CN113631906A - 光传输路径光谱测量设备、光传输路径系统、光传输路径光谱测量方法和计算机可读介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种光传输路径光谱测量设备、光传输路径系统、光传输路径光谱测量方法和非暂时性计算机可读介质，其能够获取光传输路径中的详细光谱信息。根据一个示例性实施例，一种光传输路径光谱测量设备(1)包括：波长可变OTDR测量单元(20)，用于改变和生成要发送到第一光传输路径的测量光的波长，以及测量从测量光获取的返回光，返回光通过连接到第一光传输路径的中继器经由连接到中继器的第二光传输路径被返回；光学信号组合单元(11)，用于选择通过波长可变OTDR测量单元(20)生成的测量光的波长，并且将所选择的波长输出到第一光传输路径；控制单元(30)，用于控制通过波长可变OTDR测量单元(20)生成的测量光的波长以及通过光学信号复用单元(11)选择的测量光的波长；以及测量数据处理单元(40)，用于处理关于波长可变OTDR测量单元(20)测量的返回光的测量数据。
Description
技术领域
本发明涉及光传输路径光谱测量设备、光传输路径系统、光传输路径光谱测量方法和非暂时性计算机可读介质，并且例如涉及海底缆线中的光传输路径光谱测量设备、光传输路径系统、光传输路径光谱测量方法和非暂时性计算机可读介质。
背景技术
海底缆线系统正趋于更加开放，为了将系统的扩展能力最大化，系统所有者更加重视对传输路径性能的认识。
引用列表
专利文献
[专利文献1]日本未审查专利申请公开No.2018-006907
发明内容
要解决的技术问题
在海底缆线系统中，光传输路径、构成光传输路径的中继器、缆线等铺设在海底，因此光传输路径中的光谱获取是困难的。由于各种因素在光传输路径中出现的光谱倾斜和偏差影响光传输路径的波长带的每个波长的主要信号传输质量。但是，仅通过光传输路径的接收单元中的光谱测量难以分析光传输路径中的光谱。
本发明的目的在于解决上述问题并提供一种能够获取光传输路径中的详细光谱信息的光传输路径光谱测量设备、光传输路径系统和光传输路径光谱测量方法。
解决问题的技术方案
根据一个示例性实施例的光传输路径光谱测量设备包括：波长可变OTDR测量单元，其改变和生成要传输到第一光传输路径的测量光的波长，以及测量从测量光获取的返回光，返回光由连接到第一光传输路径的中继器经由连接到中继器的第二光传输路径被返回；光学信号复用单元，选择由波长可变OTDR测量单元生成的测量光的波长，并将所选择的波长输出到第一光传输路径；控制单元，控制由波长可变OTDR测量单元生成的测量光的波长以及由光学信号复用单元选择的测量光的波长；以及测量数据处理单元，处理关于由波长可变OTDR测量单元测量的返回光的测量数据。
发明的有益效果
一个示例性实施例能够提供一种能够获取光传输路径中的详细光谱信息的光传输路径光谱测量设备、光传输路径系统和光传输路径光谱测量方法。
附图说明
图1A是示出包括根据比较示例的光传输路径光谱测量设备的光传输路径系统的配置示意图。
图1B是示出根据比较示例的光传输路径光谱测量设备所接收的缆线损耗迹线的曲线图，其中横轴表示接收时间，纵轴表示信号水平。
图2是示出包括根据第一示例性实施例的光传输路径光谱测量设备的光传输路径系统的配置示意图。
图3A是示出根据第一示例性实施例的光传输路径光谱测量设备在正常条件下的操作的示意图。
图3B是示出根据第一示例性实施例的光传输路径光谱测量设备在测量期间的操作的示意图。
图4A是示出根据第一示例性实施例的要测量的光传输路径的示意图。
图4B是示出根据第一示例性实施例的通过基本测量操作测量光传输路径而获取的缆线迹线的示意图，并示出短波侧的信号水平。
图4C是示出根据第一示例性实施例的通过基本测量操作测量光传输路径而获取的缆线迹线的示意图，并示出中心波长的信号水平。
图4D是示出根据第一示例性实施例的通过基本测量操作测量光传输路径而获取的缆线迹线的示意图，并示出长波侧的信号水平。
