长程传输系统的故障定位器的制作方法

专利名称：长程传输系统的故障定位器的制作方法
长程传输系统的故障定位器
背景技术：
光纤线缆经常被用于进行长距离的高速通信和数据传输。目前，长程光纤传输网络可以延伸至4000km的距离，而且可能为更长的距离。在光纤线缆中，来自通信信号源(例如，电话或数据调制解调器)的电信号被调制为光波并且经由光纤连接传输到接收器，所述电信号在那里通过解调处理而被恢复。实现光纤技术中的关键因素为用作传输介质的光纤线缆的衰减或信号损失特性。经由光纤信道传送的信号在长距离上有所衰减，并且在距离信号源的一定距离达到足够低的水平从而要求在光纤信道中插入的中继器进行放大。出于包括光纤线缆的损失特性以及其它物理条件在内的原因，长程光纤传输线路上的中继器站点通常相距分开80km到160km的区间。对于大规模的光纤网络而言，光纤偶尔会出于各种原因而受到干扰或故障的影响。例如，光纤线缆可能偶然被切断；光纤线缆的老化会使得传输能力下降，导致光学信号减弱；以及光纤线缆中的纽结会减弱或干扰光学信号。为了修复长程传输线路中的故障，必须定位故障，并且向故障位置派出现场队伍。由于长程光纤网络的距离长，所以现场维修队伍在他们能够修复线路之前可能要工作数小时和数日仅为了定位故障。使用光时域反射计 (OTDR)的仪器在定位光纤线缆中的故障时是有效的。然而，由于长程光纤系统中放大器将会阻止任何反射的属性，OTDR仅能够对一个区间进行工作，而长程系统可能具有20个那么多的区间。此外，故障所导致的信号损失可能会触发与故障最为接近的放大器的自动关机， 由此阻止了包括OTDR信号在内的信号通过受影响的放大器进行传输。因此，仅在长程传输网络中定位故障可能就需要现场队伍行进到多个中继器的位置，其中每个中继器的位置可能距离下一个中继器有160km那么远。此外，长程光纤系统中的故障可能处于地下，并且因此无法被视觉检查所看到。可以在包含故障的区间两端的中继器站点的放大器采用0TDR， 以便比单个OTDR更为精确地定位故障，并且因此而使得定位、修复和/或接合故障的成本最低。然而，这样的技术必然需要更多的位置的更多0TDR。


图1是图示示例性长程光纤传输网络的示图；图2是图示结合有用于远程定位故障的系统的示例性长程光纤传输网络的示图；图3是图示这里所描述系统中示例性的经修改的光时域反射计仪器的示图；图4是可以在图2的网络中采用的示例性自动光纤接线板的示例性配置的示图；图5是可以在图2的网络中采用的另一种示例性自动光纤接线板的示例性配置的示图；图6是用于在图2的示例性长程网络中定位故障的示例性处理600的流程图；图7是图2的示例性长程网络中的示例性信号路径的示图；图8是图2的示例性长程网络中的示例性信号路径的示图；图9是图2的示例性长程网络的示例性配置的示图。
具体实施例方式以下详细描述参考附图。不同附图中的相同附图标记可以标识相同或相似的元件。而且，以下详细描述并不对本发明进行限制。这里所描述的实施方式可以允许光纤网络运营商从单个远程位置来定位长程网络中的故障。图1是图示示例性长程光纤网络100的示图。示例性长程光纤网络100可以包括以第一方向进行传输的长程线路105，以及以长程线路105的相反方向进行传输的并行长程线路110。虽然图1示出了特定数量和配置的组件，但是长程网络100以及长程线路105 和110可以包括与图1所示相比更多、更少、不同或者另外配置的组件。长程线路105的组件和操作可以与长程线路110的组件和操作类似，仅有的明显差异在于两条线路上所传输信号的方向。示例性长程线路105和110均可以包括位于长程线路105和110的第一端的发射器115和波分多路复用器120。长程线路105和110还可以包括位于长程线路105和 110的第一端以及长程线路105和110的第二端之间的光纤线缆125和多个放大器130，在所述长程线路105和110的第二端可以设置有波分解复用器135和接收器140。如图1所示，在一种实施方式中，来自一组发射器115的光信号可以被发送到波分多路复用器120，多个输入信号可以在那里被多路复用为单个输出信号，以便在示例性长程光纤网络100中运行的示例性长程线路105或110中的光纤线缆125上进行传输。示例性长程光纤网络100可以包括用于每个长程线路的多个波分多路复用器120。多个放大器130可以沿示例性长程线路105和110间断地间隔开来，以充分增大信号强度以便沿长程网络100的整个长度行进。在示例性长程网络中，放大器130之间的距离可以为160km那么大。如图1所示，当波分多路复用的信号已经经过了长程线路105或 110的整个长度时，该信号可以由波分解复用器135进行处理，单个经多路复用的输入信号可以在那里被分开为多个信号以便传送到接收器140。在任一示例性长程线路105或110 中，信号发射器115和信号接收器140可以集成到单个硬件中。类似地，在任一示例性长程线路105或110中，波分多路复用器120和波分解复用器140可以集成在单个硬件中。进一步，在示例性光纤网络100中，发射器115、波分多路复用器120、波分解复用器135和接收器140可以位于诸如网络运营中心这样的中心位置。如图1所示，故障145可能在长程线路105中的两个放大器130之间发生，干扰该线路中的信号传输。在示例性的光纤长程网络100中，可以采用光时域反射计(OTDR)仪器 150来定位所述故障。OTDR可以包括在沿示例性长程线路105的一点传输已知波长的光脉冲或一系列光脉冲，并且接着从示例性长程线路105中相同点测量反射回来的光部分。反射光的强度被测量并且积分为时间的函数，并且绘制为光纤长度的函数。因此，OTDR可以被用于定位光纤线路中的故障，以及用于估计光纤和连接损失。在示例性光纤长程网络100 中，放大器130阻止OTDR脉冲和反射。此外，故障145可能会导致长程线路105的自动关闭。例如，故障145会导致足够的信号损失从而触发位于故障145任一侧的放大器130的自动关机。因此，为了检测和定位故障145，可以在故障145位于的区间的两端的放大器130 采用OTDR仪器150。