JPH04225130A - 光伝送装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は伝送装置から出力された
伝送信号を光信号に変換して光伝送路を介して端末装置
へ送信する光伝送装置に係わり、特に、稼働状態におい
て光伝送路の状態を監視および試験できる機能を備えた
光伝送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光通信を用いた光通信システムにおいて
は、図６に示すように、例えば親局Ａと各端末Ｂ〜Ｄと
を光ファイバ等で構成された光伝送路１にて接続してい
る。そして、親局Ａが各端末Ｂ〜Ｄとの間で時分割で各
種データの授受を行う場合に、光伝送路１上を伝送され
る通信信号ａのフォーマットは図７に示すように構成さ
れている。

【０００３】すなわち、通信信号ａは所定長さＴ０　毎
に区切られた連続する多数のフレーム２で構成されてい
る。そして、フレーム長Ｔ０　は例えば２．５　ｍｓに
設定されている。１つのフレーム２内には、先頭部分に
親局Ａから各端末Ｂ，Ｃ，Ｄへ送信する送信データ信号
Ｄａｂ，Ｄａｃ，Ｄａｄが設定される。そして、その送
信データ信号Ｄａｂ，Ｄａｃ，Ｄａｄの後に無信号状態
のガードタイムＴｇ　が設定される。そのガードタイム
Ｔｇ　の次に端末Ｂから親局Ａへ送信する送信データ信
号Ｄｂａが組込まれ、さらに、前記ガードタイムＴｇ　
より短い別のガードタイムＴｇ１が設けられ、このガー
トタイムＴｇ１の後に、端末Ｃから親局Ａへ送信する送
信データ信号Ｄｃａが組込まれている。さらにその後に
ガードタイムＴｇ２を介して端末Ｄから親局Ａへ送信す
る送信データ信号Ｄｄａが組込まれる。

【０００４】前記先頭のガードタイムＴｇ　は光伝送路
１上で親局Ａからの各送信データ信号と各端末Ｂ〜Ｄか
らの各送信データ信号とが競合しないように設けられて
おり、ガードタイムＴｇ　の値は光信号が光伝送路１の
最長距離を往復するのに必要な時間、すなわち往復遅延
時間より長く設定されている。また、端末Ｂ〜Ｄから親
局Ａへの送信データ信号Ｄｂａ，Ｄｃａ，Ｄｄａ相互間
にもガードタイムＴｇ１，Ｔｇ２が設けられているが、
これは各端末Ｂ，Ｃ，Ｄ相互間の距離の設定誤差を考慮
して、送信データ信号Ｄｂａ，Ｄｃａ，Ｄｄａが光伝送
路１上で競合するのを未然に防止する機能を有している
。

【０００５】また、各送信データ信号内においては、図
示するように、先頭にプリアンブルが設定され、次に信
号種類を示すオーバーヘッドが設定され、最後に実際の
データが設定される。

【０００６】このような構成のピンポン伝送における通
信信号ａが伝送される光伝送路１が正常に動作するか否
かを定期的に点検する必要がある。また、新規に光通信
システムを構築した場合においても光伝送路１が正常に
動作することを確認する必要がある。具体的には、光伝
送路１を構成する各光ファイバが断線していないこと、
光ファイバの長さ及び光ファイバの伝送損失を測定する
。

【０００７】この光伝送路１の試験手順としては、例え
ば親局Ａから光伝送路１を介して各端末Ｂ，Ｃ，Ｄへそ
れぞれ試験光パルス信号を送出して、各端末Ｂ〜Ｄにお
いて、親局Ａから受信した試験光パルス信号が自己宛の
試験光パルス信号であるか、また受信光レベルが許容範
囲であるかを調べる。さらに、親局Ａ側から試験光パル
ス信号を光伝送路１に送出して、親局Ａ側で送信した試
験光パルス信号の後方散乱光を観測し、その後方散乱光
の信号レベルの減衰特性の不連続点から断線箇所または
損傷箇所を特定する手法も開発されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】新規に光通信システム
を構築した場合には、このシステムを稼働開始する前に
前述した各試験を十分な時間を費やして実施することが
できるが、一旦この光通信システムが稼働状態になると
、試験のために光通信システムの稼働を中断して、試験
を実施する必要がある。しかし、この光通信システムが
一般の公衆回線に組込まれている場合においては、一旦
稼働状態に移行した光通信システムを試験のために通常
の業務を一定時間停止して、試験のみを行うのは非常に
難しい。

