DE69125065T2

DE69125065T2 - Lichtübertragungssystem

Info

Publication number: DE69125065T2
Application number: DE69125065T
Authority: DE
Inventors: Kohji Nakazato; Izumi Sankawa; Masayuki Shigematsu
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1990-06-19
Filing date: 1991-06-18
Publication date: 1997-06-19
Anticipated expiration: 2011-06-19
Also published as: EP0467080A1; FI103236B; AU632697B2; FI103236B1; AU7848891A; JPH0451620A; FI912962A; CA2044919C; EP0467080B1; FI912962A0; JP3100386B2; NO912327L; DE69125065D1; CA2044919A1; NO308499B1; NO912327D0

Description

Hintergrund der Erfindung

Gebiet der Erfindung:

Die vorliegende Erfindung betrifft optische Kommunikationssysteme. Insbesondere schafft die vorliegende Erfindung eine neuartige Konfiguration von optischen Kommunikationssystemen, die eine optische Übertragungsleitung umfassen, die aus optischen Fasern besteht, und optische Faserverstärker.

Beschreibung der in Beziehung stehenden Technik

Es sind optische Kommunikationssysteme entwickelt worden, die eine optische Faser als eine Signalübertragungsleitung verwenden. Diese Systeme nützen den geringen Verlust und die Breitbandeigenschaften der optischen Faser. Deshalb sind in bezug auf die Verwendung von optischen Fasern in optischen Kommunikationssystemen verschiedene Technologien und Anwendungen untersucht worden, wie Übertragungssysteme mit kohärentem Licht, Intensitätsmodulations-/direkte Erfassungssysteme, usw.
Eine kürzlich untersuchte Technologie ist ein optischer Faserverstärker, der einen Verstärkungseffekt einer optischen Faser mit Er-Zusatz (hinzugefügtes Erbium) oder Ähnliches verwendet. Eine optische Faser mit Er-Zusatz wird hergestellt, indem ein herkömmliches optisches Fasermaterial mit dem Seltenerdenelement Erbium dotiert wird. Ein solcher optischer Faserverstärker weist eine Anzahl von Merkmalen auf, wie eine hohe Verstärkung, einen geringen Einführungsverlust, keine Polarisationsabhängigkeit, geringes Rauschen und einen hohen Sättigungsausgang, usw. Ein erfolgreiches, nichtwiederholendes Übertragungsexperiment, das bei dieser Art Verstärker ausgeführt wurde, ergab eine Bit-Rate von 1,8 Gb/sec. über eine Strecke von 212 km (The Institut of Electronics, Information and Communication Engineers of Japan, Light Communication System Study Society OCS 89-3 (K. Hagimoto u. a., PD 15, Optical Fiber Communication Conference '89)). Des weiteren ist die Verwendung des Verstärkers in Zusammenarbeit mit einer optischen Übertragungsleitung in einem System betrachtet worden, das mehrere unabhangige Empfänger aufweist (d. h. TV Kabelteilnehmer) (The Institut of Television Engineering of Japan, Technical Report 1989 (K. Kikushima, u. a. PD 22, Optical Fiber Communication Conference '90)). Im allgemeinen wird von der Entwicklung von optischen Faserverstärkern erwartet, daß sie stark zu der Verbesserung zukünftiger, optischer Kommunikationssysteme beitragen.
Fig. 4 (Stand der Technik) ist ein schematisches Diagramm einer grundsätzlichen Ausgestaltung eines optischen Faserverstärkers, wobei eine optische Faser mit Er-Zusatz verwendet wird.
Der optische Faserverstärker 210 (von der unterbrochenen Linie in Fig. 4 umgeben) umfaßt eine optische Faser 31, die einen Eingangsanschluß hat, der mit einem optischen übertrager 200 verbunden ist, eine optische Faser 32, die einen Ausgangsanschluß hat, der mit einem optischen Empfänger 202 verbunden ist, und eine optische Faser 35 mit Er-Zusatz, die zwischen den optischen Fasern 31 und 32 durch optische Richtleiter 33 und 34 gekoppelt ist. Eine Pumplichtquelle 36 ist mit der optischen Faser 35 mit Er-Zusatz durch einen Multiplexerphotokoppler 36a gekoppelt. Um Pumplicht und ASE (verstärkte spontane Emission) von der optischen Übertragungsleitung auszuschließen, ist ein Filter 35a zwischen dem optischen Richtleiter 34 und die optische Faser 32 eingefügt. Die optischen Richtleiter 33 und 34 sind nichtumkehrbare, optische Elemente, die Licht nur in einer Richtung übertragen. Die optischen Richtleiter 33 und 34 unterdrücken die Laserschwingung der optischen Faser 35 mit Er-Zusatz. Deshalb werden in diesem System alle Lichtsignale daran gehindert, sich zu dem Sender von dem Empfänger durch die optischen Richtleiter 33 oder 34 fortzupflanzen.
Jedoch mag es beim praktischen Betrieb des optischen Kommunikationssystems notwendig sein, eine bidirektionale, optische Signalübertragung durch eine einzige, optische Faserleitung durchzuführen oder die Bedingungen einer optischen Übertragungsleitung durch die Verwendung eines optischen Zeitbereichsreflektometers (OTDR) zu überwachen. Indem Rayleigh'sches rückgestreutes Licht überwacht wird, das in der optischen Faser an einem Anschlußabschnitt der optischen Faser erzeugt wird, kann das optische Zeitbereichsreflektometer verschiedene fehlerhafte Zustände (d. h. Unterbrechungen) erfassen, die in irgendeinem Abschnitt der optischen Faser auftreten können.
Fig. 5 (Stand der Technik) ist ein schematisches Diagramm eines Beispiels eines optischen Kommunikationssystems, das einen optischen Faserverstärker verwendet, der eine Faser mit Er-Zusatz umfaßt. Ein optisches Signal wird von einer Zentrale 400 über einen optischen Faserverstärker 410 zu einem Teilnehmer 420 übertragen.
