光海底伝送システム
【課題】光海底伝送システムにおいて、ビーチマンホールと陸上端局の間の陸上部の回線を冗長構成にすること。
【解決手段】陸上部に主回線ケーブル２５と予備回線ケーブル２９を異なる経路で敷設する。陸上端局Ａ２１には、主回線ケーブル２５の破断を検出する破断検出手段３１と、陸上部の伝送経路を予備回線ケーブル２９に切り替える経路切替手段３２を設ける。破断検出手段３１は、海中部のケーブル２７から送られてくる主信号の受光レベルに基づいて、あるいは、破断検出手段３１から監視信号を出力し、ビーチマンホール２３で反射されて戻ってくる監視信号の受光レベルに基づいて、ケーブルの破断を検出する。ビーチマンホール２３には、主回線ケーブル２５と予備回線ケーブル２９とで主信号の合分岐を行う光カプラや、監視信号を破断検出手段３１へ戻すためのファイバグレーティングや光方向器などの小型受動部品が設けられる。
【解決手段】陸上部に主回線ケーブル２５と予備回線ケーブル２９を異なる経路で敷設する。陸上端局Ａ２１には、主回線ケーブル２５の破断を検出する破断検出手段３１と、陸上部の伝送経路を予備回線ケーブル２９に切り替える経路切替手段３２を設ける。破断検出手段３１は、海中部のケーブル２７から送られてくる主信号の受光レベルに基づいて、あるいは、破断検出手段３１から監視信号を出力し、ビーチマンホール２３で反射されて戻ってくる監視信号の受光レベルに基づいて、ケーブルの破断を検出する。ビーチマンホール２３には、主回線ケーブル２５と予備回線ケーブル２９とで主信号の合分岐を行う光カプラや、監視信号を破断検出手段３１へ戻すためのファイバグレーティングや光方向器などの小型受動部品が設けられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光海底伝送システムに関し、特に陸上端局とビーチマンホールの間の陸上区間の回線を冗長構成とした光海底伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
図９は、従来の光海底伝送システムの全体の構成を示す概略図である。図９に示すように、光海底伝送システムでは、陸上端局１，２とビーチマンホール３，４の間の陸上部に敷設されたケーブル５，６は、ビーチマンホール３，４において、海中部に敷設されたケーブル７に接続される。図９において、ビーチマンホール３，４内の黒丸は、ケーブルの接続点を表す。また、海中部のケーブル７の途中に設けられているのは、中継器８である。なお、図９では、陸上端局Ａ１から陸上端局Ｂ２へ信号を送るファイバと、陸上端局Ｂ２から陸上端局Ａ１へ信号を送るファイバを１本のケーブルで表している。
【０００３】
従来の光海底伝送システムでは、通常使用される回線（以下、主回線とする）の他に予備の回線（以下、予備回線とする）を敷設し、主回線に障害が発生したときに予備回線に切り替えるという冗長構成になっていない。主回線に障害が発生しても滞りなく信号の送受を行えるようにするには、回線を冗長構成にするのが望ましい。
【０００４】
また、近年、光アンプ技術の向上により、陸上端局の高出力化が可能となり、陸上部の距離を長くすることができるようになってきている。しかし、陸上部の距離を長くすると、その長くした分、工事等の外的要因により、陸上部のケーブルに障害が発生しやすくなる。このような点からも、回線の冗長化が望まれる。
【０００５】
ところで、制御局から基地局への１つの下り回線のみ光送信部と光受信部とその間を結ぶ光ファイバからなる予備光伝送路を準備し、各セクタのうちいずれか１つの光伝送路が故障した際に、自動的に予備光伝送路へ切り替えを行い、光伝送路を救済する光伝送系の自動切替方式が公知である（例えば、特許文献１参照。）。また、現用／予備の光送信部の選択、および現用／予備の光受信部の選択を行う第１の光スイッチ手段と、一方が第１の光スイッチ手段に接続され、他方が光分岐手段を介して第１乃至第４の光伝送路に接続され、通常は第１および第２の光伝送路を使用し、いずれか一方の光伝送路の断時には他方の光伝送路と第３の光伝送路を使用し、第１及び第２の光伝送路のうちのいずれか一方と第３の光伝送路がともに断時には他方の光伝送路と第４の光伝送路を使用して光信号の送受を行うように切替えを行う第２の光スイッチ手段と、前記光分岐手段とを設けた構成の光伝送システムにおける二重障害発生時の救済方式が公知である（例えば、特許文献２参照。）。さらに、複数の加入者装置それぞれに、現用系および予備系の伝送路障害監視部と、加入者装置スターカプラとを備え、現用系および予備系伝送路毎に波長の異なる光信号を受信して障害を検出する光伝送方式が公知である（例えば、特許文献３参照。）。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−２０６８９３号公報
【特許文献２】特開平５−３１６０４３号公報
【特許文献３】特開平７−３３６２９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
光海底伝送システムにおいて回線を冗長化する方法を図１０に示す。図１０は、全二重化した光海底伝送システムの全体の構成を示す概略図である。図１０に示すように、陸上部だけでなく、海中部も含めて、主回線のケーブル（以下、主回線ケーブルとする）５，６，７の他に予備回線のケーブル（以下、予備回線ケーブルとする）９，１０，１１を敷設し、陸上端局Ａ１と陸上端局Ｂ２の間の回線全体を二重化することが考えられる。しかし、この場合には、海中に沈める予備のケーブル１１や中継器１２が必要になり、また、これらを海中に沈めて敷設する工事にも莫大な費用がかかるため、経済的に問題がある。そこで、ビーチマンホールと陸上端局の間に主回線ケーブルと予備回線ケーブルを敷設することによって、陸上部の回線のみを二重化することが考えられる。その場合、ビーチマンホールと陸上端局のそれぞれに、主回線から予備回線に切り替えるための光スイッチなどが必要になる。
【０００８】
しかし、ビーチマンホールの内部は狭く、また、ビーチマンホールには商用電源が供給されていない。そのため、ビーチマンホール内に光スイッチ等の能動部品を設置することができず、ビーチマンホールと陸上端局の間の陸上部の回線を冗長構成にすることができないという問題点がある。なお、図１０では、主回線と予備回線のそれぞれについて、陸上端局Ａ１から陸上端局Ｂ２へ信号を送るファイバと、陸上端局Ｂ２から陸上端局Ａ１へ信号を送るファイバを合わせて１本のケーブルで表している。前記特許文献１〜３に開示された各種方式では、上述したような光海底伝送システムに特有の制限が考慮されていない。
【０００９】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、ビーチマンホールと陸上端局の間の陸上部の回線を冗長構成にした光海底伝送システム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】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかる光海底伝送システムの一つの実施態様では、図１にその概略構成を示す。図１は、本発明にかかる光海底伝送システムの全体の構成を示す概略図である。図１に示すように、陸上端局Ａ２１とビーチマンホール２３の間の陸上部に、主回線ケーブル２５と、予備回線ケーブル２９が異なる経路で敷設される。同様に、陸上端局Ｂ２２とビーチマンホール２４の間の陸上部に、主回線ケーブル２６と、予備回線ケーブル３０が異なる経路で敷設される。ビーチマンホール２３，２４間の海中部には、ケーブル２７と中継器２８が敷設され、予備回線ケーブルと中継器は敷設されない。
【００１１】
陸上端局Ａ２１には、破断検出手段３１と経路切替手段３２が設けられている。破断検出手段３１は、陸上端局Ａ２１側の陸上部に敷設された主回線ケーブル２５の破断を検出する。破断検出手段３１は、予備回線ケーブル２９の破断も検出するようにしてもよい。ケーブルの破断を検出するにあたっては、海中部のケーブル２７から送られてくる主信号の受光レベルを閾値と比較することにより、破断を検出するようにしてもよい。あるいは、陸上端局Ａ２１から主信号とは波長の異なる監視信号をビーチマンホール２３へ向けて出力し、ビーチマンホール２３で反射されて戻ってくる監視信号の受光レベルを閾値と比較することにより、ケーブルの破断を検出してもよい。
【００１２】
経路切替手段３２は、破断検出手段３１が主回線ケーブル２５の破断を検出したときに、陸上端局Ａ２１とビーチマンホール２３の間の光伝送経路を予備回線ケーブル２９に切り替える。陸上端局Ｂ２２についても同様であり、陸上端局Ｂ２２は、陸上端局Ｂ２２側のケーブル２６，３０の破断を検出する破断検出手段３３と、主回線ケーブル２６の破断時に光伝送路を予備回線ケーブル３０に切り替える経路切替手段３４を備えている。
【００１３】
ビーチマンホール２３，２４には、陸上端局２１，２２が陸上部のケーブル２５，２９，２６，３０の破断を検出するために必要な光カプラやファイバグレーティングや光方向器などの小型受動部品が設けられる。なお、図１では、主回線ケーブル２５，２６，２７および予備回線ケーブル２９，３０のそれぞれについて、陸上端局Ａ２１から陸上端局Ｂ２２へ信号を送るケーブルと、陸上端局Ｂ２２から陸上端局Ａ２１へ信号を送るケーブルを合わせて１本のケーブルで表している。
【００１４】
この発明によれば、光海底伝送システムにおいて、陸上端局の破断検出手段により、陸上部のケーブルの破断が検出される。そして、陸上端局の経路切替手段により、光伝送経路が予備回線ケーブルに切り替えられる。ビーチマンホールには、狭い空間に設置可能な小型で、かつ電源のいらない受動部品を設けるだけで済む。従って、陸上端局のみで、陸上区間のケーブルの監視および切り替えの制御を行うことができる。また、監視信号を用いることにより、主信号に影響を与えることなく、陸上部のケーブルを監視することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明にかかる光海底伝送システムによれば、ビーチマンホールと陸上端局の間の陸上部の回線を冗長構成にすることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる光海底伝送システムの好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１７】
（実施の形態１）
図２は、実施の形態１の光海底伝送システムの陸上部の構成を示すブロック図である。図２に示すように、陸上端局４１とビーチマンホール４２の間には、主回線ケーブルの受信側ケーブル４３および送信側ケーブル４４と、予備回線ケーブルの受信側ケーブル４５および送信側ケーブル４６が敷設される。以下、それぞれ、主受信側ケーブル４３、主送信側ケーブル４４、予備受信側ケーブル４５および予備送信側ケーブル４６とする。主回線ケーブルと予備回線ケーブルは、地理的に異なる経路で敷設される。
【００１８】
海中部のケーブル（以下、海中ケーブルとする）４７の受信側ケーブルは、ビーチマンホール４２に設けられた第１の光カプラ（ＣＰＬ１）４８の入力端子に接続される。主受信側ケーブル４３は、第１の光カプラ４８の一方の出力端子に接続される。予備受信側ケーブル４５は、第１の光カプラ４８の他方の出力端子に接続される。第１の光カプラ４８は、海中ケーブル４７から送られてくる主信号を主受信側ケーブル４３と予備受信側ケーブル４５に分岐させる光分岐手段としての機能を有する。特に限定しないが、主信号の波長は、光海底伝送システムにおいて一般的に用いられる１．５５μｍである。
【００１９】
