CN103238284A

CN103238284A - 用于确定经光链路的两个光学设备之间的光信号的传播延迟的技术

Info

Publication number: CN103238284A
Application number: CN2011800585772A
Authority: CN
Inventors: S.约伯特; E.勒鲁兹克; N.布罗奇尔
Original assignee: France Telecom SA
Current assignee: Orange SA
Priority date: 2010-10-05
Filing date: 2011-10-03
Publication date: 2013-08-07
Anticipated expiration: 2031-10-03
Also published as: US20130322872A1; FR2965686A1; EP2625799A1; EP2625799B1; WO2012045962A1; US9130670B2; CN103238284B

Abstract

本发明涉及一种用于测量光传输网络中的两个设备（N1,N2）之间的光信号的传播延迟的技术，该光信号经第一光纤（FO1）从第一设备发送到第二设备，并经与第一光纤分离的第二光纤（FO2）从第二设备到第一设备，该第二设备包括所谓的回路装置，其在第一模式下能够使光信号在两个设备之间路由。测量方法包括由第二设备实现的下列步骤：检测步骤（F11），在其此步骤期间检测测量信号的传播延迟测量的触发，该测量信号由第一设备经第一光纤来发送；在第二模式下配置回路装置的步骤（F12），所述第二模式使得第一设备发送的测量信号的返回信号被馈入到第一光纤。第一设备转而实现用于确定传播延迟的方法。所述确定方法包括由第一设备实现的下列步骤：触发（E11、E14）对经过第一光纤的测量信号的传播延迟的测量的步骤，该测量信号经第一光纤朝着第二设备发送；经第一光纤来接收（E15）第二设备发送的返回信号的步骤；根据发送测量信号的瞬间以及接收返回信号的瞬间来确定（E16）传播延迟的步骤。

Description

用于确定经光链路的两个光学设备之间的光信号的传播延迟的技术

技术领域

本发明的领域为光传输系统，且更具体而言，领域为确定两个光设备之间的光链路上的光信号的传播延迟。

背景技术

为了测量由两条分开的链路连接（每条链路用于每个传输方向）的两个光设备之间的光信号的传播延迟，已知有一种方法用于测量前向和返回的传播延迟。由发起测量的光设备经(via)第一光链路向相邻光设备发送测量信号。后者经第二光链路对发起的光设备的测量信号进行响应。

如标准IEEE1588-2008中说明，精确时间协议（Precision Time Protocol,PTP）使得通信网络能够在设备之间同步时钟。在该标准下可以有若干种机制。其中一种包括用于计算光延迟的机制，被称为“对等延迟链路测量”。在该机制下，发起设备经第一光链路向远程设备发送“Peer_Delay_Request”消息。后者使用响应消息“Peer_Delay_Response”可选地伴随另一响应消息“Peer_Delay_Response_Follow_Up”来进行响应，这两个响应消息中的一个特别包括对远程设备的内部电子处理延迟的测量。该内部处理延迟可以例如根据远程设备的载荷因子(load factor)而改变。这些响应消息经与第一光链路分离的第二光链路来路由。因此针对给定的测量,该方法使得远程设备中的内部处理延迟能够被精确的获取。

然后，通过在从远程设备接收到内部处理延迟时将它从发起设备所测量的延迟中去除，来获得前向和返回传播延迟。然后，通过将前向和返回延迟划分为两个相等部分，来估算一个方向的传播延迟。但是，该方法不考虑连接发起设备和远程设备的光链路的不对称性。

于是，在光传输网络中，当两个方向的各自的链路长度不相等时，估算的传播延迟的值受到难以量化的误差的影响。

在某些情形下，当链路例如光纤的长度存在不同时，不对称性可以很显著。在其他情形下，尽管光纤长度本身的差异很小，特别是当它们属于同一电缆时，会由于设备自身上的光纤分布或者由于在电缆服务寿命期间的维修和拼接而出现不对称性。

很多应用需要知道从一个设备到另一设备的光信号的传播延迟。可以作为示例来引用资源预留的方法或者光设备同步的方法。

对于这些不同的应用，测量光信号的传播延迟所需的精度为几纳秒的量级。这无法使用现有技术来获得，特别是由于影响测量的误差，尤其是在不对称链路的情形下。

本发明的一个目的是克服现有技术中的缺陷/不足并/或对其进行改进。

发明内容

根据第一方面，本发明涉及一种用于测量光传输网络中的两个设备之间的光信号的传播延迟的方法，该光信号经第一光纤从第一设备发送到第二设备，并经与第一光纤分离的第二光纤从第二设备到第一设备，该第二设备包括“回路”装置，其能够在第一模式下使光信号能在两个设备之间路由，所述测量方法包括由第二设备实现的下列步骤：

-检测步骤，在检测步骤期间检测测量信号的传播延迟的测量的触发，该测量信号由第一设备经第一光纤来发送；

-将回路装置配置为第二模式的步骤，所述第二模式使得第一设备发送的测量信号的返回信号被注入到第一光纤。

在第一模式下，回路装置将在第一光纤上接收的光信号导向第二设备的接收装置。

在回路为光学的实施例中返回信号可以对应于测量信号。在回路包括电子处理的实施例中，返回信号可以对应于第二设备产生的信号。

测量信号可以是光脉冲，或给定包或给定帧。

回路装置由此使得返回信号能被注入到经由其接收了测量信号的光纤。

相应地，根据第二方面，本发明涉及一种用于确定光传输网络中的两个设备之间的光信号的传播延迟的方法，该光信号经第一光纤从第一设备发送到第二设备，并经与第一光纤分离的第二光纤从第二设备到第一设备，该第二设备实现根据第一方面的测量方法，所述确定方法包括由第一设备实现的下列步骤：

