CN112422181A - 基于转发器的光网络主动监控 - Google Patents

Abstract

本公开涉及基于转发器的光网络主动监控。一种沿着网络的路径设置的系统，包括在第一节点处的第一转发器和在第二节点处的第二转发器。该系统进一步包括一个或多个处理器，该一个或多个处理器被配置成在第一转发器处测量的第一波形中在第一时间点处检测第一签名，并被配置成在第二转发器处测量的第二波形中在第二时间点处检测第二签名。该一个或多个处理器可以使第一波形和第二波形相关联，并且基于该相关性来确定第一签名和第二签名对应于沿该网络的该路径发生的同一事件。基于比较第一时间点和第二时间点，该一个或多个处理器可以确定该事件的估计位置。

Description

基于转发器的光网络主动监控

技术领域

本公开涉及基于转发器的光网络主动监控。

背景技术

管理遍布各州，国家或全球的光传输网络具有挑战性。通常，经由来自支持网络的各种设备(诸如中继器，转发器和光节点)的警报来检测对网络的破坏。尽管可以使用这些警报来识别各种永久性破坏性事件和故障，诸如光纤切断，但高精度定位仍然具有挑战性。对于临时事件(诸如功率，损耗，偏振或相位瞬变)，精确定位甚至更具挑战性。

例如，光路径可以包括经由光中继器连接的多条光纤路径。一种传统的监控和计量方法是光监督信道(OSC)，在该信道中添加带外低速信号并在每个中继器处终止，以监控网络的每条路径。OSC可以识别网络的路径中的破坏性事件，但是路径本身可能长达数十或数百公里，这给网络运营商带来了很大的不确定性。此外，OSC仅检测功率瞬变，而不能检测可能指示中断的其他影响，诸如偏振瞬变。OSC可以跟踪功率波动，其响应时间为秒的数量级，理论上可以提高到毫秒范围。为了定位路径中的故障，可以使用光时域反射仪(OTDR)，OTDR发送光脉冲并监控反射光。然而，OTDR的测量和反应时间可能会很慢，特别是因为OTDR通常是在发生破坏性事件之后触发的。此外，OTDR测量通常以几秒或几十秒的数量级得以完成。因而，OTDR适用于检测永久性损坏，诸如光纤切断，但对于检测临时功率、偏振和相位瞬变来说太慢了。

发明内容

本技术的一方面提供了一种系统，该系统包括：第一转发器，其在沿网络的路径的第一节点处；第二转发器，其在沿所述网络的所述路径的第二节点处；以及一个或多个处理器。该一个或多个处理器被配置成：在第一转发器处测量的第一波形中在第一时间点检测第一签名；在第二转发器处测量的第二波形中在第二时间点检测第二签名；将第一波形和第二波形相关联；基于该相关性，确定第一签名和第二签名对应于沿所述网络的所述路径发生的同一事件；以及基于比较第一时间点和第二时间点，确定沿所述网络的所述路径发生的所述事件的估计位置。

该一个或多个处理器可以被进一步配置成基于第一签名或第二签名中的至少一个来确定事件的类型是以下各项中的至少一项：偏振态的改变，偏振模式色散，双折射的变化，光功率的改变或载波相位的改变。

该一个或多个处理器可以被进一步配置成基于第一签名或第二签名中的至少一个来确定所述事件的类型是以下各项中的至少一项：所述网络的所述路径中的光纤上的移动、振动或机械应力。

该一个或多个处理器可以被进一步配置成使用一个或多个经训练的机器学习模型基于第一签名或第二签名中的至少一个来确定所述事件的类型。

该一个或多个处理器可以被进一步配置成将针对第一波形接收的时间戳与针对第二波形接收的时间戳同步到公共时基。

可以从承载有效载荷数据的光信号测量第一波形和第二波形。

该系统可以进一步包括：第三转发器，其在沿所述网络的所述路径的第三节点处；以及第四转发器，其在第二节点处，其中，第三转发器和第四转发器被配置成形成与第一转发器和第二转发器之间的一对通信链路分开的一对通信链路，并且其中，该一个或多个处理器被进一步配置成：在第三转发器处测量的第三波形中在第三时间点检测第三签名；在第四转发器处测量的第四波形中在第四时间点检测第四签名；将第三波形和第四波形相关联，并且将第三波形或第四波形中的至少一个与第一波形或第二波形中的至少一个相关联；基于该相关性，确定第三签名和第四签名对应于沿所述网络的所述路径发生的同一事件；基于比较第一时间点和第二时间点，确定沿所述网络中的所述路径的所述事件的第一估计位置；基于比较第三时间点和第四时间点，确定沿所述网络中的所述路径的所述事件的第二估计位置；进一步基于第一估计位置和第二估计位置确定估计位置。该一个或多个处理器可以被进一步配置成将针对第三波形接收的时间戳与针对第四波形接收的时间戳同步到作为针对第一波形接收的时间戳的公共时基、或者作为针对第二波形接收的时间戳的公共时基。

该系统可以进一步包括：第三转发器，其在所述网络的第一节点处；以及第四转发器，其在所述网络的第二节点处，其中，第三转发器和第四转发器被配置成传输与第一转发器和第二转发器被配置以传输的第一波长不同的第二波长的光，并且该一个或多个处理器被进一步配置成：在第三转发器处测量的第三波形中在第三时间点检测第三签名；在第四转发器处测量的第四波形中在第四时间点检测第四签名；将第三波形和第四波形相关联，并且将第三波形或第四波形中的至少一个与第一波形或第二波形中的至少一个相关联；基于该相关性，确定第三签名和第四签名对应于沿所述网络的所述路径发生的同一事件；基于比较第三时间点与第一时间点并且基于第一波长和第二波长之间的传播速度差，确定沿所述网络中的所述路径的所述事件的第一估计位置；基于比较第四时间点和第二时间点并且基于第一波长和第二波长之间的传播速度差，确定沿所述网络中的所述路径的所述事件的第二估计位置；进一步基于第一估计位置和第二估计位置确定估计位置。

该一个或多个处理器可以包括位于第一节点和第二节点处的一个或多个DSP和全局控制器。

本技术的另一方面提供一种系统，该系统包括：第一转发器，其在沿网络的路径的第一节点处，第一转发器在沿所述网络的所述路径的第二节点处配置有回环配置；以及一个或多个处理器，其被配置成：在第一转发器处测量的第一波形中在第一时间点检测第一签名；在第一转发器处测量的第二波形中在第二时间点检测第二签名；将第一波形和第二波形相关联；基于该相关性，确定第一签名和第二签名对应于沿所述网络中的所述路径发生的同一事件；以及基于比较第一时间点和第二时间点，确定沿所述网络中的所述路径发生的所述事件的估计位置。

可以在光信号的第一帧中测量第一签名，并且可以在第一光信号横穿路径两次之后在第二帧中测量第二签名。

可以在围绕该路径两次的光信号的帧中测量第一签名和第二签名。

该一个或多个处理器可以被进一步配置成基于第一签名或第二签名中的至少一个来确定所述事件的类型是以下各项中的至少一项：所述网络的所述路径中的光纤上的移动、振动或机械应力。

该一个或多个处理器可以被进一步配置成使用一个或多个经训练的机器学习模型基于第一签名或第二签名中的至少一个来确定所述事件的类型。

本技术的又另一方面提供了一种方法，包括：通过一个或多个处理器，在沿网络的路径的第一节点处的第一转发器处测量的第一波形中在第一时间点检测第一签名；通过所述一个或多个处理器，在沿所述网络的所述路径的第二节点处的第二转发器处测量的第二波形中在第二时间点检测第二签名；通过所述一个或多个处理器，将第一波形与第二波形相关联；通过所述一个或多个处理器，基于该相关性确定第一签名和第二签名对应于沿所述网络中的所述路径发生的同一事件；以及通过所述一个或多个处理器，基于比较第一时间点和第二时间点，确定沿所述网络中的所述路径发生的所述事件的估计位置。

该方法可以进一步包括：通过所述一个或多个处理器，基于第一签名或第二签名中的至少一个来确定所述事件的类型是以下各项中的至少一项：偏振态的改变，偏振模式色散，双折射的变化，光功率的改变或载波相位的改变。

