(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
端末に位置し、伝送リンクに測定パルスと測定パルスに結合されたロード信号とを送るように構成された、コヒーレント検出式の反射率計を用いて光伝送リンクの故障の位置決定をする方法において、ロード信号が、それが結合する測定パルスと同じ光波長と広いスペクトル幅とを有しており、ロード信号が反射率計の狭い測定帯域において出すパワーが測定パルスが出すパワーに対して無視できることを特徴とする方法。
【請求項２】
ロード信号に測定パルスを重ねることによって該ロード信号を該測定パルスに結合することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
測定パルス間にロード信号を挿入することによって測定パルスに該ロード信号を結合することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
光伝送リンク、特に波長分割多重光伝送網の分岐線の故障の位置決定をする装置であって、請求項１に記載の方法を実施するコヒーレント検出式の反射率計を含み、該反射率計がロード信号を発生し、ロード信号が該反射率計が発生しロード信号が結合される光パルスと同じ光波長と広いスペクトル幅とを有しており、この反射率計が用いる狭い測定帯域においてロード信号が出すパワーを無視できることを特徴とする装置。
【請求項５】
反射率計が、光源（８）を有し、該光源が、変更可能な所定の波長の光信号を音響光変調器（１１’）に供給し、該音響光変調器はそこに印加される制御電圧により、制御電圧が印加されていないときに、光源から供給される光信号を第一の出力から伝送すること、及び制御電圧が印加されているときに、第一の出力から空間的にずらした第二の出力から、周波数シフトされ前記光源から供給される前記光信号と同じ光波長を有する光信号を伝送することを交互に行うことができ、制御電圧が印加された位相および印加されていない位相の持続時間は、シフトされた光信号が一連の測定パルスに対応するように、またシフトされていない光信号がロード信号としても利用可能な信号に対応するように選択され、これらの二個の信号は、伝送リンクの分岐カプラ（７）の入力に伝送され、変調器の出力信号における信号間の周波数オフセットは、反射率計のヘテロダイン受信器に適切な周波数オフセットの範囲から選択されることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
第一の入力から受信した所定の波長（λ１）のロード信号と、第二の入力から受信した同じ波長の測定パルスとを重ね、得られた光信号を、テストすべき光リンクで伝送するために送信することができる、光カプラ型のユニット（１２）を備えた反射率計を含むことを特徴とする、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
第一の入力から受信した所定の波長（λ１）のロード信号を、第二の入力から受信した同じ波長のパルスの間に挿入し、得られた光信号を、テストすべき光リンクで伝送するために送信することができる制御された光スイッチ型のユニット（１２）を備えた反射率計を含むことを特徴とする、請求項４に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光伝送リンクの端末に設置されたコヒーレント検出式の反射率計を用いて故障のロケーティングすなわち位置決定をするための方法に関する。また、この方法を実施する故障位置決定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
波長分割多重光伝送網が適切に機能するということは、伝送リンクが構成するこれらの伝送網の主な構成素子がテスト可能であることを意味する。
【０００３】
これは、伝送リンクが増幅される場合に特に重要であり、というのも、リンク増幅器に故障があると、伝送される信号の波長に応じて様々な影響が出ることがあるので、使用される波長範囲での当該波長に関係なく、信号が適切に伝送できるようにすることが必要であるからである。
【０００４】
光伝送リンクが適切に機能しているかどうか検査するための既知の方法は、コヒーレント検出式の反射率計を端末に設置することからなり、この端末を介して光伝送リンクは所定の波長の少なくとも一個の光信号を受信することができ、それによって所定の持続時間および反復率を有する測定パルスをこのリンクで送信し、また反射率計のヘテロダイン受信器を介して得られた反射率測定信号により、場合によっては考えられる故障の位置決定をする。波長が測定パルスの波長とは異なるロード信号は、伝送リンクが増幅される場合、このリンクにおいて一定の出力レベルを保持し、従って反射率測定信号の品質を保持するために、従来と同様に測定パルスに結合される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような解決法は、たとえば通信網の接続ユニットでフィルタ処理を実施し、所定の波長の信号を抽出して、所定の分岐端末に向けて分岐リンクによりこれを伝送する場合には使用できない。実際、ロード信号は、それが間に挿入された測定パルスと共に、端末側に転送されない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
従って本発明は、コヒーレント検出式の反射率計を用いて、これを端末に設置し、伝送リンクに測定パルスを送るとともに、これらの測定パルスと結合するロード信号を送るように構成することによって、故障の位置決定をするための方法を提案するものである。
【０００７】
本発明の特徴によれば、ロード信号が該ロード信号と結合する測定パルスと同じ波長でスペクトル幅が広く、ロード信号が反射率計の狭い測定帯域内で出すパワーが無視できる。
【０００８】
本発明はまた、光伝送リンク、特に伝送信号をスペクトルにより多重化した光伝送網の分岐線において故障の位置決定をする装置を提案する。
【０００９】
本発明の特徴によれば、この装置は、上記の方法を実施するコヒーレント検出式の反射率計を含み、反射率計がロード信号を発生し、該ロード信号がそれが結合する測定パルスと同じ光波長と、広いスペクトル幅を有しており、この反射率計がそのとき用いる狭い測定帯域においてロード信号が出すパワーが無視できる。
【００１０】
本発明、その特徴ならびに長所を、下記の図に関して以下に詳しく説明する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１に示した通信システムの光伝送網のサブシステムは、波長分割多重光伝送網の二個の幹線端末１，２の間に設置した光伝送リンクＬを含む。
【００１２】
分岐ユニット３は、二個の幹線端末の間のリンクＬに挿入され、リンクＬで幹線端末の一方から送信されうる波長の中から一つまたは複数の波長を抽出することができる。この送信端末は、ここでは幹線端末１と仮定する。
【００１３】
この実施の形態では、分岐ユニット３は、リンクＬで送信幹線端末１から送信されうる波長の和Σλiのうち、分岐端末４のために所定の波長たとえばλ1の変調された光搬送信号を抽出することができる。このような抽出は、そうした選択が行われる場合は、たとえば、分岐ユニット３に分岐端末４を結合する光リンクＬ１を介して分岐端末４に波長λ1の単一信号だけを伝送可能なブラッグ格子を介して、選択的フィルタ処理により行われると仮定する。
【００１４】
光リンクＬが適切に機能しているかどうか検査するために、コヒーレント検出式の反射率計５を送信幹線端末１に設置し、たとえば約３０マイクロ秒の非常に持続時間が短い所定の波長の測定パルスＩを、リンクの長さに応じて選択される反復率によりリンクＬで送信させる。また図２に示したように、波長λCが、リンクＬによる情報伝送に用いられる波長とは異なるロード信号Ｃを連続パルスの間に挿入し、ここでは、少なくとも一つの光増幅器（図示せず）を介して増幅されていると仮定するリンクＬにおけるパワーレベルを一定に保持できるようにする。これは、反射率計５が含むヘテロダイン受信器６において十分な品質の応答信号を得ることを目的とする。波長λ1の信号だけを送る分岐ユニット３をリンクＬに挿入する場合、このユニットは、反射率計５からこの波長で送信された測定パルスだけしか伝送できず、ユニットが接続されている分岐端末４に向けてリンクＬ１を介してロード信号を送信できない。その場合には、幹線端末１からリンクＬ１における故障の有無を調べることは不可能である。
【００１５】
本発明によれば、反射率計５が含むヘテロダイン受信器６の電気的周波数帯域が狭く、たとえば上記の３０マイクロ秒のパルスに対して約３０ＫＨｚであることを考慮すると、図３に示したように測定パルスと同じ波長たとえば波長λ1のロード信号Ｃの使用が検討できる。このロード信号は、過剰な変化が現れないように、リンクにおいて平均的な光パワーレベルを保持するためのものである。
【００１６】
このロード信号Ｃのスペクトル幅が十分であって、たとえば１００ＭＨｚを越える場合、ヘテロダイン受信器６の測定帯域３０ＫＨｚでロード信号が発生するパワーの量は非常に少なく、これは、反射率計５がパルスを送信して実施する測定の結果に実際に影響しない限りにおいて無視することができる。
【００１７】
上記のように、分岐ユニット３をリンクＬに挿入して、波長λ1の信号を送信幹線端末１から分岐端末に向けて転送する場合、この幹線端末１および分岐ユニット３の間にあるリンクＬの部分と、分岐ユニットを分岐端末４に接続するリンクＬ１とを検査することができる。その場合には、場合によっては存在する故障を反射率計５を用いて位置決定可能であるが、これに関して従来の方法では、波長の長さが同じロード信号Ｃを間に挿入した波長λ1の測定パルスＩにより位置決定している。測定パルスおよびロード信号は、双方向の伝送において分岐ユニットを通過するからである。こうした位置決定および、位置決定を実施するための手段は、たとえば１９９５年５月に雑誌「ＩＥＥＥ  ＰＨＯＴＯＮＩＣＳ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ  ＬＥＴＴＥＲＳ」の第７巻第５号でＳ．フルカワらにより発表された「光ファイバー増幅器を含む長距離光伝送線用の強化コヒーレントＯＴＤＲ  （Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｃｏｈｅｒｅｎｔ  ＯＴＤＲ  ｆｏｒ  ＬｏｎｇＳｐａｎ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｌｉｎｅｓ  Ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｂｅｒ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒｓ）」と題した英文の記事に記載されている。
【００１８】
位置決定装置の一例を図４に概略的に示した。この装置は主に、コヒーレント検出式の反射率計５を、送受信光カプラ、いわゆる分岐カプラ７を介してリンクＬに結合して構成するものとする。このカプラ７は、反射率計が設置されていると仮定する幹線端末１からリンクＬを介して光測定信号を送信可能な出力ポートを含む。カプラはまた、上記のように、一方向に連続伝送したのちに、反射した後で反対方向に戻る光測定信号を受信することができる。こうした反射は、たとえばリンクＬの他端に設置される幹線端末３で、またはリンクＬの中間点に挿入される分岐ユニット３によりリンクＬに接続される分岐端末４で行われる。反射率計５は、従来と同様に、ＷＤＭ（波長分割多重（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ））型の光リンクＬが使用しうる波長範囲から選択される所定の波長の光信号を発生可能な光源８を含む。光源８により供給される波長は、ここでは、所定の波長範囲たとえば１．５４５ないし１．５６５μｍの所定の波長の信号を得るように光源を制御可能な反射率計の処理ユニット９を介して固定するものとする。所定の波長の光信号は、光カプラ１０を介して、パルス発生器１１と、反射率計のヘテロダイン受信器の入力に設置されたもう一つの光カプラ１３とに伝送される。
【００１９】
これについては通常通り、少なくとも一つ、場合によっては複数のプロセッサ、たとえば制御プロセッサおよび信号処理プロセッサと共に処理ユニット９が構成されているものとし、処理ユニットは、クロックとメモリと専用インターフェースとを含むが、これらの構成素子はここでは図示しない。
【００２０】
パルス発生器１１は、たとえば音響−光学的スイッチからなり、処理ユニット９により監視されているものとし、光源８から受信する信号により、既に述べたように監視するリンクの長さに応じて所定の反復率を有する、所定の持続時間の波長λ1の測定パルスを発生することができる。パルス発生器はまた、光源８から受信する信号に対して、パルス発生器が発生するパルス信号の周波数をごくわずかにシフトし、それによって、反射率計のヘテロダイン受信器６の機能に必要な周波数差を形成する。
【００２１】
パルス発生器１１から発生する測定パルスは、ユニット１２の一方の入力に伝送され、ユニット１２の他方の入力は、光源１４が供給するロード信号Ｃを受信する。このロード信号Ｃは、測定パルスと同じ波長を有し、またロード信号が出すパワーを、反射率計５が使用する狭い測定帯域において無視できるようにするために選択された広いスペクトル幅を有するように、それ自体既知の方法で発生される。
【００２２】
ユニット１２は、たとえば処理ユニット９によって制御される光スイッチであり、測定パルスが送信されない間の時間間隔において測定パルスに代替するロード信号Ｃを測定パルスの間に挿入した、複合光信号をその出力から通過させる。
【００２３】
代替的に、ユニット１２はカプラ型であってもよく、一方の入力でパルス発生器１１から波長λ1の測定パルスだけを受信し、他方の入力で光源１４から同じ波長λ1の光ロード信号Ｃを受信する。反対に、このカプラユニット１２の出力に現れる信号は、波長λ1の測定パルスを同じ波長のロード信号に重ねることにより構成される。
【００２４】
いずれの場合にも、ユニット１２の出力に現れる選択された光信号は、従来と同様に少なくとも一つの光増幅器１５を介して分岐カプラ７に伝送され、リンクＬで送信される。
【００２５】
よく知られているように、このような送信の後で、測定パルスおよびロード信号が通るリンクによって、反射信号は、分岐カプラ７によりカプラ１３に配向され、ここで、光源からカプラ１０を経て送られる波長λ1の信号と混合される。カプラ１３の出力で得られる光信号は、この分野ではよく知られているように反射率計のヘテロダイン受信器６に伝送される。ヘテロダイン受信器は、処理ユニット９に電気信号を供給し、処理ユニット９は、周知のように、たとえばスクリーンまたはプリンタ型のマンマシンインターフェース手段を介して故障位置決定情報を堤供する。
【００２６】
勿論、故障位置決定は、所定の幹線端末が送信のために接続される光伝送線でこの幹線端末から送信が予定される範囲全体について、上記の波長ごとのロード法を実施することにより行うことができる。
【００２７】
単一光源の実施の形態の変形例を図５に概略的に示した。この実施の形態に含まれる構成素子の一部、特に素子６ないし１０、１３，１５は、図４に関して設置されている素子に対応する。
【００２８】
光源８は、先の実施の形態と同様に、反射率計の処理ユニット９によって決定されるものと仮定する所定の波長の光信号を発生する。この光信号は光カプラ１０に配向され、光カプラは、音響光変調器１１’および光カプラ１３にこの光信号を送り、光カプラ１３では、上記と同様に伝送および反射後に戻る光信号とこの光信号を混合する。
【００２９】
音響光変調器１１’は、処理ユニット９により監視され、上記と同様に所定の反復率で所定の持続時間を有する測定パルスを発生することができる。
【００３０】
音響光変調器１１’へ電圧を印加することにより、光源８からカプラ１０を介して送られる光信号が空間的な偏向ならびに周波数シフトを受けることができる。かくして、偏向電圧が印加されない場合は、信号が到達するファイバーの軸において音響光変調器１１’の出力で周波数ｆ0の光信号を回収可能であり、偏向電圧が印加される場合は、周波数ｆ1の光信号が、後述するように共通のアラインメント軸に対して特定の方法で空間的に角方向にシフトしたファイバーから回収可能であり、これが交互に行われる。周波数ｆ1の光信号は、周波数ｆ0の光信号に対してたとえば１００ＭＨｚオフセットされており、適切な偏向電圧を印加すると短い測定パルスにカットされる。測定パルスがない場合に変調器の出力に現れる周波数ｆ0の光信号は、ロード信号として利用される。測定パルスおよびロード信号は、特に上記の実施の形態で行った所与の仮定において周波数シフトが禁じられない限り、カプラ型ユニット１２に別々に伝送されてから分岐カプラ７に伝送され、分岐カプラ７は、リンクＬに向けてこれらを抽出する。このような解決法は、異なる波長を含むリンクの分岐線の測定を行う場合に波長変更が必要になるとき、単一光源だけを調整すればよいという長所を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が特に適用される光伝送網を示す概略ブロック図である。
【図２】従来の方法で実施されている反射率計の送信信号を示すグラフである。
【図３】本発明による方法で実施されている反射率計の送信信号を示すグラフである。
【図４】本発明による位置決定装置の概略ブロック図である。
【図５】本発明による位置決定装置の変形例の概略ブロック図である。
【符号の説明】
１，２  端末
３  分岐ユニット
４  分岐端末
５  反射率計
６  ヘテロダイン受信器
７，１０，１２，１３  カプラ
８，１４  光源
９  処理ユニット
１１スイッチ
１１’  音響光変調器
１５  光増幅器
Ｌ  伝送リンク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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