專(zhuān)利名稱(chēng)：光通信系統(tǒng)中用于故障識(shí)別的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本應(yīng)用涉及通信系統(tǒng)，并且更具體地，涉及光通信系統(tǒng)中用于故 障識(shí)別的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
在遠(yuǎn)距離光通信系統(tǒng)中，監(jiān)視(monitor)系統(tǒng)的健康狀況可能是很 重要的。例如，監(jiān)視可以被用來(lái)檢測(cè)在光傳輸電纜中的故障(fault)或 者損壞(break)、出現(xiàn)故障的中繼器(repeater)或放大器(amplifier)或者系 統(tǒng)的其它問(wèn)題。
知名的監(jiān)-見(jiàn)才支術(shù)包^舌線3各監(jiān)^見(jiàn)^殳備(Line Monitoring Equipment, LME)的使用，線路監(jiān)視設(shè)備產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)表示偽隨機(jī)比特序列的 LME測(cè)試信號(hào)。例如在波分復(fù)用(Wavelength Division Multiplexed, WDM)系統(tǒng)中，LME可以將該測(cè)試信號(hào)與信息信號(hào)一起傳輸。測(cè)試信 號(hào)可以通過(guò)在放大器或中繼器中的高損耗回環(huán)(high-loss loop back, HLLB)通路返回到線路監(jiān)視設(shè)備。LME可以隨后將所返回的測(cè)試信號(hào) 從數(shù)據(jù)信號(hào)中分離，并且處理所返回的測(cè)試信號(hào)以獲取數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù) 表示在測(cè)試信號(hào)從LME通過(guò)HLLB和任何居間的光通路和放大器以 及返回LME的傳播中給予測(cè)試信號(hào)的HLLB環(huán)路增益。在HLLB環(huán) 路增益中的重大偏差可以預(yù)示系統(tǒng)中的故障。
在海底光通信系統(tǒng)中，中繼器泵功率損庫(kù)C(r印eater pump power loss)和增加的光纖跨度損耗(increased fiber span loss)可能是導(dǎo)致 HLLB環(huán)路增益偏離正常值的主要故障機(jī)理。在已知的系統(tǒng)中，HLLB 環(huán)路增益中的重大變化，例如在預(yù)定義的警^J竭值之上，可能觸發(fā)系 統(tǒng)警報(bào)。在這樣的系統(tǒng)中選擇警報(bào)閾值可能需要在正常的系統(tǒng)起伏和測(cè)量誤差以及真實(shí)的傳輸通路故障之間進(jìn)行區(qū)分。不幸地，這種區(qū)分
可能是很困難的，因?yàn)镠LLB環(huán)路增益測(cè)量可能一般對(duì)在傳輸通路中
的物理變化不敏感(部分是由于中繼器回環(huán)輸出-輸出結(jié)構(gòu)
(output-to-output architecture)和中繼i文大器中的增益才幾制，例如自增益 調(diào)節(jié)(self-gain regulation))。因此，在給定的典型測(cè)量誤差和系統(tǒng)起伏 下，這種系統(tǒng)中的非破壞性故障的真實(shí)通路變化可能只導(dǎo)致輕微可探 測(cè)的HLLB環(huán)路增益變化。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種光通信系統(tǒng)，包括
線路監(jiān)視設(shè)備，配置為用于提供測(cè)試信號(hào)；
第一光纖通路，配置為用于在第一方向接收所述測(cè)試信號(hào)并且載 送所述測(cè)試信號(hào)；
第二光纖通路，配置為用于在與所述第一方向相反的第二方向載 送信號(hào)；以及
至少一個(gè)中繼器，耦合至所述第一光纖通路和第二光纖通路，所 述中繼器包括
第一光放大器，配置為用于放大所述第一光纖通路上的光信
號(hào)，
第二光放大器，配置為用于放大所述第二光纖通路上的光信
號(hào)，以及
回環(huán)通路，將所述第一光放大器的輸出耦合至所述第二光放 大器的輸入，所述回環(huán)通路配置為用于將所述測(cè)試信號(hào)的至少一部分 耦合至所述第二光纖通路作為返回的測(cè)試信號(hào)，所述線路監(jiān)視設(shè)備配 置為響應(yīng)所述返回的測(cè)試信號(hào)而識(shí)別所述光通信系統(tǒng)中的故障。 根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種光中繼器，包括 第一光放大器，配置為放大用于在第一方向載送第一光信號(hào)的第 一光纖通路上的所述第一光信號(hào)；第二光放大器，配置為放大用于在與所述第一方向相反的第二方
向載送所述第二光信號(hào)的第二光纖通路上的第二光信號(hào)；
回環(huán)通路，將在所述第一光通路上載送的測(cè)試信號(hào)的至少一部分