该方法可以进一步包括：通过所述一个或多个处理器，基于第一签名或第二签名中的至少一个来确定所述事件的类型是以下各项中的至少一项：网络的路径中光纤上的移动、振动或机械应力。

该方法可以进一步包括：通过所述一个或多个处理器，在经由第三转发器和第二节点处的第四转发器之间的第一通信链路在第三转发器处测量的第三波形中在第三时间点检测第三签名；通过所述一个或多个处理器，在经由第三转发器和第二转发器之间的第二通信链路在第四转发器处测量的第四波形中在第四时间点检测第四签名；通过所述一个或多个处理器，将第三波形与第四波形相关联，并且将第三波形或第四波形中的至少其中之一与第一波形或第二波形中的至少其中之一相关联；通过所述一个或多个处理器，基于该相关性确定第三签名和第四签名对应于沿所述网络的所述路径发生的同一事件；通过所述一个或多个处理器，基于比较第一时间点和第二时间点，确定沿所述网络中的所述路径的所述事件的第一估计位置；通过所述一个或多个处理器，基于比较第三时间点和第四时间点，确定沿所述网络中的所述路径的所述事件的第二估计位置；通过所述一个或多个处理器，进一步基于第一估计位置和第二估计位置确定估计位置。

该方法可以进一步包括：通过所述一个或多个处理器，从第三转发器测量的第三波形中在第三时间点检测第三签名，第三波形具有与第一波形和第二波形的第一波长不同的第二波长；通过所述一个或多个处理器，从第四转发器测量的第四波形中在第四时间点检测第四签名，第四波形具有第二波长；通过所述一个或多个处理器，将第三波形与第四波形相关联，并且将第三波形或第四波形中的至少其中之一与第一波形或第二波形中的至少其中之一相关联；通过所述一个或多个处理器，基于该相关性确定第三签名和第四签名对应于沿所述网络的所述路径发生的同一事件；通过所述一个或多个处理器，基于比较第三时间点和第一时间点并基于第一波长和第二波长之间的传播速度差，确定沿所述网络中的所述路径的所述事件的第一估计位置；通过所述一个或多个处理器，基于比较第四时间点和第二时间点并基于第一波长和第二波长之间的传播速度差，确定沿所述网络中的所述路径的所述事件的第二估计位置；通过一个或多个处理器进一步基于第一估计位置和第二估计位置确定估计位置。

附图说明

图1示出了根据本公开的各个方面的光网络中的示例路径。

图2A和图2B示出了在图1的路径中发生的事件的示例检测和定位。

图2C和图2D示出了在图1的路径中发生的另一事件的示例检测和定位。

图3示出了根据本公开的各个方面的光网络中的另一示例路径。

图4A和图4B示出了在图3的路径中发生的事件的示例检测和定位。

图5示出了根据本公开的各个方面的光网络中的示例路径。

图6A和图6B示出了在图5的路径中发生的事件的示例检测和定位。

图7示出了根据本公开的各个方面的光网络中的另一示例路径。

图8A和图8B示出了在图7的路径中发生的事件的示例检测和定位。

图9是根据本公开的各个方面的示例系统的方框图。

图10是根据本公开的各个方面的流程图。

具体实施方式

本技术一般涉及用于使用光转发器来监控光网络的系统和方法。例如，沿着网络的路径，可以在第一节点处设置第一转发器，并且可以在第二节点处设置第二转发器。第一转发器和第二转发器可以形成用于在彼此之间传输有效载荷数据的通信链路。该网络可以包括一个或多个处理器，诸如作为转发器一部分的数字信号处理器(DSP)，诸如软件定义的网络控制器(SDN)之类的全局控制器等。一个或多个处理器可以在第一时间点在第一转发器处测量的第一波形中检测第一签名，并且在第二时间点在第二转发器处测量的第二波形中检测第二签名。通过使第一波形和第二波形相关联，一个或多个处理器可以确定第一签名和第二签名对应于沿着网络的路径发生的同一事件。基于比较第一时间点和第二时间点，一个或多个处理器可以确定沿路径的事件的估计位置。

在一些实例中，沿路径的附加转发器可以进一步被配置成输出包括波形的信号，信号可以被一个或多个处理器分析以对事件定位。例如，可以在网络的路径的第三节点处设置一个或多个附加转发器，因而允许在沿路径的事件定位中执行三角测量。作为另一示例，一对或更多对附加的转发器可以被设置在第一节点和第二节点处，并且被配置成传输与第一和第二转发器所使用的波长不同波长的光，因而允许在沿路径的事件定位中利用色散效应。

在其他实例中，代替使用承载有效载荷数据的转发器，可以将一个或多个专用转发器用于事件检测和定位。例如，可以在路径的第一节点处设置一个专用的转发器，其信号从路径中的第二节点回环到自身。由于回环配置，专用转发器可能两次检测到在第一节点和第二节点之间发生的事件。因此，基于比较专用转发器处的检测时间的差异，事件可以被一个或多个处理器定位。

该技术是有利的，因为可以使用诸如转发器和DSP之类的高速部件以高速执行事件检测和定位，这允许在快速瞬变发生的同时检测到快速瞬变。例如，高速部件可以允许检测纳秒级的瞬变，诸如～100ns。在承载有效载荷数据的转发器进一步用于生成用于事件检测和定位的波形的实例中，网络的可实现容量不会受到影响。在将不同节点处的多个转发器用于事件定位的情况下，可以通过使用三角测量和色散效应来提高定位的准确性。在其他实例中，可以通过使用不承载有效载荷数据的一个或多个专用转发器来提高定位的准确性，并消除对同步的需求。

图1示出了根据本公开的各个方面的光网络中的示例路径100。路径100包括通过一根或多根光纤连接的节点110、节点120和节点130。例如，第一光纤101可以在从节点110到节点130到节点120的第一方向上传输光，第二光纤102可以在从节点120到节点130到节点110的第二方向上传输光。光纤101和102可以彼此紧邻放置，例如，光纤101和102可以是一个光缆组件的一部分。路径100可以为几十公里或几百公里长，并且可以包括许多曲线、弯头、标高改变等，与这里为了便于说明而示出的直线形状相反。路径100可以连接到网络中的一条或多条其他路径，如图所示，经由来自节点130的光纤103和104连接。

节点可以被配置成将光信号光学地路由到网络中的其他节点。例如，节点110和节点120被配置成经由光纤将光信号路由到其他节点，包括经由节点130彼此路由。节点130被配置成将光信号路由至节点110和节点120两者以及图1中未示出的附加节点，例如，经由光纤103和104路由。尽管在图1中仅示出了几个节点和光纤，但是应理解，在实际系统中，光网络的路由可以包括许多节点和许多光纤。

节点可以被附加地配置成将光信号转换为电信号以传输到本地路由器或交换机(“终止”或“分出”)，并基于来自本地路由器或交换机的电信号生成光信号以进行光传输(“插入”)。例如，光信号可以被节点110的转发器112-118接收，并且光信号可以被终止并且转换为电信号以传输到本地路由器。诸如来自本地路由器的电信号可以被转换成光信号，并且由节点110的转发器112-118传输到其他节点。相反，在该示例中，节点130未被配置成终止光信号以传输到本地路由器或从电信号生成光信号。尽管在其他示例中，节点130也可以被配置成具有分插能力。

此外，如图所示，可以设置包括多路复用器和/或多路解复用器的分插结构以用于终止光信号，和/或用于从电信号生成光信号。例如，可以在耦合到转发器112-118的节点110处设置分插结构142，并且可以在耦合到转发器122-128的节点120处设置分插结构144。路径100还可以包括放大器，以确保沿路径100的光信号强度。因而，如图所示，可以沿着第一光纤101设置放大器151、152、153、154，以放大沿第一方向传输的光，同时可以沿着第二光纤102设置放大器155、156、157、158，以放大沿第二方向传输的光。

每个转发器都可以包括分别用于传输和接收光信号的发送器和接收器(未示出)。为了使得能够在两个节点之间进行通信，可以将来自一个节点的一个或多个转发器与来自另一节点的一个或多个转发器配对。因而，如虚线所示，节点110的转发器118被与节点120的转发器128配对，形成一对通信链路119。例如，转发器118的发送器可以与转发器128的接收器耦合，形成通信链路119之一，并且转发器128的发送器可以与转发器118的接收器耦合，形成通信链路119中的另一个。