-触发对经第一光纤的测量信号的传播延迟的测量的步骤，该测量信号经第一光纤发送到第二设备；

-在第一光纤上接收第二设备发送的返回信号的步骤；

-根据发送测量信号的瞬间以及接收返回信号的瞬间来确定传播延迟的步骤。

第一设备，接收在经由其第一设备发送了测量信号的光纤上的返回信号，可以确定传播延迟而不会被两条光纤之间的不对称性干扰。

确定的传播延迟于是可靠的，并能够实现想要的精度即几纳秒的量级。

这里指出，基于光纤反向散射原理的方法例如OTDR（OpticalTime-Domain Reflectometry，光时域反射测量法）不能提供满意的测量，特别是在长度很大的光纤的情形下。确实，在该情形下，通过反向散射接收到的光的功率将会太低，并在散射结束之前消失在线路噪声中。无法确定反向散射效应的结束且因此无法确定传播延迟。应该注意，这类测量一般被用于定位光纤切割点或用于测量光纤长度。它还很难应用于由多路复用波长信号的给定波长所携带的测量信号，因为该类测量需要相当大的功率，这将影响其他波长。

确定的传播延迟可被用于电路交换或突发交换（OBS-Optical BurstSwitching，光突发交换）光传输网络中的资源预留方法的实现中。

回路装置可以仅由光组件构成。在该实施例中，返回信号被注入到第一光纤而不用第二设备的特殊处理。由此获得的传播延迟有非常高的精度。

根据测量方法的特定特征，检测步骤包括接收用于测量传播延迟的请求的步骤，所述请求由第一设备发送。

第一设备将测量请求发送到第二设备。在第二设备处的该请求的接收会触发测量阶段。在特定的实施例中，在接收测量请求之后且在接收测量信号之前实现配置步骤。

根据另一特定特征，测量方法包括确定第二设备处的处理延迟的步骤，该处理延迟作为返回被发送到第一设备。

相应地，根据特定特征，确定方法还包括接收第二设备处的处理延迟的步骤，该第二设备实现如前所述的测量方法，并且其中，确定传播延迟的步骤还考虑了所述处理延迟。

在该实施例中，在第二设备中执行电子处理。由于第二设备向第一设备提供内部电子处理的持续时间，这可被用于校正第一设备所测量的前向和返回传播延迟，并由此获得不考虑内部处理延迟的传播延迟。由此确定的传播延迟不会受到与不对称性相关的误差的影响。

在特定的实施例中，在该电子处理期间，回路装置被配置为第二运行模式。

在另一特定实施例中，在接收到测量信号之前回路装置被配置为第二运行模式。在该情形下，通过源自第一设备的测量请求的接收来检测测量阶段的触发。

根据测量方法的另一特定特征，检测步骤包括接收源自第一设备的测量信号的步骤。

通过测量信号的接收，检测测量阶段的触发。在该情形下，在该检测之后立即实现配置步骤。

根据第三方面，本发明涉及一种用于确定连接光传输网络中的两个设备的两条光纤之间的不对称性的方法，光信号经第一光纤从第一设备发送到第二设备，并经与第一光纤分离的第二光纤从第二设备到第一设备，其中：

通过与实现根据第一方面的测量方法的第二(第一)设备协作，第一(第二)设备实现根据第二方面的用于确定经过第一(第二)光纤的光信号的第一(第二)传播延迟的方法；

所述方法包括由第一设备实现的下列步骤：

-接收第二设备所确定的第二传播延迟的步骤，以及

-根据第一和第二传播延迟来确定不对称性的步骤。

确定的不对称性可被用于实现远程设备之间的同步。确实，连接两个设备的两条光纤之间的不对称性的知识可被用于校正同步基准的传递。这使得光传输网络中的同步质量能被改善。移动网络中的特定升级例如LTE（LongTerm Evolution,长期演进）需要这样的质量。

根据第四方面，本发明涉及光传输网络中连接到第二设备的第一设备，光信号经第一光纤从所述第二设备发送到所述第一设备，并经与第一光纤分离的第二光纤从所述第一设备到所述第二设备，所述第一设备包括：

-“回路”装置，其被布置为在第一模式下将在第一光纤上接收的光信号导向第一设备的接收装置，并在第二模式下将作为所述第二设备发送的测量信号的返回来发送的信号注入到第一光纤中；

-用于检测测量信号的传播延迟的测量的触发的装置，该测量信号由第二设备经第一光纤来发送；

-控制装置，被配置为在所述检测之后将回路装置配置为第二模式。

根据特定特征，第一设备还包括：

-用于接收测量信号的装置；

-处理装置，被布置为处理测量信号，用于获取返回信号并确定由第一设备的处理延迟；

-用于发送处理延迟的装置。

根据第五方面，本发明涉及光传输网络中发起测量的第二设备，其连接到根据第四方面的第一设备，光信号经第一光纤从所述第二设备发送到所述第一设备，并经与第一光纤分离的第二光纤从所述第一设备到所述第二设备，所述第二设备包括：

-用于触发测量信号的传播延迟的测量的装置，该测量信号由所述第二设备经第一光纤发送到所述第一设备；

-用于接收所述第一设备发送的返回信号的装置；

-根据发送测量信号的瞬间以及接收返回信号的瞬间来确定所述传播延迟的装置。

根据特定特征，发起测量的第二设备还包括将在第一光纤上接收的返回信号切换到第二光纤上的光信号接收装置的装置，所述第二光纤上的接收装置由此构成用于接收返回信号的装置。

根据另一特定特征，发起测量的第二设备还包括：

-用于在第一位置和第二位置之间切换的装置，在第一位置中，光信号经第一光纤从所述第二设备发送到所述第一设备并经与第一光纤分离的第二光纤从所述第一设备到第二设备，并且在第二位置中，光信号经第二光纤从所述第二设备发送到所述第一设备，并经第一光纤从所述第一设备到所述第二设备；

