JP3150997B2 - 遠隔測定の方法およびシステム - Google Patents

遠隔測定の方法およびシステム

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は遠隔測定に、および特に
連結された光増幅器システムに適するアナログ遠隔測定
システムおよび方法に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】特別
にドープされたファイバ或いは半導体材料に基いた光増
幅器のようなものは、おそらく将来の長い送信距離の光
ファイバケーブルの伝送方路に使用されるようになるで
あろう。何故なら、それらはそこへかなりの強化を提供
できるからである。それらは光信号を直接増幅し、そし
てそれ故に完全な３Ｒ（re-shaping,re-timing,re-gene
ration、再形成、再調時、再生）信号送信を実行する必
要性を排除することによって中間の中継器段階を単純化
することができるであろう。複数の光増幅器を含むシス
テムは、どこに故障が発生したかを診断するための、お
よびこの情報をシステムのターミナルステーションのも
のと照会するためのある設備を有するべきである。
【０００３】
【課題を解決するための手段】本発明の一態様によっ
て、光出力を有する送信ターミナルと光送信パスと前記
光送信パスに一列に連結されて配置され夫々の光ファイ
バ増幅器を組み込んでいる複数の光増幅器ステーション
と受信器ターミナルとを具備する光送信システムで使用
するためのアナログ遠隔測定システムが提供されてお
り、その遠隔測定システムは、送信ターミナルに配置さ
れ、光送信パスに送信された光信号に監視トーンを重畳
する為の第一変調手段と、夫々が前記増幅器ステーショ
ンに配置され、その増幅器の出力に前記監視トーンの周
波数と異なる周波数で該増幅器ステーション独特の周波
数の危難トーンを重畳する事が出来る別の変調手段と、
夫々が前記増幅器ステーションに配置され、その増幅器
ステーションで受信された光信号に監視トーン及び何か
一つの前記危難トーンが存在するかを検知出来るトーン
検知手段とを具備しており、夫々の増幅器ステーション
は、その増幅器ステーションの増幅器への入力信号が監
視トーンも先行する増幅器ステーションからの危難トー
ンも含有しない場合のみ、夫々の独特の危難トーンをそ
の増幅器からの出力に重畳する事が可能であり、又故障
の無い場合は受信器ターミナルで受信された通信信号に
監視トーンが含まれており、故障の場合には受信器ター
ミナルで受信された通信信号に故障が検知された増幅器
ステーションを示す単一の危難トーンが含まれている、
様なアナログ遠隔測定システムである。
【０００４】本発明の別の態様によって、光出力を有す
る送信ターミナルと光送信パスと前記光送信パスに一列
に連結されて配置され夫々の光ファイバ増幅器を組み込
んでいる複数の光増幅器ステーションと受信器ターミナ
ルとを具備する光送信システムで使用するためのアナロ
グ遠隔測定方法が提供される。この方法は、送信ターミ
ナルから光パスへの通信信号出力を監視トーンで変調す
る事と、最初の光増幅器ステーションで監視トーンが存
在するか存在しないかを検知し、若し前記監視トーンが
存在しなければ該増幅器ステーションで増幅された通信
信号を該増幅器ステーション独特の周波数の危難トーン
で変調する事と、続く夫々の増幅器ステーションで受信
した光通信信号の中に監視トーン或いは先行する増幅器
からの危難トーンの何れかの存在を検知し、若し何れの
トーンも存在しなければ該増幅器ステーションで増幅さ
れた通信信号を該増幅器ステーション独特の夫々の周波
数の危難トーンで変調する事との、ステップを具備して
おり、このアナログ遠隔測定方法は、故障の無い場合は
受信器ターミナルで受信された通信信号に監視トーンが
含まれる様にし、故障の場合には受信器ターミナルで受
信された通信信号に故障が検知された増幅器ステーショ
ンを示す単一の危難トーンが含まれている様にする。
【０００５】
【実施例】長い送信距離の光ファイバ送信システムで
は、ファイバ部分の損失およびファイバと増幅器の結合
のようなそれらにある許容度を有するであろう多くのパ
ラメータが存在する。それ故にシステムの各段階から必
