專利名稱：在光傳輸系統(tǒng)中探測控制信號的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于按照權(quán)利要求1在光傳輸系統(tǒng)中探測控制信號的一種方法。本發(fā)明的兩個擴展方案，是如權(quán)利要求7為了確定斷線作為按照權(quán)利要求1方法的應(yīng)用和如權(quán)利要求9為了測量傳輸損耗作為按照權(quán)利要求1方法的應(yīng)用而給出。
為了實施按照權(quán)利要求1、7或9之一的各個方法，還給出了如權(quán)利要求10、11、12的裝置，作為本發(fā)明的擴展方案。
在光傳輸系統(tǒng)中，必須在許多情況下識別出斷線并切斷激光或光放大，以免人員受傷害。這些措施是名為“自動激光關(guān)斷，automaticlaser shutdown(ALS)”的國際標準的組成部分。
從DE 10046104.2得知在光傳輸線路上，具有至少一個光放大器的光WDM系統(tǒng)中識別斷線的一種方法和一種裝置，在傳輸線路中至少給要傳輸?shù)墓庑盘栔徽{(diào)制一個控制聲。
不過，應(yīng)用具有控制聲的方法昂貴。此外，能對信號有不利的影響，它們通過調(diào)制得到光譜展寬。在這些方法中的分析處理也只是在已有的放大之后進行。
從WO 99/48229得知在光傳輸裝置中用于等效電路的一種方法，其中除了一個工作信號和一個保護信號之外，每次還傳輸帶有關(guān)于布線狀態(tài)信息的控制信號并在接收側(cè)分析處理?？刂菩盘栆苍跀嚅_有效信號時經(jīng)過一個監(jiān)控通道傳輸。在該出版物的圖6中闡述了接通或斷開一個放大位置的一種裝置，此時一個控制信號作為監(jiān)控通道和一個有效信號用一個信號分離器分成兩個分支。在控制信號的分支中，借助于一個光電轉(zhuǎn)換器、一個再生轉(zhuǎn)發(fā)器和一個電光轉(zhuǎn)換器進行電平再生。在有效信號分支中，布置有帶有一個串接的電平斷路器的放大器，在失去有效信號時該斷路器將放大器的輸出信號關(guān)斷。在此，該再生的控制信號總是用較低的電平傳輸。也設(shè)置有判定邏輯模塊，它們是用來檢驗有效信號存在或不存在。與控制信號聯(lián)系起來，將傳輸轉(zhuǎn)接到一個沒有斷開的傳輸線路上，且將激光在中斷的線路中被斷開。
本發(fā)明的任務(wù)是給出一種方法和一種裝置，它們以獨立于有效信號的方式較簡便地使探測控制信號成為可能。
因為光放大在一個斷開的泵源時在傳輸系統(tǒng)中消失，信號信噪比在探測光傳輸?shù)目刂菩盘枙r相應(yīng)降低。因此，在減低的信號信噪比情況下，確保準確識別控制信號也是本發(fā)明的任務(wù)。
任務(wù)的解決辦法，就其方法方案而言通過具有權(quán)利要求1特征的一種方法進行，就其裝置方案而言通過具有權(quán)利要求10特征的一種裝置進行。
本發(fā)明闡述了在用于光信號的一個傳輸系統(tǒng)中探測控制信號的一種方法，此時要進行下列的方法步驟-將功率的恒定部分集中在一個盡可能窄帶波譜范圍內(nèi)規(guī)定的控制信號的頻率范圍內(nèi)，-將控制信號在發(fā)送端一側(cè)饋入傳輸系統(tǒng)，-在傳輸系統(tǒng)的一傳輸段之后將控制信號耦合輸出，-將耦合輸出的控制信號進行光電轉(zhuǎn)換、放大和為了隔離控制信號盡可能窄帶的譜線進行濾波，-為了探測控制信號測定隔離的窄帶譜線的功率。
能將一個監(jiān)控通道的一個簡單信號作為控制信號應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)管理?？刂菩盘柕母吖β试谝粋€盡可能窄帶的光譜范圍內(nèi)，通過將其功率的恒定部分集中在一個規(guī)定的頻率范圍內(nèi)有很大優(yōu)點。如果由于噪聲部分過高使是在識別信號的帶寬之內(nèi)再生是不可能的話，探測，即只是識別控制信號的存在仍然是可能的。
