JP2875114B2 - 光伝送システム - Google Patents
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- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/03—Arrangements for fault recovery
- H04B10/035—Arrangements for fault recovery using loopbacks
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- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/07—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems
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- H04B10/075—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using an in-service signal
- H04B10/077—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using an in-service signal using a supervisory or additional signal
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B2210/00—Indexing scheme relating to optical transmission systems
- H04B2210/07—Monitoring an optical transmission system using a supervisory signal
- H04B2210/074—Monitoring an optical transmission system using a supervisory signal using a superposed, over-modulated signal
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- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Monitoring And Testing Of Transmission In General (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Use Of Switch Circuits For Exchanges And Methods Of Control Of Multiplex Exchanges (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光伝送システムに関す
る。特に、光伝送システムのラインモニターに関し、線
形中継海底光伝送システムに好適な手法に関する。
る。特に、光伝送システムのラインモニターに関し、線
形中継海底光伝送システムに好適な手法に関する。
【０００２】
【従来の技術】伝送システムの性能をモニターすること
は不可欠である。故障点を特定し、サービスの十分なレ
ベルを維持するために復旧措置を行う必要がある。故障
の存在と伝送システムのターミナルからの故障点の位置
の特定を正確に安価に行えることが望ましい。故障点の
特定は、陸上ターミナル間の伝送システムの海底部分に
沿って簡単に試験することのできない海底伝送システム
では特に重要となる。従って、海底あるいは他の伝送シ
ステムのケーブルの端部ターミナルから、故障点の存在
をモニターし、故障点を特定するための手法が開発され
てきたが、構成の複雑さ、費用、現在の光増幅中継伝送
システム構成への適用性といった観点から、好ましい手
法は無い。
は不可欠である。故障点を特定し、サービスの十分なレ
ベルを維持するために復旧措置を行う必要がある。故障
の存在と伝送システムのターミナルからの故障点の位置
の特定を正確に安価に行えることが望ましい。故障点の
特定は、陸上ターミナル間の伝送システムの海底部分に
沿って簡単に試験することのできない海底伝送システム
では特に重要となる。従って、海底あるいは他の伝送シ
ステムのケーブルの端部ターミナルから、故障点の存在
をモニターし、故障点を特定するための手法が開発され
てきたが、構成の複雑さ、費用、現在の光増幅中継伝送
システム構成への適用性といった観点から、好ましい手
法は無い。
【０００３】従来は、伝送システムに配置された中継器
に、複雑な回路を設けて伝送システムの監視に用いてい
た。回路は、共振増幅器、特別な送信機、伝送システム
に入射された複雑な監視信号内のコマンドに応じる制御
回路から構成される。この回路を組み込むことによっ
て、各中継器の費用が増加する。この複雑な監視回路
は、故障しやすい。中継器が比較的接近不可能な場所に
設置されるため、修理費用は高くなる。また、従来の監
視システムは、伝送システムのサービス中には適用でき
ないため、魅力的ではない。同軸電気通信システム用に
開発された手法は、それらのシステム固有の原理による
もので、現在の光伝送システムへは適用できないと考え
られる。
に、複雑な回路を設けて伝送システムの監視に用いてい
た。回路は、共振増幅器、特別な送信機、伝送システム
に入射された複雑な監視信号内のコマンドに応じる制御
回路から構成される。この回路を組み込むことによっ
て、各中継器の費用が増加する。この複雑な監視回路
は、故障しやすい。中継器が比較的接近不可能な場所に
設置されるため、修理費用は高くなる。また、従来の監
視システムは、伝送システムのサービス中には適用でき
ないため、魅力的ではない。同軸電気通信システム用に
開発された手法は、それらのシステム固有の原理による
もので、現在の光伝送システムへは適用できないと考え
られる。
【０００４】最初の大陸間電話ケーブルは、各伝送方向
毎に海底ケーブルを持ち、２本のケーブルを必要とし
た。各ケーブルは一方向のみに信号を伝送するため、監
視手法は限られていた。ケーブルの各中継器では、伝送
信号の増幅に加えて、固有の狭帯域ノイズピークを発生
する。これは、各中継器の増幅フィードバック回路に水
晶振動子を追加することによって行われていた。水晶振
動子は狭帯域利得ピークを生じ、各中継器に固有に選択
された周波数帯の入射システムノイズを増幅する。中継
器のノイズピークは受信ターミナルによってモニターさ
れる。信号の存在は、関連する中継器が正常動作するこ
とを示す。ターミナル間の水晶振動子周波数帯の伝送測
定によって、増幅器の利得変化を推定する情報が得られ
る。
毎に海底ケーブルを持ち、２本のケーブルを必要とし
た。各ケーブルは一方向のみに信号を伝送するため、監
視手法は限られていた。ケーブルの各中継器では、伝送
信号の増幅に加えて、固有の狭帯域ノイズピークを発生
する。これは、各中継器の増幅フィードバック回路に水
晶振動子を追加することによって行われていた。水晶振
動子は狭帯域利得ピークを生じ、各中継器に固有に選択
された周波数帯の入射システムノイズを増幅する。中継
器のノイズピークは受信ターミナルによってモニターさ
れる。信号の存在は、関連する中継器が正常動作するこ
とを示す。ターミナル間の水晶振動子周波数帯の伝送測
定によって、増幅器の利得変化を推定する情報が得られ
る。
【０００５】後者のシステムは、単一ケーブルによる双
方向伝送を、共通の増幅器と２方向の伝送を２つの分離
した周波数帯に分けるための方向性フィルタを用いるこ
とによって行っている。一方向の伝送を低周波帯で行
い、もう一方向の伝送を高周波帯で行う。２ケーブルシ
ステムと同様に、この後者のシステムでも監視手法とし
て水晶振動子によって決まるノイズピークを用いてい
る。高分解能スペクトラムアナライザーによって、複数
の中継器からのノイズピークを同時にモニターすること
ができ、増幅器の不安定な発振等の故障点を検出するこ
とが可能である。同一ケーブルで、同じ増幅器を用いて
双方向通信が行われているため、他の故障点測定手法が
開発された。サービス外時に短く周期的な比較的高出力
トーンバーストを、低周波帯の上端周波数において送出
する。増幅器の非線形性によって、トーンバーストの２
次の相互変調成分が高周波帯に生じ、送出ターミナルに
帰ってくる。各中継器からの反射信号をフィルタを通し
増幅することによって、それらの特性遅延を特定するこ
とができる。増幅器はほぼ十分に線形であるため、反射
信号は微弱で、測定精度及び範囲を改善するために時間
平均手法が開発された。
方向伝送を、共通の増幅器と２方向の伝送を２つの分離
した周波数帯に分けるための方向性フィルタを用いるこ
とによって行っている。一方向の伝送を低周波帯で行
い、もう一方向の伝送を高周波帯で行う。２ケーブルシ
ステムと同様に、この後者のシステムでも監視手法とし
て水晶振動子によって決まるノイズピークを用いてい
る。高分解能スペクトラムアナライザーによって、複数
の中継器からのノイズピークを同時にモニターすること
ができ、増幅器の不安定な発振等の故障点を検出するこ
とが可能である。同一ケーブルで、同じ増幅器を用いて
双方向通信が行われているため、他の故障点測定手法が
