局装置１００，３００間の光ファイバ伝送路は、第１ファイバ経路（ＦＢ１）、第２ファイバ経路（ＦＢ２）、第３ファイバ経路（ＦＢ３）、及び第４ファイバ経路（ＦＢ４）で構成され、即ち、並列の複数のファイバ経路で構成される。本実施例では、ＦＢ１～４のうち、ＦＢ１及びＦＢ２については、光ファイバ伝送路の方路が固定されている。一方、ＦＢ３及びＦＢ４については、光中継器２００により光ファイバ伝送路の方路を切り替え（反転）可能であり、即ち、方路の設定が可変である。光ファイバ伝送路の方路の反転は、光中継器２００内に設けられた、方路を反転可能な光増幅器（可反転光増幅器）によって実現される。光ファイバ伝送路を構成する複数のファイバ経路のうちの１つ以上のファイバ経路の方路を可変にすることで、光ファイバ伝送路の通信容量を方路間で非対称にすることができる。
【0015】
図１の例では、ＦＢ１に対しては、端局装置１００から端局装置３００の方向（西から東の方向、以下では「ＷＥ方向」と称する。）の方路が予め設定されており、ＦＢ２に対しては、端局装置３００から端局装置１００の方向（東から西の方向、以下では「ＥＷ方向」と称する。）の方路が予め設定されている。また、一例として、ＷＥ方向に伝送される情報トラフィック量よりもＥＷ方向に伝送される情報トラフィック量の方が多いことを想定し、ＦＢ３及びＦＢ４に対しては、ＥＷ方向の方路が設定されている。
【0016】
光ファイバ伝送路は、ファイバ経路ごとに、光ファイバと光中継器２００とを縦続して接続することで構成される。端局装置１００，３００間の海底設備として、ケーブル内に含まれる光ファイバを介して、複数の光中継器２００が縦続して接続された状態で配置される。図１の例では、光ファイバ伝送路において、３つの光中継器２００－１，２，３が縦続して接続されている。それぞれのファイバ経路において同じスパンに設けられた光中継器２００は、同じ中継器筐体に含まれる。同様に、同じスパンに設けられた光ファイバは、同じケーブルに含まれる。
【0017】
端局装置１００，３００には、それぞれ複数の上位通信機器（ＣＥ）が接続される。端局装置１００に接続された各上位ＣＥと、端局装置３００に接続された、対応する上位ＣＥとの間で、情報トラフィックの送受信が行われる。端局装置１００は、各上位ＣＥから受信した、情報トラフィックを含むクライアント信号をライン側の光信号に変換する。その際、端局装置１００は、複数の上位ＣＥから受信したクライアント信号を、ＷＥ方向の伝送用に使用可能なＦＢの数に応じて集約してライン側光信号を生成する。端局装置１００は、生成したライン側光信号を、ＦＢ１～ＦＢ４のうちでＷＥ方向の方路が設定されたＦＢ（図１の例ではＦＢ１）を介して端局装置３００へ送信する。
【0018】
端局装置１００から出力されたライン側光信号は、光ファイバ（ファイバ経路）を、対向する端局装置３００へ向けて伝搬する。ファイバ経路を伝搬するライン側光信号は、光中継器２００に達するごとに増幅されることにより、光ファイバによる減衰の補償が繰り返され、対向側の陸上設備である端局装置３００に到着する。
【0019】
端局装置３００は、ＷＥ方向の方路が設定されたＦＢ１を介して受信したライン側光信号からクライアント信号を取り出す。端局装置３００は、取り出したクライアント信号を、対応する上位ＣＥへ送信する。このようにして、西側の端局装置１００に接続された各上位ＣＥから、東側の端局装置３００に接続された、対応する上位ＣＥに対して情報トラフィックが伝送される。なお、東側の端局装置３００に接続された各上位ＣＥから、西側の端局装置１００に接続された、対応する上位ＣＥへの情報トラフィックの伝送も同様に行われる。図１の例では、端局装置３００から端局装置１００へのライン側光信号の伝送にはＦＢ２～ＦＢ４が使用される。
【0020】
＜光中継器＞
上述のように、図１の光ファイバ伝送システムでは、ＦＢ３及びＦＢ４は、方路の設定が可変のファイバ経路として構成される。本実施例では、光ファイバ伝送路の敷設後であっても、ファイバ経路の方路を容易に切り替えられるように、各光中継器２００を、端局装置１００，３００からの制御信号に従って方路の切り替えが可能な光増幅中継器で構成する。以下では、本実施例の光中継器２００の具体的な構成及び動作の例について説明する。
上述のように、図１の光ファイバ伝送システムでは、ＦＢ３及びＦＢ４は、方路の設定が可変のファイバ経路として構成される。本実施例では、光ファイバ伝送路の敷設後であっても、ファイバ経路の方路を容易に切り替えられるように、各光中継器２００を、端局装置１００，３００からの制御信号に従って方路の切り替えが可能な光増幅中継器で構成する。以下では、本実施例の光中継器２００の具体的な構成及び動作の例について説明する。
【0021】
図２（Ａ）は、本実施例の光中継器２００の構成例を示す図であり、方路可変のファイバ経路であるＦＢ３及びＦＢ４に対する構成例を示している。図２（Ａ）に示す光中継器２００は、入力された光信号を増幅する光増幅器１０、光タップ２１、光タップ２２、及び光ＳＷコントローラ２３を備えている。光タップ２１は、ファイバ経路上で光増幅器１０の端局装置１００側（西側）に接続される。光タップ２２は、ファイバ経路上で光増幅器１０の端局装置３００側（東側）に接続される。また、光タップ２１，２２は、光ＳＷコントローラ２３に接続される。光中継器２００は、西側の入出力ポート１と、東側の入出力ポート２とを有する。
【0022】
光増幅器１０は、複数のファイバ経路のうちの特定のファイバ経路（ＦＢ３，ＦＢ４）に配置された可反転光増幅器である。光増幅器１０は、希土類添加ファイバを備える光増幅器であり、本例ではエルビウム添加ファイバ（ＥＤＦ）１１を備えるエルビウム添加ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）である。光増幅器１０は、ＥＤＦ１１と、可変アイソレータ１２，１３と、励起光源１４と、アイソレータ１５と、ＷＤＭカプラ１６とを備える。ＥＤＦ１１は、ファイバ経路上で可変アイソレータ１２と可変アイソレータ１３との間に配置され、可変アイソレータ１２とＥＤＦ１１との間に、ＷＤＭカプラ１６が配置される、光信号を増幅する増幅媒体である。励起光源１４は、アイソレータ１５を介してＷＤＭカプラ１６に励起光を入力することで、ＷＤＭカプラ１６を介してＥＤＦ１１に、ＷＥ方向に伝搬する励起光を供給する。即ち、図２（Ａ）の光増幅器１０では、ＷＥ方向に光信号がＥＤＦ１１を通過する場合には前方励起が行われ、逆方向のＥＷ方向に光信号がＥＤＦ１１を通過する場合には後方励起が行われる。
【0023】
一般的には、ＥＤＦＡは、ＥＤＦの前段及び後段の少なくともいずれかにアイソレータを備えており、方路は固定される。これに対して、本実施例では、方向性が可変のアイソレータ（可変アイソレータ１２，１３）を光増幅器１０に使用することで、ＦＢ３及びＦＢ４の方路を切り替え（反転）可能にする。なお、図１に示す、方路固定のＦＢ１及びＦＢ２には、入力側から出力側へ通過する光信号を増幅する、方向性を有する一般的な光増幅器が使用される。
【0024】
可変アイソレータ１２，１３は、光が通過する方向を外部からの制御信号により切り替え（反転）可能な、方向性可変のアイソレータである。本実施例では、可変アイソレータ１２，１３は、特定のファイバ経路（ＦＢ３，ＦＢ４）を伝搬して光中継器２００の入出力ポート１及び入出力ポート２の一方から入力されて他方から出力される光信号を一方向にのみ通過させる。また、可変アイソレータ１２，１３は、光信号を通過させる方向を、入出力ポート１から入出力ポート２へのＷＥ方向（第１方向）と、ＷＥ方向とは逆方向のＥＷ方向（第２方向）との間で切り替え可能である。
