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JPS6313614B2 - - Google Patents
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JPS6313614B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6313614B2
JPS6313614B2 JP5281281A JP5281281A JPS6313614B2 JP S6313614 B2 JPS6313614 B2 JP S6313614B2 JP 5281281 A JP5281281 A JP 5281281A JP 5281281 A JP5281281 A JP 5281281A JP S6313614 B2 JPS6313614 B2 JP S6313614B2
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JP
Japan
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signal
point
fault
repeater
burst
Prior art date
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Application number
JP5281281A
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Japanese (ja)
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JPS57170009A (en
Inventor
Yutaka Yuguchi
Tadashi Ashida
Kenji Masuyama
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KDDI Corp
Original Assignee
Kokusai Denshin Denwa KK
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Publication date
Application filed by Kokusai Denshin Denwa KK filed Critical Kokusai Denshin Denwa KK
Priority to JP5281281A priority Critical patent/JPS57170009A/en
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  • Locating Faults (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Transmission In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は海底ケーブルでしばしば用いられる双
方向共通中継増幅器を有する群別二線式有線伝送
路の障害位置検出方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for locating faults in grouped two-wire wired transmission lines having bidirectional common repeater amplifiers, which are often used in submarine cables.

第1図はN個の中継器を含む群別二線式有線伝
送路の構成を示し、同図において、1(1),1(2)
…,1(N+1)はそれぞれケーブル、2(1),2(2),…,
(N)はそれぞれ中継器、3は低群周波数帯域信号
5(以下、「低群信号」という)を送出し高群周
波数帯域信号6(以下、「高群信号」という)を
受信する端局(以下、「甲局」という)、4は高群
信号6を送出し低群信号5を受信する端局(以
下、「乙局」という)である。各中継器2(1),2(2
,…,2(N)はいずれも第2図に示すように1つ
の中継増幅器7、2つの低域通過波器8、およ
び2つの高域通過波器9を含み、相反する方向
へ伝送される低群信号5と高群信号6とを1つの
中継増幅器7によつて同時に増幅し得るように設
計されている。
Figure 1 shows the configuration of a group-based two-wire wired transmission line including N repeaters.
…, 1 (N+1) are cables, 2 (1) , 2 (2) , …,
2 (N) are repeaters, and 3 is an end that sends out a low group frequency band signal 5 (hereinafter referred to as "low group signal") and receives a high group frequency band signal 6 (hereinafter referred to as "high group signal"). station (hereinafter referred to as "station A"), 4 is a terminal station (hereinafter referred to as "station B") that transmits the high group signal 6 and receives the low group signal 5. Each repeater 2 (1) , 2 (2
) ,...,2 (N) each include one repeater amplifier 7, two low-pass wavers 8, and two high-pass wavers 9, as shown in Fig. 2, and transmit in opposite directions. The low group signal 5 and the high group signal 6 to be transmitted can be simultaneously amplified by one relay amplifier 7.

このような海底ケーブル伝送路に発生した障害
の位置検知方法の一つに第3図に示す歪折返し試
験(以下、これを「単純歪返し試験」という)と
呼ばれる公知の方法がある。同図に示すように甲
局3より搬送周波数が低群周波数帯域に属するバ
ースト状信号m0を送出すると、中継増幅器7の
増幅特性の非直線性のために各中継器から非直線
歪波が発生し、その一部が高群周波数帯域に落ち
込んで、中継器2(1),2(2),…,2(M)に対応した
連続したバースト信号m1,m2,…mMとなつて甲
局3へ逆送される。逆送されて来たバースト信号
の数Mが甲局3と障害の発生点(以下障害発生点
という)Fとの間に存在する中継器個数Mと一致
する事実を利用すれば、障害点がケーブル1(M+1)
にあることが判定される。障害点ケーブル1(M+1)
のどの個所にあるかを検知する方法としては、単
純歪折返し法を改良した次のような方法(以下で
はこれを「従来型周波数走査歪折返し試験」と呼
ぶ)がある(昭和53年度 電子通信学会総合全国
大会発表論文1728「海底ケーブル障害位置検出の
一方法」及び特願昭52―76062号参照)。
One of the methods for detecting the position of a fault occurring in such a submarine cable transmission line is a known method called a distortion return test (hereinafter referred to as a "simple distortion return test") shown in FIG. As shown in the figure, when station A 3 sends out a burst signal m 0 whose carrier frequency belongs to the low frequency band, nonlinear distorted waves are generated from each repeater due to the nonlinearity of the amplification characteristics of the repeater amplifier 7. A part of it falls into the high group frequency band, and a continuous burst signal m 1 , m 2 , ... m M corresponding to the repeaters 2 (1) , 2 (2) , ..., 2 (M) is generated. It is then sent back to station A 3. By using the fact that the number M of reversely transmitted burst signals matches the number M of repeaters existing between station A 3 and the point of failure (hereinafter referred to as the point of failure) F, the point of failure can be found. Cable 1 (M+1)
It is determined that the Fault point cable 1 (M+1)
The following method (hereinafter referred to as the "conventional frequency scanning distortion aliasing test") is an improved method of the simple distortion aliasing method as a method for detecting where the strain is located. (See paper 1728 “A method for detecting the location of submarine cable faults” and patent application No. 76062-1983) presented at the general national conference of the academic society.