開発された。サービス外時に短く周期的な比較的高出力
トーンバーストを、低周波帯の上端周波数において送出
する。増幅器の非線形性によって、トーンバーストの２
次の相互変調成分が高周波帯に生じ、送出ターミナルに
帰ってくる。各中継器からの反射信号をフィルタを通し
増幅することによって、それらの特性遅延を特定するこ
とができる。増幅器はほぼ十分に線形であるため、反射
信号は微弱で、測定精度及び範囲を改善するために時間
平均手法が開発された。
【０００６】後者のシステムでは、各中継器は固有の周
波数の高安定水晶振動子による発振器を有する。発振器
には、低周波帯の下端及び高周波帯の上端付近の２つの
狭帯域監視帯が割り当てられる。中継器は、その発振器
が低周波帯及び高周波帯を交互に受け持つように配置さ
れ、故障点評定時の不確定性を減少させている。損失分
布を示す、発振器のトーンレベルの時間変化が簡単に測
定されるため、故障点評定が簡単で迅速に行える。サー
ビス外時の動作中継器を特定するトーンバースト手法
は、多チャネル（遅延）アナライザ及び検出後の長時間
の時間平均によって主に改善された。
波数の高安定水晶振動子による発振器を有する。発振器
には、低周波帯の下端及び高周波帯の上端付近の２つの
狭帯域監視帯が割り当てられる。中継器は、その発振器
が低周波帯及び高周波帯を交互に受け持つように配置さ
れ、故障点評定時の不確定性を減少させている。損失分
布を示す、発振器のトーンレベルの時間変化が簡単に測
定されるため、故障点評定が簡単で迅速に行える。サー
ビス外時の動作中継器を特定するトーンバースト手法
は、多チャネル（遅延）アナライザ及び検出後の長時間
の時間平均によって主に改善された。
【０００７】最後の同軸海底ケーブルシステムは、各中
継器の発振器と特別の中継器モニターセットによって監
視される。中継器の増幅器を線形化することによって、
相互変調によるある伝送帯から他の伝送帯へ変換された
トーンバーストの検出が不可能となるため、チャープ周
波数手法が、サービス外時のノイズから反射中継信号を
再生するために用いられた。故障点評定あるいはその確
定に加えて、この手法はまた、高相互変調源及び送信異
常も特定することが可能である。この手法はノイズに埋
もれた信号を取り出すことを可能とするが、その設備は
とても複雑である。従って、その維持が問題となる。
継器の発振器と特別の中継器モニターセットによって監
視される。中継器の増幅器を線形化することによって、
相互変調によるある伝送帯から他の伝送帯へ変換された
トーンバーストの検出が不可能となるため、チャープ周
波数手法が、サービス外時のノイズから反射中継信号を
再生するために用いられた。故障点評定あるいはその確
定に加えて、この手法はまた、高相互変調源及び送信異
常も特定することが可能である。この手法はノイズに埋
もれた信号を取り出すことを可能とするが、その設備は
とても複雑である。従って、その維持が問題となる。
【０００８】Y.Kobayashiらは１９８２年に、"A Repeat
er Fault Locator Using a Correlation Technique for
a Submarine Cable System", IEEE Transactions on C
ommunications, Vol.Com-30, No.5, May 1982, pp.1117
-1124、を発表した。論文は、同軸海底ケーブルに入射
した疑似ランダム符号列の相関を利用した、中継器故障
点検出法に関するものである。しかしこの検出手法は、
前述の２つの周波数帯による双方向伝送において、中継
器の非線形増幅器によってターミナルからの相互変調成
分が十分に検出されるようにした場合にのみ適用するこ
とができる。論文ではまた、ケーブルのサービス外時に
故障点評定を行うと示されている。光システムではその
ような相互変調信号が返送されることはないため、この
ような手法をどの様に、光伝送システムに適用するかに
ついては示されていない。
er Fault Locator Using a Correlation Technique for
a Submarine Cable System", IEEE Transactions on C
ommunications, Vol.Com-30, No.5, May 1982, pp.1117
-1124、を発表した。論文は、同軸海底ケーブルに入射
した疑似ランダム符号列の相関を利用した、中継器故障
点検出法に関するものである。しかしこの検出手法は、
前述の２つの周波数帯による双方向伝送において、中継
器の非線形増幅器によってターミナルからの相互変調成
分が十分に検出されるようにした場合にのみ適用するこ
とができる。論文ではまた、ケーブルのサービス外時に
故障点評定を行うと示されている。光システムではその
ような相互変調信号が返送されることはないため、この
ような手法をどの様に、光伝送システムに適用するかに
ついては示されていない。
【０００９】再生中継光波海底システムの出現によっ
て、監視システムの性質は大幅に変化した。線形同軸ケ
ーブル中継器に比較して、光波による電気及び光再生器
は極端に複雑で、システムの冗長性を必要とする。この
点から、再生システムはスパン間ベースでアクセス可能
なスペアラインと同様に、スペア送信機を装備すること
となる。冗長要素の制御には、コマンド／応答型の監視
システムによるターミナルから制御されたスイッチング
を必要とする。このようなシステムでは、複雑な監視コ
マンドが、中継器へ送られる。各中継器及び再生器に
は、コマンドを復元し解釈し、コマンドのアドレス部を
ローカルアドレスとチェックし、コマンドを実行し、適
切な反応を生じさせるための複雑な監視回路が含まれ
る。コマンドは２つの動作、スイッチングあるいはモニ
タリングを行わせる。スイッチング機能の例としては、
スペア送信機の作動、データ信号のループバックの作
動、スタンバイスパンのアクセシングがある。モニタリ
ング機能には、スイッチの状態のレポートに加えて、受
信機への入射光パワー、レーザ送信機バイアス、ブロッ
クエラーカウント、温度、選択度マージン等の測定があ
る。応答時のモニターされた情報は、データ列の位相変
調によってターミナルへ送られる。
て、監視システムの性質は大幅に変化した。線形同軸ケ
ーブル中継器に比較して、光波による電気及び光再生器
は極端に複雑で、システムの冗長性を必要とする。この
点から、再生システムはスパン間ベースでアクセス可能
なスペアラインと同様に、スペア送信機を装備すること
となる。冗長要素の制御には、コマンド／応答型の監視
システムによるターミナルから制御されたスイッチング
を必要とする。このようなシステムでは、複雑な監視コ
マンドが、中継器へ送られる。各中継器及び再生器に
は、コマンドを復元し解釈し、コマンドのアドレス部を
ローカルアドレスとチェックし、コマンドを実行し、適
切な反応を生じさせるための複雑な監視回路が含まれ
る。コマンドは２つの動作、スイッチングあるいはモニ
タリングを行わせる。スイッチング機能の例としては、
スペア送信機の作動、データ信号のループバックの作
動、スタンバイスパンのアクセシングがある。モニタリ
ング機能には、スイッチの状態のレポートに加えて、受
信機への入射光パワー、レーザ送信機バイアス、ブロッ
クエラーカウント、温度、選択度マージン等の測定があ
る。応答時のモニターされた情報は、データ列の位相変
調によってターミナルへ送られる。
【００１０】再生システムの、ある一つのスパンでの性
能劣化はそのラインの故障を引き起こすため、個々のス
パンのマージンを定期的にモニターし、システム全体の
十分なマージンを確保することが必要である。線形増幅
システムでは、各スパンは全体の劣化のごく一部に寄与
するため、個々のスパンの劣化にはそれほど依存しな
い。
能劣化はそのラインの故障を引き起こすため、個々のス
パンのマージンを定期的にモニターし、システム全体の
十分なマージンを確保することが必要である。線形増幅
システムでは、各スパンは全体の劣化のごく一部に寄与
するため、個々のスパンの劣化にはそれほど依存しな
い。
【００１１】再生中継光システムにおける、故障点評定
システムの例が２つ、Kobayashiらの、"Repeater Fault
Location for a Submarine Optical Fiber Cable Tran
smission System", IEEE Transaction on Communicatio
ns, Vol.Com-32,No.2, February 1984, pp.155-162、及
び、Hayashiらの、"Remote Control Signal for Submar
ine Optical Repeater Fault Location Systems", Elec
tronics Communications in Japan, Part I, Vol.69,N
o.9,1986,pp.93-99、に示されている。
システムの例が２つ、Kobayashiらの、"Repeater Fault
Location for a Submarine Optical Fiber Cable Tran
smission System", IEEE Transaction on Communicatio
ns, Vol.Com-32,No.2, February 1984, pp.155-162、及
び、Hayashiらの、"Remote Control Signal for Submar
