CN1655481A - 有源光纤损耗监测器与其方法 - Google Patents

有源光纤损耗监测器与其方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1655481A
CN1655481A CNA2005100541893A CN200510054189A CN1655481A CN 1655481 A CN1655481 A CN 1655481A CN A2005100541893 A CNA2005100541893 A CN A2005100541893A CN 200510054189 A CN200510054189 A CN 200510054189A CN 1655481 A CN1655481 A CN 1655481A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wavelength
optical fiber
fiber
osc
amplifier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2005100541893A
Other languages
English (en)
Inventor
A·F·埃文斯
S·格雷
V·S·苏达沙拉姆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Corning Inc
Original Assignee
Corning Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Corning Inc filed Critical Corning Inc
Publication of CN1655481A publication Critical patent/CN1655481A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/07—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems
    • H04B10/071—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using a reflected signal, e.g. using optical time domain reflectometers [OTDR]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/07—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems
    • H04B10/075—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using an in-service signal
    • H04B10/077—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using an in-service signal using a supervisory or additional signal
    • H04B10/0771—Fault location on the transmission path
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/80—Optical aspects relating to the use of optical transmission for specific applications, not provided for in groups H04B10/03 - H04B10/70, e.g. optical power feeding or optical transmission through water
    • H04B10/85—Protection from unauthorised access, e.g. eavesdrop protection

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Abstract

一种用于检测光纤(104)中细微光纤损耗(102)的***(10)，包括耦合到光纤(104)中具有第一波长的第一信道(106)。同样耦合到光纤(104)的第二信道(108)，其具有不同于第一波长的第二波长。在监测节点(112)被耦合到光纤(104)的至少一个光电检测器电路(110)，用于检测第一与第二信道之间功率比的变化，以便沿光纤(104)的任何位置检测细光纤损耗(102)。

Description

有源光纤损耗监测器与其方法
发明背景
发明领域
本发明通常涉及光纤通信，特别涉及在光纤通信中的光纤故障检测。
背景技术
光纤通信网络使用光纤以优质的信号质量高数据速率地传送光信号形式的数据。例如，诸如老化和其他成分损坏等自然发生的损耗现象会使信号质量下降。在网络中，光信号由发射机产生，并通过光纤发送到接收机。
网络安全已经变得日益重要。不幸地是，光纤容易受到侵入的损坏。例如，入侵者能够弯曲单模或者多模光纤，抽出在光纤中行进的部分光。入侵者然后截取由光纤传送的光纤信号中行进的数据，而不会引起接收机的重大信号损耗。用这种方式，在光纤链路中损害了网络安全却无人知道。
当今的商业中，安装地点(in-field)光监测使用波长1510nm(典型地对于铒放大的C波段)或波长1625nm(典型地对于铒放大的L波段)的单个光监测信道(OSC)。在这些波长中，其中一个廉价的宽波谱Fabry-Perot激光以低数据速率传送有关放大器盒或节点之间的传输链路的状况信息。在每组前置和后置放大器中，光纤滤波器在前置放大器的输入端提取OSC信号，OSC滤波器电子地检测OSC信号并再次将其注入后置放大器的放大器输出端，从而在前馈方向传送。这个监测信道的功能是检查光连续性，监测放大器的功率损耗以及传送来自上述网络元件的各种警报。当放大器中的输入OSC信号下降低于某一数值，典型的是1dB，便触发报警，这使得接收机信噪比降低和检测的比特中发生误差。不必对信道功率中较小的变化报警，因为他们不影响比特差错率或光纤质量。
另一种商业上可用的网络监测器给出每个信道的功率频谱。当光透明度经由光交叉连接，动态增益扁平滤波器、光谱功率均衡器和固定或可变波长增加/下降节点被引入***，全光谱信息变得重要。对光谱的认识确保任何依赖波长的设备的可靠运行或被用于反馈控制环路内以控制功率谱。市场中存在各种大量光学部件或基于光纤的商业设备使用Fabry-Perot空腔或衍射光栅执行这些功能。
光监测的第三种形式是光时域反射测量法(OTDR)。OTDR使用脉冲的瑞利反向散射或暂时选通Fabry-Perpt激光二极管作为被分配的探针或光纤的离散光衰减。然而，OTDR通常是熟练技术人员在初期安装期间或者修理时故障定位期间使用的独立工具。典型地不进行连续的安装地点(in-field)OTDR监测。一个原因是由于直列的光放大器的输入和输出隔离器使得光传输链接通常是单方向。
需要一种用于监测和管理光纤链路的改进方法和***。特别地，需要成本-有效地监测和管理光纤链路的完整性和质量。
