ファイバヒューズ伝搬阻止方法

【課題】光ファイバ通信分野において発生が懸念される光ファイバヒューズを効率的に検知し、光源を停止すると共に外部に通報する。
【解決手段】光ファイバヒューズ発生時にコア部から放出される可視光を、光ファイバ側面に配置した光受光器３でモニタし、同モニタ３から出力される電気信号を用いて光ファイバヒューズの発生を判別器５で判断し、光ファイバヒューズ発生の要因となっているハイパワー光源１を停止するとともに、外部通報用インターフェース６を介して通報する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ通信で問題となっていたファイバヒューズ伝搬阻止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバ通信分野では、光出力が数Ｗを有する高出力光ファイバ増幅器を用いた多分岐映像分配システムや、伝送ファイバに伝送信号と共に高強度の励起光を入射して信号光を増幅（ラマン増幅）する基幹伝送システムの導入が開始され始めた。これに伴い、強い光が光ファイバに入射すると、光ファイバの光散乱点や光ファイバ間を接続する光コネクタの端面汚れを起点にして、光ファイバのコアが破壊（コアに周期的あるいは非周期的に空孔が形成）される光ファイバヒューズ（以下ＦＦと略す）が発生して、光伝搬が不可能になる（光ファイバのコアが破損（導波構造が破壊）するため）なるという大きな課題があった。図７にＦＦ現象によって光ファイバのコア内に形成された空孔の観察写真を参考に示す。ＦＦ現象の発生により、光ファイバ・コアに空孔が形成され、導波構造が破壊されることが分かる。
【０００３】
このため、偶発的にＦＦが発生した場合にもその被害が拡大しないように以下で説明するＦＦ停止法が発明された。
【０００４】
従来技術１は、光ファイバコアのモードフィールド径を拡大することにより、ＦＦの伝搬する光閾値を増加することでＦＦ伝搬を阻止する方法である。例えば、非特許文献１に記載されている。
【非特許文献１】Ｓ．Ｙａｎａｇｉ，ｅｔ．ａｌ．，“Ｆｉｂｅｒｆｕｓｅｔｅｒｍｉｎａｔｏｒ”，Ｔｈｅ５ｔｈＰａｃｉｆｉｃＲｉｍＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＬａｓｅｒｓａｎｄＥｌｅｃｔｒｏ−Ｏｐｔｉｃｓ，ｖｏｌ．１，ｐ．３８６，２００３
【０００５】
図８に従来技術１を示す。ＦＦ伝搬光閾値は光ファイバのモードフィールド径(ＭＦＤ：ＭｏｄｅＦｉｅｌｄＤｉｍｅｔｅｒ)に比例して増加する（図８(ａ)参照）。このため、光ファイバ中にＭＦＤが拡大した部分のＦＦ伝搬光閾値が増加する。すなわち、ＭＦＤを拡大した部分でＦＦ伝搬が停止できる（図８(ｂ)参照）。
【０００６】
しかし、従来技術１では、光ファイバ全長に渡るＦＦ現象によるコアの破壊（空孔形成）は阻止できるが、ＦＦ現象が発生したかどうかの情報を外部に通報できない（例えば、通報先としては光ファイバ通信システムの運用管理者）という課題を有した。このため、従来技術２が開発された。従来技術２は、ＦＦの発生を検知して、ＦＦを引き起こしている光を停止する方法である。図９に従来技術２を説明する図を示す。例えば、非特許文献２に記載されている。
【非特許文献２】Ｋ．Ｓ．Ａｂｅｄｉｎ，ｅｔ．ａｌ．，“Ｂａｃｋｒｅｆｌｅｃｔｅｄｒａｄｉａｔｉｏｎｄｕｅｔｏａｐｒｏｐａｇａｔｉｎｇｆｉｂｅｒｆｕｓｅ"，ＯｐｔｉｃｓＥｘｐｒｅｓｓ，ｖｏｌ．１７，ｎｏ．８，ｐｐ．６５２５−６５３１，２００９
【０００７】