图2是图示结合有用于远程定位故障的系统的示例性长程光纤传输网络200的示图。示例性长程光纤传输网络200可以包括用于以第一方向进行传送的长程线路205，和以与所述第一方向相反的第二方向进行传送的长程线路210，安装在长程线路205和210端位置的经修改的OTDR仪器245和OTDR接线板250，以及连接在长程线路205和210上的特定中间位置的一组自动光纤接线板255。长程线路205可以包括一组发射器215、多路复用器220、光纤线缆225、一组放大器230、解复用器235以及一组接收器M0。长程线路210也可以包括一组发射器215、多路复用器220、光纤线缆225、一组放大器230、解复用器235以及一组接收器对0。发射器215通常可以被看作光源，并且可以包括使用电信号调制并生成光信号的任意装置。在一种实施方式中，发射器215可以包括激光器，其可以以特定波长生成和传输光信号。例如，一组发射器215可以向波分多路复用器220输出以不同波长的多个空间分离的光信号。波分多路复用器220可以是将分离的光输入信号合并为单个光输出信号的任意装置。在一种实施方式中，波分多路复用器220可以从发射器215接收多个空间分离的光信号，并且将分离信号进行合并以产生合并的输出信号以便在光纤线缆225上进行传输。光纤线缆225可以为用于光信号传输的任意介质。在一种实施方式中，光纤线缆 225从波分多路复用器220接收光信号并且将所述信号传输到放大器230。放大器230可以包括能够在保持波长的同时提高输入光信号的强度或幅度的任意装置。在一种实施方式中，多个放大器230可以沿长程线路205和210间歇性间隔开来以充分提高信号强度以便沿长程线路205和210的整个长度行进。波分解复用器235可以是接收包括各种波长的输入光信号并且使得分量波长空间分离从而在每个分量波长具有输出信号的任意装置。在一种实施方式中，解复用器235 从放大器230接收光信号，并且将处于分量波长的输出信号传送到光学接收器M0。光学接收器240可以包括接收输入光信号并且使用输入光信号对输出电信号进行调制的任意装置，该任意装置包括带电耦合装置和/或光电检测器。在一种实施方式中， 光学接收器240接收输入光信号并且使用所述光信号对包括视频和电话传输的电信号进行调制。经修改的OTDR仪器245可以包括用于对示例性长程线路205和210上的光时域反射计进行管理的脉冲和/或连续光生成功能。经修改的仪器245还可以包括连续光信号生成功能，以便防止放大器230的自动激光器关机。在这种情况下，经修改的OTDR仪器 245还可以包括波长耦合和信号分离功能，以便如随后参见图3所详细描述地，合并和分隔 OTDR信号和连续光信号。OTDR接线板250可以包括用于从OTDR信号生成器接收OTDR信号并且传输所述 OTDR信号以定位与OTDR接线板250相邻的光纤链路区间中的故障的任意装置。在一种实施方式中，OTDR接线板250可以包括光循环器以将OTDR信号从经修改的OTDR仪器245传输到线路205或线路210上的故障处，同时将反射的OTDR信号从线路205或线路210上的故障处传输到经修改的OTDR仪器M5。自动光纤接线板255可以包括能够从示例性的经修改的OTDR仪器245接收经合并的OTDR信号和连续光信号并且通过示例性放大器230传送所述经合并的OTDR信号的任意装置。在一种实施方式中，在随后将参见图4和5进行描述的配置中，自动光纤接线板包括波长耦合和分离功能以及光循环功能。
虽然图2示出了特定数量和配置的组件，但是长程网络200以及长程线路205和 210可以包括与图2所示相比更多、更少、不同或者另外配置的组件。长程线路205的组件和操作可以与长程线路210的组件和操作类似，仅有的明显差异在于两条线路上所传送信号的方向。如图2所示，长程网络200可以包括位于长程线路205和210末端的发射器215、 波分多路复用器220、波分解复用器235和光学接收器M0。术语“端”可以指具有光学发射器和/或接收器的任意位置。在一种实施方式中，端还可以包括波分多路复用器和波分解复用器。在进一步的实施方式中，端可以位于可以监视和控制整个网络的操作的地方。在这种情况下，长程线路205和210的端点均可以位于网络运营中心。在再其它的实施方式中，示例性长程网络200的一个或多个组件可以执行被描述为由示例性长程网络200的一个或多个其它组件所执行的一个或多个任务。而且，示例性长程网络200的一个或多个组件可以位于示例性长程网络200之外，或者组件可以遍布这里所描述的网络进行分布。图3是图示在这里所描述的系统中示例性的经修改的光时域反射计仪器245的组件的视图。示例性的经修改的OTDR仪器245可以包括OTDR发射器310、连续光信号生成器 320和波长耦合器330、波长去耦合器;340、0TDR接收器；350、光倒空器(optical dumper) 360 和中央处理单元370。OTDR发射器310可以包括用于生成在光时域反射计中使用的光学信号的任意装置。例如，OTDR发射器310可以包括能够以已知波长和信号强度发送光脉冲、 一系列光脉冲或连续光信号以便测量OTDR中的反射信号的装置。连续光信号生成器320可以包括能够生成和传输诸如激光这样的连续光信号的任意装置。在一种实施方式中，连续光信号生成器320可能能够生成其波长和信号强度被设计为防止一个或多个放大器230的自动激光器关机的连续光信号。波长耦合器330可以包括能够合并两个或更多光信号并且输出单个合并光信号的任意装置，包括多路复用器。在一种实施方式中，波长耦合器330可以包括能够通过波长对光信号进行合并的装置。波长去耦合器340可以包括能够接收输入光信号并且将所述信号分开以产生两个或更多输出信号的任意装置，诸如分离器或解复用器。在一种实施方式中，波长去耦合器可以包括能够通过波长对所合并的光信号进行分离的装置。OTDR接收器350可以包括接收输入光信号并且使用所述输入光信号对输出电信号进行调制的任意装置，包括光电传感器和/或光电检测器。在一种实施方式中，OTDR接收器350接收光时域反射计中所使用的反射信号，并且使用该反射信号来计算到反射源的距离。光倒空器360可以包括接收并吸收输入光信号的任意光学元件。在一种实施方式中，光倒空器360可以包括被设计为在防止激光信号反射的同时接收激光信号的装置。中央处理单元370可以为能够执行计算机程序的任意计算装置。在一种实施方式中，中央处理单元370可以包括微处理器，所述微处理器包括所存储的用于基于来自以已知波长所发射和接收的信号的数据的比较而计算距离的程序。在示例性的经修改的OTDR仪器M5的操作中，示例性OTDR发射器310可以生成光脉冲、一系列光脉冲、和/或连续OTDR信号。示例性OTDR发射器310可以生成波长X1 的OTDR信号。例如，波长λ 1可以为用于执行光时域反射计的已知波长。
