專利名稱：使用電壓信號(hào)檢測和特征分析與光學(xué)通信系統(tǒng)中的部件通信的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)通信系統(tǒng)，并且更具體地，涉及使用電壓信號(hào)檢測和特征分析與光學(xué)通信系統(tǒng)中的部件通信。
背景技術(shù)：
光學(xué)通信系統(tǒng)大體上包括由光傳輸路徑連接的站或終端。例如在海底光學(xué)通信系統(tǒng)中，岸站可分開10，OOOkm或以上的距離。光傳輸路徑可包括通過例如中繼器、支路單元等各種元件或部件從一個(gè)站耦合到另一個(gè)站的光纖纜線。光纖纜線可包括多個(gè)光纖對(duì)，用于例如在波分復(fù)用(WDM)系統(tǒng)中的多個(gè)獨(dú)立波長通道上雙向傳輸信息；和電力導(dǎo)體，用于提供連接到該電力導(dǎo)體的元件的操作所需要的電能。光學(xué)通信系統(tǒng)中的部件通常遠(yuǎn)離這些站而定位，并且在海底光學(xué)通信系統(tǒng)可定位在洋底。通常通過從站發(fā)送命令到遠(yuǎn)程部件而遠(yuǎn)程控制這些部件。例如，可遠(yuǎn)程控制支路單元來提供光學(xué)和/或電氣開關(guān)操作(switching)。然而，該站可不知道是否在遠(yuǎn)程元件中接收命令并且執(zhí)行功能，除非確認(rèn)被發(fā)送回到該站。盡管命令可作為光學(xué)命令在光傳輸路徑上發(fā)送到遠(yuǎn)程部件，在光傳輸路徑上提供返回到站的確認(rèn)更具有挑戰(zhàn)性。在遠(yuǎn)程部件中可提供光傳送器或者再生器用于生成和傳輸光學(xué)命令；然而，這可顯著增加成本并且可降低部件的可靠性。除了確認(rèn)接收命令和/或執(zhí)行功能外，傳送來自光學(xué)通信系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程部件的其它信息(例如內(nèi)部硬件狀態(tài))可也是可取的。


通過連同附圖一起閱讀下列詳細(xì)說明，本發(fā)明的這些和其他特征和優(yōu)勢將更好理解，其中圖I是與本公開的實(shí)施例一致的使用電壓信號(hào)檢測和特征分析與系統(tǒng)中的部件通信的光學(xué)通信系統(tǒng)的簡化功能框圖。圖2是與本公開的實(shí)施例一致的由光學(xué)通信系統(tǒng)中的部件生成的示范性電壓信號(hào)的圖示。圖3是與本公開的實(shí)施例一致的使用電壓信號(hào)檢測和特征分析與系統(tǒng)中的部件通信的海底分支型光學(xué)通信系統(tǒng)的簡化功能框圖。圖4是用于電壓信號(hào)檢測和特征分析的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)(^S)和元件管理系統(tǒng)(EMS)架構(gòu)的簡化功能框圖。圖5是圖示與實(shí)施例一致的使用電壓信號(hào)檢測和特征分析與光學(xué)通信系統(tǒng)中的部件通信的方法的流程圖。圖6是圖示與實(shí)施例一致的進(jìn)行自動(dòng)特征分析的更詳細(xì)的方法的流程圖。圖7A-7G是圖示在不同特征分析處理操作后的電壓數(shù)據(jù)的電壓數(shù)據(jù)標(biāo)繪圖。
具體實(shí)施例方式一般而言，來自光學(xué)通信系統(tǒng)中的部件的通信可通過調(diào)制跨該部件的系統(tǒng)電力電壓來生成代表要傳送的信息的電壓信號(hào)而實(shí)現(xiàn)。由該部件產(chǎn)生的電壓信號(hào)在光學(xué)通信系統(tǒng)中的饋電設(shè)備(PFE)中能檢出。可對(duì)系統(tǒng)電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行特征分析來識(shí)別電壓信號(hào)并且確定正傳送的信息。參照?qǐng)D1，與實(shí)施例一致，光學(xué)通信系統(tǒng)100包括通過光傳輸纜線120 (例如光纖纜線等)和一個(gè)或多個(gè)部件130 (例如中繼器、支路單元或類似物等)連接的纜線站110-1、110-2。本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，系統(tǒng)100已經(jīng)描繪為高度簡化的點(diǎn)到點(diǎn)系統(tǒng)以便于說明。要理解本公開可并入多種光學(xué)網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)中。系統(tǒng)100包括例如任何數(shù)量的纜線站、纜線段、中繼器、支路單元和其它部件。系統(tǒng)100可配置為長程系統(tǒng)(例如在纜線站110-1和110-2之間具有超過600km的長度)并且可跨越水體。當(dāng)用來跨越例如海洋的水體時(shí)，例如中繼器和支路單元等部件130可坐落于洋底，并且傳輸纜線120可在海灘登陸處之間跨越以從水中延伸出來用于耦 合到纜線站110-1、110-2。纜線站110-1、110-2大體上包括光學(xué)終端112-1、112-2用于在光傳輸纜線120上操縱光學(xué)通信。光學(xué)通信系統(tǒng)100可配置為波分復(fù)用系統(tǒng)(WDM)，其中光學(xué)終端112-1、112-2包括光收發(fā)器，該光收發(fā)器通過在信號(hào)帶寬內(nèi)調(diào)制多個(gè)不同波長/通道的每個(gè)上的數(shù)據(jù)而生成多個(gè)獨(dú)立的光信號(hào)。這些通道可復(fù)用成集合的光信號(hào)，并在光傳輸纜線120上由一個(gè)收發(fā)器傳輸?shù)搅硪粋€(gè)收發(fā)器。在接收收發(fā)器處，集合信號(hào)可解復(fù)用成獨(dú)立的光信號(hào)用于解調(diào)其上調(diào)制的數(shù)據(jù)。光傳輸纜線120可包括一個(gè)或多個(gè)光纖對(duì)122，其在光學(xué)終端112-1、112-2之間雙向地運(yùn)送光信號(hào)。