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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Überwachungssteuerung eines
optischen Zwischenverstärkersystems
und insbesondere ein Überwachungssystem
eines optischen Zwischenverstärkersystems
und ein Verfahren zum Überwachen
desselben, das für
optische Fernkommunikation durch ein am Meeresboden und dergleichen
verlegtes Unterwasserkabel verwendet wird.
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Beschreibung des Stands der
Technik
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Die 8 bis 11 sind
Blockbilder, die ein herkömmliches Überwachungssystem
des optischen Zwischenverstärkersystems
zeigen: 9 ist ein Blockbild, das den
optischen Sender gemäß 8 zeigt; 10 ist
ein Blockbild, das einen optischen Zwischenverstärker gemäß 8 zeigt;
und 11 ist ein Blockbild, das den optischen Empfänger gemäß 8 zeigt.
In 8 bezeichnen die Bezugszeichen 101 jeweils
einen optischen Zwischenverstärker, 102 bezeichnet
einen optischen Sender, 103 einen optischen Empfänger und 104 einen Übertragungslichtwellenleiter.
Der optische Zwischenverstärker 101,
der durch den Übertragungslichtwellenleiter 104 von
dem optischen Sender 102 ein optisches Signal empfängt, verstärkt das
optische Signal und führt
es dem Übertragungslichtwellenleiter 104 an
der Seite des optischen Empfängers 103 zu.
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Nachstehend
wird der Betrieb des Überwachungssystems
des optischen Zwischenverstärkersystems
gemäß 8 beschrieben.
Zunächst
wird der Betrieb des optischen Senders 102 unter Bezugnahme
auf 9 beschrieben. Ein Hauptsignalkreis 105 gibt
ein Haupt signal aus, das gesendete Informationen trägt, und
ein Hilfssignalkreis 106 gibt ein Hilfssignal mit einer
niedrigeren Rate und kleineren Amplitude als das Hauptsignal aus.
Die zwei Signale werden überlagert,
so dass der Modulator 107 das gemulitplexte Signal moduliert.
Ein Treiber 108 treibt einen Halbleiterlaser 109 in
Abhängigkeit
von dem modulierten Signal, um das optische Signal zu erzeugen.
Das optische Signal wird über
einen internen Übertragungslichtwellenleiter 110 zu
dem Übertragungslichtwellenleiter 104 (in 8 gezeigt) übertragen.
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Dabei
weist das von dem Halbleiterlaser 109 ausgegebene optische
Signal ein optisches Hauptsignal und ein optisches Hilfssignal auf,
die durch die elektrooptische Umwandlung des Hauptsignals bzw. des
Hilfssignals erzeugt sind. Das optische Signal hat also eine Wellenform,
die von dem Hauptsignal moduliert ist, das von dem Niedrigraten-Hilfssignal mit kleinem
Modulationsfaktors überlagert
ist.
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Das
Hilfssignal von dem Hilfssignalkreis 106 besteht aus einem
Operationsbefehl für
die einzelnen Abschnitte oder Stromkreise, die jeden optischen Zwischenverstärker 101 bilden,
um Informationen über
ihre Zustände
für ihre Überwachung
zu erhalten. Das Hilfssignal weist einen von geeigneten Adresscodes
auf, die spezifisch einzelnen optischen Zwischenverstärkern 101 im
Voraus zugewiesen sind, um den zu aktivierenden optischen Zwischenverstärker 101 zu
bezeichnen.
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Wenn
der optische Sender 102 einen bestimmten optischen Zwischenverstärker 101 aktiviert, indem
er das Hilfssignal mit einem der Adresscodes liefert, die für den optischen
Zwischenverstärker 101 geeignet
sind, muss er eine Zeitdauer berücksichtigen,
die der optische Zwischenverstärker 101 braucht,
um den Befehl auszuführen
und zu antworten, und er sendet die anschließenden Operationsbefehle in
geeigneten Intervallen an andere optische Zwischenverstärker 101,
um eine Überlappung
der optischen Anwortsignale von einer Vielzahl von optischen Zwischenverstärkern 101 zu
vermeiden.
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Nachstehend
wird der Betrieb des optischen Zwischenverstärkers 101 unter Bezugnahme
auf 10 beschrieben. Der optische Zwischenverstärker 101 empfängt das
optische Signal über
den Übertragungslichtwellenleiter 104 von 8.
Ein Koppler 112, der mit einem internen Eingangslichtwellenleiter 111 verbunden
ist, teilt das optische Signal und liefert nur einen kleinen Teil
des optischen Signals an einen fotoelektrischen Umwandler 121.
Der größte Teil
des optischen Signals wird einem erbiumdotierten Lichtwellenleiterverstärker bzw.
LWL-Verstärker 113 zugeführt.
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Das
in den erbiumdotierten LWL-Verstärker 113 eintretende
optische Signal geht durch einen optischen Isolator 114,
wird von einem Koppelfilter 115 mit von einer Pumplaserdiode 116 zugeführtem Pumplicht
gekoppelt, von einem erbiumdotierten Lichtwellenleiter 117 verstärkt und
geht durch einen optischen Isolator 118. Ein Koppler 119 teilt
das optische Signal, um nur einen kleinen Teil des optischen Signals
als Rückkopplungssteuerinformation
zu extrahieren. Der größte Teil
des optischen Signals wird über
einen Ausgangslichtwellenleiter 120 zu dem Übertragungslichtwellenleiter 104 gemäß 8 übertragen.
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Der
fotoelektrische Umwandler 121 wandelt den Teil des optischen
Signals in ein elektrisches Signal um, und führt es einem Verstärker 122 zu.
Der Verstärker 122 verstärkt das
elektrische Signal um einen vorgeschriebenen Betrag, und führt es einem Tiefpassfilter 123 zu.
Das Tiefpassfilter 123 detektiert das Hilfssignal aus dem
elektrischen Signal und führt es
einem Ruferkennungsabschnitt 124 zu. Der Ruferkennungsabschnitt 124 vergleicht
den Adresscode in dem Hilfssignal mit dem Adresscode des optischen Zwischenverstärkers, um
ihn zu erkennen, und führt das
Erkennungsergebnis einer Erkennungssteuereinheit zu.
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Wenn
dann das Erkennungsergebnis des Ruferkennungsabschnitts 124 die Übereinstimmung zwischen
den Adresscodes zeigt, führt
die Erkennungssteuereinheit 125 den Operationsbefehl aus. Wenn
beispielsweise der Operationsbefehl das Melden von Pegelzuständen anweist,
aktiviert die Erkennungssteuereinheit 125 einen Codierer 126 und
einen Modulator 127, um Überwachungsinformationen zu
codieren, die zeigen, ob die Pegel verschiedener Bereiche höher oder
niedriger als ursprünglich
eingestellte Werte sind, und um die Informationen für die Zufuhr
zu dem Pumplaserdiodentreiber 128 zu modulieren.
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Der
Pumplaserdiodentreiber 128 treibt die Pumplaserdiode 116 entsprechend
dem von dem Modulator 127 zugeführten Modulationssignals und gibt
das Pumplicht ab, das auch als ein die Überwachungsinformationen enthaltendes
optisches Antwortsignal dient. Der Koppelfilter 115 kombiniert
das gesendete optische Signal mit dem erbiumdotierten Lichtwellenleiter 117 zuzuführenden
Pumplicht.
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Der
erbiumdotierte Lichtwellenleiter 117 verstärkt also
das optische Signal auf der Basis des Pumplichts, welches das optische
Antwortsignal führt.
Das verstärkte
optische Signal wird dem Übertragungslichtwellenleiter 104 über den
Ausgangslichtwellenleiter 120 zugeführt.
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Ein
fotoelektrischer Umwandler 130, der einen Teil des von
dem Koppler 119 extrahierten optischen Signals empfängt, wandelt
das optische Signal in ein elektrisches Signal um. Ein Verstärker 131 verstärkt das
elektrische Signal und führt
es einer Rückkopplungssteuereinheit
(nicht gezeigt) zu. Ein Fotodetektor 129 detektiert das
Ausgangssignal der Pumplaserdiode 116 und führt das
detektierte Signal zu dem Pumplaserdiodentreiber 128 zurück.