第4図は、従来型周波数走査歪折弁し試験によ
る障害位置検出方法の実施例である。この方法
は、中継器の歪率が終端インピーダンスの変化に
応じ変わること、および第4図における障害発生
点F直近の中継器2(M)からケーブルの障害発生点
F側を見たインピーダンスは式(1)によつて示さ
れ、このインピーダンスが周波数軸上で中継器2
(M)から障害発生点Fまでの距離l1(以下ではこれ
を「障害点距離」という)に依存したc/2l1(Hz) (ただしcはケーブル中の信号伝播速度)なる周
波数間隔で周期的に変化することを利用するもの
である。
FIG. 4 is an example of a method for detecting fault location using a conventional frequency scanning distortion valve test. This method is based on the fact that the distortion factor of the repeater changes depending on the change in the terminal impedance, and that the impedance when looking from repeater 2 (M) nearest the fault point F in Figure 4 to the fault point F side of the cable is calculated using the formula (1), and this impedance is expressed by the repeater 2 on the frequency axis.
(M) to the fault point F at a frequency interval of c/2l 1 (Hz) (where c is the signal propagation speed in the cable) depending on the distance l 1 (hereinafter referred to as "fault point distance"). It takes advantage of periodic changes.

Zi=1−m2・e-4dl−j・2m・e-2dlsin(2β
l)/1+m2・e-4dl−2m・e2dlcos(2βl)Z0(1) ただし Z0:ケーブルの特性インピーダンス(Ω) m:障害点での信号の反射係数 α+jβ:ケーブルの伝播定数 α:減衰定数 β:2π・/c:位相定数 :信号周波数(Hz) c:ケーブル中の信号伝播速度(m/s) すなわち、前述の単純歪折返し試験と同様にバ
ースト状信号m0を甲局3より送出し、障害発生
点Fの直近の中継器2(M)で発生し逆送されて来る
非直線歪波mMを甲局3において受信するが、こ
れに際して送出バースト状信号m0の搬送周波数
を変化させ、周波数軸上での受信歪波mMの振幅
変化周期Δを調べる。中継器2(M)で発生する非
直線歪波mMの振幅変化周期Δ(Hz)と障害点距
離l1(m)とは式(2)によつて関係付けられるので、
振幅変化周期Δを知れば、これを式(2)に代入す
ることによりl1を求めることができる。
Z i =1−m 2・e -4dl −j・2m・e -2dl sin(2β
l)/1+m 2・e -4dl −2m・e 2dl cos (2βl) Z 0 (1) where Z 0 : Characteristic impedance of cable (Ω) m : Reflection coefficient of signal at failure point α + jβ : Propagation constant of cable α: Attenuation constant β: 2π・/c: Phase constant: Signal frequency (Hz) c: Signal propagation velocity in the cable (m/s) The non-linear distorted wave m M sent out from station 3, generated at repeater 2 (M) nearest to the failure point F, and sent back is received at station A 3. At this time, the sent out burst-like signal m 0 The carrier frequency of M is changed, and the amplitude change period Δ of the received distorted wave m M on the frequency axis is investigated. Since the amplitude change period Δ (Hz) of the nonlinear distorted wave m M generated at repeater 2 (M ) and the fault point distance l 1 (m) are related by equation (2),
If the amplitude change period Δ is known, l 1 can be obtained by substituting it into equation (2).

l1=c/2Δ (2) ただし、cはケーブル中の信号伝播速度(m/
s)しかし、従来型周波数走査歪折返し試験によ
る障害位置検出には次の欠点がある。中継器2(M)
からの歪波振幅が送出信号の周波数変化に応じて
周期的に変化するのは、第4図において中継器2
(M)から障害発生点F方向に送出しようとする信号
10と障害発生点Fで反射して逆送された信号1
0′とがその障害発生点F直近の中継器2(M)の出
力点Oで相互干渉することによつて中継器の終端
インピーダンスすなわち障害ケーブルの入力イン
ピーダンスが式(1)に示される周波数依存性を示
し、これに伴つて中継器内部における信号の動作
レベルが変化するためである。従つて、障害発生
点Fからの反射波10′がO点に達しないうちは
中継器2(M)の終端インピーダンスは無限の長さを
有するケーブルの特性インピーダンスに等しくて
周波数依存性をほとんど有せず、障害発生点Fか
らの反射波10′がO点に到着して始めて中継器
(M)の終端インピーダンスがケーブルの特性イン
ピーダンスと異なつた値となる。このため、甲局
3によつて送出された信号M0が中継器2(M)に達
してからしばらくの間はその非直線歪波の振幅は
障害のない場合と同じであり、送出信号m0が障
害発生点Fで反射され再び出力点Oに到着して始
めて非直線歪波の振幅が周波数依存性を示すこと
となる。すなわち、中継器2(M)で発生した非直線
歪波の振幅波形は第4図のm′Mとして拡大して示
すように、ととの2つの部分から成る。は
送出信号が障害発生点Fで反射して再び出力点O
に到着する以前の非直線歪波形であり、は送出
信号の反射波10′が出力点Oに到達した以後の
非直線歪波形である。送出信号m0のバースト長
をt0、中継器2(M)から障害発生点Fまでの距離を
l1とすると、およびの時間長ta,tbはそれぞ
れ、ta=2l1/c、tb=t0−2l1/cとなる。
l 1 = c/2Δ (2) where c is the signal propagation speed in the cable (m/
s) However, the fault location detection by conventional frequency scanning distortion folding test has the following drawbacks. Repeater 2 (M)
In Fig. 4, the distorted wave amplitude from the repeater 2 changes periodically according to the frequency change of the transmitted signal.
Signal 10 trying to be sent from (M) toward failure point F and signal 1 reflected at failure point F and sent back
0' interfere with each other at the output point O of the repeater 2 (M) closest to the fault point F, so that the terminal impedance of the repeater, that is, the input impedance of the faulty cable, becomes frequency dependent as shown in equation (1). This is because the operating level of the signal inside the repeater changes accordingly. Therefore, until the reflected wave 10' from the failure point F reaches point O, the terminal impedance of repeater 2 (M) is equal to the characteristic impedance of the infinitely long cable and has almost no frequency dependence. The terminal impedance of the repeater 2 (M) becomes different from the characteristic impedance of the cable only after the reflected wave 10' from the failure point F reaches the O point. Therefore, for a while after the signal M 0 sent out by station A 3 reaches repeater 2 (M) , the amplitude of the nonlinear distorted wave is the same as in the case without interference, and the sent signal m 0 is reflected at the failure point F and reaches the output point O again, and the amplitude of the nonlinear distorted wave shows frequency dependence. That is, the amplitude waveform of the nonlinear distorted wave generated at repeater 2 (M) consists of two parts, and as shown enlarged as m' M in FIG. The transmitted signal is reflected at the failure point F and returns to the output point O.
is the nonlinear distorted waveform before reaching the output point O, and is the nonlinear distorted waveform after the reflected wave 10' of the transmitted signal reaches the output point O. Let t 0 be the burst length of the outgoing signal m 0 , and let the distance from repeater 2 (M) to the fault point F be
When l 1 , the time lengths ta and t b of and are t a =2l 1 /c and t b = t 0 -2l 1 /c, respectively.