ine Optical Repeater Fault Location Systems", Elec
tronics Communications in Japan, Part I, Vol.69,N
o.9,1986,pp.93-99、に示されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】電気及び光伝送システ
ムにおける故障点評定に、種々の手法が検討されてき
た。これらの手法は、費用と複雑さを増加するラインモ
ニターシステムであった。これらの手法は長く用いられ
ているが、特に光伝送システムにおける故障点評定に十
分な情報を与えることのできる、簡単で、安価で、信頼
性のあるラインモニターシステムを提供するに至ってい
ない。従って本発明の目的は、そのようなラインモニタ
ーを提供することである。
ムにおける故障点評定に、種々の手法が検討されてき
た。これらの手法は、費用と複雑さを増加するラインモ
ニターシステムであった。これらの手法は長く用いられ
ているが、特に光伝送システムにおける故障点評定に十
分な情報を与えることのできる、簡単で、安価で、信頼
性のあるラインモニターシステムを提供するに至ってい
ない。従って本発明の目的は、そのようなラインモニタ
ーを提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】光伝送システムのライン
モニターシステムにおいて、光中継器のファイバペア間
に損失を有するループバックパスを有する。監視信号
が、伝送システムのターミナルからファイバへ入射さ
れ、信号を出射したターミナルへ返送される。ループバ
ック信号の振幅は、サービス及び性能変化を示す。ルー
プバック信号の受信時刻は、ループバックの生じた位置
を示す。干渉キャンセラーは、入射信号によるループバ
ック信号の干渉を減少する手段となり、実用的な時間内
での、サービス中のラインモニターが可能となる。干渉
キャンセラーはまた、端局間信号対雑音比及び動作シス
テムマージンの目安を示す。
モニターシステムにおいて、光中継器のファイバペア間
に損失を有するループバックパスを有する。監視信号
が、伝送システムのターミナルからファイバへ入射さ
れ、信号を出射したターミナルへ返送される。ループバ
ック信号の振幅は、サービス及び性能変化を示す。ルー
プバック信号の受信時刻は、ループバックの生じた位置
を示す。干渉キャンセラーは、入射信号によるループバ
ック信号の干渉を減少する手段となり、実用的な時間内
での、サービス中のラインモニターが可能となる。干渉
キャンセラーはまた、端局間信号対雑音比及び動作シス
テムマージンの目安を示す。
【００１４】
【実施例】図１に、本発明による光中継器１２の実施例
を示す。この中継器１２を複数、既定の間隔で光伝送シ
ステムに配置し、伝送システムを伝搬する光信号を増幅
する。
を示す。この中継器１２を複数、既定の間隔で光伝送シ
ステムに配置し、伝送システムを伝搬する光信号を増幅
する。
【００１５】伝送システムは、図１の矢印で示されるよ
うに、第１のターミナルから第２のターミナルへ光信号
を伝送する第１の光ファイバ１０を有する。伝送システ
ムはまた、第２のターミナルから第１のターミナルへ光
信号を伝送する第２の光ファイバ１１を有する。光信号
はあるターミナルから他ターミナルへ伝搬する際に、連
続的に損失を受ける。従って、複数の中継器１２がファ
イバ１０に沿って配置され、損失を受けた光信号を増幅
する。これは、ファイバ１０中の増幅器１３及び、ファ
イバ１１中の増幅器１４によって行われる。光伝送シス
テムで光信号を増幅するあらゆる手段を、増幅器１３及
び１４の機能を達成するために用いることができる。増
幅に適した例としては、中継器に接続された電流線より
レーザにパワーを供給して、ポンプレーザによって励起
されたエルビウムドープ光ファイバがある。海底システ
ムでは、第１及び第２ターミナルは陸上に設置され、フ
ァイバ１０及び１１、中継器１２は海底に設置される。
うに、第１のターミナルから第２のターミナルへ光信号
を伝送する第１の光ファイバ１０を有する。伝送システ
ムはまた、第２のターミナルから第１のターミナルへ光
信号を伝送する第２の光ファイバ１１を有する。光信号
はあるターミナルから他ターミナルへ伝搬する際に、連
続的に損失を受ける。従って、複数の中継器１２がファ
イバ１０に沿って配置され、損失を受けた光信号を増幅
する。これは、ファイバ１０中の増幅器１３及び、ファ
イバ１１中の増幅器１４によって行われる。光伝送シス
テムで光信号を増幅するあらゆる手段を、増幅器１３及
び１４の機能を達成するために用いることができる。増
幅に適した例としては、中継器に接続された電流線より
レーザにパワーを供給して、ポンプレーザによって励起
されたエルビウムドープ光ファイバがある。海底システ
ムでは、第１及び第２ターミナルは陸上に設置され、フ
ァイバ１０及び１１、中継器１２は海底に設置される。
【００１６】監視あるいはラインモニターは、中継器１
２内に永久的に接続された受動損失性ループバック回路
によって行われる。ループバック回路は、ファイバ１０
の増幅器１３の出力ラインに配置された光カップラを有
する。光カップラ１５は、ファイバ１０の信号の一部を
アッテネータ１６への入力へ結合する。アッテネータ１
６の出力は、ファイバ１１の増幅器１４の出力に配置さ
れた光カップラ１７の入力に接続される。光カップラ１
７は、アッテネータ１６からの損失を受けた信号の一部
を、ファイバ１１の光信号と結合させ、ファイバ１０へ
信号を伝送したターミナルへ返送する。
２内に永久的に接続された受動損失性ループバック回路
によって行われる。ループバック回路は、ファイバ１０
の増幅器１３の出力ラインに配置された光カップラを有
する。光カップラ１５は、ファイバ１０の信号の一部を
アッテネータ１６への入力へ結合する。アッテネータ１
６の出力は、ファイバ１１の増幅器１４の出力に配置さ
れた光カップラ１７の入力に接続される。光カップラ１
７は、アッテネータ１６からの損失を受けた信号の一部
を、ファイバ１１の光信号と結合させ、ファイバ１０へ
信号を伝送したターミナルへ返送する。
【００１７】以下に詳細に述べるように、ファイバ１０
及び１１の光信号には、光伝送システム内の故障点評定
に用いられる監視信号が含まれている。監視信号は、伝
送端ステーションへの信号の一部から抽出され、伝送シ
ステム内の故障の発生と、故障位置を示す。
及び１１の光信号には、光伝送システム内の故障点評定
に用いられる監視信号が含まれている。監視信号は、伝
送端ステーションへの信号の一部から抽出され、伝送シ
ステム内の故障の発生と、故障位置を示す。
【００１８】図１のループバック回路は双方向である。
光カップラ１７はまた、ファイバ１１からの光信号の一
部をもう一方のアッテネータ１８の入力へ結合する。ア
ッテネータ１８の出力はカップラ１５の入力に結合さ
れ、アッテネータ１８からの損失を受けた信号の一部を
結合し、ファイバ１１へ送信したターミナルへ返送す
る。監視信号はファイバ１１への送信ターミナルから入
射され、ファイバ１０によって送信したターミナルへル
ープバックされる。
光カップラ１７はまた、ファイバ１１からの光信号の一
部をもう一方のアッテネータ１８の入力へ結合する。ア
ッテネータ１８の出力はカップラ１５の入力に結合さ
れ、アッテネータ１８からの損失を受けた信号の一部を
結合し、ファイバ１１へ送信したターミナルへ返送す
る。監視信号はファイバ１１への送信ターミナルから入
射され、ファイバ１０によって送信したターミナルへル
ープバックされる。
【００１９】ループバック損失及び変調指数は、送信及
び受信ラインの通信信号の劣化を最小限にし、サービス
中のモニターのためのループバック信号が十分なレベル
を有するように設定される。例として、サービス中の変
調指数は１から１０％の範囲であり、全ループバック損
失は、３００の中継器を有するシステムでは約４５ｄ
Ｂ、１０の中継器を有する場合には３０ｄＢとなる。
び受信ラインの通信信号の劣化を最小限にし、サービス
中のモニターのためのループバック信号が十分なレベル
を有するように設定される。例として、サービス中の変
調指数は１から１０％の範囲であり、全ループバック損
失は、３００の中継器を有するシステムでは約４５ｄ
Ｂ、１０の中継器を有する場合には３０ｄＢとなる。
【００２０】この手法は簡単で、安価であり、不便で複
雑な電気光再生器用に開発された従来の監視システムに
替わるものである。図１で追加された中継器要素は、２
つのカップラと２つの光アッテネータで、カップラは例
えば各１０ｄＢカップラとし、アッテネータは、例えば
各２５ｄＢアッテネータとし、各ループバックの全損失
を４５ｄＢとする。この簡単であるが高安定なループバ
ックパスによって、各ターミナルからのあらゆる中継器
のループ損失を正確に測定することができる。サービス
に影響を与えるような伝送システムのあらゆる変化は、
ループバック損失の変化となって測定される。この手法
によって実際に測定される量は、平均伝送信号パワーの
比較的低周波の強度変調成分である。平均伝送信号パワ
ーの強度変調成分は、増幅、分散、ファイバの非線形効
果によるスペクトル広がりによって生じる。サービス中
のラインモニターでは、強度変調指数は小さく、通常１
から１０％であり、信号劣化を最小にするためには２か
ら５％程度が望ましい。サービス外のモニターでは、高
ビットレートデータ信号の代わりに、変調指数を１００