從所述第一光放大器的輸出耦合至所述第二光放大器的輸入。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了 一種監(jiān)視包括以第 一方向載送信
號(hào)的第一光纖通路和以與第一方向相反的第二方向載送信號(hào)的第二
光纖通路的光通信系統(tǒng)的方法，所述方法包括 在第一光纖通路上載送測(cè)試信號(hào)；
將至少一部分所述的測(cè)試信號(hào)從所述第一光纖通路作為返回的 測(cè)試信號(hào)通過(guò)回環(huán)通路耦合至所述第二光纖通路，所述回環(huán)通路將在 中繼器中處理的并且用于放大在所述第一光放大通路上信號(hào)的第一 光放大器的輸出耦合至在所述中繼器中處理并且用于放大在所述第 二光纖通路上信號(hào)的第二光放大器的輸入；
從第二光纖通路接收所述返回的測(cè)試信號(hào)；以及
識(shí)別在光通信系統(tǒng)中的故障以響應(yīng)所述返回的測(cè)試信號(hào)。


可以參考下面的詳細(xì)說(shuō)明，其中所述說(shuō)明應(yīng)當(dāng)結(jié)合以下附圖閱 讀，其中同樣的標(biāo)號(hào)代表了相似部分
圖1是符合本公開(kāi)的系統(tǒng)的一個(gè)示范性實(shí)施例的簡(jiǎn)化方塊圖； 圖2是符合本公開(kāi)的高損耗回環(huán)通路配置的一個(gè)示范性實(shí)施例的 簡(jiǎn)化方塊圖3圖形化地示意了與符合本公開(kāi)的系統(tǒng)的各個(gè)部分相關(guān)的增
益；
圖4包括與符合本公開(kāi)的示范性系統(tǒng)中的中繼器泵功率的3dB降 低相關(guān)的環(huán)路增益變化-中繼器回環(huán)數(shù)量的曲線圖；以及
圖5包括與符合本公開(kāi)的示范性系統(tǒng)的兩個(gè)方向上的3dB額外光 纖損耗相關(guān)的環(huán)路增益變化-中繼器回環(huán)數(shù)量的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是符合本公開(kāi)的WDM傳輸系統(tǒng)100的一個(gè)示范性的實(shí)施例 的簡(jiǎn)化方塊圖。 一般而言，該系統(tǒng)100可以被配置用來(lái)計(jì)算與每一個(gè) 中繼器/放大器相關(guān)的環(huán)路增益值。環(huán)路增益中的變化可以用來(lái)產(chǎn)生指 示系統(tǒng)中故障的系統(tǒng)警報(bào)。
本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到為了便于解釋?zhuān)到y(tǒng)100以高 度簡(jiǎn)化的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的系統(tǒng)形式來(lái)描述。需要清楚的是，符合本公開(kāi)的系 統(tǒng)和方法可以被結(jié)合到各種各樣的網(wǎng)絡(luò)部件和配置中。這里所提供舉 例的示范性的實(shí)施例僅用于解釋?zhuān)皇窍拗啤?br> 如圖所示，系統(tǒng)100可以包括由兩條單向的光通路110、 120耦 合的終端102、 104，所述的兩條單向的光通^各110、 120—起組成了 雙向的光通路對(duì)。這里使用的術(shù)語(yǔ)"耦合"指的是任何的連接、耦接、 鏈接或者類(lèi)似的方式，通過(guò)些種方式， 一個(gè)系統(tǒng)元件所載送的信號(hào)被 給予(impart)"被耦合，，的元件。這樣的"被耦合"的器件沒(méi)有必要一 個(gè)接著一個(gè)地直接連接而可以由中間的部件或器件分開(kāi)，所述中間的 部件或器件可以處理或修改該信號(hào)。
光通路1 IO可以在多個(gè)通路(或波長(zhǎng))上從在終端102的發(fā)射機(jī)112 向終端104的接收機(jī)114單向地載送光學(xué)數(shù)據(jù)。光通路120能夠以和 通路IIO相關(guān)的相反方向從終端104的發(fā)射機(jī)124到終端102的接收 機(jī)122在多個(gè)通路(或波長(zhǎng))上載送光學(xué)數(shù)據(jù)。對(duì)于終端102，光通路 110是輸出通路而光通路120是輸入通路。對(duì)于終端104，光通路120 是輸出通路而光通路110是輸入通路。光通路110可以包括光纖116-1 到116-n以及光放大器118-1到118-n的交替串聯(lián)，而光通路120可 以包括光纖126-1到126-n以及光放大器128-1到128-n的交替串聯(lián)。
光通路對(duì)(例如，光通路110、 120)可以包括設(shè)置在相關(guān)中繼器 130-1到130隱n的殼體131-1到131-n內(nèi)并且由光纖對(duì)116-1到116-n 和126-1到126-n串聯(lián)連接的放大器對(duì)118-1到118-n和128-l到128-n。
