JPS5944829B2 - 伝送路監視方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は多中継伝送路の障害点を標定する伝送路監視
方式に関するものである。

従来、中継伝送路の障害点標定を中継器間隔以下で測定
する方法としてパルス反射法（北原、高橋共著「電気通
信測定」昭和４７年コロナ社、Ｐ７２〜Ｐ７４）がある
が、これは伝送路端から最初の中継器までの区間しか測
定できない欠点があつた。

伝送路区間の障害点の測定法として、自己相関のピーク
点の遅延時間を変更できる擬似雑音系列を送出し、中継
器内でその擬似雑音系列と、反射波とを相関処理し、上
記遅延時間を変更しながら相関処理出力の大きさを監視
することにより中継器より下位における障害を中継器間
隔以下の精度で測定することが提案されている。

しかしこの場合、複数の中継器が設けられた中継伝送路
において、その何れの中継器において相関処理されたも
のであるかを区別する必要がある。この発明の目的は多
中継伝送路において中継器間隔以下の精度で障害点を検
出できる伝送路監視方式を提供することにある。

この発明によれば遅延時間の時点に自己相関の正のピー
ク値をもつ擬似雑音系列と、負のピーク値をもつて擬似
雑音系列とを周期的に切替えて中継伝送路へ送出する符
号発生器を端局に設け、各中継器では端局からの擬似雑
音系列と反射波とを相関処理部で相関演算処理を行い、
その相関処理された出力中のその中継器に予め決められ
た周波数成分のみを取出し、その障害情報を前記端局へ
送出する。

前記端局では前記切替え周期を設定し、かつ前記遅延時
間を徐々に変更することにより、対応中継器とその後段
との間の中継区間を監視する。前記切替え周期を変更す
ることにより、監視中継区間を変更する。先ず第１図を
参照してこの発明の原理となるべき擬似雑音系列を用い
た伝送路監視を説明する。

送信部に符号発生器１１が設けられ、符号発生器１１に
おいてクロックパルス発生器１２の出力は分周器１３で
ｎ分の１に周波数分周されて擬似雑音発生器（ＰＮ４）
１４へ与えられる。その擬似雑音系列ＰＮ４は可変遅延
器１５に供給される。クロツクパルス発生器１２の出力
は１／２分周器１６にも供給され、その出力によ）切替
器１７が制御されて、擬似雑音系列ＰＮｌと、遅延器１
５の出力ＰＮ２とが切替えられて伝送信号入力端子１８
へ供給される。入力端子１８の信号は端局１１伝送路２
１の信号伝送ケーブル３１を通じて中継器４へ供給され
る。中継器４内では中継増幅器１９、更に相関受信部２
１内の結合器２２を通じて伝送路２２の信号伝送ケーブ
ル３２を通じて端局１２へ送出される。相関受信部２１
内において増幅器１９の出力と結合器２２を通じるケー
ブル３２からの反射波とが掛算器２３で掛算され、その
出力は積分器２４で積分されて伝送路２，の障害情報伝
送ケーブル５１を通じてそのケーブル出力端子２５よ）
相関信号表示器２６へ供給される。２７は伝送信号出力
端子であ）、２８はケーブル３２の途中の障害点を示す
。

第１図における通常の信号伝送は伝送信号入力端子１８
から入力され、その信号は端局１，よ勺中継伝送路３，
、中継器４、伝送路３２を経由して端局１２の伝送信号
出力端子２７に出力される。

次に伝送路２２に障害が起つた場合の動作を示す。障害
点２８からの反射を端局１１で測定するために伝送路信
号入力端子１８に符号発生器１１を接続し、測定信号を
伝送路２，の信号伝送ケーブル３１に送出する。中継器
４では符号発生器１１からの信号を中継器４で増幅し、
結合器２２を通じて伝送路２２の障害点２８に向けて送
出する。障害点２８からの反射信号は中継器４内の相関
受信部２１の結合器２２で抽出されて、中継増幅器１９
の出力と掛算器２３で掛算され、その出力は積分器２４
で擬似雑音系列（ＰＮｌ）の整数倍周期の時間積分され
ることにより、中継器増幅器１９の出力信号と反射信号
との相関演算が行なわれる。この相関出力は伝送路２，
の障害隋報伝送ケーブル５，例えば介在対、給電線等を
通じて端局１，の障害清報伝送ケーブル出力端子２５に
送られ、相関信号表示器２６に示され、これが伝送信号
ケーブル３２の反射特性となる。この反射特性より障害
点２８がわかる。上記の動作で障害点２８からの反射波
が相関処理によ）検出できることを第１図、第２図を用
いて説明する。

