JP2022032961A - ヘテロダインコヒーレント検出を有するライン監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】ライン監視システム（ＬＭＳ）におけるＬＭＳプローブ信号の信号対雑音比を向上する選択支援装置及び選択支援方法を提供する。【解決手段】光ファイバを試験するライン測定システム１００は、第１帯域幅においてプローブ信号を発射するためのレーザ源１０２と、プローブ信号を受信し第１部分と第２部分とに分離する偏光保持タップ１０４と、第１部分を受信し伝送システム１３２に送信する偏光回転器１０６と、第２部分を受信し、伝送システム１３２からの第１部分から導出される帰還信号１３４を受信する帰還タップ１３６と、帰還タップ１３６からの帰還信号と第２部分とを混合して生成した干渉信号１４０を受信するためにカップリングされ、干渉信号１４０に基づいて電力信号１５０を出力する光検出器１４２と、所定の測定周波数で第１帯域幅に相当する第２帯域幅において電力信号１５０を測定する電力測定システム１５２と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、一般的に光通信ネットワークの分野に関し、特に、光ファイバの欠陥を測定する技術に関する。

ライン監視システム（ＬＭＳ）は、海底ケーブルの光ファイバなどを監視するために用いられ、且つ、高い高損失ループバック（ＨＬＬＢ）構成を採用する可能性があり、システムの各中継器で、ＨＬＬＢ配置は、到達したプローブトーン信号の一部をタップし、且つ、信号を逆方向にカップリングする。プローブ信号は、レーザ源（例えば、外部空洞レーザ）から発射され、アウトバウンド方向における情報ベアラチャネルと結合して海底ケーブルの伝送システムに送信され得る。ＨＬＬＢ配置により、伝送システムはアウトバウンド方向で光ＬＭＳ応答信号を生成する。

海底光ファイバ光通信システムは、その性能を確保するために、通常の監視を行う必要があり、濡れたデバイスの故障および可能な侵害性脅威を早期に監視して解決することにより、潜在的なサービス損失を最大限に減少する。現在、成熟した監視技術は、高損失ループバック（ＨＬＬＢ）技術を採用して各海底中継器およびターミナルからループバックされた信号ピークを検出するためのライン監視システム（ＬＭＳ）の使用を含む。

該光路に沿って故障が発生した場合、これらのループバック信号の振幅は故障位置の周囲の中継器で変化する。これらの変化は、故障状況を識別できる異なるパターンを示す。このような故障状況は、光ファイバのスパン損失の変化、光増幅器ポンプレーザの出力電力の変化、および光ファイバの破断等の原因に起因する可能性がある。

従来のシステムにおいて、伝送システムに入る前に、レーザ源から１つのレーザプローブ信号が生成され、且つ、レーザ信号は、１ＧＨｚのような１つの適当な帯域幅に広げられ得る。広げられた信号は、偏光保持信号として所望の周波数（例えば、１ＧＨｚ）で動作する偏光回転器に伝送され得る。その後、伝送システムに入る前に、オンオフ変調（ＯＮ－ＯＦＦ－Ｋｅｙｉｎｇ：ＯＯＫ）データを用いて信号を変調することができる。その後、帰還信号は、例えば、波長選択スイッチ（ＷＳＳ）等のようなコンポーネントにより、前記帰還信号の一部をフィルタリングすることができる。例えば、ＷＳＳは、約２５ＧＨｚのＬＭＳ周波数帯域により、該周波数帯域の外にある情報ベアラチャネルを拒否することができる。該２５ＧＨｚ周波数帯域は、ＬＭＳ応答信号と、システム増幅器により生成されるノイズを含むシステムで生成されるノイズとを含む。その後、該２５ＧＨｚ周波数帯域で生成される光信号をキャプチャし、前記ＬＭＳプローブ信号を含む電気信号を生成する１つの光検出器を配置することができる。ＬＭＳプローブ信号のレベルが比較的低いため、これに対する信号対雑音比は比較的低い。

信号対雑音比を向上させる方法の１つは、光ファイバのフィルタリングの帯域幅を低減することである。しかし、このような方法は、追加のコンポーネントが必要であり、且つ、帯域幅が１ＧＨｚよりも小さい場合に光ファイバのフィルタリングを行うことは、通常困難である。上記および他の考慮に関し、本発明を開示する。

