Система, спосіб та пристрій для моніторингу оптоволоконного кабелю

Номер патенту: 46054

Опубліковано: 15.05.2002

Автор: Леалі Сержіо

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Система для моніторингу оптоволоконного кабелю (2), розміщеного між апаратурою (ТХ), що передає оптичний сигнал, та апаратурою (RX), що його приймає, яка відрізняється тим, що містить в собі перший (3) та другий (4) електрооптичні пристрої для безперервного вимірювання оптичної потужності, які обидва приєднані до центрального блока керування (14) через шину (13) і постійно підключені, відповідно, до початку і до кінця оптоволоконного кабелю (2) поблизу вищезгаданої передавальної (ТХ) та приймальної (RX) апаратури.

2. Система для моніторингу оптоволоконного кабелю за п. 1, яка відрізняється тим, що вона має відповідні оптичні входи (5, 6), підключені до виходу (50) вищезгаданої передавальної апаратури (ТХ) і вищезгаданого оптоволоконного кабелю (2), відповідні оптичні виходи (7, 8), підключені до вищезгаданого оптоволоконного кабелю (2) і до входу (80) вищезгаданої приймальної апаратури (RX), а відповідні електричні входи (9, 10) і електричні виходи (11, 12) підключені до вищезгаданої шини (13).

3. Система для моніторингу оптоволоконного кабелю за п. 2, яка відрізняється тим, що вимірювальні пристрої підключені до вищезгаданої шини (13), і тим, що містить резистори (R1, R2), які відділяють кожний корисний сигнал, присутній на шині (13), від струму живлення (Іс), придатного для дистанційного живлення вищезгаданих вимірювальних пристроїв.

4. Спосіб моніторингу оптоволоконної лінії зв'язку (2), розміщеної між апаратурою (ТХ), що передає оптичний сигнал, та апаратурою (RX), що його приймає, який полягає в тому, що виконують вимірювання послаблення робочої потужності (Р) у оптоволоконній лінії зв'язку (2), який відрізняєтьсятим, що послаблення потужності вимірюють як відношення між частками оптичної потужності          (РTX , РRX), поданої на передавальний та приймальний кінці у відповідності до наперед фіксованого коефіцієнта розгалуження (RR) для оцінки працездатності оптоволоконного кабелю (2).

5. Спосіб моніторингу за п. 4, який відрізняється тим, що він реалізований в системі моніторингу (1), яка містить перший (3) та другий (4) електрооптичні вимірювальні пристрої, постійно підключені до початку та кінця оптоволоконної лінії зв'язку (2) поблизу апаратури (ТХ), що передає оптичний сигнал, та апаратури (RX), що його приймає, і підключені до центрального блока керування шиною (13), і який характеризується тим, що центральний блок керування (14) опитує електрооптичні вимірювальні пристрої (3, 4), подаючи на електричний вхід (9, 10) бінарний код (СOD3, COD4), що ідентифікує вимірювальний пристрій; електрооптичні вимірювальні пристрої (3, 4) подають на електричні виходи (11, 12), підключені до центрального блока керування (14), перший і другий бінарні коди       (DΡTX , DΡRX), які відповідно повідомляють про те, що першу і другу частки оптичної потужності (ΡTX , ΡRX) вимірюють в точках приєднання електрооптичних вимірювальних пристроїв (3, 4), та ідентифікаційні коди (СОD3,СOD4) відповідних пристроїв; та центральний блок керування (14) оцінює послаблення в оптоволоконній лінії зв'язку (2) як відношення між часткою переданої (ΡTX) оптичної потужності, виміряної першим електрооптичним вимірювальним пристроєм (3), і часткою прийнятої (ΡRX) оптичної потужності, виміряної другим електрооптичним вимірювальним пристроєм (4), причому згадані перший та другий електрооптичні вимірювальні пристрої є ідентичними.

6. Спосіб моніторингу за п. 5, який відрізняється тим, що обмін інформацією з центральним блоком керування (14) відбувається через плати процесора протоколу передачі (23) і процесора протоколу прийому (24), причому обидва процесори використовують протокол типу HDLC.

7. Спосіб моніторингу за п. 5, який відрізняється тим, що центральний блок керування (14) опитує електрооптичні вимірювальні пристрої (3, 4) за процедурою опитування або переривання.

8. Спосіб моніторингу за п. 4, який відрізняється тим, що він пристосований до того, щоб бути використаним навіть тоді, коли діє автоматичний захист для оптичної безпеки в мережі оптоволоконних ліній зв'язку, і характеризується тим, що при відсутності робочої оптичної потужності (Р) в оптоволоконній лінії зв'язку (2) допоміжну потужність (РА) нижчого ніж робоча потужність (Р) рівня вводять до лінії зв'язку (2), щоб відрізняти такі три режими роботи:

- нормальна робота - прийнята частка оптичної потужності (ΡRX) має величину близьку до тієї частки (FP) робочої потужності (Р), яку одержано у відповідності з коефіцієнтом розгалуження RR;

- помилка у оптоволоконній лінії зв'язку (2) - немає прийому частки оптичної потужності (RRX);

- помилка передавального обладнання (ТХ) - прийнята частка оптичної потужності (ΡRX) має зменшену величину, що визначається допоміжною оптичною потужністю (РА).