纜線站110-1、110-2還包括配置成供應(yīng)和調(diào)節(jié)電能用于操作部件130的饋電設(shè)備(PFE) 114-1、114-2。光傳輸纜線120包括一個(gè)或多個(gè)電力導(dǎo)體124，其向耦合于該纜線120的部件130供應(yīng)電力。部件130可包括電壓信號(hào)發(fā)生器132，其調(diào)制跨部件130供應(yīng)的電壓以在電力導(dǎo)體124上生成電壓信號(hào)?？蓮膩碜岳|線站110-1、110-2中的PFE 114-1、114-2所采集的電壓數(shù)據(jù)檢測該電壓信號(hào)。如將在下面更詳細(xì)地描述的，在一個(gè)實(shí)施例中，纜線站110-1、110-2中的一個(gè)或多個(gè)可包括電壓信號(hào)檢測和分析系統(tǒng)116-1、116-2，用于采集來自PFEl 14-1、114-2的電壓數(shù)據(jù)并且用于分析該電壓數(shù)據(jù)來檢測電壓信號(hào)。電壓信號(hào)檢測和分析系統(tǒng)116-la還可定位在纜線站110-1、110-2外部。為了提供來自部件130的通信，在部件130中生成的電壓信號(hào)可代表與該部件關(guān)聯(lián)的信息。在實(shí)施例中，電壓信號(hào)可代表對(duì)在部件130中接收的命令或查詢的例如肯定或否定響應(yīng)等響應(yīng)。如將在下面更詳細(xì)地描述的，例如在支路單元中，電壓信號(hào)可以是確認(rèn)開關(guān)操作命令的成功或不成功執(zhí)行的肯定或否定響應(yīng)。電壓信號(hào)還可代表部件130的狀況或狀態(tài)(例如，內(nèi)部硬件狀態(tài))并且可在某其它時(shí)間(例如，周期地或以預(yù)定時(shí)間)發(fā)送而不響應(yīng)于特定的命令或查詢。部件130例如可發(fā)送傳播其狀況的電壓信號(hào)。電壓信號(hào)還可代表與部件130關(guān)聯(lián)的例如位置、標(biāo)識(shí)符或類似物等其它信息。參照?qǐng)D2A和2B，電壓信號(hào)發(fā)生器132的一個(gè)實(shí)施例可生成包括一個(gè)或多個(gè)脈沖的電壓信號(hào)。例如，電壓信號(hào)發(fā)生器132可開啟以及關(guān)斷跨部件130的內(nèi)部電壓降增加，由此引起在站110-1、110-2的PFE 114-1、114-2處能檢測的纜線系統(tǒng)電壓的調(diào)制。如示出的，可使用選擇成提供可靠辨別的不同信號(hào)模式來代表不同的響應(yīng)(例如，三個(gè)較窄脈沖代表肯定的“是”響應(yīng)，而兩個(gè)較寬脈沖代表否定的“否”響應(yīng))。任何數(shù)量、頻率和寬度的脈沖可用來代表不同的響應(yīng)、狀況和/或與部件關(guān)聯(lián)的其它類型的信息。部件中的電壓調(diào)制的另一個(gè)示例在美國專利申請(qǐng)公開號(hào)2009/0028566中更詳細(xì)地描述，其通過引用完全結(jié)合于此。可使用各種類型的調(diào)制和信號(hào)形狀或模式。電壓信號(hào)檢測和分析系統(tǒng)116_1、116_2中的一個(gè)可然后對(duì)PFE電壓米樣并且分析該P(yáng)FE電壓數(shù)據(jù)來確定由信號(hào)所代表的信息(例如，對(duì)命令的響應(yīng))。因?yàn)殡娏β窂酵ǔＪ请p饋的，如期望的話，可對(duì)超過一組PFE數(shù)據(jù)進(jìn)行電壓分析。參照?qǐng)D3，與實(shí)施例一致，分支型光學(xué)通信系統(tǒng)300可使用系統(tǒng)電壓調(diào)制來接收來自支路單元的通信例如以驗(yàn)證開關(guān)操作功能。該系統(tǒng)300可包括由纜線段320-1至320-5以及支路單元330-1、330-2耦合的纜線站310-1至310-4的網(wǎng)絡(luò)。盡管示出具體配置，分支型光學(xué)通信系統(tǒng)可包括任何數(shù)量的纜線站、纜線段和支路單元。分支型光學(xué)通信系統(tǒng)還 可包括例如沿纜線段定位的中繼器等其它部件。在海底通信系統(tǒng)中，纜線段320-1至320-5和支路單元330-1、330-2的至少一部分定位在水下，并且纜線站310-1至310-4可定位在陸地上。如上文提到的，纜線站310-1至310-4可包括饋電設(shè)備(PFE)(例如，PFE 312-1)和例如光學(xué)終端設(shè)備等其它網(wǎng)絡(luò)元件(例如NE 314-1)。纜線站310-1至310-4還可包括操作系統(tǒng)處理器(例如，OSP 316-1)。該操作系統(tǒng)處理器可操作以提供用于管理元件的網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)(WS)和/或用于管理網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的元件的元件管理系統(tǒng)(EMS)。支路單元330-1、330_2在纜線站310_1至310_4中的三個(gè)或以上之間提供光纖對(duì)的路由。支路單元330-1、330-2可包括將纜線拆分成例如支路纜線的任何已知的支路單元配置，來允許數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭粋€(gè)以上的目的地。已知的支路單元包括通過例如在物理上分開運(yùn)送信號(hào)的光纖以在一個(gè)方向上將一組光纖引導(dǎo)到例如收發(fā)器并且在另一個(gè)方向上將另一組光纖引導(dǎo)到例如支路纜線而拆分纜線的配置。其它已知配置可通過將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)、在期望的路徑上使用插-分復(fù)用器以劃分和重組信號(hào)、然后再轉(zhuǎn)換回光信號(hào)來拆分纜線。其它配置使用光插-分復(fù)用器(OADM)以沿著期望的路徑向下引導(dǎo)光載波頻率。