(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
海底ケーブルの不良の位置を見つけるための方法であって、
前記不良の位置が属するスパン上のレピータ(RPT)によって、光海底端局装置(SLTE)により送信される位置検出実行コマンドを受信するステップと、
前記受信された位置検出実行コマンドにしたがって、プローブ光パルスの生成をトリガするステップと、
前記SLTEの送信方向に沿って、前記プローブ光パルスを前記不良の位置に送信するステップと、
前記プローブ光パルスの出力の開始時間T1および終了時間T2を記録するステップと、
前記不良の位置から反射された前記プローブ光パルスを検出し、前記プローブ光パルスを検出した時間T3を得るステップと、
前記時間T1および前記時間T3を前記SLTEに送信するステップ、または、前記時間T3と前記時間T1の時間差を前記SLTEに送信するステップと
を含み、前記SLTEが、式d=(c×t)/(2IOR)にしたがって前記不良の位置を得て、dが、前記プローブ光パルスを発生させる位置と前記不良の位置との間の距離を表し、cが、真空中の光の伝搬速度を表し、t=T3-T1であり、Index Of Refraction(IOR)が、伝送媒体の屈折率を指し、
前記受信された位置検出実行コマンドにしたがってプローブ光パルスの生成をトリガする前記ステップが、
前記受信された位置検出実行コマンドにしたがって、前記RPT中の第1のポンプレーザーによってポンプ光を生成し、前記RPT中の第1のエルビウム添加光ファイバ増幅器(EDFA)に前記ポンプ光を入力するステップと、パルス幅がT2-T1のプローブ光パルスを生成するために、前記RPT中の光スイッチにより、前記RPT中の第1のコントローラの制御にしたがって、前記時間T1において前記第1のEDFAと前記不良の位置との間に接続を確立し、前記時間T2において前記第1のEDFAと前記不良の位置との間の接続を切断するステップと
を特に含み、したがって、前記不良の位置から反射された前記プローブ光パルスを検出して前記プローブ光パルスを検出した前記時間T3を得る前記ステップが、
前記RPT中の前記光スイッチによって、前記時間T2において前記RPT中の第1のプローブと前記不良の位置との間に接続を確立し、前記不良の位置から反射された前記プローブ光パルスを、前記第1のプローブに入力するステップと、前記第1のプローブによって、前記不良の位置から反射された前記プローブ光パルスを検出し、前記プローブ光パルスを検出した前記時間T3を得るステップと
を特に含む、方法。
【請求項２】
海底ケーブルの不良の位置を見つけるための方法であって、
前記不良の位置が属するスパン上のレピータ(RPT)によって、光海底端局装置(SLTE)により送信される位置検出実行コマンドを受信するステップと、
前記受信された位置検出実行コマンドにしたがって、プローブ光パルスの生成をトリガするステップと、
前記SLTEの送信方向に沿って、前記プローブ光パルスを前記不良の位置に送信するステップと、
前記プローブ光パルスの出力の開始時間T1および終了時間T2を記録するステップと、
前記不良の位置から反射された前記プローブ光パルスを検出し、前記プローブ光パルスを検出した時間T3を得るステップと、
前記時間T1および前記時間T3を前記SLTEに送信するステップ、または、前記時間T3と前記時間T1の時間差を前記SLTEに送信するステップと
を含み、前記SLTEが、式d=(c×t)/(2IOR)にしたがって前記不良の位置を得て、dが、前記プローブ光パルスを発生させる位置と前記不良の位置との間の距離を表し、cが、真空中の光の伝搬速度を表し、t=T3-T1であり、Index Of Refraction(IOR)が、伝送媒体の屈折率を指し、
前記受信された位置検出実行コマンドにしたがって、プローブ光パルスの生成をトリガする前記ステップが、
パルス幅がT2-T1のポンプ光を生成するために、前記RPT中の第2のコントローラによって、前記受信された位置検出実行コマンドにしたがって、前記時間T1において前記RPT中の第2のポンプレーザーをターンオンし、前記時間T2において前記第2のポンプレーザーをターンオフするように、制御を行なうステップと、前記ポンプ光を前記RPT中の第2のEDFAに入力するステップと
を特に含み、前記第2のEDFAが前記プローブ光パルスを出力し、したがって、前記不良の位置から反射された前記プローブ光パルスを検出して前記プローブ光パルスを検出した前記時間T3を得る前記ステップが、
前記RPT中の第2のサーキュレータによって、前記RPTの第2のプローブと前記不良の位置との間に接続を確立し、前記不良の位置から反射された前記プローブ光パルスを、前記第2のプローブに入力するステップ
を特に含み、前記第2のプローブが、前記不良の位置から反射された前記プローブ光パルスを検出し、前記プローブ光パルスを検出した前記時間T3を得、
前記時間T3と前記時間T1との前記時間差を前記SLTEに送信した後に、
前記SLTEに遅延t'を送信するステップ
をさらに含み、前記遅延t'が、前記第2のポンプレーザーが前記ポンプ光を送信する時と、前記第2のEDFAが前記ポンプ光を出力する時との間の時間である、方法。
【請求項３】
海底ケーブルの不良の位置を見つけるための方法であって、
前記不良の位置が属するスパン上のレピータ(RPT)によって、光海底端局装置(SLTE)により送信される位置検出実行コマンドを受信するステップと、
前記受信された位置検出実行コマンドにしたがって、プローブ光パルスの生成をトリガするステップと、
前記SLTEの送信方向に沿って、前記プローブ光パルスを前記不良の位置に送信するステップと、
前記プローブ光パルスの出力の開始時間T1および終了時間T2を記録するステップと、
前記不良の位置から反射された前記プローブ光パルスを検出し、前記プローブ光パルスを検出した時間T3を得るステップと、
前記時間T1および前記時間T3を前記SLTEに送信するステップ、または、前記時間T3と前記時間T1の時間差を前記SLTEに送信するステップと
を含み、前記SLTEが、式d=(c×t)/(2IOR)にしたがって前記不良の位置を得て、dが、前記プローブ光パルスを発生させる位置と前記不良の位置との間の距離を表し、cが、真空中の光の伝搬速度を表し、t=T3-T1であり、Index Of Refraction(IOR)が、伝送媒体の屈折率を指し、
前記受信された位置検出実行コマンドにしたがって、プローブ光パルスの生成をトリガする前記ステップが、
前記受信された位置検出実行コマンドにしたがって、前記RPT中の第3のポンプレーザーによってポンプ光を生成し、前記RPT中の第3のEDFAに前記ポンプ光を入力するステップと、パルス幅がT2-T1のプローブ光パルスを生成するために、前記RPT中のパルス幅制御ユニットにより、前記RPT中の第3のコントローラの制御にしたがって、前記時間T1において前記第3のEDFAと前記不良の位置との間に接続を確立し、前記時間T2において前記第3のEDFAと前記不良の位置との間の接続を切断するステップと
を特に含み、したがって、前記不良の位置から反射された前記プローブ光パルスを検出して前記プローブ光パルスを検出した前記時間T3を得る前記ステップが、
前記RPT中の第3のサーキュレータによって、前記RPTの第3のプローブと前記不良の位置との間に接続を確立し、前記不良の位置から反射された前記プローブ光パルスを、前記第3のプローブに入力するステップと
を特に含み、前記第3のプローブが、前記不良の位置から反射された前記プローブ光パルスを検出し、前記プローブ光パルスを検出した前記時間T3を得る、方法。
【請求項４】
検出ユニットおよび送信ユニットを含むレピータ(RPT)であって、
前記検出ユニットが、光海底端局装置(SLTE)により送信される位置検出実行コマンドを受信し、前記受信された位置検出実行コマンドにしたがって、プローブ光パルスの生成をトリガし、前記SLTEの送信方向に沿って、前記プローブ光パルスを不良の位置に送信し、前記プローブ光パルスの出力の開始時間T1および終了時間T2を記録し、前記不良の位置から反射される前記プローブ光パルスを検出し、前記プローブ光パルスを検出した時間T3を得るように構成され、
前記送信ユニットが、前記時間T1および前記時間T3を前記SLTEに送信し、または、前記時間T3と前記時間T1の時間差を前記SLTEに送信するように構成され、前記SLTEが、式d=(c×t)/(2IOR)にしたがって前記不良の位置を得て、dが、前記プローブ光パルスを発生させる位置と前記不良の位置との間の距離を表し、cが、真空中の光の伝搬速度を表し、t=T3-T1であり、Index Of Refraction(IOR)が、伝送媒体の屈折率を指し、
前記検出ユニットが、第1のポンプレーザーと、第1のエルビウム添加光ファイバ増幅器(EDFA)と、光スイッチと、第1のプローブと、第1のコントローラとを特に含み、
したがって、前記プローブ光パルスの生成をトリガするように構成されている前記検出ユニットが、
前記第1のポンプレーザーによってポンプ光を生成し、前記第1のEDFAに前記ポンプ光を入力するステップと、パルス幅がT2-T1のプローブ光パルスを生成するために、前記光スイッチにより、前記第1のコントローラの制御にしたがって、前記時間T1において前記第1のEDFAと前記不良の位置との間に接続を確立し、前記時間T2において前記第1のEDFAと前記不良の位置との間の接続を切断するステップと