-控制装置，被配置为控制切换装置来切换到第二位置；

-用于接收所述第一设备所确定的处理延迟的装置；

所述确定装置还考虑接收的处理延迟用于确定传播延迟。

根据第六方面，本发明涉及一种用于测量在光传输网络中的光信号的传播延迟的系统，包括根据第四方面的第一设备和根据第五方面的第二设备。

如前所述，第一和第二设备可被布置为测量并考虑内部电子处理延迟。

根据第七方面，本发明还涉及一种包含指令的计算机程序，当该程序被处理器执行时，该指令用于实现根据第一方面的由光传输网络设备来实现的测量传播延迟的方法。

根据第八方面，本发明还涉及一种包含指令的计算机程序，当该程序被处理器执行时，该指令用于实现根据第二方面的由光传输网络设备来实现的确定传播延迟的方法。

附图说明

根据本发明的特定实施例的下列描述并参考附图，本发明将被更好地理解，在附图中：

-图1a示出了根据本发明的第一特定实施例的第一变体的两个光学设备；

-图1b示出了根据本发明的第一特定实施例的第二变体的两个光学设备；

-图2示出了根据本发明的第一特定实施例的第三变体的两个光学设备；

-图3a示出了根据本发明的第二特定实施例的第一变体的两个光学设备；

-图3b示出了根据本发明的第二特定实施例的第二变体的两个光学设备；

-图4示出了根据本发明的第一特定实施例的测量和确定方法的步骤；

-图5示出了根据本发明的第二特定实施例的第一变体的测量和确定方法的步骤；

-图6示出了根据本发明的特定实施例的确定不对称性的方法的步骤。

具体实施方式

图1a、1b、2、3a、3b示出了用于测量光传输网络中的光信号的传播延迟的系统1。根据本发明的特定实施例，该系统1包括两个光学设备N1、N2。光信号经第一光纤FO1从第一设备N1发送到第二设备N2。另一光学信号经第二光纤FO2从第二设备N2发送到第一设备N1。该第二光纤FO2与第一光纤FO1分离。接下来，解释两条分离光纤的该特定情形。

第一实施例及其变体基于整个光学回路。而第二实施例及其变体基于与电子处理协作的光学回路。

对于所有这些实施例，第二光学设备N2包括回路装置。回路装置由光学组件构成。回路装置被布置为：

-第一运行模式，用于在两个设备之间路由光信号，即将在第一光纤FO1上接收到的光信号导向第二设备的接收装置，以及

-第二运行模式，用于将作为第一设备发送的测量信号的返回来发送的信号注入到第一光纤FO1中。

第一运行模式由此对应于名义(nominal)运行模式，其中，两个设备经两条光纤来交换光信号，每条（光纤）用于每个通信方向。

为了确定光信号的传播延迟，第一设备N1在第一光纤FO1上将测量信号发送到第二设备N2，且得益于回路装置，在第一光纤上接收第二设备发送的返回信号。由于返回信号遵循与测量信号相同的光纤，于是可以根据发送测量信号的瞬间与接收返回信号的瞬间之间的持续时间的测量来确定该光纤上的传播延迟。由此确定的传播延迟不受与光纤不对称性相关的误差的影响。

后面关于本发明的实施例来定义测量信号和作为返回来发送的信号。

很明显，描述是在确定从第一设备N1到第二设备N2的光信号的传播延迟的上下文中进行的。于是，为了确定从第二设备N2到第一设备N1的光信号的传播延迟，第二设备N2的装置也必须在第一设备N1中提供，反之亦然。

接下来的关注焦点是根据第一实施例的光学回路的第一特定情形。

在该第一情形下，第二设备N2发送的返回信号对应于第一设备N1发送的测量信号，在应用时是衰减的。

发送的测量信号例如可以包括光脉冲、或针对一段预定时间发送的时钟信号、或光信号的特定调制、抑或预定的帧或包。

在该第一情形下，理论上通过拟准(quasi-accurate)的方式来确定第一光纤FO1上的传播延迟，因为在第二设备N2中未对测量信号执行电子处理。

图1a示出了根据第一实施例的第一变体的两个光学设备N1、N2。

第一设备N1包括：

-发送和接收模块10，与第一光纤FO1关联，被布置为经第一光纤FO1来发送和接收光信号；

-接收模块11，与第二光纤FO2关联，被布置为经第二光纤FO2来接收光信号；

-处理模块12。

第二设备N2包括：

-接收模块15，与第一光纤FO1关联，被布置为经第一光纤FO1来接收光信号；

-发送模块16，与第二光纤FO2关联，被布置为经第二光纤FO2来发送光信号；

-处理模块17。

第二设备N2还包括回路(loopback)装置14，如前所述。在该第一实施例中，回路装置14是由光开关14a和循环器14b构成的。循环器14b被用于避免环路(loop)中的干扰问题。

在第一位置中，光开关14a被用于在第一光纤FO1的传播延迟的测量时段之外将在第一光纤FO1上从第一设备N1接收的光信号导向第二设备N2的接收模块15。在第二位置中，光开关14a将从第一设备N1接收的光信号发送到循环器14b，其将信号传递到环路(loop)中且然后将它发送到光开关14a。于是，在开关14a的第二位置中，回路装置14可被用于将接收到的信号重新注入(reinject)，且一旦后者被重新注入，它成为第一光纤FO1的传播延迟的测量时段期间的返回信号。

这里指出，回路装置14几乎不会给测量带来任何不确定性，因为回路是在几厘米量级的环路长度上实现的。而第一光纤FO1即测量的对象可以具有要测量的几十千米量级的长度。

光开关14a可以是例如光力学类型的1x2或2x1光开关。可选取例如其中的切换速度是几毫秒的量级的开关。

图1b示出了第一实施例的第二变体，其中，仅有第一设备N1被调整。

第一设备N1包括如前所述的接收模块11和处理模块12。它还包括发送模块20，与第一光纤FO1关联，被布置为经第一光纤FO1来发送光信号。第一设备N1还包括可变衰减器22，其可在第一位置中被用于名义运行模式且在第二位置中被用于将经第一光纤接收的光信号重定向到接收模块11。在此提醒，后者与第二光纤FO2关联。第二变体不需要之前关于图1a来描述的模块10的接收部分。

