用于监视光纤链路的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种装置和由该装置执行的用于监视光纤链路的方法。被提供用于监视光纤链路（300）的方法包括：生成（S101）用于监视所述光纤链路的监视信号；将所生成的监视信号与要在所述光纤链路上传送的数据信号进行组合（S102）;检测（S103）来自所述光纤链路的所述监视信号的背散射;检测（S104）在所检测的背散射监视信号的特性中的改变;以及根据所检测的特性中的改变确定（S105）沿所述光纤链路所述监视信号被修改位于的至少一个位置以及在这个位置的信号损耗。

Devices and methods used to monitor optical fiber links

The present invention relates to a device and a method of monitoring an optical fiber link executed by the device. Is provided for monitoring optical fiber link (300) method includes: generating (S101) used to monitor the signal monitoring the optical fiber link; monitoring signal will be generated in combination with a data signal to be transmitted in the optical fiber link (S102); (S103) detecting the backscattered signals from the monitoring fiber link; detection (S104) in the characteristics of back scattering monitor signal detected by the change; and according to the characteristics of the detected change in determining (S105) along the fiber link of the monitoring signal is modified in at least one position and signal loss in this position.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于监视光纤链路的装置和方法
本专利技术涉及一种装置以及由该装置执行的监视光纤链路的方法。本专利技术还涉及用于根据本专利技术使装置执行该方法的一种计算机程序以及相应的计算机程序产品。
技术介绍
对在因特网和其他网络传送的视频/数据的增长的需求增加了在传送和递送系统中对更高速度的需要，尤其是在被称为“最后一英里”的部分，即到达用户的传送线的最后部分。如今，电信运营商正在部署大量的光纤链路，以便基于无源光纤网络（PON）向用户递送宽带接入。随着正在增加的光纤和线缆的数量，在PON的某个点的故障概率同样增加，从而产生了对于光纤检查的需求。对用于预防和故障维护的光纤维护功能的需要已经例如由国际电信联盟的电信标准化部门第6研究组（ITU-TSG6）进行了广泛的讨论。由该研究组考虑的大多数研究基于传统的光时域反射法（OTDR）的使用，以便以合理准确性定位故障，而不在光网络中并且不干扰数据传送。值得期望的是实现既不干扰数据传送，也不要求高的额外资本和操作成本的检查解决方案。此外，PON中副载波复用（SCM）信号的实现能够实现将副载波使用于光纤监视目的，而不是在单独的光载波上监视故障，这将要求单独的传送和检测方案。针对故障位置提出的一些解决方案是基于相干光频域反射法（OFDR）技术（参见Oberson等人的“OpticalFrequencyDomainReflectometrywithaNarrowLinewidthFiberLaser”，IEEEPhotonicsTechnologyLetters，第12卷，第7期，2000年7月，867-869），这提供了对于几百米到几千米的光纤监视的准确度。然而，这种途径与高相干激光的部署相关联，使得它禁止与SCMPON监视相关联。基于非相干OFDR的其它解决方案已经被提出（参见Ryu，Dagenais的“IncoherentOpticalFrequencyDomainReflectometryforHealthMonitoringofAvionicsFiberOpticsNetworks”Avionics，光纤光学与光子技术会议，IEEE，2008年9月30日-2008年10月2日15-16；Shao等人，美国专利号8,514,381），但两者都使用调制频率的宽带频扫，这与副载波数据传送不相容，并且只能在网络中检测装置处的局部反射。另一种提出的解决方案是基于通过抑制瑞利散射（Rayleighscattering）并沿光纤检测反射来对来自光纤的反射信号的频率响应进行测量（参见Nakayama等人的“OpticalFiberFaultLocatorbytheStepFrequencyMethod”，AppliedOptics，第26卷，第3期，1987年2月1日，440-443）。然而，这种解决方案不能够检测作为光网络中常见故障的非反射损耗。