第２図のａ−ｆは分周器１３の分周比力３２（ｎ−２）
で、擬似雑音発生器１４の符号長が１５（Ｍ＝１５）の
場合における第１図のクロツクパルス発生器１２、分周
器１３、擬似雑音発生器１４、遅延器１５、分周器１６
、切替器１７の各出力の波形であり．ｇは符号発生器１
１の出力ｆの自己相関特性である。なお、符号の値は＋
１，−１として示している。第１図の符号発生器１１に
よる符号発生は、クロツクパルス発生器１２で発生した
信号ａ（クロツク周期：ｔ）は分周器１３を通り信号ｂ
となる。

信号ｂにより周期性の擬似雑音発生器１４（Ｍ系列、平
方剰余列、双子素数列等、「相関函数及びスペクトル」
磯部編、東京大学出版会、１９６８年Ｐｌ７Ｏ〜Ｐｌ８
ｌ）が駆動されて擬似雑音系列（ＰＮｌ）Ｃが発生する
。この信号Ｃは２分岐され、その一方は切替器１７に入
力される。他方は可変遅延器１５に設定された時間Ｄ（
第２図ではＤ−６ｔの例である）だけ遅れた信号（ＰＮ
２）ｄとなり、切替器１７に入力される。切替器１７は
クロツクパルス発生器１２の出力信号ａをｌ／２分周器
１６で分周した出力ｅで駆動され、切替器１７の出力は
送信部の符号発生器１１の出力（ＰＮ３）ｆとなる。こ
のような構成による符号列（ＰＮ３）の自己相関特性、
つまシ符号列（ＰＮ３）とそれをτだけ遅延した符号列
との積の積分値は第２図のｇに示すように、その遅延時
間τを変化すると、これが０の点と可変遅延器１５で設
定した時間Ｄとクロツク周期ｔの和すなわち（Ｄ＋ｔ）
に自己相関のピークができる。

すなわち信号伝送ケーブル３で伝送される信号波形はｆ
であり、その自己相関特性はｇである。中継器４では、
この伝送信号ｆと伝送信号ケーブル３２上で反射した信
号との相関を相関受信部２１で相関処理をする。この時
自己相関特性ｇから遅延時間τが０及びＤ＋ｔ点の相関
Ｍ−１ェ１１値は１、］暮Ｔ（中１）とな）、その他の
点は−Ｍ（中０）となる。

よつて相関処理された出力は、遅延時間０、Ｄ＋ｔ点の
反射量の和となる。この場合、結合器２２の漏話が少な
いと遅延時間τ＝０点の反射信号が少なくな）、遅延時
間τ＝Ｄ＋ｔ点に対応する所（伝送ケーブル上では往復
伝播時間に相当する点）のみの反射の値となる。よつて
遅延量Ｄを例えば０から徐々に大にすると、その変化に
応じて中継器４から徐々に離れた伝送信号ケーブル３２
上での各点よシの反射値が積分器２４の出力として得ら
れる。つま）伝送信号ケーブル３２の伝送距離方向の反
射特性が可変遅延器１５の遅延量Ｄを変更することによ
）得ることができる。障害点２８よりも中継器４側の伝
送信号ケーブル３２ではその不均一性よジ伝送信号ｆに
対する反射信号、つま）同軸伝送路においてはインピー
ダンス不整合による反射波、光フアイバ伝送路において
はレイリー散乱による後方散乱光が存在する。しかし障
害点２８よりも端局１２側の伝送信号ケーブル３２には
、障害点２８によシ伝送信号ｆが減衰してほとんどとど
かないので伝送信号ｆに対する反射信号がほとんど存在
しない。よつて可変遅延器１５の遅延量Ｄを変化させて
、伝送距離方向の反射量が無くなる点を求め、その時の
遅延量Ｄから障害点２８までのケーブル長を求めること
ができる。なお一般に障害点２８では大きな反射が生じ
るため、また自己相関を中継増幅器１９と反射信号との
積を積分して求めているため、障害点２８と対応した遅
延量Ｄを設定した時に、積分器２４の出力は大きくな）
、それよ）も遅延量Ｄを大にすると、積分器２４の出力
は急にほぼゼロになる。しかレ結合器２２の漏話が多い
場合は遅延時間τ＝０の点における相関の値が大きくな
ることより、中継増幅器１９と掛算器２３との間に１符
号時間（ｔ）以上の遅延器を挿入するとよい。第３図は
擬似雑音発生器１４と切替器１７との間か、可変遅延器
１５と切替器１７との間のいずれかに符号反転器（−１
）を挿入した場合における自己相関特性であり、第２図
のｇと遅延時間τ一（Ｄ＋ｔ）における値の符号が異な
るだけで同様の特性が得られる。第４図はこの発明の実
施例であシ、多中継光伝送路に適用したものである。