主送信側ケーブル４４は、ビーチマンホール４２に設けられた第２の光カプラ（ＣＰＬ２）４９の一方の入力端子に接続される。予備送信側ケーブル４６は、第２の光カプラ４９の他方の入力端子に接続される。第２の光カプラ４９の出力端子は、海中ケーブル４７の送信側ケーブルに接続される。第２の光カプラ４９は、主送信側ケーブル４４と予備送信側ケーブル４６を海中ケーブル４７に結合させる光結合手段としての機能を有する。
【００２０】
陸上端局４１は、端局装置５０、スイッチ／制御部５１および給電装置（ＰＦＥ）５２を備えている。端局装置５０は、受信器（ＲＸ）５３と送信器（ＴＸ）５４を有する。スイッチ／制御部５１は、第３の光カプラ（ＣＰＬ３）５５、第１のフォトダイオード（ＰＤ１）５６、第１の光減衰器（ＡＴＴ１）５７、第１の光スイッチ（ＳＷ１）５８、第４の光カプラ（ＣＰＬ４）５９、第２のフォトダイオード（ＰＤ２）６０、第２の光減衰器（ＡＴＴ２）６１、第２の光スイッチ（ＳＷ２）６２、可変光減衰器（ＶＯＡ）６３および制御部６４を有する。
【００２１】
主受信側ケーブル４３は、第３の光カプラ５５の入力端子に接続される。第３の光カプラ５５の一方の出力端子は、第１のフォトダイオード５６の受光面側に接続される。第１のフォトダイオード５６の出力電圧は、制御部６４に供給される。第３の光カプラ５５の他方の出力端子は、第１の光減衰器５７を介して、第１の光スイッチ５８の主ポートに接続される。この第１の光減衰器５７は、主受信側ケーブル４３の伝送損失と予備受信側ケーブル４５の伝送損失の差を補正するために設けられる。予備受信側ケーブル４５は、第４の光カプラ５９の入力端子に接続される。
【００２２】
第４の光カプラ５９の一方の出力端子は、第２のフォトダイオード６０の受光面側に接続される。第２のフォトダイオード６０の出力電圧は、制御部６４に供給される。第４の光カプラ５９の他方の出力端子は、第１の光スイッチ５８の予備ポートに接続される。第１の光スイッチ５８の主ポートおよび予備ポートは、スイッチの切り替えによって、排他的に受信器５３に接続される。制御部６４は、第１のフォトダイオード５６および第２のフォトダイオード６０の出力電圧に基づいて、第１の光スイッチ５８の切り替え制御を行う。
【００２３】
可変光減衰器６３の入力端子は、送信器５４に接続される。可変光減衰器６３の出力端子は、第２の光スイッチ６２の主ポートまたは予備ポートに、スイッチの切り替えによって、排他的に接続される。制御部６４は、第１のフォトダイオード５６および第２のフォトダイオード６０の出力電圧に基づいて、第２の光スイッチ６２の切り替え制御と、可変光減衰器６３の減衰量の制御を行う。
【００２４】
主送信側ケーブル４４は、第２の光減衰器６１を介して、第２の光スイッチ６２の主ポートに接続される。この第２の光減衰器６１は、主送信側ケーブル４４の伝送損失と予備送信側ケーブル４６の伝送損失の差を補正するために設けられる。予備送信側ケーブル４６は、第２の光スイッチ６２の予備ポートに接続される。第３の光カプラ５５、第１のフォトダイオード５６、第４の光カプラ５９、第２のフォトダイオード６０および制御部６４は、主受信側ケーブル４３および予備受信側ケーブル４５の破断を検出する破断検出手段としての機能を有する。
【００２５】
また、第１の光スイッチ５８、第２の光スイッチ６２および制御部６４は、破断検出手段が主受信側ケーブル４３の破断を検出したときに、陸上部の光伝送経路を、主受信側ケーブル４３および主送信側ケーブル４４から予備受信側ケーブル４５および予備送信側ケーブル４６に切り替える経路切替手段としての機能を有する。給電装置５２には、電源線６５が接続される。この電源線６５は、陸上部に敷設され、ビーチマンホール４２において光ファイバケーブルとともに海中ケーブル４７に束ねられる。
【００２６】
実施の形態１の光海底伝送システムの作用について、図２〜図４を参照しながら説明する。図３は、制御部の制御内容を示すフローチャートであり、図４は、制御部による光スイッチの切り替えタイミングを説明する図である。主受信側ケーブル４３に障害が発生していない場合には、送信器５４から出力された主信号は、可変光減衰器６３を通って、第２の光スイッチ６２の主ポートに供給される。そして、主信号は、第２の光減衰器６１および主送信側ケーブル４４を通って、ビーチマンホール４２の第２の光カプラ４９に入力し、海中ケーブル４７の送信側ケーブルに入力する。
【００２７】
一方、海中ケーブル４７の受信側ケーブルから出力された主信号は、ビーチマンホール４２の第１の光カプラ４８において二手に分岐し、主受信側ケーブル４３と予備受信側ケーブル４５に入力する。主受信側ケーブル４３を通る主信号は、陸上端局４１の第３の光カプラ５５において二手に分岐し、第１のフォトダイオード５６と第１の光減衰器５７に供給される。第１の光減衰器５７に供給された主信号は、第１の光スイッチ５８の主ポートを通り、受信器５３で受信される。
【００２８】
第１のフォトダイオード５６は、第３の光カプラ５５から供給された主信号を光電変換して電圧を生じる。制御部６４は、第１のフォトダイオード５６の出力電圧を、予め設定されている閾値電圧と比較する（図３のステップＳ１）。第１のフォトダイオード５６の出力電圧が閾値電圧以上であれば（図３のステップＳ１：Ｙｅｓ）、主受信側ケーブル４３は正常であるとして、制御部６４は、第１のフォトダイオード５６の出力電圧に基づく主受信側ケーブル４３の監視を続ける。
【００２９】
第１のフォトダイオード５６の出力電圧が閾値電圧よりも低くなった時点で（図３のステップＳ１：Ｎｏ）、制御部６４は、主受信側ケーブル４３が破断したと判断して、第１の光スイッチ５８と第２の光スイッチ６２にスイッチ切替制御信号を出力する（図３のステップＳ２）。それによって、第１の光スイッチ５８は、受信器５３の接続先を主ポートから予備ポートに切り替える。また、第２の光スイッチ６２は、可変光減衰器６３を介した送信器５４の接続先を主ポートから予備ポートに切り替える（図４）。図４は、実施の形態１の光海底伝送システムの制御部による光スイッチの切り替えタイミングを説明する図である。予備ポートに切り替える際、光サージによって受け手側の端局装置が破壊されるのを防ぐため、制御部６４は、可変光減衰器６３の減衰量を最大にしてから徐々に小さくしていく。
【００３０】
主ポートから予備ポートに切り替えられたことによって、送信器５４から出力された主信号は、予備送信側ケーブル４６を通って、海中ケーブル４７の送信側ケーブルに入力する。海中ケーブル４７の受信側ケーブルから出力された主信号は、予備受信側ケーブル４５を通って、受信器５３で受信される。その際、予備受信側ケーブル４５を通る主信号は、第４の光カプラ５９で分岐して第２のフォトダイオード６０にも供給される。
【００３１】
第２のフォトダイオード６０は、その主信号を光電変換して電圧を生じる。制御部６４は、第２のフォトダイオード６０の出力電圧を閾値電圧と比較することによって、予備受信側ケーブル４５の状態を監視する。第２のフォトダイオード６０の出力電圧が閾値電圧以上であれば、予備受信側ケーブル４５は正常である。制御部６４は、第２のフォトダイオード６０の出力電圧が閾値電圧よりも低いことを検出することによって、予備受信側ケーブル４５に障害が発生したことを知ることができる。
【００３２】
実施の形態１によれば、ビーチマンホール４２には、小型の受動部品である光カプラ４８，４９を付加するだけでよいので、ビーチマンホール４２が狭く、かつ商用電源がなくても、陸上端局４１の側で陸上部のケーブルの破断を検出し、自動的に光伝送経路を予備回線側に切り替えることができる。従って、陸上部の回線を冗長構成にすることができる。特に、実施の形態１では、主受信側ケーブル４３が単独で破断した場合と、予備受信側ケーブル４５が単独で破断した場合を、検出することができる。
【００３３】
さらに、送信側と受信側で同時にケーブルが破断すると仮定する場合には、主受信側ケーブル４３と主送信側ケーブル４４が同時に破断した場合と、予備受信側ケーブル４５と予備送信側ケーブル４６が同時に破断した場合を検出することができる。また、実施の形態１によれば、陸上端局４１の構成、およびビーチマンホール４２の構成が簡素であるので、安価に陸上部の冗長構成を実現することができる。なお、既存の光海底伝送システムに対しては、陸上部に予備受信側ケーブル４５と予備送信側ケーブル４６を新たに敷設し、ビーチマンホールに第１および第２の光カプラ４８，４９を付加し、陸上端局に第３および第４の光カプラ５５，５９と第１および第２のフォトダイオード５６，６０と第１および第２の光減衰器５７，６１と第１および第２の光スイッチ５８，６２と可変光減衰器６３と制御部６４を付加することにより、実施の形態１の冗長構成を実現することができる。
【００３４】
（実施の形態２）
図５は、実施の形態２の光海底伝送システムの陸上部の構成を示すブロック図である。図５に示すように、実施の形態２は、主信号とは波長の異なる監視信号を用いて、主受信側ケーブル４３の監視を行うものである。実施の形態２が実施の形態１と異なるのは、以下の通りである。
【００３５】
陸上端局４１において、送信器５４と可変光減衰器６３の間に波長合分波器（ＷＤＭ）７１が接続されている。この波長合分波器７１に監視信号出力レーザダイオード（ＬＤ）７２が接続されている。そして、送信器５４から出力された主信号と監視信号出力レーザダイオード７２から出力された監視信号が波長合分波器７１において合波されて、ビーチマンホール４２へ送られる。特に限定しないが、監視信号出力レーザダイオード７２から出力される監視信号の波長は、例えば１．３μｍである。
【００３６】
また、陸上端局４１において、第３の光カプラ５５および第４の光カプラ５９の代わりに、それぞれ第１の光分離多重器（ＷＤＭフィルタ１）７３および第２の光分離多重器（ＷＤＭフィルタ２）７４が設けられている。第１の光分離多重器７３および第２の光分離多重器７４は、それぞれ主受信側ケーブル４３および予備受信側ケーブル４５から送られてきた、主信号と監視信号が多重化された信号を、主信号と監視信号に分離する。
【００３７】
さらに、ビーチマンホール４２においては、第２の光カプラ４９と海中ケーブル４７の間に、光方向器７５とファイバグレーティング（ＦＧ）７６がこの順に接続されている。ファイバグレーティング７６は、第２の光カプラ４９および光方向器７５を通過した、主信号と監視信号が多重化された信号のうち、監視信号を反射して光方向器７５へ戻し、主信号のみを通過させて海中ケーブル４７へ入力させる。
【００３８】
光方向器７５は、ファイバグレーティング７６から戻ってきた監視信号を第１の光カプラ４８へ入力させる。第１の光カプラ４８に入力された監視信号は、海中ケーブル４７から送られてきた主信号に合波されて陸上端局４１へ送られる。その他の構成は、実施の形態１と同じであるので、実施の形態１と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００３９】
実施の形態２の光海底伝送システムの作用について、図５および図６を参照しながら説明する。図６は、制御部による光スイッチの切り替えタイミングを説明する図である。主受信側ケーブル４３に障害が発生していない場合には、送信器５４から出力された主信号と監視信号出力レーザダイオード７２から出力された監視信号を波長合分波器７１で多重化した信号が、可変光減衰器６３を通って、第２の光スイッチ６２の主ポートに供給される。
【００４０】
この多重化された信号は、第２の光減衰器６１および主送信側ケーブル４４を通って、ビーチマンホール４２の第２の光カプラ４９に入力し、光方向器７５を通過してファイバグレーティング７６に至る。多重化された信号のうち、主信号は、ファイバグレーティング７６を通過して海中ケーブル４７の送信側ケーブルに入力する。監視信号は、ファイバグレーティング７６で反射されて光方向器７５に戻り、第１の光カプラ４８に入力する。