を含み、
したがって、前記不良の位置から反射された前記プローブ光パルスを検出し、前記プローブ光パルスを検出した前記時間T3を得るように構成された前記検出ユニットが、
前記光スイッチによって、前記時間T2において前記第1のプローブと前記不良の位置との間に接続を確立し、前記不良の位置から反射された前記プローブ光パルスを、前記第1のプローブに入力するステップと、前記第1のプローブによって、前記不良の位置から反射された前記プローブ光パルスを検出し、前記プローブ光パルスを検出した前記時間T3を得るステップと
を含む、RPT。
【請求項５】
検出ユニットおよび送信ユニットを含むレピータ(RPT)であって、
前記検出ユニットが、光海底端局装置(SLTE)により送信される位置検出実行コマンドを受信し、前記受信された位置検出実行コマンドにしたがって、プローブ光パルスの生成をトリガし、前記SLTEの送信方向に沿って、前記プローブ光パルスを不良の位置に送信し、前記プローブ光パルスの出力の開始時間T1および終了時間T2を記録し、前記不良の位置から反射される前記プローブ光パルスを検出し、前記プローブ光パルスを検出した時間T3を得るように構成され、
前記送信ユニットが、前記時間T1および前記時間T3を前記SLTEに送信し、または、前記時間T3と前記時間T1の時間差を前記SLTEに送信するように構成され、前記SLTEが、式d=(c×t)/(2IOR)にしたがって前記不良の位置を得て、dが、前記プローブ光パルスを発生させる位置と前記不良の位置との間の距離を表し、cが、真空中の光の伝搬速度を表し、t=T3-T1であり、Index Of Refraction(IOR)が、伝送媒体の屈折率を指し、
プローブ光パルス生成ユニットが、第2のポンプレーザーと、第2のエルビウム添加光ファイバ増幅器(EDFA)と、第2のサーキュレータと、第2のプローブと、第2のコントローラとを特に含み、
したがって、前記プローブ光パルスの生成をトリガするように構成された前記検出ユニットが、
パルス幅がT2-T1のポンプ光を生成するために、前記第2のコントローラによって、前記時間T1において前記第2のポンプレーザーをターンオンし、前記時間T2において前記第2のポンプレーザーをターンオフするように、制御を行なうステップと、前記ポンプ光を前記第2のEDFAに入力するステップとを含み、前記第2のEDFAが、前記プローブ光パルスを出力し、
したがって、前記不良の位置から反射された前記プローブ光パルスを検出して前記プローブ光パルスを検出した前記時間T3を得るように構成された前記検出ユニットが、
前記第2のサーキュレータによって、前記第2のプローブと前記不良の位置との間に接続を確立し、前記不良の位置から反射された前記プローブ光パルスを、前記第2のプローブに入力するステップを含み、前記第2のプローブが、前記不良の位置から反射された前記プローブ光パルスを検出し、前記プローブ光パルスを検出した前記時間T3を得、
前記第2のコントローラがさらに、前記送信ユニットに遅延t'を送信するように構成され、前記遅延t'が、前記第2のポンプレーザーが前記ポンプ光を送信する時と、前記第2のEDFAが前記ポンプ光を出力する時との間の時間である、RPT。
【請求項６】
検出ユニットおよび送信ユニットを含むレピータ(RPT)であって、
前記検出ユニットが、光海底端局装置(SLTE)により送信される位置検出実行コマンドを受信し、前記受信された位置検出実行コマンドにしたがって、プローブ光パルスの生成をトリガし、前記SLTEの送信方向に沿って、前記プローブ光パルスを不良の位置に送信し、前記プローブ光パルスの出力の開始時間T1および終了時間T2を記録し、前記不良の位置から反射される前記プローブ光パルスを検出し、前記プローブ光パルスを検出した時間T3を得るように構成され、
前記送信ユニットが、前記時間T1および前記時間T3を前記SLTEに送信し、または、前記時間T3と前記時間T1の時間差を前記SLTEに送信するように構成され、前記SLTEが、式d=(c×t)/(2IOR)にしたがって前記不良の位置を得て、dが、前記プローブ光パルスを発生させる位置と前記不良の位置との間の距離を表し、cが、真空中の光の伝搬速度を表し、t=T3-T1であり、Index Of Refraction(IOR)が、伝送媒体の屈折率を指し、
プローブ光パルス生成ユニットが、第3のポンプレーザーと、第3のエルビウム添加光ファイバ増幅器(EDFA)と、パルス幅制御ユニットと、第3のプローブと、第3のコントローラとを特に含み、
したがって、前記プローブ光パルスの生成をトリガするように構成された前記検出ユニットが、
前記第3のポンプレーザーによってポンプ光を生成し、前記第3のEDFAに前記ポンプ光を入力するステップと、パルス幅がT2-T1のプローブ光パルスを生成するために、前記パルス幅制御ユニットにより、前記第3のコントローラの制御にしたがって、前記時間T1において前記第3のEDFAと前記不良の位置との間に接続を確立し、前記時間T2において前記第3のEDFAと前記不良の位置との間の接続を切断するステップと
を含み、したがって、前記不良の位置から反射された前記プローブ光パルスを検出して前記プローブ光パルスを検出した前記時間T3を得るように構成された前記検出ユニットが、
第3のサーキュレータによって、前記第3のプローブと前記不良の位置との間に接続を確立し、前記不良の位置から反射された前記プローブ光パルスを、前記第3のプローブに入力するステップと、前記第3のプローブによって、前記不良の位置から反射された前記プローブ光パルスを検出し、前記プローブ光パルスを検出した前記時間T3を得るステップと
を含む、RPT。
【請求項７】
前記パルス幅制御ユニットが、変調器または減衰器である、請求項6に記載のRPT。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００２】
本発明は、通信技術の分野に関し、特に、海底ケーブルの不良の位置を見つけるための方法、レピータ(RPT)、および通信システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
近年、高密度波長分割多重化(DWDM)およびエルビウム添加光ファイバ増幅器(EDFA)が成熟した技術となり、ファイバおよびEDFAを含む大容量で長距離の通信システムが増加しており、国際的な海底通信システムが増加している。したがって、保守管理者が海底ケーブルの不良を迅速に取り除くことができ、それによって海底通信システムの運用の費用を低減することができるように、不良を迅速かつ正確に見つけなければならない。
【０００４】
一般に、海底システムは、2つの光海底端局装置(SLTE)および複数のRPTを含む。各RPTは、リンク中で事前に減衰された光信号を増幅するように構成される。RPTにおいては、図1に示すように、ファイバの各ペアのEDFAがポンプレーザーを共有する。従来技術では、コヒーレント光時間領域反射測定装置(COTDR)技術が、海底リンクの不良の位置を見つけるのに最も広く用いられる。既存の光時間領域反射測定装置(OTDR)の原理と同様に、COTDRはレイリー散乱およびフレネル反射を用いてファイバの特性を表すが、COTDRは、受信機においてコヒーレントな検出を用いて、受信される信号の信号対雑音比を改善するという点で、OTDRの原理とは異なる。
【０００５】
図2は、海底ケーブルの不良の位置を見つけるためにCOTDR技術を用いる、ハードウェアの概略図である。地上の検出機器のコントローラがプローブ光源を制御し、プローブ光を出力する。プローブ光は、3dBカプラにより2つの部分に分割される。一方の部分は、コヒーレントな検出のための局所的な発振光であり、もう一方の部分は、音響光学変調器によりパルス光に偏移および変調される。パルス光およびサービス信号(すなわち、図2の主信号)はともに、波長分割多重化装置により、プローブ光としてファイバ内で対にされる。プローブ光が、ファイバの継ぎ目、故障点、故障面、終点、またはファイバの他の障害点を通過すると、プローブ光は入力側に反射され、反射された光が入力側のプローブにより捉えられる。その上、波長よりも小さなファイバ材料内の不均一の粒子は、レイリー散乱を引き起こす。散乱された光の少ない方の一部は、ファイバに沿って入力側に逆に送信されるが、光は元の経路に沿って反射または散乱されえない。したがって、光がファイバの逆の経路に沿って反射および散乱されうるように、10dBビームスプリッタがRPTの各EDFAの後に追加される(RPTは図1のRPTと同じである)。地上の検出機器の波長分割多重化装置は、主信号から反射された光と散乱された光を分離する。反射された光および散乱された光は光ファイバによりフィルタリングされ、カプラにより、局所的な発振光とともにプローブの表面に入射する。プローブの表面で、光はコヒーレントに受信される。プローブは、光信号を電気信号に変換する。コントローラは電気信号を処理して、ファイバの損失特性曲線を得る。ファイバの損失特性曲線が画面に表示される。
【０００６】