式(2)を用いて障害発生点Fまでの距離を知るの
に有効となるのはの部分である。実際の海底ケ
ーブル中継方式では、等化器の挿入される中継区
間などの一部の中継区間を一般の中継区間l0より
も短かくする必要がある場合が多いうえ、隣り合
つた中継器から逆送されるバースト状の歪波を時
間軸上で互いに分離するために、送出信号のバー
スト長t0は2l0/cよりもかなり短かくする必要があ る。この場合、「障害位置検出に有効な信号であ
るの部分が中継器2(M)から発せられる歪波mM
中に存在するためにはl1<c・t0/2なる条件を満足 しなければならず、従つて検出可能な障害位置の
範囲は中継器2(M)からc・t0/2以内の距離に限る」 という原理上の制限が存在する。
It is the part that is effective in determining the distance to the failure point F using equation (2). In actual submarine cable relay systems, it is often necessary to make some relay sections, such as the relay section where an equalizer is inserted, shorter than the general relay section l0 , and also In order to separate the burst-shaped distorted waves sent back from each other on the time axis, the burst length t 0 of the transmitted signal needs to be much shorter than 2l 0 /c. In this case, the part of the signal that is effective for fault location detection is the distorted wave m M emitted from repeater 2 (M).
In order for the fault to exist in the relay, the condition l 1 <c・t 0 /2 must be satisfied, so the detectable fault position range is within c・t 0 /2 from repeater 2 (M). There is a theoretical restriction that the distance is limited to .

本発明は従来型周波数走査歪折返し試験の上記
の如き欠点を克服することのできるケーブル障害
位置検出方法を提供するものである。
The present invention provides a method for locating cable faults that can overcome the above-mentioned drawbacks of conventional frequency scanning distortion folding tests.

以下図面により本発明を詳細に説明する。 The present invention will be explained in detail below with reference to the drawings.

本発明においても、従来型周波数走査歪折返し
試験と同様に伝送路片端の甲局3より信号を送出
し、障害発生点F直近の中継器2(M)で発生する非
直線歪波を受信してその振幅を測定する。ただ
し、本発明においては第5図に示す様に甲局3よ
り搬送周波数が1で低群周波数帯域に属しt0なる
バースト長を有するバースト状の第1の信号11
と、同じく低群周波数帯域に属するが前記搬送波
とは異る周波数2の連続波(第2の信号)12と
を同時に送出する。この時中継器2(1),2(2),…
(M)では2つの送出信号11と12が同時に印加
された時に(12)なる周波数を有する混変調
歪波m1,m2,…,mMが発生し、これらの歪波は
いずれも送出信号11と同一のバースト長t0を有
している。送出信号の周波数12を適当に選ぶ
ことによつて歪波周波数(12)が高群帯域の
周波数となり、各中継器からの歪波バーストが甲
局3へ逆送される。
In the present invention, as in the conventional frequency scanning distortion aliasing test, a signal is sent from station A 3 at one end of the transmission line, and a nonlinear distorted wave generated at repeater 2 (M) closest to the fault point F is received. and measure its amplitude. However , in the present invention, as shown in FIG .
and a continuous wave (second signal) 12 which also belongs to the low group frequency band but has a frequency 2 different from the carrier wave. At this time, repeaters 2 (1) , 2 (2) ,...
2 (M) , when the two sending signals 11 and 12 are applied simultaneously, intermodulation distorted waves m 1 , m 2 ,..., m M having a frequency of ( 1 + 2 ) are generated, and these distorted waves are Both have the same burst length t 0 as the transmission signal 11. By appropriately selecting frequencies 1 and 2 of the sending signals, the distorted wave frequency ( 1 + 2 ) becomes a frequency in the high group band, and the distorted wave burst from each repeater is sent back to station A3.

この場合、2なる周波数の連続波12はケーブ
ルと中継器に中継されて常時障害発生点Fまで伝
送され、ここで反射されて再び中継群器2(M)に達
する。従つて、中継器2(M)と障害ケーブル1(M+1)
との接続点Oにおいては、連続波12が直接伝播
して来た波12′と障害発生点Fからの反射波1
2″とが常に相互に干渉し合うこととなるので、
連続波12に対するケーブル1(M+1)の入力インピ
ーダンスは常時前記の式(1)によつて表わされる値
をとつて、障害点距離l1により定まるc/2l1の周波 数間隔で変動することとなる。これに伴い、連続
波12に対する中継器2(M)内部の信号動作レベル
も同一の周期の周波数依存性を有することとな
る。従つて甲局3より伝送されて来た信号11と
12とによつて中継器2(M)内で発生する混変調歪
波mMの振幅も信号12の周波数変化に伴つて周
期的に変動することとなる。
In this case, the continuous wave 12 of frequency 2 is relayed by a cable and a repeater and is constantly transmitted to the failure point F, where it is reflected and reaches the repeater group 2 (M) again. Therefore, repeater 2 (M) and fault cable 1 (M+1)
At the connection point O, the continuous wave 12 directly propagates the wave 12' and the reflected wave 1 from the failure point F.
2″ will always interfere with each other, so
The input impedance of cable 1 (M+1) for continuous wave 12 always takes the value expressed by the above equation (1) and fluctuates at a frequency interval of c/2l 1 determined by the fault point distance l 1 . becomes. Accordingly, the signal operation level inside the repeater 2 (M) for the continuous wave 12 also has frequency dependence of the same period. Therefore, the amplitude of the intermodulation distortion wave m M generated in repeater 2 (M) by signals 11 and 12 transmitted from station A 3 also changes periodically as the frequency of signal 12 changes. I will do it.

