线路监控系统中回送数据的自动校准的制作方法

本申请涉及通信系统，并且更特别地，涉及用于在线路监控系统中自动校准回送(loopback)数据的系统和方法。
背景技术：
：海底光纤通信系统需要例行监控以通过在早期阶段检测和解决湿装置故障和可能的侵略性威胁来保证其性能并最小化潜在的服务损失。目前已建立的监控技术包括使用线路监控系统(lms)利用高损耗回送(hllb)技术检测从每个海底中继器和终端回送的信号峰。由于海底中继器之间的固定光纤长度，因此预期信号峰会在预期的时间范围内回送。例如，如果中继器距离发送终端200km远并且出站(outbound)光纤内部光的群速度为2x108米/秒，那么基于系统中使用的各种光纤类型的群折射率，预期信号将在发送终端处在2毫秒内以小误差接收回来。误差通常小到足以在延迟误差的阈值范围内。当系统中光纤的长度改变时，应该改变用于检测回送信号峰的预期时间范围，以避免在准确检测海底网络元件和报告故障时的错误。例如，在其中中继器是200km远并且预期回送信号在2毫秒内被接收的先前示例中，临时的终端配置改变可能使从终端到第一中继器的系统长度增加4km。这种临时终端配置改变导致原始峰被标记为在2毫秒处未检测到，并且此后的所有峰可被解释为丢失(例如，峰现在看起来在204km、404km和604km而不是200km、400km和600km处)。实际上，当系统只是在终端处添加了4km的光纤时，lms可能会由于临时的光纤长度变化而将所有中继器解释为丢失，从而导致lms报告终端与第一中继器之间的中断。类似的是相关的光纤长度变化可能在中继器的维修或更换期间发生，中继器的维修或更换通常在维修点处固定地(permanently)增加海洋深度的两倍的光纤。除了系统长度变化之外，反射引起的异常也可能导致lms错误。例如，诸如分支单元和可重新配置光学分插复用器(roadm)之类的基于非回送的海底网络元件有时会在lms数据中返回意外的hllb数据点以及对应的回送延迟。有故障的海底光纤接头也可能产生类似的回送反射，由于海底地震和其它地质事件导致的光纤弯曲也可以。lms应该忽略这些额外的峰。但是，如果检测到非常接近预期中继器峰的意外峰，那么会解释错误的数据点并且会报告错误的故障。附图说明应参考以下详细描述，其中详细描述应结合以下各图阅读，其中相似的附图标记代表相似的部分：图1是与本公开一致的系统的一个示例性实施例的简化框图；图2是与本公开一致的系统的另一个示例性实施例的简化框图。图3是与本公开一致的系统的第一端处的环路增益相对距发送终端的距离的未校准的图；图4是与图3中所示的图相关联的系统的第二端处的环路增益相对距发送终端的距离的未校准的图；图5是与图3和图4中所示的图相关联的系统的第一端处的环路增益相对距发送终端的距离的校准的图。图6是与图3和图4中所示的图相关联的系统的第二端处的环路增益相对距发送终端的距离的校准的图；图7是例示根据与本公开一致的方法的操作的流程图。具体实施方式通常，与本公开一致的系统和方法提供lms回送数据的自动校准，以允许在存在系统长度变化和/或反射引起的异常的情况下准确检测海底网络元件和报告故障。从传输路径的每一端提供lms信号，并且来自系统的相对端通过相同hllb路径的回送数据峰被配对，以提供在识别系统中的网络元件和故障时使用的经校准的回送数据。图1是与本公开一致的wdm传输系统100的一个示例性实施例的简化框图。通常，系统100可以被配置为使用从双向传输路径102的两端发送的lms信号来计算与每个中继器/放大器相关联的环路增益值。本领域普通技术人员将认识到的是，为了易于解释，系统100被描绘为高度简化的点对点系统形式。应该理解的是，与本公开一致的系统和方法可以合并到各种各样的网络部件和配置中。本文示出的示例性实施例仅通过解释而非限制的方式提供。如图所示，系统100可以包括由两个单向光学路径110、120耦合的第一终端t1和第二终端t2，两个单向光学路径110、120一起形成双向光学传输路径102。第一终端t1耦合到传输路径102的第一端，并且第二终端t2耦合到传输路径102的第二端。如本文所使用的术语“耦合”是指由一个系统元件承载的信号通过其被赋予到“耦合”元件的任何连接、耦合、链接等。