本発明の内容は、簡略化された形式でいくつかの概念の選択について説明するために提供され、これらの概念は、以下の詳細な説明で更に説明する。本発明の内容は、特許請求される主題の重要な特徴または基本的な特徴の標識も特許請求される主題の範囲の特定も意図していない。

一実施例において、ライン監視システムは、第１帯域幅においてプローブ信号を発射するためのレーザ源と、プローブ信号を受信してプローブ信号を第１部分と第２部分とに分離するための偏光保持タップと、第１部分を受信して該第１部分を伝送システムに送信するための偏光回転器とを備えてもよい。ライン監視システムは、第２部分を受信し、伝送システムからの帰還信号であって、第１部分から導出される帰還信号を受信するための帰還タップと、帰還タップからの干渉信号であって、帰還信号と第２部分とを混合して生成した干渉信号を受信するためにカップリングされ、前記干渉信号に基づいて電力信号を出力するように構成される光検出器と、所定の測定周波数で前記第１帯域幅に相当する第２帯域幅において前記電力信号を測定するための電力測定システムとを更に備えてもよい。

別の実施例において、伝送システムにおける故障を測定する方法は、レーザプローブ源から第１帯域幅を有するプローブビームを発射することと、プローブビームの第１部分を伝送システムに導き、プローブビームの第２部分を帰還タップに導くこととを含んでもよい。該方法は、帰還タップにおいて、伝送システムからの帰還信号であって、プローブビームの第１部分に基づく帰還信号を受信することと、プローブビームの第２部分と帰還信号とを混合して干渉信号を生成することと、干渉信号に基づいて電力信号を生成することと、所定の測定周波数で第１帯域幅に相当する第２帯域幅において電力信号を測定することとを含んでもよい。

別の実施例において、伝送システムにおける故障を測定する方法は、レーザプローブ源から狭い帯域幅を有するプローブビームを発射することと、プローブビームの第１部分を伝送システムに導き、プローブビームの第２部分を周波数シフタコンポーネントに導いて周波数シフトビームを形成することと、帰還タップにおいて、周波数シフトビームおよび伝送システムからの帰還信号を受信することとを含んでもよい。従って、帰還信号は、プローブビームの第１部分に基づいてもよい。該方法は、周波数シフトビームと帰還信号とを混合して干渉信号を生成することと、該干渉信号に基づいて電力信号を生成することと、所定の測定周波数で、第１帯域幅に相当する、または第１帯域幅と電力信号の測定のサンプリング率とのうちの大きい方に相当する第２帯域幅において電力信号を測定することとを含んでもよい。

別の実施例において、伝送システムにおける故障を測定する方法は、レーザプローブ源からプローブビームを発射することと、プローブビームの第１部分を伝送システムに導き、第２部分を帰還タップに導くことと、プローブビームの第２部分と、伝送システムからの帰還信号であって、プローブビームの第１部分に基づく帰還信号とを結合することにより干渉信号を生成することと、光検出器で干渉信号を電力信号に変換することとを含んでもよい。

本発明による光ファイバを試験するためのライン測定システムの例示的な実施例を示す模式図である。 本発明による光ファイバを試験するための別のライン測定システムの例示的な実施例を示す模式図である。 本発明による光ファイバを試験するための更なるライン測定システムの例示的な実施例を示す模式図である。 本発明による光ファイバを試験するための更なるライン測定システムの例示的な実施例を示す模式図である。 例示的なプロセスフローを示している図である。 別の例示的なプロセスフローを示している図である。 更なる例示的なプロセスフローを示している図である。 本発明による光ファイバを試験するためのライン測定システムの別の実施例を示す模式図である。

本実施例は、コヒーレント検出方法とヘテロダイン混合とを共に用いて電気ドメインにおける狭い帯域幅においてフィルタリングを実行することにより、ＬＭＳシステムにおける信号対雑音比の大幅な向上を促進するために使用できる。

