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JP7637388B2 - Optical fiber path switching device and method - Google Patents
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JP7637388B2 - Optical fiber path switching device and method - Google Patents

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Description

本開示は、容易に電源を確保できない環境において、光給電により電力を供給し、光ファイバ経路を切替える技術に関する。 This disclosure relates to technology that supplies power through optical power supply and switches optical fiber paths in environments where power sources are difficult to obtain.

光ファイバ経路切替技術として、通信ビル内やユーザ施設等、商用電源が確保可能な場所において用いられる装置が提案されている。これは、現用および非常用の2系統の光ファイバ経路の通信光パワーをモニタし、光パワーが下がるなどの異常時には、問題のない系統に光ファイバ経路を切替える装置である。(例えば、非特許文献1参照。) As an optical fiber path switching technology, a device has been proposed for use in communication buildings, user facilities, and other locations where commercial power is available. This device monitors the communication optical power of two optical fiber paths, one for use in operation and one for emergency use, and switches the optical fiber path to a system that is not causing any problems when an abnormality occurs, such as a drop in optical power. (See, for example, Non-Patent Document 1.)

商用電源を用いずに光ファイバ経路を切替える技術としては、光ファイバによる光エネルギーを電力に変換し、光ファイバ経路を切替える装置が提案されている(例えば、非特許文献2参照。)。しかしながら、非特許文献2では、供給しなければならない光パワーが1W程度と非常に大きく安全面から実用化が困難であるという問題があった。 As a technology for switching optical fiber paths without using commercial power, a device that converts the optical energy of optical fibers into electricity and switches optical fiber paths has been proposed (see, for example, Non-Patent Document 2). However, in Non-Patent Document 2, the optical power that needs to be supplied is very large, at about 1 W, and there is a problem that it is difficult to put into practical use from a safety standpoint.

株式会社デンソー:自動光伝送路切替装置、https://www.kk-denso.co.jp/products/automatic-light.php、 (Accessed 2020.12.16)DENSO CORPORATION: Automatic optical transmission line switching device, https://www.kk-denso.co.jp/products/automatic-light.php, (Accessed 2020.12.16) R. Helkey et al., “Remotely Powered Optical Switch for Remote Subscriber Aggregation and OTDR Measurement in PON,” 33rd European Conference and Exhibition of Optical Communication, Berlin, Germany, 2007, pp. 1-2, doi: 10.1049/ic:20070283.R. Helkey et al. , “Remotely Powered Optical Switch for Remote Subscriber Aggregation and OTDR Measurement in PON,” 33rd European Conference and Exhibition of Optical Communication, Berlin, Germany, 2007, pp. 1-2, doi: 10.1049/ic:20070283.

本開示は、微弱な光パワーの供給による光経路切替を実現することを目的とする。 The purpose of this disclosure is to achieve optical path switching by supplying weak optical power.

本開示では、微弱な光パワーを時間をかけて蓄電し、光経路切替スイッチを動作させる時に大きな電力を取り出せるような構成を実現している。制御装置により蓄電状況を監視し、十分な電力を有しているかどうかを確認した後に、光経路切替スイッチを動作させることにより微弱な光パワーの供給による光経路切替を実現するものである。 This disclosure realizes a configuration that stores weak optical power over time and can extract large power when operating the optical path changeover switch. The control device monitors the power storage status and confirms whether there is sufficient power, and then operates the optical path changeover switch, thereby realizing optical path changeover by supplying weak optical power.

具体的には、本開示の光ファイバ経路切替装置は、
対向する局側伝送装置と加入者側伝送装置が光ファイバを介して信号光を送受信する光伝送路に用いられ、前記光ファイバとして現用光ファイバもしくは非常用光ファイバに経路を切替える光ファイバ経路切替装置において、
前記現用光ファイバと前記非常用光ファイバを切り替える光経路切替スイッチと、
給電用電源装置から発せられる給電用光信号の波長を分波するWDMカプラと、
前記WDMカプラで分波された給電用光信号を電気に変換する光電変換器と、
前記光電変換器から出力された電気を蓄える蓄電装置と、
前記蓄電装置からの出力電圧を、前記光経路切替スイッチを動作させるために必要な電圧に昇圧させる電圧昇圧装置と、
前記光電変換器からの出力電圧の監視、前記蓄電装置の電圧の監視、前記電圧昇圧装置の制御、並びに前記光経路切替スイッチの電源及び経路切替の制御、を行う制御装置と、
を備える。
Specifically, the optical fiber route switching device of the present disclosure comprises:
An optical fiber route switching device is used in an optical transmission path in which a station side transmission device and a subscriber side transmission device, which are opposed to each other, transmit and receive signal light via an optical fiber, and switches the route of the optical fiber to a working optical fiber or an emergency optical fiber,
an optical path changeover switch for switching between the working optical fiber and the emergency optical fiber;
a WDM coupler for splitting the wavelength of a power supply optical signal emitted from a power supply device;
an opto-electrical converter for converting the power supply optical signal demultiplexed by the WDM coupler into an electric signal;
a power storage device that stores the electricity output from the photoelectric converter;
a voltage boosting device that boosts an output voltage from the power storage device to a voltage required to operate the optical path changeover switch;
a control device that monitors an output voltage from the photoelectric converter, monitors a voltage of the power storage device, controls the voltage boost device, and controls a power supply and path switching of the optical path changeover switch;
Equipped with.