图5是以三维方式示出根据第一示例性实施例的通过绘制缆线迹线的峰值水平而获取的每个中继器的输出光谱的示意图，所述缆线迹线的峰值水平通过基本测量操作获取。
图6A是通过从图5的三维数据中提取代表性中继器中的输出光谱而获取的示意图，并示出光传输路径输入单元的情况。
图6B是通过从图5的三维数据中提取代表性中继器中的输出光谱而获取的示意图，并示出中继器REP4的情况。
图6C是通过从图5的三维数据中提取代表性中继器中的输出光谱而获取的示意图，并示出中继器REP5的情况。
图6D是通过从图5的三维数据中提取代表性中继器中的输出光谱而获取的示意图，并示出中继器REP10的情况。
图7A是示出根据第一示例性实施例的要测量的光传输路径的示意图。
图7B是示出根据第一示例性实施例的通过基本测量操作测量光传输路径而获取的缆线迹线的示意图，并示出短波侧的信号水平。
图7C是示出根据第一示例性实施例的通过基本测量操作测量光传输路径而获取的缆线迹线的示意图，并示出中心波长的信号水平。
图7D是示出根据第一示例性实施例的通过基本测量操作测量光传输路径而获取的缆线迹线的示意图，并示出长波侧的信号水平。
图8是以三维方式示出根据第一示例性实施例的通过绘制缆线迹线的峰值水平而获取的每个中继器的输出光谱的示意图，所述缆线迹线的峰值水平通过基本测量操作获取。
图9A是通过从图8的三维数据中提取代表性中继器中的输出光谱而获取的示意图，并示出光传输路径输入单元的情况。
图9B是通过从图8的三维数据中提取代表性中继器中的输出光谱而获取的示意图，并示出中继器REP4的情况。
图9C是通过从图8的三维数据中提取代表性中继器中的输出光谱而获取的示意图，并示出中继器REP5至REP9的情况。
图9D是通过从图8的三维数据中提取代表性中继器中的输出光谱而获取的示意图，并示出中继器REP10的情况。
图10A是示出根据第一示例性实施例的要测量的光传输路径的示意图。
图10B是示出根据第一示例性实施例的通过基本测量操作测量光传输路径而获取的缆线迹线的示意图，并示出短波侧的信号水平。
图10C是示出根据第一示例性实施例的通过基本测量操作测量光传输路径而获取的缆线迹线的示意图，并示出中心波长的信号水平。
图10D是示出根据第一示例性实施例的通过基本测量操作测量光传输路径而获取的缆线迹线的示意图，并示出长波侧的信号水平。
图11是以三维方式示出根据第一示例性实施例的通过绘制缆线迹线的峰值水平而获取的每个中继器的输出光谱的示意图，所述缆线迹线的峰值水平通过基本测量操作获取。
图12A是通过从图11的三维数据中提取代表性中继器中的输出光谱而获取的示意图，并示出光传输路径输入单元的情况。
图12B是通过从图11的三维数据中提取代表性中继器中的输出光谱而获取的示意图，并示出中继器REP4的情况。
图12C是通过从图11的三维数据中提取代表性中继器中的输出光谱而获取的示意图，并示出中继器REP5的情况。
图12D是通过从图11的三维数据中提取代表性中继器中的输出光谱而获取的示意图，并示出中继器REP6至REP10的情况。
图13是示出根据第一示例性实施例的要测量的光传输路径的示意图。
图14是以三维方式示出根据第一示例性实施例的通过绘制缆线迹线的峰值水平而获取的每个中继器的输出光谱的示意图，所述缆线迹线的峰值水平通过基本测量操作获取。
图15A是通过从图14的三维数据中提取代表性中继器中的输出光谱而获取的示意图，并示出光传输路径输入单元的情况。
图15B是通过从图14的三维数据中提取代表性中继器中的输出光谱而获取的示意图，并示出中继器REP4的情况。
图15C是通过从图14的三维数据中提取代表性中继器中的输出光谱而获取的示意图，并示出中继器REP5的情况。
图15D是通过从图14的三维数据中提取代表性中继器中的输出光谱而获取的示意图，并示出中继器REP10的情况。
图16是示出根据第二示例性实施例的包括传输路径光谱测量设备的光传输路径系统的配置示意图。
具体实施方式
(比较示例)
在描述根据示例性实施例的光传输路径光谱测量设备和光传输路径系统之前，首先描述根据比较实施例的光传输路径光谱测量设备和光传输路径系统。通过这种方式使本示例性实施例更加清楚。