技术实现思路
本专利技术的目的是要解决或至少减轻在本领域中的这个问题，并且要提供用于监视光纤链路的改进的方法和装置。这个目的在本专利技术的第一方面中通过监视光纤链路的方法来达成，所述方法包括：生成用于监视所述光纤链路的监视信号，所述监视信号在选择的频率的至少一个集合上被略扫;将所生成的监视信号与要在所述光纤链路上传送的数据信号进行组合;检测来自所述光纤链路的所述监视信号的背散射;检测在所检测的背散射监视信号的特性中的改变;以及根据所检测的特性中的改变确定沿所述光纤链路所述监视信号被修改位于的至少一个位置以及在这个位置的信号损耗。这个目的在本专利技术的第二方面中通过配置成监视光纤链路的监视装置来达成。所述监视装置包括：信号生成器，配置成生成要与将在所述光纤链路上由光学传送器来传送的数据信号进行组合的监视信号，所述监视信号在选择的频率的至少一个集合上被略扫；光学接收器，配置成检测来自所述光纤链路的所述监视信号的背散射；以及处理单元，配置成检测在所检测的背散射监视信号的特性中的改变，并且根据特性中的所述改变确定沿所述光纤链路所述监视信号被修改位于的至少一个位置，以及由所述修改引起的信号损耗。因此，在光学传送器处，监视信号被生成并且与要被监视的在光纤链路上将传送的“常规”数据信号进行组合。监视信号调制光源，以便经由光学环形器在光纤链路上传送光学信号。所组合的信号进入环行器的第一端口并且经由第二端口离开进入光纤链路中。在光纤链路中存在故障或损坏的情况下，所组合的信号在故障或损坏点之后将被衰减和/或部分被反射（即被修改）向用户。沿链路背散射的监视信号的小部分在故障或损坏点之后也将被衰减或修改。背散射信号将因此在环形器的第二端口被接收并且在环行器的第三端口被输出。因此，在环形器的第三端口检测到背散射监视信号，并且在通过诸如逆快速傅立叶变换（IFFT）的数学处理的实施例中确定在背散射监视信号的特性中的改变，以展现沿光纤链路的监视信号强度，包括光纤衰减、局部损耗和反射。所处理信号的随机波动降低了信噪比（SNR）和结果的动态范围（DR）。这些波动依赖于光频率以及依赖于用来测量信号的调制频率的集合。通过使用不同的光波长或调制频率的不同集合来重复测量规程以及对结果求平均将会然后增加测量的动态范围和SNR。因此，在实施例中，对在所检测的背散射监视信号的特性中的改变进行检测并随后确定沿光纤的修改位置，所述操作有利地包括如下步骤：通过在选择的频率的多个集合上执行略扫来生成监视信号、对于频率的每个集合计算所检测的背散射监视信号的IFFT、以及将对于频率的每个集合所计算的IFFT的结果求平均。在本专利技术的进一步实施例中，监视装置包括用于采用正弦频扫监视信号作为参考，执行背散射信号的检测的向量电压表，其中有利地检测背散射监视信号的振幅和相位。在仍有进一步的实施例中，将在所检测的背散射监视信号的特性中的所检测的改变与在所检测的背散射监视信号的特性中的估计的改变进行比较。如果估计足够准确，则所述至少一个位置和信号损耗能够有利地根据所检测的改变对于所估计的改变的最佳拟合来被确定。因此，在通过执行IFFT检测在监视信号的特性中的改变的情况下，所执行的IFFT能够被比较并对于估计的IFFT进行拟合，因为光纤链路的预期传递函数一般被光纤链路运营商所知。在还有的进一步实施例中，所述拟合是通过利用最小均方（LMS）或数字趋势滤波器来进行的。采用所公开的监视装置，用于故障位置和损耗测量的光纤监视方案在光纤链路（如在例如PON和混合铜-光纤PON中所使用的）中采用用于数据传送的相同设备来有利地被提供。因此，呈现了一种用于基于对光纤中所发射的光功率的调制，并通过向用于数据传送的设备添加监视装置来测量所调制的背散射光功率的相位和振幅，来定位和测量光纤中的故障的方法，从而有利地给予低的额外成本。该方法使用SCM-PON的副载波，并且能够同等地被使用在利用时分复用（TDM）或波分复用（WDM）的PON中。沿光纤链路的监视信号的修改通常包括监视信号的衰减或部分反射。因此，有利地确定修改的位置以及由修改导致的信号损耗或反射强度。监视信号通常（但不一定）在一个特定副载波中生成，以避免与在其它副载波上的数据信号的任何干扰。任何副载波或副载波的组合能够被用来监视光学链路。