要とされる正確な利得は、増幅器出力の信号を望ましい
レベルで維持することを必要とするであろう。これは、
それぞれの個々の増幅器に基いて自動利得制御（ＡＧ
Ｃ）信号のある形を必要とする。図１に示されたＡＧＣ
ループの単純な形は、通常のエルビウムでドープされた
シリカ光ファイバ増幅器のためのものである。ターミナ
ルステーションで送信器レーザ（図示されない）から送
信されて受信された光信号は２において入力され、増幅
された光信号は３において出力される。増幅器からの出
力の少しの部分はファイバカプラ４を介して採り出さ
れ、そしてそこから自然放出をフィルタするように作用
する狭帯域光フィルタ５に印加される。６で検知される
この自然放出は、ポンプレーザ７を駆動するために使用
される。ポンプレーザ７の光出力は、ファイバカプラ８
を介して増幅ファイバ１に結合される。図１に示された
単純なＡＧＣの実施の際には検知された自然放出によっ
て生成された電圧は基準電圧と単純に比較され、そして
ポンプレーザが適切に駆動される。
【０００６】本発明によって提案された遠隔測定システ
ムは、図１を参照して記載されたような光のＡＧＣルー
プと協力して実施されることができる。光増幅器を必要
とする遠隔測定およびＡＧＣ回路は図２に示されてお
り、図２は適切な部分では図１と同じ参照符号を使用し
ている。監視トーンは約100kHzの周波数で光データに重
畳される。これは光増幅器（ファイバ１）のクロストー
ク遮断周波数の一寸上であり、そしてそれ故にポンプと
の相互作用を通して光利得制御システムには影響を及ぼ
さないであろう。監視トーンはターミナルステーション
の送信器レーザ（図示されない）に印加される。監視ト
ーンは、ＡＧＣの目的のために信号を検知するのに使用
される狭帯域フィルタ５および検知器６のようなものを
通して信号中間取出口から拾い上げられることができ
る。検知されたトーンの周波数は同期検知回路10で、水
晶発振器11によるその出力と比較される。連鎖の第１の
増幅器に対しては、振動周波数は監視トーンのものであ
り制御ユニット12は必要とされない。連続する増幅器に
対しては、発振器11は制御ユニットによって異なった周
波数に切換え可能である。切換え可能な水晶発振器の場
合では、それは最初に監視トーンの周波数を出力する。
もし周波数が同じならば監視トーンの存在は確認されそ
れ故にその特定の増幅器までの連続した光パスが存在す
ることが確認される。この場合、監視トーンおよび光デ
ータ信号は両方とも光増幅され、そして送信のための３
での出力は次の増幅器に至るライン（光送信ファイバ）
に下される。
【０００７】もし監視トーンが連鎖内の第１の増幅器に
存在しないならば、その増幅器に至る光パスがつながっ
ていないことを意味する。そしてこの増幅器は受信ター
ミナルへ故障を警告することを必要とし、そして監視ト
ーンとは異なった周波数で危難トーンをシステム内の連
続する増幅器に送り出すことによってこれを行うことが
できる。これは危難トーン発振器13によって発振される
ような低周波数変調を、ファイバ増幅器１からの自然放
出に転送しそして受信ターミナルステーションに至るそ
のラインに中継する増幅器ポンプレーザ７上へ重畳する
ことによって為されることができる。もし監視トーンが
存在するならば、ラッチ（スイッチユニット）14は連鎖
の第１の増幅器の同期検知回路10によって開放状態に保
持される。もしそれが検知されないならば、ラッチは危
難トーン発振器13内にスイッチで切換わり危難トーン変
調をポンプレーザ７に印加する。危難トーンは各増幅器
にとって独特のものである。
【０００８】もし監視トーンが第１の増幅器に存在しな
いならば、第２の増幅器は第１の増幅器に連結された危
難トーンを受信するであろう。第２のおよび続く増幅器
は、切換え可能な水晶発振器11と、発振器にスイッチを
入れるように作用して最初に監視トーン周波数をそして
続いて先行する各増幅器の危難トーン周波数を出力する
制御ユニット12とを具備する。もしいずれかのこれらの
トーンが存在するならば、その増幅器はそれ自身のトー
ンは発しないが受信された信号を単純に増幅する。した
がって受信ターミナルでは、単一トーンが受信されるで
あろう。そのトーンは監視トーンであるか、或いは監視
トーンが欠如した連鎖内の最初の増幅器からの危難信号
かである。したがってシステムの故障位置は容易に決定
されることができる。連鎖の最後の増幅器と受信器ター
ミナルとの間にシステム故障がある場合は、監視或いは
危難トーンは受信されないであろう。このような方法／
システムは受信器ターミナルで比較的単純な診断電子工
学を必要とするが、増幅器に配置されるための一定量の
知能を必要とする。独国特許第 9013512.0号別出願明細
書（M J Pettit - A J Hadjifotiou 2-1）に開示された
遠隔測定方法／システムと比較すると、この出願のもの
は受信器ターミナルでより少ない診断電子工学を必要と
するが増幅器でより多くの知能を必要とし、海底システ
ムの場合は水面下であるので容易にはアクセスできな
い。
【０００９】まとめて言えば、上述されたアナログ遠隔
測定システム／方法は、監視トーンが入来光信号上に存
在するかどうかを検知することを含む。もし監視トーン
が存在しないならば、先行する増幅器からのいずれかの
危難トーンの存在がチェックされる。もし何等かのこれ
らのトーンが存在するならば信号は通常の方法で増幅さ
れ、もしトーンがないならばその増幅器に対して独特の
トーンが光ポンプを変調することによって自然放出され
る。
【００１０】トーンの周波数割当ては注意して決定され
ることが必要とされる。それはＡＧＣ制御ループ帯域幅
の上側に、そしてポンプ変調がもはや自然出力に転送さ
れない周波数よりも下側にあるべきである。実現可能な
周波数割当て範囲は図３に示されている。本発明は特に
光ファイバ増幅器を参照して記載されているが、それは
他の光増幅器に対しても等しく応用できる。図４は本発
明が応用可能な光送信システムを示す。それは、すべて
光ファイバ26によって相互連結されている送信ターミナ
ル21と光増幅器22,23.24と受信器ターミナル25とを具備
する。
【００１１】
【発明の効果】ターミナル間のいかなるところのシステ
ム故障も容易に検知することができ、増幅器に関連付け
てその位置が同定され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】ファイバ増幅器とそのための単純なＡＧＣとを
示す図。
【図２】光ファイバ増幅器のためのアナログ遠隔測定シ
ステムを示す図。
【図３】実現可能な遠隔測定周波数割当てスペクトルを
示す図。
【図４】光送信システムの概略図。
【符号の説明】
１…増幅ファイバ、７…ポンプレーザ、10…同期検知
器、11…水晶発振器、12…制御ユニット、13…危難トー
ン発振器、14…スイッチユニット、21…送信器ターミナ
ル、22,23,24…光増幅器、25…受信器ターミナル、26…
光ファイバ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マーティン・ジョン・プティット オーストラリア国、ビクトリア 3168、 クレイトン（番地無し）、テレコム・オ ーストラリア・リサーチ・ラボラトリー ズ内 (72)発明者 アナグノスティス・ハジフォティオウ イギリス国、エセックス、ハーロウ、 ザ・メイプルス 137 (56)参考文献 特開 昭57−123745（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−15539（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−62038（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−102585（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04B 17/02 H04B 10/08

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光出力を有する送信ターミナルと光送信
    パスと前記光送信パスに一列に連結されて配置され夫々
    の光ファイバ増幅器を組み込んでいる複数の光増幅器ス
    テーションと受信器ターミナルとを具備する光送信シス
    テムで使用するためのアナログ遠隔測定システムであ
    り、前記遠隔測定システムは、送信ターミナルに配置さ
    れ、光送信パスに送信された光信号に監視トーンを重畳
    する為の第一変調手段と、夫々が前記増幅器ステーショ
    ンに配置され、該増幅器の出力に前記監視トーンの周波
    数と異なる周波数で該増幅器ステーション独特の周波数
    の危難トーンを重畳する事が出来る別の変調手段と、夫
    々が前記増幅器ステーションに配置され、該増幅器ステ
    ーションで受信された光信号に監視トーン及び何か一つ
    の前記危難トーンが存在するかを検知出来るトーン検知
    手段とを具備し、各前記増幅器ステーションは、該増幅
    器ステーションの増幅器への入力信号が監視トーンも先
    行する増幅器ステーションからの危難トーンも含有しな
    い場合のみ、夫々の独特の危難トーンを該増幅器からの
    出力に重畳する事が可能であり、故障の無い場合は受信
    器ターミナルで受信された通信信号に監視トーンが含ま
    れており、故障の場合には受信器ターミナルで受信され
    た通信信号に故障が検知された増幅器ステーションを示
    す単一の危難トーンが含まれている、前記アナログ遠隔
    測定システム。
  2. 【請求項２】 光増幅器のトーン検知手段が同期検知器
    である請求項１記載の遠隔測定システム。
  3. 【請求項３】 前記同期検知器が発信器を切換える制御
    手段を介して切替え可能な発信器に連結されて、先ず監
    視トーン周波数を出力し、次に各先行する増幅器の危難
    トーン周波数を出力する請求項２記載の遠隔測定システ
    ム。
  4. 【請求項４】 各前記増幅器ステーションが夫々の光ポ
    ンプ源を具備し、更に監視トーン或いは危難トーンが検
    知される場合には解放状態を保つが何れのトーンも存在
    しない場合には閉の状態として危難トーン発信器を夫々
    の増幅器ステーションの増幅器の光ポンプ源に接続する
    スイッチユニットを具備する請求項３記載の遠隔測定シ
    ステム。
  5. 【請求項５】 ＡＧＣ（自動利得制御）装置が各光ファ
    イバ増幅器に夫々連結されており、各ＡＧＣ装置はＡＧ
    Ｃの目的のために必要とされる信号を検知するための手
    段を具備しており、前記検知手段はまた遠隔測定の目的
    のための監視／危難トーンを検知する請求項４項記載の
    遠隔測定システム。
  6. 【請求項６】 光出力を有する送信ターミナルと光送信
    パスと前記光送信パスに一列に連結されて配置され夫々
    の光ファイバ増幅器を組み込んでいる複数の光増幅器ス
    テーションと受信器ターミナルとを具備する光送信シス
    テムで使用するためのアナログ遠隔測定方法であり、前
    記方法は、送信ターミナルから光パスへの通信信号出力
    を監視トーンで変調し、最初の光増幅器ステーションで
    監視トーンが存在するか存在しないかを検知し、若し前
    記監視トーンが存在しなければ該増幅器ステーションで
    増幅された通信信号を該増幅器ステーション独特の周波
    数の危難トーンで変調し、続く夫々の増幅器ステーショ
    ンで受信した光通信信号の中に監視トーン或いは先行す
    る増幅器からの危難トーンの何れかの存在を検知し、若
    し何れのトーンも存在しなければ該増幅器ステーション
    で増幅された通信信号を該増幅器ステーション独特の夫
    々の周波数の危難トーンで変調する、ステップを具備し
    て、 故障の無い場合は受信器ターミナルで受信された
    通信信号に監視トーンが含まれており、故障の場合には
    受信器ターミナルで受信された通信信号に故障が検知さ
    れた増幅器ステーションを示す単一の危難トーンが含ま
    れている、前記アナログ遠隔測定方法。
  7. 【請求項７】 最初は監視トーンの周波数を出力し次に
    先行する夫々の増幅器の危難トーンの周波数を出力する
    様に発信器を切換える制御手段を介して切替え可能な発
    信器に接続された同期検知器を具備する手段により、監
    視トーン及び危難トーンが光増幅器の所で検知される請
    求項６記載の方法。
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