本構成では、空孔形成部から反射される反射光をタップカップラで分岐して光受光器で受光後、その受光器から出力される電気信号を電気フィルタを通過させて電気パワーセンサ（判別器）に入力して、ＦＦの発生を感知する。ＦＦ発生を感知した場合、同電気パワーセンサからＦＦ発生となる高出力光を供給しているハイパワー光源に出力停止信号を送り（例えば、ハイパワー光源のインターロック入力へ停止信号を送り）、光源の出力を停止することでＦＦの伝搬を停止する。また、出力停止信号をモニタすることで、光ファイバ通信システムでＦＦの発生が外部から監視できる。
【０００８】
しかし、従来技術２は、ＦＦによって反射される戻り光を受光するためのタップカップラ、受光器、特定の帯域の電気スペクトルの増分を観測するための電気フィルタ、電気パワーセンサ
(判別器)と多くの部品で構成されるため複雑でまた高価なものであった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は前記事情に鑑みなされたもので、その目的とするところは、上記問題点を解決して低価格で且つ確実にＦＦ現象を検知し、ＦＦ発生となる高出力光を供給しているハイパワー光源を停止する停止法とともに、ＦＦ発生を外部に通報できるシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のＦＦ停止法およびＦＦ通報法は、ＦＦ発生時に高温に加熱されたコア部から放出される可視光を、光ファイバ側面に配置した光受光器でモニタし、同モニタから出力される電気信号を用いてＦＦ発生となる高出力光を供給しているハイパワー光源を停止するとともに外部に通報することを特徴とする。すなわち従来技術２を構成するのに必要な構成部品を大きく削減でき、低価格を実現できる。また、光ファイバ側面から放出される可視光はＦＦ発生時のみに発生するため、ＦＦ発生を確実にモニタできる。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本発明のＦＦ停止法およびＦＦ通報法は、ＦＦ発生時に高温に加熱されたコア部から放出される可視光を、光ファイバ側面に配置した光受光器でモニタし、同モニタから出力される電気信号を用いてＦＦ発生となる高出力光を供給しているハイパワー光源を停止するとともに外部に通報することを特徴し、従来技術２を構成するのに必要な構成部品を大きく削減でき、低価格を実現できるため、安価なＦＦ停止法およびＦＦ通報法の実現に貢献する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のＦＦ停止法および外部へＦＦ発生の通報を説明する図である。
【図２】本発明におけるＦＦ発生をモニタする方法を説明する図である。
【図３】本発明の実施例１を説明する図である。
【図４】本発明の実施例２を説明する図である。
【図５】本発明の実施例３を説明する図である。
【図６】本発明の実施例４を説明する図である。
【図７】現象によって光ファイバのコア内に形成された空孔の観察写真である。
【図８】従来技術１を説明する図である。
【図９】従来技術２を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に図面を参照し本発明をより具体的に詳述するが、以下に開示する実施例は本発明の単なる例示に過ぎず、本発明の範囲を何等限定するものではない。
【実施例１】
【００１４】
