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JPH0340982B2 - - Google Patents
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JPH0340982B2 - - Google Patents

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JPH0340982B2
JPH0340982B2 JP57235157A JP23515782A JPH0340982B2 JP H0340982 B2 JPH0340982 B2 JP H0340982B2 JP 57235157 A JP57235157 A JP 57235157A JP 23515782 A JP23515782 A JP 23515782A JP H0340982 B2 JPH0340982 B2 JP H0340982B2
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    • H04L5/02Channels characterised by the type of signal
    • H04L5/04Channels characterised by the type of signal the signals being represented by different amplitudes or polarities, e.g. quadriplex
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04B2210/07Monitoring an optical transmission system using a supervisory signal
    • H04B2210/074Monitoring an optical transmission system using a supervisory signal using a superposed, over-modulated signal

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  • Optical Communication System (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はデイジタル光伝送系内の2個の端極間
に一伝送方向又は両伝送方向にレピータを設け、
各レピータの出力側に電気−光変換器を設け、こ
の電気−光変換器を先方への光伝送路に結合し、
レピータどうしの間、端極どうしの間及びレピー
タと端極との間の障害位置情報を光伝送信号の振
幅変調により運ぶデイジタル光伝送系用の障害位
置探索装置に関するものである。
注意すべきことはこのような光伝送系内のレピ
タは光フアイバから減衰した信号を受け取り、こ
の減衰した信号を等価な電気信号に変換し、この
電気信号を増幅し、デイジタル電気信号のパルス
波形を整形し、この整形された電気信号を等価な
光信号に変換し、その後でこの整形された光信号
を先方への光伝送路に送り出すことを目的とする
ことである。
上述した障害位置探索法は、例えば、英国特許
第1582726号に記載されている。この英国特許明
細書では障害位置信号が唯一つの光レベルの変調
の形態でデイジタル情報信号に重畳されている。
しかし、このような光伝送系でコヒーレントな光
源(レーザ)を使用する時は種々の問題が生ず
る。
振幅変調が存在するため、光源で消費される平
均電力は、光源から放射される光束が強い時間間
隔においては光源から放射される光束が弱い時間
間隔におけるよりも大きい。この結果光源の温
度、従つて放射される光の波長が変動する。この
効果はProceedings of the Optical
Communication Conference(1979年9月17〜19
日、アムステルダム)の第4、2−1〜4、2−
4頁に記載されている。結果として送信される光
の波長変調が生じ、この波長変調は変調信号の振
幅に依存する。光伝送系ではこの波長変調のため
通常モード雑音と云われるものを生ずる。伝送さ
れる光がコヒーレントで、伝播モードに関係して
遅延が異なるため、干渉現象が生じ、その結果光
フアイバの任意の断面が一様に照射されることが
なくなる。代りに強さが異なる光のスポツトが生
ずる。文献ではこのようなパターンはスペツクル
パターンとして知られており、例えば
Proceedings of the Fourth European