进一步，在示例性的经修改的OTDR仪器M5中，连续光信号生成器320可以生成连续光信号。连续光信号生成器320的连续光信号例如可以为波长λ2，这是在测量时与 A1截然不同的波长。在连续光信号生成器320的一个实施方式中，以波长λ 2所生成的连续信号可以为特定信号强度和波长的激光发射，其被设计为防止示例性放大器230的自动激光器关机和/或示例性长程网络200的自动激光器关机。例如，长程网络200中任意长程线路上的故障都可以触发位于所述故障任一侧的放大器的自动关机。波长耦合器330可以接收来自示例性OTDR发射器310的OTDR信号以及来自连续光信号生成器320的连续光信号作为输入。在一种实施方式中，波长耦合器330可以将输入信号进行合并以产生传输波长X1和波长λ2的输出信号。在这种情况下，来自波长耦合器 330的输出信号可以包括用于定位示例性长程网络200中的故障的波长λ i的OTDR信号， 以及用于防止示例性长程网络200的自动激光器关机的波长λ 2的连续光信号。在一种实施方式中，波长耦合器330可以将合并的信号传输到长程链路205和/或210(图2、上最接近的放大器230。波长去耦合器340可以接收包括多个波长的输入信号，并且将所述输入信号分隔为分量波长的多个输出信号。在一种实施方式中，所述输入信号可以从长程链路205和/ 或210上最接近的放大器接收，并且可以包括波长A1 WOTDR信号以及波长入2的连续光信号。波长去耦合器340可以将波长X1 WOTDR信号与波长λ2的连续光信号分离开来。 波长去耦合器可以将波长A1 WOTDR信号导向光接收器350，并且波长去耦合器可以将波长λ 2的连续光信号导向光倒空器360。导向示例性OTDR接收器350的波长A1WOTDR信号可以为OTDR发射器310所生成的波长A1 WOTDR信号的反射。导向光倒空器360的波长λ 2的连续光信号可以为连续光信号生成器320所生成的波长λ 2的连续光信号。中央处理单元370可以从OTDR发射器310和OTDR接收器350接收输入信号。在一种实施方式中，中央处理单元可以从OTDR发射器310和OTDR接收器350接收信号强度信息，中央处理单元370可以使用它来产生中央处理单元中所存储计算机程序的输出。例如，OTDR接收器350可以接收OTDR发射器310所生成的波长λ i的OTDR信号的反射。在这种情况下，中央处理单元370可以使用来自OTDR发射器310和OTDR接收器350的信号强度信息来确定到波长λ工的OTDR信号的反射源的距离。虽然图3示出了示例性的经修改的OTDR仪器245的示例性组件，但是在其它实施方式中，示例性的经修改的OTDR仪器245可以包含与图3所示相比更多、更少、不同或者另外配置的组件。在再其它的实施方式中，示例性的经修改的OTDR仪器245的一个或多个组件可以执行被描述为由示例性的经修改的OTDR仪器M5的一个或多个其它组件所执行的任务。而且，示例性的经修改的OTDR仪器245的一个或多个组件可以位于示例性的经修改的OTDR仪器245之外，或者组件可以遍布这里所描述的系统进行分布。图4是图示示例性自动光纤接线板255的组件的示图。示例性自动接线板255可以位于放大器230的输入侧和输出侧，并且可以包括波长去耦合器410、光循环器420和波长耦合器430。波长去耦合器410可以包括能够接收输入光信号并且将所述信号进行分开以产生两个或更多输出信号的任意装置，诸如分离器或解复用器。在一种实施方式中，波长去耦合器410可以包括能够通过波长分离合并光信号的装置。例如，波长去耦合器410可以在分离和非分离操作之间进行切换。在一种实施方式中，特定信号输入可以将波长去耦合器410切换到信号分离操作。在这种情况下，波长X1 WOTDR信号可以自动触发波长去耦合器410的信号分离操作。光循环器420可以包括能够对从单条光纤中的相反方向所接收的光信号进行分离的任意装置。在一种实施方式中，光循环器420可以在一个方向接收所传输的信号，并且在相反方向接收相同信号的反射。例如，光循环器420可以在第一方向接收波长X1WOTDR 信号，并且在相反方向接收波长A1的反射OTDR信号。波长耦合器430可以是能够将两个或更多光信号进行合并，并且输出单个合并光信号的任意装置。在一种实施方式中，波长耦合器430可以包括能够通过波长合并光信号的装置，诸如多路复用器。如图4所示，示例性的自动光纤接线板255可以位于示例性放大器230的输入侧和输出侧。在功能上，自动光纤接线板255可以以若干模式进行操作。在第一或空闲模式， 自动光纤接线板255可以根本不执行信号处理。例如，假设在长程网络200中没有故障。在这种情况下，光学信号可以传输长程线路205和210的整个长度，而没有在任何的中继放大器230的位置的通过自动光纤接线板255执行的信号处理。此外，只要自动光纤接线板255 的位置处的放大器230没有受到长程链路的相邻区间中故障的影响，自动光纤接线板255 就可以继续以第一或空闲模式进行操作。例如，假设在长程链路205的第一和第二放大器 230之间发生了故障。在该情况下，长程链路205上不位于第一或第二放大器230之处的所有自动光纤接线板都可以在空闲模式中操作，原因在于仅有第一和第二放大器230会受到所述故障的影响。在一种实施方式中，自动光纤接线板255可以是可切换的。例如，自动光纤接线板255可以是可自动切换的。