具体的には、本開示の光ファイバ経路切替方法は、
対向する局側伝送装置と加入者側伝送装置が光ファイバを介して信号光を送受信する光伝送路に用いられ、前記光ファイバとして現用光ファイバもしくは非常用光ファイバに経路を切替える光ファイバ経路切替装置が実行する方法において、
WDMカプラが、給電用光源装置から発せられる給電用光信号を分波し、
光電変換器が、前記WDMカプラで分波された給電用光信号を電気に変換し、
蓄電装置が、前記光電変換器から出力された電気を蓄え、
電圧昇圧装置が、前記蓄電装置からの出力電圧を、前記光経路切替スイッチを動作させるために必要な電圧に昇圧させ、
光経路切替スイッチが、前記蓄電装置で蓄積された電力を用いて、前記現用光ファイバと前記非常用光ファイバとを切り替える。
Specifically, the optical fiber route switching method of the present disclosure includes:
A method for switching a path of a station-side transmission device and a subscriber-side transmission device in an optical transmission line for transmitting and receiving an optical signal via an optical fiber, the method being performed by an optical fiber path switching device for switching a path of the optical fiber to a working optical fiber or an emergency optical fiber, the method comprising the steps of:
The WDM coupler splits the power supply optical signal emitted from the power supply light source device,
an optical/electrical converter converts the power supply optical signal demultiplexed by the WDM coupler into an electrical signal;
a power storage device that stores the electricity output from the photoelectric converter;
a voltage boosting device that boosts an output voltage from the power storage device to a voltage required to operate the optical path changeover switch;
An optical path changeover switch switches between the working optical fiber and the emergency optical fiber using the power stored in the power storage device.

本開示は、微弱な光パワーの供給による光経路切替を実現することができる。 This disclosure makes it possible to realize optical path switching by supplying weak optical power.

光ファイバ経路切替システムの構成例を示す。1 shows an example of the configuration of an optical fiber route switching system. 給電用光源装置の構成の一例を示す。2 shows an example of the configuration of a power supply light source device. 光ファイバ経路切替装置における蓄電装置の内部構成を示す。2 shows an internal configuration of a power storage device in an optical fiber route switching device. 光ファイバ経路切替装置を用いた光ファイバ経路切替方法を示す。1 shows an optical fiber path switching method using an optical fiber path switching device. 光ファイバ経路切替システムの構成例を示す。1 shows an example of the configuration of an optical fiber route switching system.

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本開示は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。これらの実施の例は例示に過ぎず、本開示は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。 The following describes in detail the embodiments of the present disclosure with reference to the drawings. Note that the present disclosure is not limited to the embodiments shown below. These implementation examples are merely illustrative, and the present disclosure can be implemented in various forms with various modifications and improvements based on the knowledge of those skilled in the art. Note that components with the same reference numerals in this specification and drawings are mutually identical.

以下、図面を参照して、本開示の実施形態例について説明する。図1は本開示の実施形態を示している。本開示の光ファイバ経路切替システムは、給電用光信号を発する給電用光源装置2と、光ファイバ経路切替装置と、を備える。光ファイバ経路切替装置は、対向する局側伝送装置100と加入者側伝送装置101が光ファイバを介して信号光を送受信する光伝送路に用いられ、地下マンホール内又は架空に設置されたクロージャ内などの容易に電源を確保できない環境に配置される。給電用光源装置2は、局側伝送装置100の設置されている通信ビルに設置されている。光ファイバ経路切替装置は、給電用光源装置2からの光給電により電力を供給され、前記光ファイバとして現用光ファイバ102もしくは非常用光ファイバ103に経路を切替える。 Below, an embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of the present disclosure. The optical fiber path switching system of the present disclosure includes a power supply light source device 2 that emits a power supply optical signal, and an optical fiber path switching device. The optical fiber path switching device is used in an optical transmission path in which an opposing station side transmission device 100 and a subscriber side transmission device 101 transmit and receive signal light via an optical fiber, and is placed in an environment where it is difficult to secure a power source, such as in an underground manhole or in a closure installed above ground. The power supply light source device 2 is installed in a communication building where the station side transmission device 100 is installed. The optical fiber path switching device is supplied with power by optical power supply from the power supply light source device 2, and switches the path to the current optical fiber 102 or the emergency optical fiber 103 as the optical fiber.