本発明の各実施例によれば、レーザプローブ源から生成された光の一部を分離して伝送システムに送信し、タップを用いて帰還信号に加える。この光の分離部分は、帰還信号に干渉する可能性があり、ここで、該干渉は単一の光検出器（ｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏｒ）により検出される。信号処理の残りの部分は、電子機器により実行できる、またはソフトウェア／ファームウェアで実行でき、且つ、１つまたは複数の周波数での電力の測定に関する。従って、電力を測定するための電気フィルタの帯域幅は、２５ＧＨｚのような光学フィルタの帯域幅よりも遥かに小さい可能性があるため、かなりのノイズが除去され、検出されたＬＭＳ信号の信号対雑音比は高くなる。

図１は、本発明による光ファイバを試験するためのライン測定システム１００の例示的な実施例の模式図を示す。ライン監視システム（ＬＭＳ）１００は、プローブビーム１２０として示されたプローブ信号を生成するためのレーザ源１０２を備え、ここで、該プローブビームは２５ＭＨｚの範囲内（１０ＭＨｚ、２５ＭＨｚ、５０ＭＨｚ、１００ＭＨｚ、または様々な非限定的な実施例による類似値）でターゲット帯域幅に広げられる。ターゲット帯域幅を選択する考慮要因は、帰還信号を検出するための電気フィルタの最小値を含む。言い換えれば、プローブビームのターゲット帯域幅の値は、電気フィルタに使用される最小帯域幅値を定義することができる。実際の設計において、この値は、電子速度、光ファイバ内の光の潜在的な非線形損失等のようなＬＭＳの異なる面の間の折衷である。

前記ＬＭＳ １００は、前記プローブビーム１２０を受信するように構成される偏光保持タップ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｍａｉｎｔａｉｎｉｎｇ Ｔａｐ）１０４と、前記プローブビーム１２０の第１部分１３０を受信して前記第１部分１３０を伝送システム１３２に送信するための偏光回転器１０６とを備える。偏光保持タップ１０４は、プローブビーム１２０を分離してプローブビーム１２０の第２部分１２２を非偏光保持信号として出力するように構成される。

ＬＭＳ １００は、プローブビーム１２０の第２部分１２２を受信し、伝送システム１３２からの帰還信号（ここで、例えば、情報ベアラチャネルのチャネルはフィルタリングされる可能性がある）を受信するための帰還タップ１３６を更に備え、ここで、帰還信号１３４は、プローブビーム１２０の第１部分１３０から導出される。ＬＭＳ １００は、帰還タップ１３６からの干渉信号１４０を受信するためにカップリングされる光検出器１４２を更に備え、ここで、干渉信号１４０は、帰還信号１３４とプローブビーム１２０の第２部分１２２とを混合して生成される。光検出器１４２は、従来の光検出器として動作でき、干渉信号１４０の強度に比例する電気信号を出力し、電力信号１５０として示されている。ＬＭＳシステム１００は、レーザ源１０２からの出力プローブビームの第１帯域幅に相当する第２帯域幅において電力信号を測定するための電力測定システム１５２を更に備える。

好ましくは、前記ＬＭＳ １００は、前記プローブビーム１２０を受信するように構成される第１フィルタ増幅器（ＥＤＦＡ）１１０と、前記プローブビーム１２０の第２部分１２２を受信するように構成される第２フィルタ増幅器１１２とを備えてもよい。異なる実施例によれば、図１に示す「ＬＯ光」（局部発振器光を表し、図において、ＬＯ １１５として示されている）は帰還信号１３４よりも著しく強くなるため、ある程度の増幅が必要となる可能性があり、ここで、第１フィルタ増幅器１１０および第２フィルタ増幅器１１２は、好ましいフィルタ増幅器の可能な位置を表す。

また、ＬＭＳ １００は、偏光回転器のオンオフ変調（ＯＯＫ）コンポーネント１０８を単独でまたは部分的に含んでもよく、これにより、ＯＯＫデータを用いて偏光回転のプローブビームを変調する。本発明の各実施例によれば、ＬＭＳ １００は、レーザ器から発射されたプローブビームを広げることにより、単一のＯＯＫパルス期間において異なる光学位相で平均化することを促進する。この平均化を実行するために、電気信号（「電力信号」とも呼ばれる）の電力測定は、偏光回転器の周波数（１つの非限定的な例が１Ｇｈｚである）、およびプローブビーム１２０の帯域幅と類似または同じ帯域幅（１つの非限定的な例が２５ＭＨｚである）で実行できる。干渉信号１４０を正確に検出しやすいために、電力測定システム１５２は、偏光回転器１０６の周波数での電力を、以下のような方式に従って平均化することができる。特に、各実施例によれば、検出されたＯＯＫパルスは、パルスの持続時間に相当する時間長（サンプリング周期）内で偏光回転器の周波数における電力を平均化するように、かなり長い持続時間（１つの非限定的な例では１００μｓである）を有する。