すなわち、甲局より送出する2信号のうちバー
スト状の第1の信号11の搬送周波数は固定した
まま連続波信号(第2の信号)12の周波数を変
化させると、中継器2(M)で発生する混変調波mM
は従来型歪折返し試験の場合とは異つて、受信波
バースト立上がりから末尾まですべての時間帯に
ついてその振幅がc/2l1(Hz)の周波数間隔で周期 的に変動することとなる。甲局3においては連続
波信号12の周波数2の変化に対する混変調波
mMの変動周期を検知し、これを式(2)に代入する
ことによつて、障害点距離l1を求めることができ
る。
In other words, if you change the frequency of the continuous wave signal (second signal) 12 while keeping the carrier frequency of the burst-like first signal 11 fixed among the two signals sent from station A, the frequency of the continuous wave signal (second signal ) 12 is changed. Generated cross-modulation wave m M
Unlike the case of the conventional distortion aliasing test, the amplitude of the received wave burst changes periodically at frequency intervals of c/2l 1 (Hz) for all time periods from the rise to the end. At station A 3, the cross modulation wave corresponding to the change in frequency 2 of the continuous wave signal 12
By detecting the fluctuation period of m M and substituting it into equation (2), the fault point distance l 1 can be determined.

第6図に本発明の一実施例を示す。同図におい
て、13は連続波信号12とバースト状信号11
とを同時に発生する機能を有する送信部であり、
信号12の周波数2は可変、信号11の搬送周波
1は固定とする。13より11,12の信号が
送出されると、ケーブルの途中にあるM個の中継
器において(12)なる搬送周波数を有するバ
ースト状の混変調波が発生し、に示すように列
をなして甲局3へ逆送されて来る。これをハイブ
リツド14を介して例えばスイツチ回路15とレ
ベルメータ16とからなる受信部で受信する。ス
イツチ回路15は受信されたバーストの列の中
から障害発生点Fの直近の中継器2(M)の発する歪
波mMのみを抽出するためのものであり、レベル
メータ16は抽出された歪波mMの振幅を測定す
るためのものである。送出信号12の周波数を変
化させつつ抽出歪波の振幅を測定してその変動周
期Δを求め、式(2)に代入して処理することによ
つて障害点距離を算出することができる。
FIG. 6 shows an embodiment of the present invention. In the figure, 13 indicates a continuous wave signal 12 and a burst signal 11.
It is a transmitter that has the function of simultaneously generating
The frequency 2 of the signal 12 is variable, and the carrier frequency 1 of the signal 11 is fixed. When signals 11 and 12 are sent from 13, a burst-like cross-modulation wave with a carrier frequency of ( 1 + 2 ) is generated at M repeaters in the middle of the cable, and the string is It is then sent back to station A 3. This is received via the hybrid 14 by a receiving section comprising, for example, a switch circuit 15 and a level meter 16. The switch circuit 15 is for extracting only the distorted wave m M emitted from the repeater 2 (M) nearest to the failure point F from the received burst sequence, and the level meter 16 is for extracting the distorted wave m M emitted from the repeater 2 (M) nearest to the failure point F. It is used to measure the amplitude of the wave m M. The fault point distance can be calculated by measuring the amplitude of the extracted distorted wave while changing the frequency of the sending signal 12, finding its fluctuation period Δ, and substituting it into equation (2) for processing.

以上の説明では甲局3において用いる装置を例
にとつており、端局より送出する信号の周波数あ
るいは搬送周波数がいずれも低群周波数帯域に属
し、受信歪波の搬送波は高群周波数帯域に属する
場合ものであつた。本発明を乙局4で用いる場合
には、送出信号として連続波信号の周波数2およ
びバースト状信号の搬送周波数1がいずれも高群
周波数帯域に属するように選び、これを乙局から
同時に送出し、これらの信号によつて障害発生点
直近の中継器で発生する混変調波のうち低群周波
数帯域に属する(12)または(21)なる
周波数成分を乙局の受信部で受信することによつ
て上記に詳述した甲局用装置と全く同様に障害点
距離を検知することができる。
In the above explanation, the device used at station A 3 is taken as an example, and the frequency or carrier frequency of the signal sent from the terminal station both belong to the low group frequency band, and the carrier wave of the received distorted wave belongs to the high group frequency band. It was a case in point. When the present invention is used in station O 4, frequency 2 of the continuous wave signal and carrier frequency 1 of the burst signal are both selected to belong to the high group frequency band as transmission signals, and these are simultaneously transmitted from station O. , among the intermodulation waves generated by these signals at the repeater closest to the point of failure, the frequency components of ( 1 - 2 ) or ( 2 - 1 ) belonging to the low group frequency band are received by the receiving section of Station B. By doing so, the distance to the point of failure can be detected in exactly the same way as the device for station A detailed above.