より具体的には、本開示の光ファイバ経路切替装置は、
給電用電源装置2から発せられる給電用光信号の波長を合分波するWDM(Wavelength Division Multiplexing)カプラ3と、
現用光ファイバと102非常用光ファイバ103を切り替える光経路切替スイッチ1と、
給電用光源装置2から発せられる給電用光信号の光エネルギーを電気エネルギーに変換する光電変換器4と、
光電変換器4で変換された電気エネルギーを蓄える蓄電装置5と、
蓄電装置5からの出力電圧を、光経路切替スイッチ1を動作させるために必要な電圧に昇圧させる電圧昇圧装置6と、
光経路切替スイッチ1への電力供給を制御する光経路切替スイッチ電源スイッチ7と、
光電変換器4からの出力電圧の監視、蓄電装置5の電圧の監視、電圧昇圧装置6の制御、光経路切替スイッチ1の電源および経路切替を制御する制御装置8と、
を備える。
More specifically, the optical fiber route switching device of the present disclosure comprises:
a WDM (Wavelength Division Multiplexing) coupler 3 that multiplexes or splits the wavelengths of the power supply optical signal emitted from the power supply device 2;
an optical path changeover switch 1 for switching between a working optical fiber 102 and an emergency optical fiber 103;
a photoelectric converter 4 for converting the optical energy of the power supply optical signal emitted from the power supply light source device 2 into electrical energy;
a storage device 5 that stores the electric energy converted by the photoelectric converter 4;
a voltage boosting device 6 that boosts the output voltage from the power storage device 5 to a voltage required to operate the optical path changeover switch 1;
an optical path changeover switch power switch 7 for controlling the power supply to the optical path changeover switch 1;
a control device 8 that monitors the output voltage from the photoelectric converter 4, monitors the voltage of the power storage device 5, controls the voltage boost device 6, and controls the power supply and path switching of the optical path changeover switch 1;
Equipped with.

給電用光源装置2から発せられる給電用光信号は、通信ビルに設置された光分岐カプラ104において、現用光ファイバ102に多重される。現用光ファイバ102に多重された給電用光信号は、WDMカプラ3により分離され、光電変換器4に供給される。 The power supply optical signal emitted from the power supply light source device 2 is multiplexed onto the current optical fiber 102 at the optical branching coupler 104 installed in the communication building. The power supply optical signal multiplexed onto the current optical fiber 102 is separated by the WDM coupler 3 and supplied to the photoelectric converter 4.

給電用光信号は、光電変換器4において電気に変換され、蓄電装置5に供給される。蓄電装置5は、光電変換器4から供給された電気を蓄える。蓄電装置5で蓄えられている電力は、制御装置8および電圧昇圧装置6に供給される。 The optical signal for power supply is converted to electricity in the photoelectric converter 4 and supplied to the power storage device 5. The power storage device 5 stores the electricity supplied from the photoelectric converter 4. The power stored in the power storage device 5 is supplied to the control device 8 and the voltage boost device 6.

制御装置8は、光電変換器4により変換された電圧を、光電変換器出力電圧監視信号線9を用いて監視する。また、制御装置8は、蓄電装置5に蓄えられた電気の電圧を、蓄電装置電圧監視信号線10より監視する。これにより、光経路切替スイッチ1における光経路切替動作に必要な電力が蓄積されているか否かを判定することができる。 The control device 8 monitors the voltage converted by the photoelectric converter 4 using a photoelectric converter output voltage monitoring signal line 9. The control device 8 also monitors the voltage of the electricity stored in the storage device 5 via a storage device voltage monitoring signal line 10. This makes it possible to determine whether or not the power required for the optical path switching operation in the optical path switching switch 1 is stored.

電圧昇圧装置6は、蓄電装置5に蓄電された電力の電圧を、光経路切替スイッチ1の動作に必要なレベルの電圧まで昇圧する。電圧昇圧装置6で昇圧された電気は、光経路切替スイッチ電源スイッチ7により光経路切替スイッチ1に供給又は停止される。これにより、本開示は、光経路切替スイッチ1に必要な電力を光経路切替スイッチ1に供給することができる。 The voltage boost device 6 boosts the voltage of the electricity stored in the power storage device 5 to a voltage level required for the operation of the optical path switching switch 1. The electricity boosted by the voltage boost device 6 is supplied or stopped to the optical path switching switch 1 by the optical path switching switch power switch 7. In this way, the present disclosure can supply the optical path switching switch 1 with the power required for the optical path switching switch 1.

電圧昇圧装置6の起動及び停止の制御は、制御装置8より、電圧昇圧装置制御信号線13を介して行われる。光経路切替スイッチ電源スイッチ7のON/OFFは、制御装置8により、光経路切替スイッチ電源制御信号線12を介して行われる。制御装置8は、光経路切替スイッチ1における光経路切替動作に必要な電力を光経路切替スイッチ1に供給したあとで、光経路切替スイッチ制御信号線11を介して制御装置8より光経路の切替操作を行う。 The start and stop of the voltage boost device 6 is controlled by the control device 8 via the voltage boost device control signal line 13. The ON/OFF of the optical path switching switch power switch 7 is controlled by the control device 8 via the optical path switching switch power control signal line 12. The control device 8 supplies the optical path switching switch 1 with the power required for the optical path switching operation, and then the control device 8 switches the optical path via the optical path switching switch control signal line 11.

ここで、本開示では、蓄電装置5からの電力は、電圧昇圧装置6、光経路切替スイッチ電源スイッチ7、光経路切替スイッチ1の順に供給される。そのため、本開示では、電圧昇圧装置6の起動、光経路切替スイッチ電源スイッチ7のON、光経路切替スイッチ1の光経路切替、の順に実行される。 Here, in this disclosure, power from the power storage device 5 is supplied in the order of the voltage boost device 6, the optical path switching power switch 7, and the optical path switching switch 1. Therefore, in this disclosure, the voltage boost device 6 is started, the optical path switching power switch 7 is turned ON, and the optical path switching of the optical path switching switch 1 is performed in this order.

