JP2002543738A - Intrinsic protection of fiber optic communication links - Google Patents

Intrinsic protection of fiber optic communication links

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JP2002543738A
JP2002543738A JP2000616144A JP2000616144A JP2002543738A JP 2002543738 A JP2002543738 A JP 2002543738A JP 2000616144 A JP2000616144 A JP 2000616144A JP 2000616144 A JP2000616144 A JP 2000616144A JP 2002543738 A JP2002543738 A JP 2002543738A
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signal
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フューチャー ファイバー テクノロジー プロプライアトリー リミテッド
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    • H04B10/2507Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion
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Abstract

(57)【要約】 光ファイバー通信リンクにおいて活性ファイバーをデータの不正干渉及び傍受から保護する光導波管システムが開示される。通信リンクは一の位置から他の位置に延び、データ信号を伝送する導波管(1000)を有する。データ送信手段(20)はファイバー(1000)にデータ信号を送信し、データ受信手段(22)はデータ信号を受信する。検出信号送信手段(40)はファイバー(1000)に検出信号を送信し、検出信号受信手段(42)はファイバー(1000)への検出信号を受信する。送信手段(20及び40)は波長多重化/逆多重化カプラ(30)によりカプラ(30)の入力アーム(76及び66)を介してファイバー(1000)に連結されている。信号は別の波長多重化/逆多重化カプラ(32)により出力アーム(7c及び6c)を介して受信手段(22及び42)に送信される。カプラ(30及び32)により、最小のパワー損失で信号が結合され、最小のパワー損失で検出手段への送信のため分離され、実質的に全てのデータ信号が受信手段(22)に伝搬され、全ての検出信号が受信手段(42)に伝送される。 SUMMARY An optical waveguide system for protecting an active fiber in a fiber optic communication link from unauthorized interference and interception of data is disclosed. The communication link extends from one location to another and has a waveguide (1000) for transmitting data signals. The data transmitting means (20) transmits a data signal to the fiber (1000), and the data receiving means (22) receives the data signal. The detection signal transmitting means (40) transmits a detection signal to the fiber (1000), and the detection signal receiving means (42) receives the detection signal to the fiber (1000). The transmitting means (20 and 40) are connected to the fiber (1000) by the wavelength multiplexing / demultiplexing coupler (30) via the input arms (76 and 66) of the coupler (30). The signal is transmitted by another wavelength multiplexing / demultiplexing coupler (32) to the receiving means (22 and 42) via the output arms (7c and 6c). The couplers (30 and 32) combine the signals with minimal power loss, separate for transmission to the detection means with minimal power loss, and propagate substantially all data signals to the receiving means (22); All detection signals are transmitted to the receiving means (42).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

本発明は、光ファイバー通信リンクにおいて活性ファイバーをデータの不正干
渉及び傍受から保護するために構成された光導波管システムに関する。
The present invention relates to an optical waveguide system configured to protect an active fiber in a fiber optic communication link from unauthorized interference and interception of data.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior art]

レーザーキャビティ、導波管、レンズ、フィルタ及びその他の光学素子、及び
これらの組み合わせを含む光学装置が産業及び科学分野において一般的に利用さ
れている。かかる光学装置が種々の器具や装置に利用されている。
Optical devices including laser cavities, waveguides, lenses, filters and other optical elements, and combinations thereof, are commonly used in industrial and scientific fields. Such optical devices are used in various instruments and devices.

【0003】 光学技術は通信及びセンサ分野に革命をもたらしてきた。これはおもに光学及
びオプトエレクトロニクス装置の急激な発展による。広範な種類のグラス素材、
ドープ材及び導波管機構が利用可能であり、この仮の明細書は光ファイバー通信
リンクの活性ファイバーをデータの不正干渉及び傍受から保護するために構成さ
れる光導波管システムに関する。
[0003] Optical technology has revolutionized the communications and sensor fields. This is mainly due to the rapid development of optical and optoelectronic devices. A wide variety of glass materials,
Doping materials and waveguide mechanisms are available, the provisional specification relates to an optical waveguide system configured to protect the active fiber of a fiber optic communication link from unauthorized interference and interception of data.

【0004】 光ファイバーを用いる通信は従来の通信手段と比して多くの魅力的な特性及び
利点を有している。これらの利点として次のものが挙げられる。 ・ より大きな帯域幅及びキャパシティ ・ 電気絶縁性 ・ 低いエラー率 ・ 外因的影響に対する免疫性 ・ 不正干渉及び混信に対する免疫性 ・ 信号の安全性 ・ 堅固性及び順応性 ・ 潜在的な低コスト 通信システムにおける情報通信媒体としての光ファイバーに対する高い期待は
過去20年にわたるその性能により実証された。その大きな帯域幅、低い減衰率
及び機械特性のため、各ファイバーは電気通信システムにおいて1000本を越
える銅線に取って代わることが可能である。これらの特性により光ファイバーが
電気通信分野で利用される最も手頃で効率的な媒体となったことは驚くに値しな
い。また、キャパシティの増大、システム拡大の容易化、及び設備、作業及び技
術上のメンテナンスコストの低減は産業に大きな衝撃を与え、従来の多くの通信
システムに取って代わりつつある。
[0004] Communication using optical fibers has many attractive properties and advantages over conventional communication means. These advantages include the following. • Greater bandwidth and capacity • Electrical isolation • Low error rate • Immunity to extrinsic influences • Immunity to fraudulent interference and interference • Signal security • Robustness and adaptability • Potential low-cost communication systems The high expectations for optical fiber as an information communication medium in Japan have been demonstrated by its performance over the past 20 years. Due to its large bandwidth, low attenuation and mechanical properties, each fiber can replace more than 1000 copper wires in a telecommunications system. It is not surprising that these properties have made optical fiber the most affordable and efficient medium used in the telecommunications field. Also, increased capacity, ease of system expansion, and reduced equipment, work, and technical maintenance costs have had a significant impact on industry, and are replacing many conventional communication systems.

【0005】 大半の通信システムの主幹として光ファイバーを使用することは大量の情報が
一の位置から他の位置へと効率的に、且つ、コスト面で効果的に通信され得るこ
とを意味する。最近の光ファイバー通信ネットワークは世界中に数百万キロを超
えて展開し、政府、軍事、財務及び個人の性質に関する重要且つ機密の情報を運
んでいる。当初、光ファイバー通信は本質的に安全であると考えられていたにも
関わらず、光信号に微小な干渉を及ぼすだけで光ファイバーから情報を「傍受」
することが比較的容易であることが知られている。光ファイバーケーブルを介し
て送信される情報の100%を抽出するためにはファイバーを何処かで僅かに曲
げ又は締付ければ十分であり、光子が侵入者の受信装置に漏れることが明らかに
なった。たとえ0.1dB(2%)の信号が漏れていても、それは各々の光子に
より通信される情報の全てを含有する。他端のユーザは、通信に関して明確な不
正干渉を知見しないため、その情報が改竄されたことを知り得ない。0.1dB
の損失は、最新の試験設備及びネットワーク管理システムによりファイバーシス
テムにおいて実際に検出され得る最小の光損失である。同じ技術が偽情報を導き
、且つ、現在の情報の流れを改竄するために利用され得る。これは光ファイバー
通信システムのユーザ、特に、電気通信業者、銀行、仲買業者、財務、防衛機関
、政府機関、大使館及び企業等、枚挙に暇がないほど多数のユーザの安全性に大
きく関わる。これら情報通信業者及びユーザは総じてそのデータの侵入、不正干
渉及び傍受に弱い。この弱さは提供者及びユーザが潜在的な脅威を理解していな
かったため、また、有効な解決策がなかったために今日まで公に問題視されなか
った。大半の人々は今もなお、真実でないにも関わらず光ファイバーが最も安全
な通信手段であると信じている。
[0005] The use of optical fibers as the backbone of most communication systems means that large amounts of information can be efficiently and cost effectively communicated from one location to another. Recent fiber optic communication networks have spread over millions of kilometers around the world and carry important and confidential information about government, military, financial and personal characteristics. Initially, fiber optic communications were considered inherently secure, but "intercepted" information from the fiber optics with only minimal interference with the optical signal.
It is known to be relatively easy to do. It has been found that it is sufficient to slightly bend or tighten the fiber somewhere to extract 100% of the information transmitted over the fiber optic cable, and that photons leak to the intruder's receiver. Even if the 0.1 dB (2%) signal is leaking, it contains all of the information communicated by each photon. The user at the other end cannot know that the information has been tampered with, since the user at the other end does not know a clear fraudulent interference regarding communication. 0.1dB
Is the smallest optical loss that can be actually detected in a fiber system by modern test facilities and network management systems. The same techniques can be used to derive false information and to tamper with the current information flow. This has significant implications for the safety of a large number of users of fiber optic communication systems, especially telecommunications companies, banks, brokers, finance, defense agencies, government agencies, embassies and businesses. These information carriers and users are generally vulnerable to data intrusion, fraudulent interference and interception. This weakness has not been publicly identified to date because providers and users did not understand potential threats and because there was no effective solution. Most people still believe that fiber is the safest means of communication, albeit not true.

【0006】 これまで、光ファイバー電気通信への侵入に対する有効な防御技術として次の
ものが利用されている。 ・ 伝送情報の暗号化、 ・ 物理的な防護壁に基づく物理的なセキュリティシステム(即ち、ファイバー
への分厚いコーティング、分厚く硬い防護ジャケットのケーブルへの取り付け、
及びケーブルの導管内への収納)、及び ・ ファイバー破砕、鋭い屈曲、ファイバー減衰、又はコネクタ損失を検出する
光学時間領域反射率計(OTDR)を用いる静的又は準静的 (slow varying) 測
定。
Until now, the following have been used as effective defense techniques against intrusion into optical fiber telecommunications. • encryption of transmitted information; • physical security systems based on physical barriers (ie thick coatings on fibers, thick hard protective jackets on cables,
And storage of cables in conduits), and • Static or sloW varying measurements using an optical time domain reflectometer (OTDR) to detect fiber spallation, sharp bends,? Ber attenuation, or connector loss.

【0007】 暗号技術はコストがかさみやすく、かなりの程度/認容し難いほどにシステム
速度を遅くすることが多く、全体として安全ではない。
Cryptographic techniques are costly, often slow system speeds to a considerable degree / unacceptable, and are not totally secure.

【0008】 物理的なセキュリティ処置は、問題が検出され得る前にファイバーが切断され
、破砕され、又は大きく屈曲される必要があるので、光ファイバー通信システム
リンクが不正干渉に晒される場合、真に有効ではない。
[0008] Physical security measures are truly effective when the fiber optic communication system link is exposed to fraudulent interference because the fiber needs to be cut, crushed, or severely bent before a problem can be detected. is not.

【0009】 OTDRはファイバーケーブルへの動的又は瞬間的な外乱を検出するには有効
ではない。また、機能的に比較的低感度で光損失のみを測定するにとどまるため
、実用的にケーブルへの甚大且つ定常的又は準静的な(そしてときとして破壊的
な)効果を検出するにとどまる。
[0009] OTDR is not effective in detecting dynamic or momentary disturbances to fiber cables. Also, since only optical loss is measured with a relatively low sensitivity in function, practically only a large and steady or quasi-static (and sometimes destructive) effect on the cable is detected.

【0010】 世界中に拡がる数百万キロにも及ぶ光ファイバーについて、ファイバーケーブ
ルへの不正干渉の検査、保全、及び故障や損傷の兆候の予見は、ファイバー通信
システムの安全性及び信頼性にとって重要である。光ファイバーケーブルの不正
干渉又は保全を検査する最も一般的な技術は、OTDRを用いる静的又は準静的
測定に基づいている。しかし、ファイバーケーブルの何処かの非破壊的な外乱に
関するリアルタイムの、準静的且つ動的な情報を取得し得るのは技術の飛躍的進
歩といえよう。これはケーブルへのあらゆる外乱、ケーブル近傍又はケーブルが
取り付けられるあらゆる構造体又は物体を検査し得るという別の利点がある。当
該性能により、光ファイバー通信と、構造体の保全検査、漏洩検出、地盤検査、
機械状態の検査及び侵入検出等の検出とが同時にリアルタイムで可能となる。
[0010] For millions of kilometers of optical fiber spanning the globe, inspection, maintenance, and anticipation of signs of failure or damage to fiber cables are important to the safety and reliability of fiber communication systems. is there. The most common techniques for checking fiber optic cables for fraud or integrity are based on static or quasi-static measurements using OTDR. However, the ability to obtain real-time, quasi-static and dynamic information about some non-destructive disturbance of the fiber cable is a breakthrough in technology. This has the additional advantage that any disturbance to the cable, near the cable or any structure or object to which the cable is attached can be inspected. With this performance, optical fiber communication, structure maintenance inspection, leak detection, ground inspection,
Inspection of a machine state and detection such as intrusion detection can be simultaneously performed in real time.

【0011】 これが可能となるのは、光ファイバーが単なる信号伝搬媒体以上のものになり
得るためである。ファイバーコアに送信されて閉じ込められた光は、外因的影響
を受けなければ、平常のファイバーをその長さ方向に伝搬する。導入光の特性(
即ち、振幅、位相、波長、偏光性、モード分布、及び飛行時間)に変化をもたら
すファイバーへのあらゆる外乱が検査され、且つ、外乱による影響の程度に関連
付けられ得るように特殊な検出装置が構成されてよい。
This is possible because optical fibers can be more than just signal propagation media. The light transmitted to and confined to the fiber core propagates through its normal fiber along its length, unless affected by external influences. Characteristics of incident light (
That is, a special detection device is configured so that any disturbance to the fiber that causes a change in the amplitude, phase, wavelength, polarization, mode distribution, and time of flight can be examined and related to the degree of influence of the disturbance. May be.

【0012】 かかる光の変調は次を含む広範囲の事象及び条件の測定を可能とする。 ・ 歪み/残余歪み ・ 変位 ・ 損傷 ・ 破砕 ・ 振動/周波数 ・ 変形 ・ 衝撃 ・ アコースティックエミッション ・ 水位 ・ 圧力 ・ 温度 ・ 負荷[0012] Such light modulation allows measurement of a wide range of events and conditions, including:・ Strain / residual strain ・ Displacement ・ Damage ・ Crushing ・ Vibration / frequency ・ Deformation ・ Impact ・ Acoustic emission ・ Water level ・ Pressure ・ Temperature ・ Load

【0013】 光ファイバーセンサ技術はこの10年で急速に発展した。特殊なパラメータを
検査するため、光変調の原理が相違する様々なファイバー検出素子機構が開発さ
れてきた。光ファイバーセンサは、ファイバーが検出素子であるか情報伝搬媒体
であるかによってそれぞれ本質的又は付帯的な構成要素となる。光ファイバーセ
ンサは検出ゲージ長が離散領域に存在する場合は「点型」センサと呼ばれる。セ
ンサがその全長を超えて測定領域の連続的な検出が可能な場合は「分散型」セン
サとして知られている。「準分散型」センサはファイバーの様々な位置で点型セ
ンサを用いる。光ファイバーセンサは透過可能とされ、或いはファイバー端面を
鏡面加工することで反射機構で用いられ得る。
Optical fiber sensor technology has evolved rapidly over the last decade. A variety of fiber detection element arrangements differing in the principle of light modulation have been developed to test for special parameters. An optical fiber sensor is an essential or ancillary component depending on whether the fiber is a detection element or an information propagation medium. Fiber optic sensors are referred to as "point-type" sensors if the sensing gauge length is in a discrete area. If the sensor is capable of continuous detection of the measurement area over its entire length, it is known as a "distributed" sensor. "Quasi-dispersive" sensors use point sensors at various locations in the fiber. The fiber optic sensor can be made transmissive or can be used in a reflection mechanism by mirror-finishing the fiber end face.

【0014】 このため、光ファイバーセンサは実際には検出素子の類に属する。光ファイバ
ーセンサは電気歪みゲージ及びピエゾ電気トランスデューサ等の多くの従来セン
サと異なり、形態や機能が1つに限定されない。このため、実益のため採用され
ている多くの検出技術及び応用を我々が目にする範囲で、ファイバーは従来の検
出用電気装置に取って代わりつつある。
For this reason, optical fiber sensors actually belong to the class of detection elements. Fiber optic sensors, unlike many conventional sensors such as electric strain gauges and piezoelectric transducers, are not limited to a single form or function. Thus, to the extent that we see many of the detection techniques and applications that have been employed for profit, fibers are replacing conventional detection electronics.

【0015】 しかし、今日の大半の光ファイバーセンサシステムは点型検出素子に基づいて
いるので、対象を広範囲及び長距離にわたりカバーするには多数のセンサが必要
である。これに伴う当該システムのコスト及び煩雑さは束縛的又は非実用的であ
る。
However, since most fiber optic sensor systems today are based on point-type sensing elements, large numbers of sensors are required to cover an object over a large area and over long distances. The associated cost and complexity of the system is either binding or impractical.

【0016】 分散型技術のうち、開発され、且つ、商業的に利用可能とされてきたものはわ
ずかである。開発技術のうち大半が温度検査用であり、ファイバーの検出パラメ
ータ又は外乱の領域又は位置を実際に測定する性能を有するものは僅かである。
それらは単に事象の発生を検出し、監視し、又はときとして定量化するだけであ
る。また、これら技術のうち多くは、微小の飛行時間、低パワーの反射光パルス
を(大抵はOTDRの原理に基づいて)測定及び平均化する必要があるため、静
的又は準静的パラメータの検査に制限されることが多い。
[0016] Few distributed technologies have been developed and made commercially available. Most of the developed techniques are for temperature testing, and few have the ability to actually measure fiber detection parameters or the area or location of the disturbance.
They simply detect, monitor, or sometimes quantify the occurrence of an event. Also, many of these techniques require the measurement and averaging of very small time-of-flight, low-power reflected light pulses (often based on OTDR principles), thus testing static or quasi-static parameters. Often limited to.

【0017】 しかし、光ファイバーのあらゆる形の外乱及びその位置、特にOTDRでは検
出不可能なほど瞬間的に生じる瞬間的事象に関し、リアルタイムの、準静的且つ
動的な情報を取得することができるのは大きな利益である。これは事象の位置測
定が不可能な分散型検出技術を、事象の位置測定が可能な相反する技術に結合す
ることで実施され得る。当該性能は、ファイバー近傍又はファイバーが取り付け
られるあらゆる構造体又は物体を検査し得る(構造体の保全検査、パイプライン
の漏洩検出、地盤検査、機械状態の検査及び高い安全性が必要な領域の侵犯の検
出)というさらなる利益をもたらすとともに、ファイバーケーブルへの不正干渉
又は第三者による不正干渉の検出等の分散型検出応用技術を可能とする。
However, real-time, quasi-static and dynamic information can be obtained for all forms of disturbances in the optical fiber and their locations, especially for instantaneous events that occur so quickly that they cannot be detected by the OTDR. Is a great benefit. This can be implemented by combining a distributed detection technique where event location is not possible with an opposing technique where event location is possible. The performance can inspect any structure or object near the fiber or to which the fiber is attached (structure integrity inspection, pipeline leak detection, ground inspection, mechanical condition inspection and invasion of areas where high safety is required) Detection), and enables a distributed detection application technique such as detection of illegal interference to a fiber cable or unauthorized interference by a third party.

【0018】 我々の国際出願番号PCT/AU95/00568は光ファイバー分散型振動
検出技術を開示する。当該検出技術は独自の光ファイバーモード式センサの構成
に基づいていた。当該技術は、真に局所的で、機械的に安定且つリニアーな検出
をなす大半のマルチモード光ファイバーセンサに固有の弱点を克服する。マルチ
モード光ファイバーにおいて、外因的摂動による(効果的に強度を変更する)モ
ード分布の変調に基づいたモード式干渉効果を利用することで検出が行われる。
この方法において、センサ応答はファイバーの検出部への外乱の直接的な機能で
ある。外乱は物理的変動(即ち(径方向又は軸方向の)圧縮、伸張、ねじれ、振
動等)又はマイクロフォニック効果(即ち応力波の伝搬又はアコースティックエ
ミッション)の形をとる。特定の用途に適合させるため検出長を調節する性能は
当該技術の主要且つ独自の利点である。これは、検出技術を光ファイバー通信に
組み合わせる場合のように長い検出長が必要とされる場合に特に関係する。検出
長はシステムの光パワー限界により制限される。従って、より長い検出長が望ま
れる場合、より高パワーのレーザーが必要とされる。
Our International Application No. PCT / AU95 / 00568 discloses fiber optic distributed vibration detection technology. The detection technology was based on a unique fiber optic mode sensor configuration. The technique overcomes the weaknesses inherent in most multi-mode fiber optic sensors that provide truly local, mechanically stable and linear detection. In a multimode optical fiber, detection is performed using a modal interference effect based on the modulation of the mode distribution due to extrinsic perturbations (effectively changing the intensity).
In this way, the sensor response is a direct function of the disturbance to the detector of the fiber. Disturbances take the form of physical fluctuations (i.e., compression, extension, torsion, vibration, etc. (radially or axially)) or microphonic effects (i.e., propagation of stress waves or acoustic emission). The ability to adjust the detection length to suit a particular application is a major and unique advantage of the technology. This is particularly relevant where long detection lengths are required, such as when combining detection techniques with fiber optic communications. The detection length is limited by the optical power limit of the system. Therefore, if a longer detection length is desired, a higher power laser is required.