节点之间的通信可以通过对光信号的调制来执行。因而，一个节点处的发送器系统可以调制载波光信号以对数据进行编码，而另一节点处的接收器系统可以检测并解码经调制的光信号以恢复数据。例如，可以调制载波光信号的振幅、相位、强度和/或其他特性以对数据进行编码。就这一点而言，尽管未在图1中示出，但是每个节点都可以包括一个或多个处理器，例如，每个转发器都可以包括用于对数据进行编码和解码的数字信号处理器(DSP)，以及数模转换器、模数转换器、混合器、分束器、放大器、光检测器和/或用于对数据进行编码和解码的其他光学或电部件。此外，由于光信号的特性可能在传输期间随机地改变，所以一旦接收到光信号，接收器系统就需要执行对这些特性的恢复。就这一点而言，每个节点都可以进一步包括本地振荡器(LO)，并且可以在接收到的光信号和LO之间执行干涉以恢复载波光信号的特性。

外部影响(例如，光纤上的切断或夹住)以及光纤环境中的其他移动(诸如人和车辆的移动，碰撞、地震等)都可能会导致光信号特性发生改变，通常情况下是随机不同地变化。例如，移动或振动可能会导致光场的偏振旋转，从而导致偏振态(SOP)发生随机改变。移动、振动或其他形式的机械应力、温度变化也可能引起双折射，这引起通常以相同速度通过光纤传输的两种不同偏振光以不同速度传输，从而导致偏振模式色散(PMD)。光纤上的机械应力可能会在光纤中引入双折射变化，这也可能导致光场的偏振旋转。作为另一示例，诸如机械振动的外部影响可能改变光纤的光学长度，从而导致光信号的载波相位改变。作为又另一示例，光信号的光功率可能由于这些外部影响而改变。

在这些外部影响中，有些可能是良性的(诸如正常的人流和车辆通行)，有些可能是破坏性的但是瞬态的(诸如光纤上的夹紧)，有些则可能造成永久性损坏(诸如光纤切断)。这些外部影响导致的光信号变化可能会在结果波形中表征为签名。这些签名可以被分类，例如关于它们是否对应于破坏性的外部影响。可替代地或附加地，可以根据破坏事件的类型进一步对签名进行分类。

例如，可以训练一个或多个模型，诸如机器学习模型，以识别与破坏性事件相对应的波形中的签名。可以以监督或半监督方式训练模型。在这方面，可以将已知是由破坏性事件引起的波形以及已知不是由破坏性事件引起的波形用作训练输入，并且可以将每个波形是否对应于破坏性事件的标签用作训练输出。因而，模型经训练以识别指示破坏性事件的波形中的样式或签名。

在一些实例中，可以进一步训练模型，以基于波形中的签名对破坏性事件的类型进行分类。在这一方面，可以将具有与已知类型的破坏性事件相对应的签名的波形用作训练输入，并且可以将已知破坏性事件的类型的标签用作训练输出。因而，训练模型以识别签名中区分不同类型破坏事件的样式。

模型可以是任何类型的机器可训练模型。作为一些示例，模型可以是诸如线性回归模型、神经网络模型、随机森林模型、决策树模型等的回归模型。在一些实例中，在被用来训练诸如滤波以消除随机噪声的模型之前，波形可以被准备作为训练数据。

另外或可替代地，可以基于确定性因子将波形中的签名识别为破坏性事件的指示。例如，可以执行实验，其中可以在光纤上施加各种外部影响，并且可以分析所产生的波形。基于分析，可以将具有特定阈值、范围、参数、功能、试探法等的签名识别为与一个或多个破坏性事件相对应。

为了能够沿着路径100检测和定位破坏性事件，可以分析由一个或多个转发器接收到的光信号。例如，一个或多个处理器可以被配置成使用如上所述的经训练模型或确定性因子来分析接收到的光信号的波形。在图1中所示的示例中，当转发器118和128承载包括有效载荷数据的光信号时，一个或多个处理器可以被配置成分析在相应的转发器处接收到的光信号。例如，当沿着路径100发生诸如所示的事件160或事件170之类的事件时，在转发器118和转发器128两者处接收到的光信号可以具有捕获该事件的波形。这可能是由于以下事实：光纤101和光纤102彼此紧邻放置，使得沿路径100的事件将影响两条光纤。当光纤101和光纤102是一个光缆组件的一部分时，尤其如此。例如，事件160可以是诸如SOP或PMD的改变的偏振瞬变，或者可以是由于光学长度的变化而引起的相位瞬变。作为另一示例，事件170可以是功率瞬变，诸如由于在光纤101和102上的夹紧而导致的光强度降低或功率降低。

图2A和图2B示出了事件160的检测和定位。如图所示，由于事件160发生在与第二节点120相比更靠近第一节点110的位置，因此事件160可以首先例如由转发器118在节点110处检测到的第一波形210中捕获。转发器118可以包括一个或多个处理器，以分析第一波形118，诸如DSP(未在图1中示出，可以被配置成图9的项目910)。正被转发器118的DSP在节点110处处理的第一波形210可以具有第一时基t。转发器118的DSP可以分析第一波形210，并检测第一波形210中的第一签名212。此外，转发器118的DSP可以确定第一签名212是否指示破坏性事件。可替代或另外地，转发器118的DSP可以进一步基于第一签名212对破坏性事件的类型进行分类。转发器118的DSP可以使用上述一个或多个经训练的模型，例如通过使用第一波形210和/或第一签名212作为对经训练模型的输入来做出这些确定，并从经训练的模型接收作为事件160的分类的是否为破坏性的输出，如果是，则是破坏性事件的类型。另外或可替代地，转发器118的DSP可以通过将第一签名212与预定阈值、范围和/或参数进行比较来做出这些确定，如上所述。

在基于第一波形210检测到破坏性事件时，节点110处的转发器118的DSP可以将第一波形210发送到全局控制器(图1中未示出，可以被配置为图9的项目910)。例如，全局控制器可以是软件定义网络控制器(SDN)。全局控制器可以位于网络中的节点之一处，诸如节点110或节点120，或一些其他位置。全局控制器可以从网络的不同节点处的不同转发器或网络的特定路径内的节点接收被本地DSP确定为指示破坏性事件的波形和/或签名，并将它们相关联以定位破坏性事件。可替代地，可以例如使用如上所述的训练过的模型或确定性因子，而不是在本地DSP，将所有波形发送到全局控制器，以针对破坏性事件和/或分类加以分析。

之后，该事件160可以例如由转发器128在节点120处检测到的第二波形220中捕获。转发器128可以包括用于分析第二波形220的一个或多个处理器，诸如DSP(在图1中未示出，可以被配置成图9的项目910)。转发器128的DSP可以以第二时基t’处理第二波形220，第二时基可以与节点110处的转发器118的DSP的第一时基不同，因此图2A中所示的两个检测时间之间的时间差可能不反映实际检测时间差。转发器128的DSP可以分析第二波形220，并且检测第二波形220中的第二签名222。此外，转发器128的DSP可以确定第二签名222是否指示破坏性事件。可替代或另外地，转发器128的DSP可以基于第二签名222进一步分类破坏性事件的类型。转发器128的DSP可以使用如上所述的一个或多个经训练的模型或基于与预定阈值、范围和/或参数的比较来做出这些确定。

在基于第二波形220检测到破坏性事件时，转发器128的DSP可以将第二波形220发送到全局控制器，在全局控制器中还发送第一波形210。为了定位事件160，全局控制器可以针对与160相对应的签名分析来自第一节点110和第二节点120两者的波形。例如，全局控制器可以将第一波形210与第二波形220进行比较。作为示例，可以在第一波形210和第二波形220之间执行一个或多个相关联。全局控制器可以基于一个或多个相关联来确定第一签名212和第二签名222对应于同一事件160。可替代或另外地，全局控制器可以将第一签名212和第二签名222与同一组阈值、范围、参数等进行比较，以确定它们是否对应于同一事件160。在这一点上，如果某些参数或值在一个或多个预定阈值内，则全局控制器可以确定第一签名212和第二签名222对应于同一事件160。