該方法一個有趣的應(yīng)用是識別斷線的方法，它是完全與有效通道無關(guān)地進行。這意味著，只要沒有探測到控制信號，也能使一個或多個泵源在傳輸系統(tǒng)中保持關(guān)閉。因此，有利地排除了由于射出的激光對每個人的危害。
方法的另一個應(yīng)用是測量直至控制信號耦合輸出的傳輸損耗的一種方法。因為，為了探測控制信號要測定隔離的窄帶譜線的功率，該被測定的功率與最初集中規(guī)定的功率部分之比提供了衰減。在這種情況，也必須考慮具有相應(yīng)放大數(shù)值的控制信號可能的中間放大。
通過在一個窄帶光譜范圍內(nèi)控制信號的高功率和在一個跟隨耦合輸出之后線性和盡可能振幅無限制的放大時，控制信號即使在高噪聲時也可探測。窄帶濾波器也消除在光譜中所含噪聲的一大部分。
本發(fā)明方法和它的應(yīng)用借助于適合為其實施的裝置來說明。
為了實施該方法，新部件在一個傳統(tǒng)傳輸系統(tǒng)中簡單的可集成性是個大優(yōu)點。主要的是，為了將控制信號功率的規(guī)定部分集中在一個盡可能窄帶的光譜范圍需要一個編碼模塊，為了隔離開用于探測控制信號的一個與光譜范圍相對應(yīng)的譜線需要一個濾波器。為了完整實施本發(fā)明的方法，其它所需要的部件，諸如監(jiān)控通道、通道輸入和輸出耦合器、具有振幅調(diào)節(jié)放大器的光電轉(zhuǎn)換器等，現(xiàn)在已經(jīng)在傳輸系統(tǒng)中使用。因此，實施本發(fā)明方法及其應(yīng)用的裝置所用費用，以有利的方式大大降低。
控制信號能在一個以及多個位置或傳輸系統(tǒng)的段上耦合輸出或探測，例如在傳輸路線與網(wǎng)絡(luò)管理之間的通常接口上。為了在接口上隔離開控制信號的窄帶部分，在帶有相應(yīng)濾波器的傳輸系統(tǒng)中的發(fā)送端一側(cè)，還需要一個唯一的編碼模塊。此外，耦合輸出的控制信號在每個接口上再生，并用足夠的功率耦合輸入到傳輸系統(tǒng)的另一段中。在接口中布置一個譯碼模塊，例如在串接一個再生轉(zhuǎn)發(fā)器之后，以便有可能用控制信號的譯碼數(shù)據(jù)形式傳送信息到網(wǎng)絡(luò)管理上。為了繼續(xù)傳輸帶有集中光譜范圍的控制信號，在這種情況需要另一個編碼模塊。如果沒有配置用于具有補充新數(shù)據(jù)的可能性的網(wǎng)絡(luò)管理的一個數(shù)據(jù)接口，該編碼模塊也就沒有必要。
隔離開控制信號窄帶部分的濾波器，產(chǎn)生一個窄的帶通濾波。因此，也就例如通過放大的自生發(fā)射達到抑制白噪聲。作為用于集中控制信號所規(guī)定部分的窄帶光譜范圍，例如選擇節(jié)拍頻率。為此例如能應(yīng)用控制信號的CMI(編碼標記反轉(zhuǎn)，Coded Mark Inversion)編碼或RZ編碼(歸零，Return to Zero)。在壹和零均勻分配時，控制信號整個功率的一半集中在節(jié)拍頻率時的一個譜線中。為了避免最初控制信號中的持續(xù)壹或持續(xù)零，在編碼模塊中設(shè)置數(shù)據(jù)的一個附加擾頻(Verscramblung)，以便用半個信號功率保證窄帶光譜范圍。
本發(fā)明的優(yōu)選擴展方案在從屬權(quán)利要求中給出。
在下面用附圖詳細闡述本發(fā)明的一個實施例。
示出的有

圖1按照本發(fā)明的方法測定斷線的一種裝置圖2按照本發(fā)明的方法測量傳輸損耗的一種裝置圖1示出的是，按照本發(fā)明的方法探測控制信號時，確定斷線的一種裝置。