Ein optisches Zeitbereichsreflektometer 41 und ein optischer Sender 42 sind in der Zentrale 400 vorgesehen. Das optische Zeitbereichsreflektometer 41 und der optische Sender 42 sind mit einer optischen Faser 44 über einen gemeinsamen Multiplexphotokoppler 43 verbunden. Die optische Faser 44 wirkt als eine Übertragungsleitung und ist mit optischen Fasern 46 mit Er-Zusatz über eine optische Richtungseitung 45 verbunden, und der Endanschluß der optischen Faser 46 mit Er- Zusatz ist mit einem Eingangsanschluß eines Sternkopplers 48 über eine optische Richtungsleitung 47 verbunden. Ein Ausgangsanschluß des Sternkopplers 48 ist mit einer Mehrzahl optischer Fasern 49a verbunden, die jeweils mit einem Verstärker 49 verbunden sind. In der Praxis ist die optische Richtungsleitung 45 mit der optischen Faser 46 mit Er-Zusatz über einen Multiplexphotokoppler 46a gekoppelt, der pumpendes Laserlicht einspeisen kann, das von einem Halbleiterlaser 46b der optischen Faser 46 mit Er-Zusatz geliefert wird. Des weiteren ist ein Filter 46c nach der optischen Isoliereinrichtung 47 und dem Sternkoppler 48 eingefügt.
Ein optisches Signal, das von der Zentrale 400, beispielsweise in dem 1,55 mm Band, übertragen wird, wird durch die optische Faser 46 mit Er-Zusatz verstärkt, die durch einen Halbleiterlaser des 1,48 mm Bandes erregt wird, und pflanzt sich dann zu jedem Empfänger 49 durch den Sternkoppler 48 und die optische Faser 49a fort. Dann ist es unter Verwendung des optischen Zeitbereichsreflektometers 41 möglich, an dem ein Halbleiterlaser angebracht ist, beispielsweise für den Bandbereich von 1,31 mm, die Zustände der optischen Faser 44 in der Zentrale 400 zu überwachen.
Jedoch ist es bei diesem optischen Kommunikationssystem, da die optischen Richtleiter in die optische Übertragungsleitung eingefügt sind, die von der optischen Faser 44, der optischen Faser 46, mit Er-Zusatz und dem Sternkoppler 48 gebildet ist, unmöglich, ein optisches Signal von einem Empfänger 49 zu der Zentrale 400 zu übertragen. Des weiteren ist in gleicher Weise der Bereich, der von dem optischen Zeitbereichsreflektometer 41 überwacht werden kann, auf den Abschnitt A von der Zentrale 400 zu den optischen Richtleiter 500 beschränkt.
Die Druckschrift EP-A-0 445 364, die ein Dokument des Standes der Technik gemäß Artikel 54 (3) EPÜ darstellt, offenbart ein optisches Kommunikationssystem mit einer Wellenlängenmultiplexeinrichtung und einem optischen Verstärker, worin wellenlängenselektive Koppler an jedem Ende des Verstärkers angeordnet sind. Signale mit der Arbeitswellenlänge werden dem Verstärker über erste Anschlüsse des Kopplers zugeführt, während Signale mit der zweiten Wellenlänge entlang einer Umgehungsverbindung zwischen zweiten Anschlüssen des Kopplers laufen.
Der Koppler zur optischen Kommunikation der Druckschrift JP- A-59-91745 ist mit einer Umgehungsschaltung zwischen Zweigen von zwei direktionellen Kopplern und mit photoelektrischen und elektrooptischen Wandlern zwischen anderen Zweigen versehen. Dadurch ist es möglich, einen Verstärker zwischen den photoelektrischen Wandlern fortzulassen. Aus dieser Druckschrift ist es nicht bekannt, die Zustände des gesamten optischen Kopplers insbesondere in dem optischen Verstärker zu überwachen.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist die Zielsetzung der vorliegenden Erfindung, ein optisches Faserkommunikationssystem mit einem optischen Faserverstärker zu schaffen, das eine bidirektionale, optische Signalübertragung zwischen einem Sender und einem Empfänger erlaubt, worin das Kommunikationssystem das Überwachen der Zustände der optischen Fasern durch das gesamte optische Kommunikationssystem hindurch gestattet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Zielsetzung durch ein optisches Kommunikationssystem gelöst, das die Merkmale des Anspruches 1 umfaßt. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine neuartige Konfiguration eines optischen Kommunikationssystems vorgeschlagen, das eine optische Faserleitung umfaßt, die mit einem optischen Faserverstärker, wie einer optischen Faser mit Er-Zusatz oder Ähnlichem, verbunden ist, und eine optische Übertragungsleitung, um den optischen Faserverstärker zu umgehen, um eine bidirektionale Übertragung zu schaffen und rückgestreutem Licht zu gestatten, sich in Richtung zu einem Sender fortzupflanzen.
Das optische Kommunikationssystem verwendet die optische Faser als eine optische Signalübertragungsleitung. Die optische Faserleitung schließt ein zweiteiliges optisches Faserleitungsbündel ein, wobei jedes Teil einen ersten und einen zweiten Anschluß hat. Ein Anschluß des ersten Teils ist mit einer Zentrale gekoppelt. Der optische Faserverstärker hat einen ersten und einen zweiten Anschluß, wobei ein optischer Richtleiter mit jedem Anschluß gekoppelt ist. Der zweite Anschluß des ersten Teils des optischen Faserleitungsbündels ist mit dem optischen Richtleiter gekoppelt, der mit dem ersten Anschluß des optischen Faserverstärkers gekoppelt ist, und der erste Anschluß des zweiten Teils des optischen Faserleitungsbündels ist mit dem optischen Richtleiter gekoppelt, der mit dem zweiten Anschluß des optischen Faserverstärkers gekoppelt ist.
Das optische Kommunikationssystem umfaßt ferner optische Teilnehmerfasern. Jede optische Teilnehmerfaser hat einen Anfangsanschluß, der mit dem zweiten Anschluß des zweiten Teils des optischen Faserleitungsbündels gekoppelt ist, und einen Endanschluß, der mit einem entsprechenden Empfänger gekoppelt ist.