9光纖對(duì)116-1到116-n和126-1到126-n可以與支持額外通路對(duì)的光纖 一起被包括在光導(dǎo)纖維電纜中。每一個(gè)中繼器130可以包括每一個(gè)被 支持的通路對(duì)的一對(duì)放大器118、 128。光放大器118、 128以簡(jiǎn)化的 形式來(lái)說(shuō)明，可以包括一個(gè)或多個(gè)摻鉺光纖放大器(erbium doped fiber amplifiers, EDFAs)或其它摻稀土光纖放大器(earth doped fiber amplifiers)、 拉曼放大器(Raman amplifiers)或半導(dǎo)體光放大器 (semiconductor optical amplifiers)。耦合通3各132-1到132畫(huà)n可以在光 通路110、 120之間耦合(例如，在一個(gè)或多個(gè)中繼器130-1到130-n 的殼體131-1到131-n中)并且可以包括(例如)將在下面更詳細(xì)地描述 的一個(gè)或多個(gè)無(wú)源(passive)光耦合器件。
線路監(jiān)視設(shè)備(LME)140/142可以位于終端102、 104中的一個(gè)或 兩個(gè)中以提供通路對(duì)110、 120的無(wú)源線路HLLB監(jiān)視。LME140、 142
可以執(zhí)行已知信號(hào)產(chǎn)生、信號(hào)#:測(cè)和處理功能并且可以包括配置為用
于執(zhí)行功能的已知發(fā)射機(jī)、接收機(jī)和處理器。監(jiān)視設(shè)備140可以將一 個(gè)或多個(gè)LME測(cè)試信號(hào)(例如以不同的波長(zhǎng))加載到一條光通^各 110(例如，輸出光通路)。耦合通路132-1到132-n可以將在光通路110 中傳播的LME測(cè)試信號(hào)的采樣耦合入其它光通路120(例如輸入光通 路)的前向傳播方向。監(jiān)視i殳備140可以隨后接收并且測(cè)量該采樣以揮: 測(cè)在環(huán)路增益中的變化作為系統(tǒng)中故障的指示器。監(jiān)視設(shè)備142可以 將一個(gè)或多個(gè)LME測(cè)試信號(hào)(例如以不同的波長(zhǎng))加載入一條光通路 120(例如輸出光通路)。耦合通路132-1到132-n可以將在光通路120 中傳播的LME測(cè)試信號(hào)的采樣耦合入其它光通路110(例如輸入光通 路)的前向傳播方向。監(jiān)視設(shè)備142可以隨后接收并且測(cè)量釆樣以探測(cè) 在環(huán)路增益中的變化作為系統(tǒng)中故障的指示器。
盡管所述的每一個(gè)放大器對(duì)118-1到118-n和128-1到128-n以 具有相關(guān)的耦合通路132-1到132-n的形式示出，但是該耦合通^各可 以位于其它位置(例如，在覆蓋放大器對(duì)的中繼器之外)和/或可以不位 于任何一個(gè)放大器對(duì)中。根據(jù)一個(gè)示范性的實(shí)施例，耦合通路132-1到132-n可以在操作上對(duì)稱(chēng)，即描述在通過(guò)耦合通路132-1從通路110 傳輸?shù)酵?20的各波長(zhǎng)上的光功率的百分比的功能與描述在通過(guò)耦 合通路132-1從通路120傳輸?shù)酵?10的各波長(zhǎng)上光功率的百分比 的功能一致?？蛇x擇地， 一個(gè)或多個(gè)耦合通^^可以不對(duì)稱(chēng)并且不同的 耦合通路可以具有不同的傳輸功能。
圖2說(shuō)明了符合本公開(kāi)的HLLB通路配置132a的一個(gè)示范性的 實(shí)施例。在該說(shuō)明的示范性的實(shí)施例中，在中繼器130a的殼體131a 中提供放大器對(duì)118a、 128a。第一 HLLB通路202被提供用于將由 LME140生成的LME測(cè)試信號(hào)從通路110耦合至通路120。第二 HLLB 通路204被提供用于將由LME142生成的LME測(cè)試信號(hào)從通路120 耦合至通路110。第一HLLB通路202包括光耦合器206(例如，1%或 者10%耦合器，將在;^文大器118a的輸出信號(hào)的總光功率中的小百分 比耦合到通路202上)。由耦合器206耦合入第一 HLLB通路202的信 號(hào)通過(guò)衰減器208(例如已知的6dB衰減器)傳遞到波長(zhǎng)選擇性濾波器 (wavelength selective filter)210,所述波長(zhǎng)選擇性濾波器只反射來(lái)自 LME140的LME測(cè)試信號(hào)的波長(zhǎng)。濾波器210可以-使用任何各種已 知的濾波器配置，例如光纖布拉格光柵(fiber Bragg grating)。沒(méi)有由濾 波器210反射的波長(zhǎng)可以被提供給高回波損耗終端(high-return-loss termination^由濾波器210反射的LME波長(zhǎng)通過(guò)衰減器208第二次 傳遞，并且通過(guò)光耦合器212耦合至放大器128a的輸入，所迷光耦合 器212將其中的一部分(例如總光功率的大約1%或者10%)注入光通 路120，由濾波器210反射的LME波長(zhǎng)作為返回的LME信號(hào)通過(guò)光 通路120返回到LME140。