【0025】
本実施例では、光ＳＷコントローラ２３からの制御信号によって可変アイソレータ１２，１３の方向性が切り替えられる。光ＳＷコントローラ２３は、後述するように、入出力ポート１及び入出力ポート２からそれぞれ入力される光信号の検出結果に基づいて、第１方向又は第２方向に光信号を通過させるよう可変アイソレータ１２，１３を制御することで、特定のファイバ経路の方路を可変にする。
【0026】
可変アイソレータ１２，１３は、例えば、印加する電界の方向を切り替えることで方向性を切り替えとなるように構成される。アイソレータは磁気光学効果により実現されているため、可変アイソレータ１２，１３は、磁石の位置を１８０°反転させること、又は電磁石の電流方向を反転させてその磁界の方向を反転させることによって、方向性を切り替え可能であってもよい。
【0027】
光中継器２００において、光タップ２１は、光中継器２００の西側から入力される、ＷＥ方向に伝搬する光の一部を、光ＳＷコントローラ２３へ分岐する。光タップ２２は、光中継器２００の東側から入力される、ＥＷ方向に伝搬する光の一部を、光ＳＷコントローラ２３へ分岐する。
【0028】
光ＳＷコントローラ２３は、光タップ２１及び２２を介して受信したそれぞれの光信号のパワーを測定する。即ち、光ＳＷコントローラ２３は、光タップ２１及び２２から分岐される光信号をモニタする。光ＳＷコントローラ２３は、測定したパワーに応じて、可変アイソレータ１２，１３の方向性を設定する機能を有する。光ＳＷコントローラ２３は、可変アイソレータ１２，１３へ出力する制御信号によって可変アイソレータ１２，１３の方向性の切り替えを制御する。
【0029】
例えば、光ＳＷコントローラ２３は、端局装置１００側（西側）からの光を検出し、端局装置３００側（東側）からの光を検出していない場合には、ＷＥ方向に光が通過するように可変アイソレータ１２，１３の方向性を設定する。一方、光ＳＷコントローラ２３は、端局装置３００側（東側）からの光を検出した場合には、ＥＷ方向に光が通過するように可変アイソレータ１２，１３の方向性を設定する。
【0030】
このように、光ＳＷコントローラ２３は、光中継器２００の入出力ポート１から入力される光信号を検出し、かつ、入出力ポート２から入力される光信号を検出していない場合には、ＷＥ方向（第１方向）に光信号を通過させるよう、可変アイソレータ１２，１３を制御する。一方、光ＳＷコントローラ２３は、光中継器２００の入出力ポート２から入力される光信号を検出した場合には、ＥＷ方向（第２方向）に光信号を通過させるよう、可変アイソレータ１２，１３を制御する。
【0031】
なお、本実施例では、光増幅器１０が可変アイソレータ１２，１３を備える例について説明したが、光増幅器１０は、可変アイソレータ１２，１３に代えて、可変サーキュレータを備えていてもよい。即ち、光増幅器１０は、可変アイソレータ及び可変サーキュレータのように、光を一方向にのみ透過（通過）させ、光の入出力方向（光が通過する方向）を制御信号により外部から切り替えることが可能な光学素子を用いて実現される。
【0032】
以上説明したように、本実施例の光中継器２００は、複数のファイバ経路のうちの特定のファイバ経路（ＦＢ３，ＦＢ４）に配置された光増幅器１０を備える。光増幅器１０は、可変アイソレータ１２（第１光学素子）及び可変アイソレータ１３（第２光学素子）と、第１光学素子と第２光学素子との間に接続された、光信号を増幅するＥＤＦ１１（増幅媒体）とを有する。可変アイソレータ１２，１３は、特定のファイバ経路を伝搬して光中継器２００の入出力ポート１及び入出力ポート２の一方から入力されて他方から出力される光信号を一方向にのみ通過させる。また、可変アイソレータ１２，１３は、光信号を通過させる方向を、入出力ポート１から入出力ポート２への第１方向（ＷＥ方向）と、第１方向（ＷＥ方向）とは逆方向の第２方向（ＥＷ方向）との間で切り替え可能である。光ＳＷコントローラ２３は、入出力ポート１及び入出力ポート２からそれぞれ入力される光信号の検出結果に基づいて、第１方向又は第２方向に光信号を通過させるよう可変アイソレータ１２，１３を制御することで、特定のファイバ経路の方路を可変にする。
【0033】
このように、本実施例では、光ＳＷコントローラ２３は、端局装置１００，３００からそれぞれ出力される光をモニタし、その光の検出結果に基づいて、可変アイソレータ１２，１３の方向性を切り替える。これにより、ファイバ経路（ＦＢ３及びＦＢ４）の方路を反転させることができる。したがって、本実施例によれ、光ファイバ伝送路の敷設後であっても、ファイバ経路の方路を容易に切り替えられる光ファイバ伝送システムを実現することが可能になる。
【0034】
［実施例２］
実施例１の光増幅器１０では、ＷＥ方向に光信号がＥＤＦ１１を通過する場合には前方励起が行われ、逆方向のＷＥ方向に光信号がＥＤＦ１１を通過する場合には後方励起が行われる。このため、ファイバ経路の方路の切り替えにより、光増幅器１０の利得特性が変化する可能性がある。そこで、実施例２では、ファイバ経路の方路によらず光増幅器の利得特性が同等になるように光増幅器を構成する。以下では、主に実施例１と相違する点について説明し、実施例１と共通する点については説明を省略する。
実施例１の光増幅器１０では、ＷＥ方向に光信号がＥＤＦ１１を通過する場合には前方励起が行われ、逆方向のＷＥ方向に光信号がＥＤＦ１１を通過する場合には後方励起が行われる。このため、ファイバ経路の方路の切り替えにより、光増幅器１０の利得特性が変化する可能性がある。そこで、実施例２では、ファイバ経路の方路によらず光増幅器の利得特性が同等になるように光増幅器を構成する。以下では、主に実施例１と相違する点について説明し、実施例１と共通する点については説明を省略する。
【0035】
図２（Ｂ）は、本実施例の本実施例の光中継器２００の構成例を示す図である。実施例１の構成（図２（Ａ））との相違点は光増幅器１０の構成にあり、具体的には、ファイバ経路上でＥＤＦ１１の両側にＷＤＭカプラ及び励起光源を設けている点である。本実施例では、実施例１と同様の励起光源１４、アイソレータ１５、及びＷＤＭカプラ１６に加えて、ファイバ経路上で東側の可変アイソレータ１３とＥＤＦ１１との間に、励起光源１７、アイソレータ１８、及びＷＤＭカプラ１９が設けられている。
【0036】
励起光源１４は、実施例１と同様、アイソレータ１５を介してＷＤＭカプラ１６に励起光を入力することで、ＷＤＭカプラ１６を介してＥＤＦ１１に、ＷＥ方向に伝搬する励起光を供給する。励起光源１７は、アイソレータ１８を介してＷＤＭカプラ１９に励起光を入力することで、ＷＤＭカプラ１９を介してＥＤＦ１１に、ＥＷ方向に伝搬する励起光を供給する。これにより、光増幅器１０では双方向励起が行われることになり、ファイバ経路の方路によらず光増幅器の利得特性を同等にすることが可能になる。
【0037】
なお、図２（Ｂ）の構成は一例にすぎず、種々の変形が可能である。例えば、１つの励起光源から出力された励起光を光スプリッタにより２系統に分岐し、分岐された光をそれぞれＷＤＭカプラ１６，１９に入力してもよい。あるいは、ファイバ経路の方路の設定に応じて、光ＳＷコントローラ２３が、光増幅器１０において前方励起を行うか、後方励起を行うか、又は双方向励起を行うかを選択できるように、光中継器２００を構成することも可能である。例えば、前方励起と後方励起とのいずれかを選択可能にする場合には、１つの励起光源からの励起光の出力先を、光スイッチにより、ＷＤＭカプラ１６とＷＤＭカプラ１９とで切り替え可能にしてもよい。その場合、光スイッチの切り替えが光ＳＷコントローラ２３によって制御される。また、図２（Ｂ）に示す励起光源１４，１７に対する給電回路のオン及びオフを、光ＳＷコントローラ２３が個別に切り替え可能であってもよい。その場合、光ＳＷコントローラ２３は、各給電回路のオン及びオフを制御することにより、光増幅器１０において前方励起を行うか、後方励起を行うか、又は双方向励起を行うかを選択できる。