端局１１及び１２間に伝送路２ビ中継器４ビ伝送路２３
・・・・・・中継器４１−伝送路２３一中継器４１＋ビ
伝送路２４が接続される。符号発生器１１内において可
変遅延器１５の出力は符号反転器２９へ供給され、切替
器３１で可変遅延器１５の出力と符号反転器２９の出力
とが切替えられて切替器１７へ供給される。切替器３１
は方形波発生器３２の出力によ勺制御される。相関受信
部２１内で増幅器１９の出力は符号反転器３３を通じて
掛算器２３へ供給される。各伝送路２の入力側及び出力
端側には電気・光変換器３４、光・電気変換器３５がそ
れぞれ設けられる。また結合器２２として光結合器を用
いた場合であう、従つて結合器２２及び掛算器２３間に
も光・電気変換器３５が挿入される。第１図との違いは
伝送路２が光伝送路であること及び各中継器からの障害
情報（伝送距離方向の反射特性）を互いに異なる周波数
の振幅として相関信号表示器２６に送る点である。

障害点からの反射波の相関処理の方法は第１図と同じで
あるからこの点についての説明は省略し、相関処理に使
用する符号列が異なる点について、その説明を以下に示
す。

第４図の符号発生器１１は可変遅延器１５の出力が方形
波発生器３２の出力で反転（符号反転器２９を通ること
による）した）、しなかつた勺する。よつて、符号発生
器１１の出力信号の自己相関特性は符号反転器２９を通
らない場合、前述したように第２図のｇとなシ、通る場
合は第３図となる。これらの自己相関特性を比較すると
可変遅延器１５で設定した遅延時間の点で、相関値がそ
れぞれ正、負となる。以上のことよう方形波発生器３２
の周期を擬似雑音発生器１４の出力（ＰＮ，）のｌ周期
の整数倍に選定すると、その方形波発生器３２の周波数
ｆで正、負が変化する相関値が得られる。符号発生器１
１からこの符号列を端局１，の電気・光変換器３４で伝
送路２へ送ると伝送符号は正、負の変化符号から正、零
の変化符号になる。中継器４１内の相関受信部２１は中
継増幅器１９の出力を符号反転器３３で反転することに
よ）結合器２２による漏話を除き相関処理を行う。この
符号反転器３３は光・電気変換器３５と掛算器２３との
間に挿入しても効果は同じである。この相関処理をした
相関特性は第５図ａの如くになる。図で実線は第４図の
符号発生器１１の符号発生で符号反転器２９を通らなか
つた場合であり，破線は符号反転器２９を通つた場合で
ある。方形波発生器３２の周波数ｆでの切替え動咋によ
）、第５図ａで実線特性と破線特性とが周波数ｆで交互
に得られる。よつて掛算器２３と積分器２４とからなる
相関処理部２１においてその積分器２４として周波数ｆ
成分のみを抽出する帯域ろ波器にすると、直流分が遮断
され、第５図ａの実線の平均レベルと、第５図ａの破線
の平均レベルとの差、つま）実線中のＤ＋Ｔ，２Ｍｔ−
Ｄ−ｔにおけるへ込み部分と、破線中のＤ＋Ｔｌ２Ｍｔ
−Ｄ−ｔにおける突出部分との差に比例した振幅の周波
数ｆの交流が得られる。つまり第５図ｂに示すように実
線特性と破線特性との差分（変化分）特性と対応したも
のが得られる。第５図Ｂ．ｌ．Ｖ）相関の強調される遅
延時間は（Ｄ＋ｔ）と（２Ｍｔ−Ｄ−ｔ）との２点であ
る。ここで伝送路２の往復遅延時間をＭｔ．ｌ．勺少さ
くしておくと相関処理部２１の出力には（Ｄ＋ｔ）点の
みが強調されて出ることになる。中継路４ｊででは積分
器２４１としての帯域沢波器の中心周波数がＦｉに選ら
ばれておジ、方形波発生器３２の発生周波数をＦｉに設
定することで測定したい中継器４１からの遅延時間（Ｄ
＋ｔ）での相関信号のみが障害情報伝送ケーブル５に送
出され、障害隋報伝送ケーブル出力端子２５に送られ、
更に可変選択ろ波器３７で周波数Ｆｉ成分が抽出され、
相関信号表示器２６に表示された振幅値から可変遅延器
１５で設定した遅延時間点（Ｄ＋ｔ）での反射特性がわ
かる。第１図の場合と同様に可変遅延器１５の遅延量Ｄ
を徐々に変化して各点の反射特性を調べることにより伝
送信号ケーブル３３の障害点を求めることができる。各
中継器４，，４１＋１の積分器２４１，２４１＋１の中
心周波数は互いに異ならされている。第６図は第４図に
示す中継器４の他の構成例である。

