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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erfassung einer
Verbinderloslösung
eines Glasfaserverstärkers, der
eine mit seltenen Erden dotierte Glasfaser und eine Pumplichtquelle
umfasst, und einer Übertragungsglasfaser,
die mindestens einen Verbinderverbindungsabschnitt umfasst, der
mit einem Ausgang des Glasfaserverstärkers verbunden ist, und bezieht sich
auf einen Glasfaserverstärker
sowie auf eine Einheit aus einem Glasfaserverstärker und einer damit verbundenen Übertragungsglasfaser,
bei denen die Sicherheit gegenüber
einer Loslösung
eines Verbinders erhöht
ist.
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Es
wird die Priorität
aus der japanischen Patentanmeldung Nr. 2004-71118, eingereicht
am 12. März
2004, beansprucht.
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Beschreibung
des verwandten Standes der Technik
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Herkömmlicherweise
hat man einen Glasfaserverstärker
mit einer dotierten Glasfaser, die mit einem Seltenerdelement wie
etwa Erbium dotiert ist, und eine Pumplichtquelle, und eine Übertragungsglasfaser
mit mindestens einem Verbinderverbindungsabschnitt, der mit einem
Ausgang des Glasfaserverstärkers
verbunden ist, vorgeschlagen, wobei Glasfaserverstärker und Übertragungsglasfaser
eine Einheit bilden. In einer derartigen Einheit wird ein im Glasfaserverstärker verstärktes optisches
Signal über
die Übertragungsglasfaser übertragen.
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Im
Betrieb wird vom Glasfaserverstärker kontinuierlich
ein optisches Signal mit hoher Leistung abgegeben. Der ausgangsseitige
Verbinder des Glasfaserverstärkers
kann während
einer Wartungsaktivität
versehentlich losgelöst
werden, was zu einer schweren Schädigung führen kann, wenn das von der
Glasfaser ausgesendete Licht direkt auf ein Auge oder die Haut eines
Technikers trifft.
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Bei
einer herkömmlichen
Technik wurde zur Verhinderung eines solchen Unfalls ein Glasfaserverstärker vorgeschlagen,
bei dem eine Verbinderloslösung
eines ausgangsseitigen Verbinders einer mit dem Glasfaserverstärker verbundenen Übertragungsglasfaser
erfasst werden kann, indem reflektiertes Licht des optischen Signals
vom losgelösten Verbinder überwacht
wird, und bei Erfassung der Verbinderloslösung die Ausgangsleistung automatisch unterbrochen
oder reduziert wird (siehe z.B. die japanischen Patente Nr. 2546499
und 2696064, und die japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Erstveröffentlichung
Nr. H08-330649).
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Darüber hinaus
kann in einem optischen Übertragungssystem
eine Glasfaser, die zur Kopplung zwischen einem optischen Modul,
einer optischen Einheit oder einer optischen Übertragungseinheit verwendet
wird, brechen, oder es kann sich ein Verbinder eines Glasfaserverstärkers loslösen, wobei
in beiden Fällen
Technikern Schaden zugefügt werden
kann. Zur Verhinderung solcher Unfälle sind deshalb Sicherheitsmaßnahmen
angeordnet worden (siehe z.B. die japanische ungeprüfte Patentanmeldung,
Erstveröffentlichung
Nr. H11-121849).
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Des
Weiteren sind in den letzten Jahren eine optische Übertragungseinheit
und ein optisches Übertragungsmodul
vorgeschlagen worden, bei denen eine Verbinderloslösung oder
ein Bruch einer Glasfaser erfasst werden kann, indem eine einfache Schaltung
und herkömmliche
optische Komponenten ohne Reduzierung des Ausgangspegels des optischen
Signals verwendet werden (siehe z.B. die japanische ungeprüfte Patentanmeldung,
Erstveröffentlichung
Nr. 2003-163642).
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Bei
einer herkömmlichen
Technik wird eine Loslösung
eines ausgangsseitigen Verbinders an einem Glasfaserverstärker und
einer Übertragungsglasfaser,
die eine Einheit bilden, durch Messung des Fresnel-Reflexionslichts
vom ausgangsseitigen Verbinder erfasst; bei dieser Technik wird
vorausgesetzt, dass der ausgangsseitige Verbinder ein Verbinder mit
nicht abgewinkelter Endfläche
ist, und eine Anlageendfläche
an einer Fläche
gebildet ist, die senkrecht zur Längsrichtung der Glasfaser liegt;
eine Verbinderloslösung
wird erfasst, wenn der Anteil reflektierten Lichts zunimmt.