发明内容
本发明的一个方面是检测光纤中细微损耗的方法和***，光纤中包括耦合到该光纤具有第一波长的第一信道。具有不同于第一波长的第二波长的第二信道也耦合到光纤上。在监测器点耦合到光纤的至少一个光电检测器电路，用于检测第一与第二信道之间功率比的变化，以检测在沿光纤任何位置的细微光纤通信损耗。
在另一方面，本发明包括用于第一或第二信道的OSC滤波器。
接下来的描述将详细阐述本发明的其他优点、目的和特征，并且从描述或者通过实践在此描述的本发明的认识中，部分地对本领域的普通技术人员显而易见，在此的描述包括下文的详细描述，权利要求以及附图。
应当理解上文概述和下文详细说明提出了依据本发明的教导、范例，并且意图提供一种理解所要求的本发明性质和特征的概述和结构。包括附图用于提供对本发明更进一步的理解，其结合并组成说明书的一部分。附图举例说明根据本发明的各种实例、教导，并与说明一起解释本发明的原理和操作。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的示意图；
图2是曲线图，依照本发明显示了由于图1中使用功率比变化基础，粒化单模光纤SMF28的波长-依赖损耗；
图3是本发明放大器盒内部的第二实施例的示意图，其中抽头耦合器302与滤波器312和314替换图1的OSC滤波器312检测带内信号的功率比变化，而不是图1中的带外信号；
图4是本发明第三实施例的示意图，其中前馈检测监测路径404代替图1的后馈检测监测路径704；
图5是本发明第四实施例的示意图，其中向图4的前馈检测路径404增加OTDR反向路径504；
图6是依照本发明在图1中使用的示范性功率谱；
图7是本发明第五实施例的示意图，其中依照本发明教导双向监测；
图8是本发明第六实施例的示意图，其中依据本发明教导循环器被用于简化图7中的双向检测；
图9是本发明第七实施例的示意图，如依据本发明的教导路由反向散射光。
优选实施方式
弯曲光纤是用于输出耦合光的一种机构，为了非特许用户截取信息。其他自然发生的光纤损耗现象也由波长依赖。
参考图2，将绕轴心弯曲光纤得到的波长依赖损耗制成图表。由于波长依赖性，可以连续测量两个不同波长光功率比的任何变化，并将其用作光纤抽头或需要进一步调查的自然发生事件的指示器。将围绕金属轴心缠绕的单模光纤诸如粒化SMF28光纤的波长依赖损耗作为一个实例显示。轴心半径与包角(其中一转是360度)通过变化角度定义该实例中的损耗值在1550nm波长时被设置为0.25(曲线202)、0.5(曲线204)或1dB(曲线206)。半径的变化将使波长曲线产生类似单调增加的损耗，但是有稍不同的曲率。多模光纤或其他适合类型的光纤具有其他的波长依赖损耗值。
现在将详细参考本发明的优选实施方式，在附图中举例说明那些实例。只要可能，贯穿附图使用的相同的参考数字将表示相同或类似的部分。图1显示本发明***的一个说明性的实例，该***通常始终由参考数字10指定。
参考图1，***10使用耦合到光纤104的第一信道106检测光纤104中的细微光纤损耗102，其中第一信道106有第一波长。具有不同于第一波长的第二波长的第二信道108同样被耦合在光纤104上。在监测节点112耦合到光纤104的至少一个光电检测器电路110，用于检测在第一与第二信道之间功率比的变化，以便检测沿光纤104任何位置的细微光纤损耗102。由充当检测器或检测电路一部分的控制器120和图1的光电检测器电路110一起检测相对于上述或阈值的当前值的功率比变化。
因此，这个***10具有至少两个由光纤路径104连接的节点112和114，可以完成用于检测各种结构的检测节点112或114中的一个的细微光纤损耗情况的方法。该方法包括产生第一标记波长和第二标记波长的步骤。在任一个已选节点中，控制器120可以连续监测在已产生的第一标记波长与第二标记波长之间的功率比变化。
可以使用任何适合的光纤作为光纤段或链路104的一部分。简单使用***10以便保持在一端上游带有发射机101和在另一端下游带有接收机(图1中未显示，但在图7中用标号103表示)的光纤104的简单跨距的完整性。代替使用***10保持在一端带有发射机101和在另一端带有接收机(未显示)的光纤104的简单跨距的完整性，用于检测光纤抽头的***还可以应用于带有放大器的***。
如果图1的***10被用于长途光纤网络，光功率信号通常随距离而降低，以便通常必须使用直列放大器提高光信号功率电平。为提供直列式放大，参铒式光纤放大器(EDFA)是最常采用的。一组前置和后置放大器通常形成一个EDFA。通常，光纤网络包括在节点112的发射终端101，诸如光纤104的传输线路和在节点114的接收终端。替换地，***10可能是网状网络、环形网络、添加/降低线性链路或其他网络配置的一部分。当然，每个发送接收终端都可以使用双向传输线或传输线对进行发送和接收操作。所以，传输线路或光纤104可以包括一个或多个光纤或光纤段。诸如在波分多路复用(WDM)***中的多路传输终端可以提供多个光信号(或信道)，其中每个都有截然不同的波长。可以使用任何数量的信道，例如针对不同容量的16或32信道。
标记波长可以是OSC波长、OTDR信号或别的保证波长。在任何适合的波长，仅标记波长必须总是出现而不管在光纤104上是否出现运载数据的数据信号，多路光学***中的光纤链路104是否在它的最低容量、最大容量或最低与最大容量之间的中间容量操作。优选地从仍然处于经历增益的波长或多个波长(诸如一个或多个OSC和其他遥测信道波长)，或可能位于任何其他适合的波长或多个波长的标准数据信号波段之外选出这种标记或保证信道。然而，控制器120还可以使用作为保证或标记信道的带内波长来计算功率比。
参考图6，在图1的监测点112处第一和第二波长λ1和λ2具有大于大约0dBm的功率电平，第一和第二波长处于从关于光纤的单模截止波长到光纤最高波长的带宽之内，其中从光纤单模截止波长的衰减开始该光纤的衰减大于2dB。优选地，选择第一和第二波长λ1和λ2使得例如第一波长λ1短于C波段或L波段的信号带宽。另外，第二波长λ1长于带内数据信号C波段或L波段的信号带宽。
为提供第一和第二波长λ1和λ2，优选地将监控信道耦合到光纤。存在几种耦合这种信道的方式，可以使用诸如WDM或OSC滤波器的3或4端口滤波器设备完成与图1相同的全部功能。以3端口设备举例，例如在专利US 6,417,964中描述的反射隔离纵向体可以是三个、四个或其他多端口光学设备来充当第一或者第二信道。
代替作为发送或接收终端的节点，如在图1或图7中的101和103，除图1所示之外的多个光放大器结构可以位于节点112和114，连续监测作为光纤弯曲的指示器的波长依赖损耗。
参考图3，其显示具有经由波长依赖功率监测进行损害监测的光放大器的第一实施例。在第一放大器304输入端的功率抽头耦合器302可以是前置放大器，其分接总输入的小百分数(～1％)，将其分成经滤波后射入检测器322和324的两个部分。在两个波长或波段之比的变化表现出光纤或电缆的弯曲。
如图3所示，在前置放大器304的前端有功率抽头302，用于捕获一小部分光(～1％)并将其分为经滤波射入光电检测器322和324的两个路径303和306，其提供由控制器120测量的经滤波器312和314过滤的两个波长λ1和λ2之间的功率比。因为用于提取带内监测功率的输入端抽头302或滤波器312和314将增加C波段从大约1530nm到1565nm的信号波长的损耗，由此降低放大器304的信噪比，所以在测量两个不同波长之间功率比的方面带外功率优于带内功率。可能的带外功率源来自于被放大的自发发射、两个带外光监控信道(OSC)或其他保证或标记信道。如果使用OSC信道，一个OSC信道优选地具有比预期带内波长短的波长(例如，1510nm)和比预期带内波长长的波长(例如，1625nm)。