また以上の説明では、便宜上、伝送路の片端か
ら印加する送出信号が唯一の周波数成分を有する
連続波信号と唯一の搬送周波数成分を有するバー
スト状信号とからなるものとしたが、連続波信号
(第2の信号)およびバースト信号(第1の信号)
のいずれか一方もしくは双方に複数の周波数成分
あるいは搬送周波数成分を有せしめ、連続波信号
中の1周波数成分の周波数を変化させ連続波信号
中の他の周波数成分の周波数およびバースト状信
号中のすべての搬送周波数成分の周波数を固定し
て、これらの信号の混変調波のうち信号を送出し
た端局へ逆送されて来るバースト状混変調波の変
動周期を測定することによつても、前述と同様に
障害点距離を検知することが可能である。
Furthermore, in the above explanation, for convenience, it was assumed that the transmission signal applied from one end of the transmission line consists of a continuous wave signal having a unique frequency component and a burst signal having a unique carrier frequency component. second signal) and burst signal (first signal)
Either or both of them have multiple frequency components or carrier frequency components, and by changing the frequency of one frequency component in the continuous wave signal, the frequency of other frequency components in the continuous wave signal and all of the burst signals can be changed. By fixing the frequency of the carrier frequency component of these signals and measuring the fluctuation period of the burst-like cross-modulation wave that is sent back to the terminal station that sent the signal among the cross-modulation waves of these signals, it is possible to Similarly, it is possible to detect the distance to the fault point.

次に本発明の他の実施例について説明する。上
記説明中の連続波(第2の信号)の代りに1中継
区間長l0を信号が往復伝播するに要する時間2l0
cよりも少なくともバースト状信号11の長さだ
け長いバースト長を有するバースト状信号を第2
の信号として用いても、全く同様に障害位置の検
出が可能である。すなわち、第7図に示すよう
に、甲局3から、1中継区間長l0を信号が往復伝
播するに要する時間よりも長いバスト信号を有す
るバースト状信号(第2の信号)12aと、信号
が1中継区間長l0を往復伝播するに要する時間
2l0/cよりも短いバースト長を有するバースト
状信号(第1の信号)11とを送出する。ただ
し、この場合信号11の送出開始時刻は信号12
aの送出開始時刻から障害点距離l1を信号12a
が往復伝播するに要する時間2l1/cあるいはそ
れ以上遅延し、かつ信号12aの送出停止時刻以
前である必要がある。これによつて、信号12a
の障害発生点Fからの反射波12a″が障害発生点
直近の中継器2(M)に到着している時間中に該中継
器に信号11と信号12aとが同時に印加される
と該中継器で両信号の混変調波が発生する。この
混変調波mMの振幅が前述の連続波を用いる場合
と同様に送出信号12aの周波数変化に応じて一
定の周波数間隔で周期的に変動することとなる。
なお、バースト状信号11の最短時間長は混変調
波の検出所要時間に依存して決定される。
Next, other embodiments of the present invention will be described. Instead of the continuous wave (second signal) in the above explanation, the time required for the signal to propagate back and forth through one repeater section length l 0 is 2l 0 /
A second burst signal having a burst length longer than burst signal 11 by at least the length of burst signal 11 is
Even if it is used as a signal, it is possible to detect the fault position in exactly the same way. That is, as shown in FIG. 7, from station A 3, a burst signal (second signal) 12a having a bust signal longer than the time required for the signal to propagate back and forth through one relay section length l0 , and a signal The time required for round trip propagation through one relay section length l 0
A burst signal (first signal) 11 having a burst length shorter than 2l 0 /c is transmitted. However, in this case, the transmission start time of signal 11 is
The failure point distance l 1 from the transmission start time of a is the signal 12a.
It is necessary that the signal 12a be delayed by the time required for round-trip propagation, 2l 1 /c or more, and must be before the transmission stop time of the signal 12a. This causes the signal 12a
If the signal 11 and the signal 12a are simultaneously applied to the repeater during the time when the reflected wave 12a'' from the fault point F reaches the repeater 2 (M) closest to the fault point, the repeater A cross-modulated wave of both signals is generated.The amplitude of this cross-modulated wave m M fluctuates periodically at fixed frequency intervals according to the frequency change of the sending signal 12a, as in the case of using the continuous wave described above. becomes.
Note that the shortest time length of the burst signal 11 is determined depending on the time required to detect the cross-modulation wave.

次に第8図に示した本発明によるケーブル障害
位置検出装置の一構成例について述べる。本実施
例は、発振器13,13の出力にスイツチ回
路17,17を設け、このスイツチ回路17
,17によつて送信信号のバースト長と送信
タイミングを任意に調整しうる構成としたもので
ある。繰り返し周期設定回路19、送出信号11
の遅延時間設定回路20、送出信号のバースト長
設定回路21、受信バースト波抽出用の遅延時間
設定回路22および同抽出時間幅設定回路23の
それぞれの動作タイミングはクロツクパルス発生
回路18の発するクロツクパルス24を基準とし
て決定される。
Next, an example of the configuration of the cable fault position detection device according to the present invention shown in FIG. 8 will be described. In this embodiment, switch circuits 17, 17 are provided at the outputs of the oscillators 13, 13.
, 17, the burst length and transmission timing of the transmission signal can be arbitrarily adjusted. Repeat cycle setting circuit 19, sending signal 11
The operation timings of the delay time setting circuit 20, the burst length setting circuit 21 for the sending signal, the delay time setting circuit 22 for extracting received burst waves, and the extraction time width setting circuit 23 are determined by the clock pulse 24 generated by the clock pulse generating circuit 18. Determined as a standard.