【０００９】また、定期的な点検補修作業を実施する毎
に、親局Ａを光伝送路１から取外して、この光伝送路１
に例えば光パルス試験装置（ＯＴＤＲ）等の試験装置を
取付けて試験する必要がある。また、親局Ａと光伝送路
１との間に予め光切換器を挿入しておいて、試験を実施
する時のみ光切換器に試験装置を取付けて、光切換器を
試験装置側に切換えて試験を実施することが可能である
。しかし、いずれにして、別途専用の試験装置が必要で
ある。

【００１０】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、伝送信号を所定のビット周期を有する擬似
ランダム信号でスクランブルして光伝送路に送信するこ
とによって、通常の稼働状態において、別途専用の試験
装置を用いずに、光伝送路に対する試験を簡単に、かつ
何時でも任意の時間に実施できる光伝送装置を提供する
ことを目的とする。

【００１１】また、ピンポン伝送の場合のように、たと
え同一光伝送路に送信と受信との信号が伝送されたとし
ても、試験を実施するためにデータ伝送効率が低下しな
い光伝送装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解消するため
に本発明は、伝送装置から出力された伝送信号を光信号
に変換して光伝送路を介して端末装置へ送信する光伝送
装置において、光信号が光伝送路を往復するための往復
遅延時間より長いビット周期を有する擬似ランダム信号
を出力する擬似ランダム信号発生回路と、伝送装置から
出力された伝送信号を擬似ランダム信号によってスクラ
ンブルするスクランブル回路と、このスクランブル回路
にてスクランブルされた合成信号を光信号に変換するＥ
／Ｏ変換器と、このＥ／Ｏ変換器から出力された光信号
を光伝送路へ送出するとともにこの光伝送路から入力さ
れた光信号を分離する光分岐器と、この光分岐器にて分
離された光信号を電気信号に変換するＯ／Ｅ変換器と、
スクランブル回路から出力された合成信号を遅延する遅
延回路と、この遅延回路にて遅延された合成信号とＯ／
Ｅ変換器の出力信号との間の相関関係を求める相関処理
部と、この相関処理部の相関データと遅延回路の遅延時
間から光伝送路から入力された光信号の光伝送路内にお
ける信号反射位置までの距離を算出するデータ解析部と
を備えたものである。

【００１３】さらに別の発明の光伝送装置においては、
上記各手段に加えて、端末装置から送信された信号を受
信処理する信号処理部を備えたものである。

【００１４】

【作用】このように構成された光伝送装置であれば、伝
送装置から出力される通常の伝送信号は擬似ランダム信
号にてスクランブルされる。擬似ランダム信号は一定の
ビット周期を有している。そして、たとえ同一の擬似ラ
ンダム信号どうしであってビット列が１ビットでもずれ
ると、相関は全くない。すなわち、ビット周期を構成す
るビット列データが完全に一致したときのみ相関係数が
１となる性質を有している。このような性質を有する擬
似ランダム信号で伝送信号をスクランブルすると、スク
ランブルされた合成信号は、同一の合成信号に対しての
み相関関係が１となる。よって、この合成信号を光信号
に変換して光伝送路へ送出した場合に、端末装置方向へ
伝送中の合成信号の後方散乱光、または光伝送路の特異
点や終端におけるフレネル反射光を送信側で受光して電
気信号に変換した場合において、この受信信号に１でも
って相関する信号は前記スクランブルされかつ遅延回路
で遅延された合成信号のみである。

【００１５】よって、相関が１の場合における合成信号
の遅延時間から、入力した後方散乱光またはフレネル反
射光の光伝送路上における信号反射位置を算出できる。 よって、光伝送路上における断線または損傷位置を特定
できる。

【００１６】また、擬似ランダム信号のビット周期を光
信号が試験対象の光伝送路を往復するための往復遅延時
間より長く設定することにより、同一の合成信号が短時
間で繰り返し受光されることが未然に防止される。

【００１７】なお、端末側で受光した光信号を電気信号
に変換して、スクランブルを解除すれば、もとの伝送信
号が復調できる。すなわち、通常の業務中に試験を実施
できる。

【００１８】さらに、他の発明においては、ピンポン伝
送のように、たとえ同一光伝送路に送信信号と受信信号
が伝送されたとしても、ガードタイムを利用して試験光
信号を送受信していないので、試験のためにガードタイ
ムを長く設定する必要がない。

【００１９】また、端末装置までの距離を求めることが
できるので、伝送路長さの変動のためのガードタイムを
余分にとる必要がない他に、タイムスロットの自動設定
も可能となる。

