CN116325569A - 通信系统和用于通信系统的控制方法 - Google Patents

Abstract

为了避免在从多个从设备到主设备的通信期间，由于共享一条通信线路的多个从设备以及重叠的多个从设备发送的信号而导致通信受阻的现象，根据本发明的一种通信系统具有第一主设备及通过第一传输路径及第二传输路径连接至第一主设备的多个从设备，其中：第一主设备发送第一脉冲光至第一传输路径并且接收来自第二传输路径的第一脉冲光的返回光；每个从设备被设置于连接第一传输路径与第二传输路径的第一返回路径上，调制第一脉冲光，并且将调制后的第一脉冲光作为第一脉冲光的返回光输出；并且，第一脉冲光的宽度窄于在输出返回光的从设备之间的传输距离和在第一主设备与输出返回光的从设备之间的传输距离当中的最短距离的两倍。

Description

通信系统和用于通信系统的控制方法

技术领域

本公开涉及一种关于通过光纤通信线路连接的远程设备的通信方法。

背景技术

[关于多个远程设备的通信方法]

考虑由主设备和与主设备通信的多个从设备构成的通信系统。从通信实时性能的视点来看，在主设备和从设备之间提供一对一的通信线路是理想的。然而，需要高成本，因为主设备需要与从设备数量相等数量的接收器。鉴于以上情况，为了不需要严格的实时性能的目的，采用了一种通信方法，其中，由多个从设备共享一条线路，并且将定时从一个转移到另一个的同时进行发送。这也称为时分解复用方法。

在时分解复用方法中，关于从设备之间的发送定时控制，大致已知两种方法。一种是这样的方法——其中，以不从多个从设备同时输出信号的方式来控制发送定时。另一种是这样的方法，其中，从设备随时发送，并且在信号相互重叠(这称为冲突)的情况下，经过一定时间后再次进行发送。

这些方法中的任何一种都需要某种控制。作为用于实现发送定时的控制的方法，作为典型方法已知其中主设备依次向特定的从设备发送查询命令并接连接收响应的方法。为了实现这一点，需要一种机制，其中，将唯一编号分配给每个从设备，并且每个从设备基于该编号来检测查询信号是发往本设备的。此外，主设备需要识别所有要监测的从设备的编号。

另一种在检测到冲突时再次进行发送的方法适用于无线通信，但不适用于光纤通信。在无线通信中，从设备自身可以检测到在本设备发送时也从另一个从设备进行了发送并且发生了冲突。但是，特别是在使用了光学放大中继器的光纤通信中，因为通常采用其中分离上行线路和下行线路的配置，因此需要从主设备通知冲突的发生，这使得通信效率降低。

[光纤通信系统中的光学放大中继器设备的监测方法]

PTL 1描述了一种用于光纤通信系统中的光学放大中继器设备的监测方法的示例。光学放大器一次放大波长复用光。波长复用光还包括来自终端站中的监测主设备的监测信号。来自光学放大器的输出的一部分被分支，并且只有监测信号波长选择性地反射到光纤光栅(光纤布拉格光栅：FBG)上，穿过返回光路(也称为光返回路)，并复用在对面的光纤芯线中。通过监测由监测主设备接收到的监测信号的返回光的水平，可以检测出诸如光学放大器的输出水平降低的异常。

这里，监测信号是脉冲光。此外，作为从设备的光学放大中继器设备之间的间隔为几十公里(典型值)。因此，监测主设备可以基于从发送监测信号光到返回光的时间差来识别响应来自哪个中继器设备。这与光时域反射计(OTDR)的原理类似。

此外，由于在从设备的监测电路中不需要用于发送的光源和电路，因此上述配置不仅在成本方面有利，而且确保长期可靠性也相对容易。

[返回光路]

作为返回光路，通常可以采用图1A和图1B中所示的配置。首先，描述图1A。虽然图1A和图1B中没有图示，但是例如，如后述的图7所示，假设在左右两侧设置有包括波长复用光传输设备和监测主设备的终端站。波长复用光学信号在彼此相反的方向上通过光纤31和32传输。波长复用光学信号在图1A和图1B中从左向右的方向通过光纤31传输，并且在与该方向相反的方向上通过光纤32传输。在要传输的波长复用光学信号中，作为监测主设备要发送和接收的监测信号波长，包含图8中的示例中图示的从-主通信波长。监测信号的波形为脉冲形状。

作为示例描述通过光纤31传输的监测信号的路径。通过光纤31传输的波长复用光从图1A和图1B中左侧的终端站(未图示)发送。通过光纤31传输的波长复用光的一部分被光学耦合器41分支成返回光路33，并且只有监测信号波长被光学滤波器61提取。提取的监测信号波长被光学耦合器42复用在光纤32中，并且返回到图1A和图1B中左侧的终端站。在这个例子中，光学带通滤波器(OBPF)被用作光学滤波器。

同样地，关于通过光纤32传输的监测信号，从图1A和图1B右侧的终端站输出的监测信号的一部分穿过返回光路34，并且返回到图1A和图1B右侧的终点站。

这里，通常设置在左右终端站上的监测主设备发送的监测信号的波长彼此不同。光学滤波器61和62的通过波长也不同。这防止监测信号通过返回光路33和34循环。

接下来，描述图1B的配置。在这种配置中，使用光纤光栅(FBG)代替光学滤波器。作为示例描述从图1B中左侧的终端站输出并通过光纤31传输的监测信号的路径。通过光纤31发送的波长复用光的一部分被光学耦合器41分支，并进入FBG 71。只有监测信号波长在FBG71上被反射，返回到光学耦合器41，并被分支成返回光路33。提取的监测信号波长通过光学耦合器42在光纤32中被复用，并返回到图1B中左侧的终端站。同样，通过光纤32传输的监测信号的一部分穿过返回光路34，并且返回到图1B中右侧的终端站。在该配置中，返回光路33和34彼此重叠，并且形成一个路径。

在图1A和图1B中的配置中，监测信号波长折返而不经受任何特别的操作，但即使这种配置也有助于确认到拐点的信号连续性，以及监测拐点处的监测信号波长的功率。当由于某种异常而在某一点处的损耗增加时，在传输路径的中途提供多个如上所述的返回电路并记录正常状态下的返回光功率使得能够缩小发生位置。

注意，图2A和图2B图示了图1A和图1B的变型例，并且可以理解，在图1A和图1B中的配置是将图2A和图2B中的两个返回光路整合在一起并且消除浪费的配置。

[引文列表]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利第3307334号

发明内容

[技术问题]

在从大量从设备到主设备的通信中，从经济的观点出发希望共享通信线路，但是存在来自多个从设备的传输信号可能彼此重叠的问题。

[对于问题的解决方案]

根据本发明的通信系统是包括第一主设备和经由第一传输路径和第二传输路径连接到第一主设备的多个从设备的通信系统，其中，

第一主设备包括：

第一发送装置，用于将第一脉冲光发送到第一传输路径，以及

第一接收装置，用于从第二传输路径接收第一脉冲光的返回光，

每个从设备包括：

第一调制装置，被设置在连接第一传输路径和第二传输路径的第一返回路径上，用于调制来自第一传输路径的第一脉冲光，并且将调制后的第一脉冲光作为第一脉冲光的返回光朝向第二传输路径输出，