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Nachstehend
wird der Betrieb des optischen Empfängers 103 unter Bezugnahme
auf 11 beschrieben. In dem optischen Empfänger 103,
der das von dem optischen Zwischenverstärker 101 durch den Übertragungslichtwellenleiter 104 gemäß 8 gesendete
optische Signal empfängt,
empfängt
ein fotoelektrischer Umwandler 133 das optische Signal durch
einen internen Übertragungslichtwellenleiter 132 und
wandelt es in ein elektrisches Signal um. Da das optische Signal
das optische Hauptsignal und das optische Antwortsignal, die dem
Hauptsignal und dem Antwortsignal entsprechen, aufweist, werden sie
als das elektrische Hauptsignal und das elektrische Antwortsignal
extrahiert.
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Anschließend verstärkt der
Verstärker 134 die
elektrischen Signale um einen vorgeschriebenen Betrag. Das verstärkte elektrische
Hauptsignal wird von einem Hauptsignaldemodulator 135 als
das Hauptsignal demoduliert. Ein Tiefpassfilter 136 extrahiert
das elektrische Antwortsignal. Ein Hilfssignaldemodulator 137 demoduliert
das elektrische Antwortsignal und gibt die Überwachungsinformationen aus. Im
Betrieb des optischen Zwischenverstärkers 101 werden die Überwachungsinformationen
als Überwachungs-/Steuerinformationen
verwendet.
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Wie
oben beschrieben, codiert gemäß dem herkömmlichen Überwachungssystem
des optischen Zwischenverstärkersystems
jeder optische Zwischenverstärker 101 die
Zustände
der verschiedenen Abschnitte und Stromkreise in Abhängigkeit
von der Anforderung der Zustandsmeldung und sendet die Informationen über die
Zustände
an den optischen Empfänger 103.
Um beispielsweise eine gewünschte Überwachungsfunktion
wie etwa Temperatursteuerung zu implementieren, wird eine normale Mess-
und Steuerschaltung benötigt.
Das Installieren einer solchen Schaltung vergrößert jedoch den Umfang des
Zwischenverstärker-Überwachungsstromkreises,
was zu dem Problem einer Vergrößerung des
Zwischenverstärkers
führt.
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Was
Verstärkungsänderungen,
Temperaturkompensation und dergleichen infolge von Änderungen
von Eigenschaften über
die Zeit während
des Betriebs angeht, ergibt sich außerdem aufgrund der Tatsache,
dass das Steuersystem ein geschlossenes Steuersystem in der Überwachungsschaltung
in dem optischen Zwischenverstärker
bildet, das Problem, dass es für
ein landseitiges Überwachungssystem (nicht
gezeigt) ungeeignet ist, um die Betriebszustände zu überwachen und den optischen
Zwischenverstärker
in Abhängigkeit
von den Überwachungsinformationen
zu steuern. Die Implementierung einer hohen Zuverlässigkeit,
die einen Langzeitbetrieb ermöglicht,
und die Stabilisierung der Verstärkung
gegenüber
den Änderungen
der Eigenschaften der Komponenten und Stromkreise über die
Zeit während
des Betriebs durch den optischen Zwischenverstärker sind also schwierig.
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Um
die Überwachungszustände quantitativ zu
melden, ist ferner eine zunehmende Informationsmenge für den optischen
Zwischenverstärker
erforderlich, was zu dem Problem führt, dass das Antwortsignal
einen nachteiligen Effekt auf das Hauptsignal haben kann.
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Ferner
muss in Anbetracht der Betriebsdauer des optischen Zwischenverstärkers zum
Ausführen
des Operationsbefehls und der Ankunftszeit des optischen Antwortsignals
der optische Sender bestimmte Intervalle zwischen Übertragungen
von aufeinanderfolgenden Operationsbefehlen zu dem optischen Zwischenverstärker vorsehen,
um zu verhindern, dass das optische Signal, das durch den Lichtwellenleiter 104 hindurchgeht,
gleichzeitig viele optische Hilfssignale oder optische Antwortsignale
aufweist, was zu dem Problem führt,
dass ein effizienter Betrieb behindert wird.
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Weitere
Informationen bezüglich
des Stands der Technik finden sich in dem
US-Patent 5 500 756 , das ein optisches
LWL-Übertragungssystem
und ein Überwachungsverfahren
dafür betrifft.
Insbesondere beschreibt es einen optischen Zwischenverstärker zum
Realisieren der Übertragung
von Überwachungsinformationen
eines optischen LWL-Übertragungssystems
ohne Reduzierung der Ausgangsleistung eines optischen LWL-Verstärkers, wobei
ein optischer Überwachungssender
und ein optischer Empfänger
mit einer Wellenlänge,
die der Wellenlänge der
Pumplichtquelle des optischen LWL-Verstärkers ähnlich ist, angebracht sind,
und an der Eingangsseite des optischen Zwischenverstärkers Pumplicht
in Vorwärtsrichtung
gemultiplext wird, und ein optisches Überwachungssignal, das hinsichtlich
Wellenlänge gemultiplext
und gesendet wird, gleichzeitig von dem ersten Wellenlängen-Multi-
und -Demultiplexer demultiplext wird, und sie werden von dem optischen Überwachungsempfänger empfangen,
und an der Ausgangsseite des optischen Zwischenverstärkers wird
Pumplicht in Umkehrrichtung gemultiplext, und ein optisches Überwachungssignal,
das von dem optischen Überwachungssender
ausgegeben wird, wird von dem zweiten Wellenlängen-Multi- und -Demultiplexer
gemultiplext. Ferner wird das
US-Patent
5 500 756 vom Europäischen
Patentamt in dem Sinn ausgelegt, dass es Folgendes offenbart: ein Überwachungssteuersystem
für einen
optischen Zwischenverstärker,
wobei das System einen in einem Endgerät installierten optischen Sender
aufweist, um ein Überwachungssignal
gemeinsam mit einem optischen Datensignal an einen Zwischenverstärker zu senden.
Der Zwischenverstärker
erzeugt ein Antwortsignal, das eine Antwort des Zwischenverstärkers auf
das eingegebene modulierte Überwachungs-
und Datensignal bezeichnet, das mit einem Normalwert verglichen
wird, und das diesen Vergleich bezeichnende Signal wird gemeinsam
mit Statusanzeigen zum Zweck des Sendens gespeichert. Eine Informationsverarbeitungseinheit,
die mit dem Empfänger
verbunden ist, erzeugt einen numerischen Code, der den Zustand des
Zwischenverstärkers
bezeichnet, der den Antwortcode mit Messinformationen verknüpft, die
mit durch vorhergehende Messung erhaltenen vorbestimmten Werten
verglichen worden sind.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wird implementiert, um die vorstehenden Probleme
zu lösen.
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Überwachungssystem
eines optischen Zwischenverstärkersystems
und ein Verfahren zum Überwachen
desselben bereitzustellen, das die Betriebsüberwachung unter Berücksichtigung
von Eigenschaften einzelner Überwachungsziele
in dem optischen Zwischenverstärker
erzielen kann, wodurch seine Zuverlässigkeit verbessert wird. Eine
andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Überwachungssystem
des optischen Zwischenverstärkersystems
und ein Verfahren zum Überwachen
desselben bereitzustellen, das die Verstärkungsstabilisierung und Temperaturkompensation
gegenüber Änderungen
der Eigenschaften der einzelnen Überwachungsziele über die
Zeit implementieren kann, wodurch eine hohe Zuverlässigkeit
realisiert wird.
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Nach
einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Überwachungssystem
des optischen Zwischenverstärkersystems
in einem optischen Übertragungssystem
bereitgestellt, das zwei Anschlussstationen und mindestens einen
optischen Zwischenverstärker
aufweist, der durch einen Lichtwellenleiter zwischen die zwei Anschlussstationen geschaltet
ist, wobei das Überwachungssystem
des optischen Zwischenverstärkersystems
Folgendes aufweist: einen optischen Sender, der in mindestens einer
der zwei Anschlussstationen installiert ist, um ein optisches Signal,
das einen Operationsbefehl aufweist, an den optischen Zwischenverstärker zu senden,
um einen Zustand eines vorbestimmten Überwachungsziels zu melden;
einen Antwortsignalgenerator, der in dem optischen Zwischenverstärker installiert
ist, um das von dem optischen Sender gesendete optische Signal zu
empfangen und um ein optisches Antwortsignal zu erzeugen, das einen
Antwortcode aufweist, der den Zustand des Überwachungsziels bezeichnet;
einen optischen Empfänger, der
in mindestens einer der zwei Anschlussstationen installiert ist,
um das von dem optischen Zwischenverstärker übertragene optische Antwortsignal
zu empfangen; und eine Informationsverarbeitungseinheit, die mit
dem optischen Empfänger
verbunden ist, um eine numerische Form des Antwortcodes, der in dem
von dem optischen Empfänger
empfangenen optischen Antwortsignal enthalten ist, unter Verwendung
eines vorbestimmten Ausdrucks zu erzeugen, der den Antwortcode mit
Messinformationen verknüpft,
die erhalten werden, indem das Überwachungsziel
mit einer externen Messeinrichtung während der Operation des optischen
Zwischenverstärkers
in Abhängigkeit
von dem Operationsbefehl im Voraus gemessen wird.
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Dabei
kann die Informationsverarbeitungseinheit Folgendes aufweisen: einen
Speicher, um den Ausdruck im Voraus aufzuzeichnen; eine Recheneinheit,
um den Antwortcode unter Verwendung des Ausdrucks in die numerische
Form umzuwandeln; und eine Rechenergebnis-Ausgabeeinheit, um Informationen über die
von der Recheneinheit ausgegebene numerische Form auszugeben.
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Der
Ausdruck kann erhalten werden in Form von Änderungen des Antwortcodes
in Abhängigkeit von Änderungen
der Messinformationen über
das Überwachungsziel
aufgrund von Änderungen
der Umgebungstemperatur des optischen Zwischenverstärkers.
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Der
Ausdruck kann erhalten werden in Form von Änderungen des Antwortcodes
in Abhängigkeit von Änderungen
der Messinformationen über
das Überwachungsziel
aufgrund der abgelaufenen Zeit.
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Das Überwachungssystem
kann eine Vielzahl von optischen Zwischenverstärkern aufweisen, die zwischen
den zwei Anschlussstationen über
den Lichtwellenleiter installiert sind, und der Ausdruck kann für jeden
der Vielzahl von optischen Zwischenverstärkern erhalten werden, um in
dem Speicher der Informationsverarbeitungseinheit gespeichert zu werden.
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Nach
einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren
zum Überwachen eines
optischen Zwischenverstärkers
in einem optischen Übertragungssystem
bereitgestellt, das zwei Anschlussstationen und mindestens einen
optischen Zwischenverstärker
aufweist, der durch einen Lichtwellenleiter zwischen die zwei Anschlussstationen geschaltet
ist, wobei mindestens eine der zwei Anschlussstationen einen optischen
Sender und einen optischen Empfänger
aufweist, wobei das Verfahren zum Überwachen eines optischen Zwischenverstärkers die
folgenden Schritte aufweist: Senden eines Operationsbefehls von
dem optischen Sender an den optischen Zwischenverstärker, um
einen Zustand eines vorbestimmten Überwachungsziels zu melden; Speichern
eines vorbestimmten Ausdrucks, der Messinformationen im Voraus mit
einem Antwortcode verknüpft,
wobei die Messinformationen erhalten werden, indem das vorbestimmte Überwachungsziel mit
einer externen Messeinrichtung gemessen wird, während gleichzeitig der optische
Zwischenverstärker
in Abhängigkeit
von dem Operationsbefehl wirksam ist, und wobei der Antwortcode
von dem optischen Zwischenverstärker
in Abhängigkeit
von dem Operationsbefehl ausgegeben wird; und Umwandeln des Antwortcodes,
der von dem optischen Zwischenverstärker in Abhängigkeit von dem Operationsbefehl an
den optischen Empfänger
gesendet wird, in eine numerische Form unter Verwendung des vorbestimmten
Ausdrucks.
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Dabei
kann der Ausdruck erhalten werden in Form von Änderungen des Antwortcodes
in Abhängigkeit
von Änderungen
der Messinformationen über das Überwachungsziel
aufgrund von Änderungen der
Umgebungstemperatur des optischen Zwischenverstärkers.
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Der
Ausdruck kann erhalten werden in Form von Änderungen des Antwortcodes
in Abhängigkeit von Änderungen
der Messinformationen über
das Überwachungsziel
aufgrund der abgelaufenen Zeit.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Blockbild, das eine Konfiguration einer Ausführungsform 1 eines Überwachungssystems
eines optischen Zwischenverstärkersystems
und eines Verfahrens zum Überwachen
desselben nach der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ist
ein Blockbild, das eine Konfiguration eines optischen Zwischenverstärker-Submoduls 8 gemäß 1 zeigt;
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3 ist
ein Blockbild, das eine Konfiguration eines Überwachungssteuermoduls 7 und
eines optischen Verstärkers
gemäß 2 zeigt;
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4 ist
ein Flussdiagramm, welches das Verfahren zum Überwachen eines optischen Zwischenverstärkers der
Ausführungsform
1 nach der vorliegenden Erfindung erläutert;
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5 ist
ein Blockbild, das eine Konfiguration eines optischen Kommunikationstestsystems zeigt,
das für
die vorliegende Erfindung verwendet wird;
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6 ist
ein Blockbild, das eine Konfiguration eines optischen Zwischenverstärker-Submoduls gemäß 5 zeigt;
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7 ist
ein Diagramm, das von dem optischen Kommunikationstestsystem gemäß 5 erhaltene
Testergebnisse zeigt;
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8 ist
ein Blockbild, das eine Konfiguration eines herkömmlichen Überwachungssystems eines optischen
Zwischenverstärkersystems
zeigt;
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9 ist
ein Blockbild, das eine Konfiguration eines optischen Senders gemäß 8 zeigt;
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10 ist
ein Blockbild, das eine Konfiguration eines optischen Zwischenverstärkers gemäß 8 zeigt;
und
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11 ist
ein Blockbild, das eine Konfiguration eines optischen Empfängers gemäß 8 zeigt.
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GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die
Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben.
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AUSFÜHRUNGSFORM
1
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1 ist
ein Blockbild, das eine Konfiguration einer Ausführungsform 1 eines Überwachungssystems
eines optischen Zwischenverstärkersystems
nach der vorliegenden Erfindung zeigt; 2 ist ein
Blockbild, das eine Konfiguration eines optischen Zwischenverstärker-Submoduls 8 oder 9 gemäß 1 zeigt;
und 3 ist ein Blockbild, das eine Konfiguration eines Überwachungssteuermoduls 7 und
eines optischen Verstärkers 6a oder 6b gemäß den 1 und 2 zeigt.
In diesen Figuren sind die gleichen oder ähnliche Teile wie in den 8 bis 11 mit
den gleichen Bezugszeichen versehen, und ihre Be schreibung entfällt hier.
In 1 bezeichnen die Bezugszeichen 1 und 2 jeweils
eine Anschlussstation wie etwa eine landseitige Leitungsüberwachungsanlage
(nicht gezeigt). Sie weisen jeweils eine Vielzahl von optischen
Sendern und optischen Empfängern
auf, um optische Kommunikationen sowohl in Uplink- als auch Downlinkrichtung
auszuführen.
Es sei angenommen, dass die vorliegende Ausführungsform 1 ein Paar von bidirektionalen
optischen Kommunikationskanälen
hat.
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Der
Zweckmäßigkeit
halber wird davon ausgegangen, dass die Richtung von links nach
rechts einem Uplink und die von rechts nach links einem Downlink
entspricht und dass der bidirektionale optische Kommunikationskanal,
der ein Uplink von einem optischen Sender 102a zu einem
optischen Empfänger 103b und
ein Downlink von einem optischen Sender 102b zu einem optischen
Empfänger 103a aufweist,
ein erstes optisches Kommunikationssystem genannt wird; und der
bidirektionale optische Kommunikationskanal, der ein Uplink von
einem optischen Sender 102c zu einem optischen Empfänger 103d und
ein Downlink von einem optischen Sender 102d zu einem optischen
Empfänger 103c aufweist, ein
zweites optisches Kommunikationssystem genannt wird.
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In 1 bezeichnen
die Bezugszeichen 102a bis 102d jeweils einen
optischen Sender, mit der gleichen Konfiguration und Funktion wie
der in 9 gezeigte optische Sender 102. Die optischen Sender 102a bis 102d senden
jeweils ein Hilfssignal an einen entsprechenden optischen Zwischenverstärker 5.
Das Hilfssignal weist auf: einen geeigneten Adresscode, der spezifisch
jedem optischen Zwischenverstärker-Submodul 8 (9)
im Voraus zugewiesen wird, und einen Operationsbefehl, der das optische
Zwischenverstärker-Submodul 8 (9)
auffordert, die Zustände
von vorbestimmten Überwachungszielen
zu melden.
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Die
Bezugszeichen 103a bis 103d bezeichnen jeweils
einen optischen Empfänger
mit der gleichen Konfiguration und Funktion wie der in 11 gezeigte
optische Empfänger 103.
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Das
Bezugszeichen 104a bezeichnet ein LWL-Paar, das aus Uplink-/Downlink-Übertragungslichtwellenleitern 104 des
ersten optischen Kommunikationssystems besteht; und 104b bezeichnet
ein LWL-Paar, das aus Uplink-/Downlink-Übertragungslichtwellenleitern 104 des
zweiten optischen Kommunikationssystems besteht.
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Die
Bezugszeichen 3 und 4 bezeichnen Informationsverarbeitungseinheiten,
die mit den Anschlussstationen 1 bzw. 2 verbunden
sind. Die Informationsverarbeitungseinheiten 3 und 4 weisen
Speicher 3a bzw. 4a, Recheneinheiten 3b bzw. 4b und Rechenergebnis-Ausgabeeinheiten 3c bzw. 4c auf.
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Die
Speicher 3a und 4a zeichnen eine Vielzahl von
vorgeschriebenen Ausdrücken
auf (nachstehend Erkennungsausdrücke
genannt) auf, die im Voraus für
einzelne vorbestimmte Überwachungsziele
erhalten werden. Die Erkennungsausdrücke werden erhalten, indem
charakteristische Daten von einzelnen Überwachungszielen im Voraus
unter Verwendung eines optischen Kommunikationstestsystems gemäß 5 zum
Sammeln von Informationen gesammelt werden. Die Erkennungsausdrücke repräsentieren
Beziehungen zwischen Messinformationselementen und Antwortcodes.
Dabei werden die Messinformationselemente dadurch erhalten, dass die Überwachungsziele
mit einer externen Messeinrichtung während des Betriebs des optischen
Zwischenverstärkers 5 in
Abhängigkeit
von dem Operationsbefehl von dem optischen Sender 102a gemessen
werden, und die Antwortcodes werden von dem optischen Zwischenverstärker 5 im
Betrieb erhalten. Dadurch wird es möglich, die Zustände der Überwachungsziele
quantitativ zu erfassen.
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Die
Recheneinheiten 3b und 4b wandeln jeweils die
Antwortcodes unter Verwendung der Erkennungsausdrücke um,
um die Überwachungsinformationen
zu erzeugen, die das quantitative Erfassen der Zustände der Überwachungsziele
ermöglichen.
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Die
Rechenergebnis-Ausgabeeinheiten 3c und 4c geben
jeweils die im Betriebs von den Recheneinheiten 3b und 4b zugeführten Überwachungsinformationen
aus.
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Nachstehend
bezeichnet jedes Bezugszeichen 5 einen optischen Zwischenverstärker zum
Verstärken
und Ausgeben von durch den Übertragungslichtwellenleiter 104 gedämpften optischen
Signalen. Der Zweckmäßigkeit
halber sind in der vorliegenden Ausführungsform 1 zwar zwei optische
Zwischenverstärker 5 gezeigt,
ihre Anzahl ist jedoch nicht auf zwei beschränkt, sondern bedarfsweise kann
jede beliebige Anzahl entsprechend der Distanz zwischen den Anschlussstationen 1 und 2 installiert
sein.
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Die
Bezugszeichen 6a und 6b bezeichnen jeweils einen
optischen Verstärker: 6a bezeichnet
einen optischen Uplinkverstärker;
und 6b bezeichnet einen optischen Downlinkverstärker.
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Jedes
Bezugszeichen 7 bezeichnet ein Überwachungssteuermodul, das
den geeigneten Adresscode speichert, der spezifisch seinem eigenen
optischen Zwischenverstärker-Submodul 8 oder 9 im
Voraus zugewiesen wird. Das Überwachungssteuermodul 7 steuert
und überwacht
die optischen Verstärker 6a und 5b.
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Die
Bezugszeichen 8 und 9 bezeichnen jeweils das optische
Zwischenverstärker-Submodul, das
den optischen Verstärker 6a und 6b und
das Überwachungssteuermodul 7 aufweist.
Das optische Zwischenverstärker-Submodul 8 ist
mit dem ersten optischen Kommunikationssystem verbunden, und das
optische Zwischenverstärker-Submodul 9 ist
mit dem zweiten optischen Kommunikationssystem verbunden. Das Bezugszeichen 10 bezeichnet
das Überwachungssystem
des optischen Zwischenverstärkersystems
und weist die vorstehenden Komponenten 1 bis 9, 104a und 104b auf.
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In 2 bezeichnet
das Bezugszeichen 11 einen Modulator/Demodulator, der das
elektrischen Signal 01, das von einem fotoelektrischen Umwandler 121 in
dem optischen Verstärker 6a (6b)
gemäß 3 zugeführt wird,
demoduliert und es einer Überwachungssteuereinheit 12 zuführt. Der
Modulator/Demodulator 11 moduliert ferner das Antwortsignal,
das die Antwortcodes und dergleichen aufweist.
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Das
Bezugszeichen 12 bezeichnet die Überwachungssteuereinheit, die
einen Speicher (nicht gezeigt) zum Speichern eines Steuerprogramms
und eine Verarbeitungseinheit (nicht gezeigt) aufweist. Die Überwachungssteuereinheit 12 initialisiert
die Verarbeitungseinheit und periphere Schaltungen (nicht gezeigt),
speichert die Überwachungsinformationen über die
peripheren Schaltungen und führt eine
Eingabe-/Ausgabesteuerung der Verarbeitungseinheit und eine Ausgabesteuerung
der Antwortcodes aus. Das Bezugszeichen 128 bezeichnet
einen Pumplasertreiber, der noch beschrieben wird.
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Das Überwachungssteuermodul 7 weist
die Komponenten 11, 12 und 128 auf.
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In 3 bezeichnen
die Bezugszeichen 138 bis 140 jeweils einen Wellenlängenmultiplexkoppler (nachstehend
WDM-Koppler genannt) zum Multiplexen und Demultiplexen der optischen
Signale oder des Signals.
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Nachstehend
wird der Betrieb der vorliegenden Ausführungsform 1 unter Bezugnahme
auf die 1 bis 4 beschrieben. 4 ist
ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Überwachen des optischen Zwischenverstärkersystems
erläutert.
Zunächst
wird das Überwachungsverfahren
unter Bezugnahme auf 4 umrissen. Der optische Sender 102 der
Anschlussstation 1 ist auf die gleiche Weise wirksam wie
der optische Sender 102 gemäß 9. Er überlagert
also das Hilfssignal dem Hauptsignal, um Informationen zu senden
(Schritt S1), wobei das Hilfssignal den Operationsbefehl und den
für das
optische Zwischenverstärker-Submodul 8 oder 9 in
dem optischen Zwischenverstärker 5 geeigneten
Adresscode aufweist.
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Anschließend führt der
optische Zwischenverstärker 5,
dessen Adresscode mit dem Adresscode übereinstimmt, der in dem von
dem optischen Sender 102a gesendeten optischen Signal enthalten ist,
den Operationsbefehl auf die gleiche Weise aus wie der optische
Zwischenverstärker 101 gemäß 8,
so dass er das optische Signal, welches das optische Antwortsignal
aufweist, gleichzeitig den Uplink-/Downlink-Übertragungslichtwellenleitern 104 zuführt (Schritt
S2).
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Bei
Empfang des optischen Signals extrahiert der optische Empfänger 103c in
der Anschlussstation 1 den Antwortcode aus dem optischen
Antwortsignal auf die gleiche Weise wie der optische Empfänger 103 gemäß 8 und
führt es
der Informationsverarbeitungseinheit 3 zu (Schritt S3).
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In
Abhängigkeit
von dem Adresscode, der den optischen Zwischenverstärker 5 identifiziert,
und von dem Code, der den Inhalt des von dem Zwischenverstärker 5 gesendeten
Operationsbefehls bezeichnet, extrahiert die Recheneinheit 3b der
Informationsverarbeitungseinheit 3 den ihnen entsprechenden
Erkennungsausdruck aus dem Speicher 3a, wandelt den Antwortcode
unter Verwendung des Erkennungsausdrucks in die entsprechende numerische
Form um und gibt ihn als die Überwachungsinformationen
aus (Schritt S4).
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Bei
Empfang der Überwachungsinformationen
in der numerischen Form von den Recheneinheiten 3b führt die
Rechenergebnis-Ausgabeeinheit 3c in der Informationsverarbeitungseinheit 3 diese
einem Monitor (nicht gezeigt) oder einem System einer höheren Ebene
(nicht gezeigt) zu (Schritt S5).
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Nachstehend
wird der Ablauf der vorstehenden Schritte im Einzelnen unter Bezugnahme
auf die 1 bis 3 beschrieben.
In Schritt S1 wandelt der optische Sender 102a (siehe 1)
das elektrische Signal, das durch Überlagern des Hilfssignals auf
das Hauptsignal, das Hauptinformationen führt, erhalten wird, in das
optische Signal um und sendet es an den Übertragungslichtwellenleiter 104 (siehe 1),
wobei das Hilfssignal eine niedrigere Rate und kleinere Amplitude
als das Hauptsignal hat.
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Der
von der Anschlussstation 1 oder 2 gesendete Operationsbefehl
weist auf: Anweisungen wie etwa die Anfangseinstellung und Voreinstellung der Überwachungssteuereinheit 12 gemäß 2, Anweisungen
zum Extrahieren oder Messen des charakteristischen Signals über die Überwachungsziele,
Anweisungen zum Lesen der Zustände
der Überwachungsziele
und zum Aufrechterhalten der Verarbeitung einschließlich Initialisierung.
Der Einfachheit halber sei hier jedoch davon ausgegangen, dass der
Operationsbefehl Anweisungen zum Messen der Ausgangsleistung der
Pumplaserdiode 116 ist, und der in dem Hilfssignal enthaltene
Adresscode ist der Adresscode des optischen Zwischenverstärker-Submoduls 8.
Anders ausgedrückt,
es wird ein Beispiel beschrieben, in dem die Anschlussstation 1 einen
Befehl an das optische Zwischenverstärker-Submodul 8 ausgibt,
die Ausgangsleistung der Pumplaserdiode 116 zu messen.
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Nachstehend
wird der Betrieb in Schritt S2 im Einzelnen unter Bezugnahme auf
die 2 und 3 beschrieben. Bei Empfang des
optischen Signals durch den Eingangslichtwellenleiter 111 teilt
der WDM-Koppler 138 in dem optischen Verstärker 6a das
optische Signal und führt
sein Fragment dem fotoelektrischen Umwandler 121 zu. Der
größte Teil des
optischen Signals wird dem erbiumdotierten Lichtwellenleiter 117 zugeführt.
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Der
nächste
WDM-Koppler 139 koppelt das optische Signal mit dem Pumplicht
(das auch als das später
beschriebene optische Antwortsignal dient), das von der Pumplaserdiode 116 zugeführt wird,
und der erbiumdotierte Lichtwellenleiter 117 verstärkt es. Das
verstärkte
optische Signal geht durch den optischen Isolator 118,
und sein Fragment wird von dem WDM-Koppler 140 als die
Rückkopplungssteuerinformationen
extrahiert. Der größte Teil
des optischen Signals wird durch den Ausgangslichtwellenleiter 120 an
den Übertragungslichtwellenleiter 104 gesendet.
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Der
fotoelektrische Umwandler 121 wandelt das von dem WDM-Koppler 138 zugeführte optische Signal
in ein Empfangssignal 01, ein elektrisches Signal, um und führt es dem
Modulator/Demodulator 11 gemäß 2 zu.
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Der
Modulator/Demodulator 11 verstärkt das Empfangssignal 01 mit
seinem Verstärker
(nicht gezeigt) um einen vorgeschriebenen Betrag, extrahiert das
Hilfssignal unter Verwendung seines Filters (nicht gezeigt) aus
dem Empfangssignal 01, wandelt das Hilfssignal in Digitaldaten
um und führt
der Überwachungssteuereinheit 12 die
bit-seriellen Digitaldaten als ein codiertes Empfangssignal 02 zu.
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Gleichzeitig
extrahiert der Modulator/Demodulator 11 ein Taktsignal
aus dem Empfangssignal 01 mit einem internen Taktgeber
(nicht gezeigt) und erzeugt durch Aufschalten des Taktsignals auf
eine PLL-Schaltung (nicht gezeigt) und durch Ausführen einer
Frequenzteilung oder -vervielfachung einen Rück-Hilfsträger. Der Modulator/Demodulator 11 führt ferner
der Überwachungssteuereinheit 12 ein Taktsignal 03 zu,
das dem aus dem Empfangssignal 01 extrahierten Taktsignal
entspricht. Das Taktsignal 03 wird in der Überwachungssteuereinheit 12 als
das Referenztaktsignal für
arithmetische Berechnungen verwendet.
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Bei
Empfang des codierten Empfangssignals 02 vergleicht die Überwachungssteuereinheit 12 den in
dem codierten Empfangssignal 02 enthaltenen Adresscode
mit ihrem eigenen Adresscode und entscheidet, dass der Operationsbefehl
an sie selbst adressiert ist, wenn die beiden Adressen übereinstimmen.
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Nachdem
die Überwachungssteuereinheit 12 entschieden
hat, dass der Operationsbefehl an sie selbst adressiert ist, veranlasst
sie ihre Verarbeitungseinheit (nicht gezeigt), den Operationsbefehl
in dem codierten Empfangssignal 02 in Abhängigkeit von
dem in ihrem Speicher (nicht gezeigt) gespeicherten Steuerprogramm
zu decodieren.
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In
Abhängigkeit
von dem decodierten Ergebnis führt
die Überwachungssteuereinheit 12 dem
Modulator/Demodulator 11 ein Überwachungsziel-Wählsignal 04 zu,
das die Messung der Ausgangsleistung der Pumplaserdiode 116 anweist.
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In
Abhängigkeit
von dem Überwachungsziel-Wählsignal 04 empfängt der
Modulator/Demodulator 11 Rückkopplungsinformationen 09 von
dem Pumplasertreiber 128. Die Rückkopplungsinformationen 09 sind
ein Ausgangssignal eines Fotodetektors 129, der die optische
Ausgangsleistung der Pumplaserdiode 116 gemäß 3 detektiert.
In Abhängigkeit
von den Rückkopplungsinformationen 09 führt der
Modulator/Demodulator 11 der Überwachungssteuereinheit 12 ein
Messdatensignal 05 zu.
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Die Überwachungssteuereinheit 12 wandelt das
analoge Messdatensignal 05 mit einem A/D-Wandler (nicht
gezeigt) in Digitaldaten um und führt mit den Digitaldaten die
vorgeschriebene Berechnung aus, wodurch ein hexadezimaler Antwortcode
erzeugt wird.
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Die Überwachungssteuereinheit 12 führt dem
Modulator/Demodulator 11 ein den Antwortcode aufweisendes
bit-serielles Antwortsignal 06 zu, wobei der Code den Inhalt
des Operationsbefehls und ihren eigenen Adresscode beschreibt. Die Überwachungssteuereinheit 12 speichert
im Übrigen
nach Bedarf den Antwortcode und dergleichen in dem Speicher.
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In
Abhängigkeit
von dem aus dem Empfangssignal 01 erzeugten Taktsignal
moduliert der Modulator/Demodulator 11 das Antwortsignal 06 und führt dem
Pumplaserdiodentreiber 128 ein Modulationsausgangssignal 07 zu.
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In
Abhängigkeit
von einem Treiberstrom 08 auf der Basis des Modulationsausgangssignals 07 treibt
der Pumplaserdiodentreiber 128 die Pumplaserdioden 116 in
den optischen Uplink- und Downlink-Verstärkern 6a und 6b.
Die Pumplaserdiode 116 erzeugt also das Pumplicht, das
nicht nur als das den Inhalt des Antwortsignals 06 aufweisende
optische Antwortsignal, sondern auch als das Licht zur Verstärkung dient.
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Der
WDM-Koppler 139 kombiniert das von der Pumplaserdiode 116 erzeugte
Pumplicht mit dem optischen Empfangssignal, um das optische Signal zu
erzeugen, welches das ihm überlagerte
optische Antwortsignal aufweist.
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Der
erbiumdotierte Lichtwellenleiter 117 verstärkt das
optische Signal. Das verstärkte
optische Signal geht durch den optischen Isolator 118 und
wird über
die Ausgangslichtwellenleiter 120 durch die Uplink- und
Downlink-Übertragungslichtwellenleiter 104 in
beide Richtungen gesendet.