有利地，光纤链路中的故障位置和强度的检测能够在不需要额外的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种监视光纤链路的方法，包括：生成(S101)用于监视所述光纤链路的监视信号，所述监视信号在选择的频率的至少一个集合上被略扫；将所生成的监视信号与要在所述光纤链路上传送的数据信号进行组合(S102)；检测(S103)来自所述光纤链路的所述监视信号的背散射；检测(S104)在所检测的背散射监视信号的特性中的改变；根据所检测的特性中的改变确定(S105)沿所述光纤链路所述监视信号被修改位于的至少一个位置以及在这个位置的信号损耗。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.28 US 62/1676931.一种监视光纤链路的方法，包括：生成(S101)用于监视所述光纤链路的监视信号，所述监视信号在选择的频率的至少一个集合上被略扫；将所生成的监视信号与要在所述光纤链路上传送的数据信号进行组合(S102)；检测(S103)来自所述光纤链路的所述监视信号的背散射；检测(S104)在所检测的背散射监视信号的特性中的改变；根据所检测的特性中的改变确定(S105)沿所述光纤链路所述监视信号被修改位于的至少一个位置以及在这个位置的信号损耗。2.如权利要求1所述的方法，其中所述监视信号的所述生成包括：在所选择的频率的至少一个集合上执行(S201)正弦频扫，以生成所述监视信号；所述方法还包括：在将所述正弦频扫监视信号作为参考的情况下，执行(S204)所述背散射信号的向量电压表检测，其中检测所述背散射监视信号的振幅和相位。3.如权利要求1或2所述的方法，其中对所检测的背散射监视信号的特性中的改变的所述检测包括：计算所检测的背散射监视信号的逆快速傅立叶变换(S205)。4.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中对所检测的背散射监视信号的特性中的改变的所述检测包括：通过在选择的频率的多个集合上执行略扫来生成(S201)所述监视信号；对于频率的每个集合，计算(S205)所检测的背散射监视信号的所述逆快速傅立叶变换；以及将对于频率的每个集合计算的所述逆快速傅立叶变换的结果求平均。5.如权利要求4所述的方法，其中所述确定(S105)所述至少一个位置包括：基于对所检测的背散射监视信号的所述逆快速傅立叶变换的求平均结果，确定沿所述光纤链路所述监视信号被修改位于的所述至少一个位置，其中检测所述光纤链路的至少一个故障的位置和由所述至少一个故障引起的信号损耗。6.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中所述确定沿所述光纤所述监视信号被修改位于的所述至少一个位置包括：比较在所检测的背散射监视信号的特性中的所检测的改变与在所检测的背散射监视信号的特性中的估计的改变；以及根据所检测的改变对于所估计的改变的最佳拟合，确定(S206)所述至少一个位置和信号损耗。7.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中使用最小均方拟合来确定沿所述光纤链路所述监视信号被修改位于的所述至少一个位置，以及由所述修改引起的信号损耗。8.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中使用数字趋势滤波器来确定沿所述光纤链路所述监视信号被修改位于的所述至少一个位置，以及由所述修改引起的信号损耗。9.如前述权利要求中的任一项所述的方法，还包括：生成要在所述光纤链路上传送的数据信号；基于所组合的数据信号和监视信号，在所述光纤链路上生成光学信号；向环行器的第一端口供应所生成的光学信号，以便经由所述环行器的第二端口在所述光纤链路(300)上传送所生成的光学信号，并且经由所述环行器的第二端口接收所述背散射监视信号，且经由所述环形器的第三端口向所述监视装置供应所述背散射监视信号。10.一种监视装置(150)，配置成监视光纤链路(300)，包括：信号生成器(151)，配置成生成要与将在所述光纤链路(300)上由光学传送器(100)来传送的数据信号进行组合的监视信号，所述监视信号在选择的频率的至少一个集合上被略扫；光学接收器(152)，配置成检测来自所述光纤链路(300)的所述监视信号的背散射；处理单元(160)，配置成检测在所检测的背散射监视信号的特性中的改变，并且根据特性中的所述改变确定沿所述光纤链路所述监视信号被修改位于的至少一个位置，以及由所述修改引起的信号损耗。11.如权利要求10所述的监视...

【专利技术属性】
技术研发人员：JP冯德维德，G卡斯特罗多阿马拉，DR维拉发尼卡巴勒罗，
申请(专利权)人：瑞典爱立信有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE