JPH0697896A - 遠距離光通信システム - Google Patents

遠距離光通信システム

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JPH0697896A
JPH0697896A JP4269623A JP26962392A JPH0697896A JP H0697896 A JPH0697896 A JP H0697896A JP 4269623 A JP4269623 A JP 4269623A JP 26962392 A JP26962392 A JP 26962392A JP H0697896 A JPH0697896 A JP H0697896A
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JP
Japan
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signal
optical
optical signal
wavelength
fiber end
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Pending
Application number
JP4269623A
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English (en)
Inventor
Isato Yunoki
勇人 柚木
Kazuhiro Asada
一宏 浅田
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Sumitomo Wiring Systems Ltd
Original Assignee
Sumitomo Wiring Systems Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0697896A publication Critical patent/JPH0697896A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 比較的簡単な構成で、光信号の伝送可能距離
を延ばすことができ、しかもアクティブカプラへの電力
供給が停止する等の障害が生じても光信号を伝送するこ
とができる遠距離光通信システムを提供する。 【構成】 アクティブカプラ10によって、光受信器に
向けて伝送される光信号S1 の一部が分岐出力され、そ
の分岐光信号S2 のうち第1波長の光信号に同期して第
2波長の同期光信号S3 が受信器に向けて伝送される。
しかも、アクティブカプラ30によって、光信号S7 の
一部が分岐出力され、その分岐光信号S8 のうち第2波
長の光信号に同期して第1波長の同期光信号S9 がアク
ティブカプラ30から光受信器に向けて伝送される。 【効果】 アクティブカプラから光受信器に向けて伝送
される光信号の出力レベルが上がり、遠距離光通信が可
能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、光送信器からの光信
号を光受信器に伝送する遠距離光通信システム、特に複
数波長の光信号を用いて遠距離光通信を可能とする光通
信システムに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、各端末間をプラスチック光ファイ
バで接続し、そのプラスチック光ファイバを介して光信
号を各端末間で伝送するシステムが数多く提案されてい
る。現在までのところ高品質のプラスチック光ファイバ
でさえその固有損失は0.3(dB/m) 程度に留まり、端末に
高感度の光受信モジュールを組み込んだとしても、プラ
スチック光ファイバによる光信号の伝送可能な距離は数
十m程度である。そのため、端子間の距離がそれよりも
長くなる場合には、光信号の伝送経路にアクティブカプ
ラを設けて、伝送可能距離を延ばしている。すなわち、
図14に示すように、アクティブカプラでは、ある端末
から例えばファイバ端部101aに光信号が伝送される
と、光信号の一部がスターカプラ部100を介してファ