％に増加させる。ループバック信号の監視成分の検出手
法を以下に述べる。
雑な電気光再生器用に開発された従来の監視システムに
替わるものである。図１で追加された中継器要素は、２
つのカップラと２つの光アッテネータで、カップラは例
えば各１０ｄＢカップラとし、アッテネータは、例えば
各２５ｄＢアッテネータとし、各ループバックの全損失
を４５ｄＢとする。この簡単であるが高安定なループバ
ックパスによって、各ターミナルからのあらゆる中継器
のループ損失を正確に測定することができる。サービス
に影響を与えるような伝送システムのあらゆる変化は、
ループバック損失の変化となって測定される。この手法
によって実際に測定される量は、平均伝送信号パワーの
比較的低周波の強度変調成分である。平均伝送信号パワ
ーの強度変調成分は、増幅、分散、ファイバの非線形効
果によるスペクトル広がりによって生じる。サービス中
のラインモニターでは、強度変調指数は小さく、通常１
から１０％であり、信号劣化を最小にするためには２か
ら５％程度が望ましい。サービス外のモニターでは、高
ビットレートデータ信号の代わりに、変調指数を１００
％に増加させる。ループバック信号の監視成分の検出手
法を以下に述べる。
【００２１】図２に、伝送、再生、図１に示された高損
失ループバック回路を介して送信ターミナルへ返送され
た監視信号の検出のための回路の実施例を示す。図２の
回路は、光伝送システムの１つのターミナルに設置され
る。図２は、図１の２つの光ファイバ１０，１１、図１
に詳細を示した３つの中継器１２ａ、１２ｂ、１２ｃを
示す。各中継器１２ａ、１２ｂ、１２ｃの矢印は、上記
の高損失ループバックを示す。中継器の数は伝送システ
ムの距離とファイバでの必要な信号強度によって決ま
る。図２には示さないが、従来例のようにファイバ１
０，１１は他のターミナルの同様の回路に接続される。
ターミナルは陸上に設置され、ファイバ１０，１１と、
中継器１２ａ、１２ｂ、１２ｃは海底システムの場合海
底に設置される。ラインモニターの簡単で高信頼性の部
分が中継器及びファイバに設置されることは、長所とな
る。この点は本発明によって達成される。
失ループバック回路を介して送信ターミナルへ返送され
た監視信号の検出のための回路の実施例を示す。図２の
回路は、光伝送システムの１つのターミナルに設置され
る。図２は、図１の２つの光ファイバ１０，１１、図１
に詳細を示した３つの中継器１２ａ、１２ｂ、１２ｃを
示す。各中継器１２ａ、１２ｂ、１２ｃの矢印は、上記
の高損失ループバックを示す。中継器の数は伝送システ
ムの距離とファイバでの必要な信号強度によって決ま
る。図２には示さないが、従来例のようにファイバ１
０，１１は他のターミナルの同様の回路に接続される。
ターミナルは陸上に設置され、ファイバ１０，１１と、
中継器１２ａ、１２ｂ、１２ｃは海底システムの場合海
底に設置される。ラインモニターの簡単で高信頼性の部
分が中継器及びファイバに設置されることは、長所とな
る。この点は本発明によって達成される。
【００２２】図２の伝送マルチプレクサは、図２のター
ミナルからファイバ１０を介して図２には図示されない
他のターミナルへ伝送される情報を示す信号を生成す
る。伝送マルチプレクサ１９によって生成された信号
は、変調器２０へ入力される。変調器２０の他の入力
は、レーザ送信機２１からの出力である光キャリアであ
る。変調器２０は伝送マルチプレクサ１９によって生成
された信号の情報に従って変調される。光キャリアの強
度はレーザバイアス回路２２の出力によって決められ
る。
ミナルからファイバ１０を介して図２には図示されない
他のターミナルへ伝送される情報を示す信号を生成す
る。伝送マルチプレクサ１９によって生成された信号
は、変調器２０へ入力される。変調器２０の他の入力
は、レーザ送信機２１からの出力である光キャリアであ
る。変調器２０は伝送マルチプレクサ１９によって生成
された信号の情報に従って変調される。光キャリアの強
度はレーザバイアス回路２２の出力によって決められ
る。
【００２３】図２の装置は、光伝送システムの故障点評
定に有用な監視信号を生成する。監視信号は、疑似ラン
ダムワードジェネレータ２３によって生成される、周期
的な疑似ランダムワードからなる。ジェネレータ２３に
よる疑似ランダムワードのビットレート及びワード長
は、ワード周期が、ターミナルとそのターミナルから最
も遠い中継器とを往復する際の遅延時間より長くなるよ
うに設定する。１００００ｋｍの伝送システムで、ビッ
トレート１００ｋｂ／ｓｅｃの場合、ワード長２23−１
となる。入力パワーレベルは、生成する信号と、監視信
号が互いに強く干渉せず、監視信号が中継器からループ
バックしてターミナルへ返送された際に再生可能なよう
に設定される。
定に有用な監視信号を生成する。監視信号は、疑似ラン
ダムワードジェネレータ２３によって生成される、周期
的な疑似ランダムワードからなる。ジェネレータ２３に
よる疑似ランダムワードのビットレート及びワード長
は、ワード周期が、ターミナルとそのターミナルから最
も遠い中継器とを往復する際の遅延時間より長くなるよ
うに設定する。１００００ｋｍの伝送システムで、ビッ
トレート１００ｋｂ／ｓｅｃの場合、ワード長２23−１
となる。入力パワーレベルは、生成する信号と、監視信
号が互いに強く干渉せず、監視信号が中継器からループ
バックしてターミナルへ返送された際に再生可能なよう
に設定される。
【００２４】疑似ランダムワードは、疑似ランダムワー
ドジェネレータ２３によって発生され、変調器２４へ入
力される。キャリア信号は、キャリアソース２５によっ
て生成されたサイン波あるいは２乗波信号で、変調器２
４へ入力される。変調器２４の出力は、ソース２５から
のキャリアを、疑似ランダム符号ジェネレータ２３から
の疑似ランダム列によって位相変調されたものとなる。
変調器２４の出力はバイアス回路２２に接続され、バイ
アス電流を制御し、従って、レーザ送信機２１からの光
キャリア信号の強度を制御する。監視信号の振幅によっ
て、ファイバ１０のターミナルから伝送された信号の平
均パワーを変調する。あるいは、監視信号を伝送マルチ
プレクサ１９の出力と線形に結合して、変調器２０へ印
加しても良い。
ドジェネレータ２３によって発生され、変調器２４へ入
力される。キャリア信号は、キャリアソース２５によっ
て生成されたサイン波あるいは２乗波信号で、変調器２
４へ入力される。変調器２４の出力は、ソース２５から
のキャリアを、疑似ランダム符号ジェネレータ２３から
の疑似ランダム列によって位相変調されたものとなる。
変調器２４の出力はバイアス回路２２に接続され、バイ
アス電流を制御し、従って、レーザ送信機２１からの光
キャリア信号の強度を制御する。監視信号の振幅によっ
て、ファイバ１０のターミナルから伝送された信号の平
均パワーを変調する。あるいは、監視信号を伝送マルチ
プレクサ１９の出力と線形に結合して、変調器２０へ印
加しても良い。
【００２５】図１に関連して説明したように、この強度
変調された光信号の一部は、各中継器で送信ターミナル
へループバックされる。ファイバ１０からのループバッ
ク信号、他のターミナルからファイバ１１によって伝送
された信号、伝送システム内及びファイバ１１で生じた
ノイズは全て、受信機２６へ導かれ、ファイバ１１から
の光信号を電気信号に変換する。受信機２６は例えば、
ＰＩＮダイオード受信機あるいはアバランシェ受光器で
ある。受信機２６の出力は、再生器２７へ接続され、受
信機２６からの信号パルスの整形、リタイミングを行
う。再生されたパルスは、ファイバ１１への伝送ターミ
ナルからの情報を受けるデマルチプレクサ２８へ導かれ
る。
変調された光信号の一部は、各中継器で送信ターミナル
へループバックされる。ファイバ１０からのループバッ
ク信号、他のターミナルからファイバ１１によって伝送
された信号、伝送システム内及びファイバ１１で生じた
ノイズは全て、受信機２６へ導かれ、ファイバ１１から
の光信号を電気信号に変換する。受信機２６は例えば、
ＰＩＮダイオード受信機あるいはアバランシェ受光器で
ある。受信機２６の出力は、再生器２７へ接続され、受
信機２６からの信号パルスの整形、リタイミングを行
う。再生されたパルスは、ファイバ１１への伝送ターミ
ナルからの情報を受けるデマルチプレクサ２８へ導かれ
る。
【００２６】図３に関連して詳細に示したように、再生
器２７はデマルチプレクサ２８へのデータ信号を生成す
るだけでなく、そのデータ信号の反転信号をも生成す
る。受信機からの再生を受けないデータ信号と、再生器
２７からの再生されたデータ信号の反転信号は、図３に
詳細に示すキャンセラー回路２９へ入力される。
器２７はデマルチプレクサ２８へのデータ信号を生成す
るだけでなく、そのデータ信号の反転信号をも生成す
る。受信機からの再生を受けないデータ信号と、再生器
２７からの再生されたデータ信号の反転信号は、図３に
詳細に示すキャンセラー回路２９へ入力される。
【００２７】キャンセラー回路２９は受信機２６の出力
に追加され、反転信号によってファイバ１１へ伝送した
遠くのターミナルからのデータ信号を十分にキャンセル
し、モニター機能時のデータ信号による干渉を減少させ
る。キャンセラーの出力は、ＲＦ増幅器３０へ入力さ
れ、監視信号を増幅し、ファイバ１１からの信号を再生
する。
に追加され、反転信号によってファイバ１１へ伝送した
遠くのターミナルからのデータ信号を十分にキャンセル
し、モニター機能時のデータ信号による干渉を減少させ
