JPH02260837A - 光ピンポン伝送方式 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、光ファイバの両端に接続された通信者間で、
双方向時分割通信を行う光ピンポン伝送方式に関するも
のである。

［従来の技術］ 通信者ＡとＢとの間で光ファイバを用いて同一波長での
通信を行う従来の方式を第３図に示す。

第３図において、３１は通信者Ａ側に設けた信号光源Ｓ
Ａ、　３３は同じく受光系しであり、３２は通信者Ｂ側
に設けた信号光源ＳＲ，３４は同じく受光系ＲＢである
。通イエ者Ａ側の信号光源ＳＡは１本の光ファイバ３５
を介して通信者Ｂ側の受光系りに、通信者Ｂ側の信号光
源Ｓａはもう１本の光ファイバ３６を介して通信者Ａ側
の受光系ＲＡに接続されている。このように、従来では
多重化を行わない場合においても通信者ＡとＢとの間で
双方向の通信を行うためには２本の光ファイバを必要と
していた。

［発明が解決しようとする課題］ 上述したように、従来の方式においては、多重化を行わ
ないときでも双方向通信を行うためには、メタリックケ
ーブルに比べて高価な２木の光ファイバを必要とするこ
とや、伝送距離を延長し適用領域を拡大するために電気
的な増幅回路を用いようとすると受信系の増幅回路を高
性能なものにする必要があることなどの問題点があった
。

このようなことから、光ファイバケーブルを、一般的に
運ばれるトラヒック量が小さい加入者系伝送路へ用いる
ことは、光ファイバケーブルの有する伝送上の高速・高
帯域性などの利点を考慮しても経済性の点から制約を受
けていた。

これらに加えて、従来の電気的な増幅回路を用いる場合
には、伝送方式を変えると、それに対応して複雑な回路
変更を行う必要があり、伝送方式変更に対する融通性上
の問題点や、高度の接続技術を要する光ファイバ心線接
続を一対向について２本ずつ行わなければならないこと
から生ずる信頼性上の問題点などもあった。

そこで、本発明の目的は、伝送路として１本の光ファイ
バだけを用いて双方向の時分割通信を行うことができ、
しかも無中継伝送距離の拡大あるいは伝送速度の高速化
が可能であり、かつ伝送方式の変更に対する融通性およ
び光ファイバ心線接続上の信頼性を高めた光ビンボン伝
送方式を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ このような目的を達成するために、本発明は、光ファイ
バ伝送路の両端に、通信信号光の発生手段および当該通
信信号光の受光手段を配置して双方向通信を行う光伝送
方式において、所定波長の励起光を発生する励起光発生
手段と、希土類材料がドープされた第２の光ファイバと
、光ファイバ伝送路と第２の光ファイバとの間に配置さ
れ、および励起光を選択的に受光可能であって、光ファ
イバ伝送路から伝搬されてきた通信信号光および励起光
を第２の光ファイバに向けて送出する第１の結合手段と
、第２の光ファイバと発生手段との間に配置され、およ
び励起光を選択的に受光可能であって、発生手段で発生
された通信信号光および励起光を第２の光ファイバに向
けて送出する第２の結合手段と、励起光発生手段に結合
され、励起光を第１および第２の結合手段のいずれか一
方に選択的に導く選択手段とを具え、受信時には第１の
結合手段から第２の光ファイバに導かれて励起光によっ
て励起されて増幅された通イ８信号光を第２の結合手段
を介して受光手段に導き、送信時には、第２の結合手段
から第２の光ファイバに導かれて励起光によって励起さ
れて増幅された通信信号光を第１の結合手段を介して光
ファイバ伝送路に送出するようにしたことを特徴とする
ものである。

［作　用］ 本発明によれば、通信者間の伝送路を構成する１本の光
ファイバの両端に、光信号の段階で増幅機能を持たせる
ために希土類材料でドープされた光ファイバを接続した
ことと、通信信号光に通信開始信号および完了信号を挿
入して、これらの信号に基く制御により励起光の伝搬方
向を切り替え、通信信号光の伝送方向と同方向に励起光
を伝搬させるようにしたこととから、通信信号光を電気
的な増幅手段を用いることなく増幅して通信することが
でき無中継伝送距離の拡大または伝送速度の高速化を可
能とした。