从多个从设备到第一主设备的第一信息通过调制被发送到第一主设备，以及

第一脉冲光的宽度短于在输出返回光的从设备之间的传输距离和在第一主设备与输出返回光的从设备之间的传输距离当中的最短距离的两倍。

根据本发明的控制方法是：

一种用于通信系统的控制方法，通信系统包括发送第一脉冲光的第一主设备以及经由第一传输路径和第二传输路径连接到第一主设备并且输出第一脉冲光的返回光的多个从设备，控制方法包括：

使第一主设备向第一传输路径发送具有下述宽度的第一脉冲光，所述宽度短于在输出返回光的从设备之间的传输距离和在第一主设备和输出返回光的从设备之间的传输距离当中的最短距离的两倍；

使设置在连接第一传输路径和第二传输路径的从设备内的第一返回路径上的第一调制装置调制来自第一传输路径的第一脉冲光，并且将调制后的第一脉冲光作为第一脉冲光的返回光输出到第二传输路径；

使第一主设备接收来自第二传输路径的第一脉冲光的返回光；以及

通过调制，将从多个从设备到第一主设备的第一信息发送到第一主设备。

[发明的有益效果]

本发明提供一种从多个从设备到主设备的通信方法，具有下述特征：在从大量从设备到主设备的通信中，在通过多个从设备共享一条通信线路的同时，可以自然地避免来自多个从设备的传输信号彼此重叠并且通信受损的现象。

附图说明

图1A是返回光路的配置的说明图。

图1B是返回光路的配置的说明图。

图2A是返回光路的配置的说明图。

图2B是返回光路的配置的说明图。

图3A是根据第一示例实施例的通信系统中的从设备的配置的说明图。

图3B是根据第一示例实施例的通信系统中的从设备的配置的说明图。

图4是双向光学调制器的配置示例。

图5A是根据第一示例实施例的通信系统中的从设备的配置的说明图。

图5B是根据第一示例实施例的通信系统中的从设备的配置的说明图。

图6A是根据第一示例实施例的通信系统中的从设备(光学放大中继器设备)的说明图。

图6B是根据第一示例实施例的通信系统中的从设备(光学放大中继器设备)的说明图。

图7是将根据第一示例实施例的通信系统应用于波长复用光传输系统的一个示例的配置图。

图8是根据第一示例实施例的通信系统中的波长布置的一个示例。

图9是图示从设备中反射返回光的发生方式的图。

图10是在存在多个从设备的情况下的反射返回光的定时说明图。

图11是在存在多个从设备的情况下的反射返回光的定时说明图。

图12A是根据第二示例实施例的通信系统的配置示例(其中，光输入-输出型振动传感器被用作光学调制器)。

图12B是根据第二示例实施例的通信系统的配置示例(其中，光输入-输出型振动传感器被用作光学调制器)。

图13A是根据第二示例实施例的通信系统的第一变型例。

图13B是根据第二示例实施例的通信系统的第一变型例。

图14A是根据第二示例实施例的通信系统的第二变型例。

图14B是根据第二示例实施例的通信系统的第二变型例。

图15A是根据第三示例实施例的通信系统的配置示例(其中，在从-主通信波长上承载从主设备到从设备的信息的方法)。

图15B是根据第三示例实施例的通信系统的配置示例(其中，在从-主通信波长上承载从主设备到从设备的信息的方法)。

图16是关于根据第四示例实施例的通信系统中的反射返回光的定时的说明图。

图17是图示根据第五示例实施例的通信系统的配置的配置图。

图18是图示根据第五示例实施例的通信系统的操作的流程图。

具体实施方式

在下文中，参考附图描述根据本公开的示例实施例。注意，以下描述和附图被适当地省略和简化以便描述清楚。此外，在以下的附图中，对相同的要素标注相同的符号，并根据需要省略重复的说明。

<第一示例实施例>

图3A和图3B是当本技术被应用于图1A和图1B中的折返配置时的配置示例。假设在左端提供主设备300，在右端提供主设备310。在图1A和图1B中描述的返回光路被并入从设备210和211中，并且构成自从设备210和211至主设备的通信装置的一部分。

在图3A的配置中，例如，左侧的主设备300向从设备发送波长λ1的光脉冲。此外，右侧的主设备310向从设备发送波长λ2的光脉冲。以下，将该波长λ1或λ2的光称为从-主通信波长。

在从设备210中，通信单元100生成要自从设备210发送到主设备300和310的信号。光学调制器81根据来自通信单元100的信号对穿过返回光路33的光应用调制。换句话说，光学信号自从设备210发送到左侧的主设备300。光学调制器82还基于来自通信单元100的信号来对穿过返回光路34的光应用调制。在这种情况下，光学信号自从设备210发送到右侧的主设备310。要从通信单元100施加到光学调制器81和82的调制信号可以相同或可以彼此不同。这是关于要传输给左右终端站中的两个主设备的信息是相同的还是彼此不同的选择。

以这种方式，由于根据图1A和图1B中所示的第一示例实施例的通信系统中的从设备包括用于基于来自通信单元100的信号来调制返回光的调制装置，所以除了中继器的输出水平之外的信息也可以被发送到主设备。此外，在根据第一示例实施例的通信系统中，由于从设备调制来自主设备的脉冲光的返回光，所以不需要在从设备内提供光源。因此，与在从设备中提供用于发送的光源的方法相比，根据第一示例实施例的通信系统可以提供高可靠性并抑制成本。

在关于图3B的描述中，省略了关于与图3A中的操作相同的操作的描述。图3B中的配置的特征是返回光路33和34彼此重叠。因此，一种可以在两个方向上对光应用相同调制的光学调制器被用作光学调制器83(例如，日本已审专利公开No.S64-10810)。在这种情况下，要传输到左右终端站中的两个主设备的信息变得相同。

在图3B的配置中，虽然需要可用于关于输入和输出方向的两个方向的光学调制器，但是在如图4所示的配置中两个单向光学调制器可以组合并用作双向光学调制器。在这种情况下，还可以彼此区分要传输给左右终端站中的两个主设备的信息。

图5A和图5B是将本示例实施例应用于图2A和图2B中的配置的示例。省略了主设备的图示。由于从设备212和213的操作与关于图2A和图2B的描述以及关于图3A和图3B的描述类似，因此省略其描述。

[包括光学放大器的配置]

图6A和图6B图示了其中光学放大器被插入在从设备中的配置。省略了主设备的图示。图6A所示的从设备214示出了其中光学放大器91和92被插入在图3B所示的从设备211中的配置。此外，图6B所示的从设备215示出了其中光学放大器91和92被插入在图5B所示的从设备213中的配置。由于与光学带通滤波器相比，FBG可以容易地实现尖锐的滤波器形状，因此经常使用FBG。因此，这里仅描述使用FBG的配置示例。

由于自从设备到主设备的通信操作与关于图3B和图5B的描述中的类似，因此省略其描述。

这两种形式被已知为其中将光学放大器的输出的一部分返回到相对侧的光纤芯线的形式。两种形式的区别也可以说是返回光路中的复用位置是光学放大器的输入侧还是输出侧。图6A图示在光学放大器的输出侧进行复用的配置，并且图6B图示在光学放大器的输入侧进行复用的配置。