イバ端部102bに分岐出力され、さらに信号増幅ユニ
ット110内のO/E変換器113で一旦電気信号に変
換される。そして、その電気信号は図示を省略する増幅
回路で増幅された後、E/O変換器112で光信号に再
変換され、ファイバ端部101bを介してスターカプラ
部100に戻される。そのため、増幅光信号はファイバ
端部101aに伝送されてきた元の光信号と合成され、
ファイバ端部102aを介して目的の端末に向けて伝送
される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来のアクティブカプ
ラは以上のように構成されているが、光信号を一旦電気
信号に変換し、その電気信号を増幅回路で増幅した後、
その増幅された電気信号を光信号に再変換する間には、
ある程度の時間遅れが発生する。
【0004】このため、伝送されてきた元の光信号と、
アクティブカプラで増幅した光信号との間で時間差を生
じ、両者を合成した光信号の波形が歪むことがあるた
め、従来のアクティブカプラを複数個従続接続する場
合、光信号の波形歪みが次第に増幅され蓄積されていく
問題があった。
【0005】これを防止するためには、波形整形回路を
アクティブカプラに設ける必要があり、装置が複雑化
し、またコストも増大してしまう。
【0006】なお、上記のアクティブカプラ以外にも、
複数波長の光信号を用いて遠距離光通信を可能とする技
術(例えば、特開昭59−117337号公報に記載さ
れた技術)も従来より提案されている。この提案技術に
よれば、光信号の伝送経路に光分波/合波器を設け、最
大受光レベルの波長の信号を受信するようにしている。
また、伝送される光レベルが一定値以下になると異なっ
た波長に変えて再生中継を行って、遠距離光通信を可能
としている。
【0007】しかしながら、上記提案例では、最大受光
レベルの波長の信号を受信するため、光信号を複数の波
長に分波し、各波長ごとにモニタする必要がある。した
がって、波長の種類に対応して複数の光受信器が必要と
なり、光通信システムが複雑化し、またコストが増大す
るという問題がある。
【0008】この発明は上記課題を解決するためになさ
れたもので、簡単な構成で、光信号の伝送可能距離を延
ばすことができ、しかもアクティブカプラへの電力供給
が停止する等の障害が生じても光信号を伝送することが
できる遠距離光通信システムを提供することを目的とす
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明は、光送信器と
光受信器の間に第1及び第2のアクティブカプラが直列
に介挿され、前記光送信器からの光信号を前記第1及び
第2のアクティブカプラを介して前記光受信器に伝送す
る遠距離光通信システムであって、上記目的を達成すた
めに、前記第1のアクティブカプラが、入力チャンネル
として機能する2本の入力ファイバ端部と、出力チャン
ネルとして機能する2本の出力ファイバ端部とを有する
スターカプラ部と、前記スターカプラ部の前記出力ファ
イバ端部のうち信号取り出し用として機能する信号取り
出し用ファイバ端部と、前記入力ファイバ端部のうち増
幅信号導入用として機能する増幅信号導入用ファイバ端
部とに接続され、信号取り出し用ファイバ端部から第1
波長の光信号を受光し、その受光光信号と同期した第2
波長の同期光信号を発生させ、前記増幅信号導入用ファ
イバ端部を介して前記スターカプラ部に入力する第1の
信号増幅ユニットとを備えており、また、前記第2のア
クティブカプラが、入力チャンネルとして機能する2本
の入力ファイバ端部と、出力チャンネルとして機能する
2本の出力ファイバ端部とを有するスターカプラ部と、
前記スターカプラ部の前記出力ファイバ端部のうち信号
取り出し用として機能する信号取り出し用ファイバ端部
と、前記入力ファイバ端部のうち増幅信号導入用として
機能する増幅信号導入用ファイバ端部とに接続され、信
号取り出し用ファイバ端部から第2波長の光信号を受光
し、その受光光信号と同期した第1波長の同期光信号を
発生させ、前記増幅信号導入用ファイバ端部を介して前
記スターカプラ部に入力する第2の信号増幅ユニットと
を備えており、しかも、前記光送信器から前記光受信器