還可實(shí)現(xiàn)技術(shù)的組合。支路單元330-1、330_2可配備有高壓開關(guān)，其使來自纜線站310_1至310_4中的PFE的電流能夠通過網(wǎng)絡(luò)路由到纜線段320-1至320-5中的電力部件(例如，中繼器)。通過傳輸光學(xué)開關(guān)命令(optical switch command)到支路單元330_1、330_2, PFE電流的路由可以改變以建立各種不同的網(wǎng)絡(luò)供電配置，例如以便從纜線斷裂而恢復(fù)。高效并且可靠地控制支路單元330-1、330_2來重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)電力的能力對(duì)系統(tǒng)維護(hù)可是關(guān)鍵的。例如，當(dāng)由于纜線故障而發(fā)生服務(wù)中斷時(shí)，支路單元330-1、330-2中的一個(gè)或多個(gè)通?？梢蚤_關(guān)操作成建立迅速恢復(fù)客戶流量的新的供電配置?；謴?fù)之后，支路單元330-1,330-2可開關(guān)操作成使有故障的纜線段與PFE高壓電力隔離來使纜線能夠安全地修復(fù)。一般而言，這樣的網(wǎng)絡(luò)電力的重構(gòu)操作牽涉連續(xù)地發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)BU的若干開關(guān)命令。如示出的，例如，纜線段320-1、320-2、320-3可由站310-1,310-2中的PFE供電；纜線段320-4可由站310-2中的PFE供電；并且纜線段320-5可由站310-3中的PFE供電。例如，如果纜線分路故障在段320-4中發(fā)生，支路單元330-1和故障處之間將失去電力，并且將導(dǎo)致服務(wù)中斷?？赏ㄟ^首先發(fā)送命令給支路單元330-1來使所有引線接地、接著發(fā)送第二命令以通過支路單元330-1使電力從站310-1路由到故障處而恢復(fù)服務(wù)。在更復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)電力操作可牽涉發(fā)送若干命令給多個(gè)支路單元。在網(wǎng)絡(luò)電力操作期間，如果在繼續(xù)發(fā)送下一個(gè)命令之前確認(rèn)已經(jīng)成功完成開關(guān)嘗試，則可避免問題。失敗的開關(guān)嘗試可由終端設(shè)備問題、通過一段有故障的纜線的嘗試命令傳輸或支路單元失靈引起。未能檢測到支路單元在網(wǎng)絡(luò)電力操作期間沒有適當(dāng)?shù)亻_關(guān)操作可能導(dǎo)致當(dāng)隨后做出開關(guān)命令時(shí)的冗長和大規(guī)模的客戶服務(wù)中斷。從而，由支路單元330-1、330_2提供的一類信息可以是通過使用電壓信號(hào)傳送肯定或否定響應(yīng)的例如開關(guān)命令等命令完成的確認(rèn)。另外或者備選地，支路單元330-1、330-2可傳送代表支路單元的內(nèi)部電力配置、支路單元的提供、支路單元的內(nèi)部硬件狀態(tài)或關(guān)于支路單元的功能或狀況的任何其它信息的電壓信號(hào)。這樣的通信可用于故障查找或調(diào)整內(nèi)部操作參數(shù)。 為了傳送確認(rèn)或其它信息，支路單元330-1、330_2可包括例如在圖I中示出并且在上文描述的部件130中的電壓信號(hào)發(fā)生器132等電壓信號(hào)發(fā)生器。例如，在支路單元330-1、330-2中的一個(gè)接收命令后，支路單元嘗試執(zhí)行命令并且然后進(jìn)行內(nèi)部硬件驗(yàn)證來確認(rèn)完成。如果支路單元確認(rèn)命令成功執(zhí)行并且完成(例如單元成功開關(guān)操作到新的供電狀況)，支路單元例如通過在發(fā)出“是”響應(yīng)信號(hào)的具體模式中開啟和關(guān)斷其內(nèi)部電壓降而生成代表肯定響應(yīng)的電壓信號(hào)。如果支路單元不能確認(rèn)命令被成功執(zhí)行并且完成，支路單元例如通過在發(fā)出“否”響應(yīng)信號(hào)的具體模式中開啟和關(guān)斷其內(nèi)部電壓降而生成代表否定響應(yīng)的電壓信號(hào)。命令完成和響應(yīng)之間的延遲可由參數(shù)確定，該參數(shù)可以例如通過獨(dú)立的BU命令配置在支路單元中。在開關(guān)完成后的任何時(shí)間，還可發(fā)送光學(xué)命令到支路單元來查詢支路單元是否處于計(jì)劃開關(guān)狀況和/或獲得更詳細(xì)的支路單元狀態(tài)。支路單元330-1、330-2可響應(yīng)于具有例如上文公開的肯定或否定響應(yīng)的任何命令或查詢。支路單元330-1、330-2還可響應(yīng)于命令或查詢或在預(yù)定時(shí)間(例如，定期地，在通電時(shí)等)生成代表與支路單元關(guān)聯(lián)的任何其它信息的電壓信號(hào)。盡管電壓信號(hào)的使用提供了從支路單元(或其它部件)傳送而不使用支路單元中的光傳送器的方式，電壓信號(hào)的檢測提出了挑戰(zhàn)。電壓信號(hào)調(diào)制水平可由于纜線電容還可以極大地平滑電壓信號(hào)而相對(duì)低(例如，PFE高壓電力供應(yīng)的 1/1000)并且失真。另外，PFE電壓噪聲、漂移、背景調(diào)整和地電位變化可以進(jìn)一步掩蓋電壓信號(hào)，以及掩蓋由于大的電壓降(其由正常的PFE電壓開關(guān)操作和/或爬坡引起)而引起的數(shù)據(jù)集的顯著變化。因此，在存在噪音、纜線失真和大的電壓變化的情況下，PFE自動(dòng)特征分析(PASA)技術(shù)可用于能夠可靠檢測低水平電壓信號(hào)。與本文描述的實(shí)施例一致，PASA信號(hào)檢測可排除電壓信號(hào)耗時(shí)和容易出錯(cuò)的人工解釋，其可對(duì)光學(xué)通信網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)電力操作的效率和可靠性提供相當(dāng)大的改進(jìn)。