これらの構成では、通常状態では制御装置8および蓄電装置5のみが動作している。制御装置8により蓄電装置5に蓄えられた電力が光経路切替スイッチ1を動作させるために十分な電力を保持しているかどうか確認しつつ、蓄電装置5への充電が行われる。必要最小限の電力にてシステム全体を動作させることにより、光給電により得られる0.5mW程度の微小な電力でも光経路切替スイッチ1を動作させる電力を確保することが可能になる。 In these configurations, only the control device 8 and the power storage device 5 operate under normal conditions. The control device 8 charges the power storage device 5 while checking whether the power stored in the power storage device 5 is sufficient to operate the optical path changeover switch 1. By operating the entire system with the minimum necessary power, it is possible to ensure enough power to operate the optical path changeover switch 1 even with the minute power of about 0.5 mW obtained by optical power supply.

したがって、0.5mW程度の微弱な給電用光信号の光エネルギーであっても、光経路切替スイッチ1は、現用光ファイバ102から非常用光ファイバ103への光ファイバ経路切替およびその反対の動作を行うことが可能になる。 Therefore, even with a weak optical energy of about 0.5 mW of the power supply optical signal, the optical path changeover switch 1 can perform optical fiber path switching from the working optical fiber 102 to the emergency optical fiber 103 and the reverse operation.

図2は、給電用光源装置2を用いて、光経路切替スイッチ1を遠隔操作する例を示す。強度変調器21は、LD光源20から発する光の強度を、光経路切替スイッチ1を遠隔操作するための制御信号で変調する。これにより、給電用光源装置2から出力される給電光信号を用いて、光経路切替スイッチ1を遠隔操作するための制御信号を送信することが可能となる。 Figure 2 shows an example of remotely controlling the optical path changeover switch 1 using the power supply light source device 2. The intensity modulator 21 modulates the intensity of the light emitted from the LD light source 20 with a control signal for remotely controlling the optical path changeover switch 1. This makes it possible to transmit a control signal for remotely controlling the optical path changeover switch 1 using the power supply optical signal output from the power supply light source device 2.

なお、強度変調器21における光出力の変調は、コンピュータ等の光ファイバ経路切替指示装置24により光ファイバ経路切替指示信号線23を通じて強度変調器21を制御することで実現する。強度変調器21により変調された給電光信号は、光電変換器4において電気に変換される。このときの光電変換器4からの出力電圧を制御装置8で監視することによって、光ファイバ経路切替指示装置24から出力された制御信号を受信することが可能となる。 The modulation of the optical output in the intensity modulator 21 is realized by controlling the intensity modulator 21 through the optical fiber path switching instruction signal line 23 by an optical fiber path switching instruction device 24 such as a computer. The power supply optical signal modulated by the intensity modulator 21 is converted to electricity in the photoelectric converter 4. By monitoring the output voltage from the photoelectric converter 4 at this time with the control device 8, it is possible to receive the control signal output from the optical fiber path switching instruction device 24.

図3は蓄電装置5の実施形態である。蓄電装置5は、制御装置8に供給するための制御装置用コンデンサ52と、光経路切替スイッチ1に供給するための光経路切替スイッチ用コンデンサ54を備える。光電変換器4からの電力は、制御装置用コンデンサ52および光経路切替スイッチ用コンデンサ54の2系統に供給される。光電変換器4と制御装置用コンデンサ52の間には制御装置用コンデンサ用逆流防止ダイオード51が接続され、光電変換器4と光経路切替スイッチ用コンデンサ54の間には光経路切替スイッチ用コンデンサ用逆流防止ダイオード53が接続されている。 Figure 3 shows an embodiment of the power storage device 5. The power storage device 5 includes a control device capacitor 52 for supplying power to the control device 8, and an optical path switching capacitor 54 for supplying power to the optical path switching switch 1. Power from the photoelectric converter 4 is supplied to two systems, the control device capacitor 52 and the optical path switching switch capacitor 54. A control device capacitor backflow prevention diode 51 is connected between the photoelectric converter 4 and the control device capacitor 52, and an optical path switching switch capacitor backflow prevention diode 53 is connected between the photoelectric converter 4 and the optical path switching switch capacitor 54.

これら2系統の制御装置用コンデンサ52および光経路切替スイッチ用コンデンサ54に蓄電された電力は、制御装置用コンデンサ用逆流防止ダイオード51および光経路切替スイッチ用コンデンサ用逆流防止ダイオード53により、2系統のコンデンサ間を互いに行き来することはない。これにより、光経路切替スイッチ1を動作させるために光経路切替スイッチ用コンデンサ54から一時的に大電力を消費したとしても、制御装置用コンデンサ52には影響を与えないことから、制御装置8の安定な動作を継続することが可能となる。 The power stored in these two systems of capacitors 52 for the control device and capacitors 54 for the optical path changeover switch does not flow back and forth between the two systems of capacitors due to the backflow prevention diodes 51 for the capacitor for the control device and the backflow prevention diodes 53 for the capacitor for the optical path changeover switch. As a result, even if a large amount of power is temporarily consumed from the capacitor 54 for the optical path changeover switch to operate the optical path changeover switch 1, this does not affect the capacitor 52 for the control device, and it is possible to continue stable operation of the control device 8.