に向けて伝送される光信号の第1波長の信号強度が前記
第1の信号増幅ユニットの受光最少感度となる位置より
も前記光送信器側に前記第1のアクティブカプラが配置
されるとともに、前記第2波長の信号強度が前記第2の
信号増幅ユニットの受光最少感度となる位置よりも前記
光送信器側に前記第2のアクティブカプラが配置されて
いる。
【0010】
【作用】この発明では、第1のアクティブカプラによっ
て、光受信器に向けて伝送される光信号の一部が分岐出
力され、その分岐光信号のうち第1波長の光信号に同期
して第2波長の同期光信号が光受信器に向けて伝送され
る。そのため、前記光受信器に向けて伝送される光信号
は、前記第1波長の光信号と前記第2波長の同期光信号
を少なくとも含むこととなり、前記第1のアクティブカ
プラからの光信号の出力レベルが上がる。その結果、光
信号の伝送可能距離が延びる。しかも、第2のアクティ
ブカプラによって、光信号の一部が分岐出力され、その
分岐光信号のうち第2波長の光信号に同期して第1波長
の同期光信号が光受信器に向けて伝送される。その結
果、上記と同様にして、光信号の光信号強度が高くな
る。
【0011】また、各アクティブカプラでは、伝送され
てきた光信号のうち一部を光信号の増幅用として分岐出
力する一方、残りについてはスターカプラ部を介してそ
のまま光受信器側に伝送される。したがって、アクティ
ブカプラへの電力供給が停止する等の障害が生じても、
常に伝送されてきた光信号の一部(分岐出力されなかっ
た光信号)はスターカプラ部を通過して光受信器に向け
て伝送される。
【0012】
【実施例】図1は、この発明にかかる遠距離光通信シス
テムの一実施例を示す図である。この遠距離光通信シス
テムは光送信器1からの光信号S1 を複数のアクティブ
カプラ10,20,30,40,50,60を介して光
受信器(図示省略)に伝送するシステムである。なお、
以下の説明の便宜から、この実施例では光送信器1から
の光信号S1 の波長をλ1 (=660nm)とする。
【0013】図2は、アクティブカプラ10を示す図で
ある。このアクティブカプラ10は、光分岐部11を有
するスターカプラ部12と、そのスターカプラ部12と
接続された信号増幅ユニット13とで構成されている。
【0014】このスターカプラ部12は、図3に示すよ
うに2本のプラスチック光ファイバPFを相互に平行に
配置し、所定長さLにわたってその中間部(点線で囲っ
た領域)を相互に溶着してなり、図4に示すように、光
分岐部11の一方端から2本の出力ファイバ端部14
a,14bが、また他方端から2本の入力ファイバ端部
15a,15bがそれぞれ伸びている。溶着方法として
は、例えば本願出願人が先の出願(特願平2−1755
4号)に開示した超音波溶着法がある。こうして製造さ
れたスターカプラ部12では、光送信器1から光信号S
1 が送信されると、光分岐部11でその光信号S1 の一
部が分岐され、分岐光信号S2 が信号取り出し用として
機能する信号取り出し用出力ファイバ端部14bから出
力される。
【0015】一方、信号増幅ユニット13は、図2に示
すように、波長λ2 (=770nm)の光をカットする
赤外線カットフィルタ16と、光信号を電気信号に変換
するO/E変換器17と、O/E変換器17からの信号
に基づき波長λ2 の光信号を出力するE/O変換器18
とで構成されている。この信号増幅ユニット13では、
赤外線カットフィルタ16が信号取り出し用出力ファイ
バ端部14bと接続されており、この赤外線カットフィ
ルタ16を介して波長λ1 の分岐光信号S2 がO/E変
換器17に入力される。そして、このO/E変換器17
によって出力ファイバ端部14bからの光信号S2 が電
気信号に変換され、E/O変換器18に入力される。こ
のE/O変換器18では、その電気信号に基づきE/O
変換器18内部に設けられた図示を省略する光源が点滅
する。こうして、分岐光信号S2(λ1 )に同期した波
長λ2 の光信号S3 が得られ、しかもその光信号S3 が
増幅信号導入用として機能する増幅信号導入用入力ファ
イバ端部15bを介して光分岐部11に入力される。こ
のように出力ファイバ端部14b,信号増幅ユニット1
3および入力ファイバ端部15bにより正帰還ループが