【0019】 本国際出願に係るシステムは、あらゆる光ファイバーケーブルのあらゆる場所
の大小の外乱を、リアルタイムで検出し、且つ、特定する簡素で、効果的且つ低
廉な技術を提供する。これは光ファイバー通信ケーブルの不正干渉監視用、侵入
監視用、又は保全試験用の検出ケーブルとしての同時使用を可能とする。また、
ファイバーケーブル及びケーブル近傍の構造体(地盤、トンネル、ダクト、パイ
プ、ビルディング、設備、ベッセル等)の連続的なリアルタイムでの検査を可能
とする。
The system according to the present international application provides a simple, effective and inexpensive technique for detecting and identifying real-time large and small disturbances of any fiber optic cable. This allows the simultaneous use of fiber optic communication cables as detection cables for fraudulent interference monitoring, intrusion monitoring, or maintenance testing. Also,
It enables continuous real-time inspection of fiber cables and structures near the cables (ground, tunnels, ducts, pipes, buildings, equipment, vessels, etc.).

【0020】 当該技術の鍵となる特徴の1つは、波長に依存しないために形態に柔軟性があ
ることである。このためあらゆる種類の光ファイバーの使用が可能である。従っ
て、新たなケーブルの設置及びコストを必要とせず、既存の光ファイバー通信ケ
ーブルに同時に再編成且つ統合され得る。
One of the key features of the technology is its flexibility in form because it is wavelength independent. This allows the use of any type of optical fiber. Thus, it can be simultaneously reorganized and integrated into existing fiber optic communication cables without the need for new cable installations and costs.

【0021】 このため、本技術は、安全性に関してあらゆる通信システムに大きな価値を付
加し、既存の光ファイバーネットワークへの容易な編入を可能としながら、同一
の光ファイバー又はケーブルの中で通信システムと同時に機能され得る。これを
達成するため、それらは標準シングルモード(9/125μm)及び標準マルチ
モード(62.5/125μm)の双方の光ファイバーシステムにおいて同時通
信及び検出に使用され得る波長多重化光ファイバーシステムを実現した。
Thus, the present technology adds great value to any communication system in terms of security and allows easy integration into existing fiber optic networks, while simultaneously working with the communication system in the same optical fiber or cable. Can be done. To achieve this, they have realized wavelength multiplexed fiber optic systems that can be used for simultaneous communication and detection in both standard single mode (9/125 μm) and standard multimode (62.5 / 125 μm) fiber optic systems.

【0022】 図(1)は光ファイバー通信・検出同時システムの実施のために用いられる構
成を示す。システム構成はシングル又はマルチモードのファイバーリンク1を備
え、その両端には標準3dB(分離率50%)で、送信側及び受信側の端部で2
つの波長の多重化及び逆多重化をそれぞれ可能とする2×2型ファイバーカプラ
3a、3bが設けられている。通信チャネルのInGaAs検出手段2bの応答
性が検出波長において微小である必要があるため検出波長の選択は重要であった
。従って、通信チャネル2aは波長1300nmで機能するよう選択され、検出
チャネル4aは633nm又は850nmで機能するよう選択されていた。これ
により、検出チャネルで用いられているSi検出手段4bが1300nmの通信
信号には応答しないためチャネル間の混信が微小になった。
FIG. 1A shows a configuration used for implementing a simultaneous optical fiber communication and detection system. The system configuration comprises a single or multi-mode fiber link 1 with a standard 3 dB at each end (50% separation) and 2 at the transmitting and receiving ends.
2.times.2 type fiber couplers 3a and 3b are provided to enable multiplexing and demultiplexing of two wavelengths, respectively. Since the responsiveness of the InGaAs detecting means 2b of the communication channel needs to be very small at the detection wavelength, selection of the detection wavelength is important. Therefore, the communication channel 2a was selected to function at a wavelength of 1300 nm, and the detection channel 4a was selected to function at 633 nm or 850 nm. As a result, the Si detector 4b used in the detection channel does not respond to the communication signal of 1300 nm, so that the interference between the channels is reduced.

【0023】 図(2)は振動外乱がファイバーリンクの短部分に付与されたときの図(1)
に示された検出手段による結果を示す。振動外乱はカンチレバービーム装置を用
いてファイバーリンクの小部分(5cm)に付与された。ファイバーはビームの
進行方向に沿って縦方向に単にテープで連結されている。典型的なセンサ応答が
28kmのシングルモード(SM)リンクについて図2(a)、53kmのマル
チモード(MM)ファイバーリンクについて図2(c)に示される。これからわ
かるように信号が非常に良質である。また、高速フーリエ変換(FFT)(図2
b及び2d)はビームの固有の振動数が両リンクにおいて〜18Hzであること
を示している。
FIG. 2B is a diagram when the vibration disturbance is applied to the short portion of the fiber link.
Shows the results obtained by the detection means shown in FIG. Oscillating disturbance was applied to a small portion (5 cm) of the fiber link using a cantilever beam device. The fibers are simply taped longitudinally along the direction of beam travel. Typical sensor responses are shown in FIG. 2 (a) for a 28km single mode (SM) link and in FIG. 2 (c) for a 53km multi-mode (MM) fiber link. As can be seen, the signal is of very good quality. In addition, fast Fourier transform (FFT) (FIG. 2)
b and 2d) show that the natural frequency of the beam is 1818 Hz in both links.

【0024】 同時且つ非干渉の通信及び検出が、633nm及び850nmの検出波長を用
いる500MHzのアナログ通信チャネルバンド幅システムと同様に、SM光フ
ァイバーリンクにおいて通信データ率50Mb/sで成功裡に実現された。
Simultaneous and non-interfering communication and detection has been successfully realized at a communication data rate of 50 Mb / s over SM fiber optic links, as well as a 500 MHz analog communication channel bandwidth system using detection wavelengths of 633 nm and 850 nm. .

【0025】 本技術は光ファイバー通信ケーブルの保護に有効であることを自ら実証したが
、その一方、実用上の魅力を抑圧する重大な限界があった。それはファイバーの
摂動位置を精密測定できないというものである。この重大な限界を克服するため
、我々の国際出願番号PCT/AU99/01028は光ファイバー検出システ
ムにおいて外乱の位置測定方法論及び技術を開示する。当該技術は二端型ファイ
バー素子において同一事象により影響を受けた透過向流式 (transmissive count
er-propagating) 光信号の時間遅れ又は時間差の測定によっている。当該新規装
置では図(3)に示されるように、連続波(CW)光信号S及びS1が、好まし
くは単一の光源から検出光ファイバー1又はファイバー群の両端に同時に送信さ
れ、同期フォトデテクタにより同時に検出される。光信号のパルス化は、これを
用いる装置もあるが必須ではない。向流式信号に変化をもたらすあらゆる検出パ
ラメータPは両信号に同様に影響を与えるが、影響を受けた向流式信号はそれぞ
れファイバーの残りを経て各フォトデテクタまで伝搬し続けざるを得ないので、
検出信号間には時間遅れ又は時間差が生じる。時間遅れはファイバーにおける検
出事象の位置に直接比例する。従って、時間遅れ又は時間差が検出又は測定され
た場合、事象の位置が測定され得る。同時に、両性能を有する検出メカニズムが
実現された場合、検出事象(即ち歪み、振動、アコースティックエミッション、
温度の突然変化等)が定量化且つ/又は同定され得る。さらに、透過向流式信号
間に付加的遅れを付与し、且つ、無感リードファイバーを構成するため無感光フ
ァイバー遅れラインLが一端又は両端で検出ファイバーに連結されてもよい。
Although the technology has proven itself to be effective in protecting optical fiber communication cables, it has significant limitations that limit its practical appeal. It is impossible to precisely measure the perturbation position of the fiber. To overcome this critical limitation, our International Application No. PCT / AU99 / 01028 discloses a disturbance localization methodology and technique in a fiber optic detection system. The technique uses a transmissive count in a two-ended fiber element affected by the same event.
er-propagating) by measuring the time delay or time difference of the optical signal. In the new device, as shown in FIG. 3 (3), continuous wave (CW) optical signals S and S1 are preferably transmitted simultaneously from a single light source to both ends of a detection optical fiber 1 or a group of fibers, and are synchronized by a synchronous photo detector. Detected at the same time. The pulsing of the optical signal is not essential, although some devices use it. Any detection parameter P that causes a change in the countercurrent signal affects both signals equally, but the affected countercurrent signal must continue to propagate through the rest of the fiber to each photodetector. ,
A time delay or a time difference occurs between the detection signals. The time delay is directly proportional to the location of the detection event on the fiber. Thus, if a time delay or time difference is detected or measured, the location of the event can be measured. At the same time, if a detection mechanism with both capabilities is realized, the detection events (ie, distortion, vibration, acoustic emission,
Sudden changes in temperature, etc.) can be quantified and / or identified. Further, a light-insensitive fiber delay line L may be connected at one or both ends to the detection fiber to provide additional delay between the transmitted countercurrent signals and to form a non-sensitive lead fiber.

【0026】 当該技術は、事実上あらゆる分散型光ファイバー検出システムにおける動的且
つ瞬間的な事象の位置測定を可能とし、その透過向流式技術はOTDRの制限及
び煩雑さを伴わない。
The technique allows for the location of dynamic and instantaneous events in virtually any distributed fiber optic detection system, and its transmissive countercurrent technology does not involve the limitations and complexity of OTDRs.

【0027】 当該システムは次の利点がある。 ・ 光ファイバーのあらゆる位置で動的及び瞬間的事象の検出、定量化、特定及
び位置測定を可能とする実質的にあらゆる既存の型の透過分散型光ファイバーセ
ンサで機能を発揮する。 ・ 光信号及びパワーを全て検出手段に伝送し、信号の平均化を必要としない透
過式構成において機能を発揮する。 ・ 共通の外乱の影響を受けた向流式光信号間で測定される時間遅れを通じて事
象の位置を測定する。従って、位置解析がデータ取得システムの速度により制限
且つ決定される。 ・ パルス化技術を伴って機能し得るものの、レーザーのパルス化を必要としな
い。
The system has the following advantages. • Works with virtually any existing type of transmission dispersive fiber optic sensor that allows the detection, quantification, localization and localization of dynamic and instantaneous events at any location on the fiber. -Transmits all optical signals and power to the detection means and performs its function in a transmissive configuration that does not require signal averaging. • Measure the location of events through a time delay measured between the countercurrent optical signals affected by a common disturbance. Thus, position analysis is limited and determined by the speed of the data acquisition system. -Can work with pulsing techniques but does not require laser pulsing.

【0028】 前述の利点に関し、図(4)に示すようにケーブルの不活性((dark))ファイ
バーを利用することで光ファイバー通信ケーブルの外乱を検査し且つ位置を測定
する実現性のある構成が提案されている。しかし、業界からの意見によれば一定
環境下での活性((live))ファイバーの検査が強く望まれている。
With respect to the foregoing advantages, a feasible configuration for inspecting disturbances and measuring position of a fiber optic communication cable by utilizing an inactive (dark) fiber of the cable as shown in FIG. Proposed. However, according to the opinions of the industry, there is a strong demand for testing of live fibers under certain circumstances.

【0029】 この要請に対する簡潔な解決方法は図(1)に示された波長多重化方式を利用
することであろう。しかし、3dBカプラの使用は最小で6dBのさらなる光損
失を伴い、これは大半の通信システムの光パワー限界に強い衝撃を与える。結局
、通信システムの光パワー損失を最小にし得る光学装置のモード式検出及び位置
測定の技術を改良するのが望ましい。同様に、当該装置が検出システムの光パワ
ー損失も最小にしたとすると、検出ファイバー長を一の通信ノードを超えて延長
するために検出信号の通信ノード又は連結バイパス素子を考案し且つ構成するこ
とが可能となる。これは特にリングトポロジーを有するネットワークに有用であ
る。
A simple solution to this requirement would be to use the wavelength multiplexing scheme shown in FIG. However, the use of a 3 dB coupler involves a minimum of 6 dB of additional optical loss, which strongly impacts the optical power limit of most communication systems. Ultimately, it would be desirable to improve the technique of modal detection and localization of optical devices that can minimize optical power loss in communication systems. Similarly, if the device also minimizes the optical power loss of the detection system, devising and configuring a communication node or coupling bypass element for the detection signal to extend the detection fiber length beyond one communication node. Becomes possible. This is particularly useful for networks having a ring topology.

【0030】[0030]

【発明が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the invention]

本発明は既存の光ファイバー通信システムリンクにおいて、通信及び検出信号
の光パワー損失を最小に抑制しながらファイバーをデータの不正干渉及び傍受か
ら保護するよう構成された光導波管システムを提供することを課題とする。
It is an object of the present invention to provide an optical waveguide system configured to protect a fiber from unauthorized data interference and interception while minimizing optical power loss of communication and detection signals in existing optical fiber communication system links. And

【0031】[0031]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

本発明は、光導波管通信リンクであって、一の位置から他の位置に信号を伝送
する導波管と、第1波長のデータ信号を該導波管に送信するデータ送信手段と、
該データ信号を該導波管から受信するデータ受信手段と、第1波長と相違する第
2波長の検出信号を該導波管に送信する検出信号送信手段と、該導波管を該検出
信号が通過した後、該検出信号を検出する検出信号検出手段と、該データ信号の
実質的に全てが重大な損失がなく、且つ、該検出信号の重要成分を含まないで該
データ受信手段に送信されるとともに、該検出信号の実質的に全てが重大な損失
がなく、且つ、該データ信号の重要成分を含まないで該検出信号検出手段に送信
されるように第1波長の該信号が第2波長の該検出信号から分離されるように該
導波管、該データ受信手段と、該検出信号検出手段との間に設けられた信号分離
手段とを備えていることを特徴とするリンクを提供する。
The present invention is an optical waveguide communication link, wherein the waveguide transmits a signal from one position to another position, and a data transmitting unit transmits a data signal of a first wavelength to the waveguide.
Data receiving means for receiving the data signal from the waveguide; detection signal transmitting means for transmitting a detection signal of a second wavelength different from the first wavelength to the waveguide; Detection signal detection means for detecting the detection signal after passing through, and substantially all of the data signal are transmitted to the data reception means without significant loss and without containing an important component of the detection signal. And the signal at the first wavelength is transmitted to the detection signal detection means such that substantially all of the detection signal is transmitted to the detection signal detection means without significant loss and without significant components of the data signal. A link comprising the waveguide, the data receiving means, and a signal separating means provided between the detection signal detecting means so as to be separated from the two wavelengths of the detecting signal; provide.

【0032】 このように本発明によれば、検出信号及び通信信号が一の導波管に送信され、
導波管に伝送され、その後システムがデータ受信手段及び検出信号検出手段のそ
れぞれへの伝送のため検出信号及びデータ信号の個々の波長成分を分離し、両信
号が他の信号の実質的な混合がなく、最小限の光パワー損失で受信される。従っ
て、伝送されたデータ信号及び検出信号の感度が格段に向上し、これにより適切
なデータ通信と、導波管からデータを傍受するための導波管への不正干渉に関す
るあらゆる試みの適切な検出とが可能となる。
As described above, according to the present invention, the detection signal and the communication signal are transmitted to one waveguide,
Transmitted to the waveguide, and then the system separates the individual wavelength components of the detection signal and the data signal for transmission to each of the data receiving means and the detection signal detecting means, such that the two signals are substantially mixed with each other. And is received with minimal optical power loss. Thus, the sensitivity of the transmitted data signal and the detection signal is significantly improved, which allows for proper data communication and proper detection of any attempt at unauthorized interference of the waveguide to intercept data from the waveguide. It becomes possible.

【0033】 本発明の好適な態様において、前記信号分離手段は波長多重化/逆多重化導波
管カプラであることを特徴とする。
In a preferred aspect of the present invention, the signal separating means is a wavelength multiplexing / demultiplexing waveguide coupler.

【0034】 本発明の好適な態様によれば、前記導波管からの前記データ信号と、前記検出
信号送信手段からの前記検出信号とが、該導波管への伝送のため該信号を結合す
る波長多重化/逆多重化カプラにより受信されることを特徴とする。
According to a preferred aspect of the present invention, the data signal from the waveguide and the detection signal from the detection signal transmitting unit combine the signal for transmission to the waveguide. Receiving by a wavelength multiplexing / demultiplexing coupler.

【0035】 同一の光ファイバーにおいて通信及び検出信号の個々の波長成分を結合又は分
離するため波長多重化/逆多重化(WDM)導波管素子を使用することで、光パ
ワー損失が最小限に抑えられる。例えば、一般的な2×2型カプラは伝送光を各
方向に2つの略均等の信号に分離し(50%/50%パワー分離)、WDMカプ
ラは効率的に非常に小さな損失(一般的には〜10%)で特定の波長を取り出し
又は組み入れる。
Minimizing optical power loss by using wavelength multiplexing / demultiplexing (WDM) waveguide elements to combine or separate individual wavelength components of communication and detection signals in the same optical fiber Can be For example, a typical 2x2 coupler separates the transmitted light into two substantially equal signals in each direction (50% / 50% power separation), and a WDM coupler is effectively very small loss (typically Extract or incorporate a particular wavelength.

【0036】 本発明の一態様において、前記検出信号送信手段及び検出信号検出手段は、そ
れぞれ前記一の位置及び他の位置に設けられていることを特徴とする。
In one embodiment of the present invention, the detection signal transmitting means and the detection signal detecting means are provided at the one position and the other position, respectively.

【0037】 但し、他の態様において、前記検出信号送信手段と、前記検出信号検出手段と
の双方が前記一の位置又は他の位置の一方又は他方に設置され、前記信号分離手
段により前記データ信号から前記検出信号が分離された後、前記導波管を通じて
該検出信号を反射する反射手段が設けられていることを特徴とする。
However, in another aspect, both the detection signal transmitting means and the detection signal detecting means are provided at one or the other of the one position or the other position, and the data signal is transmitted by the signal separating means. And a reflection means for reflecting the detection signal through the waveguide after the detection signal is separated from the detection signal.

【0038】 好適には、前記反射手段は反射ミラーであることを特徴とする。Preferably, the reflection means is a reflection mirror.

【0039】 一態様において、前記検出信号送信手段は向流式検出信号を前記導波管に送信
し、該導波管を通じて相互に反対方向に伝搬させ、両方の向流式検出信号におい
て摂動検出事象が検出される時間差により、該導波管のあらゆる外乱の位置が測
定され得るようにした向流式検出信号送信手段であることを特徴とする。
In one embodiment, the detection signal transmitting means transmits a counter-current detection signal to the waveguide, propagates the counter-current detection signal through the waveguide in opposite directions, and detects a perturbation in both counter-current detection signals. It is characterized by a countercurrent detection signal transmitting means capable of measuring the position of any disturbance of the waveguide by the time difference at which the event is detected.

【0040】 好適には、前記検出信号を処理して該信号中のパラメータ変化を測定し、該導
波管への不正干渉を示す該導波管の外乱を同定する処理手段が設けられているこ
とを特徴とする。
Preferably, there is provided processing means for processing the detection signal, measuring a parameter change in the signal, and identifying a disturbance of the waveguide indicating an irregular interference with the waveguide. It is characterized by the following.

【0041】 本発明の一態様において、前記通信リンクは複数の通信ノードを有し、少なく
とも1つのノードが前記データ送信手段を有し、第2ノードは前記データ受信手
段と他のデータ送信手段とを有し、第3ノードは少なくとも別のデータ受信手段
を有し、前記導波管は前記検出信号が第1ノードから第3ノードへと該導波管を
通過するように各ノードを接続していることを特徴とする。
In one embodiment of the present invention, the communication link has a plurality of communication nodes, at least one node has the data transmission means, and a second node has the data reception means and another data transmission means. And the third node has at least another data receiving means, and the waveguide connects each node such that the detection signal passes through the waveguide from the first node to the third node. It is characterized by having.