这样的“耦合”设备不一定直接连接到彼此，而是可以由可操纵或修改这些信号的中间部件或设备分开。光学路径110可以在一个方向上在多个信道(或波长)上承载从终端t1中的发送器112到终端t2中的接收器114的光学数据。光学路径120可以在与路径110相关联的方向相反的方向上在多个信道(或波长)上承载从终端t2中的发送器124到终端t1中的接收器122的光学数据。相对于终端t1，光学路径110是出站路径，并且光学路径120是入站(inbound)路径。相对于终端t2，光学路径120是出站路径，并且光学路径110是入站路径。光学路径110可以包括光纤116-1至116-n和光放大器118-1至118-n的交替级联，并且光学路径120可以包括光纤126-1至126-n和光放大器128-1到128-n的交替级联。光学路径对(例如，光学路径110、120)可以包括设置在相关联的中继器r1...rn的外壳131-1至131-n内并且由成对的光纤116-1至116-n和126-1至126-n连接的多组放大器对118-1至118-n和128-1至128-n。成对的光纤116-1至116-n和126-1至126-n可以与支持附加路径对的光纤一起包括在光纤线缆中。每个中继器r1...rn可以包括用于每个支持的路径对的一对放大器对118-1...118-n和128-1...128-n。以简化形式例示的光放大器118-1...118-n和128-1...128-n可以包括一个或多个掺铒光纤放大器(edfa)或其它稀土掺杂的光纤放大器、拉曼放大器或半导体光放大器。hllb路径132-1至132-n可以耦合在光学路径110、120之间，例如，耦合在中继器r1...rn的外壳131-1至131-n中的一个或多个中，并且可以包括例如一个或多个无源光学耦合部件，如下面将更详细描述的。线路监控装备(lme)140、142可以位于两个终端t1、t2处，以提供路径对110、120的hllb监控。lme140可以例如在不同波长和/或不同频率处将一个或多个lme测试信号发射到一个光学路径110(例如，相对于lme140的出站光学路径)中。hllb路径132-1至132-n中的每一个可以将在光学路径110中传播的lme测试信号的样本耦合到另一个光学路径120(例如，相对于lme140的入站光学路径)的前向传播方向中。然后，lme140可以接收并测量样本以检测环路增益的变化，作为系统中故障的指示。响应于lme测试信号而通过hllb路径132-1至132-n接收到的lme测试信号的接收样本在本文被称为回送数据。lme142可以例如在不同波长和/或不同频率处将一个或多个lme测试信号发射到例如一个光学路径120(例如，相对于lme142的出站光学路径)中。hllb路径132-1至132-n可以将在光学路径120中传播的lme测试信号的样本耦合到另一个光学路径110(例如，相对于lme142的入站光学路径)的前向传播方向中。然后，lme142可以接收并测量样本(回送数据)以检测环路增益的变化，作为系统中故障的指示。用于发送lme测试信号以及接收和测量回送数据的lme140、142的各种发送器和接收器配置是已知的。在与本公开一致的系统中有用的各种hllb路径配置是已知的。而且，虽然每个中继器r1...rn被示出为具有相关联的hllb路径132-1至132-n，但是hllb路径可以位于其它位置，诸如在终端t1、t2内，和/或可以不位于每个中继器r1...rn中。在一些实施例中，hllb路径132-1至132-n在操作中可以是对称的，即，描述通过hllb路径132-1从路径110传递到路径120的每个波长处的光功率百分比的函数与描述通过hllb路径132-1从路径120传递到路径110的每个波长处的光功率百分比的函数相同。替代地，一个或多个hllb路径可以不是对称的，并且不同的hllb路径可以具有不同的传递函数。有利地，在与本公开一致的系统中，可以自动检测传输路径长度的任何增加，并且可以从回送数据中自动校准与反射引起的异常相关联的任何额外的回送数据峰，以提供用于由lme140和lme142检测网络元件和系统故障的准确的经校准的回送数据。