上記方式により、図１は、１つの方法の実施例１を提供し、該方法は、コヒーレント検出方法と、電気ドメインで狭い帯域幅を用いてヘテロダイン混合およびフィルタリングを行うこととを結合する。従って、このような方法は、従来のＬＭＳ方法による比較的低い信号対雑音比を克服でき、ここで（例えば、２５ＧＨｚ幅の）帰還信号は、ＬＭＳ応答信号と、システムで生成されたノイズとを含む。図１の実施例がＬＭＳシステムにおける信号対雑音比を改善するための比較的簡単な方法を提供するが、該実現は、検出がＬＯ光の１つの偏光だけを用いて実行されるという潜在的な欠点を有する。このような方法は、大きな時間変化を有する偏光依存損失のシステムの精度の低下を招く可能性がある。

この問題を解決するために、本発明の他の実施例は、以下のように、追加のコンポーネントを含む追加のＬＭＳを提出する。図２は、本発明による光ファイバを試験するための別のライン測定システムの例示的な実施例の模式図を示す。この例において、ＬＭＳ ２００を示し、ＬＭＳ １００に類似するいくつかのコンポーネントを含み、ここで、類似するコンポーネントは同様に表記される。本実施例において、広げられたレーザ源ビームを有する二重偏光方法を採用する。該構成において、偏光回転器２０２は、回転部分２２４が帰還タップ１３６に戻って帰還信号１３４と結合するように、プローブビーム１２０の第２部分１２２の経路に加えられる。

本実施例において、プローブビーム１２０の第２部分１２２の偏光は、偏光回転器２０２によりターゲット周波数Ω（例えば、１００ＭＨｚ）で回転される。検出は、偏光回転器における周波数差に対応する監視周波数で行うように構成されてもよいし、代わりに、偏光回転器の周波数の和で行うように構成されてもよい。それと同様に、図２の実施例において、前記検出帯域幅を、レーザ源１０２から出力されるプローブビーム１２０の広げられた帯域幅に類似するように構成されてもよい。なお、単一偏光と二重偏光との両者に対しても、ノイズの低減が元の光学フィルタの帯域幅と電気フィルタの帯域幅との比に比例することが期待され得る。１つの非限定的な例において、この比は、２５ＧＨｚと２５ＭＨｚとの比として計算でき、その値は３０ｄＢである。

上記レーザを広げる方法は、レーザの位相がランダムなプロセスであるべきであるという、レーザを真に広げる可能性によるものである。従来の広げる方法はレーザ電流またはミラーの変調に関し、広げられた信号の生成を実現するとともに、生成された広がり自体がレーザの中心光周波数の振動である可能性があるため、このような装置は実現しにくい可能性がある。この場合、レーザから出力されたビーム位相はランダムではなく、光学位相を平均化すると、いくつかのアーティファクトを生成する可能性がある。従って、図１および図２の方法は、従来の広げるコンポーネントで実現する場合、信号対雑音比を効果的に低減する可能性があるが、検出信号に考慮する必要があるアーティファクトを生成する可能性がある。

図１および図２の実施例の生じ得る問題を解決するために、図３は、僅かに異なる方法に基づいて組織されたＬＭＳについて説明する。図３のこのような方法を機能させるために、異なる実施例により、レーザプローブビームは、狭帯域ビームであってもよいし、図１および図２の実施例のような僅かに広げられてもよい。本明細書で使用される「狭帯域」とは、レーザプローブビームの出力時にビームを広げない帯域幅を意味することができる。一例として、１ＭＨｚ幅よりも小さい周波数帯域は、狭帯域と考えられる。この例において、ＬＭＳ ３００が示され、ＬＭＳ １００およびＬＭＳ ２００に類似するいくつかのコンポーネントを含み、ここで、類似するコンポーネントは同様に表記される。実施例において、ＬＭＳ ３００は、周波数シフタ３０２を含み、プローブビーム１２０の第２部分１２２の周波数を移動するように構成される。干渉信号３４０に対する検出は、周波数差（いくつかの実施例において、周波数の和を使用することができる）に基づいて実行できる。本実施例において、電力信号３５０の帯域幅は、どの信号の帯域幅が大きいかに関わらず、プローブビーム１２０の帯域幅に相当する、または偏光回転器１０６から出力されたＯＯＫ信号の帯域幅に相当することができるべきである。図１および図２の実施例において、レーザの帯域幅およびＯＯＫ信号の帯域幅が、帯域幅の広げられたレーザにおける帯域幅よりも小さくなれるため、このような方法は、より高い感度を生成することができる。