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Da
das optische Signal, welches das ihm überlagerte optische Antwortsignal
aufweist, durch die bidirektionalen Übertragungslichtwelllenleiter 104 gesendet
wird, kann der optische Empfänger 103a in der
Anschlussstation 1, der den Operationsbefehl sendet, dieses
optische Signal empfangen. Die Anschlussstation 1 kann
also den nächsten
Operationsbefehl unmittelbar nach Ankunft der Antwort auf den Operationsbefehl
senden. Dies kann die Effizienz des Systems steigern, da die unangemessen
lange Wartezeit, die bei dem herkömmlichen Überwachungssystem des optischen
Zwischenverstärkersystems
gemäß 8 zum
Senden des nächsten Operationsbefehls
erforderlich ist, unnötig
wird.
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Nachstehend
wird die Operation in Schritt S3 gemäß 4 im Einzelnen
unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. Der optische
Empfänger 103a in der
Anschlussstation 1 empfängt
das optische Signal, welches das ihm überlagerte optische Antwortsignal
aufweist. Der optische Empfänger 103a (103b) wandelt
das optische Empfangssignal auf die gleiche Weise wie der optische
Empfänger 103 gemäß 10 in
ein elektrisches Signal um. Das elektrische Hauptsignal und das
elektrische Hilfssignal, das durch Umwandlung des optischen Hauptsignals
erhalten ist, und das optische Antwortsignal werden von dem Hauptsignaldemodulator 135 bzw.
dem Hilfssignaldemodulator 137 gemäß 11 demoduliert.
Der optische Empfänger 103a führt der
Informationsverarbeitungseinheit 3 den Antwortcode zu,
wobei der Code den Inhalt des Operationsbefehls ausdrückt und
der Adresscode das optische Zwischenverstärker-Submodul 8 bezeichnet,
die sämtlich
von dem Hilfssignaldemodulator 137 demoduliert werden.
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Nachstehend
wird die Operation in den Schritten S4 und S5 im Einzelnen unter
Bezugnahme auf 1 beschrieben. Zunächst extrahiert
in Schritt S4 die Recheneinheit 3b in der Informationsverarbeitungseinheit 3 in
Abhängigkeit
von dem Code, der den Inhalt des Operationsbefehls ausdrückt, und dem
von dem optischen Empfänger 103a zugeführten Adresscode,
der das optische antwortende Zwischenverstärker-Submodul 8 bezeichnet,
den entsprechenden Ausdruck aus der Vielzahl von in dem Speicher 3a aufgezeichneten
Erkennungsausdrücken.
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Im
vorliegenden Fall extrahiert die Recheneinheit 3b in der
Informationsverarbeitungseinheit 3 den Erkennungsausdruck,
um die Ausgangsleistung der Pumplaserdiode 116 in dem optischen
Zwischenverstärker-Submodul 8 zu
schätzen.
Anschließend wandelt
die Recheneinheit 3b die Ausgangsleistung in die entsprechende
numerische Form um durch Substitution des Antwortcodes in den Erkennungsausdruck,
so dass die Leistung in Form von dBm oder mW ausgedrückt wird.
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In
dem nächsten
Schritt S5 führt
die Rechenergebnis-Ausgabeeinheit 3c den von der Recheneinheit 3b zugeführten numerischen
Wert als die Überwachungsinformationen
einem Monitordisplay, einem Drucker oder einem System einer höheren Ebene
zu, die nicht gezeigt sind.
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Nachstehend
wird ein Verfahren zum Erhalten der in den Speichern 3a und 4a zu
speichernden Erkennungsausdrücke
unter Bezugnahme auf die 5 bis 7 beschrieben. 5 ist
ein Blockbild, das eine Konfiguration eines optischen Kommunikationstestsystems
zum Erhalten der Erkennungsausdrücke
zeigt, 6 ist ein Blockbild, das eine Konfiguration des
optischen Zwischenverstärker-Submoduls
gemäß 5 zeigt,
und 7 ist ein Diagramm, das die Erkennungsergebnisse
der Verstärkungscharakteristiken
zeigt. In diesen Figuren sind die gleichen oder ähnliche Teile wie in den 1 bis 4 und
den 8 bis 11 mit den gleichen Bezugszeichen
versehen, und ihre Beschreibung in den vorliegenden Unterlagen entfällt. Das
Bezugszeichen 15 bezeichnet eine Schnittstelle zum Bilden
einer Mensch-Maschine-Schnittstelle, um charakteristische Daten
für die
einzelnen Überwachungsziele
des optischen Zwischenverstärkers 5 zu
sammeln. Das Bezugszeichen 16 bezeichnet eine Speichereinheit zum
Aufzeichnen der durch den Test erhaltenen charakteristischen Daten über die
einzelnen Überwachungsziele.
Die Bezugszeichen 17 und 18 bezeichnen jeweils
eine Anschlusstesteinrichtung, die den optischen Sender 102a (102b),
den optischen Empfänger 103a (103b),
die Schnittstelle 15 und die Speichereinheit 16 aufweist.
Das Bezugszeichen 19 bezeichnet eine Energieversorgung,
um dem optischen Zwischenverstärker-Submodul 8 über eine
Speiseleitung 19a Energie zuzuführen. Die Speiseleitung 19a entspricht
einer Speiseleitung (nicht gezeigt), um den optischen Zwischenverstärkern 5 gemäß 1 seriell
Energie von der Anschlussstation 1 oder 2 zuzuführen. Das
Bezugszeichen 20 bezeichnet das optische Kommunikationstestsystem,
das die Komponenten 5, 15 bis 19 und 104 aufweist.
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Nachstehend
wird der Betrieb des optischen Kommunikationstestsystems 20 unter
Bezugnahme auf die 5 und 6 beschrieben.
Um beispielsweise den Erkennungsausdruck hinsichtlich der Ausgangsleistung
der Pumplaserdiode 116 gemäß 3 zu erhalten,
sendet die Schnittstelle 15 in der Anschlusstesteinrichtung 17 einen
Befehl an den optischen Sender 102a, das optische Signal,
das den Operationsbefehl aufweist, zu senden, um die Ausgangsleistung
der Pumplaserdiode 116 in dem optischen Zwischenverstärker-Submodul 8 zu
messen. Der optische Sender 102a sendet also das optische Signal
durch den Übertragungslichtwellenleiter 104 an
den optischen Zwischenverstärker 5.
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Dann
messen der Modulator/Demodulator 11 und die Überwachungssteuereinheit 12 des
optischen Zwischenverstärkers 5,
die auf die gleiche Weise wie diejenigen von 2 wirksam
sind, die Ausgangsleistung der Pumplaserdiode 116 und aktivieren
den Pumplaserdiodentreiber 128, das optische Antwortsignal,
das den Antwortcode aufweist, an die Anschlusstesteinrichtung 17 und 18 gemäß 5 zu
senden.
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Jeder
optische Empfänger 103a (103b)
in der Anschlusstesteinrichtung 17 und 18, der
auf die gleiche Weise wie der optische Empfänger 103 gemäß 11 wirksam
ist, gibt aus: den Antwortcode, den Code, der den Inhalt des Operationsbefehls
ausdrückt,
und den Adresscode, der das optische Zwischenverstärker-Submodul 8 bezeichnet.
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Während der
Modulator/Demodulator 11 und die Überwachungssteuereinheit 12 in
dem optischen Zwischenverstärker 5 die
Ausgangsleistung der Pumplaserdiode 116 messen, misst gleichzeitig
eine externe Messeinrichtung (nicht gezeigt), die Ausgangsleistung
der Pumplaserdiode 116. Es werden also zwei Datenreihen
erhalten: die eine ist der von dem optischen Zwischenverstärker 5 ausgegebene Antwortcode;
und die andere ist die von der externen Messeinrichtung gemessene
tatsächliche
physikalische Größe.
-
Dabei
wird die Ausgangsleistung der Pumplaserdiode 116 von der
externen Messeinrichtung gemessen, die den gleichen Fotodetektor
wie der Fotodetektor 129 von 3 aufweist.