光電変換器4からの電力は、まず制御装置用コンデンサ52に充電される。制御装置用コンデンサ52の充電電圧は、制御装置用コンデンサ電圧監視信号線57を介して光経路切替スイッチ用コンデンサ充電制御器56により監視される。制御装置用コンデンサ52の充電電圧が設定電圧以上になると、光経路切替スイッチ用コンデンサ充電制御器56は、光経路切替スイッチ用コンデンサ充電制御スイッチ55を制御し、光経路切替スイッチ用コンデンサ充電制御スイッチ55から光経路切替スイッチ用コンデンサ54への充電を開始する。 The power from the photoelectric converter 4 is first charged to the control device capacitor 52. The charging voltage of the control device capacitor 52 is monitored by the optical path switching switch capacitor charging controller 56 via the control device capacitor voltage monitoring signal line 57. When the charging voltage of the control device capacitor 52 reaches or exceeds the set voltage, the optical path switching switch capacitor charging controller 56 controls the optical path switching switch capacitor charging control switch 55, and starts charging the optical path switching switch capacitor 54 from the optical path switching switch capacitor charging control switch 55.

これらの構成により、光電変換器4からの電力は、まず制御装置用コンデンサ52に充電される。制御装置用コンデンサ52に充電された電力はすぐに制御装置8に供給され、まず制御装置8が起動する。そして、制御装置8の起動とともに、光電変換器4の出力電圧および蓄電装置5の電圧の監視を開始することができる。よって、本開示の光ファイバ経路切替装置は、光ファイバ経路切替指示装置24からの光ファイバ経路切替指示を受信し、光経路切替スイッチ1を動作させるための電力が賄えると判断した時に限り、現用光ファイバ102から非常用光ファイバ103へ、もしくは、非常用光ファイバ103から現用光ファイバ102への光ファイバ経路の切替が可能となる。 With these configurations, the power from the photoelectric converter 4 is first charged to the control device capacitor 52. The power charged in the control device capacitor 52 is immediately supplied to the control device 8, which starts up first. Then, as the control device 8 starts up, it can start monitoring the output voltage of the photoelectric converter 4 and the voltage of the storage device 5. Therefore, the optical fiber path switching device of the present disclosure can switch the optical fiber path from the active optical fiber 102 to the emergency optical fiber 103, or from the emergency optical fiber 103 to the active optical fiber 102, only when it receives an optical fiber path switching instruction from the optical fiber path switching instruction device 24 and determines that there is enough power to operate the optical path switching switch 1.

図4は、本開示の実施形態である光ファイバ経路切替装置を用いた光ファイバ経路切替方法の一例を示す。
光電変換器出力電圧監視ステップS70では、光電変換器4からの出力電圧が例えば2V以上(HIGH)から0.5V以下(LOW)に低下した時間および回数を監視する。出力電圧がLOWの時をディジタルの1、HIGHの時を0に対応させることで、1と0を組み合わせた光経路切替スイッチ1への切替コマンドを受信することができる。また、一定時間以上出力電圧がLOWになっている場合は、現用光ファイバ102が断線したと判断することが可能である。このように、光電変換器出力電圧監視ステップS70では受信した切替コマンドが「非常用」もしくは「現用」なのか、現用光ファイバ102の「断線」もしくは「正常」なのかを判定する。
FIG. 4 illustrates an example of an optical fiber path switching method using an optical fiber path switching device according to an embodiment of the present disclosure.
In the photoelectric converter output voltage monitoring step S70, the time and number of times that the output voltage from the photoelectric converter 4 has dropped from, for example, 2V or more (HIGH) to 0.5V or less (LOW) are monitored. By making the output voltage LOW correspond to a digital 1 and the output voltage HIGH correspond to a digital 0, it is possible to receive a switching command to the optical path changeover switch 1 that combines 1 and 0. Also, if the output voltage remains LOW for a certain period of time or longer, it is possible to determine that the working optical fiber 102 has been broken. In this way, in the photoelectric converter output voltage monitoring step S70, it is determined whether the received switching command is for "emergency" or "working", and whether the working optical fiber 102 is "broken" or "normal".

判定した結果、「非常用」もしくは「現用」の場合は、蓄電装置電圧監視ステップS71により蓄電装置5の電圧を計測する。電圧が規定値以下の時は、一定時間後に再度蓄電装置電圧監視ステップS71により蓄電装置5の電圧を計測する。電圧が規定値より大きいときは電圧昇圧装置制御ステップS72により電圧昇圧装置6の昇圧を開始する。 If the result of the determination is "emergency use" or "current use", the voltage of the storage device 5 is measured in the storage device voltage monitoring step S71. If the voltage is below a specified value, the voltage of the storage device 5 is measured again in the storage device voltage monitoring step S71 after a certain period of time. If the voltage is greater than the specified value, the voltage boost device 6 starts boosting in the voltage boost device control step S72.