Die optische Umgehungsübertragungsleitung bildet eine optische Faser, die einen ersten und einen zweiten Anschluß hat. Der erste Anschluß der optischen Faser der optischen Umgehungsübertragungsleitung ist mit dem ersten Teil des optischen Faserleitungsbündels und mit dem optischen Richtleiter gekoppelt, der mit dem ersten Anschluß des optischen Faserverstärkers durch einen ersten Multiplexer/Demultiplexer- Photokoppler gekoppelt ist. Der zweite Anschluß der optischen Faser der Umgehungsübertragungsleitung ist mit dem zweiten Teil des optischen Faserleitungsbündels und mit dem optischen Richtleiter gekoppelt, der mit dem zweiten Anschluß des optischen Faserverstärkers durch einen zweiten Multiplexer/Demultiplexer-Photokoppler gekoppelt ist.
Das Hauptmerkmal des optischen Kommunikationssystems gemäß der vorliegenden Erfindung ist, daß die optische Umgehungsübertragungsleitung parallel zu dem optischen Faserverstärker ist und somit ermöglicht, daß sich optische Signale von dem Teilnehmer zurück zu der Zentrale fortpflanzen.
In einer herkömmlichen, optischen Faserleitung, die einen optischen Faserverstärker verwendet, sind optische Richtleiter, die nicht umkehrbare Elemente sind, verwendet worden, um eine Schwingung in dem optischen Faserverstärker zu verhindern. Deshalb sind optische Signale daran gehindert worden, sich in einer von einer vorbestimmten Übertragungsrichtung verschiedenen Richtung fortzupflanzen. Jedoch mag es in der Praxis notwendig sein, Signale von dem Teilnehmer zu der Zentrale zu übertragen oder den Zustand der gesamten optischen Übertragungsleitung zu überwachen. In diesen Fällen ist es unmöglich, eine optische Übertragungsleitung zu verwenden, die einen optischen Faserverstärker verwenden.
In dem optischen Kommunikationssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umgeht eine optische Faserleitung den optischen Faserverstärker und die optischen Richtleiter, die an beiden Enden des optischen Faserverstärkers angeordnet sind. Deshalb läuft ein optisches Signal, das sich von dem Teilnehmer zu der Zentrale fortpflanzt, durch diese optische Umgehungsfaserleitung. In diesem System ist eine bidirektionale, optische Signalkommunikation möglich und das optische Zeitbereichsreflektometer ist verfügbar, die gesamte optische Faserleitung zu überwachen. Des weiteren ist es, da eine bidirektionale Signalübertragung gemacht werden kann, möglich, Signalleitungsfehler bei einzelnen Teilnehmersignalleitungen zu erfassen, die von einem Sternkoppler oder Ähnlichem abzweigen. Um diese Aufgabe auszuführen, werden jedem entsprechenden Verstärker im voraus Adressen zugeordnet und ein Rufsignal wird einem Teil eines optischen Signals hinzugefügt, das von der Zentrale übertragen wird. Deshalb ist es möglich, zu erfassen, wenn ein Rufsignal an die Teilnehmer erfolgreich ausgegeben worden ist, und, wenn irgendein Teilnehmer keine Antwort auf das Rufsignal erzeugt hat, wird angenommen, daß Fehler in der optischen Faserleitung des Teilnehmers vorhanden sind, der keine Antwort erzeugt hat.
Des weiteren ist es möglich, wenn Pumplicht von der Zentrale unter Verwendung einer anderen optischen Faser zugeführt wird, die Betriebsbedingungen des optischen Faserverstärkers durch diese unabhängige optische Faser zum Pumpen zu überwachen. Das heißt, ein Abzweigungskoppler wird nach dem zweiten Anschluß des optischen Faserverstärkers eingeführt, um ein verstärktes Signal abzuzapfen und das abgezapfte Signal zu der Zentrale durch die oben erwähnte, unabhängige, optische Faser zurückzuführen. Deshalb ist es möglich, die Arbeitsbedingungen des optischen Faserverstärkers und einer optischen Faserleitung zu überwachen, die zur Kommunikation verwendet wird. Dieses Überwachen des optischen Faserverstärkers kann nicht nur verwendet werden, Fehler in dem optischen Faserverstärker zu erfassen, sondern auch, die Signalqualität oder den Signalpegel, der sich zu einem Teilnehmer fortpflanzt, zu stabilisieren.
Des weiteren kann gemäß der oben erwähnten Ausgestaltung des optischen Kommunikationssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, da die optische Faserleitung und der optische Faserverstärker aus passiven Elementen hergestellt sind, das System ohne weiteres gebaut und aufrecht erhalten werden und es ist äußerst zuverlässig.
Obgleich die vorliegende Erfindung unten im einzelnen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben wird, soll die Offenbarung den technischen Bereich der vorliegenden Erfindung nicht begrenzen, sondern liefert nur beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1(a) ist ein schematisches Diagramm eines Beispiels einer Grundkonfiguration des optischen Kommunikationssystems gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 1(b) ist ein schematisches Diagramm einer anderen Ausführungsform des optischen Kommunikationssystems, das in Fig. 1(a) gezeigt ist;
Fig. 2 ist ein schematisches Diagramm einer weiteren Ausführungsform des optischen Kommunikationssystems gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3(a) ist ein schematisches Diagramm eines anderen Beispiels der Konfiguration des optischen Kommunikationssystems gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3(b) ist ein schematisches Diagramm, das die Arbeitsweise der optischen Richtungsgabel erläutert, die in dem optischen Kommunikationssystems verwendet wird, das in Fig. 3(a) gezeigt ist;
Fig. 4 (Stand der Technik) ist ein schematisches Diagramm der Grundkonfiguration eines optischen Faserverstärkers; und
Fig. 5 (Stand der Technik) ist ein schematisches Diagramm der typischen Konfiguration eines herkömmlichen, optischen Kommunikationssystems, das unter Verwendung einer optischen Faserübertragungsleitung einschließlich eines optischen Faserverstärkers angeordnet ist.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen im Einzelnen