图7是将其中将本示例实施例应用于波长复用光传输系统的示例。

波长复用光传输系统具有下述配置：其中，相互通信的波长复用光发送/接收设备设置在终端站中，并且光学放大中继器设备在终端站之间中继。两个终端站通过使用作为上行和下行线路的两条光纤芯线相互通信。

在这种一般的波长复用光传输系统的配置中，每个光学放大中继器设备仅放大穿过的光，并且不可能传输来自光学放大中继器设备的信息。鉴于上文，通过假设光学放大中继器设备是从设备215a、215b和215c，应用本示例实施例使得能够将信息从每个从设备发送到主设备300和310。

主设备300和310布置在终端站中以便与在远程位置的多个从设备215a、215b和215c(光学放大中继器设备)通信。主设备300和310发送与用于波长复用光传输的波长不同的波长的从-主通信波长的光脉冲，并且接收来自每个从设备的返回光。图8图示波长排列的一个示例。主设备300和310发送和接收的光经由光学耦合器与波长复用光传输设备发送和接收的光进行复用/解复用。

图7用虚线示意性地图示从主设备300输出的从-主通信波长的脉冲在从设备215a处折回并返回到主设备300的方式。

这里，作为从设备的配置，描述了采用图6B中的配置的示例。在光学放大中继器设备(从设备)中，光学耦合器41b和42a被插入在光学放大器的输出单元中，并且用于选择性地反射从-主通信波长的FBG元件(FBG 71和FBG 72)布置在后续阶段。从光学耦合器41b和42a提取的从-主通信波长的反射光通过使用光学耦合器41a和42b，通过反射返回光路，在相反侧的光纤芯线中复用，并且返回到主设备300和310。

在本发明中，光学调制器81和82被插入在反射返回光路中，并且通过调制反射返回光将信息自从设备215发送到主设备300和310。

如图7中所示，在两个终端站提供主设备300和310并使每个从设备能够与左右主设备300和310通信使得能够将通信线路配置为冗余配置。

[关于返回光脉冲的定时的说明]

通过使用定时图描述关于从主设备发送的脉冲光的脉冲宽度、返回光中包含的来自每个从设备的返回光脉冲之间的间隔等的条件。

首先，参考图9示意性地描述在一个从设备中产生反射返回光的定时。从主设备发送的脉冲光A在图9中从左向右的方向通过光纤31传输。示意性地，当FBG 71被视为镜时，如图9所示，可知相对于FBG 71与脉冲光A镜像对称的反射脉冲光A'在图9中从右向左方向上穿过光纤32。返回光的脉冲宽度与发送光的脉冲宽度相同。

接着，参照图10和图11的定时图描述脉冲宽度能够扩大到什么程度。为什么希望宽的脉冲宽度的原因是因为仅在在脉冲光穿过返回光路的时间段内将信息自从设备发送到主设备。这里，通过部分反射镜的符号以简化的方式示出图9中的从设备的位置。具体地，在图10中，镜1和镜2分别代表图9中的一个从设备。等间隔的竖线代表时间单位或距离单位的刻度，并且假设一个刻度代表一个单位。

首先，参照图10，对来自相邻镜的返回光脉冲的间隔成为镜之间的间隔的2倍的情况进行说明。

在线A上，镜1和镜2以四个距离单位的间隔设置。在此，当传输脉冲宽度为1个单位的传输脉冲1时，在各镜上产生返回光，并且将其作为返回光1被主设备接收。返回光1中包含的脉冲光的宽度为1个单位，其与传输脉冲相同。

假设传输脉冲到达镜1的时刻为时刻1，用虚线描绘镜1产生脉冲的返回光的方式。同样地，假设传输脉冲到达镜2的时刻为时刻2，用实线描绘镜2产生脉冲的返回光的方式。

在时刻1，传输脉冲在第一镜1上被反射，并且返回光开始朝向发送源行进。到时间t2，传输脉冲向镜2行进4个单位，返回光也行进4个单位。镜2的反射返回光在该状态下新加入，并开始朝向发送源行进。这样，返回光1中出现的脉冲的间隔变为8个单位，其是镜的布置间隔的2倍。也可以解释为，由于光在镜的间隔上往复运动，因此在返回光脉冲之间产生等于镜1和镜2之间的距离的两倍的间隔。

[传输脉冲宽度的上限]

接着，参考图11说明脉冲宽度能够扩大到什么程度。

图11所示的A线与图10所示的A线相同，以4个单位的间隔布置镜。在此，当传输脉冲宽度为1个单位的传输脉冲1时，在每个镜上产生返回光，并且将其作为返回光1被主设备接收。返回光1中包含的脉冲光的宽度为1个单位，其与传输脉冲相同，并且以等于镜间的间隔的2倍的间隔返回这些脉冲。

接着，虽然线B与线A相似，但是镜3被布置成与镜2隔开一个单位。

当以与上述类似的方式传输其脉冲宽度为一个单位的传输脉冲1时，接收到示为返回光2的返回光。

此时，在线路B上传输其脉冲宽度为2个单位的传输脉冲2。然后，接收示为返回光3的返回光。由于镜2和镜3之间的间隔为作为传输脉冲2的二分之一的脉冲宽度的1个单位，因此来自镜2的反射光和来自镜3的返回光几乎没有间隙地连续。该脉冲宽度是上限。

此外，当将其脉冲宽度扩展到三个单位的传输脉冲3传输到线路B时，接收到示为返回光4的返回光。在这种情况下，如图11中的斜阴影部分所示，来自镜2的返回光的后缘和来自镜3的返回光的前缘彼此重叠。

如上所述，可以理解的是，为了防止来自多个反射点的返回光的重叠(冲突)，将从主设备发送的脉冲宽度设置为小于在相邻的从设备之间的最短间隔的两倍的宽度。这里，为了便于说明，以传输路径为直线为前提进行说明。然而，在实际中，传输路径可能是弯曲的，因此这里所描述的相邻从设备之间的间隔是在相邻从设备之间的传输路径的长度。如上所述，在根据第一示例实施例的通信系统中，可以通过仅关注从主设备输出的脉冲宽度的上限自然地避免在从大量从设备到主设备的通信中，在由多个从设备共享一条通信线路的同时，来自多个从设备的传输信号彼此重叠并且通信受损的现象。

[具体定时示例]

这里，距离和时间可以通过使用光纤内的光速来转换，该光速大约为2×10⁸(m/s)。例如，在相邻从设备之间的最短间隔为10km的情况下，不重叠的脉宽上限略小于20km。光纤内长度为20km的光脉冲是时间宽度为100微秒的光脉冲。

在通过对返回光脉冲应用例如1M(比特/秒)的二进制调制来将信息发送到主设备的情况下，大约100比特的信息可以承载在具有100微秒的时间宽度的光脉冲上。

在此，由于主设备可以通过由自设备的脉冲传输起经过的时间来识别连续返回的返回光脉冲串中的哪一部分是从哪个从设备输出的，所以不需要包括有限的100比特的发送者标识信息。(发送者标识信息可以包含在这100比特中。)