参考图4，其显示具有经由波长依赖功率监测进行损害监测的光放大器的第二实施例。代替图3中抽头耦合器302和滤波器312和314的关联对，一对下降滤波器401和402被***第一放大器304的输入端。在该实例中，滤波器401和402在示范性的OSC波长1510nm和1625nm过滤，并被耦合到光电检测器322和324。这个替换结构在第一放大器304的输入端使用滤波器401和402，重定向到两个光电检测器322和324的带外光。
为产生第一和第二监测波长或信道，优选地，至少两个廉价的、宽谱Fabry-Perot激光116和118分别以低数据速率传送关于放大器盒或节点之间传输链路104的状况信息，每个Fabry-Perot激光116和118处于保证的、标记或其他波长的其中一个，诸如波长1510nm(典型地对于铒放大的C波段)和1625nm(典型地对于铒放大的L波段)的监控信道(OSC)。在每组前置和后置放大器中，在图4前置放大器304输入端的滤光器401和402提取OSC信号，后置放大器506的放大器输出端的OSC滤波器502电子地检测OSC信号并将其再射入光纤104以用于在前馈方向传送。优选地，光监测信道(OSC)滤波器401和402对被***前置放大器之前，引导在OSC波长1510nm(C波段λmps)或1625nm(L波段λmps)的光到各自光电二极管(PD)322和324上。由网络管理***410分析诸如***连续性的OSC信息。产生新的信息并将其再次射入传输光纤104中。尽管未显示，除功率比信息之外对网络管理重要的其他信息也适当地耦合到网络管理。
对于使用光监控信道来测量OSC波长的功率以获得1625到1510nm功率的优选情况，对于图2中轴心曲线半径206的SMF28光纤的损耗比是0.62dB。***10被设置为监测并在控制器120检测到功率比的变化低于该数值时报警。因此，报警通过绝对值大于大约0.3dB至大约0.6dB的增量指示何时当前的功率比变量从预先的测量值开始变化。然而，递增量可以低到从大约0.2至0.25dB。如果故障是由于沿光纤任何位置的光纤安全性破坏，这个变化将由至少第一和第二波长中的其中一个的变化引起。因此，能够检测和报警抽头现象增加了网络用户对光数据传输中的高安全性水平的信心。功率比变化还可以对还没有影响信号比特差错率的损耗方面的细微变化报警，以指示需要进一步调查的自然发生的事件。此外，功率比变化还可以在欺骗光功率被用于在现有的光信号信道之上产生光纤非线性时对光纤干扰报警。
当监测功率比时，为信号干扰的目的还可以检测图6中多余的欺骗功率610。如果为干扰传输的目的通过引入额外的光纤非线性将这个欺骗光功率610注入到光纤，监测器功率比还会因为充当Raman泵浦的欺骗功率引起的监控信号中不同的Raman增益而变化。代替损害和自然损耗情况的减少(功率比变化的负值)，1625对1510nm之比将增加，此外设置报警以监测稳定状态功率的变化。因此，根据功率比变量的符号，报警可以指示何时光纤安全性破坏是来自于沿光纤任何位置的被检测的光纤抽头，或者是在Raman耦合点***的欺骗信号。对于Raman来说，大约0.3dB的正功率比变化(刚刚大于功率测量不确定性)将指示干扰。
一个可选的快速光开关330可以用比向返回图1的发射机101头端保护开关(未显示)发送报警340更快地断开数据流，从而防止截取光纤中少量的缓冲数据。该可选择的快速闭塞开关330防止在控制器120检测到损耗比的变化以后数据沿着光纤104延续。因此，在实际的执行中，对光纤抽头检测报警的信号闭塞开关330被本地放置在局部的放大级中。这个开关330有利地比图1发射机101的开关更快地切断信号接入。因此，位于第二或后置放大器506输入节点的上游光放大器附近的快速光闭塞开关330提供了附加的安全功能性，以最小化因抽头攻击的数据丢失。因为需要花费太长时间才能断开对非特许用户的数据流量(～50毫秒)，所以依靠图1发射机位置101的保护开关不是优选的。因为仅仅最靠近上游放大器506的光纤下游对无意识的用户充当光缓冲器，所以通过将开关330放置在最接近可能的位置才能最小化数据损耗。下游光纤充当光缓冲器是因为即使上游放大器506阻挡延续的数据传输也不能防止截取光纤一部分中的数据。
为了说明参看图1，从上游放大器506到光纤切断的光纤长度被表示“z”。潜在数据损耗(D)是：
D＝B*(L-z)/v    (等式1)
其中B是数据速率，v是光纤中的光速，L是光纤链路段104的长度。
本发明教导一种最小化光缓冲器长度的方法。首先考虑上游放大器506附近的光信号强度，在最可能的位置抽头，即，z＜＜L。因此依照等式1，即使在检测抽头之前下游监测也会粗略地损耗数据值BL/v。然而，可以通过在与图4的前馈路径404成对比的反向路径704反向传送关于图1所示的数据信号的监控信号实现上游监测。
在图1的反向传送或反向路径704中，为了产生第一和第二监测波长或信道，图4中至少相同的两个廉价的、宽谱Fabry-Perot激光116和118分别以低数据速率传送关于放大器盒或节点之间传输链路104的状况信息，每个Fabry-Perot激光116和118处于保证的、标记或其他波长的其中一个，诸如波长1510nm(典型地对于铒放大的C波段)和1625nm(典型地对于铒放大的L波段)的监控信道(OSC)。在每组前置和后置上游放大器中，位于上述的或图1中下游后置放大器506输出端的滤光器组312提取OSC信号，位于前置放大器508的放大器输入端的OSC滤波器106和108电子地检测OSC信号并将其再次注入光纤104，以在反向馈送方向传送。优选地，光监控信道(OSC)滤波器312对被***后置放大器之后，引导OSC波长1510nm(C波段放大)或1625nm(L波段放大)的光到各自光电二极管(PD)322和324上。
在反向传播的情况，丢失数据仅是Bz/v。更优选的是双向监测。如图7所示，可以通过综合图1和图4实现双向监测。
参考图7，其显示其中可以独立于抽头位置切断接入的双向监测。如果不使用循环器，双向监测则需要正向和反向不同的OSC波长对。报警仍然必须被传送到抽头位置的第一节点上游，其中抽头位置已经存在图1***中的开关330。
检测不仅可能在二级放大器的前置放大器与后置放大器之间，而是在所需的任何其他光纤路径中，因为检测电路通过放大器与数据经过的路径分离，所以在选择的光纤跨距中不包括、包括一个、两个或更多放大器。例如，即使***10中没有放大器也可以存在用于监测网络完整性的OSC波长。虚线框表示仅有发射机101和接收机103以及他们交织的OSC滤波器、检测器和激光器的***。
作为另一个实例，激光器116、118和116′、118′与光电二极管322、324、和322′、324′的配置将提供对位于两个二级放大器304、506和304′、506′之间的光纤跨距的双向监视。
另一方面，检测路径可以在单个二级放大器位置之内。优选地，检测路径被耦合到每个网络节点或放大器位置的前置放大器304″的输入端。