Fig. 1(a) ist ein schematisches Diagramm der Grundkonfiguration des optischen Kommunikationssystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
Wie es in Fig. 1(a) gezeigt ist, schließt dieses optische Kommunikationssystem ein, ein optisches Zeitbereichsreflektometer 1, einen optischen Empfänger 2 und einen optischen Sender 3, die gemeinsam als eine Zentrale 20 gruppiert sind. Der optische Sender 3 ist ferner mit einem Multiplexer/Demuliplexer-Photokoppler 4 gekoppelt. Das optische Zeitbereichsreflektometer 1 und der optische Empfänger 2 sind selektiv mit dem Multiplexer/Demultiplexer-Photokoppler 4 durch den optischen Schalter 6 gekoppelt. Ein optisches Faserleitungsbündel 5 hat ein erstes und ein zweites Teil, von denen jedes einen ersten und einen zweiten Anschluß aufweist, und der Multiplexer/Demultiplexer-Photokoppler 4 ist mit dem ersten Anschluß des ersten Teils des optischen Faserbündels 5 gekoppelt.
Ein optischer Faserverstärker 7 umfaßt eine optische Faser 73 mit Er-Zusatz, die einen ersten und einen zweiten Anschluß aufweist. Die optischen Richtleiter 71 und 72 sind mit dem ersten Anschluß bzw. dem zweiten Anschluß der optischen Faser 73 mit Er-Zusatz gekoppelt. Ein Halbleiterlaser 75, der mit der optischen Faser 73 mit Er-Zusatz durch einen Multiplexerphotokoppler 74 verbunden ist, schickt Pumplicht in die optische Faser 73 mit Er-Zusatz.
Der optische Richtleiter 71 ist mit dem zweiten Anschluß des ersten Teils des optischen Faserleitungsbündel 5 gekoppelt. Ein Filter 73a ist mit dem optischen Richtleiter 72 und dem ersten Anschluß des zweiten Teils des optischen Faserleitungsbündels 5 gekoppelt.
Eine optische Umgehungsfaser 8 weist einen ersten und einen zweiten Anschluß auf und der Multiplexer/Demultiplexer-Photokoppler 9 koppelt den ersten Anschluß der optischen Umgehungsfaser 8 mit dem zweiten Anschluß des ersten Teils des optischen Faserleitungsbündels 5 und dem optischen Richtleiter 71.
Die optischen Fasern für einen Teilnehmer 11 umfassen jeweils einen ersten und einen zweiten Anschluß. Ein erster Anschluß jeder optischen Faser 11 ist mit dem zweiten Anschluß des zweiten Teils der optischen Faserbündelleitung 5 und mit dem zweiten Anschluß der optischen Umgehungsfaser 8 durch einen Sternkoppler 10 gekoppelt. Optische Empfänger 13 und optische Sender 14 sind für jeden Teilnehmer 30 so vorgesehen, daß ein optischer Empfänger 13 und ein optischer Sender 14 über einen Multiplexer/Demultiplexer-Photokoppler 12 mit einem zweiten Anschluß von jeder optischen Faser 11 gekoppelt sind. Vorzugsweise weist, wie für den Sternkoppler 10, das Verzweigungsverhältnis für den Sternkoppler eine geringe wellenlängenabhängigkeit auf.
In dem optischen Kommunikationssystem, das die oben beschriebene Konfiguration aufweist, wird allgemein der optische Schalter 6 geschaltet, um eine Signalübertragung von dem optischen Sender 3 zu erlauben. Ein optisches Signal kann beispielsweise eine Wellenlänge von 1,55 mm haben. Ein optisches Signal, das von dem optischen Sender 3 ausgesandt wird, pflanzt sich zu einem Teilnehmer 30 über den Multiplexer/Demultiplexer-Photokoppler 4, das optische Faserleitungsbündel 5, den optischen Faserverstärker 7, den Sternkoppler 10 und die Empfängerstation für die optische Faser für die Teilnehmer 11 fort. Bei dem Teilnehmer 30 wird dieses optische Signal von einem optischen Empfänger 13 über den Multiplexer/Demultiplexer-Photokoppler 12 empfangen.
In diesem optischen Kommunikationssystem ist es auch möglich, eine Signalübertragung von dem Teilnehmer 30 zu der Zentrale 20 durchzuführen. Beispielsweise kann ein optisches Signal, das eine Wellenlänge von 1,31 mm hat, von dem optischen Sender 14 des Teilnehmers 30 zu der Zentrale 20 durch die optische Faser für den Teilnehmer 11, den Sternkoppler 10, die optische Umgehungsfaser 8, den Multiplexer- Photokoppler 9, das optische Faserleitungsbündel 5 und den Multiplexer/Demultiplexer-Photokoppler 4 übertragen werden.
Um die Zustände des optischen Faserleitungsbündels 5 in diesem optischen Kommunikationssystem zu überwachen, wird der optische Schalter 6 auf das optische Zeitbereichsreflektometer 1 geschaltet.
Wie es beschrieben worden ist, kann in diesem optischen system, da die optische Umgehungsfaser 8 den optischen Faserverstärker 7 umgeht, eine bidirektionale, optische Signalübertragung zwischen der Zentrale 20 und dem Teilnehmer 30 durchgeführt werden. Da der zweite Anschluß der optischen Umgehungsfaser 8 mit dem Sternkoppler 10 gekoppelt ist, wird eine optische Umgehungsfaserleitung ohne Verwendung eines anderen optischen Faserkabels gebildet.
Fig. 1(b) ist ein schematisches Diagramm einer alternativen Ausführungsform der Zentrale 20. Teile, die die gleichen wie jene in Fig. 1(a) sind, sind entsprechend bezeichnet.
In dieser Ausführungsform ist das optische Zeitbereichsreflektometer 1 mit dem optischen Schalter 6 durch einen optischen Auswählschalter 1a gekoppelt. Der optische Auswählschalter 1a koppelt selektiv das optische Zeitbereichsreflektometer 1 mit dem optischen Schalter 6 und den Anschlüssen 1b. Deshalb kann das optische Zeitbereichsreflektometer 1 mit dem optischen Schalter durch den optischen Auswählschalter 1a nur verbunden werden, wenn das optische Zeitbereichsreflektometer 1 durch das optische Kommunikationssystem verwendet wird, das in Fig. 1(a) gezeigt ist. Sonst kann, indem der optische Auswählschalter 1a geschaltet wird, das optische Zeitbereichsreflektometer 1 von einer anderen Ausrüstung (nicht gezeigt) verwendet werden, die mit dem Auswähllichtschalter 1a an den Anschlüssen 1b verbunden ist.