主设备不断重复传输脉冲光。重复频率的上限受到光到达线的外围端直到光返回所需的往复时间的限制。例如，在线路的总长度为5000km的情况下，由于光往复运动所需的时间为50毫秒，因此至少需要将直到发送下一个脉冲的间隔设置为最小50毫秒。然而，有许多应用以大约50毫秒的频率进行通信就足够了。

此外，随着线路的总长度变短，可以使脉冲发送间隔更短。

这样，根据本示例实施例的自从设备到主设备的信息的发送在每次发送中是以微秒量级的切碎发送，然而，该发送具有可以以毫秒量级重复发送信息的特征。

通过利用该特征自从设备重复发送相同内容的信息，并且通过主设备校正遗漏或代码错误，也使得能够发送自从设备到主设备的一次返回光脉冲中无法容纳的比特数。

作为从设备中的调制方法，可以采用强度调制、相位调制和偏振调制中的任何一种。此外，不仅可以采用二进制调制而且可以采用多值调制。在有要与之通信的许多从设备的情况下，调制器的成本变为重要因素。此外，调制器的光损失小这一点也很重要。

为了检测主设备中的返回光，可以使用分布式声学感测(DAS)询问器。特别地，在采用相位调制或偏振调制的情况下，DAS询问器是有利的。DAS询问器是一种OTDR测量设备，并且可以实时检测并且输出来自每个点的返回光的相位或偏振状态。

[同步方法与异步方法]

如上述示例中所述，从设备通过调制诸如100微秒的光脉冲来与主设备通信。考虑了两种方法，即，其中通过使调制的定时与从主设备等周期性发送的光脉冲的定时同步来进行调制的方法，以及其中在从设备的定时处持续进行调制而没有同步(具体来说，即使在光脉冲不穿过调制器时)的方法。

每种方法都有优点和缺点。作为一般趋势，同步方法具有良好的通信效率。由于异步方法即使在脉冲光不穿过调制器的情况下也继续调制，因此所有信息到达主设备所需的时间是概率性的，并且通信效率较差。然而，在同步方法中从设备侧的电路复杂，而在异步方法中电路简单。使用复杂的控制或电路可能会增加组件的数量，这在确保长期可靠性方面是不利的。

在同步方法中，需要通过某种方法使来自主设备的脉冲光到达从设备的定时与从设备开始调制的定时同步。可以使用另一电路，然而，通信单元100可以通过使用稍后描述的第三示例实施例的配置(图15A和图15B)来识别脉冲光的到达定时，并且可以与到达时间同步地开始调制模式。

在任何情况下，一个光脉冲的前导部分被用作主设备的接收处理中的比特同步的前导。在同步方法的情况下，可以可靠地在光脉冲的前导部分设置适当的前导模式。

然而，在异步方法的情况下，调制信号的哪一部分被用作前导是无法预测的。因此，在从设备中的调制中，希望以相同代码不会长时间连续的方式进行加扰，或者进行具有强时钟分量的编码，诸如曼彻斯特编码。

[应用示例：分时操作与中继器输出水平监测功能的双重使用]

根据本通信方法的从设备的配置包括如专利文献1中描述的用于监测光学放大中继器的输出水平的配置。因此，还可以通过以高精度测量自从设备反射的返回光的水平来监测光学放大中继器的输出水平。这里，作为监测波长，可以使用与从-主通信波长相同的波长。

当需要使传输脉冲的宽度等变窄等以准确地测量来自从设备的返回光的水平时，可以以时分方式操作两个功能。例如，主设备可以重复通过使用根据本发明的通信方法自从设备收集信息一分钟，然后监测光学放大中继器的输出水平一分钟的操作。在其中由于从设备内对返回光的强度调制导致强度波动而导致反射返回光的水平的测量精度受损的情况下，可以采用相位调制作为调制方法，或者从设备可以在测量反射返回光的水平的时间停止调制并且可以将调制器的操作点固定在通过损耗的最小点。操作的切换可以通过从主设备向从设备的命令指示来进行，或者可以通过主设备监测从-主通信波长的脉冲宽度，并且通过脉冲宽度的差异来进行判别。

<第二示例实施例>

第二示例实施例是其中光输入-输出型传感器用作第一示例实施例中的调制器的示例实施例。在下文中，主要描述根据本示例实施例的通信方法不同于第一示例实施例的点。

图12A和图12B是其中将本示例实施例添加到图示了第一示例实施例的配置的图3A和图3B，并且光学调制器81、82和83是光输入-输出型传感器的示例。光输入-输出型传感器是其中输入光在受传感器周围环境的影响后被输出的类型的传感器。例如，作为其中感测振动并对通过的光赋予损耗的类型的光输入-输出型传感器，利用光纤的弯曲损耗的传感器是众所周知的(例如，参见日本专利第2693674号)。将如上所述的光输入-输出型传感器作为调制器插入到返回光路中使得能够向主设备发送关于施加到从设备220和221的振动的信息。(但是，在本方法中，基本上，通信变成断断续续的通信。)

由于对于主设备接收的来自从设备的返回光的解调/检测处理与第一示例实施例的相同，因此省略其描述。

此外，根据第二示例实施例的通信系统包括与根据第一示例实施例的通信系统的配置类似的配置。因此，类似于根据第一示例实施例的通信系统，根据第二示例实施例的通信系统可以通过仅关注从主设备输出的脉冲宽度的上限而在从大量从设备到主设备的通信中，在由多个从设备共享一条通信线路的同时自然地避免来自多个从设备的传输信号彼此重叠并且通信受损的现象。

<第二示例实施例的变型例>

如图13A和图13B中作为一个示例所示，振动器21、22和23可以安装在上述光输入-输出型振动传感器81、82和83上，并且光输入-输出型振动传感器可以根据想要由通信单元100发送到主设备的信息振动。注意，在该变型例中，由于振动传感器执行与光学调制器81、82和83类似的调制，因此作为振动传感器的代码，使用与调制器的代码相同的代码。例如，在图13A中，振动传感器(光学调制器)81和82均感测从设备222的振动。此外，振动传感器(光学调制器)81还感测由振动器21引起的振动。同样地，除了从设备222的振动之外，振动传感器(光学调制器)82还感测由振动器22引起的振动。由于图13B中的操作与上述类似，因此省略其描述。

这使得能够发送关于从设备的周围环境的信息，以及旨在由通信单元100一起发送到主设备的信息。例如，可以通过振动的频带来区分基于周围环境信息的振动和基于要由通信单元100发送的信息的振动。

作为一种能够将从设备附近的环境信息发送给主设备的光输入-输出型传感器，除了振动之外，还有声音、温度、压力、失真等种类，并且可以利用这几种类。

此外，如图14A和图14B中作为一个示例所示，用于提取从-主通信波长的光学滤波器元件可以具有调制器的功能。例如，作为其中感测到振动并且从而改变反射光的波长的类型的光输入-输出型传感器，FBG传感器是众所周知的(例如，参见日本专利第4009390号)。

作为用于提取从-主通信波长的光学滤波器，也提供如上所述的光学滤波器效果的光输入-输出型传感器也使得能够省略调制器。

例如，在图14A中，假定使用其中透射波长根据来自通信单元100的调制信号的电压而改变的光学滤波器61m和62m。然后，由于根据调制信号的电压对从-主通信波长的光脉冲施加强度调制，因此光学滤波器61m和62m起到用于选择性地通过从-主通信波长的光学滤波器和调制器的双重作用。