【0042】 さらに他の態様において、前記導波管は連続したループであって、該ループに
沿って設置された複数の通信ノードを有し、ループのうち少なくとも1つが前記
検出信号送信手段と、前記検出信号検出手段とを有するループを形成することを
特徴とする。
[0042] In yet another aspect, the waveguide is a continuous loop having a plurality of communication nodes installed along the loop, at least one of the loops including the detection signal transmitting means, A loop having the detection signal detection means is formed.

【0043】 好適には、一のノードのデータ送信手段から他のノードのデータ受信手段へと
データ信号を送信する信号結合手段が設けられていることを特徴とする。
Preferably, signal coupling means for transmitting a data signal from data transmission means of one node to data reception means of another node is provided.

【0044】 本発明はまた、光導波管通信リンクであって、一の位置から他の位置に信号を
伝送する導波管と、データ信号を該導波管に送信するデータ送信手段と、該導波
管に連結され、第1出力アームと、第2出力アームとを有する第1波長多重化/
逆多重化導波管素子と、該データ信号の波長と相違する波長を有する検出信号を
、該データ信号とともに該導波管に伝送すべく該導波管に送信する検出信号送信
手段と、第1出力アームに連結され、該導波管素子から該データ信号を受信する
データ受信手段と、第2出力アームに連結され、該導波管素子から検出信号を検
出する検出信号検出手段とを備えていることを特徴とするリンクに帰する。
The invention also provides an optical waveguide communication link, comprising: a waveguide for transmitting a signal from one location to another; data transmission means for transmitting a data signal to the waveguide; A first wavelength multiplexing / multiplexing device coupled to the waveguide and having a first output arm and a second output arm;
A demultiplexing waveguide element, detection signal transmitting means for transmitting a detection signal having a wavelength different from the wavelength of the data signal to the waveguide for transmission to the waveguide together with the data signal, A data receiving means coupled to the first output arm for receiving the data signal from the waveguide element; and a detection signal detecting means coupled to the second output arm for detecting the detection signal from the waveguide element. Attributable to a link that is characterized by

【0045】 好適には、前記導波管素子は導波管多重化/逆多重化カプラであることを特徴
とする。
Preferably, the waveguide element is a waveguide multiplexing / demultiplexing coupler.

【0046】 好適には、第2導波管素子が第1導波管素子から離反して前記導波管に連結さ
れ、第2導波管素子は前記データ信号と前記検出信号とが該導波管への送信のた
め第2導波管素子に送信されるように前記データ送信手段に連結される第1入力
アームと、前記検出信号送信手段に連結される第2入力アームとを有することを
特徴とする。
Preferably, a second waveguide element is separated from the first waveguide element and connected to the waveguide, and the second waveguide element transmits the data signal and the detection signal to the waveguide. Having a first input arm coupled to said data transmission means for transmission to a second waveguide element for transmission to a waveguide, and a second input arm coupled to said detection signal transmission means; It is characterized.

【0047】 好適には、第2導波管素子は前記データ信号及び検出信号の双方を第2導波管
素子から受信する出力アームにより前記導波管に連結されていることを特徴とす
る。
Preferably, the second waveguide element is connected to the waveguide by an output arm that receives both the data signal and the detection signal from the second waveguide element.

【0048】 好適には、第1導波管素子が前記検出信号及びデータ信号の双方が入力アーム
を経て第1導波管素子に送信されるように該入力アームにより前記導波管に連結
されていることを特徴とする。
Preferably, a first waveguide element is coupled to the waveguide by the input arm such that both the detection signal and the data signal are transmitted to the first waveguide element via the input arm. It is characterized by having.

【0049】 好適には第1導波管素子は前記入力アームと、第1及び第2出力アームとを有
する第1波長多重化/逆多重化(WDM)カプラであることを特徴とする。
Preferably, the first waveguide element is a first wavelength multiplexing / demultiplexing (WDM) coupler having the input arm and first and second output arms.

【0050】 好適には、第2導波管素子は第1入力アーム、第2入力アーム、及び前記出力
アームを有する第2波長多重化/逆多重化(WDM)カプラであることを特徴と
する。
Preferably, the second waveguide element is a second wavelength multiplexing / demultiplexing (WDM) coupler having a first input arm, a second input arm, and the output arm. .

【0051】 好適には、前記導波管は光ファイバーであることを特徴とする。光ファイバー
はシングルモードファイバー又はマルチモードファイバーであってよい。
Preferably, the waveguide is an optical fiber. The optical fiber may be a single mode fiber or a multimode fiber.

【0052】 一態様において、第1WDMカプラの第2出力アームが前記検出信号を該WD
Mカプラを経て前記導波管に反射する反射手段に連結され、第2WDMカプラの
第2入力アームが第1及び第2補助入力アームを有する補助カプラに連結され、
第1補助入力アームが前記検出信号送信手段に連結され、第2補助入力アームが
前記検出信号検出手段に連結され、該反射手段から反射された該検出信号が第1
WDMカプラを経た上で、第2WDMカプラを経て第2入力アームに到り、補助
カプラを経て第2補助アームに到り、前記検出信号検出手段に到るようにされて
いることを特徴とする。
In one embodiment, the second output arm of the first WDM coupler outputs the detection signal to the WD.
A second input arm of the second WDM coupler is connected to an auxiliary coupler having first and second auxiliary input arms;
A first auxiliary input arm is connected to the detection signal transmission means, a second auxiliary input arm is connected to the detection signal detection means, and the detection signal reflected from the reflection means is transmitted to the first detection means.
After passing through a WDM coupler, reaches a second input arm via a second WDM coupler, reaches a second auxiliary arm via an auxiliary coupler, and reaches the detection signal detecting means. .

【0053】 本発明の好適な態様は、光ファイバー通信リンクにおいて活性ファイバーをデ
ータの不正干渉及び傍受から保護する方法であって、 ・通信システムの光源と相違する波長を有する検出システムの光源を設け、 ・検出及び通信信号を一の導波管に効率的に結合する(シングル又はマルチモー
ド)波長多重化導波管光スプリッタ又はカプラを設け、 ・該波長多重化導波管光スプリッタ又はカプラから光を受け取り、検出及び通信
信号を送信可能であり、一方、特に検出波長及び導波管特性が、通信信号に影響
を及ぼすことなく前述のモード式検出・位置測定技術の要件を満足する(シング
ル又はマルチモード)シリカ導波管を設け、 ・通信及び検出信号の光パワー損失を最小限に抑制しながら、検出及び通信信号
を2つの出力導波管ポートに分割又は分離する(シングル又はマルチモード)波
長逆多重化導波管光スプリッタ又はカプラを設け、 ・検出信号と、必要ならば同一のパラメータにより影響を受けた向流式検出信号
を検出するとともに、検出事象の位置を測定するため時間遅れ又は時間差を測定
する検出手段を設けることを特徴とする方法を提供する。
A preferred aspect of the invention is a method of protecting an active fiber in a fiber optic communication link from unauthorized interference and interception of data, comprising: providing a light source of a detection system having a different wavelength than the light source of the communication system; Providing a (single or multi-mode) wavelength multiplexed waveguide optical splitter or coupler that efficiently couples detection and communication signals into a single waveguide; light from the wavelength multiplexed waveguide optical splitter or coupler; And transmit the detection and communication signals, while the detection wavelength and waveguide characteristics, among others, satisfy the requirements of the modal detection and position measurement technique described above without affecting the communication signals (single or single). Multi-mode) Silica waveguide is provided. ・ Detection and communication signal are output to two outputs while minimizing optical power loss of communication and detection signal. Providing a split or separate (single or multi-mode) wavelength demultiplexing waveguide optical splitter or coupler at the tube port for detecting the detection signal and, if necessary, the countercurrent detection signal affected by the same parameters And providing a detection means for measuring a time delay or time difference to measure the position of the detection event.

【0054】 好適には無感リード導波管を構成し、且つ、適用可能な場合は透過向流式信号
間に付加的な遅れを付与するために別のシリカ導波管が一端又は両端で第1シリ
カ導波管に連結されていることを特徴とする。
A separate silica waveguide is preferably provided at one or both ends to preferably constitute a blind lead waveguide and, where applicable, to provide additional delay between the transmitted countercurrent signals. It is connected to the first silica waveguide.

【0055】 他の態様において、波長逆多重化導波管カプラの検出波長出力ポートが、反射
モードで検出技術を実施するために反射ミラーで終結されていることを特徴とす
る。同様に、鏡面加工された導波管が波長逆多重化導波管カプラの検出波長出力
ポートに連結され得る。
In another aspect, the detection wavelength output port of the wavelength demultiplexing waveguide coupler is terminated with a reflection mirror to perform the detection technique in a reflection mode. Similarly, a mirrored waveguide can be coupled to a detection wavelength output port of a wavelength demultiplexing waveguide coupler.

【0056】 検出技術のみが利用される場合、好適には検出手段は、 ・シリカ導波管において検出信号から透過又は反射された電磁波を受信するフォ
トデテクタと、 ・検出事象を記録するために信号を解析する処理手段とを備えていることを特徴
とする。
If only detection technology is used, preferably the detection means comprises: a photodetector for receiving electromagnetic waves transmitted or reflected from the detection signal in the silica waveguide; and a signal for recording the detection event. And a processing means for analyzing the

【0057】 検出技術と共に位置測定技術が利用される場合、好適には検出手段は、 ・シリカ導波管において向流式信号を同時に受信する第1及び第2フォトデテク
タと、 ・第1及び第2フォトデテクタから信号を受信し、第2事象を記録するために信
号を解析し、向流式信号間の時間遅れ又は時間差を測定して検出事象の位置を測
定する処理手段とを備えていることを特徴とする。
If the position measurement technique is used together with the detection technique, preferably the detection means comprises: a first and a second photodetector simultaneously receiving countercurrent signals in a silica waveguide; Processing means for receiving the signal from the two photodetectors, analyzing the signal to record a second event, measuring the time delay or time difference between the countercurrent signals to determine the location of the detected event. It is characterized by the following.

【0058】 好適な態様においてシリカ導波管は検出波長マルチモードファイバーであり、
リード導波管は検出波長シングルモードファイバーであることを特徴とする。
In a preferred embodiment, the silica waveguide is a detection wavelength multimode fiber,
The lead waveguide is a single mode fiber having a detection wavelength.

【0059】 好適な態様において、但し限定的ではなく、分散型検出技術は無感シングルモ
ードファイバーの有感マルチモードファイバーへの溶接を用いるモード式技術に
基づいていることを特徴とする。
In a preferred embodiment, but not by way of limitation, the distributed detection technique is characterized in that it is based on a modal technique using welding of insensitive single mode fiber to insensitive multimode fiber.

【0060】 他の好適な態様において、事象の位置を測定する透過向流式信号方式が採用さ
れ、適当な光学装置が信号を検出するためシステムの一端又は両端に設けられて
いることを特徴とする。
In another preferred embodiment, a countercurrent signaling system is used to determine the location of the event, and suitable optics are provided at one or both ends of the system for detecting the signal. I do.

【0061】 好適な態様において、波長多重化/逆多重化(WDM)カプラは2×1型WD
Mカプラであることを特徴とする。他の態様において、これらは2×2型、3×
1型、4×2型等の適当な複数ポート装置であることを特徴とする。
In a preferred embodiment, the wavelength multiplexing / demultiplexing (WDM) coupler is a 2 × 1 WD
It is an M coupler. In other embodiments, they are of the form 2 × 2, 3 ×
It is a suitable multi-port device such as a type 1 or 4 × 2 type.

【0062】 好適な態様において、全ての光ファイバー及びファイバー素子は溶接により連
結されていることを特徴とする。他の態様において、光ファイバー及びファイバ
ー素子は、機械接合、連結リード及び貫通アダプタ等のあらゆる適当又は適切な
方法で連結されていることを特徴とする。
In a preferred embodiment, all the optical fibers and the fiber elements are connected by welding. In another aspect, the optical fibers and fiber elements are connected in any suitable or suitable manner, such as by mechanical bonding, connecting leads, and through adapters.

【0063】 他の態様においてWDMカプラは波長フィルタリング、調整、結合、分離又は
誘導装置のいずれかに置き換えられてもよい。
In other embodiments, the WDM coupler may be replaced with any of a wavelength filtering, tuning, combining, demultiplexing or guiding device.

【0064】 他の態様において、複数のWDMカプラがリングトポロジーネットワークにお
いて用いられ、検出ファイバーを一の通信ノードを超えて延長するため検出信号
用の連結バイパス素子を構成することを特徴とする。
In another aspect, a plurality of WDM couplers are used in a ring topology network to configure a coupling bypass element for a detection signal to extend a detection fiber beyond one communication node.

【0065】 好適には導波管は少なくとも一の光ファイバー、及び/又は少なくとも一の光
ファイバー素子を備えていることを特徴とする。本発明のいくつかの態様におい
て、導波管は付加的な要素を含まず単に光ファイバーを備えていることを特徴と
する。しかし、光ファイバーは受動又は活性素子を有していてもよい。また、光
ファイバーは検出素子を有し、検出素子は適用環境下で所望のパラメータの変化
に応答し、また、導波管を伝搬する検出電磁波の特性又は性質に影響を与え、こ
れによりパラメータの変化を示す素子であってもよい。
Preferably, the waveguide is provided with at least one optical fiber and / or at least one optical fiber element. In some aspects of the invention, the waveguide is characterized by merely comprising an optical fiber without additional components. However, the optical fiber may have passive or active elements. In addition, the optical fiber has a detecting element, which responds to a change in a desired parameter in an application environment, and also affects the characteristic or property of the detected electromagnetic wave propagating in the waveguide, thereby changing the parameter. May be an element indicating

【0066】 好適には適当なCW又はパルス信号又は複数の波長源、又は複数の光源が用い
られてよい。好適な態様において、限定的ではなく、CW又はパルス用のコヒー
レントレーザーダイオードが光信号を提供するために用いられてよい。他の構成
において、同一の又は様々な波長の複数の光源が検出信号又は複数の検出信号を
発するために用いられてもよい。他の実施形態において、検出及びデータ送信手
段が一の送信手段に結合されてもよい。
Preferably, a suitable CW or pulse signal or multiple wavelength sources, or multiple light sources may be used. In a preferred embodiment, without limitation, coherent laser diodes for CW or pulse may be used to provide the optical signal. In other configurations, multiple light sources of the same or different wavelengths may be used to emit a detection signal or detection signals. In other embodiments, the detection and data transmission means may be combined into one transmission means.

【0067】 本発明の好適な態様は全てのファイバー、低コストの光学装置がレーザーダイ
オード、発光ダイオード、フォトデテクタ、カプラ、WDMカプラ、アイソレー
タ、及びフィルターと組み合わせで用いられることを特徴とする。
A preferred embodiment of the present invention is characterized in that all fibers, low cost optical devices are used in combination with laser diodes, light emitting diodes, photodetectors, couplers, WDM couplers, isolators, and filters.

【0068】 本発明の好適な態様において、あらゆる適当な光源、カプラ及びフォトデテク
タ装置が検出・位置測定システムにおいて使用される。好適な態様において、光
源に必要な特性は光がシングルモード導波管に送信且つ伝搬されることである。
位置測定のため、シングルモード導波管を伝搬する光はシングルモード導波管の
全長を進行する間、シングルモードのままである。光が一度シングルモードファ
イバーからマルチモードファイバーに送信されると、複数のモードが誘起され、
マルチモードファイバーは種々のパラメータに対して有感となる。また、光が一
度マルチモードファイバーからシングルモードファイバーに返信されると、シン
グルモードのみが維持されてシステムの光学装置まで進行する。導入/導出ファ
イバーの感度抑圧と、センサの位置測定とがこの方法で行われる。実用上、シン
グルモードファイバーはSN比を改善するため、全ての被覆 (cladding) モード
を減衰させるため十分に長くされる。好適な態様は透過向流式信号の両進行方向
に当てはまる。
In a preferred embodiment of the invention, any suitable light source, coupler and photodetector device is used in the detection and position measurement system. In a preferred embodiment, the required property of the light source is that the light is transmitted and propagated in a single mode waveguide.
For position measurement, light propagating in the single mode waveguide remains single mode while traveling the entire length of the single mode waveguide. Once light is transmitted from a single mode fiber to a multimode fiber, multiple modes are induced,
Multimode fibers are sensitive to various parameters. Also, once light is returned from the multi-mode fiber to the single-mode fiber, only the single mode is maintained and travels to the optics of the system. Desensitization of the lead-in / lead-out fiber and position measurement of the sensor are performed in this way. In practice, single mode fibers are made long enough to attenuate all cladding modes to improve the signal to noise ratio. The preferred embodiment applies to both traveling directions of the countercurrent signal.

【0069】 導波感センサを伝搬する電磁波の特性及び特質を利用することで非破壊的な検
査が可能となる。このため、センサは所望のパラメータを検査し且つ測定するた
めに必ずしも損傷又は破壊されるわけではない。
A nondestructive inspection can be performed by utilizing the characteristics and characteristics of the electromagnetic wave propagating through the waveguide sensor. Thus, the sensors are not necessarily damaged or destroyed to inspect and measure the desired parameters.

【0070】 他の態様において、マルチモードファイバーは2つのシングルモードファイバ
ー及びカプラに置き換えられ、位相干渉原理において検出が行われる。
In another embodiment, the multimode fiber is replaced by two single mode fibers and a coupler, and the detection is performed on the principle of phase interference.

【0071】 当該方法において、本発明の好適な態様によれば、検出波長の電磁波がピグテ
ール型レーザーダイオード、ファイバーレーザー又は発光ダイオード等の光源か
ら光ファイバー等の(シングル又はマルチモード)光導波管に送信され、光導波
管を伝搬する。光導波管は光導波管用の波長多重化(シングル又はマルチモード
)光スプリッタ又はカプラの一の出力アームに溶接又は(恒久的若しくは一時的
に)連結されている。そして、電磁波はカプラに到ったとき、カプラの出力導波
管アームに分岐される。同時に、通信波長の電磁波はピグテール型(pigtailed)
レーザーダイオード、ファイバーレーザー、又は発光ダイオード等の光源から光
ファイバー等の他の(シングル又はマルチモード)光導波管に分岐され、光導波
管を伝搬する。光導波管は光導波管用の波長多重化(シングル又はマルチモード
)光スプリッタ又はカプラの第2出力アームに溶接又は(恒久的若しくは一時的
に)連結されている。そして、電磁波はカプラに到ったとき、検出信号と同様に
カプラの出力導波管アームに分岐される。従って、波長多重化カプラは検出及び
通信信号を一の出力導波管アームに効率的に結合する。2つの出力アームを有す
る波長多重化カプラが用いられる場合、不使用のアームは反射を回避するため破
損又は終結される。波長多重化カプラの出力アームは(通信信号についてはシン
グル又はマルチモード、且つ、検出信号についてはマルチモード)メインの導波
管伝送リンクに直接溶接され、又は(恒久的若しくは一時的に)連結される。通
信及び検出信号の双方がリンクの他端に到るまで相互に干渉することなく、導波
管の全長を伝搬する。メインの導波管は波長逆多重化カプラの入力アームに溶接
され、又は(恒久的若しくは一時的に)連結されている。そして、信号はカプラ
に到った場合、カプラの2つの別個の出力アームに効率的に分離且つ分岐される
。波長逆多重化カプラの出力アームは適当なフォトデテクタにより終結されてい
る。適切なエレクトロニクス、処理機構及びアルゴリズムがフォトデテクタから
の信号を処理して所望の情報を得る。
In the method, according to a preferred embodiment of the present invention, an electromagnetic wave having a detection wavelength is transmitted from a light source such as a pigtail laser diode, a fiber laser or a light emitting diode to a (single or multi-mode) optical waveguide such as an optical fiber. And propagates through the optical waveguide. The optical waveguide is welded or (permanently or temporarily) coupled to one output arm of a wavelength multiplexed (single or multi-mode) optical splitter or coupler for the optical waveguide. Then, when the electromagnetic wave reaches the coupler, it is branched to the output waveguide arm of the coupler. At the same time, the electromagnetic wave at the communication wavelength is pigtailed
A light source such as a laser diode, a fiber laser, or a light emitting diode is branched to another (single or multi-mode) optical waveguide such as an optical fiber, and propagates through the optical waveguide. The optical waveguide is welded or (permanently or temporarily) coupled to the second output arm of the wavelength multiplexed (single or multimode) optical splitter or coupler for the optical waveguide. Then, when the electromagnetic wave reaches the coupler, it is branched to the output waveguide arm of the coupler similarly to the detection signal. Thus, the wavelength multiplexing coupler efficiently couples the detection and communication signals to one output waveguide arm. If a wavelength multiplexing coupler with two output arms is used, the unused arms are broken or terminated to avoid reflection. The output arm of the wavelength multiplexing coupler is either directly welded (permanently or temporarily) to the main waveguide transmission link (single or multi-mode for communication signals and multi-mode for detection signals) or connected (permanently or temporarily). You. Both communication and detection signals propagate the full length of the waveguide without interfering with each other until they reach the other end of the link. The main waveguide is welded or connected (permanently or temporarily) to the input arm of the wavelength demultiplexing coupler. Then, when the signal reaches the coupler, it is effectively separated and split into two separate output arms of the coupler. The output arm of the wavelength demultiplexing coupler is terminated by a suitable photodetector. Appropriate electronics, processing mechanisms and algorithms process the signal from the photodetector to obtain the desired information.

【0072】 好適な態様において、WDMカプラは2×1型WDMカプラであることを特徴
とする。他の態様において、これらは2×2型、3×1型、4×2型等の適当な
複数ポート装置であることを特徴とする。
In a preferred aspect, the WDM coupler is a 2 × 1 WDM coupler. In another aspect, these are suitable multi-port devices, such as 2 × 2, 3 × 1, 4 × 2, etc.

【0073】 他の態様において、検出ファイバーを一の通信ノードを超えて延長するために
複数のWDMカプラが検出信号用の連結バイパス素子を構成することを特徴とす
る。
In another aspect, a plurality of WDM couplers form a coupling bypass element for a detection signal to extend the detection fiber beyond one communication node.

【0074】 他の態様において、全ての光ファイバー及びファイバー素子は溶接により連結
されていることを特徴とする。他の態様において、光ファイバー及びファイバー
素子は、機械接合、連結リード及び貫通アダプタ等のあらゆる適当又は適切な方
法で連結されていることを特徴とする。
In another embodiment, all optical fibers and fiber elements are connected by welding. In another aspect, the optical fibers and fiber elements are connected in any suitable or suitable manner, such as by mechanical bonding, connecting leads, and through adapters.

【0075】 他の態様において、WDMカプラの検出波長用の出力ポートが、反射モードで
検出技術を実施するため反射ミラーで終結されていることを特徴とする。同様に
、鏡面加工されたファイバーがWDMカプラの出力ポートに連結され得る。
In another aspect, the output port for the detection wavelength of the WDM coupler is terminated with a reflection mirror to perform the detection technique in a reflection mode. Similarly, a mirrored fiber can be coupled to the output port of a WDM coupler.

【0076】 他の態様において、事象の位置を測定する送信向流式信号方法が採用され、適
当な光学装置が信号を検出するためシステムの一端又は両端に設けられているこ
とを特徴とする。
In another aspect, a transmit countercurrent signal method for determining the location of an event is employed, wherein a suitable optical device is provided at one or both ends of the system for detecting the signal.

【0077】 他の態様においてWDMカプラは波長フィルタリング、調整、結合、分離又は
誘導装置のいずれかに置き換えられてもよい。
In other embodiments, the WDM coupler may be replaced with any of a wavelength filtering, tuning, combining, demultiplexing or guiding device.

【0078】 好適には装置の光学及び電気装置はノイズ抑制技術を利用することを特徴とす
る。
Preferably, the optical and electrical devices of the device are characterized by utilizing noise suppression techniques.

【0079】 好適には、光学及び電気コンポーネントは、光学ファイバー入力/出力ポート
を有する一の装置コントロールボックスに位置していることを特徴とする。
Preferably, the optical and electrical components are located in one device control box with optical fiber input / output ports.

【0080】 光学装置、電子装置、音響光学装置、磁気光学装置、及び/又は結合型光学装
置がシステムにおいて用いられてもよい。
Optical, electronic, acousto-optical, magneto-optical, and / or combined optical devices may be used in the system.

【0081】[0081]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

本発明の好適な実施形態が実施例により次の図面を参照しながら開示される。
図1はモード式検出技術を用いる集積光ファイバー検出・通信システムを示し、
図2a、図2b、図2c及び図2dは振動外乱がファイバーリンクの小部分に付
与された場合の図1に示された検出装置による結果を示すグラフであり、図3は
光ファイバー検出システムにおいて事象の位置を測定する導波管透過向流式信号
方法の基本原理を示し、図4は図3の技術により構成されるモード式検出技術と
、外乱の位置測定性能とを用いる結合光ファイバー検出・通信装置を示し、図5
はシングルモード光ファイバー電気通信リンクにおいて機能する透過式検出装置
に関する本発明の一般的実施形態を示す図であり、図6はシングルモード光ファ
イバー電気通信リンクにおいて機能する反射式検出装置に関する本発明の一般的
実施形態を示す図であり、図7はシングルモード光ファイバー電気通信リンクに
おいて機能する二端型の向流式検出・位置測定装置に関する本発明の一般的実施
形態を示す図であり、図8はシングルモード光ファイバー電気通信リンクにおい
て機能する一端型の向流式検出・位置測定装置に関する本発明の一般的実施形態
を示す図であり、図9はマルチモード光ファイバー電気通信リンクにおいて機能
する透過式検出装置に関する本発明の他の一般的実施形態を示す図であり、図1
0はマルチモード光ファイバー電気通信リンクにおいて機能する反射式検出装置
に関する本発明の他の一般的実施形態を示す図であり、図11はマルチモード光
ファイバー電気通信リンクにおいて機能する二端型の向流式検出・位置測定装置
に関する本発明の他の一般的実施形態を示す図であり、図12はマルチモード光
ファイバー電気通信リンクにおいて機能する一端型の向流式検出・位置測定装置
に関する本発明の他の一般的実施形態を示す図であり、図13はシングルモード
光ファイバー・3ノード・二地点間ネットワーク装置において複数のWDMカプ
ラを用い、検出ファイバーを一の通信ノードを超えて延長するために検出信号用
の連結バイパス素子を構成する本発明のさらに他の一般的実施形態を示す図であ
り、図14はマルチモード光ファイバー・3ノード・二地点間ネットワーク装置
において複数のWDMカプラを用い、検出ファイバーを一の通信ノードを超えて
延長するために検出信号用の連結バイパス素子を構成する本発明のさらに他の一
般的実施形態を示す図であり、図15は光ファイバーリングトポロジーネットワ
ークにおいて透過式検出装置と、複数のWDMカプラとを用い、検出ファイバー
を全てのリングトポロジーネットワークに渡り延長するために検出信号用の連結
バイパス素子を構成する本発明のさらに他の一般的実施形態を示す図であり、図
16は光ファイバーリングトポロジーネットワーク装置において向流式検出・位
置特定装置と、複数のWDMカプラとを用い、検出ファイバーを全てのリングト
ポロジーネットワークに渡り延長するために複数の検出信号用の連結バイパス素
子を構成する本発明のさらに他の一般的実施形態を示す図である。
Preferred embodiments of the present invention are disclosed by way of example with reference to the following drawings.
FIG. 1 shows an integrated optical fiber detection and communication system using modal detection technology,
2a, 2b, 2c and 2d are graphs showing the results of the detection device shown in FIG. 1 when an oscillating disturbance is applied to a small portion of the fiber link, and FIG. 3 shows an event in an optical fiber detection system. FIG. 4 shows the basic principle of the waveguide transmitted countercurrent signal method for measuring the position of the optical fiber, and FIG. 4 shows a coupled optical fiber detection / communication using the mode type detection technology constituted by the technology of FIG. 3 and the position measurement performance of disturbance. The device is shown in FIG.
FIG. 6 illustrates a general embodiment of the present invention for a transmission detector operating in a single mode optical fiber telecommunication link, and FIG. 6 shows a general embodiment of the present invention for a reflective detector operating in a single mode optical fiber telecommunication link. FIG. 7 is a diagram illustrating an embodiment, FIG. 7 is a diagram illustrating a general embodiment of the present invention for a two-ended counter-current detection and position measurement device functioning in a single-mode optical fiber telecommunication link, and FIG. FIG. 9 illustrates a general embodiment of the present invention for a one-sided counter-current sensing and locating device functioning in a mode fiber optic telecommunications link, and FIG. 9 relates to a transmission type sensing device functioning in a multi-mode fiber optic telecommunications link. FIG. 2 illustrates another general embodiment of the present invention.
0 is a diagram illustrating another general embodiment of the present invention for a reflective detection device functioning in a multi-mode fiber optic telecommunications link, and FIG. 11 is a two-ended countercurrent type working in a multi-mode fiber optic telecommunications link. FIG. 12 illustrates another general embodiment of the present invention for a sensing and locating device, and FIG. 12 shows another embodiment of the present invention for a one-sided countercurrent sensing and locating device functioning in a multimode fiber optic telecommunications link. FIG. 13 is a diagram showing a general embodiment, and FIG. 13 shows a single mode optical fiber / three-node / point-to-point network device using a plurality of WDM couplers and a detection signal for extending a detection fiber beyond one communication node. FIG. 14 is a view showing still another general embodiment of the present invention constituting the connection bypass element of FIG. Still another embodiment of the present invention, wherein a plurality of WDM couplers are used in a fiber optic, three-node, point-to-point network device, and a connection bypass element for a detection signal is configured to extend a detection fiber beyond one communication node. FIG. 15 is a diagram illustrating a general embodiment, wherein FIG. 15 uses a transmissive detector and multiple WDM couplers in a fiber optic ring topology network, and provides a detection signal for extending the detection fiber across all ring topology networks. FIG. 16 is a view showing still another general embodiment of the present invention which constitutes a connection bypass element. FIG. 16 shows a detection method using a countercurrent type detection / position identification apparatus and a plurality of WDM couplers in an optical fiber ring topology network apparatus. Extend fiber across all ring topology networks Is a diagram showing still another general embodiment of the present invention which constitutes a coupling bypass element for a plurality of detection signals.

【0082】 本発明の好適な実施形態が限定されないで前記図面を参照して記載される。図
面と以下の実施形態は混乱を避けるため可能な限り一般的な形で表現される。以
下の実施形態及び図面において特に記述又は図示されていなくても、適宜次の構
成が用いられ、意図的に省略されることはない。 ・ 分散型検出技術が無感シングルモードファイバーの有感マルチモードファイ
バーへの溶接を用いたモード式技術に基づいている。 ・ 事象の位置測定に透過向流式信号方式が用いられ、適宜、システムの一端又
は両端で信号を検出及び処理するために適当な光学装置が用いられる。 ・ 無感リード導波管を構成するため、また、適用可能な場合は透過向流式信号
間に付加的遅れを付与するため、付加的なシリカ導波管が一端又は両端でメイン
のシリカ導波管通信リンクに連結されている。 ・ あらゆる適切な光源、カプラ及びフォトデテクタの取り合わせがセンサ・位
置測定システムに用いられる。好適な実施形態において、光源に必要な光学特性
は光がシングルモード導波管に送信、伝搬されることである。位置測定のため、
シングルモードファイバー内を伝搬する光はシングルモードファイバーを伝搬す
る間、シングルモードのままでなくてはならない。光が一度シングルモードファ
イバーからマルチモードファイバーに送信されると、複数のモードが誘起され、
マルチモードファイバーが種々のパラメータに対して有感となる。また、光が一
度マルチモードからシングルモードに返信されると、シングルモードのみが後押
しされてシステムの光学装置へと伝搬する。導入/導出ファイバーの感度抑圧と
センサの位置測定とがこの方法で行われる。実用上、シングルモードファイバー
は、SN比を改善するため全ての被覆モードが減衰されるよう十分長くされる。
この好適な実施形態は本技術が用いられる透過向流式光信号の両進行方向につい
て当てはまる。 ・ 導波管センサを伝搬する電磁波の特性及び性質の利用により、非破壊的な方
法での検査が可能となる。従って、所望のパラメータを検査し、且つ、位置測定
するためセンサは必ずしも損傷、破砕又は破壊されるわけではない。 ・ 全てがファイバーで、低コストの光学装置が、レーザーダイオード、光放射
ダイオード、フォトデテクタ、カプラ、WDMカプラ、アイソレータ及びフィル
タと共に利用される。 ・ 波長多重化/逆多重化(WDM)カプラは2×1型WDMカプラであり、他
の実施形態において2×2型、3×1型、4×2型等のあらゆる適切なマルチポ
ート装置であってよい。 ・ 光ファイバーと光学装置とは溶接により連結される。他の実施形態で光ファ
イバーと光学装置とは機械連結、連結リード及び貫通アダプタ等の適切又は適当
な技術により連結される。
The preferred embodiments of the present invention will be described without limitation with reference to the drawings. The drawings and the following embodiments are depicted in the most general form possible to avoid confusion. Even if not specifically described or illustrated in the following embodiments and drawings, the following configurations are appropriately used and are not intentionally omitted. • Distributed detection technology is based on modal technology using welding of insensitive single mode fiber to sensitive multimode fiber. • Permeable countercurrent signaling is used for event localization, and appropriate optics are used to detect and process signals at one or both ends of the system, as appropriate. -An additional silica waveguide is provided at one or both ends of the main silica waveguide to form a blind lead waveguide and, where applicable, to provide additional delay between transmitted countercurrent signals. It is connected to a waveguide communication link. • Any suitable light source, coupler and photodetector combination is used in the sensor and position measurement system. In a preferred embodiment, the optical property required for the light source is that light be transmitted and propagated into a single mode waveguide. For position measurement,
Light propagating in a single mode fiber must remain single mode while propagating through the single mode fiber. Once light is transmitted from a single mode fiber to a multimode fiber, multiple modes are induced,
Multimode fibers are sensitive to various parameters. Also, once light is returned from multimode to single mode, only single mode is boosted and propagates to the optics of the system. Sensitivity suppression of the lead-in / lead-out fiber and position measurement of the sensor are performed in this way. In practice, a single mode fiber is made long enough that all cladding modes are attenuated to improve the signal to noise ratio.
This preferred embodiment applies for both traveling directions of the transmitted countercurrent optical signal in which the technique is used. -The use of the properties and properties of the electromagnetic waves propagating through the waveguide sensor allows for inspection in a non-destructive manner. Thus, the sensors are not necessarily damaged, crushed or destroyed to check and localize desired parameters. • All fiber, low cost optics are used with laser diodes, light emitting diodes, photodetectors, couplers, WDM couplers, isolators and filters. The wavelength multiplexing / demultiplexing (WDM) coupler is a 2x1 WDM coupler, and in other embodiments, any suitable multiport device such as 2x2, 3x1, 4x2, etc. May be. -The optical fiber and the optical device are connected by welding. In other embodiments, the optical fiber and the optical device are connected by any suitable or suitable technique, such as a mechanical connection, a connecting lead, and a through adapter.

【0083】 図1は同時光ファイバー通信・検出システムの作動のため用いられる構成を示
す。システム構成は、送信装置側の端部2a及び4aと、受信装置側の端部2b
及び4bとで2つの波長の多重化及び逆多重化のため、標準3dB(分離率50
%)、2×2型ファイバーカプラ3a及び3bがそれぞれ両端に設けられたシン
グル又はマルチモードファイバーリンク1よりなる。通信チャネルにおけるIn
GaAs検出装置2bの応答性が検出波長において微小であることが必要なので
、検出波長の選択は重要であった。このため、通信チャネルは1300nmで機
能するように選択され、検出チャネルは633nm又は850nmで機能するよ
うに選択された。検出チャネルで用いられるSi検出装置4bが1300nmの
通信信号に応答しないので、これによりチャネル間の混信が微小になった。
FIG. 1 shows the configuration used for operation of the simultaneous optical fiber communication and detection system. The system configuration includes two ends 2a and 4a on the transmitting device side and two ends 2b on the receiving device side.
And 4b for the multiplexing and demultiplexing of the two wavelengths, a standard 3 dB (separation rate 50
%) A single or multimode fiber link 1 provided with 2 × 2 type fiber couplers 3a and 3b at both ends. In on the communication channel
Since the response of the GaAs detector 2b needs to be very small at the detection wavelength, selection of the detection wavelength is important. For this reason, the communication channel was selected to function at 1300 nm and the detection channel was selected to function at 633 nm or 850 nm. Since the Si detection device 4b used in the detection channel did not respond to the communication signal of 1300 nm, the interference between the channels became small.

【0084】 我々の前記国際出願番号PCT/AU95/00568及びPCT/AU99
/01028がこの参照番号をもって本明細書に取り入れられる。
Our International Application Nos. PCT / AU95 / 00568 and PCT / AU99
/ 01028 is incorporated herein by this reference number.

【0085】 図2aから2dはカンチレバービーム装置を用いて振動外乱がファイバーリン
クの短部分に付与された場合の、図1に示された検出装置の結果を示す。ファイ
バーはビーム長に沿って縦方向に単にテープで連結されている。28kmのシン
グルモード(SM)リンクと、53kmのマルチモード(MM)ファイバーリン
クについての結果が示される。これからわかるように信号が非常に良質である。
また、高速フーリエ変換(FFT)は両端においてビームの固有の振動数が〜1
8Hzであることを明確に示している。
FIGS. 2 a to 2 d show the results of the detection device shown in FIG. 1 when a vibration disturbance is applied to a short part of the fiber link using a cantilever beam device. The fibers are simply taped longitudinally along the beam length. The results are shown for a 28 km single mode (SM) link and a 53 km multi-mode (MM) fiber link. As can be seen, the signal is of very good quality.
In addition, the fast Fourier transform (FFT) has an inherent frequency of the beam of ~ 1 at both ends.
It clearly shows that the frequency is 8 Hz.

【0086】 図3は光ファイバー検出システムにおいて事象を位置測定する導波管透過向流
式信号方式の基本原理を示す。当該技術は二端型ファイバー素子において同一事
象により影響を受けた透過向流式光信号間の時間遅れ又は時間差の測定によって
いる。この新規な装置において、連続波(CW)光信号が好ましくは単一の光源
から検出光ファイバー又はファイバー群の両端へ同時に送信され、同期フォトデ
テクタにより同時に検出される。向流式信号に変化をもたらすあらゆる検出パラ
メータは両信号に同様に影響を与える。しかし、影響を受けた向流式信号はファ
イバーの残りを各フォトデテクタまで伝搬し続けざるを得ないので、検出された
両信号の間には時間遅れ又は時間差が生じる。時間遅れは次式に従い、ファイバ
ーの長さ方向に沿ったポート1からの検出事象の位置に直接比例する。
FIG. 3 illustrates the basic principle of waveguide through countercurrent signaling for locating events in a fiber optic detection system. The technique relies on measuring the time delay or time difference between transmitted countercurrent optical signals affected by the same event in a two-ended fiber element. In this novel device, a continuous wave (CW) optical signal is preferably transmitted simultaneously from a single light source to both ends of a detection optical fiber or group of fibers and detected simultaneously by a synchronous photodetector. Any detection parameter that changes the countercurrent signal will affect both signals as well. However, the affected countercurrent signal must continue to propagate through the rest of the fiber to each photodetector, causing a time delay or time difference between the detected signals. The time delay is directly proportional to the location of the detection event from port 1 along the length of the fiber according to the following equation:

【0087】 Point of disturbance Port1 = {dx −(νΔt)}/2 (1)Point of disturbance Port1 = {d x − (νΔt)} / 2 (1)

【0088】 ここでdx は光ファイバーリンクの全長であり、Δtは検出信号間の時間遅れ
又は時間差であり、νは真空中の光速(3×108 m/s)をc、光ファイバー
の実効反射係数をnfibre としてc/nfibre で表される光信号速度である。
Here, d x is the total length of the optical fiber link, Δt is the time delay or time difference between the detection signals, ν is the light speed in vacuum (3 × 10 8 m / s), c is the effective reflection of the optical fiber. This is the optical signal speed represented by c / n fiber where the coefficient is n fiber .

【0089】 同様にポート2からの外乱位置は次式により与えられる。Similarly, the disturbance position from port 2 is given by the following equation.

【0090】 Point of disturbance Port2 = {dx +(νΔt)}/2 (2)Point of disturbance Port2 = {d x + (νΔt)} / 2 (2)

【0091】 従って、時間遅れ又は時間差が検出且つ測定されれば、事象の位置が測定され
得る。同時に、相反する検出機構が採用されている場合、検出事象(即ち歪み、
振動、アコースティックエミッション、温度変化等)が定量化且つ/又は同定さ
れる。また、透過向流式信号間に付加的な遅れを付与し、無感リードファイバー
を構成すべく、無感光ファイバー遅れラインが一端又は両端で検出ファイバーに
連結されてもよい。これは当該技術を実動システムへの設計の助けとなる。
Thus, if a time delay or time difference is detected and measured, the location of the event can be determined. At the same time, if conflicting detection mechanisms are employed, the detection event (ie, distortion,
Vibrations, acoustic emissions, temperature changes, etc.) are quantified and / or identified. Also, a light-insensitive fiber delay line may be coupled at one or both ends to the detection fiber to provide additional delay between the transmitted countercurrent signals and form a blind lead fiber. This helps in designing the technology into a production system.