9. Спосіб моніторингу за п. 8, який відрізняється тим, що він втілений у систему моніторингу (1), яка містить перший (3) та другий (4) електрооптичні вимірювальні пристрої, постійно підключені до початку і кінця оптоволоконної лінії зв'язку (2) поблизу апаратури (ТХ), що передає оптичний сигнал, та апаратури (RX), що його приймає, і підключені до центрального блока керування шиною (13), і характеризується тим, що згаданий перший електрооптичний вимірювальний пристрій (3) містить детектор (28) середнього значення потужності, підключений до допоміжного оптичного джерела (27), здатного забезпечити вищезгадану допоміжну оптичну потужність (РА).

10. Спосіб моніторингу за п. 9, який відрізняється тим, що вищезгаданий детектор (28) середнього значення потужності вмикає вищезгадане допоміжне оптичне джерело (27) кожного разу, коли у оптоволоконній лінії зв'язку (2) немає робочої оптичної потужності (Р).

11. Спосіб моніторингу за п. 4, який відрізняється тим, що вищезгадана оптоволоконна лінія зв'язку (2) містить в собі оптоволоконний кабель.

12. Спосіб моніторингу за п. 4, який відрізняється тим, що вищезгадана оптоволоконна лінія зв'язку (2) належить до двонаправленого типу і містить в собі пару оптоволоконних кабелів (2,2'), підключених між відповідними парами комплектів передавальної (ΤΧ,ΤΧ') та приймальної (RX,RX') апаратури.

13. Спосіб моніторингу за п. 12, який відрізняється тим, що вищезгадана двонаправлена лінія зв'язку має однонаправлену двоточкову конфігурацію.

14. Спосіб моніторингу за п. 12, який відрізняється тим, що вищезгадане оптоволоконне з'єднання має однонаправлену багатоточкову конфігурацію.

15. Компактний електрооптичний пристрій (3) для вимірювання робочої оптичної потужності (Р) у оптоволоконному кабелі (2), що має оптичний вхід (5) і оптичний вихід (7), а також електричний вхід (9) та електричний вихід (11) і містить в собі схему вимірювання оптичної потужності (20), що має вхід (19), підключений до вищезгаданого оптичного входу (5), і вихід (21), підключений до вищезгаданого електричного виходу (11), який відрізняється тим, що містить в собі оптичний розгалужувач (15), підключений між вищезгаданим оптичним входом (5) і вищезгаданим оптичним виходом (7), та допоміжний вихід (16), підключений через електрооптичний детектор (17) до вищезгаданої схеми вимірювання оптичної потужності (20), причому вищезгаданий оптичний розгалужувач (15) використовується для відгалуження на вищезгаданому допоміжному виході (16) частки (ΡTX) робочої оптичної потужності (Р) у відповідності до наперед визначеного коефіцієнта розгалуження (RR), і вищезгаданої частки (ΡTX) робочої оптичної потужності, обробленої схемою вимірювання оптичної потужності (20) і присутньої на електричному виході (21) вищезгаданої схеми.

16. Пристрій за п. 15, який відрізняється тим, що вихід (21) вищезгаданої схеми вимірювання оптичної потужності (20) підключений до аналого-цифрового перетворювача (22), призначеного для перетворення величини частки оптичної потужності (ΡTX) в бінарний код (DΡTX), який передається на електричний вихід (11) разом із додатковим бінарним кодом (СОD3), що ідентифікує вимірювальний пристрій (3).

17. Пристрій за п. 16, який відрізняється тим, що вищезгадані бінарні коди (DΡTX) передаються через плату процесора протоколу передачі (23), підключену до процесора протоколу прийому (24), який підключений, в свою чергу, до вищезгаданого електричного виходу (9) для прийому ідентифікаційного коду (СОD3).

18. Пристрій за п. 15, який відрізняється тим, що вищезгаданий оптичний розгалужувач (15) підключений до вищезгаданої схеми вимірювання оптичної потужності (20) через попередній підсилювач (18).

19. Пристрій за п. 15, який відрізняється тим, що він містить у собі дистанційно-генерувальну схему (25) для створення напруги (Vs), достатньої для живлення електрооптичного пристрою (3), і підключену до електричного входу (9) та електричного виходу (11) через перший (R1) та другий (R2) блокувальні опори відповідно.

20. Пристрій за п. 15, який відрізняється тим, що вищезгаданий оптичний розгалужувач (15) забезпечує поділ оптичної потужності, присутньої на оптичному вході (5), між оптичним виходом (7) та допоміжним виходом (16) у співвідношенні (RR) 90:10.

21. Пристрій за п. 18, який відрізняється тим, що вищезгаданий електрооптичний детектор (17) є високочутливим, а вищезгаданий попередній підсилювач (18) має високий імпеданс.

22. Пристрій за п. 15, який відрізняється тим, що вищезгаданий оптичний розгалужувач (15) додатково має втрати менші, ніж 0,25 дБ.

23. Пристрій за п. 19, який відрізняється тим, що належить до того типу, який лишається активним навіть після того, як спрацьовує автоматика оптичної безпеки в мережі оптоволоконних кабелів (2), та містить у собі оптичний елемент зв'язку (26), ввімкнений між оптичним розгалужувачем (15) і оптичним виходом (7) та підключений до вищезгаданої схеми вимірювання оптичної потужності (20), причому вищезгаданий елемент зв'язку (26) додає допоміжний оптичний сигнал (РА), рівень якого лежить нижче небезпечного порога, до сигналу робочої потужності (Р), що розповсюджується по оптоволоконному кабелю (2).

24. Пристрій за п. 23, який відрізняється тим, що вищезгаданий оптичний елемент зв'язку (26) приєднаний до допоміжного оптичного джерела (27), яке, в свою чергу, підключене до виходу (21) схеми вимірювання (20) через детектор середнього значення потужності (28).