本実施例１の伝搬阻止系としては図１に示す構成を採用した。１としては出力５Ｗ、波長１５５０ｎｍ、リモートインターロックコネクタ付きの高出力ファイバレーザ、２は透明のＵＶコート単一モードファイバ、３はシリコン系フォトダイオード（パッケージ：ＴＯ−５、受光面積：３ｍｍφ、遮断周波数：１００ＭＨｚ）、４は、電流電圧変換と増幅率２〜１０００倍の可変増幅可能な電気信号増幅器、５は電気信号増幅器からのＦＦ検知信号より、ＴＴＬのＨｉｇｈレベルを出力する判別器、６はＴＴＬのＨｉｇｈレベルにより、インターネット経由の問い合わせに対して、ＴＴＬレベルがＨｉｇｈ状態であることを通報できるインターフェースを用いた。図３に、光強度３Ｗによって発生したＦＦを検知した時のシリコン系フォトダイオード３の出力、その検知信号によって判別器５出力されたＴＴＬのＨｉｇｈレベル信号を示す。ＦＦの伝搬速度は〜０．４ｍ／ｓであった。
【００１５】
また、今回、このＴＴＬレベル信号によって高出力ファイバレーザ１のリモートインターロックコネクタを制御することで、ＦＦ現象によってコア破壊部分が受光器前の通過を開始してから〜ｍｓ以下で高出力ファイバレーザ１の出力を停止し、ＦＦ伝搬阻止が速やかに実施できた。
【００１６】
また、本ＦＦ発生はインターネット経由で通報用インターフェース６にアクセスすることで、ＦＦ現象発生しているとの情報を入手できた。なお、前記実施例１では、透明のＵＶコート単一モードファイバ２を用いたが、ＵＶコートを除去した状態や、色つき（白、青、ピンク、黄色）のＵＶコート単一モードファイバでも、本伝搬阻止法が動作することも確認できた。ただし、色つきＵＶコートの場合は、電気信号増幅器４の増幅率を透明ＵＶコート単一モードファイバに比べて大きくした。
【００１７】
また、本実施例1では高出力ファイバレーザ1の出力を停止するためにリモートインターロックコネクタを制御したが、高出力ファイバレーザ1の光出力端に。外部制御減衰器、光スイッチを配置し、判別器５からの信号で前記外部制御減衰器、光スイッチを制御してＦＦ発生の要因となっている高強度光の光強度を低下し、ＦＦ伝搬阻止が速やかに実施できた。
【実施例２】
【００１８】
本実施例２は図４に示すように、実施例1で使用した光受光器３にコネクタ７とＦＦ検知内光ファイバ９を一体化してＦＦ検知部品８を作成したものである。ＦＦ検知部品８のような形状にすることで、高出力光を発生する光源の出力端に同ＦＦ検知部品８をコネクタ接続することで、簡便に伝搬阻止が実現できた。なお、使用したＦＦ検知内光ファイバ９はＵＶコートを除去した単一モードファイバ、コネクタ７はＳＣ型を用いた。本ＦＦ検知部品８を、実施例1の光受光器３と置き換えて、光強度３Ｗによって発生したＦＦを検知し、ＦＦ伝搬阻止が速やかに実施できた。
【実施例３】
【００１９】
実施例１及び２では光受光器３あるいはＦＦ検知部品８がＦＦを発生してから高出力ファイバレーザ1のリモートインターロックコネクタを制御するまでの遅延時間（〜ｍｓ）が発生し、その遅延時間により光ファイバのＦＦ現象による破壊が進行する。このため、ＦＦ検知部品８とＦＦ現象から保護したい部分の間に制御遅延時間に相当した光ファイバを付加して、ＦＦ現象から保護したい部分を保護する必要があり、ＦＦ伝搬速度が〜０．５ｍｓの場合、数ｍ程度の光ファイバを付加することで、ＦＦ現象から保護したい部分を保護できた。
【００２０】
さらに、制御遅延時間に相当した光ファイバを付加するのではなく、実施例２で説明したＦＦ検知部品８の構造を図５に示すように、コア拡大部あるいはホールアシスト構造部を備えたＦＦ検知内光ファイバ１０を用いることで、ＦＦを受光器３で検出後、コア拡大部あるいはホールアシスト構造部を備えたＦＦ検知内光ファイバ１０のコア拡大部あるいはホールアシスト構造部においてＦＦ伝搬を速やかに停止できる。本実施例ではコア拡大部のコア径を２５μｍにすることで、光強度３Ｗによって発生したＦＦを同コア拡大部で伝搬を阻止できた。
【００２１】