次に光経路切替スイッチ電源制御ステップS73において光経路切替スイッチ1への電力供給を開始した上で、光経路切替スイッチ制御ステップ74において光経路切替スイッチ1を操作し光経路を受信した切替コマンドに応じて「非常用」もしくは「現用」に切替える。光経路を切替えた後に光経路切替スイッチ電源制御ステップS73により光経路切替スイッチ1への電力供給を終了し、電圧昇圧装置制御ステップS72で電圧昇圧装置6での昇圧を終了する。 Next, in optical path switch power control step S73, power supply to the optical path switch 1 is started, and in optical path switch control step 74, the optical path switch 1 is operated to switch the optical path to "emergency" or "active" according to the received switching command. After the optical path is switched, power supply to the optical path switch 1 is terminated in optical path switch power control step S73, and boosting by the voltage booster 6 is terminated in voltage booster control step S72.

一方、光電変換器出力電圧監視ステップS70において現用光ファイバ102の「断線」と判定した時は、直ちに光経路切替スイッチ1から非常用光ファイバ103への切替を行う。 On the other hand, if a "break" in the working optical fiber 102 is determined in the photoelectric converter output voltage monitoring step S70, the optical path changeover switch 1 immediately switches to the emergency optical fiber 103.

まず、電圧昇圧装置制御ステップS72により電圧昇圧装置6の昇圧を開始し、光経路切替スイッチ電源制御ステップS73により光経路切替スイッチ1に電力を供給し、光経路切替スイッチ制御ステップS74において光経路切替スイッチ1を非常用光ファイバ103に切替える操作を行う。 First, the voltage boost device 6 starts boosting in step S72, power is supplied to the optical path changeover switch 1 in step S73 for controlling the optical path changeover switch power supply, and the optical path changeover switch 1 is switched to the emergency optical fiber 103 in step S74 for controlling the optical path changeover switch.

その後、光電変換器出力電圧監視ステップS70により光電変換器4の出力電圧を監視する。出力電圧がHIGHになり現用光ファイバ102が「正常」に復帰したと判定した場合は、光電変換器出力監視ステップS70において「現用」と判定されたフローの蓄電装置電圧監視ステップS71に戻り、蓄電電圧が規定より大きくなった時点で光経路切替スイッチ1を現用光ファイバ102に切替える。 Then, the output voltage of the photoelectric converter 4 is monitored in the photoelectric converter output voltage monitoring step S70. If it is determined that the output voltage becomes HIGH and the current optical fiber 102 has returned to "normal", the process returns to the storage device voltage monitoring step S71 of the flow determined to be "current" in the photoelectric converter output monitoring step S70, and when the storage voltage becomes greater than the specified value, the optical path changeover switch 1 is switched to the current optical fiber 102.

また、「断線」状態により、蓄電装置5の電力が0となり、現用光ファイバ102が「正常」に復帰したとき、光電変換器出力電圧監視行程70を再開するためには、0からの蓄電が必要になる。そこで、図5のように、非常用光ファイバ103にWDMカプラ111と光カプラ110を設けることで、非常用光ファイバ103を用いて伝搬された給電用光信号をWDMカプラ111で分波可能にする。これにより、現用光ファイバ102が「断線」状態にあっても微小な電力供給を実施することで、蓄電装置5に幾分かの電力を蓄電することが可能となり、「正常」に復帰した際の光電変換器出力電圧監視行程70の即時再開を可能とする。 In addition, when the power of the storage device 5 becomes 0 due to a "disconnection" state and the current optical fiber 102 returns to "normal", power storage from 0 is required to resume the photoelectric converter output voltage monitoring process 70. Therefore, by providing a WDM coupler 111 and an optical coupler 110 to the emergency optical fiber 103 as shown in FIG. 5, the power supply optical signal propagated using the emergency optical fiber 103 can be demultiplexed by the WDM coupler 111. As a result, even if the current optical fiber 102 is in a "disconnection" state, a small amount of power can be supplied, allowing some power to be stored in the storage device 5, and enabling the photoelectric converter output voltage monitoring process 70 to be immediately resumed when the current optical fiber 102 returns to "normal".

また、光分岐カプラ104の分岐比を、例えば6:4等の非等分にすることで、現用光ファイバ102が断線した場合と非常用光ファイバ103が断線した場合とで光電変換器4の受光パワーに差異が生じる。すなわち、光電変換器4の出力電圧に差異が生じるため、あらかじめ基準値を設ければ現用光ファイバ102の断線と非常用光ファイバ103の断線とを区別することが可能となる。 In addition, by making the branching ratio of the optical branching coupler 104 unequal, for example 6:4, a difference occurs in the received light power of the photoelectric converter 4 when the current optical fiber 102 is broken and when the emergency optical fiber 103 is broken. In other words, a difference occurs in the output voltage of the photoelectric converter 4, so if a reference value is set in advance, it becomes possible to distinguish between a break in the current optical fiber 102 and a break in the emergency optical fiber 103.

なお、本実施形態では、光経路切替スイッチ1が1台の場合について説明したが、本開示はこれに限定されない。光経路切替スイッチ1が複数台の場合においても、必要な電力が確保されているかどうか監視しながら、1台ずつ順次切り替えることにより実現可能であることは言うまでもない。 In this embodiment, the case where there is one optical path changeover switch 1 has been described, but the present disclosure is not limited to this. It goes without saying that even if there are multiple optical path changeover switches 1, this can be achieved by sequentially switching them one by one while monitoring whether the necessary power is secured.