【0038】
このような変形例によれば、光増幅器１０において前方励起と後方励起と双方向励起とを必要に応じて選択して使用することが可能になる。例えば、ファイバ経路の方路の設定によらず常に前方励起又は後方励起を行うように、光増幅器１０を制御することが可能になる。
【0039】
［実施例３］
実施例３では、方路可変の１つ以上のファイバ経路を含む光ファイバ伝送システムにおいて、端局装置（監視装置）が各ファイバ経路において光中継器を監視する例について説明する。以下では、主に上述の実施例と相違する点について説明し、上述の実施例と共通する点については説明を省略する。
実施例３では、方路可変の１つ以上のファイバ経路を含む光ファイバ伝送システムにおいて、端局装置（監視装置）が各ファイバ経路において光中継器を監視する例について説明する。以下では、主に上述の実施例と相違する点について説明し、上述の実施例と共通する点については説明を省略する。
【0040】
まず、本実施例の前提として、光ファイバ伝送システムにおける、図１のＦＢ１及びＦＢ２のように方路が固定された２つのファイバ経路で構成されるファイバペアを用いた光中継器の監視方法の例について説明する。
【0041】
具体的には、端局装置（監視装置）から一方のファイバ経路へ監視用の光信号（監視信号）を出力し、監視対象の光中継器のループバック経路を通過して、他方のファイバ経路を介して戻ってきた監視信号のパワーを測定することで、光中継器の出力パワーを監視する。光中継器には、一方のファイバ経路上の光増幅器の出力側で光を分岐させ、分岐した光を、監視信号の波長λ1のみを通過させるフィルタを介して、他方のファイバ経路上の光増幅器の入力側に設けた合波器に入力するループバック経路を設ける。これにより、監視装置から一方のファイバ経路を介して送信された波長λ1の監視信号を、光中継器のループバック経路及び他方のファイバ経路を介して、送信元の監視装置で受信できる。
【0042】
また、図１のように複数の光中継器が縦続接続されている場合、波長λ1の監視信号として、例えば存在時間が短いパルス信号を送信すると、監視装置からそれぞれの光中継器までの距離に応じて、監視装置と光中継器との間のパルス信号の往復時間が異なる。このため、パルス信号の往復時間の測定により、いずれの光中継器のループバック経路を通過して戻ってきたパルス信号が受信されたのかを判別できる。また、戻ってきたパルス信号のパワーを常時又は定期的に測定し、測定したパワーの低下を検出した場合、光中継器の出力パワーが低下していると判定できる。このようにして、監視装置は光ファイバ伝送路を介して遠隔で光中継器の出力パワーを監視できる。
【0043】
上述の監視方法では、一方向の伝送用のファイバ経路と逆方向の伝送用のファイバ経路とのファイバペア（即ち、双方向伝送のためのファイバペア）が必要とされる。しかし、本実施例では、上述の実施例と同様、方路可変のファイバ経路を設けることで、それぞれの方向の伝送用のファイバ経路の数が異なることを前提としている。このため、ファイバペアの使用を前提とする上述の監視方法を本実施例にそのまま適用することはできない。
【0044】
そこで、本実施例では、光ファイバ伝送システムにおいて方路可変のファイバ経路における光中継器２００の監視を行う例について説明する。
【0045】
図３は、端局装置１００，３００に配置された監視装置１１０，３１０による光中継器２００の監視のための構成を有する、光中継器２００の構成例を示す図である。実施例１と同様、光ファイバ伝送を構成するファイバ経路（ＦＢ１～ＦＢ４）のうち、ＦＢ１及びＦＢ２については方路が固定されている。ＦＢ１についてはＷＥ方向に方路が設定され、ＦＢ２についてはＥＷ方向に方路が設定されている。また、ＦＢ３及びＦＢ４については、光中継器２００により方路を切り替え可能なファイバ経路である。また、図４は、光中継器２００の構成の一部を示しており、図３の構成における本実施例の説明に必要な構成のみを示している。
【0046】
西側の端局装置１００に配置された監視装置１１０は、各ファイバ経路における光中継器２００の監視に用いる光信号として、波長λ2の監視信号を使用する。一方、東側の端局装置３００に配置された監視装置３１０は、各ファイバ経路における光中継器２００の監視に用いる光信号として、波長λ1の監視信号を使用する。各監視信号としては、上述のように、短パルスのパルス信号が使用されうる。
【0047】
以下では、図４を参照して、光中継器２００の構成及び各ファイバ経路における光中継器２００の監視方法について説明する。
【0048】
ＦＢ１及びＦＢ２における光中継器２００の監視は、ＦＢ１及びＦＢ２をファイバペアとして用いて、上述の監視方法と同様に行われる。具体的には、ＦＢ１における光中継器２００の監視では、監視装置１１０から出力され、ＦＢ１をＷＥ方向に伝搬して光増幅器４０ａを通過した、波長λ2の監視信号は、光タップ４２で分岐される。その後、監視信号は、合波器３４を介して、波長λ2の光信号を通過させる光フィルタ３６を通過し、ＦＢ２上の光増幅器４０ｂの入力側の光カプラ４４に入力される。
【0049】
このように、ＦＢ１上の光増幅器４０ａを通過した監視信号は、光タップ４２、合波器３４、光フィルタ３６、及び光カプラ４４で構成されたループバック経路を介して、逆方向（ＥＷ方向）に伝搬する光信号としてＦＢ２に入力される。ＦＢ２に入力された監視信号は、光増幅器４０ｂを通過し、ＦＢ２を伝搬して監視装置１１０によって受信される。監視装置１１０は、各光中継器２００から受信される、波長λ2の監視信号のパワーの測定結果に基づいて、ＦＢ１における各光中継器２００の出力パワーを監視できる。
【0050】
また、ＦＢ２における光中継器２００の監視では、監視装置３１０から出力され、ＦＢ２をＥＷ方向に伝搬して光増幅器４０ｂを通過した、波長λ1の監視信号は、光タップ４３で分岐される。その後、監視信号は、合波器３３を介して、波長λ1の光信号を通過させる光フィルタ３５を通過し、ＦＢ１上の光増幅器４０ａの入力側の光カプラ４１に入力される。
【0051】
このように、ＦＢ２上の光増幅器４０ｂを通過した監視信号は、光タップ４３、合波器３３、光フィルタ３５、及び光カプラ４１で構成されたループバック経路を介して、逆方向（ＷＥ方向）に伝搬する光信号としてＦＢ１に入力される。ＦＢ１に入力された監視信号は、光増幅器４０ａを通過し、ＦＢ１を伝搬して監視装置３１０によって受信される。監視装置３１０は、各光中継器２００から受信される、波長λ1の監視信号のパワーの測定結果に基づいて、ＦＢ２における各光中継器２００の出力パワーを監視できる。
【0052】
次に、ＦＢ３における光中継器２００の監視について説明する。なお、ＦＢ４における光中継器２００の監視についてはＦＢ３と同様であるため説明を省略する。
【0053】
ＦＢ３上には、光増幅器１０ｃの端局装置１００側（西側）と、光増幅器１０ｃの端局装置３００側（東側）との両方に光タップ（光タップ３１ｃ，３２ｃ）が設けられている。これにより、監視装置１１０，３１０のいずれかから出力された監視信号を、ＦＢ３とは逆方向の方路が設定されたファイバ経路（ＦＢ１又はＦＢ２）に導くためのループバック経路に分岐する。
【0054】