在更普遍的检测路径中，光电二极管322″″和324″″对接收由上述节点发送OSC波长λ4和λ3，OSC滤波器312′对在前馈方向耦合前置放大器304之前的光纤中的波长。一对激光器118″和116″通过两个OSC滤波器106′和108′将OSC波长λ4和λ3注入光纤，并朝向下一个放大器304。
在反馈路径，一对激光器116″″和118″″通过两个OSC滤波器502将OSC波长λ1和λ2注入光纤，反馈到上述在上述二级放大器后置放大器侧的节点。光电二极管322和324对检测由下游节点发送的OSC波长λ1和λ2，OSC滤波器401′和402′对耦合这些光纤中的波长。
参考图8，其显示重复图7中部分双向监测的更简单的实施例。在这种情况中，代替使用两组波长，循环器801、801′、802和802′在正向和反向与放大器一起使用相同的OSC波长对。报警再次被传送到抽头位置的第一节点上游，该抽头位置已经存在图1***中的开关330。
与图7相似，激光器116″″、118″″和116′、118′与光电二极管322″″、324″″和322、324的配置对位于图8中两个二级放大器304、506和304″、506″之间的光纤104跨距提供双向监视，但是其中使用较少的滤波器。在反馈路径中，光电二极管322和324对接收由上述节点发送的OSC波长λ1和λ2，在前置放大器304″之前的WDM滤波器401′和402′对与循环器801′和801一起耦合光纤中的波长。继续在反馈路径中，激光器116″″和118″″对通过两个WDM滤波器312′和循环器802′和802对将OSC波长λ1和λ2注入光纤，向后到在上述二级放大器后置放大器侧的上述节点。
在前馈路径中，光电二极管322″″和324″″对检测由上游节点发送的OSC波长λ1和λ2，一对WDM滤波器312′与循环器802′和802耦合这些光纤中的波长。激光器118″和116″对通过两个WDM滤波器401′和402′与循环器801′和801一起将OSC波长λ3和λ4注入光纤，朝向下一个放大器304。
安全光网络中一个重要功能是能够精确定位***中任何可疑干扰的位置。使用光时域反射测量法(OTDR)技术能够做到。OTDR向光纤发射光脉冲，通过瑞利散射监测光纤中反射的光。反射光的时间关系曲线提供关于作为沿光纤位置函数的损耗信息。然而，因为放大器内部的输入和输出隔离器，传统的光纤传输链路都是单向的。这些隔离器通过防止OTDR脉冲的瑞利散射阻止在整个链路中执行OTDR。
参考图9，如实验说明，一种避免这种问题的方法是向反向散射光提供备用路径。在这种配置中，用循环器801和802代替前置放大器304输入端与后置放大器506输出端的隔离器。两个循环器801和802的连接提供了反向散射光的路径，返回至在传输链路开始处采用的图5的单个OTDR单元540。用于反向散射OTDR光的路径选择性地包括选择的仅通过OTDR波长的滤波器512和向OTDR信号提供增益的光放大器535，其优选是SOA。
参考图5，其结合OTDR和其他两个创造性的功能，即功率比变化检测和快速保护开关来显示安全放大器的另一个实施例。定位的第三个创造性功能是通过使传统的后向传送路径504具有用于瑞利散射的可选择放大来启用，该后向传送路径具有有用OSC下降滤波器401和402与对应的分别代替传统输入和输出隔离器对的OSC添加滤波器502组。OSC添加滤波器块502可以是图1中相同的个体OSC添加滤波器106和108，但是根据监视检测的前馈或反向传播方向是否需要使用适当的添加或下降滤波器而定位在相对的方向。
在放大器的后置放大器侧有一对连接到OSC添加滤波器502的OSC激光源116和118。在放大器侧还有开关530′在OSC激光源116和118与OTDR路径504之间切换。
同样地，另一个光开关530被连接到OSC下降滤波器401和402。光开关530可以在一个设置中引导对控制器120抽头检测的波长依赖监测光或在另一种设置对反向路径504反向传送瑞利散射。从第一放大器304输入端返回到图4网络管理中心410的报警340还被用于在对预定用户丢失任何数据之前启动保护开关按不同路线发送。应当理解开关530和530′不仅用于OTDR 540，而是作为用于信号的保护开关路由的一部分。
用前向或者后向监测，快速光开关330优选地是能够飞快切换的半导体光放大器(SOA)，其实验快速切换时间是1ns。
开关530和530′是更传统的光交换机，传统的光交换机可以是在开关内移动的光声机械设备或其他类型的光学部件，用于将输入端光纤的光引导到选择的输出端光纤。这种光纤开关的一个实例是从JDS单相中可用的MOM串联。
可选择的SOA 535可用于反向路径504以向OTDR信号提供更进一步的增益。因此，由本发明教导向光纤抽头检测器322和324报警的信号闭塞开关330本地放置在放大器中。
为检测光纤波长依赖损耗的任何变化，添加少量附加元件以提供对光纤链路104的持续功率比监测是相对低成本和容易使用的。连续监测最小化抽头检测的等待时间。如所教导的以更小损耗(＜1dB)为目标，允许***管理员即时反馈引起比特流误差的光链路状态。例如，使用OSC波长确保使用相对高容量、标准激光器116和118与滤波器106、108、312。这些波长已经使用并且提取并检测波长的元件已经封装在放大器中。依照本发明的教导，新颖的是使用OSC信道和连续监测它们的功率比。该发明解决的、通过现有商业上可用的设备无法解决的一些问题是对表现出光纤抽头现象的细微功率下降的检测和定位。
用网络损害报警340报警还可以启动图4的网络管理410表征传输损耗链路，确定波长依赖损耗是否是真正的抽头现象。抽头损耗被高度定位(＜10cm)，其可能超过安全中继器盒功能。测量损耗的精确位置和程度允许在中心位置的***管理操作者确定波长依赖损耗报警是否是抽头或自然事件。如果是因为自然事件的假报警，操作者经由网络管理控制340可以复位保护开关330，沿原始路径104反向重定向数据。
本发明的另一方面是对单个、中心局OTDR 540以及为损耗定位特别设计的允许沿全部链路瑞利反向散射的直列放大器的教导。传统的放大器具有阻止反向传送信号功率的输入和输出隔离器。本发明教导优先通过沿反向传送路径504的反向散射OTDR信号而不是在正向路径104的数据信号(表示被瑞利滤波器512传送的OTDR信号在信号波段之外)的结构。
在选择OTDR 540的波长时有几种可性。如果在二级放大器之前和之后使用输入和输出循环器代替OSC滤波器，因为OTDR脉冲在光纤跨距之间必须放大，所以OTDR 540可以在带内操作。因为已经被包含在放大器的隔离器阻止反向散射的OTDR信号返回到发射机101的OTDR 540，所以需要反向传送路径504。
另一方面，使用图5的OTDR滤波器，OTDR波长将优选地在带外的OSC波长之一操作。在数据正经由光纤104在网络中发送的正常操作中，不使用OTDR 540，而是使用OSC信道滤波器401，402和502监测安全性。在这种情况下，在输入和输出节点的光开关530和530将OSC激光源116和118以及光电二极管322和324连接到光纤104。如果怀疑是抽头现象，数据业务将被切换到一个分离保护路线，在反向传送环路504的光开关530和530′被用于引导在OSC波长之一的OTDR信号围绕二级放大器。
选择性地，滤波器512在任意选择的波长传送OTDR信号，并滤出带内信号。传送对反射波段的滤波器设计确保充分串扰以隔离双向信号。