る。キャンセラーの出力は、ＲＦ増幅器３０へ入力さ
れ、監視信号を増幅し、ファイバ１１からの信号を再生
する。
【００２８】増幅器３０からの増幅された監視信号は、
検出器列へ導かれる。ライン１０及び１１の各中継器に
検出器がある。各検出器は相関手法を用いて、各中継器
によるループバックされた監視信号を示す出力を生成す
る。この出力には、対応する中継器の位置からの伝送シ
ステムの性能を決めるのに用いられる情報が含まれてい
る。従って、伝送システムの故障点評定を行うことがで
きる。
検出器列へ導かれる。ライン１０及び１１の各中継器に
検出器がある。各検出器は相関手法を用いて、各中継器
によるループバックされた監視信号を示す出力を生成す
る。この出力には、対応する中継器の位置からの伝送シ
ステムの性能を決めるのに用いられる情報が含まれてい
る。従って、伝送システムの故障点評定を行うことがで
きる。
【００２９】検出部３１の一つは図２に詳細に示されて
いる。例として、検出部３１は中継器１２ａの検出部と
する。他の各中継器１２ｂ、１２ｃ、にも同様の検出部
を設ける。検出部３１には、ライン３３ａで示されるよ
うに、送信側疑似ランダム符号ジェネレータ２３と同期
した、受信側疑似ランダム符号ジェネレータ３２が設け
られる。ジェネレータ２３と３２では、同じクロックを
用いる。ジェネレータ３２はジェネレータ２３と同じ疑
似ランダム符号列を発生するが、ジェネレータ２３から
の符号列より遅延を持たせた符号列とする。遅延量は、
送信側疑似ランダム符号ジェネレータ２３と中継器１２
ａ間の往復時間に等しくなるよう設定される。他の中継
器用の各検出部でも、遅延を受けた疑似ランダム符号列
を受け、遅延量は、ジェネレータ２３によって発生され
た疑似ランダム符号と、検出部に関連する中継器によっ
てループバックされた符号を受信する間の往復時間に等
しいように設定される。
いる。例として、検出部３１は中継器１２ａの検出部と
する。他の各中継器１２ｂ、１２ｃ、にも同様の検出部
を設ける。検出部３１には、ライン３３ａで示されるよ
うに、送信側疑似ランダム符号ジェネレータ２３と同期
した、受信側疑似ランダム符号ジェネレータ３２が設け
られる。ジェネレータ２３と３２では、同じクロックを
用いる。ジェネレータ３２はジェネレータ２３と同じ疑
似ランダム符号列を発生するが、ジェネレータ２３から
の符号列より遅延を持たせた符号列とする。遅延量は、
送信側疑似ランダム符号ジェネレータ２３と中継器１２
ａ間の往復時間に等しくなるよう設定される。他の中継
器用の各検出部でも、遅延を受けた疑似ランダム符号列
を受け、遅延量は、ジェネレータ２３によって発生され
た疑似ランダム符号と、検出部に関連する中継器によっ
てループバックされた符号を受信する間の往復時間に等
しいように設定される。
【００３０】種々の手法によって、ジェネレータ３２に
よって発生された疑似ランダム列に、ジェネレータ２３
によって発生されたランダム列に対して既定の遅延を与
えることができる。例として、インターフェース３４及
び遅延制御ライン３３ａの様なインターフェースを介し
て、各検出器に必要な遅延時間をコンピュータ３５のカ
ウンタープリセットによって遅延を与えることができ
る。
よって発生された疑似ランダム列に、ジェネレータ２３
によって発生されたランダム列に対して既定の遅延を与
えることができる。例として、インターフェース３４及
び遅延制御ライン３３ａの様なインターフェースを介し
て、各検出器に必要な遅延時間をコンピュータ３５のカ
ウンタープリセットによって遅延を与えることができ
る。
【００３１】ジェネレータ３２からの符号列は、排他的
ＯＲゲート３６の１入力となる。排他的ＯＲゲート３６
の出力は、各排他的ＯＲゲート３７及び３８の１入力へ
接続される。排他的ＯＲゲート３８の他の入力には、キ
ャリアソース２５が接続される。ソース２５からのキャ
リアの位相は、位相シフタ３９によって９０°位相シフ
トされる。位相シフタ３９の出力は、排他的ＯＲゲート
３７の他の入力へ接続される。ジェネレータ３２からの
符号列は、排他的ＯＲゲート３７及び３８を介して、２
つの９０°位相の異なるキャリアを位相変調する。排他
的ＯＲゲート３７の出力は、マルチプライヤ４０への１
入力となる。マルチプライヤ４０の他の入力には、ＲＦ
増幅器３０の出力が接続される。排他的ＯＲゲート３８
の出力は、他のマルチプライヤ４１への１入力となる。
マルチプライヤ４１の他の入力には、ＲＦ増幅器３０の
出力が接続される。
ＯＲゲート３６の１入力となる。排他的ＯＲゲート３６
の出力は、各排他的ＯＲゲート３７及び３８の１入力へ
接続される。排他的ＯＲゲート３８の他の入力には、キ
ャリアソース２５が接続される。ソース２５からのキャ
リアの位相は、位相シフタ３９によって９０°位相シフ
トされる。位相シフタ３９の出力は、排他的ＯＲゲート
３７の他の入力へ接続される。ジェネレータ３２からの
符号列は、排他的ＯＲゲート３７及び３８を介して、２
つの９０°位相の異なるキャリアを位相変調する。排他
的ＯＲゲート３７の出力は、マルチプライヤ４０への１
入力となる。マルチプライヤ４０の他の入力には、ＲＦ
増幅器３０の出力が接続される。排他的ＯＲゲート３８
の出力は、他のマルチプライヤ４１への１入力となる。
マルチプライヤ４１の他の入力には、ＲＦ増幅器３０の
出力が接続される。
【００３２】マルチプライヤ４０及び４１はホモダイン
復調器を構成する。各復調器の出力には、中継器１２ａ
からの信号の振幅と、局発キャリアと受信信号間の位相
差をθとして、ｃｏｓθとの積に比例したＤＣ成分が含
まれている。
復調器を構成する。各復調器の出力には、中継器１２ａ
からの信号の振幅と、局発キャリアと受信信号間の位相
差をθとして、ｃｏｓθとの積に比例したＤＣ成分が含
まれている。
【００３３】マルチプライヤ４０の出力は、積分器４２
へ入力され、マルチプライヤ４１の出力は他の積分器４
３へ接続される。マルチプライヤ４０及び４１に出力さ
れるＤＣ成分は、積分器４２及び４３によって積分され
る。実際には、積分器４２及び４３はＤＣ成分を増幅
し、マルチプライヤ４０及び４１の出力中の雑音を抑制
する。ＤＣ成分による出力信号は時間にともなって増加
するが、ノイズ成分はその平均値が０であるため、積分
出力には影響を与えない。
へ入力され、マルチプライヤ４１の出力は他の積分器４
３へ接続される。マルチプライヤ４０及び４１に出力さ
れるＤＣ成分は、積分器４２及び４３によって積分され
る。実際には、積分器４２及び４３はＤＣ成分を増幅
し、マルチプライヤ４０及び４１の出力中の雑音を抑制
する。ＤＣ成分による出力信号は時間にともなって増加
するが、ノイズ成分はその平均値が０であるため、積分
出力には影響を与えない。
【００３４】積分器４２及び４３の出力は、検出部３１
に関連する送信ターミナルから中継器１２ａまでの伝送
システムの性能の目安となる。その出力の振幅と時間変
化を測定することによって、伝送システムの故障点評定
を行うことができる。同様に、他の検出器からの信号の
振幅と時間変化を測定することによって、他の箇所の伝
送システムの故障点評定を行うことができる。伝送シス
テムの性能を確かめるための、検出信号の振幅と時間変
化の測定は、種々の手法で行える。図２に示される本発
明の実施例では、積分器４２及び４３の出力は、コンピ
ュータインターフェース３４からのライン４６のストロ
ボパルスの発生によって閉じられるゲート４４及び４５
を介して、積分器出力をＡＤコンバータ４７及び４８へ
選択的に接続することによって、周期的にサンプリング
される。コンバータ４７及び４８は、積分器４２及び４
３の出力電圧に関連したデジタル数を生成する。コンバ
ータはそれらの数をコンピュータへ入力する。この数と
その時間変化を観測することによって、中継器１２ａま
での伝送システムの性能をモニターすることができる。
例として、その数を２乗して既定の測定時間積算するこ
とによって、直交受信することができる。直交受信は、
受信機キャリアの位相が通常決められないために用いら
れる。送信及び受信キャリア間の位相差をθとする。マ
ルチプライヤ４０及び４１の出力は共に、受信信号の振
幅Ａに比例する。それらはまた、ｃｏｓ（θ）及びｃｏ
ｓ（θ＋π／２）ともそれぞれ比例する。２乗出力を足
し合わせることによって、Ａ2［ｃｏｓ2（θ）＋ｓｉｎ
2（θ）］＝Ａ2となり、所望の振幅の２乗が得られる。
に関連する送信ターミナルから中継器１２ａまでの伝送
システムの性能の目安となる。その出力の振幅と時間変
化を測定することによって、伝送システムの故障点評定
を行うことができる。同様に、他の検出器からの信号の
振幅と時間変化を測定することによって、他の箇所の伝
送システムの故障点評定を行うことができる。伝送シス
テムの性能を確かめるための、検出信号の振幅と時間変
化の測定は、種々の手法で行える。図２に示される本発
明の実施例では、積分器４２及び４３の出力は、コンピ
ュータインターフェース３４からのライン４６のストロ
ボパルスの発生によって閉じられるゲート４４及び４５
を介して、積分器出力をＡＤコンバータ４７及び４８へ
選択的に接続することによって、周期的にサンプリング
される。コンバータ４７及び４８は、積分器４２及び４
３の出力電圧に関連したデジタル数を生成する。コンバ
ータはそれらの数をコンピュータへ入力する。この数と
その時間変化を観測することによって、中継器１２ａま
での伝送システムの性能をモニターすることができる。