光信號S1，S2，……，Sn是從一個發(fā)射單元Tx饋入一個傳輸系統(tǒng)的光波導(dǎo)LWL的，這些信號是例如作為波長或偏振多路傳送信號規(guī)定的。在光波導(dǎo)LWL的第一段中布置有第一輸入耦合器K1。在輸入耦合器K1前連接一個編碼模塊COD，該模塊從傳輸系統(tǒng)的一個監(jiān)控通道OSC將一個控制信號Sosc編碼，使其功率的一個規(guī)定的部分集中在一個窄帶光譜范圍內(nèi)。為此，編碼模塊帶有緊接著CMI編碼或RZ編碼的一個擾頻器(Verscrambler)。這里選擇控制信號的節(jié)拍頻率作為光譜范圍的中心。
在另一段中為了從一個泵源PQ饋入至少一個泵信號布置有第二個輸入耦合器K2，為了從光波導(dǎo)LWL分支出控制信號Sosc布置有串接在后面的第三個輸出耦合器K3。同樣有可能的是，為了饋入來自多個泵源的泵信號布置多個串連的輸入耦合器K2。耦合輸出的控制信號Sosc傳送給一個測量裝置ME。測量裝置ME有一個帶有串連放大器AGC(automatic gain control，自動增益控制)的光電轉(zhuǎn)換器OE，這通常應(yīng)用于在接口處用耦合輸出監(jiān)控通道的一個控制信號給網(wǎng)絡(luò)管理。這里應(yīng)用的元件OE和AGC在此有控制信號的帶寬，這樣元件AGC也能用帶有解擾頻器的后置的譯碼模塊DECOD提供一個再生轉(zhuǎn)發(fā)器REG。因此在這里選出的實施例中，為了分析處理能將控制信號Sosc輸送給網(wǎng)絡(luò)管理，能將來自網(wǎng)絡(luò)管理的新數(shù)據(jù)經(jīng)過帶有另一個擾頻器的其它編碼模塊COD和經(jīng)過一個電光接口，以繼續(xù)進行的方向輸送給輸入耦合器K4。光電轉(zhuǎn)換和耦合輸出控制信號Sosc的放大是線性地和沒有振幅限制地進行，以便耦合輸出控制信號Sosc的窄帶波譜范圍不受噪聲中的振幅限制抑制。此外，給放大器AGC串接一個窄帶帶通濾波器BP，其相對帶寬為控制信號Sosc整個帶寬例如2-3MHz的約5至10.10-5。在濾波器BP的輸出端，在沒有來自耦合輸出的濾了波的控制信號Sosc的譜線時，必然探測到一個斷線。用一個預(yù)先規(guī)定的門限值輸入的門限值探測器CONTROL，它帶有前置的放大器和整流器作為測定功率電平P的測量模塊MEAS，借助于開關(guān)ON/OFF控制泵源PQ的接通和關(guān)斷。在傳輸系統(tǒng)投入運行時，所有泵源斷開，并且只是在測量模塊MEAS上有譜線時才接通。
圖2示出的是按照本發(fā)明方法探測一個控制信號時測量傳輸損耗的一種裝置。
為了探測一個控制信號，出自清楚的原因，圖2按照圖1特征只有除了K2，PQ，ON/OFF，CONTROL之外的其它部件。用測定的功率電平P的數(shù)值和在放大調(diào)節(jié)器AGC上調(diào)節(jié)的增益，將信號RS1，RS2從測量模塊MEAS和放大調(diào)節(jié)器AGC給在用于測量傳輸損耗的分析處理單元PROC上。這里與圖1時相反，功率電平值P是以一個模擬方式求得。為了計算傳輸損耗，分析處理單元構(gòu)成輸出耦合器K3的輸出端上測定的功率與用發(fā)送端一側(cè)輸入耦合器K1饋入控制信號Sosc的功率之比。
權(quán)利要求
1.在光信號(S1，S2，...)的光傳輸系統(tǒng)中探測一個控制信號(Sosc)的方法，此時要進行下列的方法步驟-將功率的恒定部分集中在一個盡可能窄帶波譜范圍內(nèi)規(guī)定的控制信號(Sosc)的頻率范圍內(nèi)，-將控制信號(Sosc)在發(fā)送端一側(cè)饋入傳輸系統(tǒng)，-在傳輸系統(tǒng)的一傳輸段之后將控制信號(Sosc)耦合輸出，-將耦合輸出的控制信號(Sosc)進行光電轉(zhuǎn)換、放大和為了隔離控制信號(Sosc)盡可能窄帶的譜線進行濾波，-為了探測控制信號(Sosc)測定隔離的窄帶譜線的功率。
2.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于控制信號(Sosc)功率一個恒定部分集中到一個窄帶波譜范圍上，是通過控制信號(Sosc)數(shù)據(jù)的壹和零均勻分配用隨后適當?shù)木幋a產(chǎn)生的。
3.如權(quán)利要求2的方法，其特征在于為了均勻分配控制信號(Sosc)數(shù)據(jù)的壹和零，應(yīng)用一種擾頻(Verscramblung)，然后為了產(chǎn)生一個譜線應(yīng)用一種CMI或RZ編碼。
4.如權(quán)利要求1至3之一的方法，其特征在于從傳輸系統(tǒng)耦合輸出控制信號(Sosc)的放大是線性地和盡可能振幅無限制地進行，致使在高噪聲成分時在控制信號(Sosc)的窄帶波譜范圍內(nèi)還探測到。
5.如權(quán)利要求1至4之一的方法，其特征在于光電轉(zhuǎn)換和耦合輸出信號的放大至少是為控制信號的數(shù)據(jù)帶寬(Bosc)規(guī)定的。
6.如權(quán)利要求5的方法，其特征在于光電轉(zhuǎn)換和耦合輸出信號的放大之后規(guī)定一個附加的控制信號再生。
7.為了在傳輸系統(tǒng)中測定斷線應(yīng)用按照權(quán)利要求1至6之一的方法，其特征在于測定控制信號(Sosc)隔離的窄帶波譜范圍的功率電平(P)，在低于一個預(yù)先規(guī)定的門限值的功率電平(P)時探測傳輸系統(tǒng)中的斷線，將為了所要求的光信號(S1，S2，...)放大在傳輸系統(tǒng)的傳輸段中布置的泵源(PQ)在運行中關(guān)斷或在不運行中保持關(guān)斷和在沒有測定出斷線時接通泵源(PQ)。
8.如權(quán)利要求7應(yīng)用按照權(quán)利要求1至6之一的方法，其特征在于為了一個或多個泵源(PQ)用于傳輸方向的反或共或雙向泵工作，要應(yīng)用來自傳輸系統(tǒng)的反或共或雙向監(jiān)控通道的控制信號。
9.為了測量傳輸損耗應(yīng)用按照權(quán)利要求1至6之一的方法，其特征在于要進行控制信號(Sosc)隔離的窄帶波譜范圍的功率電平(P)的測定，要進行緊接光電轉(zhuǎn)換之后放大的數(shù)值(G)的測定和通過將放大的功率電平(P)和數(shù)值(G)給到一個附加的分析處理單元上，進行傳輸損耗測量。
10.用一個傳輸光信號(S1，S2，...)的光波導(dǎo)(LWL)實施按上述權(quán)利要求1至9之一方法的裝置，其特征在于為了控制信號(Sosc)的輸入耦合，在光波導(dǎo)(LWL)的第一傳輸段布置第一個輸入耦合器(K1)，為了將控制信號(Sosc)功率一個恒定部分集中到一個盡要能窄帶波譜范圍上，給該輸入耦合器K1前置連接一個編碼模塊(COD)，為了從光波導(dǎo)(LWL)分支出控制信號(Sosc)，在光波導(dǎo)(LWL)的另一傳輸段中布置有一個輸出耦合器(K3)，將輸出耦合的控制信號(Sosc)經(jīng)過一個光電轉(zhuǎn)換器(OE)和此外還經(jīng)過一個放大調(diào)節(jié)器(AGC)，為了隔離耦合輸出的控制信號(Sosc)的窄帶波譜范圍，輸送給一個窄帶帶通濾波器(BP)和給帶通濾波器(BP)后置接上一個測量模塊(MEAS)。
11.按照權(quán)利要求7或8之一實施上述方法的裝置，其特征在于為了控制信號(Sosc)的輸入耦合，在光波導(dǎo)(LWL)的第一傳輸段布置第一個輸入耦合器(K1)，為了將控制信號(Sosc)功率一個恒定部分集中到一個盡可能窄帶波譜范圍上，給該輸入耦合器K1前置連接一個編碼模塊(COD)，為了從光波導(dǎo)(LWL)分支出控制信號(Sosc)，在光波導(dǎo)(LWL)的另一傳輸段中布置有一個輸出耦合器(K3)，將耦合輸出的控制信號(Sosc)經(jīng)過一個光電轉(zhuǎn)換器(OE)和此外還經(jīng)過一個放大調(diào)節(jié)器(AGC)，為了隔離的耦合輸出的控制信號(Sosc)的窄帶波譜范圍，輸送給一個窄帶帶通濾波器(BP)和給帶通濾波器(BP)后置連接上一個測量模塊(MEAS)，為了由一個泵源(PQ)提供至少一個泵信號，給輸出耦合器(K3)前置連接至少一個第二個耦合器(K2)，為了在隔離的窄帶波譜范圍的至少兩個電平值之后測定功率電平(P)，測量模塊(MEAS)有一個放大器和一個整流器和隨后給整流器連接一個門限值探測器(CONTROL)，其輸出信號輸送給為了接通或斷開泵源(PQ)泵信號的開關(guān)(ON/OFF)。
12.按照權(quán)利要求9實施上述方法的配置，其特征在于為了控制信號(Sosc)的輸入耦合，在光波導(dǎo)(LWL)的第一傳輸段布置第一個輸入耦合器(K1)，為了將控制信號(Sosc)功率一個恒定部分集中到一個盡可能窄帶波譜范圍上，給該輸入耦合器K1預(yù)接一個編碼模塊(COD)，為了從光波導(dǎo)(LWL)分支出控制信號(Sosc)，在光波導(dǎo)(LWL)的另一傳輸段中布置有一個輸出耦合器(K3)，將輸出耦合的控制信號(Sosc)經(jīng)過一個光電轉(zhuǎn)換器(OE)和此外還經(jīng)過一個放大調(diào)節(jié)器(AGC)，為了隔離的耦合輸出的控制信號(Sosc)的窄帶波譜范圍，輸送給一個窄帶帶通濾波器(BP)和給帶通濾波器(BP)后置連接上一個測量模塊(MEAS)，為了測定隔離的窄帶波譜范圍功率電平(P)，測量模塊(MEAS)有一個放大器和一個整流器和用測定的功率電平(P)的數(shù)值和在放大調(diào)節(jié)器(AGC)上調(diào)定的放大數(shù)值(G)，將信號(RS1，RS2)從測量模塊(MEAS)和放大調(diào)節(jié)器(AGC)給到用于測量傳輸損耗的處理單元(PROC)上。
13.如權(quán)利要求10至12之一的裝置，其特征在于在放大調(diào)節(jié)器(AGC)的一個輸出端，為了耦合輸出信號(Sosc)的再生，一個再生轉(zhuǎn)發(fā)器(REG)與帶有解擾頻器(Descrambler)的后置連接上的譯碼模塊(DECOD)連接。
14.如權(quán)利要求13的裝置，其特征在于為了將再生耦合輸出的信號(Sosc)饋入光波導(dǎo)(LWL)的另一傳輸中布置一個耦合器(K4)。
15.如權(quán)利要求10至14之一的裝置，其特征在于部件(BP，MEAS)可集成在一個應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)管理具有控制信號(Sosc)的監(jiān)控通道(OSC)的一個或多個輸出耦合線路(K3，OE，AGC，REG，K4)中，此時一方面給在傳輸系統(tǒng)中輸出端一側(cè)布置的輸入耦合器(K1)前置連接上編碼模塊(COD)，另一方面給譯碼模塊(DECOD)前置連接上再生轉(zhuǎn)發(fā)器(REG)。
16.如權(quán)利要求10至15之一的裝置，其特征在于窄帶波譜范圍有始于編碼模塊(COD)控制信號(Sosc)的整個功率的50％。
17.如權(quán)利要求10至16之一的裝置，其特征在于功率電平(P)在布置在光波導(dǎo)(LWL)中的、接通或斷開的泵源(PQ)處是可探測或可確定的。
全文摘要
闡述了在光信號的傳輸系統(tǒng)中探測控制信號的方法，此時將在控制信號的規(guī)定的頻率范圍中，功率的一個恒定部分集中在一個窄帶光譜范圍中，并在一個傳輸段之后借助于在該光譜范圍集中的能量的窄帶探測來確定。在窄帶探測沒有信號存在時，因此就斷定有個斷線存在，從而出自安全原因沒有泵源接通。此外，控制信號的窄帶探測使傳輸系統(tǒng)傳輸損耗的測量成為可能。
文檔編號H04B10/00GK1659807SQ03813527
公開日2005年8月24日 申請日期2003年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月12日
發(fā)明者G·根特納, R·紐曼恩, G·塔恩赫塞 申請人:西門子公司