DE3000060C2

DE3000060C2 - Überwachungssystem für optische Verstärker

Info

Publication number: DE3000060C2
Application number: DE3000060A
Authority: DE
Inventors: Yasuhiko Yokohama Kanagawa Niiro; Hiroharu Tokio/Tokyo Wakabayashi
Original assignee: Kokusai Denshin Denwa KK
Current assignee: KDDI Corp
Priority date: 1979-02-08
Filing date: 1980-01-03
Publication date: 1985-04-04
Also published as: GB2042715B; DE3000060A1; US4300239A; JPS55105452A; JPS596538B2; GB2042715A

Description

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beziehung der Prüfung dieser beiden Rückkopplungs- das Kabel gebrochen oder durchschnitten ist

verstärker. Es ist weiterhin möglich, ein Erkennungssi- Fig.2 zeigt ein Blockdiagramm eines Ausführungs-

gnal allen Verstärkern zuzuordnen, wodurch alle Ver- beispieles eiiies optischen Verstärkers gemäß der Erfin-

stärker gleichzeitig auf Testbetrieb geschaltet werden, dung. Es ist zu erwähnen, daß der Verstärker die Signale

womit durch Analyse der zurückgeführten Testsignale 5 in beiden Richtungen verstärken kann, d. h. in Richtung

es möglich ist eine Fehlerstelle einzugrenzen. von der ersten Endstation 3A zur zweiten Endstation 35

Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand und umgekehrt Die Bezugsziffern 7, 7a, Tb und 7c be-

der Zeichnung näher erläutert Es zeigt zeichnen die aus optischen Fasern bestehenden Haupt-

Fig. 10 eine schematische Darstellung eines opti- übennittlungskabeL die einen geringen Verlust aufwei-

schen Obertragungssystems mit dem Überwachungssy- io sen. Mit 8 ist das erste Lichtempfängerelement bezeich-

stem; net das mit einem Ende des optischen Kabels 7 verbun-

F i g. 2 ein Blockdiagramm eines optischen Verstär- den ist und welches die optische Energie vom Kabel 7 in

kers mit dem Überwachungssystem und ein elektrisches Signal umsetzt Das erste Lichtempfän-

F i g. 3 Zeitdiagramme der Folgeoperation des opti- gerelement 8 bewirkt auch die Verbindung zwischen

sehen Verstärkerüberwachungssystems gemäß der Er- 15 dem Hauptübertragungspfad und dem Rückübertra-

findung. gungspfad 16a. Das vom optischen Signal abgeleitete

Die F i g. 1 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel elektrische Signal wird in einem ersten Rückkoppiungs-

eines KabeJübermittlungssystems gemäß der Erfindung. verstärker 10 verstärkt Der Ausgang dieses Rückkopp-

A In der Figur stellt die Bezugszahl 1 ein aus optischen lungsverstärkers ist mit einem ersten Lichtemitterele-

'$ Fasern bestehendes Unterseekabel dar, mit 2 sind opti- 20 ment 9 verbunden, weiterhin mit einem ersten Verstär-

sehe Relais oder Verstärker bezeichnet welche m dieses kererkennungssignalempfänger 11, der-^in Ausgangssi-

5j Unterseekabel eingesetzt sind und 3Λ und 32? sind End- gnal erzeugt wenn er ein bestimmtes Muster empfängt