【００４１】
そして、第１の光カプラ４８において、監視信号は、海中ケーブル４７の受信側ケーブルから出力された主信号と合波され、主受信側ケーブル４３および予備受信側ケーブル４５を通って陸上端局４１へ送られる。主受信側ケーブル４３を通る信号は、陸上端局４１の第１の光分離多重器７３において主信号と監視信号に分離される。分離された主信号は、第１の光減衰器５７および第１の光スイッチ５８の主ポートを通り、受信器５３で受信される。分離された監視信号は、第１のフォトダイオード５６に供給される。第１のフォトダイオード５６は、監視信号を光電変換して電圧を生じる。
【００４２】
制御部６４が、第１のフォトダイオード５６の出力電圧と閾値電圧を比較して、第１および第２の光スイッチ５８，６２の切り替え制御と、可変光減衰器６３の減衰量の制御を行うことは、実施の形態１と同様である。従って、制御部６４の制御内容は、図３に示すフローチャートの通りである。また、第１および第２のフォトダイオード５６，６０の出力電圧の変化の様子と第１および第２の光スイッチ５８，６２の切り替えタイミングの関係は、図６に示す通りである。
【００４３】
制御部６４により、第１および第２の光スイッチ５８，６２のポートが主ポートから予備ポートに切り替えられたことによって、送信器５４から出力された主信号と監視信号出力レーザダイオード７２から出力された監視信号が波長合分波器７１において多重化された信号は、予備送信側ケーブル４６を通って、ビーチマンホール４２へ送られる。そして、ビーチマンホール４２において、多重化された信号のうち、主信号は、光方向器７５とファイバグレーティング７６を通って、海中ケーブル４７の送信側ケーブルに入力する。
【００４４】
監視信号は、ファイバグレーティング７６で反射され、光方向器７５を経由して、第１の光カプラ４８において海中ケーブル４７から送られてきた主信号に合波され、予備受信側ケーブル４５を通って、陸上端局４１の第２の光分離多重器７４に入力する。第２の光分離多重器７４に入力した信号のうち、主信号は、受信器５３で受信される。監視信号は、第２のフォトダイオード６０で光電変換される。制御部６４が、第２のフォトダイオード６０の出力電圧に基づいて、予備受信側ケーブル４５の状態を監視し、予備受信側ケーブル４５に障害が発生したことを知ることは、実施の形態１と同様である。
【００４５】
実施の形態２によれば、ビーチマンホール４２には、小型の受動部品である光カプラ４８，４９と光方向器７５とファイバグレーティング７６を付加するだけでよい。従って、実施の形態１と同様に、陸上部の回線を冗長構成にすることができる。また、監視信号を用いることにより、主信号に影響を与えることなく、陸上部のケーブルを監視することができる。特に、実施の形態２では、主受信側ケーブル４３が単独で破断した場合と、主送信側ケーブル４４が単独で破断した場合と、予備受信側ケーブル４５が単独で破断した場合と、主受信側ケーブル４３と主送信側ケーブル４４が同時に破断した場合と、予備受信側ケーブル４５と予備送信側ケーブル４６が同時に破断した場合を検出することができる。
【００４６】
また、既存の光海底伝送システムに対して、実施の形態２の冗長構成を実現することもできる。その場合には、陸上部に予備受信側ケーブル４５と予備送信側ケーブル４６を新たに敷設し、ビーチマンホールに第１および第２の光カプラ４８，４９と光方向器７５とファイバグレーティング７６を付加し、陸上端局に第１および第２のフォトダイオード５６，６０と第１および第２の光減衰器５７，６１と第１および第２の光スイッチ５８，６２と可変光減衰器６３と制御部６４と波長合分波器７１と監視信号出力レーザダイオード７２と第１および第２の光分離多重器７３，７４を付加すればよい。
【００４７】
（実施の形態３）
図７は、実施の形態３の光海底伝送システムの陸上部の構成を示すブロック図である。図７に示すように、実施の形態３は、主信号とは波長が異なり、かつ互いに波長の異なる２つの監視信号を用いて、主受信側ケーブル４３と予備受信側ケーブル４５の監視を独立して行うものである。実施の形態３が実施の形態１と異なるのは、以下の通りである。
【００４８】
陸上端局４１において、第２の光減衰器６１と主送信側ケーブル４４の間に第１の波長合分波器（ＷＤＭ１）８１が接続されている。この第１の波長合分波器８１に第１の監視信号出力レーザダイオード（ＬＤ）８２が接続されている。そして、第２の光スイッチ６２において主ポートが選択されている場合には、送信器５４から出力された主信号と第１の監視信号出力レーザダイオード８２から出力された第１の監視信号が第１の波長合分波器８１において合波されて、ビーチマンホール４２へ送られる。第２の光スイッチ６２において予備ポートが選択されている場合には、第１の監視信号出力レーザダイオード８２から出力された第１の監視信号は、第１の波長合分波器８１を経由して、ビーチマンホール４２へ送られる。特に限定しないが、第１の監視信号の波長は、例えば１．３１μｍである。
【００４９】
また、陸上端局４１において、第２の光スイッチ６２の予備ポートと予備送信側ケーブル４６の間に第２の波長合分波器（ＷＤＭ２）８３が接続されている。この第２の波長合分波器８３に第２の監視信号出力レーザダイオード（ＬＤ）８４が接続されている。そして、第２の光スイッチ６２において主ポートが選択されている場合には、第２の監視信号出力レーザダイオード８４から出力された第２の監視信号は、第２の波長合分波器８３を経由して、ビーチマンホール４２へ送られる。第２の光スイッチ６２において予備ポートが選択されている場合には、送信器５４から出力された主信号と第２の監視信号出力レーザダイオード８４から出力された第２の監視信号が第２の波長合分波器８３において合波されて、ビーチマンホール４２へ送られる。特に限定しないが、第２の監視信号の波長は、例えば１．３２μｍである。
【００５０】
また、陸上端局４１において、第３の光カプラ５５および第４の光カプラ５９の代わりに、それぞれ第１の光分離多重器（ＷＤＭフィルタ１）７３および第２の光分離多重器（ＷＤＭフィルタ２）７４が設けられている。第１の光分離多重器７３および第２の光分離多重器７４は、それぞれ主受信側ケーブル４３および予備受信側ケーブル４５から送られてきた、主信号と第１の監視信号と第２の監視信号が多重化された信号を、主信号と、第１および第２の監視信号に分離する。
【００５１】
さらに、第１の光分離多重器７３と第１のフォトダイオード５６の間に１．３１μｍ光フィルタ８５が接続されている。この１．３１μｍ光フィルタ８５は、波長が１．３１μｍである光のみを通過させる狭帯域のバンドパスフィルタである。従って、第１の光分離多重器７３において主信号から分離された第１および第２の監視信号のうち、波長が１．３１μｍである第１の監視信号のみが１．３１μｍ光フィルタ８５を通過して、第１のフォトダイオード５６で受光される。
【００５２】
予備ポート側についても同様であり、第２の光分離多重器７４と第２のフォトダイオード６０の間に、波長が１．３２μｍである光のみを通過させる狭帯域のバンドパスフィルタである１．３２μｍ光フィルタ８６が接続されている。この１．３２μｍ光フィルタ８６により、第２の光分離多重器７４において主信号から分離された第１および第２の監視信号のうち、波長が１．３２μｍである第２の監視信号のみが第２のフォトダイオード６０で受光される。
【００５３】
ビーチマンホール４２においては、実施の形態２と同様に、光方向器７５とファイバグレーティング（ＦＧ）７６が設けられている。ファイバグレーティング７６は、主信号と第１および第２の監視信号が多重化された信号のうち、第１の監視信号と第２の監視信号を反射して光方向器７５へ戻し、主信号のみを通過させて海中ケーブル４７へ入力させる。
【００５４】
光方向器７５は、ファイバグレーティング７６から戻ってきた第１および第２の監視信号を第１の光カプラ４８へ入力させる。第１の光カプラ４８に入力された第１および第２の監視信号は、海中ケーブル４７から送られてきた主信号に合波されて陸上端局４１へ送られる。その他の構成は、実施の形態１と同じであるので、実施の形態１と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５５】
実施の形態３の光海底伝送システムの作用について、図７および図８を参照しながら説明する。図８は、制御部による光スイッチの切り替えタイミングを説明する図である。主受信側ケーブル４３に障害が発生していない場合には、送信器５４から出力され、可変光減衰器６３と第２の光スイッチ６２の主ポートを通った主信号と、第１の監視信号出力レーザダイオード８２から出力された第１の監視信号が、第１の波長合分波器８１において多重化される。
【００５６】
この多重化された信号は、主送信側ケーブル４４を通って、ビーチマンホール４２の第２の光カプラ４９に入力する。また、第２の監視信号出力レーザダイオード８４から出力された第２の監視信号は、予備送信側ケーブル４６を通って第２の光カプラ４９に入力し、主信号および第１の監視信号と合波される。主信号と第１の監視信号と第２の監視信号が多重化された信号は、光方向器７５を通過してファイバグレーティング７６に至る。多重化された信号のうち、主信号は、ファイバグレーティング７６を通過して海中ケーブル４７の送信側ケーブルに入力する。第１の監視信号と第２の監視信号は、ファイバグレーティング７６で反射されて光方向器７５に戻り、第１の光カプラ４８に入力する。
【００５７】
そして、第１の光カプラ４８において、第１の監視信号と第２の監視信号は、海中ケーブル４７の受信側ケーブルから出力された主信号と合波され、主受信側ケーブル４３および予備受信側ケーブル４５を通って陸上端局４１へ送られる。主受信側ケーブル４３を通る信号は、陸上端局４１の第１の光分離多重器７３において主信号と第１および第２の監視信号に分離される。分離された主信号は、第１の光減衰器５７および第１の光スイッチ５８の主ポートを通り、受信器５３で受信される。分離された第１および第２の監視信号は、１．３１μｍ光フィルタ８５に入力し、第１の監視信号のみがこのフィルタを通過して第１のフォトダイオード５６に供給される。第１のフォトダイオード５６は、第１の監視信号を光電変換して電圧を生じる。
【００５８】
制御部６４が、第１のフォトダイオード５６の出力電圧と閾値電圧を比較して、第１および第２の光スイッチ５８，６２の切り替え制御と、可変光減衰器６３の減衰量の制御を行うことは、実施の形態１と同様である。従って、制御部６４の制御内容は、図３に示すフローチャートの通りである。また、第１および第２のフォトダイオード５６，６０の出力電圧の変化の様子と第１および第２の光スイッチ５８，６２の切り替えタイミングの関係は、図８に示す通りである。
【００５９】
制御部６４により、第１および第２の光スイッチ５８，６２のポートが主ポートから予備ポートに切り替えられたことによって、送信器５４から出力された主信号と第２の監視信号出力レーザダイオード８４から出力された第２の監視信号が第２の波長合分波器８３において多重化される。この多重化された信号は、予備送信側ケーブル４６を通って、ビーチマンホール４２の第２の光カプラ４９に入力する。また、主送信側ケーブル４４に障害が発生していない場合には、第１の監視信号出力レーザダイオード８２から出力された第１の監視信号は、主送信側ケーブル４４を通って第２の光カプラ４９に入力し、主信号および第２の監視信号と合波される。
【００６０】
主信号と第１の監視信号と第２の監視信号が多重化された信号は、光方向器７５を通過してファイバグレーティング７６に至る。多重化された信号のうち、主信号は、ファイバグレーティング７６を通過して海中ケーブル４７の送信側ケーブルに入力する。第１の監視信号と第２の監視信号は、ファイバグレーティング７６で反射されて光方向器７５に戻り、第１の光カプラ４８において、海中ケーブル４７の受信側ケーブルから出力された主信号と合波される。