ＦＢ３の方路がＷＥ方向に設定されている場合には、以下のように光中継器２００の監視が行われる。この場合、監視装置１１０から出力され、ＦＢ３をＷＥ方向に伝搬して光増幅器１０ｃを通過した、波長λ2の監視信号は、光タップ３２ｃで分岐される。その後、監視信号は、合波器３４を介して光フィルタ３６を通過し、ＦＢ３とは逆方向の方路に固定されているＦＢ２上の光増幅器４０ｂの入力側の光カプラ４４に入力される。
【0055】
このように、ＦＢ３上の光増幅器１０ｃを通過した監視信号は、光タップ３２ｃ、合波器３４、光フィルタ３６、及び光カプラ４４で構成されたループバック経路を介して、逆方向（ＥＷ方向）に伝搬する光信号としてＦＢ２に入力される。ＦＢ２に入力された監視信号は、光増幅器４０ｂを通過し、ＦＢ２を伝搬して監視装置１１０によって受信される。監視装置１１０は、各光中継器２００から受信される、波長λ2の監視信号のパワーの測定結果に基づいて、ＦＢ３における各光中継器２００の出力パワーを監視できる。
【0056】
一方、ＦＢ３の方路がＥＷ方向に設定されている場合には、以下のように光中継器２００の監視が行われる。この場合、監視装置３１０から出力され、ＦＢ３をＥＷ方向に伝搬して光増幅器１０ｃを通過した、波長λ1の監視信号は、光タップ３１ｃで分岐される。その後、監視信号は、合波器３３を介して光フィルタ３５を通過し、ＦＢ３とは逆方向の方路に固定されているＦＢ１上の光増幅器４０ａの入力側の光カプラ４１に入力される。
【0057】
このように、ＦＢ３上の光増幅器１０ｃを通過した監視信号は、光タップ３１ｃ、合波器３３、光フィルタ３５、及び光カプラ４１で構成されたループバック経路を介して、逆方向（ＷＥ方向）に伝搬する光信号としてＦＢ１に入力される。ＦＢ１に入力された監視信号は、光増幅器４０ａを通過し、ＦＢ１を伝搬して監視装置３１０によって受信される。監視装置３１０は、各光中継器２００から受信される、波長λ1の監視信号のパワーの測定結果に基づいて、ＦＢ３における各光中継器２００の出力パワーを監視できる。
【0058】
以上説明したように、本実施例の光中継器２００の構成によれば、端局装置１００，３００（監視装置１１０，３１０）が、方路可変のファイバ経路において光中継器２００を監視することが可能になる。
【0059】
なお、光ファイバ伝送路を構成するファイバ経路の数には制限はなく、Ｍ本のファイバ経路（Ｍは１以上の整数）のうち、（Ｍ－２）本のファイバ経路を方路可変のファイバ経路として構成することが可能である。即ち、一方向の方路に固定されたファイバ経路とそれと逆方向の方路に固定されたファイバ経路とのファイバペア（ＦＢ１及びＦＢ２）を残し、残りの任意の数のファイバ経路を方路可変にファイバ経路とすることが可能である。この場合、合波器３３，３４の入力の数は、ファイバ経路の数に等しいＭとなる。
【0060】
［実施例４］
実施例４では、方路可変の１つ以上のファイバ経路を含む光ファイバ伝送システムにおいて、端局装置（監視装置）が各ファイバ経路の状態を監視（破断の発生及び破断点を検出）する例について説明する。以下では、主に上述の実施例と相違する点について説明し、上述の実施例と共通する点については説明を省略する。
実施例４では、方路可変の１つ以上のファイバ経路を含む光ファイバ伝送システムにおいて、端局装置（監視装置）が各ファイバ経路の状態を監視（破断の発生及び破断点を検出）する例について説明する。以下では、主に上述の実施例と相違する点について説明し、上述の実施例と共通する点については説明を省略する。
【0061】
まず、本実施例の前提として、光ファイバ伝送システムにおける、図１のＦＢ１及びＦＢ２のように方路が固定された２つのファイバ経路で構成されるファイバペアを用いた、ファイバ経路の状態の監視方法の例について説明する。
【0062】
具体的には、ファイバ経路の途中に生じた破断点を検出するためには、例えば、コヒーレント光時間領域反射測定（Ｃ－ＯＴＤＲ：Coherent-Optical Time Domain Reflectometry）が用いられる。例えば、端局装置に配置された監視装置（Ｃ－ＯＴＤＲ装置）から、ファイバペアの一方のファイバ経路に短パルスのパルス信号を出力すると、ファイバ経路上のあらゆる位置において発生するレイリー散乱光が逆方向に戻ってくる。この散乱光を、光中継器に設けられた戻り経路（散乱光経路）を通じて、他方のファイバ経路に導く。これにより、レイリー散乱光が、他方のファイバ経路を通じて、パルス信号の送信元の監視装置に到達する。
【0063】
レイリー散乱は、ファイバ経路の長手方向のあらゆる位置で発生する。このため、パルス信号を送信してからレイリー散乱光が送信元まで戻るまでの時間を測定することで、受信した散乱光が、ファイバ経路上のいずれの位置で発生した散乱光であるかを判定できる。光ファイバ内を伝搬する光は伝搬距離に応じてパワーが減衰するため、正常であれば伝搬距離に応じて連続的にパワーが減衰する。即ち、急激に散乱光が減衰している位置を判定できると、その位置において光ファイバが破断していると推定することができる。
【0064】
上述の監視方法では、一方向の伝送用のファイバ経路と逆方向の伝送用のファイバ経路とのファイバペア（即ち、双方向伝送のためのファイバペア）が必要とされる。しかし、本実施例では、上述の実施例と同様、方路可変のファイバ経路を設けることで、それぞれの方向の伝送用のファイバ経路の数が異なることを前提としている。このため、ファイバペアの使用を前提とする上述の監視方法を本実施例にそのまま適用することはできない。
【0065】
そこで、本実施例では、方路可変の１つ以上のファイバ経路を含む光ファイバ伝送システムにおいて、各ファイバ経路の状態の監視を行う例について説明する。
【0066】
図５は、端局装置１００，３００に配置された監視装置１１０，３１０による各ファイバ経路の監視（破断の発生及び破断点の検出）のための構成を有する、光中継器２００の構成例を示す図である。なお、図５では、光中継器２００が、光中継器２００の監視のための構成（実施例３）に加えて、各ファイバ経路の状態の監視のための構成を有する例を示している。上述の実施例と同様、光ファイバ伝送を構成するファイバ経路（ＦＢ１～ＦＢ４）のうち、ＦＢ１及びＦＢ２については方路が固定されている。ＦＢ１についてはＷＥ方向に方路が設定され、ＦＢ２についてはＥＷ方向に方路が設定されている。また、ＦＢ３及びＦＢ４については、光中継器２００により方路を切り替え可能なファイバ経路である。また、図６は、光中継器２００の構成の一部を示しており、図５の構成における本実施例の説明に必要な構成のみを示している。
【0067】
西側の端局装置１００に配置された監視装置１１０は、各ファイバ経路の状態の監視に用いる光信号として、波長λ4の監視信号を使用する。一方、東側の端局装置３００に配置された監視装置３１０は、各ファイバ経路における光中継器２００の監視に用いる光信号として、波長λ3の監視信号を使用する。各監視信号としては、上述のように、短パルスのパルス信号が使用されうる。
【0068】
ＦＢ１及びＦＢ２における各ファイバ経路の状態の監視は、ＦＢ１及びＦＢ２をファイバペアとして用いて、上述の監視方法と同様に行われる。具体的には、ＦＢ１におけるファイバ経路の状態の監視では、図７に示すように、監視装置１１０から出力された波長λ4の監視信号は、ＦＢ１をＷＥ方向に伝搬して光増幅器４０ａを通過して、光中継器２００から東側へ出力される。光中継器２００の東側で生じたレイリー散乱光が、ＦＢ１を通じて光中継器２００に戻ってくる。光中継器２００に東側から入力されたレイリー散乱光は、光タップ６２で分岐される。その後、レイリー散乱光は、合波器５４を介して、波長λ4の光信号を通過させる光フィルタ５６を通過し、ＦＢ２上の光増幅器４０ｂの入力側の光カプラ６４に入力される。
【0069】