例として、その数を２乗して既定の測定時間積算するこ
とによって、直交受信することができる。直交受信は、
受信機キャリアの位相が通常決められないために用いら
れる。送信及び受信キャリア間の位相差をθとする。マ
ルチプライヤ４０及び４１の出力は共に、受信信号の振
幅Ａに比例する。それらはまた、ｃｏｓ（θ）及びｃｏ
ｓ（θ＋π／２）ともそれぞれ比例する。２乗出力を足
し合わせることによって、Ａ2［ｃｏｓ2（θ）＋ｓｉｎ
2（θ）］＝Ａ2となり、所望の振幅の２乗が得られる。
【００３５】積分器４２，４３の出力は、ライン４６の
ストロボパルスが高レベルの時にサンプリングされる。
ストロボライン４６は、Ｄフリップフロップ４９のクロ
ック入力に接続され、Ｄフリップフロップ４９の出力が
排他的ＯＲゲート３６の第１入力へ接続され、このＯＲ
ゲート３６の第２入力には受信側疑似ランダム符号ジェ
ネレータ３２からの出力が接続されている。各ストロボ
パルスの立ち下がりエッジにおいて、Ｄフリップフロッ
プ４９がクロックされ状態が変化し、排他的ＯＲゲート
３６の出力を反転させる。排他的ＯＲゲート３７，３８
の一方の入力には排他的ＯＲゲート３６の出力（共通入
力）が接続される。排他的ＯＲゲート３８の他方の入力
にはキャリソース２５からのキャリア信号が、排他的Ｏ
Ｒゲート３７の他方の入力にはキャリソース２５から位
相シフタ３９を介してπ／２だけシフトしたキャリア信
号が、入力される。各ストロボパルスの立ち下がり時の
排他的ＯＲゲート３６の出力の反転によって、ＯＲゲー
ト３７，３８の各出力からのキャリア信号と監視信号の
変調信号（変調器２４での位相変調に相当する）の正ま
たは負の値が交互に出力される。ＲＦ増幅器３０から出
力された監視信号（第２光ファイバを介して戻された監
視信号）とＯＲゲート３７，３８の各出力（遅延した監
視信号）とがそれぞれマルチプライヤ４０，４１に入力
され乗算される。ライン４６からのストロボパルスによ
り、マルチプライヤ４０，４１では交互に符号のみが異
なる同一の計算が行われることになる。従って、積分器
４２，４３ではキャリア信号が正の時と負の時の両方の
積分を行い、復調器であるマルチプライヤ４０，４１及
び積分器４２，４３に入る信号の直流成分の不平衡部分
を取り除く。積分器はＡＣ結合回路で、時定数をサンプ
リング周期より長くすれば良い。積分器の出力はほぼ三
角波であり、ストロボライン４６が高レベルへ変化する
際にサンプリングされる。測定終了時には、積分器出力
で受信される平均値は、√（（１／Ｎ）ΣN n=1（［Ｖ１
n−Ｖ１n+1］2＋［Ｖ２n−Ｖ２n+1］2））によって与え
られ、Ｖ１n及びＶ２nはｎ番目にサンプリングされた２
つの積分器出力であり、Ｎはサンプリング数である。
ストロボパルスが高レベルの時にサンプリングされる。
ストロボライン４６は、Ｄフリップフロップ４９のクロ
ック入力に接続され、Ｄフリップフロップ４９の出力が
排他的ＯＲゲート３６の第１入力へ接続され、このＯＲ
ゲート３６の第２入力には受信側疑似ランダム符号ジェ
ネレータ３２からの出力が接続されている。各ストロボ
パルスの立ち下がりエッジにおいて、Ｄフリップフロッ
プ４９がクロックされ状態が変化し、排他的ＯＲゲート
３６の出力を反転させる。排他的ＯＲゲート３７，３８
の一方の入力には排他的ＯＲゲート３６の出力（共通入
力）が接続される。排他的ＯＲゲート３８の他方の入力
にはキャリソース２５からのキャリア信号が、排他的Ｏ
Ｒゲート３７の他方の入力にはキャリソース２５から位
相シフタ３９を介してπ／２だけシフトしたキャリア信
号が、入力される。各ストロボパルスの立ち下がり時の
排他的ＯＲゲート３６の出力の反転によって、ＯＲゲー
ト３７，３８の各出力からのキャリア信号と監視信号の
変調信号（変調器２４での位相変調に相当する）の正ま
たは負の値が交互に出力される。ＲＦ増幅器３０から出
力された監視信号（第２光ファイバを介して戻された監
視信号）とＯＲゲート３７，３８の各出力（遅延した監
視信号）とがそれぞれマルチプライヤ４０，４１に入力
され乗算される。ライン４６からのストロボパルスによ
り、マルチプライヤ４０，４１では交互に符号のみが異
なる同一の計算が行われることになる。従って、積分器
４２，４３ではキャリア信号が正の時と負の時の両方の
積分を行い、復調器であるマルチプライヤ４０，４１及
び積分器４２，４３に入る信号の直流成分の不平衡部分
を取り除く。積分器はＡＣ結合回路で、時定数をサンプ
リング周期より長くすれば良い。積分器の出力はほぼ三
角波であり、ストロボライン４６が高レベルへ変化する
際にサンプリングされる。測定終了時には、積分器出力
で受信される平均値は、√（（１／Ｎ）ΣN n=1（［Ｖ１
n−Ｖ１n+1］2＋［Ｖ２n−Ｖ２n+1］2））によって与え
られ、Ｖ１n及びＶ２nはｎ番目にサンプリングされた２
つの積分器出力であり、Ｎはサンプリング数である。
【００３６】本発明によるインラインモニターをサービ
ス中に動作させる場合、遠くのターミナルから送信され
たデータ信号へ、受信されるループバック信号が重畳さ
れる。データ信号のパワースペクトラムは、ラインモニ
ター信号の周波数帯の高域端部分にあるため、干渉要因
となる。干渉成分を減少させるために、データキャンセ
ラーを考案した。図３に、干渉成分を十分に抑圧する、
キャンセラー回路の実施例の詳細を示す。
ス中に動作させる場合、遠くのターミナルから送信され
たデータ信号へ、受信されるループバック信号が重畳さ
れる。データ信号のパワースペクトラムは、ラインモニ
ター信号の周波数帯の高域端部分にあるため、干渉要因
となる。干渉成分を減少させるために、データキャンセ
ラーを考案した。図３に、干渉成分を十分に抑圧する、
キャンセラー回路の実施例の詳細を示す。
【００３７】図３に、図２に示された光受信機２６を示
す。光受信機２６の出力は、再生器５０へ接続され、フ
ァイバ１１から受信されたデータ信号の再生を行う。受
信機２６の出力は遅延要素５１を通過し、Ｄフリップフ
ロップ５２の入力へ接続される。Ｄフリップフロップ５
２のクロック信号は、受信機２６の出力から、ハイパス
フィルタ５３、整流器５４、バンドパスフィルタ５５を
通過して得られる。フリップフロップ５２のＱ出力は、
光受信機２６の線形出力を離散化したもので、図２の受
信側デマルチプレクサ２８へ送られる。
す。光受信機２６の出力は、再生器５０へ接続され、フ
ァイバ１１から受信されたデータ信号の再生を行う。受
信機２６の出力は遅延要素５１を通過し、Ｄフリップフ
ロップ５２の入力へ接続される。Ｄフリップフロップ５
２のクロック信号は、受信機２６の出力から、ハイパス
フィルタ５３、整流器５４、バンドパスフィルタ５５を
通過して得られる。フリップフロップ５２のＱ出力は、
光受信機２６の線形出力を離散化したもので、図２の受
信側デマルチプレクサ２８へ送られる。
【００３８】フリップフロップ５２のＱバー出力は、光
受信機２６の線形出力を離散化し、反転したもので、可
変利得増幅器５６の入力へ導かれ、その利得は以下に示
すように自動制御される。受信機２６の出力は遅延要素
５７へ入力される。遅延要素５７及び増幅器の出力は、
それぞれ同一のバンドパスフィルタ５８及び５９によっ
てフィルタされる。バンドパスフィルタ５８の出力は、
加算要素６０の１入力へ接続される。バンドパスフィル
タ５９の出力は、スイッチＳ１を介して、加算要素６０
の他の入力へ送られる。加算要素６０の出力は、図２及
び図３に示されるＲＦ増幅器３０へ導かれる。この出力
は、受信機２６の出力と再生器５０の反転出力とを足し
合わせたものを表わす。ファイバ１１の信号のデータ信
号部と、モニター機能時の干渉成分は、加算要素６０の
出力においては十分に取り除かれている。
受信機２６の線形出力を離散化し、反転したもので、可
変利得増幅器５６の入力へ導かれ、その利得は以下に示
すように自動制御される。受信機２６の出力は遅延要素
５７へ入力される。遅延要素５７及び増幅器の出力は、
それぞれ同一のバンドパスフィルタ５８及び５９によっ
てフィルタされる。バンドパスフィルタ５８の出力は、
加算要素６０の１入力へ接続される。バンドパスフィル
タ５９の出力は、スイッチＳ１を介して、加算要素６０
の他の入力へ送られる。加算要素６０の出力は、図２及
び図３に示されるＲＦ増幅器３０へ導かれる。この出力
は、受信機２６の出力と再生器５０の反転出力とを足し
合わせたものを表わす。ファイバ１１の信号のデータ信
号部と、モニター機能時の干渉成分は、加算要素６０の
出力においては十分に取り除かれている。
【００３９】フィードバックループによって、加算要素
６０の入力となる２つの信号の振幅平衡を自動的に行
う。整流器６１は、既定の極性、例えば正極性で、バン
ドパスフィルタ５８の出力の整流動作を行い、他の整流
器６２は反対の極性、例えば負極性で、バンドパスフィ
ルタ５９からの出力の整流を行う。整流器６１及び６２
の出力は加算要素６３によって足し合わされ、出力のエ
ラー信号となる。エラー信号はローパスフィルタ６４を
通過し、その出力がＤＣ増幅器６５によって増幅され
る。ＤＣ増幅器６５は自動利得制御信号を生成し、可変
利得増幅器５６の利得制御入力へ導かれる。フィードバ
ックループによって２つの信号の振幅平衡を自動的に、
加算され、ＲＦ増幅器３０によって増幅される前に行う
ことができる。利得制御に加えて、システムの相対遅延
量が十分安定でない場合には、自動遅延補償を用いても
良い。ＲＦ増幅器３０の出力は、図２に示される検出部
３１のような相関検出部へ入力される。