【００２０】

【実施例】以下本発明の一実施例を図面を用いて説明す
る。

【００２１】図１は実施例の光伝送装置の概略構成を示
すブロック図である。伝送装置１１から出力される伝送
信号ｂはスクランブル回路１２へ入力される。スクラン
ブル回路１２には擬似ランダム信号発生回路としての擬
似ランダム信号発生回路１３から出力された擬似ランダ
ム信号としての擬似ランダム信号ｃが印加されている。

【００２２】擬似ランダム信号発生回路１３は、例えば
図２に示すように、Ｎ個のレジスタ１３ａを直列接続し
て、Ｎ番目のレジスタ１３ａの出力と（Ｎ−１）番目の
レジスタ１３ａの出力との排他的論理和信号を排他的論
理和ゲート１３ｂを用いて求めて１番目のレジスタ１３
ａに再入力する回路であり、各レジスタ１３ａにはクロ
ック信号発生回路１３ｃから周期Ｔｃ　を有するクロッ
ク信号ｄが印加される。このような擬似ランダム信号発
生回路１３においては、（２Ｎ　−１）のビット周期を
有する擬似ランダム信号ｃを出力する。したがって、実
際の周期は（２Ｎ　−１）にクロック周期Ｔｃ　を乗算
した値となる。

【００２３】そして、この周期（２Ｎ　−１）Ｔｃ　が
、この光伝送装置と端末装置１４とを接続する光ファイ
バからなる光伝送路１５を光信号が往復するのに要する
時間で示される往復遅延時間より若干長い時間になるよ
うに、レジスタ１３ａの段数Ｎが設定されている。すな
わち、光伝送路１５内を前述した図７に示すような通信
信号ａが伝送されるとした場合に、伝送装置１１から端
末装置１４へ送信するデータ信号と端末装置１４から伝
送装置１１へ送信するデータ信号との間に設けられたガ
ードタイムＴｇ　より長く設定されている。

【００２４】例えば、伝送信号ｂの符号伝送速度を１０
ＭＨｚ（クロック周期　０．１μｓ）とし、光伝送路１
５の往復距離を１０×２ｋｍ　（所要時間　１００μｓ
）とした場合には、レジスタ１３ａの段数Ｎは１０以上
となる。

【００２５】スクランブル回路１２は、入力した伝送信
号ｂに擬似ランダム信号ｃを加算することによって伝送
信号ｂをスクランブルする。スクランブル回路１２に擬
似ランダム信号ｃがスクランブルされた合成信号ｅは例
えばレーザ発振器等からなるＥ／Ｏ（電気／光）変換器
１６でもって光信号ｆに変換されて、光分岐器１５を介
して光伝送路１５へ送出される。端末装置１４内には、
受信した光信号ｆをスクランブル復調回路を用いて元の
伝送信号に戻す。

【００２６】そして、端末装置１４は伝送装置１１へ図
７に示したタイミングで伝送信号を送信する。したがっ
て、光伝送路１５内には、図７に示すような伝送装置１
１から端末装置１４へ送信する送信信号の他に端末装置
１４から伝送装置１１へ送信する送信信号がガードタイ
ムＴｇ　を介して隣接する送信信号ａが伝送される。

【００２７】前記光分岐器１７はＥ／Ｏ変換器１６から
出力された光信号ｆを光伝送路１５へそのまま送出する
とともに、光伝送路１５から入力された光信号を分離す
る機能を有する。光分岐器１７にて分離された光信号ｇ
はＯ／Ｅ（光／電気）変換器１８にて電気信号に変換さ
れた後、増幅器１９で増幅されて相関処理部２０へ入力
される。

【００２８】一方、スクランブル回路１２から出力され
た合成信号ｅは遅延回路２１にて遅延された後、前記相
関処理部２０へ入力される。相関処理部２０は増幅器１
９の出力信号ｈと遅延回路２１にて遅延された合成信号
ｅとの相関係数を算出し、算出された相関データをデー
タ解析部２２へ送出する。データ解析部２２は相関処理
部２０から入力された相関データと遅延回路２１から入
力された遅延時間とから、光伝送路１５から入力された
光信号ｇの光伝送路１５内における信号反射位置を算出
する。

【００２９】また、増幅器１９の出力信号ｈは信号処理
部２３に入力される。この信号処理部２３は、データ再
生部２３ａとクロック再生部２３ｂとで構成されており
、端末装置１４から伝送装置１１へ送信した伝送信号ｉ
を復元して伝送装置１１へ送信する。

