光纤完整性监控的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及与光纤完整性监控相关的设备和方法。更具体地，本发明涉及用于光纤完整性监控以检测光纤熔丝或另外的损坏的设备和方法。
【背景技术】
[0002]缩写词
[0003]APR自动功率减小
[0004]APSD自动功率关断
[0005]FBG光纤布拉格光栅
[0006]ROPA远程栗浦光放大器
[0007]WDM波分复用
[0008]光纤放大器的开发已引出新一代的光学通信系统。通过使用波分复用(WDM)和超过2000km的最大传输距离，这些系统提供显著增加的容量。为了构建如此长的链路，通过分布式放大补偿在传播期间由瑞利背向散射产生的信号衰减。为此，已开发具有适度输出功率的在线放大器。
[0009]然而，有时，例如当连接岛屿时安装在线放大器不可行或非常昂贵。即使在地面系统中，使用中间放大器也不是一直都可行。因此，已开发使用复杂放大技术例如高阶拉曼栗浦或远程栗浦光放大器(ROPA)的系统，该系统能够桥接500km或甚至更大的距离，而无需在端点之间存在任何有源元件。有时，这样的系统也用于沿着海岸构建类似吊挂件的网络，其原因是与地面网络的安装相比该方案提供更好的成本态势。
[0010]上述的先进放大技术需要传输光纤中非常高的栗浦功率。因此，存在光学元件例如连接器受到损坏的风险。在如此高的功率级，即使传输光纤或接头也可能受到损坏。后一种情况承担某种主要风险，其原因是损坏效应可在光纤内传播且还可最终到达发送侧或接收侧的设备。
[0011]关于这一点，注意的是，栗浦功率可从一侧或两侧进入传输光纤中。例如，当使用同向拉曼栗浦时，栗浦功率在发送侧进入光纤中。当使用反向拉曼栗浦时，栗浦功率在接收侧进入光纤中。光纤熔丝始终传播至高功率进入光纤所在的位置。
[0012]传输光纤中的临界效应是“光纤熔丝”效应，如此命名是因为其与燃烧的保险丝类似。通过通常位于损坏的或脏的连接器中、位于接头中或位于光纤急弯中的局部加热点，会引起该现象。局部加热导致强的光吸收，这样使纤芯的温度增加高达硅汽化温度。由于热量流入相邻的区域中，该过程朝着光源传播并可导致延绵几千米的光纤永久性损坏。在该过程期间，纤芯汽化并发出可见的白光。传播继续，一直到到达光纤的末端为止，高功率源关闭，或输入功率减小至低于阈值功率的值[I]。
[0013]图1示出了在单模光纤中传播的光纤熔丝的照片[8]。在传播期间，发出白光。传播速度相当小且通常小于3m/s。沿着所有方向发出白光且该光的主要部分不引入光纤中。
[0014]通常，自动功率减小(APR)或甚至自动功率关断(APSD)机构安装在光纤通信系统中以保证激光安全。在下文中，APSD机构被认为是APR机构的特殊情况，在这种情况下功率减小至零。该机构还针对光纤熔丝提供一些基本保护，更确切地说，针对光纤熔丝沿着光纤并到达设备的传播提供保护。使用APR或APSD，检测接收侧处的功率是否减小了特定等级(例如，1dB)，如果检测到这样的减小，则光纤的一端或两端处的功率减小到低于熔丝等级或甚至切断。
[0015]存在可能损坏传输光纤的附加效应。例如，由于急转弯，涂层可能变热且甚至可能被点燃。在这种情况下，必须向管理系统发送警报，其原因是系统的预期寿命明显减少。
[0016]图2示出了由于高功率级导致光纤损坏的照片，其中光学涂层燃烧但是未中断数据通信。已注意到光纤衰减未明显增加且APR机构可不对该损坏作出反应。然而，检测该损坏是重要的，其原因是连接件的寿命明显减少。
[0017]已提出多种方法来检测光纤熔丝的存在。
[0018]存在纯被动技术，例如引入具有增加的模场直径的光纤段。按照这种方式，维持熔丝所需的阈值功率增加。因此，当热波到达传输光纤的该段且该段用作一种断路器时，停止热波传播[2] [3] [4] [5]。然而，该技术需要在网络上整合外部元件。因此，附加损失被引入且线缆的维修变得更加困难。
[0019]第二类技术旨在检测光纤熔丝并关闭栗浦。例如，已提出观察背向反射光的电谱
[5]。该技术的主要缺点是实现起来增加的成本、由于环行器导致在发射侧处增加的衰减、以及对于表征传输光纤的光纤传播特性(主要是空隙间隔)的需要。
[0020]该技术的主要缺点是当升级已运行的、不提供对应的光纤完整性监控技术的系统时中断通信流。