Fig. 2 ist ein schematisches Diagramm einer alternativen Ausführungsform eines hochfunktionalen, optischen Kommunikationssystems gemäß der Erfindung. Teile, die die gleichen wie jene in dem optischen Kommunikationssystem sind, das in Fig. 1(a) gezeigt ist, werden entsprechend bezeichnet.
Pumplicht wird dem optischen Faserverstärker 7 von der Zentrale 20 zugeführt, und somit können die Arbeitsbedingun des optischen Faserverstärkers 7 von der Zentrale 20 überwacht werden. Um diese Überwachungs-funktion auszuführen, sind zusätzlich zu dem optischen Zeitbereichsreflektometer 1, dem optischen Empfänger 2, dem Multiplexer/Demultiplexer-Photokoppler 4, dem optischen Schalter 6 und dem optischen Sender 3 in der Zentrale 20 ein optisches Zeitbereichsreflektometer 18 und einer optischer Empfänger 19, der mit einem optischen Schalter 17 gekoppelt ist, und ein Halbleiterlaser 75 vorgesehen, um Pumplicht einem optischen Faserverstärker 7 zuzuführen. Eine optische Faser 16 ist vorgesehen, die einen ersten und einen zweiten Anschluß hat. Der optische Schalter 17 und der Halbleiterlaser 75 sind mit dem ersten Anschluß der optischen Faser 16 durch den Multiplexer/Demultiplexer-Photokoppler gekoppelt. Der zweite Anschluß der optischen Faser 16 ist mit der optischen Faser 73 mit Er-Zusatz und dem optischen Richtleiter 71 durch den Photokoppler 74 gekoppelt. Des weiteren ist ein abgezapftes Signal von dem Ausgang des optischen Faserverstärkers durch Einführen eines Abzweigungsphotokopplers 76 zwischen der optischen Faser 73 mit Er-Zusatz und dem optischen Richtleiter 20 mit der optischen Abzweigungsfaser 77 gekoppelt, und wird dem zweiten Anschluß der optischen Faser geliefert, um Pumplicht 16 durch den Photokoppler 74 zuzuführen. Diese Anordnung erlaubt, daß das abgezapfte Signal zu der Zentrale 20 durch die optische Faser zurückkehren kann, um Pumplicht 16 zuzuführen.
Deshalb kann nicht nur das Zeitbereichsreflektometer 1 die Zustände der optischen Fasern überwachen, wie es für die Ausführungsform der Fig. 1(a) beschrieben worden ist, sondem die Ausführungsform der Fig. 2 ermöglicht auch, daß die Betriebsbedingungen, die Fehlererzeugung, usw. des optischen Faserverstärkers 7 in der Zentrale 20 durch die optische Faser zum Zuführen von Pumplicht 16 auffolgende Weise überwacht werden kann.
In dem optischen Faserverstärker 7 wird ein Anteil des optischen Signals, das durch die optische Faser 73 mit Er- Zusatz verstärkt worden ist&sub1; beispielsweise 1/100 des optischen Signals, durch den Abzweigungsphotokoppler 76 abgenommen und der optischen Faser 16 durch die optische Abzweigungsfaser 77 und den Photokoppler 74 geliefert. Deshalb ist es möglich, indem der optische Schalter 17 geschaltet wird, um Zugang zu dem optischen Empfänger 19 zu haben, in der Zentrale 20 die Bedingungen des optischen Signals zu überwachen, das von dem optischen Faserverstärker 7 verstärkt worden ist. Wenn der Ausgang aufgrund einer Unterbrechung, eines optischen Faserbruchs oder Ähnlichem in dem optischen Faserverstärker 7 verringert ist, können diese Zustände in der Zentrale 20 erfaßt werden. Des weiteren kann, indem der Ansteuerungsstrom für den Halbleiterlaser 75 geändert wird, die Menge an geliefertem Pumplicht gesteuert werden, und deshalb wird der Empfangspegel des optischen Empfängers 19 konstant gehalten. Dies erlaubt eine AGC (Automatische Verstärkungssteuerung) des optischen Faserverstärkers 7.
Eine Abnahme der Ausgangsleistung des optischen Faserverstärkers 7 könnte auch aufgrund von Verschlechterungen bei dem Halbleiterlaser 75 sein. Um solche Verschlechterungen zu erfassen, kann die Ausgangsleistung des Halbleiterlasers 75 durch eine Photodiode überwacht werden, die in dem Halbleiterlasermodul eingeschlossen ist. Des weiteren können die Zustände der optischen Faser zum Zuführen von Pumplicht 16 durch das Zeitbereichsreflektometer 18 überwacht werden, indem der optische Schalter 17 auf Zugang zu dem Zeitbereichsreflektometer 18 geschaltet wird. Der Betrieb des optischen Senders 3 in der Zentrale 20 kann auch durch eine Photodiode überwacht werden, die in dem optischen Sender 3 angeordnet ist.
Zusätzlich zu den obigen Merkmalen sind die Photokoppler 4, 9, 10, 12, 15, 74 und 76, das optische Faserleitungsbündel 5, die optische Faser zum Zuführen von Pumplicht 16, die optischen Richtleiter 71 und 72, die optische Faser 73 mit Er- Zusatz, das Filter 73a und die optische Faser für die Empfängerstation für den Teilnehmer 11 passive Elemente. Dies liefert eine hohe Zuverlässigkeit und leichte Wartung, da alle Bauteile auf dem Gebiet passiv sind.