(本開示の効果)
以上説明したように、本開示によれば通信用光ファイバにおいても安全なレベルの極微弱な光給電により光ファイバ経路を切替えることが可能になる。よって、地下マンホール内や、架空に設置されたクロージャ内等、従来であれば容易に電源を確保できない場所においても既存の通信用光ファイバを用いて光給電により電力を供給し光ファイバ経路を切替えることが可能となる。
(Effects of the present disclosure)
As described above, according to the present disclosure, it is possible to switch optical fiber paths by a safe level of extremely weak optical power supply even in communication optical fibers. Therefore, even in places where it was not easy to secure a power source in the past, such as in underground manholes or in closures installed above ground, it is possible to supply power by optical power supply using existing communication optical fibers and switch optical fiber paths.

本開示は情報通信産業に適用することができる。 This disclosure can be applied to the information and communications industry.

1:光経路切替スイッチ
2:給電用光源装置
3:WDMカプラ
4:光電変換器
5:蓄電装置
6:電圧昇圧装置
7:光経路切替スイッチ電源スイッチ
8:制御装置
9:光電変換器出力電圧監視信号線
10:蓄電装置電圧監視信号線
11:光経路切替スイッチ制御信号線
12:光経路切替スイッチ電源制御信号線
13:電圧昇圧装置制御信号線
20:LD光源
21:強度変調器
23:光ファイバ経路切替指示信号線
24:光ファイバ経路切替指示装置
51:制御装置用コンデンサ用逆流防止ダイオード
52:制御装置用コンデンサ
53:光経路切替スイッチ用コンデンサ用逆流防止ダイオード
54:光経路切替スイッチ用コンデンサ
55:光経路切替スイッチ用コンデンサ充電制御スイッチ
56:光経路切替スイッチ用コンデンサ充電制御器
57:制御装置用コンデンサ電圧監視信号線
58:光経路切替スイッチ用コンデンサ充電制御スイッチ信号線
70:光電変換器出力電圧監視ステップ
71:蓄電装置電圧監視ステップ
72:電圧昇圧装置制御ステップ
73:光経路切替スイッチ電源制御ステップ
74:光経路切替スイッチ制御ステップ
100:局側伝送装置
101:加入者側伝送装置
102:現用光ファイバ
103:非常用光ファイバ
110:光カプラ
111:WDMカプラ
1: Optical path changeover switch 2: Power supply light source device 3: WDM coupler 4: Photoelectric converter 5: Power storage device 6: Voltage boost device 7: Optical path changeover switch power switch 8: Control device 9: Photoelectric converter output voltage monitoring signal line 10: Power storage device voltage monitoring signal line 11: Optical path changeover switch control signal line 12: Optical path changeover switch power control signal line 13: Voltage boost device control signal line 20: LD light source 21: Intensity modulator 23: Optical fiber path switching instruction signal line 24: Optical fiber path switching instruction device 51: Backflow prevention diode for capacitor for control device 52: Capacitor for control device 53: Backflow prevention diode for capacitor for optical path changeover switch 54: Capacitor for optical path changeover switch 55: Capacitor charge control switch for optical path changeover switch 56: Capacitor charge controller for optical path changeover switch 57: Capacitor voltage monitoring signal line for control device 58: Capacitor charge control switch signal line for optical path changeover switch 70: Photoelectric converter output voltage monitoring step 71: Storage device voltage monitoring step 72: Voltage booster device control step 73: Optical path changeover switch power supply control step 74: Optical path changeover switch control step 100: Station side transmission device 101: Subscriber side transmission device 102: Working optical fiber 103: Emergency optical fiber 110: Optical coupler 111: WDM coupler

Claims (5)