可选地，对于这两种变体，回路装置14还包括循环器回路中的放大器，在图1a和1b中未示出。这确保了光信号以合适的功率被重新注入从而被第一设备N1检测到，且由此发送和接收模块10可被用于第一变体或者接收模块11被用于第二变体，具有线式（in-line）系统的传统接收灵敏度，例如量级为-24dBm。

图2示出了第一实施例的第三变体中的两个设备N1和N2。第一设备N1对应于关于图1b所描述的（设备）。第二设备N2对应于关于图1a和1b所描述的（设备），除了回路装置之外。

第二设备N2包括回路装置34。这些回路装置由光开关34a、放大器34b和耦合器构成。耦合器被置于第一光纤FO1上，用于接收源自第一设备N1的光信号并将它们发送到光开关34a，并用于将从放大器34b接收的光信号注入到第一光纤FO1中。放大器34b也用作隔离器。在光开关34a的第一位置中，经耦合器在第一光纤FO1上接收的光信号被发送到第二设备N2的接收模块15。在光开关34a的第二位置中，经耦合器在第一信号FO1上接收到的光信号被发送到放大器34b。放大器34b放大光信号并将它发送到耦合器，该耦合器将它注入到去往第一设备N1的第一光纤FO1，且一旦被注入，这变成传播延迟的测量时段期间的返回信号。

对于第一实施例的这三种变体，下面关于图4来描述第一和第二设备的处理模块12和17的功能。

图4示出了根据第一实施例的用于测量和确定光传输网络中的两个设备之间的光信号的传播延迟的方法的步骤。一般来说，测量方法包括实现第二设备中的回路。

由第二设备N2来实现用于测量传播延迟的方法，并由第一设备N1来实现用于确定传播延迟的方法，以获得两个设备N1、N2之间经第一光纤FO1的光信号的传播延迟。

回路装置14、34最初位于第一运行模式下。

在确定方法的步骤E11中，第一设备N1经去往第二设备N2的第一光纤FO1来发送用于测量测量信号的传播延迟的请求M1。更准确地说，处理模块12请求将测量请求发送到发送模块10或20。可选地，第一设备N1触发时间延迟，用于对源自第二设备的确认的接收进行监视。如果在该时间延迟到期时，没有接收到确认消息，第一设备N1重新初始化测量请求的发送。第一设备N1的测量阶段从测量请求的发送开始。

在测量方法的步骤F11该测量请求经接收模块15被第二设备N2接收。第二设备N2由此用测量请求的接收来检测第一设备已触发测量。第二设备N2的测量阶段从测量请求的接收开始。

仍然在步骤F11中，第二设备N2然后发送信号M2作为测量请求的确认。更准确地说，处理模块17请求发送模块16来发送确认信号。在此提醒，确认信号经光纤FO2来路由。

在步骤F12中，第二设备M2的处理模块17然后将回路装置14、34配置为第二运行模式，如前所述，并且其中，响应于第一设备N1发送的测量信号，返回信号被注入到第一光纤FO1中。当测量信号遵循用于路由业务(traffic)的链路或信道时，第二设备N2通知其连接到的设备该链路或信道已停止服务并且在测量持续期间不可用。

在确定方法的步骤E12中，确认信号M2被第一设备N1接收。更准确来说，确认信号被接收模块10或11接收并被发送到处理模块12。

如果需要，特别是当第一设备N1包括可变衰减器22时，处理模块12在确定方法的步骤E13中配置用于接收响应信号所需的装置。当测量信号遵循用于路由业务的链路或信道时，第一设备N1通知其连接到的设备该链路或信道已停止服务并且在测量持续期间不可用。

在确定方法的步骤E14中，第一设备N1经去往第二设备N2的第一光纤FO1来发送测量信号Sig_M。更准确地说，处理模块12请求发送模块10或20来发送测量信号Sig_M并在存储器中存储发送瞬间t_e。可选地，处理模块12触发时间延迟，用于对源自第二设备N2的返回信号的接收进行监视。

测量信号然后被回路装置14、34光学地处理。

回路装置14、34被用于将返回信号Sig_B注入到第一光纤FO1。由于回路装置14、34的该第一实施例是光学的，在第二设备N2处不会电子地处理测量信号。

在确定方法的步骤E15中，在第一设备N1处经接收模块11或10来接收返回信号，并发送到处理模块12。接收瞬间t_r也被存储在存储器中。

这里指出，处理模块12可以与电子硬件辅助例如FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）类型的可编程逻辑电路协作，以精确地确定发送和接收瞬间。

在确定方法的步骤E16，处理模块12根据测量信号的发送瞬间以及返回信号的接收瞬间来确定测量信号的传播延迟t_FO1：

t_FO1=(t_r-t_e)/2

在测量方法的步骤F13，第二设备的处理模块17将回路装置14、34配置为第一运行模式，并且如果需要，通知其连接到的设备回到用于测量的链路或信道的服务。对第二设备N2的测量完成。

在确定方法的步骤E17，第一设备的处理模块12在合适时将可变衰减器22配置在名义运行位置，并且如果需要，通知其连接到的设备返回到用于测量的链路或信道的服务。对第一设备N1的测量完成。

接下来关注的焦点是对应于第二实施例的有助于回路的电子处理的第二特定情形。

在该第二情形下，测量信号可以包括光脉冲、或者针对预定的持续时间发送的时钟信号、或者光信号的特定调制、抑或可以被第二设备N2容易地识别的帧或包例如传播延迟测量帧或包。返回信号可以包括向第一设备N1指示第二设备N2处的电子处理延迟的帧或包。如果电子处理延迟是通过其他装置发送到第一设备N1的，也可以与测量信号相同。