［実施例］ 以下に、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。

本発明の一実施例を第１図に示す。ここで、Ａは発光源
ＳＡ、受光系ＲＡ、方向性結合器ＤＣＡおよびコントロ
ーラＣＡを有する通信者、Ｂは受光系ＲＢ、発光源Ｓ６
、方向性結合器ＤＣ８およびコントローラＣＩ、を有す
る通信者である。発光源ＳＡは通信開始信号ｏＡｓ　ｂ
通信信号ＯＡＴおよび通信完了信号ＯＡＥを含むフォー
マットの通信光信号ＯＡを発生する光源で、発光源ＳＲ
は同じく通信開始信号ｏｓｓ　ｓ通信信号０１ＩＴおよ
び通信完了信号ＯＲＥを含むフォーマットの通信光信号
０８を発生する光源である。これら発光源ＳＡおよびＳ
Ｂで発生された通信光信号は、相手側に対応して設けら
れた受光系ＲａおよびＲＡで受光される。方向性結合器
ＤＣＡは発光源ＳＡからの光信号を伝送路側′に、伝送
路側からの光信号を受光系りに結合する。同様に方向性
結合器ＤＣ，は発光源Ｓ８からの光信号を伝送路側へ、
伝送路側からの光信号を受光系Ｒ６に結合する。

コントローラＣＡは通信光４３号の送信および受信に対
応して光スィッチＯ５Ａを制御し、後述する励起光源Ｐ
Ａでの通信光信号の送信時と受信時とにおける励起光Ｐ
。ＡおよびＰＲＡの切換を行う。同しような目的で通信
者Ｂに設けられたコントローラＣ［ｌは光スィッチＯ５
８を制御し、励起光源Ｐ６での励起光Ｐ。６およびＰＲ
８の切換を行う。ＰＡは通信者Ａ側で、送信時に例えば
波長１．４３μｍの励起光Ｐ。Ａを光スィッチＯ５Ａを
介してカブラＣＳＡのＥＳＡ２端子に入射し、受信時に
は例えば波長１．５μｍの励起光ＰＲＡを光スィッチＯ
５Ａを介してカブラＣＰＡのＥＰＡ３端子に入射する励
起光源であり、Ｐ６は通信者Ｂ側で同じく送信時に例え
ば波長１．４３μｍの励起光Ｆ’ｏａを光スィッチＯ５
Ｂを介してカブラＣｓ６のＥｓｎ１端子に入射し、受イ
３時には例えば波長１．５　μｍの励起光ＰＲＩＩＩを
光スィッチＯ５Ｂを介してカブラｃｐＢのＥＰａ３端子
に入射する励起光源である。通信者Ａ側のカブラＣＳＡ
のＥＳＡＩ端子と、カブラＣＰＡのＥＰＡ　１端子との
間には光ファイバＦＡが、また通信者Ｂ側のカブラＣ８
ａのε５ＩＳ１端子と、カブラｃｐａのＥＰａ　ｌ端子
との間には光ファイバＦＢが接続されている。これらの
光ファイバＦＡおよびＦＢは、光信号の段階で増幅機能
を持たせるために接続されるもので、希土類材料、例え
ばエルビウムＥｒ＋３でドープされた光ファイバである
。通信者Ａ側のカブラＣＰＡのＥＰＡ２端子と、通信者
Ｂ側のカブラＣＰＩＩＩのＥＰＩＳ２端子との間には光
信号伝送用の光ファイバＯＦが接続されている。

