专利名称：监测光纤的光收发器模块和使监测的测量数据可用的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于光数据网络的收发器模块，包括用于与光传输线路连接的光接口和用于与主板连接的电接口，其中电接口适合用于给收发器模块提供要在光传输线路上发送的有效载荷数据，以及用于给主板提供从光传输线路读取的有效载荷数据；并且还包括用于监测光传输线路的监测装置。
背景技术：
可以从预定要在本申请提交之后进行公布的欧洲专利申请04291995.1了解这种收发器模块。
为了传输数字数据，使用光网络。光网络包括通过光传输线路，特别是光纤，链接的光收发器。
通常使用光收发器模块来实现光收发器。光收发器模块是一种设备，其用于将在电接口上接收的携带有效载荷数据的电信号转换成在光接口(在该处连接着光传输线路)上进行发送的光信号，以及用于将在光接口上接收的光信号转换成电信号。在收发器模块内，无论有效载荷数据是包含在接收的电信号中还是包含在接收的光信号中，都仅仅是进行传递，而不对有效载荷数据进行诸如错误分析或纠错之类的任何分析。
收发器模块典型地被链接到主板，在主板中发送数据以及处理和分析接收到的数据。
遗憾的是，光纤可能变得有缺陷。缺陷可能引起数据丢失。出于这种原因，必须监测光网络中的光纤的状态。一种公知的监测方法是OTDR(光时域反射仪)。在该方法中，将短光脉冲发送到光纤上，短光脉冲通过光纤进行传播。在缺陷位置上，诸如光纤内的突然弯曲处，光脉冲的光发生特别强的背向散射。发送脉冲与接收到背向散射光的峰值之间的时间指示了缺陷的位置。
根据上面提到的欧洲专利申请，已知可以将用于OTDR测量的设备，特别是抽头耦合器、光二极管和OTDR信号输出，集成到光收发器模块中。在不进行任何信号分析的情况下将OTDR信号经由OTDR信号输出传递给收发器模块外部的故障检测装置。
为了了解光纤的状态，在现有技术中，必须在OTDR信号输出上传送大量的数据。此外，光收发器模块的安装需要链接数据接口和OTDR信号输出二者。
发明内容
本发明的目的是提供一种光收发器模块，其易于安装，并且利用该光收发器模块仅有少量的监测数据需要进行传送。
根据本发明，通过在开头介绍的收发器模块实现了该目的，该收发器模块的特征在于该收发器模块包括用于以统计方式处理由监测装置提供的测量数据的分析装置，并且该分析装置连接到电接口，用于提供已处理的测量数据给该电接口。
使用本发明的收发器模块，可以减少要输出的监测数据的数量。使用分析装置，以统计方式处理所测量的数据，并且仅输出该统计处理的结果作为以处理的测量数据。典型地，该处理包括求平均。典型地，所得的已处理的测量数据是数量比原始测量数据小得多的数据。分析装置还可以设计为用于提供关于所监测的光纤是否准备好操作的明确信息，或用于提供关于光传输线路的状态的其他粗略信息。这可以通过将测量数据或已处理的测量数据与参考值和/或容许区间进行比较来完成。可以在收发器模块的机架上提供“是否准备好操作”的指示装置，诸如发光二极管。
此外，不是将已处理的测量数据发送到单独的监测输出或接口上，而是将已处理的测量数据提供给同样用于有效载荷数据的电接口。因为根据本发明要输出的监测数据的数量相当小，所以在电接口上的有效载荷数据的传送容量没有显著的损失。无需单独的监测输出或接口。这意味着简化了收发器模块的安装，以及总体上简化了本发明的收发器模块的外部设计。
注意，就所涉及到的有效载荷数据而言，在本发明的收发器模块内不进行信号分析或统计处理。该分析装置仅处理检查光纤的状态的监测数据。特别地，有效载荷信息仅由本发明的收发器模块进行传递。对于有效载荷数据，收发器模块仅是电光转换接口。