このように、ＦＢ１を通じて光中継器２００に戻ってきたレイリー散乱光は、光タップ６２、合波器５４、光フィルタ５６、及び光カプラ６４で構成された戻り経路（散乱光経路）を介して、逆方向（ＥＷ方向）に伝搬する光としてＦＢ２に入力される。ＦＢ２に入力されたレイリー散乱光は、光増幅器４０ｂを通過し、ＦＢ２を伝搬して監視装置１１０によって受信される。監視装置１１０は、このレイリー散乱光の受信結果に基づいて、ＦＢ１上の破断点を検出（推定）できる。
【0070】
また、ＦＢ２におけるファイバ経路の状態の監視では、図８に示すように、監視装置３１０から出力された波長λ3の監視信号は、ＦＢ２をＥＷ方向に伝搬して光増幅器４０ｂを通過して、光中継器２００から西側へ出力される。光中継器２００の西側でファイバ経路の破断が生じると、その破断点で生じたレイリー散乱光が、ＦＢ２を通じて光中継器２００に戻ってくる。光中継器２００に西側から入力されたレイリー散乱光は、光タップ６３で分岐される。その後、レイリー散乱光は、合波器５３を介して、波長λ3の光信号を通過させる光フィルタ５５を通過し、ＦＢ１上の光増幅器４０ａの入力側の光カプラ６１に入力される。
【0071】
このように、ＦＢ２を通じて光中継器２００に戻ってきたレイリー散乱光は、光タップ６３、合波器５３、光フィルタ５５、及び光カプラ６１で構成された戻り経路を介して、逆方向（ＷＥ方向）に伝搬する光としてＦＢ１に入力される。ＦＢ１に入力されたレイリー散乱光は、光増幅器４０ａを通過し、ＦＢ１を伝搬して監視装置３１０によって受信される。監視装置３１０は、このレイリー散乱光の受信結果に基づいて、ＦＢ２上の破断点を検出（推定）できる。
【0072】
次に、ＦＢ３におけるファイバ経路の状態の監視について説明する。ＦＢ３上には、光増幅器１０ｃの端局装置１００側（西側）と、光増幅器１０ｃの端局装置３００側（東側）との両方に光タップ（光タップ５１ｃ，５２ｃ）が設けられている。これにより、ＦＢ３上で生じたレイリー散乱光を、ＦＢ３とは逆方向の方路が設定されたファイバ経路（ＦＢ１又はＦＢ２）に導くための戻り経路に分岐する。
【0073】
ＦＢ３の方路がＷＥ方向に設定されている場合には、以下のようにＦＢ３の状態の監視が行われる。図９に示すように、監視装置１１０から出力された波長λ4の監視信号は、ＦＢ３をＷＥ方向に伝搬して光増幅器１０ｃを通過して、光中継器２００から東側へ出力される。光中継器２００の東側で生じたレイリー散乱光が、ＦＢ３を通じて光中継器２００に戻ってくる。光中継器２００に東側から入力されたレイリー散乱光は、光タップ５２ｃで分岐される。その後、レイリー散乱光は、合波器５４を介して、波長λ4の光信号を通過させる光フィルタ５６を通過し、ＦＢ３とは逆方向の方路に固定されているＦＢ２上の、光増幅器４０ｂの入力側の光カプラ６４に入力される。
【0074】
このように、ＦＢ３を通じて光中継器２００に戻ってきたレイリー散乱光は、光タップ５２ｃ、合波器５４、光フィルタ５６、及び光カプラ６４で構成された戻り経路を介して、逆方向（ＥＷ方向）に伝搬する光としてＦＢ２に入力される。ＦＢ２に入力されたレイリー散乱光は、光増幅器４０ｂを通過し、ＦＢ２を伝搬して監視装置１１０によって受信される。監視装置１１０は、このレイリー散乱光の受信結果に基づいて、ＦＢ３上の破断点を検出（推定）できる。
【0075】
一方、ＦＢ３の方路がＥＷ方向に設定されている場合には、以下のようにＦＢ３の状態の監視が行われる。図１０に示すように、監視装置３１０から出力された波長λ3の監視信号は、ＦＢ３をＥＷ方向に伝搬して光増幅器１０ｃを通過して、光中継器２００から西側へ出力される。光中継器２００の西側で生じたレイリー散乱光が、ＦＢ３を通じて光中継器２００に戻ってくる。光中継器２００に西側から入力されたレイリー散乱光は、光タップ５１ｃで分岐される。その後、レイリー散乱光は、合波器５３を介して、波長λ3の光信号を通過させる光フィルタ５５を通過し、ＦＢ３とは逆方向の方路に固定されているＦＢ１上の、光増幅器４０ａの入力側の光カプラ６１に入力される。
【0076】
このように、ＦＢ３を通じて光中継器２００に戻ってきたレイリー散乱光は、光タップ５１ｃ、合波器５３、光フィルタ５５、及び光カプラ６１で構成された戻り経路を介して、逆方向（ＷＥ方向）に伝搬する光としてＦＢ１に入力される。ＦＢ１に入力されたレイリー散乱光は、光増幅器４０ａを通過し、ＦＢ１を伝搬して監視装置３１０によって受信される。監視装置３１０は、このレイリー散乱光の受信結果に基づいて、ＦＢ３上の破断点を検出（推定）できる。
【0077】
【0078】
以上説明したように、本実施例の光中継器２００の構成によれば、方路可変の１つ以上のファイバ経路を含む光ファイバ伝送システムにおいて、端局装置１００，３００（監視装置１１０，３１０）が各ファイバ経路の状態を監視（破断の発生及び破断点の検出）することが可能になる。
【0079】
なお、光ファイバ伝送路を構成するファイバ経路の数には制限はなく、Ｍ本のファイバ経路（Ｍは１以上の整数）のうち、（Ｍ－２）本のファイバ経路を方路可変のファイバ経路として構成することが可能である。即ち、一方向の方路に固定されたファイバ経路とそれと逆方向の方路に固定されたファイバ経路とのファイバペア（ＦＢ１及びＦＢ２）を残し、残りの任意の数のファイバ経路を方路可変にファイバ経路とすることが可能である。この場合、合波器５３，５４の入力の数は、ファイバ経路の数に等しいＭとなる。
【0080】
［実施例５］
上述の実施例４では、西側の監視装置１１０が各ファイバ経路の状態の監視に用いる監視信号の波長として波長λ4、東側の監視装置３１０が各ファイバ経路の状態の監視に用いる監視信号の波長として波長λ3を用いている。これに対し、実施例５では、光中継器２００による中継伝送が可能な任意の波長（ただし、光中継器２００の監視用の波長を除く。）を用いて、各ファイバ経路の状態の監視を行う例について説明する。以下では、主に上述の実施例と相違する点について説明し、上述の実施例と共通する点については説明を省略する。
上述の実施例４では、西側の監視装置１１０が各ファイバ経路の状態の監視に用いる監視信号の波長として波長λ4、東側の監視装置３１０が各ファイバ経路の状態の監視に用いる監視信号の波長として波長λ3を用いている。これに対し、実施例５では、光中継器２００による中継伝送が可能な任意の波長（ただし、光中継器２００の監視用の波長を除く。）を用いて、各ファイバ経路の状態の監視を行う例について説明する。以下では、主に上述の実施例と相違する点について説明し、上述の実施例と共通する点については説明を省略する。
【0081】
図１３は、本実施例の光中継器２００の構成例を示す図である。実施例４（図５）との相違点は、方路可変のファイバ経路であるＦＢ３及びＦＢ４上の光タップ５１ｃ，５１ｄと合波器５３との間に、光スイッチ（ＳＷ）５７ｃ，５７ｄが設けられていること、光フィルタ５５が無いことである。また、ＦＢ３及びＦＢ４上の光タップ５２ｃ，５２ｄと合波器５４との間に、光ＳＷ５８ｃ，５８ｄが設けられていること、光フィルタ５６が無いことである。光ＳＷ５７ｃ，５７ｄ及び光ＳＷ５８ｃ，５８ｄは、光ＳＷコントローラ２３ｃ，２３ｄからの指示信号に従ってオン／オフを切り替え可能である。各光ＳＷは、オンの場合に光を透過させ、オフの場合に光を阻止する。
【0082】
例えば、ＦＢ３の方路がＷＥ方向に設定される場合には、光ＳＷコントローラ２３は、光ＳＷ５７ｃをオフ、光ＳＷ５８ｃをオンにする。これにより、端局装置３００側（東側）から戻ってくるレイリー散乱光を、実施例４と同様、光タップ５２ｃ、光ＳＷ５８ｃ、及び合波器５４で構成された戻り経路を介して、ＦＢ２に導くことが可能である。また、光フィルタ５５が存在しなくても、端局装置１００側（西側）から光中継器２００に入力された光信号については、光ＳＷ５７ｃによって阻止されることによって、ＦＢ１に入力されることを防止できる。したがって、実施例４と同様、監視装置１１０は、ＦＢ２におけるレイリー散乱光の受信結果に基づいて、ＦＢ３上の破断点を推定できる。