图3a示出了根据第二实施例的第一变体的两个光学设备N1、N2。

第一设备N1包括：

-发送模块20，被布置为发送光信号；

-接收模块11，被布置为接收光信号；

-处理模块12。

第一设备N1还包括光开关42。在对应于第一位置或“平行位置”的第一运行模式下，光开关42被用于将由发送模块20从第一设备发送的光信号导向在第一光纤FO1上的第二设备N2，并且将在第二光纤FO2上从第二设备N2接收的光信号导向第一设备N1的接收模块11。在对应于第二位置或“交叉位置”的第二运行模式下，光开关42被用于将发送模块20从第一设备发送的光信号导向在第二光纤FO2的第二设备N2，并且将在第一光纤FO1上从第二设备N2接收的光信号导向第一设备N1的接收模块11。

第二设备N2包括：

-接收模块15，被布置为接收光信号；

-发送模块16，被布置为发送光信号；

-处理模块17。

第二设备N2还包括光开关44。在对应于第一位置或“平行位置”的第一运行模式下，光开关44被用于将在第一光纤FO1上接收的光信号导向第二设备N2的接收模块15，并且将从第二设备N2的发送模块16接收的光信号导向第二光纤FO2上的第一设备N1。在对应于第二位置或“交叉位置“的第二运行模式下，光开关44将在第二光纤FO2上接收的光信号发送到第二设备N2的接收模块15，并且将从第二设备N2的发送模块16接收的光信号经第一光纤FO1发送到第一设备N1。

光开关42和44例如是光机械类型的2x2光开关。

稍后关于图5来说明第一和第二设备的处理模块12和17的功能。但是，这里指出，处理模块17被特别布置，用于接收从接收模块15接收的测量信号并向发送模块16发送返回信号。于是，对于该第一变体，处理模块17与光开关44协作，用于将返回信号注入到第一光纤FO1上。

图5示出了根据第二实施例的第一变体的用于测量并确定光传输网络中的两个设备之间的光信号的传播延迟的方法的步骤。

用于测量传播延迟的方法是由第二设备N2实现的，且用于确定传播延迟的方法是由第一设备N1实现的，以获得两个设备N1、N2之间经第一光纤FO1的光信号的传播延迟。

光开关42、44最初位于第一运行模式下（平行位置）。

在确定方法的步骤E21中，第一设备N1经去往第二设备N2的第一光纤FO1来发送用于测量测量信号的传播延迟的请求M1。更准确地说，处理模块12请求将测量请求发送到发送模块20。可选地，第一设备N1触发时间延迟，用于对源自第二设备的确认的接收进行监视。如果在该时间延迟到期时，没有接收到确认消息，第一设备N1重新初始化测量请求的发送。第一设备N1的测量阶段从测量请求的发送开始。

在测量方法的步骤F21中该测量请求经接收模块15被第二设备N2接收。第二设备N2由此用测量请求的接收来检测第一设备已触发测量。第二设备N2的测量阶段从测量请求的接收开始。

仍然在步骤F21中，第二设备N2然后发送信号M2作为测量请求的确认。更准确地说，处理模块17请求发送模块16来发送确认信号。在此提醒，确认信号经光纤FO2来路由。当测量信号遵循用于路由业务的链路或信道时，第二设备N2通知其连接到的设备该链路或信道已停止服务并且在测量时段期间不可用。

在确定方法的步骤E22中，确认信号M2被第一设备N1接收。更准确地说，确认信号被接收模块11接收并被发送到处理模块12。当测量信号遵循用于路由业务的链路或信道时，第一设备N1通知其连接到的设备该链路或信道已停止服务并且在测量时段期间不可用。

在确定方法的步骤E23中，第一设备N1经第一光纤FO1来发送测量信号Sig_M。更准确地说，处理模块12请求发送模块20来发送测量信号Sig_M并在存储器中存储发送瞬间t_e。可选地，处理模块12触发时间延迟，用于对源自第二设备N2的返回信号的接收进行监视。

在确定方法的步骤E24中，处理模块12配置用于接收返回信号所需的装置。更准确地说，处理模块12在发送测量信号之后立即将回路装置42配置为第二运行模式（交叉位置）。如果在步骤E23触发的时间延迟到期时没有接收到返回信号，则第一设备N1将回路装置42重新配置为第一运行模式（平行位置）。

在测量方法的步骤F22中，第二设备，更准确地说处理模块17，经接收模块15接收测量信号Sig_M。处理模块17在存储器中存储测量信号Sig_M的接收瞬间，用于确定电子处理延迟。

在测量方法的步骤F23中，第二设备M2的处理模块17然后在接收到测量信号时将光开关44配置为如前所述的第二运行模式（交叉位置）。光开关44然后被配置为将响应于第一设备发送的测量信号的返回信号Sig_B注入到第一光纤FO1中。

在该配置步骤F23期间，处理器模块17在步骤F24确定在第二设备N2处的内部处理延迟。使用电子硬件辅助例如FPGA可编程逻辑电路来确定内部处理时间。该内部处理延迟t_int考虑了配置光开关44所需的时间。

在步骤F25中，处理模块17请求发送模块16来发送返回信号Sig_B，其包含在步骤F24确定的内部处理延迟t_int。可选地，在后续的第二响应消息中发送内部处理延迟。