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Bei
dieser herkömmlichen
Technik wird jedoch, wenn ein ausgangsseitiger Verbinder mit abgewinkelter
Endfläche,
bei dem eine Anlageendfläche an
einer Fläche
gebildet ist, die bezüglich
der Längsrichtung
der Glasfaser abgewinkelt ist bzw. schräg liegt, als ausgangsseitiger
Verbinder verwendet wird, der Anteil reflektierten Lichts vom losgelösten Verbinder
gegenüber
dem Anteil reflektierten Lichts, wenn der Verbinder in Eingriff
ist, kleiner. Folglich kann eine Verbinderloslösung nicht erfasst werden.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf den vorerwähnten Hintergrund
konzipiert, und ein Aspekt von ihr besteht darin, ein Verfahren
zur Erfassung einer Loslösung
eines ausgangsseitigen Verbinders an einem Glasfaserverstärker und
einer mit dem Glasfaserverstärker über den
ausgangsseitigen Verbinder verbundenen Übertragungsglasfaser zu erfassen,
einen Glasfaserverstärker,
und einen Glasfaserverstärker
und eine mit der Glasfaser verbundene Übertragungsglasfaser bereitzustellen,
die eine Einheit bilden, mit denen man einen Loslösung eines Ausgangsverbinders
genau erfassen und die Sicherheit erhöhen kann, auch wenn die Übertragungsglasfaser
einen Verbinder mit abgewinkelter Endfläche umfasst.
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Um
den zuvor erwähnten
Aspekt zu erfüllen, stellt
die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Erfassung einer Verbinderloslösung eines
Glasfaserverstärkers
und einer Übertragungsglasfaser
bereit, die mit dem Glasfaserverstärker verbunden ist, wobei der
Glasfaserverstärker
eine mit seltenen Erden dotierte Glasfaser und eine Pumplichtquelle
umfasst, und die Übertragungsglasfaser
wenigstens einen Verbinderverbindungsabschnitt umfasst, der mit
einem Ausgang des Glasfaserverstärkers
verbunden ist, folgende Schritte umfassend: Messen einer Reflexion
von der Übertragungsglasfaser
zu dem Glasfaserverstärker,
wobei die Reflexion als Verhältnis
einer Leistung eines reflektierten Lichts zu einer Leistung eines
optischen Ausgangssignals gegeben ist; Vergleichen der Reflexion
mit einem erlaubten Bereich zwischen einem ersten Schwellenwert,
der größer als
eine vorbestimmte Reflexion ist, wenn keine Verbinderloslösung vorliegt,
und einem zweiten Schwellenwert, der kleiner als die vorbestimmte
Reflexion ist, wenn keine Verbinderloslösung vorliegt; Bestimmen, dass
keine Verbinderloslösung
vorliegt, wenn die gemessene Reflexion innerhalb des erlaubten Bereichs
liegt; und Bestimmen, dass eine Verbinderloslösung vorliegt, wenn die Reflexion
außerhalb des
erlaubten Bereichs liegt.
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Vorzugsweise
umfasst bei den Erfassungsverfahren der vorliegenden Erfindung die Übertragungsglasfaser
einen Verbinder mit abgewinkelter Endfläche, der an einem Ausgang des
Glasfaserverstärkers
angeordnet ist, und einen Verbinder mit nicht abgewinkelter Endfläche, der
an einem Ausgang der Übertragungsglasfaser
angeordnet ist, wobei das Verfahren ferner folgende Schritte umfasst:
Messen der Reflexion in dem Glasfaserverstärker und der Übertragungsglasfaser,
die mit dem Glasfaserverstärker
verbunden ist, in einem Fall (i), in dem der Verbinder mit nicht
abgewinkelter Endfläche
losgelöst
ist; Messen der Reflexion in dem Glasfaserverstärker und der Übertragungsglasfaser,
die mit dem Glasfaserverstärker
verbunden ist, in einem Fall (ii), in dem der Verbinder mit abgewinkelter
Endfläche losgelöst ist;
Messen der Reflexion in dem Glasfaserverstärker und der Übertragungsglasfaser,
die mit dem Glasfaserverstärker
verbunden ist, in einem Fall (iii), in dem beide Verbinder in angemessener
Weise verbunden sind und ordnungsgemäß funktionieren; Auswählen eines
ersten vorbestimmten Schwellenwerts "a" und
eines zweiten vorbestimmten Schwellenwerts "b",
so dass die folgenden Bedingungen bzw. Ungleichungen erfüllt sind:
Reflexion im Fall (iii) < a < Reflexion im Fall
(i), und Reflexion im Fall (ii) < b < Reflexion im Fall
(iii); Messen einer Reflexion von der Übertragungsglasfaser zu dem
Glasfaserverstärker;
Bestimmen, dass keine Verbinderloslösung vorliegt, wenn die Reflexion
innerhalb eines Bereichs zwischen "a" und "b" liegt; und Bestimmen, dass eine Verbinderloslösung vorliegt,
wenn die Reflexion außerhalb
des Bereichs zwischen "a" und "b" liegt.
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Darüber hinaus
wird bei einem Erfassungsverfahren der vorliegenden Erfindung ein
Erfassungspegel der Reflexion vorzugsweise entsprechend einer Länge der
mit dem Glasfaserverstärker verbundenen Übertragungsglasfaser
verändert.