対向する局側伝送装置と加入者側伝送装置が光ファイバを介して信号光を送受信する光伝送路に用いられ、前記光ファイバとして現用光ファイバもしくは非常用光ファイバに経路を切替える光ファイバ経路切替装置において、
前記現用光ファイバと前記非常用光ファイバを切り替える光経路切替スイッチと、
前記現用光ファイバに多重された、給電用電源装置から発せられる給電用光信号の波長を分波するWDMカプラと、
前記WDMカプラで分波された給電用光信号を電気に変換する光電変換器と、
前記光電変換器から出力された電気を蓄える蓄電装置と、
前記蓄電装置からの出力電圧を、前記光経路切替スイッチを動作させるために必要な電圧に昇圧させる電圧昇圧装置と、
前記光電変換器からの出力電圧の監視、前記蓄電装置の電圧の監視、前記電圧昇圧装置の制御、並びに前記光経路切替スイッチの電源及び経路切替の制御、を行う制御装置と、
を備えることを特徴とした光ファイバ経路切替装置。
An optical fiber route switching device is used in an optical transmission path in which a station side transmission device and a subscriber side transmission device, which are opposed to each other, transmit and receive signal light via an optical fiber, and switches the route of the optical fiber to a working optical fiber or an emergency optical fiber,
an optical path changeover switch for switching between the working optical fiber and the emergency optical fiber;
a WDM coupler for demultiplexing a wavelength of a power supply optical signal generated from a power supply device and multiplexed onto the working optical fiber ;
an opto-electrical converter for converting the power supply optical signal demultiplexed by the WDM coupler into an electric signal;
a power storage device that stores the electricity output from the photoelectric converter;
a voltage boosting device that boosts an output voltage from the power storage device to a voltage required to operate the optical path changeover switch;
a control device that monitors an output voltage from the photoelectric converter, monitors a voltage of the power storage device, controls the voltage boost device, and controls a power supply and path switching of the optical path changeover switch;
An optical fiber path switching device comprising:
前記蓄電装置が、
前記制御装置を動作させるための電力を蓄電する制御装置用コンデンサと、
前記光経路切替スイッチを動作させるための電力を蓄電する光経路切替スイッチ用コンデンサと、
前記光経路切替スイッチ用コンデンサへの充電開始および終了を制御する光経路切替スイッチ用コンデンサ充電制御スイッチと、
前記制御装置用コンデンサの電圧を監視し、当該電圧が設定電圧以上になると、前記光経路切替スイッチ用コンデンサの充電を開始するように、前記光経路切替スイッチ用コンデンサ充電制御スイッチを制御する光経路切替スイッチ用コンデンサ充電制御器と、
を備えることを特徴とした請求項1に記載の光ファイバ経路切替装置。
The power storage device is
a control device capacitor for storing power for operating the control device;
an optical path switching capacitor for storing power for operating the optical path switching switch;
a capacitor charge control switch for controlling the start and end of charging the capacitor for the optical path switching switch;
a capacitor charge controller for the optical path switching switch that monitors a voltage of the capacitor for the control device and controls the capacitor charge control switch for the optical path switching switch so as to start charging the capacitor for the optical path switching switch when the voltage of the capacitor for the control device becomes equal to or higher than a set voltage;
2. The optical fiber route switching device according to claim 1, comprising:
前記蓄電装置が、
前記光電変換器と前記制御装置用コンデンサの間に接続され、前記制御装置用コンデンサからの逆流を防止するための制御装置用コンデンサ用逆流防止ダイオードと、
前記光電変換器と前記光経路切替スイッチ用コンデンサの間に接続され、前記光経路切替スイッチ用コンデンサからの逆流を防止するための光経路切替スイッチ用コンデンサ逆流防止ダイオードと、
を備えることを特徴とした請求項2に記載の光ファイバ経路切替装置。
The power storage device is
a control device capacitor backflow prevention diode connected between the photoelectric converter and the control device capacitor for preventing backflow from the control device capacitor;
a capacitor backflow prevention diode for an optical path switching switch, connected between the photoelectric converter and the capacitor for the optical path switching switch, for preventing backflow from the capacitor for the optical path switching switch;
3. The optical fiber route switching device according to claim 2, comprising:
前記給電用光信号は、前記光経路切替スイッチを遠隔操作するための制御信号で強度変調されており、
前記制御装置は、前記光電変換器から出力される電気信号から前記制御信号を取得し、取得した前記制御信号に従って、前記光経路切替スイッチの切り替えを行う、
ことを特徴とした請求項1から3のいずれかに記載の光ファイバ経路切替装置。
the power supply optical signal is intensity-modulated by a control signal for remotely operating the optical path changeover switch,
the control device acquires the control signal from the electrical signal output from the photoelectric converter, and switches the optical path changeover switch in accordance with the acquired control signal.
4. An optical fiber route switching device according to claim 1, wherein:
対向する局側伝送装置と加入者側伝送装置が光ファイバを介して信号光を送受信する光伝送路に用いられ、前記光ファイバとして現用光ファイバもしくは非常用光ファイバに経路を切替える光ファイバ経路切替装置が実行する方法において、
WDMカプラが、前記現用光ファイバに多重された、給電用光源装置から発せられる給電用光信号を分波し、
光電変換器が、前記WDMカプラで分波された給電用光信号を電気に変換し、
蓄電装置が、前記光電変換器から出力された電気を蓄え、
電圧昇圧装置が、前記蓄電装置からの出力電圧を、光経路切替スイッチを動作させるために必要な電圧に昇圧させ、
前記光経路切替スイッチが、前記蓄電装置で蓄積された電力を用いて、前記現用光ファイバと前記非常用光ファイバとを切り替え、
前記光ファイバ経路切替装置は、
前記給電用光信号を用いて前記光経路切替スイッチの制御信号を受信すると、
前記光経路切替スイッチを起動した後、前記制御信号に従って、前記現用光ファイバと前記非常用光ファイバとを切り替える、
ことを特徴とした方法。
A method for switching a path of a station-side transmission device and a subscriber-side transmission device in an optical transmission line for transmitting and receiving an optical signal via an optical fiber, the method being performed by an optical fiber path switching device for switching a path of the optical fiber to a working optical fiber or an emergency optical fiber, the method comprising the steps of:
a WDM coupler that demultiplexes the power supply optical signal emitted from the power supply light source device and multiplexed in the working optical fiber ;
an optical/electrical converter converts the power supply optical signal demultiplexed by the WDM coupler into an electrical signal;
a power storage device that stores the electricity output from the photoelectric converter;
a voltage boosting device for boosting an output voltage from the power storage device to a voltage required for operating the optical path changeover switch;
the optical path changeover switch switches between the working optical fiber and the emergency optical fiber using the power stored in the power storage device;
The optical fiber route switching device includes:
When a control signal for the optical path changeover switch is received using the power supply optical signal,
After activating the optical path changeover switch, switching between the working optical fiber and the emergency optical fiber in accordance with the control signal.
The method characterized by:
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