伝送線およびEDFAの両方が正常である場合、プローブ光の逆方向の散乱された光は引き続きEDFAにより増幅されるので、COTDRにより受信される逆方向の散乱された光は、一連ののこぎり波になる。図3に示されるように、各のこぎりのピーク値は、逆方向の散乱された光がEDFAを通過した後の各EDFAによる信号強度の出力を表し、のこぎり波の斜辺は、逆方向の散乱された光パワーが、伝送距離が長くなるにしたがって減衰するということを意味する。リンクが切断された場合、フレネル反射光はレイリー散乱光よりもはるかに強いため、曲線上にありCOTDRにより検出される光信号の強度は、迅速に減衰する。例えば、図中の場所Aは、ファイバの切断点である。
【０００７】
逆方向の散乱された光は、EDFAを通過すると必ず増幅自然放出(ASE)を引き起こし、プローブに到達する時に複数のEDFAを通過しうる。したがって、多くのASEノイズがリンクに沿って蓄積される。図3の曲線から検出されるファイバの切断の正確な場所を得るためには、プローブ光は多くの光パルスを放出する必要があり、多くの平均化の操作を受信機において実行し、信号の信号対雑音比を改善する必要がある。例えば、12000kmの海底リンクの単一のスパンが100kmである場合、リンクは120個のEDFAを必要とし、増幅器の数および蓄積されるASEノイズのスペクトル密度は、以下の式(1)により計算される。
DASE = N・[2・nsp・(G-1)・h・ν]    (1)
【０００８】
上記の式において、DASEは蓄積されるASEノイズのスペクトル密度、NはEDFAの数、nspはEDFAの自然放出因子、GはEDFAの利得、hはプランク定数、νは光の中心周波数である。一般的なEDFAパラメータにしたがって、12000kmのリンクの蓄積ノイズが計算されうる。12000kmのリンクをCOTDRを用いて検出するには、少なくとも216回の平均化の操作を実行する必要がある。1回の平均化の操作で、パルスを12000km往復させる必要がある。ファイバ中の光の伝搬速度にしたがって、216回の平均化の操作に費やされる時間を計算することができ、その時間は2時間以上である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来技術を開発し実施する中で、本発明の発明者らは以下のことを発見した。すなわち、従来技術で海底ケーブルシステムの不良の位置を見つけるための方法において、プローブ光はCOTDRに戻る際に複数のEDFAを通過する必要があり、ASEノイズが蓄積され、その結果、複数の平均化の操作を実行する必要があり、各平均化の操作において、プローブ光パルスがプローブパルスの放出点からファイバの切断点に伝搬し、そして、ファイバの切断点からプローブパルスの放出点に戻る。したがって、従来技術で海底ケーブルの不良の位置を見つけるのは時間がかかりすぎ、不良の場所を時間内に見つけることができない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の実施形態は、海底ケーブルの不良の位置を見つけるための方法、機器、および通信システムを提供し、これらは海底ケーブルの不良の場所を迅速に見つけることができるので、保守管理者は海底ケーブルを時間内に保守することができる。
【００１１】
本発明の実施形態は、海底ケーブルの不良の位置を見つけるための方法を提供し、この方法は、
不良の位置が属するスパン上のRPTによって、SLTEにより送信される位置検出実行コマンドを受信するステップと、
受信された位置検出実行コマンドにしたがって、プローブ光パルスの生成をトリガするステップと、
SLTEの送信方向に沿って、プローブ光パルスを不良の位置に送信するステップと、
プローブ光パルスの出力の開始時間T1および終了時間T2を記録するステップと、
不良の位置から反射されるプローブ光パルスを検出し、プローブ光パルスを検出した時間T3を得るステップと、
時間T1および時間T3をSLTEに送信するステップ、または、時間T3と時間T1の時間差をSLTEに送信するステップと
を含み、SLTEは、式d=(c×t)/(2IOR)にしたがって不良の位置を得て、dは、プローブ光パルスを発生させる位置と不良の位置との間の距離を表し、cは、真空中の光の伝搬速度を表し、t=T3-T1であり、Index Of Refraction(IOR)は、伝送媒体の屈折率を指す。
【００１２】
本発明のある実施形態は、検出ユニットおよび送信ユニットを含むRPTも提供し、
検出ユニットは、SLTEにより送信される位置検出実行コマンドを受信し、受信された位置検出実行コマンドにしたがって、プローブ光パルスの生成をトリガし、SLTEの送信方向に沿って、プローブ光パルスを不良の位置に送信し、プローブ光パルスの出力の開始時間T1および終了時間T2を記録し、不良の位置から反射されたプローブ光パルスを検出し、プローブ光パルスを検出した時間T3を得るように構成され、
送信ユニットは、時間T1および時間T3をSLTEに送信し、または、時間T3と時間T1の時間差をSLTEに送信するように構成され、SLTEは、式d=(c×t)/(2IOR)にしたがって不良の位置を得て、dは、プローブ光パルスを発生させる位置と不良の位置との間の距離を表し、cは、真空中の光の伝搬速度を表し、t=T3-T1であり、IORは、伝送媒体の屈折率を指す。
【００１３】
本発明のある実施形態は、SLTEおよびRPTを含む通信システムも提供し、
SLTEは、不良の位置が属するスパンを得て、そのスパン上のRPTに位置検出実行コマンドを送信し、RPTにより送信される時間T1および時間T3を受信し、または、RPTにより送信される時間T3と時間T1の時間差を受信し、式d=(c×t)/(2IOR)と、時間T1および時間T3または時間T3と時間T1の時間差とにしたがって、不良の位置を得るように構成され、dは、プローブ光パルスを発生させる位置と不良の位置との間の距離を表し、cは、真空中の光の伝搬速度を表し、t=T3-T1であり、IORは、伝送媒体の屈折率を指し、
RPTは、SLTEにより送信される位置検出実行コマンドを受信し、受信された位置検出実行コマンドにしたがって、プローブ光パルスの生成をトリガし、SLTEの送信方向に沿って、プローブ光パルスを不良の位置に送信し、プローブ光パルスの出力の時間T1を記録し、不良の位置から反射されたプローブ光パルスを検出し、プローブ光パルスを検出した時間T3を得て、時間T1および時間T3をSLTEに送信し、または、時間T3と時間T1の時間差をSLTEに送信するように構成される。
【００１４】
本発明の実施形態では、不良の位置に入射するプローブ光パルスとしてEDFAが光パルスを出力するように、RPTは内部のEDFAを制御する。したがって、RPTは、プローブ光パルスと反射されたプローブ光パルスの間の時間差を得て、地上のSLTEに時間差を送信し、SLTEは、OTDRの原理にしたがって不良の位置を見つけることができる。従来技術と比較すると、方法は、海底ケーブルの不良の位置をより迅速かつ正確に見つけることができるので、保守管理者は海底ケーブルを時間内に保守することができる。
【００１５】
本発明の実施形態または従来技術での技術的な解決法をより明確にするために、以下では、実施形態または従来技術の説明に関わる添付の図面を概説する。以下で概説される添付の図面が、本発明の実施形態の一部に過ぎないことは明らかである。当業者は、創造的な工夫を伴わずに、添付の図面から他の図面を導くこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来技術の海底ケーブルシステムの概略図である。
【図２】従来技術の、COTDRの原理を用いることによる海底ケーブルの不良の位置を見つけるためのシステムの概略図である。
【図３】従来技術の、COTDRの原理を用いることによるプローブの測定結果の曲線の概略図である。
【図４】本発明の実施形態1による、通信システムの概略図である。
【図５】本発明の実施形態2による、RPTの論理ユニットの概略図である。
【図６】本発明の実施形態3による、海底ケーブルシステムのRPTの概略図である。
【図７】本発明の実施形態4による、海底ケーブルシステムのRPTの概略図である。
【図８】本発明の実施形態4による、海底ケーブルシステムのRPTの別の概略図である。
【図９】本発明の実施形態5による、海底ケーブルの不良の位置を見つけるための方法の概略図である。
【図１０】本発明の実施形態6による、海底ケーブルの不良の位置を見つけるための方法の概略図である。
【図１１】本発明の実施形態7による、海底ケーブルの不良の位置を見つけるための方法の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下の詳細な説明は、本発明の明確かつ完全な理解をもたらすために、添付の図面とともに与えられる。説明される実施形態は本発明の実施形態の全てではなく、一部に過ぎないことは明らかである。創造的な工夫を伴わずに本発明の実施形態から当業者が導きうる、他の全ての実施形態が、本発明の保護範囲に含まれるべきである。
【００１８】
実施形態1
本発明のある実施形態は、通信システムを提供する。図4に示されるように、通信システムは、SLTE401およびRPT402を含む。
【００１９】
SLTE401は、不良の位置が属するスパンを得て、そのスパン上のRPT402に位置検出実行コマンドを送信し、RPT402により送信される時間T1および時間T3を受信し、または、RPT402により送信される時間T3と時間T1の時間差を受信し、式d=(c×t)/(2IOR)と、時間T1および時間T3または時間T3と時間T1の時間差とにしたがって、不良の位置を得るように構成され、dは、プローブ光パルスを発生させる位置と不良の位置との間の距離を表し、cは、真空中の光の伝搬速度を表し、t=T3-T1であり、IORは、伝送媒体の屈折率を指す。