また、コア拡大部あるいはホールアシスト構造部ではＦＦ伝搬は停止できるが、その停止した部分に高強度光が入射し続けるとＦＦが停止した部分からの散乱光により光ファイバの被覆が燃える。このため、コア拡大部あるいはホールアシスト構造部近傍の光ファイバの被覆を除去し、目の安全を考慮に入れ、難燃性材質で覆うことも合わせて実施し、燃焼と安全の問題を解決できた。
【実施例４】
【００２２】
実施例３で説明した、コア拡大部あるいはホールアシスト構造部を備えたＦＦ検知内光ファイバ１０を用いて構成したＦＦ検知部品８に、ＦＦ伝搬を停止するためのコア拡大部あるいはホールアシスト構造部からの散乱光を観測するための光受光器１１を配置した。この光受光器１１からの電気信号を光受光器３と同様に電気信号増幅器（不必要の場合もある）を介して判別器に入力することで、ＦＦが発生したことを再確認が可能となる。今回、ＦＦを発生するために使用したファイバレーザ1の波長が１５５０ｎｍであったため、光受光器１１はＩｎＧａＡｓ系光受光器を用い、光受光器３でモニタしたＦＦ発生が光受光器１１からのモニタ信号からも確認され、一層の検知信頼性の向上が図られた。
【符号の説明】
【００２３】
１ハイパワー光源
２光ファイバ
３光受光器
４電気信号増幅器
５判別器
６外部への通報用インターフェース
７コネクタ
８ＦＦ検知部品
９ＦＦ検知内光ファイバ
１０コア拡大部あるいはホールアシスト構造部を備えたＦＦ検知内光ファイバ
１１光受光器

【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバヒューズの形成時に発光される可視光を光ファイバ側面に配置した光受光器でモニタし、前記モニタからの検出された光ファイバヒューズ発生信号を用いて光ファイバヒューズを発生させている光源を停止するファイバヒューズ伝搬阻止法。
【請求項２】
両端を光コネクタに接続可能な光ファイバの側面に光受光器が配置されファイバヒューズ検知部品。
【請求項３】
前記光受光器としてシリコン系フォトダイオードを用いることを特徴とする請求項1に記載のファイバヒューズ伝搬阻止法、または請求項２に記載のファイバヒューズ検知部品。
【請求項４】
前記光受光器が観測する光ファイバの被覆がＵＶコートあるいはＵＶコートを除去した光ファイバを用いることを特徴とする請求項１に記載のファイバヒューズ伝搬阻止法、または請求項２に記載のファイバヒューズ検知部品。
【請求項５】
ファイバヒューズから保護したい部分を保護するために、前記光受光器が観測する位置から、ファイバヒューズを停止するまでの遅延時間を加味した長さの光ファイバを挿入することを特徴とする請求項１に記載のファイバヒューズ伝搬阻止法。
【請求項６】
前記光受光器が観測する光ファイバに、コア拡大部あるいはホールアシスト構造部のファイバ構造を備えていることを特徴とする請求項１に記載のファイバヒューズ伝搬阻止法。
【請求項７】
両端を光コネクタに接続可能な光ファイバの側面に光受光器が配置されファイバヒューズ検知部品において、前記両端を光コネクタに接続可能な光ファイバの一部がコア拡大部あるいはホールアシスト構造部のファイバ構造を備えていることを特徴とする請求項２に記載のファイバヒューズ検知部品。
【請求項８】
前記コア拡大部あるいはホールアシスト構造部のファイバ構造を備えた光ファイバのコア拡大部あるいはホールアシスト構造部近傍が難燃構造となっていることを特徴とする請求項６に記載のファイバヒューズ伝搬阻止法、または請求項７に記載のファイバヒューズ検知部品。
【請求項９】
前記コア拡大部あるいはホールアシスト構造部のファイバ構造を備えた光ファイバのコア拡大部あるいはホールアシスト構造部近傍に、散乱光をモニタするための光受光器が配置されたことを特徴とする請求項６に記載のファイバヒューズ伝搬阻止法、または請求項７に記載のファイバヒューズ検知部品。

【図１】