Zustände die entlang den optischen Signalfortpflanzungswegen vorhanden sind, können in der Zentrale 20 überwacht werden. Jedoch ist es, wenn Unterbrechungen oder Ähnliches in der optischen Faser für die Empfängerstation des Teilnehmers 11 auftreten, die mit dem Sternkoppler 10 gekoppelt ist, unmöglich, zu bestimmen, welche optische Faser 11 defekt ist. Deshalb wird jedem Teilnehmer 30 im voraus eine eigene Adresse gegeben, und ein optisches Signal, das ein Rufsignal einschließt, wird von der Zentrale 20 zu jedem der entsprechenden Teilnehmer 30 der Reihe nach gesendet. Ein optischer Sender 14 bei jedem Teilnehmer 30 sendet ein vorbestimmtes Signal, um von der Zentrale 20 zu rufen, und der optische Empfänger 2 in der Zentrale 20 erhält die vorbestimmten Signale der Reihe nach von den Teilnehmern 30. Deshalb zeigt, wenn eine Empfängerstation 30 keine Antwort gibt, dies an, daß die Empfängerstation für die optische Faser für die Teilnehmer 11 defekt ist, die mit diesem Teilnehmer verbunden ist.
Es ist auch möglich, eine bidirektionale Kommunikation mit diesen Signalen zu erreichen und gleichzeitig den optischen Faserverstärker zu überwachen. Indem beispielsweise die Zeitbereichsreflektometer 1 und 18 und optische Signale, die sich von dem Teilnehmer 30 zu der Zentrale 20 fortpflanzen für die Bandwellenlänge von 1,31 mm, und optische Signale, die sich von dem optischen Sender 3 der Zentrale 20 fortpflanzen, für die Bandwellenlänge von 1,55 mm bestimmt werden, können diese Signale überwacht und unabhängig voneinander erfaßt werden.
Die obigen Wellenlängen sind nur Beispiele von möglichen Wellenlängen, die verwendet werden können. Des weiteren ist es, wenn die optischen Signalwellenlängen, die von den Zeitbereichsreflektometern verwendet werden, und die optischen Signale, die sich von dem Teilnehmer 30 zu der Zentrale 20 fortpflanzen, verschieden sind, möglich, die optischen Schalter, die in der Zentrale 20 vorgesehen sind, durch Photokoppler zu ersetzen. Auch kann der optische Faserverstärker 7 ein von einer optischen Faser mit Er-Zusatz verschiedenes Element umfassen.
Fig. 3(a) ist ein schematisches Diagramm einer anderen Ausführungsform des optischen Kommunikationssystems gemäß der vorliegenden Erfindung, das die gleiche Grundkonfiguration und Systemfunktionen wie das optische Kommunikationssystem aufweist, das in Fig. 1(a) gezeigt ist. Die Teile, die die gleichen wie jene in dem optischen Kommunikationssystem sind, das in Fig. 1(a) gezeigt ist, werden entsprechend bezeichnet.
Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform in Fig. 1(a) derart, daß das optische Faserleitungsbündel 5 mit der optischen Umgehungsfaser 8 durch optische Richtungsgabeln 21 und 22 gekoppelt sind. Der erste Anschluß der optischen Umgehungsfaser 8 ist mit dem optischen Faserleitungsbündel 5 durch die optische Richtungsgabel und nicht durch einen Multiplexer-Photokoppler (der Multiplexer-Photokoppler 9 in dem optischen Kommunikationssystem, das in Fig. 1(a) gezeigt ist) gekoppelt. Andererseits ist der zweite Anschluß der optischen Umgehungsfaser 8 mit dem optischen Faserleitungsbündel 5 durch die optische Richtungsgabel 22 und nicht durch den Sternkoppler 10 gekoppelt.
Fig. 3(b) ist ein schematisches Diagramm, das die Arbeitsweise einer optischen Richtungsgabel erläutert, die als ein Multiplexer/Demultiplexer-Photokoppler in dem optischen Kommunikationssystem dieser Ausführungsform verwendet wird.
Eine optische Richtungsgabel 20 hat drei oder mehrere Eingangs/Ausgangs-Anschlüsse X, Y und Z und koppelt ein optisches Signal, das von einem gewissen Anschluß eingespeist wird, mit einem benachbarten Anschluß auf einer gewissen Seite. Das heißt, die folgende Kopplung wird bei diesem Beispiel hergestellt.
Anschluß X T Anschluß Y
Anschluß Y T Anschluß Z
Anschluß Z T Anschluß X
Einzelheiten einer optischen Richtungsgabel sind in dem Kapitel 10, usw. von "Optical Integrated Circuit" beschrieben, das von The Japan Society of Applied Physics/Optics Social Meeting herausgegeben worden ist, das von Asakura Shoten veröffentlicht wurde.
In dem optischen Kommunikationssystem, das die optischen Richtungsgabeln 21 und 22 verwendet, wird ein optisches Signal, das von dem optischen Sender 3 der Zentrale 20 gesendet wird, nur mit den optischen Faserverstärker 7 durch die optische Richtungsgabel 21 gekoppelt und wird nicht mit der optischen Umgehungsfaser 8 gekoppelt. Andererseits wird ein optisches Signal, das von dem Teilnehmer 30 gesendet wird, oder rückgestreutes Licht ist, nur mit der optischen Umehungsfaser 8 durch die optische Richtungsgabel 22 gekoppelt und wird nicht zu dem optischen Faserverstärker 7 übertragen.
Die vorliegende Erfindung zeigt, daß eine bidirektionale, optische Signalübertragung in einer optischen Übertragungsleitung erreicht werden kann, die einen optischen Faserverstärker verwendet, der optische Richtleiter aufweist. In dem vorliegenden System ist es auch möglich, die Zustände aller optischen Signalleitungen durch ein Zeitbereichsreflektometer zu überwachen und Signale von dem Teilnehmer zu der Zentrale zu übertragen, so daß die Wartung und die Zuverlässigkeit des optischen Kommunikationssystems verbessert werden.
Des weiteren kann die vorliegende Erfindung nicht nur bei einem optischen Kommunikationssystem, das einen optischen Faserverstärker verwendet, sondern auch bei einem optischen Kommunikationssystem angewendet werden, das beispielsweise einen Halbleiterlaserverstärker umfaßt, der optische Richtleiter einschließt.