图1A是示出包括根据比较示例的光传输路径光谱测量设备的光传输路径系统的配置示意图，图1B是示出根据比较示例的光传输路径光谱测量设备所接收的缆线损耗迹线的曲线图，其中横轴表示接收时间，纵轴表示信号水平。如图1A所示，根据比较示例的光传输路径系统1100包括相干光学时域反射(COTDR)测量单元1020。COTDR测量单元1020用于测量铺设在海底的光传输路径系统1100中的缆线损耗迹线。光传输路径系统1100由光传输路径1050和光发送/接收设备1060形成，光传输路径1050包括发送和接收两个方向上的光传输路径光纤1051和1052以及中继器1053，光发送/接收设备1060连接到光传输路径1050两端的陆地站。
在比较示例中，COTDR测量单元1020的发送单元和接收单元连接到光发送/接收设备1060的监测测量端口。COTDR测量光经由光发送/接收设备1060从COTDR测量单元1020发送到光传输路径光纤1051，并且一部分COTDR测量光在光传输路径光纤1051中通过瑞利散射等方式返回与发送方向相反的方向。由于安装在中继器1053上的回环路径，发送光纤中向后行进的COTDR测量光沿着相反方向返回传输路径光纤1052，且COTDR测量单元1020接收COTDR测量光。然后，获取图1B所示的缆线损耗迹线。
从COTDR测量单元1020输出的测量光通常是光学脉冲，并且可根据返回光的接收时间获取接收功率水平与距离之间的关系作为缆线损耗迹线。通常，获取的缆线损耗迹线在中继器1053的输出端具有最高水平，在朝向中继跨距的远端具有较低水平。在光传输路径系统1100中，通过缆线损耗迹线，将COTDR测量用于确定缆线故障时的破裂位置等的用途。
(第一示例性实施例)
<光传输路径光谱测量设备的配置>
下面描述包括根据第一示例性实施例的光传输路径光谱测量设备的光传输路径系统。图2是示出包括根据第一示例性实施例的光传输路径光谱测量设备的光传输路径系统的配置示意图。如图2所示，光传输路径系统100包括光发送/接收设备60和光传输路径光谱测量设备1。光发送/接收设备60将波长复用信号发送到光传输路径51，以及从光传输路径52接收波长复用信号。注意，光传输路径51和光传输路径52由多个中继器中继。光传输路径光谱测量设备1包括光传输路径接口单元10、波长可变OTDR测量单元20、控制单元30和测量数据处理单元40。光传输路径光谱测量设备1是获取缆线损耗迹线的设备。
光传输路径接口单元10包括光学信号复用单元11、光学信号分支单元12、伪光生成单元13和回环电路单元14。光传输路径接口单元10包括向光传输路径51和52发送波长复用信号和从光传输路径51和52接收波长复用信号的接口。光传输路径接口单元10通过接口连接到光传输路径51和52。此外，光传输路径接口单元10包括向光发送/接收设备60发送波长复用信号和从发送/接收设备60接收波长复用信号的接口。注意，可提供多个接口。光传输路径接口单元10包括波长可变OTDR测量单元20的测量光的发送端口和接收端口。发送端口和接收端口分别连接到光传输路径接口单元10中的光学信号复用单元11和光学信号分支单元12。
光学信号复用单元11包括波长复用信号的输入端口、来自伪光生成单元13的伪光的输入端口、以及来自波长可变OTDR测量单元20的OTDR测量光的输入端口。光学信号复用单元11可包括以波长可选择开关(WSS)为代表的波长选择开关。例如，波长选择开关选择通过波长可变OTDR测量单元20生成的测量光的波长。光学信号复用单元11可以选择来自输入端口的输入光的波长，复用输入波长，并将复用波长输出到光传输路径51。具体而言，例如，光学信号复用单元11选择通过波长可变OTDR测量单元20生成的测量光的波长，并将选择的波长输出到光传输路径51。
伪光生成单元13提供代替波长复用信号而设置的伪光。取决于波长复用信号的布置或波长的数量以及主要信号传输特性，不一定需要伪光生成单元13。