f Stationen, die mit den Enden des Unterwasserkabels welches dem Verstärker zugeordnet ist. Das erste Licht-._:. verbunden sind und die natürlich an Land installiert sind. emitterelement 9 setzt das elektrische Signal in ein cpti-F i g. 1 stellt dar, wie jeder optische Verstärker von 25 sches Signal um. Der Hauptteil des umgesetzten opti-H der Endstation 3Λ überwacht wird. Es ist natürlich klar, sehen Signals gelangt in das optische Übertragungskapj daß die gesamte Operation auch für den Fall gilt wo bei 7a, während ein kleiner Teil der Lichtenergie des § jedes optische Relais von der anderen Endstation 35 optischen Signals in einen optischen Faserkanal 15 ge-ί| überwacht wird. Die Bezugszahl 4 bedeutet ein Signal- leitet wird, welcher Teil eines Rückmeldesdialtkreises ;| generator, der ein Verstärkererkennungssignal aussen- 30 darstellt Da nur ein kleiner Teil der optischen Signalis, det, welches den speziellen Verstärker bestimmt der zu energie zurückgeleitet wird, ist der Einfluß der Anwet| testen ist Dieser Signalgenerator 4 sendet weiterhin ein senheit des Überwachungsschaltkreises auf den Haupt- h Verstärkertestsignal aus, welches unmittelbar nach dem Übertragungsschaltkreis zu vernachlässigen. Der erste ' Erkennungssignal folgt Jeweils ein Verstärkererken- Verstärkererkennungssignalempfänger 11 empfängt |) nungssignal ist natürlich jeweils einem der Verstärker 35 das Ausgangssignal des Rückkopplungsverstärkers 10. ;'! zugeordnet Wenn der Empfänger 11 das Erkennungssignal emp- ;;: Jeder Verstärker bzw. jedes Relais weist einen Erken- fängt welches dem Verstärker zugeordnet ist, dann legt % nungssignalempfänger auf, der nach Empfang des Er- der Empfänger 11 ein Steuersignal an den ersten optii'?> kennungssignals vom Signalgenerator 4 einen optischen sehen Kontrollschaltkreis 12, der sodann einschaltet. Schalter 6 schießt Im Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 40 Mit dem Rückkopplungsverstärker 10 ist weiterhin verwurde der dritte Verstärker von links bestimmt und bundcn ein erster Zeitsignaldetektorschaltkreis 13. Diedemgemäß wird der optische Schalter LS3 des dritten ser Detektorschaltkreis 13 erfaßt das Zeitsignal, welches Verstärkers geschlossen. Die anderen optischen Schal- aus dem Verstärkererkennungssignal und dem Verstärter in den anderen Verstärkern sind offen, da kein Er- kertestsignal besteht. Erfaßt dieser Detektorschaltkreis kennungssignal zur Bestimmung dieser Verstärker er- 45 13 das Ende des Zeitsignals, dann schaltet er den optikannt wird. Der bestimmte optische Schalter LSs wird sehen Kontrollschaltkreis 12 aus.
geschlossen gehalten, solange der bestimmte Verstärker Wenn der optische Kontrollschaltkreis zurückgestellt 2} das Erkennungssignal und das folgende Verstärker- wird, dann schaltet sein Ausgang' den Schalter 14 in testsignal empfängt. Infolge des geschlossenen Schal- AUS-Stellung, so daß der Rückführkreis unterbrochen V ters wird das dem Erkennusgssignal folgende Testsignal 50 ist Demgemäß wird also der optische Schalter 14 in ;■ ■ der Endstution 3/4 zurückgeführt zu dem Signalempfän- Einschalt-Stellung gekalten und der Rückkehrschaltger 5, der in der Endstation 3/4 installiert ist. Dieses kreis ist geschlossen, wenn der Verstärker ein Erken-Testsigna! geht, wie durch den Pfeil angedeutet, durch nungssignal und ein Testsignal empfängt Der Rückdie dritten Verstärker 2₃ und 2'₃ hindurch. Der Signal- kehi schaltkreis verläuft vom Lichtemitterelement 9 empfänger 5 in der Endstation 3Λ vergleicht das durch 55 zum Lichtempfänjerelement 8a durch die optische Faden Signalgenerator 4 erzeugte Signal mit dem entspre- ser 15, den optischen Schalter 14 und die optische Faser chenden Signal, das infolge des geschlossenen optischen 16.1st das Verstärkertestsignal von der Endstation 3/4 Schalters im bestimmten Verstärker zurückgeführt zu Ende, dann wird das Zeitsignal im Verstärker ebenwurde. In Abhängigkeit des Ergebnisses dieses Ver- falls beendet, so daß der optische Schalter 14 geöffnet gleichs bestimmt der Signalrückmelder 5 die Fehlerrate 60 wird und somit der Rückkehrschaltkreis unterbrochen eines IDigitalsignäls im Unterseekabel. wird. Die Zeitdauer vom Ende des Testsignals bis zum Auf diese Weise ist es möglich, die Fehlerrate jedes Ende des Zeitsignals beträgt näherungsweise tine Mi-Verstilrkers auf recht einfache Weise zu messen. Es ist crosekunde, so daß diese Zeitdauer zwischen zwei unabzu erwähnen, daß das Testmuster, das für den Test hängigen Tests für zwei Verstärker ausgespart werden ; durchgeführt wird, beliebig gewählt werden kann. Alle 65 muß.

