DE69418583T2

DE69418583T2 - Überwachung von Zweiwegleitungen

Info

Publication number: DE69418583T2
Application number: DE69418583T
Authority: DE
Inventors: Jun Yokoyama
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1993-12-27
Filing date: 1994-12-27
Publication date: 2000-02-17
Anticipated expiration: 2014-12-28
Also published as: EP0661566A1; EP0661566B1; DE69418583D1; CA2139203C; US5537500A; CA2139203A1

Description

Diese Erfindung betrifft eine Überwachung von Zweiwegleitungen und insbesondere eine verbesserte Überwachung von Zweiwegleitungen mit einem einfachen Aufbau und einer genauen Abtastqualität.
Im allgemeinen umfaßt ein optisches Kommunikationssystem eine Leitungüberwachung zum Abtasten und Überwachen eines Übertragungssignalteils, um die Leistung des Übertragungssignals zu steuern und Fehler in der Kommunikation nachzuweisen. Eine Überwachung von Zweiwegleitungen wird in einem optischen Zweiweg-Kommunikationssystem auch verwendet, um reflektiertes Licht zu überwachen.
Gemäß einigen herkömmlichen Überwachungen von Zweiwegleitungen gibt es Nachteile derart, daß es schwierig ist, das Übertragungslicht genau abzutasten, und die Überwachung kann kompliziert im Aufbau sein; zum Beispiel werden zwei Strahlteiler benötigt, um Lichter abzutasten.
JP-A-60-126607 offenbart einen optischen Richtungskoppler mit einem Strahlteiler, der zwei Eingangslichtstrahlen in einem Einfallswinkel von 45º empfängt. Die photodetektierenden Oberflächen der Sensoren sind in einem Winkel zur optischen Achse geneigt.
Dementsprechend ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine vereinfachte Überwachung von Zweiwegleitungen zur Verfügung zu stellen, durch die Übertragungslicht genau abgetastet und überwacht werden kann. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Patentansprüche gelöst.
Gemäß der Erfindung hat die Überwachung für Zweiwegleitungen einen einzigen Strahlteiler, erste und zweite optische Sensoren und einen Spiegel. Der Strahlteiler ist derart gewinkelt, daß er erste und zweite Eingangslichter in einem Einfallswinkel von 20 bis 40 Grad empfängt. Die ersten und zweiten optischen Sensoren sind derart angeordnet, daß sie erste und zweite von dem Strahlteiler und dem Spiegel reflektierte Abtastlichter in einem Einfallswinkel von rund 20 Grad empfangen.
Fig. 1 ist ein konzeptionelles Diagramm, das eine herkömmliche Überwachung von Zweiwegleitungen zeigt.
Fig. 2 ist ein konzeptionelles Diagramm, das eine andere herkömmliche Überwachung von Zweiwegleitungen zeigt.
Fig. 3 ist ein konzeptionelles Diagramm, das eine Überwachung von Zweiwegleitungen in einer ersten erfindungsgemäßen bevorzugten Ausführungsform zeigt.
Fig. 4 ist ein erklärendes Diagramm, das den Betrieb der in Fig. 3 gezeigten Überwachung von Zweiwegleitungen zeigt.
Fig. 5 ist ein konzeptionelles Diagramm, das eine Überwachung von Zweiwegleitungen in einer zweiten erfindungsgemäßen bevorzugten Ausführungsform zeigt.
Fig. 1 zeigt eine herkömmliche Überwachung von Zweiwegleitungen, die umfaßt: erste und zweite I/O (Eingang/Ausgang) Anschlüsse 11 und 12, die derart angeordnet sind, daß sie die gleiche optische Achse 100 haben, einen auf der optischen Achse 100 angeordneten Strahlteiler 13 und erste und zweite optische Sensoren 14 und 15, die derart positioniert sind, daß sie einander entgegengesetzt sind.
Im Betrieb, wenn ein erstes Eingangssignallicht von dem ersten I/O-Anschluß 11 an den Strahlteiler 13 geliefert wird, wird das Licht in ein erstes Abtastlicht und ein erstes Ausgangslicht geteilt. Das erste Abtastlicht bzw. das erste Ausgangslicht werden an den ersten optischen Sensor 14 bzw. den zweiten I/O-Anschluß 12 geliefert. Wenn ein zweites Eingangssignallicht von dem zweiten I/O-Anschluß 12 an den Strahlteiler 13 geliefert wird, wird das Licht in ein zweites Abtastlicht und ein zweites Ausgangslicht geteilt. Das zweite Abtastlicht bzw. das zweite Ausgangslicht werden an den zweiten optischen Sensor 15 bzw. den ersten I/O-Anschluß 11 geliefert.