回环电路单元14用于OTDR测量中获取光传输路径的第一中继区间中发送光纤的缆线迹线。回环电路部14具有进行将OTDR测量信号的同一中继区间的瑞利散射光回环到接收侧路径的功能。在不需要相同的区间时，不一定需要回环电路单元14。注意，“中继区间”是指从某个中继器的输出端到下一个中继器的输入端的区间。
光学信号分支单元12具有将来自光传输路径52的波长复用信号分支到光发送/接收设备60侧和波长可变OTDR测量单元20侧的功能。分支方法可以是波长分支、功率分支等，在此不作限定。
波长可变OTDR测量单元20具有这样的功能：能够通过跨光传输路径51的整个波长带改变测量光的波长来对光传输路径51进行OTDR测量。具体而言，波长可变OTDR测量单元20改变并生成传输到光传输路径51的测量光的波长。此外，波长可变OTDR测量单元20测量从测量光获取的返回光，返回光通过连接到光传输路径51的中继器返回。通过这种方式，波长可变OTDR测量单元20在光传输路径51中获取跨波长带的缆线迹线。波长可变OTDR测量单元20包括OTDR测量信号的发送端口和接收端口。此外，波长可变OTDR测量单元20可将OTDR测量结果输出到外部。
控制单元30具有通过控制信号来选择和控制波长可变OTDR测量单元20的测量波长和光学信号复用单元11中的输出波长的功能。换言之，控制单元30控制通过波长可变OTDR测量单元20生成的测量光的波长和通过光学信号复用单元11选择的测量光的波长。具体而言，例如，控制单元30以在切换通过波长可变OTDR测量单元20生成的测量光的波长的同时进行跨光传输路径51的波长带的扫描的方式，来控制波长可变OTDR测量单元20。此外，控制单元30以阻挡发送到光传输路径51的波长复用信号中的测量光的波长附近的部分的方式，来控制光学信号复用单元11。
测量数据处理单元40具有对于通过波长可变OTDR测量单元20测量的OTDR测量数据进行数据处理的功能。此外，测量数据处理单元40针对光传输路径51的每个位置提取测量光的每个波长中的接收水平。然后，测量数据处理单元40在光传输路径51中的预定位置获取光谱。此外，测量数据处理单元40基于所获取的光谱，以光传输路径51的位置方向和测量光的波长方向作为轴，生成关于测量光的水平偏差的三维数据。
<光传输路径光谱测量设备的操作>
下面描述光传输路径光谱测量设备1的操作。图3A是示出根据第一示例性实施例的光传输路径光谱测量设备在正常条件下的操作的示意图，图3B是示出根据第一示例性实施例的光传输路径光谱测量设备在测量期间的操作的示意图。
与比较示例类似，假设根据本示例性实施例的波长可变OTDR测量单元20可以获取缆线迹线。如图3A所示，在本示例性实施例中，光学信号复用单元11控制要从光传输路径接口单元10发送到光传输路径51的光学信号的波长。例如，来自传输侧的波长复用信号光或来自伪光生成单元13的伪信号光的波长作为到光传输路径51的发送信号跨光传输路径51的波长带。
如图3B所示，在本示例性实施例中，控制单元30在光传输路径51的测量期间控制波长布置状态。控制单元30扫描测量波长并进行测量，同时以下述方式控制通过波长可变OTDR测量单元20生成的测量光的波长以及从光学信号复用单元输出的测量光的波长11。
换言之，对于控制而言，通过在切换OTDR信号的测量光的波长的同时扫描光传输路径51的整个波长带来进行OTDR测量。此外，光学信号复用单元11在波长复用信号(或伪信号)中阻挡要测量的OTDR测量光的波长附近的部分。通过这种操作，波长可变OTDR测量单元20在光传输路径51的整个波长带中获取缆线迹线。然后，测量数据处理单元40对于光传输路径51中的每个距离提取测量光的每个波长中的OTDR测量水平。然后，获取光传输路径51中任意距离位置的光谱。此外，测量数据处理单元40可以基于经过处理的光谱信息来生成关于在光传输路径的距离方向和波长方向上的水平偏差的三维数据/图形信息，并将三维数据/图形信息提供给外部。