【００２０】
SLTE401は、RPT402に問い合わせコマンドを送信し、RPT402により送信される応答コマンドを受信し、応答コマンドに含まれる、RPT402の入力光パワーおよび出力光パワーにしたがって、不良の位置が属するスパンを決定することで、不良の位置が属するスパンを得られることに留意されたい。
【００２１】
SLTE401はまた、従来技術にしたがって、不良の位置が属するスパンを得ることもできる。例えば、この通信システムのRPTは海底にあるので、SLTE401と直接通信するには適さない。海底の機器の状態を問い合わせ、制御するために、インテリジェントな海底ケーブル監視機器(インテリジェントな海底ケーブル監視機器はSLTE401に統合されてもよく、または、SLTE401とは独立のスタンドアロン型の機器であってもよく、本実施形態では、理解しやすくするために、インテリジェントな海底ケーブル監視機器はSLTE401に統合される)がSLTE401を制御して問い合わせコマンドを送信し、問い合わせコマンドは、光学経路またはフィーダシステムを通じて各海底の機器に送信される。問い合わせコマンドを受信した後で、海底の機器は、それぞれのアドレスコードに対応する問い合わせコマンドにしたがって、対応する問い合わせ動作または制御動作を実行し、問い合わせまたは制御の結果を搬送する応答コマンドを、光学経路またはフィーダシステムを通じてSLTE401に送信する。インテリジェントな海底ケーブル監視機器は、海底の機器の不良が位置するスパンを、各RPTの入力光パワーおよび出力光パワーを問い合わせることによって、迅速に見つけることができる。しかし、スパン間の距離は通常数十キロメートルであり、または100kmを超えることもある。したがって、インテリジェントな海底ケーブル監視機器は、不良が位置するスパンを知ることができ、そのスパン上の不良の位置に最も近いRPT402の識別子を知ることができ、SLTE401と通信することができる。したがって、SLTE401は、不良の位置に最も近くSLTE401と通信するRPT402に、位置検出を実行するように通知することができる。
【００２２】
RPT402は、SLTE401により送信される位置検出実行コマンドを受信し、受信された位置検出実行コマンドにしたがって、プローブ光パルスの生成をトリガし、SLTE401の送信方向に沿って、プローブ光パルスを不良の位置に送信し、プローブ光パルスの出力の時間T1を記録し、不良の位置から反射されたプローブ光パルスを検出し、プローブ光パルスを検出した時間T3を得て、時間T1および時間T3をSLTE401に送信し、または、時間T3と時間T1の時間差をSLTE401に送信するように構成される。
【００２３】
RPT402は、SLTE401から受信される位置検出実行コマンドにしたがって、プローブ光パルスの生成をトリガし、位置検出を実行できることに留意されたい。RPT402は、プローブ光パルスの伝送にかかった時間と、送信媒体内での光の伝送速度から、式d=(c×t)/(2IOR)にしたがって、RPT402と不良の位置との間の距離を得ることができる。SLTE401に対するRPT402の位置は知られているので、不良の位置は容易に見つけることができる。RPT402に関する詳細な説明については、以下の実施形態2、実施形態3、および実施形態4で説明されるRPTを参照することができる。
【００２４】
本発明の実施形態で提供される通信システムでは、通信システムはまず、不良が位置するスパンを見つけ、そのスパン中のRPT402にしたがって、光パルスを出力するための内部コンポーネントを制御し、この光パルスは、不良の位置にプローブ光パルスとして入射する。RPT402は、プローブ光パルスと反射された光パルスの時間差を得て、その時間差を地上のSLTE401に送信する。このようにして、SLTE401は、OTDRの原理にしたがって容易に不良を見つけることができる。従来技術と比較すると、方法は、海底ケーブルの不良の位置をより迅速かつ正確に見つけることができるので、保守管理者は海底ケーブルを時間内に保守することができる。
【００２５】
実施形態2
本発明のある実施形態は、RPTを提供する。図5に示されるように、RPTは、検出ユニット501および送信ユニット502を含む。
【００２６】
検出ユニット501は、SLTEにより送信される位置検出実行コマンドを受信し、受信された位置検出実行コマンドにしたがって、プローブ光パルスの生成をトリガし、SLTEの送信方向に沿って、プローブ光パルスを不良の位置に送信し、プローブ光パルスの出力の開始時間T1および終了時間T2を記録し、不良の位置から反射されるプローブ光パルスを検出し、プローブ光パルスを検出した時間T3を得るように構成される。
【００２７】
SLTEにより送信される位置検出実行コマンドを受信するように構成されているRPT中の検出ユニット501の詳細な実現方法は、ポンプレーザー、EDFA、およびコントローラの共同の動作により実施されうる。ポンプレーザーはEDFAに接続され、コントローラにより制御され、ポンプレーザーはレーザー光をEDFAに放出する。したがって、RPTは受信された信号を増幅することができ、光信号(光信号で搬送される情報は位置検出実行コマンドでありうる)が受信されうる。この実現方法の一部は、従来技術による実現方法と同一であってよい。より詳細には、従来技術を参照されたい。
【００２８】
プローブ光パルスの生成をトリガするように構成されている検出ユニット501の詳細な実装方法は、ポンプレーザー、EDFA、光スイッチ、およびコントローラを含みうることに留意されたい。
【００２９】
ポンプレーザーは、ポンプ光を生成し、生成されたポンプ光をEDFAに入力するように構成される。EDFAは、入力されたポンプ光にしたがって、EDFAに入力された光信号を増幅および出力するように構成される。
【００３０】
光スイッチは、パルス幅がT2-T1のプローブ光パルスを生成するために、コントローラの制御にしたがって、時間T1においてEDFAと不良の位置との間に接続を確立し、時間T2においてEDFAと不良の位置との間の接続を切断するように、構成される。
【００３１】
コントローラは、受信された位置検出実行コマンドにしたがって、時間T1においてRPT1のEDFAと不良の位置との間の接続を確立し、時間T2においてEDFAと不良の位置との間の接続を切断するように、光スイッチを制御するように構成される。
【００３２】
ポンプレーザー、EDFA、光スイッチ、およびコントローラは、プローブ光パルスの生成をトリガする前述の機能を実現するために、共に動作する。
【００３３】
プローブ光パルスの生成をトリガするように構成されている検出ユニット501の詳細な実装方法は、ポンプレーザー、EDFA、およびコントローラを含みうる(この実装方法は、図7および図8、ならびに次に図7および図8で示される実施形態とともに詳細に説明される)。
【００３４】
送信ユニット502は、時間T1および時間T3をSLTEに送信し、または、時間T3と時間T1の時間差をSLTEに送信するように構成され、SLTEは、式d=(c×t)/(2IOR)にしたがって不良の位置を得て、dは、プローブ光パルスを発生させる位置と不良の位置との間の距離を表し、cは、真空中の光の伝搬速度を表し、t=T3-T1であり、IORは、伝送媒体の屈折率を指す。
【００３５】
RPT中の送信ユニット502の詳細な実現方法は、EDFAにより実施されうる(詳しくは、図6、図7、および図8の第4のEDFAを参照)。
【００３６】
本発明の実施形態で提供されるRPTでは、OTDRの原理にしたがって不良の位置を正確に見つけるために、RPTはプローブ光パルスを放出し、プローブ光パルスを放出する時間T1を得て、不良の位置から反射されたプローブ光パルスを検出した時間T3を得て、得られたT1およびT3をSLTEに送信することができる。従来技術と比較すると、SLTEは、海底ケーブルの不良の位置をより迅速かつ正確に見つけることが可能になるので、保守管理者は海底ケーブルを時間内に保守することができる。
【００３７】
本発明の実施形態で提供されるRPTの論理ユニットが、上で説明された。論理ユニットの実例を、第三者に目に見えるエンティティの形で示すことは容易ではない。したがって、論理ユニットは、実施形態3および実施形態4で提供されるRPTを参照して、以下で詳細に示される。
【００３８】
実施形態3
本発明の実施形態は、RPTを提供する。図6に示されるように、RPTの検出ユニット501は、第1のポンプレーザー601、第1のEDFA602、光スイッチ603、第1のプローブ604、第1のコントローラ605を含む。送信ユニット502は、特に第4のEDFA606を含む。
【００３９】
第1のポンプレーザー601は、第1のコントローラ605の制御にしたがって、ポンプ光を生成し、生成されたポンプ光が第1のEDFA602および第4のEDFAに入射するのを可能にするように、構成される。
【００４０】