通常，可以通过从lme140和lme142两者(即，从传输路径102的相对端)发送lms测试信号，并且通过创建成对回送数据峰来检测跨度长度变化和额外的lms测试信号峰。本文对回送数据“峰”的引用是指所测量的回送数据的峰振幅值、功率或电压。每对回送数据峰包括响应于通过hllb路径的来自第一lme140的lms测试信号而接收到的回送数据信号峰以及响应于通过相同的hllb路径的来自第二lme142的lme测试信号而接收到的回送数据峰。对于每对回送数据峰，来自第一lme140的lme测试信号所行进的总距离加上来自第二lme142的lme测试信号所行进的总距离应该等于传输路径102的总长度的两倍。在具有n个hllb路径的系统中，应该存在总共n对回送数据峰，其中与回送数据峰相关联的一对lme测试信号所行进的总距离是传输路径102的总长度的两倍。由于回送数据中的额外峰(例如，由传输路径上的反射引起)通常是单向的，因此来自传输路径的一端的、无法与来自传输路径的相对端的回送数据峰匹配以形成一对回送数据峰的回送数据峰可以被视为额外峰。在回送数据中可以忽略这些额外峰，以提供用于在检测系统故障时使用的经校准的回送数据。此外，可以根据经校准的回送数据计算与来自传输路径两端处的lme140、142的测试信号相关联的距离数据，以确认总系统长度和系统中每个跨度的总长度(即，中继器之间或终端和与其相邻的第一中继器之间的长度)。例如，图2示意性地例示了与本公开一致的系统100a的一部分，系统100a包括耦合在传输路径102a的相对端处的第一lme140和第二lme142。系统100a可以如结合图1一般性描述的那样进行配置，不同之处在于，为了简化和易于解释，省略了光信号发送器，仅示出在传输路径102a的相对端处的lme140、142。所示的示例性实施例包括六个中继器r1...r6，每个中继器包括由在每个中继器r1...r6的放大器对之间延伸的双向箭头指示的相关联对称hllb路径。lme140包括在传输路径102a上发送lme测试信号的lme测试信号发送器lme1-tx和响应于来自lme140的lme测试信号接收回送数据的lme测试信号接收器lme1-rx。lme142包括在传输路径102a上发送lme测试信号的lme测试信号发送器lme2-tx和响应于来自lme142的lme测试信号接收回送数据的lme测试信号接收器lme2-rx。可以将来自每个lme140和142的回送数据提供给校准处理器。校准处理器202可以是lme中的一个或两者中的本地处理器、网络管理系统中的处理器，或系统中的任何其它处理器。校准处理器202识别来自lme140和lme142的回送数据中的峰对，以识别例如由反射引起的异常导致的额外的峰，并确认传输路径的总长度和传输路径内的跨度。在图2中，例如，由来自lme140的lme测试信号t1得到的、通过中继器r3的hllb路径131-3的回送数据峰可以与由来自lme142的lme测试信号t2得到的、通过中继器r3的hllb路径131-3的回送数据峰配对。该对lme测试信号行进的总距离是传输路径102a的总长度的两倍。在图2所示的系统中，校准处理器202可以识别总共八对回送数据峰，即，每个中继器一对峰并且每个发送终端(例如，图1中的t1和t2)处一对峰。来自一个lme140、142的回送数据中的每个峰应该与对于相同hllb路径的来自相对lme140、142的回送数据中的峰配对，并且由通过相同hllb路径的每对峰表示的lme测试信号所行进的总距离应该是传输路径的总长度的两倍。来自lme140或142的、不与来自相对lme140、142的lme回送数据峰形成一对的任何回送数据峰可以由校准处理器202从在系统中使用的回送数据中校准出去。例如，下面的表1-表4例示了根据回送数据计算的校准和未校准的回送距离数据，以例示与图2中所示的系统100a一致的示例系统和方法的性能。表中的每个数字距离数据条目从回送数据峰计算，并且为了易于解释，每个条目被称为峰。在下表中，“峰#”表示在连接于传输路径的一端处的lme140处接收到的回送数据中的峰的顺序，以及在连接于传输路径的相对端处的lme142处接收到的回送数据中的峰的顺序，如图所示。