図４は、本発明による光ファイバを試験するための別のライン測定システムの例示的な実施例の模式図を示す。図４のＬＭＳ ４００は、図３に配置された二重偏光変異体を表す。ＬＭＳ ４００は、第２部分１２２を受信して周波数シフタ４２２および周波数シフタ４２４によって受信される信号４１２および信号４１４をそれぞれ出力する中間タップ（タップ４１０として表示される）を備える。周波数シフタは、光学光の周波数を所定値Ωで移動する装置である。帰還タップ１３６で結合する前に、周波数シフト信号４３２および周波数シフト信号４３４は、周波数シフタ４２２および周波数シフタ４２４により出力される。この２つの出力信号を偏光ビームコンバイナーで結合（図のＰＢＣ ４３６に示す）して結合信号４３８を生成する。該コンポーネントは、入力箇所で単一偏光を持つ２つの光のそれぞれを、出力箇所の単一の光ファイバに結合する。それと同様に、いくつかの実施例において、該偏光ビームコンバイナーは、商用装置のような標準装置であってもよい。好ましくは、第３フィルタ増幅器４４２は、ＰＢＣ ４３６と帰還タップ１３６との間に設けられてもよい。

図４の実施例において、ＰＤ １４２での検出は、２つの異なる周波数における２つの偏光に対して行われ、各周波数（１ＧＨｚ－Ω１、１ＧＨｚ－Ω２）の平均電力を合計し、時間変化するＰＤＬに敏感でない電気ＬＭＳ応答信号を取得する。

具体的に示していないが、いくつかの実施例において、図４の技術は、２つの偏光周波数シフタおよび２つの検出器を使用して２種の偏光で測定することにより実現できる。

［本発明の更なる実施例］
ＬＯ光を増幅する必要がある可能性のある実現において、例えば、エルビウム添加フィルタ増幅器（ＥＤＦＡ）の増幅器は、上記図に示す表記位置で使用できる。１つのＥＤＦＡのみが必要となる可能性がある。しかし、ＥＤＦＡは、自体により、性能に悪影響を及ぼす可能性のある広帯域ノイズを生成する。従って、検出器が第２部分１２２のＬＯ光を受信する前に、いくつかのフィルタリングを行う必要がある可能性がある。この場合、フィルタを配置し、大部分のＡＳＥ（増幅された自然放出）光をＬＯ帯域幅の外に遮断することができる。このフィルタは、単独な装置であってもよいし、伝送路をフィルタリングした同一のフィルタ（通常、ＷＳＳであり、図における伝送システムで単独に示されていない）であってもよい。この場合、フィルタ（またはＷＳＳ）は、ＰＤ １４２と帰還タップ１３６との間に位置決めることができ、タップ１３６は、第２部分１２２と帰還されたＬＭＳ応答光学信号（即ち、帰還信号）とを結合する。

通常、上記ＴＡＰの位置は、例えば、コストおよび性能の考慮により定義される。従って、いくつかの実施例によれば、複数のコンポーネントを、ＴＡＰとＰＤとの間および伝送システム１３２の出力とＴＡＰとの間に配置することができる。ＬＯ信号（第２部分１２２）とフィルタリングされた光帯域幅における総帰還信号との間の比率を特に考慮すべきである。本発明の実施例によばれ、ＬＯ光と伝送システム１３２からの帰還信号とを結合するタップにより受信されたＬＯ光は、ＰＤにより受信されたフィルタリングされた光帯域幅における帰還信号よりも著しく大きく（例えば、１５ｄＢだけ大きい）なるべきである。ＶＯＡ、光学フィルタ、タップ、スプリッター、およびＥＤＦＡのような帰還経路で追加する必要がある可能性のある光学コンポーネントのような他の実際の考慮要因（例えば、ＰＤを衝突する最適な総電力）も設計の考慮要因の一部である。