Conference on Optical Comm−unication
(1978年9月12〜15日、ジユネーブ)の第492〜
501頁に記載されている。このスペツクルパター
ンの形状は就中光の波長に依存する。前述した波
長変調があるとスペツクルパターンの移動が生ず
る。伝送路内のどこかに理想的でない光フアイバ
の結合があると、スペツクルパターンに依存して
入射光の一部だけが次段の光フアイバに入る。結
果としてスペツクルパターンの移動に依存して、
時間と共に変化する減衰が生ずる。結論として単
一光レベルの振幅変調は不所望な光源の波長変調
を生じ、これは波長−振幅変換を介して受信信号
の寄生振幅変調として自己を表に出す。
本発明の目的は上述した問題の効果を小さくし
た冒頭に記載したタイプの障害位置探索装置を提
供するにある。
この目的を達成するため本発明により提供され
る冒頭に記載したような障害位置探索装置は各レ
ピータで電気−光変換器を振幅変調器に結合し、
前記障害位置情報をデイジタル光伝送信号の両方
のレベルにのせるように構成したことを特徴とす
る。
図面につき本発明を詳細に説明する。
第1図に示した実施例では、は第1の端極、
は第2の端極を示す。これらの2個の端極と
の間の順方向にレピータ1,2及び3を設け
る。2個の端極との間の戻り方向にレピータ
30,20及び10を設ける。夫々のレピータ
1,2及び3の出力側に夫々電気−光変換器4,
5及び6を設ける。夫々のレピータ30,20及
び10の出力側に夫々電気−光変換器9,8及び
7を設ける。障害位置信号F1,F2及びF3を
全波振幅変調器100,200及び300を介し
て夫々のレピータ1,2及び3の電気−光変換器
4,5及び6に結合させる。障害位置信号F3
0,F20及びF10を全波振幅変調器302,
202及び102を介して夫々のレピータ30,
20及び10の電気−光変換器9,8及び7に結
合する。夫々の光フアイバ11,12及び13は
夫々のレピータ1,2及び3に対するそれ以遠の
伝送線路を形成する。光フアイバ14,15及び
16が夫々レピータ30,20及び10に対する
それ以遠の光伝送線路を形成する。注意すべきこ
とはどのようにして障害位置信号が発生し、運ば
れるのかについては後にも述べないことである。
これについては文献が多数の方法を開示してい
る。例えば前段のレピータから障害位置信号を受
け取つた後、当該レピータがこの信号を再生し、
その後でそれを次段のレピータに送ることが知ら
れている。また、前段のレピータから障害位置信
号を受け取つた後、当該レピータはそれ自体の位
置信号を次段のレピータに送ることも知られてい
る。
第2図は位置情報が与えられた後の線路振幅器
の出力側の光信号の形状を示したものである。こ
のデイジタル主信号の論理1レベルは光出力P1
に対応し、主信号の論理0レベルは光出力P0に
対応する。線路増幅器の回路パラメータに既知の
態様で変化が生じたにもかかわらず、制御ループ
により両レベルP0及びP1が一定に保たれる。こ
の制御ループは光出力の緩慢な変化にしか応答し
ないように設計されている。制御ループは光主信
号の高速な変化には応答しない。制御ループが緩
慢な変化にしか応答しないという事実は振幅変調
により位置情報をデイジタル主信号にのせるのに
役立つ。
第2図に示したように、位置信号の論理1の伝
送は主信号の論理0と論理1とを夫々レベルP0
及びP1に保つことにより得られる。位置信号の
論理0の伝送は主信号の論理0と論理1とを夫々
レベルP00及びP10に保つレベルP00とP10とはP0
及びP1に対して、光源内で消費される電力が障
害位置信号の論理レベルに依存することのないよ
うに選ぶ。光源はレーザダイオードとすることが
できる。この場合は消費される電力はレーザダイ
オードを流れる電流にほぼ比例する。供給される
光量も同じ電流の関数であり、I0、I1、I00及び
I10が夫々光量P0、P1、P00及びP10を出力する
電流である。光レベル「高」(P1又はP10)が光
レベル「低」(P0又はP00)と同じ頻度で生ずる
と看做せる時は、論理信号の論理「1」が運ばれ
る場合平均電力は次式に等しい。
1/2(I0+I1)・Vd ……(1) 但し、Vdは仮定された一定のダイオード電圧
である。また、位置信号の論理0が運ばれる場合
の平均消費電力は 1/2(I00+I10)・Vd ……(2) に等しい。ここで今度は I00−I0=I1−I10=Δ と仮定する。こうすると式(1)と(2)は等しくなる。
蓋し、 1/2(I00+I10)=1/2(I0+Δ+I1−Δ) =1/2(I0+I1) であるからである。
結果として、両方の場合平均消費電力は等し