第２図（Ａ）〜（Ｇ）は第１図に示した一実施例での動
作を説明する図である。第２図における符号は第１図の
同一箇所におけるものと同様のものを用いた。

第１図および第２図（八）〜（Ｇ）を用いて実施例の動
作を以下に説明する。

第２図（Ａ）は、通信者Ａおよび８間で通信がなされて
いない状態を示す。通信者Ａ側において、励起光Ｔｎ　
Ｐ　Ａからの、例えば波長１．５μｍの励起光ＰＲＡが
カブラＣｐ＾のＥＰＡ３端子から入射され、通信者Ｂ側
において、励起光源ＰＩ、からの同しく波長１．５　μ
ｍの励起光ＰＲＯがカブラ（’ＰＲのＥＰＢ３端子から
入射されている。

第２図（Ｂ）は、通信者Ａが通信者已に信号を送る場合
を示し、まずカブラＣＰＡのＥＰＡ３への励起光源ＰＡ
からの励起光ＰＲＡを遮断し、励起光源ＰＡからの例え
ば波長１．４３μＩの励起光Ｐ。ＡをカブラＣ５ＡのＥ
　Ｓ　Ａ　２　Ｏ’ｔ４子に入射する０次に発光源ＳＡ
からの通信光信号０＾（＝通信開始信号ＯＡｓ＋通信信
号ＯＡＴ＋通信完了信号０ＡＥ）のうちの通信開始信号
ＯＡＳをカブラＣ５ＡのＥＳＡ３端子より入射する。こ
の場合、光ファイバＦＡ内で、は励起光ＰＯＡと通信開
始信号ＯＡＳが同方向に進行することにより、通信開始
信号ＯＡｓが増幅され、光ファイバケーブル１１．カブ
ラＣＰ６＋光ファイバＦＩＳおよびカブラＣ３ｌＩを通
過して通信者Ｂの受光系Ｒａに到達する０通信者Ｂ側に
おいても励起光＃ｔＰ　ａから励起光Ｐ□・が入射され
ているので、光ファイバＦＢ内では、通信開始信号ＯＡ
Ｓの伝搬光信号ｏＡｓ’と励起光ＰＲＢとは同方向に伝
搬するので同信号ｏＡｓ　’は増幅される。この光ファ
イバＦＡおよびＦ６での増幅は通信光信号ＯＡでの通信
信号ＯＡ？および通信完了信号０■についても同様に行
われる。

第２図（Ｃ）は通信者Ａが通信を終了する場合を示し、
まず、発光源ＳＡから通信完了信号ｏＡ！を送出したの
ち、発光源ＳＡからの通信光信号ＯＡと励起光源ＰＡか
らの励起光Ｐ。Ａを遮断する０次に、通信者Ｂからの通
信光信号を増幅して受信できるように励起光源ＰＡから
の励起光ＰＲＡをカブラＣＰＡのＥＰＡ３端子に入射す
る。

第２図（Ｄ）は、通信者Ａからの通信完了信号０゛１受
信時の通信者Ｂ側の動作を示し、励起光源Ｐ、からの励
起光ＰＲｆｌのカブラｃｐａのＥｐａｓ＠子への入射を
遮断し、励起光Ｐ。８をカブラＣＳａのＥｓａ２＠子に
入射し、発光源Ｓ８からの通信光信号ＯＩＳの送出に備
える。

第２図（Ｅ）は通信者Ｂが通信者Ａに信号を送る場合を
示し、第２図（Ｂ）で通信者Ａ側と通信者Ｂ側とを入れ
替えた場合に対応する。同様に第２図（Ｆ）は通（ｇ者
Ｂが通信を終了する場合を示し、第２図（Ｃ）に対応し
、第２図（Ｇ）は通信者Ｂからの通信完了信号０°ＢＥ
受信時の通信者Ａ側の動作を示すもので、第２図（Ｄ）
に対応する。これら第２図（Ｅ）ないしくＧ）について
の説明は、上述した第２図（Ｂ）ないしくＤ）について
行った説明において、記号Ａと記号Ｂを入れ替えれば全
く同じであるので省略する。