如在圖4中示出的，光學(xué)通信系統(tǒng)中的電壓信號(hào)檢測和分析可由光學(xué)通信系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)(WS)和/或元件管理系統(tǒng)(EMS)操縱或結(jié)合光學(xué)通信系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)(WS)和/或元件管理系統(tǒng)(EMS)操縱。如本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員大體上已知的，WS可包括耦合于提供圖形用戶界面來允許操作員與WS交互的WS客戶端419的匪S服務(wù)器413。該匪S服務(wù)器413與EMS 418-1至418-4在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)402上通信。為了操縱電壓信號(hào)檢測和分析，該NMS服務(wù)器413可包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)415和PFE自動(dòng)特征分析(PASA)系統(tǒng)416。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)415和PASA系統(tǒng)416可例如作為在匪S服務(wù)器413上運(yùn)行的軟件進(jìn)程而實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)415和PASA系統(tǒng)416的軟件實(shí)現(xiàn)可作為WS軟件的函數(shù)調(diào)用或作為與WS軟件完全分開的軟件而與WS軟件集成。為了檢測電壓信號(hào)(例如，以便獲得對(duì)部件的命令或查詢的響應(yīng))，網(wǎng)絡(luò)操作員在匪S客戶端419處可發(fā)起從一個(gè)或多個(gè)PFE 414-1至414-4的PFE電壓數(shù)據(jù)收集。EMS418-1至418-4中的一個(gè)或多個(gè)可然后對(duì)來自一個(gè)或多個(gè)PFE 414-1至414-4的PFE電壓采樣一段時(shí)間來生成電壓數(shù)據(jù)。采樣的電壓數(shù)據(jù)然后可轉(zhuǎn)發(fā)到匪S服務(wù)器413，其中數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)415錄入以供PASA系統(tǒng)416分析。PASA系統(tǒng)416然后可對(duì)錄入的PFE電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行特征分析操作并且將結(jié)果提交給網(wǎng)絡(luò)操作員。電壓信號(hào)檢測和分析還可使用例如作為軟件、硬件、固件或其的組合的其它架構(gòu)而實(shí)現(xiàn)。
圖5圖示與實(shí)施例一致的與光學(xué)通信系統(tǒng)中的部件通信的一般方法。根據(jù)該方法，調(diào)制510跨部件的電壓水平來提供代表與部件關(guān)聯(lián)的信息的至少一個(gè)電壓信號(hào)。可通過例如接通以及切斷內(nèi)部電壓降來生成脈沖而調(diào)制該電壓水平。如上文提到的，例如，電壓信號(hào)可代表對(duì)部件的命令或查詢的肯定或否定響應(yīng)，或可直接代表與部件關(guān)聯(lián)的狀況或其他信息(例如，支路單元的當(dāng)前開關(guān)操作配置)。然后從纜線站的一個(gè)或多個(gè)中的PFE采集512電壓數(shù)據(jù)。如上文提到的，例如，纜線站的一個(gè)或多個(gè)中的EMS可對(duì)PFE中的電壓采樣并且將電壓數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到WS用于采集要處理的電壓數(shù)據(jù)。在實(shí)施例中，可通過在數(shù)據(jù)文件中錄入采樣的電壓數(shù)據(jù)來采集電壓數(shù)據(jù)。然后，可處理514電壓數(shù)據(jù)來檢測電壓數(shù)據(jù)內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)電壓信號(hào)并且分析該電壓信號(hào)以確定檢測的電壓信號(hào)與一個(gè)或多個(gè)預(yù)定電壓信號(hào)特征之間的最佳匹配。如本文使用的，處理是指使用已經(jīng)專門配置或程序化成執(zhí)行這些操作的計(jì)算機(jī)或其他機(jī)器來操控?cái)?shù)據(jù)的行為。預(yù)定電壓信號(hào)特征與預(yù)定指標(biāo)(其提供與部件關(guān)聯(lián)的信息)關(guān)聯(lián)。如上文描述的，例如，預(yù)定指標(biāo)可以是指示是否已經(jīng)在支路單元中成功完成開關(guān)操作功能的“是”或“否”響應(yīng)?？捎涗?16與一個(gè)或多個(gè)匹配的預(yù)定電壓信號(hào)特征關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)指標(biāo)，由此提供從部件傳送的信息。圖6更詳細(xì)地圖示用于檢測和識(shí)別包括一個(gè)或多個(gè)脈沖的預(yù)期模式的電壓信號(hào)的PFE自動(dòng)特征分析(PASA)方法。該方法連同圖7A-7G描述，這些圖7A-7G圖示使用模擬生成的電壓數(shù)據(jù)的標(biāo)繪圖處理電壓數(shù)據(jù)。PASA方法可以是使用軟件、硬件、固件或其的任何組合實(shí)現(xiàn)的自我調(diào)節(jié)的多道算法。示范性方法包括數(shù)據(jù)驗(yàn)證操作610、612，預(yù)處理操作620-626，和分析操作630、632。總體上，可進(jìn)行數(shù)據(jù)驗(yàn)證操作610、612來確定電壓數(shù)據(jù)集采用能夠被處理和分析的標(biāo)準(zhǔn)化形式?？