く、従つて通信系でコヒーレントな光源を用いる
場合は、この光源の温度は一定に保たれる。結果
としてたとえば振幅変調として位置情報がデイジ
タル主信号に重畳されていても、光源により放射
された光の波長変調は生じない。
光レベル「高」と「低」が等しい頻度で起るの
ではない場合は、式(1)は変わらない。高レベルと
低レベルが夫々確立P(h)及びP(l)で生ずる時は式
(1)は次式のようになる。
〔P(h)・I(1)+P(1)・I(0)〕・Vd……(4) 式(2)は次のように変わる。
〔P(h)・I(10)+P(1)・I(00)〕・ Vd ……(5) 今次式が成立するものと仮定する。
I(00)−I(0)=P(h)/P(1)・〔I(1)−I(10)
〕=Δ この時式(4)と(5)は等しくなる。蓋し、 P(h)・I(00)+P(1)・I(00) =P(h){I(1)−P(1)/P(h)・Δ}+P(1) 〔I(0)+Δ〕=P(h)・I(1)+P(1)・I(0) であるからである。この場合も消費される電力は
障害位置信号に依存しない。それ故、振幅変調と
して位置情報がデイジタル主信号にのつている場
合でも波長変調が生じない。
第3図はレピータの構造を示す。光フアイバ1
1から入つてくる光信号は光電変換器55により
等価な電気信号に変換され、この電気信号が前置
増幅器56を介して可変利得増幅器57に入力さ
れる。この可変利得増幅器57により出力される
信号は再生器63を介して出力増幅器58に入力
される。この出力増幅器58の出力信号は障害位
置変調器200と電気−光変換器5とを介して等
価な光信号に変えられ、この光信号が別の伝送線
路12に加えられる。可変利得増幅器57の出力
端子とその制御入力端子との間にピーク検出器5
9と比較器60とを具える制御ループを設ける。
この可変利得増幅器57と制御ループとにより、
可変利得増幅器57の出力端子における信号のピ
ーク電圧が一定になる。
通常はピーク検出器の時定数を主信号にのつて
いる振幅変調が数KHzの変調周波数迄検出できる
ように選ぶ。これは実際にはピーク検出器59が
障害位置信号に対する復調器として動作すること
を意味する。これと対照的に、或る場合には制御
ループの制御速度(control rate)が可変利得増
幅器57の出力端子からの信号の振幅をほぼ一定
に保つに十分なだけ高くする。この目的で、可変
利得増幅器の利得を可変利得増幅器57の信号入
力端子62に生ずる信号の振幅の逆数に従つて変
化する。これは可変利得増幅器57の制御入力端
子65の制御信号の変化が振幅変調として主信号
に重畳されている障害位置信号と一致する必要が
あることを意味する。結果として可変利得増幅器
57の制御入力端子65に障害位置信号を検出で
きる。
第3図の実施例では更に障害位置信号F2に対
する変調器をどのようにして構成するかが示され
ている。この変調器は双極双投スイツチ40と単
極双投スイツチ41とを具える。これらのスイツ
チは既知の態様で作ることができる。例えば、ス
イツチングトランジスタにより作ることができ
る。双極双投スイツチ40の第1の接点42及び
45は電気−光変換器5の一方の端子と、電気−
光変換器に対しバイアス電流I〓を供給する電流
源201とに接続する。電流源201の他方の端
子は定電位点に接続する。
双極双投スイツチ40の第2の接点43及び4
4は定電位点に接続する。スイツチ40の第1の
極46はスイツチ41の第1の接点48に接続す
る。スイツチ40の第2の極47はスイツチ41
の第2の接点49に接続すると共に電流源52を
介して定電位点に接続する。スイツチ41の極5
0は電流源51を介して定電位点に接続する。双
極スイツチ40は出力増幅器58から供給される
主信号により動作させられる。主信号が「低」レ
ベルにある時スイツチ40は例えば図示した位置
をとる。
スイツチ41は障害位置信号F2により動作さ
せられる。スイツチ41が図示した位置にある
時、スイツチ40の位置に依存してI(1)+1〓又
はI〓+I(2)に等しい電流が電気−光変換器5に
流れる。この結果電流は第4図のレベル00と10と
の間を動く。これらのレベルは第2図のレベル
P00とP10とに対応する。この場合主信号は障害
位置信号F2の論理0により変調される。スイツ
チ41が他方の位置をとる時、電気−光変換器5
へ運ばれる電流はスイツチ40の位置に依存して
I〓はI〓+1/2〔I(1)+I(2)〕に等しい。それ 故この電流は第4図のレベル0と1との間を動
く。これらのレベルは第2図のレベルP0とP1に
対応する。この場合主信号は障害位置信号F2
論理1により変調される。両方の場合を通してレ
ーザダイオード5を通つて流れる電流の平均値は