【００６１】
主信号と第１の監視信号と第２の監視信号が多重化された信号は、予備受信側ケーブル４５を通って陸上端局４１の第２の光分離多重器７４に入力し、主信号と第１および第２の監視信号に分離される。分離された主信号は、第１の光スイッチ５８の予備ポートを通り、受信器５３で受信される。分離された第１および第２の監視信号は、１．３２μｍ光フィルタ８６に入力し、第２の監視信号のみがこのフィルタを通過して第２のフォトダイオード６０に供給される。第２のフォトダイオード６０は、第２の監視信号を光電変換して電圧を生じる。制御部６４が、第２のフォトダイオード６０の出力電圧に基づいて、予備受信側ケーブル４５の状態を監視し、予備受信側ケーブル４５に障害が発生したことを知ることは、実施の形態１と同様である。
【００６２】
実施の形態３によれば、ビーチマンホール４２には、小型の受動部品である光カプラ４８，４９と光方向器７５とファイバグレーティング７６を付加するだけでよい。従って、実施の形態１と同様に、陸上部の回線を冗長構成にすることができる。また、監視信号を用いることにより、主信号に影響を与えることなく、陸上部のケーブルを監視することができる。特に、実施の形態３では、主受信側ケーブル４３が単独で破断した場合と、主送信側ケーブル４４が単独で破断した場合と、予備受信側ケーブル４５が単独で破断した場合と、予備送信側ケーブル４６が単独で破断した場合と、主受信側ケーブル４３と主送信側ケーブル４４が同時に破断した場合と、予備受信側ケーブル４５と予備送信側ケーブル４６が同時に破断した場合を検出することができる。
【００６３】
また、既存の光海底伝送システムに対して、実施の形態３の冗長構成を実現することもできる。その場合には、陸上部に予備受信側ケーブル４５と予備送信側ケーブル４６を新たに敷設し、ビーチマンホールに第１および第２の光カプラ４８，４９と光方向器７５とファイバグレーティング７６を付加し、陸上端局に第１および第２のフォトダイオード５６，６０と第１および第２の光減衰器５７，６１と第１および第２の光スイッチ５８，６２と可変光減衰器６３と制御部６４と第１および第２の光分離多重器７３，７４と第１および第２の波長合分波器８１，８３と第１および第２の監視信号出力レーザダイオード８２，８４と１．３１μｍ光フィルタ８５と１．３２μｍ光フィルタ８６を付加すればよい。
【００６４】
（付記１）陸上端局とビーチマンホールの間の陸上部に敷設され、かつ前記ビーチマンホールにて海中部のケーブルに接続される主回線ケーブルと、
前記陸上端局と前記ビーチマンホールの間の陸上部に前記主回線ケーブルと異なる経路で敷設され、かつ前記ビーチマンホールにて前記海中部のケーブルに接続される予備回線ケーブルと、
前記陸上端局に設けられた、前記主回線ケーブルの破断を検出する破断検出手段と、
前記陸上端局に設けられた、前記破断検出手段が前記主回線ケーブルの破断を検出したときに、前記陸上端局と前記ビーチマンホールの間の光伝送経路を前記主回線ケーブルから前記予備回線ケーブルに切り替える経路切替手段と、
を備えることを特徴とする光海底伝送システム。
【００６５】
（付記２）前記主回線ケーブルおよび前記予備回線ケーブルは、それぞれ前記ビーチマンホールから前記陸上端局へ主信号を伝送する受信側ケーブルと、前記陸上端局から前記ビーチマンホールへ主信号を伝送する送信側ケーブルの対で構成されていることを特徴とする付記１に記載の光海底伝送システム。
【００６６】
（付記３）前記ビーチマンホールには、前記海中のケーブルから送られてくる主信号を前記主回線ケーブルの受信側ケーブルと前記予備回線ケーブルの受信側ケーブルに分岐させる光分岐手段と、前記主回線ケーブルの送信側ケーブルと前記予備回線ケーブルの送信側ケーブルを前記海中のケーブルに結合させる光結合手段が設けられていることを特徴とする付記２に記載の光海底伝送システム。
【００６７】
（付記４）前記破断検出手段は、前記海中のケーブルから前記主回線ケーブルの受信側ケーブルを介して送られてくる主信号の受光レベルに基づいて、同主回線ケーブルの破断を検出することを特徴とする付記３に記載の光海底伝送システム。
【００６８】
（付記５）前記破断検出手段は、前記海中のケーブルから前記予備回線ケーブルの受信側ケーブルを介して送られてくる主信号の受光レベルに基づいて、同予備回線ケーブルの破断を検出することを特徴とする付記４に記載の光海底伝送システム。
【００６９】
（付記６）前記破断検出手段は、前記主回線ケーブルの送信側ケーブルを介して前記ビーチマンホールへ主信号とは波長の異なる監視信号を送るとともに、前記ビーチマンホールで反射されて同主回線ケーブルの受信側ケーブルを介して戻ってくる前記監視信号の受光レベルに基づいて、同主回線ケーブルの破断を検出することを特徴とする付記３に記載の光海底伝送システム。
【００７０】
（付記７）前記破断検出手段は、前記ビーチマンホールで反射されて前記予備回線ケーブルの受信側ケーブルを介して戻ってくる前記監視信号の受光レベルに基づいて、同予備回線ケーブルの破断を検出することを特徴とする付記６に記載の光海底伝送システム。
【００７１】
（付記８）前記ビーチマンホールには、主信号を通過させ、前記監視信号を反射するファイバグレーティングが設けられていることを特徴とする付記６または７に記載の光海底伝送システム。
【００７２】
（付記９）前記ビーチマンホールには、前記ファイバグレーティングで反射された前記監視信号を前記光分岐手段に入力させる光方向器が設けられていることを特徴とする付記８に記載の光海底伝送システム。
【００７３】
（付記１０）前記破断検出手段は、前記主回線ケーブルの送信側ケーブルを介して前記ビーチマンホールへ主信号とは波長の異なる第１の監視信号を送るとともに、前記ビーチマンホールで反射されて同主回線ケーブルの受信側ケーブルを介して戻ってくる前記第１の監視信号の受光レベルに基づいて、同主回線ケーブルの破断を検出するとともに、前記予備回線ケーブルの送信側ケーブルを介して前記ビーチマンホールへ主信号および前記第１の監視信号とは波長の異なる第２の監視信号を送るとともに、前記ビーチマンホールで反射されて同予備回線ケーブルの受信側ケーブルを介して戻ってくる前記第２の監視信号の受光レベルに基づいて、同予備回線ケーブルの破断を検出することを特徴とする付記３に記載の光海底伝送システム。
【００７４】
（付記１１）前記ビーチマンホールには、主信号を通過させ、前記第１の監視信号と前記第２の監視信号を反射するファイバグレーティングが設けられていることを特徴とする付記１０に記載の光海底伝送システム。
【００７５】
（付記１２）前記ビーチマンホールには、前記ファイバグレーティングで反射された前記第１の監視信号および前記第２の監視信号を前記光分岐手段に入力させる光方向器が設けられていることを特徴とする付記１１に記載の光海底伝送システム。
【００７６】
（付記１３）前記経路切替手段は、前記主回線ケーブルの受信側ケーブルおよび送信側ケーブルをそれぞれ前記予備回線ケーブルの受信側ケーブルおよび送信側ケーブルに切り替える光スイッチを有することを特徴とする付記１〜１２のいずれか一つに記載の光海底伝送システム。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
以上のように、本発明は、光海底伝送システムを利用した通信技術に有用であり、特に、通信事業者間を結ぶ大容量の基幹通信回線網に適している。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明にかかる光海底伝送システムの全体の構成を示す概略図である。
【図２】実施の形態１の光海底伝送システムの陸上部の構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態１の光海底伝送システムの制御部の制御内容を示すフローチャートである。
【図４】実施の形態１の光海底伝送システムの制御部による光スイッチの切り替えタイミングを説明する図である。
【図５】実施の形態２の光海底伝送システムの陸上部の構成を示すブロック図である。
【図６】実施の形態２の光海底伝送システムの制御部による光スイッチの切り替えタイミングを説明する図である。
【図７】実施の形態３の光海底伝送システムの陸上部の構成を示すブロック図である。
【図８】実施の形態３の光海底伝送システムの制御部による光スイッチの切り替えタイミングを説明する図である。
【図９】従来の光海底伝送システムの全体の構成を示す概略図である。
【図１０】全二重化した光海底伝送システムの全体の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【００７９】
２１，２２，４１ 陸上端局
２３，２４，４２ ビーチマンホール
２５，２６ 主回線ケーブル
２７，４７ 海中部のケーブル
２９，３０ 予備回線ケーブル
３１，３３ 破断検出手段
３２，３４ 経路切替手段
４３ 主回線ケーブルの受信側ケーブル
４４ 主回線ケーブルの送信側ケーブル
４５ 予備回線ケーブルの受信側ケーブル
４６ 予備回線ケーブルの送信側ケーブル
４８ 光分岐手段
４９ 光結合手段
５５ 第３の光カプラ
５６ 第１のフォトダイオード
５８ 第１の光スイッチ
５９ 第４の光カプラ
６０ 第２のフォトダイオード
６２ 第２の光スイッチ
６４ 制御部
７５ 光方向器
７６ ファイバグレーティング
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光海底伝送システムに関し、特に陸上端局とビーチマンホールの間の陸上区間の回線を冗長構成とした光海底伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
図９は、従来の光海底伝送システムの全体の構成を示す概略図である。図９に示すように、光海底伝送システムでは、陸上端局１，２とビーチマンホール３，４の間の陸上部に敷設されたケーブル５，６は、ビーチマンホール３，４において、海中部に敷設されたケーブル７に接続される。図９において、ビーチマンホール３，４内の黒丸は、ケーブルの接続点を表す。また、海中部のケーブル７の途中に設けられているのは、中継器８である。なお、図９では、陸上端局Ａ１から陸上端局Ｂ２へ信号を送るファイバと、陸上端局Ｂ２から陸上端局Ａ１へ信号を送るファイバを１本のケーブルで表している。
【０００３】
従来の光海底伝送システムでは、通常使用される回線（以下、主回線とする）の他に予備の回線（以下、予備回線とする）を敷設し、主回線に障害が発生したときに予備回線に切り替えるという冗長構成になっていない。主回線に障害が発生しても滞りなく信号の送受を行えるようにするには、回線を冗長構成にするのが望ましい。
【０００４】
また、近年、光アンプ技術の向上により、陸上端局の高出力化が可能となり、陸上部の距離を長くすることができるようになってきている。しかし、陸上部の距離を長くすると、その長くした分、工事等の外的要因により、陸上部のケーブルに障害が発生しやすくなる。このような点からも、回線の冗長化が望まれる。
【０００５】