【００３０】次に、図１に示す光伝送装置を用いて光フ
ァイバからなる光伝送路１５の動作状態を、通常の稼働
状態において、監視および試験できる理由を説明する。

【００３１】図３は、この光伝送装置側から一つの光パ
ルス信号ｊを時刻ｔ０にて光伝送路１５に印加した場合
において、この光伝送路１５から入力される後方散乱光
ｋおよび光伝送路１５の終端で反射されるフレネル反射
光ｍに起因する光信号ｇを電気信号に変換した場合の増
幅器１９の出力信号ｈの信号レベルと経過時間ｔとの関
係を示す図である。時間経過とともに、光パルス信号ｊ
は光伝送路１５内を遠方へ移動するので、信号レベルは
曲線を描いて低下していく。そして、光伝送路１５内の
特定位置に損傷が存在したり、鋭角で折曲げられている
と、その位置で曲線が大きく変化する。

【００３２】光伝送路１５内を伝播する光の速度は既知
であるので、不連続点の時刻ｔ１　，ｔ２　を検出する
ことによって、損傷位置が算出できる。また、フレネル
反射光ｍまでの時間（ｔ３　−ｔ０　）を求めることに
よって、光伝送路１５の長さを検出できる。なお、この
長さが建設時の長さより短い場合には光ファイバが断線
していると判断でき、断線位置が特定できる。

【００３３】このように、増幅器１９の出力信号ｈがど
の光パルス信号ｊに対応するものであるかが特定できる
と、光伝送路１５の試験が実施できる。

【００３４】この手法として、伝送装置１１から出力さ
れる通常の伝送信号ｂを擬似ランダム信号ｃでスクラン
ブルして合成信号ｅを得ている。したがって、この合成
信号ｅは擬似ランダム信号ｃのビット周期期間内におい
ては、たとえ同一合成信号ｅであったとしても、１ビッ
トでもビットデータがシフトされていれば、両方の合成
信号の相関関数を算出したとしても［０］となる。そし
て、完全に一致したときのみ相関係数が［１］となる。

【００３５】すなわち、図４に示すように、合成信号ｅ
を時刻ｔ０　で出力した場合に、光伝送路１５の各位置
で反射された反射信号ｋおよび終端からの反射信号ｍか
らなる増幅器１９の出力信号ｈと、遅延回路２１で遅延
された合成信号ｅとの相関関数が［１］を示した場合に
、該当位置からの反射信号が光伝送路１５へ送出した合
成信号ｅに対応する。よって、この時点における遅延回
路２１の遅延時間が、出力された光信号が該当位置まで
達するに要した時間となる。しかして、この遅延時間と
光の伝播速度から該当位置までの距離を算出できる。

【００３６】したがって、出力信号ｈの信号レベルが急
変した時点における該当反射光の反射位置を特定できる
。よって、光伝送路１５内の損傷位置や断線位置を特定
できる。また、各位置における光信号の減衰率を測定で
きる。

【００３７】このように構成された光伝送装置によれば
、伝送装置１１から端末装置１４へ送信する通常に伝送
信号ｂに擬似ランタム信号ｃをスクランブルするのみで
、光伝送路１５の各位置で反射される後方散乱光および
終端で反射されるフレネル反射光が合成信号ｅ内のどの
ビットに対応するかを特定できる。したがって、この光
伝送装置が組込まれた光通信システムにおいて、通常の
稼働状態で光伝送路１５に対する監視および試験を実施
できる。

【００３８】よって、従来手法のように、試験を実施す
るために光通信システムの通常業務を中断する必要がな
い。すなわち、作業者の都合のよい時間を選んで、ゆっ
くりと試験を実施できる。あるいは、データ解析部２２
での処理の仕方によっては自動監視できる。

【００３９】また、従来手法のように、試験を実施する
ために、別途例えば光パルス試験装置のような専用の試
験装置を準備する必要がない。

【００４０】また、光ファイバを使用した光伝送路１５
においては、終端や接続点からのフレネル反射を検出す
ることにより、光伝送路５の長さを常時監視することが
できるので、光伝送路長の変動に応じた通信信号ａにお
ける各信号の出力タイミンクの再設定が可能である。よ
って、信号どうしの衝突を未然に防止できる。

【００４１】また、図７に示す通信信号ａにおける無信
号状態のガードタイムＴｇ　を試験信号に用いていない
ので、試験を実施するためにこのガードタイムＴｇ　を
特に長く設定する必要はない。さらに、伝送信号ｂの伝
送速度（ビットレート）が同じであっても、図７に示す
カードタイムＴｇ　を必要最小限に設定できる。その結
果、光通信システムにおけるデータ伝送効率を向上でき
る。

【００４２】図５は本発明の他の実施例に係わる光伝送
装置の概略構成を示すブロック図である。図１の実施例
と同一部分には同一符号を付してある。したがって、重
複する部分の詳細説明を省略する。