假设放大器230由于与其相邻的光纤链路区间上的故障所导致的自动激光器关机而没有工作。在这种情况下，位于受影响的放大器230处的自动光纤接线板255可以根据如下的信号的到达而自动从第一或空闲模式切换到第二或工作模式， 即，所述信号包括经修改的OTDR仪器图2和幻已经传输的波长A1 WOTDR信号。除了第一或空闲模式之外，根据所处理的多个信号的方向，自动光纤接线板255 可以在工作时以不同配置进行操作。图4是示出在这里所描述的示例性长程网络200中以示例性工作模式进行操作的自动光纤接线板的示图。虽然图4中的示例性自动光纤接线板 255的图示可以被描述为工作模式，但是这样的描述并非意在限制示例性自动光纤接线板 255的功能或应用。相反，该描述仅意在指示示例性自动光纤接线板255可以处理多个方向中的光信号。在一种实施方式中，到示例性放大器230的输入信号可以包括来自经修改的OTDR 仪器图2和幻的合并OTDR信号400。例如，如关于图3所描述的，合并OTDR信号400 可以包括波长X1 WOTDR信号以及波长入2的连续光信号。在这种情况下，放大器230可以将合并OTDR信号400传输到波长去耦合器410，其可以分离合并OTDR信号400的分量信号。在一种实施方式中，波长去耦合器410可以将波长X1 WOTDR信号传送至光循环器 420。在这种情况下，光循环器420可以传输作为信号440的波长A1WOTDR信号以定位示例性长程网络200中的故障。进一步在自动光纤接线板255的操作中，波长去耦合器410 可以将波长λ 2的连续光信号传送到波长耦合器430。假设所传送的信号440包括波长λ i的OTDR信号，并且该信号440已经遇到了故障。现在假设所述故障在从光循环器420所传输的信号440的相反方向产生了波长λ工的反射OTDR信号。在这种情况下，信号440可以包括在一个方向所传输的波长λ J^OTDR信号，以及在相反方向所反射的波长X1 WOTDR信号。光循环器420可以接收到波长X1的反射OTDR信号并且将所反射的信号导向波长耦合器430。波长耦合器430可以将波长X1 的反射OTDR信号与波长λ 2的连续光信号进行合并，波长耦合器430可以从波长去耦合器 410接收所述波长λ 2的连续光信号。波长耦合器430可以将包括波长λ工的反射OTDR信号和波长λ 2的连续光信号的合并OTDR信号导向放大器230以便作为输出光信号450进行传输。放大器230可以将输出信号450导向经修改的OTDR仪器Μ5 (见图2和3)。虽然图4示出了示例性的自动光纤接线板255的示例性组件，但是在其它实施方式中，示例性的自动光纤接线板255可以包含与图4所示相比更多、更少、不同或者另外配置的组件。在再其它的实施方式中，示例性的自动光纤接线板255的一个或多个组件可以执行被描述为由示例性的自动光纤接线板255的一个或多个其它组件所执行的任务。而且，示例性的自动光纤接线板255的一个或多个组件可以位于示例性的自动光纤接线板 255之外，或者组件可以遍布这里所描述的系统进行分布。图5是图示在这里所描述的示例性长程网络200中以示例性工作模式进行操作的示例性自动光纤接线板255的组件的示图。虽然图5中示例性自动光纤接线板255的图示可以被描述的工作模式，但是这样的描述并非意在限制示例性自动光纤接线板255的功能或应用。相反，该描述仅意在指示示例性自动光纤接线板255可以处理多个方向中的光信号。如图5所示，示例性自动光纤接线板255可以位于示例性放大器230的输入侧和输出侧，并且可以包括波长去耦合器510、光循环器520和波长耦合器50。波长去耦合器 510可以包括能够接收输入光信号并且将所述信号进行分开以产生两个或更多输出信号的任意装置，诸如分离器或解复用器。在一种实施方式中，波长去耦合器510可以包括能够通过波长分离合并光信号的装置。例如，波长去耦合器可以在分离和非分离操作之间进行切换。在一种实施方式中，特定输入信号可以将波长去耦合器510切换到信号分离操作。例如，波长λ工的OTDR信号可以自动触发波长去耦合器510的信号分离操作。光循环器520可以包括能够对从单条光纤中的相反方向所接收的光信号进行分隔的任意装置。在一种实施方式中，光循环器520可以在一个方向接收所传输的信号，并且在相反方向接收相同信号的反射。例如，光循环器520可以在第一方向接收波长X1WOTDR 信号，并且在相反方向接收波长A1的反射OTDR信号。波长耦合器530可以是能够将两个或更多光信号进行合并，并且输出单个合并光信号的任意装置。在一种实施方式中，波长耦合器530可以包括能够通过波长合并光信号的装置，诸如解复用器。在一种实施方式中，到示例性放大器230的输入信号可以包括来自经修改的OTDR 仪器图2和3)的合并OTDR信号500。例如，如关于图3所描述的，合并OTDR信号500 可以包括波长X1 WOTDR信号以及波长入2的连续光信号。在这种情况下，放大器230可以将合并OTDR信号500传输到波长去耦合器510，其可以分离合并OTDR信号500的分量信号。在一种实施方式中，波长去耦合器510可以将波长X1 WOTDR信号传送至光循环器 520。在这种情况下，光循环器520可以传输作为信号MO的波长A1 WOTDR信号以定位示例性长程网络200中的故障。进一步在自动光纤接线板255的操作中，波长去耦合器510 可以将波长λ 2的连续光信号传送到波长耦合器530。假设所传输的信号540包括波长λ工的OTDR信号，并且该信号MO已经遇到了故障。现在假设所述故障在从光循环器520所传输的信号540的相反方向产生了波长X1的反射OTDR信号。在这种情况下，信号540可以包括在一个方向所传输的波长X1WOTDR 信号，以及在相反方向所反射的波长X1 WOTDR信号。光循环器520可以接收波长X1的反射OTDR信号并且将所反射的信号导向波长耦合器530。波长耦合器530可以将波长X1 的反射OTDR信号与波长λ 2的连续光信号进行合并，波长耦合器530可以从波长去耦合器 510接收所述波长λ 2的连续光信号。