形成されている。なお、この実施例では、この正帰還ル
ープに赤外線カットフィルタ16を介挿しているため、
正帰還ループの自己発振が有効に防止されている。な
お、アクティブカプラ20,50,60も上記アクティ
ブカプラ10と同一構成であるため、同一あるいは相当
符号を付してその説明を省略する。
【0016】上記のように構成されたアクティブカプラ
10,20,50,60は、例えば以下の特性を有して
いる。すなわち、一例として未架橋ポリメチルメタクリ
レート系プラスチック光ファイバ(1mmφ)を用い、
しかも溶着長Lを10mmとし、アクティブカプラ10
を構成した場合、入力ファイバ端部15aを介して−1
2.5dBmの波長λ1 (=660nm)の光信号S1
が入力されると、−8.8dBmの波長λ2 (=770
nm)の同期光信号S3 が増幅信号導入用入力ファイバ
端部15bを介して光分岐部11に入力され、その結
果、−7.2dBmの光信号(波長λ1 +λ2 )が得ら
れる。ただし、光分岐部11でその光信号の一部が信号
取り出し用出力ファイバ端部14bから分岐出力される
ため、アクティブカプラ10から光受信器側に出力され
る光信号S4 の光強度は−7.7dBmとなる。
【0017】図5は、アクティブカプラ30を示す模式
図である。このアクティブカプラ30が先に説明したア
クティブカプラ10(20,50,60)と相違する点
は、赤外線カットフィルタ16の代わりに可視光カット
フィルタ36が設けられている点と、E/O変換器38
ではO/E変換器37からの電気信号に基づいて波長λ
1 の光信号S9 を発生させている点であり、その他の構
成は同一である。なお、アクティブカプラ40について
も同様である。
【0018】上記のように構成されたアクティブカプラ
30,40は、例えば以下の特性を有している。すなわ
ち、上記と同様にして形成されたアクティブカプラ30
では、入力ファイバ端部35aを介して−8.8dBm
の波長λ2 の光信号S7 が入力されると、−12.5d
Bmの波長λ1 の同期光信号S9 が増幅信号導入用入力
ファイバ端部35bを介してスターカプラ部31に入力
され、その結果、−7.2dBmの光信号(波長λ1 +
λ2 )が得られる。ただし、スターカプラ部31でその
光信号の一部が信号取り出し用出力ファイバ端部34b
から分岐出力されるため、アクティブカプラ30から光
受信器側に出力される光信号S10の光強度は−7.7d
Bmとなる。
【0019】次に、上記のように構成された遠距離光通
信装置の動作について説明する。まず、光送信器1から
波長λ1 の光信号S1 が光受信器(図示省略)に向けて
送信されると、その光信号S1 は光送信器1から例えば
30m離れた位置P1 に設けられたアクティブカプラ1
0に入力される。このとき、プラスチック光ファイバの
固有損失のため、図1(b) に示すように光送信器1から
の光信号S1 の光強度は徐々に減衰しており、アクティ
ブカプラ10への入力時には、その光強度は光送信器1
からの出力時のそれに比べて弱くなり、例えば図6(a)
に示す波形を有している。アクティブカプラ10では、
光分岐部11によって光信号S1 の一部、つまり分岐光
信号S2 が出力ファイバ端部14bに分岐出力され、赤
外線カットフィルタ16を介してO/E変換器17に入
力される。すると、そのO/E変換器17では、分岐光
信号S2 がそれに対応する電気信号に変換され、さらに
その電気信号に基づきE/O変換器18に設けられた光
源(図示省略)が作動して、図1(c) 及び図6(b) に示
すように、分岐光信号S2 に同期して比較的光強度の高
い波長λ2 の同期光信号S3 が入力ファイバ端部15b
を介して光分岐部11に入力される。そのため、光分岐
部11から出力ファイバ端部14aを介して図6(c) に
示す波形を有する重ね合わせ光信号S4 が光受信器側に
出力される。このように、この実施例では、光信号S1
の一部を分岐出力し、その分岐光信号S2 に基づき同期
光信号S3 を発生させ、光信号S1 と重ね合わせること
によって、アクティブカプラ10からの光信号の出力レ
ベルが上がり、遠距離光通信が可能となる。
【0020】また、伝送されてきた元の光信号と、アク