Verstärker können nach einem gemeinsamen Testmu- In zuvor beschriebener Weise ist ein zweites Licht-

ster getestet werden. Genwß der Erfindung ist es auch empfängerelement 8a, ein zweites Lichtemitterelement

möglich, fehlerhafte Verstärker zu ortern, selbst wenn 9a, ein zweiter Rückkopplungsverstärker 10a· ein zwei-

ter Verstärkererkennungssignalempfanger 11a, ein zweiter optischer Kontrollschalter 12a, ein zweiter Zeitsignaldetektorschaltkreis 13a, ein zweiter optischer Schalter 14a und zweite optische Leitungen 15a und 16a vorgesehen. Diese weiteren Bauteile dienen für den Verstärkerbetrieb und/oder für den Verstärkerüberwachungsbitrieb in der entgegengesetzten Richtung.

Die F i g. 3 zeigt ein Zeitdiagramm der aufeinanderfolgenden Operationen des Systems gemäß der Erfindung. In Fig.3 stellt a eine Gruppe von Signalen dar, einschließlich des Verstärkererkennungssignals 20 und des Verstärkertestsignals 21 von der Endstation an Land. F i g. 3b zeigt, wie der optische Schaltkreis eingeschaltet ist, während der Zeit vom Erkennen des Erkennungssignals 20 bis zum Ende des Testsignals 21. Die is Zeitdauer, während der der Schalter eingeschaltet ist, ist mit 22 bezeichnet. Die Bezugszahl 23 in F i g. 3c zeigt den Zustand des rückgeführten Signals, welches den hinteren Teil des Erkennungssignals 20 und das gesamte Testsignal 21 umfaßt.

Der optische Kontrollschaltkreis 12 und 12a können jeweils bestehen aus gewöhnlichen Flip-Flop-Schaltkreisen. Die Flip-Flop-Schaltkreise erleichtern die Erholung von einem abnormalen Einfall durch Stopp der Energiezufuhr, wenn der Rückkehrschaltkreis durch diesen abnormalen Einfall nicht zurückgestellt ist

Als optische Schalter 14 und 14a können irgendwelche mechanischen optischen Schalter verwendet werden.

Mit dem optischen Schalter und dem Kontrollschaltkreis für den optischen Schalter sind folgende Effekte verbunden:

a) Als Verstärkertestsignal kann ein willkürliches Muster verwendet werden.

b) Alle Verstärker können mit einem gemeinsamen Testsignalmuster getestet werden.

c) Die Zeitdauer zum Testen eines Verstärkers kann willkürlich festgelegt werden.

d) Die Zeitdauer zwischen dem Ende des Tests eines Verstärkers und dem Beginn des Tests für den nächsten Verstärker ist extrem kurz.

e) Die Zuverlässigkeit der Hauptkommunikationsleitung wird nicht beeinflußt durch das Hinzufügen des Übenvachungsschaltkreises, da der Rückkehrpfad im Verstärker verbunden oder getrennt ist mit oder von der Hauptübertragungsleitung, ohne daß dadurch die optische Hauptübertragungsleitung unterbrochen wird.