通过这种方式，作为根据本示例性实施例的光传输路径光谱测量设备1的操作的光传输路径光谱测量方法包括：改变并生成要发送到光传输路径51的测量光的波长的步骤；选择所生成的测量光的波长并将所选择的波长输出到光传输路径51的步骤；控制要生成的测量光的波长以及要选择的测量光的波长的步骤；测量从测量光获取的返回光的步骤，返回光通过连接到光传输路径51的中继器经由光传输路径52返回；以及处理关于测量的返回光的测量数据的步骤。然后，光传输路径光谱测量方法还包括：在选择所生成的测量光的波长并将所选择的波长输出到第一光传输路径的步骤中，在切换要生成的测量光的波长的同时，进行跨第一光传输路径的波长带的扫描，以及阻挡发送到光传输路径51的波长复用信号中的测量光的波长附近的部分。
在本示例性实施例中，可以获取传输路径的每个中继区间中任意位置的光谱，并且可通过将一个波长中的平均测量次数设置为最小值，只在高水平测量每个中继器的峰值水平来高速测量和提取每个中继器输出端的光谱。通过这种方式，根据本示例性实施例的光传输路径光谱测量设备1在消耗扫描时间时在每个中继区间中的任意位置进行对光谱的扫描操作。此外，光传输路径光谱测量设备1在传输路径中的每个中继器的输出端高速进行扫描光谱获取的操作。下面将光传输路径光谱测量设备1的操作分为<正常状态下的光谱获取>、<缆线损耗增加期间获取的光谱>、<中继器输出下降期间获取的光谱>、<存在光传输增益波长偏差时获取的光谱>，并具体描述。
<正常状态下的光谱获取>
图4A是示出根据第一示例性实施例的要测量的光传输路径的示意图。图4A为了简化仅示出发送侧的光传输路径51，并示出例如由10个中继器REP1至REP10形成的光传输路径51。在本示例性实施例中，为了简化描述，假设构成光传输路径51的中继器REP1至REP10进行输出恒定操作来进行描述。此外，假设光传输路径51处于中继器REP1至REP10和缆线的每一个都没有故障的正常状态，并且每个中继区间中的增益波长偏差都很好(平坦)。
图4B至4D是示出根据第一示例性实施例的通过基本测量操作(图3A和3B)测量光传输路径而获取的缆线迹线的示意图。作为代表，图4B示出短波侧的信号水平，图4C示出中心波长的信号水平，图4D示出长波侧的信号水平。
图5是以三维方式示出根据第一示例性实施例的通过绘制缆线迹线的峰值水平而获取的每个中继器的输出光谱的示意图，所述缆线迹线的峰值水平通过基本测量操作获取。图6A至图6D是通过从图5的三维数据中提取代表性中继器中的输出光谱而获取的示意图，图6A示出光传输路径输入单元的情况，图6B示出中继器REP4的情况，图6C示出中继器REP5的情况，图6D示出中继器REP10的情况。
如图4A至图4D、图5以及图6A至图6D所示，在处于正常状态且具有理想平坦度的光传输路径51中，无论OTDR测量光的波长如何，在整个波长带中都获取相似的缆线迹线。与初始水平类似，每个中继器端的迹线水平是恒定的。在每个中继器输出端获取光谱的操作中，不需要获取整个跨距区域的缆线迹线。因此，通过高速扫描每个波长的OTDR测量，可以在相对较短的时间内实现光谱获取。通过这种方式，在所获取的光谱的图5以及图6A至图6D中，也可以在整个光传输路径51中获取平坦的输出光谱。
<缆线损耗增加期间获取的光谱>
下面描述在缆线损耗增加状态下中继器输出端的光谱获取操作。图7A是示出根据第一示例性实施例的要测量的光传输路径的示意图。图7A为了简化仅示出传输侧的光传输路径51，并示出例如由10个中继器REP1至REP10形成的光传输路径51。在本示例性实施例中，为了简化描述，假设构成光传输路径51的中继器REP1至REP10进行输出恒定操作来进行描述。在图7A中，将中继器REP4与中继器REP5之间的缆线损耗增加的情况假设为缆线损耗增加状态。
图7B至图7D是示出根据第一示例性实施例的通过基本测量操作(图3A和图3B)测量光传输路径而获取的缆线迹线的示意图。作为代表，图7B示出短波侧的信号水平，图7C示出中心波长的信号水平，图7D示出长波侧的信号水平。