对发明的完全安全的放大器的添加/下降滤波器401、402和502或其他相似的元件，诸如在传统不安全放大器中的输入和输出，充当前向传送数据信号的隔离器，并在反向504重定向围绕放大器的反向传送瑞利信号。
反向路径504具有可选择的SOA放大器535，使得不超过集中的OTDR的动态范围限制。来自宽带SOA 535的增益可以确保通过全部传输链路所需的信号动态范围。此外，必须控制SOA 535的增益以防止滤波器512带宽内的OTDR波长在虚假反向反射时的激光作用。
因为瑞利信号不在数据信号波段内，所以多路径干扰不是问题。第二光开关530被用于在运行的正常传输方式选择前向传送光到光电检测器322和324上，以及在反向瑞利路径504以运行的OTDR损耗特征模式再注入瑞利散射光。
尽管通道式OTDR结构目的在于抽头检测，但它还有益于任何的故障定位或损耗检测事件。放置在发射机101的单个OTDR 540可以在几秒钟而不是几小时内发现损耗下降，而不是派受专门训练的工程师赶去校正中继器盒。选择性地，设计多个通道的波长明确地给出损耗特性的最好画面。该设计能够足够灵活地用于任何OTDR信号波长。
对本发明产生的不背离本发明精神和范围的各种修改和变化，诸如用下降或添加滤波器代替循环器对本领域的技术人员来说显而易见。因此，本发明意图覆盖在附加权利要求和它们等价物范围内的发明的修改和变化。

Claims (10)

1.一种用于检测光纤中细微光纤损耗的***，该***包括：
耦合到光纤中具有第一波长的第一信道；
耦合到光纤的第二信道，其具有不同于第一波长的第二波长；
在监测点耦合到光纤的至少一个光电检测器电路，用于检测第一与第二信道之间功率比的变化，以检测在沿光纤任何位置的细微光纤通信损耗。
2.权利要求1的***，进一步包括报警开关，在接近监测器点的放大器盒内的开关点报警和断开光纤。
3.权利要求1的***，进一步在发射机包括光时域反射计(OTDR)，用于在耦合到监测点的可换向OTDR反馈路径发射OTDR脉冲，以确定沿光纤的细微光纤损耗的位置。
4.权利要求3的***，进一步包括用光纤耦合到可换向OTDR反馈路径的半导体光放大器(SOA)，用于放大OTDR脉冲。
5.权利要求1的***，其中第一和第二信道包括用于产生第一和第二光监控信道(OSC)的电路。
6.依照权利要求5***，其中至少一个光电检测器电路进一步包括如果从预先测定值中检测到的比率变化近似等于零则指示光纤完整性不变，如果检测到比率的变化大于零则指示光纤完整性被破坏的电路。
7.依照权利要求6的***，其中第一和第二OSC信道包括对应地连接到第一和第二OSC滤波器的第一激光器和第二激光器，用于提供大约1510nm和大约1625nm的第一和第二波长。
8.一种在包含至少两个由光纤路径连接的节点的***中用于检测沿光纤路径的光纤情况的方法，该方法包括步骤：
提供与光纤路径耦合的反馈路径，形成反馈环路；
响应检测到沿反馈路径的变化，测量光纤路径中的光纤情况。
9.依照权利要求8的方法，其中测量步骤包括下述步骤：
在反馈环路中产生第一标记波长；
在反馈环路中产生第二标记波长，其中被产生的标记第一和第二波长是具有不同波长的第一和第二光监控信道(OSC)，每个波长具有依赖于光纤衰减的不同的波长；
在一个节点上检测已产生的第一标记波长与第二标记波长之间的功率比；
当检测步骤指示来自预先测定值的比率变化远大于零时，确定有光纤完整性破坏的情况；
当检测步骤指示来自预先测定值的比率变化近似等于零时，确定没有光纤完整性破坏的情况。
10.依照权利要求9的方法，其中所述提供步骤包括下述步骤：
在光纤路径中用循环器替换放大器的隔离器；
***放大器与滤波器以增强反馈路径中的信号，以便在光纤路径中测量。
CNA2005100541893A 2004-02-11 2005-02-01 有源光纤损耗监测器与其方法 Pending CN1655481A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/776,832 US20050174563A1 (en) 2004-02-11 2004-02-11 Active fiber loss monitor and method
US10/776,832 2004-02-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1655481A true CN1655481A (zh) 2005-08-17

Family

ID=34701367

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2005100541893A Pending CN1655481A (zh) 2004-02-11 2005-02-01 有源光纤损耗监测器与其方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20050174563A1 (zh)
EP (1) EP1564913A3 (zh)
JP (1) JP2005229598A (zh)
CN (1) CN1655481A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101455005B (zh) * 2006-05-30 2013-02-20 阿尔卡特朗讯公司 用于光网络中功率管理的方法和***
CN105911693A (zh) * 2016-06-28 2016-08-31 成都启源电子信息技术有限公司 一种光纤传输损耗补偿方法
CN107836090A (zh) * 2016-04-14 2018-03-23 华为技术有限公司 一种光纤状态检测方法、光监控单元及站点
CN110226297A (zh) * 2017-02-01 2019-09-10 英国电讯有限公司 光纤事件定位
CN113630179A (zh) * 2020-11-06 2021-11-09 谷歌有限责任公司 光学链路诊断***
CN114884570A (zh) * 2022-06-16 2022-08-09 北京泛在云科技有限公司 一种光纤窃听检测方法及装置

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2853092A1 (fr) * 2003-03-31 2004-10-01 France Telecom Dispositif optique, notamment de suppression du bruit dit de double retro-diffusion rayleigh, et installation comportant un tel dispositif
US20050180316A1 (en) * 2004-02-12 2005-08-18 Chan Frederick Y. Protection for bi-directional optical wavelength division multiplexed communications networks
US7477913B2 (en) * 2005-04-04 2009-01-13 Research In Motion Limited Determining a target transmit power of a wireless transmission according to security requirements