在确定方法的步骤E25中，在第一设备N1处经接收模块11来接收返回信号Sig_B，并发送到处理模块12。接收瞬间t_r也被存储在存储器中。

这里指出，处理模块可以与电子硬件辅助例如FPGA可编程逻辑电路协作，以精确地确定发送和接收瞬间。

在确定方法的步骤E26，处理模块12根据测量信号的发送瞬间、接收返回信号的瞬间、以及在第二设备N2处接收到的内部处理延迟来确定测量信号的传播延迟t_FO1：

t_FO1=(t_r-t_e-t_int)/2

在测量方法的步骤F26中，第二设备的处理模块17将光开关44配置为第一运行模式（平行位置），并且如果需要，通知其连接到的设备回到用于测量的链路或信道的服务。对第二设备N2的测量完成。在确定方法的步骤E27中，第一设备的处理模块12将光开关42配置为第一运行模式（平行位置），并且如果需要，通知其连接到的设备返回到用于测量的链路或信道的服务。对第一设备N1的测量完成。

这里指出，优选地应以这样的方式来选择光开关44，从而在步骤F23处光开关44的位置上的改变可在小于一毫秒的相当短的时间内实现，从而第二设备N2上的电子处理延迟不会太长。确实，否则，如果第二设备N2的时钟频率不够精确，误差可能会影响处理时间的测量。某些光学开关的技术特征满足该限制(constraint)。另一方面，当第一光纤FO1中的传播延迟的测量正在进行时，对第一光开关42的限制不太重要。但是，当光开关42也被用于测量第二光纤FO2上的传播延迟时，相同的限制适用。

第二实施例可以有利地使用PTP协议定义的消息来实现。于是PTP消息“Peer_Delay_Request”是第一设备N1发送的测量信号，且PTP消息“Peer_Delay_Response”是返回信号。在内部处理延迟独立于返回信号来发送的情形下，可以使用PTP消息“Peer_Delay_Response_Follow_Up”。用于测量的这些信号负责携带表示第一设备N1的电子处理延迟所需的时间戳。

换句话说，PTP标准中提供的用于提供内部处理延迟的“对等延迟链路测量”机制（该机制被用于测量经两条链路例如分离的光纤的前向和返回传播延迟）被用于实现如前所述的在一条且相同的光纤上的方法。

图3b示出了根据第二实施例的第二变体的两个光学设备N1、N2。

代替光开关42，第一设备N1包括回路装置52，其包含光开关52a、隔离器52b以及耦合器。光开关52a使得发送模块20能在测量时段期间向第二光纤FO2发送。隔离器52b避免前向的测量信号在测量时段期间被发送模块20接收。在图3b中未示出的第二隔离器也可被添加到第一光纤FO1上的光开关52a的输出处，以在测量时段期间保护发送模块20。

可变的衰减器51被置于第一和第二光纤之间，并确保在测量时段之外，源自第一光纤FO1的向后散射信号不会干扰第一设备N1的接收模块11。

通过等价的方式，代替光开关44，第二设备N2包括回路装置54，其包含光开关54a、隔离器54b和耦合器。

光开关54a使得发送模块16能在测量时段期间向第一光纤FO1发送。隔离器54b避免前向的测量信号在测量时段期间被发送模块16接收。在图3b中未示出的第二隔离器也可被添加到第二光纤FO2上的光开关54a的输出处，以在测量时段期间保护发送模块16。

可变的衰减器53被置于第一和第二光纤之间，并确保在测量时段之外，发送模块16发送的返回信号不会干扰第一设备N1的接收模块11。

在运行中，当第一设备N1触发对第一光纤FO1上的传播延迟的测量时，第一设备N1的衰减器51打开第一光纤FO1和第一设备N1的接收模块11之间的连接，且第二设备N2的光开关54a被定位从而第二设备2的发送模块16向第一光纤FO1发送。在第一光纤FO1上的测量期间，第二设备N2的衰减器53保持在关闭位置，且第一设备N1的光开关在正常位置，连接到第一光纤FO1。

确定方法的配置步骤E24由此从步骤E22结束并在该第二变体的测量信号发送（E23）之前实现。测量方法的配置步骤F23由此从步骤F21结束并在该第二变体的测量信号接收（F22）之前实现。

在步骤E23，第一设备N1的发送模块20向第二设备N2发送测量信号。在步骤F22该测量信号被第二设备N2的接收模块15接收，并在步骤F24以可变的延迟来电子地处理，但该可变延迟被第二设备N2精确地测量。

在步骤F25，第二设备N2的发送模块16在第一光纤FO1上向第一设备N1发回返回信号，指示经第二设备N2的光开关54a的处理延迟的测量，该光开关54a之前被定位用于向第一光纤FO1和光耦合器发送。在步骤E25该返回信号经当前打开的第一设备N1的衰减器以及光耦合器被第一设备N1的接收模块11接收。在步骤E26，通过分析该返回信号，第一设备N1获得在第二设备N2处的电子处理延迟，且可以由此在步骤E26确定第一光纤FO1上的传播延迟。

这里指出，针对特定的实施例给出了实施例的描述，其中，控制信号即测量请求以及相应的确认遵循与光信号相同的路径。对这些特定的实施例没有限制，控制信号可以遵循与测量光信号不同的路径。

这些实施例还与下列实现兼容：集中的(centralized)管理器在两个设备之间交互，以路由控制信号。

对于这里描述的两种实施例，测量传播延迟都可以被实现多次，以确定平均传播延迟。这降低了与测量以及温度变化影响相关的不确定性。

由于所测量的延迟的量级一般是几毫秒的量级，由不正确的时钟引起的测量不准确性被忽略，只要设备中实现的振荡器质量足够好。在发起测量的设备在频率上未被正确同步的情形下，这也可以应用。例如，具有一ppm漂移的振荡器在一毫秒中累积一纳秒的误差。这里指出，可以使用更好的振荡器例如具有一ppb的漂移。在发起测量的第一设备频率上被同步时，能获得最佳的结果，从而最小化测量不准确性。类似地，优选地在频率上同步第二设备以获得内部处理延迟的准确测量。