ところで、制御局から基地局への１つの下り回線のみ光送信部と光受信部とその間を結ぶ光ファイバからなる予備光伝送路を準備し、各セクタのうちいずれか１つの光伝送路が故障した際に、自動的に予備光伝送路へ切り替えを行い、光伝送路を救済する光伝送系の自動切替方式が公知である（例えば、特許文献１参照。）。また、現用／予備の光送信部の選択、および現用／予備の光受信部の選択を行う第１の光スイッチ手段と、一方が第１の光スイッチ手段に接続され、他方が光分岐手段を介して第１乃至第４の光伝送路に接続され、通常は第１および第２の光伝送路を使用し、いずれか一方の光伝送路の断時には他方の光伝送路と第３の光伝送路を使用し、第１及び第２の光伝送路のうちのいずれか一方と第３の光伝送路がともに断時には他方の光伝送路と第４の光伝送路を使用して光信号の送受を行うように切替えを行う第２の光スイッチ手段と、前記光分岐手段とを設けた構成の光伝送システムにおける二重障害発生時の救済方式が公知である（例えば、特許文献２参照。）。さらに、複数の加入者装置それぞれに、現用系および予備系の伝送路障害監視部と、加入者装置スターカプラとを備え、現用系および予備系伝送路毎に波長の異なる光信号を受信して障害を検出する光伝送方式が公知である（例えば、特許文献３参照。）。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−２０６８９３号公報
【特許文献２】特開平５−３１６０４３号公報
【特許文献３】特開平７−３３６２９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
光海底伝送システムにおいて回線を冗長化する方法を図１０に示す。図１０は、全二重化した光海底伝送システムの全体の構成を示す概略図である。図１０に示すように、陸上部だけでなく、海中部も含めて、主回線のケーブル（以下、主回線ケーブルとする）５，６，７の他に予備回線のケーブル（以下、予備回線ケーブルとする）９，１０，１１を敷設し、陸上端局Ａ１と陸上端局Ｂ２の間の回線全体を二重化することが考えられる。しかし、この場合には、海中に沈める予備のケーブル１１や中継器１２が必要になり、また、これらを海中に沈めて敷設する工事にも莫大な費用がかかるため、経済的に問題がある。そこで、ビーチマンホールと陸上端局の間に主回線ケーブルと予備回線ケーブルを敷設することによって、陸上部の回線のみを二重化することが考えられる。その場合、ビーチマンホールと陸上端局のそれぞれに、主回線から予備回線に切り替えるための光スイッチなどが必要になる。
【０００８】
しかし、ビーチマンホールの内部は狭く、また、ビーチマンホールには商用電源が供給されていない。そのため、ビーチマンホール内に光スイッチ等の能動部品を設置することができず、ビーチマンホールと陸上端局の間の陸上部の回線を冗長構成にすることができないという問題点がある。なお、図１０では、主回線と予備回線のそれぞれについて、陸上端局Ａ１から陸上端局Ｂ２へ信号を送るファイバと、陸上端局Ｂ２から陸上端局Ａ１へ信号を送るファイバを合わせて１本のケーブルで表している。前記特許文献１〜３に開示された各種方式では、上述したような光海底伝送システムに特有の制限が考慮されていない。
【０００９】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、ビーチマンホールと陸上端局の間の陸上部の回線を冗長構成にした光海底伝送システム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】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかる光海底伝送システムの一つの実施態様では、図１にその概略構成を示す。図１は、本発明にかかる光海底伝送システムの全体の構成を示す概略図である。図１に示すように、陸上端局Ａ２１とビーチマンホール２３の間の陸上部に、主回線ケーブル２５と、予備回線ケーブル２９が異なる経路で敷設される。同様に、陸上端局Ｂ２２とビーチマンホール２４の間の陸上部に、主回線ケーブル２６と、予備回線ケーブル３０が異なる経路で敷設される。ビーチマンホール２３，２４間の海中部には、ケーブル２７と中継器２８が敷設され、予備回線ケーブルと中継器は敷設されない。
【００１１】
陸上端局Ａ２１には、破断検出手段３１と経路切替手段３２が設けられている。破断検出手段３１は、陸上端局Ａ２１側の陸上部に敷設された主回線ケーブル２５の破断を検出する。破断検出手段３１は、予備回線ケーブル２９の破断も検出するようにしてもよい。ケーブルの破断を検出するにあたっては、海中部のケーブル２７から送られてくる主信号の受光レベルを閾値と比較することにより、破断を検出するようにしてもよい。あるいは、陸上端局Ａ２１から主信号とは波長の異なる監視信号をビーチマンホール２３へ向けて出力し、ビーチマンホール２３で反射されて戻ってくる監視信号の受光レベルを閾値と比較することにより、ケーブルの破断を検出してもよい。
【００１２】
経路切替手段３２は、破断検出手段３１が主回線ケーブル２５の破断を検出したときに、陸上端局Ａ２１とビーチマンホール２３の間の光伝送経路を予備回線ケーブル２９に切り替える。陸上端局Ｂ２２についても同様であり、陸上端局Ｂ２２は、陸上端局Ｂ２２側のケーブル２６，３０の破断を検出する破断検出手段３３と、主回線ケーブル２６の破断時に光伝送路を予備回線ケーブル３０に切り替える経路切替手段３４を備えている。
【００１３】
ビーチマンホール２３，２４には、陸上端局２１，２２が陸上部のケーブル２５，２９，２６，３０の破断を検出するために必要な光カプラやファイバグレーティングや光方向器などの小型受動部品が設けられる。なお、図１では、主回線ケーブル２５，２６，２７および予備回線ケーブル２９，３０のそれぞれについて、陸上端局Ａ２１から陸上端局Ｂ２２へ信号を送るケーブルと、陸上端局Ｂ２２から陸上端局Ａ２１へ信号を送るケーブルを合わせて１本のケーブルで表している。
【００１４】
この発明によれば、光海底伝送システムにおいて、陸上端局の破断検出手段により、陸上部のケーブルの破断が検出される。そして、陸上端局の経路切替手段により、光伝送経路が予備回線ケーブルに切り替えられる。ビーチマンホールには、狭い空間に設置可能な小型で、かつ電源のいらない受動部品を設けるだけで済む。従って、陸上端局のみで、陸上区間のケーブルの監視および切り替えの制御を行うことができる。また、監視信号を用いることにより、主信号に影響を与えることなく、陸上部のケーブルを監視することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明にかかる光海底伝送システムによれば、ビーチマンホールと陸上端局の間の陸上部の回線を冗長構成にすることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる光海底伝送システムの好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１７】
（実施の形態１）
図２は、実施の形態１の光海底伝送システムの陸上部の構成を示すブロック図である。図２に示すように、陸上端局４１とビーチマンホール４２の間には、主回線ケーブルの受信側ケーブル４３および送信側ケーブル４４と、予備回線ケーブルの受信側ケーブル４５および送信側ケーブル４６が敷設される。以下、それぞれ、主受信側ケーブル４３、主送信側ケーブル４４、予備受信側ケーブル４５および予備送信側ケーブル４６とする。主回線ケーブルと予備回線ケーブルは、地理的に異なる経路で敷設される。
【００１８】
海中部のケーブル（以下、海中ケーブルとする）４７の受信側ケーブルは、ビーチマンホール４２に設けられた第１の光カプラ（ＣＰＬ１）４８の入力端子に接続される。主受信側ケーブル４３は、第１の光カプラ４８の一方の出力端子に接続される。予備受信側ケーブル４５は、第１の光カプラ４８の他方の出力端子に接続される。第１の光カプラ４８は、海中ケーブル４７から送られてくる主信号を主受信側ケーブル４３と予備受信側ケーブル４５に分岐させる光分岐手段としての機能を有する。特に限定しないが、主信号の波長は、光海底伝送システムにおいて一般的に用いられる１．５５μｍである。
【００１９】
主送信側ケーブル４４は、ビーチマンホール４２に設けられた第２の光カプラ（ＣＰＬ２）４９の一方の入力端子に接続される。予備送信側ケーブル４６は、第２の光カプラ４９の他方の入力端子に接続される。第２の光カプラ４９の出力端子は、海中ケーブル４７の送信側ケーブルに接続される。第２の光カプラ４９は、主送信側ケーブル４４と予備送信側ケーブル４６を海中ケーブル４７に結合させる光結合手段としての機能を有する。
【００２０】
陸上端局４１は、端局装置５０、スイッチ／制御部５１および給電装置（ＰＦＥ）５２を備えている。端局装置５０は、受信器（ＲＸ）５３と送信器（ＴＸ）５４を有する。スイッチ／制御部５１は、第３の光カプラ（ＣＰＬ３）５５、第１のフォトダイオード（ＰＤ１）５６、第１の光減衰器（ＡＴＴ１）５７、第１の光スイッチ（ＳＷ１）５８、第４の光カプラ（ＣＰＬ４）５９、第２のフォトダイオード（ＰＤ２）６０、第２の光減衰器（ＡＴＴ２）６１、第２の光スイッチ（ＳＷ２）６２、可変光減衰器（ＶＯＡ）６３および制御部６４を有する。
【００２１】
主受信側ケーブル４３は、第３の光カプラ５５の入力端子に接続される。第３の光カプラ５５の一方の出力端子は、第１のフォトダイオード５６の受光面側に接続される。第１のフォトダイオード５６の出力電圧は、制御部６４に供給される。第３の光カプラ５５の他方の出力端子は、第１の光減衰器５７を介して、第１の光スイッチ５８の主ポートに接続される。この第１の光減衰器５７は、主受信側ケーブル４３の伝送損失と予備受信側ケーブル４５の伝送損失の差を補正するために設けられる。予備受信側ケーブル４５は、第４の光カプラ５９の入力端子に接続される。
【００２２】
第４の光カプラ５９の一方の出力端子は、第２のフォトダイオード６０の受光面側に接続される。第２のフォトダイオード６０の出力電圧は、制御部６４に供給される。第４の光カプラ５９の他方の出力端子は、第１の光スイッチ５８の予備ポートに接続される。第１の光スイッチ５８の主ポートおよび予備ポートは、スイッチの切り替えによって、排他的に受信器５３に接続される。制御部６４は、第１のフォトダイオード５６および第２のフォトダイオード６０の出力電圧に基づいて、第１の光スイッチ５８の切り替え制御を行う。
【００２３】
可変光減衰器６３の入力端子は、送信器５４に接続される。可変光減衰器６３の出力端子は、第２の光スイッチ６２の主ポートまたは予備ポートに、スイッチの切り替えによって、排他的に接続される。制御部６４は、第１のフォトダイオード５６および第２のフォトダイオード６０の出力電圧に基づいて、第２の光スイッチ６２の切り替え制御と、可変光減衰器６３の減衰量の制御を行う。
【００２４】
主送信側ケーブル４４は、第２の光減衰器６１を介して、第２の光スイッチ６２の主ポートに接続される。この第２の光減衰器６１は、主送信側ケーブル４４の伝送損失と予備送信側ケーブル４６の伝送損失の差を補正するために設けられる。予備送信側ケーブル４６は、第２の光スイッチ６２の予備ポートに接続される。第３の光カプラ５５、第１のフォトダイオード５６、第４の光カプラ５９、第２のフォトダイオード６０および制御部６４は、主受信側ケーブル４３および予備受信側ケーブル４５の破断を検出する破断検出手段としての機能を有する。
【００２５】
また、第１の光スイッチ５８、第２の光スイッチ６２および制御部６４は、破断検出手段が主受信側ケーブル４３の破断を検出したときに、陸上部の光伝送経路を、主受信側ケーブル４３および主送信側ケーブル４４から予備受信側ケーブル４５および予備送信側ケーブル４６に切り替える経路切替手段としての機能を有する。給電装置５２には、電源線６５が接続される。この電源線６５は、陸上部に敷設され、ビーチマンホール４２において光ファイバケーブルとともに海中ケーブル４７に束ねられる。
【００２６】