蛇M(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理操作620-626來調(diào)整數(shù)據(jù)值，使得形成電壓信號(hào)的脈沖可以更容易地被檢測和分析。分析操作630、632大體上確定是什么信息由形成電壓信號(hào)的脈沖模式所代表。圖7A示出已經(jīng)通過對(duì)PFE電壓采樣獲得的PFE電壓數(shù)據(jù)的示例。在已經(jīng)錄入采集的PFE電壓數(shù)據(jù)(例如，錄入到數(shù)據(jù)文件中用于處理)后，可驗(yàn)證610電壓數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)來確保呈現(xiàn)足夠的數(shù)據(jù)用于分析。還可通過消除數(shù)據(jù)中的任何間隙并且將數(shù)據(jù)規(guī)范化到限定的間隔(例如，I秒)來驗(yàn)證612電壓數(shù)據(jù)，由此產(chǎn)生具有在限定間隔處的數(shù)據(jù)點(diǎn)的完整和連續(xù)數(shù)據(jù)集。例如，數(shù)據(jù)中的任何間隙可通過重復(fù)最后的已知有效數(shù)據(jù)點(diǎn)來“填平”。如果以除了限定間隔外的任何間隔采集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)可通過重復(fù)最后的已知有效數(shù)據(jù)點(diǎn)而調(diào)整到限定間隔。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，即使在變化的時(shí)間段上并且采用變化的樣本收集速率收集的數(shù)據(jù)具有時(shí)間間隙，驗(yàn)證也允許處理電壓數(shù)據(jù)。在預(yù)處理期間，驗(yàn)證的電壓數(shù)據(jù)可然后被縮放620到最大值和具有0的最小值作為新的最小值。也就是說，電壓數(shù)據(jù)的縮放可對(duì)形成電壓信號(hào)的脈沖的數(shù)據(jù)“放大”。圖7B示出在驗(yàn)證和縮放后的電壓數(shù)據(jù)的一個(gè)示例。然后，可平滑621驗(yàn)證的和縮放的電壓數(shù)據(jù)來去除數(shù)據(jù)集中可不是電壓信號(hào)的任何大的跳躍，由此創(chuàng)建在相對(duì)窄范圍內(nèi)的電壓數(shù)據(jù)集。例如，代表超出能配置的閾值(其在一個(gè)實(shí)施例中可設(shè)置為12V)的較大電壓變化的任何電壓數(shù)據(jù)因?yàn)樗鼈儾豢赡芘cBU電壓信號(hào)相關(guān)而可去除。例如通過重新縮放數(shù)據(jù)和過濾超出能配置的閾值的任何噪聲，還可預(yù)處理電壓數(shù)據(jù)來減少或去除622噪聲。根據(jù)一個(gè)示例，可重新縮放數(shù)據(jù)使得更高幅度的電壓值被賦予在比例上較大的值，而較小值在幅度上減小。還可使用本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員已知的其它噪聲減少或去除技術(shù)。圖7C示出在已經(jīng)減少或去除噪聲后的電壓數(shù)據(jù)的一個(gè)示例。還可預(yù)處理電壓數(shù)據(jù)來去除623小于電壓信號(hào)中使用的預(yù)期脈沖停留時(shí)間的數(shù)據(jù)中的任何尖峰。圖7D示出在已經(jīng)去除尖峰后的預(yù)處理電壓數(shù)據(jù)的一個(gè)示例。然后可檢測624剩余峰的邊緣來去除任何“有缺口”的邊緣并且形成直角邊緣，這便于創(chuàng)建矩形脈沖。圖7E示出在已經(jīng)檢測邊緣后的預(yù)處理電壓數(shù)據(jù)的一個(gè)示例。在檢測邊緣并且使邊緣成直角后，可創(chuàng)建625矩形脈沖。圖7F示出在創(chuàng)建矩形脈沖后的預(yù)處理電壓數(shù)據(jù)的一個(gè)示例。在創(chuàng)建矩形脈沖后，可使用差分算法創(chuàng)建一系列映射到方形脈沖的上升邊緣的數(shù)據(jù)點(diǎn)而使數(shù)據(jù)差異化626，由此導(dǎo)致可容易檢測和分析的電壓信號(hào)。圖7G示出在差異化后的預(yù)處理電壓數(shù)據(jù)的一個(gè)示例。
在預(yù)處理610-626之后，可例如通過循環(huán)通過預(yù)處理脈沖并且確定與多個(gè)預(yù)定電壓信號(hào)特征中的一個(gè)中的脈沖最佳匹配來分析630數(shù)據(jù)。可例如通過比較預(yù)處理數(shù)據(jù)點(diǎn)(其映射到檢測的信號(hào)脈沖)的頻率和時(shí)間分布與預(yù)限定電壓信號(hào)特征的預(yù)定數(shù)量的脈沖的頻率和時(shí)間分布來確定匹配。例如，具有由預(yù)定時(shí)間分開的三個(gè)預(yù)處理數(shù)據(jù)點(diǎn)(其對(duì)應(yīng)于三個(gè)脈沖)的檢測的電壓信號(hào)可確定為匹配對(duì)于肯定的“是”響應(yīng)(參見圖2)的預(yù)定電壓信號(hào)特征。如本文使用的，最佳匹配不必定要求與預(yù)定電壓信號(hào)特征的精確匹配并且可以是在能配置公差之內(nèi)的匹配使得檢測的電壓信號(hào)最有可能對(duì)應(yīng)于預(yù)定電壓信號(hào)。預(yù)定電壓信號(hào)特征的每個(gè)可與提供信息(例如，肯定或否定響應(yīng))的指標(biāo)關(guān)聯(lián)。在確定最佳匹配之后，可記錄632分析結(jié)果。例如，與檢測的電壓信號(hào)的位置(即，數(shù)據(jù)集的時(shí)間)和匹配的預(yù)定電壓信號(hào)特征關(guān)聯(lián)的指標(biāo)可被存儲(chǔ)和/或提供給用戶(例如，匪S的操作員)。圖7H示出對(duì)于檢測的電壓信號(hào)的記錄結(jié)果的一個(gè)示例。