Gemäß der herkömmlichen Überwachung von Zweiwegleitungen, erreichen die ersten und zweiten Abtastlichter jeweils Abtastoberflächen der ersten und zweiten optischen Sensoren 14 und 15 in einem Einfallswinkel von 90 Grad. Deshalb wird ein Teil jedes Abtastlichts von der Abtastoberfläche des Sensors reflektiert und wird an den anderen Sensor geliefert. Dies verschlechtert die Abtastgenauigkeit der Sensoren.
Fig. 2 zeigt eine andere herkömmliche Überwachung von Zweiwegleitungen, die umfaßt: erste und zweite I/O- (Eingang/Ausgang) Anschlüsse 21 und 22, die derart angeordnet sind, daß sie die gleiche optische Achse 200 haben, erste und zweite auf der optischen Achse 200 angeordnete Strahlteiler 23a und 24b und erste und zweite optische Sensoren 24 und 25, die parallel zueinander angeordnet sind, um Abtastoberflächen zu haben, die parallel zueinander der gleichen Richtung zugewandt sind.
Im Betrieb, wenn ein erstes Eingangssignallicht von dem ersten I/O-Anschluß 21 an den Strahlteiler 23a geliefert wird, wird das Licht in ein erstes Abtastlicht und ein erstes Ausgangslicht geteilt. Das erste Abtastlicht wird an den ersten optischen Sensor 24 geliefert, und das erste Ausgangslicht geht durch den zweiten Strahlteiler 23b und erreicht den zweiten I/O-Anschluß 22. Wenn ein zweites Eingangssignallicht von dem zweiten I/O-Anschluß 22 an den zweiten Strahlteiler 23b geliefert wird, wird das Licht in ein zweites Abtastlicht und ein zweites Ausgangslicht geteilt. Das zweite Abtastlicht wird an den zweiten optischen Sensor 25 geliefert, und das zweite Ausgangslicht geht durch den ersten Strahlteiler 23a und erreicht den ersten I/O-Anschluß 21.
Gemäß der herkömmlichen Überwachung von Zweiwegleitungen bilden die ersten und zweiten Abtastlichter relativ zu den ersten und zweiten optischen Sensoren 24 und 25 einen Winkel. Jedes der ersten und zweiten Ausgangslichter läuft sowohl durch den ersten als auch den zweiten Strahlteiler 23a und 23b, so daß die Ausgangslichter dadurch eine große Menge an Lichtleistung verlieren.
Fig. 3 zeigt eine Überwachung von Zweiwegleitungen in einer ersten bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung, die umfaßt: erste und zweite I/O- (Eingang/Ausgang) Anschlüsse 31 und 32, die derart angeordnet sind, daß sie die gleiche optische Achse 300 haben, einen auf der optischen Achse 300 angeordneten Strahlteiler 33a, einen Spiegel 33b, der derart positioniert ist, daß er ein von dem Strahlteiler 33a reflektiertes Licht empfängt, und erste und zweite optische Sensoren 34 und 35, die parallel zueinander angeordnet sind, um Abtastoberflächen zu haben, die parallel zueinander der gleichen Richtung zugewandt sind.
Wie in Fig. 4 gezeigt, ist der Strahlteiler 33a derart konstruiert, daß er ein Signallicht mit 1,55 um Wellenlänge in 90% und 10% teilt, und ist derart positioniert, daß er ein Licht in einem Einfallswinkel von 35 Grad empfängt, der in der Figur durch "α" angedeutet ist. Der Spiegel 33b ist derart positioniert, daß er ein Licht in einem Einfallswinkel von 20 Grad empfängt, der in der Figur durch "θ" angedeutet ist. Jeder der ersten und zweiten optischen Sensoren 34 und 35 ist eine ternäre PIN-Photodiode mit einer Empfindlichkeit von 1 A/W.
Im Betrieb, wenn ein erstes Eingangssignallicht mit einer Stärke von +5 dBm und einer Wellenlänge von 1,55 um von dem ersten I/O-Anschluß 31 an den Strahlteiler 33a geliefert wird, wird 10% des Lichts als ein erstes Abtastlicht von ihm reflektiert und 90% davon läuft als ein erstes Ausgangslicht durch den Strahlteiler 33a. Das erste Abtastlicht wird an den ersten optischen Sensor 34 geliefert, und das erste Ausgangslicht wird an den zweiten I/O-Anschluß 32 geliefert. Wenn ein zweites Eingangssignallicht mit einer Stärke von -15 dBm und einer Wellenlänge von 1,55 um von dem zweiten I/O-Anschluß 32 an den Strahlteiler 33a geliefert wird, wird 10% des Lichts als ein zweites Abtastlicht von ihm reflektiert und 90% davon läuft als ein zweites Aus gangslicht durch den Strahlteiler 32. Das zweite Ausgangslicht wird an den Spiegel 33b geliefert und wird von diesem zu dem zweiten optischen Sensor 35 reflektiert. In den ersten und zweiten optischen Sensoren 34 und 35 fließen jeweils 300 uA Strom.