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Die
vorliegende Erfindung stellt darüber
hinaus einen Glasfaserverstärker
bereit, der folgendes umfasst: eine mit seltenen Erden dotierte
Glasfaser; eine Pumplichtquelle; einen Reflexionsdetektor, der, wenn
eine Übertragungsglasfaser,
die wenigstens einen Verbinderverbindungsabschnitt umfasst, über den
Verbinderverbindungsabschnitt mit einem Ausgang des Glasfaserverstärkers verbunden
ist, eine Reflexion von der Übertragungsglasfaser
zu dem Glasfaserverstärker
misst; und eine Steuerungseinheit, die die von dem Reflexionsdetektor
gemessene Reflexion mit einem erlaubten Bereich zwischen einem ersten
Schwellenwert vergleicht, der größer als eine
vorbestimmte Reflexion ist, wenn keine Verbinderloslösung vorliegt,
und einem zweiten Schwellenwert, der kleiner als die vorbestimmte
Reflexion ist, wenn keine Verbinderloslösung vorliegt, bestimmt, dass
keine Verbinderloslösung
vorliegt, wenn die gemessene Reflexion innerhalb des erlaubten Bereichs liegt,
und bestimmt, dass eine Verbinderloslösung vorliegt, wenn die Reflexion
außerhalb
des erlaubten Bereichs liegt.
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Darüber hinaus
misst in einer vorzuziehenden Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung, wenn die Übertragungsglasfaser
einen Verbinder mit abgewinkelter Endfläche, der an einem Ausgang des Glasfaserverstärkers angeordnet
ist, und einen Verbinder mit nicht abgewinkelter Endfläche, der
an einem Ausgang der Übertragungsglasfaser
angeordnet ist, umfasst, die Steuerungseinheit Reflexionen vorzugsweise
in jedem der folgenden Fälle
(1) bis (3): (1) am Ausgang des Glasfaserverstärkers ist ein nicht abgewinkelter
Verbinder losgelöst,
(2) an einem Ausgang der Übertragungsglasfaser
ist ein abgewinkelter Verbinder losgelöst; und (3) beide Verbinder sind
in angemessener Weise verbunden und funktionieren ordnungsgemäß. Dann
wählt die
Steuerungseinheit einen ersten vorbestimmten Schwellenwert "a" und einen zweiten vorbestimmten Schwellenwert "b", so dass die folgenden Ungleichungen
erfüllt
sind: Reflexion im Fall (iii) < a < Reflexion im Fall
(i), und Reflexion im Fall (ii) < b < Reflexion im Fall
(iii), und speichert den ersten vorbestimmten Schwellenwert "a" und den zweiten vorbestimmten Schwellenwert "b". Die Steuerungseinheit bestimmt, dass
keine Verbinderloslösung
vorliegt, wenn die Reflexion innerhalb eines Bereichs zwischen "a" und "b" liegt,
und bestimmt, dass eine Verbinderloslösung vorliegt, wenn die Reflexion
außerhalb
des Bereichs zwischen "a" und "b" liegt.
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Darüber hinaus
steuert die Steuerungseinheit die Pumplichtquelle vorzugsweise so,
dass die Ausgabe von der Pumplichtquelle reduziert oder unterbrochen
wird, wenn die Steuerungseinheit bestimmt, dass eine Verbinderloslösung vorliegt.
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Darüber hinaus
verändert
die Steuerungseinheit einen Erfassungspegel der Reflexion vorzugsweise
entsprechend der Länge
der Übertragungsglasfaser,
die mit dem Glasfaserverstärker
verbunden ist.
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine Einheit aus dem vorstehend beschriebenen
Glasfaserverstärker
und der Übertragungsglasfaser
bereit, die zumindest einen Verbinderverbindungsabschnitt umfasst,
der mit einem Ausgang des Glasfaserverstärkers verbunden ist.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird die Reflexion von der Übertragungsglasfaser zu dem Glasfaserverstärker gemessen,
und die Reflexion wird mit einem erlaubten Bereich zwischen einem ersten
Schwellenwert verglichen, der größer als
eine vorbestimmte Reflexion ist, wenn keine Verbinderloslösung vorliegt,
und einem zweiten Schwellenwert, der kleiner als die vorbestimmte
Reflexion ist, wenn keine Verbinderloslösung vorliegt. Dann wird bestimmt,
dass keine Verbinderloslösung
vorliegt, wenn die gemessene Reflexion innerhalb des erlaubten Bereichs
liegt, und es wird bestimmt, dass eine Verbinderloslösung vorliegt,
wenn die Reflexion außerhalb
des erlaubten Bereichs liegt. Somit ist in einer Übertragungsglasfaser
mit einem ausgangsseitigen Verbinder mit nicht abgewinkelter Endfläche und
einem ausgangsseitigen Verbinder mit abgewinkelter Endfläche gewährleistet,
dass jedwede Verbinderloslösung
beider Verbinder erfasst werden kann und eine solche Loslösung unmittelbar
korrigiert wird. Dementsprechend kann die Sicherheit der Einheit aus
einem Glasfaserverstärker
und einer Übertragungsglasfaser
verbessert werden.