実施の形態１の光海底伝送システムの作用について、図２〜図４を参照しながら説明する。図３は、制御部の制御内容を示すフローチャートであり、図４は、制御部による光スイッチの切り替えタイミングを説明する図である。主受信側ケーブル４３に障害が発生していない場合には、送信器５４から出力された主信号は、可変光減衰器６３を通って、第２の光スイッチ６２の主ポートに供給される。そして、主信号は、第２の光減衰器６１および主送信側ケーブル４４を通って、ビーチマンホール４２の第２の光カプラ４９に入力し、海中ケーブル４７の送信側ケーブルに入力する。
【００２７】
一方、海中ケーブル４７の受信側ケーブルから出力された主信号は、ビーチマンホール４２の第１の光カプラ４８において二手に分岐し、主受信側ケーブル４３と予備受信側ケーブル４５に入力する。主受信側ケーブル４３を通る主信号は、陸上端局４１の第３の光カプラ５５において二手に分岐し、第１のフォトダイオード５６と第１の光減衰器５７に供給される。第１の光減衰器５７に供給された主信号は、第１の光スイッチ５８の主ポートを通り、受信器５３で受信される。
【００２８】
第１のフォトダイオード５６は、第３の光カプラ５５から供給された主信号を光電変換して電圧を生じる。制御部６４は、第１のフォトダイオード５６の出力電圧を、予め設定されている閾値電圧と比較する（図３のステップＳ１）。第１のフォトダイオード５６の出力電圧が閾値電圧以上であれば（図３のステップＳ１：Ｙｅｓ）、主受信側ケーブル４３は正常であるとして、制御部６４は、第１のフォトダイオード５６の出力電圧に基づく主受信側ケーブル４３の監視を続ける。
【００２９】
第１のフォトダイオード５６の出力電圧が閾値電圧よりも低くなった時点で（図３のステップＳ１：Ｎｏ）、制御部６４は、主受信側ケーブル４３が破断したと判断して、第１の光スイッチ５８と第２の光スイッチ６２にスイッチ切替制御信号を出力する（図３のステップＳ２）。それによって、第１の光スイッチ５８は、受信器５３の接続先を主ポートから予備ポートに切り替える。また、第２の光スイッチ６２は、可変光減衰器６３を介した送信器５４の接続先を主ポートから予備ポートに切り替える（図４）。図４は、実施の形態１の光海底伝送システムの制御部による光スイッチの切り替えタイミングを説明する図である。予備ポートに切り替える際、光サージによって受け手側の端局装置が破壊されるのを防ぐため、制御部６４は、可変光減衰器６３の減衰量を最大にしてから徐々に小さくしていく。
【００３０】
主ポートから予備ポートに切り替えられたことによって、送信器５４から出力された主信号は、予備送信側ケーブル４６を通って、海中ケーブル４７の送信側ケーブルに入力する。海中ケーブル４７の受信側ケーブルから出力された主信号は、予備受信側ケーブル４５を通って、受信器５３で受信される。その際、予備受信側ケーブル４５を通る主信号は、第４の光カプラ５９で分岐して第２のフォトダイオード６０にも供給される。
【００３１】
第２のフォトダイオード６０は、その主信号を光電変換して電圧を生じる。制御部６４は、第２のフォトダイオード６０の出力電圧を閾値電圧と比較することによって、予備受信側ケーブル４５の状態を監視する。第２のフォトダイオード６０の出力電圧が閾値電圧以上であれば、予備受信側ケーブル４５は正常である。制御部６４は、第２のフォトダイオード６０の出力電圧が閾値電圧よりも低いことを検出することによって、予備受信側ケーブル４５に障害が発生したことを知ることができる。
【００３２】
実施の形態１によれば、ビーチマンホール４２には、小型の受動部品である光カプラ４８，４９を付加するだけでよいので、ビーチマンホール４２が狭く、かつ商用電源がなくても、陸上端局４１の側で陸上部のケーブルの破断を検出し、自動的に光伝送経路を予備回線側に切り替えることができる。従って、陸上部の回線を冗長構成にすることができる。特に、実施の形態１では、主受信側ケーブル４３が単独で破断した場合と、予備受信側ケーブル４５が単独で破断した場合を、検出することができる。
【００３３】
さらに、送信側と受信側で同時にケーブルが破断すると仮定する場合には、主受信側ケーブル４３と主送信側ケーブル４４が同時に破断した場合と、予備受信側ケーブル４５と予備送信側ケーブル４６が同時に破断した場合を検出することができる。また、実施の形態１によれば、陸上端局４１の構成、およびビーチマンホール４２の構成が簡素であるので、安価に陸上部の冗長構成を実現することができる。なお、既存の光海底伝送システムに対しては、陸上部に予備受信側ケーブル４５と予備送信側ケーブル４６を新たに敷設し、ビーチマンホールに第１および第２の光カプラ４８，４９を付加し、陸上端局に第３および第４の光カプラ５５，５９と第１および第２のフォトダイオード５６，６０と第１および第２の光減衰器５７，６１と第１および第２の光スイッチ５８，６２と可変光減衰器６３と制御部６４を付加することにより、実施の形態１の冗長構成を実現することができる。
【００３４】
（実施の形態２）
図５は、実施の形態２の光海底伝送システムの陸上部の構成を示すブロック図である。図５に示すように、実施の形態２は、主信号とは波長の異なる監視信号を用いて、主受信側ケーブル４３の監視を行うものである。実施の形態２が実施の形態１と異なるのは、以下の通りである。
【００３５】
陸上端局４１において、送信器５４と可変光減衰器６３の間に波長合分波器（ＷＤＭ）７１が接続されている。この波長合分波器７１に監視信号出力レーザダイオード（ＬＤ）７２が接続されている。そして、送信器５４から出力された主信号と監視信号出力レーザダイオード７２から出力された監視信号が波長合分波器７１において合波されて、ビーチマンホール４２へ送られる。特に限定しないが、監視信号出力レーザダイオード７２から出力される監視信号の波長は、例えば１．３μｍである。
【００３６】
また、陸上端局４１において、第３の光カプラ５５および第４の光カプラ５９の代わりに、それぞれ第１の光分離多重器（ＷＤＭフィルタ１）７３および第２の光分離多重器（ＷＤＭフィルタ２）７４が設けられている。第１の光分離多重器７３および第２の光分離多重器７４は、それぞれ主受信側ケーブル４３および予備受信側ケーブル４５から送られてきた、主信号と監視信号が多重化された信号を、主信号と監視信号に分離する。
【００３７】
さらに、ビーチマンホール４２においては、第２の光カプラ４９と海中ケーブル４７の間に、光方向器７５とファイバグレーティング（ＦＧ）７６がこの順に接続されている。ファイバグレーティング７６は、第２の光カプラ４９および光方向器７５を通過した、主信号と監視信号が多重化された信号のうち、監視信号を反射して光方向器７５へ戻し、主信号のみを通過させて海中ケーブル４７へ入力させる。
【００３８】
光方向器７５は、ファイバグレーティング７６から戻ってきた監視信号を第１の光カプラ４８へ入力させる。第１の光カプラ４８に入力された監視信号は、海中ケーブル４７から送られてきた主信号に合波されて陸上端局４１へ送られる。その他の構成は、実施の形態１と同じであるので、実施の形態１と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００３９】
実施の形態２の光海底伝送システムの作用について、図５および図６を参照しながら説明する。図６は、制御部による光スイッチの切り替えタイミングを説明する図である。主受信側ケーブル４３に障害が発生していない場合には、送信器５４から出力された主信号と監視信号出力レーザダイオード７２から出力された監視信号を波長合分波器７１で多重化した信号が、可変光減衰器６３を通って、第２の光スイッチ６２の主ポートに供給される。
【００４０】
この多重化された信号は、第２の光減衰器６１および主送信側ケーブル４４を通って、ビーチマンホール４２の第２の光カプラ４９に入力し、光方向器７５を通過してファイバグレーティング７６に至る。多重化された信号のうち、主信号は、ファイバグレーティング７６を通過して海中ケーブル４７の送信側ケーブルに入力する。監視信号は、ファイバグレーティング７６で反射されて光方向器７５に戻り、第１の光カプラ４８に入力する。
【００４１】
そして、第１の光カプラ４８において、監視信号は、海中ケーブル４７の受信側ケーブルから出力された主信号と合波され、主受信側ケーブル４３および予備受信側ケーブル４５を通って陸上端局４１へ送られる。主受信側ケーブル４３を通る信号は、陸上端局４１の第１の光分離多重器７３において主信号と監視信号に分離される。分離された主信号は、第１の光減衰器５７および第１の光スイッチ５８の主ポートを通り、受信器５３で受信される。分離された監視信号は、第１のフォトダイオード５６に供給される。第１のフォトダイオード５６は、監視信号を光電変換して電圧を生じる。
【００４２】
制御部６４が、第１のフォトダイオード５６の出力電圧と閾値電圧を比較して、第１および第２の光スイッチ５８，６２の切り替え制御と、可変光減衰器６３の減衰量の制御を行うことは、実施の形態１と同様である。従って、制御部６４の制御内容は、図３に示すフローチャートの通りである。また、第１および第２のフォトダイオード５６，６０の出力電圧の変化の様子と第１および第２の光スイッチ５８，６２の切り替えタイミングの関係は、図６に示す通りである。
【００４３】
制御部６４により、第１および第２の光スイッチ５８，６２のポートが主ポートから予備ポートに切り替えられたことによって、送信器５４から出力された主信号と監視信号出力レーザダイオード７２から出力された監視信号が波長合分波器７１において多重化された信号は、予備送信側ケーブル４６を通って、ビーチマンホール４２へ送られる。そして、ビーチマンホール４２において、多重化された信号のうち、主信号は、光方向器７５とファイバグレーティング７６を通って、海中ケーブル４７の送信側ケーブルに入力する。
【００４４】
監視信号は、ファイバグレーティング７６で反射され、光方向器７５を経由して、第１の光カプラ４８において海中ケーブル４７から送られてきた主信号に合波され、予備受信側ケーブル４５を通って、陸上端局４１の第２の光分離多重器７４に入力する。第２の光分離多重器７４に入力した信号のうち、主信号は、受信器５３で受信される。監視信号は、第２のフォトダイオード６０で光電変換される。制御部６４が、第２のフォトダイオード６０の出力電圧に基づいて、予備受信側ケーブル４５の状態を監視し、予備受信側ケーブル４５に障害が発生したことを知ることは、実施の形態１と同様である。
【００４５】
実施の形態２によれば、ビーチマンホール４２には、小型の受動部品である光カプラ４８，４９と光方向器７５とファイバグレーティング７６を付加するだけでよい。従って、実施の形態１と同様に、陸上部の回線を冗長構成にすることができる。また、監視信号を用いることにより、主信号に影響を与えることなく、陸上部のケーブルを監視することができる。特に、実施の形態２では、主受信側ケーブル４３が単独で破断した場合と、主送信側ケーブル４４が単独で破断した場合と、予備受信側ケーブル４５が単独で破断した場合と、主受信側ケーブル４３と主送信側ケーブル４４が同時に破断した場合と、予備受信側ケーブル４５と予備送信側ケーブル４６が同時に破断した場合を検出することができる。
【００４６】
また、既存の光海底伝送システムに対して、実施の形態２の冗長構成を実現することもできる。その場合には、陸上部に予備受信側ケーブル４５と予備送信側ケーブル４６を新たに敷設し、ビーチマンホールに第１および第２の光カプラ４８，４９と光方向器７５とファイバグレーティング７６を付加し、陸上端局に第１および第２のフォトダイオード５６，６０と第１および第２の光減衰器５７，６１と第１および第２の光スイッチ５８，６２と可変光減衰器６３と制御部６４と波長合分波器７１と監視信号出力レーザダイオード７２と第１および第２の光分離多重器７３，７４を付加すればよい。
【００４７】
（実施の形態３）