Bei der in Fig. 1 gezeigten herkömmlichen Überwachung von Zweiwegleitungen wird etwa 1% des ersten Abtastlichts von der Abtastoberfläche des ersten optischen Sensors 14 reflektiert, und dann wird das reflektierte Licht an den zweiten optischen Sensor 15 geliefert, der zum ersten optischen Sensor 14 entgegengesetzt ist. Im Gegensatz dazu wird bei der oben erwähnten ersten bevorzugten Ausführungsform jedes Abtastlicht in einem Einfallswinkel von 20 Grad an den entsprechenden optischen Sensor geliefert, so daß die von einem optischen Sensor zu dem anderen optischen Sensor reflektierte Lichtmenge im Vergleich zur herkömmlichen Technologie um mehr als 30 dB verringert wird, was weniger als 3 nA bedeutet.
Wenn der auf jeden Strahlteiler zukommende Einfallswinkel 45 Grad ist, werden mindestens zwei Strahlteiler benötigt, um zwei in die gleiche Richtung gewandte optische Sensoren anzuordnen, wie in Fig. 2 gezeigt. Wenn andernfalls der auf jeden Strahlteiler zukommende Einfallswinkel geringer als 20 Grad ist, hat jedes an den entsprechenden optischen Sensor gelieferte Licht einen Einfallswinkel von 50 Grad, und daher wird zu viel Licht von den Abtastoberflächen der optischen Sensoren reflektiert.
In der ersten bevorzugten Ausführungsform kann die Überwachung von Zweiwegleitungen ferner eine Dämpfungsplatte zum Dämpfen des von dem Strahlteiler 33a reflektierten zweiten Abtastlichts umfassen. Die Dämpfungsplatte ist insbesondere nützlich, falls das zweite Eingangslicht einen hohen Leistungspegel hat, zum Beispiel falls die Überwachung von Zweiwegleitungen an einen optischen Faserverstärker angeschlossen wird, in dem die ersten und zweiten optischen Sensoren jeweils als eine Ausgangsüberwachung und eine Reflexionsüberwachung verwendet werden. Wenn das erste Eingangs licht +15 dBm Lichtleistung hat, wird technisch 10% des Lichts von dem Strahlteiler reflektiert.
Fig. 5 zeigt eine Überwachung von Zweiwegleitungen in einer zweiten erfindungsgemäßen bevorzugten Ausführungsform, die umfaßt: erste und zweite I/O- (Eingang/Ausgang) Anschlüsse 51 und 52, die derart angeordnet sind, daß sie die gleiche optische Achse 500 haben, einen auf der optischen Achse 500 angeordneten Strahlteiler 53 und erste und zweite optische Sensoren 54 und 55.
Der Strahlteiler 53 hat einen derartigen Winkel, daß er jedes der von den ersten und zweiten I/O-Anschlüssen 51 und 52 gelieferten ersten und zweiten Eingangslichter in einem Einfallswinkel von 35 Grad empfängt. Jeder der ersten und zweiten optischen Sensoren 54 und 55 ist derart angeordnet, daß er von dem Strahlteiler 53 reflektiertes Licht in einem Einfallswinkel von 20 Grad empfängt.
Im Betrieb, wenn ein erstes Eingangssignallicht von dem ersten I/O-Anschluß 51 an den Strahlteiler 53 geliefert wird, wird 10% des Lichts als ein erstes Abtastlicht von ihm reflektiert und 90% des Lichts läuft als ein erstes Ausgangslicht durch den Strahlteiler 53. Das erste Abtastlicht wird an den ersten optischen Sensor 54 geliefert, und das erste Ausgangslicht wird an den zweiten I/O-Anschluß 52 geliefert. Wenn ein zweites Eingangssignallicht von dem zweiten I/O-Anschluß 52 an den Strahlteiler 53 geliefert wird, wird 10% des Lichts als ein Abtastlicht von ihm reflektiert und 90% davon läuft als ein zweites Ausgangslicht durch den Strahlteiler 53. Das zweite Ausgangslicht wird an den ersten I/O-Anschluß 51 geliefert, und das zweite Abtastlicht wird an den zweiten optischen Sensor 55 geliefert.