如上所述，因为节点110和节点120被定位在沿路径100的不同位置处，如图1中所示，所以节点110和节点120可以在不同的时间点检测到事件160。因而，第一节点110在时间点t1检测到对应于事件160的第一签名212，第二节点120在时间点t2’检测到对应于同一事件160的第二签名222。假定时间戳是完全同步的，这是两个节点的时基t和t’同步的情况，如果已知第一节点110和第二节点120之间的路径100的距离，并且已知光纤中的光传播速度，则可以通过全局控制器基于检测时间差确定事件160沿路径100的位置。例如，如果路径100的总距离为d＝800km，光纤中的光传播速度为v＝2*10^8m/s，并且在t1和t2’检测到事件160，则t1＝d_event/v，且t2’＝(d-d_event)/v，其中d_event是从节点110测量的事件160的位置。因而，可以通过组合两个等式来求解d_event，从而得出d_event＝[(t2’-t1)*v+d]/2。因而，如果已知t2’和t1之间的差，例如1μs，则d_event＝(1μs*2x10^8m/s+800km)/2＝500km。

然而，在如图2A中所示的实际情况下，节点110和节点120可以生成具有不同时基，诸如所示的时基t和t’的时间戳。例如，在节点110处接收到的信号可以被分成帧，其中每个帧都包括在光穿过路径100的整个长度所花费的时间量中所传输的信号。因而，如图2A中所示，帧211始于第一信号s1，止于最后一个信号sn。换句话说，当节点110接收到该帧的第一信号s1时，该帧的最后一个信号sn在节点120处。在节点120处接收到的信号同样可以被分为帧，其中每个帧都包括在光穿过路径100的整个长度所花费的时间量中所传输的信号。例如，帧221始于第一信号s1’，止于最后一个信号sn’，使得当节点120接收到帧221的第一信号s1’时，该帧的最后一个信号sn’在节点110处。

节点110和节点120可以各自分别生成与帧211和221中的信号相对应的时间戳。然而，由于帧211中的第一信号s1可能不在与帧221的第一信号s1’的同一时间开始，所以节点110和节点120可能产生不具有同一起点的时间戳。这意味着不以同一起始时间点为基准测量t1和t2’。此外，节点110处的时钟生成时间戳可能与节点120处的时钟生成时间戳不同步，这可能导致进一步的矛盾。因而，如图2A中所示，即使事件160在节点120之前被节点110检测到，由于时基的差异，所以t1在帧211中出现地比在帧221中的t2’晚。

为了使用检测时间的差异来定位事件160，两个节点110和120可能需要被同步，以便将时间戳校正为同一时基。可以使用任何适当的同步和/或校正方法，并且可以由全局控制器执行该方法。例如，转发器118可以将已知信号在第一节点110的时基t中生成的时间戳t_send处发送给转发器128。该已知信号可以由转发器128在时间戳t_received’处检测到，时间戳t_received’在第二节点120的时基t’中生成。因此，可以使用关系t_received’＝t_send+t_d+ε来确定校正因子，其中t_d是光信号穿越路径100的整个长度d所花费的时间，ε是校正因子。然后可以使用校正因子ε来同步波形。

图2B示出了同步的波形。如图所示，帧和波形被同步到第一节点110的时基t。因而，在波形210的时间戳不变的情况下，全局控制器将波形220的时间戳校正为第一节点110的时基t，产生在时间上与帧211对齐的波形230和偏移帧231。因此，由节点120检测到事件160产生的第二签名222可以具有校正的时间戳t2＝t2’-ε。如图所示，在同步到同一时基之后，图2B示出了事件160首先被节点110检测到，然后被节点120检测到。可替代地，可以将帧和波形同步到第二节点120的时基t’。

一旦被同步，则全局控制器可以使用关系d_event＝[(t2-t1)*v+d]/2确定事件160沿路径100的估计位置。因而，定位的准确性取决于节点之间的同步程度。定位的准确性可能进一步取决于转发器的速度或符号率，其中，慢速转发器可能无法捕获较小的距离差。例如，如果转发器发送的信号间隔大于1μs，则该转发器不能用于检测小于1μs*光传播速度的距离差。

作为替选或者除了使全局控制器执行事件定位之外，由在不同节点处的不同转发器的相应的本地DSP确定的指示破坏性事件的波形可以在检测到事件的转发器之一处被发送到DSP以进行定位分析。例如，第一波形210和第二波形220两者都可以被发送到节点110处的转发器118的DSP或节点120处的转发器128的DSP以进行定位分析。在这一点上，接收到第一波形210和第二波形220两者的DSP可以对全局控制器执行上述定位分析，该定位分析可以包括相关性、同步、基于检测时间差计算距离等。

一旦检测到并定位了破坏性事件，就可以输出关于破坏性事件的信息。例如，执行检测和定位的全局控制器或DSP可以生成关于检测到的破坏性事件的输出。输出可以包括诸如事件类型、事件时间、事件的估计位置、关于处理事件的建议等的信息。输出可以是任何格式，诸如文本、消息、警报、日志，并且可以包括图形、声音、触觉等。在这一点上，全局控制器或DSP可以与一个或多个输出设备(诸如显示器、扬声器、触摸屏等)进行通信，和/或可以与包括输出设备的其他计算设备(诸如网络运营商的计算设备)进行通信。

图2C和图2D示出了事件170的检测和定位，示出了与图2A和图2B类似的许多特征。如上所述，全局控制器(或者是接收到两种波形的转发器118或128n的DSP)可以比较或相关联在节点110处检测到的第一波形240和在节点120处检测到的第二波形250，以确定第一和第二签名242和252两者都对应于事件170。参考图2C，因为事件170是功率瞬变，因此，所得的第一和第二波形240和250显示出强度降低。图2C进一步示出了由事件170引起的第一签名242被第一节点110在时间戳t3处检测到，时间戳t3在第一节点110的时基t内，而由事件170引起的第二签名252被第二节点120在时间戳t4’处检测到，时间戳t4’在第二节点120的时基t’内。因此，同步可以由全局控制器(或接收到两个波形的转发器118或128的DSP)执行，如参考图2A和2B所述。图2D示出了同步的波形。特别地，第二波形250被校正为第一节点110的时基t，从而引起波形260。然后，在时基t中向签名252提供校正后的时间戳t4。基于同步的时间戳，事件170沿路径100的估计位置可以由全局控制器(或接收到两个波形的转发器118或128的DSP)例如使用关系d_event＝[(t3-t4)*v+d]/2确定，如上文参考图2B所述。

重新参考图1，因为事件检测和定位是基于来自转发器和DSP的信号执行的，而转发器和DSP是用于数据传输和编码/解码的高速部件，所以可以高速执行事件检测和定位。这样，即使在发生瞬变(诸如偏振瞬变、相位瞬变和功率瞬变)时，也可以高速地检测它们，而不是事后进行检测。此外，因为用于生成用于事件检测和定位的波形的转发器是承载有效载荷数据的转发器，所以图1的配置不会影响路径100的可实现容量。然而，如上所述，定位的准确性可以取决于同步的准确性。为了在不影响可实现容量的情况下提高定位准确性，可以将网络的部分不同路径中的转发器配置成启用三角测量。

图3示出了根据本公开的各个方面的光网络中的另一示例路径300，其使用三角测量以提高定位准确性。路径300包括与图1的路径100类似的许多特征，并且因此如此标号。如图所示，路径300也可以包括节点110、120和130，光纤101和102，分插结构142和144，以及放大器151-158。

然而，路径300中的转发器与路径100的转发器不同地配置。例如，除了节点110的一个或多个转发器耦合到节点120的一个或多个转发器之外，节点130的一个或多个转发器也耦合到节点120的一个或多个转发器。因而，如图所示，节点110处的转发器318与节点130处的转发器328配对，形成第一对通信链路319，节点130处的转发器332与节点120处的转发器322配对，形成第二对通信链路329。此外，一个或多个处理器可以被配置成分析光信号，光信号包括在转发器318、328、332和322中的每一个处接收到的有效载荷数据，以进行事件检测和定位。因此，节点130和节点120之间的分段由两个独立的光信号监控。

由于这种冗余，所以可以执行三角测量以提高在节点130与节点120之间的路径300中发生的事件的定位的准确性。例如，对于在节点130和节点120之间的分段中发生的事件360，可以由两个转发器318和328沿第一对通信链路319检测到事件360，并且可由两个转发器312和332沿第二对通信链路329检测到事件360。