第1のEDFA602は、第1のポンプレーザー601により生成されるポンプ光を用いて、SLTEにより送信され位置検出実行コマンドを含む光信号を増幅し、増幅された信号を第1のコントローラ605に入力し、第1のポンプレーザー601により生成されたポンプ光を用いてプローブ光を出力するように構成される。
【００４１】
光スイッチ603は、第1のEDFA602が、パルス幅がT2-T1のプローブ光パルスを出力するように、第1のコントローラ605の制御にしたがって、時間T1から時間T2において第1のEDFA602とファイバの切断の位置との間に接続を確立し、時間T2において第1のプローブ604と不良の位置(すなわち点A)の間に接続を確立するように構成される。
【００４２】
第1のプローブ604は、時間T2において第1のプローブ604と不良の位置との間に接続を確立し、不良の位置から反射されたプローブ光パルスを検出するように構成される。
【００４３】
第1のプローブ604は、入力された光パルスを電気的なパルスに変換し、電気的なパルスを第1のコントローラ605に入力することによって、不良の位置から反射されたプローブ光パルスを検出する。
【００４４】
第1のコントローラ605は、位置検出コマンドにしたがって、光パルスを検出した時間T3を得て、第1のポンプレーザー601に検出結果を送信するように構成される。
【００４５】
時間T3を得るために、RPT中の第1のコントローラ605は、増幅、フィルタリング、およびアナログデジタル変換のような処理を、得られた電気的なパルスに対して実行する。第1のコントローラ605による、第1のプローブ604により得られた電気的なパルスに対する、増幅、フィルタリング、およびアナログデジタル変換のような処理の実行の速度は、かかる時間を無視できるほど高速である。したがって、時間T3は概ね、第1のプローブ604が反射された光パルスを検出する時であると見なされる。
【００４６】
第4のEDFAは、第1のポンプレーザー601により送信されたポンプ光を用いることで、検出結果をSLTEに送信するように構成される。
【００４７】
前述の検出結果は、第1のEDFA602からの光パルスの出力の開始時間T1と、反射された光パルスを第1のプローブ604により検出した時間T3とを含んでもよく、または、T3-T1の値であってもよい。検出結果を受信した後、SLTEは、OTDRの原理にしたがって、海底ケーブルの不良の位置を迅速かつ正確に見つけることができる。
【００４８】
上で説明された本発明の実施形態で提供されるRPTでは、RPTは位置検出コマンドを受信し、第1のコントローラ605は、光スイッチ603を制御して、不良の位置に入射するプローブ光パルスとして光パルスを出力し、コントローラは、プローブ光パルスと反射された光パルスとの間の時間差を得て、その時間差を地上のSLTEに送信し、SLTEは、OTDRの原理にしたがって、容易に不良を見つけることができる。従来技術と比較すると、RPTは、海底ケーブルの不良の位置を見つけるためのパラメータ(T1およびT3またはT3-T1の値)をより迅速かつ正確に得ることができ、地上の機器は、パラメータにしたがって、海底ケーブルの不良の位置を見つけることができるので、保守管理者は海底ケーブルを時間内に保守することができる。
【００４９】
実施形態4
本発明のある実施形態は、RPTを提供する。図7に示されるように、RPTの検出ユニット501は特に、第2のポンプレーザー701、第2のEDFA702、第2のサーキュレータ703、第2のプローブ704、第2のコントローラ705を含む。送信ユニット502は、特に第4のEDFA706を含む。
【００５０】
第2のポンプレーザー701は、時間T1から時間T2において、第2のコントローラ705の制御にしたがって、プローブ光パルスとしてポンプ光を生成し、プローブ光パルスが第2のEDFA702に入射するのを可能にするように構成される。ポンプ光は、第2のコントローラ705の制御に従って生成され、第2のEDFA702に入射する。
【００５１】
第2のEDFA702は、実施形態3で説明された第1のEDFA602と同一である。詳しくは、実施形態3を参照されたい。
【００５２】
第2のサーキュレータの機能は、実施形態3で説明された光スイッチ703の機能と類似している。第2のサーキュレータ703は、第2のEDFA702の出力端と不良の位置Aとの間に接続を確立し、プローブ光パルスを不良の位置に入力し、第2のプローブ704と不良の位置との間に接続を確立し、プローブ光パルスが不良の位置から反射された後で、反射されたプローブ光パルスを第2のプローブ704に入力するように構成される。
【００５３】
したがって、第2のサーキュレータ703により確立され第2のプローブ704と不良の位置との間にある接続にしたがって、第2のプローブ704は、不良の位置から反射されたプローブ光パルスを検出するように構成される。
【００５４】
第2のコントローラ705は、位置検出コマンドにしたがって、第2のポンプレーザー701を制御して、時間T1から時間T2においてプローブ光パルスとしてポンプ光を生成し、光パルスを検出した時間T3を得て、検出結果を第4のポンプレーザー706に送信するように構成される。
【００５５】
第4のEDFA706は、実施形態3で説明された第4のEDFA606と同一であり、ここでは繰り返し説明はされない。
【００５６】
上で説明された本発明の実施形態で提供されるRPTでは、RPTは位置検出実行コマンドを得て、第2のコントローラ705を通じて第2のポンプレーザー701のオン/オフ状態を制御して、不良の位置に入射するプローブ光パルスとして光パルスを出力し、第2のコントローラ705は、プローブ光パルスと反射された光パルスとの間の時間差を得て、その時間差を地上のSLTEに送信し、SLTEは、OTDRの原理にしたがって、容易に不良の位置を見つけることができる。従来技術と比較すると、RPTは、海底ケーブルの不良の位置を見つけるためのパラメータ(T1およびT3またはT3-T1の値)をより迅速かつ正確に得ることができ、地上の機器は、パラメータにしたがって、海底ケーブルの不良の位置を見つけることができるので、保守管理者は海底ケーブルを時間内に保守することができる。
【００５７】
適宜、本実施形態で提供されるRPTの検出ユニット501は、図8で示されるように、パルス幅制御ユニット807をさらに含みうる。パルス幅制御ユニット807および第3のサーキュレータ803は、実施形態3で提供される光スイッチ603の機能を実装するために、共に動作する。つまり、パルス幅制御ユニット807は、時間T1から時間T2において、第3のEDFA802と不良の位置との間の接続を確立するように構成され、第3のポンプレーザー801は、第3のEDFA802にポンプ光を入力するために常にオンであってよい。第2のサーキュレータは、第3のサーキュレータと同じである。
【００５８】
パルス幅制御ユニット807が追加された後で、RPT内の他のユニットは、第3のポンプレーザー801、第3のEDFA802、第3のプローブ804、第3のコントローラ805、および第4のEDFA806を含み、これらは、実施形態3で説明された第1のポンプレーザー601、第1のEDFA602、第1のプローブ604、第1のコントローラ605、第4のEDFA606とそれぞれ同じであり、ここでは繰り返し説明はされない。
【００５９】
本実施形態で追加されたパルス幅制御ユニット807によって、プローブ光パルスが、RPT内のポンプレーザーをターンオンまたはターンオフすることなく生成され、これによりポンプレーザーの劣化が遅くなり、ポンプレーザーの寿命が長くなる。パルス幅制御ユニット807は、変調器もしくは減衰器、または同じ機能を有する他の光学コンポーネントにより実装することができる。
【００６０】
第1のEDFA602、第2のEDFA702、および第3のEDFA802は同じであり、第1のポンプレーザー601、第2のポンプレーザー701、および第3のポンプレーザー801も同じであることに留意されたい。これらは、図6、図7、および図8を区別しやすくするために、異なる名前が付けられている。
【００６１】
実施形態5
本発明のある実施形態は、海底ケーブルの不良の位置を見つけるための方法を提供する。図9に示されるように、方法は以下のステップを含む。
【００６２】
ステップS1:不良の位置が属するスパン上のRPTが、SLTEにより送信される位置検出実行コマンドを受信する。
【００６３】
この通信システムのRPTは海底にあり、SLTEと直接通信するのに適さないので、海底の機器の状態を問い合わせて制御するために、インテリジェントな海底ケーブル監視装置(インテリジェントな海底ケーブル監視装置はSLTEに統合されてもよく、または、SLTEとは独立のスタンドアロン型の機器であってもよく、本実施形態では、理解しやすくするために、インテリジェントな海底ケーブル監視機器はSLTEに統合される)が、SLTEを制御して問い合わせコマンドを送信し、問い合わせコマンドは、光学経路またはフィーダシステムを通じて各海底の機器に送信される、ということに留意されたい。問い合わせコマンドを受信した後で、海底の機器は、それぞれのアドレスコードに対応する問い合わせコマンドにしたがって、対応する問い合わせ動作または制御動作を実行し、問い合わせまたは制御の結果を搬送する応答コマンドを、光学経路またはフィーダシステムを通じてSLTE401に送信する。インテリジェントな海底ケーブル監視機器は、海底の機器の不良が位置するスパンを、各RPTの入力光パワーおよび出力光パワーを問い合わせることによって、迅速に見つけることができる。しかし、スパン間の距離は通常数十キロメートルであり、または100kmを超えることもある。インテリジェントな海底ケーブル監視機器は、不良が位置するスパンを知ることができ、そのスパン上の不良の位置に最も近いRPTの識別子を知ることができ、SLTEと通信することができる。したがって、SLTEは、そのスパン上の不良の位置に最も近くSLTEと通信できるRPTに、位置検出を実行するように通知することができる。