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Während des
Tests wird die Umgebungstemperatur des optischen Zwischenverstärkers 5 konstant
gehalten, und der durch die Speiseleitung 19 von der Energieversorgung 19 zu
dem optischen Zwischenverstärker-Submodul 8 fließende Strom
wird variiert, um innerhalb eines vorbestimmten Bereichs einen kleinen,
einen mittleren oder einen großen Wert
anzunehmen. Da der Pumplaserdiodentreiber 128 den der Pumplaserdiode 116 zugeführten Treiberstrom
in Abhängigkeit
von der Netzenergie steuert, resultieren die Änderungen des Speisestroms
in Abhängigkeit
von den Änderungen
des Speisestroms von der Energieversorgung 19 in den Änderungen der
Antwortcodes und Messinformationen, wodurch eine resultierende Datenmenge
erhalten wird.
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Um
der Temperaturänderung
Rechnung zu tragen, wird außerdem
die Umgebungstemperatur des optischen Zwischenverstärkers 5 innerhalb
eines vorbestimmten Bereichs nach oben und unten variiert, wobei
der Strom, der von der Energieversorung 19 durch die Speiseleitung 19a zu
dem optischen Zwischenverstärker-Submodul 8 fließt, so geändert wird,
dass er innerhalb des vorbestimmten Bereichs den kleinen, mittleren
oder großen
Wert annimmt, um die entsprechenden Antwortcodes und Messinformationen
als eine resultierende Datenmenge zu sammeln.
-
Anschließend werden
die Beziehungen zwischen den Antwortcodes und den Messinformationen erhalten. 7 ist
ein Diagramm, das die Erkennungsergebnisse der Charakteristiken
erläutert.
In 7 repräsentiert
die erste Achse die Antwortcodes, und die zweite Achse repräsentiert
die tatsächlich
gemessenen physikalischen Größeninformationen
(transformierte Werte). Die Strichlinie repräsentiert die Erkennungsergebnisse,
wenn die Umgebungstemperatur des optischen Zwischenverstärkers 5 um δ Grad nach
oben verschoben wird, wogegen die Strichpunktlinie die Erkennungsergebnisse repräsentiert,
wenn sie um δ Grad
nach unten verschoben wird.
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Wie
in 7 gezeigt ist, sind zunächst entsprechend dem großen, mittleren
und kleinen Wert der von der Energieversorgung 19 zugeführten Energie
drei Punkte A, B und C auf der x-y-Ebene aufgetragen, deren y-Achse
die Messinformationen repräsentiert
und deren x-Achse die als die Antwortergebnisse erhaltenen Antwortcodes
repräsentiert.
Außerdem
wird die lineare Funktion y = ax + b erhalten, wobei a der Gradient
und b der Achsenabschnitt ist, und zwar durch die Methode der kleinsten
Quadrate, welche die Summe der Quadrate der Distanzen zwischen der
Linie und den drei Punkten minimiert, wobei a und b Konstanten sind
und der Achsenabschnitt b in Abhängigkeit
von der Umgebungstemperatur variiert. Die lineare Funktion ergibt
die Beziehungen zwischen den Antwortcodes und den Messinformationen.
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Anschließend werden
die Erkennungsausdrücke
als die Ausgangsleistung der Pumplaserdioden 116 aller
anderen optischen Zwischenverstärker-Submodule
auf die gleiche Weise erhalten. Die Erkennungsausdrücke werden
in der Speichereinheit 16 in Verbindung mit den für die optischen
Zwischenverstärker-Submodule
geeigneten Adresscodes aufgezeichnet.
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Die
Erkennungsausdrücke,
die für
jeweilige Pumplaserdioden 116 erhalten und in der Speichereinheit 16 aufgezeichnet
werden, werden an die Speicher 3a und 4a in den
Informationsverarbeitungseinheiten 3 und 4 gemäß 1 übertragen
und darin aufgezeichnet. Die Recheneinheiten 3b und 4b können also
die Ausgangsleistung y erhalten durch Substitution des Antwortcodes
für x in
den Erkennungsausdrücken
y = ax + b, die in den Speichern 3a und 4a während des
Betriebs aufgezeichnet werden. Anders ausgedrückt, es werden die Überwachungsinformationen
erhalten, welche die Ausgangsleistung in der numerischen Form repräsentieren.
Dadurch wird es bei der vorliegenden Ausführungsform 1 des optischen
Zwischenverstärkers
möglich,
die einzelnen Zustände
der Überwachungsziele
in den optischen Zwischenverstärkern 5,
die einige Eigenschaftsänderungen
haben, mit größerer Genauigkeit als
bei der herkömmlichen
Vorrichtung zu überwachen
oder zu steuern.
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Obwohl
Einzelheiten hier weggelassen sind, kann die vorliegende Ausführungsform
1 des Überwachungssystems
und des Verfahrens zum Überwachen
des optischen Zwischenver stärkers
mit Änderungen
der Umgebungstemperatur umgehen, indem die Erkennungsausdrücke y' = a' + b' und y'' = a'' + b'' gemäß 7 verwendet
werden, die durch Aufwärts- und Abwärtsverschieben
der Umgebungstemperatur des optischen Zwischenverstärkers 5 um δ Grad im Betrieb
erhalten werden. In diesem Fall sind die Messinformationen über die
Umgebungstemperatur in dem optischen Antwortsignal enthalten, so
dass es als ein Parameter für
die Wahl der Erkennungsausdrücke
durch die Recheneinheiten 3b und 4b verwendet
wird.
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Außerdem kann
die vorliegende Ausführungsform
1 die Erkennungsausdrücke,
die in den Speichern 3a und 4a zu speichern sind
und nicht diejenigen der Ausgangsleistung der Pumplaserdioden 116 sind,
sammeln. Beispielsweise ist die gleiche Vorgehensweise anwendbar
für den
Vorstrom der Pumplaserdiode 116, die Eingangsleistung in
den Eingangslichtwellenleiter 111, die durch den fotoelektrischen
Umwandler 121 erhalten wird, und die Ausgangsleistung des
Ausgangswellenleiters 120, die durch den fotoelektrischen
Umwandler 130 erhalten wird. Die Antwortcodes und Messinformationen
werden für
diese Messziele unter Verwendung des optischen Kommunikationsstestsystems 20 gesammelt, gefolgt
vom Erhalten der Erkennungsausdrücke,
und zwar indem sie in den Speichereinheiten 16 gespeichert
und zu den Speichern 3a und 4a zur Aufzeichnung übertragen
werden.
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Nach
der vorliegenden Ausführungsform
1 des optischen Zwischenverstärker-Überwachungssystems weist dieses
auf: die optischen Sender 102a bis 102d jeweils
zum Senden des optischen Signals, das den Operationsbefehl aufweist,
um die Zustände der Überwachungsziele
zu melden; die optischen Zwischenverstärker 5 jeweils zum
Empfangen des optischen Signals durch den Übertragungslichtwellenleiter 104 und
zum Ausgeben des den Antwortcode aufweisenden optischen Antwortsignals
in Abhängigkeit
von dem Operationsbefehl; die optischen Empfänger 103a bis 103d jeweils
zum Empfangen des optischen Antwortsignals durch den Übertragungslichtwellenleiter 104;
und die Informationsverarbeitungseinheiten 3 und 4 zum
Umwandeln des Antwortcodes, der in dem von den optischen Empfängern 103a bis 103d empfangenen
optischen Antwortsignal enthalten ist, in die numerische Form unter Verwendung
der Erkennungsausdrücke.
Dabei weisen die Informationsverarbeitungseinheiten 3 und 4 die
Speicher 3a und 4a zum Aufzeichnen der Erkennungsausdrücke auf,
welche die Antwortcodes mit den Messin formationen verknüpfen, die
im Voraus durch Messen der vorgeschriebenen Überwachungsziele erhalten werden,
während
gleichzeitig der dem Operationsbefehl zugewiesene optische Zwischenverstärker 5 wirksam
ist; die Recheneinheiten 3b und 4b zum Umwandeln
der Antwortcodes in die entsprechenden numerischen Formen unter
Verwendung der Erkennungsausdrücke;
und die Rechenergebnis-Ausgabeeinheiten 3c und 4c zum
Ausgeben der Ergebnisse der Rechenresultate von den Recheneinheiten 3b und 4b.
Die vorliegende Ausführungsform 1
bietet also die Vorteile, dass sie den Operationszustand mit größerer Genauigkeit überwachen
und mit dem anschließenden
Operationszustand besser umgehen kann.