I〓+1/2I(1)+I(2)に等しく、この結果低周波 の障害位置信号F2の論理値に依存しなくなる。
これは電気−光変換器5で消費される電力が一定
に保たれることを意味する。斯くして振幅変調は
電気−光変換器5の温度に影響せず、結果として
波長変調は生じない。
第5図は光信号の高レベルと低レベルとが等し
い頻度で生ずるのではない場合の例を示す。本例
では双極スイツチ89を障害位置信号F2により
動作させる。この双極スイツチ89の接点48は
双極スイツチ40の第1の極46に接続する。双
極スイツチ89の接点49は双極スイツチ40の
第2の極47に接続する。双極スイツチ89の接
点86及び87は定電位点に接続する。双極スイ
ツチ89の第1の極50は電流源51を介して定
電位点に接続し、これに対し双極スイツチ89の
第2の極88は電流源90を介して定電位点に接
続する。他の要素は第3図の例に示したものと同
一である。双極スイツチ89が図示した位置にあ
る時は双極スイツチ40の位置に依存してI(1)+
I〓又はI(2)+I〓に等しい電流が電気−光変換
器5へ流れる。この場合は主信号は、例えば、障
害位置信号の論理0により変調されている。この
時電気−光変換器5で消費される平均電力は次式
のようになる。
Po={p(h)・(I(2)+I(0))+P(1)(I(1)+I
(0))}・Vd ={P(h)・I(2)+p(1)・I(1)+I(0)}・Vd
……(7) ここではp(h)は主信号の光高レベルが発生する
確立p(l)は主信号の光低レベルが発生する確率で
あり、Vdは一定のダイオード電圧である。
双極スイツチ89が他の位置にある時は、双極
スイツチ40の位置に依存してI〓又はI(2)+I
(3)+I〓に等しい電流が電気−光変換器5へ流れ
る。この場合は主信号が例えば障害位置信号の論
理1により調整されている。この時電気−光変換
器5で消費される平均電力は次式のようになる。
P1={p(h)・(I(2)+I(3)+I(0)+p(1)・I
(0)}・Vd ={p(h)(I(2)+I(3))+I(0)・Vd ……(8) 関 係 I(1)=p(h)/p(1)・I(3) ……(9) が成立すると仮定すると、関係式(7)及び(8)で示
した消費電力が等しくなり、障害位置情報が振幅
変調としてデイジタル主信号の上に重畳している
にもかかわらず、波長変調は生じない。
第6図の例では異なる変調法が示されている。
第3図の変調法と対照的に電気−光変換器5から
放出された光を今度は直接変調する。この目的で
この放出された光を電気的に制御できる減衰器、
例えば液晶減衰器に通す。このような減衰器の一
例はElectronics Letters、1979年3月1日、第
15巻第5号、第146〜147頁にのつているEve
Smith著“New Automatic Gain Control
System、for Optical Receivers”に記載されて
いる。
このような液晶減衰器はその光を減衰する程度
が印加された制御電圧に依存するという特性を有
する。これはこの先の伝送線路である光フアイバ
12内に照射される光信号が誤差位置源206に
より供給される電圧により変調されることを示
す。この方法では電気−光変換器5を通つて流れ
る電流が振幅変調されていないから、電気−光変
換器5を流れる平均電流は一定に保たれる。それ
故、ここでも波長変調は生じない。
第7図には主信号の振幅変調の第2の例が示さ
れている。変調器200は2個の双極双投スイツ
チ71及び72を具える。これらのスイツチは既
知の態様、例えばスイツチングトランジスタで作
ることができる。スイツチ72の第1の接点80
及び81は光源5に接続し、第2の接点79及び
82を定電位点に接続する。スイツチ71の接点
75及び76は電流源85の一方の端子に接続
し、第2の接点73及び77を電流源85の他方
の端子に接続する。スイツチ71及び72の夫々
の極74と86′を電流源83を介して定電位点
に接続し、極78と87′を電流源84を介して
定電位点に接続する。双極スイツチ72は振幅器
58から供給される主信号により動作させられ、
主信号が高レベルにある時スイツチ72は例えば
図示した位置をとる。双極スイツチ71は障害位
置信号F2により動作させられる。スイツチ71
が図示した位置にある時、スイツチ72の位置に
依存してI(2)+I(0)又はI(1)−I(0)に等しい電
流が電気−光変換器5に流れる。それ故電気−光
変換器5を流れる電流は第8図のレベル1及び0
の間を動く。これらのレベルは第2図のレベル
P1及びP0に対応する。この場合は主信号が障害
位置信号F2の論理1により変調させられる。ス
イツチ71が他方の位置にある時は電気−光変換