図５は、例示的なプロセスフロー５００を示す。ブロック５０２において、レーザプローブ源からプローブビームを発射する。いくつかの実施例において、該レーザプローブ源は外部空洞レーザであってもよい。プローブビームは、いくつかの実施例において広げることができ、且つ、他の実施例において、狭帯域ビームであってもよい。

ブロック５０４において、プローブビームの第１部分は伝送システムに導かれ、ここで、第１部分は、伝送システムを通過して帰還信号を生成するように操作されて伝導される。例えば、第１部分は、偏光回転器を介して伝送システムに送信でき、その後、該伝送システムは帰還信号を生成する。

ブロック５０６において、プローブビームの第２部分は帰還タップに導かれる。例えば、プローブビームの第２部分は、偏光保持タップで第１部分から分離され得る。

ブロック５０８において、プローブビームの第１部分と伝送システムからの帰還信号とを結合することにより干渉信号を生成し、ここで、帰還信号は、プローブビームの第１部分に基づく。例えば、帰還信号は、フィルタリングされたキャリアチャネルを有する伝送システムを通過するように伝導されたプローブビームの第１部分から導出できる。

ブロック５１０において、干渉信号は、光検出器で電力信号に変換される。実施例によって、１つまたは複数の異なる周波数で前記電力信号を測定することができる。例えば、各実施例において、電気フィルタの帯域幅は、２５ＧＨｚの光帯域幅よりも遥かに小さいため、それ以外に存在するノイズの大部分が除去される。

図６は、例示的なプロセスフロー６００を示す。ブロック６０２において、レーザプローブ源からプローブビームを発射する。該プローブビームは、第１帯域幅を特徴とし、ここで、前記プローブビームは、ある実施例において広げられ、且つ、他の実施例において狭帯域ビームであってもよい。

ブロック６０４において、プローブビームの第１部分は伝送システムに導かれる。一例において、第１部分は、偏光回転器を介して伝送システムに送信でき、ここで、偏光回転器は、１ＧＨｚのような所定の周波数で操作される。

ブロック６０６において、プローブビームの第２部分は第２偏光回転器に送信される。例えば、偏光保持タップは、プローブビームの第１部分と第２部分とを分離し、第２部分を第２偏光回転器に送信することができる。

ブロック６０８において、第２部分は、第２偏光回転器を通過した後、帰還タップで受信される。

ブロック６１０において、伝送システムから帰還信号を受信し、ここで、帰還信号はプローブビームの第１部分に基づく。帰還信号は、フィルタリングされたキャリアチャネルを有する伝送システムを通過するように伝導された後、プローブビームの第１部分から導出され得る。プローブビームの第２部分を受信する帰還タップで帰還信号を受信することができる。

ブロック６１２において、例えば、帰還タップでプローブビームの第２部分と帰還信号とを混合して干渉を生成する。

ブロック６１４において、例えば、単一の光検出器を使用することにより、干渉信号から電力信号を生成する。

ブロック６１６において、電力信号は、第１帯域幅に相当する第２帯域幅において測定される。１つの非限定的な例において、該第１帯域幅は、約２５ＭＨｚであってもよく、前記第２帯域幅も約２５ＭＨｚである。

図７は、例示的なプロセスフロー７００を示す。ブロック７０２において、レーザプローブ源からプローブビームを発射する。プローブビームは狭い帯域幅の特徴を有する。

ブロック７０４において、プローブビームの第１部分は、伝送システムに導かれる。一例において、第１部分は、偏光回転器を介して伝送システムに送信でき、ここで、偏光回転器は、１ＧＨｚのような所定の周波数で操作される。

ブロック７０６において、プローブビームの第２部分は、周波数シフタアセンブリに送信されて周波数シフトビームを形成する。

ブロック７０８において、帰還タップで周波数シフトビームおよび伝送システムからの帰還信号を受信し、ここで、帰還信号周波数はプローブビームの第１部分に基づく。

ブロック７１０において、周波数シフトビームと帰還信号とを混合して干渉信号を生成する。

ブロック７１２において、該干渉信号に基づいて電力信号を生成する。該電力信号は、光検出器で生成でき、ここで、前記検出は前記信号の周波数差または前記信号の周波数の追加に基づく。