图8是以三维方式示出根据第一示例性实施例的通过绘制缆线迹线的峰值水平而获取的每个中继器的输出光谱的示意图，所述缆线迹线的峰值水平通过基本测量操作(图3A和图3B)获取。图9A至图9D是从图8的三维数据中提取代表性中继器的输出光谱而获取的示意图，图9A示出光传输路径输入单元的情况，图9B示出中继器REP4的情况，图9C示出中继器REP5至REP9的情况，图9D示出中继器REP10的情况。
在缆线损耗增加状态下的光传输路径中，如图7A至图7D所示，在每个波长的缆线迹线中的故障位置处观察到损耗增加(水平降低)。无论OTDR测量波长如何，在整个波长带中都获取相似的缆线迹线。但是，因为对用于光传输路径51的中继器进行输出恒定控制，所以在下一级中继器REP5的增益增加，并且出现在长波处下降的增益倾斜。此时，中继器REP5后面每个中继器的缆线迹线峰值水平在中心波长处没有变化，但是在短波侧高于初始水平，在长波侧低于初始水平。以上在每个中继器的输出端获取的光谱的图8和图9A至图9D中，显然，可将每个中继区间中水平偏差的出现可视化。在本示例中可以直观地确认，短波侧容易受到中继器REP5后面每个跨距中主信号非线性劣化的影响，而在长波侧则关注主信号的OSNR劣化。
<中继器输出下降期间获取的光谱>
下面描述在中继器输出减少状态下中继器输出端的光谱获取操作。图10A是示出根据第一示例性实施例的要测量的光传输路径的示意图。图10A为了简化仅示出传输侧的光传输路径51，并示出例如由10个中继器REP1至REP10形成的光传输路径51。在本示例性实施例中，为了简化描述，假设构成光传输路径51的中继器除了REP5之外的每个中继器进行输出恒定操作来进行描述。在图10A中，将中继器REP5的中继器输出的EDF输出减少的情况假设为中继器输出下降状态。
图10B至图10D是示出根据第一示例性实施例的通过基本测量操作(图3A和图3B)测量光传输路径而获取的缆线迹线的示意图。作为代表，图10B示出短波侧的信号水平，图10C示出中心波长的信号水平，图10D示出长波侧的信号水平。
图11是以三维方式示出根据第一示例性实施例的通过绘制缆线迹线的峰值水平而获取的每个中继器的输出光谱的示意图，所述缆线迹线的峰值水平通过基本测量操作(图3A和图3B)获取。图12A至图12D是通过从图11的三维数据中提取代表性中继器的输出光谱而获取的示意图，图12A示出光传输路径输入单元的情况，图12B示出中继器REP4的情况，图12C示出中继器REP5的情况，图12D示出中继器REP6至REP10的情况。
在中继器输出下降状态下的光传输路径51中，如图10A至图10D所示，在出现输出下降的中继器中，中继器增益减少，并且因此出现在短波处下降的增益倾斜。此时，中继器REP5的每个中继器的缆线迹线的峰值水平在中心波长处没有变化，但是在短波侧低于初始水平，在长波侧高于初始水平。
在后续的中继器REP6中，中继器REP5的输入总功率减小，但是因为中继器输出恒定控制，输出总功率没有变化。因此，结果是增益增加，并且出现在长波处下降的增益倾斜。这抵消了在前级出现的短波处的增益倾斜下降，并且在中继器REP6的输出端几乎不出现增益倾斜。
以上在每个中继器的输出端获取的光谱的图11和图12A至图12D中，可将状态中每个中继区间中水平偏差的出现可视化。在本示例中，在短波处下降的增益倾斜仅出现在中继器REP5中。长波侧的主信号容易受到仅仅是中继器REP5与中继器REP6之间的非线性劣化的影响。而在短波侧则关注主信号的OSNR劣化。在本示例性实施例中，可以直观地确认这些要点。在这种情况下，在光传输之后在接收端处测量的光谱中几乎观察不到变化。因此，无法观察到光传输路径51中光谱偏离的状态。但是与光传输之后接收端处的测量方法相比，根据本示例性实施例中的光传输路径光谱测量方法，可以测量每个中继区间中水平偏差的出现。
<存在光传输增益波长偏差时获取的光谱>
下面描述在光传输路径中的每个中继器输出中存在增益波长偏差的状态下中继器输出端的光谱获取操作。图13是示出根据第一示例性实施例的要测量的光传输路径的示意图。图13为了简化仅示出传输侧的光传输路径51，并示出例如由10个中继器REP1至REP10形成的光传输路径51。在本示例性实施例中，为了简化描述，假设构成光传输路径51的中继器REP5至REP10进行输出恒定操作来进行描述。此外，将增益均衡器54附接到中继器REP5。