25. Пристрій за п. 24, який відрізняється тим, що вищезгадане допоміжне оптичне джерело (27) є малопотужним оптичним передавачем або світлодіодом, або малопотужним лазером.

Текст

1 Система для моніторингу оптоволоконного кабелю (2), розміщеного між апаратурою (ТХ), що передає оптичний сигнал, та апаратурою (RX), що його приймає, яка відрізняється тим, що містить в собі перший (3) та другий (4) електрооптичні пристрої для безперервного вимірювання оптичної потужності, які обидва приєднані до центрального блока керування (14) через шину (13) і постійно підключені, ВІДПОВІДНО, до початку і до кінця оптоволоконного кабелю (2) поблизу вищезгаданої передавальної (ТХ) та приймальної (RX) апаратури 2 Система для моніторингу оптоволоконного кабелю за п 1, яка відрізняється тим, що вона має ВІДПОВІДНІ оптичні входи (5, 6), підключені до виходу (50) вищезгаданої передавальної апаратури (ТХ) і вищезгаданого оптоволоконного кабелю (2), ВІДПОВІДНІ оптичні виходи (7, 8), підключені до вищезгаданого оптоволоконного кабелю (2) і до входу (80) вищезгаданої приймальної апаратури (RX), а ВІДПОВІДНІ електричні входи (9, 10) і електричні виходи (11, 12) підключені до вищезгаданої шини (13) 3 Система для моніторингу оптоволоконного кабелю за п 2, яка відрізняється тим, що вимірювальні пристрої підключені до вищезгаданої шини (13), і тим, що містить резистори (R-i, R2), які ВІДДІЛЯЮТЬ кожний корисний сигнал, присутній на шині (13), від струму живлення (Іс), придатного для дистанційного живлення вищезгаданих вимірювальних пристроїв 4 Спосіб моніторингу оптоволоконної лінії зв'язку (2), розміщеної між апаратурою (ТХ), що передає оптичний сигнал, та апаратурою (RX), що його приймає, який полягає в тому, що виконують вимірювання послаблення робочої потужності (Р) у оптоволоконній лінії зв'язку (2), який відрізняється тим, що послаблення потужності вимірюють як відношення між частками оптичної потужності (Ртх , PRX), поданої на передавальний та приймальний КІНЦІ у ВІДПОВІДНОСТІ ДО наперед фіксованого коефіцієнта розгалуження (RR) для оцінки працездатності оптоволоконного кабелю (2) 5 Спосіб моніторингу за п 4, який відрізняється тим, що він реалізований в системі моніторингу (1), яка містить перший (3) та другий (4) електрооптичні вимірювальні пристрої, постійно підключені до початку та кінця оптоволоконної лінії зв'язку (2) поблизу апаратури (ТХ), що передає оптичний сигнал, та апаратури (RX), що його приймає, і підключені до центрального блока керування шиною (13), і який характеризується тим, що центральний блок керування (14) опитує електрооптичні вимірювальні пристрої (3, 4), подаючи на електричний вхід (9, 10) бінарний код (ССЮз, COD4), що ідентифікує вимірювальний пристрій, електрооптичні вимірювальні пристрої (3, 4) подають на електричні виходи (11, 12), підключені до центрального блока керування (14), перший і дру О гий бінарні коди (DPTX , DPRX), ЯКІ ВІДПОВІДНО ПОВІД ОМЛЯЮТЬ про те, що першу і другу частки оптичної потужності (Ртх , PRX) вимірюють в точках приєднання електрооптичних вимірювальних пристроїв (З, 4), та ідентифікаційні коди (ССЮз,ССЮ4) ВІДПОВІДНИХ пристроїв, та центральний блок керування (14) оцінює послаблення в оптоволоконній лінії зв'язку (2) як відношення між часткою переданої (Ртх) оптичної потужності, виміряної першим електрооптичним вимірювальним пристроєм (3), і часткою прийнятої (PRX) оптичної потужності, виміряної другим електрооптичним вимірювальним пристроєм (4), причому згадані перший та другий електрооптичні вимірювальні пристрої є ідентичними 6 Спосіб моніторингу за п 5, який відрізняється тим, що обмін інформацією з центральним блоком керування (14) відбувається через плати процесора протоколу передачі (23) і процесора протоколу прийому (24), причому обидва процесори використовують протокол типу HDLC 7 Спосіб моніторингу за п 5, який відрізняється тим, що центральний блок керування (14) опитує електрооптичні вимірювальні пристрої (3, 4) за процедурою опитування або переривання ю о (О 46054 8 Спосіб моніторингу за п 4, який відрізняється тим, що він пристосований до того, щоб бути використаним навіть тоді, коли діє автоматичний захист для оптичної безпеки в мережі оптоволоконних ЛІНІЙ зв'язку, і характеризується тим, що при відсутності робочої оптичної потужності (Р) в оптоволоконній лінії зв'язку (2) допоміжну потужність (РА) нижчого ніж робоча потужність (Р) рівня вводять до лінії зв'язку (2), щоб відрізняти такі три режими роботи - нормальна робота - прийнята частка оптичної потужності (PRX) має величину близьку до тієї частки (FP) робочої потужності (Р), яку одержано у ВІДПОВІДНОСТІ з коефіцієнтом розгалуження RR, - помилка у оптоволоконній лінії зв'язку (2) - немає прийому частки оптичної потужності (RRX), - помилка передавального обладнання (ТХ) прийнята частка оптичної потужності (PRX) має зменшену величину, що визначається допоміжною оптичною потужністю (РА) 9 Спосіб моніторингу за п 8, який відрізняється тим, що він втілений у систему моніторингу (1), яка містить перший (3) та другий (4) електрооптичні вимірювальні пристрої, постійно підключені до початку і кінця