可以分析由两个独立的光信号引起的波形，这由图4A和4B示出。如图4A中所示，通过第一对通信链路319，可以在由节点110的转发器318检测到的第一波形410中以及在由节点120的转发器328检测到的第二波形420中捕获事件360。另外，通过第二对通信链路329，可以在节点130的转发器332检测到的第三波形430中以及在由节点120的转发器322检测到的第四波形440中捕获事件360。进一步如图所示，每个波形410-440都包括由事件360引起的相应的签名412、422、432和442。每个相应的转发器318、328、332、322的DSP都可以将每个相应的波形410-440和/或签名412-442分类为是否指示破坏性事件，以及可选地是否指示破坏性事件的类型，例如上文参考图1至图2B所述的。

如果确定为破坏性的，则每个相应的转发器318、328、332、322的DSP都可以将波形410-440和/或签名412-442发送到全局控制器(或接收到所有波形和/或签名的转发器318、328、332、322之一的DSP)。然后，全局控制器(或接收到所有波形和/或签名的DSP)可以比较波形410-440和/或签名412-442。例如，全局控制器(或接收到所有波形和/或签名的DSP)可以基于比较和/或相关性来确定波形410-440中的签名412-442对应于同一事件360，如上文参考图1至图2B所述的。

图4A进一步示出了波形不具有已同步的时间戳。例如，波形410具有在第一时基t中的时间戳，波形420和440在第二时基t’中具有时间戳，并且波形430具有在第三时基t”中的时间戳。因此，三个时基之间的同步可以由全局控制器(或接收到所有波形和/或签名的DSP)执行，例如，如上文参考图2A和图2B所述的。在该示例中，将波形410从节点110的第一时基t转换为第二时基t’，并且将波形430从节点130的第三时基t”转换为第二时基t’。因而，如图4B中所示，结果波形450、420、460和440具有在节点120的公共时基t’中的时间戳，并且签名412、422、432和442具有在公共时基t’中的时间戳。在转发器322和328不在同一时基内的情况下，可能需要在转发器322和328之间执行类似的同步。

一旦时间戳被同步，事件360就可以基于签名的同步的时间戳由全局控制器(或接收到所有波形和/或签名的DSP)定位。例如，基于在第一对通信链路319上检测到的签名412和422的同步的时间戳，可以通过关系d_event_1＝[(t5’-t6’)*v+d]/2来确定事件360的第一估计位置，其中，v是光纤中的光传播速度，d是延伸整个路径300的通信链路319的长度。类似地，基于在第二对通信链路329上检测到的签名432和442的同步的时间戳，可以通过关系d_event_2＝[(t7’-t8’)*v+d2]/2来确定事件360的第二估计位置，其中，v是光纤中的光传播速度，并且d2是在节点130和节点120之间延伸的通信链路329的长度。

基于使用通过第一对通信链路319的检测确定的第一估计位置d_event_1和使用通过第二对通信链路329的检测确定的第二估计位置d_event_2，可以由全局控制器(或接收到所有波形和/或签名的DSP)确定事件360的更精确的估计位置。例如，如果d_event_1和d_event_2不相同，则全局控制器可以确定事件360发生在d_event_1和d_event_2之间的某处，这可以将事件360的位置的不确定性减小到d_event_1至d_event_2的范围内。另一方面，如果d_event_1和d_event_2相同，则全局控制器可以对事件360的定位有更大的置信度，这可以通过使用两个独立的光信号进行独立定位来确认。

虽然图3的示例示出了通过位于网络的路径中的3个节点处的2对转发器进行三角测量，但是可以使用任何对数的转发器。例如，另一节点处的转发器(未示出)可以与节点120的转发器324配对，从而形成包括节点130和节点120之间的分段的第三通信链路对。基于该第三独立光信号的检测可以进一步改善定位的准确性。作为另一示例，节点130处的第二转发器可以与节点110处的转发器312配对，这可以允许使用三角测量来将事件定位在节点110和节点130之间的分段上。在具有沿许多方向连接的许多节点的网状网络中，因而，具有重叠段的多个节点之间的许多转发器的配对可以大大改善网络内事件的定位。

另外或可替代地，可以通过利用色散效应提高定位的准确性。图5示出了根据本公开的各个方面的光网络中的另一示例路径500，其利用色散效应来改善定位准确性。路径500包括与图1的路径100类似的许多特征，并因此如此标号。如图所示，路径500还可以包括节点110、120和130，光纤101和102，分插结构142和144以及放大器151-158。

然而，路径500中的转发器与路径100的转发器不同地配置。例如，除了使用来自节点110和节点120的一对转发器进行事件检测和定位外，还可以使用传输具有不同波长的光的来自节点110和节点120的另一对转发器进行事件检测和定位。因而，如图所示，节点110的转发器518耦合到节点120的转发器528，形成传输第一波长λ1的光的第一对通信链路519，节点110的转发器512耦合到节点120的转发器522，形成传输第二波长λ2的光的第二对通信链路529。有效载荷数据可以被包括在波长λ1和λ2两者的光信号中。一个或多个处理器被配置成分析在转发器518、528、512和522中的每一个处接收到的光信号，以进行事件检测和定位。因此，路径500由两个独立的光信号监控。

因为不同波长的光在诸如光纤之类的色散介质中传播的速度不同，所以可以利用该色散效应来提高在路径500中发生的事件的定位的准确性。例如，在路径500中发生的事件560由具有第一波长的波形的转发器518和528，以及具有第二波长的波形的转发器512和522来检测。

可以分析由两个独立的光信号引起的波形，这由图6A和6B示出。如图6A和6B中所示，通过第一对通信链路519，可以在节点110的转发器518处检测到的第一波形610中和在节点120的转发器528处检测到的第二波形620中捕获事件560。另外，通过第二对通信链路529，可以在节点110的转发器512处检测到的第三波形630中和在节点120的转发器522处检测到的第四波形640中捕获事件560。进一步如图所示，每个波形610-640都包括事件560引起的相应的签名612、622、632和642。每个相应的转发器518、512、528、522的DSP都可以将每个相应的波形610-640和/或签名612-642分类为是否指示破坏性事件，以及可选地指示破坏性事件的类型，例如，如上文参考图1至图2B所述。

如果确定为破坏性的，则每个相应的转发器518、512、528、522处的DSP都可以将波形610-640和/或签名612-642发送到全局控制器(或转发器518、512、528、522之一的DSP)。然后，全局控制器(或接收到所有波形和/或签名的DSP)可以比较波形610-640和/或签名612-642。例如，全局控制器(或接收到所有波形和/或签名的DSP)可以基于比较和/或相关性来确定波形610-640中的签名612-642对应于同一事件560，例如，如上文参考图1至图2B所述的。

图6A和6B进一步示出，虽然波形610和620未设置有已同步的时间戳(同样地，波形630和640未设置有已同步的时间戳)，但是波形610和630设有已同步的时间戳(同样地，波形620和640设有已同步的时间戳)。可以通过使用公共DSP分析波形610和630，并使用公共DSP分析波形620和640来确保这一点。例如，转发器518和512的DSP可以是具有公共时钟的同一DSP芯片的一部分，并且转发器528的DSP和转发器522的DSP可以是具有公共时钟的同一DSP芯片的一部分。因而，波形610和630具有在第一时基t中的时间戳，波形620和640具有在第二时基t’中的时间戳。尽管如上文参考图2A和图2B所述地在两个时基之间执行同步，但是同步不是必需的。

作为代替，可以分析色散效应以进行定位，这可以由全局控制器(或接收到所有波形的DSP)执行。例如，参考图6A，可能已知第一波长λ1和第二波长λ2之间的色散效应。例如，可能已知色散效应使第一波长λ1的光和第二波长λ2的光在光纤中以传播速度差Δv＝v1-v2行进。然后，可以基于签名612和632的时间戳t11和t13，通过关系d_event_1＝t11*v1和d_event_1＝t13*v2对事件560定位。尽管不可能在已同步的接收器522和528处测量绝对时间t11和t13，但是可以确定差Δt1＝t11-t13。如果已知由于色散引起的传播速度差以及至少在参考波长处的绝对速度v，则可以针对d_event_1＝(v1*v2*Δt1)/(v1-v2)求解关系。同样地，事件560可以基于签名622和642的时间戳t12’和t14’，通过可以针对d_event_2＝(v1*v2*Δt2)/(v1-v2)求解的关系d_event_2＝t12’*v1、d_event_2＝t14’*v2和Δt2＝t12’-t14’来定位事件560。