参考标号“t1”是指lme140位于其中的终端(图1中的终端t1)的回送路径，参考标号“t2”是指lme142位于其中的终端(图1中的终端t2)的回送路径。例如，下面的表1例示了在传输路径长度增加之前系统的回送数据：表1峰#12345678lme140(km)034.493.6152.8182.0241.2300.4364.8lme142(km)064.4123.6182.8212.0271.2330.4364.8在表1中，对于lme140的峰1是指与包含lme140的发送终端中的回送路径相关联的峰，峰2是指与中继器r1相关联的峰，峰3是指与中继器r2相关联的峰，依此类推。对于lme142的峰1是指与包含lme142的发送终端中的回送路径相关联的峰，峰2是指与中继器r6相关联的峰，峰3是指与中继器r5相关联的峰，依此类推。根据表1中所示的数据，可以创建八对峰，每对峰包括与来自lme140、142中的不同lme的测试信号相关联但是行进通过相同hllb路径的峰，并且每对峰反映由测试信号行进的等于传输路径102a的总长度的两倍的距离。例如，还参考图2，表1中的对于lme140的“峰4”反映了通过中继器r3的hllb路径131-3的、来自lme140的lme测试信号t1所行进的距离，并且表1中的对于lme142的“峰5”反映了通过中继器r3的hllb路径131-3的、来自lme142的lme测试信号t2所行进的距离。因此，对于lme140的“峰4”和对于lme142的“峰5”形成一对，并且与表1中的“峰4”相关联的测试信号所行进的总距离(在示例中为152.8km)加上与表1中的“峰5”相关联的测试信号所行进的总距离(在示例中为212.0km)是传输路径的总距离的两倍，即，传输路径的长度为364.8/2＝182.4km。此外，表1中对于lme140和lme142二者的回送数据均确认，对于182.4km的传输跨度的总长度，跨度长度为34.4km/2、59.2km/2、59.2km/2、29.2km/2、59.2km/2、59.2km/2和64.4km/2。下面的表2例示了在传输路径长度增加之后系统的回送数据：表2峰#1234567891011lme140(km)134.493.6110152.8182.0210242.0301.2310365.6lme142(km)064.4123.6183.6212.8272.0331.2365.6380与表1(作为在传输路径长度增加之前系统的数据)相比，表2例示了对于lme140的三个附加峰和对于lme142的一个附加峰。图3包括与表2中所示的对于lme140的距离数据相关联的回送数据的曲线(plot)302，其中在304、306和308处示出了回送数据中的附加峰，并且图4包括与表2中所示的对于lme142的距离数据相关联的回送数据的曲线402，其中在404处示出了附加峰。图3和图4中的曲线302和曲线402示出了与来自lme140和lme142的高频lme测试信号相关联的回送数据。图3和图4还分别包括与来自lme140和lme142的低频lme测试信号相关联的回送数据的曲线310和曲线410。曲线310示出了对于来自lme140的低频测试信号在312处的附加峰，并且曲线410示出了对于来自lme142的低频测试信号在412处的附加峰。表3示出了可以由表2中所示的数据形成的回送数据对(并且在图3和图4的曲线302和402中例示)。表3如图所示，可以从表2中所示的数据形成八个回送数据对，每个回送数据对用于其中提供lme140的终端(t1)、中继器r1-r6和其中提供lme142的终端(t2)。表2中对于lme140的峰4、峰7或峰10或者表2中对于lme142的峰9，不能创建对。在与本公开一致的系统和方法中，因为不能为这些峰形成对，因此它们可以被认为是额外的峰并且可以从回送数据中去除，以提供用于在系统中使用的经校准的回送数据。