оптоволоконної лінії зв'язку (2) поблизу апаратури (ТХ), що передає оптичний сигнал, та апаратури (RX), що його приймає, і підключені до центрального блока керування шиною (13), і характеризується тим, що згаданий перший електрооптичний вимірювальний пристрій (3) містить детектор (28) середнього значення потужності, підключений до допоміжного оптичного джерела (27), здатного забезпечити вищезгадану допоміжну оптичну потужність (РА) 10 Спосіб моніторингу за п 9, який відрізняється тим, що вищезгаданий детектор (28) середнього значення потужності вмикає вищезгадане допоміжне оптичне джерело (27) кожного разу, коли у оптоволоконній лінії зв'язку (2) немає робочої оптичної потужності (Р) 11 Спосіб моніторингу за п 4, який відрізняється тим, що вищезгадана оптоволоконна ЛІНІЯ зв'язку (2) містить в собі оптоволоконний кабель 12 Спосіб моніторингу за п 4, який відрізняється тим, що вищезгадана оптоволоконна ЛІНІЯ зв'язку (2) належить до двонаправленого типу і містить в собі пару оптоволоконних кабелів (2,2і), підключених між ВІДПОВІДНИМИ парами комплектів передавальної (ТХ.ТХ) та приймальної (RX.RX) апаратури 13 Спосіб моніторингу за п 12, який відрізняється тим, що вищезгадана двонаправлена ЛІНІЯ зв'язку має однонаправлену двоточкову конфігурацію 14 Спосіб моніторингу за п 12, який відрізняється тим, що вищезгадане оптоволоконне з'єднання має однонаправлену багатоточкову конфігурацію 15 Компактний електрооптичний пристрій (3) для вимірювання робочої оптичної потужності (Р) у оптоволоконному кабелі (2), що має оптичний вхід (5) і оптичний вихід (7), а також електричний вхід (9) та електричний вихід (11) і містить в собі схему вимірювання оптичної потужності (20), що має вхід (19), підключений до вищезгаданого оптичного входу (5), і вихід (21), підключений до вищезгада ного електричного виходу (11), який відрізняється тим, що містить в собі оптичний розгалужувач (15), підключений між вищезгаданим оптичним входом (5) і вищезгаданим оптичним виходом (7), та допоміжний вихід (16), підключений через електрооптичний детектор (17) до вищезгаданої схеми вимірювання оптичної потужності (20), причому вищезгаданий оптичний розгалужувач (15) використовується для відгалуження на вищезгаданому допоміжному виході (16) частки (Ртх) робочої оптичної потужності (Р) у ВІДПОВІДНОСТІ до наперед визначеного коефіцієнта розгалуження (RR), і вищезгаданої частки (Ртх) робочої оптичної потужності, обробленої схемою вимірювання оптичної потужності (20) і присутньої на електричному виході (21) вищезгаданої схеми 16 Пристрій за п 15, який відрізняється тим, що вихід (21) вищезгаданої схеми вимірювання оптичної потужності (20) підключений до аналогоцифрового перетворювача (22), призначеного для перетворення величини частки оптичної потужності (Ртх) в бінарний код (DPTX), ЯКИЙ передається на електричний вихід (11) разом із додатковим бінарним кодом (ССЮз), що ідентифікує вимірювальний пристрій (3) 17 Пристрій за п 16, який відрізняється тим, що вищезгадані бінарні коди (DPTX) передаються через плату процесора протоколу передачі (23), підключену до процесора протоколу прийому (24), який підключений, в свою чергу, до вищезгаданого електричного виходу (9) для прийому ідентифікаційного коду (ССЮз) 18 Пристрій за п 15, який відрізняється тим, що вищезгаданий оптичний розгалужувач (15) підключений до вищезгаданої схеми вимірювання оптичної потужності (20) через попередній підсилювач (18) 19 Пристрій за п 15, який відрізняється тим, що він містить у собі дистанційно-генерувальну схему (25) для створення напруги (Vs), достатньої для живлення електрооптичного пристрою (3), і підключену до електричного входу (9) та електричного виходу (11) через перший (Ri) та другий (R2) блокувальні опори ВІДПОВІДНО 20 Пристрій за п 15, який відрізняється тим, що вищезгаданий оптичний розгалужувач (15) забезпечує поділ оптичної потужності, присутньої на оптичному вході (5), між оптичним виходом (7) та допоміжним виходом (16) у співвідношенні (RR) 90 10 21 Пристрій за п 18, який відрізняється тим, що вищезгаданий електрооптичний детектор (17) є високочутливим, а вищезгаданий попередній підсилювач (18) має високий імпеданс 22 Пристрій за п 15, який відрізняється тим, що вищезгаданий оптичний розгалужувач (15) додатково має втрати менші, ніж 0,25 дБ 23 Пристрій за п 19, який відрізняється тим, що належить до того типу, який лишається активним навіть після того, як спрацьовує автоматика оптичної безпеки в мережі оптоволоконних кабелів (2), та містить у собі оптичний елемент зв'язку (26), ввімкнений між оптичним розгалужувачем (15) і оптичним виходом (7) та підключений до вищезгаданої схеми вимірювання оптичної потужності (20), 46054 причому вищезгаданий елемент зв'язку (26) додає допоміжний оптичний сигнал (РА), рівень якого лежить нижче небезпечного порога, до сигналу робочої потужності (Р), що розповсюджується по оптоволоконному кабелю (2) 24 Пристрій за п 23, який відрізняється тим, що вищезгаданий оптичний елемент зв'язку (26) приєднаний до допоміжного оптичного джерела (27), яке, в свою чергу, підключене до виходу (21) схеми вимірювання (20) через