繰り返し周期設定回路19は、設定した繰り返
し周期毎に送信開始信号を発する。この信号はバ
ースト長設定回路21に加えられ、設定された
時間長のみスイツチ回路17を導通させる。こ
れによつて発振器13からの連続波を所望のバ
ースト長を有する送出信号12に変換せしめる。
一方、繰り返し周期設定回路19で作られた送信
開始信号は、遅延時間設定回路20とバースト長
設定回路21とを経て、スイツチ回路17に
加えられ、該スイツチ回路17をスイツチ回路
17よりも所望の時間だけ遅延して導通を開始
せしめ、かつ所望の時間長だけ導通を継続せしめ
る。これによつて、発振器13からの連続波を
所望の遅延時間と所望のバースト長を有する送出
信号11に変換しめる。これらの送出信号11,
12はハイブリツド14を経て海底ケーブル系へ
送出される。この送出信号によつて各中継増幅器
2で発生した歪波は逆方向に伝送され、ハイブ
リツド14を経てスイツチ回路15に至る。
The repetition period setting circuit 19 issues a transmission start signal every set repetition period. This signal is applied to the burst length setting circuit 21 and makes the switch circuit 17 conductive for only the set time length. This converts the continuous wave from the oscillator 13 into the transmission signal 12 having a desired burst length.
On the other hand, the transmission start signal generated by the repetition period setting circuit 19 is applied to the switch circuit 17 via the delay time setting circuit 20 and the burst length setting circuit 21. The conduction is initiated with a delay of time, and the conduction is continued for the desired length of time. Thereby, the continuous wave from the oscillator 13 is converted into the transmission signal 11 having the desired delay time and desired burst length. These sending signals 11,
12 is sent to the submarine cable system via the hybrid 14. The distorted waves generated in each relay amplifier 2 by this sending signal are transmitted in the opposite direction and reach the switch circuit 15 via the hybrid 14.

さらにスイツチ回路15により、障害発生点直
近の中継増幅器2(M)からの歪波mMのみが抽出さ
れ、その歪波レベルがレベルメータ16に指示さ
れる。なお、スイツチ回路15は繰り返し周期設
定回路19で作られた送信開始信号よりも受信バ
ースト波抽出用の遅延時間設定回路22の設定時
間だけ遅延して導通を開始し、受信バースト波の
抽出時間幅設定回路23の設定時間だけ導通を継
続する。
Furthermore, the switch circuit 15 extracts only the distorted wave m M from the relay amplifier 2 (M) closest to the point of failure, and the level meter 16 indicates the level of the distorted wave. Note that the switch circuit 15 starts conduction with a delay of the time set by the delay time setting circuit 22 for extracting the received burst wave than the transmission start signal generated by the repetition period setting circuit 19, and sets the extraction time width of the received burst wave. The conduction continues for the set time of the setting circuit 23.

さらに、本実施例において、スイツチ回路17
を常時導通状態になるように制御すれば、前述
した第5図,第6図と同様に障害位置を検出でき
ることは自明である。
Furthermore, in this embodiment, the switch circuit 17
It is obvious that the fault position can be detected in the same manner as in FIGS. 5 and 6 described above by controlling the circuit so that it is always in a conductive state.

なお、第8図に用いられる繰り返し周期設定回
路19は、例えば第9図aに示すように、クロツ
クパルス24を計数するカウンタ19―1と、予
め所望の数値を記憶させておくレジスタ19―
3、カウンタ19―1の計数値がレジスタ19―
3の内容と一致したときにパルスを出すコンパレ
ータ19―2により構成される。カウンタ19―
1の計数値はコンパレータ19―2の出力パルス
によりリセツトされる。
The repetition period setting circuit 19 used in FIG. 8 includes, for example, as shown in FIG. 9a, a counter 19-1 that counts the clock pulses 24, and a register 19-1 that stores a desired value in advance.
3. The count value of counter 19-1 is stored in register 19-
It is composed of a comparator 19-2 that outputs a pulse when the content of 3 matches. Counter 19-
The count value of 1 is reset by the output pulse of comparator 19-2.

また、遅延時間設定回路20,22は第9図a
と類似の第9図bの如き回路構成により実現され
る。この場合には、スタート信号によりカウンタ
ー201の内容がリセツトされその計数が開始さ
れる。
Further, the delay time setting circuits 20 and 22 are shown in FIG.
This is realized by a circuit configuration similar to that shown in FIG. 9b. In this case, the start signal resets the contents of the counter 201 and starts counting.

さらに、バースト長設定回路21,23は第9
図cに示すように第9図bの回路にフリツプフロ
ツプ21―4を附加したものである。フリツプフ
ロツプ21―4はスタート信号によりセツトされ
るとともにコンパレータ21―2の出力パルスに
よりリセツトされ、その出力にバースト長設定用
の信号が得られる。
Furthermore, the burst length setting circuits 21 and 23
As shown in FIG. 9C, a flip-flop 21-4 is added to the circuit of FIG. 9B. The flip-flop 21-4 is set by the start signal and reset by the output pulse of the comparator 21-2, and a burst length setting signal is obtained at its output.

従来型周波数走査歪折返し試験では検知可能な
障害点距離が制限されるという欠点のあることは
前述のとおりであるが、この欠点を克服するひと
つの手段として、比較的長いバースト長の信号を
用いた方法が提案されている(電子通信学会通信
方式研究会資料CS80―118「海底中継器非直線歪
の負荷抵抗依存性を利用した障害位置探索方法」
1980年8月22日または特願昭54―37644号参照)。
これは障害発生点以遠では非直線歪波が発生しな
いことを前提条件とした方法であり、障害発生点
自身が非直線歪を発生するような障害、あるいは
障害発出点以遠の中継器からも非直線歪が折返さ
れてくるケーブル外部導体のみの切断のような半
断線状態の障害に対しては障害位置検出ができな
い場合がある。またこの方法は第3図に示した単
純歪折返し試験と同様の方法による障害中継区間
の識別ができないという欠点もあつた。
As mentioned above, conventional frequency scanning distortion aliasing tests have the drawback of limiting the detectable fault distance, but one way to overcome this drawback is to use signals with relatively long burst lengths. A method has been proposed (IEICE Communication Systems Study Group Material CS80-118 "Fault location search method using load resistance dependence of submarine repeater nonlinear distortion")
(Refer to August 22, 1980 or Japanese Patent Application No. 54-37644).
This is a method based on the premise that nonlinear distortion waves do not occur beyond the point of failure, and it is a method that assumes that nonlinear distortion waves do not occur beyond the point of failure. It may not be possible to detect the fault position for a fault in a half-broken state, such as when only the outer conductor of the cable is cut, where the linear strain is folded back. This method also had the disadvantage that faulty relay sections could not be identified using the same method as the simple distortion loopback test shown in FIG.