基于使用经由签名612和632的检测确定的第一估计位置d_event_1，以及使用经由签名622和642的检测确定的第二估计位置d_event_2，可以确定事件560的更精确的估计位置，甚至不需要同步节点110和120处的那些测量之间的时间戳。例如，如果d_event_1和d_event_2不相同，则全局控制器可以确定事件560发生在d_event_1和d_event_2之间的某处，这可以将不确定性减小到d_event_1至d_event_2的范围内。另一方面，如果d_event_1和d_event_2相同，则全局控制器可以对事件560的定位有更大的置信度，这可以通过使用两个独立的光信号进行定位来确认。

虽然图5的示例示出了使用通过传输两种不同波长的光的两对转发器的色散效应，但是可以使用传输不同波长的光的许多对转发器中的任何对。例如，节点110处的转发器514可以与节点120的转发器524配对，这可以允许使用第三波长的光信号来检测和定位路径500中的事件。这可以进一步减少事件定位中的不确定性。在其中可以使用许多波长来增加可实现容量的网络中，因而传输不同波长的光的许多转发器的配对可以大大提高事件在网络内的定位。此外，在图5的示例中，每个转发器都被配置成传输/接收具有单个波长或载波的光信号，因此，使用两对转发器以使用色散效应进行事件检测和定位。在其中转发器被配置成传输/接收具有多个波长的多个光信号的其他示例中，可以使用一对这样的转发器以使用色散效应进行事件检测和定位。

在图3和图5中所示的示例配置中，因为事件检测和定位是由作为用于数据传输和编码/解码的高速部件的转发器和DSP执行的，所以事件检测和定位可以高速地执行，这允许在快速瞬变事件发生时检测快速瞬变事件。此外，由于使用承载有效载荷数据的转发器来生成用于事件检测和定位的波形，因此图3和图5的配置不会影响路径的可实现容量。然而，如上所述，尽管可以通过使用三角测量来提高准确性，但是同步的准确性可能会限制图3的配置的定位准确性。图5的配置的定位准确性可能受到系统对色散效应的了解程度的限制。另一方面，可以通过使用不承载有效载荷数据的一个或多个专用转发器来提高定位的准确性并且可以消除对同步的需求。

图7示出了根据本公开的各个方面的光网络中的另一示例路径700，其使用专用转发器来提高定位准确性。路径700包括与图1的路径100类似的许多特征，并且因此如此标号。如图所示，路径700也可以包括节点110、120和130，光纤101和102，分插结构142和144，以及放大器151-158。

然而，路径700中的转发器与路径100中的转发器不同地配置。例如，代替来自不同节点的成对转发器，可以在回环配置中的一个节点处使用一个或多个专用转发器。因而，如图所示，由节点110的转发器718传输到节点120的光信号被回环到其自身，从而与自身形成一对通信链路719。因而，转发器718传输的光信号两次穿过路径700。因而，在这种回环配置中，转发器718专用于事件检测和定位，并且不能承载用于通信的有效载荷数据。

由于在这种配置中，相同的光信号两次穿过路径700，沿两个方向行进的波形应捕获到同一组事件。例如，路径700中的事件760可以从转发器718传输到节点120的光的波形中被捕获，并且可以再次在从节点120传输回转发器718的光的波形中被捕获。因为光信号简单地回环到同一转发器718，所以不必要同步。

图8A和图8B示出了使用专用转发器检测到的波形进行检测和定位。如图所示，通过专用转发器718，可以首先在通过朝着节点110传输光的光纤102在节点110的转发器718处检测到的第一波形810中捕获事件760。然后，该光信号可以穿过光纤101朝着节点120行进，然后返回到转发器718，并在再次在节点110的转发器718处检测到的第二波形820中捕获事件760。进一步如图所示，每个波形810和820都包括事件860所引起的相应的签名812和822。转发器718的DSP可以接收这些波形810和820，并且基于比较和/或相关性确定波形810和820对应于同一事件760，例如如上文参考图1至图2B所述的。DSP可以将事件760分类为是或不是破坏性的，以及可选地分类破坏性事件的类型，例如，如上文参考图1至图2B所述的。

参考图8A，因为不需要同步，所以事件760可以基于签名的时间戳由DSP在节点110(或全局控制器)处定位。应注意，在这种配置中可以不需要全局控制器，因为信号被回环到节点110，这可以由节点110处的同一DSP分析。如图所示，帧811和帧821具有正好分开2d/v的起点，因为是同一转发器718。因而，基于签名812和821的时间戳，可以使用关系t21＝d_event/v和t22＝[(d-d_event)+d]/v定位事件，其中v是光纤中的光传播速度，d是路径700的长度。求解两个等式，得出关系d_event＝[(t21-t22)*v]/2，可以用其定位事件760。

可替代地，参考图8B，可以为沿着路径700的光信号往返定义“超级帧”。因而，如图所示，可以定义包括帧811和821两者的超级帧831。可以使用如上文参考图8A所述的相同方式使用这种超级帧831确定事件760的定位，关系为d_event＝[(t21-t22)*v]/2。

在图7中所示的示例配置中，因为使用了具有环回配置的专用转发器，所以定位的准确性不取决于同步。由于需要的处理较少，因此消除对同步的需求也可以提高检测速度。此外，如上所述，由于事件检测和定位是由作为用于数据传输和编码/解码的高速部件的转发器和DSP执行的，因此事件检测和定位可以以高速执行，这允许在快速瞬变事件发生的同时检测快速瞬变事件。这种配置还可以避免使用全局控制器或将波形发送到另一个节点处的DSP的需要，因为信号被回环到同一节点，因而可以由同一DSP加以分析。

尽管图7的示例示出了在路径700的一个节点处使用一个专用转发器，但是可以在节点处使用多个专用转发器中的任何一个，并且可以在路径中的一个以上节点处设置这种专用转发器。此外，图1、图3、图5和图7所示的示例配置可以以多种方式中的任何一种进行组合。例如，路径可以配置有被配置成用于如图3所示的三角测量和用于利用如图5中所示的色散效应的转发器。作为另一示例，代替如图5中所示进行配对，转发器512和518可以各自被配置成如图7中所示的回环配置。作为其他示例，图1、图3、图5和图7的配置可以用于路径中的不同节点或网络中的不同路径。

图9图示光网络中的节点(诸如路径100中的节点110)上的系统900中一些部件的示例框图。可替换地，系统900可以包括光网络中多个节点，诸如路径100中的节点110、120、130上的计算设备。不应将其视为限制本公开的范围或本文所述特征的有用性。在该示例中，示出具有一个或多个计算设备910的系统900。计算设备910包含一个或多个处理器920、存储器930和通常在通用计算设备中存在的其他部件。

一个或多个处理器920可以是任何常规处理器，诸如可商用的CPU。可替换地，处理器可以是专用部件，诸如专用集成电路(“ASIC”)或其他基于硬件的处理器。尽管不是必需的，但是一个或多个计算设备910可以包括专用硬件部件以执行特定的计算过程。例如，一个或多个处理器920可以包括一个或多个用于分析节点110处的光信号的DSP，诸如每个转发器112-118处的DSP，以及用于分析节点120处的信号的一个或多个DSP，诸如作为在每个转发器122-128处的DSP。一个或多个处理器920可以进一步包括全局控制器，诸如上述的SDN控制器。

存储器930可以是能够存储处理器可访问的信息的任何非暂时性类型，诸如硬盘驱动器、存储器卡、ROM、RAM、DVD、CD-ROM、具有写能力和只读的存储器。计算设备910的存储器930可以存储一个或多个处理器920可访问的信息，包括数据932和指令934。

存储器930可以包括可以由处理器920检索、操纵或存储的数据932。例如，用于检测和定位如参考图1-8B在上面讨论的事件的诸如检测到的波形、各种参数、阈值、范围、训练模型等的数据可以由处理器920访问。