【００４３】この実施例においては、伝送装置１１と端
末装置１４とを２本の光伝送路１５ａ，１５ｂで接続し
ている。そして、一方の光伝送路１５ａを伝送装置１１
から端末装置１４へデータを送信する場合に使用し、他
方の光伝送路１５ｂを端末装置１４から伝送装置１１へ
データを送信する場合に使用する。したがって、端末装
置１４から出力された光信号ｎは光伝送路１５ｂを経由
して光伝送装置側のＯ／Ｅ変換器２４で電気信号に変換
され、増幅器２５で増幅された後に、図１の信号処理部
２３と同一構成の信号処理部２６にて元の伝送信号ｏに
戻される。そして、伝送信号ｏは伝送装置１１へ入力さ
れる。

【００４４】このような構成の光伝送装置であったとし
ても、伝送装置１１から出力される伝送信号ｂに擬似ラ
ンダム信号ｃをスクランブルすることによって、送信側
の光伝送路１５ａの監視および試験を実施できる。よっ
て、図１の実施例とほぼ同様の効果を得ることが可能で
ある。

【００４５】なお、受信側の光伝送路１５ｂに対する監
視および試験を実施する場合には、前述した各回路を端
末装置１４側に取付ければよい。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように本発明の光伝送装置
によれば、伝送装置から出力される通常の業務の各デー
タを伝送するための伝送信号を、光伝送路における往復
遅延時間より長いビット周期を有する擬似ランダム信号
でもってスクランブルして光伝送路に送信し、光伝送路
から入力した信号と送信した合成信号の遅延信号との相
関関係を求めている。したがって、通常の稼働状態にお
いて、別途専用の試験装置を用いずに、光伝送路に対す
る監視および試験を簡単に、かつ何時でも任意の時間に
実施できる。

【００４７】また、ピンポン伝送のように、たとえ同一
光伝送路に送信信号と受信信号とが伝送されたとしても
、監視および試験のために信号相互間のガードタイムを
延ばす必要がない。よって、試験を実施するために特に
データ伝送効率が低下することはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明の一実施例に係わる光伝送装置の概
略構成を示すブロック図、

【図２】　　同実施例装置の擬似ランタム信号発生回路
を示す回路図、

【図３】　　同実施例装置の動作原理を説明するための
図、

【図４】　　同実施例装置の動作を示すタイムチャート
、

【図５】　　本発明の他の実施例に係わる光伝送装置
の概略構成を示すブロック図、

【図６】　　一般的な光通信システムを示す模式図、

【
図７】　　同システムの光伝送路を伝送される通信信号
の構成を示すフォーマット図。

【符号の説明】

１１…伝送装置、１２…スクランブル回路、１３…擬似
ランダム信号発生回路、１４…端末装置、１５，１５ａ
，１５ｂ…光伝送路、１６…Ｅ／Ｏ変換器、１７…光分
岐器、１８…Ｏ／Ｅ変換器、１９，２５…増幅器、２０
…相関処理部、２１…遅延回路、２２…データ解析部、
２３，２６…信号処理部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　伝送装置（１１）から出力された伝送
   信号を光信号に変換して光伝送路（１５，１５ａ）を介
   して端末装置（１４）へ送信する光伝送装置において、
   前記光信号が前記光伝送路を往復するための往復遅延時
   間より長いビット周期を有する擬似ランダム信号を出力
   する擬似ランダム信号発生回路（１３）と、前記伝送装
   置から出力された伝送信号を前記擬似ランダム信号によ
   ってスクランブルするスクランブル回路（１２）と、こ
   のスクランブル回路にてスクランブルされた合成信号を
   光信号に変換するＥ／Ｏ変換器（１６）と、このＥ／Ｏ
   変換器から出力された光信号を前記光伝送路へ送出する
   とともにこの光伝送路から入力された光信号を分離する
   光分岐器（１７）と、この光分岐器にて分離された光信
   号を電気信号に変換するＯ／Ｅ変換器（１８）と、前記
   スクランブル回路から出力された合成信号を遅延する遅
   延回路（２１）と、この遅延回路にて遅延された合成信
   号と前記Ｏ／Ｅ変換器の出力信号との間の相関関係を求
   める相関処理部（２０）と、この相関処理部の相関デー
   タと前記遅延回路の遅延時間から前記光伝送路から入力
   された光信号の前記光伝送路内における信号反射位置ま
   での距離を算出するデータ解析部（２２）とを備えた光
   伝送装置。
2. 【請求項２】　　前記端末装置から送信された信号を受
   信処理する信号処理部（２３，２６）　を備えたことを
   特徴とする請求項１記載の光伝送装置。