盡管上文描述了具體的驗(yàn)證和預(yù)處理操作，可進(jìn)行其他驗(yàn)證和/或預(yù)處理操作來代替上文描述的那些或除上文描述的那些之外還進(jìn)行其他驗(yàn)證和/或預(yù)處理操作。例如，當(dāng)預(yù)處理電壓數(shù)據(jù)時(shí)，還可使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)，例如來使數(shù)據(jù)集針對(duì)代表預(yù)定電壓信號(hào)特征(例如，肯定和否定的響應(yīng)控制數(shù)據(jù))的控制數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)。用于進(jìn)行驗(yàn)證、預(yù)處理和分析的參數(shù)還可以是能配置的。例如，用來規(guī)范化、平滑、噪聲減少和尖峰去除的閾值可以是能配置的。PASA系統(tǒng)和方法的實(shí)施例可以作為與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一起使用的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)(例如，作為WS軟件的部件或由WS調(diào)用的函數(shù))。這樣的實(shí)現(xiàn)無限制地包括一系列包含本文先前關(guān)于該系統(tǒng)和方法描述的功能性的全部或部分的計(jì)算機(jī)指令。該系列的計(jì)算機(jī)指令可存儲(chǔ)在例如半導(dǎo)體、磁、光學(xué)或其它存儲(chǔ)器裝置等任何機(jī)器可讀介質(zhì)中，并且可使用例如光學(xué)、紅外線、微波或其它傳輸技術(shù)等任何通信技術(shù)來傳輸。預(yù)期這樣的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可作為能去除的機(jī)器可讀介質(zhì)(例如，軟盤、CD-ROM)分布，預(yù)裝有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(例如，在系統(tǒng)ROM或固定盤上)，或在網(wǎng)絡(luò)(例如因特網(wǎng)或萬維網(wǎng))上從服務(wù)器或電子公告板分布。本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員應(yīng)該意識(shí)到這樣的計(jì)算機(jī)指令可以采用與許多計(jì)算機(jī)架構(gòu)或操作系統(tǒng)一起使用的許多編程語言來編寫。例如，優(yōu)選實(shí)施例可采用過程編程語言(例如，“C”)或面向?qū)ο蟮木幊陶Z言(例如，“C++”或Java)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的備選實(shí)施例可作為預(yù)編程的硬件元件、固件或作為硬件、軟件和固件的組合而實(shí)現(xiàn)。 因此，系統(tǒng)電力電壓調(diào)制可用于與光學(xué)通信系統(tǒng)中的部件通信，并且所得的電壓信號(hào)可通過分析從光學(xué)通信系統(tǒng)中的饋電設(shè)備(PFE)采集的電壓數(shù)據(jù)而檢測。與一個(gè)實(shí)施例一致，提供用于與光學(xué)通信系統(tǒng)中的部件通信的方法。該方法包括調(diào)制跨部件的電壓水平來提供代表與部件關(guān)聯(lián)的信息的至少一個(gè)電壓信號(hào)；從光學(xué)通信系統(tǒng)中的饋電設(shè)備(PFE)采集電壓數(shù)據(jù)；處理電壓數(shù)據(jù)來檢測電壓數(shù)據(jù)中的至少一個(gè)電壓信號(hào)并且分析該至少一個(gè)檢測的電壓信號(hào)以確定在該至少一個(gè)檢測的電壓信號(hào)和多個(gè)預(yù)定電壓信號(hào)特征中的至少一個(gè)之間的至少一個(gè)最佳匹配，這些多個(gè)預(yù)定電壓信號(hào)特征與用于提供與光學(xué)通信系統(tǒng)中的至少一個(gè)部件關(guān)聯(lián)的信息的指標(biāo)關(guān)聯(lián)；并且記錄與預(yù)定電壓信號(hào)特征中的至少一個(gè)最佳匹配關(guān)聯(lián)的指標(biāo)，其中該指標(biāo)指示從部件傳送的信息。與另一個(gè)實(shí)施例一致，提供用于進(jìn)行電壓數(shù)據(jù)(其代表跨光學(xué)通信系統(tǒng)的至少一部分的系統(tǒng)電壓)的自動(dòng)特征分析的方法。系統(tǒng)電壓包括通過調(diào)制跨光學(xué)通信系統(tǒng)中的至少一個(gè)部件的電壓而生成的至少一個(gè)電壓信號(hào)。電壓信號(hào)代表與光學(xué)通信系統(tǒng)中的至少一個(gè)部件關(guān)聯(lián)的信息。該方法包括錄入從光學(xué)通信系統(tǒng)中的饋電設(shè)備(PFE)采集的電壓數(shù)據(jù)；以及處理該電壓數(shù)據(jù)來檢測該電壓數(shù)據(jù)中的至少一個(gè)電壓信號(hào)并且分析至少一個(gè)檢測的電壓信號(hào)以確定在該至少一個(gè)檢測的電壓信號(hào)與多個(gè)預(yù)定電壓信號(hào)特征中的至少一個(gè)之間的至少一個(gè)最佳匹配，這些多個(gè)預(yù)定電壓信號(hào)特征與用于提供與光學(xué)通信系統(tǒng)中的至少一個(gè)部件關(guān)聯(lián)的信息的指標(biāo)關(guān)聯(lián)。與另外的實(shí)施例一致，光學(xué)通信系統(tǒng)包括由光傳輸纜線耦合的多個(gè)站，和多個(gè)沿光傳輸纜線定位并且遠(yuǎn)離這些站的部件。這些部件中的至少一個(gè)配置成調(diào)制跨部件的電壓水平來提供代表與部件關(guān)聯(lián)的信息的電壓信號(hào)。該光學(xué)通信系統(tǒng)還包括至少一個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其配置成從該光學(xué)通信系統(tǒng)中的饋電設(shè)備(PFE)采集電壓數(shù)據(jù)。