図７は、実施の形態３の光海底伝送システムの陸上部の構成を示すブロック図である。図７に示すように、実施の形態３は、主信号とは波長が異なり、かつ互いに波長の異なる２つの監視信号を用いて、主受信側ケーブル４３と予備受信側ケーブル４５の監視を独立して行うものである。実施の形態３が実施の形態１と異なるのは、以下の通りである。
【００４８】
陸上端局４１において、第２の光減衰器６１と主送信側ケーブル４４の間に第１の波長合分波器（ＷＤＭ１）８１が接続されている。この第１の波長合分波器８１に第１の監視信号出力レーザダイオード（ＬＤ）８２が接続されている。そして、第２の光スイッチ６２において主ポートが選択されている場合には、送信器５４から出力された主信号と第１の監視信号出力レーザダイオード８２から出力された第１の監視信号が第１の波長合分波器８１において合波されて、ビーチマンホール４２へ送られる。第２の光スイッチ６２において予備ポートが選択されている場合には、第１の監視信号出力レーザダイオード８２から出力された第１の監視信号は、第１の波長合分波器８１を経由して、ビーチマンホール４２へ送られる。特に限定しないが、第１の監視信号の波長は、例えば１．３１μｍである。
【００４９】
また、陸上端局４１において、第２の光スイッチ６２の予備ポートと予備送信側ケーブル４６の間に第２の波長合分波器（ＷＤＭ２）８３が接続されている。この第２の波長合分波器８３に第２の監視信号出力レーザダイオード（ＬＤ）８４が接続されている。そして、第２の光スイッチ６２において主ポートが選択されている場合には、第２の監視信号出力レーザダイオード８４から出力された第２の監視信号は、第２の波長合分波器８３を経由して、ビーチマンホール４２へ送られる。第２の光スイッチ６２において予備ポートが選択されている場合には、送信器５４から出力された主信号と第２の監視信号出力レーザダイオード８４から出力された第２の監視信号が第２の波長合分波器８３において合波されて、ビーチマンホール４２へ送られる。特に限定しないが、第２の監視信号の波長は、例えば１．３２μｍである。
【００５０】
また、陸上端局４１において、第３の光カプラ５５および第４の光カプラ５９の代わりに、それぞれ第１の光分離多重器（ＷＤＭフィルタ１）７３および第２の光分離多重器（ＷＤＭフィルタ２）７４が設けられている。第１の光分離多重器７３および第２の光分離多重器７４は、それぞれ主受信側ケーブル４３および予備受信側ケーブル４５から送られてきた、主信号と第１の監視信号と第２の監視信号が多重化された信号を、主信号と、第１および第２の監視信号に分離する。
【００５１】
さらに、第１の光分離多重器７３と第１のフォトダイオード５６の間に１．３１μｍ光フィルタ８５が接続されている。この１．３１μｍ光フィルタ８５は、波長が１．３１μｍである光のみを通過させる狭帯域のバンドパスフィルタである。従って、第１の光分離多重器７３において主信号から分離された第１および第２の監視信号のうち、波長が１．３１μｍである第１の監視信号のみが１．３１μｍ光フィルタ８５を通過して、第１のフォトダイオード５６で受光される。
【００５２】
予備ポート側についても同様であり、第２の光分離多重器７４と第２のフォトダイオード６０の間に、波長が１．３２μｍである光のみを通過させる狭帯域のバンドパスフィルタである１．３２μｍ光フィルタ８６が接続されている。この１．３２μｍ光フィルタ８６により、第２の光分離多重器７４において主信号から分離された第１および第２の監視信号のうち、波長が１．３２μｍである第２の監視信号のみが第２のフォトダイオード６０で受光される。
【００５３】
ビーチマンホール４２においては、実施の形態２と同様に、光方向器７５とファイバグレーティング（ＦＧ）７６が設けられている。ファイバグレーティング７６は、主信号と第１および第２の監視信号が多重化された信号のうち、第１の監視信号と第２の監視信号を反射して光方向器７５へ戻し、主信号のみを通過させて海中ケーブル４７へ入力させる。
【００５４】
光方向器７５は、ファイバグレーティング７６から戻ってきた第１および第２の監視信号を第１の光カプラ４８へ入力させる。第１の光カプラ４８に入力された第１および第２の監視信号は、海中ケーブル４７から送られてきた主信号に合波されて陸上端局４１へ送られる。その他の構成は、実施の形態１と同じであるので、実施の形態１と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５５】
実施の形態３の光海底伝送システムの作用について、図７および図８を参照しながら説明する。図８は、制御部による光スイッチの切り替えタイミングを説明する図である。主受信側ケーブル４３に障害が発生していない場合には、送信器５４から出力され、可変光減衰器６３と第２の光スイッチ６２の主ポートを通った主信号と、第１の監視信号出力レーザダイオード８２から出力された第１の監視信号が、第１の波長合分波器８１において多重化される。
【００５６】
この多重化された信号は、主送信側ケーブル４４を通って、ビーチマンホール４２の第２の光カプラ４９に入力する。また、第２の監視信号出力レーザダイオード８４から出力された第２の監視信号は、予備送信側ケーブル４６を通って第２の光カプラ４９に入力し、主信号および第１の監視信号と合波される。主信号と第１の監視信号と第２の監視信号が多重化された信号は、光方向器７５を通過してファイバグレーティング７６に至る。多重化された信号のうち、主信号は、ファイバグレーティング７６を通過して海中ケーブル４７の送信側ケーブルに入力する。第１の監視信号と第２の監視信号は、ファイバグレーティング７６で反射されて光方向器７５に戻り、第１の光カプラ４８に入力する。
【００５７】
そして、第１の光カプラ４８において、第１の監視信号と第２の監視信号は、海中ケーブル４７の受信側ケーブルから出力された主信号と合波され、主受信側ケーブル４３および予備受信側ケーブル４５を通って陸上端局４１へ送られる。主受信側ケーブル４３を通る信号は、陸上端局４１の第１の光分離多重器７３において主信号と第１および第２の監視信号に分離される。分離された主信号は、第１の光減衰器５７および第１の光スイッチ５８の主ポートを通り、受信器５３で受信される。分離された第１および第２の監視信号は、１．３１μｍ光フィルタ８５に入力し、第１の監視信号のみがこのフィルタを通過して第１のフォトダイオード５６に供給される。第１のフォトダイオード５６は、第１の監視信号を光電変換して電圧を生じる。
【００５８】
制御部６４が、第１のフォトダイオード５６の出力電圧と閾値電圧を比較して、第１および第２の光スイッチ５８，６２の切り替え制御と、可変光減衰器６３の減衰量の制御を行うことは、実施の形態１と同様である。従って、制御部６４の制御内容は、図３に示すフローチャートの通りである。また、第１および第２のフォトダイオード５６，６０の出力電圧の変化の様子と第１および第２の光スイッチ５８，６２の切り替えタイミングの関係は、図８に示す通りである。
【００５９】
制御部６４により、第１および第２の光スイッチ５８，６２のポートが主ポートから予備ポートに切り替えられたことによって、送信器５４から出力された主信号と第２の監視信号出力レーザダイオード８４から出力された第２の監視信号が第２の波長合分波器８３において多重化される。この多重化された信号は、予備送信側ケーブル４６を通って、ビーチマンホール４２の第２の光カプラ４９に入力する。また、主送信側ケーブル４４に障害が発生していない場合には、第１の監視信号出力レーザダイオード８２から出力された第１の監視信号は、主送信側ケーブル４４を通って第２の光カプラ４９に入力し、主信号および第２の監視信号と合波される。
【００６０】
主信号と第１の監視信号と第２の監視信号が多重化された信号は、光方向器７５を通過してファイバグレーティング７６に至る。多重化された信号のうち、主信号は、ファイバグレーティング７６を通過して海中ケーブル４７の送信側ケーブルに入力する。第１の監視信号と第２の監視信号は、ファイバグレーティング７６で反射されて光方向器７５に戻り、第１の光カプラ４８において、海中ケーブル４７の受信側ケーブルから出力された主信号と合波される。
【００６１】
主信号と第１の監視信号と第２の監視信号が多重化された信号は、予備受信側ケーブル４５を通って陸上端局４１の第２の光分離多重器７４に入力し、主信号と第１および第２の監視信号に分離される。分離された主信号は、第１の光スイッチ５８の予備ポートを通り、受信器５３で受信される。分離された第１および第２の監視信号は、１．３２μｍ光フィルタ８６に入力し、第２の監視信号のみがこのフィルタを通過して第２のフォトダイオード６０に供給される。第２のフォトダイオード６０は、第２の監視信号を光電変換して電圧を生じる。制御部６４が、第２のフォトダイオード６０の出力電圧に基づいて、予備受信側ケーブル４５の状態を監視し、予備受信側ケーブル４５に障害が発生したことを知ることは、実施の形態１と同様である。
【００６２】
実施の形態３によれば、ビーチマンホール４２には、小型の受動部品である光カプラ４８，４９と光方向器７５とファイバグレーティング７６を付加するだけでよい。従って、実施の形態１と同様に、陸上部の回線を冗長構成にすることができる。また、監視信号を用いることにより、主信号に影響を与えることなく、陸上部のケーブルを監視することができる。特に、実施の形態３では、主受信側ケーブル４３が単独で破断した場合と、主送信側ケーブル４４が単独で破断した場合と、予備受信側ケーブル４５が単独で破断した場合と、予備送信側ケーブル４６が単独で破断した場合と、主受信側ケーブル４３と主送信側ケーブル４４が同時に破断した場合と、予備受信側ケーブル４５と予備送信側ケーブル４６が同時に破断した場合を検出することができる。
【００６３】
また、既存の光海底伝送システムに対して、実施の形態３の冗長構成を実現することもできる。その場合には、陸上部に予備受信側ケーブル４５と予備送信側ケーブル４６を新たに敷設し、ビーチマンホールに第１および第２の光カプラ４８，４９と光方向器７５とファイバグレーティング７６を付加し、陸上端局に第１および第２のフォトダイオード５６，６０と第１および第２の光減衰器５７，６１と第１および第２の光スイッチ５８，６２と可変光減衰器６３と制御部６４と第１および第２の光分離多重器７３，７４と第１および第２の波長合分波器８１，８３と第１および第２の監視信号出力レーザダイオード８２，８４と１．３１μｍ光フィルタ８５と１．３２μｍ光フィルタ８６を付加すればよい。
【００６４】
（付記１）陸上端局とビーチマンホールの間の陸上部に敷設され、かつ前記ビーチマンホールにて海中部のケーブルに接続される主回線ケーブルと、
前記陸上端局と前記ビーチマンホールの間の陸上部に前記主回線ケーブルと異なる経路で敷設され、かつ前記ビーチマンホールにて前記海中部のケーブルに接続される予備回線ケーブルと、
前記陸上端局に設けられた、前記主回線ケーブルの破断を検出する破断検出手段と、
前記陸上端局に設けられた、前記破断検出手段が前記主回線ケーブルの破断を検出したときに、前記陸上端局と前記ビーチマンホールの間の光伝送経路を前記主回線ケーブルから前記予備回線ケーブルに切り替える経路切替手段と、
を備えることを特徴とする光海底伝送システム。
【００６５】
（付記２）前記主回線ケーブルおよび前記予備回線ケーブルは、それぞれ前記ビーチマンホールから前記陸上端局へ主信号を伝送する受信側ケーブルと、前記陸上端局から前記ビーチマンホールへ主信号を伝送する送信側ケーブルの対で構成されていることを特徴とする付記１に記載の光海底伝送システム。
【００６６】
（付記３）前記ビーチマンホールには、前記海中のケーブルから送られてくる主信号を前記主回線ケーブルの受信側ケーブルと前記予備回線ケーブルの受信側ケーブルに分岐させる光分岐手段と、前記主回線ケーブルの送信側ケーブルと前記予備回線ケーブルの送信側ケーブルを前記海中のケーブルに結合させる光結合手段が設けられていることを特徴とする付記２に記載の光海底伝送システム。