детектор середнього значення потужності (28) 25 Пристрій за п 24, який відрізняється тим, що вищезгадане допоміжне оптичне джерело (27) є малопотужним оптичним передавачем або світлодюдом, або малопотужним лазером Винахід стосується системи моніторингу оптоволоконного кабелю Більш конкретно, винахід стосується системи моніторингу оптоволоконного кабелю, ввімкненого між апаратурою, що передає оптичні сигнали, та апаратурою, що приймає оптичні сигнали, причому система приєднана до центрального керувального блока через шину і містить в собі компактні електрооптичні пристрої для вимірювання оптичної потужності, які постійно приєднані до протилежних КІНЦІВ оптоволоконного кабелю Винахід також стосується способу моніторингу оптоволоконної лінії зв'язку що входить до складу вищезгаданої системи моніторингу Винахід, окрім того, стосується компактного електрооптичного пристрою для вимірювання оптичної потужності, який здатний бути постійно приєднаним до мережі волоконних оптичних кабелів, причому пристрої мають як оптичний вхід та вихід, так і електричний вхід та електричний вихід, і відносяться до типу, який містить в собі схему вимірювання оптичної потужності, що має вхід, приєднаний до оптичного входу, і вихід - до електричного виходу, електричний вихід забезпечує величину робочої оптичної потужності, що розповсюджується по оптоволоконному кабелю Як добре відомо, оптоволоконні кабелі широко використовуються в телекомунікаційних мережах Суттєвим фактом є те, що обмін інформацією через такі оптичні канали може поліпшити загальну якість телекомунікаційних систем та їх швидкодію В конкретній галузі цього винаходу існує потреба швидкого виявлення пошкоджень Окремий інтерес становить можливість попередження появи відмов шляхом виявлення змін загасання в кожному оптоволоконному кабелі, які вважаються надійним показником пошкоджень ланки кабелю З цією метою може бути корисним монтаж систем для моніторингу оптоволоконного кабелю, які можуть надати корисну інформацію для оцінки характеристик кабелів Першим попереднім рішенням є запровадження вимірювань послаблення у оптоволоконному кабелі "поза ЛІНІЄЮ", тобто в кабелі, який відключений від апаратури, з якою він звичайно з'єднаний Цей відомий спосіб полягає в використанні вимірювальної системи, яка імітує передавальну / приймальну систему та вводить тест-сигнал до оптоволоконного кабелю Функціонування кабелю може бути перевірене вимірюванням переданого та прийнятого сигналів Однак цей спосіб не дозволяє перевірити якість волоконно-оптичного кабелю в режимі "на лінії", тобто в процесі його нормальної роботи До того ж, перевірка кожного кабелю і мережі в цілому потребує значних витрат часу В іншому відомому способі замість вимірювання послаблення в волоконному кабелі використовується рефлектометр або OTDR (Optical Time Domen Reflectometer - Оптичний Рефлектометр Часових Інтервалів) Рефлектометр приєднують до одного кінця волоконного оптичного кабелю і використовують для посилки через нього оптичного тест - сигналу На цьому першому КІНЦІ вимірюють інтенсивність і час приходу оптичної хвилі, відбитої назад по кабелю, із цих величин можна визначити величину послаблення оптоволоконного кабелю і/або місце знаходження можливого пошкодження Вимірювання з використанням OTDR тесту легко виконувати на кабелях "поза ЛІНІЄЮ", а також можна це зробити і на діючих кабелях В останньому випадку, оптичний тест-сигнал додається до робочого оптичного сигналу за допомогою ВІДПОВІДНОГО оптичного елементу зв'язку Треба взяти до уваги, що довжини хвиль оптичного тест - сигналу і робочого оптичного сигналу повинні лежати далеко одна від одної, так щоб мінімізувати вплив на згаданий сигнал Хоча поставлена мета і досягається, але навіть і цей другий відомий спосіб не повністю вільний від недоліків, причому одним із головних є великі габарити та велика вартість обладнання для OTDR - тестування Внаслідок цих обмежень обладнання для OTDR - тестування звичайно використовується для багатьох кабелів, моніторинг яких, таким чином, здійснюється в циклічному режимі Однак це тягне за собою використання великої КІЛЬКОСТІ ОПТИЧНИХ перемикачів До того ж, наявність двох оптичних сигналів з дискретними довжинами хвиль може спричинювати шум, який з'являється на приймальному КІНЦІ І який не може бути придушений ніякими оптичними фільтрами В рефераті патенту Японії № JP-A-3 053 141 описано спосіб вимірювання послаблення у оптоволоконному кабелі, що заснований на детектуванні переданої і прийнятої оптичної потужності Дійсно, В цьому способі детектують інтенсивність частки оптичної потужності на КІНЦІ ТХ, але на КІНЦІ RX вимірюють повну потужність Отже, такий спосіб не може бути використаний на протязі діючої фази волокна, тобто відповідна апаратура забез 8 46054 печує моніторинг оптичного волокна поза ЛІНІЄЮ БІЛЬШ ТОГО, реферат японського патенту № JP-A-62 137 535 стосується способу, що використовує лазерне випромінювання, яке входить або випромінюється з оптичного волокна для вимірювання характеристик пропускання оптичного волокна, тобто коефіцієнта поглинання, або змін довжини волокна Нарешті, патент