【００６４】
位置検出実行コマンドは、SLTEにより決定される、不良の位置が属するスパン上のRPTの識別子を含みうるので、RPTは、自身の識別子と、受信された位置検出実行コマンド中のRPT識別子とを比較して、次のプローブの作業を実行するかどうかを判断する。これらの識別子が同一であれば、RPTは次の操作を実行する。これらの識別子が異なっていれば、RPTは次の操作を実行しない。
【００６５】
ステップS2:受信された位置検出実行コマンドにしたがって、プローブ光パルスの生成をトリガする。
【００６６】
分かりやすくするために、ステップS2では、RPTは、SLTEおよび位置検出実行コマンドにより決定される、不良の位置が属するスパン上のRPTの識別子を、自身の識別子と比較することができ、識別子が同一である場合にプローブ光パルスの生成をトリガできることに、留意されたい。
【００６７】
ステップS3:SLTEの送信方向に沿って、不良の位置にプローブ光パルスを送信する。
【００６８】
不良が位置するスパン上にあり、SLTEにより決定される2つのRPTから、SLTEに最も近いRPTが一般に、検出を実行するために選択される(すなわち、不良は、SLTEと検出を実行するRPTとの間にはない)。しかし、本発明の実施形態は、前述の説明のように限定はされない。
【００６９】
ステップS4:プローブ光パルスの出力の開始時間T1および終了時間T2を記録する。
【００７０】
RPTは、生成されたプローブ光パルスのパルス幅(すなわちT2-T1)を制御することができる。具体的なパルス幅は、設計者の要件にしたがって決定される。
【００７１】
ステップS5:不良の位置から反射されるプローブ光パルスを検出し、プローブ光パルスを検出した時間T3を得る。
【００７２】
ステップS6:時間T1および時間T3をSLTEに送信し、または、時間T3と時間T1の時間差をSLTEに送信し、SLTEは、式d=(c×t)/(2IOR)にしたがって不良の位置を得て、dは、プローブ光パルスを発生させる位置と不良の位置との間の距離を表し、cは、真空中の光の伝搬速度を表し、t=T3-T1であり、IORは、伝送媒体の屈折率を指す。
【００７３】
前述の式は、OTDRの原理の主題である。tは、信号を送信してから信号を受信するまでの全体の時間(往復の時間)(cとtの積の半分が片道の距離であり、すなわちt=T3-T1)であり、IORは伝送媒体の屈折率であり一般にファイバの製造業者により提供されることにも、留意されたい。ガラス中の光の伝搬速度は真空中よりも遅いため、光の伝送距離は、この式から計算することができる。本発明の実施形態では、dは、プローブ光パルスを放出するRPTから不良の位置までの距離を表すことにも、留意されたい。海底ケーブルシステム中の各RPTの位置は知られているので、プローブ光パルスを放出するRPTから不良の位置までの距離dが得られた後で、不良の位置は容易に見つけられる。
【００７４】
本発明の実施形態で提供される、海底ケーブルの不良の位置を見つけるための方法では、RPTは、不良の位置に入射するプローブ光パルスとして光パルスを出力するように内部のコンポーネントを制御し、RPTは、プローブ光パルスと反射された光パルスとの間の時間差を得て、その時間差を地上のSLTEに送信し、SLTEは、OTDRの原理にしたがって、容易に不良を見つけることができる。従来技術と比較すると、方法は、海底ケーブルの不良の位置をより迅速かつ正確に見つけることができるので、保守管理者は海底ケーブルを時間内に保守することができる。
【００７５】
実施形態6
本発明のある実施形態は、海底ケーブルの不良の位置を見つけるための方法を提供する。この方法は、前述の実施形態5で提供された方法と類似しているが、本実施形態で提供される海底ケーブルの不良の位置を見つけるための方法がより好ましいという点で、異なる。
【００７６】
本発明のこの実施形態は、図6に示されるRPTモジュールと、図10に示される本発明の実施形態による方法の概略図とを参照して詳細に説明され、方法は以下のステップを含む。
【００７７】
ステップA1:実施形態5のステップS1と同様に、不良の位置が属するスパン上のRPTが、SLTEにより送信される位置検出実行コマンドを受信する。
【００７８】
SLTEは、そのスパンの開始位置におけるRPTに、位置検出実行コマンドを送信する。開始位置とは、光信号を送信する方向において、不良の位置よりも前にあるRPTを指す。図6に示されるように、不良が、ダウンリンク方向の第1のEDFA602と、ダウンリンクのEDFA、すなわち不良の位置(ファイバ断線A)との間にある場合、第1のEDFA602および第4のEDFA606は1つのRPTに位置し、ダウンリンクのEDFAおよびアップリンクのEDFAは別のRPTに位置する。海底ケーブル監視機器(海底ケーブル監視機器はSLTEに統合されてもよく、またはスタンドアロンであってもよい)は、第1のEDFA602が位置するRPTに位置検出実行コマンドを送信し、RPTは、不良の位置を見つける次の操作を実行する。位置検出実行コマンドは特に、SLTEにより決定される、不良の位置が属するスパン上のRPTの識別子を含みうるので、位置検出実行コマンドを受信するRPTは、自身の識別子と、受信された位置検出実行コマンド中の識別子とを比較する。これらの識別子が同一であれば、RPTは次の操作を実行する。これらの識別子が異なっていれば、RPTは次の操作を実行しない。
【００７９】
ステップA2:RPTが位置検出実行コマンドを受信した後で、RPT中の第1のポンプレーザー601がポンプ光を生成し、ポンプ光をRPT中の第1のEDFA602に入力する。RPT中の光スイッチ603は、パルス幅がT2-T1のプローブ光パルスを生成するために、第1のコントローラ605の制御にしたがって、時間T1においてRPT中の第1のEDFA602と不良の位置との間に接続を確立し、時間T2において第1のEDFAと不良の位置との間の接続を切断する。
【００８０】
ステップA3:SLTEの送信方向に沿って、プローブ光パルスを不良の位置に送信する。
【００８１】
ステップA4:プローブ光パルスの出力の時間T1を記録する。
【００８２】
具体的には、ステップA4は、RPT中のコントローラにより実行されうる。ステップA2において、SLTEの送信方向の、RPT中の第1のEDFA602から出力されるパルス幅がT2-T1の光パルスは、通常海底ケーブルシステムにより出力される光信号である。図6に示されるように、SLTEの送信方向において、ファイバ断線AがRPTの後に位置し、したがってRPTにおいては、正常な光信号およびポンプレーザー光が第1のEDFA602に入力され、第1のEDFA602は、増幅された光信号を出力する。
【００８３】
ステップA5:RPT中の光スイッチ603は、時間T2においてRPT中の第1のプローブ604と不良の位置との間に接続を確立し、不良の位置から反射されたプローブ光パルスを第1のプローブ604に入力する。
【００８４】
ステップA5は、光のフレネル反射が(ファイバ断線のような)不良の位置においてかなり強いために、実行される。RPTは、不良の位置から反射された光信号を、RPT中の第1のプローブ604に入力する。図6に示されるように、光スイッチはRPT中で用いられる。光スイッチ603は、時間T1において、第1のEDFA602の出力端とファイバ断線Aとの間に接続を確立し、時間T2において、第1のEDFA602の出力端とファイバ断線Aとの間の接続を切断する。したがって、パルス幅がT2-T1の光パルスは、ファイバ断線Aに送信される。一方、時間T2において、光スイッチは、ファイバ断線AとRPT中の第1のプローブ604との間に接続を確立するので、パルス幅がT2-T1である光パルスが、フレネル反射によって、ファイバ断線Aから第1のプローブ604に向かって反射されうる。
【００８５】
ステップA6:RPT中の第1のプローブ604は、不良の位置から反射されるプローブ光パルスを検出し、RPT中のコントローラは、光パルスを検出した時間T3を得る。
【００８６】
ステップA6において、RPT中の第1のプローブ604は、入力光パルスを電気的なパルスに変換する。RPT中の第1のコントローラ605は、時間T3を得るために、増幅、フィルタリング、およびアナログデジタル変換のような処理を、得られた電気的なパルスに対して実行する。コントローラによる、第1のプローブ604により得られた電気的なパルスに対する、増幅、フィルタリング、およびアナログデジタル変換のような処理の実行の速度は、かかる時間を無視できるほど高速である。したがって、T3は概ね、第1のプローブ604が反射された光パルスを検出する時であると見なされる。
【００８７】
ステップA7:RPTは検出結果をSLTEに送信し、検出結果は、第1のEDFA602による光パルスの出力の開始時間T1と、反射された光パルスを第1のプローブ604により検出した時間T3である。したがって、SLTEは、式d=(c×t)/(2IOR)にしたがって不良の位置を得て、dは、プローブ光パルスを発生させる位置と不良の位置との間の距離を表し、cは、真空中の光の伝搬速度を表し、t=T3-T1であり、IORは、伝送媒体の屈折率を指す。
【００８８】
図6に示されるように、ステップA7のRPTは、以下のように、T1およびT3を検出結果としてSLTEに送信することができる。RPT中の第1のコントローラ605が、検出結果を第1のポンプレーザー601上に変調し、第1のポンプレーザー601が、第4のEDFA606の利得を変調することによって、検出結果を第4のEDFA606による光出力上に変調し、検出結果は最終的にSLTEに送信される。ステップA7の検出結果も、従来技術にしたがってSLTEに送信されうる。
【００８９】
ステップA7においてRPTによりSLTEに送信される検出結果は、T3-T1の値であってもよいことに留意されたい。RPT機器は海底にあるので、その設計される回路は、信頼性を向上させるために、実現可能な限り簡素でなければならない。したがって、RPTにおける操作は、最小化されなければならない。例えば、海底ケーブル不良の正確な位置の計算は、必ずしもOTDRの原理にしたがってRPTにおいて実行されず、RPT内の第1のコントローラ605のリソースが節減されてもよい。代わりに、必要なパラメータ(T3およびT1またはT3-T1の値)が地上のSLTEに送信され、海底ケーブル不良の正確な位置が計算される。
【００９０】
上で説明された本発明の実施形態で提供される、海底ケーブルの不良の位置を見つけるための方法では、不良が位置するスパンがまず見出され、そのスパン中のRPTが、RPT内の第1のEDFAを制御して光パルスを出力し、光パルスは、プローブ光パルスとして不良の位置に入射する。このようにして、RPTは、プローブ光パルスと反射された光パルスの間の時間差を得て、地上のSLTEにその時間差を送信する。このようにして、SLTEは、OTDRの原理にしたがって、不良の位置を容易に見つけることができる。
【００９１】
しかし、従来技術では、プローブ光パルスは、SLTEと不良の位置との間を往復する必要がある。従来技術では、複数のEDFAが、SLTEと不良の位置との間の経路に置かれ、最終的には、返ってくるプローブ光パルスが多くのASEノイズを蓄積し、SLTEは受信されたプローブ光パルスの信号対雑音比を改善し、最終的に不良の位置を見つけるために、複数の平均化の操作を実行する必要がある。従来技術と比較すると、方法は、海底ケーブルの不良の位置をより迅速かつ正確に見つけることができるので、保守管理者は海底ケーブルを時間内に保守することができる。
【００９２】
実施形態7
本発明のある実施形態は、海底ケーブルの不良の位置を見つけるための方法を提供する。方法は、前述の実施形態6で提供された方法と同様であるが、本実施形態は、RPTがどのようにEDFAを制御して、パルス幅がT2-T1の光パルスを出力するかを主として説明するという点で、異なる。
【００９３】
本発明の実施形態は、図7に示されるRPTモジュールと、図11に示される本発明の実施形態による方法の概略図とを参照して、詳細に説明され、方法は以下のステップを含む。
【００９４】
ステップB1:実施形態6のステップA1と同様に、不良の位置が属するスパン上のRPTが、SLTEにより送信される位置検出実行コマンドを受信する。位置検出実行コマンドは、SLTEにより決定される、不良の位置が属するスパン上のRPTの識別子についての情報を、少なくとも搬送する。
【００９５】
ステップB2:RPTが位置検出実行コマンドを受信した後、RPT中の第2のコントローラ705が、パルス幅がT2-T1のポンプ光を生成するために、時間T1において第2のポンプレーザー701をターンオンし、時間T2において第2のポンプレーザー701をターンオフするように、制御を行なう。ポンプ光は、RPT中の第2のEDFA702に入力され、第2のEDFA702は、プローブ光パルスを出力する。
【００９６】
図7に示されるように、RPT中の第2のEDFA702により出力されるプローブ光パルスが、第2のポンプレーザー701のオン/オフ状態を制御することで得られる。第2のサーキュレータ703は、第2のEDFA702の出力ポートに置かれ、パルス幅がT2-T1の光パルスを不良の位置に出力し、以下のステップB3を実行する。
【００９７】
時間T1の前に、第2のポンプレーザー701はオフになるが、一部の光信号は依然としてSLTEから第2のEDFA702に入射し、第2のEDFA702から不良の位置Aに向かって出力されることに留意されたい。入射するポンプ光がないため、第2のEDFA702は、SLTEから入射する光信号を増幅せず、エルビウム添加ファイバが光信号を大幅に減衰させる。したがって、光信号は、第2のEDFA702および不良の位置Aから離れるにしたがい大幅に減衰し、第2のプローブ704は光信号を検出できない。したがって、ポンプ光が存在しない場合は、RPT中にはプローブ光パルスは存在しないと見なされる。
【００９８】
ステップB3:実施形態6のステップA3と同様に、SLTEの送信方向に沿って、プローブ光パルスを不良の位置に送信する。
【００９９】
ステップB4:実施形態6のステップA4と同様に、プローブ光パルスの出力の時間T1を記録する。
【０１００】
ステップB5:RPT中の第2のプローブ704と不良の位置との間の接続を、RPT中の第2のサーキュレータ703により確立し、不良の位置から反射されたプローブ光パルスを、第2のプローブ704に入力する。
【０１０１】
図7を参照して上で説明されたステップB2およびステップB3では、第2のポンプレーザーは、時間T1においてターンオンされ時間T2においてターンオフされて、パルス幅がT2-T1のプローブ光パルスを生成する。第2のサーキュレータが、第2のEDFAの出力端の後に追加され、プローブ光パルスを不良の位置から第2のプローブに向かって反射する。つまり、第2のサーキュレータは、RPT3中の第2のプローブと不良の位置との間の接続を確立する。
【０１０２】
エルビウムイオンには前のエネルギー準位における寿命があり、第2のEDFAは、第2のポンプレーザーをターンオンする瞬間には、何も出力しない。したがって、一定の遅延が存在し、第2のポンプレーザーと第2のEDFAの出力との間の一定の応答遅延を、図7に示される時間差T3-T1による不良の位置を見つけた時間に対して、考慮する必要がある。遅延t'は事前に測定することができ、T3-T1の結果から差し引かれる。遅延t'は、プローブ光を送信する第2のポンプレーザーから、プローブ光を出力する第2のEDFAまでにかかる時間である。
【０１０３】
ステップB6:RPT中の第2のプローブ704は、不良の位置から反射されたプローブ光パルスを検出し、RPT中のコントローラは、光パルスを検出した時間T3を得る。
【０１０４】
ステップB7:RTPは検出結果をSLTEに送信し、検出結果は、第2のEDFA702による光パルスの出力の開始時間T1と、反射された光パルスを第2のプローブ704により検出した時間T3である。したがって、SLTEは、式d=(c×t)/(2IOR)にしたがって不良の位置を得て、dは、プローブ光パルスを発生させる位置と不良の位置との間の距離を表し、cは、真空中の光の伝搬速度を表し、t=T3-T1であり、IORは、伝送媒体の屈折率を指す。
【０１０５】
上で説明された本発明の実施形態で提供される、海底ケーブルの不良の位置を見つけるための方法では、不良が位置するスパンがまず見出され、そのスパン中のRPTが、RPT内の第2のEDFAを制御して光パルスを出力し、光パルスは、プローブ光パルスとして不良の位置に入射する。このようにして、RPTは、プローブ光パルスと反射された光パルスの間の時間差を得て、地上のSLTEにその時間差を送信する。このようにして、SLTEは、OTDRの原理にしたがって、不良の位置を容易に見つけることができる。従来技術と比較すると、方法は、海底ケーブルの不良の位置をより迅速かつ正確に見つけることができるので、保守管理者は海底ケーブルを時間内に保守することができる。
【０１０６】
本発明の実施形態7で提供される、海底ケーブルの不良の位置を見つけるための方法では、適宜、第2のポンプレーザーのオン/オフ状態が、プローブ光パルスを生成するように制御されるが、このことは、第2のポンプレーザーの寿命を縮める。したがって、本発明のある実施形態は、代替的な方法も提供する。図8に示されるように、パルス幅制御ユニット807が、第3のEDFA802の出力端と第3のサーキュレータとの間に追加される。パルス幅制御ユニット807の制御下で、パルス幅がT2-T1のプローブ光パルスを、第3のEDFA802から不良の位置に送信することができ、プローブ光パルスは、不良の位置から第3のプローブ804に向かって反射されうる。つまり、第3のサーキュレータ803は、RPT4中の第3のプローブ804と不良の位置との間の接続を確立する。図7と図8を比較することによって、図8で示される実施形態で提供される方法は、図7で示される方法を基に、パルス幅制御ユニット807を加え、第3のコントローラ805の制御下で、パルス幅制御ユニット807は、パルス幅がT2-T1のプローブ光パルスを出力する、ということが容易に分かりうる。
【０１０７】