６０の入力となる２つの信号の振幅平衡を自動的に行
う。整流器６１は、既定の極性、例えば正極性で、バン
ドパスフィルタ５８の出力の整流動作を行い、他の整流
器６２は反対の極性、例えば負極性で、バンドパスフィ
ルタ５９からの出力の整流を行う。整流器６１及び６２
の出力は加算要素６３によって足し合わされ、出力のエ
ラー信号となる。エラー信号はローパスフィルタ６４を
通過し、その出力がＤＣ増幅器６５によって増幅され
る。ＤＣ増幅器６５は自動利得制御信号を生成し、可変
利得増幅器５６の利得制御入力へ導かれる。フィードバ
ックループによって２つの信号の振幅平衡を自動的に、
加算され、ＲＦ増幅器３０によって増幅される前に行う
ことができる。利得制御に加えて、システムの相対遅延
量が十分安定でない場合には、自動遅延補償を用いても
良い。ＲＦ増幅器３０の出力は、図２に示される検出部
３１のような相関検出部へ入力される。
【００４０】データの干渉を例えば２０ｄＢ抑圧するこ
とによって、測定時間は１００分の１に減少する。測定
時間の減少によって、サービス中のラインモニターが可
能となる。しかし、積分時間は比較的長く、例えば数時
間となり、システムの各中継器に独立の検出チャネルを
用いるのが好都合であることの理由である。これによっ
て、全システムのループバック損失の連続的で、同時モ
ニターが可能となる。劣化の箇所を特定することによっ
て、隣接する劣化あるいは変化のループバック特性での
曖昧さを解消することができる。
とによって、測定時間は１００分の１に減少する。測定
時間の減少によって、サービス中のラインモニターが可
能となる。しかし、積分時間は比較的長く、例えば数時
間となり、システムの各中継器に独立の検出チャネルを
用いるのが好都合であることの理由である。これによっ
て、全システムのループバック損失の連続的で、同時モ
ニターが可能となる。劣化の箇所を特定することによっ
て、隣接する劣化あるいは変化のループバック特性での
曖昧さを解消することができる。
【００４１】システムの維持、修復、再生設計のため
に、システム端部間マージンとその時間変化を正確に測
定することが望ましい。マージンは、実際のＳＮ比と必
要なエラーレートを達成するためのＳＮ比との比（ｄＢ
で表現される）によって定義される。図３に示した干渉
キャンセラーによって、受信されるＳＮ比を測定でき、
端部間マージンを知ることができる。キャンセラー回路
のキャンセル比は、ＳＮ比の単調増加関数となってい
る。これは以下によって説明される。キャンセラーは２
つの信号の差成分を形成し、１つは劣化を受けた信号
（定数倍）と雑音とを足した成分である。もう一方は、
再生された原信号である。１次の劣化効果は線形の重み
付けによって補償される。２つの信号間の差成分は、受
信信号と雑音を加えたもので割り算をして、Ｎ／（Ｎ＋
Ｓ）となり、反転しｄＢで表すとキャンセル比と等しく
なる。キャンセル比は、周波数多重伝送システムでＳＮ
比を評価するのに通常用いられる、ノイズパワー比と類
似のものである。キャンセル比は、同一のバンドパスフ
ィルタを用いて測定した場合、ＳＮ比とほぼ等しい値を
与える。周期的にキャンセル比をモニターすることによ
って、マージンの変化を検出することができる。
に、システム端部間マージンとその時間変化を正確に測
定することが望ましい。マージンは、実際のＳＮ比と必
要なエラーレートを達成するためのＳＮ比との比（ｄＢ
で表現される）によって定義される。図３に示した干渉
キャンセラーによって、受信されるＳＮ比を測定でき、
端部間マージンを知ることができる。キャンセラー回路
のキャンセル比は、ＳＮ比の単調増加関数となってい
る。これは以下によって説明される。キャンセラーは２
つの信号の差成分を形成し、１つは劣化を受けた信号
（定数倍）と雑音とを足した成分である。もう一方は、
再生された原信号である。１次の劣化効果は線形の重み
付けによって補償される。２つの信号間の差成分は、受
信信号と雑音を加えたもので割り算をして、Ｎ／（Ｎ＋
Ｓ）となり、反転しｄＢで表すとキャンセル比と等しく
なる。キャンセル比は、周波数多重伝送システムでＳＮ
比を評価するのに通常用いられる、ノイズパワー比と類
似のものである。キャンセル比は、同一のバンドパスフ
ィルタを用いて測定した場合、ＳＮ比とほぼ等しい値を
与える。周期的にキャンセル比をモニターすることによ
って、マージンの変化を検出することができる。
【００４２】図３の回路では、キャンセル比は、ＲＦ増
幅器３０の出力を整流器６６、ローパスフィルタ６７を
通し、電圧計あるいはコンピュータのような電圧測定デ
バイスによって測定される。キャンセル比は、スイッチ
Ｓ１を開放にした場合の電圧測定デバイス６８の値と、
スイッチＳ１を閉じた場合の値の比によって与えられ
る。この結果によって、全体のＳＮ比あるいは伝送シス
テムの端部間マージンが得られる。
幅器３０の出力を整流器６６、ローパスフィルタ６７を
通し、電圧計あるいはコンピュータのような電圧測定デ
バイスによって測定される。キャンセル比は、スイッチ
Ｓ１を開放にした場合の電圧測定デバイス６８の値と、
スイッチＳ１を閉じた場合の値の比によって与えられ
る。この結果によって、全体のＳＮ比あるいは伝送シス
テムの端部間マージンが得られる。
【００４３】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明では、光伝
送システムのラインモニターシステムにおいて、光中継
器のファイバペア間に損失を有するループバックパスを
有し、監視信号を、伝送システムのターミナルからファ
イバへ入射し、信号を出射したターミナルへ返送し、ル
ープバック信号の振幅及び遅延時間によって、故障点評
定を行う。その結果、特に海底光伝送システムにおける
故障点評定に十分な情報を与えることのできる、簡単
で、安価で、信頼性のあるラインモニターシステムを提
供することができる。
送システムのラインモニターシステムにおいて、光中継
器のファイバペア間に損失を有するループバックパスを
有し、監視信号を、伝送システムのターミナルからファ
イバへ入射し、信号を出射したターミナルへ返送し、ル
ープバック信号の振幅及び遅延時間によって、故障点評
定を行う。その結果、特に海底光伝送システムにおける
故障点評定に十分な情報を与えることのできる、簡単
で、安価で、信頼性のあるラインモニターシステムを提
供することができる。
【図１】本発明による、光中継器の構成を示す図であ
る。
る。
【図２】本発明による光ラインモニターの実施例を、光
伝送システムに用いた場合の構成を示す図である。
伝送システムに用いた場合の構成を示す図である。
【図３】図２に示されたキャンセラー回路の構成の詳細
を示す図である。
を示す図である。
【符号の説明】 １０ 第１光ファイバ １１ 第２光ファイバ １３，１４ 増幅器 １５，１７ 光カップラ １６，１８ アッテネータ １９ マルチプレクサ ２０，２４ 変調器 ２１ レーザ送信機 ２２ レーザバイアス回路 ２３ 疑似ランダムワードジェネレータ ２５ キャリアソース ２６ 受信機 ２７ 再生器 ２８ デマルチプレクサ ２９ キャンセラー回路 ３０ ＲＦ増幅器 ３１ 検出部 ３２ 疑似ランダム符号ジェネレータ ３３ 遅延制御ライン ３４ インターフェース ３５ コンピュータ ３６，３７，３８， 排他的ＯＲゲート ３９ 位相シフタ ４０，４１ マルチプライヤ ４２，４３ 積分器 ４４，４５ ゲート ４６ ライン ４７，４８ ＡＤコンバータ ４９，５２ Ｄフリップフロップ ５０ 再生器 ５１，５７ 遅延要素 ５３ ハイパスフィルタ ５４ 整流器 ５５，５８，５９ バンドパスフィルタ ５６ 可変利得増幅器 ６０，６３ 加算要素 ６１，６２，６６ 整流器 ６４，６７ ローパスフィルタ ６５ ＤＣ増幅器 ６８ 電圧測定デバイス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−93911（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−133001（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−105452（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−28158（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−172245（ＪＰ，Ｕ)
Claims (13)
- 【請求項１】 第１ターミナルから第２ターミナルへ光
信号を伝送する、第１と第２のターミナル間の第１光フ
ァイバ（１０）と、 第２ターミナルから第１ターミナルへ光信号を伝送す
る、第１と第２のターミナル間の第２光ファイバ（１
１）と、 前記第１と第２のターミナル間の複数の中間点で、前記
第１と第２の光ファイバ間を固定的に接続する高損失ル
ープバック回路と、 前記各高損失ループバック回路は、前記第１光ファイバ
（１０）上を搬送されるデータ光信号と監視光信号とを
含む第１光信号を減衰（１６）させて前記第２光ファイ
バ（１１）上を搬送される第２光信号と結合（１７）
し、その結果、前記複数の高損失ループバック回路から
それぞれ戻された複数の減衰した第１光信号と第２光信
号とが前記第２光ファイバ（１１）を介して前記第１タ
ーミナルに戻され、 前記第１ターミナル内に配置され、前記第１光信号を前
記第１光ファイバ（１０）へ入射する光送信機回路と、 前記第１ターミナル内に配置され、前記第２光ファイバ
（１１）を介して戻された第１光信号と第２光信号とを
検出する光受信機回路と、 からなり、 前記光受信機回路は、第２光ファイバ（１１）を介して
戻された第１光信号と第２光信号とから、前記各高損失
ループバック回路から戻された各監視光信号の振幅変動
量を検出する、前記各高損失ループバック回路に対応し
て配置された複数の検出部（３１）を有し、 前記検出部（３１）により検出された前記監視信号の振
幅変動量から、前記第１ターミナルと第２ターミナルと
の間の故障点の存在及びその場所をそのサービスを中断
することなく特定することを特徴とする光伝送システ
ム。 - 【請求項２】 前記ループバック回路手段は、第１と第
２のターミナル間で、前記第１と第２の光ファイバ（１
０，１１）に配置される光中継器（１２）内に配置さ
れ、 前記光中継器（１２）が、前記第１ファイバ（１０）上
を搬送される光信号を光増幅する手段（１３）と前記第
２ファイバ（１１）上を搬送される光信号を光増幅する
手段（１４）を有することを特徴とする請求項１の光伝
送システム。 - 【請求項３】 前記ループバック回路手段が、 前記第１光ファイバ（１０）内の光信号を受領する入力
と第１光ファイバ（１０）内の光信号に関連した光信号
を生成する出力を有する第１光カップラ（１５）と、 前記光カップラ（１５）から出力された光信号を受領す
る入力を有し、前記受領した光信号に所定量の減衰を与
えるアッテネータ（１６）と、 前記アッテネータ（１６）から出力された光信号に応じ
て、前記第２光ファイバ（１１）を介して第１ターミナ
ルへ減衰した光信号を返送する第２光カップラ（１７）
とを有することを特徴とする請求項１の光伝送システ
ム。 - 【請求項４】 前記ループバック回路手段が、前記第１
光ファイバ（１０）から受領した入力信号に約４５ｄＢ
の減衰を与えることを特徴とする請求項３の光伝送シス
テム。 - 【請求項５】 前記光送信機回路が、所定のビットレー
トで、所定のワード長を有する疑似ランダム符号を生成
する手段（２３）を有することを特徴とする請求項１の
光伝送システム。 - 【請求項６】 前記光受信機回路が、前記第１光ファイ
バ（１０）に入射される光信号と、前記ループバック回
路手段から前記第２光ファイバ（１１）を介して返送さ
れた光信号との相関を検出する手段（３１）を有するこ
とを特徴とする請求項１の光伝送システム。 - 【請求項７】 前記相関検出手段（３１）が、 第１光ファイバ（１０）に入射される監視光信号に、前
記監視光信号の第１光ファイバへの入射時から前記ルー
プバック手段と第２光ファイバ（１１）を介して第１タ
ーミナルに光信号が戻るまでの時間遅れに相当する量の
遅延量を与える遅延手段（３２，３３ａ，３４）と、 前記第２ファイバ（１１）を介して戻された減衰した第
１光信号と、第２光信号から前記監視光信号に相当する
監視信号を再生するキャンセリング手段（２７，２９）
と、 前記キャンセリング手段により再生された監視信号と前
記遅延手段により遅延された監視信号との積信号を生成
する積信号生成手段（４０,４１）と、 前記積信号生成手段からの積信号を所定時間積分する手
段（４２，４３）とを有することを特徴とする請求項６
の光伝送システム。 - 【請求項８】 前記光受信機回路は、第２光ファイバ
（１１）を介して第１ターミナルに返送されてきた減衰
した第１光信号と、第２光信号を含む光信号を復調（２
７）することを特徴とする請求項１の光伝送システム。 - 【請求項９】 前記光受信機回路は、第２光信号を消去
するキャンセリング手段（２７，２９）を有することを
特徴とする請求項１の光伝送システム。 - 【請求項１０】 前記キャンセリング手段（２７，２
９）は第２光ファイバを介して受信した光信号から第２
光信号を再生する再生器（２７）と、 第２光ファイバを介して受信した光信号と前記再生器に
より再生された第２光信号から前記第２光信号を含まな
い監視信号を生成する手段（２９）とを有することを特
徴とする請求項９の光伝送システム。 - 【請求項１１】 前記キャンセリング手段（２７，２
９）が、第２光ファイバを介して受信した光信号の振幅
と前記再生器により再生された第２光信号の振幅を等化
する自動利得制御手段（５６，５８，５９，６１−６
５）を有することを特徴とする請求項１０の光伝送シス
テム。 - 【請求項１２】 前記自動利得制御手段（５６，５８，
５９，６１−６５）が、第２光ファイバを介して受信し
た光信号と前記再生器により再生された第２光信号か
ら、再生された第２光信号の反転信号を増幅する手段
（５６）の利得を制御するエラー信号を生成する手段
（６１−６５）を有することを特徴とする請求項１１の
光伝送システム。 - 【請求項１３】 第２ターミナルから第１ターミナルへ
の第２光信号に応じて、光ファイバのキャンセル比に関
連する光信号を生成する手段（Ｓ１、６０，６６，６
７，６８）を有することを特徴とする請求項１０の光伝
送システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US75358291A | 1991-09-03 | 1991-09-03 | |
| US753582 | 1991-09-03 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06204949A JPH06204949A (ja) | 1994-07-22 |
| JP2875114B2 true JP2875114B2 (ja) | 1999-03-24 |
Family
ID=25031275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25541192A Expired - Fee Related JP2875114B2 (ja) | 1991-09-03 | 1992-09-01 | 光伝送システム |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0531047B1 (ja) |
| JP (1) | JP2875114B2 (ja) |
| AU (1) | AU641868B2 (ja) |
| CA (1) | CA2068926C (ja) |
| DE (1) | DE69227613T2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| DE4109683A1 (de) * | 1991-03-23 | 1992-09-24 | Standard Elektrik Lorenz Ag | System fuer optische signaluebertragung, insbesondere optisches kabelfernsehsystem, mit ueberwachungs- und dienstkanaleinrichtung |
| JP2641674B2 (ja) * | 1992-05-28 | 1997-08-20 | 国際電信電話株式会社 | 光中継システムの障害点標定方法および装置並びに光中継器 |
| GB2294374B (en) * | 1992-06-10 | 1996-08-28 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd | A supervising loopback circuit and a transmitting and receiving circuit for an optical repeater system |
| JP2968394B2 (ja) * | 1992-06-10 | 1999-10-25 | ケイディディ株式会社 | 光中継システムの監視方法および折り返し回路並びに送受信回路 |
| GB2273623B (en) * | 1992-12-15 | 1996-12-04 | Northern Telecom Ltd | Optical transmission system |
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| CN117375724B (zh) * | 2023-12-06 | 2024-03-19 | 华海通信技术有限公司 | 一种水下设备以及通信系统 |
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-
1992
- 1992-05-19 CA CA002068926A patent/CA2068926C/en not_active Expired - Fee Related
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- 1992-08-27 EP EP92307803A patent/EP0531047B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-09-01 AU AU22041/92A patent/AU641868B2/en not_active Ceased
- 1992-09-01 JP JP25541192A patent/JP2875114B2/ja not_active Expired - Fee Related
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