EP1940050A4 (en) * 2005-09-21 2008-11-19 Fujitsu Ltd MONITORING CONTROLLIGHT TRANSMISSION METHOD AND WAVELENGTH MULTIPLEX TRANSMISSION DEVICE IN A WAVELENGTH MULTIPLEX TRANSMISSION SYSTEM
US20080018884A1 (en) * 2006-01-19 2008-01-24 David Butler Intrusion Detection in Optical Fiber Networks
US20080292312A1 (en) * 2007-05-21 2008-11-27 Tellabs Petaluma, Inc. Method and apparatus for determining optical path attenuation between passive optical network nodes
US8693865B2 (en) * 2010-01-11 2014-04-08 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Network security using optical attenuation data
US8525981B2 (en) * 2010-03-29 2013-09-03 Verizon Patent And Licensing Inc. Return loss measurement system
DK2577890T3 (da) * 2010-05-27 2019-05-13 Exfo Inc Multi-registrerings-OTDR-fremgangsmåde og -indretning
US9008507B2 (en) * 2011-01-09 2015-04-14 Alcatel Lucent Secure data transmission using spatial multiplexing
FR2971108A1 (fr) * 2011-01-31 2012-08-03 France Telecom Systeme de determination d'un temps de propagation d'un signal optique entre deux equipements optiques au moyen d'une liaison optique
US9219543B2 (en) * 2012-07-11 2015-12-22 Commscope Technologies Llc Monitoring optical decay in fiber connectivity systems
EP2891256B1 (en) * 2012-08-29 2018-05-02 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) Device for monitoring an optical fibre
US9391695B2 (en) 2013-07-10 2016-07-12 Neophotonics Corporation Optical network communication system with embedded optical time domain reflectometer and method of operation thereof
US9733120B2 (en) 2013-08-12 2017-08-15 Halliburton Energy Services, Inc. Systems and methods for spread spectrum distributed acoustic sensor monitoring
CN104565826B (zh) * 2013-10-29 2017-07-14 中国石油天然气股份有限公司 管道光纤安全监测预警方法和***
WO2016033199A1 (en) 2014-08-28 2016-03-03 Adelos, Inc. Real-time fiber optic interferometry controller
US20160099772A1 (en) * 2014-10-07 2016-04-07 Compass Electro Optical Systems Ltd. Systems and methods for detection of intrusion in optical fiber
US9641243B2 (en) * 2015-02-23 2017-05-02 Exfo Inc. Safe-mode OTDR method
US9847831B2 (en) * 2016-04-08 2017-12-19 Ciena Corporation Dual wavelenth optical time domain reflectometer systems and methods embedded in a WDM system
CN107465502A (zh) * 2016-06-02 2017-12-12 华为技术有限公司 一种量子通信方法和相关装置
US10142028B2 (en) * 2016-06-29 2018-11-27 Dell Products L.P. Signaling method for leveraging power attenuation in a mandrel-wrapped optical fiber
US11274990B2 (en) 2017-07-20 2022-03-15 British Telecommunications Public Limited Company Optical fiber
GB201714844D0 (en) 2017-09-15 2017-11-01 Airbus Defence & Space Ltd Method of data transmission
CN108667513A (zh) * 2018-04-08 2018-10-16 四川微迪智控科技有限公司 一种基于sfp模块的ddm功能的光纤链路管理***及使用寿命预估方法
US10739229B2 (en) * 2018-07-25 2020-08-11 Stc.Unm Systems and methods for measuring absorption coefficients of doped optical fibers
CN110784258A (zh) * 2019-11-04 2020-02-11 宁波市樱铭电子科技有限公司 一种光通道控制***
US11251864B1 (en) * 2020-07-01 2022-02-15 Amazon Technologies, Inc. Logical cut of an optical fiber due to fiber events
CN114244430B (zh) * 2021-12-17 2023-06-27 武汉光迅电子技术有限公司 一种检测edfa光信号质量的方法和装置

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4174149A (en) * 1976-08-19 1979-11-13 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Secure fiber optics communication system
GB2060869B (en) * 1979-10-16 1983-11-02 Standard Telephones Cables Ltd Secure optical data systems
GB8500728D0 (en) * 1985-01-11 1994-01-26 Harris Alun J Monitoring of optical communications fibres
US4903339A (en) * 1988-06-16 1990-02-20 The United States Of America As Represented By The Director, National Security Agency Locally nulled sine-wave total power alarm for intrusion detecting optical communications systems
US4965856A (en) * 1989-05-23 1990-10-23 Arbus Inc. Secure optical-fiber communication system
US5013907A (en) * 1990-03-27 1991-05-07 Tektronix, Inc. Optical time domain testing instrument
US5504617A (en) * 1994-02-08 1996-04-02 British Telecommunications Public Limited Company Optical time domain reflectometry
US5534994A (en) * 1994-06-29 1996-07-09 Corning Incorporated Optical waveguide spectral attenuation using an OTDR
US5825516A (en) * 1996-07-25 1998-10-20 Hewlett-Packard Company Optical power meter for detecting loss factors in fiber optic communications
CA2195153C (en) * 1997-01-15 2003-12-30 Dennis K. W. Lam Surveillance system for passive branched optical networks
US6115154A (en) * 1998-09-18 2000-09-05 Telcordia Technologies, Inc. Method and system for detecting loss of signal in wavelength division multiplexed systems
US6347008B1 (en) * 1999-06-14 2002-02-12 Tellium, Inc. Optical amplifier system and optical network having flattened gain and constant per channel output power
US6441364B1 (en) * 1999-06-25 2002-08-27 Zvi Regev Learned behavior optical power source controller
US6417962B1 (en) * 1999-07-07 2002-07-09 Corning Incorporated Optical waveguide amplifier optical service channel accessor device and method of making
EP1227606B1 (en) * 1999-10-29 2009-08-19 Fujitsu Limited Optical transmission device and optical repeating device
US6631027B2 (en) * 2000-04-13 2003-10-07 Corning Incorporated Universal controller for an optical amplifier that operates over a wide dynamic range of optical signals and optical amplifiers utilizing such controllers
US6417970B1 (en) * 2000-06-08 2002-07-09 Interactive Imaging Systems Two stage optical system for head mounted display
US7088436B2 (en) * 2000-12-04 2006-08-08 Ross Alexander Saunders Integrated optical time domain reflectometer and optical supervisory network
US6542287B1 (en) * 2000-12-12 2003-04-01 Onetta, Inc. Optical amplifier systems with transient control
US6661570B2 (en) * 2000-12-26 2003-12-09 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Optical amplifier, optical communication system including the same, and optical fiber module included in the same
US6535330B1 (en) * 2001-03-31 2003-03-18 Corning Incorporated Dynamic controller for a multi-channel optical amplifier
US7123833B2 (en) * 2001-08-09 2006-10-17 Cidra Corporation Dynamically reconfigurable optical smart node
FR2828776A1 (fr) * 2001-08-16 2003-02-21 Cit Alcatel Procede de securisation d'un systeme de transmission optique, dispositif pour la mise en oeuvre de ce procede et systeme de transmission optique incorporant un tel dispositif
US6577789B1 (en) * 2001-09-26 2003-06-10 Onetta, Inc. Double-pass optical amplifiers and optical network equipment
US6647159B1 (en) * 2002-01-25 2003-11-11 The United States Of America As Represented By The National Security Agency Tension-tuned acousto-optic bandpass filter
JP4118091B2 (ja) * 2002-06-17 2008-07-16 富士通株式会社 Ａｓｅ光を利用したプリアンプのゲイン設定方法及び、これを適用するｗｄｍ光伝送装置

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101455005B (zh) * 2006-05-30 2013-02-20 阿尔卡特朗讯公司 用于光网络中功率管理的方法和***
CN107836090A (zh) * 2016-04-14 2018-03-23 华为技术有限公司 一种光纤状态检测方法、光监控单元及站点
CN107836090B (zh) * 2016-04-14 2019-11-29 华为技术有限公司 一种光纤状态检测方法、光监控单元及站点
US10547378B2 (en) 2016-04-14 2020-01-28 Huawei Technologies Co., Ltd. Optical fiber status detection method, optical supervisory unit, and station
CN105911693A (zh) * 2016-06-28 2016-08-31 成都启源电子信息技术有限公司 一种光纤传输损耗补偿方法
CN110226297A (zh) * 2017-02-01 2019-09-10 英国电讯有限公司 光纤事件定位
CN110226297B (zh) * 2017-02-01 2022-07-12 英国电讯有限公司 对光网络中的事件进行定位的方法、介质和光网络
CN113630179A (zh) * 2020-11-06 2021-11-09 谷歌有限责任公司 光学链路诊断***
US11910134B2 (en) 2020-11-06 2024-02-20 Google Llc Optical link diagnostic system
CN114884570A (zh) * 2022-06-16 2022-08-09 北京泛在云科技有限公司 一种光纤窃听检测方法及装置
CN114884570B (zh) * 2022-06-16 2024-01-19 北京泛在云科技有限公司 一种光纤窃听检测方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP1564913A2 (en) 2005-08-17
EP1564913A3 (en) 2005-11-16
US20050174563A1 (en) 2005-08-11
JP2005229598A (ja) 2005-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1655481A (zh) 有源光纤损耗监测器与其方法
TWI466466B (zh) 具雙向性之多波長路由與放大模組
TWI406526B (zh) 用於光網路監控及錯誤檢測之光信號切換模組
CN102100018B (zh) 长中继器跨距的高损耗环回
CA2195153C (en) Surveillance system for passive branched optical networks
US8576481B2 (en) Method and apparatus of detecting an opening in an optical transmission fiber of a ROPA system
CN107483106A (zh) 一种在线的光时域反射仪结构、检测***和检测方法
US6850360B1 (en) Raman amplifier systems with diagnostic capabilities
US20020118442A1 (en) Apparatus and method for a self adjusting raman amplifier
US6011623A (en) Fault detection system for an amplified optical transmission system
JPH11205243A (ja) 光伝送回線自動電力停止システム
US6842586B2 (en) OTDR arrangement for detecting faults in an optical transmission system employing two pairs of unidirectional optical fibers
KR20010075159A (ko) 파장 분할 다중화 시스템에서 신호 손실을 검출하기 위한방법 및 시스템
CN102932056A (zh) 一种检测光信号性能和诊断光纤链路故障的方法和装置
CN107332101A (zh) 一种可动态执行光时域反射检测的组件和检测方法
US7099581B2 (en) OTDR arrangement for detecting faults in an optical transmission system on a span by span basis
US20210021336A1 (en) Submarine network device and submarine cable system
US20040047295A1 (en) Method and apparatus for providing a common optical line monitoring and service channel over an WDM optical transmission system
KR20000002619A (ko) 광증폭기가 포함된 광전송시스템에서의 광선로 감시 장치
CN113541779A (zh) 光纤监测***
KR100610663B1 (ko) 테스팅 광파장을 이용한 광선로 감시 시스템
Ali et al. Study of fault detection techniques for optical fibers
Chan et al. A novel in-service surveillance scheme for optically amplified transmission systems
JP4209309B2 (ja) 光線路試験システム
KR200396306Y1 (ko) 테스팅 광파장을 이용한 광선로 감시 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication