DE69031588T2

DE69031588T2 - Vorrichtung und Verfahren zur Fehlerunterscheidung in einem optischen Übertragungssystem

Info

Publication number: DE69031588T2
Application number: DE69031588T
Authority: DE
Inventors: Suzuki Hideki; Takasugi Hidetoshi; Tomita Nobuo; Nakamura Takashi
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1989-12-11
Filing date: 1990-12-11
Publication date: 1998-03-05
Anticipated expiration: 2010-12-12
Also published as: HK1003144A1; KR0123893B1; EP0432734B1; DE69031588D1; KR910013775A; EP0432734A3; EP0432734A2; CA2031870A1; CA2031870C; US5177354A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Fehlerbestimmungseinrichtung, die die Merkmale a) bis d) des Anspruchs 1 umfaßt. Ferner betrifft die Erfindung ein Fehlerbestimmungsverfahren, das die Schritte a) bis d) des Anspruchs 11 umfaßt. Eine derartige Fehlerbestimmungseinrichtung und ein derartiges Verfahren ist aus der EF 0 117 868 A1 bekannt. In dieser Einrichtung und in diesem Verfahren zum Erfassen eines Fehlers in einem optischen Übertragungssystem ist ein optisches Filter direkt vor einem optischen Empfängersystem angeordnet. Eine Messung auf der Zeitachse von reflektiertem Licht bestimmt den ungefähren Abstand zu dem Reflektionspunkt und auf Grundlage einer derartigen Messung wird der Fehler in der Lichtübertragungsleitung, die mit dem optischen Filter verbunden ist, bestimmt.
Die US 4,813,756 bezieht sich auf ein allgemeines Wellenlängenmultiplex-System, welches einzelne einstellbare Interferenzfilter-Anordnungen verwendet. Die einstellbaren Interferenzfilter-Anordnungen werden gebildet durch eine drehbare winkel-abgestimmte Etalon-Einrichtung und ein Verbinderpaar mit Linsen für einen kollimierten Strahl, das zum Kollimieren und Neufokussieren eines Faserstrahls in eine Etalon-Kammer hinein verwendet wird, die die winkel-abgestimmte Etalon-Einrichtung enthält. Das optische System erleidet hohe Verluste aufgrund der Verwendung eines Linsensystems.
Die JP 58-229584 betrifft eine Stationseinrichtung zum Suchen nach einem Störungsabschnitt in einer Übertragungsleitung mit optischem Kabel. Wenn nach einer Störungsposition gesucht wird, sendet eine überwachungs- und Übertragungsschaltung ein Signallicht einer ersten Wellenlänge aus. Dieses Licht wird von einem Reflektionsfilter reflektiert, welches sich in der Übertragungsleitung mit optischem Kabel befindet, und das reflektierte Licht wird von einer Stationseinrichtung erfaßt, die an dem Ende der Übertragungsleitung mit optischem Kabel angeordnet ist, wo der Lichtaussender angeordnet ist. Wenn der erfaßte Pegel des reflektierten Lichts normal ist, wird ein Lichtsignal mit einer zweiten Wellenlänge ausgesendet, und dieses Licht wird von einem Reflektionsfilter reflektiert, welches an einer Position in der Übertragungsleitung mit optischem Kabel angeordnet ist, die stromabwärts von dem ersten Reflektionsfilter liegt. Wenn der erfaßte Pegel des reflektierten Lichts von dem zweiten Reflektionsfilter normal ist, wird beurteilt, daß die Übertragungsleitung mit optischem Kabel, die sich zu dem Empfängersystem erstreckt, normal ist.

Stand der Technik

Bis jetzt ist das Verfahren zum Erfassen, ob ein Fehler auf dem faseroptischen Kabel oder auf dem optischem Empfänger in dem optischem Übertragungssystem aufgetreten ist, d.h., das Verfahren zum Unterscheiden oder Bestimmen eines Fehlers zwischen dem faseroptischen Kabel und dem optischem Empfänger in der japanischen Patentanmeldung Nr. 58-71089 vorgesehen.
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, das das optische Übertragungssystem und die Fehler-Unterscheidungseinrichtung zeigt, die zum Ausführen des voranstehend erwähnten herkömmlichen Verfahrens verwendet wird. Wie in Fig. 1 gezeigt, umfaßt das optische Übertragungssystem einen optischen Sender 1 zum Senden von optischen Signalen, ein faseroptisches Kabel 2, welches als Übertragungsleitungen verwendet wird, und einen optischen Empfänger 3 zum Empfangen von optischen Signalen. Ein optisches Filter 4a ist angrenzend zu dem optischen Sender 1 in dem faseroptischen Kabel 2 angeordnet. Andererseits befindet sich ein optisches Filter 4b, welches den gleichen Aufbau wie das optische Filter 4a aufweist, angrenzend zu dem optischen Empfänger 3 in dem faseroptischen Kabel 2. Wie eingehend in Fig. 2 gezeigt, ist das optische Filter 4b so aufgebaut, daß es ein Testlicht λt zum Erfassen der Fehlerpositionen auf den Übertragungsleitungen durchläßt, aber ein Kommunikationslicht λ&sub0; der Datenübertragung sperrt und reflektiert. Ein Reflektor 5 ist unmittelbar hinter dem optischen Filter 4b angeordnet und reflektiert fast vollständig Testlicht λt, das darauf durch das optische Filter 4b einfällt. Eine Bezugszahl 6 bezeichnet eine Lichtimpulstestvorrichtung. Diese Lichtimpulstestvorrichtung 6 besteht aus einer Lichtquelle 7, die ein Testimpulslicht λt aussendet, einem optischen Multiplexer/Demultiplexer 8 zum Zusammenfassen und zum Verzweigen von Lichtern und einem Lichtimpulsempfänger 9, der ein von dem Reflektor 5 reflektiertes und durch das faseroptische Kabel zurückübertragenes Testlicht λt empfängt.
Gemäß dem voranstehend erwähnten herkömmlichen Verfahren kann zur Zeit einer Erfassung einer Fehlerposition, wenn ein Fehler, beispielsweise ein Bruch der optischen Faser und dergleichen auf dem faseroptischen Kabel 2 auftritt, bestatigt werden, daß die Ursache des Fehlers auf dem faseroptischen Kabel 2 existiert, da das reflektierte Testlicht λt von dem Lichtimpulsempfänger 9 nicht empfangen wird.
Wenn das reflektierte Testlicht λt von dem Lichtimpulsempfänger 9 empfangen wird, kann andererseits bestatigt werden, daß die Ursache des Fehlers in dem optischen Empfänger 3 existiert und nicht in dem faseroptischen Kabel 2.
Mit dem voranstehend beschriebenen herkömmlichen Verfahren sind jedoch die jeweiligen Verbindungen des optischen Filters 4b mit dem faseroptischen Kabel 2, mit dem optischen Empfänger 3 und diejenige mit dem Reflektor 5 derart, daß Einfügungsverluste 3 dB oder größer sind, nämlich aufgrund der Konstruktionen der optischen Systeme mit Linsen. Da das optische Filter 4a und die Lichtimpulstestvorrichtung 6 mit dem optischen System mit Linsen verbunden ist, sind in ähnlicher Weise die Einfügungsverluste darin 3 dB oder größer.
Somit war es schwierig, eine Miniaturisierung und außerdem eine Verringerung der Herstellungskosten für ein Übertragungssystem zu erreichen.
Zusätzlich wiesen die Einrichtungen, die durch ein derartiges herkömmliches Verfahren hergestellt wurden, allgemein beträchtliche optische Verluste auf.
Obwohl das oben beschriebene herkömmliche Verfahren erfassen kann, daß die Ursache eines Fehlers in dem faseroptischen Kabel ist, kann es nicht die Position des Fehlers erfassen.
Ferner eignet sich das obige herkömmliche Verfahren nicht zur Anwendung auf verzweigende optische Übertragungspfade, die für einen Bildverteilungsdienst verfügbar sind.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Einrichtung und ein Verfahren zum Unterscheiden eines Fehlers in einem optischen Übertragungssystem vorzusehen, die einen Fehler in einem faseroptischen Kabel zu einem optischen Empfänger unterscheiden können, ohne große optische Verluste zu verursachen, und die in einer kleinen Größe ausgeführt werden können.
Diese Aufgabe wird durch eine Fehlerunterscheidungseinrichtung zum Unterscheiden der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Fehlers in einem optischen Übertragungssystem gelöst, das ein faseroptisches Kabel zur Übertragung eines optischen Kommunikationssignallichts mit einer ersten Wellenlänge und ein damit verbundenes weiteres optisches Empfängersystem zum Empfangen von optischem Kommunikationssignallicht der ersten Wellenlänge, das in das faseroptische Kabel eingegeben wird, umfaßt, umfassend die folgenden Merkmale:
a) eine Lichtimpulstestvorrichtung zum Erzeugen eines optischen Testimpulslichts, das eine zweite Wellenlänge zum Erfassen einer Fehlerposition aufweist und sich von dem optischen Kommunikationssignallicht unterscheidet;
b) einen optischen Koppler zum Einleiten des optischen Testimpulslichts in das faseroptische Kabel an einem Ende davon, an dem das weitere optische Empfängersystem nicht angeschlossen ist;
c) ein optisches Filter, das von dem weiteren optischen Empfängersystem angeordnet ist, um das optische Kommunikationssignallicht an das weitere optische Empfängersystem zu leiten und um das optische Testimpulslicht zu filtern;
d) wobei die Lichtimpulstestvorrichtung ferner dafür vorgesehen ist, um ein optisches Testimpulslicht zu empfangen, welches in das faseroptische Kabel durch den optischen Koppler zurückreflektiert wird;
wobei
e) das optische Filter dafür vorgesehen ist, um die Rückreflektion des optischen Testimpulses in das faseroptische Kabel durch Bilden eines Winkels von 0 bis 4,7 Grad bezüglich einer Ebenen senkrecht zu der Längsachse des faseroptischen Kabels zu verursachen, so daß es die Wellenlänge des optischen Testimpulses reflektieren und die Wellenlänge des optischen Kommunikationssignallichts transmittieren kann; und
f) die Lichtimpulstestvorrichtung eine Speichereinrichtung umfaßt, zum Speichern von Intensitäts- und Reflektionspositions-Daten des reflektierten Testimpulslichts, die in einem normalen Zustand des optischen Übertragungssystems gemessen werden, und ferner dafür vorgesehen ist, um die gespeicherten Daten mit der Intensität und der Zeitposition des reflektierten Testimpulslichts zu vergleichen und einen Fehler zu unterscheiden, wenn eine Veränderung in wenigstens der Intensität und/oder der Zeitposition auftritt.
Die Aufgabe wird auch durch ein Fehlerunterscheidungsverfahren zum Unterscheiden der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Fehlers in einem optischen Übertragungssystem gelöst, das ein faseroptisches Kabel zur Übertragung von optischem Kommunikationssignallicht mit einer ersten Wellenlänge und ein weiteres damit verbundenes optisches Empfängersystem zum Empfangen von optischem Kommunikationssignallicht der ersten Wellenlänge, das in das faseroptische Kabel eingegeben wird, umfaßt, umfassend die folgenden Schritte:
a) Erzeugen eines optischen Testimpulslichts, das eine zweite Wellenlänge zum Erfassen einer Fehlerposition aufweist und sich von dem optischen Kommunikationssignallicht unterscheidet, mittels einer Lichtimpulstestvorrichtung;
b) Einleiten des optischen Testimpulslichts in das faseroptische Kabel an einem Ende davon, wo das weitere optische Empfängersystem nicht angeschlossen ist, über einen optischen Koppler;
c) Führen des optischen Kommunikationssignallichts an das weitere optische Empfängersystem und Filtern des optischen Testimpulslichts mittels eines optischen Filters, das von dem weiteren optischen Empfängersystem angeordnet wird;
d) Empfangen eines Testimpulslichts, das durch den optischen Koppler in das faseroptische Kabel zurückreflektiert wird, mittels der Lichtimpulstestvorrichtung;
umfassend die folgenden Schritte:
e) Reflektieren der Wellenlänge des optischen Testimpulses und Übertragen der Wellenlänge des optischen Kommunikationssignallichts durch das optische Filter, welches vorgesehen ist, um die Rückreflektion des optischen Testimpulses in das faseroptische Kabel durch Bilden eines Winkels von 0 bis 4,7 Grad bezüglich einer Ebene senkrecht zu der Längsachse des faseroptischen Kabels zur verursachen; und
f) Vergleichen der Daten, die in einer Speichereinrichtung der Lichtimpulstestvorrichtung gespeichert sind und sich auf Intensitäts- und Reflektionspositions-Daten von reflektiertem Testimpulslicht, die in einem normalen Zustand des optischen Übertragungssystems gemessen werden, beziehen, mit den Intensität und der Zeitposition des reflektierten Testimpulslichts, und Unterscheiden eines Fehlers, wenn eine Veränderung in der Intensität und/oder Zeitposition auftritt.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Verbesserungen der Erfindung können den abhängigen Ansprüchen entnommen werden.
In einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Fehlerunterscheidungseinrichtung (11, 11-1 bis 11-n) vorgesehen, um festzustellen, ob ein Fehler in einem faseroptischen Kabel (2, 2-1 bis 2-n) und in einem anderen optischen System (3, 3-1 und 3-n) existiert, wobei die Fehlerunterscheidungseinrichtung (11, 11-1 bis 11-n) zwischenliegend zwischen dem faseroptischen Kabel (2, 2-1 bis 2-n) und dem anderen optischen System (3, 3-1 und 3-n) angeordnet und optisch mit dem faseroptischen Kabel (2, 2-1 bis 2-n) und dem anderen optischen System (3, 3-1 und 3-n) gekoppelt ist, so daß die Fehlerunterscheidungseinrichtung (11, 11-1 bis 11-n) dadurch gekennzeichnet ist, daß sie umfaßt:
wenigstens eine spezifisch optische Faser 17; und
wenigstens ein optisches Filter 14, wobei das optische Filter 14 zu einer entsprechenden spezifischen optischen Faser 17 intern angeordnet ist und einen Winkel zwischen 0 und 4,7 Grad einschließlich bezüglich einer Ebene senkrecht zu der Längsachse der spezifischen optischen Faser 17 bildet, so daß die optische Faser 17 eine erste Lichtkomponente (λt) reflektieren und eine zweite Lichtkomponente (λO) transmittieren kann, wobei die erste Lichtkomponente (λt) und die zweite Lichtkomponente (λO) sich voneinander hinsichtlich der Wellenlänge unterscheiden.
In einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Unterscheiden eines Fehlers vorgesehen, um festzustellen, ob ein Fehler in einem faseroptischen Kabel (2, 2-1 bis 2-n) und in einem anderen optischen System (3, 3-1 und 3-n) existiert, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß es die folgenden Schritte umfaßt:
Einleiten eines Testimpulslichts (λt) zum Erfassen einer Fehlerposition in das faseroptische Kabel (2, 2-1 bis 2-n) über einen optischen Koppier 10, wobei das Testimpulsucht (λt) zum Erfassen einer Fehlerposition verwendet wird und sich von einem Kommunikationslicht (λO) zum übertragen von Daten unterscheidet;
Empfangen des Testimpulslichts (λt), das von einem optischen Filter 14 reflektiert wird, welches sich direkt vor dem anderen optischen System (3, 3-1 bis 3-n) befindet, und dadurch Erfassen einer Intensität des reflektierten Testimpulslichts (λt) und einer Reflektionsposition, wobei das optische Filter 14 nur das Testimpulslicht (λt) reflektiert;
Vergleichen der erfaßten Intensität und der Reflektionsposition mit einer vorher gemessenen Intensität und Reflektionsposition für das Testimpulslicht (λt), welches von dem optischen Filter 14 in einem normalen Zustand des optischen Übertragungssystems reflektiert wird;
Bestimmen als Folge des Vergleichs, daß ein Fehler in dem faseroptischen Kabel (2, 2-1 bis 2-n) existiert, und Bestimmen einer Position des Fehlers, wenn eine Änderung in der Intensität und/oder Reflektionsposition auftritt; und
Bestimmen als Folge des Vergleichs, daß ein Fehler in dem faseroptischen Kabel (2, 2-1 bis 2-n) nicht existiert, wenn eine Änderung sowohl in der Intensität als auch in der Reflektionsposition nicht auftritt.
In einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Unterscheiden eines Fehlers zwischen einem faseroptischen Kabel (2, 2-1 bis 2-n), verzweigenden optischen Fasern (2, 2-1 bis 2-n) und einem optischen Empfänger, der in einem optischen Übertragungssystem verwendet wird, vorgesehen, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß es die folgenden Schritte umfaßt:
Einleiten jeweils von Testimpuislichtern (λt) zum Erfassen einer Fehlerposition in die verzweigenden faseroptischen Kabel (2-1 bis 2-n) über einen optischen Teiler, wobei die Testimpulse (λt) zum Erfassen von Fehlerpositionen verwendet werden und sich von einem Kommunikationslicht (λO) zum Übertragen von Daten unterscheiden;
Empfangen der Testimpulslichter (λt), die von den jeweiligen optischen Filtern 14 reflektiert werden, die sich direkt vor den optischen Empfängern befinden, und dadurch Erfassen von Intensitäten der reflektierten Testimpulslichter (λt) und der Reflektionspositionen, wobei die optischen Filter 14 nur die Testimpulslichter (λt) reflektieren;
Vergleichen der erfaßten Intensitäten und Reflektionspositionen mit vorher gemessenen Intensitäten und Reflektionspositionen für die Testimpulslichter (λt), die jeweils von den optischen Filtern 14 in einem normalen Zustand in dem Übertragungssystem reflektiert werden;
Bestimmen als Folge des Vergleichs, daß ein Fehler in dem faseroptischen Kabel existiert, und Bestimmen einer Position des Fehlers, wenn eine Änderung in den Intensitäten und/oder Reflektionspositionen auftritt; und
Bestimmen als Folge des Vergleichs, daß ein Fehler in dem faseroptischen Kabel nicht existiert, wenn eine Änderung weder in den Intensitäten noch in den Reflektionspositionen nicht auftritt.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild, das ein optisches Übertragungssystem und eine Fehlerunterscheidungseinrichtung zeigt, die zum Ausführen eines herkömmlichen Verfahrens zum Unterscheiden eines Fehlers zwischen einem faseroptischen Kabel und einem optischen Empfänger, der in einem optischen Übertragungssystem verwendet wird, verwendet wird;
Fig. 2 ein ausführliches Diagramm, das ein herkömmliches optisches Filter darstellt, das in der Fehlerunterscheidungseinrichtung vorgesehen ist;
Fig. 3 ein Blockschaltbild, das ein optisches Übertragungssystem zeigt, das eine Fehlerunterscheidungseinrichtung und das Verfahren gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet;
Fig. 4 ein ausführliches Diagramm, das eine Fehlerunterscheidungseinrichtung vom optischen Filter-Typ gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 5 einen Graph, der den Zusammenhang zwischen einem Betrag bzw. einer Stärke einer Reflektionsdämpfung und einem Filterwinkel θ auf Grundlage eines Berechnungsergebnisses und eines experimentellen Ergebnisses darstellt;
Fig. 6 einen Graph, der den Zusammenhang zwischen einem Betrag einer Reflektionsdämpfung und einem Filterwinkel θ darstellt, der sich aus Welligkeiten ergibt;
Fig. 7 eine Tabelle, die die Vergleiche von gewünschten Werten der optischen Eigenschaften mit gemessenen Werten der Unterscheidungseinrichtung vom Filter-Typ gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 8(a) eine Querschnittsansicht, die den Aufbau einer Unterscheidungseinrichtung vom optischen Filter-Typ und Verbinderverpackungs-Typ gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 8(b) eine Querschnittsansicht der gleichen Einrichtung, die in Fig. 8(a) gezeigt ist;
Fig. 9 ein Flußdiagramm, das einen Betrieb einer Einrichtung und eines Verfahrens gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 10 ein Blockschaltbild, das ein optisches Übertragungssystem zeigt, das eine Fehlerunterscheidungseinrichtung und ein Verfahren gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet;
Fig. 11 ein Blockschaltbild, das ein optisches Übertragungssystem zeigt, das eine Fehlerunterscheidungseinrichtung und ein Verfahren gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet;
Fig. 12 bis 14 Graphen, die das Fehlerunterscheidungsverfahren gemäß der dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen;
Fig. 15 ein Flußdiagramm, das einen Betrieb einer Einrichtung und eines Verfahrens gemäß der dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
Fig. 16 bis 20 Graphen, die jeweils den Zusammenhang zwischen dem Betrag einer Reflektionsdämpfung und dem Filterwinkel θ auf Grundlage eines berechneten Ergebnisses zeigen.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

[A] ERSTE BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORM

In dem folgenden Abschnitt wird die erste bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 3 bis 9 beschrieben.

(1) Aufbau

Fig. 3 ist ein Blockschaltbild, daß das optische Übertragungssystem zeigt, das die Fehlerunterscheidungseinrichtung und das Verfahren gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet.
In dieser Fig. sind die Komponenten, die identisch zu den Komponenten des Systems des in Fig. 2 gezeigten Standes der Technik sind, mit Bezugszahlen bezeichnet, die identisch zu den letzteren sind, und eine Beschreibung davon wird weggelassen.
In Fig. 3 bezeichnet eine Bezugszahl 10 einen optischen Koppier, 11 bezeichnet eine Fehlerunterscheidungseinrichtung des optischen Filter-Typs (nachstehend als Unterscheidungseinrichtung vom Filter-Typ bezeichnet), 12 bezeichnet eine CPU (Zentralverarbeitungseinheit) zum Steuern einer Lichtimpulstestvorrichtung 6, und 13 bezeichnet eine Datenbank zum Speichern von verschiedenen Arten von Daten. Wie in Fig. 4 dargestellt, umfaßt die voranstehend erwähnte Unterscheidungseinrichtung 11 vom Filter-Typ ein optisches Filter 14 eines Typs, der Kommunikationslicht überträgt/Testlicht blockiert, eine Verstärkung 15 zum Verstärken des optischen Filters 14 und Kabel 18, die in der Mitte ihrer Längsachse die optische Faser 17 enthalten. Das obige optische Filter 14 weist die ähnliche Konstruktion wie verschiedene Typen von optischen Interferenzfiltern und optischen Bandpaßfiltern auf. Das heißt, daß optische Filter 14 ist aus mehreren Schichten aufgebaut, die eine Titanoxidschicht, eine Siliziumoxidschicht und dergleichen enthalten, so daß es das Kommunikationslicht λO transmittiert, aber das Testlicht λt, dessen Wellenlänge sich von der Wellenlänge des Kommunikationslichts λO unterscheidet, reflektiert und blockiert, wobei die gegenseitige Interferenz mit mehrfach reflektierten Lichtern durch jede der mehreren Schichten verwendet wird. Wenn das optische Filter 14 so eingestellt ist, daß es in einer Ebene liegt, die einen geeigneten Winkel θ (nachstehend als Filterwinkel θ bezeichnet) mit der Ebene senkrecht zu der Längsachse des optischen Filters 17 bildet, wie in Fig. 4 gezeigt, wird das von dem optischen Filter 14 blockierte Testlicht λt wieder in das faseroptische Kabel 2 eingegeben und läuft darin mit einer geringen Streuung zurück. Wenn deshalb, wie voranstehend beschrieben, die Einstellung des Filterwinkels θ geeignet ist, kann der Betrag der Reflektionsdämpfung des Testlichts λt erhöht werden.
Als nächstes wird ein Verfahren zum Bestimmen des Filterwinkels θ mit näheren Einzelheiten beschrieben.
Der Filterwinkel θ muß hinsichtlich der Beträge der Reflektionsdämpfung sowohl des Testlichts λt als auch des Kommunikationslichts λt bestimmt werden.