【0083】
一方、ＦＢ３の方路がＥＷ方向に設定される場合には、光ＳＷコントローラ２３は、光ＳＷ５７ｃをオン、光ＳＷ５８ｃをオフにする。これにより、端局装置１００側（西側）から戻ってくるレイリー散乱光を、実施例４と同様、光タップ５１ｃ、光ＳＷ５７ｃ、及び合波器５３で構成された戻り経路を介して、ＦＢ１に導くことが可能である。また、光フィルタ５６が存在しなくても、端局装置３００側（東側）から光中継器２００に入力された光信号については、光ＳＷ５８ｃによって阻止されることによって、ＦＢ２に入力されることを防止できる。したがって、実施例４と同様、監視装置３１０は、ＦＢ１におけるレイリー散乱光の受信結果に基づいて、ＦＢ３上の破断点を推定できる。
【0084】
なお、ＦＢ４におけるファイバ経路の監視については、ＦＢ３と同様であるため説明を省略する。
【0085】
本実施例によれば、実施例４と同様、方路可変の１つ以上のファイバ経路を含む光ファイバ伝送システムにおいて、端局装置１００，３００（監視装置１１０，３１０）が各ファイバ経路の状態を監視（破断の発生及び破断点の検出）することが可能になる。
【0086】
［実施例６］
上述の実施例１乃至５では、光中継器２００内の光増幅器１０が可変アイソレータを備える構成について説明した。実施例６では、光増幅器１０に可変アイソレータに代えて可変サーキュレータを設け、上述の実施例のように他のファイバ経路を使用せずに、方路可変のファイバ経路の監視を実現する例について説明する。以下では、主に上述の実施例と相違する点について説明し、上述の実施例と共通する点については説明を省略する。
上述の実施例１乃至５では、光中継器２００内の光増幅器１０が可変アイソレータを備える構成について説明した。実施例６では、光増幅器１０に可変アイソレータに代えて可変サーキュレータを設け、上述の実施例のように他のファイバ経路を使用せずに、方路可変のファイバ経路の監視を実現する例について説明する。以下では、主に上述の実施例と相違する点について説明し、上述の実施例と共通する点については説明を省略する。
【0087】
図１４は、本実施例の光中継器２００の構成例を示す図である。なお、図１４に示す光増幅器１０は、図２に示す構成における可変アイソレータ１２，１３に代えて、可変サーキュレータ７１，７２を備えている。なお、図１４では、光増幅器１０における励起に関係する構成（図２の励起光源１４、アイソレータ１５、及びＷＤＭカプラ１６等）の図示を省略している。光増幅器１０は、更に、方路可変のファイバ経路（ＦＢ３及びＦＢ４）上に配置された光タップ７３，７４と、光フィルタ７５，７６と、光カプラ・スプリッタ７７，７８と、光フィルタ７９，８０とを備える。
【0088】
可変サーキュレータ７１，７２は、光Ｓｗコントローラ２３によってその方向性の設定が切り替えられる。具体的には、可変サーキュレータ７１，７２は、ファイバ経路の方路がＷＥ方向に設定される場合、ポート１から入力された光をポート２から出力し、ポート２から入力された光をポート３から出力し、ポート４から入力された光をポート１から出力するように設定される。即ち、可変サーキュレータ７１，７２は、ファイバ経路の方路がＷＥ方向に設定される場合、ポート１からポート２への方向へ伝搬する光を透過させるが、その逆方向（ポート２からポート１の方向）へ伝搬する光を阻止する点で、可変アイソレータ１２，１３（図２）と共通するが、ポート２から入力された光をポート３へ出力する点で相違する。
【0089】
一方、可変サーキュレータ７１，７２は、ファイバ経路の方路がＥＷ方向に設定される場合、後述する図１８（Ｂ）に示すように、ポート２から入力された光をポート１から出力し、ポート３から入力された光をポート２から出力し、ポート３から入力された光をポート２から出力するように設定される。即ち、可変サーキュレータ７１，７２は、ファイバ経路の方路がＥＷ方向に設定される場合、ポート２からポート１への方向へ伝搬する光を透過させるが、その逆方向（ポート１からポート２の方向）へ伝搬する光を阻止する点で、可変アイソレータ１２，１３（図２）と共通するが、ポート１から入力された光をポート４へ出力する点で相違する。
【0090】
図１４に示すように、可変サーキュレータ７１のポート３は、光カプラ・スプリッタ７７の共通ポートと接続され、可変サーキュレータ７１のポート４と光カプラ・スプリッタ７７のポート２との間に光フィルタ７９が接続される。また、光カプラ・スプリッタ７７のポート１と光タップ７３との間に光フィルタ７５が接続される。また、可変サーキュレータ７２のポート４は、光カプラ・スプリッタ７８の共通ポートと接続され、可変サーキュレータ７２のポート３と光カプラ・スプリッタ７８のポート２との間に光フィルタ８０が接続される。また、光カプラ・スプリッタ７８のポート１と光タップ７４との間に光フィルタ７６が接続される。
【0091】
光カプラ・スプリッタ７７，７８は、共通ポートに入力された光をポート１及びポート２に分岐して出力し、ポート１に入力された光を共通ポートに出力し、ポート２に入力された光を共通ポートに出力するように動作する。光フィルタ７５は、波長λ2の光信号を通過させ、光フィルタ７６は、波長λ1の光信号を通過させる。また、光フィルタ７９，８０は、波長λ1，λ2，λ3の光信号を通過させる。
【0092】
次に方路可変のファイバ経路（ＦＢ３及びＦＢ４）における光中継器２００の出力の監視及び当該ファイバ経路の状態の監視について説明する。以下では、ＦＢ３について説明するが、ＦＢ４についても同様である。ＦＢ３に対してＷＥ方向の方路が設定されている場合、監視装置１１０は、波長λ1の監視信号を使用して光中継器２００の監視を行う。一方、ＦＢ３に対してＥＷ方向の方路が設定されている場合、監視装置３１０は、波長λ2の監視信号を使用して光中継器２００の監視を行う。また、監視装置１１０，３１０のいずれも、ＦＢ３の状態の監視には波長λ3の監視信号を使用する。なお、図１４及び後述する図１５乃至図２１には、情報トラフィックを搬送する光信号を図示していないが、当該光信号は、ＦＢ３に対する方路の設定に応じて、可変サーキュレータ７１，７２のポート１からポート２、又はポート２からポート１へ伝送される。
【0093】
（監視装置１１０による光中継器２００の監視）
次に、ＦＢ３に対してＷＥ方向の方路が設定されている場合の、監視装置１１０による光中継器２００の監視について説明する。以下では、図１５（Ａ）に示すように、光中継器２００－３を監視対象として、監視装置１１０による、波長λ1の監視信号を用いた当該光中継器の監視の例について説明する。なお、監視装置１１０は、実際には全ての光中継器２００を監視する。
次に、ＦＢ３に対してＷＥ方向の方路が設定されている場合の、監視装置１１０による光中継器２００の監視について説明する。以下では、図１５（Ａ）に示すように、光中継器２００－３を監視対象として、監視装置１１０による、波長λ1の監視信号を用いた当該光中継器の監視の例について説明する。なお、監視装置１１０は、実際には全ての光中継器２００を監視する。
【0094】