计算设备910的存储器930还可以存储可以由一个或多个处理器920执行的指令934。例如，可以通过一个或多个处理器920根据存储器930中的指令934和数据932来执行用于将用于检测和定位事件的波形进行比较和相关的指令以及如上关于图1-8B中所示的示例讨论的时基的同步。

数据932可以由一个或多个处理器920根据指令934来检索、存储或修改。例如，尽管本文所述的主题不受任何特定数据结构的限制，但是可以将数据存储在计算机寄存器中，在关系数据库中作为具有许多不同字段和记录的表或XML文档。数据也可以以任何计算设备可读格式，诸如但不限于二进制值、ASCII或Unicode进行格式化。此外，数据可以包括足以识别相关信息的任何信息，诸如数字、描述性文字、专有代码、指标、对存储在其他存储器(诸如在其他网络位置)中的数据的引用、或用于计算相关数据的函数所使用的信息。

指令934可以是将由一个或多个处理器直接执行的诸如机器代码的或者间接执行的诸如脚本的任何指令集。在这方面，术语“指令”、“应用”、“步骤”和“程序”在本文中可以互换使用。指令可以以目标代码格式存储以供处理器直接处理，或者以任何其他计算设备语言存储，包括按需进行解释或预先编译的脚本或独立源代码模块的集合。

尽管未示出，但是计算设备910可以进一步包括输出设备，诸如显示器(例如，具有屏幕的监视器、触摸屏、投影仪、电视或可操作来显示信息的其他设备)、扬声器、触觉设备等等。计算设备910还可以包括用户输入设备，诸如鼠标、键盘、触摸屏、麦克风、传感器等。

尽管图9在功能上将计算设备910的处理器、存储器和其他元件图示为在同一块内，但是处理器、计算机计算设备或存储器实际上可以包括可能会或可能不会存储在同一物理壳体内的多个处理器、计算机、计算设备或存储器。例如，存储器可以是位于与计算设备910不同的壳体中的硬盘驱动器或其他存储介质。因此，对处理器、计算机、计算设备或存储器的引用将被理解为包括对可以并行或可以不并行操作的处理器、计算机、计算设备或存储器的集合的引用。例如，计算设备910可以包括用作负载平衡服务器场、分布式系统等的服务器计算设备。此外，尽管以下描述的一些功能被指示为发生在具有单个处理器的单个计算设备上，但是各种本文描述的主题的各方面可以由多个计算设备来实现，例如，通过网络传达信息。

计算设备910可能能够与光网络的其他节点直接和间接通信，诸如图1的节点120和130处的计算设备、用户计算设备等。诸如计算设备910之类的光网络中的计算设备可以使用各种协议和系统来互连，使得光网络中的计算设备可以是因特网、万维网、特定内联网、广域网或局域网的一部分。网络中的计算设备可以利用标准通信协议，诸如以太网、WiFi和HTTP、一个或多个公司专有的协议以及前述的各种组合。尽管如上所述在发送或接收信息时获得某些优点，但是本文描述的主题的其他方面不限于信息的任何特定传输方式。

图10示出根据本公开的方面的示例方法的示例流程图。可以使用上述系统、其变型或具有不同配置的多种系统中的任何一种来执行该方法。应当理解，以下方法所涉及的操作不必以所描述的精确顺序执行。而是，可以以不同的顺序或同时地处理各种操作，并且可以添加或省略操作。

例如，流程图1000可以由光网络中的一个或多个节点执行，诸如由图9的处理器920执行。如参考图9在上面所提及的，处理器920可以在诸如节点110的一个节点上，或诸如节点110、120、130等的多个节点上，和/或可以位于其他附加/替代位置处。这样，处理器920可以接收光信号，可以基于该光信号来进行事件的检测和定位，如上面参考图1至图8B所述的。

参考图10，在框1010处，在沿着网络的路径在第一节点处的第一转发器处测量的第一波形中，在第一时间点检测第一签名。例如，如图1和图2A所示，可以在节点110的转发器118处测量第一波形210，并且可以在第一时间点t1由一个或多个处理器920在第一波形210中检测第一签名212。在框1020处，在沿着网络的路径的第二节点处的第二转发器处测量的第二波形中，在第二时间点检测第二签名。例如，如图1和图2A所示，可以在节点120的转发器128处测量第二波形220，并且可以在第二时间点t2由一个或多个处理器920在第二波形220中检测第二签名222。

在框1030处，将第一波形和第二波形相关。例如，如参考图1和图2A所描述的，处理器920可以使第一波形210与第二波形220相关。

在框1040处，基于相关性确定第一签名和第二签名对应于沿着网络的路径发生的同一事件。例如，如参考图1和图2A所述，基于第一波形210与第二波形220之间的相关性，处理器920可以确定第一签名212和第二签名222是否对应于同一事件160。

在框1050处，基于第一时间点和第二时间点，确定沿着网络的路径发生的事件的位置。例如，如参考图1和图2A所描述的，基于第一时间点t1和第二时间点t2，处理器920可以确定同一事件160的位置。在一些情况下，如参考图2A和图2B所描述的，可以在确定事件的位置之前执行同步以将时间点校正为公共时基。

一旦检测并定位了破坏性事件，就可以输出关于破坏性事件的信息。例如，执行检测和定位的诸如全局控制器或DSP的处理器920，可以生成对检测到的破坏性事件的输出。输出可以包括诸如事件类型、事件时间、事件的估计位置、关于处理事件的建议等的信息。输出可以是任何格式，诸如文本、消息、警报、日志，并且可以包括图形、声音、触觉等等。就这一点而言，处理器920可以与一个或多个输出设备(诸如显示器、扬声器、触摸屏等)通信，和/或可以与包括输出设备的诸如网络运营商的计算设备的其他计算设备通信。

尽管图10图示使用两个转发器的示例方法，但是可以使用多于两个的转发器来执行该方法的变型。例如，可以执行三角测量以进行如参考图3所述的两个以上转发器之间的事件检测和定位，并且可以如参考图5所述的利用色散效应进行事件检测和定位。可替选地，可以在如参考图7所述的环回配置中使用一个专用转发器执行定位。

该技术是有利的，因为可以使用诸如转发器和DSP的高速部件以高速执行事件检测和定位，即使在发生时也允许进行快速瞬变的检测。在承载有效载荷数据的转发器进一步用于生成用于事件检测和定位的波形的情况下，网络的可实现容量不会受到影响。在将不同节点处的多个转发器用于事件定位的情况下，可以通过使用三角测量来改善定位的准确性。在其他情况下，通过使用色散效应和/或使用一个或多个不承载有效载荷数据的专用转发器，可以改善定位的准确性，并且可以消除对同步的需求。

除非另有说明，上述替代示例不是相互排斥的，而是可以被按照各种组合实现以实现独特的优点。因为可在不脱离由权利要求所限定的主题的情况下利用上面讨论的特征的这些及其它变化和组合，所以应该通过图示而不是通过限制由权利要求所限定的主题来进行实施例的上述描述。此外，本文描述的示例的提供以及用短语表示为“诸如”、“包括”等的语句不应该被解释为将权利要求的主题限于具体示例；相反，这些示例旨在图示许多可能的实施例中的仅一个。另外，不同的附图中的相同的附图标记可识别相同或类似的元素。

Claims (20)

1.一种系统，包括：

第一转发器，所述第一转发器在沿网络的路径的第一节点处；

第二转发器，所述第二转发器在沿所述网络的所述路径的第二节点处；以及

一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置成：

在所述第一转发器处测量的第一波形中在第一时间点检测第一签名；

在所述第二转发器处测量的第二波形中在第二时间点检测第二签名；

将所述第一波形和所述第二波形相关联；

基于相关性，确定所述第一签名和所述第二签名对应于沿所述网络的所述路径发生的同一事件；以及

基于比较所述第一时间点和所述第二时间点，确定沿所述网络的所述路径发生的所述事件的估计位置。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个处理器被进一步配置成：

基于所述第一签名和所述第二签名中的至少一个来确定所述事件的类型是以下各项中的至少一项：偏振态的改变，偏振模式色散，双折射的变化，光功率的改变和载波相位的改变。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个处理器被进一步配置成：