波长耦合器530可以将包括波长λ工的反射OTDR信号和波长λ 2的连续光信号的合并OTDR信号导向放大器230以便作为输出光信号550进行传输。放大器230可以将输出信号550导向经修改的OTDR仪器Μ5 (见图2和3)。虽然图5示出了示例性的自动光纤接线板255的示例性组件，但是在其它实施方式中，示例性的自动光纤接线板255可以包含与图5所示相比更多、更少、不同或者另外配置的组件。在再其它的实施方式中，示例性的自动光纤接线板255的一个或多个组件可以执行被描述为由示例性的自动光纤接线板255的一个或多个其它组件所执行的任务。而且，示例性的自动光纤接线板255的一个或多个组件可以位于示例性的自动光纤接线板 255之外，或者组件可以遍布这里所描述的系统进行分布。图6是用于定位示例性长程光纤网络200中的故障的示例性处理600的流程图。 虽然以下描述涉及示例性的经修改的OTDR仪器Μ5，但是在示例性长程网络200中执行示例性处理600中所包括的操作时并不必是这种情形。在一种实施方式中，处理600的一个或多个框可以由示例性长程网络200的装置和或组件的组合来执行。图6的处理可以以检测到示例性长程网络200中的故障开始(框605)。例如，假设故障已经干扰到了信号传输。进一步假设干扰已经触发了与故障最接近的放大器的自动激光器关机。例如，自动激光器关机过程可以包括如下的序列，其中，没有输入信号或输出信号的每个放大器可能自动关机。因此，在这种情况下，自动激光器关机允许定位受影响的放大器被识别出来(框610)。与受影响放大器的位置相关的信息可以包括特定光纤线路或链路，其包括受影响的放大器。例如，如图2所示，故障可能位于示例性长程线路205上。可以生成OTDR信号(框615)。在一种实施方式中，OTDR信号可以为光脉冲、一系列光脉冲和/或连续光信号。例如，经修改的OTDR仪器245可以生成波长λ工的OTDR信号以便定位示例性长程网络200中的故障。可以生成连续光信号以对受自动激光器关机影响的放大器进行激励(框620)。在自动激光器关机的情况下，虽然可能通过受影响(关机)的放大器传输0TDR，但是自动关机序列可能会在OTDR仪器收集到足够数据以定位故障之前干扰OTDR信号。因此，在一种实施方式中，示例性的经修改的OTDR仪器245可以生成波长入2的连续光信号。例如，波长 λ 2的连续光信号可以为特定信号强度和波长以防止示例性放大器230的自动激光器关机和/或示例性长程网络200的自动激光器关机。在这种情况下，波长入2的连续光信号可以允许在框615生成的OTDR信号通过位于长程网络200中经修改的OTDR仪器245和故障之间的所有放大器。在波长λ i的OTDR信号和波长λ 2的连续光信号都已经生成之后，可以将波长λ 2的连续光信号与波长X1 WOTDR信号进行合并(框625)。在一种实施方式中，如图3所示， 经修改的OTDR仪器245可以将两个信号导向波长耦合器330，以便传输到受影响的链路。 只要波长λ ！的OTDR信号和波长λ 2的连续光信号在框625被合并，框615和620的确切顺序可以是不重要的。合并信号可以被切换至受影响的光纤链路(框630)。例如，包括经修改的OTDR仪器245所生成的波长A1 WOTDR信号和波长λ 2的连续光信号的信号可以被切换到如图2 所示的示例性长程网络200中的长程光纤线路25。如图2所示，示例性长程网络200可以包括处于长程网络200两端中任一端的经修改的OTDR仪器Μ5。因此，在这种情况下，如将在随后描述的示例中，经修改的OTDR仪器245可以将所述合并信号导向长程线路205或 210中的任一条。连续光信号可以被切换到与受影响的链路方向相反的光纤链路(框63 。在一种实施方式中，如关于图4和5所描述的，示例性自动光纤接线板255可以将波长λ 2的连续光信号切换到与受影响的链路方向相反的光纤链路。例如，一旦合并信号已经通过了受自动关机影响的放大器，则在超过受影响的放大器之后就可以不需要所述连续信号。因此，在这种情况下，自动光纤接线板255可以将连续光信号切换至相反方向的光纤链路。当OTDR信号遇到光纤网络200中的故障时，所述故障在与所传输OTDR信号相反的方向生成反射OTDR信号。来自故障位置的反射OTDR信号可以被切换至相反方向的光纤链路(框640)。在一种实施方式中，如关于图4和5所描述的，示例性自动光纤接线板255 可以将反射的OTDR信号切换到相反方向的光纤链路。例如，来自示例性长程光纤线路205 中的故障的反射OTDR信号可以被切换至相反方向的长程光纤线路210。在相反方向的光纤链路上反射OTDR信号和连续光信号可以被合并(框645)。在一种实施方式中，如关于图4和5所描述的，示例性自动光纤接线板255可以合并在相反方向的光纤链路上的反射OTDR信号和连续光信号。例如，自动光纤接线板255可以将来自示例性长程线路205上的故障的波长λ工的反射OTDR信号与波长λ 2的连续光信号合并，并且在与长程线路205方向相反的长程光纤线路210上传输合并信号。反射OTDR信号可以被切换到OTDR接收器(框650)。在一种实施方式中，如关于图3所描述的，反射OTDR信号可以被波长去耦合器340切换到经修改的OTDR仪器245中的OTDR接收器350。例如，经修改的OTDR仪器245可以接收包括波长λ :的反射OTDR信号与波长λ2的连续光信号的合并信号，并且波长去耦合器340可以将波长X1的反射OTDR 信号导向OTDR接收器350。所述连续光信号可以被切换到光倒空器(框655)。在一种实施方式中，如关于图 3所描述的，所述连续光信号可以被波长去耦合器340切换到经修改的OTDR仪器245中的光倒空器360。例如，经修改的OTDR仪器245可以接收包括波长λ :的反射OTDR信号与波长λ2的连续光信号的合并信号，并且波长去耦合器340可以将波长λ2的连续光信号导向光倒空器360。可以基于反射OTDR信号来确定故障的位置。在一种实施方式中，经修改的OTDR 仪器245可以测量反射OTDR信号的特征，并且将所述特征与所传输的OTDR信号相比较来确定到生成所述反射的故障的距离。