【0092】 本結果がシステムの様々な有感及び無感ファイバー領域の長さを知る必要はな
く、ファイバーリンクの全長dx だけを知ることが必要とされるというのは興味
深い。当該情報は、プロジェクトの設計及び設置段階において、或いはOTDR
の使用による前設置段階において容易に得られる。そして、一度全長がわかり、
且つ時間遅れΔtがシステムにより測定されれば、式1又は2を用いて検出事象
の位置を測定するのは一直線である。
It is interesting that the results do not need to know the length of the various sensitive and insensitive fiber regions of the system, only the total length d x of the fiber link. This information can be obtained at the project design and installation stage or at OTDR
It is easily obtained in a pre-installation stage by the use of. And once you know the full length,
And if the time delay Δt is measured by the system, then using equation 1 or 2 to determine the location of the detected event is straightforward.

【0093】 図4はモード式検出技術と、図3の技術により構成された外乱位置測定性能と
を利用する結合光ファイバー検出・通信装置を示す。当該技術の実用上、通常、
透過向流式信号の送信位置が物理的に同一であることが望ましい。これが簡単に
実現される方法の1つが一端型のシステムを構成する複数のファイバーケーブル
を利用することによる。当該形態では、一方がシングルモードで他方がマルチモ
ードの2つのファイバー2及び3が(スリーブ4内で)対象特定領域にわたる(
事象検出及び位置特定用の)モード式侵入センサを構成することが必要とされる
とともに、一のシングルモードファイバー1が通信ファイバーとして用いられる
。マルチモードファイバースリーブ4の何処かにおける摂動Pは2つの向流式摂
動信号を生じる。リンクにおける送信装置側の端部への信号の到達時間差を測定
することで、外乱の位置が測定される。
FIG. 4 shows a coupled optical fiber detection / communication device utilizing the modal detection technique and the disturbance position measurement performance configured by the technique of FIG. In practical use of the technology,
It is desirable that the transmission positions of the transmitted countercurrent signals are physically the same. One way in which this can be easily accomplished is by utilizing multiple fiber cables that make up a one-sided system. In this embodiment, two fibers 2 and 3, one in single mode and the other in multimode, span the target specific area (within sleeve 4) (
It is necessary to construct a modal intrusion sensor (for event detection and localization) and one single mode fiber 1 is used as the communication fiber. A perturbation P somewhere in the multimode fiber sleeve 4 produces two countercurrent perturbation signals. The position of the disturbance is measured by measuring the arrival time difference of the signal to the end of the link on the transmitting device side.

【0094】 図5はシングルモード光ファイバー電気通信リンクにおいて機能する透過式検
出装置に関する本発明の一般的実施形態を示す図である。図5について、本発明
の好適な実施形態によれば、検出波長980nmのコヒーレントレーザー光が任
意の一体型アイソレータ40を有するピグテール型レーザーダイオードから98
0nmシングルモード光ファイバー6aに送信され、光ファイバー6aを伝搬す
る。光ファイバー6aは980/1550nmシングルモード光ファイバー波長
多重化カプラ30の入力アーム6bの1つに57において溶接されている。そし
て、検出波長の光はカプラ30に到達したとき、カプラ30の出力アーム5aに
分岐される。同時に、通信波長1550nmのレーザー光が任意の一体型アイソ
レータ20を有するピグテール型レーザーダイオードから1550nmシングル
モード光ファイバー7aに送信され、光ファイバー7aを伝搬する。光ファイバ
ー7aは980/1550nmシングルモード光ファイバー波長多重化カプラ3
0の第2入力アーム7bに50において溶接されている。そして、通信波長の光
はカプラ30に到達したとき、検出信号と同様にカプラ30の出力アーム5aに
分岐される。従って、波長多重化カプラ30が検出及び通信信号の双方をカプラ
の一の出力アーム5aに効率的に結合する。波長多重化カプラ30の出力アーム
5aはメインの1550nmシングルモード光ファイバー伝送リンク1000に
52において直接溶接されている。通信及び検出信号の双方がリンク1000の
他端に至るまで相互に干渉することなく、1550nmシングルモード光ファイ
バー伝送リンク1000の全長を伝搬する。1550nmシングルモード光ファ
イバー伝送リンク1000は980/1550nmシングルモード光ファイバー
波長逆多重化カプラ32の入力アーム5bに54において溶接され、カプラ32
の2つの別個の出力アーム6c及び7cに分離且つ分岐されている。波長逆多重
化カプラ32の980nmの検出信号出力アーム6cはピグテール型InGaA
s検出装置42に連結された980nmシングルモードファイバー6dに58に
おいて溶接されている。同様に、波長逆多重化カプラ32の1550nm通信信
号出力アーム7cはピグテール型InGaAs検出装置22に連結された155
0nmシングルモードファイバー7dに56において溶接されている。そして、
適切なエレクトロニクス、信号処理技術、及びアルゴリズムがフォトデテクタか
らの信号を処理して所望の情報を得る。
FIG. 5 is a diagram illustrating a general embodiment of the present invention for a transmission-type detection device that functions in a single-mode fiber optic telecommunications link. Referring to FIG. 5, in accordance with a preferred embodiment of the present invention, a coherent laser beam having a detection wavelength of 980 nm is transmitted from a pigtailed laser diode having an optional integrated isolator 40 to 98.
The light is transmitted to the 0 nm single mode optical fiber 6a and propagates through the optical fiber 6a. The optical fiber 6a is welded at 57 to one of the input arms 6b of the 980/1550 nm single mode optical fiber wavelength multiplex coupler 30. Then, when the light of the detection wavelength reaches the coupler 30, it is branched to the output arm 5a of the coupler 30. At the same time, a laser beam having a communication wavelength of 1550 nm is transmitted from a pigtail type laser diode having an arbitrary integrated isolator 20 to a 1550 nm single mode optical fiber 7a, and propagates through the optical fiber 7a. The optical fiber 7a is a 980/1550 nm single mode optical fiber wavelength multiplexing coupler 3
0 is welded to the second input arm 7b at 50. Then, when the light of the communication wavelength reaches the coupler 30, it is branched to the output arm 5a of the coupler 30 in the same manner as the detection signal. Therefore, the wavelength multiplexing coupler 30 efficiently couples both the detection and the communication signal to one output arm 5a of the coupler. The output arm 5a of the wavelength multiplexing coupler 30 is directly welded at 52 to the main 1550nm single mode fiber optic transmission link 1000. Both communication and detection signals propagate the entire length of the 1550 nm single mode optical fiber transmission link 1000 without interfering with each other up to the other end of the link 1000. The 1550 nm single mode fiber optic transmission link 1000 is welded at 54 to the input arm 5 b of the 980/1550 nm single mode fiber optic wavelength demultiplexing coupler 32 at the coupler 32.
Are separated and branched into two separate output arms 6c and 7c. The detection signal output arm 6c of 980 nm of the wavelength demultiplexing coupler 32 is a pigtail type InGaAs.
s is welded at 58 to a 980 nm single mode fiber 6d connected to the detector 42. Similarly, the 1550 nm communication signal output arm 7c of the wavelength demultiplexing coupler 32 is connected to the pigtail type InGaAs detector 22 by a 155
It is welded at 56 to the 0 nm single mode fiber 7d. And
Appropriate electronics, signal processing techniques, and algorithms process the signal from the photodetector to obtain the desired information.

【0095】 図6はシングルモード光ファイバー電気通信リンクにおいて機能する反射式検
出装置に関する本発明の一般的実施形態を示す図である。図6の実施形態では、
本発明の好適な構成によれば、検出波長980nmのコヒーレントレーザー光が
任意の一体型アイソレータ40を有するピグテール型レーザーダイオードから9
80nmシングルモード光ファイバー6aに送信され、光ファイバー6aを伝搬
する。光ファイバー6aは980nmシングルモードカプラ44の1の入力アー
ム4eに60において溶接されている。そして、検出波長の光はカプラ44に到
達したとき、カプラ44の出力アーム6gに分岐される。2つの出力アームを有
する波長多重化カプラが使用された場合、反射を回避するため不使用のアームが
破損又は終結される。そして、検出波長の光が光ファイバー6gを伝搬する。光
ファイバー6gは980/1550nmシングルモード光ファイバー波長多重化
カプラ30の一の入力アーム6bに62において溶接されている。そして、検出
波長の光はカプラ30に到達したとき、カプラ30の出力アーム5aに分岐され
る。同時に、通信波長1550nmのレーザー光が任意の一体型アイソレータ2
0を有するピグテール型レーザーダイオードから1550nmシングルモード光
ファイバー7aに送信され、光ファイバー7aを伝搬する。光ファイバー7aは
980/1550nmシングルモード波長多重化カプラ44の第2入力アーム7
bに50において溶接されている。そして、通信波長の光はカプラ30に到達し
たとき、検出信号と同様にカプラ30の出力アーム5aに分岐される。従って、
波長多重化カプラ30は検出及び通信信号をカプラの一の出力アーム5aに効率
的に結合する。波長多重化カプラ30の出力アーム5aはメインの1550nm
シングルモード光ファイバー伝送リンク1000に52において直接溶接されて
いる。通信及び検出信号の双方がリンク1000の他端に至るまで相互に干渉す
ることなく、1550nmシングルモード光ファイバー伝送リンクの全長を伝搬
する。1550nmシングルモード光ファイバー伝送リンク1000は980/
1550nmシングルモード光ファイバー波長逆多重化カプラ32の入力アーム
5bに54において溶接されている。そして、信号はカプラ30に到達したとき
、カプラ32の2つの別個の出力アーム6c及び7cに効率的に分離且つ分岐さ
れる。波長逆多重化カプラ32の1550nmの通信信号出力アーム7cはピグ
テール型InGaAs検出装置22に連結された1550nmシングルモードフ
ァイバー7dに56において溶接されている。波長逆多重化カプラ32の980
nmの検出信号出力アーム6cは反射ミラー46で終結する980nmシングル
モードファイバー6hに64において溶接されている。このため、検出信号はフ
ァイバー6h、6c、5b、1000、5a、6b及び6gに沿って反対方向に
反射される。検出信号は1550nmシングルモード光ファイバー伝送リンク1
000を2度伝搬し、感度を効果的に2倍とする。カプラ44の出力アーム6f
はピグテール型InGaAs検出装置42に連結された980nmシングルモー
ドファイバー6dに66において溶接されている。そして、適切なエレクトロニ
クス、信号処理方法、及びアルゴリズムがフォトデテクタからの信号を処理して
所望の情報を取得する。
FIG. 6 is a diagram illustrating a general embodiment of the present invention for a reflective detection device that functions in a single mode fiber optic telecommunications link. In the embodiment of FIG.
According to a preferred configuration of the present invention, a coherent laser beam having a detection wavelength of 980 nm is transmitted from a pigtailed laser diode having an optional integrated isolator
The light is transmitted to the 80 nm single mode optical fiber 6a and propagates through the optical fiber 6a. The optical fiber 6a is welded at 60 to one input arm 4e of the 980 nm single mode coupler 44. Then, when the light of the detection wavelength reaches the coupler 44, it is branched to the output arm 6g of the coupler 44. If a wavelength multiplexing coupler with two output arms is used, the unused arms are broken or terminated to avoid reflections. Then, the light of the detection wavelength propagates through the optical fiber 6g. The optical fiber 6g is welded at 62 to one input arm 6b of one of the 980 / 1550nm single mode optical fiber wavelength multiplexing couplers 30. Then, when the light of the detection wavelength reaches the coupler 30, it is branched to the output arm 5a of the coupler 30. At the same time, a laser beam having a communication wavelength of 1550 nm is emitted from an arbitrary integrated isolator 2.
The light is transmitted from the pigtail type laser diode having 0 to the 1550 nm single mode optical fiber 7a and propagates through the optical fiber 7a. The optical fiber 7a is connected to the second input arm 7 of the 980/1550 nm single mode wavelength multiplexing coupler 44.
b is welded at 50. Then, when the light of the communication wavelength reaches the coupler 30, it is branched to the output arm 5a of the coupler 30 in the same manner as the detection signal. Therefore,
The wavelength multiplexing coupler 30 efficiently couples the detection and communication signals to one output arm 5a of the coupler. The output arm 5a of the wavelength multiplexing coupler 30 has a main 1550 nm
It is directly welded at 52 to the single mode fiber optic transmission link 1000. Both communication and detection signals propagate the entire length of the 1550 nm single mode optical fiber transmission link without interfering with each other up to the other end of the link 1000. The 1550 nm single mode optical fiber transmission link 1000 is 980 /
It is welded at 54 to the input arm 5b of the 1550 nm single mode optical fiber wavelength demultiplexing coupler 32. Then, when the signal reaches the coupler 30, it is effectively split and split into two separate output arms 6c and 7c of the coupler 32. The 1550 nm communication signal output arm 7 c of the wavelength demultiplexing coupler 32 is welded at 56 to a 1550 nm single mode fiber 7 d connected to the pigtailed InGaAs detector 22. 980 of wavelength demultiplexing coupler 32
The nm detection signal output arm 6c is welded at 64 to a 980nm single mode fiber 6h terminating at a reflective mirror 46. Thus, the detection signal is reflected in opposite directions along the fibers 6h, 6c, 5b, 1000, 5a, 6b and 6g. The detection signal is 1550nm single mode optical fiber transmission link 1.
000 twice, effectively doubling the sensitivity. Output arm 6f of coupler 44
Is welded at 66 to a 980 nm single mode fiber 6d connected to a pigtailed InGaAs detector. Then, appropriate electronics, signal processing methods and algorithms process the signal from the photodetector to obtain desired information.

【0096】 図7は図3の技術に従い、シングルモード光ファイバー電気通信リンクにおい
て機能する二端型の向流式検出・位置測定装置に関する本発明の他の一般的実施
形態を示す図である。980nm向流式検出システム300は検出信号を155
0nmシングルモード光ファイバー伝送リンク1000の反対方向に送信するの
に用いられ、システム300は適切には検出信号を1550nmシングルモード
光ファイバー伝送リンク1000の反対方向に送信する第2の980nm向流式
検出システム320と時間的に同期する。リンク1000において向流式検出信
号に変化をもたらすあらゆる外乱Pは両信号に同様に影響を与える。しかし、影
響を受けた対流信号はファイバーの残りをシステム300及び320の各フォト
デテクタまで伝搬し続けざるを得ないため、検出信号間に時間遅れ又は時間差が
生じる。先に述べたように時間差はファイバーにおける検出事象位置に直接比例
する。システム300及び320間の時間同期は、向流式信号間の時間差を測定
する際に重要である。
FIG. 7 is a diagram illustrating another general embodiment of the present invention for a two-ended counter-current sensing and locating device functioning in a single-mode fiber optic telecommunications link in accordance with the technique of FIG. The 980 nm countercurrent detection system 300 converts the detection signal to 155
Used to transmit in the opposite direction of the 0 nm single mode fiber optic transmission link 1000, the system 300 is suitably a second 980 nm countercurrent detection system 320 that transmits the detection signal in the opposite direction of the 1550 nm single mode fiber optic transmission link 1000. Synchronize with the time. Any disturbance P that causes a change in the counter-current detection signal at link 1000 will affect both signals as well. However, the affected convection signal must continue to propagate through the remainder of the fiber to each of the photodetectors in systems 300 and 320, resulting in a time delay or time difference between the detected signals. As mentioned earlier, the time difference is directly proportional to the location of the detected event in the fiber. The time synchronization between the systems 300 and 320 is important in measuring the time difference between the countercurrent signals.

【0097】 図8は図4の技術に従い、シングルモード光ファイバー電気通信リンクにおい
て機能する一端型の向流式検出・位置測定装置に関する本発明の他の一般的実施
形態を示す図である。一端型の980nm向流式検出システム350は、同一又
は類似のケーブル1200の(シングル又はマルチモードの)他の光ファイバー
に74において溶接されている1550nmシングルモード光ファイバー伝送リ
ンク1000に2つの向流式検出信号を同時に送信し、伝搬し、且つ、検査する
ために用いられる。リンク1000及び/又は1200の向流式検出信号に変化
をもたらすあらゆる外乱Pは両信号に同様に影響を与える。しかし、影響を受け
た対流信号はファイバーの残りをシステム350の各フォトデテクタまで伝搬し
続けざるを得ないため、検出信号間に時間遅れ又は時間差が生じる。先に述べた
ように時間差はファイバーにおける検出事象の位置に直接比例する。システム3
00及び320間の時間同期は、向流式信号間の時間差を測定する際に重要であ
る。
FIG. 8 is a diagram illustrating another general embodiment of the present invention for a one-sided counter-current sensing and locating device functioning in a single-mode fiber optic telecommunications link in accordance with the technique of FIG. The one-end 980 nm counter-current detection system 350 includes two counter-current detections on a 1550 nm single-mode fiber optic transmission link 1000 that is welded 74 at 74 to another optical fiber (single or multi-mode) of the same or similar cable 1200. Used to transmit, propagate, and test signals simultaneously. Any disturbance P that causes a change in the counter-current detection signal of the link 1000 and / or 1200 will affect both signals as well. However, the affected convection signal must continue to propagate through the rest of the fiber to each photodetector of system 350, resulting in a time delay or time difference between the detected signals. As mentioned earlier, the time difference is directly proportional to the location of the detection event on the fiber. System 3
The time synchronization between 00 and 320 is important in measuring the time difference between countercurrent signals.

【0098】 図9はマルチモード光ファイバー電気通信リンクにおいて機能する透過式検出
装置に関する本発明の他の実施形態を示す図である。図9に関し、本発明の他の
好適な実施形態によれば、検出波長1310nmのコヒーレントレーザー光が任
意の一体型アイソレータ41を有するピグテール型レーザーダイオードから13
10nmシングルモード光ファイバー8aに送信され、光ファイバー8aを伝搬
する。光ファイバー6aは850/1310nmマルチモード波長多重化カプラ
34の1の入力アーム8bに84において溶接されている。そして、検出波長の
光はカプラ34に到達したとき、カプラ34の出力アーム5cに分岐される。同
時に、通信波長850nmのレーザー光が任意の一体型アイソレータ20を有す
るピグテール型レーザーダイオードから850nmマルチモード光ファイバー9
aに送信され、光ファイバー9aを伝搬する。光ファイバー9aは850/13
10nmマルチモード光ファイバー波長多重化カプラ34の第2入力アーム9b
に80において溶接されている。そして、通信波長の光はカプラ34に到達した
とき、検出信号と同様にカプラ34の出力アーム5cに分岐される。従って、波
長多重化カプラ34は検出及び通信信号をカプラの一の出力アーム5cに効率的
に結合する。波長多重化カプラ34の出力アーム5cはメインのマルチモード光
ファイバー伝送リンク1500に81において直接溶接されている。通信及び検
出信号の双方がリンク1500の他端に至るまで相互に干渉することなく、マル
チモード光ファイバー伝送リンク1500の全長を伝搬する。マルチモード光フ
ァイバー伝送リンク1500は850/1310nmマルチモード光ファイバー
波長逆多重化カプラ36の入力アーム5dに82において溶接されている。そし
て、信号はカプラ36に到達したとき、カプラ36の2つの別個の出力アーム8
c及び9cに効率的に分離且つ分岐される。波長逆多重化カプラ36の1310
nmの検出信号出力アーム8cはピグテール型InGaAs検出装置43に連結
された1310nmシングルモードファイバー8dに88で溶接されている。同
様に、波長逆多重化カプラ36の850nmの通信信号出力アーム98cはピグ
テール型Si検出装置27に連結又は挿嵌されたマルチモードファイバー9dに
83において溶接されている。そして、適切なエレクトロニクス、信号処理方法
、及びアルゴリズムがフォトデテクタからの信号を処理して所望の情報を取得す
る。
FIG. 9 is a diagram illustrating another embodiment of the present invention relating to a transmissive detector operating in a multimode fiber optic telecommunications link. Referring to FIG. 9, in accordance with another preferred embodiment of the present invention, a coherent laser beam with a detection wavelength of 1310 nm is transmitted from a pigtailed laser diode with an optional integrated isolator 41 to 13.
The light is transmitted to the 10 nm single mode optical fiber 8a and propagates through the optical fiber 8a. Optical fiber 6a is welded at 84 to one input arm 8b of 850/1310 nm multimode wavelength multiplexing coupler. When the light of the detection wavelength reaches the coupler 34, the light is branched to the output arm 5c of the coupler 34. At the same time, a laser beam having a communication wavelength of 850 nm is transmitted from a pigtail type laser diode having an optional integrated isolator 20 to an 850 nm multimode optical fiber 9.
a and propagates through the optical fiber 9a. The optical fiber 9a is 850/13
Second input arm 9b of 10 nm multimode optical fiber wavelength multiplexing coupler 34
Are welded at 80. Then, when the light of the communication wavelength reaches the coupler 34, it is branched to the output arm 5c of the coupler 34 in the same manner as the detection signal. Accordingly, the wavelength multiplexing coupler 34 efficiently couples the detection and communication signals to one output arm 5c of the coupler. The output arm 5c of the wavelength multiplexing coupler 34 is directly welded at 81 to the main multimode fiber optic transmission link 1500. Both communication and detection signals propagate the entire length of the multi-mode fiber optic transmission link 1500 without interfering with each other up to the other end of the link 1500. The multimode fiber optic transmission link 1500 is welded at 82 to the input arm 5d of the 850/1310 nm multimode fiber optic wavelength demultiplexing coupler. Then, when the signal reaches the coupler 36, the two separate output arms 8 of the coupler 36
c and 9c are efficiently separated and branched. 1310 of wavelength demultiplexing coupler 36
The nm detection signal output arm 8c is welded at 88 to a 1310 nm single mode fiber 8d connected to the pigtailed InGaAs detector 43. Similarly, the 850 nm communication signal output arm 98c of the wavelength demultiplexing coupler 36 is welded at 83 to the multimode fiber 9d connected or inserted into the pigtail Si detector 27. Then, appropriate electronics, signal processing methods and algorithms process the signal from the photodetector to obtain desired information.