基于所述第一签名和所述第二签名中的至少一个来确定所述事件的类型是以下各项中的至少一项：所述网络的所述路径中光纤上的移动、振动和机械应力。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个处理器被进一步配置成：使用一个或多个经训练的机器学习模型基于所述第一签名和所述第二签名中的至少一个来确定所述事件的类型。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个处理器被进一步配置成：

将针对所述第一波形接收的时间戳和针对所述第二波形接收的时间戳同步到公共时基。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一波形和所述第二波形是从承载有效载荷数据的光信号测量的。

7.根据权利要求1所述的系统，还包括：

第三转发器，所述第三转发器在沿所述网络的所述路径的第三节点处；以及

第四转发器，所述第四转发器在所述第二节点处；

其中，所述第三转发器和所述第四转发器被配置成形成与所述第一转发器和所述第二转发器之间的一对通信链路分开的一对通信链路，

其中，所述一个或多个处理器被进一步配置成：

在所述第三转发器处测量的第三波形中在第三时间点检测第三签名；

在所述第四转发器处测量的第四波形中在第四时间点检测第四签名；

将所述第三波形和所述第四波形相关联，并且将所述第三波形和所述第四波形中的至少一个与所述第一波形和所述第二波形中的至少一个相关联；

基于相关性，确定所述第三签名和所述第四签名对应于沿所述网络的所述路径发生的所述同一事件；

基于比较所述第一时间点和所述第二时间点，确定沿所述网络中的所述路径的所述事件的第一估计位置；以及

基于比较所述第三时间点和所述第四时间点，确定沿所述网络中的所述路径的所述事件的第二估计位置，

其中所述估计位置进一步基于所述第一估计位置和所述第二估计位置来确定。

8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述一个或多个处理器被进一步配置成：

将针对所述第三波形接收的时间戳与针对所述第四波形接收的时间戳同步到作为针对所述第一波形接收的时间戳的公共时基、或者作为针对所述第二波形接收的时间戳的公共时基。

9.根据权利要求1所述的系统，进一步包括：

第三转发器，所述第三转发器在所述网络的所述第一节点处；

第四转发器，所述第四转发器在所述网络的所述第二节点处，

其中，所述第三转发器和所述第四转发器被配置成传输与所述第一转发器和所述第二转发器被配置以传输的第一波长不同的第二波长的光，

其中，所述一个或多个处理器被进一步配置成：

在所述第三转发器处测量的第三波形中在第三时间点检测第三签名；

在所述第四转发器处测量的第四波形中在第四时间点检测第四签名；

将所述第三波形和所述第四波形相关联，并且将所述第三波形和所述第四波形中的至少一个与所述第一波形和所述第二波形中的至少一个相关联；

基于相关性，确定所述第三签名和所述第四签名对应于沿所述网络的所述路径发生的所述同一事件；

基于比较所述第三时间点与所述第一时间点并且基于所述第一波长和所述第二波长之间的传播速度差，确定沿所述网络的所述路径中的所述事件的第一估计位置；以及

基于比较所述第四时间点和所述第二时间点并且基于所述第一波长和所述第二波长之间的传播速度差，确定沿所述网络中的所述路径的所述事件的第二估计位置，

其中所述估计位置进一步基于所述第一估计位置和所述第二估计位置来确定。

10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个处理器包括位于所述第一节点和所述第二节点处的一个或多个DSP和全局控制器。

11.一种系统，包括：

第一转发器，所述第一转发器在沿网络的路径的第一节点处，所述第一转发器在沿所述网络的所述路径的第二节点处被配置有回环配置；以及

一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置成：

在所述第一转发器处测量的第一波形中在第一时间点检测第一签名；

在所述第一转发器处测量的第二波形中在第二时间点检测第二签名；

将所述第一波形和所述第二波形相关联；

基于相关性，确定所述第一签名和所述第二签名对应于沿所述网络中的所述路径发生的同一事件；以及

基于比较所述第一时间点和所述第二时间点，确定沿所述网络的所述路径发生的所述事件的估计位置。

12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述第一签名是在光信号的第一帧中测量的，并且所述第二签名是在所述第一光信号横穿所述路径两次之后在第二帧中测量的。

13.根据权利要求11所述的系统，其中，所述第一签名和所述第二签名是在围绕所述路径两次的光信号的帧中测量的。

14.根据权利要求11所述的系统，其中，所述一个或多个处理器被进一步配置成：

基于所述第一签名和所述第二签名中的至少一个来确定所述事件的类型是以下各项中的至少一项：所述网络的所述路径中的光纤上的移动、振动和机械应力。

15.根据权利要求11所述的系统，其中，所述一个或多个处理器被进一步配置成：使用一个或多个经训练的机器学习模型基于所述第一签名和所述第二签名中的至少一个来确定所述事件的类型。

16.一种方法，包括：

通过一个或多个处理器，在沿网络的路径的第一节点处的第一转发器处测量的第一波形中在第一时间点检测第一签名；

通过所述一个或多个处理器，在沿所述网络的所述路径的第二节点处的第二转发器处测量的第二波形中在第二时间点检测第二签名；

通过所述一个或多个处理器，将所述第一波形与所述第二波形相关联；

通过所述一个或多个处理器，基于相关性确定所述第一签名和所述第二签名对应于沿所述网络中的所述路径发生的同一事件；以及

通过所述一个或多个处理器，基于比较所述第一时间点和所述第二时间点确定沿所述网络中的所述路径发生的所述事件的估计位置。

17.根据权利要求16所述的方法，进一步包括：

通过所述一个或多个处理器，基于所述第一签名和所述第二签名中的至少一个来确定所述事件的类型是以下各项中的至少一项：偏振态的改变，偏振模式色散，双折射的变化，光功率的改变和载波相位的改变。

18.根据权利要求16所述的方法，进一步包括：

通过所述一个或多个处理器，基于所述第一签名和所述第二签名中的至少一个来确定所述事件的类型是以下各项中的至少一项：所述网络的所述路径中的光纤上的移动、振动和机械应力。

19.根据权利要求16所述的方法，进一步包括：

通过所述一个或多个处理器，在经由第三转发器和所述第二节点处的第四转发器之间的第一通信链路在所述第三转发器处测量的第三波形中，在第三时间点检测第三签名；

通过所述一个或多个处理器，在经由所述第三转发器和所述第四转发器之间的第二通信链路在所述第四转发器处测量的第四波形中，在第四时间点检测第四签名；

通过所述一个或多个处理器，将所述第三波形与所述第四波形相关联，并且将所述第三波形和所述第四波形中的至少一个与所述第一波形和所述第二波形中的至少一个相关联；

通过所述一个或多个处理器，基于相关性确定所述第三签名和所述第四签名对应于沿所述网络的所述路径发生的所述同一事件；

通过所述一个或多个处理器，基于比较所述第一时间点和所述第二时间点，确定沿所述网络中的所述路径的所述事件的第一估计位置；以及

通过所述一个或多个处理器，基于比较所述第三时间点和所述第四时间点，确定沿所述网络中的所述路径的所述事件的第二估计位置，

其中所述估计位置进一步基于所述第一估计位置和所述第二估计位置来确定。

20.根据权利要求16所述的方法，

通过所述一个或多个处理器，在从第三转发器测量的第三波形中在第三时间点检测第三签名，所述第三波形具有与所述第一波形和所述第二波形的第一波长不同的第二波长；

通过所述一个或多个处理器，在从第四转发器测量的第四波形中在第四时间点检测第四签名，所述第四波形具有所述第二波长；

通过所述一个或多个处理器，将所述第三波形与所述第四波形相关联，并且将所述第三波形和所述第四波形中的至少一个与所述第一波形和所述第二波形中的至少一个相关联；

通过所述一个或多个处理器，基于相关性确定所述第三签名和所述第四签名对应于沿所述网络的所述路径发生的所述同一事件；

通过所述一个或多个处理器，基于比较所述第三时间点和所述第一时间点并基于所述第一波长和所述第二波长之间的传播速度差，确定沿所述网络中的所述路径的所述事件的第一估计位置；以及

通过所述一个或多个处理器，基于比较所述第四时间点和所述第二时间点并基于所述第一波长和所述第二波长之间的传播速度差，确定沿所述网络中的所述路径的所述事件的第二估计位置，

其中所述估计位置进一步基于所述第一估计位置和所述第二估计位置来确定。

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