例如，在图14B中，假定使用其中感测振动并由此改变反射波长的FBG 71m和72m。在FBG 71m上附接振动器24，在FBG 72m上附接振动器25，并且根据来自通信单元100的信号，能够对FBG 71m、72m施加振动。然后，因为将强度调制或相位调制根据调制信号应用到从-主通信波长的光脉冲，所以FBG 71m和72m起到用于选择性地反射从-主通信波长的光学滤波器和调制器的双重作用。

这里，类似于图13A和图13B，FBG 71m和72m还可以感测从设备225接收到的振动，并且可以通过使用从设备225接收到的振动和FBG的振动来调制从-主通信波长的光脉冲。

<第三示例实施例>

第三示例实施例是下述通信方法的示例实施例，在该通信方法中，用于使用从-主设备通信波长从主设备到从设备进行通信的机制被添加到第一示例实施例。在下文中，主要描述根据本示例实施例的通信方法不同于第一示例实施例的点。

此外，根据第三示例实施例的通信系统包括与根据第一示例实施例的通信系统的配置类似的配置。因此，类似于根据第一示例实施例的通信系统，根据第三示例实施例的通信系统可以通过仅关注从主设备输出的脉冲宽度的上限而在从大量从设备到主设备的通信中，在由多个从设备共享一条通信线路的同时自然地避免来自多个从设备的传输信号彼此重叠并且通信受损的现象。

可以单独准备用于从主设备到从设备的通信的线路，但是可以利用到目前为止描述的从-主通信波长。图15A和图15B图示了通信系统的配置示例。虽然图15A和图15B中未示出，但是假设例如如图7所示，主设备300和310设置在左侧和右侧。当传输从-主通信波长的脉冲光时，主设备对脉冲光进行调制，并且从而对脉冲光添加命令，并向所有从设备广播脉冲光。从设备对由FBG进行波长选择的从-主通信波长进行分波，并且通信单元100接收分波后的从-主通信波长。预先为每个从设备分配唯一编号，并且每个从设备的通信单元100检测命令是通过该编号寻址到自己的设备的命令。

例如，在图15B中，通过光纤31从左向右发送的从-主通信波长的光在FBG 71上反射，并进入光返回路径33。从-主通信波长的光的一部分由设置在光学调制器81前面的光学耦合器45分支，并由通信单元100接收。由于下文中从-主通信波长的光的流动类似于图6B中的光的流动，因此省略其说明。尽管附近的所有从设备接收相同的信号，但是当信号中包括唯一分配给从设备231的编号时，从设备231识别该信号是寻址到自身设备的命令。由于图15A中的操作与上述类似，因此省略其描述。

在由于主设备对脉冲光施加的调制与自从设备向主设备施加的调制在时间上重叠而导致自从设备到主设备的通信受损的情况下，主设备可以丢弃通过重叠变得无效的部分。这里，变为无效的部分是不能被主设备接收的部分，具体地，例如，不能再现其时钟的部分，或者错误率超过预定值的部分。在这种情况下，期望其中自从设备重复发送相同信息并且即使当特定部分丢失时也没有问题的配置。

从设备中的通信单元100发送的信息内容可以是固定的，或者可以根据来自主设备的命令指令来被切换。例如，在从设备中的监测项目较多的情况下，可以设想其中可以不向主设备发送信息的配置，只要是值在正常范围内。在其中即使在如上所述的配置中也想要确认特定监测值的情况下，也可以通过从主设备给出返回指定监测值的命令指令来切换答复内容。

<第四示例实施例>

在第一示例实施例中，存在如下约束：要从主设备发送的脉冲光的脉冲宽度的上限小于从设备之间的间隔的最小值的两倍。尽管第四示例实施例具有与第一示例实施例类似的配置，但是第四示例实施例是能够通过关闭特定从设备的返回光路径来扩展要从主设备传输的脉冲光的脉冲宽度的通信方法的示例实施例。

当通信系统中的特定从设备之间的间隔比从设备之间的平均间隔显著窄时，该配置通过应用于形成窄间隔的从设备来实现有益效果。

主要描述通信方法与第一示例实施例的不同点。

注意，根据第四示例实施例的通信系统包括与根据第一示例实施例的通信系统的配置类似的配置。因此，类似于根据第一示例实施例的通信系统，根据第四示例实施例的通信系统可以通过仅关注从主设备输出的脉冲宽度的上限而在从大量从设备到主设备的通信中，在由多个从设备共享一条通信线路的同时自然地避免来自多个从设备的传输信号彼此重叠并且通信受损的现象。

参考图16描述操作的一个示例。该图是图11的延续，图11用于描述第一示例实施例的操作。当向线路B输出传输脉冲3时，该脉冲变为返回光4，并且在与镜2和3对应的从设备的通信中发生冲突。这里，在如通过线B'所示可以消除来自镜3的返回光时，脉冲变为返回光5，并且来自镜2的返回光的通信未受损。为了消除例如来自镜3的返回光，返回光可以被插入在返回光路中的光学调制器阻挡。

例如，在图7中，假设相对于主设备300，从设备215a对应于图16中的镜2，从设备215b对应于在图16中的镜3，并且从设备215c对应于在图16中的镜4。此外，假设，虽然每个设备之间的距离是50km，但仅从设备215a和215b之间的间隔是3km，这比其他设备之间的间隔显著更窄。这里，间隔不是直线距离，而是光纤传输路径的长度。根据第一示例实施例，主设备300可发送的脉冲宽度受限于3km的最短设备间距离，并且例如使用24毫秒。(3km×2÷2×108(m/s)×0.8＝24ms。0.8是用于确保用于防止脉冲重叠的余量20％的系数。)

这里，例如，主设备300指示从设备215b停止输出脉冲光的返回光。主设备300可以通过使用从主设备到从设备的通信方法向从设备215b发出指令，如第三示例实施例中所描述的。此外，主设备300可以通过使用另一线路向从设备215b发出指令。

通过从主设备300向从设备215b的上述指令，当从设备215b的光学调制器81阻挡返回光时，在自从设备215a接收返回光脉冲后，在由主设备300接收的返回光中，没有接收到来自与从设备215a相距3km的从设备215b的返回光，并且主设备300接下来接收来自与从设备215a相距53km的从设备215c的返回光脉冲。具体地，主设备300接收到的返回光不包括来自从设备215b的返回光。从设备215a和从设备215c之间的距离是53km。因此，要从主设备300传输的脉冲宽度对应于略小于该通信系统中的最短设备间距离50km的两倍的宽度。例如，即使在将脉冲宽度设为400毫秒时，也不会发生来自从设备的返回光的重叠。(50km×2÷2×10⁸(m/s)×0.8＝400ms，0.8如上所述)。这样，除了从设备215b以外的多个从设备能够使用宽脉冲宽度向主设备300传输信息。

这样，在进行了规定时间的通信后，主设备300指示从设备215a停止输出脉冲光的返回光，并指示从设备215b重新开始输出脉冲光的返回光。这使得能够再次考虑该通信系统中的最短设备间距离为50km。因此，即使在主设备300继续将用于与从设备通信的脉冲宽度设置得较宽，例如400毫秒时，也不会发生来自从设备的返回光的重叠。