器5を流れる電流はI(2)−I(0)又はI(1)+I(0)
に等しい。それ故電気−光変換器5を流れる電流
は第8図のレベル10と00の間を動く。これらの
レベルは第2図のレベルP10及びP00に対応する。
この場合主信号は障害位置信号F2の論理0によ
り変調させられる。両方の場合を通して電気−光
変換器5を流れる電流の平均値は1/2〔I(1)+I
(2)〕に等しく、従つて低周波障害位置信号F2
論理値に依存しなくなる。これは電気−光変換器
5内で消費される電力が等しく保たれることを意
味する。それ故振幅変調は電気−光変換器5の温
度に何の影響も与えず、このため波長変調は生じ
ない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る障害位置装置の一例のブ
ロツク図、第2図は第1図の装置の動作を説明す
るための波形図、第3図は第1図の装置で用いる
ための全波振幅変調器の一例の回路図、第4図は
第3図に示す例の動作を説明するための説明図、
第5図は第1図の装置で用いるための全波振幅変
調器のもう一例の回路図、第6図は第1図の装置
で用いるための全波振幅変調器の更にもう一例の
回路図、第7図は第1図の装置で用いるための全
波振幅変調器の第4の例の回路図、第8図は第7
図に示す例の動作を説明するための説明図であ
る。 1,2,3,10,20,30……レピータ、
4〜9……電気−光変換器、11〜16……光フ
アイバ、40……双極双投スイツチ、41……単
極双投スイツチ、42,45……第1の接点、4
3,44……第2の接点、46……第1の極、4
7……第2の極、48……第1の接点、49……
第2の接点、50……スイツチ41の極、51,
52……電流源、55……光電変換器、56……
前置増幅器、57……可変利得増幅器、58……
出力増幅器、59……ピーク検出器、60……比
較器、62……可変利得増幅器の信号入力端子、
63……再生器、65……可変利得増幅器の制御
入力端子、71,72……双極双投スイツチ、7
3,77……第2の接点、74……極、75,7
6……第1の接点、78……極、79,82……
第2の接点、80,81……第1の接点、85…
…電流源、86,87……接点、86′,87′…
…極、88……第2の極、89……双極スイツ
チ、90……電流源、100,102,200,
202,300,302……全波振幅変調器、2
00……障害位置変調器、201……電流源、2
05……光減衰器、206……誤差位置源、…
…第1の端局、……第2の端局、F1,F2,
F3,F30,F20,F10……障害位置信
号。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 デイジタル光伝送系内の2個の端局間に一伝
    送方向又は両伝送方向にレピータを設け、各レピ
    ータの出力側に先方の光伝送路へ結合された電気
    −光変換器を設け、各レピータと端局との間の障
    害位置信号をデイジタル光伝送信号の振幅変調に
    より運び、そのデイジタル光伝送信号は少なくと
    も第1レベルと第2レベルとを有するデイジタル
    光伝送系用の障害位置探索装置において、 前記デイジタル光伝送信号の第1レベルへ前記
    障害位置信号を加算するため、及び前記デイジタ
    ル光伝送信号の第2レベルから前記障害光情報を
    減算するために、各レピータ内で振幅変調器を電
    気−光変換器と縦続接続したことを特徴とするデ
    イジタル光伝送系用の障害位置探索装置。 2 振幅変調器が電気−光変換器の前方に接続さ
    れ、この振幅変調器200が双極双投スイツチ4
    0と単極双投スイツチ41とを具え、双極双投ス
    イツチ40がデイジタル光伝送信号の論理レベル
    に従つて動作させられ、単極双投スイツチ41が
    障害位置信号の論理レベルに従つて動作させら
    れ、単極双投スイツチ41の極50が第1電流源
    51を介して定電位点に接続され、単極双投スイ
    ツチ41の第1接点49は双極双投スイツチ40
    の第1極47へ接続され、単極双投スイツチ41
    の第2極48は双極双投スイツチ40の第2極4
    6へ接続され、双極双投スイツチ40の第1極4
    7が第2電流源52を介して定電位点に接続さ
    れ、双極双投スイツチ40の第1要素の第1接点
    42と双極双投スイツチ40の第2要素の第2接
    点45とが電気−光変換器5に接続され、双極双
    投スイツチ40の第1要素の第2接点43と双極
    双投スイツチ40の第2要素の第1接点44とが