根据本发明的收发器模块典型地具有大约5-8cm的长度和大约1.5-2.5cm的直径。可以根据本发明进行修改和使用的收发器设备(即收发器模块)的典型代表是SFF(小型化)模块、SFP(小型可插拔)模块或GBIC(千兆位接口转换器)模块。
利用本发明的收发器模块，可实现对监测结果(即以已处理的测量数据)的改进的访问。在本发明的收发器模块的一个优选实施例中，电接口包括双向操作电总线，特别是I2C总线。该总线是用于传送数据的经核准的装置。利用该电总线，可以容易地在收发器模块与主板之间交换监测参数以及监测数据。
在另一个优选的实施例中，分析装置包括模数(＝A/D)转换单元和处理单元。典型地，A/D转换单元从光二极管接收模拟测量数据，并且向进行处理的处理单元提供数字测量数据。处理单元典型地被实现为集成电路或芯片。
该实施例的进一步优选的发展的特征在于处理单元包括输入存储器、特别适合于求平均操作的处理存储器、以及输出存储器。该设计非常适合于测量数据的实时提取。
在本发明收发器模块的又一优选实施例中，将监测装置设计作为光时域反射仪(OTDR)。OTDR是经核准的用于监测光纤的方法。
一种包括如上所述的发明的收发器模块和主板的收发器装置也属于本发明的范围，其中该收发器模块仅经由电接口连接到该主板。该收发器模块容易安装，并且例如在存在缺陷的情况下容易进行改变。根据本发明，可以将主板设计为进一步处理或分析由收发器模块提供的已处理的测量数据。
一种用于使得来自监测耦合到如上所述的发明的光收发器模块的光传输线路的测量数据可用的方法也属于本发明的范围，其中监测装置监测光传输线路，该方法的特征在于由监测装置提供的测量数据仍在该光收发器模块内以统计方式进行处理，因此生成已处理的测量数据，以及经由该光收发器模块的电接口仅输出已处理的测量数据。该方法为收发器模块提供了附加的功能性，其节省了数据传送容量。可以较容易且较快地使得监测数据变得可用。数据处理变得更加简单，因为对于所有数据(即有效载荷数据和监测数据)仅使用一个电接口。
在本发明方法的一个有利的变型中，在处理监测装置的测量数据期间，抽选(decimate)轨迹传送频率。根据本发明，通过求平均来获得该抽选。例如，将各为单脉冲的10个轨迹相加以生成一个平均轨迹。轨迹是描述背面散射光的幅度相对时间(或距离)的曲线图。
本发明方法的又一有利的变型的特征在于该电接口还被用于提供监测参数给光收发器模块。接着，可以根据需要选择或改变监测参数，而不需要另一个电接口。
本发明方法的一个优选变型的特征在于电接口包括双向操作电总线，以及将该电总线的可用频率范围的部分分配为提供监测参数给光收发器模块和/或分配给已处理的测量数据。该分配简化了数据传送。
根据说明和附图，可以总结出另外的优点。上文和下文提到的特征可以根据本发明单独地或者以任意的组合共同地进行使用。所述实施例不应该理解为穷尽的枚举，而是具有用于描述本发明的示例性特性。
在附图中示出了本发明。
图1示意性地示出了安装在主板上的本发明的收发器模块；
图2示意性地示出了图1的收发器模块的分析装置。
具体实施例方式
本发明涉及一种包括用于监测光传输线路的监测装置的光收发器模块，以及一种使得由收发器模块的监测装置搜集的测量数据可用的方法。
本发明提出仍在光收发器模块内以统计方式来处理测量数据，并且使得外部仅可获得已处理的测量数据。通过处理有效载荷数据的同一电接口使得可获得已处理的测量数据。特别地，为此目的可以将电总线集成到电接口中。
在收发器模块中，集成附加的分析装置。该分析装置能够确定(或帮助确定)链接到收发器模块的光传输线路的特性，即物理参数。特性的确定可以针对每个光数据信道分别进行。
分析装置可以包括用于确定光传输线路的特性所需要的所有的或部分的设备。一般而言，分析装置自身仅适合用于粗略分析，特别是用于判定光纤是否已经准备好操作。在分析装置仅包括用于确定光纤的(至少一部分)特性所需要的部分装置的情况下，附加装置被安排在承载该收发器模块的主板上。接着，在主板与收发器模块之间发生交互，并且对它们的交互进行最优化以便实现光网络的平滑操作。