图14是以三维方式示出根据第一示例性实施例的通过绘制缆线迹线的峰值水平而获取的每个中继器的输出光谱的示意图，所述缆线迹线的峰值水平通过基本测量操作(图3A和图3B)获取。图15A至图15D是通过从图14的三维数据中提取代表性中继器的输出光谱而获取的示意图，图15A示出光传输路径输入单元的情况，图15B示出中继器REP4的情况，图15C示出中继器REP5的情况，图15D示出中继器REP10的情况。
在图4A至图12D的示例中，为了简化描述，使用没有每个中继器的增益波长依赖性的理想示例进行描述，但是在正常的光传输路径系统的光传输路径51中，在每个中继器的增益波长依赖性中存在个体变化和诸如温度的环境变化。然后，由于中继器REP中EDF本身的增益波长依赖性，当多个中继变为多级时，偏差更可能累积，并成为更大的偏差。
在本示例中，假设生成中继器REP1至中继器REP4之间的增益波长偏差并累积。附接到中继器REP5的增益均衡器54使累积偏差平坦且相同。之后，在中继器REP6至中继器REP10中也累积偏差。图14和15A至图15D示出这种示例。此外，在本示例中，仅通过光传输后的接收端处的光谱信息，难以具体识别光传输路径中各处的偏差。与光传输之后接收端处的测量方法相比，根据本示例性实施例中的光传输路径光谱测量方法，可将光传输路径51中每个位置的偏差可视化并确认。
下面描述本示例性实施例的效果。在本示例性实施例中，控制单元30控制通过波长可变OTDR测量单元20生成的测量光的波长以及通过光学信号复用单元11选择的测量光的波长。通过这种方式，能够获取光传输路径51中的详细光谱信息。
控制单元30以阻挡传输到光传输路径51的波长复用信号中的测量光的波长附近的部分的方式，来控制光学信号复用单元11。此外，控制单元30以在切换要生成的测量光的波长的同时进行跨光传输路径51的波长带的扫描的方式，来控制波长可变OTDR测量单元20。因此，可以获取光传输路径51的任意距离的光谱信息。此外，可以在短时间内获取光传输路径51的每个中继器REP的输出光谱。
波长可变OTDR测量单元20获取跨光传输路径51的波长带的缆线迹线。通过仅测量缆线迹线的峰值部分的接收水平，可以在短时间内获取中继器REP的输出光谱。
测量数据处理单元40针对光传输路径51的每个位置提取测量光的每个波长的接收水平，并在光传输路径51的预定位置获取光谱。通过这种方式，可以获取以光传输路径51的位置方向和测量光的波长方向为轴的关于测量光的水平偏差的三维数据。因此，可以实现光传输路径51中主要信号传输性能的更详细设计。
(第二示例性实施例)
下面描述第二示例性实施例。图16是示出根据第二示例性实施例的包括传输路径光谱测量设备的光传输路径系统的配置示意图。因为通过两种方式在光传输路径51和光传输路径52中的OTDR测量中，在接收方向上进行测量光回环到光传输路径52，所以在接收方向上，获取的光谱可能受光传输路径52的状态影响。因此，如图16所示，也可将根据第一示例性实施例的光传输路径光谱测量设备1安装在光传输路径51和52的相对站侧，并且可提供这样的功能：获取在相对站测量的光谱信息以及在本身站测量的校正光谱信息。
具体而言，根据本示例性实施例的光传输路径系统200包括通过多个中继器REP中继的光传输路径51、通过多个中继器REP中继的光传输路径52、将波长复用信号发送到光传输路径51的光发送/接收设备61，将波长复用信号传输到光传输路径52的光发送/接收设备62，设置在光发送/接收设备61侧的光传输路径光谱测量设备2a，以及设置在光发送/接收设备62侧的光传输路径光谱测量设备2b。光发送/接收设备61经由光传输路径51向光发送/接收设备62传输波长复用信号，并经由光传输路径52从光发送/接收设备62接收波长复用信号。同时，光发送/接收设备62经由光传输路径52向光发送/接收设备61发送波长复用信号，并经由光传输路径51从光发送/接收设备61接收波长复用信号。