増幅器１９の出力は１×２の光スイツチ３８を制御して
発光器３９の光を伝送路３へ送出することと、伝送路３
よりの反射光を受信部２１の光・電気変換器３５へ供給
し、その出力は積分器２４としての帯域ろ波器へ供給さ
れる。よつて第６図の発光器３９と光スイツチ３８を合
わせたものは第４図においては電気・光変換器３４、結
合器２２、掛算器２３、符号反転器３３と同様の働きを
することより中継器４の構成が簡単化できる。この動作
は第４図と同様であるのでぞの説明は省略する。各中継
器からの障害情報の伝送は例えば次のようにする。

第７図に第４図と対応する部分に同一符号を付けて示す
。たマし符号発生器１１の端子４１は可変遅延器１５の
遅延量を設定する人力信号端子である。例えば中継器４
１で相関処理部２１の出力は障害晴報伝送用結合器４２
で障害晴報伝送線５に供給され、負性抵抗変換器（双方
向中継器）もしくは装荷線輪４３で伝送損失補償が行な
われ、伝送線５１を通シ端局１，の障害情報伝送路端子
２５に伝送される。信号伝送路３は電気導体もしくは電
気・光変換及び光・電気変換を介した光フアイバでよく
、障害情報伝送路５としては電気導体である介在対、給
電線導伝性ケーブル支持体でよい。第８図は障害情報伝
送路の損失補償回路として群別双方向増幅器もしくは光
波長別双方向増幅器を用いた実施例である。

また４線式中継伝送路とした場合で、第７図と対応する
部分で下勺回線に対しては同一番号に添字「ａ」を付け
、上ジ回線に対しては添字［ｂ」を付けてある。各中継
器４で積分器としての帯域ろ波器２４は上ジ、下）回線
に共用され、その出力は群別双方向中継器４４内で発振
器４５ａ，４５ｂ、変調器４６ａ，４６ｂによ）それぞ
れ周波数変換され、方向ろ波器４７，４８ＶＣ．１，Ｖ
）端局１１又は１２へ送出される。６１は端局１１の受
信装置、６２は端局１２の送信装置である。

双方向増幅器４４内で障害隋報は中継増幅器４９ａ，４
９ｂでそれぞれ増幅される。各端局１１，１２の障害監
視計２６ａ，２６ｂの前段で復調器５１ａ，５１ｂでそ
れぞれ変調器４６ａ，４６ｂに対応した復調が行われる
。この第８図では各信号伝送路３ａ，３ｂの相関処理を
行う部分の帯域ろ波器２４以後の障害清報伝送系を共通
に使用することで回路規模を小さくしている。