    定電位点に接続されることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項記載のデイジタル光伝送系用の障害
    位置探索装置。 3 振幅変調器が電気−光変換器の前方に接続さ
    れ、該振幅変調器が第1双極双投スイツチ40と
    第2双極双投スイツチ89とを具え、第1双極双
    投スイツチがデイジタル光伝送信号の論理レベル
    に従つて動作させられ、第2双極双投スイツチが
    障害位置信号の論理レベルに従つて動作させら
    れ、第2双極双投スイツチ89の第1要素の第1
    接点48を第1双極双投スイツチ40の第1極4
    6に接続し、第2双極双投スイツチ89の第2要
    素の第2接点49を第1双極双投スイツチ40の
    第2極47に接続し、第2双極双投スイツチ89
    の第1要素の第2接点86と第2双極双投スイツ
    チ89の第2要素の第1接点87とを定電位点に
    接続し、第1双極双投スイツチ40の第1要素の
    第2接点43と第1双極双投スイツチ40の第2
    要素の第1接点44とを定電位点に接続し、第1
    双極双投スイツチ40の第1要素の第1接点42
    と第1双極双投スイツチ40の第2要素の第2接
    点45とを電気−光変換器5に接続し、第2双極
    双投スイツチ89の第1極を第1電流源51を介
    して定電位点に接続し、第2双極双投スイツチ8
    9の第2極88を第2電流源90を介して定電位
    点に接続し、且つ第2双極双投スイツチ89の第
    2要素の第2接点49を第3電流源52を介して
    定電位点に接続したことを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載のデイジタル光伝送系用の障害位
    置探索装置。 4 振幅変調器200がその制御入力端子Fを障
    害位置信号路へ接続された電気的に制御可能な光
    減衰器205を具えており、この振幅変調器が電
    気−光変換器5と先方への伝送路との間に接続さ
    れたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    のデイジタル光伝送用の障害位置探索装置。 5 振幅変調器が電気−光変換器の前方に接続さ
    れ、該振幅変調器200が第1双極双投スイツチ
    72と第2双極双投スイツチ71とを具えてお
    り、第1双極双投スイツチはデイジタル光伝送信
    号の論理レベルに従つて動作させられ、第2双極
    双投スイツチは障害位置信号の論理レベルに従つ
    て動作させられ、第1双極双投スイツチ72の第
    1要素の第1接点81と第1双極双投スイツチ7
    2の第2要素の第2接点80とを電気−光変換器
    5に接続し、第1双極双投スイツチ72の第1要
    素の第2接点82と第1双極双投スイツチ72の
    第2要素の第1接点79とを定電位点に接続し、
    第2双極双投スイツチ71の第1要素の第1接点
    76と第2双極双投スイツチ71の第2要素の第
    2接点75とを第1電流源85の第1端子に接続
    し、第2双極双投スイツチ71の第1要素の第2
    接点77と第2双極双投スイツチ71の第2要素
    の第1接点73とを第1電流源85の第2端子に
    接続し、第1双極双投スイツチ72の第1極87
    を第2双極双投スイツチ71の第1極78に接続
    し、これら第2双極双投スイツチ71の第1極7
    8と第1双極双投スイツチ72の第1極87とを
    第2電流源84を介して定電位点に接続し、第1
    双極双投スイツチ72の第2極86を第2双極双
    投スイツチ71の第2極74に接続し、これら第
    2双極双投スイツチ71の第2極74と第1双極
    双投スイツチ72の第2極86とを第3電流源8
    3を介して定電位点に接続することを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載のデイジタル光伝送系
    用の障害位置探索装置。
JP57235157A 1982-01-04 1982-12-28 デイジタル光伝送系用の障害位置探索装置 Granted JPS58120332A (ja)

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NL8200002 1982-01-04

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