【0099】 図10はマルチモード光ファイバー電気通信リンクにおいて機能する反射式検
出装置に関する本発明の他の実施形態を示す。図10の実施形態では、本発明の
他の好適な構成によれば、検出波長1310nmのコヒーレントレーザー光が任
意の一体型アイソレータ41を有するピグテール型レーザーダイオードから13
10nmシングルモード光ファイバー8aに送信され、光ファイバー8aを伝搬
する。光ファイバー8aはシングルモードカプラ45の1の入力アーム8eに8
6にいおいて溶接されている。そして、検出波長の光はカプラ45に到達したと
き、カプラ45の出力アーム8gに分岐される。2つの出力アームを有するカプ
ラが用いられる場合、不使用のアームは反射を回避するため破損又は終結される
。検出波長の光は光ファイバー8を伝搬する。光ファイバー8gは850/13
10nmマルチモード光ファイバー波長多重化カプラ34の1の入力アーム8b
に87において溶接されている。そして、検出波長の光がカプラ34に到達した
とき、検出信号と同様にカプラ34の出力アーム5cに分岐される。2つの出力
アームを有する波長多重化カプラが使用された場合、不使用のアームは反射を回
避するため破損又は終結される。同時に、通信波長850nmのレーザー光が任
意の一体型アイソレータ25を有するピグテール型レーザーダイオードからマル
チモード光ファイバー9aに送信され、光ファイバー9aを伝搬する。光ファイ
バー9aは850/1310nmマルチモード光ファイバー波長多重化カプラ3
4の第2入力アーム9bに80において溶接されている。そして、通信波長の光
はカプラ34に到達したとき、検出信号と同様にカプラ34の出力アーム5cに
分岐される。従って、波長多重化カプラ34は検出及び通信信号をカプラの一の
出力アーム5cに効率的に結合する。波長多重化カプラ34の出力アーム5cは
メインのマルチモード光ファイバー伝送リンク1500に81において直接溶接
されている。通信及び検出信号の双方がリンク1500の他端に至るまで相互に
干渉することなく、マルチモード光ファイバー伝送リンク1500の全長を伝搬
する。マルチモード光ファイバー伝送リンク1500は850/1310nmマ
ルチモード光ファイバー波長逆多重化カプラ36の入力アーム5dに82におい
て溶接されている。そして、信号はカプラ36に到達したとき、カプラ36の2
つの別個の出力アーム8c及び9cに効率的に分離且つ分岐される。波長逆多重
化カプラ36の1310nmの通信信号出力アーム8cはピグテール型又はレセ
プタクル型Si検出装置27に連結されたマルチモードファイバー9dに83に
おいて溶接されている。波長逆多重化カプラ36の1310nmの通信信号出力
アーム9cは反射ミラー47で終結する1310nmシングル又はマルチモード
ファイバー8hに88において溶接されている。このため、検出信号はファイバ
ー8h、8c、5d、1500、5c、8b及び9gに沿って反対方向に反射さ
れ、カプラ45を経てアーム8fに分岐される。検出信号は1550nmシング
ルモード光ファイバー伝送リンク1500を2度伝搬し、感度を効果的に2倍と
する。カプラ45の出力アーム8fはピグテール型InGaAs検出装置42に
連結された980nmシングルモードファイバー8dに89において溶接されて
いる。そして、適切なエレクトロニクス、信号処理方法、及びアルゴリズムがフ
ォトデテクタからの信号を処理して所望の情報を取得する。
FIG. 10 shows another embodiment of the present invention relating to a reflective sensing device functioning in a multimode fiber optic telecommunications link. In the embodiment of FIG. 10, according to another preferred configuration of the present invention, a coherent laser beam having a detection wavelength of 1310 nm is transmitted from a pigtailed laser diode having an optional integrated isolator 41 to 13.
The light is transmitted to the 10 nm single mode optical fiber 8a and propagates through the optical fiber 8a. The optical fiber 8a is connected to one input arm 8e of the single mode coupler 45 by 8
6 is welded. Then, when the light of the detection wavelength reaches the coupler 45, it is branched to the output arm 8g of the coupler 45. If a coupler with two output arms is used, the unused arms are broken or terminated to avoid reflection. The light of the detection wavelength propagates through the optical fiber 8. 8g of optical fiber is 850/13
One input arm 8b of 10 nm multimode optical fiber wavelength multiplexing coupler 34
At 87. When the light having the detection wavelength reaches the coupler 34, the light is branched to the output arm 5c of the coupler 34 in the same manner as the detection signal. If a wavelength multiplexing coupler with two output arms is used, the unused arms are broken or terminated to avoid reflection. At the same time, laser light having a communication wavelength of 850 nm is transmitted from the pigtail type laser diode having an arbitrary integrated isolator 25 to the multimode optical fiber 9a, and propagates through the optical fiber 9a. The optical fiber 9a is a 850 / 1310nm multimode optical fiber wavelength multiplexing coupler 3.
4 is welded at 80 to the second input arm 9b. Then, when the light of the communication wavelength reaches the coupler 34, it is branched to the output arm 5c of the coupler 34 in the same manner as the detection signal. Accordingly, the wavelength multiplexing coupler 34 efficiently couples the detection and communication signals to one output arm 5c of the coupler. The output arm 5c of the wavelength multiplexing coupler 34 is directly welded at 81 to the main multimode fiber optic transmission link 1500. Both communication and detection signals propagate the entire length of the multi-mode fiber optic transmission link 1500 without interfering with each other up to the other end of the link 1500. The multimode fiber optic transmission link 1500 is welded at 82 to the input arm 5d of the 850/1310 nm multimode fiber optic wavelength demultiplexing coupler. When the signal reaches the coupler 36, the signal of the coupler 36
It is effectively separated and branched into two separate output arms 8c and 9c. The 1310 nm communication signal output arm 8c of the wavelength demultiplexing coupler 36 is welded at 83 to a multimode fiber 9d connected to a pigtail or receptacle Si detector 27. The 1310 nm communication signal output arm 9 c of the wavelength demultiplexing coupler 36 is welded 88 to a 1310 nm single or multimode fiber 8 h terminating at a reflective mirror 47. Therefore, the detection signal is reflected in opposite directions along the fibers 8h, 8c, 5d, 1500, 5c, 8b, and 9g, and is branched to the arm 8f via the coupler 45. The detection signal propagates twice through the 1550 nm single-mode fiber optic transmission link 1500, effectively doubling the sensitivity. The output arm 8f of the coupler 45 is welded at 89 to a 980 nm single mode fiber 8d connected to the pigtailed InGaAs detector 42. Then, appropriate electronics, signal processing methods and algorithms process the signal from the photodetector to obtain desired information.

【0100】 図11は図3の技術に従い、マルチモード光ファイバー電気通信リンクにおい
て機能する二端型の向流式検出・位置測定装置に関する本発明の他の一般的実施
形態を示す図である。1310nm向流式検出システム400が検出信号をメイ
ンのマルチモード光ファイバー伝送リンク1500の一方向に送信するために用
いられ、システム400は適切にはメインのマルチモード光ファイバー伝送リン
ク1500の反対方向に検出信号を送信する第2の1310nm向流式検出シス
テム420と時間的に同期する。リンク1500において向流式検出信号に変化
をもたらすあらゆる外乱Pは両信号に同様に影響を与える。しかし、影響を受け
た向流式信号はファイバーの残りをシステム400及び420の各フォトデテク
タまで伝搬し続けざるを得ないため、検出信号間に時間遅れ又は時間差が生じる
。先に述べたように時間差はファイバーにおける検出事象の位置に直接比例する
。システム400と、420との間の時間同期は、向流式信号間の時間差を決定
する際に重要である。
FIG. 11 is a diagram illustrating another general embodiment of the present invention for a two-ended counter-current sensing and locating device functioning in a multi-mode fiber optic telecommunications link in accordance with the technique of FIG. A 1310 nm counter-current detection system 400 is used to transmit the detection signal in one direction of the main multi-mode fiber optic transmission link 1500, and the system 400 is suitably configured to detect the detection signal in the opposite direction of the main multi-mode fiber optic transmission link 1500. In time with a second 1310 nm countercurrent detection system 420 that transmits Any disturbance P that causes a change in the counter-current detection signal at link 1500 will affect both signals as well. However, the affected countercurrent signal must continue to propagate through the remainder of the fiber to the photodetectors of systems 400 and 420, resulting in a time lag or time difference between the detected signals. As mentioned earlier, the time difference is directly proportional to the location of the detection event on the fiber. Time synchronization between the systems 400 and 420 is important in determining the time difference between the countercurrent signals.

【0101】 図12は図4の技術に従い、マルチモード光ファイバー電気通信リンクにおい
て機能する一端型の向流式検出・位置測定装置に関する本発明の他の一般的実施
形態を示す図である。一端型の1310nm向流式検出システム450は、同一
又は類似のケーブル1700の(単一又はマルチモードの)他の光ファイバーに
94において溶接されている別のメインのマルチモード光ファイバー伝送リンク
1500に2つの対流検出信号を同時に送信し、伝搬し且つ検査するために用い
られる。リンク1500及び/又は1700の向流式検出信号に変化をもたらす
あらゆる外乱Pは両信号に同様に影響を与える。しかし、影響を受けた向流式信
号はファイバーの残りをシステム450の各フォトデテクタまで伝搬し続けざる
を得ないため、検出信号間に時間遅れ又は時間差が生じる。前述のように時間差
はファイバーにおける検出事象の位置に直接比例する。この場合、システムの時
間同期は、通常の信号取得システムを利用することで可能である。
FIG. 12 is a diagram illustrating another general embodiment of the present invention relating to a one-sided counter-current sensing and locating device functioning in a multi-mode fiber optic telecommunications link in accordance with the technique of FIG. The one-sided 1310 nm counter-current detection system 450 includes two main multi-mode fiber optic transmission links 1500 that are welded 94 to other fiber (single or multi-mode) of the same or similar cable 1700. It is used to simultaneously transmit, propagate and test convection detection signals. Any disturbance P that causes a change in the countercurrent detection signal of the link 1500 and / or 1700 affects both signals as well. However, the affected countercurrent signal must continue to propagate the rest of the fiber to each photodetector of system 450, resulting in a time delay or time difference between the detected signals. As mentioned above, the time difference is directly proportional to the location of the detection event on the fiber. In this case, time synchronization of the system is possible using a normal signal acquisition system.

【0102】 図13はシングルモード光ファイバー・3ノード・二地点間ネットワーク装置
において複数のWDMカプラを用い、検出ファイバーを一の通信ノードを超えて
延長するために検出信号用の連結バイパス素子を構成する本発明のさらに他の一
般的実施形態を示す図である。図13に関し、本発明のさらなる好適な構成によ
れば、通信ノード1N1に始まり、波長980nmのコヒーレントレーザー光が
任意の一体型アイソレータ140を有するピグテール型レーザーダイオードから
980nmシングルモード光ファイバー16aに送信され、光ファイバー16a
を伝搬する。光ファイバー16aは980/1550nmシングルモード波長多
重化カプラ130の1の入力アーム16bに157において溶接されている。そ
して、検出波長の光はカプラ130に到達したとき、カプラ130の出力アーム
15aに分岐される。同時に、通信ノード1において通信波長1550nmのレ
ーザー光が任意の一体型アイソレータ120を有するピグテール型レーザーダイ
オードから1550nmマルチモード光ファイバー17aに送信され、光ファイ
バー17aを伝搬する。光ファイバー17aは980/1550nmシングルモ
ード光ファイバー波長多重化カプラ130の第2入力アーム17bに150にお
いて溶接されている。そして、通信波長の光はカプラ130に到達したとき、検
出信号と同様にカプラ130の出力アーム15aに分岐される。従って、波長多
重化カプラ130は検出及び通信信号をカプラの一の出力アーム15aに効率的
に結合する。波長多重化カプラ130の出力アーム15aはメインの1550n
mシングルモード光ファイバー伝送リンク2000に152において直接溶接さ
れている。通信及び検出信号の双方がリンク2000の他端に至るまで相互に干
渉することなく、1550nmシングルモード光ファイバー伝送リンク2000
の全長を伝搬する。1550nmシングルモード光ファイバー伝送リンク200
0は980/1550nmシングルモード光ファイバー波長逆多重化カプラ13
2の入力アーム15bに154において溶接されている。そして、信号はカプラ
132に到達したとき、カプラ132の2つの別個の出力アーム16c及び17
cに効率的に分離且つ分岐される。波長逆多重化カプラ132の1550nmの
通信信号出力アーム17cは通信ノード2N2でピグテール型InGaAs検出
装置122に連結された1550nmシングルモードファイバー17dに88に
おいて溶接されている。そして、適切なエレクトロニクス、信号処理方法、及び
アルゴリズムがフォトデテクタからの信号を処理して所望の通信情報を取得する
。波長逆多重化カプラ132の980nmの検出信号出力アーム16cは、検出
信号が通信ノード3N3に伝搬し続けるように通信ノード2をバイパスする98
0nm又は1550nmシングルモード光ファイバー2001に158で溶接さ
れている。続いて、検出信号はファイバー2001の980/1550nmシン
グルモード光ファイバー波長多重化カプラ230の1の入力アーム116bへの
溶接位置まで連結バイパスファイバー2001を伝搬し、検出波長の光がカプラ
230に到達したとき、カプラ230の出力アーム115aに分岐される。同時
に、通信ノード2において通信波長1550nmのレーザー光が任意の一体型ア
イソレータ220を有するピグテール型レーザーダイオードから1550nmシ
ングルモード光ファイバー117aに入射され、光ファイバー117aを伝搬す
る。光ファイバー117aは980/1550nmシングルモード光ファイバー
波長多重化カプラ230の第2入力アーム17bに250で溶接されている。そ
して、通信波長の光はカプラ230に到達したとき、検出信号と同様にカプラ2
30の出力アーム115aに分岐される。従って、波長多重化カプラ230は検
出及び通信信号をカプラの一の出力アーム115aに効率的に結合する。波長多
重化カプラ230の出力アーム115aはメインの1550nmシングルモード
光ファイバー伝送リンク2002に252で直接溶接されている。通信及び検出
信号の双方がリンク2002の他端に至るまで相互に干渉することなく、155
0nmシングルモード光ファイバー伝送リンク2002の全長を伝搬する。15
50nmシングルモード光ファイバー伝送リンク2002は980/1550n
mシングルモード光ファイバー波長逆多重化カプラ232の入力アーム215b
に254で溶接されている。そして、信号はカプラ232に到達したとき、カプ
ラ232の2つの別個の出力アーム116c及び117cに効率的に分離且つ分
岐される。波長逆多重化カプラ232の1550nmの通信信号出力アーム11
7cは通信ノード3でピグテール型InGaAs検出装置222に連結された1
550nmシングルモードファイバー117dに256において溶接されている
。同時に、波長逆多重化カプラ232の980nmの検出信号出力アーム116
cはピグテール型InGaAs検出装置242に連結された980nmシングル
モードファイバー116dに258において溶接されている。そして、適切なエ
レクトロニクス、信号処理方法、及びアルゴリズムがフォトデテクタからの信号
を処理して所望の通信情報を取得する。この方法では、一の送信装置140の端
部と、一の検出装置242の端部とが用いられるとともに、検出信号は2つの光
ファイバーリンク2000及び2002を伝搬される。980nmの検出信号に
おいて、通信システムがマルチモードリンクにおいて機能している場合、シング
ルモードファイバー2000、2001及び2002に代えて真のマルチモード
ファイバーを使用することも可能である。
FIG. 13 shows a single-mode optical fiber / three-node / point-to-point network device using a plurality of WDM couplers and configuring a connection bypass element for a detection signal in order to extend a detection fiber beyond one communication node. FIG. 4 illustrates yet another general embodiment of the present invention. Referring to FIG. 13, according to a further preferred configuration of the invention, starting at the communication node 1N1, a 980 nm wavelength coherent laser beam is transmitted from a pigtailed laser diode with an optional integrated isolator 140 to a 980 nm single mode optical fiber 16a, Optical fiber 16a
Is propagated. Optical fiber 16a is welded 157 to one input arm 16b of 980 / 1550nm single mode wavelength multiplexing coupler 130. Then, when the light of the detection wavelength reaches the coupler 130, it is branched to the output arm 15a of the coupler 130. At the same time, a laser beam having a communication wavelength of 1550 nm is transmitted from the pigtail type laser diode having an arbitrary integrated isolator 120 to the 1550 nm multimode optical fiber 17a at the communication node 1 and propagates through the optical fiber 17a. The optical fiber 17a is welded at 150 to the second input arm 17b of the 980/1550 nm single mode optical fiber wavelength multiplex coupler 130. Then, when the light of the communication wavelength reaches the coupler 130, it is branched to the output arm 15a of the coupler 130 in the same manner as the detection signal. Accordingly, the wavelength multiplexing coupler 130 efficiently couples the detection and communication signals to one output arm 15a of the coupler. The output arm 15a of the wavelength multiplexing coupler 130 is a main 1550n.
m is directly welded at 152 to the single mode fiber optic transmission link 2000. The 1550 nm single-mode fiber optic transmission link 2000 without both communication and detection signals interfering with each other up to the other end of the link 2000.
Propagate the full length of 1550nm single mode optical fiber transmission link 200
0 is a 980/1550 nm single mode optical fiber wavelength demultiplexing coupler 13
The second input arm 15b is welded at 154. Then, when the signal reaches the coupler 132, the two separate output arms 16c and 17 of the coupler 132
c is efficiently separated and branched. The 1550 nm communication signal output arm 17 c of the wavelength demultiplexing coupler 132 is welded at 88 to a 1550 nm single mode fiber 17 d connected to the pigtailed InGaAs detector 122 at the communication node 2N2. Then, appropriate electronics, signal processing methods and algorithms process signals from the photodetector to obtain desired communication information. The 980 nm detection signal output arm 16c of the wavelength demultiplexing coupler 132 bypasses the communication node 2 so that the detection signal continues to propagate to the communication node 3N3 98.
It is welded at 158 to a 0 nm or 1550 nm single mode optical fiber 2001. Subsequently, the detection signal propagates through the connection bypass fiber 2001 to the welding position of the 980/1550 nm single-mode optical fiber wavelength multiplexing coupler 230 of the fiber 2001 to the input arm 116b of the coupler 230, and when the light of the detection wavelength reaches the coupler 230. , To the output arm 115a of the coupler 230. At the same time, a laser beam having a communication wavelength of 1550 nm is incident on a 1550 nm single mode optical fiber 117a from a pigtail type laser diode having an arbitrary integrated isolator 220 at the communication node 2 and propagates through the optical fiber 117a. The optical fiber 117a is welded at 250 to the second input arm 17b of the 980 / 1550nm single mode optical fiber wavelength multiplex coupler 230. Then, when the light of the communication wavelength reaches the coupler 230, the light of the
It branches into 30 output arms 115a. Thus, wavelength multiplexing coupler 230 efficiently couples the detection and communication signals to one output arm 115a of the coupler. The output arm 115a of the wavelength multiplexing coupler 230 is directly welded 252 to the main 1550nm single mode fiber optic transmission link 2002. Both communication and detection signals do not interfere with each other up to the other
It propagates the entire length of the 0 nm single mode optical fiber transmission link 2002. Fifteen
50nm single mode fiber optic transmission link 2002 is 980 / 1550n
Input arm 215b of m single mode optical fiber wavelength demultiplexing coupler 232
At 254. Then, when the signal arrives at coupler 232, it is effectively split and split into two separate output arms 116c and 117c of coupler 232. 1550 nm communication signal output arm 11 of wavelength demultiplexing coupler 232
Reference numeral 7c denotes a communication node 3 connected to the pigtail type InGaAs detector 222.
It is welded at 256 to a 550 nm single mode fiber 117d. At the same time, the detection signal output arm 116 of 980 nm of the wavelength demultiplexing coupler 232
c is welded at 258 to a 980 nm single mode fiber 116d coupled to a pigtailed InGaAs detector 242. Then, appropriate electronics, signal processing methods and algorithms process signals from the photodetector to obtain desired communication information. In this method, an end of one transmitting device 140 and an end of one detecting device 242 are used, and a detection signal is propagated through two optical fiber links 2000 and 2002. For a 980 nm detection signal, if the communication system is functioning in a multi-mode link, it is also possible to use a true multi-mode fiber instead of the single mode fibers 2000, 2001 and 2002.