为了执行监测测量，必须交换定义测量步骤以及测量种类的参数，其基于系统需求-物理参数(脉冲宽度、调制幅度、频率范围...)；-测量的时间周期、求平均的数目、采样的数目；-控制信号(例如，测量的初始化)；-告警信号。
本发明提出使用现有的电总线来传输这些参数或数据，例如通过分配现有数字数据总线内的可用频率范围的一部分来传输这些参数或数据。
图1示意性地示出了本发明的实现监测功能的光收发器模块1，此处是在OTDR测量的情况下。收发器模块1包括电接口2和光接口3，光接口3连接光传输线路(未示出)。电接口2被连接到主板4。
通过电接口2，将输入有效载荷数据5提供给激光驱动和控制单元6，激光驱动和控制单元6接着连接到激光二极管7。激光二极管7特别地发射波长为λ1的信道光。该信道光通过WDM(波分多路复用)耦合器8和光抽头耦合器9并且进入光接口3。另一方面，在光接口3上接收波长为λ2的光。该光通过光抽头耦合器9并且在WDM耦合器8上被反射到光二极管TIA(跨导倒数放大器)(数据)单元10。将光二极管TIA(数据)单元10的信号馈进LIA(限制放大器)LOS(信号丢失)检测单元11，并且作为输出有效载荷数据12提供给数据接口2。
为了监测光纤的状态，激光驱动和控制单元6还可以发射波长为λ1的测试脉冲，以便检查该波长上的信道操作。该波长为λ1的光的一部分在光传输线路中被背向散射，并且因此出现在光接口3上。该光在抽头耦合器9上被反射到光二极管TIA(OTDR)单元13上，并且光二极管TIA(OTDR)单元13的信号被馈进分析装置14。基本上，抽头耦合器9和光二极管TIA(OTDR)单元13与光发射元件及其控制一起代表收发器单元1内的监测装置。在分析装置14内，在考虑波长为λ1的原始测试脉冲及其发射时间(实际上，分析装置控制测试脉冲的发射)的情况下，分析接收的背面散射光信号。该分析的结果是已处理的测量数据，其被提供给电接口2。
电接口2包括双向操作电控制总线，此处是操作于典型地为100kHz或400kHz的时钟速率的I2C总线15。经由I2C总线15，给主板4的控制总线主单元16提供已处理的测量数据。控制总线主单元16还可以给分析装置14提供用于监测过程的监测参数。此外，I2C总线15旨在用于向主板4传输诊断信息，诸如收发器温度或激光器电流。
在图2中，较详细地描述了分析装置14的内部，可以将分析装置14考虑为处理器/控制器装置。
由光二极管TIA(OTDR)单元(图1中的参考标号13)提供的OTDR信号21被馈进A/D转换单元22。A/D转换单元22接着提供数字测量数据23，其被馈进处理单元24。处理单元24生成已处理的测量数据25；已处理的测量数据25被馈进电接口，即馈进其控制总线(未在图2中示出)。处理单元24包括输入存储器26、处理存储器27以及输出存储器28。
处理单元24实现轨迹传送频率的抽选，以便使测量数据的快速获得(例如每秒十个轨迹)适应控制总线的特性，控制总线典型地具有较慢的传送数据率(例如每秒一个轨迹)。
获得OTDR数据的频率是由下述因素给出的-所用的协议，例如对于单脉冲OTDR技术由突发模式操作系统(GPON，上行链路)所使用的协议，或-对于扫频正弦波技术的IF(中频)滤波器的调谐速度。
将来自收发器模块的已处理的测量数据读出到主板的频率是由I2C总线的串行时钟速率给出的，其一般而言用于传输诊断信息(收发器温度、激光器电流等)。
在图2的例子中，使用具有每个轨迹5000个采样并且10k字节/轨迹的OTDR信号21。以每秒10个轨迹的速度将数字测量数据23读入输入存储器26，输入存储器26具有10k字节/轨迹的容量。处理存储器27完成对具有20k字节/轨迹的容量的输入数据的求平均。在想要的求平均数目之后(例如，在1000次求平均)，将所得的数据读入具有10k字节/轨迹的容量的输出存储器，利用I2C总线将数据从该输出存储器传送给主板。I2C总线以100kBit/s的时钟速率进行操作。