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Nach
der vorliegenden Ausführungsform werden
die Erkennungsausdrücke
in Form von Änderungen
der Antwortcodes erhalten, die den Änderungen der Messinformationen über die
vorbestimmten Überwachungsziele
zugewiesen sind, und zwar aufgrund der Schwankungen der Umgebungstemperatur
des optischen Zwischenverstärkers 5.
Sie bietet also den Vorteil, dass sie im Betrieb der optischen Zwischenverstärker 5 eine
Temperaturkompensation der Eigenschaften der Überwachungsziele in Abhängigkeit
von den Änderungen
der Umgebungstemperatur ermöglichen
kann, wodurch eine Überwachung mit
größerer Genauigkeit
möglich
wird.
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Nach
der vorliegenden Ausführungsform
1 geben die optischen Zwischenverstärker 5 jeweils die Zustände der Überwachungsziele
in Form der Antwortcodes aus, was den Vorteil bietet, dass die Informationsmenge
des optischen Antwortsignals in dem optischen Signal auf eine relativ
kleine Menge begrenzt werden kann, wodurch der nachteilige Effekt auf
das Hauptsignal vermieden wird.
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Nach
der vorliegenden Ausführungsform
1 senden die optischen Zwischenverstärker 5 jeweils die
Antwort sowohl in der Uplink- als auch der Downlinkrichtung, so
dass die Anschlussstation 1 oder 2, die den Operationsbefehl
ausgibt, den nächsten Operationsbefehl
unmittelbar nach Ankunft der Antwort senden kann. Die vorliegende
Ausführungsform 1
bietet also den Vorteil, dass die Betriebseffizienz gesteigert werden
kann, da sie lange Intervalle verkürzen kann, die bei dem herkömmlichen
System zwischen den Operationsbefehlen vorgesehen sein müssen, um
die aus der gleichzeitigen Übertragung von zwei
oder mehr Operationsbefehlen in dem optischen Signal resultierende
nachteilige Wirkung auf das Hauptsignal zu vermeiden.
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Nach
der vorliegenden Ausführungsform
1 werden die optischen Zwischenverstärker 5 zwischen den
optischen Sendern 102a bis 102d und den optischen
Empfängern 103a bis 103d in
den Übertragungslichtwellenleitern 104 installiert;
und die Informationsverarbeitungseinheiten 3 und 4 zeichnen
in den Speichern 3a und 4a die Vielzahl von Erkennungsausdrücken auf,
die bei den optischen Zwischenverstärkern 5 anwendbar
sind. Die vorliegende Ausführungsform
1 bietet also den Vorteil, dass die quantitativen Informationen
für jeweilige Überwachungsziele
ausgegeben werden können,
wodurch eine hochgenaue Überwachung
möglich
wird.
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Nach
der vorliegenden Ausführungsform
1 des Verfahrens zum Überwachen
eines optischen Zwischenverstärkers
zeichnet dieses in den Speichern 3a und 4a im
Voraus die Erkennungsausdrücke
auf, die jeweils durch Verknüpfen
des von dem optischen Zwischenverstärker 5 ausgegebenen
Antwortcodes mit Messinformationen erhalten werden, die durch Messen
des vorbestimmten Überwachungsziels
durch die externe Messeinrichtung erhalten werden, während gleichzeitig
der optische Zwischenverstärker 5,
der dem Operationsbefehl entspricht, wirksam ist, um den Zustand
des Überwachungsziels
zu melden; und wandelt den im Betrieb erhaltenen Antwortcode unter
Verwendung der Erkennungsausdrücke
in die numerische Form um, und weist ferner die folgenden Schritte
auf: Senden des Operationsbefehls von den optischen Sendern 102a bis 102d an
die optischen Zwischenverstärker 5 durch
den Lichtwellenleiter 104; und Umwandeln des Antwortcodes,
der von dem optischen Zwischenverstärker 5 gesendet wird,
in die numerische Form unter Verwendung der Erkennungsausdrücke. Die
vorliegende Ausführungsform
1 bietet also den Vorteil, dass sie den Operationszustand mit größerer Genauigkeit überwachen
und den anschließenden
Operationszustand besser steuern kann.
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Nach
der vorliegenden Ausführungsform
1 des Verfahrens zum Überwachen
eines optischen Zwischenverstärkers
werden die Erkennungsausdrücke
erhalten in Form von Änderungen
der Antwortcodes, die den Änderungen
der Messinformationen über
die vorbestimmten Überwachungsziele
zugewiesen sind, aufgrund der Schwankungen der Umgebungstemperatur
des optischen Zwischenverstärkers 5.
Dies bietet den Vorteil, dass im Betrieb des optischen Zwischenverstärkers 5 eine
Temperaturkompensation der Eigenschaften der Überwachungsziele in Abhängigkeit
von den Änderungen
der Umgebungstemperatur ermöglicht
wird, wodurch eine Überwachung
mit großer
Genauigkeit möglich
wird.
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Da
die vorliegende Ausführungsform
1 die Erkennungsausdrücke
für die
einzelnen Überwachungsziele
der optischen Zwischenverstärker 5 erhält und unter
deren Verwendung die Antwortcodes in die entsprechenden numerischen
Formen umwandelt, ist sie im Übrigen
dadurch gekennzeichnet, dass die Erkennungsausdrücke Änderungen der Eigenschaften
von einzelnen Komponenten in dem Zwischenverstärkersystem absorbieren können, wodurch
eine flexible Steuerung in Abhängigkeit
von den Eigenschaften der einzelnen Zwischenverstärker ermöglicht wird.
Was die Komponenten angeht, mit denen die Überwachungsziele wenig Eigenschaftsänderungen
haben, ist es außerdem
unnötig,
die Erkennungsausdrücke
jeder Komponente in den Speichern 3a und 4a zu
speichern. Beispielsweise ist es hinsichtlich der Überwachungsziele
der optischen Zwischenverstärker 5 in
dem gleichen Übertragungsabschnitt
möglich,
einen gemittelten Erkennungsausdruck zu verwenden, wodurch es möglich wird,
die Speicherkapazität
der Speicher 3a und 4a zu reduzieren.
-
AUSFÜHRUNGSFORM
2
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Es
wird eine zweite Ausführungsform
des Überwachungssystem
des optischen Zwischenverstärkers
und des Überwachungsverfahrens
nach der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die vorliegende Ausführungsform
2 fügt
den Erkennungsausdrücken über die Überwachungsziele
einen Parameter hinzu, der die abgelaufene Zeit repräsentiert.
Um die Erkennungsausdrücke
unter Berücksichtigung
des Zeitablaufs zu erhalten, führt
das optische Kommunikationstestsystem 20 gemäß 5 den
sogenannten Langzeit-Zuverlässigkeitstest
oder beschleunigten Test aus, in dem vorgeschriebene Eigenschaftstests unter
Verwendung vieler Proben unter erschwerten Bedingungen gegenüber dem
Normalbetrieb bezüglich
der Umgebungstemperatur, der Versorgungsspannungen und dergleichen
ausgeführt
werden. Die Erkennungsausdrücke,
die so aus den Messinformationen über die Überwachungsziele in Abhängigkeit von
der abgelaufenen Zeit erhalten werden, und die Antwortcodes werden
in den Speichern 3a und 4a gespeichert. Im tat sächlichen
Betrieb zählen
die Informationsverarbeitungseinheiten 3 und 4 jeweils die
abgelaufene Zeit auf der Basis ihres internen Taktsignals (nicht
gezeigt) und wählen
den optimalen Erkennungsausdruck.
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Da
beispielsweise die Ausgangsleistung der Pumplaserdiode 116 im
Lauf der Zeit gewöhnlich schlechter
wird, kann durch die Verwendung der Erkennungsausdrücke in Abhängigkeit
von der abgelaufenen Zeit die Überwachung
mit größerer Genauigkeit
implementiert werden.
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Nach
der vorliegenden Ausführungsform
2 werden die Erkennungsausdrücke
verwendet, welche die Eigenschaftsänderungen der Überwachungsziele über die
Zeit, d. h. die einzelnen Komponenten der optischen Zwischenverstärker 5,
berücksichtigen.
Die vorliegende Ausführungsform
2 bietet also den Vorteil, dass sie eine den Langzeitbetrieb gewährleistende
größere Zuverlässigkeit
implementieren kann, und gegenüber
den mit der Zeit auftretenden Eigenschaftsänderungen der optischen Zwischenverstärker, die
auf der Basis der Erkennungsausdrücke arbeiten, kann eine Verstärkungsstabilisierung
erreicht werden.