如前所述的用于确定和测量传播延迟的方法找到了关于图6所述的用于确定两条光纤之间的不对称性的特别有利的应用。

在用于确定不对称性的方法的步骤G1，第一设备N1通过与第二设备N2协作、通过如前所述的确定传播延迟的方法的实现来确定经第一光纤FO1的光信号的第一传播延迟t_FO1，其实现如前所述的测量方法并将该第一传播延迟发送到第二设备N2。第二设备通过与第一设备N1协作、通过如前所述的确定传播延迟的方法的实现来确定经第二光纤FO2的光信号的第二传播延迟t_FO2，其实现如前所述的测量方法并将第二传播延迟发送到第一设备N1。在用于确定不对称性的方法的步骤G2，第一设备N1接收第二传播延迟。

在用于确定不对称性的方法的步骤G3，第一设备N1确定两条光纤之间的不对称性。第一设备N1于是可以校正后续接收到的PTP消息来补偿该不对称性，如标准IEEE1588-2008的小节11.6所述。

各个图1a、1b、2、3a、3b示出了光信号被单个波长携带的特定情形。实施例可以被容易地转移到每条光纤携带由多个不同波长的信号组成的WDM（Wavelength Division Multiplexing,“波分多路复用”）光信号的情形。对于该类型的光信号，如前所述的回路装置被置于第一设备N1的WDM多路复用器之前并且在第二设备N2的WMD多路复用器之后。这由此简化为单波长的情形。

在测量时段之外，测量信号可被用于路由用户业务的信道携带。例如，它可以涉及携带业务的非WDM光链路，或者在WDM系统的情形下，其具有的波长也用于携带业务。在该情形下，当在信道上携带业务时，不能执行测量，因为第一光纤上的返回信号的传输会干扰第一和第二光纤上的用户业务的传输。因此需要在传播延迟测量期间阻止(block)该信道上的用户业务。

在WMD的情形下，其他波长的操作不会被中断。

这里指出，在测量期间阻止业务具有很小的影响，因为测量持续时间很短。

此外，仅在链路启动或在链路丢失之后才需要测量。这也可以用定期例如每周的测量来补充。确实，光纤长度变化很小且很慢，例如，对于掩埋的光纤，根据土壤温度随季节的变化。

也可以使用专用于测量的传输信道。例如，专用的波长可被用于携带测量信号。选择的波长应经过对传播延迟有影响的所有元件。在该情形下，不需要在传播延迟的测量期间阻止业务。

需要注意，对于该特定情形的实施例（使用专用于测量的传输信道），特别是在第二实施例的第一变体中，测量请求M1和确认M2消息的交换可以有利地用步骤F22中第二设备N2对源自第一设备N1的测量信号的接收的检测来代替。由于配置步骤F23在测量信号Sig_M的接收（F22）之后，这是可能的。第二设备N2由此用测量信号的接收来检测第一设备N1已经触发测量。对于第二设备N2，测量阶段从测量信号的接收开始。

这里指出，当在专用的波长上执行传播延迟测量时，有可能推导出携带用户数据的其他有用波长上的传播延迟。但是，由于色散，不同波长上的延迟不会完全相同。根据链路的距离，该差值会或多或少地显著。例如，由于30纳米波长差值的色散，在80千米的无补偿链路上可能会有多达40纳秒的不确定性。该差值在C和L带之间会达到80纳米。在该情形下，与准确性的目标相比，可以看到该差值是不可忽略的。

为了校正色散引起的该误差，由于知道每个波长和链路的距离，得益于传播延迟测量这可以被非常准确地知道，通过计算用于测量的波长和每个有用的波长之间的传播延迟测量的差值，可以自动进行补偿。若干种模型可用于执行该计算（例如见Govind P.Agrawal，“Nonlinear Fiber Optics,非线性光纤”，Academic Press，1989）。但是，在设备的存储器中存储每个波长的色散值很重要。

此外，当在专用的波长上执行传播延迟测量时，可以在前向和返回方向上使用不同的波长。该情形可被认为是前向和返回方向上的信号不同的情形。在该情形下，考虑并补偿色散的影响是合适的。

第一设备N1的处理模块12被布置为实现由设备执行的用于确定传播延迟的方法的如前所述的步骤。优选地这涉及包含软件指令的软件模块，该指令用于执行如前所述的光学设备所实现的用于确定传播延迟的方法的步骤。该方法因此还涉及：

-包括程序指令的设备程序，当所述程序被其处理器执行时，该指令用于控制如前所述的由所述设备执行的用于确定传播延迟的方法的步骤，

-可被设备读取的记录介质，该设备程序被记录在上面。

第二设备N2的处理模块17被布置为实现如前所述的由设备执行的测量方法的步骤。优选地这涉及包含软件指令的软件模块，该指令用于控制如前所述的由光学设备实现的测量方法的步骤的执行。本发明因此还涉及：

-包括程序指令的设备程序，当所述程序被其处理器执行时，该指令用于控制如前所述的由所述设备执行的测量方法的步骤的执行；

-可被设备读取的记录介质，该设备程序被记录在上面。

设备N1、N2的处理模块12、17被布置为实现如前所述的由设备执行的用于确定不对称性的方法的步骤。优选地这涉及包含软件指令的软件模块，该指令用于执行如前所述的由光学设备执行的用于确定不对称性的方法的步骤。本发明因此还涉及：

-包括程序指令的设备程序，当所述程序被其处理器执行时，该指令用于控制如前所述的由所述设备执行的用于确定不对称性的方法的步骤的执行；

-可被设备读取的记录介质，该设备程序被记录在上面。

软件模块可被数据介质存储或发送。这可以是硬件存储介质例如CD-ROM、磁盘或硬盘，或传输介质例如电、光或无线信号，或电信网络。

Claims

1.一种用于测量光传输网络中的两个设备（N1,N2）之间的光信号的传播延迟的方法，该光信号经第一光纤（FO1）从第一设备发送到第二设备，并经与第一光纤分离的第二光纤（FO2）从第二设备到第一设备，该第二设备包括“回路”装置（14、34、44、54），其能够在第一模式下将在第一光纤上接收的光信号导向第二设备的接收装置，所述测量方法包括由第二设备实现的下列步骤：