权利要求
1.一种用于光数据网络的收发器模块(1)，包括用于与光传输线路连接的光接口(3)和用于与主板(4)连接的电接口(2)，其中所述电接口(2)适合用于给所述收发器模块(1)提供要在所述光传输线路上发送的有效载荷数据(5)，以及用于给所述主板(4)提供从所述光传输线路读取的有效载荷数据(12)，并且还包括用于监测所述光传输线路的监测装置，所述收发器模块(1)的特征在于所述收发器模块(1)包括用于以统计方式处理由监测装置提供的测量数据(21、23)的分析装置(14)，并且所述分析装置(14)连接到所述电接口(2)，用于提供已处理的测量数据(25)给所述电接口(2)。
2.根据权利要求1所述的收发器模块(1)，其特征在于所述电接口(2)包括双向操作电总线，特别是I2C总线(15)。
3.根据权利要求1所述的收发器模块(1)，其特征在于所述分析装置(14)包括模数(＝A/D)转换单元(22)和处理单元(24)。
4.根据权利要求3所述的收发器模块(1)，其特征在于所述处理单元(24)包括输入存储器(26)、特别适合于求平均操作的处理存储器(27)、以及输出存储器(28)。
5.根据权利要求1所述的收发器模块(1)，其特征在于将所述监测装置设计作为光时域反射仪(OTDR)。
6.一种收发器装置，其包括根据权利要求1所述的收发器模块(1)，以及主板(4)，其中所述收发器模块(1)仅经由所述电接口(2)连接到所述主板(4)。
7.一种用于使得由监测耦合到根据权利要求1的光收发器模块(1)的光传输线路所得测量数据可用的方法，其中监测装置监测所述光传输线路，所述方法的特征在于由所述监测装置提供的测量数据(21、23)仍在所述光收发器模块(1)内以统计方式进行处理，因此生成已处理的测量数据(25)，以及经由所述光收发器模块(1)的所述电接口(2)仅输出所述已处理的测量数据(25)。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于在处理所述监测装置的所述测量数据(21、23)期间，抽选轨迹传送频率。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述电接口(2)还被用于提供监测参数给所述光收发器模块。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述电接口(2)包括双向操作电总线，以及将所述电总线的可用频率范围的部分分配为提供监测参数给所述光收发器模块(1)和/或分配给所述已处理的测量数据。
全文摘要
一种用于光数据网络的收发器模块(1)，包括用于与光传输线路连接的光接口(3)和用于与主板(4)连接的电接口(2)，其中电接口(2)适合用于给收发器模块(1)提供要在光传输线路上发送的有效载荷数据(5)，以及用于给主板(4)提供从光传输线路读取的有效载荷数据(12)；并且还包括用于监测光传输线路的监测装置，收发器模块(1)的特征在于收发器模块(1)包括用于以统计方式处理由监测装置提供的测量数据(21、23)的分析装置(14)；并且分析装置(14)连接到电接口(2)，用于提供已处理的测量数据(25)给所述电接口(2)。本发明的收发器模块(1)容易安装，并且仅有少量的监测数据需要进行传送。
文档编号H04B10/40GK1933376SQ20061015166
公开日2007年3月21日 申请日期2006年9月11日 优先权日2005年9月12日
发明者哈拉尔德·施穆克, 托马斯·普法伊费尔, 约尔格·黑曼 申请人:阿尔卡特公司