中継器４，内で検出した相関量（信号伝送路の反射量）
の出力は帯域ろ波器２４の出力点に得られる。この信号
を両端局１、，１２に伝送するために、中継増幅器４６
ａ，４６ｂと方向ろ波器もしくは分波器４７，４８より
構成される群別（波長別）双方向中継器と、障害情報伝
送線５で両端局１１，１２を結ぶ。この障害情報伝送系
と帯域ろ波器２４の出力（反射量）の結合は、発振器４
５ａ，４５ｂと変調器４６ａ，４６ｂ（振幅変調、周波
数変調、位相変調等）によシ群別（波長別）双方向伝送
路において伝送可能な周波数に変換して挿入する。この
ようにして反射量を両端局１１，１２に送り、帯域ろ波
器３７ａ，３７ｂでは監視を行う区間に対応する中継器
４１からの変調器４６ａ，４６ｂの出力を抽出し、復調
器５１ａ，５１ｂで復調して相関（反射）量指示器２６
ａ，２６ｂに表示することで障害点表示が可能となる。
この第８図の例において、信号伝送路３、障害隋報伝送
線５は電気導体もしくは電気・光変換及び光・電気変換
を介した光フアイバのいずれでもよいことは明らかであ
る。以上説明したようにこの発明によれば多中継伝送路
においてその各中継区間ごとに、その中継区間間隔以下
の精度で障害点を検出することができる。

特に第７図及び第８図の例は障害点に行くことが困難で
ある海底伝送路の監視には特に有効である。またこの発
明に用いた信号伝送路の伝送情報はデイジタルかアナロ
グかについて特に明記していないがどちらでも適用でき
ることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の原理を示すプロツク図、第２図は第
１図の各点の状態及び自己相関特性を示す波形図、第３
図は自己相関特性図、第４図はこの発明の実施例を示す
プロツク図、第５図は第４図で用いた符号列の相関特性
図、第６図は第４図の中継器の他の構成例を示すプロツ
ク図、第７図及び第８図はそれぞれこの発明の他の実施
例を示すプロツク図である。 １１：相関器送信部の符号発生器、１２：クロツクパル
ス発生器、１３：分周器、１４：擬似雑音発生器（ＰＮ
ｌ）、１５：可変遅延器、１６：１／２分周器、１７，
３１：切替器、１８：伝送信号入力端子、１，，１２・
・・・・・：端局、２，，２２・・・・・・：伝送路、
３１，３２・・・・・・：信号伝送ケーブル、４１，４
２・・・・・・：中継器、５１，５２・・・・・・：障
害情報伝送ケーブル、１９：中継増幅器、２１：相関受
信（処理）部、２２：結合器、２３：掛算器、２４：積
分器（帯域ろ波器）、２５：障害晴報伝送ケーブル出力
端子、２７：伝送信号出力端子、２８：障害点、２９，
３３：符号反転器、３２：方形波発生器、３４：電気・
光変換器、３５：光・電気変換器、３７：可変選択ろ波
器、３８：１×２の光スイツチ、３９：発光器、４２：
障害隋報伝送用結合器、４３：負性抵抗変換器もしくは
装荷線輪、４５ａ，４５ｂ：発振器、４６ａ，４６ｂ：
変調器、４９ａ，４９ｂ：障害情報伝送用中継増幅器、
４７，４８：方向ろ波器もしくは分波器、４４：群別（
波長別）双方向中継器、５１ａ，５１ｂ：復調器、２６
：相関信号表示器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 端局に、遅延時間の時点に自己相関の正のピーク値
   をもつ擬似雑音系列と、負のピーク値をもつ擬似雑音系
   列とを周期的に切替えて中継伝送路へ送出する符号発生
   器を設け、上記中継伝送路の各中継器には上記端局から
   入力された擬似雑音系列と、下位よりの反射波との相関
   を演算処理する相関処理部をそれぞれ設け、その各相関
   処理部には相関処理出力からその中継器に予め決められ
   た周波数成分を選出して障害情報伝送線へ送出し、上記
   端局では上記各中継器に予め決められた周波数に上記擬
   似雑音系列の切替周波数を設定すると共に、上記遅延時
   間を変化させて、上記障害情報伝送線より送られた相関
   処理情報を指示計で監視する伝送路監視方式。