パルス幅制御ユニット807は、変調器または減衰器により実装されうる。パルス幅制御ユニットは、光スイッチと類似している。例えば、減衰器が、時間T1から時間T2の間には少しだけファイバを減衰させ、減衰器を通じてプローブ光パルスを不良の位置に送信することができ、しかし他の時間においては、減衰器が、大きくファイバを減衰させ、プローブ光を不良の位置に送信できないように、第3の制御ユニットは、減衰器に対して制御を行なう。変調器は、減衰器と同じ機能を実装することができる。したがって、位置検出実行コマンドにしたがってプローブ光パルスが生成される、図8に示される代替的な方法は、以下のことを含む。
【０１０８】
RPTが位置検出実行コマンドを受信した後、第3のポンプレーザー801がポンプ光を生成し、ポンプ光を第3のEDFA802に入力する。パルス幅制御ユニット807は、パルス幅がT2-T1のプローブ光パルスを生成するために、第3のコントローラ805の制御にしたがって、時間T1において第3のEDFA802と不良の位置との間に接続を確立し、時間T2において第3のEDFA802と不良の位置との間の接続を切断する。
【０１０９】
不良の位置から反射されたプローブ光パルスを検出するステップは、以下を含む。
【０１１０】
RPT中の第3のサーキュレータ803は、RPT中の第3のプローブ804と不良の位置との間の接続を確立し、不良の位置から反射されるプローブ光パルスを第3のプローブ804に入力する。したがって、第3のプローブ804は、不良の位置から反射されたプローブ光パルスを検出する。
【０１１１】
本実施形態では、第3のサーキュレータ803がRPTに追加される。RPT中の第3のコントローラ805の制御下で、パルス幅制御ユニットは、パルス幅がT2-T1のプローブ光パルスを出力し、このプローブ光パルスは、第2のポンプレーザーのオン/オフ状態を制御することにより生成されるプローブ光パルスを置き換え、ポンプレーザーの寿命が延び、海底の機器はより安定に動作し、海底通信システムの通信品質が向上する。
【０１１２】
実施形態8
本発明のある実施形態は、海底ケーブルの不良の位置を見つけるための方法を提供する。この方法は、実施形態5から実施形態7で提供される方法に類似しているが、本実施形態の方法は実施形態5から実施形態7に基づいていてこれらよりも好ましい、という点で異なる。
【０１１３】
方法は、以下のステップを含む。
【０１１４】
ステップC1:実施形態6のステップA1と同様に、不良の位置が属するスパン上のRPTが、SLTEにより送信される位置検出実行コマンドを受信する。位置決定実行コマンドは、SLTEにより決定される、不良の位置が属するスパン上のRPTの識別子についての情報を、少なくとも含む。
【０１１５】
ステップC2:受信された位置検出実行コマンドにしたがって、RPT(ここでのRPTは図6、図7および図8で示されたRPTのいずれか1つであってよい)は、RPT中のポンプレーザーを用いて、パルス幅がT2-T1の光パルスを、RPT中のEDFA(EDFAは、図6で示される第1のEDFA、図7の第2のEDFA、および図8の第3のEDFAのいずれか1つであってよい)から不良の位置に向かってSLTEの送信方向に出力し、ポンプレーザーは、その最大の光パワーを用いて光パルスを出力する。
【０１１６】
EDFAから出力されるプローブ光パルスの信号が強く、反射されたプローブ光パルスがプローブ(ここでプローブは前述の第1のプローブ、第2のプローブ、および第3のプローブのいずれか1つであってよい)により容易に検出でき、得られた時間T3の誤差が最小になるように、ポンプレーザーは最大の光パワーを用いて第1のEDFAに光パルスを出力する。
【０１１７】
ステップC3:実施形態5のステップS3と同様に、SLTEの送信方向に沿って、プローブ光パルスを不良の位置に送信する。
【０１１８】
ステップC4:不良の位置から反射された光パルスを、RPT中のプローブによって検出するステップは特に、時間(T1+Y)から時間(T1+Z)に検出された光信号の振幅を得るステップを含み、YおよびZは可変ではない。
【０１１９】
ステップC5:RPTは、ステップC2からステップC4を繰り返して、プローブ光パルスをN回生成し、SLTEの送信方向に沿って、プローブ光パルスを不良の位置に送信し、プローブ光パルスの出力の開始時間Tn1および終了時間Tn2を記録し、時間(Tn1+Y)から時間(Tn1+Z)まで光信号の振幅を検出し、ここで(Tn2-Tn1)は0よりも大きな定数であり、XおよびYは定数である。
【０１２０】
Tn1は、番号nのプローブ光パルスの出力の開始時間であり、Tn2は、番号nのプローブ光パルスの出力の終了時間であり、(Tn1+Z)>(Tn1+Y)、(Tn1+Y)>Tn2、かつ[(Tn1+Z)-(Tn1+Y)]≧(Tn2-Tn1)である。
【０１２１】
時間(Tn1+Y)から時間(Tn1+Z)に検出されたN個の光信号の振幅は、信号対雑音比を改善するために平均化され、番号nのプローブ光パルスを検出した時間Tn3が得られる。
【０１２２】
ステップC5においてステップC2からステップC4を繰り返すステップは、同じパルス幅のプローブ光パルスをN回生成するステップと、番号Nのプローブ光パルスを出力した時間Tn1を記録するステップと、反射されたプローブ光パルスのパルス振幅およびノイズ振幅を得るステップと、N個のパルス振幅を平均化して、単一の反射されたプローブ光パルスのパルス振幅を得るステップと、N個のノイズ振幅を平均化して、信号対雑音比を改善するステップと、番号Nのプローブ光パルスを検出した時間T3Nを得るステップと、Tn1およびTn3をSLTEに送信するステップとを指す。
【０１２３】
ステップC6:RPTは、検出結果としてTn1およびTn3を用い、検出結果を符号化し、符号化された検出結果をSLTEに送信する。したがって、SLTEは、OTDRの原理にしたがって、不良の位置を得る。
【０１２４】
ステップC6において、検出結果は、振幅偏移変調(ASK)または周波数偏移変調(FSK)により符号化することができ、符号化された検出結果は、ポンプレーザー上に変調され、次いでSLTEに送信される。検出結果は、Tn3-Tn1の値であってもよい。
【０１２５】
上で説明された本発明の実施形態で提供される、海底ケーブルの不良の位置を見つけるための方法では、不良が位置するスパンがまず見出され、そのスパン中のRPTが、RPT内のEDFAを制御して光パルスを出力し、光パルスは、プローブ光パルスとして不良の位置に入射する。このようにして、RPTは、プローブ光パルスと反射された光パルスの間の時間差を得て、地上のSLTEにその時間差を送信する。このようにして、SLTEは、OTDRの原理にしたがって、不良の位置を容易に見つけることができる。従来技術と比較すると、方法は、海底ケーブルの不良の位置をより迅速かつ正確に見つけることができるので、保守管理者は海底ケーブルを時間内に保守することができる。
【０１２６】
本発明の前述の実施形態における方法のステップの全てまたは一部は、関連するハードウェアに命令するプログラムによって実施されうることを、当業者は理解されたい。プログラムは、コンピュータ可読記憶媒体に保存されうる。記憶媒体は、読み取り専用メモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、磁気ディスク、またはコンパクトディスク読み取り専用メモリ(CD-ROM)であってよい。
【０１２７】
海底ケーブルの不良の位置を見つけるための方法、RPT、および本発明の実施形態で提供される通信システムが上で説明された。本発明の原理および実装形態が、いくつかの例示的な実施形態により説明されたが、前述の実施形態は、本発明の方法および考え方の理解を助けるために用いられるに過ぎない。同時に、当業者は、本発明の範囲から逸脱することなく、詳細な実施形態および用途の範囲に対して修正および変形を行うことができる。最後に、本明細書の内容は、本発明を限定するものと解釈されるべきではない。
【符号の説明】
【０１２８】
401  SLTE
402  RPT
501  検出ユニット
502  送信ユニット
601  第1のポンプレーザー
602  第1のEDFA
603  光スイッチ
604  第1のプローブ
605  第1のコントローラ
606  第4のEDFA
701  第2のポンプレーザー
702  第2のEDFA
703  第2のサーキュレータ
704  第2のプローブ
705  第2のコントローラ
706  第4のEDFA
801  第3のポンプレーザー
802  第3のEDFA
803  第3のサーキュレータ
804  第3のプローブ
805  第3のコントローラ
806  第4のEDFA
807  パルス幅制御ユニット
【図１】
0005447894.tif 000002
【図２】
0005447894.tif 000003
【図３】
0005447894.tif 000004
【図４】
0005447894.tif 000005
【図５】
0005447894.tif 000006
【図６】
0005447894.tif 000007
【図７】
0005447894.tif 000008
【図８】
0005447894.tif 000009
【図９】
0005447894.tif 000010
【図１０】
0005447894.tif 000011
【図１１】
0005447894.tif 000012