【００６７】
（付記４）前記破断検出手段は、前記海中のケーブルから前記主回線ケーブルの受信側ケーブルを介して送られてくる主信号の受光レベルに基づいて、同主回線ケーブルの破断を検出することを特徴とする付記３に記載の光海底伝送システム。
【００６８】
（付記５）前記破断検出手段は、前記海中のケーブルから前記予備回線ケーブルの受信側ケーブルを介して送られてくる主信号の受光レベルに基づいて、同予備回線ケーブルの破断を検出することを特徴とする付記４に記載の光海底伝送システム。
【００６９】
（付記６）前記破断検出手段は、前記主回線ケーブルの送信側ケーブルを介して前記ビーチマンホールへ主信号とは波長の異なる監視信号を送るとともに、前記ビーチマンホールで反射されて同主回線ケーブルの受信側ケーブルを介して戻ってくる前記監視信号の受光レベルに基づいて、同主回線ケーブルの破断を検出することを特徴とする付記３に記載の光海底伝送システム。
【００７０】
（付記７）前記破断検出手段は、前記ビーチマンホールで反射されて前記予備回線ケーブルの受信側ケーブルを介して戻ってくる前記監視信号の受光レベルに基づいて、同予備回線ケーブルの破断を検出することを特徴とする付記６に記載の光海底伝送システム。
【００７１】
（付記８）前記ビーチマンホールには、主信号を通過させ、前記監視信号を反射するファイバグレーティングが設けられていることを特徴とする付記６または７に記載の光海底伝送システム。
【００７２】
（付記９）前記ビーチマンホールには、前記ファイバグレーティングで反射された前記監視信号を前記光分岐手段に入力させる光方向器が設けられていることを特徴とする付記８に記載の光海底伝送システム。
【００７３】
（付記１０）前記破断検出手段は、前記主回線ケーブルの送信側ケーブルを介して前記ビーチマンホールへ主信号とは波長の異なる第１の監視信号を送るとともに、前記ビーチマンホールで反射されて同主回線ケーブルの受信側ケーブルを介して戻ってくる前記第１の監視信号の受光レベルに基づいて、同主回線ケーブルの破断を検出するとともに、前記予備回線ケーブルの送信側ケーブルを介して前記ビーチマンホールへ主信号および前記第１の監視信号とは波長の異なる第２の監視信号を送るとともに、前記ビーチマンホールで反射されて同予備回線ケーブルの受信側ケーブルを介して戻ってくる前記第２の監視信号の受光レベルに基づいて、同予備回線ケーブルの破断を検出することを特徴とする付記３に記載の光海底伝送システム。
【００７４】
（付記１１）前記ビーチマンホールには、主信号を通過させ、前記第１の監視信号と前記第２の監視信号を反射するファイバグレーティングが設けられていることを特徴とする付記１０に記載の光海底伝送システム。
【００７５】
（付記１２）前記ビーチマンホールには、前記ファイバグレーティングで反射された前記第１の監視信号および前記第２の監視信号を前記光分岐手段に入力させる光方向器が設けられていることを特徴とする付記１１に記載の光海底伝送システム。
【００７６】
（付記１３）前記経路切替手段は、前記主回線ケーブルの受信側ケーブルおよび送信側ケーブルをそれぞれ前記予備回線ケーブルの受信側ケーブルおよび送信側ケーブルに切り替える光スイッチを有することを特徴とする付記１〜１２のいずれか一つに記載の光海底伝送システム。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
以上のように、本発明は、光海底伝送システムを利用した通信技術に有用であり、特に、通信事業者間を結ぶ大容量の基幹通信回線網に適している。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明にかかる光海底伝送システムの全体の構成を示す概略図である。
【図２】実施の形態１の光海底伝送システムの陸上部の構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態１の光海底伝送システムの制御部の制御内容を示すフローチャートである。
【図４】実施の形態１の光海底伝送システムの制御部による光スイッチの切り替えタイミングを説明する図である。
【図５】実施の形態２の光海底伝送システムの陸上部の構成を示すブロック図である。
【図６】実施の形態２の光海底伝送システムの制御部による光スイッチの切り替えタイミングを説明する図である。
【図７】実施の形態３の光海底伝送システムの陸上部の構成を示すブロック図である。
【図８】実施の形態３の光海底伝送システムの制御部による光スイッチの切り替えタイミングを説明する図である。
【図９】従来の光海底伝送システムの全体の構成を示す概略図である。
【図１０】全二重化した光海底伝送システムの全体の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【００７９】
２１，２２，４１ 陸上端局
２３，２４，４２ ビーチマンホール
２５，２６ 主回線ケーブル
２７，４７ 海中部のケーブル
２９，３０ 予備回線ケーブル
３１，３３ 破断検出手段
３２，３４ 経路切替手段
４３ 主回線ケーブルの受信側ケーブル
４４ 主回線ケーブルの送信側ケーブル
４５ 予備回線ケーブルの受信側ケーブル
４６ 予備回線ケーブルの送信側ケーブル
４８ 光分岐手段
４９ 光結合手段
５５ 第３の光カプラ
５６ 第１のフォトダイオード
５８ 第１の光スイッチ
５９ 第４の光カプラ
６０ 第２のフォトダイオード
６２ 第２の光スイッチ
６４ 制御部
７５ 光方向器
７６ ファイバグレーティング
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陸上端局とビーチマンホールの間の陸上部に敷設され、かつ前記ビーチマンホールにて海中部のケーブルに接続される主回線ケーブルと、
前記陸上端局と前記ビーチマンホールの間の陸上部に前記主回線ケーブルと異なる経路で敷設され、かつ前記ビーチマンホールにて前記海中部のケーブルに接続される予備回線ケーブルと、
前記陸上端局に設けられた、前記主回線ケーブルの破断を検出する破断検出手段と、
前記陸上端局に設けられた、前記破断検出手段が前記主回線ケーブルの破断を検出したときに、前記陸上端局と前記ビーチマンホールの間の光伝送経路を前記主回線ケーブルから前記予備回線ケーブルに切り替える経路切替手段と、
を備えることを特徴とする光海底伝送システム。
【請求項２】
前記破断検出手段は、前記海中のケーブルから前記主回線ケーブルの受信側ケーブルを介して送られてくる主信号の受光レベルに基づいて、同主回線ケーブルの破断を検出することを特徴とする請求項１に記載の光海底伝送システム。
【請求項３】
前記破断検出手段は、前記主回線ケーブルの送信側ケーブルを介して前記ビーチマンホールへ主信号とは波長の異なる監視信号を送るとともに、前記ビーチマンホールで反射されて同主回線ケーブルの受信側ケーブルを介して戻ってくる前記監視信号の受光レベルに基づいて、同主回線ケーブルの破断を検出することを特徴とする請求項１に記載の光海底伝送システム。
【請求項４】
前記破断検出手段は、前記主回線ケーブルの送信側ケーブルを介して前記ビーチマンホールへ主信号とは波長の異なる第１の監視信号を送るとともに、前記ビーチマンホールで反射されて同主回線ケーブルの受信側ケーブルを介して戻ってくる前記第１の監視信号の受光レベルに基づいて、同主回線ケーブルの破断を検出するとともに、前記予備回線ケーブルの送信側ケーブルを介して前記ビーチマンホールへ主信号および前記第１の監視信号とは波長の異なる第２の監視信号を送るとともに、前記ビーチマンホールで反射されて同予備回線ケーブルの受信側ケーブルを介して戻ってくる前記第２の監視信号の受光レベルに基づいて、同予備回線ケーブルの破断を検出することを特徴とする請求項１に記載の光海底伝送システム。
【請求項５】
前記経路切替手段は、前記主回線ケーブルの受信側ケーブルおよび送信側ケーブルをそれぞれ前記予備回線ケーブルの受信側ケーブルおよび送信側ケーブルに切り替える光スイッチを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の光海底伝送システム。
【請求項１】
陸上端局とビーチマンホールの間の陸上部に敷設され、かつ前記ビーチマンホールにて海中部のケーブルに接続される主回線ケーブルと、
前記陸上端局と前記ビーチマンホールの間の陸上部に前記主回線ケーブルと異なる経路で敷設され、かつ前記ビーチマンホールにて前記海中部のケーブルに接続される予備回線ケーブルと、
前記陸上端局に設けられた、前記主回線ケーブルの破断を検出する破断検出手段と、
前記陸上端局に設けられた、前記破断検出手段が前記主回線ケーブルの破断を検出したときに、前記陸上端局と前記ビーチマンホールの間の光伝送経路を前記主回線ケーブルから前記予備回線ケーブルに切り替える経路切替手段と、
を備えることを特徴とする光海底伝送システム。
【請求項２】
前記破断検出手段は、前記海中のケーブルから前記主回線ケーブルの受信側ケーブルを介して送られてくる主信号の受光レベルに基づいて、同主回線ケーブルの破断を検出することを特徴とする請求項１に記載の光海底伝送システム。
【請求項３】
前記破断検出手段は、前記主回線ケーブルの送信側ケーブルを介して前記ビーチマンホールへ主信号とは波長の異なる監視信号を送るとともに、前記ビーチマンホールで反射されて同主回線ケーブルの受信側ケーブルを介して戻ってくる前記監視信号の受光レベルに基づいて、同主回線ケーブルの破断を検出することを特徴とする請求項１に記載の光海底伝送システム。
【請求項４】
前記破断検出手段は、前記主回線ケーブルの送信側ケーブルを介して前記ビーチマンホールへ主信号とは波長の異なる第１の監視信号を送るとともに、前記ビーチマンホールで反射されて同主回線ケーブルの受信側ケーブルを介して戻ってくる前記第１の監視信号の受光レベルに基づいて、同主回線ケーブルの破断を検出するとともに、前記予備回線ケーブルの送信側ケーブルを介して前記ビーチマンホールへ主信号および前記第１の監視信号とは波長の異なる第２の監視信号を送るとともに、前記ビーチマンホールで反射されて同予備回線ケーブルの受信側ケーブルを介して戻ってくる前記第２の監視信号の受光レベルに基づいて、同予備回線ケーブルの破断を検出することを特徴とする請求項１に記載の光海底伝送システム。
【請求項５】
前記経路切替手段は、前記主回線ケーブルの受信側ケーブルおよび送信側ケーブルをそれぞれ前記予備回線ケーブルの受信側ケーブルおよび送信側ケーブルに切り替える光スイッチを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の光海底伝送システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００７−１７３９４３（Ｐ２００７−１７３９４３Ａ）
【公開日】平成１９年７月５日（２００７．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３６５０００（Ｐ２００５−３６５０００）
【出願日】平成１７年１２月１９日（２００５．１２．１９）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年７月５日（２００７．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月１９日（２００５．１２．１９）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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