例如，在经修改的OTDR仪器Μ5中，OTDR接收器350 和OTDR发射器310可以传达分别与反射OTDR信号和所传输OTDR信号相关的信息。在这种情况下，中央处理单元370可以基于来自OTDR接收器350和OTDR发射器310的信息来计算到故障的距离。通过从受影响的光纤链路的相对端重复处理600，可以以高精确度定位故障的位置。以上对图6中所包括的框的描述提供了说明和描述，但是并非意在进行穷举或者将实施例限制为所公开的确切形式。可能借助于以上教导进行修改和变化或者从本发明的实践而获得修改和变化。虽然已经关于图6的流程图对一系列框进行了描述，但是所述框的顺序在其它实施方式中可以有所不同。例如，OTDR信号的生成和连续光信号的生成(框 615和620)可以以任意顺序来执行，或者它们可以同时执行。类似地，连续光信号和反射 OTDR信号到相反方向的光纤链路的切换(框635和640)可以以任意顺序来执行，或者它们可以同时执行。参见图6所描述的处理可以进一步通过示例来论证。图7是图2的示例性长程网络200中的一对示例性信号路径的示图。如图7所示，经修改的OTDR仪器245可以生成波长示例性OTDR信号700，从而被用于远程定位长程网络200中的故障710。经修改的OTDR仪器245可以位于地点1。在一种实施方式中，地点1可以位于长程光纤线路的一端。在这种情况下，地点1可以是网络运营中心以及示例性长程线路205和210的一端。经修改的OTDR仪器245可以通过以关于图3和6所描述的方式来生成波长λ :的OTDR信号 700。如图7所示，处于地点1的经修改的OTDR仪器245可以在长程线路205上将OTDR 信号700传输到处于地点2的放大器230。处于地点2的放大器230可以具有位于示例性放大器230的输入和输出侧的自动光纤接线板255。位于地点2的自动光纤接线板255可以如关于图4和5所描述的那样配置。在这种情况下，如关于图4、5和6所描述的，处于地点2的自动光纤接线板255可以将OTDR信号700导向示例性长程线路205上的故障710。如图7所示，长程线路205上的故障710生成OTDR信号700的反射，并且反射的 OTDR信号700可以返回位于地点2的自动光纤接线板255。如关于图4、5和6所描述的， 位于地点2的自动光纤接线板255可以将反射的OTDR信号700导向示例性长程线路210， 反射的OTDR信号700在那里可以被处于地点1的经修改的OTDR仪器245所接收。处于地点1的经修改的OTDR仪器245可以如关于图3和6所描述的那样对反射的OTDR信号700 进行处理。进一步如图7所示，处于地点N的经修改的OTDR仪器245可以生成第二 OTDR信号700，从而被用于定位示例性长程网络200中的故障710。处于地点N的经修改的OTDR 仪器245可以以关于图3和6所描述的方式生成波长X1 WOTDR信号700。地点N可以位于长程光纤线路205和210的一端。在这种情况下，地点N可以是网络运营中心以及示例性长程线路205和210的一端。如图7所示，处于地点N的经修改的OTDR仪器245可以在长程线路210上将OTDR 信号700传输到处于地点3的放大器230。处于地点3的放大器230可以具有位于示例性放大器230的输入和输出侧的自动光纤接线板255。示例性自动光纤接线板255可以如关于图4和5所描述的那样配置。进一步地，在这种情况下，如关于图4、5和6所描述的，处于地点3的自动光纤接线板255可以将OTDR信号700从处于长程线路210上的地点3的放大器230导向在作为受影响的光纤链路的光纤线路205上的故障710。如图7所示，长程线路205上的故障710生成OTDR信号700的反射，并且反射的 OTDR信号700可以返回位于地点3的自动光纤接线板255。如关于图4、5和6所描述的， 位于地点3的自动光纤接线板255可以将反射的OTDR信号700导向线路205。在这种情况下，自动光纤接线板255可以将长程线路205上的OTDR信号700导向处于地点N的经修改的OTDR仪器M5。处于地点N的经修改的OTDR仪器245可以如关于图3和6所描述的那样对反射的OTDR信号700进行处理。还如图7所示的，示例性OTDR信号700可以通过长程线路210上的地点N和地点 3之间的多个放大器230。位于地点N和地点3之间的每个放大器230可以具有位于示例性放大器230的输入和输出侧的自动光纤接线板255。在这种情况下，处于长程线路210上的每个放大器230处的自动光纤接线板255可以在如图4和5所描述的第一或空闲模式中进行操作，由此允许示例性OTDR信号700通过位于地点N和地点3之间的每个放大器230。图8是图2的示例性长程网络中的另一对示例性信号路径的示图。如图8所示， 经修改的OTDR仪器245可以生成示例性连续光信号800，其可以被用于防止与示例性长程网络200中的故障的任一侧最接近的放大器230的自动激光器关机。例如，经修改的OTDR 仪器245可以以被设计为防止放大器230的自动激光器关机的特定信号强度和波长生成连续光信号800。在一种实施方式中，地点1可以位于示例性长程线路205的一端。在这种情况下，地点1可以是网络运营中心以及示例性长程线路205和210的一端。经修改的OTDR 仪器245可以以关于图3和6所描述的方式生成波长λ 2的连续光信号800。如图8所示，处于地点1的经修改的OTDR仪器245可以将示例性长程线路205上的连续光信号800导向处于地点2的示例性放大器230。处于地点2的放大器230可以具有位于示例性放大器230的输入和输出侧的示例性自动光纤接线板255。自动光纤接线板 255可以如关于图4和5所描述的那样进行配置。在一种实施方式中，长程线路205上的故障810可能会导致处于长程线路205上地点2的放大器230的自动激光器关机。在这种情况下，以已知信号强度和波长λ 2的连续光信号800的传输可以允许传输用于定位故障810 的OTDR信号，所述已知信号强度和波长λ 2的两种信号特征均被设计为防止放大器230的自动激光器关机。处于地点2的自动光纤接线板255可以将来自长程线路205上的放大器230的连续光信号800导向长程线路210上的放大器230。处于地点2的自动光纤接线板255可以如关于图4、5和6所描述的那样对连续光信号进行处理。如图8所示，连续光信号800可以从处于地点2的放大器230到处于地点1的经修改的OTDR仪器245通过长程线路210。 处于地点1的经修改的OTDR仪器245可以如图3和6所描述的那样对连续光信号800进行处理。进一步如图8所示，经修改的OTDR仪器245可以在地点N以被设计为防止与示例性长程网络200中的故障的任一侧最接近的放大器230的自动激光器关机的特定信号强度和波长生成第二示例性连续光信号800。地点N可以位于示例性长程线路205和210的一端。在这种情况下，地点N可以是网络运营中心以及示例性长程线路205和210的一端。处于地点N的经修改的OTDR仪器245可以以关于图3和6所描述的方式生成波长λ 2的连续光信号800。
如图8所示，处于地点N的经修改的OTDR仪器245可以将长程线路210上的连续光信号800导向处于长程线路210上的地点3的放大器230。处于地点3的放大器230可以具有位于放大器230的输入和输出侧的示例性自动光纤接线板255。例如，示例性自动光纤接线板255可以如关于图4和5所描述的那样进行配置。在一种实施方式中，长程线路 205上的故障810可能会导致处于长程线路205上地点3的放大器的自动激光器关机。在这种情况下，以已知信号强度和波长λ2的连续光信号800的传输可以允许传输用于定位故障810的OTDR信号，所述已知信号强度和波长λ 2的两种信号特征均被设计为防止放大器230的自动激光器关机。在这种情况下，处于地点3的自动光纤接线板255可以将来自长程线路210上地点3的连续光信号800导向处于长程线路205上地点3的放大器230。 处于地点3的自动光纤接线板255可以如关于图4、5和6所描述的那样对连续光信号800 进行处理。如图8所示，连续光信号800可以从处于地点3的放大器230到处于地点N的经修改的OTDR仪器245通过长程线路205。处于地点1的经修改的OTDR仪器245可以如图3和6所描述的那样对连续光信号800进行处理。还如图8所示的，连续光信号800可以通过长程线路210上的地点N和地点3之间的多个放大器230。在一种实施方式中，位于地点N和地点3之间的每个放大器230可以具有位于示例性放大器230的输入和输出侧的自动光纤接线板255。在这种情况下，处于长程线路210上的每个放大器230处的自动光纤接线板255可以在如图4和5所描述的第一或空闲模式中进行操作，由此允许连续光信号800通过位于地点N和地点3之间的每个放大器230。图9是长程网络200的示例性配置的示图。如图9所示，故障910可能位于示例性长程线路205的第一区间，所述区间与示例性长程线路205和210的端点最接近。在图 9所示的示例中，经修改的OTDR仪器245相对于故障910的位置可能要求处于地点1的经修改的OTDR仪器245进行常规的OTDR操作。在这种情况下，可以在地点1安装OTDR接线板920。OTDR接线板920可以包括光循环器930。光循环器930可以包括能够对从单条光纤中的相反方向所接收的光信号进行分离的任意装置。在一种实施方式中，光循环器930 可以在一个方向接收所传输的信号，并且在相反方向接收相同信号的反射。例如，光循环器 930可以在第一方向接收波长X1 WOTDR信号，并且在相反方向接收波长A1的反射OTDR 信号。如图9所示，由于没有示例性放大器230位于示例性的经修改OTDR仪器245和故障910之间的信号路径中，所以不需要在地点1生成的连续信号以防止自动激光器关机。在一种实施方式中，如关于图3所描述的，经修改的OTDR仪器245可以生成示例性OTDR信号 940。例如，经修改的OTDR仪器245可以生成波长λ :的OTDR信号940。在这种情况下，波长λ工可以是用于执行光时域反射法的已知波长。在一种实施方式中，处于地点1的经修改的OTDR仪器245可以将OTDR信号940 导向OTDR接线板250中的光循环器930，并且沿长程线路205导向故障910。如图9所示， 故障910在长程线路205的相反方向生成反射OTDR信号940。OTDR接线板250中的光循环器930可以接收反射OTDR信号940，并且将反射OTDR信号940传输到处于地点1的经修改的OTDR仪器Μ5。处于地点1的经修改的OTDR仪器245可以如关于图3和6所描述的那样对反射OTDR信号940进行处理。在图9所示的长程网络200的配置中，可以如关于图6和7所描述的那样从地点N执行OTDR操作。以上描述提供了说明和描述，但是并非意在进行穷举或者将本发明限制为所公开的确切形式。可借助于以上教导进行修改和变化或者从本发明的实践而获得修改和变化。例如，已经关于图2、4、5、6和7中的自动光纤接线板250给出了特定的示例性组件。这些组件实质上是示例性的，并且用来帮助描述这样的组件能够结合本发明的光纤链路故障定位器系统所执行的功能。例如，在图2、4、5、6和7中被描述为循环器的组件可以被适当配置的功率耦合器所替代。此外，虽然所公开的实施例已经被表述为适于在长程光纤网络中使用，但是这里所公开的系统和方法适用于包括多个放大器区间或短距离的任意光纤线路或链路。在以上已经引用了如“光纤线路”和“光纤链路”的特定术语。应当理解的是，这些术语意在可以互换。而且，涉及放大器(或放大器站点)和中继器(或中继器站点)的术语是等同的并且是指相同概念。类似地，涉及激光和连续光信号的术语是等同的并且是指相同概念。术语“去耦合器”和“分离器”也是等同的并且是指相同概念。之前的描述提供了例子和说明，但是并非意在进行穷举或者将本发明限制为所公开的确切形式。可借助于以上教导进行修改和变化或者从本发明的实践而获得修改和变化。即使在权利要求中引用和/或在说明书中公开了特定的特征组合，这些组合也并非意在限制本发明的公开。实际上，许多这些特征可以以权利要求中没有特别引用和/或说明书中没有特别公开的方式进行组合。虽然列出的每个从属权利要求可以仅直接引用一项其它权利要求，但是本发明的公开包括每项从属权利要求与权利要求集合中的每项其它权利要求相结合。除非明确这样描述，否则本申请中所使用的要素、操作或指令都不应当被理解为对于本发明是关键或实质性的。而且，如这里所使用的，冠词“一个(a)”意在包括一项或多项。在仅意图为一项的情况下，使用术语“一个(one)”或类似语言。此外，除非另外明确指出，否则短语“基于”意在表示“至少部分基于”。