ここで、第２図（Ｄ）の状態で通信者Ｂが通信を続行し
ない場合および第２図（Ｇ）の状態で通信者Ａが通信を
続行しない場合には、第２図（Ａ）の状態に戻る。

［発明の効果］ 以上から明らかなように、本発明によれば、１木の光フ
ァイバを用いるのみで双方向時分割通信を行うことがで
き、しかも、光ファイバ内で通信光信号を増幅するよう
にして通信するので従来の２木の光ファイバを用いる場
合よりも無中継伝送距雛を拡大することができる。なお
、ここで従来と同一の伝送距雛の領域に本発明を適用す
るとすれば、光ファイバ内での増幅する分に見合ってビ
ットレートを高めることができ、ビンボン方式で行われ
る双方向通信におけるバースト周期を短くしてさらに高
速度の伝送を行わせるようにすることもできる。

また、上述したように、本発明においては、光信号の段
階で増幅機能を持たせるようにし、電気的な増幅回路を
用いないので、伝送方式を変更する場合でも複雑な回路
変更を行う必要がなく、このような場合に柔軟に対応で
きる。

さらに、２木の光ファイバを用いて双方向伝送する場合
に比べて、同一光ファイバケーブルにおける光ファイバ
線の有効利用を図ることができる、例えば２木の光ファ
イバのうち節約される１本の光ファイバを用いて本発明
による光伝送システムをもう一対向設けることや、予備
線として伝送路の信頼性を向上させるために用いること
などが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図（
Ａ）〜（Ｇ）は本発明実施例の動作を説明する図、 第３図は従来の方式の説明図である。 ＾、Ｂ・・・通信者、 ＯＣＡ、ＤＣａ・・・方向性結合器、 ｓａ、ｓａ・・・発光源、 ＲＡ、ＲＢ・・・受光系、 ＣＡ、Ｃ，・・・コントローラ、 Ｐ＾、ｐａ・・・励起光源、 ｏｓＡ、ｏｓＢ・・・光スィッチ、 Ｃ！Ａｒｃ！！Ｉｓ　”’カブラ、 ＣＰＡ＋ＣＰＢ・・・カブラ、 Ｆ＾、Ｆｌｌ・・・希土類材料でドープされた光ファイ
バ、ＯＦ・・・光ファイバ、 ＥＳＡ　ｌ〜ＥＳＡ３’・・カブラＣ５ＡＥＰＡ　ｌ〜
ＥＰＡ３・・・カブラＣＰＡＥＳ８１〜ＥＳＢ３・・’
カブラＣ５ａＥｐｆｆｉｌ〜ＥＰＢ３・・・カブラｃｐ
ａの端子、 の端子、 の端子、 の端子。 通信、ｉ倒 ヨｋ　ｆｔ、＄　Ｂ　（ｊｌ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）光ファイバ伝送路の両端に、通信信号光の発生手段
   および当該通信信号光の受光手段を配置して双方向通信
   を行う光伝送方式において、 所定波長の励起光を発生する励起光発生手段と、 希土類材料がドープされた第２の光ファイバと、 前記光ファイバ伝送路と前記第２の光ファイバとの間に
   配置され、および前記励起光を選択的に受光可能であっ
   て、前記光ファイバ伝送路から伝搬されてきた通信信号
   光および前記励起光を前記第２の光ファイバに向けて送
   出する第１の結合手段と、 前記第２の光ファイバと前記発生手段との間に配置され
   、および前記励起光を選択的に受光可能であって、前記
   発生手段で発生された通信信号光および前記励起光を前
   記第２の光ファイバに向けて送出する第２の結合手段と
   、 前記励起光発生手段に結合され、前記励起光を前記第１
   および前記第２の結合手段のいずれか一方に選択的に導
   く選択手段と を具え、受信時には前記第１の結合手段から前記第２の
   光ファイバに導かれて前記励起光によって励起されて増
   幅された前記通信信号光を前記第２の結合手段を介して
   前記受光手段に導き、送信時には、前記第２の結合手段
   から前記第２の光ファイバに導かれて前記励起光によっ
   て励起されて増幅された前記通信信号光を前記第１の結
   合手段を介して前記光ファイバ伝送路に送出するように
   したことを特徴とする光ピンポン伝送方式。