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Darüber hinaus
wird in einem Glasfaserverstärker
und einer mit dem Glasfaserverstärker
verbundenen Übertragungsglasfaser,
die eine Einheit bilden, welche eine Verbinderloslösung erfassen kann,
die Reflexion für
jeden der folgenden Fälle
(1) bis (3) gemessen: (1) am Ausgang des Glasfaserverstärkers ist
ein nicht abgewinkelter Verbinder losgelöst; (2) an einem Ausgang der Übertragungsglasfaser
ist ein abgewinkelter Verbinder losgelöst; und (3) beide Verbinder
sind in angemessener Weise verbunden und funktionieren ordnungsgemäß. Dann wird
ein erster vorbestimmter Schwellenwert "a" und ein
zweiter vorbestimmte Schwellenwert "b" ausgewählt, so
dass die folgenden Ungleichungen erfüllt sind: Reflexion im Fall
(iii) < a < Reflexion im Fall
(i), und Reflexion im Fall (ii) < b < Reflexion im Fall
(iii). Es wird bestimmt, dass keine Verbinderloslösung vorliegt,
wenn die gemessene Reflexion innerhalb eines Bereichs zwischen "a" und "b" liegt.
Es wird bestimmt, dass eine Verbinderloslösung vorliegt, wenn die Reflexion
außerhalb
des Bereichs zwischen "a" und "b" liegt. Somit ist in einer Übertragungsglasfaser mit
einem Verbinder mit abgewinkelter Endfläche, der an einem Ausgang des
Glasfaserverstärkers
angeordnet ist, und einem Verbinder mit nicht abgewinkelter Endfläche, der
an einem Ausgang der Übertragungsglasfaser
angeordnet ist, darüber
hinaus ge währleistet,
dass jedwede Verbinderloslösung
beider Verbinder erfasst werden kann. Dementsprechend kann die Sicherheit
weiter gesteigert werden.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Darstellung, in der ein Beispiel eines Glasfaserverstärkers, sowie der
Glasfaserverstärker
und eine damit verbundene Übertragungsglasfaser
veranschaulicht sind, die eine Einheit gemäß der vorliegenden Erfindung
bilden;
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2 ist
ein Diagramm der optischen Ausgangsignalleistung des Glasfaserverstärkers gegenüber der
Reflexion am Beispiel der vorliegenden Erfindung, wobei irgendeiner
der Verbinder losgelöst war
oder beide Verbinder in angemessener Weise verbunden waren; und
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3 ist
ein Diagramm der Reflexion gegenüber
der Übertragungsentfernung
der Übertragungsglasfaser
am Beispiel der vorliegenden Erfindung, bei dem irgendwelche Verbinder
losgelöst
waren.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Nachfolgend
werden Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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1 ist
eine schematische Darstellung, in der ein Beispiel eines Glasfaserverstärkers 1 und
einer damit verbundenen Übertragungsglasfaser
veranschaulicht ist, die eine Einheit 16 gemäß der vorliegenden
Erfindung bilden. Die gemäß der vorliegenden
Erfindung ausgelegte Einheit 16 aus dem Glasfaserverstärker und
der damit verbundenen Übertragungsglasfaser
umfasst einen Glasfaserverstärker 1 mit
einer mit seltenen Erden dotierten Glasfaser 4, und wenigstens
eine von Pumplichtquellen 9B und 10 als Pumplichtquelle,
und eine Übertragungsglasfaser 14,
die über
Verbinder mit einem Ausgang des Glasfaserverstärkers 1 verbunden
ist. Ein Verbinder mit abgewinkelter Endfläche (nachstehend als „abgewinkelter
Verbinder 13" bezeichnet)
ist am Ausgang des Glasfaserverstärkers 1 angeordnet,
und ein Verbinder mit nicht abgewinkelter Endfläche (nachstehend als „nicht
abgewinkelter Verbinder 15" bezeichnet) ist am Ausgang der Übertragungsglasfaser 14 angeordnet.
Der nicht abgewinkelte Verbinder 15 ist ein Verbinder mit
einer Anlageendfläche,
die an einer zur Längsrichtung
der Glasfaser senkrecht liegenden Fläche ausgebildet ist. Der abgewinkelte
Verbinder 13 ist ein Verbinder mit einer Anlageendfläche, die
an einer im Hinblick auf die Längsrichtung
der Glasfaser abgewinkelten bzw. schräg liegenden Fläche gebildet
ist.
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In
dieser Ausführungsform
umfasst der Glasfaserverstärker 1 die
mit seltenen Erden dotierte Glasfaser 4, die Pumplichtquellen 9B und 10,
einen Optokoppler 3A, eine Fotodiode 9A, Isolatoren 2 und 6,
einen Optokoppler 7, eine Fotodiode 11A, einen Optokoppler 8,
eine Fotodiode 11B und eine Steuerungseinheit 12.
Die mit seltenen Erden dotierte Glasfaser 4 ist in einem
Kern mit einem Seltenerdelement wie z.B. Erbium dotiert und fungiert
als Lasermedium des Glasfaserverstärkers. Die Pumplichtquellen 9B und 10 senden
Erregungslicht zur mit seltenen Erden dotierten Glasfaser 4 über Wellenlängenmultiplexierungskoppler
(WDM = wavelength division multiplexing) 3B bzw. 5 aus.