0 Ist eine Kabelunterbrechung vorhanden, dann ist es so mit dem Überwachungssystem leicht möglich, den Fehlerpunkt zu orten, vorausgesetzt, daß die Energiezufuhr vorhanden ist.

g) Ein optischer Schalter ermöglicht einen wesentlich größeren Betrag des Ein-Aus-Schaltverhältnisses der optischen Energie im Vergleich zu einem elektrischen oder Halbleiterschalter.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 60

Claims

1 2 Signale werden vermieden bei einem Überwachungssy- Patentansprüche: stem nach der DE-OS 25 54 718. Jeder Verstärkerweist in seiner in der einen Richtung betriebenen Obertra-

1. Überwachungssystem für optische Verstärker gungsleitung einen ersten normalerweise geschlossenen in einem digitalen Übertragungsschaltkreis, der aus 5 Schalter und zwischen dieser Leitung und der in der einer optischen Übertragungsleitung, in der die Ver- anderen Richtung betriebenen Übertragungsleitung eistärker zwischengeschaltet sind, mit einer Endsta- nenzweiten normalerweisegeöffneten optischen Schaltion an jedem Ende der Leitung besteht, wobei min- ter auf. Zum Testen der Übertragungsleitungen wird destens eine der Endstationen einen Signalgenerator kurzzeitig die Stromversorgung aller Verstärker unteraufweist, der ein digitales Verstärkererkennungssi- io brachen, wodurch die ersten Schalter aller Verstärker gnal und unmittelbar danach ein Verstärkertestsi- öffnen. Sodann wird durch ein erstes Erkennungssignal gnal erzeugt, und bei demjenigen Verstärker, dessen der erste und der zweite Schalter eines ersten Verstär-Erkennungssignalempfänger durch ein Verstärker- kers geschlossen, wodurch ein darauffolgendes Testsierkennungssignal angesteuert wird, das Verstärker- gnal von der in der einen Richtung betriebenen Leitung testsignal über einen Kurzschlußpfad in diesem Ver- 15 über den zweiten Schalter in die in der anderen Richstärker, der durch einen optischen Schalter geschlos- tung betriebenen Leitung eingesetzt und zur Endstation sen wird, über die Übertragungsleitung zu dieser zurückgeführt wird. Durch ein danach erzeugtes zweieinen Endstation zurückgeführt wird, dadurch tes Erkennungssignal wird der zweite Schalter des ergekennzeichnet, daß der optische Schalter sten Verstärkers geöffnet und gleichzeitig die Schalter (14) durchcien Erkennungssignalempfänger (11) ein- 20 im nachfolgenden Verstärker geschlossen, wodurch die geschaltet wird, wenn dieser ein Verstärkungserken- nachfolgende Leitungsstrecke überprüfbar ist. nungssignal (20) empfängt, und durch einen Zeitsi- Nachteilig ist hierbei, daß bei einer unbeabsichtigten gnaldetektor (33), der das Verstärkererkennungssi- kurzzeitigen Unterbrechung der Stromversorgung die gnal (20) und das Verstärkertestsignal (21) erfaßt, Schalter aller Verstärker auf Testbetrieb umschalten, ausgeschaltet wird, wenn das Testsignal (21) beendet 2s Durch die aufeinanderfolgende Schaltung der VerstärisL ker ist es nicht möglich, einzelne ausgewählte Leitungs-

2. Überwachungssystem nach Anspruch I₁ da- abschnitte überprüfen zu können. Vielmehr müssen durch gekennzeichnet, daß zwischen dem optischen beginnend vom ersten Verstärker alle nachfolgenden Schalter (14) einerseits und dem Erkennungssignal- Verstärker bis zur Fehlerstelle geschaltet werden, empfänger (11) und dem Zeitsignaldetektor (13) an- 30 Ein weiterer Nachteil, der auch dem Überwachungsdererseits ein optischer Kontrollschaltkreis (12) ge- system nach der JP-OS 51 99 904 anhaftet, besteht darin, schaltet ist, der vom Erkenäjngssignalempfänger daß bei jedem Verstärker in die Übertragungsleitung (H) ein- und vom Zei/signaldetektor (13) ausge- ein Schalter zwischengeschaltet ist, wodurch die Zuverschaltet wird und der seiner; ".its den optischen lässigkeit dieser Übertragungsleitung beeinträchtigt Schalter (14) ein-und ausschalte:. 35 wird. Bei dem letztgenannten Überwachungssystem

sind bei jedem Verstärker in der in der einen Richtung

und in der in der anderen Richtung betriebenen Übertragungsleitung Schalter vorgesehen, die im Testbetrieb miteinander verbunden werden und so einen Kurz-