以规则的时间间隔交替切换该动作允许从设备215a和从设备215b向主设备300传输信息。在除了从设备215a和215b以外的从设备中，向主设备300向信息传输速度由于脉冲宽度增加了大约17倍而得到了显著改善。

在第四示例实施例中，增加了其中主设备通过指示特定从设备打开和关闭特定从设备的返回光路来控制特定从设备的操作。但是，也可以只对其相距其他从设备的间隔比平均间隔窄得多的从设备进行控制，并且可以将返回光路的开闭指示的频度设定得较低。没有必要如背景技术部分中描述的那样针对所有从设备在每次通信时执行避免信号冲突的控制。通过使主设备传输比彼此相邻的从设备之间的距离的最小值的两倍短的脉冲宽度来自然地避免冲突的特征仍然有效。

这样，为了实现第四示例实施例，有必要提供用于在返回光路的中途阻挡返回光的光阻挡装置。在该装置可用的情况下，也可以实现下述的应用。

[应用示例1：即使在上行和下行从-主通信波长相同时通信系统也可操作的方法]

如在背景技术部分中描述的那样，期望上游线路的从-主通信波长和下游线路的从-主通信波长彼此不同。其一示例在图8中示出，在图8中，图示了两个从-主通信波长。

在其中难以区分从-主通信波长的情况下，可以通过以下配置来抑制多重反射或干涉。首先，与左右主设备的通信不是同时进行的，而是操作基于时分。此外，在从设备中，未使用侧的返回光路被关闭。在图6B中，在其中左侧主设备响应而右侧主设备不响应的情况中，可以通过使用光学调制器82或另外提供的光阻挡装置来阻挡光的通过。此外，在图6A中，在其中实际配置如图4所示的情况下，仍然可以通过使用光学调制器82或另外提供的光阻挡装置来阻挡光的通过。

<第五示例实施例>

描述了根据第五示例实施例的通信系统1000。如图17所示，通信系统1000包括主设备1100、多个从设备1200、第一传输路径1310和第二传输路径1320。如图17所示，主设备1100和多个从设备1200经由第一传输路径1310和第二传输路径1320连接。注意，在图17中，图示了两个从设备，但是从设备的数量不限于两个。

主设备1100包括发送装置1110和接收装置1120。主设备1100例如设置在陆地上提供的终端站中。

发送装置1110将第一脉冲光发送到第一传输路径1310。在此，发送装置1110输出的第一脉冲光的宽度小于主设备和与其相邻的从设备之间的距离或者彼此相邻的从设备之间的距离当中的最短距离的两倍。

接收装置1120接收来自第二传输路径1320的第一脉冲光的返回光。

从设备1200包括分支装置1220、调制装置1210和复用装置1230。分支装置1220和复用装置1230形成第一返回路径1330，通过第一传输路径1310的部分光穿过第一返回路径1330被分支并返回到第二传输路径1320。调制装置1210设置在第一返回路径1330上。调制装置1210调制来自第一传输路径1310的第一脉冲，并且将调制的第一脉冲作为第一脉冲的返回光输出到第二传输路径1320。

接着，参考图18描述通信系统1000的动作。

发送装置1110将第一脉冲光发送到第一传输路径1310(S501)。这里，发送装置1110输出宽度比彼此相邻的从设备之间的距离中的最短距离的两倍短的第一脉冲光。

调制装置1210通过设置在第一返回路径1330上的调制装置调制第一脉冲光(S502)。此时，调制后的第一脉冲光作为第一脉冲的返回光被输出到第二传输路径1320。

接收装置1120从第二传输路径1320接收第一脉冲光的返回光(S503)。

如上所述，由于根据第五示例实施例的通信系统1000中的从设备1200包括用于调制第一脉冲光的调制装置，因此可以向主设备1100发送除中继器的输出水平以外的信息。此外，在通信系统1000中，由于从设备1200调制来自主设备1100的脉冲光的返回光，所以不需要在从设备1200内提供光源。因此，与在从设备中提供用于发送的光源的方法相比，通信系统1000可以提供高可靠性并且抑制成本。

此外，在通信系统1000中，第一脉冲光的宽度比彼此相邻的从设备之间的距离当中的最短距离的两倍短。因此，可以通过仅关注从主设备输出的脉冲宽度的上限而在从大量从设备到主设备的通信中，在由多个从设备共享一条通信线路的同时自然地避免来自多个从设备的传输信号彼此重叠并且通信受损的现象。

上述示例实施例的一部分或全部还可以描述为以下补充说明，但不限于以下内容。

(补充说明1)

一种通信系统，包括：第一主设备；以及，经由第一传输路径与第二传输路径连接至第一主设备的多个从设备，其中，

第一主设备包括：

第一发送装置，用于将第一脉冲光发送到第一传输路径，以及

第一接收装置，用于从第二传输路径接收第一脉冲光的返回光，

每个从设备包括：

第一调制装置，被设置在连接第一传输路径和第二传输路径的第一返回路径上，用于调制来自第一传输路径的第一脉冲光，并且将调制后的第一脉冲光作为第一脉冲光的返回光朝向第二传输路径输出，

从多个从设备到第一主设备的第一信息通过调制被发送到第一主设备，以及

第一脉冲光的宽度短于在输出返回光的从设备之间的传输距离和在第一主设备与输出返回光的从设备之间的传输距离当中的最短距离的两倍。

(补充说明2)

根据补充说明1的通信系统，还包括：

光学滤波器，被设置在第一返回路径上，并且选择性地使来自第一传输路径的第一脉冲光的波长向第二传输路径通过。

(补充说明3)

根据补充说明1或2所述的通信系统，其中，

第一调制装置调制第一脉冲光的强度。

(补充说明4)

根据补充说明1至3中的任一项所述的通信系统，其中，

第一调制装置调制第一脉冲光的相位。

(补充说明5)

根据补充说明1至4中的任一项所述的通信系统，其中，

第一调制单元由包括光输入输出端口的传感器元件构成，并且基于传感器元件感测到的环境信息来调制第一脉冲光。

(补充说明6)

根据补充说明5所述的通信系统，其中，

传感器元件要感测的环境信息是从设备感测到的振动，

通信系统还包括振动器，振动器根据自从设备发送到第一主设备的第一信息向传感器元件施加振动，以及

第一主设备的第一接收装置基于第一脉冲光的返回光获取从设备感测到的振动以及来自从设备的第一信息。

(补充说明7)

根据补充说明1至6中的任一项所述的通信系统，其中，

第一接收装置是检测第一脉冲光的返回光的强度变化或相位变化的DAS询问器。

(补充说明8)

根据补充说明1至7中的任一项所述的通信系统，其中，

第一发送装置多次将第一脉冲光发送到第二传输路径，以及

第一接收装置经由第二传输路径多次接收来自第一调制单元的第一脉冲光的返回光，并且自从设备获取第一信息。

(补充说明9)

根据补充说明1至8中的任一项所述的通信系统，其中，

从设备还包括检测装置，用于分支第一脉冲光并且检测第一脉冲光的一部分，以及

第一调制装置与检测装置检测到第一脉冲光的定时同步地调制第一脉冲光。

(补充说明10)