【0103】 図14はマルチモード光ファイバー・3ノード・二地点間ネットワーク装置に
おいて複数のWDMカプラを用い、検出ファイバーを一の通信ノードを超えて延
長するために検出信号用の連結バイパス素子を構成する本発明のさらに他の一般
的実施形態を示す図である。図14を参照し、本発明の他の好適な実施形態によ
れば、通信ノード1を始点として検出波長1310nmのコヒーレントレーザー
光が任意の一体型アイソレータ141を有するピグテール型レーザーダイオード
から1310nmシングルモード光ファイバー18aに送信され、光ファイバー
18aを伝搬する。光ファイバー18aは850/1310nmマルチモード光
ファイバー多重化カプラ134の1の入力アーム18bに184において溶接さ
れている。そして、検出波長の光はカプラ134に到達したとき、カプラ134
の出力アーム15cに分岐される。同時に、通信ノード1において通信波長85
0nmのレーザー光が任意の一体型アイソレータ125を有するピグテール型レ
ーザーダイオードからマルチモード光ファイバー19aに送信され、光ファイバ
ー19aを伝搬する。光ファイバー19aは850/1310nmマルチモード
光ファイバー波長多重化カプラ134の第2入力アーム19bに180において
溶接されている。そして、通信波長の光はカプラ134に到達したとき、検出信
号と同様にカプラ134の出力アーム15cに分岐される。従って、波長多重化
カプラ134は検出及び通信信号をカプラの一の出力アーム15cへと効率的に
結合する。波長多重化カプラ134の出力アーム15cはメインのマルチモード
光ファイバー伝送リンク2150に181において直接溶接されている。通信及
び検出信号の双方がリンク2150の他端に到るまで相互に干渉することなく、
マルチモード光ファイバー伝送リンク2150の全長を伝搬する。マルチモード
光ファイバー伝送リンク2150は850/1310nmマルチモード光ファイ
バー波長逆多重化カプラ136の入力アーム15dに182において溶接されて
いる。そして、信号はカプラ136に到達したとき、カプラ136の2つの別個
の出力アーム18c及び19cに効率的に分離且つ分岐される。波長逆多重化カ
プラ136の850nmの通信信号出力アーム19cは通信ノード2でピグテー
ル型又はレセプタクル型Si検出装置127にされたマルチモードファイバー1
9dに183において溶接されている。そして、適切なエレクトロニクス、信号
処理方法、及びアルゴリズムがフォトデテクタからの信号を処理して所望の情報
を取得する。波長逆多重化カプラ136の1310nmの検出信号出力アーム1
8cは、検出信号が通信ノード3に伝搬し続けるように通信ノード2をバイパス
するマルチモード又は1310nmシングルモード光ファイバー2160に18
8で溶接されている。続いて、検出信号はファイバー2160が850/131
0nmマルチモード光ファイバー波長多重化カプラ234の1の入力アーム11
8bへの溶接位置284まで連結バイパスファイバー2160を伝搬する。そし
て、検出波長の光はカプラ234に到達したとき、カプラ234の出力アーム1
15cに分岐される。同時に、通信ノード2において通信波長850nmのレー
ザー光が任意の一体型アイソレータ225を有するピグテール型レーザーダイオ
ードからマルチモード光ファイバー119aに送信され、光ファイバー119a
を伝搬する。光ファイバー119aは850/1310nmマルチモード光ファ
イバー波長多重化カプラ234の第2入力アーム119bに250において溶接
されている。そして、通信波長の光はカプラ234に到達したとき、検出信号と
同様にカプラ234の出力アーム115cに分岐される。従って、波長多重化カ
プラ234は検出及び通信信号をカプラの一の出力アーム115cに効率的に結
合する。波長多重化カプラ234の出力アーム115cはメインのマルチモード
光ファイバー伝送リンク2710に281において直接溶接されている。通信及
び検出信号の双方がリンク2710の他端に到るまで相互に干渉することなく、
マルチモード光ファイバー伝送リンク2710の全長を伝搬する。マルチモード
光ファイバー伝送リンク2710は850/1310nmマルチモード光ファイ
バー波長逆多重化カプラ236の入力アーム115dに282において溶接され
ている。そして、信号はカプラ236に到達したとき、カプラ236の2つの別
個の出力アーム118c及び119cに効率的に分離且つ分岐される。波長逆多
重化カプラ236の850nmの通信信号出力アーム119cは通信ノード3で
ピグテール型Si検出装置227に連結されたマルチモードファイバー119d
に283において溶接されている。同様に、波長逆多重化カプラ236の131
0nmの検出信号出力アーム118cはピグテール型InGaAs検出装置24
3に連結されたマルチモード又は1310nmシングルモードファイバー118
dに288において溶接されている。そして、適切なエレクトロニクス、信号処
理方法、及びアルゴリズムがフォトデテクタからの信号を処理して所望の通信情
報を取得する。この方法では、一の送信装置141側の端部と、一の検出装置2
43側の端部とのみが用いられるとともに、検出信号は2つの光ファイバーリン
ク2150及び2170を伝搬される。
FIG. 14 shows a multi-mode optical fiber / three-node / point-to-point network device using a plurality of WDM couplers and configuring a connection bypass element for a detection signal in order to extend a detection fiber beyond one communication node. FIG. 4 illustrates yet another general embodiment of the present invention. Referring to FIG. 14, according to another preferred embodiment of the present invention, a coherent laser beam having a detection wavelength of 1310 nm starting from a communication node 1 is transmitted from a pigtail type laser diode having an optional integrated isolator 141 to a 1310 nm single mode optical fiber. 18a and propagates through the optical fiber 18a. The optical fiber 18a is welded at 184 to one input arm 18b of an 850/1310 nm multimode optical fiber multiplexing coupler 134. When the light of the detection wavelength reaches the coupler 134,
To the output arm 15c. At the same time, the communication wavelength
Laser light of 0 nm is transmitted from the pigtailed laser diode having an optional integrated isolator 125 to the multimode optical fiber 19a and propagates through the optical fiber 19a. The optical fiber 19a is welded at 180 to the second input arm 19b of the 850 / 1310nm multimode optical fiber wavelength multiplexing coupler 134. When the light having the communication wavelength reaches the coupler 134, the light is branched to the output arm 15c of the coupler 134 in the same manner as the detection signal. Thus, the wavelength multiplexing coupler 134 efficiently couples the detection and communication signals to one output arm 15c of the coupler. The output arm 15c of the wavelength multiplexing coupler 134 is directly welded 181 to the main multimode fiber optic transmission link 2150. Without both communication and detection signals interfering with each other until reaching the other end of link 2150,
It propagates the entire length of the multimode optical fiber transmission link 2150. The multimode fiber optic transmission link 2150 is welded 182 to the input arm 15d of the 850/1310 nm multimode fiber optic wavelength demultiplexing coupler 136. Then, when the signal reaches the coupler 136, it is effectively split and split into two separate output arms 18c and 19c of the coupler 136. The communication signal output arm 19c of 850 nm of the wavelength demultiplexing coupler 136 is connected to the multi-mode fiber 1 of the pigtail type or receptacle type Si detector 127 at the communication node 2.
9d is welded at 183. Then, appropriate electronics, signal processing methods and algorithms process the signal from the photodetector to obtain desired information. 1310 nm detection signal output arm 1 of wavelength demultiplexing coupler 136
8c is a multimode or 1310 nm single mode optical fiber 2160 that bypasses communication node 2 so that the detection signal continues to propagate to communication node 3.
8 is welded. Subsequently, the detection signal indicates that the fiber 2160 is 850/131.
One input arm 11 of 0 nm multimode optical fiber wavelength multiplexing coupler 234
8b through the connecting bypass fiber 2160 to the welding position 284. When the light of the detection wavelength reaches the coupler 234, the output arm 1 of the coupler 234
It branches to 15c. At the same time, a laser beam having a communication wavelength of 850 nm is transmitted from the pigtail type laser diode having an arbitrary integrated isolator 225 to the multimode optical fiber 119a at the communication node 2, and the optical fiber 119a
Is propagated. The optical fiber 119a is welded at 250 to the second input arm 119b of the 850 / 1310nm multimode optical fiber wavelength multiplexing coupler 234. Then, when the light of the communication wavelength reaches the coupler 234, it is branched to the output arm 115c of the coupler 234 in the same manner as the detection signal. Accordingly, the wavelength multiplexing coupler 234 efficiently couples the detection and communication signals to one output arm 115c of the coupler. The output arm 115c of the wavelength multiplexing coupler 234 is directly welded 281 to the main multimode fiber optic transmission link 2710. Without both communication and detection signals interfering with each other until reaching the other end of link 2710,
It propagates the entire length of the multimode optical fiber transmission link 2710. The multimode fiber optic transmission link 2710 is welded at 282 to the input arm 115d of the 850/1310 nm multimode fiber optic wavelength demultiplexing coupler 236. Then, when the signal reaches the coupler 236, it is effectively split and split into two separate output arms 118c and 119c of the coupler 236. The 850 nm communication signal output arm 119c of the wavelength demultiplexing coupler 236 is a multimode fiber 119d connected to the pigtail type Si detector 227 at the communication node 3.
At 283. Similarly, 131 of the wavelength demultiplexing coupler 236
The 0 nm detection signal output arm 118c is a pigtail type InGaAs detector 24.
Multimode or 1310 nm single mode fiber 118 coupled to 3
d is welded at 288. Then, appropriate electronics, signal processing methods and algorithms process signals from the photodetector to obtain desired communication information. In this method, one transmitting device 141 side end and one detecting device 2
Only the end on the 43 side is used, and the detection signal is propagated through two optical fiber links 2150 and 2170.

【0104】 図15は光ファイバーリングトポロジーネットワークにおいて透過式検出装置
と、複数のWDMカプラとを用い、検出ファイバーを全てのリングトポロジーネ
ットワークに渡り延長するために検出信号用の連結バイパス素子を構成する本発
明のさらに他の一般的実施形態を示す図である。本構成では、リングトポロジー
ネットワーク(RTN)ノード500、502、504、506、508及び5
10は(シングル又はマルチモード)光ファイバーリンク600、602、60
4、606、608及び610を介し、適当なWDMカプラ550、552、5
54、556、558、560、562、564、566、568、570及び
572の論理シーケンスにより接続されている。一方、検出信号が、図13及び
14に関して詳述されたのと同様、任意の一体型アイソレータ520を有するピ
グテール型レーザーダイオードからネットワークファイバー600、602、6
04、606、608及び610を経て、適当なWDMカプラ550、552、
554、556、558、560、562、564、566、568、570及
び572の同一の論理シーケンスと、(シングル又はマルチモード)連結バイパ
スファイバー650、652、654、656及び658とにより信号が検出装
置540に受信されるまで送信される。本形態の利点は、一の送信装置520側
の端部と、一の検出装置540側の端部とのみが用いられる一方、検出ファイバ
ーが全てのリングトポロジーネットワークに渡り延長されることである。
FIG. 15 shows a book forming a connection bypass element for a detection signal in order to extend a detection fiber across all ring topology networks using a transmission type detection device and a plurality of WDM couplers in an optical fiber ring topology network. FIG. 4 illustrates yet another general embodiment of the invention. In this configuration, ring topology network (RTN) nodes 500, 502, 504, 506, 508 and 5
10 (single or multi-mode) fiber optic links 600, 602, 60
4, 606, 608 and 610 through appropriate WDM couplers 550, 552, 5
54, 556, 558, 560, 562, 564, 566, 568, 570 and 572. On the other hand, the detection signal is transmitted from a pigtailed laser diode with an optional integrated isolator 520 to the network fiber
04, 606, 608 and 610, suitable WDM couplers 550, 552,
The signal is detected by the same logical sequence of 554, 556, 558, 560, 562, 564, 566, 568, 570 and 572 and the (single or multi-mode) coupled bypass fibers 650, 652, 654, 656 and 658. Sent until received at 540. The advantage of this embodiment is that only the end on the one transmitting device 520 side and the end on the one detecting device 540 side are used, while the detecting fiber is extended over all ring topology networks.

【0105】 図16は光ファイバーリングトポロジーネットワーク装置において向流式検出
・位置測定装置と、複数のWDMカプラとを用い、検出ファイバーを全てのリン
グトポロジーネットワークに渡り延長するために複数の信号検出用の連結バイパ
ス素子を構成する本発明のさらに他の一般的実施形態を示す図である。本構成で
は、リングトポロジーネットワーク(RTN)ノード700、702、704、
706、708及び710は(単一又はマルチモードの)光ファイバーリンク8
00、802、804、806、808及び810を介し、適当なWDMカプラ
750、752、754、756、758、760、762、764、766、
768、770及び772の論理シーケンスにより接続されている。一方、対流
検出システム720が、他の図面に関して詳述されたのと同様、ネットワークフ
ァイバー800、802、804、806、808及び810を経て、適当なW
DMカプラ750、752、754、756、758、760、762、764
、766、768、770及び772の同一の論理シーケンスと、(シングル又
はマルチモードの)連結バイパスファイバー850、852、854、856及
び858とにより信号が向流式検出システム720の同調検出装置に受信される
まで同時に向流式検出信号を送信する。本形態の利点は、個々の光ファイバー入
力/出力ポートを有する一の装置コントロールボックスのみが用いられるととも
に、検出ファイバーが全てのリングトポロジーネットワークに渡り延長されるこ
とである。
FIG. 16 shows an optical fiber ring topology network device using a countercurrent type detection / position measurement device and a plurality of WDM couplers, and a plurality of signal detection signals for extending a detection fiber over all ring topology networks. FIG. 9 is a view showing still another general embodiment of the present invention constituting a connection bypass element. In this configuration, ring topology network (RTN) nodes 700, 702, 704,
706, 708 and 710 are fiber optic links (single or multi-mode).
Via 00, 802, 804, 806, 808 and 810, suitable WDM couplers 750, 752, 754, 756, 758, 760, 762, 764, 766,
They are connected by a logical sequence of 768, 770 and 772. On the other hand, the convection detection system 720 can be connected to the appropriate W through network fibers 800, 802, 804, 806, 808, and 810, as detailed with respect to the other figures.
DM couplers 750, 752, 754, 756, 758, 760, 762, 764
, 766, 768, 770, and 772 and the coupled bypass fibers 850, 852, 854, 856, and 858 (single or multi-mode) receive the signal at the tuned detector of the countercurrent detection system 720. The counter-current detection signal is transmitted at the same time. An advantage of this embodiment is that only one device control box with individual fiber optic input / output ports is used, and that the detection fibers are extended across the entire ring topology network.

【0106】 光ファイバーを用いる通信は従来の通信装置を超える多数の魅力的な特性及び
利点を有し、その作用は過去20年にわたり実証されてきた。これらシステムに
よりもたらされる価値は同時にリアルタイムで、ケーブル近傍又はケーブルが取
り付けられるあらゆる構造体又は物体と共に、ケーブルの保全を検査することが
できる性能により実証されてきた。この魅力的で有用な特性は技術的な需要を増
大させる。
Communication using fiber optics has a number of attractive properties and advantages over conventional communication devices, the effects of which have been demonstrated over the past two decades. The value provided by these systems has simultaneously been demonstrated in real-time, with the ability to inspect the integrity of the cable, along with any structures or objects to which the cable is attached or attached. This attractive and useful property increases the technical demand.

【0107】 包括的にではなく例示的に、次の例は結合通信・検出(二重)システムが利用
される応用例を示す。
By way of example, but not exhaustively, the following example illustrates an application in which a combined communication and detection (duplex) system is utilized.

【0108】 次のような光ファイバーからの情報の侵入、不正干渉及び傍受について検査さ
れ、検出する必要のあるあらゆる光ファイバー通信システム。
[0108] Any fiber optic communication system that needs to be inspected and detected for intrusion, unauthorized interference and interception of information from fiber optics such as:

【0109】 シングルモード又はマルチモード情報技術(IT)ネットワーク及びリンク シングルモードローカルエリアネットワーク(LAN) マルチモードローカルエリアネットワーク(LAN) シングルモードワイドエリアネットワーク(WAN) マルチモードワイドエリアネットワーク(WAN) 短距離電気通信 長距離電気通信 私的な光ファイバーリンク及びネットワーク 公的な光ファイバーリンク及びネットワーク 商業的な光ファイバーリンク及びネットワーク 政府の光ファイバーリンク及びネットワーク 軍隊の光ファイバーリンク及びネットワーク 防衛上の光ファイバーリンク及びネットワーク 大使館の光ファイバーリンク及びネットワーク 産業的な光ファイバーリンク及びネットワーク 財務機関の光ファイバーリンク及びネットワーク 次の検出応用技術に利用されるあらゆる光ファイバー通信システム ・ 公的な電気通信 ・ 私的な電気通信 ・ 情報産業ネットワーク ・ 国家の安全性 ・ 個人の安全性 ・ 産業の安全性 ・ 法の強化 ・ 諜報活動 ・ 物理的な周辺の安全性 ・ 侵犯の検出及び位置特定 ・ パイプラインの保全 ・ パイプラインの第三者による干渉の検出及び位置特定 ・ パイプラインのリーク検出及び位置特定 ・ 公的な道路当局 ・ 私的な道路探索 ・ 鉄道当局及び管制オペレータ ・ 道路交通オペレータ 電気通信に利用される次を包含するあらゆる光ファイバー検出システム ・ 公的な電気通信 ・ 私的な電気通信 ・ 情報産業ネットワーク ・ 国家の安全性 ・ 個人の安全性 ・ 産業の安全性 ・ 法の強化 ・ 諜報活動 ・ 物理的な周辺の安全性 ・ 侵犯の検出及び位置特定 ・ パイプラインの保全検査 ・ パイプラインの第三者による干渉の検出及び位置特定 ・ パイプラインのリーク検出及び位置特定 ・ 島及び沖建築及び建設構造の保全検査及び設計 ・ 機械性能の検査及び設計 ・ 鉄道ストックの検査(フラットスポット検出) ・ 発電及び伝送会社 ・ 石油化学及び産業プラントの検査及び機関の設計 ・ 気圏/航空設計及びメンテナンス機関 ・ 公的な道路当局 ・ 私的な道路探索 ・ 鉄道当局及び管制オペレータ ・ 道路交通オペレータ ・ エアラインオペレータ ・ 鉱業会社 ・ 地震観測機関 ・ 海洋会社Single Mode or Multi Mode Information Technology (IT) Networks and Links Single Mode Local Area Network (LAN) Multi Mode Local Area Network (LAN) Single Mode Wide Area Network (WAN) Multi Mode Wide Area Network (WAN) Short Range Telecommunications Long-distance telecommunications Private fiber optic links and networks Public fiber optic links and networks Commercial fiber optic links and networks Military fiber optic links and networks Defense fiber optic links and networks Embassy fiber optics Links & Networks Industrial Fiber Optic Links & Networks Financial Institution Fiber Optic Links And networks Any optical fiber communication system used for the following detection application technologies:-Public telecommunications-Private telecommunications-Information industry networks-National security-Personal security-Industrial security-Strengthening laws・ Intelligence operations ・ Physical perimeter security ・ Intrusion detection and localization ・ Pipeline maintenance ・ Pipeline interference detection and localization ・ Pipeline leak detection and localization ・ Public Road Authorities-Private Road Searching-Railway Authorities and Traffic Control Operators-Road Traffic Operators All fiber optic detection systems used for telecommunications, including:-Public telecommunications-Private telecommunications-Information industry networks-National Security ・ personal security ・ industrial security ・ strengthening of law ・ intelligence ・ physical perimeter security ・Intrusion detection and localization ・ Pipeline maintenance inspection ・ Pipeline interference detection and localization ・ Pipeline leak detection and localization ・ Island and offshore buildings and construction structures maintenance inspection and design ・ Machinery Inspection and design of performance ・ Inspection of railway stock (flat spot detection) ・ Power generation and transmission companies ・ Inspection and design of institutions for petrochemical and industrial plants ・ Aerospace / aviation design and maintenance agencies ・ Public road authorities ・ Private Road search ・ Railway authorities and traffic control operators ・ Road traffic operators ・ Airline operators ・ Mining companies ・ Earthquake observation agencies ・ Marine companies

【0110】 本発明の思想及び範囲内における変更は当業者により容易になされるので、本
発明は前記実施例により記述された特定の実施形態に限定解釈されるものではな
い。
The present invention is not to be construed as limited to the particular embodiments described by way of the examples, as modifications within the spirit and scope of the invention will be readily made by those skilled in the art.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 モード式検出技術を用いる集積光ファイバー検出・通信システムFIG. 1 Integrated optical fiber detection and communication system using modal detection technology

【図2A】 振動外乱がファイバーリンクの小部分に付与された場合の図1に示された検出
装置による結果を示すグラフ
2A is a graph showing the result of the detection device shown in FIG. 1 when a vibration disturbance is applied to a small portion of a fiber link;

【図2B】 振動外乱がファイバーリンクの小部分に付与された場合の図1に示された検出
装置による結果を示すグラフ
FIG. 2B is a graph showing the result of the detection device shown in FIG. 1 when the vibration disturbance is applied to a small portion of the fiber link.