-检测步骤（F11、F21、F22），在此期间检测测量信号的传播延迟测量的触发，该测量信号由第一设备经第一光纤来发送；

-将回路装置配置（F12、F23）为第二模式的步骤，所述第二模式使得第一设备发送的测量信号的返回信号能被注入到第一光纤中。

2.如权利要求1所述的测量方法，其中，所述检测步骤包括接收用于测量传播延迟的请求的步骤，所述请求由第一设备发送。

3.如权利要求1所述的测量方法，包括确定（F24）在第二设备处的处理延迟的步骤，该处理延迟作为返回被发送到第一设备。

4.如权利要求3所述的测量方法，其中，所述检测步骤包括接收源自第一设备的测量信号的步骤。

5.一种用于确定光传输网络中的两个设备（N1,N2）之间的光信号的传播延迟的方法，该光信号经第一光纤（FO1）从第一设备发送到第二设备，并经与第一光纤分离的第二光纤（FO2）从第二设备到第一设备，该第二设备实现如权利要求1所述的测量方法，所述确定方法包括由第一设备实现的下列步骤：

-触发（E11、E21、E14、E23）对经第一光纤的测量信号的传播延迟的测量的步骤，该测量信号经第一光纤发送到第二设备；

-在第一光纤上接收（E15、E25）第二设备发送的返回信号的步骤；

-根据发送测量信号的瞬间以及接收返回信号的瞬间来确定（E16、E26）所述传播延迟的步骤。

6.如权利要求5所述的确定方法，还包括接收在第二设备处的处理延迟的步骤，该第二设备实现如权利要求3所述的测量方法，并且其中，所述确定传播延迟的步骤还考虑了所述处理延迟。

7.一种确定连接光传输网络中的两个设备（N1,N2）的两条光纤之间的不对称性的方法，光信号经第一光纤（FO1）从第一设备发送到第二设备，并经与第一光纤分离的第二光纤（FO2）从第二设备到第一设备，其中：

通过与实现如权利要求1或3所要求的测量方法的第二/第一设备协作，第一/第二设备实现如权利要求5或6所要求的确定经第一光纤/第二光纤的光信号的第一传播延迟/第二传播延迟的方法；

所述方法包括由第一设备实现的下列步骤：

-接收（G2）第二设备所确定的第二传播延迟的步骤，以及

-根据第一和第二传播延迟来确定（G3）不对称性的步骤。

8.一种光传输网络的第一设备（N2），光信号经第一光纤（FO1）从第二设备（N1）发送到所述第一设备，并经与第一光纤分离的第二光纤（FO2）从所述第一设备到所述第二设备，所述第一设备包括：

-“回路”装置（14、34、44、54），其被布置为在第一模式下将在第一光纤上接收的光信号导向第一设备的接收装置，并在第二模式下将作为所述第二设备发送的测量信号的返回来发送的信号注入到第一光纤中；

-用于检测测量信号的传播延迟的测量的触发的装置（15），该测量信号由第二设备经第一光纤来发送；

-控制装置（17），被布置为在所述检测之后将回路装置配置为第二模式。

9.如权利要求8所述的第一设备，还包括：

-用于接收测量信号的装置（15）；

-处理装置（17），被布置为处理测量信号，用于获取返回信号并确定由第一设备的处理延迟；

-用于发送处理延迟的装置（16）。

10.一种光传输网络中的第二设备（N1），连接到如权利要求8所要求来布置的第一设备（N2），光信号经第一光纤（FO1）从所述第二设备发送到所述第一设备，并经与第一光纤分离的第二光纤（FO2）从所述第一设备到所述第二设备，所述第二设备包括：

-用于触发测量信号的传播延迟的测量的装置（10、20），该测量信号由所述第二设备经第一光纤发送到所述第一设备；

-用于接收所述第一设备发送的返回信号的装置（11、20）；

-根据发送测量信号的瞬间以及接收返回信号的瞬间来确定所述传播延迟的装置（12）。

11.如权利要求10所述的第二设备，还包括将在第一光纤上接收的返回信号切换到第二光纤上的光信号接收装置的装置（22），所述第二光纤上的接收装置由此构成所述用于接收返回信号的装置。

12.如权利要求10所述的第二设备，所述第二设备还包括：

-用于在第一位置和第二位置之间切换的装置（42、52），在第一位置中，光信号经第一光纤（FO1）从所述第二设备发送到所述第一设备并经与第一光纤分离的第二光纤（FO2）从所述第一设备到第二设备，并且在第二位置中，光信号经第二光纤（FO2）从所述第二设备发送到所述第一设备，并经第一光纤（FO1）从所述第一设备到所述第二设备；

-控制装置（12），被布置为控制切换装置来切换到第二位置；

-用于接收所述第二设备所确定的处理延迟的装置（11）；

所述确定装置（12）还考虑接收的处理延迟以确定传播延迟。

13.一种用于测量在光传输网络中的光信号的传播延迟的系统，包括如权利要求8所述的第一设备和如权利要求10所述的第二设备。

14.一种用于测量在光传输网络中的光信号的传播延迟的系统，包括如权利要求9所述的第一设备和如权利要求12所述的第二设备。

15.一种包含指令的计算机程序，当该程序被处理器执行时，该指令用于实现如权利要求1所述的由光传输网络设备实现的测量传播延迟的方法。

16.一种包含指令的计算机程序，当该程序被处理器执行时，该指令用于实现如权利要求5所述的由光传输网络设备实现的测量传播延迟的方法。