下面的表4例示了在传输路径长度增加之后系统的经校准的回送数据，其中从经校准的回送数据中省略了额外的峰：表4峰#12345678lme140(km)034.493.6152.8182.0242.0301.2365.6lme142(km)064.4123.6183.6212.8272.0331.2365.6表4包括来自表2的、除了与额外峰(即，与表2中对于lme140的峰4、峰7和峰10以及表2中对于lme142的峰9)相关联的数据之外的数据。图5包括与表4中所示的对于lme140的数据相关联的经校准的回送数据的曲线502，并且图6包括与表4中所示的对于lme142的数据相关联的回送数据的曲线602。图5和图6也分别包括与来自lme140和lme142的低频lme测试信号相关联的经校准的回送数据的曲线504和604。曲线502示出了图3中对于来自lme140的低频测试信号在304、306和308处的附加峰已经从经校准的数据中移除，并且曲线602示出了对于来自lme142的低频测试信号在404处的附加峰已经从经校准的回送数据中移除。在该示例中，表4的数据是经校准的回送数据，其可以用作系统中用于识别网络部件和系统故障的系统回送数据。此外，表4中对于lme140和lme142两者的回送数据均确认，对于365.6km的传输跨度的总长度，跨度长度为34.4km、59.2km、59.2km、29.2km、60km、59.2km和64.4km。图7是例示与本公开一致的方法700的一个示例的流程图。在所示的实施例中，该方法包括在传输路径上发送702第一线路监控装备(lme)测试信号；响应于第一lme测试信号，从传输路径接收704第一lme回送数据，第一lme回送数据具有与传输路径上的每个hllb路径的位置相关联的峰；在传输路径上发送706第二lme测试信号；以及响应于第二lme测试信号，从传输路径接收708第二lme回送数据，第二lme第二回送数据具有与传输路径上的每个hllb路径的位置相关联的峰。该方法还包括识别710第一lme回送数据和第二lme回送数据中的峰对，以提供经校准的第一lme回送数据和经校准的第二lme回送数据，每对峰包括与一个hllb路径相关联的第一lme回送数据的峰和与该个hllb路径相关联的第二lme回送数据的峰。在一些实施例中，对于lme140或lme142的回送信号数据可能包括彼此太接近而不能在检测误差的范围内的峰。在这种情况下，可以将峰相互比较以确定哪个峰是与中继器回送路径相关联的有效峰。在一些实施例中，例如，峰可以由lme接收器利用下式进行平均以估计准确度a：其中pn是第n个峰的幂，是峰的幂的平均值，并且n是被识别为彼此太接近的峰的总数。具有最高准确度a的峰可以被保留在回送数据中，并且其它峰可以在回送数据中的峰进行配对之前从回送数据中省略。虽然图7例示了根据实施例的各种操作，但是应该理解的是，并非图7中描绘的所有操作对于其它实施例都是必需的。实际上，本文充分考虑到，在本公开的其它实施例中，图7中描绘的操作和/或本文描述的其它操作能够以未在任何附图中具体示出的方式组合，但仍然与本公开内容完全一致。因此，针对在一个附图中未精确示出的特征和/或操作的权利要求被认为在本公开的范围和内容内。因此，提供了一种用于在光通信系统的线路监控系统中自动校准回送数据的系统和方法。通过识别与来自光传输路径的相对端的测试信号传输相关联的回送数据中的峰对，从由系统使用的回送数据中校准出回送数据中的额外峰。根据本公开的一个方面，提供了一种光通信系统，包括：光传输路径；耦合到传输路径的多个中继器，每个中继器包括高损耗回送(hllb)路径；耦合到传输路径的第一端的第一线路监控装备(lme)，第一lme被配置为在传输路径上发送第一lme测试信号，并且响应于lme测试信号从传输路径接收第一lme回送数据，第一lmelme回送数据包括与传输路径上的每个hllb路径的位置相关联的峰；耦合到传输路径的第二端的第二线路监控装备(lme)，第二lme被配置为在传输路径上发送第二lme测试信号，并且响应于第二lme测试信号从传输路径接收第二lme回送数据，第二lme回送数据包括与传输路径上的每个hllb路径的位置相关联的峰；以及校准处理器。校准处理器被配置为识别第一lme回送数据和第二lme回送数据中的峰对，以提供经校准的第一lme回送数据和经校准的第二lme回送数据，每个峰对包括与一个hllb路径相关联的第一lme回送数据的峰和与该个hllb路径相关联的第二lme回送数据的峰。