第二 HLLB通路204包括光耦合器214(例如1%或者10%的耦合 器，將在放大器128a的輸出信號(hào)的總的光功率的小百分比耦合入通路 204)。由耦合器214耦合入第二 HLLB通路204的信號(hào)通過(guò)衰減器 216(例如已知的6dB衰減器)傳遞到波長(zhǎng)選擇性濾波器(wavelength selective filter)218，所述波長(zhǎng)選擇性濾波器只反射來(lái)自LME142的LME測(cè)試信號(hào)的波長(zhǎng)。濾波器218可以使用任何各種已知的濾波器配 置，例如光纖布拉格光柵(fiber Bragg grating)。沒(méi)有由濾波器218反射 的波長(zhǎng)可以被提供給高回波損耗的終端。由濾波器218反射的LME 波長(zhǎng)通過(guò)衰減器216第二次傳遞，并且通過(guò)光耦合器220耦合至放大 器118a的輸入，所述光耦合器220將其中的一部分(例如總的光功 率的大約1%或者10%)注入光通路110,由濾波器218反射的LME波 長(zhǎng)作為返回的LME信號(hào)通過(guò)光通^各110返回到LME142。
圖3圖形化地說(shuō)明了與符合本公開(kāi)的系統(tǒng)(包括具有相關(guān)的放大 器對(duì)118a-l、 118a隱2和118a-3以及128a-l、 128a-2和128a-3以及回 環(huán)通路的中繼器131a畫(huà)l、 131a-2和131a-3)的各個(gè)部分相關(guān)的增益。在 所說(shuō)明的示范性的實(shí)施例中，G1A、 G2A和G3A分別代表由放大器 118a-l、 118a-2和118a-3給予的增益。同樣地，L1A、 L2A、 L3A和 L4A分別代表與光纖部分116a-l、 116a-2、 116a-3和116a-4有關(guān)的損 耗(負(fù)增益)。L1B、 L2B、 L3B和L4B分別代表與光纖部分126a-l、 126a-2、 126a-3和126a-4有關(guān)的損耗。
化地代表了符合本公開(kāi)的HLLB通路。例如，通路202a代表用于耦 合從通路110a返回至通路120a的LME測(cè)試信號(hào)的符合本公開(kāi)的 HLLB通路，而通路204a代表用于耦合從通路120a至通路110a的信 號(hào)的符合本公開(kāi)的HLLB通路。HLLB通路(例如通路202a和204a) 以高度簡(jiǎn)化的形式說(shuō)明，并且可以被配置成(例如)如圖2所示。
以虛線說(shuō)明并且在通路110a和120a之間延伸的通路(例如，通路 302)圖形化地代表了用于耦合從通路110a返回至通路120a的LME測(cè) 試信號(hào)的可選擇性的HLLB配置。這些通路也是以高度簡(jiǎn)化的形式示 出，并且可以包括相關(guān)的耦合器、衰減器和濾波器，用于在中繼器殼 體內(nèi)將LME測(cè)試信號(hào)從在通路110a上的放大器的輸出耦合至放大器 120a的輸出。
與每一個(gè)中繼器131a相關(guān)的環(huán)路增益數(shù)據(jù)可以由通過(guò)中繼器所接收到的返回的LME測(cè)試信號(hào)與所傳輸?shù)腖ME測(cè)試信號(hào)的拷貝的比 較計(jì)算得出。任何中繼器的環(huán)路增益可以代表從LME到通過(guò)與中繼 器相關(guān)的回環(huán)通路以及返回LME所給予測(cè)試信號(hào)的增益和損耗。
差分環(huán)路增益(differential loop gain)計(jì)算可以被用于獲取對(duì)系統(tǒng) 中故障的敏感性的增加。每一個(gè)中繼器131a-n的差分環(huán)3各增益可以計(jì) 算為與中繼器131a-n相關(guān)的環(huán)路增益減去與前一個(gè)中繼器131a-(n-l) 相關(guān)的環(huán)路增益。例如，與中繼器131a-2相關(guān)的差分環(huán)路增益可以計(jì) 算為通過(guò)通路202a的環(huán)路增益減去通過(guò)通路202b的環(huán)路增益。差分 環(huán)路增益可以因此只依賴(lài)于四個(gè)隨機(jī)變量，即兩個(gè)增益變量和兩個(gè)損 耗變量。因此，與簡(jiǎn)單的環(huán)路增益相比，差分環(huán)路增益可以顯示一個(gè) 由正常的系統(tǒng)起伏引起的相對(duì)小的最大/最小偏差值，并且可以對(duì)距離 不是特別地敏感。這些因素可以允許設(shè)置可靠的增益變化閾值，基于 該閾值可以設(shè)置故障探測(cè)觸發(fā)。
在所說(shuō)明的示范性的實(shí)施例中，通過(guò)通路302與中繼器131a-2 相關(guān)的差分環(huán)^各增益可以本質(zhì)上是L2A+G2A+L2B+G1B,其中通過(guò)通 路202a與中繼器13la-2相關(guān)的差分環(huán)路增益可以基本上是 L2A+G2A+L2B+G2B。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，相比于將在一條通路上的放大器的 輸出耦合至在另一條通路上的放大器的輸出的HLLB通^各(例如通路 302),提供符合本公開(kāi)的在一條通路上的放大器的輸出耦合至在相反 通路上的放大器的輸入(例如，通路202或者204)的HLLB通路提供 了對(duì)額外的泵損耗(pump loss)和額外的光纖損耗的敏感性的增加，并 且提供了對(duì)輸入光纖損耗和輸出光纖損耗的更高的可分解性 (resolvability)。