これに対して本発明では、送出信号に連続波信
号(第2の信号)とバースト状信号(第1の信
号)との複合信号を用い、連続波信号によつて障
害発生点直近の中継器内の信号動作レベルが障害
発生点からの反射波の影響を常に受ける状態に保
ちつつ、一方ではバースト状信号が同中継器に印
加された時にのみ所望の混変調歪波を発生せし
め、これらによつて各中継器からの混変調歪波バ
ーストが時間軸上で互いに重ならず且つ障害発生
点直近の中継器からの歪波が障害点距離に対応し
た周波数間隔で変動するよう考慮されている。す
なわち、本発明では、バースト状送出信号のバー
スト長を1中継区間を信号が往復伝播するに要す
る時間よりも短く設定することによつて、各中継
器からの歪波が相互に重ならない状態での障害点
距離検知が可能であるので公知の方法に比して次
の利点がある。
In contrast, in the present invention, a composite signal of a continuous wave signal (second signal) and a burst signal (first signal) is used as the transmission signal, and the continuous wave signal is used to transmit signals to the repeater near the point of failure. While the signal operating level within the repeater is always subject to the influence of reflected waves from the point of failure, on the other hand, the desired cross-modulation distortion wave is generated only when a burst-like signal is applied to the same repeater. Therefore, it is considered that the intermodulation distorted wave bursts from each repeater do not overlap each other on the time axis, and that the distorted waves from the repeater closest to the point of failure fluctuate at frequency intervals corresponding to the distance to the point of failure. . That is, in the present invention, by setting the burst length of the burst-like transmission signal to be shorter than the time required for the signal to propagate round-trip through one repeater section, the distorted waves from each repeater do not overlap with each other. This method has the following advantages over known methods because it is possible to detect the distance to a fault point.

単純歪折返し試験による障害発生区間の識別
と周波数走査歪折返し試験による障害点距離測
定を一つの試験器で同時に実施できる。
A single test device can simultaneously identify the fault occurrence section using a simple distortion aliasing test and measure the fault point distance using a frequency scanning distortion aliasing test.

障害発生点自身からの非直線歪波あるいは障
害発生点以遠の中継器からの非直線歪波が折返
されて来るような障害についても障害点距離測
定が可能である。
It is also possible to measure the distance to a fault point for a fault in which a nonlinear distorted wave from the fault point itself or a nonlinear distorted wave from a repeater located beyond the fault point is returned.

障害点距離のいかんにかかわらず送出バース
ト状信号のバースト長を一定値に固定すること
ができるので、試験装置の簡素化と操作の単純
化が図れる。
Since the burst length of the transmitted burst signal can be fixed to a constant value regardless of the distance to the fault point, the test equipment and operation can be simplified.

さらに、上記の利点は送出信号のバースト長を
固定のものとして説明したが、例えば第8図のス
イツチ回路17,17によつて送出信号のバー
スト長を任意に調整可能ならしめることにより、
一台の歪折返し試験器に次の複数の機能を有せし
めることが可能である。
Furthermore, although the above advantages have been explained assuming that the burst length of the transmitted signal is fixed, for example, by making the burst length of the transmitted signal arbitrarily adjustable using the switch circuits 17, 17 shown in FIG.
It is possible to provide one strain folding tester with the following multiple functions.

(1) 送出信号12aのバースト長を信号が1中継
区間長を往復伝播するに要する時間よりも短く
調整することにより、単純歪折返し試験が可能
である。
(1) A simple distortion folding test is possible by adjusting the burst length of the transmitted signal 12a to be shorter than the time required for the signal to propagate back and forth through one relay section.

(2) 送出信号12aおよび11の双方のバースト
長を信号が1中継区間長を往復伝播するに要す
る時間長より長く調整することにより、従来型
周波数走査歪折返し試験が可能である。
(2) Conventional frequency scanning distortion folding tests are possible by adjusting the burst lengths of both outgoing signals 12a and 11 to be longer than the time required for the signals to propagate back and forth one repeater length.