США № 4,183,66 (Тахара та ІНШІ) ілюструє спосіб вимірювання втрат при пропусканні світла в оптичних матеріалах, зокрема в оптичних волокнах Такий метод засновано на вимірюванні розсіяної потужності, тобто він застосовний до оптичних волокон, що мають розсіюючи елементи Однак це не є випадок оптичних ЛІНІЙ передачі Технічна задача, на розв'язання якої спрямовано цей винахід, полягає у впровадженні електрооптичного вимірювального пристрою й відповідної системи для безперервного моніторингу оптоволоконного кабелю, який має конструктивні та функціональні особливості необхідні для усунення недоліків, все ще властивих відомим системам моніторингу Ідея, на якій базується цей винахід полягає у впровадженні для постійного вимірювання послаблення оптичного волокна компактних електрооптичних вимірювальних пристроїв, постійно встановлених на кінцях оптичного волокна З врахуванням вищезгаданої ідеї технічна задача розв'язується за допомогою системи для моніторингу оптоволоконного кабелю, який з'єднує передавальне та приймальне обладнання, як вказано в пункті 1 формули винаходу Технічна задача також розв'язується способом моніторингу оптоволоконного кабелю, де послаблення у волокні знаходять з вимірювань попередньо встановлених часток оптичної потужності, яка розповсюджується через волокно, на початку і на КІНЦІ волокна, як вказано в пункті 4 формули винаходу Окрім того, проблема розв'язується шляхом використання електрооптичних пристроїв для вимірювання оптичної потужності, які виконані в дуже компактному вигляді і відводять попередньо встановлені частки робочого оптичного сигналу на початку та КІНЦІ волокна для тестування і обчислення середнього значення потужності, яка розповсюджується через волокно, як вказано в пункті 15 формули винаходу Особливості та переваги системи для моніторингу та електрооптичних вимірювальних пристроїв цього винаходу стануть очевидними з наступного детального опису його втілення, що дається у вигляді прикладу з посиланням на супроводжуючі креслення Фіг 1 - блок-схема системи моніторингу двонаправленого зв'язку по оптоволоконних кабелях у ВІДПОВІДНОСТІ до винаходу, Фіг 2 - схематичне зображення системи моніторингу з Фіг 1, На Фіг 3 схематично подано електрооптичний пристрій для вимірювання оптичної потужності у ВІДПОВІДНОСТІ до винаходу у його висококомпактному виконанні, Фіг 4 схематично показує модифіковане виконання електрооптичного пристрою для вимірюван ня оптичної потужності у ВІДПОВІДНОСТІ до винахоДУ На Фіг 1 у загальному вигляді показана система моніторингу двонаправлено з'єднаних оптоволоконних кабелів 2, які пролягають між передавальним обладнанням ТХ та приймальним обладнанням RX Зокрема, оптоволоконні кабелі 2 приєднані до оптичного входу 80 оптоелектронного конвертора О/Е, що входить до складу приймальної апаратури RX, а оптичний вихід 50 лазерного передавача LD включений до передавальної апаратури ТХ Найбільш прямим способом моніторингу шляхом контролю послаблення у оптоволоконному кабелі 2 є обчислення відношення (або різниці, якщо величини, представлені в дБ/м) величини переданої робочої потужності Рт і відповідної величини прийнятої робочої потужності PR Перевагою запропонованого в цьому винаході способу є те, що це відношення між оптичними потужностями знаходиться за частками Ртх і PRX всієї оптичної потужності, що протікає через оптоволоконний кабель 2, причому частки знаходяться в наперед визначеному фіксованому відношенні, і таким чином величина послаблення у волокні оптичного кабелю може бути знайдена коректно З цією метою система моніторингу 1 містить в собі перший 3 та другий 4 електрооптичні пристрої для вимірювання оптичної потужності, які ВІДПОВІДНО приєднані до початку та кінця оптоволоконного кабелю 2 у передавальній апаратурі ТХ та приймальній апаратурі RX Електрооптичні пристрої 3 та 4 для вимірювання оптичної потужності мають принаймні два оптичних входи 5, 6 і принаймні два оптичних виходи 7, 8, також як і ВІДПОВІДНІ електричні входи 9, Юта електричні виходи 11,12 Конкретно, електрооптичний вимірювальний пристрій 3 має оптичний вхід 5 підключений до виходу 50 передавальної апаратури ТХ, а його оптичний вихід 7 підключено до оптоволоконного кабелю 2 Так само електрооптичний вимірювальний пристрій 4 своїм оптичним виходом б підключений до оптоволоконного кабелю 2, а його оптичний вихід 8 підключений до входу 80 приймальної апаратури RX Як показано на Фіг 1 і 2, система моніторингу 1 підключена через шину 13 до центрального блока керування 14, який знаходиться зовні, або знаходиться віддалік від системи моніторингу 1 і в якому оцінюється послаблення в оптоволоконному кабелі На Фіг 3 показано найкраще втілення електрооптичного пристрою для вимірювання оптичної потужності у ВІДПОВІДНОСТІ до цього винаходу, наприклад, пристрою З Електрооптичний пристрій З містить в собі оптичний розгалужувач 15, який розміщений між оптичним входом 5 і оптичним виходом 7 і має допоміжний вихід 16, підключений до електрооптичного детектора 17, який в свою чергу підключеним до входу 19 схеми 20 вимірювання оптичної потужності Зокрема, оптичний розгалужувач 