[0021]此外，已提出用作温度传感器的光纤布拉格光栅(FBG)的使用[6]。FBG布置为与光纤物理接触，而在FBG和光纤之间具有高导热性的化合物。该方案的优点是与其他技术相比更低的实现成本以及能够置于网络的远端点而不影响传输路径本身。
[0022]进一步的技术涉及信号的路线规划。想法是以这样的方式在网络中为信号规划路线:任何地方的总功率级都不超过用于光纤熔丝效应的阈值等级。仅在对总功率的主要贡献来源于信道的情况下，这些技术才是可适用的。然而，例如在长的单跨应用中，情况不是这样的。
[0023]参考文献
[0024][1]M.Facao等人的“光纤中的恪丝效应的传播方案(Traveling Solut1ns ofthe Fuse Effect in Optical Fibers)，，，IEEE 杂志 Lightw.Technol.，2011 年 I 月 I 日第I期第29卷
[0025][2]Μ.P.Hand等人的“作为‘光纤恪丝’损坏断路器的单模锥形物(Single-modetapers as' fiber fuse' damage circuit-breakers) Electron.Letters，1989 年 I 月 5 日第I期第25卷
[0026][3]Maroney 等人的“光纤恪丝保护(Fiber fuse protect1n) ”，2003 年 2 月 25日的第6，526，192号美国专利
[0027][4] Takenaga 的“光纤恪丝终止器(Fiber fuse terminator) ”，2Ol2 年 8 月 14 日的第8，244，091号美国专利
[0028][5]K.S.Abedin等人的“在光纤中传播的光纤恪丝的远程检测(Remote detect1nof fiber fuse propagating in optical fibers)，，，Proc.0FC, 2009 年 0ThD5
[0029][6]Brito Andre等人的“用于确定光纤网络中的光纤恪丝效应的方法和对应的监控器(Method for determining a fibre fuse effect in optical networks andcorresponding monitor)”，TO 2011/071405
[0030][7]Maroney 等人的“光纤恪丝保护(Fiber fuse protect1n) ”，2003 年 9 月 30日的第6，628，871号美国专利
[0031][8]Α.Μ.Rocha等人的“使用FBG传感器对光纤熔丝效应的检测(Detect1n offiber fuse effect using FBG sensors)，，，IEEE Sensors 杂志，2011 年 6 月第 6 期第 11卷
[0032][9]K.Seo等人的“光纤链路中的高功率耐久性的评估(Evaluat1n ofhigh-power endurance in optical fiber links)，，，Furukawa review, J2003 第 24 期
【发明内容】
[0033]本发明的目的在于改进现有技术。详细地，其目的是在不物理地影响光纤的情况下监控光纤完整性。
[0034]根据本发明的第一方面，提供一种设备，该设备包括:光纤，适于传播传播光；检测装置，适于检测检测光和烟雾中的至少一种作为由光纤的一部分的损坏导致的第一信号，其中检测光不通过光纤传播。
[0035]检测装置可以不与光纤的一部分物理接触。
[0036]该设备还可包括盒，其中检测装置和光纤的一部分可布置在盒的内部；除了光纤的一部分之外，至少盒的内部可被遮挡，使来自盒的外部的第二信号不能进入；以及检测装置适于检测第一信号且还适于以相同的方式检测第二信号。
[0037]根据本发明的第二方面，提供一种设备，该设备包括:盒；光纤，光纤的至少一部分布置在盒的内部；检测装置，布置在盒的内部并配置为检测第一信号，其中第一信号由光纤的一部分的损坏导致；除了光纤的一部分之外，至少盒的内部被遮挡，使来自盒的外部的第二信号不能进入；以及检测装置适于检测第一信号且还适于以相同的方式检测第二信号。
[0038]第一信号可包括检测光和烟雾中的至少一个。
[0039]盒可以是光纤配线盒，光纤配线盒在盒的内部包括连接装置，光纤的