ティブカプラで増幅した光信号との間で時間差を生じ、
両者を合成した光信号の波形が歪むことがあっても、両
者の光信号の波長が異なるため、フィルタを用いてアク
ティブカプラで増幅した光信号を分離可能なので、両者
を合成した光信号の波形の歪みは問題とならない。
【0021】従って、波形整形回路をアクティブカプラ
に設ける必要もなく、装置の複雑化及びコストの増大を
防止することができる。さらに、アクティブカプラ10
への電力供給が停止する等のトラブルが生じたとして
も、入力ファイバ端部15aに入力された光信号は光分
岐部11および出力ファイバ端部14aを介して光受信
器に向けて出力される。
【0022】また、アクティブカプラ10からの光信号
S4 は、アクティブカプラ10からさらに光受信器側
(同図に右手側)に12m離れた位置P2 に設けられた
アクティブカプラ20に入力される。このとき、プラス
チック光ファイバの固有損失のため、アクティブカプラ
20に入力される直前の光信号S4 (図7(a) を参照)
はアクティブカプラ10から出力された直後に比べて減
衰されている。そこで、上記と同様に、アクティブカプ
ラ20によって、光信号S4 のうち波長λ1 の光信号を
受光するとともに、その分岐光信号S4 に同期して比較
的光強度の高い波長λ2 の同期光信号S6 (図7(b) を
参照)を戻して、図7(c) に示す波形を有する重ね合わ
せ光信号S7 を光受信器側に出力するようにしているの
で、アクティブカプラ20からの光信号の出力レベルが
上がり、上記と同様の効果が得られる。
【0023】さらに、アクティブカプラ20からの光信
号S7 がアクティブカプラ20から約10m光受信器側
(同図の右手側)に離れたアクティブカプラ30に入力
されると、スターカプラ部31によって光信号S7 の一
部、つまり分岐光信号S8 が光信号増幅ユニット33に
分岐出力され、上記のようにして分岐光信号S8 に同期
して比較的光強度の高い波長λ1 の同期光信号S9 (図
8(b) )がスターカプラ部31に入力される。そのた
め、スターカプラ部31から図8(c) に示す波形を有す
る重ね合わせ光信号S10が光受信器側に出力される。こ
のため、アクティブカプラ30から出力される光信号S
10の出力レベルが上がり、上記と同様の効果が得られ
る。
【0024】また、アクティブカプラ40,50,60
においても、図1,図9ないし図11に示すように、上
記と同様にして、光受信器に向けて伝送される光信号が
増幅されるようにしており、同様の効果が得られる。
【0025】なお、上記実施例では、アクティブカプラ
10,20,30,40,50,60をそれぞれ位置P
1 〜P6 に配置しているが、その配設位置は次の条件を
満足する限り任意である。つまり、伝送されてきた光信
号の一部、例えば波長λ1 の光信号に基づき波長λ2 の
同期光信号を発生させるためには、信号増幅ユニットに
入力される光信号の強度がO/E変換器の受光最少感度
よりも大きいことが必要であるので、それを考慮してア
クティブカプラの配設位置を決定しなければならない。
例えば、O/E変換器の受光最少感度が−30dBmで
あり、光送信器1から−12.5dBmの波長λ1 の光
信号S1 が入力されると仮定すると、光ファイバの固有
損失によって波長λ1 の光信号がO/E変換器で受光さ
れなくなるのは、光信号が光ファイバで17.5dB減
衰したときである。したがって、波長λ1 に対する光フ
ァイバの固有損失を0.4dB/mとすれば、 (17.5dB)/(0.4dB/m)=43.8m となり、光送信器1から光受信器側に43.8m以内の
位置にアクティブカプラ10を設けることによって遠距
離光通信が可能となる。
【0026】また、アクティブカプラ10から例えば−
8.8dBmの波長λ2 の同期光信号S3 が出力された
場合、光ファイバの固有損失によって波長λ2 の光信号
がO/E変換器で受光されなくなるのは、光信号が光フ
ァイバで21.2dB減衰したときである。したがっ
て、波長λ2 に対する光ファイバの固有損失を0.9d
B/mとすれば、 (21.2dB)/(0.9dB/m)=23.6m となり、アクティブカプラ10から光受信器側に23.