Der Optokoppler 3A ist vor dem eingangsseitigen WDM-Koppler 3B für das optische
Signal angeordnet. Die Fotodiode 9A ist mit dem Optokoppler 3A verbunden
und erfasst die Leistung des Eingangssignals. Die Isolatoren 2 und 6 sind
vor dem Optokoppler 3A bzw. hinter dem WDM-Koppler 5 angeordnet.
Der Optokoppler 7 ist an der Rückseite des ausgangsseitigen
Isolators 6 für
das optische Signal angeordnet. Die Fotodiode 11A ist mit
dem Optokoppler 7 verbunden und erfasst die Leistung des
Ausgangssignals. Der Optokoppler 8 ist dem Optokoppler 7 nachgeschaltet.
Die Fotodiode 11B ist dem Optokoppler 8 nachgeschaltet
und misst die Reflexion von der Übertragungsglasfaser 14 zum
Glasfaserverstärker 1,
wobei sie als Reflexionsdetektor fungiert. Die Steuerungseinheit 12 empfängt Daten,
die in Bezug stehen mit der Eingangssignalleistung, der Ausgangssignalleistung,
und der Reflexion von der Fotodiode 9A, 11A bzw. 11B,
und gibt an die beiden Pumplichtquellen 9B und 10 ein Steuerungssignal
aus, das den Betrag des Erregungslichts angibt. Hier ist die Reflexion
als Verhältnis
einer Leistung eines reflektierten Lichts und einer Leistung eines
optischen Ausgangssignals gegeben.
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Die
Steuerungseinheit 12 ist dazu konfiguriert, die Reflexion
von der Fotodiode 11B, die als Reflexionsdetektor fungiert,
mit einem erlaubten Bereich zu vergleichen, der zwischen einem ersten Schwellenwert
liegt, der größer als
eine vorbestimmte Reflexion ist, wenn keine Verbinderloslösung vorliegt,
und einem zweiten Schwellenwert, der kleiner als die vorbestimmte
Reflexion ist, wenn keine Verbinderloslösung vorliegt. Die Steuerungseinheit 12 ist darüber hinaus
dazu konfiguriert, zu bestimmen, dass keine Verbinderloslösung vorliegt,
wenn die gemessene Reflexion innerhalb des erlaubten Bereichs liegt,
und zu bestimmen, dass eine Verbinderloslösung vorliegt, wenn die Reflexion
außerhalb
des erlaubten Bereichs liegt.
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Darüber hinaus
misst die Steuereinheit 12 in einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, wenn erst einmal die Übertragungsglasfaser 14 mit einem
abgewinkelten Verbinder 13 am Ausgang des Glasfaserverstärkers 1 und
einem nicht abgewinkelten Verbinder 15 am Ausgang des Glasfaserverstärkers 1 mit
dem Ausgang des Glasfaserverstärkers 1 verbunden
sind, vor einer tatsächlichen
Messung Reflexionen vorzugsweise für jeden der folgenden Fälle (1)
bis (3): (1) der nicht abgewinkelte Verbinder 15 ist losgelöst; (2)
der abgewinkelte Verbinder 13 ist losgelöst; und
(3) beide Verbinder 13 und 15 sind in angemessener
Weise verbunden und funktionieren ordnungsgemäß unter der Bedingung, dass
eine stimulierte Brillouin-Streu ung unterdrückt ist. Dann wählt die
Steuerungseinheit 12 einen ersten vorbestimmten Schwellenwert „a" und einen zweiten
vorbestimmten Schwellenwert „b" aus, so dass die
folgenden Ungleichungen erfüllt
sind: Reflexion im Fall (iii) < a < Reflexion im Fall
(i), und Reflexion im Fall (ii) < b < Reflexion im Fall
(iii), und speichert den ersten vorbestimmten Schwellenwert „a" und den zweiten vorbestimmten
Schwellenwert „b". Bei einer tatsächlich erfolgenden
Messung empfängt
die Steuerungseinheit 12 Daten der Reflexion von der Übertragungsglasfaser 14 zum
Glasfaserverstärker 1,
gemessen durch die Fotodiode 11B, welche als Reflexionsdetektor
fungiert, und bestimmt, dass keine Verbinderloslösung vorliegt, wenn die Reflexion
innerhalb eines Bereichs zwischen „a" und „b" liegt, und bestimmt, dass eine Verbinderloslösung vorliegt,
wenn die Reflexion außerhalb
des Bereichs zwischen „a" und „b" liegt.
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Zusätzlich werden
durch die Steuerungseinheit 12 die Pumplichtquellen 9B und 10 vorzugsweise so
gesteuert, dass die Abgabe von den Pumplichtquellen 9B und 10 reduziert
oder unterbrochen wird, wenn die Steuerungseinheit 12 bestimmt,
dass eine Verbinderloslösung
vorliegt.
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Darüber hinaus
verändert
die Steuerungseinheit 12 einen Erfassungspegel der Reflexion
vorzugsweise entsprechend der Länge
der Übertragungsglasfaser,
die mit dem Glasfaserverstärker 1 verbunden
ist.
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Während in
gewissen Ausführungsformen der
Erfindung eine Reflexion vom Glasfaserverstärker 1 zum abgewinkelten
Verbinder 13 bzw. von diesem weg, und zum nicht abgewinkelten
Verbinder 15 bzw. von diesem weg beschrieben ist, ist diese
Anordnung von Komponenten lediglich beispielhaft. Das heißt, dass
der abgewinkelte und nicht abgewinkelte Verbinder untereinander
zwischen einer ersten und zweiten Position in Relation zu einem
angewiesenen Einbauort vom Glasfaserverstärker 1 ausgetauscht
werden könnten.
Darüber
hinaus könnten
der abgewinkelte und nicht abgewinkelte Verbinder andere Formen
von Verbindern und Zwischenverbindern annehmen. Die Erfindung ist
nicht im Einzelnen auf abgewinkelte und nicht abgewinkelte Verbinder begrenzt,
und auch nicht auf eine strikte, vorgeschriebene Anordnung von Verbinderarten
in Bezug auf den angewiesenen Einbauort vom Glasfaserverstärker 1.
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Als
Nächstes
wird ein Verfahren zur Erfassung einer Verbinderloslösung gemäß der vorliegenden
Erfindung beschrieben, in der eine Einheit 16 aus einem
Glasfaserverstärker
mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration und einer Übertragungsglasfaser 14 mit
einem nicht abgewinkelten Verbinder 15 und einem abgewinkelten
Verbinder 13 verwendet wird.
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Beim
Erfassungsverfahren der vorliegenden Erfindung wird die Reflexion
von der Übertragungsglasfaser 14 zum
Glasfaserverstärker 1 gemessen. Die
Reflexion wird dann mit einem erlaubten Bereich zwischen einem ersten
Schwellenwert verglichen, der größer als
eine vorbe stimmte Reflexion ist, wenn keine Verbinderloslösung vorliegt,
und einem zweiten Schwellenwert, der kleiner ist als die vorbestimmte Reflexion,
wenn keine Verbinderloslösung
vorliegt. Es wird bestimmt, dass keine Verbinderloslösung vorliegt,
wenn die gemessene Reflexion innerhalb des erlaubten Bereichs liegt.
Andernfalls wird, wenn die Reflexion außerhalb des erlaubten Bereichs
liegt, bestimmt, dass eine Verbinderloslösung vorliegt.
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Im
Einzelnen sind vor einer tatsächlichen Messung
ein erster Schwellenwert „a", durch folgende
Ungleichung ausgedrückt:
Reflexion im Fall (iii) < a < Reflexion im Fall
(i), und ein zweiter Schwellenwert „b", durch folgende Ungleichung ausgedrückt: Reflexion
im Fall (ii) < b < Reflexion im Fall
(iii), bestimmt worden. Dadurch werden Reflexionen für jeden
der folgenden Fälle
(1) bis (3) vorab gemessen: (1) der nicht abgewinkelte Verbinder 15 ist
losgelöst; (2)
der abgewinkelte Verbinder 13 ist losgelöst; und (3)
beide Verbinder 13 und 15 sind in angemessener Weise
angeschlossen und funktionieren ordnungsgemäß. Bei einer tatsächlichen
Messung wird die Reflexion von der Übertragungsglasfaser zum Glasfaserverstärker gemessen,
und es wird bestimmt, dass keine Verbinderloslösung vorliegt, wenn die Reflexion
innerhalb eines Bereichs zwischen „a" und „b" liegt. Andernfalls erfolgt, wenn die
Reflexion außerhalb
des Bereichs zwischen „a" und „b" liegt, eine Bestimmung,
dass eine Verbinderloslösung
vorliegt.
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Im
vorstehend beschriebenen Fall (i) wird, wenn z.B. der nicht abgewinkelte
Verbinder 15 losgelöst
ist, durch die Loslösung
des nicht abgewinkelten Verbinders, der der Übertragungsglasfaser 14 nachgeschaltet
ist, an der Endfläche
des nicht abgewinkelten Verbinders zusätzlich zur Reflexion aufgrund der
Rayleigh-Streuung eine Fresnel-Reflexion verursacht.
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Im
vorstehend beschriebenen Fall (ii), also wenn z.B. der abgewinkelte
Verbinder 13 losgelöst ist,
besteht nahezu keine Reflexion. Und zwar ist dies so, weil keine
Reflexion aufgrund der Rayleigh-Streuung vorliegt, da die Übertragungsglasfaser 14 nicht mehr
verbunden ist, und weil die Fresnel-Reflexion vom abgewinkelten
Verbinder 13 vernachlässigbar klein
ist.
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Im
vorstehend beschriebenen Fall (iii), also wenn z.B. beide Verbinder 13 und 15 in
angemessener Weise verbunden sind und ordnungsgemäß funktionieren,
wird die Reflexion aufgrund der Rayleigh-Streuung an der Übertragungsglasfaser 14 beobachtet.
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Um
eine Verbinderloslösung
zu erfassen, werden die Unterschiede zwischen den Anteilen des reflektierten
Lichts an jedem zum Glasfaserverstärker 1 zurücklaufenden
Weg bestimmt. Die Beziehungen zwischen den Reflexionsmessgrößen für jeden der
vorstehend beschriebenen Fälle
(1) bis (3) sind wie folgt: Reflexion im Fall (i) > Reflexion im Fall
(iii), und Reflexion im Fall (ii) < Reflexion
im Fall (iii). Deshalb wird eine Obergrenze (d.h. ein erster Schwellenwert „a") auf einen Wert
eingestellt, der zwischen der Reflexion im Fall (i) und der Reflexion
im Fall (iii) liegt, und eine Untergrenze (d.h. ein zweiter Schwellenwert „b") wird auf einen
Wert eingestellt, der zwischen der Reflexion im Fall (iii) und der
Reflexion im Fall (ii) liegt. Die Schwellenwerte „a" und „b" sollten so ausgewählt sein,
dass gewährleistet
ist, dass jedwede Loslösung
irgendeines Verbinders erfasst wird, und dass ein Erfassungsfehler
bezüglich
einer Verbinderloslösung
aufgrund einer Zunahme des reflektierten Lichts, verursacht durch
ein Krümmen
während
der Handhabung der Übertragungsglasfaser 14 oder dgl.,
oder aufgrund einer geringfügigen
Fluktuation der Reflexion, die durch Streulicht oder dgl. verursacht
ist, vermieden werden kann.
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Sobald
der erste und zweite Schwellenwert „a" und „b" eingestellt und in die Steuerungseinheit 12 eingegeben
sind, wird die Reflexion in der Einheit 16 aus Glasfaserverstärker und Übertragungsglasfaser,
die mit dem Glasfaserverstärker
verbunden ist, überwacht,
um zu bestimmen, ob eine Verbinderloslösung vorliegt oder nicht.
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Wenn
sich während
der Überwachung
einer der Verbinder 13 und 15 loslöst, wird
die Reflexion, die von der Fotodiode 11B erfasst wird und
in die Steuerungseinheit 12 eingegeben wird, vom erlaubten
Bereich zwischen dem ersten Schwellenwert „a" und dem zweiten Schwellenwert „b" abweichen. Wenn
die Reflexion den ersten Schwellenwert „a" übersteigt,
ist der nicht abgewinkelte Verbinder 15 losgelöst. Wenn
die Reflexion unter dem zweiten Schwellenwert „b" liegt, ist der abgewinkelte Verbinder 13 losgelöst. Wenn
bestimmt wird, dass eine Verbinderloslösung vorliegt, sendet die Steuerungseinheit 12 ein
Steuerungssignal an die beiden Pumplichtquellen 9B und 10,
wobei sie eine Reduzierung oder Unterbrechung der Abgabe von Erregungslicht
anweist. Das Steuerungssignal veranlasst, dass das Erregungslicht
von den Pumplichtquellen 9B und 10 reduziert oder
unterbrochen wird, und als Ergebnis ist dann die Abgabe des verstärkten Lichts
aus dem Glasfaserverstärker 1 reduziert
oder unterbrochen. Zusätzlich
zur Steuerung des Ausgangs der Pumplichtquellen 9B und 10 sendet
die Steuerungseinheit 12 Information über die erfasste Verbinderloslösung an
eine Meldeeinheit. Die Meldeeinheit zeigt diese Information an und/oder
meldet die Verbinderloslösung
durch eine akustische Nachricht; somit können, basierend auf der Information, Wartungstechniker
unmittelbar jegliche geeigneten Reparaturmaßnahmen ergreifen. Sobald die
Verbinderloslösung
korrigiert ist, wird die Überwachung
in Bezug auf die Verbinderloslösung
wieder aufgenommen.
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Bei
diesem Verfahren zur Erfassung einer Verbinderloslösung wird
die Obergrenze (d.h. der erste Schwellenwert „a") zur Erfassung einer Reflexion, die
durch eine Loslösung
des nicht abgewinkelten Verbinders 15 verursacht ist, entsprechend
der Länge
der Übertragungsglasfaser 14 gewählt. Dies
ermöglicht
eine Abschätzung
der durch eine Loslösung des
nicht abgewinkelten Verbinders 15 verursachten Reflexion,
basierend auf der Übertragungsstrecke der Glasfaser,
und ein Schwellenwert zur Erfassung einer Loslösung des nicht abgewinkelten
Verbinders 15 wird passend ausgewählt.
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Da
bei dem gemäß der vorliegenden
Erfindung ausgelegten Verfahren zur Verbinderloslösung das
reflektierte Licht kontinuierlich überwacht wird, kann ein Bruch
von Glasfasern ebenso wie eine Verbinderloslösung erfasst werden, weil eine
Veränderung
des reflektierten Lichts bei Bruch der Übertragungsglasfaser 14 erfasst
werden kann, und zur Ausbesserung der Bruchstelle können erforderliche Maßnahmen
ergriffen werden.
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Beispiele
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Wie
in 1 gezeigt ist, wurden ein Glasfaserverstärker und
eine an den Ausgang des Glasfaserverstärkers angeschlossene Übertragungsglasfaser,
die eine Einheit 16 bilden, zusammengesetzt, indem der
Glasfaserverstärker 1 mit
den Optokopplern 7 und 8 zur Messung der Reflexion,
den Fotodioden 11A und 11B und der Steuerungseinheit 12 mit
der Übertragungsglasfaser 14 verbunden
wurde, welche den abgewinkelten Verbinder 13 und den nicht
abgewinkelten Verbinder 15 umfasste, und es wurde eine Erfassung
einer Verbinderloslösung
versucht.
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Im
Glasfaserverstärker 1 wurde
eine 10 m lange, mit Erbium dotierte Glasfaser (EDF) als die mit seltenen
Erden dotierte Glasfaser 4 verwendet. Als Pumplichtquellen 9B und 10 wurden
Halbleiterlaser verwendet, und von jeder der Pumplichtquellen 9B und 10 wurde
zu der mit seltenen Erden dotierten Glasfaser 4 über die
WDM-Koppler 3B bzw. 5 Erregungslicht in einem
Wellenlängenband
von 980 μm und
mit einer Leistung von 100 mW ausgesendet.
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Als Übertragungsglasfaser 14 wurde
eine 20 km lange Einmoden-Quarzglasfaser (in 2 mit „SMF" abgekürzt) verwendet;
sie wurde mittels des abgewinkelten Verbinders 13 mit dem
Ausgang des Glasfaserverstärkers 1 verbunden.
Der nicht abgewinkelte Verbinder 15 war der Übertragungsglasfaser 14 nachgeschaltet
angeordnet.
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Vom
Ausgang des Optokopplers 8 im Glasfaserverstärker 1 wurde
ein Signal von 15 bis 19 dBm ausgesendet. Der Zusammenhang zwischen
der optischen Ausgangssignalleistung des Glasfaserverstärkers und
der Reflexion wurde für
jeden der folgenden vier Fälle
untersucht: (a) ein nicht abgewinkelter Verbinder war an der SMF
bei einer Entfernung von 0 km (an der Position des Verbinders mit
abgewinkelter Endfläche
in 1) der SMF angeordnet, und der Verbinder wurde
losgelöst
(in 2 bezeichnet als „LOSLÖSUNG DES NICHT ABGEWINKELTEN
VERBINDERS DER SMF BEI 0 km");
(b) der nicht abgewinkelte Verbinder 15, der bei 20 km
an der SMF angeordnet war, wurde in der in 1 gezeigten
Konfiguration losgelöst
(in 2 bezeichnet als „LOSLÖSUNG DES NICHT ABGEWINKELTEN VERBINDERS
DER SMF BEI 20 km");
(c) beide Verbinder waren in angemessener Weise verbunden (in 2 bezeichnet
als „VERBINDER
SIND IN EINGRIFF MITEINANDER (NORMALER VERBINDEREINGRIFF)"); und (d) der abgewinkelte
Verbinder 13 wurde losgelöst (in 2 bezeichnet
als „LOSLÖSUNG DES
AUSGANGSSEITIGEN, ABGEWINKELTEN VERBINDERS").
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2 ist
ein Diagramm der Reflexion über der
optischen Ausgangssignalleistung des Glasfaserverstärkers, für den Fall,
dass eine stimulierte Brillouin-Streuung unterdrückt ist. Die Reflexion lag
bei ca. –35
dB, wenn beide Verbinder in angemessener Weise verbunden waren und
man das Licht sich unter der Bedingung fortpflanzen ließ, dass
die stimulierte Brillouin-Streuung
unterdrückt
ist. Dagegen betrug die Reflexion –50 dB oder weniger, wenn der
abgewinkelte Verbinder 13 losgelöst war.
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Wenn
darüber
hinaus der der Übertragungsglasfaser
nachgeschaltete, nicht abgewinkelte Verbinder 15 losgelöst war,
dann war die Reflexion, obwohl sie in Relation zur Länge der Übertragungsglasfaser 14 reduziert
war, verglichen mit dem Fall erhöht,
bei dem beide Verbinder angeschlossen waren. Basierend auf den Ergebnissen
wurde in diesem Beispiel der erste Schwellenwert „a" auf einen Wert zwischen –25 und –35 dB festgesetzt,
und der zweite Schwellenwert „b" wurde auf einen
Wert zwischen –40
und –50
dB festgesetzt.
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3 ist
ein Diagramm der Reflexion in Bezug auf die Übertragungsstrecke bzw. Übertragungsentfernung,
wenn der der Übertragungsglasfaser nachgeschaltete,
nicht abgewinkelte Verbinder 15 losgelöst war. Mittels der Beziehung
dieses Diagramms ist es möglich,
eine Reflexion bei Loslösung des
Verbinders 15 abzuschätzen,
und der Schwellenwert zur Erfassung der Loslösung des Verbinders 15 kann
passend gewählt
werden.
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Während vorstehend
bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben und dargestellt wurden, sollte klar sein,
dass sie Beispiele der Erfindung darstellen und nicht als einschränkend betrachtet
werden sollen. Es können
Hinzufügungen, Weglassungen,
Ersetzungen und andere Modifikationen vorgenommen werden, ohne von
dem Sinngehalt oder Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Dementsprechend ist die Erfindung nicht als durch die obige Beschreibung
eingeschränkt
zu betrachten, sondern nur durch den Umfang der beigefügten Ansprüche beschränkt.