(i) Betrag der Reflektionsdämpfung des Testlichts:

Wenn in der in Fig. 4 gezeigten Unterscheidungseinrichtung 11 vom Filter-Typ das Testlicht λt fast vollständig von dem optischen Filter 14 zurückreflektiert und wieder auf das optische Filter 17 einfällt, würde das reflektierte Licht entsprechend der Verbindungsverluste der optischen Faser 17 verschoben um den Winkel von 2θ gedämpft werden. Demzufolge ist der Betrag Lrt der Reflektionsdämpfung des Testlichts das Ergebnis einer Hinzufügung eines Einfügungsverlustes It zu den obigen Verbindungsverlusten.
Eine Gleichung zum Berechnen der Verbindungsverluste, die sich aus der obigen Winkelverschiebung ergeben, ist von Marcuse abgeleitet worden (B.S.T.J. 56,5,1977). Deshalb kann der Betrag Lrt der Reflektionsdämpfung wie in der folgenden Gleichung 1 gezeigt ausgedrückt werden:
Lrt= -IO log(exp(-(2π,nwθ)²/λ²))+It
Hierbei bezeichnet n einen Brechungsindex des Mantels, der eine optische Faser bildet; W bezeichnet eine Fleckgröße in einer optischen Fasern; und λ bezeichnet die Wellenlänge eines Testlichts.
Fig. 5 ist ein Graph, der den Zusammenhang zwischen dem Betrag einer Reflektionsdämpfung als eine Funktion des Filterwinkels θ zeigt, nämlich auf Grundlage des Berechnungsergebnisses, das unter Verwendung von Gleichung 1 verwendet wird, und auf Grundlage eines experimentellen Ergebnisses.
Wie deutlich in der bekannten Fig. gezeigt, stimmt das Berechnungsergebnis mit dem experimentellen Ergebnis überein. Demzufolge kann in dieser Weise der Betrag der Reflektionsdämpfung aus dem Berechnungsergebnis von Gleichung 1 ausgewertet werden.
Der minimale Betrag 14,3 dE der Fresnel Reflektionsdämpfung ergibt sich aus dem faseroptischen Kern, der benachbart zu der Unterscheidungseinrichtung 11 vom Filter-Typ gebrochen ist. Hinsichtlich des obigen minimalen Betrags 14,3 dB und des Spielraums der Verlustveränderung in dem System sollte ein Fehler selbst bei dem Betrag 10 dB der Reflektionsdämpfung klar und getrennt unterschieden werden, wie mit der gestrichelten Linie in der genannten Fig. gezeigt. Somit muß der gewünschte Filterwinkel θ 2,8 Grad oder weniger sein.

(ii) Betrag der Reflektionsdämpfung des Kommunikationslichts

Die Reflektion des Kommunikationslichts λO tritt als Folge einer Welligkeit des Transmissionsbereichs der Wellenlänge auf. Das von dem optischen Filter 14 reflektierte und blockierte schwache Kommunikationslicht λO, das sich aus der obigen Welligkeit ergibt, wird durch das faseroptische Kabel 2 ähnlich wie das Testlicht λt zurückübertragen.
Deshalb kann der Betrag Lrs der Reflektionsdämpfung des Kommunikationslichts λO ausgedrückt werden, wie in der folgenden Gleichung 2 gezeigt, nämlich auf Grundlage des voranstehend erwähnten y % und Gleichung 1:
Lrs = -10 log(y/100)+Lrt.
Hierbei bezeichnet λ in Lrt, der in Gleichung 1 gezeigt ist, die Wellenlänge eines Kommunikationslichts.
Fig. 6 ist ein Graph, der den Zusammenhang zwischen dem Betrag der Reflektionsdämpfung und dem Filterwinkel θ als Folge der obigen Welligkeiten zeigt.
Der Betrag Lrs der Reflektionsdämpfung, so wie er durch die gestrichelte Linie in der genannten Figur gezeigt ist, stellt einen Standardwert des Verbinders für das Kommunikationslicht dar.
Hinsichtlich des obigen Standardwerts des Verbinders muß der gewünschte Filterwinkel θ 1,4 Grad oder größer für den Fall sein, daß die Welligkeit y in der Größenordnung von ungefähr 1,5 % festgelegt ist.
Gemäß der Fig. 5 und 6 muß der Filterwinkel θ innerhalb des Bereichs von 1,4 bis 2,8 Grad eingestellt werden.
Fig. 7 ist eine Tabelle, die die jeweiligen Vergleiche des gewünschten Betrags mit dem gemessenen Betrag der Reflektionsdämpfung und der gewünschten Transmissionsverluste mit den gemessenen Transmissionsverlusten in der versuchsmäßigen Unterscheidungseinrichtung 11 vom Filter-Typ gemäß dieser Ausführungsform zeigt.
In diesem Versuchsprodukt ist der Filterwinkel θ auf 2,0 Grad eingestellt worden. Wie es sich Fig. 7 deutlich entnehmen läßt, übersteigen die optischen Eigenschaften des Versuchsprodukts die obigen gewünschten Eigenschaften. Demzufolge kann festgestellt werden, daß der Bereich von 1,4 bis 2,8 Grad der am besten geeignete Wert für den Filterwinkel θ ist. Wie deutlich in Fig. 7 gezeigt, kann die Unterscheidungseinrichtung 11 des Filter-Typs mit dem Kommunikationslicht λO bei einer Wellenlänge von 1,31 µm und dem Testlicht λt bei einer Wellenlänge von 1,55 µm ausgeführt werden. Dann sind die Transmissionsverluste 1,5 dB oder weniger, d.h. 1 : 6 im Vergleich mit den herkömmlichen Einrichtungen.
Wenn der Filterwinkel θ auf den am besten geeigneten Wert eingestellt wird, wird ferner der Betrag Lrt der Reflektionsdämpfung des Testlichts in der Unterscheidungseinrichtung 11 des Filter-Typs gewöhnlicherweise kleiner als derjenige der Fresnel Reflektion in der optischen Faser, die durch Biegen oder dergleichen gebrochen ist.
In der obigen Datenbank 13 sind die Daten über die Intensität (den Pegel) des reflektierten Testimpulslichts und die Reflektionsposition gespeichert, die von der Lichtimpulstestvorrichtung 6 in einem normalen Zustand des optischen Pfads (des faseroptischen Kabels 2) vorher erfaßt wurden.
Fig. 8(a) ist eine Querschnittsansicht, die den Aufbau einer Unterscheidungseinrichtung vom Filter-Typ und Verbinderverpackungs-Typ (nachstehend als Verbinder mit eingebettetem Filter bezeichnet) darstellt. Fig. 8(b) ist eine Querschnittsansicht des gleichen Verbinders mit eingebettetem Filter. In diesen Figuren bezeichnet eine Bezugszahl 41 eine Verbindungshülse, die aus einem Material wie beispielsweise Zirkon hergestellt ist, 42 bezeichnet einen Knopf, 43 bezeichnet einen Steckerrahmen, 44 bezeichnet eine Feder, 45 bezeichnet eine Hülse, 46 bezeichnet einen Stoppring, 47 bezeichnet einen Dichtungsring, 48 bezeichnet einen Ring, 49 bezeichnet einen Halter, der aus Gummi hergestellt ist, 50 bezeichnet eine Verstärkung und 51 bezeichnet eine freigelegte optische Faser. Hierbei umfaßt das optische Filter 14 Schichten, die Dicken aufweisen, die kleiner als 10 oder mehrere 10 µm sind. Wie voranstehend beschrieben kann gemäß dem Verbinder mit eingebettetem Filter eine Miniaturisierung und außerdem eine Verringerung von Herstellungskosten leicht erreicht werden.
Zusätzlich kann eine hohe Zuverlässigkeit und außerdem eine Verringerung von optischen Verlusten erreicht werden.

(2) Betrieb

Als nächstes wird der Betrieb der Einrichtung und des Verfahrens gemäß der bevorzugten Ausführungsform wie voranstehend beschrieben unter Bezugnahme auf das in Fig. 9 gezeigte Flußdiagramm beschrieben.
Wenn eine Störung in einem optischen Übertragungssystem auftritt, wird ein Alarmsignal von dem optischen Sender 1 oder dem optischen Empfänger 3 erzeugt. Nachdem eine Überprüfungseinrichtung das Alarmsignal empfängt und über die Störung informiert wird, versetzt sie die Lichtimpulstestvorrichtung 6 in einen Betrieb (Schritt SAI).
Dann geht die CPU 12 zum Schritt SA2. Im Schritt SA2 leitet die CPU 12 das von der Lichtimpulstestvorrichtung 6 emittierte Testimpulslicht λt in den Übertragungspfad (die optische Faser 2) ein und erfaßt die Intensität des Testimpulslichts, welches von der Unterscheidungseinrichtung 11 vom Filter-Typ zurückreflektiert wird, und die Reflektionsposition (d.h., die Fehlerposition). Im nächsten Schritt SA3 liest die CPU 12 die gemessenen Werte (die Intensität des reflektierten Testimpulslichts, die Reflektionsposition) in dem oben erwähnten normalen Zustand aus der Datenbank 13 aus. Die CPU 12 vergleicht die aus der Datenbank 13 gelesenen Werte (nachstehend als normale Daten bezeichnet) mit den im Schritt SA2 erfaßten Werten (nachstehend als abnormale Daten bezeichnet). Im Schritt SA4 bestimmt die CPU 12 zunächst, ob ein Unterschied zwischen dem normalen Zustand und dem abnormalen Zustand hinsichtlich der Intensität des reflektierten Testimpulslichts besteht oder nicht. Wenn [JA] als Folge der Beurteilung bestimmt wird, d.h., wenn die Differenz erfaßt wird, kann festgestellt werden, daß ein Fehler in dem Übertragungspfad (dem faseroptischen Kabel 2) auftritt. Als nächstes geht die CPU 12 zum Schritt SA5, um die Position zu erfassen, an der der Fehler auftritt (Fehlerposition) und bestimmt, ob sich die Reflektionsposition verschoben hat oder nicht. Wenn das Ergebnis der Beurteilung [NEIN] ist, d.h., wenn sich die Reflektionsposition nicht verschoben hat, dann bewegt sich die CPU 12 zum Schritt SA6. Im Schritt SA6 bestimmt die CPU 12, daß die Ursache des Fehlers in dem Übertragungspfad existiert und erkennt, daß die Fehlerposition benachbart zu der Unterscheidungseinrichtung 11 vom Filter-Typ ist. Die CPU 12 gibt die Ergebnisse einer Bestimmung bzw. Unterscheidung und Erkennung aus.
Wenn andererseits im Schritt SA5 das Ergebnis der Beurteilung [JA] ist, d.h., wenn die Reflektionsposition verschoben worden ist, dann geht die CPU 12 zum Schritt SA7. Im Schritt SA7 bestimmt die CPU 12, daß die Ursache des Fehlers in dem Übertragungspfad existiert und erkennt, daß die Fehlerposition eine neue Reflektionsposition ist. Die CPU 12 gibt die Ergebnisse einer Unterscheidung und Erkennung aus.
Wenn andererseits im Schritt SA4 das Ergebnis einer Beurteilung [NEIN] ist, d.h., wenn eine Differenz zwischen dem normalen Zustand und dem abnormalen Zustand hinsichtlich der Intensität des reflektierten Testimpulslichts nicht erfaßt wird, dann geht die CPU 12 zum Schritt SA8. Im Schritt SA8 beurteilt die CPU 12, ob sich die Reflektionsposition verschoben hat oder nicht. Wenn [JA] als Ergebnis der Bestimmung bestimmt wird, d.h., wenn sich die Reflektionsposition verschoben hat, dann geht die CPU 12 zum Schritt SA7. Im Schritt SA7 bestimmt die CPU 12, daß die Ursache des Fehlers in dem Übertragungspfad existiert und erkennt, daß die Fehlerposition eine neue Reflektionsposition ist, und die CPU 12 gibt die Ergebnisse einer Unterscheidung und Erkennung aus.
Wenn andererseits im Schritt SA8 das Ergebnis einer Beurteilung [NEIN] ist, d.h., wenn die Reflektionsposition nicht verschoben ist, dann geht die CPU 12 zum Schritt SA9. Im Schritt SA9 bestimmt die CPU 12, daß die Ursache des Fehlers in dem optischen Empfänger 3 existiert, und die CPU 12 gibt die Ergebnisse der Bestimmung aus.

(3) Wirkungen

Da gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform Einfügungsverluste in der Unterscheidungseinrichtung 11 vom Filter-Typ extrem herabgesetzt sind, kann die Einrichtung aufgrund des Fehlers in dem optischen Übertragungssystem, der die Intensitätsänderung des reflektierten Testimpulslichts begleitet, den Fehler zwischen dem faseroptischen Kabel und dem optischen Empfänger mit 100 % Genauigkeit unterscheiden.
Ferner kann die Fehlerposition (die Reflektionsposition) exakt erkannt werden.

[B] ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM

In dem folgenden Abschnitt wird die zweite bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 10 beschrieben.
Fig. 10 ist ein Blockschaltbild, das ein optisches Übertragungssystem zeigt, das eine Fehlerunterscheidungseinrichtung und ein Verfahren gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der in Fig. 3 gezeigten ersten Ausführungsform darin, daß ein in der zweiten Ausführungsform verwendetes optisches Filter 19 zwischen dem optischen Sender 1 und dem optischen Koppler 10 eingefügt ist. Das optische Filter 19 weist eine zu dem in Fig. 4 gezeigten Filter identische Konstruktion auf, unterscheidet sich aber von dem letzteren in dem Punkt, daß der Filterwinkel θ entsprechend dem Betrag der Reflektionsdämpfung von nicht weniger als 37 dB eingestellt ist, d.h. in der Größenordnung von ungefähr 9 Grad.
Zusätzlich zu den Wirkungen der ersten bevorzugten Ausführungsform weist ein Fehlerunterscheidungssystem gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform den Vorteil auf, daß verhindert wird, daß Lichtaussendeeinrichtungen und fotoempfindliche Einrichtungen in einem optischen Übertragungssystem bei einer hohen Intensität des Testimpulslichts λt ausfallen, weil ein ungünstiger Einfluß des reflektierten Lichts auf den optischen Sender beseitigt wird.

[C] DRITTE AUSFÜHRUNGSFORM

In den folgenden Abschnitt wird die dritte bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 11 bis 15 beschrieben.
Fig. 11 ist ein Blockschaltbild, das ein optisches Übertragungssystem zeigt, das eine Fehlerunterscheidungseinrichtung und ein Verfahren gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet.
Die Hauptunterschiede zwischen der dritten Ausführungsform und der in Fig. 10 gezeigten zweiten Ausführungsform bestehen darin, daß ein eins-zu-n optischer Teiler 20, beispielsweise ein Koppier vom Stern-Typ in die faseroptischen Kabel eingefügt ist und das n optische Empfänger 3-1, 3-2, 3-3 in den Teilnehmerleitungen über verzweigende faseroptische Kabel 2-1, 2-2, 2-n mit den Teilnehmer-Eingangsports des eins-zu-n optischen Teilers 20 verbunden sind und Unterscheidungseinrichtungen 11-1, 11-2, 11-n des Filter-Typs vom optischen Typ jeweils in die verzweigenden faseroptischen Kabel 2-1, 2-2, 2-n direkt vor den optischen Empfängern eingefügt sind. Abstände zwischen den optischen Empfängern 3-1, 3-2, 3-n, die in jeder Wohnung und jedem Büro des Teilnehmers angeordnet sind, und dem optischen Teiler 20 unterscheiden sich allgemein voneinander.
Auf Grundlage der jeweiligen unterschiedlichen Abstände von der Impulstestvorrichtung 6 zu der Fehlerunterscheidungseinrichtung 11-1, 11-2, 11-n des optischen Filter-Typs werden deshalb die jeweiligen unterschiedlichen Daten über Reflektionspositionen gesammelt.
Fig. 12 ist ein Graph, der die Intensität (Pegel) des reflektierten Testimpulslichts und einen Abstand von einer Impulstestvorrichtung 6 zu einer Fehlerunters cheidungseinrichtung des optischen Filter-Typs (Reflektionsposition) zeigt, die vorher durch die Lichtimpulstestvorrichtung 6 in den normalen Zuständen der optischen Pfade 2, 2-1, 2-2, 2-n erfaßt wurden. Es sei angenommen, daß festgestellt wurde, daß zwei oder mehrere der oben erwähnten Abstände gleich zueinander sind, wobei diese Abstände auf die Länge des Kabels, beispielsweise des Verbinders mit eingebettetern Filter, der in Fig. 18(a) gezeigt ist, eingestellt werden.
In Fig. 12 bezeichnen l&sub1;, l&sub2; und ln (l&sub1;, l&sub2;, ln) in der X-Achse Abstände von der Impulstestvorrichtung 6 zur jeweiligen Reflektionsposition entsprechend einer ansteigenden Größe der Länge von dem optischen Teiler 20 zu der Fehlerunterscheidungseinrichtung 11-1, 11-2 und 11-n des optischen Filter-Typs. Ferner bezeichnen in Fig. 12 y&sub1;, y&sub2; und ym Reflektionsintensitäten (Pegel) des reflektierten Testimpulslichts entsprechend der obigen Abstände l&sub1;, l&sub2; und lm. Beispielsweise wird festgestellt, daß die Reflektionsintensität y&sub1; diejenige des reflektierten Testimpulslichts von der Fehlerunterscheidungseinrichtung des optischen Filter-Typs ist, die für den Teilnehmer eingerichtet ist, der am nächsten zu dem optischen Teiler 20 ist. Ferner wird festgestellt, daß die Reflektionsintensität ym diejenige des reflektierten Testimpulslichts von der Fehlerunterscheidungseinrichtung des optischen Filter-Typs ist, die für den Teilnehmer eingestellt ist, dessen nächster Abstand zu dem optischen Teiler 20 an m-ter Stelle ist.
Fig. 13 ist ein Graß, der das gemessene Ergebnis der Reflektionsdämpfung von der Impulstestvorrichtung 6 für das Testimpulslicht zeigt, das von der gebrochenen Position auf dem verzweigenden faseroptischen Kabel 2-2 reflektiert wird, das den zweiten Teilnehmer und den optischen Teiler 20 verbindet. Wie in dieser Figur gezeigt, ist der gemessene Wert der Reflektionsintensität y&sub2; unter einem Rauschpegel und eine Fresnel Reflektion y&sub2;' in einem Abstand l&sub2;' wird erfaßt. Demzufolge wird durch die gleiche Figur festgestellt, daß die Fehlerposition der Punkt eines Abstands l&sub2;' in dem verzweigenden faseroptischen Kabel 2-2 ist. Andererseits ist Fig. 14 ein Graph, der das gemessene Ergebnis einer Reflektionsdämpfung durch eine Testvorrichtung 6 für das Testimpulslicht zeigt, das von der gebrochenen Position eines faseroptischen Kabels 2 zwischen dem optischen Koppler 10 und dem optischen Teiler 20 reflektiert wird. In dem letzteren Fall ist die Meßwert der Intensität des Testimpulslichts, das von jeder Fehlerunterscheidungseinrichtung 11-1, 11-2, und 11-n des optischen Filter-Typs reflektiert wird, unter einem Rauschpegel und es wird eine neue Fresnel Reflektion y&sub0;' an dem Bruchpunkt zwischen dem optischen Teiler 20 und der Impulstestvorrichtung 6 (0-ls) erfaßt. Demzufolge wird festgestellt, daß die Fehlerposition der Punkt in einem Abstand l&sub2;' in dem faseroptischen Kabel 2 vor dem optischen Teiler 20 ist.
Als nächstes wird der Betrieb des Verfahrens gemäß der dritten bevorzugten Ausführungsform wie voranstehend beschrieben unter Bezugnahme auf das in Fig. 15 gezeigte Flußdiagramm beschrieben.
Wenn die Störung in dem optischen Übertragungssystem auftritt, wird ein Alarmsignal von dem optischen Sender 1 oder von einem der optischen Empfänger 3-1, 3-2 und 3-n erzeugt. Eine Überprüfungseinrichtung empfängt das Alarmsignal und wird über die Störung informiert und versetzt die Lichtimpulstestvorrichtung 6 einen Betrieb (Schritt SBI). Dann geht die CPU 12 zum Schritt SB2. Im Schritt SB2 leitet die CPU 12 das von der Lichtimpulstestvorrichtung 6 emittierte Testimpulslicht λt in den Übertragungspfad (die optische Faser 2) ein und erfaßt die Intensität des Testimpulslichts, das von jeder Unterscheidungseinrichtung 11-1, 11-2 und 11-n des Filter-Typs zurückreflektiert wird, und die Reflektionsposition. Im nächsten Schritt SB3 liest die CPU 12 jeweils die gemessenen Werte (jede Intensität des reflektierten Testimpulslichts, jede Reflektionsposition) in dem voranstehend erwähnten normalen Zustand aus der Datenbank 13 aus.
Im Schritt SB2 vergleicht die CPU 12 die Werte (normale Daten), die aus der Datenbank 13 ausgelesen werden, mit den Werten (abnormalen Daten), die bezüglich der jeweiligen Unterscheidungseinrichtung 11-1, 11-2 und 11-n vom Filter-Typ erfaßt werden. Im Schritt SB4 beurteilt die CPU 12 zunächst, ob wenigstens ein Unterschied zwischen dem normalen Zustand und dem abnormalen Zustand hinsichtlich der Intensität des reflektierten Testimpulslichts auftritt. Wenn [JA] als Folge der Beurteilung bestimmt wird, d.h., wenn wenigstens ein Unterschied erfaßt wird, dann geht die CPU 12 zum Schritt SB5. Im Schritt SB5 beurteilt die CPU 12, ob die Anzahl von Unterschieden der Anzahl n von verzweigenden faseroptischen Kabeln 2-1, 2,2, 2-n, d.h. der Anzahl von Teilnehmern, gleicht oder nicht. Wenn das Ergebnis der Beurteilung [JA] ist, d.h., wenn die Anzahl der Unterschiede gleich der Anzahl n von verzweigenden faseroptischen Kabeln 2-1, 2-2, 2-n ist, bewegt sich die CPU 12 zum Schritt SB7. Im Schritt SB7 bestimt die CPU 12, daß die Ursache des Fehlers in dem faseroptischen Kabel 2 vor dem optischen Teiler (Sternkoppler) 20 existiert und erkennt, daß die Fehlerposition eine neue Reflektionsposition ist. Die CUP 12 gibt die Ergebnisse einer Unterscheidung und Erkennung aus.
Wenn andererseits im Schritt SB5 das Ergebnis der Beurteilung [NEIN] ist, d.h., wenn die Anzahl der Unterschiede der Anzahl n von verzweigenden faseroptischen Kabeln 2-1, 2-2, 2-n nicht gleicht, dann geht die CPU 12 zum Schritt SB8. Im Schritt SB8 beurteilt die CPU 12, ob ein Unterschied zwischen dem normalen Zustand und dem abnormalen Zustand hinsichtlich der Reflektionsposition des reflektierten Testimpulslichts auftritt oder nicht. Wenn das Ergebnis einer Beurteilung [NEIN] ist, d.h., wenn die Reflektionsposition nicht verschoben ist, dann geht die CPU 12 zum Schritt SB9. Im Schritt SB9 bestimmt die CPU 12, daß die Ursache des Fehlers in einem verzweigenden faseroptischen Kabel für einen Teilnehmer hinter dem optischen Teiler 20 existiert und erkennt, daß die Fehlerposition an einem Anderungspunkt einer Reflektionsintensität ist, d.h. benachbart zu der Unterscheidungseinrichtung vom Filter-Typ, die mit dem obigen einen verzweigenden faseroptischen Kabel verbunden ist.
Die CPU 12 gibt die Ergebnisse einer Unterscheidung und Erkennung aus. Hierbei ist bereits eine Beschreibung bezüglich eines Verfahrens gegeben worden, das das gebrochene Kabel von den mehreren verzweigenden faseroptischen Kabeln 2-, 2-2 und 2-n unter Bezugnahme auf Fig. 13 erfaßt.
Wenn andererseits im Schritt SB8 ds Ergebnis einer Beurteilung [JA] ist, d.h., wenn sich die Reflektionsposition verschoben hat, dann bewegt sich die CPU 12 zum Schritt SB10. Im Schritt SB10 bestimmt die CPU 12, daß die Ursache des Fehlers in einem verzweigenden faseroptischen Kabel für einen Teilnehmer hinter dem optischen Teiler 20 existiert und erkennt, daß die Fehlerposition eine neue Reflektionsposition ist. Die CPU 12 gibt die Ergebnisse einer Bestimmung und Unterscheidung aus.
Wenn andererseits im Schritt SB4 [NEIN] als Folge der Beurteilung bestimmt wird, d.h., wenn kein Unterschied erfaßt wird, dann geht die CPU 12 zum Schritt SB6. Im Schritt SB6 beurteilt die CPU 12, ob ein Unterschied zwischen dem normalen Zustand und dem abnormalen Zustand hinsichtlich der Reflektionsposition des reflektierten Testimpulslichts auftritt oder nicht. Wenn das Ergebnis der Beurteilung [JA] ist, d.h., wenn die CPU 12 eine Verschiebung in der Reflektionsposition erfaßt, dann geht die CPU 12 zum Schritt SB11. Im Schritt SB11 bestimmt die CPU 12, daß die Ursache des Fehlers in einem verzweigenden faseroptischen Kabel für einen Teilnehmer hinter dem optischen Teiler 20 existiert und erkennt, daß die Fehlerposition eine neue Reflektionsposition ist. Die CPU 12 gibt die Ergebnisse einer Bestimmung und Erkennung aus.
Wenn andererseits im Schritt SB6 das Ergebnis der Beurteilung [NEIN] Reflektionsposition nicht erfaßt, dann geht die CPU 12 zum Schritt SB12. Im Schritt SB12 bestimmt die CPU 12, daß die Ursache des Fehlers in dem entsprechenden optischen Empfänger existiert, und die CPU 12 gibt das Ergebnis einer Unterscheidung aus.
Gemäß der dritten bevorzugten Ausführungsform kann einfach eine klare und getrennte Unterscheidung einer Fehlerposition in verzweigenden optischen Pfaden erreicht werden.
In der vorliegenden Erfindung können der optische Sender 1 und der optische Empfänger 3, die in den Fig. 3, 10 und 11 gezeigt sind, vertauscht werden.
Obwohl in den obigen Ausführungsformsformen die Beschreibung für die Anzahl von optischen Fasern in dem Kabel 2 weggelassen ist, weil in der Realität das Kabel 2 durch ein Bündel von optischen Fasern gebildet ist, wird eine Auswahl von einer oder mehreren optischen Fasern benötigt.
Deshalb wird ein optisches Matrixschalter zwischen den optischen Koppler 10 und die Lichtimpulstestvorrichtung 6 eingefügt.
Somit kann gemäß der obigen Ausführungsformen eine Unterscheidung eines Fehlers in einer regulären Ordnung für jeweilige optische Fasern deutlich und automatisch durch eine Fernsteuerung ausgeführt werden.
Obwohl in der oben beschriebenen bevorzugten ersten Ausführungsform der Filterwinkel θ des optischen Filters 14 in dem Bereich von 1,4 bis 2,8 Grad eingestellt ist, der der am besten geeignete Wert für den Filterwinkel θ ist, ist der Filterwinkel θ gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf den Bereich zwischen 1,4 bis 2,8 Grad beschränkt.
Die Fig. 16 bis 20 sind Graphen, die jeweils einen Betrag einer Reflektionsdämpfung auf Grundlage des Berechnungsergebnisses als Funktion des Filterwinkels zeigen. Von diesen Figuren ist Fig. 16 ein Graph, der den Zusammenhang zwischen dem Betrag einer Reflektionsdämpfung und dem Filterwinkel θ zeigt, wobei der Brechnungsindex n des Mantels in dem Bereich von 1,3 bis 1,6 verändert wird, wobei die Fleckgröße W des faseroptischen Kabels auf 5,0 µm und die Wellenlänge λ des Lichts auf 1,55 µm festgelegt ist. Fig. 17 ist ein Graph, der den Zusammenhang zwischen dem Betrag der Reflektionsdämpfung und dem Filterwinkel θ zeigt, wobei die Fleckgröße W in dem Bereich von 4,5 bis 5,25 µm verändert wird und der Brechungsindex n auf 1,5 und die Wellenlänge λ auf 1,55 µm festgelegt ist.
Fig. 18 ist ein Graph, der den Zusammenhang zwischen dem Betrag einer Reflektionsdämpfung und dem Filterwinkel zeigt, wobei die Wellenlänge λ in dem Bereich von 1,2 bis 1,7 µm verändert wird und der Brechungsindex n auf 1,5 und die Fleckgröße W auf 5,0 µm festgelegt ist.
Wie in den Fig. 16 bis 18 gezeigt, ist bei dem Brechungsindex n in dem Bereich von 1,4 bis 1,6, der Fleckgröße W innerhalb des Bereiches von 4,25 bis 5,25 µm und der Wellenlänge λ in dem Bereich von 1,2 bis 1,7 µm der maximale geeignete Wert für den Filterwinkel θ 3,88 Grad bei dem Brechungsindex n = 1,4, der Fleckgröße W = 4,25 µm und der Wellenlänge λ 1,7 µm. Fig. 19 ist ein Graph, der den Zusammenhang zwischen dem Betrag der Reflektionsdämpfung und dem Filterwinkel θ bei dem Brechungsindex n = 1,4, der Fleckgröße W 4,25 µm und der Wellenlänge λ 1,7 µm zeigt. Demzufolge wird das Licht in der Wellenlänge λ = 1,7 µm als das Testlicht λt verwendet.
In ähnlicher Weise ist der minimale geeignete Wert für den Filterwinkel θ 1,14 Grad bei dem Brechungsindex n = 1,6, der Fleckgröße W = 5,25 µm und der Wellenlänge λ = 1,2 µm. Fig. 20 ist ein Graph, der den Zusammenhang zwischen dem Betrag der Reflektionsdämpfung und dem Filterwinkel θ bei dem Brechungsindex n 1,6, der Fleckgröße W = 5,25 µm und der Wellenlänge λ = 1,2 µm zeigt. Demzufolge wird das Licht mit der Wellenlänge λ = 1,2 µm als das Kommunikationsucht λO verwendet.
Wenn die Kombination der Fleckgröße und der Wellenlänge geeignet ist, wird demzufolge der am besten geeignete Wert des Filterwinkels θ auf einen Bereich zwischen 1,14 bis 3,9 Grad hin erweitert.
Obwohl in der obigen Beschreibung der am besten geeignete Wert des Filterwinkels θ hinsichlich des System-Spielraums bestimmt wird, wird der maximale geeignete Wert für den Filterwinkel θ für den Fall, daß der Spielraum der Verluständerung in dem System nicht berücksichtigt werden kann, weiter auf 4,7 Grad vergrößert, bei dem der Lichtimpulsempfänger 9 das reflektierte Licht in dem Betrag 14,3 dB der Reflektionsdämpfung für die gebrochene optische Faser erfassen kann. Für den Fall, daß eine Welligkeit in dem optischen Filter nicht auftritt, ist der minimale geeignete Wert für den Filterwinkel θ ferner 0 Grad.
Für den Fall, daß der Spielraum der Verluständerung in dem System nicht berücksichtigt werden kann, wird demzufolge der am besten geeignete Wert für den Filterwinkel θ weiter auf den Bereich zwischen 0 bis 4,66 Grad hin erweitert.

Claims

1. Fehlerunterscheidungseinrichtung zum Unterscheiden der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Fehlers in einem optischen Übertragungssystem (1, 2; 3, 3-1 bis 3-n) umfassend ein faseroptisches Kabel (2) zur Übertragung eines optischen Kommunikationssignallichts mit einer ersten Wellenlänge (λO) und ein weiteres optisches Empfängersystem (1, 3, 3-1 bis 3-n), das damit zum Empfang eines optischen Kommunikationssignallichts der ersten Wellenlänge (λO), das in das faseroptische Kabel eingegeben wird, verbunden ist, umfassend:

a) eine Lichtimpulstestvorrichtung (6, 12, 13) zum Erzeugen eines optischen Testimpulslichts, das eine zweite Wellenlänge (λt) zum Erfassen einer Fehlerposition aufweist und sich von dem optischen Kommunikationssignallicht unterscheidet;

b) einen optischen Koppler (10) zum Einleiten des optischen Testimpulslichts in das faseroptische Kabel (2) an einem Ende davon, an dem das weitere optische Empfängersystem (1, 3, 3-1 bis 3-n) nicht angeschlossen ist;

c) ein optisches Filter (11, 14), das von dem weiteren optischen Empfängersystem (1, 3, 3-1 bis 3-n) angeordnet wird, zum Führen des optischen Kommunikationssignallichts (λO) an das weitere optische Empfängersystem (1, 3, 3-1 bis 3-n) und zum Filtern des optischen Testimpulslichts (λt); d) wobei die Lichtimpulstestvorrichtung (6, 12, 13) ferner dafür vorgesehen ist, um ein optisches Testimpulslicht (λt) zu empfangen&sub1; das durch den optischen Koppler (10) in das faseroptische Kabel (2) zurückreflektiert wird;

dadurch gekennzeichnet, daß

e) das optische Filter (14) vorgesehen ist, um die Rückreflektion der optischen Testimpulses (λt) in das faseroptische Kabel (2) hinein durch Bilden eines Winkels zwischen 0 bis 4,7 Grad bezüglich einer Ebene senkrecht zu der Längsachse des faseroptischen Kabels (2) zu verursachen, so daß es die Wellenlänge (λt) des optischen Testimpulses reflektieren und die Wellenlänge (λO) des optischen Kommunikationssignallichts transmittieren kann; und

f) wobei die Lichtimpulstestvorrichtung (6, 12, 13) eine Speichereinrichtung (13) umfaßt, um Intensitäts- und Reflektionspositions-Daten von reflektiertem Testimpulslicht (λt), die in einem normalen Zustand des optischen Übertragungssystems (1, 2; 3, 3-1 bis 3-n) gemessen werden, zu speichern, und ferner dafür vorgesehen ist, um die gespeicherten Daten mit der Intensität und der Zeitposition des reflektierten Testimpulslichts (λt) zu vergleichen und einen Fehler zu bestimmen, wenn eine Änderung in der Intensität und/oder Zeitposition auftritt.

2. Fehlerunterscheidungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres optisches Filter (19) mit einem identischen Aufbau wie das optische Filter (11, 14) in das faseroptische Kabel (2) vor einer Position, an der der optische Koppler (10) vorgesehen ist, eingefugt ist.

3. Fehlerunterscheidungseinrichtung nach Anspruch 1, zum Unterscheiden der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Fehlers in einem optischen Übertragungssystem (1, 2; 3, 3-1 bis 3-n) umfassend ein faseroptisches Kabel (2) und eine Vielzahl von verzweigenden optischen Fasern (2-1 bis 2-n), die mit dem faseroptischen Kabel (2) über einen optischen Teiler (20) verbunden sind, zur übertragung von optischem Kommunikationssignallicht mit einer ersten Wellenlänge (λO), und eine Vielzahl von weiteren optischen Empfängersystemen (1, 3, 3-1 bis 3- n), die jeweils mit den verzweigenden optischen Fasern (2-1 bis 2-n) zum Empfangen eines optischen Kommunikationssignallichts der ersten Wellenlänge (λO), das dem faseroptischen Kabel (2) eingegeben wird, verbunden sind, wobei jeweilige Längen der verzweigenden optischen Fasern (2-1 bis 2-n) sich untereinander unterscheiden; wobei

a) die Lichtimpulstestvorrichtung (6, 12, 13) vorgesehen ist, um eine Vielzahl von optischen Testimpuislichtern mit zweiten Wellenlängen (λt) zu erzeugen, um eine Fehlerposition in jeweiligen verzweigenden optischen Fasern (2-1 bis 2-n), die sich von der Wellenlänge (λO) des optischen Kommunikationssignallichts unterscheiden, aufweisen;

b) eine Vielzahl von optischen Filtern (11-1 bis 11-n, 14) jeweils von den weiteren optischen Empfängersystemen (1, 3, 3-1 bis 3-n) angeordnet sind, zum Führen des optischen Kommunikationssignallichts (λO) an die weiteren optischen Empfängersysteme (1, 3, 3-1 bis 3-n) und zum Verursachen einer Rückreflektion der jeweiligen optischen Testimpulse (λt) in die jeweiligen verzweigenden optischen Fasern (2-1 bis 2-n) hinein durch Bilden eines jeweiligen Winkels von zwischen bis 4,7 Grad bezüglich einer Ebene senkrecht zu der Längsachse des verzweigenden faseroptischen Kabels (2-1 bis 2-n), so daß es die jeweilige Wellenlänge (λt) des jeweiligen optischen Testimpulses reflektieren und die Wellenlänge (λO) des optischen Kommunikationssignallichts transmittieren kann; und

c) die Speichereinrichtung (13) vorgesehen ist, um Intensitäts- und Reflektionspositions-Daten einer Vielzahl von reflektierten Testimpulslichtern (λt), die in einem normalen Zustand des optischen Übertragungssystems (1, 2; 3, 3-1 bis 3-n) gemessen werden, zu speichern, wobei die Lichtimpulstestvorrichtung (6, 12, 13) vorgesehen ist, um die gespeicherten Daten mit der Intensität und Zeitposition des jeweiligen reflektierten Testimpulslichts (λt) zu vergleichen und um einen Fehler in einem faseroptischen Kabel (2), einer verzweigenden optischen Faser (2-1, 2-n) oder einem der optischen Empfängersysteme (3-1 bis 3-n) zu bestimmen, wenn eine Änderung in der Intensität und/oder der Zeitposition auftritt.

4. Fehlerunterscheidungseinrichtung (11, 11-1 bis 11-n) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet&sub1; daß die ersten und zweiten Lichtkomponenten (λt und λO) in einem Wellenlängenbereich von 1,2 bis 1,7 µm sind.

5. Fehlerunterscheidungseinrichtung (11, 11-1 bis 11-n) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Brechungsindex eines Mantels der optischen Faser (17) von 1,4 bis 1,6 ist.

6. Fehlerunterscheidungseinrichtung (11, 11-1 bis 11-n) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fleckgröße der optischen Faser von 4,25 bis 5,25 µm ist.

7. Fehlerunterscheidungseinrichtung (11, 11-1 bis 11-n) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fleckgröße der optischen Faser (17) von 4,25 bis 5,25 µm ist, daß ein Brechungsindex eines Mantels der optischen Faser (17) 1,4 bis 1,6 ist,und daß die ersten und zweiten Lichtkomponenten (λt und λO) in einem Wellenband mit einer Wellenlänge von 1,2 bis 1,7 µm sind.

8. Fehlerunterscheidungseinrichtung (11, 11-1 bis 11-n) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem optischen Filter (14) zum Reflektieren der ersten Lichtkomponente (λt) und zum Transmittieren der zweiten Lichtkomponente (λO) die Wellenlänge der ersten Lichtkomponente (λt) relativ länger und die Wellenlänge der zweiten Lichtkomponente (λO) relativ kürzer ist.

9. Fehlerunterscheidungseinrichtung (11, 11-1 bis 11-n) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem optischen Filter (14) zum Reflektieren einer ersten Lichtkomponente (λt) und zum Transmittieren einer zweiten Lichtkomponente (λO) die Wellenlänge der ersten Lichtkomponente (λt) von 1,50 bis 1,60 µm ist und, daß die Wellenlänge der zweiten Lichtkomponente (λO) von 1,25 bis 1,35 µm ist.

10. Fehlerunterscheidungseinrichtung (11, 11-1 bis 11-n) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Filter (14) in die optische Faser (17) eingestellt auf einen Bereich von 1,4 bis 2,8 Grad gegen eine Ebene senkrecht zu einer Achse der optischen Faser (17) eingefügt ist.

11. Fehlerunterscheidungsverfahren zum Unterscheiden der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Fehlers in einem optischen Übertragungssystem (1, 2; 3, 3-1 bis 3-n) umfassend ein faseroptisches Kabel (2) zur Übertragung eines optischen Kommunikationssignallichts mit einer ersten Wellenlänge (λO) und ein weiteres optisches Empfängersystem (1, 3, 3-1 bis 3-n), das damit zum Empfang von optischem Kommunikationssignallicht der ersten Wellenlänge (λO), das dem faseroptischen Kabel (2) eingegeben wird, verbunden ist, umfassend die folgenden Schritte:

a) Erzeugen eines optischen Testimpulslichts, das eine zweite Wellenlänge (λt) zum Erfassen einer Fehlerposition aufweist und sich von dem optischen Kommunikationssignallicht unterscheidet, mittels einer Lichtimpulstestvorrichtung (6, 12, 13);

b) Einleiten, über einen optischen Koppler (10), des optischen Testimpulslichts in das faseroptische Kabel (2) an einem Ende davon, an dem das weitere optische Empfängersystem (1, 3, 3-1 bis 3-n) nicht angeschlossen ist;

c) Führen des optischen Kommunikationssignallichts (λO) an das weitere optische Empfängersystem (1, 3, 3-1 bis 3-n) und Filtern des optischen Testimpulslichts (λt) mittels eines optischen Filters (11, 14), das von dem weiteren optischen Empfängersystem (1, 3, 3-1 bis 3-n) angeordnet wird; und

d) Empfangen eines optischen Testimpulslichts (λt), das durch den optischen Koppler (10) in das faseroptische Kabel (2) zurückreflektiert wird, durch die Lichtimpulstestvorrichtung (6, 12, 13);

gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

e) Reflektieren der Wellenlänge (λt) des optischen Testimpulses und Transmittieren der Wellenlänge (λO) des optischen Kommunikationssignallichts durch das optische Filter (14), das dafür vorgesehen ist, die Rückreflektion des optischen Testimpulses (λt) in das faseroptische Kabel (2) hinein durch Bilden eines Winkels zwischen 0 bis 4,7 Grad bezüglich einer Ebene senkrecht zu der Längsachse des faseroptischen Kabels (2) zu bewirken; und

f) Vergleichen der Daten, die in einer Speichereinrichtung (13) der Lichtimpulstestvorrichtung (6, 12, 13) gespeichert sind und sich auf Intensitäts- und Reflektionspositions-Daten des reflektieren Testimpulslichts (λt), die in einem normalen Zustand des optischen Übertragungssystems (1, 2; 3, 3-1 bis 3-n) gemessen werden, beziehen, mit der Intensität und der Zeitposition des reflektierten Testimpulslichts (λt), und Unterscheiden eines Fehlers, wenn eine Änderung in wenigstens in der Intensität und/oder Zeitposition auftritt.