具體地說(shuō) ，額外的泵損耗能夠以在中繼器內(nèi)泵激光放大器的完全 或者部分故障為特征，導(dǎo)致由相關(guān)的放大器所給予的增益的完全或者 部分減少。然而， 一般而言，在傳輸線中的光放大器可以在適度的壓 縮下工作，而中繼器的輸出信號(hào)功率的變化傾向于在一些放大器之后 通過(guò)增益的調(diào)整來(lái)自我修正。在一個(gè)實(shí)施例中，例如，在中繼器131a-2中的泵功率的ldB下降可以使G2A和G2B下降ldB，以及進(jìn)入》文大 器128a-l的信號(hào)功率因而下降ldB。因?yàn)橹欣^器131a-l以增益壓縮 的形式工作，所以GlB可以增加大約0.7dB以提供增益"恢復(fù)，，。
在這樣的實(shí)施例中，通過(guò)通路302的差分環(huán)路增益實(shí)際上是 L2A+G2A+L2B+G1B。在示范性的額外的泵損耗存在時(shí)，通過(guò)通路302 的差分環(huán)路增益因此只減少了 0.3dB。相反，通過(guò)通路202a的差分環(huán) 路增益不包括G1并且實(shí)際上是L2A+G2A+L2B+G2B。因此，通過(guò)通 路202a的差分環(huán)路增益因?yàn)橹欣^器131a-2的ldB泵功率故障減少了 2dB。
導(dǎo)致額外的泵損耗的通過(guò)通路202a的差分環(huán)路增益的這個(gè)2dB 的減少相比通過(guò)通路302的差分環(huán)路增益中的0.3dB減少允許更高的 探測(cè)靈敏度。例如，基于通過(guò)通路202a與通過(guò)通路302a在差分環(huán)路 增益中變化的比較，LME可以被被配置成具有更高的故障閾值。更高 故障閾值的使用可以避免與正常的系統(tǒng)起伏和測(cè)量誤差相關(guān)的故障 警報(bào)。
圖4,例如，包括與示范性的系統(tǒng)相關(guān)的環(huán)路增益對(duì)中繼器回環(huán) 數(shù)變化圖400,所迷示范性的系統(tǒng)包括具有相關(guān)的回環(huán)通路R1到R14 的14個(gè)中繼器，以及包括在與R7相關(guān)的中繼器上的中繼器泵功率的 3dB減少(即額外的泵損耗)。曲線402說(shuō)明了當(dāng)系統(tǒng)#:配置具有回環(huán) 通路(例如，通路302，用于將在第一方向上放大信號(hào)的第一放大器的 輸出與在和第一方向相反的第二方向上放大信號(hào)的第二放大器的輸 出耦合)時(shí)，環(huán)路增益對(duì)回環(huán)數(shù)的變化。曲線404說(shuō)明了當(dāng)系統(tǒng)被配置 具有符合本公開(kāi)的回環(huán)通路(例如，通路202a,用于將在第一方向上 放大信號(hào)的第一放大器的輸出與在和第一方向上相反的第二方向上 放大信號(hào)的第二放大器的輸入耦合)時(shí)，環(huán)路增益對(duì)回環(huán)數(shù)量的變化。 如圖所示，當(dāng)使用符合本公開(kāi)的回環(huán)通路時(shí)，中繼器泵功率中的3dB 減少導(dǎo)致環(huán)路增益中的更大變化。
額外的光纖損耗可以發(fā)生并且可以以通過(guò)光纖通路(例如，在中繼器131a-l和131a-2之間的通路)的額外或完全的傳輸損耗為特征。 一般而言，當(dāng)額外的光纖損耗在光纖通路中出現(xiàn)時(shí)，系統(tǒng)中繼器中增 益控制算法可以導(dǎo)致由其它中繼器給予的增益的調(diào)整。在一個(gè)實(shí)施例 中，例如，如果在兩個(gè)方向上，例如在L2A和L2B上有l(wèi)dB額外的 光纖損耗，那么G2A和G1B可以增加大約0.7dB以提供增益"恢復(fù)"。
在這樣的實(shí)施例中，因?yàn)橥ㄟ^(guò)通路302的差分環(huán)路增益信號(hào)實(shí)際 上是L2A+G2A+L2B+G1B,所以在中繼器131a-2和131a-l之間的差 分環(huán)路增益只下降0.6dB。與此相反，通過(guò)通路202a的差分環(huán)路增益 不包括G1并且實(shí)際上是L2A+G2A+L2B+G2B。因此，在中繼器131a-2 和131a-l之間通過(guò)通路202a的差分環(huán)路增益由于在L2A和L2B的 ldB額外的光纖損耗而下降了 1.3dB。導(dǎo)致額外泵損耗的該通過(guò)通路 202a的差分環(huán)路增益中的1.3dB減少相比在通過(guò)通路302的差分環(huán)路 增益中的0.6dB的減少允許更高的探測(cè)敏感性。
圖5,例如，包括與示范性的系統(tǒng)相關(guān)的環(huán)路增益對(duì)中繼器回環(huán) 數(shù)變化圖500，所述示范性系統(tǒng)包括具有相關(guān)的回環(huán)路徑Rl到R14 的14個(gè)中繼器，并且包括在與R6和R7相關(guān)的中繼器之間的兩個(gè)方 向上光纖損耗的3dB增加(即額外的光纖損耗)。曲線502說(shuō)明了當(dāng)系 統(tǒng)被配置具有回環(huán)通路(例如，通路302，用于將在第一方向上放大信 號(hào)的第一放大器的輸出與在和第一方向相反的第二方向上放大信號(hào) 的第二放大器的輸出耦合)時(shí)，環(huán)路增益對(duì)回環(huán)數(shù)的變化。曲線504說(shuō) 明了當(dāng)系統(tǒng)被配置具有符合本公開(kāi)的回環(huán)通路(例如，通路202a，用 于將在第一方向上放大信號(hào)的第一放大器的輸出與在和第一方向上 相反的第二方向上放大信號(hào)的第二放大器的輸入耦合)時(shí)，環(huán)路增益對(duì) 回環(huán)數(shù)的變化。如圖所示，3dB額外的光纖損耗導(dǎo)致當(dāng)使用符合本公 開(kāi)的回環(huán)通路時(shí)環(huán)路增益中的更大變化。