該光學(xué)通信系統(tǒng)進(jìn)一步包括至少一個(gè)特征分析系統(tǒng)，其配置成錄入從PFE采集的電壓數(shù)據(jù)、處理該電壓數(shù)據(jù)來檢測該電壓數(shù)據(jù)中的至少一個(gè)電壓信號(hào)以及分析該至少一個(gè)檢測的電壓信號(hào)以確定在該至少一個(gè)檢測的電壓信號(hào)和多個(gè)預(yù)定電壓信號(hào)特征中的至少一個(gè)之間的至少一個(gè)最佳匹配。這些多個(gè)預(yù)定電壓信號(hào)特征與用于提供與光學(xué)通信系統(tǒng)中的至少一個(gè)部件關(guān)聯(lián)的信息的指標(biāo)關(guān)聯(lián)。盡管本文已經(jīng)描述本發(fā)明的原理，本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員要理解該描述僅通過示例做出并且不作為關(guān)于本發(fā)明的范圍的限制 。除了本文示出和描述的示范性實(shí)施例外，在本發(fā)明的范圍內(nèi)還預(yù)期其它實(shí)施例。由本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員做出的修改或替代認(rèn)為是在本發(fā)明的范圍內(nèi)，其僅僅由下列權(quán)利要求來限制。
權(quán)利要求
1.一種用于與光學(xué)通信系統(tǒng)中的部件通信的方法，所述方法包括 調(diào)制跨所述部件的電壓水平來提供代表與所述部件關(guān)聯(lián)的信息的至少一個(gè)電壓信號(hào); 從所述光學(xué)通信系統(tǒng)中的饋電設(shè)備(PFE)采集電壓數(shù)據(jù)； 處理所述電壓數(shù)據(jù)來檢測所述電壓數(shù)據(jù)中的所述至少一個(gè)電壓信號(hào)并且分析該至少一個(gè)檢測的電壓信號(hào)以確定在所述至少一個(gè)檢測的電壓信號(hào)和多個(gè)預(yù)定電壓信號(hào)特征中的至少一個(gè)之間的至少一個(gè)最佳匹配，所述多個(gè)預(yù)定電壓信號(hào)特征與用于提供與所述光學(xué)通信系統(tǒng)中的所述至少一個(gè)部件關(guān)聯(lián)的信息的指標(biāo)關(guān)聯(lián)；以及 記錄與所述預(yù)定電壓信號(hào)特征中的所述至少一個(gè)最佳匹配關(guān)聯(lián)的所述指標(biāo)，其中所述指標(biāo)指示從所述部件傳送的信息。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其進(jìn)一步包括向所述光學(xué)通信系統(tǒng)中的所述部件提供命令，其中調(diào)制跨所述部件的所述電壓水平以響應(yīng)于所述命令的嘗試執(zhí)行而提供所述電壓信號(hào)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中由所述電壓信號(hào)代表的所述信息包括指示所述命令的成功或者不成功執(zhí)行的肯定或否定響應(yīng)。
4.如權(quán)利要求I所述的方法，其進(jìn)一步包括對(duì)所述光學(xué)通信系統(tǒng)中的所述部件提供查詢以查詢關(guān)于所述部件的狀態(tài)，其中調(diào)制跨所述部件的所述電壓水平以響應(yīng)于所述命令的所述狀態(tài)的確定而提供所述電壓信號(hào)。
5.如權(quán)利要求I所述的方法，其中由所述電壓信號(hào)代表的所述信息包括所述部件的當(dāng)前狀態(tài)。
6.如權(quán)利要求I所述的方法，其中所述至少一個(gè)部件包括所述光學(xué)通信系統(tǒng)中的至少一個(gè)支路單元，并且其中所述信息包括指示開關(guān)操作命令的成功或不成功執(zhí)行的肯定或否定響應(yīng)。
7.如權(quán)利要求I所述的方法，其中調(diào)制跨所述部件的所述電壓水平包括通過開啟和關(guān)斷所述部件中的內(nèi)部電壓降而生成采用所述電壓水平的至少一個(gè)脈沖。
8.一種用于進(jìn)行電壓數(shù)據(jù)的自動(dòng)特征分析的方法，所述電壓數(shù)據(jù)代表跨光學(xué)通信系統(tǒng)的至少一部分的系統(tǒng)電壓，所述系統(tǒng)電壓包括通過調(diào)制跨所述光學(xué)通信系統(tǒng)部件中的至少一個(gè)部件的所述電壓而生成的至少一個(gè)電壓信號(hào)，所述電壓信號(hào)代表與所述光學(xué)通信系統(tǒng)中的所述至少一個(gè)部件關(guān)聯(lián)的信息，所述方法包括 錄入從所述光學(xué)通信系統(tǒng)中的饋電設(shè)備(PFE)采集的電壓數(shù)據(jù)；以及 處理所述電壓數(shù)據(jù)來檢測所述電壓數(shù)據(jù)中的所述至少一個(gè)電壓信號(hào)并且分析該至少一個(gè)檢測的電壓信號(hào)以確定在所述至少一個(gè)檢測的電壓信號(hào)和多個(gè)預(yù)定電壓信號(hào)特征中的至少一個(gè)之間的至少一個(gè)最佳匹配，所述多個(gè)預(yù)定電壓信號(hào)特征與用于提供與所述光學(xué)通信系統(tǒng)中的所述至少一個(gè)部件關(guān)聯(lián)的所述信息的指標(biāo)關(guān)聯(lián)。
9.如權(quán)利要求8所述方法，其中所述光學(xué)通信系統(tǒng)包括多個(gè)站，所述站的每個(gè)包括元件管理系統(tǒng)(EMS)并且所述站中的至少一個(gè)包括網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)(WS)，并且其中通過在所述站的每個(gè)中使用所述EMS對(duì)所述多個(gè)站中的PFE電壓數(shù)據(jù)采樣來采集所述電壓數(shù)據(jù)，并且其中所述PFE電壓數(shù)據(jù)由所述站中的至少一個(gè)中的所述NMS錄入以用于處理。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其中處理所述電壓數(shù)據(jù)包括處理所述光學(xué)通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)(NMS)中的所述電壓數(shù)據(jù)。