Claims

1. Ein optisches Kommunikationssystem, umfassend:

eine erste optische Fasereinrichtung (5) zum Übertragen optischer Signale in einer ersten Richtung, wobei die genannte erste, optische Fasereinrichtung aus Teilen besteht, wobei jedes der genannten Teile ein erstes und ein zweites Ende hat;

eine Einrichtung (7), die mit dem genannten zweiten Ende des genannten ersten Teils der genannten ersten, optischen Fasereinrichtung (5) und mit dem genannten ersten Ende eines zweiten Teils der genannten ersten, optischen Fasereinrichtung (5) gekoppelt ist, um die genannten optischen Signale zu verstärken, die in der genannten ersten Richtung übertragen werden;

eine Einrichtung (4, 20), die mit dem genannten ersten Ende des genannten ersten Teils der genannten ersten, optischen Fasereinrichtung (5) gekoppelt ist, um die genannten optischen Signale, die in der genannten ersten Richtung übertragen werden, der genannten ersten, optischen Fasereinrichtung (5) zu liefern;

eine Einrichtung (13, 30), die mit dem genannten zweiten Ende des genannten zweiten Teils der genannten ersten, optischen Fasereinrichtung (5) gekoppelt ist, um die genannten optischen Signale zu empfangen, die in der genannten ersten Richtung übertragen werden; und

eine erste Einrichtung (1) zum Überwachen von Zuständen der genannten ersten, optischen Fasereinrichtung (5), dadurch gekennzeichnet, daß es des weiteren umfaßt

eine zweite, optische Fasereinrichtung (8) zum Übertragen der genannten optischen Signale in einer zweiten Richtung, wobei die genannte zweite Richtung im wesentlichen zu der genannten ersten Richtung entgegengesetzt ist, die genannte zweite, optische Fasereinrichtung (8) ein erstes Ende mit dem genannten ersten Teil der genannten ersten, optischen Fasereinrichtung (5) gekoppelt hat und ein zweites Ende mit dem genannten zweiten Teil der genannten erste, optischen Fasereinrichtung (5) gekoppelt hat, wobei die genannte zweite, optische Fasereinrichtung (8) die genannte Verstärkungseinrichtung (7) umgeht;

eine dritte, optische Fasereinrichtung (16), die ein erstes und ein zweites Ende aufweist, um eine Einrichtung zum Einspeisen von Pumplicht (75) in eine verstärkende, optische Faser (73) in der genannten Verstärkereinrichtung (7) zu koppeln, wobei das genannte erste Ende der genannten dritten, optischen Faser (16) mit der genannten Einspeisungseinrichtung (75) gekoppelt ist und das genannte zweite Ende der genannten dritten, optischen Faser (16) mit der genannten verstärkenden, optischen Faser (73) gekoppelt ist;