図１５（Ｂ）に示すように、西側の端局装置１００内の監視装置１１０から出力され、ＦＢ３を伝搬する監視信号は、光中継器２００－３に西側から入力される。光中継器２００－３の光増幅器１０に入力された監視信号は、光タップ７３、可変サーキュレータ７１、ＥＤＦ、及び可変サーキュレータ７２を通過して、光タップ７４に到達する。監視信号は、光タップ７４において一部がＷＥ方向の下流側の光中継器２００－４へ向かい、一部が光フィルタ７６へ向かうように分岐する。各光中継器２００には、図１５（Ｂ）に示すように、光タップ７４を起点として、波長λ1の監視信号を逆方向（ＥＷ方向）に伝搬させるためのループバック経路が設けられている。
【0095】
光タップ７４から光フィルタ７６の方向へ分岐した監視信号は、波長λ1の光を通過させる光フィルタ７６を通過し、光カプラ・スプリッタ７８にポート１から入力されて共通ポートから出力される。次に、監視信号は、可変サーキュレータ７２にポート４から入力されてポート１から出力されることで、元の伝搬方向であるＷＥ方向とは逆方向の、ＥＷ方向に進むことになる。
【0096】
その後、監視信号は、ＥＤＦを通過し、可変サーキュレータ７１にポート２から入力されてポート３から出力され、更に光カプラ・スプリッタ７７に共通ポートから入力されてポート１及び２から出力される。ポート１から出力された監視信号は、波長λ2の光を通過させる光フィルタ７５によって阻止される。一方、ポート２から出力された監視信号は、光フィルタ７９を通過し、可変サーキュレータ７１にポート４から入力されてポート１から出力され、光タップ７３に入力される。光タップ７３において一部がＷＥ方向の上流側の光中継器２００－２へ向かい、一部が光フィルタ７５へ向かうように分岐する。波長λ2の光を通過させる光フィルタ７５に入力された監視信号は、光フィルタ７５によって阻止される。
【0097】
このようにして、光中継器２００－３からＷＥ方向の上流側（西側）へ出力された監視装置は、図１６に示すように、光中継器２００－３と監視装置１１０との間にある光中継器２００－２，２００－１を順に通過する。
【0098】
具体的には、光中継器２００－２に東側から入力された、波長λ1の監視信号は、光タップ７４を通過して可変サーキュレータ７２にポート２から入力されてポート３から出力される。次に、監視信号は、光フィルタ８０を通過して光カプラ・スプリッタ７８にポート２から入力されて共通ポートから出力され、更に可変サーキュレータ７２にポート４から入力されてポート１から出力される。その後、監視信号は、ＥＤＦを通過し、上述の光中継器２００－３と同様に、光中継器２００から西側へ出力されることになる。監視信号は、光中継器２００－１も同様に通過し、最終的に監視装置１１０によって受信される。
【0099】
監視装置１１０は、各光中継器２００から受信される、波長λ1の監視信号のパワーの測定結果に基づいて、ＦＢ３における各光中継器２００の出力パワーを監視できる。
【0100】
（監視装置１１０によるファイバ経路の状態の監視）
次に、図１７（Ａ）に示すように、方路可変のファイバ経路（本例ではＦＢ３）を監視対象として、監視装置１１０による、波長λ3の監視信号を用いたＦＢ３の状態の監視の例について説明する。本例では、ＦＢ３の光中継器２００－３と光中継器２００－４との間の区間において破断が生じた場合を想定する。
次に、図１７（Ａ）に示すように、方路可変のファイバ経路（本例ではＦＢ３）を監視対象として、監視装置１１０による、波長λ3の監視信号を用いたＦＢ３の状態の監視の例について説明する。本例では、ＦＢ３の光中継器２００－３と光中継器２００－４との間の区間において破断が生じた場合を想定する。
【0101】
図１７（Ｂ）に示すように、西側の端局装置１００内の監視装置１１０から出力され、ＦＢ３を伝搬する監視信号は、各光中継器２００を通過する。具体的には、光中継器２００に西側から入力された、波長λ3の監視信号は、光タップ７３、可変サーキュレータ７１、ＥＤＦ、可変サーキュレータ７２、及び光タップ７４を通過して、光中継器２００の東側へ出力される。なお、光タップ７４で光フィルタ７６の方向へ分岐した監視信号は、波長λ1の光を通過させる光フィルタ７６によって阻止される。
【0102】
ＦＢ３上で発生したレイリー散乱光は、図１７（Ｂ）に示すように、ＦＢ３を通じて、監視信号の伝搬方向（ＷＥ方向）とは逆方向に戻ってきて、光中継器２００に東側から入力される。波長λ3の監視信号は、光中継器２００内において、図１６（Ｂ）に示す、波長λ1の監視信号と同様の経路を通って、光中継器２００の西側へ出力される。
【0103】
このようにして、各光中継器２００からＷＥ方向の上流側（西側）へ出力されたレイリー散乱光は、監視装置１１０までの間にある他の光中継器２００も同様に順に通過し、最終的に監視装置１１０によって受信される。監視装置１１０は、ＦＢ３におけるレイリー散乱光の受信結果に基づいて、ＦＢ３上の破断点を推定できる。
【0104】
（監視装置３１０による光中継器２００の監視）
次に、ＦＢ３に対してＥＷ方向の方路が設定されている場合の、監視装置３１０による光中継器２００の監視について説明する。図１８は、ＦＢ３に対してＥＷ方向の方路が設定されている場合の、各光中継器２００内の可変サーキュレータ７１，７２の方向性の設定を示している。以下では、図１８（Ａ）に示すように、光中継器２００－３を監視対象として、監視装置３１０による、波長λ2の監視信号を用いた当該光中継器の監視の例について説明する。なお、監視装置３１０は、実際には全ての光中継器２００を監視する。
次に、ＦＢ３に対してＥＷ方向の方路が設定されている場合の、監視装置３１０による光中継器２００の監視について説明する。図１８は、ＦＢ３に対してＥＷ方向の方路が設定されている場合の、各光中継器２００内の可変サーキュレータ７１，７２の方向性の設定を示している。以下では、図１８（Ａ）に示すように、光中継器２００－３を監視対象として、監視装置３１０による、波長λ2の監視信号を用いた当該光中継器の監視の例について説明する。なお、監視装置３１０は、実際には全ての光中継器２００を監視する。
【0105】
図１９（Ｂ）に示すように、東側の端局装置３００内の監視装置３１０から出力され、ＦＢ３を伝搬する、波長λ2の監視信号は、光中継器２００－３に東側から入力される。各光中継器２００には、波長λ2の監視信号を逆方向（ＷＥ方向）に伝搬させるためのループバック経路が、光タップ７３を起点として設けられている。このループバック経路は、図１５（Ｂ）に示される、波長λ1の監視信号用のループバック経路と対称性を有しているため、その説明は省略する。
【0106】
光中継器２００－３から西側に出力された監視信号は、図２０に示すように、光中継器２００－３と監視装置３１０との間にある光中継器２００－４，２００－５，...を順に通過する。各光中継器２００内の監視信号の伝搬経路は、図１６に示す伝搬経路と対称性を有しているため、その説明は省略する。監視信号は、各光中継器２００を順に通過し、最終的に監視装置３１０によって受信される。
【0107】
監視装置３１０は、各光中継器２００から受信される、波長λ2の監視信号のパワーの測定結果に基づいて、ＦＢ３における各光中継器２００の出力パワーを監視できる。
【0108】
（監視装置３１０によるファイバ経路の状態の監視）
次に、図２１（Ａ）に示すように、方路可変のファイバ経路（本例ではＦＢ３）を監視対象として、監視装置３１０による、波長λ3の監視信号を用いたＦＢ３の状態の監視の例について説明する。本例では、ＦＢ３の光中継器２００－３と光中継器２００－４との間の区間において破断が生じた場合を想定する。
次に、図２１（Ａ）に示すように、方路可変のファイバ経路（本例ではＦＢ３）を監視対象として、監視装置３１０による、波長λ3の監視信号を用いたＦＢ３の状態の監視の例について説明する。本例では、ＦＢ３の光中継器２００－３と光中継器２００－４との間の区間において破断が生じた場合を想定する。