6m以内の位置にアクティブカプラ30を設けることに
よって遠距離光通信が可能となる。
【0027】したがって、上記の条件下では、アクティ
ブカプラ20が光送信器1から42mの位置P2 に設け
られており、常にO/E変換器の受光最少感度よりも大
きな光強度を有する光信号S5 がO/E変換器に伝送さ
れるので、図12に示すように、アクティブカプラ10
が故障してもアクティブカプラ20によって光信号が増
幅され、遠距離光通信が可能となる。また、アクティブ
カプラ30はアクティブカプラ10から光受信器側に2
2mの位置P3 に配置されているので、図13に示すよ
うに、アクティブカプラ20が故障したとしても、波長
λ2 で、しかもO/E変換器の受光最少感度よりも大き
な光信号強度を有する光信号がアクティブカプラ30に
伝送されて、遠距離光通信が可能となる。
【0028】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、第1
のアクティブカプラによって、光受信器に向けて伝送さ
れる光信号の一部を分岐出力し、その分岐光信号のうち
第1波長の光信号に同期して第2波長の同期光信号を光
受信器に向けて伝送し、また第2のアクティブカプラに
よって、光信号の一部を分岐出力し、その分岐光信号の
うち第2波長の光信号に同期して第1波長の同期光信号
を光受信器に向けて伝送するようにしているので、比較
的簡単な構成で、一定以上波形を歪ませる事なく光信号
の伝送可能距離を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明にかかる遠距離光通信システムの一実
施例を示す図である。
【図2】図1の遠距離光通信システムを構成するアクテ
ィブカプラを示す図である。
【図3】図2のアクティブカプラを構成するスターカプ
ラ部の製造方法を示す図である。
【図4】図2のアクティブカプラを構成するスターカプ
ラ部の模式図である。
【図5】図1の遠距離光通信システムを構成するアクテ
ィブカプラを示す図である。
【図6】図1の遠距離光通信システムの動作を説明する
ための波形図である。
【図7】図1の遠距離光通信システムの動作を説明する
ための波形図である。
【図8】図1の遠距離光通信システムの動作を説明する
ための波形図である。
【図9】図1の遠距離光通信システムの動作を説明する
ための波形図である。
【図10】図1の遠距離光通信システムの動作を説明す
るための波形図である。
【図11】図1の遠距離光通信システムの動作を説明す
るための波形図である。
【図12】アクティブカプラの一部が故障した場合の一
例を示す図である。
【図13】アクティブカプラの一部が故障した場合の他
の例を示す図である。
【図14】従来のアクティブカプラを示す図である。
【符号の説明】 1 光送信器 10,20,30,40,50,60 アクティブカプ
ラ 12,22,32,42,52,62 スターカプラ部 13,23,33,43,53,63 信号増幅ユニッ
ト 14b,34b 信号取り出し用ファイバ端部 15b,35b 増幅信号導入用ファイバ端部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光送信器と光受信器の間に第1及び第2
    のアクティブカプラが直列に介挿され、前記光送信器か
    らの光信号を前記第1及び第2のアクティブカプラを介
    して前記光受信器に伝送する遠距離光通信システムであ
    って、 前記第1のアクティブカプラが、入力チャンネルとして
    機能する2本の入力ファイバ端部と、出力チャンネルと
    して機能する2本の出力ファイバ端部とを有するスター
    カプラ部と、前記スターカプラ部の前記出力ファイバ端
    部のうち信号取り出し用として機能する信号取り出し用
    ファイバ端部と、前記入力ファイバ端部のうち増幅信号
    導入用として機能する増幅信号導入用ファイバ端部とに
    接続され、信号取り出し用ファイバ端部から第1波長の
    光信号を受光し、その受光光信号と同期した第2波長の
    同期光信号を発生させ、前記増幅信号導入用ファイバ端
    部を介して前記スターカプラ部に入力する第1の信号増
    幅ユニットとを備えており、 また、前記第2のアクティブカプラが、入力チャンネル
    として機能する2本の入力ファイバ端部と、出力チャン
    ネルとして機能する2本の出力ファイバ端部とを有する
    スターカプラ部と、前記スターカプラ部の前記出力ファ
    イバ端部のうち信号取り出し用として機能する信号取り
    出し用ファイバ端部と、前記入力ファイバ端部のうち増
    幅信号導入用として機能する増幅信号導入用ファイバ端
    部とに接続され、信号取り出し用ファイバ端部から第2
    波長の光信号を受光し、その受光光信号と同期した第1
    波長の同期光信号を発生させ、前記増幅信号導入用ファ
    イバ端部を介して前記スターカプラ部に入力する第2の
    信号増幅ユニットとを備えており、 しかも、前記光送信器から前記光受信器に向けて伝送さ
    れる光信号の第1波長の信号強度が前記第1の信号増幅
    ユニットの受光最少感度となる位置よりも前記光送信器
    側に前記第1のアクティブカプラが配置されるととも
    に、前記第2波長の信号強度が前記第2の信号増幅ユニ
    ットの受光最少感度となる位置よりも前記光送信器側に
    前記第2のアクティブカプラが配置されたことを特徴と
    する遠距離光通信システム。
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