根据本公开的又一个方面，提供了一种在光通信系统中校准回送数据的方法，该光通信系统包括光传输路径和耦合到传输路径的多个中继器，每个中继器包括高损耗回送(hllb)路径。该方法包括：在传输路径上发送第一lme测试信号；响应于第一lme测试信号从传输路径接收第一lme回送数据，第一lme回送数据具有与传输路径上的每个hllb路径的位置相关联的峰；在传输路径上发送第二lme测试信号；响应于第二lme测试信号从传输路径接收第二lme回送数据，第二lme第二回送数据具有与传输路径上的每个hllb路径的位置相关联的峰；以及识别第一lme回送数据和第二lme回送数据中的峰对，以提供经校准的第一lme回送数据和经校准的第二lme回送数据，每个峰对包括与一个hllb路径相关联的第一lme回送数据的峰和与该个hllb路径相关联的第二lme回送数据的峰。已经出于例示和描述的目的呈现了示例实施例的前述描述。其并非意图穷举或将本公开限制于所公开的精确形式。在本公开的启发下，许多修改和变化都是可能的。意图是本公开的范围不受该详细描述的限制，而是受所附权利要求的限制。可以使用控制器、处理器和/或其它可编程设备来实现本文描述的方法的实施例。为此，本文描述的方法可以在上面存储有指令的有形非瞬态计算机可读介质上实现，当指令由一个或多个处理器执行时，执行所述方法。因此，例如，校准处理器202可以包括存储指令(例如，在固件或软件中)以执行本文描述的操作的存储介质。存储介质可以包括任何类型的有形介质，例如，任何类型的盘(包括软盘、光盘、紧凑盘只读存储器(cd-rom)、紧凑盘可重写(cd-rw)和磁光盘)、诸如只读存储器(rom)的半导体器件、诸如动态和静态ram的随机存取存储器(ram)、可擦除可编程只读存储器(eprom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、闪存、磁卡或光卡、或适用于存储电子指令的任何类型的介质。本领域技术人员将认识到的是，本文的任何框图表示实施本公开的原理的例示性电路系统的概念视图。类似地，应该认识到的是，任何框图、流程图(flowchart)，流程示意图(flowdiagram)、状态转换示意图、伪代码等表示可以基本上在计算机可读介质中表示并且因此由计算机或处理器执行的各种处理，无论是否是明确地示出了这种计算机或处理器。软件模块或简单地隐含为软件的模块在本文中可以被表示为流程图元素或指示处理步骤和/或文本描述的执行的其它元素的任何组合。这样的模块可以由明确地或隐含地示出的硬件来执行。图中所示的各种元素的功能，包括被标记为“处理器”的任何功能块，可以通过使用专用硬件以及与适当软件相关联的能够执行软件的硬件来提供。这些功能可以由单个专用处理器、单个共享处理器，或多个单独的处理器(其中一些处理器可以被共享)提供。此外，术语“处理器”的明确使用不应被解释为专指能够执行软件的硬件，并且可以隐含地包括但不限于数字信号处理器(dsp)硬件、网络处理器、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)、用于存储软件的只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)和非易失性存储装置。也可以包括其它常规的和/或定制的硬件。除非另有说明，否则词语“基本上”的使用可以被解释为包括精确关系、条件、布置、朝向和/或其它特性，其偏差的程度如本领域普通技术人员所理解的是这种偏差对公开的方法和系统没有实质性的影响。在整个本公开中，使用冠词“一”和/或“一个”和/或“该”来修饰名词可以被理解为是为了方便起见，除非另有说明，否则要包括所修饰名词的一个或多于一个。术语“包括”、“包含”和“具有”意图是包含性的，并且意味着可能存在除所列元素之外的其它元素。虽然已经相对于其特定实施例描述了方法和系统，但是它们不限于此。显然，在上述教导的启发下，许多修改和变化都可以变得清楚。本领域技术人员可以对本文描述和例示的部分的细节、材料和布置进行许多其它改变。当前第1页12