15 відводить, у ВІДПОВІДНОСТІ до наперед визначеного відношен 46054 10 ня розгалуження RR, частину Ртх робочої оптичної Електрооптичні вимірювальні пристрої 3 та 4 потужності Р від виходу 50 передавальної апараопитуються центральним блоком керування 14 з тури ТХ використанням процедури типу опитування або переривання В будь-якому випадку до електроопВ найкращому варіанті втілення, оптичний розтичних вимірювальних пристроїв 3 та 4 вводять галужувач 15 ефективний до розгалуження оптичідентифікуючі коди ССЮз, COD4, і вони будуть виної потужності, наявної на оптичному вході 15 між давати бінарні значення величин DPTX, OPKX ВІДоптичним виходом 7 і допоміжним виходом 16, при ПОВІДНО до виміряних часток оптичної потужності коефіцієнті розгалуження RR, що становить 90 Ртх, PRX В точках, де підключені електрооптичні 10 пристрої 3, 4, та ідентифікаційний код ССЮз або Доцільно В електрооптичному пристрої 3 викоCOD4 вимірювального пристрою, який опитують ристати оптичний розгалужувач 15, який вносить малі додаткові втрати потужності, тобто менше ніж Зокрема, в найкращому втіленні винаходу об0,25дБ мін інформацією із центральним блоком керування 14 має місце з використанням протоколу посліЗа винаходом доцільно шляхом використання довного типу HDCL (High level Data Link Control), і високочутливого електрооптичного детектора 17 і це підходить для конфігурації системи моніторинпопереднього підсилювача 18 з високим імпедангу, в якій електрооптичні вимірювальні пристрої З, сом мати змогу детектувати оптичну потужність з 4 підключені кожен один до одного і до центральрівнем нижче, ніж-50дБ ного блока, керування 14 через окрему шину 13 Таким чином, вимірювальна схема 20 буде давати на виході 21 величину частки оптичної поВиходячи з величин прийнятих часток оптичтужності Ртх, що присутня на вході 19 Вихід 21 ної потужності DPTX І DPRX, центральний блок кепідключений до аналого-цифрового перетворюварування 14 може обчислити послаблення в опточа 22, який перетворює величину частки оптичної волоконному кабелі 2 й, ВІДПОВІДНО, перевірити потужності Ртх в бінарний код DPTX І передає його його працездатність або встановити можливі поза допомогою плати процесора протоколу передашкодження чі 23 до електричного виходу 11 електрооптичного В реальній практиці телекомунікаційні мережі вимірювального пристрою 3, і, отже, до центральчасто використовують двонаправлені лінії зв'язку у ного блока керування 14 вигляді пари оптоволоконних кабелів 2, 2 підключених до ВІДПОВІДНИХ пар комплектів приймального Плата процесора протоколу передачі 23 підRX, RX і передавального обладнання ТХ, ТХ, як ключена одно-направлено до плати процесора показано на Фіг 1 Центральний блок керування 14 протоколу прийому 24, яка в свою чергу підключабуде приймати в цьому випадку пари бінарних ється до електричного входу 9 електрооптичного величин вхідних та вихідних часток оптичної потупристрою 3 і до центрального блока керування 14 жності, DPRX, DPRX та DPTX, DP'TX, ВІДПОВІДНО, І Плата процесора протоколу передачі 23 переобчислювати загальне послаблення в двонаправдає до центрального блока керування 14 в бінарлених ЛІНІЯХ зв'язку 2, 2 для обох напрямків ному коді величину вихідної частки оптичної потужності DPTX разом з ідентифікуючим бінарним Система моніторингу, за цією пропозицією, такодом ССЮз присвоєним електрооптичному вимікож придатна до оптоволоконных ЛІНІЙ передачі із рювальному пристрою 3, який забезпечує розпізв'язками в однонаправлених конфігураціях двознавання центральним блоком керування 14 Так точкового або багатоточковоготипу само, плата процесора протоколу прийому 24 моОсобливо важливим є використання системи же негайно розпізнати присвоєний ідентифікаціймоніторингу 1 у оптичних мережах розповсюдженний бінарний код ССЮз, переданий із центральноня з деревоподібною архітектурою Дуже складна го блока керування 14 конструкція оптичних ЛІНІЙ зв'язку в таких мережах дійсно потребує, щоб при будь-якому погіршенні Окрім того, ВІДПОВІДНО до винаходу доцільно, зміни послаблення оптичної потужності, яка перещоб до складу електрооптичного вимірювального тікає через якесь з'єднання, були найбільш значупристрою 3 було додатково введено виносний щою ознакою і його місцезнаходження було своєблок живлення 25, який використовує постійний часно визначене струм величиною Іс, що підводиться по шині 13 для генерації напруги з ефективним значенням Vs За цим винаходом також було б можливо мати для живлення електрооптичного вимірювального електрооптичні вимірювальні пристрої, підключені пристрою З до виходів оптичних підсилювачів, крім того, використовувати в дистрибутивних мережах багатотоТаким чином, додаткові пристрої можуть бути чкового типу, і, таким чином, підвищити надійність зручно підключені до шини 13 і пристосовані або системи в цілому для тієї ж функції, або для вимірювання різних величин оптичної потужності, і всі дистанційно На Фіг 4 показано модифіковане втілення ележивляться і керуються через саму шину 13 ктрооптичного вимірювального пристрою 3" ВІДПОВІДНО до винаходу, яке може бути використань на Виносний блок живлення 25 з'єднано з