根据补充说明1至8中的任一项所述的通信系统，其中，

第一调制装置恒定地或以预先设定的预定周期进行调制。

(补充说明11)

根据补充说明1至10中的任一项所述的通信系统，其中，

第一发送装置向第一传输路径发送通过调制在其上叠加了从第一主设备到从设备的第二信息的第一脉冲光，以及

每个从设备通过分支第一脉冲光并且接收第一脉冲光的一部分来接收第二信息。

(补充说明12)

根据补充说明11所述的通信系统，其中，

在由于第一调制单元通过调制在第一脉冲光的返回光上叠加了从第一主设备到从设备的第二信息而不能接收来自第一调制单元的第一信息的情况下，第一接收装置丢弃读取的信息，并且重复接收第一脉冲光的返回光，直到接收到由第一调制装置通过调制发送的第一信息。

(补充说明13)

根据补充说明1至12中的任一项所述的通信系统，其中，

多个从设备中的至少一个从设备包括光阻挡装置，用于基于来自第一主设备的指令而停止第一脉冲光的返回光的输出。

(补充说明14)

根据补充说明13所述的通信系统，其中，

第一主设备交替向具有等同于下述传输距离的插入区段的每个从设备发出用于阻挡第一脉冲光的返回光输出的指令，该传输距离短于在从设备之间的传输距离和在第一主设备与从设备之间的传输距离的平均值。

(补充说明15)

根据补充说明1至14中的任一项所述的通信系统，还包括：

第二主设备，其经由第一传输路径和第二传输路径连接至第一主设备，其中，

第二主设备包括：

第二发送装置，用于向第二传输路径发送波长与第一脉冲光的波长不同的第二脉冲光，以及

第二接收装置，用于接收来自第一传输路径的第二脉冲光，每个从设备还包括：

第二调制装置，设置在连接第二传输路径和第一传输路径的第二返回路径上，用于调制来自第二传输路径的第二脉冲光，并且将调制后的第二脉冲光输出到第一传输路径，

从多个从设备到第二主设备的第三信息通过调制被发送到第二主设备，以及

第二脉冲光的宽度短于在第一主设备或第二主设备与和第一主设备或第二主设备相邻的从设备之间的距离或在彼此相邻的从设备之间的距离当中的最短距离的两倍。

(补充说明16)

根据补充说明1至14中的任一项所述的通信系统，还包括：

第二主设备，经由第一传输路径和第二传输路径连接到第一主设备，其中，

第二主设备包括：

第二发送装置，用于向第二传输路径发送波长与第一脉冲光的波长不同的第二脉冲光，以及

第二接收装置，用于接收来自第一传输路径的第二脉冲光，每个从设备还包括：

第二调制装置，设置在连接第二传输路径和第一传输路径的第二返回路径上，用于调制来自第二传输路径的第二脉冲光，并且将调制后的第二脉冲光输出到第一传输路径，

从多个从设备到第二主设备的第三信息通过调制被发送到第二主设备，

第一脉冲光的波长与第二脉冲光的波长相同，并且，

当第一主设备发送第一脉冲光时，每个从设备关闭第二返回路径，并且不向第一传输路径输出。

(补充说明17)

根据补充说明1至16中的任一项所述的通信系统，其中，

从设备还包括插入在第一传输路径中的光学放大器，光学放大器设置在第一返回路径的前级，并且放大第一脉冲光，以及

第一接收装置从第一脉冲光的返回光的强度检测光学放大器的输出水平。

(补充说明18)

根据补充说明17所述的通信系统，其中，

第一调制装置，

在第一时段期间，对来自第一传输路径的放大后的第一脉冲光进行调制，并且将调制后的第一脉冲光输出到第二传输路径，以及，

在不同于第一时段的第二时段中，使放大后的第一脉冲光通过而不调制第一脉冲光的强度，并且将第一脉冲光输出到第二传输路径，以及

第一接收装置

从在第一时段期间从第一调制装置输出的第一脉冲光获取由第一调制装置叠加的第一信息，以及

从在第二时段期间从第一调制装置输出的第一脉冲光的返回光的强度检测光学放大器的输出水平的操作状态。

(补充说明19)

一种用于通信系统的控制方法，通信系统包括发送第一脉冲光的第一主设备以及经由第一传输路径和第二传输路径连接到第一主设备并且输出第一脉冲光的返回光的多个从设备，控制方法包括：

使第一主设备向第一传输路径发送具有下述宽度的第一脉冲光，所述宽度短于在输出返回光的从设备之间的传输距离和在第一主设备和输出返回光的从设备之间的传输距离中的最短距离的两倍；

使设置在连接第一传输路径和第二传输路径的从设备内的第一返回路径上的第一调制装置调制来自第一传输路径的第一脉冲光，并且将调制后的第一脉冲光作为第一脉冲光的返回光输出到第二传输路径；

使第一主设备接收来自第二传输路径的第一脉冲光的返回光；以及

通过调制，将从多个从设备到第一主设备的第一信息发送到第一主设备。

虽然已参照其示例实施例具体示出和描述本发明，但本发明不限于这些实施例。本领域的普通技术人员将理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在其中进行在形式和细节上的各种改变。

本申请基于并要求优先权于在2020年9月30日提交的日本专利申请第2020-164837号，其公开内容通过引用全部并入本文。

[附图标号列表]

21、22、23、24、25 振动器

31、32 光纤

33、34 返回光路径(光返回路径)

41、42、43、44、45、46 光学耦合器

51、52 光学环行器

61、62、61m、62m 光学滤波器

71、72、71m、72m 光纤光栅(FBG)

81、82、83 光学调制器(Mod)

91、92 光学放大器

100 从设备的通信单元

210至215、220至225、230、231 从设备

300、310 主设备

Claims (19)

1.一种通信系统，包括：第一主设备；以及，经由第一传输路径与第二传输路径连接至所述第一主设备的多个从设备，其中，

所述第一主设备包括：

第一发送装置，所述第一发送装置用于将第一脉冲光发送到所述第一传输路径，以及

第一接收装置，所述第一接收装置用于从所述第二传输路径接收所述第一脉冲光的返回光，

每个所述从设备包括：

第一调制装置，所述第一调制装置被设置在连接所述第一传输路径和所述第二传输路径的第一返回路径上，所述第一调制装置用于调制来自所述第一传输路径的所述第一脉冲光，并且将调制后的所述第一脉冲光作为所述第一脉冲光的返回光朝向所述第二传输路径输出，

从所述多个从设备到所述第一主设备的第一信息通过所述调制被发送到所述第一主设备，以及

所述第一脉冲光的宽度短于在输出所述返回光的所述从设备之间的传输距离和在所述第一主设备与输出所述返回光的所述从设备之间的传输距离当中的最短距离的两倍。

2.根据权利要求1所述的通信系统，还包括：

光学滤波器，所述光学滤波器被设置在所述第一返回路径上，并且选择性地使来自所述第一传输路径的所述第一脉冲光的波长向所述第二传输路径通过。

3.根据权利要求1或2所述的通信系统，其中，

所述第一调制装置调制所述第一脉冲光的强度。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的通信系统，其中，