Claims

1. Überwachung von Zweiwegleitungen, die aufweist:

erste (31) und zweite (32) Eingangs-/ Ausgangsanschlüsse, die Licht entlang der gleichen optischen Achse (300) führen, so daß ein erstes Eingangslicht von dem ersten Eingangs-/Ausgangsanschluß (31) an den zweiten Eingangs-/Ausgangsanschluß (32) geliefert wird und ein zweites Eingangslicht von dem zweiten Eingangs-/Ausgangsanschluß (32) an den ersten Eingangs-/Ausgangsanschluß (31) geliefert wird;

erste (34) und zweite (35) optische Sensoren, die derart angeordnet sind, daß ihre Abtastoberflächen parallel zueinander der gleichen Richtung zugewandt sind;

einen auf der optischen Achse (300) positionierten Strahlteiler (33a) zum Teilen des ersten Eingangslichts in ein erstes Abtastlicht, das an den ersten optischen Sensor (34) geliefert werden soll, und ein erstes Ausgangslicht, das an den zweiten Eingangs-/Ausgangsanschluß (32) geliefert werden soll, und zum Teilen des zweiten Eingangslichts in ein zweites Abtastlicht, das an den zweiten optischen Sensor (35) geliefert werden soll, und ein zweites Ausgangslicht, das an den ersten Eingangs-/Ausgangsanschluß (31) geliefert werden soll, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlteiler (33a) einen Winkel hat, um die ersten und zweiten Eingangslichter in einem Einfallswinkel von 20 bis 40 Grad zu empfangen, und

daß sie eine Reflexionseinrichtung (33b) zum Reflektieren des von dem Strahlteiler (33a) reflektierten zweiten Abtastlichts zu dem zweiten optischen Sensor (35) aufweist; und

wobei die Abtastoberflächen der ersten und zweiten optischen Sensoren (34 bzw. 35) parallel zu der optischen Achse (300) positioniert sind.

2. Überwachung von Zweiwegleitungen nach Anspruch 1, wobei

die Überwachung von Zweiwegleitungen mit einem optischen Faserverstärker verbunden wird; und

die Reflexionseinrichtung das zweite Abtastlicht dämpft.

3. Überwachung von Zweiwegleitungen nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Strahlteiler (33a) einen derartigen Winkel hat, daß er die ersten und zweiten Eingangslichter in einem Einfallswinkel von etwa 35 Grad empfängt.

4. Überwachung von Zweiwegleitungen nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Reflexionseinrichtung (33b) derart angeordnet ist, daß sie das zweite Ausgangslicht in einem Einfallswinkel von etwa 20º empfängt.

5. Überwachung von Zweiwegleitungen, die aufweist: erste (51) und zweite (52) Eingangs-/Ausgangsanschlüsse, die Licht entlang der gleichen optischen Achse (500) führen, so daß ein erstes Eingangslicht von dem ersten Eingangs-/Ausgangsanschluß (51) an den zweiten Eingangs-/ Ausgangsanschluß (52) geliefert wird und ein zweites Eingangslicht von dem zweiten Eingangs-/Ausgangsanschluß (52) an den ersten Eingangs-/Ausgangsanschluß (51) geliefert wird;

erste (54) und zweite (55) optische Sensoren, die derart angeordnet sind, daß ihre Abtastoberflächen entgegengesetzt zueinander sind;

einen einzigen auf der optischen Achse (500) positionierten Strahlteiler (53) zum Teilen des ersten Eingangslichts in ein erstes Abtastlicht, das an den ersten opti schen Sensor (54) geliefert werden soll, und ein erstes Ausgangslicht, das an den zweiten Eingangs-/Ausgangsanschluß (52) geliefert werden soll, und zum Teilen des zweiten Eingangslichts in ein zweites Abtastlicht, das an den zweiten optischen Sensor (55) geliefert werden soll, und ein zweites Ausgangslicht, das an den ersten Eingangs-/Ausgangsanschluß (51) geliefert werden soll, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlteiler (53) einen Winkel hat, um die ersten und zweiten Eingangslichter in einem Einfallswinkel von 20 bis 40 Grad zu empfangen, und

wobei die Abtastoberflächen der ersten und zweiten optischen Sensoren (54 bzw. 55) parallel zu der optischen Achse (500) positioniert sind.