【図2C】 振動外乱がファイバーリンクの小部分に付与された場合の図1に示された検出
装置による結果を示すグラフ
2C is a graph showing the result of the detection device shown in FIG. 1 when the vibration disturbance is applied to a small portion of the fiber link.

【図2D】 振動外乱がファイバーリンクの小部分に付与された場合の図1に示された検出
装置による結果を示すグラフ
FIG. 2D is a graph showing the result of the detection device shown in FIG. 1 when a vibration disturbance is applied to a small portion of the fiber link;

【図3】 光ファイバー検出システムにおいて事象の位置を測定する導波管透過向流式信
号方法の基本原理
FIG. 3. Basic principle of a counter-current signal transmission method for measuring the position of an event in an optical fiber detection system.

【図4】 図3の技術により構成されるモード式検出技術と、外乱の位置測定性能とを用
いる結合光ファイバー検出・通信装置
4 is a combined optical fiber detection / communication apparatus using a modal detection technique constituted by the technique of FIG. 3 and a position measurement performance of a disturbance.

【図5】 シングルモード光ファイバー電気通信リンクにおいて機能する透過式検出装置
に関する本発明の一般的実施形態を示す図
FIG. 5 illustrates a general embodiment of the present invention for a transmissive detector operating in a single mode fiber optic telecommunications link.

【図6】 シングルモード光ファイバー電気通信リンクにおいて機能する反射式検出装置
に関する本発明の一般的実施形態を示す図
FIG. 6 illustrates a general embodiment of the present invention for a reflective detection device functioning in a single mode fiber optic telecommunications link.

【図7】 シングルモード光ファイバー電気通信リンクにおいて機能する二端型の向流式
検出・位置測定装置に関する本発明の一般的実施形態を示す図
FIG. 7 illustrates a general embodiment of the present invention for a two-ended counter-current sensing and locating device functioning in a single-mode fiber optic telecommunications link.

【図8】 シングルモード光ファイバー電気通信リンクにおいて機能する一端型の向流式
検出・位置測定装置に関する本発明の一般的実施形態を示す図
FIG. 8 illustrates a general embodiment of the present invention for a single-ended counter-current sensing and locating device functioning in a single-mode fiber optic telecommunications link.

【図9】 マルチモード光ファイバー電気通信リンクにおいて機能する透過式検出装置に
関する本発明の他の一般的実施形態を示す図
FIG. 9 illustrates another general embodiment of the present invention relating to a transmission-type detection device functioning in a multi-mode fiber optic telecommunications link.

【図10】 マルチモード光ファイバー電気通信リンクにおいて機能する反射式検出装置に
関する本発明の他の一般的実施形態を示す図
FIG. 10 illustrates another general embodiment of the present invention for a reflective detection device functioning in a multimode fiber optic telecommunications link.

【図11】 マルチモード光ファイバー電気通信リンクにおいて機能する二端型の向流式検
出・位置測定装置に関する本発明の他の一般的実施形態を示す図
FIG. 11 illustrates another general embodiment of the present invention for a two-ended, counter-current sensing and locating device functioning in a multi-mode fiber optic telecommunications link.

【図12】 マルチモード光ファイバー電気通信リンクにおいて機能する一端型の向流式検
出・位置測定装置に関する本発明の他の一般的実施形態を示す図
FIG. 12 illustrates another general embodiment of the present invention for a one-sided counter-current sensing and locating device functioning in a multi-mode fiber optic telecommunications link.

【図13】 シングルモード光ファイバー・3ノード・二地点間ネットワーク装置において
複数のWDMカプラを用い、検出ファイバーを一の通信ノードを超えて延長する
ために検出信号用の連結バイパス素子を構成する本発明のさらに他の一般的実施
形態を示す図
FIG. 13 is a diagram illustrating a single-mode optical fiber / three-node / point-to-point network device using a plurality of WDM couplers to configure a connection bypass element for a detection signal in order to extend a detection fiber beyond one communication node; FIG. 4 shows still another general embodiment of

【図14】 マルチモード光ファイバー・3ノード・二地点間ネットワーク装置において複
数のWDMカプラを用い、検出ファイバーを一の通信ノードを超えて延長するた
めに検出信号用の連結バイパス素子を構成する本発明のさらに他の一般的実施形
態を示す図
FIG. 14 is a diagram illustrating a multi-mode optical fiber / three-node / point-to-point network device using a plurality of WDM couplers to configure a connection bypass element for a detection signal in order to extend a detection fiber beyond one communication node; Figure showing yet another general embodiment of

【図15】 光ファイバーリングトポロジーネットワークにおいて透過式検出装置と、複数
のWDMカプラとを用い、検出ファイバーを全てのリングトポロジーネットワー
クに渡り延長するために検出信号用の連結バイパス素子を構成する本発明のさら
に他の一般的実施形態を示す図
FIG. 15 is a diagram illustrating a connection bypass device for a detection signal in order to extend a detection fiber across all ring topology networks using a transmission type detection device and a plurality of WDM couplers in an optical fiber ring topology network according to the present invention. Diagram showing yet another general embodiment

【図16】 光ファイバーリングトポロジーネットワーク装置において向流式検出・位置特
定装置と、複数のWDMカプラとを用い、検出ファイバーを全てのリングトポロ
ジーネットワークに渡り延長するために複数の検出信号用の連結バイパス素子を
構成する本発明のさらに他の一般的実施形態を示す図
FIG. 16 shows a connection bypass for a plurality of detection signals in order to extend a detection fiber across all ring topology networks by using a counter-current detection / position identification device and a plurality of WDM couplers in an optical fiber ring topology network device. FIG. 4 is a diagram showing still another general embodiment of the present invention constituting an element.

【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書[Procedural Amendment] Submission of translation of Article 34 Amendment of the Patent Cooperation Treaty

【提出日】平成12年11月1日(2000.11.1)[Submission date] November 1, 2000 (2000.11.1)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正の内容】[Contents of correction]

【特許請求の範囲】[Claims]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZW ),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU, TJ,TM),AE,AG,AL,AM,AT,AU, AZ,BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,C N,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,DZ,EE ,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,HR, HU,ID,IL,IN,IS,JP,KE,KG,K P,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU ,LV,MA,MD,MG,MK,MN,MW,MX, NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,S G,SI,SK,SL,TJ,TM,TR,TT,TZ ,UA,UG,US,UZ,VN,YU,ZA,ZW──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (81) Designated country EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE ), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, LS, MW, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AE, AG, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, DZ, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR , HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VN, YU, ZA , ZW

Claims (21)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光導波管通信リンクであって、 一の位置から他の位置に信号を伝送する導波管と、 第1波長のデータ信号を該導波管に送信するデータ送信手段と、 該データ信号を該導波管から受信するデータ受信手段と、 第1波長と相違する第2波長の検出信号を該導波管に送信する検出信号送信手
段と、 該導波管を該検出信号が通過した後、該検出信号を検出する検出信号検出手段
と、 該データ信号の実質的に全てが重大な損失がなく、且つ、該検出信号の重要成
分を含まないで該データ受信手段に送信されるとともに、該検出信号の実質的に
全てが重大な損失がなく、且つ、該データ信号の重要成分を含まないで該検出信
号検出手段に送信されるように第1波長の該信号が第2波長の該検出信号から分
離されるように該導波管、該データ受信手段と、該検出信号検出手段との間に設
けられた信号分離手段とを備えていることを特徴とするリンク。
1. An optical waveguide communication link, comprising: a waveguide for transmitting a signal from one location to another; a data transmission means for transmitting a data signal of a first wavelength to the waveguide; Data receiving means for receiving the data signal from the waveguide; detection signal transmitting means for transmitting a detection signal of a second wavelength different from the first wavelength to the waveguide; Detection signal detection means for detecting the detection signal after passing through, and substantially all of the data signal is transmitted to the data reception means without significant loss and without containing an important component of the detection signal. And the signal at the first wavelength is transmitted to the detection signal detection means such that substantially all of the detection signal is transmitted to the detection signal detection means without significant loss and without significant components of the data signal. The waveguide, the data so as to be separated from the two wavelengths of the detection signal. A link comprising: a data receiving unit; and a signal separating unit provided between the detection signal detecting unit.
【請求項2】 前記信号分離手段は波長多重化/逆多重化導波管カプラであること特徴とする
請求項1記載のリンク。
2. The link according to claim 1, wherein said signal separating means is a wavelength multiplexing / demultiplexing waveguide coupler.
【請求項3】 前記導波管からの前記データ信号と、前記検出信号送信手段からの前記検出信
号とが、該導波管への伝送のため該信号を結合する波長多重化/逆多重化カプラ
により受信されることを特徴とする請求項1記載のリンク。
3. The wavelength multiplexing / demultiplexing of the data signal from the waveguide and the detection signal from the detection signal transmitting means for combining the signal for transmission to the waveguide. The link of claim 1, wherein the link is received by a coupler.
【請求項4】 前記検出信号送信手段及び検出信号検出手段は、それぞれ前記一の位置及び他
の位置に設けられていることを特徴とする請求項1記載のリンク。
4. The link according to claim 1, wherein the detection signal transmitting means and the detection signal detecting means are provided at the one position and the other position, respectively.
【請求項5】 前記検出信号送信手段と、前記検出信号検出手段との双方が前記一の位置又は
他の位置の一方又は他方に設置され、前記信号分離手段により前記データ信号か
ら前記検出信号が分離された後、前記導波管を通じて該検出信号を反射する反射
手段が設けられていることを特徴とする請求項1記載のリンク。
5. The detection signal transmitting means and the detection signal detecting means are both provided at one or the other of the one position or the other position, and the signal separating means converts the detection signal from the data signal. 2. The link according to claim 1, further comprising a reflection means for reflecting the detection signal through the waveguide after being separated.
【請求項6】 前記反射手段は反射ミラーであることを特徴とする請求項5記載のリンク。6. The link according to claim 5, wherein said reflection means is a reflection mirror. 【請求項7】 前記検出信号送信手段は向流式検出信号を前記導波管に送信し、該導波管を通
じて相互に反対方向に伝搬させ、両方の向流式検出信号において摂動検出事象が
検出される時間差により、該導波管のあらゆる外乱の位置が測定され得るように
した向流式検出信号送信手段であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか
1つに記載のリンク。
7. The detection signal transmitting means transmits a counter-current detection signal to the waveguide and causes the counter-current detection signal to propagate through the waveguide in mutually opposite directions, and a perturbation detection event occurs in both counter-current detection signals. The link according to any one of claims 1 to 5, wherein the link is a counter-current detection signal transmitting means capable of measuring the position of any disturbance in the waveguide based on the detected time difference. .
【請求項8】 前記検出信号を処理して該信号中のパラメータ変化を測定し、該導波管への不
正干渉を示す該導波管の外乱を同定する処理手段が設けられていることを特徴と
する請求項1記載のリンク。
8. A processing means for processing the detection signal, measuring a change in a parameter in the signal, and identifying a disturbance of the waveguide indicating an irregular interference with the waveguide. The link according to claim 1, wherein the link comprises:
【請求項9】 前記通信リンクは複数の通信ノードを有し、少なくとも1つのノードが前記デ
ータ送信手段を有し、第2ノードは前記データ受信手段と他のデータ送信手段と
を有し、第3ノードは少なくとも別のデータ受信手段を有し、前記導波管は前記
検出信号が第1ノードから第3ノードへと該導波管を通過するように各ノードを
接続していることを特徴とする請求項1記載のリンク。
9. The communication link has a plurality of communication nodes, at least one node has the data transmission means, a second node has the data reception means and another data transmission means, The three nodes have at least another data receiving means, and the waveguide connects each node so that the detection signal passes through the waveguide from the first node to the third node. The link according to claim 1, wherein:
【請求項10】 前記導波管は連続したループであって、該ループに沿って設置された複数の通
信ノードを有し、ループのうち少なくとも1つが前記検出信号送信手段と、前記
検出信号検出手段とを有するループを形成することを特徴とする請求項1記載の
リンク。
10. The waveguide is a continuous loop having a plurality of communication nodes installed along the loop, wherein at least one of the loops includes the detection signal transmitting means and the detection signal detection. 2. A link according to claim 1, wherein the link forms a loop having means.
【請求項11】 一のノードのデータ送信手段から他のノードのデータ受信手段へとデータ信号
を送信する信号結合手段が設けられていることを特徴とするリンク。
11. A link comprising signal coupling means for transmitting a data signal from data transmission means of one node to data reception means of another node.
【請求項12】 光導波管通信リンクであって、 一の位置から他の位置に信号を伝送する導波管と、 データ信号を該導波管に送信するデータ送信手段と、 該導波管に連結され、第1出力アームと、第2出力アームとを有する第1波長
多重化/逆多重化導波管素子と、 該データ信号の波長と相違する波長を有する検出信号を、該データ信号ととも
に該導波管に伝送すべく該導波管に送信する検出信号送信手段と、 第1出力アームに連結され、該導波管素子から該データ信号を受信するデータ
受信手段と、 第2出力アームに連結され、該導波管素子から検出信号を検出する検出信号検
出手段とを備えていることを特徴とするリンク。
12. An optical waveguide communication link, comprising: a waveguide for transmitting a signal from one location to another; data transmission means for transmitting a data signal to the waveguide; A first wavelength multiplexing / demultiplexing waveguide element having a first output arm and a second output arm, and a detection signal having a wavelength different from the wavelength of the data signal. Detection signal transmitting means for transmitting to the waveguide for transmission to the waveguide; data receiving means coupled to the first output arm for receiving the data signal from the waveguide element; A link connected to the arm and detecting signal detection means for detecting a detection signal from the waveguide element.
【請求項13】 前記導波管素子は導波管多重化/逆多重化カプラであることを特徴とする請求
項12記載のリンク。
13. The link according to claim 12, wherein said waveguide element is a waveguide multiplexing / demultiplexing coupler.
【請求項14】 第2導波管素子が第1導波管素子から離反して前記導波管に連結され、第2導
波管素子は前記データ信号と前記検出信号とが該導波管への送信のため第2導波
管素子に送信されるように前記データ送信手段に連結される第1入力アームと、
前記検出信号送信手段に連結される第2入力アームとを有することを特徴とする
請求項12記載のリンク。
14. A second waveguide element is coupled to said waveguide away from said first waveguide element, said second waveguide element being adapted to transmit said data signal and said detection signal to said waveguide. A first input arm coupled to said data transmitting means to be transmitted to a second waveguide element for transmission to the first input arm;
The link according to claim 12, further comprising a second input arm connected to the detection signal transmitting means.
【請求項15】 第2導波管素子は前記データ信号及び検出信号の双方を第2導波管素子から受
信する出力アームにより前記導波管に連結されていることを特徴とする請求項1
4記載のリンク。
15. The apparatus of claim 1, wherein the second waveguide element is coupled to the waveguide by an output arm that receives both the data signal and the detection signal from the second waveguide element.
Link described in 4.
【請求項16】 第1導波管素子が前記検出信号及びデータ信号の双方が入力アームを経て第1
導波管素子に送信されるように該入力アームにより前記導波管に連結されている
ことを特徴とする請求項12記載のリンク。
16. A first waveguide element in which both the detection signal and the data signal are transmitted through an input arm to the first waveguide element.
13. The link of claim 12, wherein said link is coupled to said waveguide by said input arm for transmission to a waveguide element.
【請求項17】 第1導波管素子は前記入力アームと、第1及び第2出力アームとを有する第1
波長多重化/逆多重化(WDM)カプラであることを特徴とする請求項14記載
のリンク。
17. A first waveguide element comprising: a first waveguide element having the input arm and first and second output arms.
The link of claim 14, wherein the link is a wavelength multiplexing / demultiplexing (WDM) coupler.
【請求項18】 第2導波管素子は第1入力アーム、第2入力アーム、及び前記出力アームを有
する第2波長多重化/逆多重化(WDM)カプラであることを特徴とする請求項
17記載のリンク。
18. The apparatus of claim 18, wherein the second waveguide element is a second wavelength multiplexing / demultiplexing (WDM) coupler having a first input arm, a second input arm, and the output arm. 17 described link.
【請求項19】 前記導波管は光ファイバーであることを特徴とする請求項12乃至18のいず
れか1つに記載のリンク。
19. The link according to claim 12, wherein the waveguide is an optical fiber.
【請求項20】 第1WDMカプラの第2出力アームが前記検出信号を該WDMカプラを経て前
記導波管に反射する反射手段に連結され、第2WDMカプラの第2入力アームが
第1及び第2補助入力アームを有する補助カプラに連結され、第1補助入力アー
ムが前記検出信号送信手段に連結され、第2補助入力アームが前記検出信号検出
手段に連結され、 該反射手段から反射された該検出信号が第1WDMカプラを経た上で、第2W
DMカプラを経て第2入力アームに到り、補助カプラを経て第2補助アームに到
り、前記検出信号検出手段に到るようにされていることを特徴とする請求項18
記載のリンク。
20. A second output arm of the first WDM coupler is coupled to a reflection means for reflecting the detection signal through the WDM coupler to the waveguide, and a second input arm of the second WDM coupler has first and second input arms. The first auxiliary input arm is connected to the detection signal transmitting means, the second auxiliary input arm is connected to the detection signal detecting means, and the detection reflected from the reflecting means is connected to an auxiliary coupler having an auxiliary input arm. After the signal has passed through the first WDM coupler,
19. The detection signal detecting means according to claim 18, wherein the detection signal reaches the second input arm via a DM coupler, reaches the second auxiliary arm via an auxiliary coupler, and reaches the detection signal detecting means.
The mentioned link.
【請求項21】 光ファイバー通信リンクにおいて活性ファイバーをデータの不正干渉及び傍受
から保護する方法であって、 前記通信システムの光源と相違する波長を有する検出システム光源を設け、 該検出及び通信信号を一の導波管へと効率的に合流させる(シングル又はマル
チモード)波長多重化光導波管スプリッタ又はカプラを設け、 該波長多重化光導波管スプリッタ又はカプラから光を受け取り、該検出及び通
信信号を伝搬可能な(シングル又はマルチモード)シリカ導波管を設け、 該通信及び検出信号の光パワー損失を最小限に抑制しながら、該検出及び通信
信号を2つの出力導波管ポートに分割又は分離する(シングル又はマルチモード
)波長逆多重化光導波管スプリッタ又はカプラを設け、 該検出信号を検出し、該シリカ導波管への不正干渉の発生の有無を測定するこ
とを特徴とする方法。
21. A method of protecting an active fiber in a fiber optic communication link from unauthorized interference and interception of data, comprising: providing a detection system light source having a wavelength different from the light source of the communication system; Providing a (single or multi-mode) wavelength multiplexing optical waveguide splitter or coupler that efficiently merges with the waveguide of the optical waveguide, receiving light from the wavelength multiplexing optical waveguide splitter or coupler, and transmitting the detection and communication signals. Providing a propagable (single or multi-mode) silica waveguide to split or separate the detection and communication signals into two output waveguide ports while minimizing optical power loss of the communication and detection signals (Single or multi-mode) wavelength demultiplexing optical waveguide splitter or coupler, detect the detection signal, and Wherein the measuring the occurrence of unauthorized interference with the tube.
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