(3) 送出信号11のバースト長を信号が1中継区
間長を往復伝播すに要する時間よりも短く調整
し、送出信号12aを連続波(第5図,第6図
と等価)または十分に長いバースト長のバース
ト波とすることにより、本発明による周波数走
査歪折返し試験が可能である。
(3) Adjust the burst length of the outgoing signal 11 to be shorter than the time required for the signal to propagate back and forth through one repeater section length, and make the outgoing signal 12a a continuous wave (equivalent to Figures 5 and 6) or a sufficiently long burst length. By using a burst wave with a burst length, a frequency scanning distortion folding test according to the present invention is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は群別二線式双方向伝送路の構成を示す
系統図、第2図は第1図に含まれる双方向共通増
幅器を有する中継器の主要回路構成を示すブロツ
ク図、第3図は公知の単純歪折返し試験による障
害位置検出方法を説明するための系統図、第4図
は公知の従来型周波数走査歪折返し試験による障
害位置検出方法を説明するための系統図、第5図
および第6図は本発明による障害位置検出方法を
説明するための系統図及び本発明の一実施例を示
すブロツク図、第7図は本発明の他の実施例を示
す系統図、第8図は本発明に用いる端局装置の一
構成例を示すブロツク図、第9図a,b,cは第
8図に示す端局装置に用いる回路の具体例を示す
ブロツク図である。 1(1),1(2),…,1(N+1),1(M+1)…ケーブル、
(1),2(2)…,2(N),2(M)…中継器、3,4…端
局、5…低群信号、6…高群信号、7…中継増幅
器、8…低域通過波器、9…高域通過波器、
10…障害発生点直近の中継器から送出された信
号、10′…障害発生点で反射された信号、11
…バースト状の送出信号、12…連続波の送出信
号、12a…連続波の代りに用いるバースト状送
出信号、13…本発明に用いる送信部、14…ハ
イブリツド、15…受信バースト抽出用スイツチ
回路、16…レベルメータ、17…送出バースト
波形形成用スイツチ回路、18…クロツクパルス
発生回路、19…繰り返し周期設定回路、19―
1…カウンタ、19―2…コンパレータ、19―
3…レジスタ、20…送出信号11の遅延時間設
定回路、20―1…カウンタ、20―2…コンパ
レータ、20―3…レジスタ、21…送出信号バ
ースト長設定回路、21―1…カウンタ、21―
2…コンパレータ、21―3…レジスタ、21―
4…フリツプフロツプ、22…受信バースト波抽
出用遅延時間設定回路、23…受信バースト波抽
出時間幅設定回路。
Figure 1 is a system diagram showing the configuration of two-wire bidirectional transmission lines by group, Figure 2 is a block diagram showing the main circuit configuration of a repeater with a bidirectional common amplifier included in Figure 1, and Figure 3. 4 is a system diagram for explaining a fault location detection method using a known simple distortion aliasing test, FIG. 4 is a system diagram for explaining a fault location detection method using a known conventional frequency scanning distortion aliasing test, and FIGS. FIG. 6 is a system diagram for explaining the fault location detection method according to the present invention and a block diagram showing one embodiment of the present invention, FIG. 7 is a system diagram showing another embodiment of the present invention, and FIG. A block diagram showing an example of the configuration of a terminal device used in the present invention. FIGS. 9a, b, and c are block diagrams showing a specific example of a circuit used in the terminal device shown in FIG. 8. 1 (1) ,1 (2) ,…,1 (N+1) ,1 (M+1) …cable,
2 (1) , 2 (2) ..., 2 (N) , 2 (M) ...Repeater, 3, 4...Terminal station, 5...Low group signal, 6...High group signal, 7...Relay amplifier, 8... Low-pass wave device, 9...High-pass wave device,
10...Signal sent from the repeater closest to the point of failure, 10'...Signal reflected at the point of failure, 11
... Burst-shaped transmission signal, 12... Continuous wave transmission signal, 12a... Burst-shaped transmission signal used instead of continuous wave, 13... Transmission section used in the present invention, 14... Hybrid, 15... Switch circuit for receiving burst extraction, 16...Level meter, 17...Switch circuit for sending burst waveform formation, 18...Clock pulse generation circuit, 19...Repetition cycle setting circuit, 19-
1...Counter, 19-2...Comparator, 19-
3...Register, 20...Delay time setting circuit for sending signal 11, 20-1...Counter, 20-2...Comparator, 20-3...Register, 21...Sending signal burst length setting circuit, 21-1...Counter, 21-
2...Comparator, 21-3...Register, 21-
4...Flip-flop, 22...Delay time setting circuit for receiving burst wave extraction, 23...Receiving burst wave extraction time width setting circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 少くとも1個の双方向共通中継増幅器を含み
複数の中継区間を形成する群別二線式双方向有線
伝送路にケーブル障害が発生した場合に、該伝送
路の片端から該伝送路へ送出された信号が前記障
害の発生点直近の中継増幅器を通過する際該中継
増幅器の非直線増幅特性に起因して新たに発生し
て前記伝送路端へ逆送される非直線歪波の強度が
前記送出信号の周波数変化に応じて周期的に変化
する現象を利用して該歪波強度変動周期に基づき
前記障害の発生点直近の中継増幅器と前記障害の
発生点間とのケーブル長を検知する方法におい
て、前記伝送路への送出信号として少くとも一つ
の第1の搬送波周波数成分を有し前記複数の中継
区間のうちの1中継区間を信号が往復伝播するに
要する時間よりも短い時間長を有するバースト状
の第1の信号と、前記第1の搬送波周波数と異な
る少くとも一つの第2の周波数成分を有し前記中
継区間を信号が往復伝播するに要する時間よりも
長い時間長を有する第2の信号とを用い、前記第
2の信号の前記障害の発生点からの反射波が該障
害の発生点直近の中継器に到着している時間中に
該中継器に前記第1の信号と前記第2の信号とが
同時に印加されるように前記第1の信号と前記第
2の信号との時間関係が定められ、前記送出信号
の周波数変化として前記第2の信号に含まれる前
記第2の搬送波周波数だけを変化させる様にした
ことを特徴とするケーブル障害位置検出方法。
1. When a cable failure occurs in a grouped two-wire bidirectional wired transmission line that includes at least one bidirectional common relay amplifier and forms multiple relay sections, the transmission line is sent from one end of the transmission line to the transmission line. When the transmitted signal passes through a relay amplifier near the point of occurrence of the fault, the intensity of the nonlinear distorted wave newly generated due to the nonlinear amplification characteristics of the relay amplifier and sent back to the end of the transmission line increases. Using a phenomenon that changes periodically according to the frequency change of the transmitted signal, detecting the cable length between the relay amplifier closest to the point of occurrence of the fault and the point of occurrence of the fault based on the period of variation in the distorted wave intensity. In the method, the transmission signal to the transmission path has at least one first carrier frequency component and has a time length shorter than the time required for the signal to propagate round-trip through one of the plurality of relay sections. a burst-like first signal having at least one second frequency component different from the first carrier frequency and having a time length longer than the time required for the signal to propagate back and forth through the repeater section; 2, and transmits the first signal to the repeater during the time when the reflected wave of the second signal from the point of occurrence of the fault arrives at the repeater closest to the point of occurrence of the fault. The time relationship between the first signal and the second signal is determined such that the second signal is applied simultaneously, and the second signal is included in the second signal as a frequency change of the transmitted signal. A cable fault location detection method characterized in that only the carrier frequency of the cable is changed.
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