权利要求
1.一种系统，包括第一装置，用于生成第一波长的第一光信号；生成第二波长的第二光信号；将所述第一光信号与所述第二光信号合并以形成第一合并信号；并且在光纤链路上以第一方向传输所述第一合并信号； 第二装置，用于 接收所述第一合并信号；将所述第一合并信号分离以将所述第一波长的第一光信号与所述第二波长的第二光信号分离开来；向目标传输所述第一光信号；接收所述第一光信号的反射作为第一反射光信号；并且将来自所述目标的所述第一反射光信号与所述第二光信号合并以形成第二合并信号；并且在光纤链路上在与所述第一方向相反的第二方向上向所述第一装置传输所述第二合并信号；并且所述第一装置进一步被配置为 接收所述第二合并信号；并且将所述第二合并信号分离以将所述第一波长的第一光信号与所述第二波长的第二光信号分离开来。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述第一和第二装置在具有多个光学放大器的光纤网络中操作。
3.如权利要求2所述的系统，其中所述第二光信号防止所述多个光学放大器中的至少一个的自动激光器关机。
4.如权利要求2所述的系统，其中所述目标是所述光纤网络中的光纤链路中的故障。
5.如权利要求4所述的系统，其中所述第一装置进一步被配置为基于所述第一反射光信号确定所述故障的位置。
6.如权利要求1所述的系统，其中所述第二装置包括用于传输所述第一光信号和所述第一反射光信号的光循环器。
7.如权利要求1所述的系统，其中所述第二装置包括用于传输所述第一光信号和所述第一反射光信号的功率耦合器。
8.如权利要求1所述的系统，其中所述第二装置包括用于合并和分离以下的至少之一的波长耦合器和波长去耦合器所述第一光信号和所述第二光信号；和所述第一反射光信号和所述第二光信号。
9.一种方法，包括生成光时域反射计信号；通过至少一个光学放大器在第一光纤路径上在第一方向上传输所述光时域反射计信号；在所述第一光纤路径上在与所述第一方向相反的第二方向上接收所述光时域反射计信号的反射；在第二光纤路径上在所述第二方向上传输反射的光时域反射计信号，其中所述第二光纤路径不是所述第一光纤路径；并且基于反射的光时域反射计信号确定所述第一光纤路径上的故障的位置。
10.如权利要求9所述的方法，进一步包括通过所述至少一个放大器在所述第一光纤路径上在所述第一方向上传输第二信号。
11.如权利要求10所述的方法，其中在所述第一光纤路径上在所述第一方向上的所述第二信号防止所述至少一个放大器的自动激光器关机。
12.如权利要求9所述的方法，进一步包括 生成第二光时域反射计信号；通过至少一个光学放大器在所述第二光纤路径上在所述第二方向上传输所述第二光时域反射计信号；在所述第二方向上将所述第二光时域反射计信号切换到所述第一光纤路径； 在所述第一光纤路径上在所述第一方向上接收所述第二光时域反射计信号的反射； 在所述第一光纤路径上在所述第一方向上传输反射的第二光时域反射计信号；并且基于所述反射的第二光时域反射计信号而确定在所述第一光纤路径上的故障的位置。
13.如权利要求12所述的方法，进一步包括通过所述至少一个放大器在所述第二光纤路径上在所述第二方向上传输第二信号。
14.如权利要求13所述的方法，其中在所述第二光纤路径上在所述第二方向上的所述第二信号防止所述至少一个放大器的自动激光器关机。
15.一种系统，包括光纤网络，其包括第一光纤路径和第二光纤路径，其中所述第一和第二光纤路径均包括至少一个放大器；用于生成光时域反射计信号的装置；用于通过所述至少一个光学放大器在所述第一光纤路径上在第一方向上传输所述光时域反射计信号的装置；用于将所述光时域反射计信号的反射从所述第一光纤路径的与所述第一方向相反的第二方向上切换到所述第二光纤路径的第二方向上的装置；和用于基于所述反射的光时域反射计信号而确定在所述第一光纤路径上的故障的位置的装置。
16.如权利要求15所述的系统，进一步包括 用于生成第二光时域反射计信号的装置；用于在所述第二光纤路径上在所述第二方向上传输所述第二光时域反射计信号的装置；用于将所述第二光时域反射计信号从所述第二光纤路径的所述第二方向上切换到所述第一光纤路径的所述第二方向上的装置；用于在所述第一光纤路径上在所述第一方向上传输所述第二光时域反射计信号的反射的装置；和用于基于所述反射的第二光时域反射计信号而确定在所述第一光纤路径上的故障的位置的装置。
17.如权利要求15所述的系统，进一步包括 用于生成第二信号的装置；用于通过所述至少一个放大器在所述第一光纤路径上在所述第一方向上传输所述第二信号的装置。
18.如权利要求17所述的系统，进一步包括用于将所述第二信号从在所述第一方向上的所述第一光纤路径切换到在所述第二方向上的所述第二光纤路径的装置。
19.如权利要求17所述的系统，其中所述用于生成第二信号的装置是激光器。
20.如权利要求17所述的系统，其中所述第二信号防止所述至少一个放大器的自动激光器关机。
全文摘要
一种系统和方法，包括生成光时域反射计信号；通过至少一个光学放大器在第一光纤路径上在第一方向上传输所述光时域反射计信号；在第一光纤路径上在与所述第一方向相反的第二方向上接收光时域反射计信号的反射，在第二光纤路径上在第二方向上传输反射的光时域反射计信号，其中第二光纤路径不是第一光纤路径；并且基于反射的光时域反射计信号而确定在第一光纤路径上的故障的位置。
文档编号H04B10/02GK102308498SQ200980156296
公开日2012年1月4日 申请日期2009年11月27日 优先权日2008年12月15日
发明者乔治·莫尔曼, 夏铁君, 格伦·韦尔布罗克 申请人:维里逊专利及许可公司