Die Erfindung geht aus von einem Überwachungssy- 40 schlußpfad bilden. Hierbei ist also auch in der in der

stern für optische Verstärker nach dem Oberbegriff des anderen Richtung betriebenen Übertragungsleitung ein

Anspruches 1. Ein solches Überwachungssystem ist der Schalter zwischengeschaltet.

DE-OS 25 54 718 entnehmbar. Es stellt sich die Aufgabe, das eingangs genannte Sy-

Bei einem in The review of Electrical Communication stem so zu verbessern, daß von einer der Endstationen Laboratories, Band 24, Nr. 9 bis 10, Seiten 802 bis 807 45 irgendeiner der Verstärker beliebig zu Prüfzwecken anbeschriebenen Überwachungssysteme werden die Test- steuerbar und dessen Kurzschlußpfad nur so lange gesignale in die optische Übertragungsleitung eingespeist, schlossen ist, wie das Erkennungssignal und das Testsiwobei es sich um niederfrequente Signale handelt, bei gnal auftreten.

denen jeweils eine bestimmte Frequenz jeweils einem Gelöst wird diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Verstärker zugeordnet ist. In jedem Verstärker ist ein 50 Merkmalen des Anspruches 1. Eine vorteilhafte Weiter-Filter vorgesehen, das auf die dem Verstärker zugeord- bildung ist dem Anspruch 2 entnehmbar, nete Frequenz des Testsignals abgestimmt ist und das Dieses Überwachungssystem weist folgende Vorteile zwischen dem Verstärkerausgang und einem parallel auf: Es ist jeder beliebige Verstärker unabhängig von zur optischen Übertragungsleitung verlaufenden Me- den anderen Verstärkern ansteuerbar und damit jede tallkabel geschaltet ist, das zu einem Empfänger in der 55 beliebige Leitungsstrecke überprüfbar. Optische Schal-Endstation zurückführt. ter sind lediglich in den Kurzschlußpfaden nicht jedoch

Bei diesem System ist es wohl möglich, die Verstärker in den Übertragungsleitungen vorgesehen. Die Kurz-

durch die Testsignale einzeln anzusteuern, jedoch sind schlußpfade werden jeweils nur so lange geschaltet wie

eine Reihe von Nachteilen zu verzeichnen. Durch das das Testsignal andauert. Es ist somit bei einer Überprü-

Metallkabel parallel zur optischen Übertragungsleitung 60 fung eine beliebige Dauer des Testsignals möglich und

wird der Leitungsaufwand erhöht. Sind sehr große Lei- damit eine beliebige Gestaltung des Testsignalmusters

tungslängen vorhanden, wie dies bei Unterseekabeln im Hinblick auf die zu überprüfenden Kriterien. Da in

üblich ist, dann sind für das Metallkabel zusätzliche Ver- einem zu überprüfenden Verstärker das Testsignal so-

stärker erforderlich. Letztlich ist nachteilig, daß die opti- wohl dem Rückkopplungsverstärker im in der einen

sehen Testsignale in den Verstärkern in elektrische Si- 65 Richtung betriebenen Leitungszweig als auch den

gnale umgesetzt werden müssen. Rückkopplungsverstärker im anderen in Gegenrichtung

Die Nachteile eines zusätzlichen Metallkabels und betriebenen Leitungszweig durchläuft, wird es im zu

der Umsetzung von optischen Signalen in elektrische überprüfenden Verstärker zweimal verstärkt unter Ein-