【0109】
図２１（Ｂ）に示すように、東側の端局装置３００内の監視装置３１０から出力され、ＦＢ３を伝搬する監視信号は、各光中継器２００を通過する。各光中継器２００内の監視信号の伝搬経路は、図１７に示す伝搬経路と対称性を有しているため、その説明は省略する。ＦＢ３で生じ、ＥＷ方向とは逆方向のＷＥ方向に伝搬するレイリー散乱光は、各光中継器２００を順に通過し、最終的に監視装置３１０によって受信される。監視装置３１０は、ＦＢ３におけるレイリー散乱光の受信結果に基づいて、ＦＢ３上の破断点を推定できる。
【0110】
以上説明したように、本実施例によれば、上述の実施例のように他のファイバ経路を使用することなく、方路可変のファイバ経路における光中継器の監視及び当該ファイバ経路の状態の監視を行うことが可能になる。
【0111】
［実施例７］
実施例７では、実施例６の変形例として、光中継器２００内の光増幅器１０に、監視装置１１０，３１０からの監視信号の伝搬方向とは逆方向に戻ってくる監視信号又はレイリー散乱光を増幅するためのＥＤＦ（増幅媒体）を設ける例について説明する。以下では、主に実施例６と相違する点について説明し、実施例６と共通する点については説明を省略する。
実施例７では、実施例６の変形例として、光中継器２００内の光増幅器１０に、監視装置１１０，３１０からの監視信号の伝搬方向とは逆方向に戻ってくる監視信号又はレイリー散乱光を増幅するためのＥＤＦ（増幅媒体）を設ける例について説明する。以下では、主に実施例６と相違する点について説明し、実施例６と共通する点については説明を省略する。
【0112】
図２２及び図２３は、本実施例の光中継器２００の構成例を示す図であり、図２２は、ファイバ経路の方路がＷＥ方向に設定されている場合、図２３は、ファイバ経路の方路がＷＥ方向に設定されている場合を示している。実施例６（図１４乃至図２１）と比較すると、光カプラ・スプリッタ７７の共通ポートと光カプラ・スプリッタ７８の共通ポートとの間にＥＤＦ２が接続されている。これにより、光中継器２００の監視において、監視装置１１０，３１０から出力された監視信号がループバック経路を通じて逆方向に伝搬する間にＥＤＦ２を通過する。また、方路可変のファイバ経路（ＦＢ３及びＦＢ４）の状態の監視において、監視装置１１０，３１０から出力された監視信号のレイリー散乱光が戻り経路を通じて逆方向に伝搬する間にＥＤＦ２を通過する。
【0113】
上述の実施例６では、監視信号と、逆方向に戻る監視信号又はレイリー散乱光とが、同じＥＤＦ１を双方向に通過するため、光増幅器１０において所望の増幅利得が得られない可能性がある。これに対し、本実施例によれば、逆方向に戻る監視信号又はレイリー散乱光がＥＤＦ１とは別のＥＤＦ２を通過するように光中継器２００を構成することで、所望の増幅利得を与えることが可能になる。
【0114】
［実施例８］
上述の実施例１乃至９における光増幅器１０の利得特性が波長依存性を有する場合がある。実施例８では、このような光増幅器１０の利得特性の波長依存性を補償する構成例について説明する。以下では、主に上述の実施例と相違する点について説明し、上述の実施例と共通する点については説明を省略する。
上述の実施例１乃至９における光増幅器１０の利得特性が波長依存性を有する場合がある。実施例８では、このような光増幅器１０の利得特性の波長依存性を補償する構成例について説明する。以下では、主に上述の実施例と相違する点について説明し、上述の実施例と共通する点については説明を省略する。
【0115】
図２４は、本実施例の光中継器２００の構成例を示す図である。なお、図２４では光増幅器１０の構成を簡略化して示している。本実施例では、図２に示す構成に対して、方路可変のファイバ経路（ＦＢ３及びＦＢ４）上で光増幅器１０と光タップ２１との間に（光増幅器１０の端局装置１００側（西側）に）光サーキュレータ９１が追加される。更に、方路可変のファイバ経路（ＦＢ３及びＦＢ４）上で光増幅器１０と光タップ２２との間に（光増幅器１０の端局装置３００側（東側）に）光サーキュレータ９１が追加される。
【0116】
図２４に示すように、光サーキュレータ９１のポート１及び２がファイバ経路に接続され、ポート３とポート４との間に利得等化フィルタ（ＧＦＦ）９３が接続される。光サーキュレータ９１は、この接続状態において、ポート１から入力された光をポート２から出力し、ポート２から入力された光をポート３から出力し、ポート４から入力された光をポート１から出力するように設定される。また、光サーキュレータ９２のポート１及び２がファイバ経路に接続され、ポート３とポート４との間にＧＦＦ９３が接続される。光サーキュレータ９１は、この接続状態において、ポート２から入力された光をポート１から出力し、ポート３から入力された光をポート２から出力し、ポート１から入力された光をポート４から出力するように設定される。
【0117】
図２４に示す構成において、光サーキュレータ９１は、ファイバ経路をＷＥ方向に伝搬して光増幅器１０に入力される光信号を透過させる一方、ファイバ経路をＥＷ方向に伝搬して光増幅器１０から出力された光信号を、ＧＦＦ９３を通過するように導く。光サーキュレータ９２は、ファイバ経路をＥＷ方向に伝搬して光増幅器１０に入力される光信号を透過させる一方、ファイバ経路をＷＥ方向に伝搬して光増幅器１０から出力された光信号を、ＧＦＦ９４を通過するように導く。
【0118】
このように、本実施例では、方路可変のファイバ経路（ＦＢ３及びＦＢ４）を光信号がＷＥ方向とＥＷ方向とのいずれの方向に伝搬する場合でも、光増幅器１０の通過後にのみＧＦＦを通過するように光中継器２００を構成する。これにより、光信号がいずれの方向に進む場合であっても、光増幅器１０の利得特性の波長依存性を補償することが可能になる。その結果、光増幅器１０によって増幅される光信号に対して所望の利得特性を与えることが可能となる。
【0119】
［実施例９］
実施例９では、上述の各実施例の光ファイバ伝送システムに対して、マルチコアファイバを適用する。上述の各実施例において、光ファイバ伝送路のファイバ経路として用いられる光ファイバを、光信号が通過するコアを複数有するマルチコアファイバで構成してもよい。この場合、上述の各実施例における、光ファイバ伝送路のケーブル内のＭ本の光ファイバは、コア数Ｍのマルチコアファイバに相当する。
実施例９では、上述の各実施例の光ファイバ伝送システムに対して、マルチコアファイバを適用する。上述の各実施例において、光ファイバ伝送路のファイバ経路として用いられる光ファイバを、光信号が通過するコアを複数有するマルチコアファイバで構成してもよい。この場合、上述の各実施例における、光ファイバ伝送路のケーブル内のＭ本の光ファイバは、コア数Ｍのマルチコアファイバに相当する。
【0120】
また、光中継器２００内にある光増幅器が、複数のコアを有するマルチコアＥＤＦであってもよい。上述の実施例では、ファイバ経路の数又は光ファイバのコアの数を４（Ｍ＝４）としているが、３以上のファイバ経路を有する光ファイバ伝送システムであれば、マルチコアファイバを適用可能である。
【0121】
発明は上記の実施形態に制限されるものではなく、発明の要旨の範囲内で、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【0122】
１００，３００：端局装置
２００（２００－１，２，３，...）：光中継器
１１０，３１０：監視装置
１０，４０：光増幅器
２００（２００－１，２，３，...）：光中継器
１１０，３１０：監視装置
１０，４０：光増幅器
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】