同樣，在通過(guò)通路302和304的中繼器131a-l和131a-2之間的 差分環(huán)路增益，即G2A+G1B+L2A+L2B，在系統(tǒng)的任意一側(cè)(例如， LME140， 142)上都與LME的位置無(wú)關(guān)。如果額外的損^^只在一個(gè)方
15向上發(fā)生，那么與通路302相關(guān)的對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)不允許LME來(lái)分辨任一 方向上的額外光纖損耗的位置。
然而，在通過(guò)符合本公開(kāi)的從通路110到通路120的回環(huán)通路(例 如，通路202a)的中繼器131a-l和131a-2之間的差分環(huán)路增益實(shí)際上 等于G2A+G2B+L2A+L2B。 L2A是在中繼器131a-2之前的光纖跨度 損耗，而L2B是在中繼器131a-2之后的光纖跨度損耗。相對(duì)于 LME140,這樣的配置使LME信號(hào)對(duì)發(fā)生在輸入方向(即L2B)上的額 外光纖損耗相比于在輸出方向(即L2A)上的額外光纖損耗更敏感。在 相反的方向上，在符合本公開(kāi)的通過(guò)從通路120到通路110的回環(huán)通 路的中繼器131a-l和131a-2之間的差分環(huán)路增益(例如，通路204b) 實(shí)際上等于G1A+G1B+L2A+L2B。 L2A是在中繼器131a-l之后的光 纖跨度損耗，而L2B是在中繼器131a-l之前的光纖跨度損耗。相對(duì) 于LME142，這樣的配置使LME信號(hào)對(duì)發(fā)生在輸入方向(即L2A)上的 額外光纖損耗相比于在輸出方向(即L2B)上的額外光纖損耗更敏感。 這種對(duì)在任一方向上的額外光纖損耗的非對(duì)稱(chēng)響應(yīng)允許在任一通路 110或120上的額外光纖損耗的位置的分辨。例如，如果在LME140 上的差分環(huán)路增益變化大于LME142上的變化，那么額外的光纖損耗 可以被視作在L2B中發(fā)生。
因此，在光學(xué)傳輸線路監(jiān)視i殳備中提供了用于故障識(shí)別使用環(huán)路 增益的系統(tǒng)和方法。根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)方面，提供包括被配置用于提 供測(cè)試信號(hào)的線路監(jiān)視設(shè)備的光學(xué)傳輸系統(tǒng)；配置用于在第一方向上 接收測(cè)試信號(hào)和載送測(cè)試信號(hào)的第一光纖通^^;;波配置用于在與第一 方向相反的第二方向上載送信號(hào)的第二光纖通路；以及被耦合至第一 光纖通路和第二光纖通路上的至少一個(gè)中繼器。該中繼器包括被配
置用于放大第一光纖通路上的光信號(hào)的第一光放大器；被配置用于放 大第二光纖通路上的光信號(hào)的第二光放大器；以及將第一光放大器的
輸出耦合至第二光放大器的輸入的回環(huán)通路?；丨h(huán)通路被配置用來(lái)將 至少一部分測(cè)試信號(hào)耦合至第二光纖通路作為返回的測(cè)試信號(hào)。線路監(jiān)視設(shè)備被配置用來(lái)響應(yīng)于返回的測(cè)試信號(hào)而識(shí)別光通信系統(tǒng)中的 故障。
根據(jù)本公開(kāi)的另一個(gè)方面，提供了光中繼器，包括被配置用來(lái)放 大用于在第一方向上載送第一光信號(hào)的第一光纖通路上的第一光信
號(hào)的第一光放大器；被配置用來(lái)放大用于在與第一方向相反的第二方 向上載送第二光信號(hào)的第二光纖通路上的第二光信號(hào)的第二光放大 器；以及將在第一光通路上載送的至少一部分測(cè)試信號(hào)從第一光放大 器的輸出耦合至第二光放大器的輸入的回環(huán)通^^。
根據(jù)本公開(kāi)的又一個(gè)方面，提供監(jiān)視光學(xué)傳輸系統(tǒng)的方法，所述 光學(xué)傳輸系統(tǒng)包括用于在第一方向上載送信號(hào)的第一光纖通路和用 于在與第一方向相反的第二方向上載送信號(hào)的第二光纖通路，所述方 法包括在第一光纖通路上發(fā)送測(cè)試信號(hào)；通過(guò)回環(huán)通路耦合至少一 部分來(lái)自第一光纖通路的測(cè)試信號(hào)到第二光纖通路作為返回的測(cè)試 信號(hào)，回環(huán)通路將在中繼器中設(shè)置并且配置為用于放大在第一光纖通 路上的信號(hào)的第 一光放大器的輸出耦合至設(shè)置在中繼器中并且配置 為用于放大第二光纖通路上的信號(hào)的第二放大器的輸入；從第二光纖 通路接收返回的測(cè)試信號(hào)；以及響應(yīng)返回的測(cè)試信號(hào)而識(shí)別光通信系 統(tǒng)中的故障。
雖然在這里已經(jīng)描述了多個(gè)實(shí)施例，但是利用本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施 例中的一些的闡述在此僅用于示例說(shuō)明而不用于限定。在本質(zhì)上不背 離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以給出本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn) 的許多其它實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種光通信系統(tǒng)，包括線路監(jiān)視設(shè)備，配置為提供測(cè)試信號(hào)；第一光纖通路，配置為接收所述測(cè)試信號(hào)并且在第一方向載送所述測(cè)試信號(hào)；第二光纖通路，配置為在與所述第一方向相反的第二方向載送信號(hào)；以及至少一個(gè)中繼器，耦合至所述第一光纖通路和所述第二光纖通路，所述中繼器包括第一光放大器，配置為放大所述第一光纖通路上的光信號(hào)，第二光放大器，配置為放大所述第二光纖通路上的光信號(hào)，以及回環(huán)通路，將所述第一光放大器的輸出耦合至所述第二光放大器的輸入，所述回環(huán)通路配置為將所述測(cè)試信號(hào)的至少一部分作為返回的測(cè)試信號(hào)耦合至所述第二光纖通路，所述線路監(jiān)視設(shè)備配置為響應(yīng)于所述返回的測(cè)試信號(hào)而識(shí)別所述光通信系統(tǒng)中的故障。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光通信系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括沿所述第一 光纖通路和所述第二光纖通路間隔的多個(gè)所述中繼器，并且所述線路 監(jiān)視設(shè)備配置為從所述多個(gè)中繼器的所述返回的測(cè)試信號(hào)中計(jì)算與 所述回環(huán)通路中的每一個(gè)相關(guān)的差分環(huán)路增益數(shù)據(jù)，并且響應(yīng)于所述 差分環(huán)路增益數(shù)據(jù)而提供識(shí)別所述光通信系統(tǒng)中的故障的輸出。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光通信系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括配置為提 供所述第二光通路上的第二測(cè)試信號(hào)的第二線路監(jiān)視設(shè)備，并且其 中，所述至少一個(gè)中繼器包括將所述第二光放大器的輸出耦合至所述 第一光放大器的輸入的第二回環(huán)通路，所述第二回環(huán)通路配置為將所 述第二測(cè)試信號(hào)的至少 一部分作為返回的第二測(cè)試信號(hào)耦合至所述第一光纖通路。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光通信系統(tǒng)，所述至少一個(gè)中繼器還包 括殼 體，所述第一光放大器和所述第二光放大器及所述回環(huán)通路設(shè)置 在所述殼體內(nèi)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光通信系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)中繼 器包括光耦合器，所述光耦合器配置為將所述第一光信號(hào)的總光功率 的一部分從所述第一光放大器的所述輸出耦合至所述回環(huán)通路。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的所述光通信系統(tǒng)，其中，所述回環(huán)通路包括 用于衰減所述第一光信號(hào)的所述一部分的光衰減器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的光通信系統(tǒng)，其中，所述回環(huán)通路包括 耦合至所述光衰減器的輸出的波長(zhǎng)選擇性光濾波器，用于使一個(gè)或多 個(gè)波長(zhǎng)反射返回通過(guò)所述衰減器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的光通信系統(tǒng)，所述至少一個(gè)中繼器還包 括第二耦合器，用于將反射通過(guò)所述衰減器的所述波長(zhǎng)的總光功率的一部分耦合至所述第二光放大器的所述輸入。
9. 一種光中繼器，包括第一光放大器，配置為放大用于在第一方向載送第一光信號(hào)的第 一光纖通路上的所述第一光信號(hào)；第二光放大器，配置為放大用于在與所述第一方向相反的第二方 向載送所述第二光信號(hào)的第二光纖通^Ui的第二光信號(hào)；回環(huán)通路，將在所述第一光通路上載送的測(cè)試信號(hào)的至少一部分 從所述第一光放大器的輸出耦合至所述第二光放大器的輸入。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的光中繼器，所迷中繼器還包括第二回 環(huán)通路，所述第二回環(huán)通將至少一部分的所述第二光信號(hào)從所述第二 光放大器的輸出耦合至所述第一光放大器的輸入。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的光中繼器，還包括殼體，所述第一光 放大器和所述第二光放大器及所述回環(huán)通路設(shè)置在所述殼體內(nèi)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的光中繼器，其中，所述中繼器還包括光耦合器，配置為將所述第一光信號(hào)的總光功率的一部分從所述第一 光放大器的所述輸出耦合至所述回環(huán)通路。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的光中繼器，其中，所述回環(huán)通路包括用于衰減所述第一光信號(hào)的所述一部分的光衰減器。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的光中繼器，其中，所述回環(huán)通路包括 耦合至所述光衰減器的輸出的波長(zhǎng)選擇性光濾波器，用于使一個(gè)或多 個(gè)波長(zhǎng)反射返回通過(guò)所述衰減器。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的光中繼器，所述至少一個(gè)中繼器還包 括第二耦合器，所述第二耦合器將反射通過(guò)所述衰減器的所述波長(zhǎng)的總光功率的一部分耦合至所述第二光;^大器的所述輸入。
16. —種監(jiān)視光通信系統(tǒng)的方法，所述光通信系統(tǒng)包括用于在第 一方向載送信號(hào)的第一光纖通路和用于在與所述第一方向相反的第 二方向載送信號(hào)的第二光纖通路，所述方法包括在所述第一光纖通路上發(fā)送測(cè)試信號(hào)；通過(guò)回環(huán)通if各將所述測(cè)試信號(hào)的至少一部分^^人所述第一光纖通 路作為返回的測(cè)試信號(hào)耦合至所述第二光纖通路，所述回環(huán)通路將設(shè) 置在中繼器中并且配置為放大所述第一光放大通路上信號(hào)的第一光 放大器的輸出耦合至設(shè)置在所述中繼器中并且配置為放大所述第二 光纖通路上信號(hào)的第二光放大器的輸入；從所述第二光纖通鴻-接收所述返回的測(cè)試信號(hào)；以及響應(yīng)于所述返回的測(cè)試信號(hào)而識(shí)別所述光通信系統(tǒng)中的故障。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，所述方法還包括 在所述第二光纖通路上發(fā)送第二測(cè)試信號(hào)；通過(guò)第二回環(huán)通路將所述測(cè)試信號(hào)的至少 一部分從所述第二光纖通路作為第二返回的測(cè)試信號(hào)耦合至所述第 一光纖通路，所述第二 回環(huán)通路將設(shè)置在在第二中繼器中并且配置為放大所述第二光纖通 路上信號(hào)的第一光放大器的輸出耦合至設(shè)置在所述第二中繼器中并 且配置為放大所述第一光纖通路上信號(hào)的第二放大器的輸入；從所述第一光纖通路接收所述第二返回的測(cè)試信號(hào)；以及 響應(yīng)于所述第 一 返回的測(cè)試信號(hào)和所述第二返回的測(cè)試信號(hào)而 識(shí)別所述故障是否在所述第一光纖通路或所述第二光纖通路中。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，所述方法還包括從所述返回 的測(cè)試信號(hào)中計(jì)算與所述回環(huán)通路相關(guān)的差分環(huán)路增益數(shù)據(jù)；并且其 中，所述在所述光通信系統(tǒng)中的所述識(shí)別故障包括響應(yīng)于所述差分環(huán) 路增益數(shù)據(jù)而識(shí)別所述光通信系統(tǒng)中的所述故障。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述故障是所述光通信系 統(tǒng)中額外的光纖損耗故障。
20. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述故障是所述光通信系 統(tǒng)中的額外泵損耗故障。
全文摘要
本發(fā)明的名稱(chēng)為光通信系統(tǒng)中用于故障識(shí)別的系統(tǒng)和方法。系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)中繼器包括回環(huán)通路，其用于將通過(guò)中繼器放大在第一方向載送的信號(hào)的第一放大器的輸出耦合至通過(guò)所述中繼器放大在第二方向載送的信號(hào)的第二放大器的輸入。使用在第一或第二通路上發(fā)送并通過(guò)回環(huán)通路以相反通路返回的與測(cè)試信號(hào)相關(guān)的環(huán)路增益數(shù)據(jù)進(jìn)行故障分析。
文檔編號(hào)H04B10/08GK101552639SQ20091000414
公開(kāi)日2009年10月7日 申請(qǐng)日期2009年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月11日
發(fā)明者L·理查森, 張宏賓 申請(qǐng)人:泰科電訊(美國(guó))有限公司