11.如權(quán)利要求8所述的方法，其中代表的所述信息包括指示命令的成功或不成功執(zhí)行的肯定或否定響應(yīng)。
12.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述至少一個(gè)部件包括所述光學(xué)通信系統(tǒng)中的至少一個(gè)支路單元，并且其中代表的所述信息包括指示開關(guān)操作命令的成功或不成功執(zhí)行的肯定或否定響應(yīng)。
13.如權(quán)利要求8所述的方法，其中處理所述電壓數(shù)據(jù)來檢測所述電壓信號(hào)包括驗(yàn)證和預(yù)處理所述電壓數(shù)據(jù)。
14.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述電壓信號(hào)通過用至少一個(gè)脈沖調(diào)制所述電壓而生成。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中處理所述電壓數(shù)據(jù)來檢測所述電壓信號(hào)包括預(yù)處理電壓數(shù)據(jù)以形成矩形脈沖。
16.一種機(jī)器可讀介質(zhì)，其中的內(nèi)容當(dāng)由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行時(shí)促使所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行如權(quán)利要求8所述的方法。
17.一種機(jī)器可讀介質(zhì)，其中的內(nèi)容當(dāng)由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行時(shí)促使所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行如權(quán)利要求14所述的方法。
18.—種光學(xué)通信系統(tǒng),包括 由光傳輸纜線耦合的多個(gè)站； 沿所述光傳輸纜線定位并且遠(yuǎn)離所述站的多個(gè)部件，其中所述部件中的至少一個(gè)配置成調(diào)制跨所述部件的電壓水平來提供代表與所述部件關(guān)聯(lián)的信息的電壓信號(hào)； 至少一個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其配置成從所述光學(xué)通信系統(tǒng)中的饋電設(shè)備(PFE)采集電壓數(shù)據(jù)；和 至少一個(gè)自動(dòng)特征分析系統(tǒng)，其配置成錄入從所述PFE采集的所述電壓數(shù)據(jù)、處理所述電壓數(shù)據(jù)來檢測所述電壓數(shù)據(jù)中的所述至少一個(gè)電壓信號(hào)以及分析該至少一個(gè)檢測的電壓信號(hào)以確定在所述至少一個(gè)檢測的電壓信號(hào)與多個(gè)預(yù)定電壓信號(hào)特征中的至少一個(gè)之間的至少一個(gè)最佳匹配，所述多個(gè)預(yù)定電壓信號(hào)特征與用于提供與所述光學(xué)通信系統(tǒng)中的所述至少一個(gè)部件關(guān)聯(lián)的信息的指標(biāo)關(guān)聯(lián)。
19.如權(quán)利要求18所述的光學(xué)通信系統(tǒng)，其中所述部件包括至少一個(gè)支路單元。
20.如權(quán)利要求18所述的光學(xué)通信系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)支路單元配置成調(diào)制跨所述支路單元的電壓水平以響應(yīng)于開關(guān)操作命令的嘗試執(zhí)行而提供電壓信號(hào)。
21.如權(quán)利要求18所述的光學(xué)通信系統(tǒng)，其中所述站中的至少一個(gè)包括所述特征分析系統(tǒng)。
22.如權(quán)利要求18所述的光學(xué)通信系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括 定位在多個(gè)站中的元件管理系統(tǒng)(EMS)，所述元件管理系統(tǒng)配置成對(duì)PFE電壓采樣；和 定位在所述站中的至少一個(gè)中的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)(WS)服務(wù)器，所述WS服務(wù)器包括所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和所述特征分析系統(tǒng)。
全文摘要
來自光學(xué)通信系統(tǒng)中的部件的通信可通過調(diào)制跨部件的系統(tǒng)電力電壓來生成代表要傳送的信息的電壓信號(hào)而實(shí)現(xiàn)。由該部件生成的電壓信號(hào)在該光學(xué)通信系統(tǒng)中的饋電設(shè)備(PFE)中能檢測?？蓪?duì)系統(tǒng)電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行特征分析來識(shí)別電壓信號(hào)并且確定正傳送的信息。
文檔編號(hào)H04B10/00GK102804646SQ201080036228
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2010年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月10日
發(fā)明者R·克拉姆, J·M·利斯, M·W·霍爾 申請(qǐng)人:泰科電子海底通信有限責(zé)任公司