所述第一调制装置调制所述第一脉冲光的相位。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的通信系统，其中，

所述第一调制装置由包括光输入输出端口的传感器元件构成，并且基于所述传感器元件感测到的环境信息来调制所述第一脉冲光。

6.根据权利要求5所述的通信系统，其中，

所述传感器元件要感测的环境信息是所述从设备感测到的振动，

所述通信系统还包括振动器，所述振动器根据从所述从设备发送到所述第一主设备的所述第一信息向所述传感器元件施加振动，以及

所述第一主设备的所述第一接收装置基于所述第一脉冲光的返回光来获取所述从设备感测到的振动以及来自所述从设备的所述第一信息。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的通信系统，其中，

所述第一接收装置是检测所述第一脉冲光的返回光的强度变化或相位变化的DAS询问器。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的通信系统，其中，

所述第一发送装置多次将所述第一脉冲光发送至所述第二传输路径，以及

所述第一接收装置经由所述第二传输路径多次接收来自所述第一调制装置的所述第一脉冲光的返回光，并且从所述从设备获取所述第一信息。

9.根据权利要求1至8中的任一项所述的通信系统，其中，

所述从设备还包括检测装置，所述检测装置用于分支所述第一脉冲光并且检测所述第一脉冲光的一部分，以及

所述第一调制装置与所述检测装置检测到所述第一脉冲光的定时同步地调制所述第一脉冲光。

10.根据权利要求1至8中的任一项所述的通信系统，其中，

所述第一调制装置恒定地或以预先设定的预定周期进行调制。

11.根据权利要求1至10中的任一项所述的通信系统，其中，

所述第一发送装置向所述第一传输路径发送通过所述调制在其上叠加了从所述第一主设备到所述从设备的第二信息的所述第一脉冲光，以及

每个所述从设备通过分支所述第一脉冲光并且接收所述第一脉冲光的一部分来接收所述第二信息。

12.根据权利要求11所述的通信系统，其中，

在由于所述第一调制装置通过调制在所述第一脉冲光的返回光上叠加了从所述第一主设备到所述从设备的所述第二信息而不能接收来自所述第一调制装置的所述第一信息的情况下，所述第一接收装置丢弃读取的信息，并且重复接收所述第一脉冲光的返回光，直到接收到由所述第一调制装置通过调制发送的所述第一信息。

13.根据权利要求1至12中的任一项所述的通信系统，其中，

所述多个从设备中的至少一个从设备包括光阻挡装置，所述光阻挡装置用于基于来自所述第一主设备的指令而停止所述第一脉冲光的返回光的输出。

14.根据权利要求13所述的通信系统，其中，

所述第一主设备交替向具有等同于下述传输距离的插入区段的每个从设备发出用于阻挡所述第一脉冲光的返回光的输出的指令，所述传输距离短于在所述从设备之间的传输距离和在所述第一主设备与所述从设备之间的传输距离的平均值。

15.根据权利要求1至14中的任一项所述的通信系统，还包括：

第二主设备，所述第二主设备经由所述第一传输路径和所述第二传输路径连接到所述第一主设备，其中，

所述第二主设备包括：

第二发送装置，所述第二发送装置用于向所述第二传输路径发送波长与所述第一脉冲光的波长不同的第二脉冲光，以及

第二接收装置，所述第二接收装置用于接收来自所述第一传输路径的所述第二脉冲光，

每个所述从设备还包括：

第二调制装置，所述第二调制装置设置在连接所述第二传输路径和所述第一传输路径的第二返回路径上，所述第二调制装置用于调制来自所述第二传输路径的所述第二脉冲光，并且将调制后的所述第二脉冲光输出到所述第一传输路径，

从所述多个从设备到所述第二主设备的第三信息通过所述调制被发送到所述第二主设备，以及

所述第二脉冲光的宽度短于在所述第一主设备或所述第二主设备与和所述第一主设备或所述第二主设备相邻的所述从设备之间的距离或在彼此相邻的所述从设备之间的距离当中的最短距离的两倍。

16.根据权利要求1至14中的任一项所述的通信系统，其中，还包括：

第二主设备，所述第二主设备经由所述第一传输路径和所述第二传输路径连接到所述第一主设备，其中，

所述第二主设备包括：

第二发送装置，所述第二发送装置用于向所述第二传输路径发送波长与所述第一脉冲光的波长不同的第二脉冲光，以及

第二接收装置，所述第二接收装置用于接收来自所述第一传输路径的所述第二脉冲光，

每个所述从设备还包括：

第二调制装置，所述第二调制装置设置在连接所述第二传输路径和所述第一传输路径的第二返回路径上，所述第二调制装置用于调制来自所述第二传输路径的所述第二脉冲光，并且将调制后的所述第二脉冲光输出到所述第一传输路径，

从所述多个从设备到所述第二主设备的第三信息通过所述调制被发送到所述第二主设备，

所述第一脉冲光的波长与所述第二脉冲光的波长相同，并且，当所述第一主设备发送所述第一脉冲光时，每个所述从设备关闭所述第二返回路径，并且不向所述第一传输路径输出。

17.根据权利要求1至16中的任一项所述的通信系统，其中，

所述从设备还包括插入在所述第一传输路径中的光学放大器，所述光学放大器设置在所述第一返回路径的前级，并且放大所述第一脉冲光，以及

所述第一接收装置从所述第一脉冲光的返回光的强度检测所述光学放大器的输出水平。

18.根据权利要求17所述的通信系统，其中，

在第一时段期间，所述第一调制装置对来自所述第一传输路径的放大后的所述第一脉冲光进行调制，并且将调制后的所述第一脉冲光输出到所述第二传输路径，以及，

在不同于所述第一时段的第二时段中，所述第一调制装置使放大后的所述第一脉冲光通过而不调制所述第一脉冲光的强度，并且将所述第一脉冲光输出到所述第二传输路径，以及

所述第一接收装置

从在所述第一时段期间从所述第一调制装置输出的所述第一脉冲光获取由所述第一调制装置叠加的所述第一信息，以及

从在所述第二时段期间从所述第一调制装置输出的所述第一脉冲光的返回光的强度检测所述光学放大器的输出水平的操作状态。

19.一种用于通信系统的控制方法，所述通信系统包括发送第一脉冲光的第一主设备以及经由第一传输路径和第二传输路径连接到所述第一主设备并且输出所述第一脉冲光的返回光的多个从设备，所述控制方法包括：

使所述第一主设备向所述第一传输路径发送具有下述宽度的所述第一脉冲光，所述宽度短于在输出所述返回光的所述从设备之间的传输距离和在所述第一主设备和输出所述返回光的所述从设备之间的传输距离当中的最短距离的两倍；

使设置在连接所述第一传输路径和所述第二传输路径的所述从设备内的第一返回路径上的第一调制装置调制来自所述第一传输路径的所述第一脉冲光，并且将调制后的所述第一脉冲光作为所述第一脉冲光的返回光输出到所述第二传输路径；

使所述第一主设备接收来自所述第二传输路径的所述第一脉冲光的返回光；以及

通过所述调制，将从所述多个从设备到所述第一主设备的第一信息发送到所述第一主设备。

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