ブロック７１４において、電力信号は第２帯域幅において測定される。第２帯域幅は、狭い帯域幅または電力信号の測定のサンプリング率のうちの大きな方に相当するものを選択することができる。

以上をまとめ、本実施例は、デバイスおよび技術を提供し、ここで、ＬＭＳシステムは、レーザプローブ源から生成された光の一部を分離して伝送システムに送信し、タップを用いて帰還信号に加えるように提供される。光の該分離部分は帰還信号に干渉する可能性があり、ここで、該干渉は単一の光検出器により検出される。図８は、一般的な配置を提供し、ここで示された配置８００は、通常、図１と同じコンポーネントを備え、同様に表記された類似するコンポーネントを有する。該配置８００は予備伝送ブロック８０２を備え、該プローブビーム１２０の処理は、帰還信号とプローブビーム１２０の第２部分１２２とが結合される前に従来のＬＭＳシステムにより行われる。従って、予備伝送ブロック８０２は、上記偏光／ＯＯＫブロック以外のコンポーネントを備えてもよい。

本明細書に使用される、単数形で引用されて「１」または「１つ」という用語と連用された要素またはステップは、除外が明示的に引用されていない限り、複数の要素またはステップを除外しないと理解すべきである。また、本発明の「１つの実施例」の引用は、前記特徴を更に含む追加の実施例の存在を除外するものとして解釈されるものではない。

本発明はいくつかの実施例に関するが、本発明の分野および範囲から逸脱することなく、添付の特許請求の範囲に定義されるように、前記実施例に対する様々な修正、変更および変化は可能である。従って、本発明は、記載された実施例に限定されないが、特許請求の範囲に記載された言語およびそれらの均等物によって定義された全範囲を有する。

Claims (15)