eine zweite Einrichtung (18) zum Überwachen von Zuständen der genannten dritten, optischen Faser (16);

eine erste Empfangseinrichtung (19) zum Empfangen optischer Signale, die von der genannten Verstärkungseinrichtung (7) verstärkt worden sind, und zum überwachen von Betriebsbedingungen der genannten Verstärkungseinrichtung nach Maßgabe der genannten verstärkten, optischen Signale; und

eine erste Schaltereinrichtung (17) zum selektiven Koppeln der genannten zweiten Überwachungseinrichtung (18) und der genannten zweiten Empfangseinrichtung (19) mit dem genannten ersten Ende der genannten dritten, optischen Faser (16); und

daß die genannte erste Überwachungseinrichtung (1) auch die Zustände der genannten zweiten, optischen Fasereinrichtung (8) überwacht.

2. Ein optisches Kommunikationssystem wie in Anspruch 1, worin

die genannte verstärkende, optische Faser eine optische Faser (73) mit Er-Zusatz ist;

die genannte Einspeisungseinrichtung für Pumplicht ein Halbleiterlaser (75) zum Einspeisen von Pumplicht in die genannte optische Faser mit Er-Zusatz ist; und

die genannte Verstärkungseinrichtung (7) ferner umfaßt:

eine Photokopplereinrichtung (74) zum Koppeln des genannten Halbleiterlasers mit der genannten optischen Faser mit Er-Zusatz; und

zwei optische Richtleiter (71, 72), wobei jede der genannten optischen Richtleiter an entgegengesetzten Enden der genannten Verstärkungseinrichtung (7) angeordnet ist, einer der genannten optischen Richtleiter (71) mit der genannten Photokopplereinrichtung gekoppelt ist und ein zweiter der genannten optischen Richtleiter (72) mit der genannten optischen Faser mit Er-Zusatz gekoppelt ist.

3. Ein optisches Kommunikationssystem, wie in Anspruch 1 oder 2, worin die genannte optische Signalbereitstellungseinrichtung umfaßt:

eine Photokopplereinrichtung (4) zum Koppeln der genannten optischen Signalbereitstellungseinrichtung mit dem genannten ersten Ende des genannten ersten Teils der genannten ersten, optischen Fasereinrichtung (5);

eine zweite Lichtempfangseinrichtung (2) zum Empfangen der genannten optischen Signale, die in der genannten zweiten Richtung übertragen werden;

eine zweite Schaltereinrichtung (6) zum selektiven Koppeln der genannten Überwachungseinrichtung (1) und der genannten ersten Lichtempfangseinrichtung (2) mit dem genannten zweiten Photokoppler (4); und

eine optische Signalerzeugungseinrichtung (3), die mit der genannten zweiten Photokopplereinrichtung (4) gekoppelt ist, um die genannten optischen Signale dem genannten ersten Ende des genannten ersten Teils der genannten ersten, optischen Fasereinrichtung (5) zuzuführen.

4. Ein optisches Kommunikationssystem, wie in Anspruch 1, das ferner eine oder mehrere Bestimmungseinrichtungen (11) umfaßt, von denen jede umfaßt:

eine optische Faserkopplungseinrichtung (10) zum Koppeln der genannten Bestimmungseinrichtung mit dem genannten zweiten Ende des genannten zweiten Teils der genannten erste, optischen Fasereinrichtung (5);

eine Einrichtung (13) zum Empfangen der genannten Lichtsignale, die in der genannten ersten Richtung übertragen werden;

eine Einrichtung (14) zum Bereitstellen der genannten Lichtsignale, die in der genannten zweiten Richtung übertragen werden, für die genannte zweite, optische Fasereinrichtung (8); und

eine Photokopplereinrichtung (12) zum Koppeln der genannten Empfangseinrichtung (13) und der genannten Lichtsignalerzeugungseinrichtung (14) mit der genannten optischen Faserkopplungseinrichtung (10).

5. Ein optisches Kommunikationssystem, wie in Anspruch 1, das ferner umfaßt:

eine Photokopplereinrichtung (9) zum Koppeln des genannten ersten Teils der genannten ersten, optischen Fasereinrichtung (5) mit dem genannten ersten Ende der genannten zweiten, optischen Fasereinrichtung (8); und

eine zweite Photokopplereinrichtung (10) zum Koppeln des genannten zweiten Endes des genannten zweiten Teils der genannten ersten, optischen Fasereinrichtung (5) mit der genannten wenigstens einen der genannten Bestimmungseinrichtungen (11).

6. Ein optisches Kommunikationssystem, wie in Anspruch 3, worin die genannte optische Signalbereitstellungseinrichtung (20) des weiteren eine dritte Schaltereinrichtung (1a) umfaßt, die zwischen der genannten Überwachungseinrichtung (1) und der genannten zweiten Schaltereinrichtung (6) zum selektiven Koppeln der genannten Überwachungseinrichtung (1) mit einem einer Mehrzahl von Verbindungsanschlüssen (lb) gekoppelt ist.

7. Ein optisches Kommunikationssystem, wie in Anspruch 1, ferner umfassend:

eine erste optische Richtungsgabel (21) zum Koppeln des genannten ersten Endes der genannten zweiten, optischen Fasereinrichtung (8) mit dem genannten ersten Teil der genannten ersten, optischen Fasereinrichtung (5), und

eine zweite optische Richtungsgabel (22) zum Koppeln des genannten zweiten Endes der genannten zweiten, optischen Fasereinrichtung (8) mit dem genannten zweiten Teil der genannten ersten, optischen Fasereinrichtung (5).