електвиході передаючого обладнання ТХ в телекомуніричним входом 9 і електричним виходом 11 через каційних мережах, обладнаних автоматичним опперший резистор Ri і другий резистор розв'язки тичним захистом для безпеки персоналу R2, ВІДПОВІДНО Резистори розв'язки Ri і R2 відокремлюють всі корисні електричні сигнали, такі як В таких системах діюче оптичне джерело, яке ССЮз або DPTX, присутні на шині 13, від постійного забезпечує робочу оптичну потужність Р і підклюструму живлення Іс чене всередині передавального обладнання ТХ (не показане на Фіг 4, оскільки є загальновідоНижче описана работа, системи моніторингу 1 мим), фактично виключається автоматично у виВІДПОВІДНО до винаходу 12 11 46054 визначається допоміжною оптичною потужністю падку переривання у волокні внаслідок пошкоРА дження або роз'єднання Таким чином, за винаходом, електрооптичний За умови відсутності оптичної потужності Р від вимірювальний пристрій 3" здатний визначити попередавальної апаратури ТХ немає можливості слаблення оптоволоконного кабелю і відрізнити відрізнити помилки, викликані пошкодженням вовідмови, які спостерігаються у передавальному локна оптичного кабелю (що спричинює відклюобладнанні від тих, які спричинені пошкодженнями чення оптичного джерела передавальної апаратуоптичного волокна ри ТХ) від помилок, які виникають в самій передавальній апаратурі ТХ За винаходом доцільно, щоб електрооптичні вимірювальні пристрої З, З" мали малогабаритне Для того, щоб подолати ці обмеження, електвиконання у вигляді окремо мініатюризованого рооптичний вимірювальний пристрій 3" додатково модуля або окремій інтегральній схемі, в зв'язку з містить оптичний елемент зв'язку 26, підключений чим полегшується їх встановлення в телекомунічерез оптичний розгалужувач 15 і оптичний вихід каційних мережах та зменшуються витрати та об'7 Оптичний елемент зв'язку 26 використовується єми для додавання до робочого оптичного сигналу 2 потужністю Р, що розповсюджується по волокну Електрооптичні вимірювальні пристрої 3 та З" оптичного кабелю 2, допоміжного оптичного сигможуть бути виконані за гібридною технологією, з налу потужністю РА, рівень якого лежить нижче використанням оптичних компонент та напівпровінебезпечного порогу пошкодження для будь-якої дникових мікросхем на корундовій або кремнієвій людини-оператора системи підкладці Зокрема, оптичний розгалужувач 15 та оптичОптичний елемент зв'язку 26 підключений до ний елемент зв'язку 26 можуть бути виконані за допоміжного оптичного джерела 27, такого як матехнологією "сплавленого волокна", щоб мати дулопотужний оптичний передавач або світлодюд, же малі внесені втрати на послаблення, близькі до або малопотужний лазер, який в свою чергу підтеоретично обчислених величин ключається до виходу 21 вимірювальної системи через детектор середніх значень потужності 28 Там, де використовуються кремнієві підкладки, оптичний розгалужувач 15 та оптичний елемент Тепер буде обговорюватись це модифіковане зв'язку 26 можуть бути виконані за способом "опу ВІДПОВІДНОСТІ до винаходу втілення електрооптитичного хвилеводу", в якому світловоди формучного вимірювального пристрою З" ються на тій самій же підкладці Кожного разу, коли відсутня робоча потужність Р, детектор середніх значень потужності 28 буде Таким чином, електрооптичні пристрої для вивмикати допоміжне оптичне джерело 27 для помірювання оптичної потужності та системи для стачання допоміжної потужності РА при набагато моніторингу оптоволоконних кабелів, представлені меншому рівні, ніж робоча потужність, до лінії в цьому винаході, дають змогу безперервно перезв'язку, утвореної оптоволоконним кабелем 2 Тавіряти загасання, а отже виявляти можливі пошкоким чином, стає можливим розрізняти такі умови дження ЛІНІЙ зв'язку, утворених оптоволоконними функціонування кабелями, в процесі нормального функціонування без його переривання або будь-якого спотворення - нормальна робота - прийнята частка оптичробочого сигналу, що передається ної потужності PRX має величину, близьку до частки FP робочої потужності Р, одержаної у ВІДПОВІДБільше того, електрооптичні пристрої для виНОСТІ ІЗ коефіцієнтом розгалуження RR оптичного мірювання оптичної потужності, придатні для терозгалужувача 15, лекомунікаційних мереж, що мають вбудований автоматичний оптичний захист, ВІДПОВІДНО ДО ЦЬО- помилка в кабелі - немає прийому частки опГО винаходу, можуть відрізняти неправильну роботичної потужності PRX, ту внаслідок розриву оптоволоконного кабелю від - помилка в передатчику - прийнята частка опнеполадок у передавальному обладнанні тичної потужності PRX має зменшену величину, яка ФІГ 2 46054 13 14 ФІГ. З /15 ФІГ. 4 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71

Дивитися

Додаткова інформація

МПК / Мітки

МПК: G01M 11/02, H04B 10/08, G01M 11/00

Мітки: спосіб, пристрій, система, моніторингу, оптоволоконного, кабелю

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/7-46054-sistema-sposib-ta-pristrijj-dlya-monitoringu-optovolokonnogo-kabelyu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Система, спосіб та пристрій для моніторингу оптоволоконного кабелю</a>

Подібні патенти