1. 第１帯域幅においてプローブ信号を発射するためのレーザ源と、
   前記プローブ信号を受信し、前記プローブ信号を第１部分と第２部分とに分離するための偏光保持タップと、
   前記プローブ信号の第１部分を受信し、前記第１部分を伝送システムに送信するための偏光回転器と、
   前記プローブ信号の第２部分を受信し、前記伝送システムからの帰還信号であって、前記プローブ信号の第１部分から導出される帰還信号を受信するための帰還タップと、
   前記帰還タップからの干渉信号であって、前記帰還信号と前記プローブ信号の第２部分とを混合して生成した干渉信号を受信するためにカップリングされ、前記干渉信号に基づいて電力信号を出力するように構成される光検出器と、
   所定の測定周波数で前記第１帯域幅に相当する第２帯域幅において前記電力信号を測定するための電力測定システムと、を備える、
   ライン監視システム。
2. 前記偏光回転器は、オンオフ変調（ＯＯＫ）データを利用して前記第１部分を変調するためのＯＯＫコンポーネントを更に備える、
   請求項１に記載のライン監視システム。
3. 前記プローブ信号の第２部分を受信し、第２部分に回転を加え、回転後の第２部分を前記帰還タップに送信するための第２偏光回転器を更に備える、
   請求項１または２に記載のライン監視システム。
4. 前記第２部分を受信し、前記第２部分に周波数シフトを加え、前記第２部分を前記帰還タップに伝送するように構成される周波数シフタアセンブリを更に備え、
   前記周波数シフタアセンブリは、第１周波数シフタと第２周波数シフタとを備え、
   前記ライン監視システムは、
   前記偏光保持タップからの第２部分を受信し、前記第２部分の第１セグメントを前記第１周波数シフタに出力し、前記第２部分の第２セグメントを前記第２周波数シフタに出力するように構成される中間タップと、
   前記第１周波数シフタからの第１周波数シフトビームを受信し、前記第２周波数シフタからの第２周波数シフトビームを受信し、前記第２部分を結合ビームとして前記帰還タップに出力するための偏光ビームコンバイナーとを更に備え、
   前記中間タップは第２偏光保持タップである、
   請求項１～３のいずれか一項に記載のライン監視システム。
5. 前記レーザ源と前記帰還タップとの間で前記プローブ信号の少なくとも一部を遮断するように構成される少なくとも１つのフィルタ増幅器を更に備える、
   請求項１に記載のライン監視システム。
6. 前記プローブ信号は、２５ＭＨｚ範囲内の帯域幅を含む、
   請求項１に記載のライン監視システム。
7. 前記電力信号は、約２５ＭＨｚ～５ＧＨｚの周波数を含み、且つ、
   前記電力測定システムは、５０μｓ～５００μｓのサンプリング周期内で測定するように構成される、
   請求項１～６のいずれか一項に記載のライン監視システム。
8. 前記偏光回転器の回転周波数は約１ＧＨｚである、
   請求項１～７のいずれか一項に記載のライン監視システム。
9. 前記所定の測定周波数は前記偏光回転器の周波数に対応する、請求項１～８のいずれか一項に記載のライン監視システム。
10. 前記所定の測定周波数は、
    前記偏光回転器の回転周波数と前記第２偏光回転器の回転周波数との差、または
    前記偏光回転器の回転周波数と前記第２偏光回転器の回転周波数との和、に対応する、
    請求項３に記載のライン監視システム。
11. レーザプローブ源から第１帯域幅を有するプローブビームを発射することと、
    前記プローブビームの第１部分を、偏光回転器を通過するように伝送システムに導くことと、
    前記プローブビームの第２部分を帰還タップに導くことと、
    前記帰還タップにおいて、前記伝送システムからの帰還信号であって、前記プローブビームの第１部分に基づく帰還信号を受信することと、
    前記プローブビームの第２部分と前記帰還信号とを混合して干渉信号を生成することと、
    前記干渉信号に基づいて電力信号を生成することと、
    所定の測定周波数で前記第１帯域幅に相当する第２帯域幅において前記電力信号を測定することとを含む、
    伝送システムにおける故障を測定する方法。
12. 前記第１部分を導くことは、
    前記第１部分を、前記偏光回転器を通過するように導くことと、
    前記伝送システムに送信するために、オンオフ変調（ＯＯＫ）コンポーネントを用いて前記第１部分を変調することと、を含み、
    前記プローブビームは２５ＭＨｚ範囲内の帯域幅を含み、
    前記電力信号を測定することは、約２５ＭＨｚ～５ＧＨｚの周波数、および５０μｓ～５００μｓのサンプリング周期の周波数で測定することを含み、
    前記第２部分を導くことは、前記第２部分が前記帰還タップにおいて受信される前に、前記第２部分を、前記第２偏光回転器を通過するように導くことを含む、
    請求項１１に記載の方法。
13. レーザプローブ源から狭い帯域幅を有するプローブビームを発射することと、
    前記プローブビームの第１部分を、偏光回転器を通過するように伝送システムに導くことと、
    前記プローブビームの第２部分を周波数シフタアセンブリに導いて周波数シフトビームを形成することと、
    帰還タップにおいて、前記周波数シフトビームと、前記伝送システムからの帰還信号であって、前記プローブビームの第１部分に基づく帰還信号とを受信することと、
    前記周波数シフトビームと前記帰還信号とを混合して干渉信号を生成することと、
    前記干渉信号に基づいて電力信号を生成することと、
    所定の測定周波数で、狭い帯域幅に相当する、または前記第１帯域幅と前記電力信号の測定のサンプリング率とのうちの大きい方に相当する第２帯域幅において前記電力信号を測定することとを含む、
    伝送システムにおける故障を測定する方法。
14. 前記プローブビームの第２部分を導くことは、
    第１周波数シフタにより前記プローブビームの第２部分の第１セグメントを周波数シフトし、第１周波数シフトビームを形成することと、
    第２周波数シフタにより前記プローブビームの第２部分の第２セグメントを周波数シフトし、第２周波数シフトビームを形成することと、
    前記第１周波数シフトビームと前記第２周波数シフトビームとを結合し、周波数シフトビームを形成することとを含む、
    請求項１３に記載の方法。
15. 前記電力信号を測定することは、前記第１周波数シフトビームの第１周波数、および前記第２周波数シフトビームの第２周波数で測定することを含む、
    請求項１４に記載の方法。

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