光传输路径光谱测量设备2a类似于上述光传输路径光谱测量设备1。光传输路径光谱测量设备2b具有与光传输路径光谱测量设备2a相似的配置，不同之处在于光传输路径光谱测量设备2b将测量光输出到光传输路径52并具有经由光传输路径51返回的返回光。
然后，当光传输路径光谱测量设备2a的测量数据处理单元40处理关于通过波长可变OTDR测量单元20测量的返回光的测量数据时，光传输路径光谱测量设备2a的测量数据处理单元40引用通过光传输路径光谱测量设备2b的测量数据处理单元40处理的测量数据。通过这种方式，可以减少光传输路径52的状态的影响。类似地，光传输路径光谱测量设备2b的测量数据处理单元40引用通过光传输路径光谱测量设备2a的测量数据处理单元40处理的测量数据。
根据本示例性实施例的光传输路径光谱测量设备2a和2b以及光传输路径系统200可以减少返回光所通过的光传输路径的影响。第一示例性实施例的描述中包括除此之外的配置和效果。
(第三示例性实施例)
当图16中存在相对侧的WDM信号时，在本身站进行OTDR测量时，可以提供这样的功能：与相对站的控制单元30进行通信，控制相对站处光传输路径接口单元10中的光学信号复用单元11，以及阻挡本身站的OTDR测量波长外围波长。
(第四示例性实施例)
当图2中不存在传输侧的波长复用信号时，可以在伪光生成单元13中提供输出伪光的波长选择功能。通过这种方式，可以在伪光生成单元13中实现波长复用信号的伪光切换。
(第五示例性实施例)
在图2中，光学信号复用单元11可以具有这样的功能：通过改变波长复用信号、伪光和OTDR测量中每一个的测量水平来测量OTDR。具体而言，实现以下功能。换言之，可以提供这样的功能：通过使波长复用信号或伪光的传输峰值水平平坦来测量光传输路径51中的光谱。此外，为了接收OSNR均衡、接收信号质量均衡等目的，可以提供这样的功能：在波长复用信号或伪光的传输峰值水平具有预加重(有意水平偏差)的状态下测量光谱。此外，为了提高OTDR测量的速度和确保高动态范围的目的，可以提供这样的功能：对波长复用信号或伪光进行抑制控制。具体而言，以改变波长复用信号和OTDR测量光的功率分布并提高光传输路径51中的OTDR测量光水平的方式，来进行控制。
(第六示例性实施例)
在图2中，光学信号复用单元11可以具有这样的功能：有意改变波长复用信号和伪光的波长布置并测量OTDR。具体而言，实现以下功能。换言之，在波长复用信号或伪光的波长布置中预先以规则的间隔阻挡波长带，并在被阻挡的波长处进行OTDR测量。通过这种方式，可以实现控制时间的缩短、测量时间的缩短以及控制顺序的简化。
(第七示例性实施例)
在图2中，可通过WSS等为光学信号分支单元12提供波长选择功能。此外，可以添加根据除测量光之外的OTDR测量单元20的输出光的过滤以及OTDR测量波长的变化的控制。
注意，本发明不限于上述示例性实施例，并且可以在不脱离本公开范围的情况下进行适当修改。例如，通过组合第一至第七示例性实施例的配置中的每一个而获取的示例性实施例也包括在技术理念的范围内。此外，用于使计算机执行本示例性实施例中的光传输路径光谱测量方法的以下光传输路径光谱测量程序也包括在示例性实施例的技术理念的范围内。
一种非暂时性计算机可读介质，用于存储光传输路径光谱测量程序，所述程序使计算机执行：
改变并生成要发送到第一光传输路径的测量光的波长；
选择所生成的测量光的波长，并将所选择的波长输出到第一光传输路径；
控制所生成的测量光的波长以及要选择的测量光的波长；
测量从测量光获取的返回光，返回光通过连接到第一光传输路径的中继器经由连接到中继器的第二光传输路径被返回；以及
处理关于测量的返回光的测量数据。
虽然在上述示例性实施例中将本发明描述为硬件的配置，但是本发明不限于该示例性实施例。本发明还可通过使中央处理单元(CPU)执行计算机程序来实现任何处理。
此外，通过使用各种类型的非暂时性计算机可读介质来存储上述程序，并且可将其提供给计算机。非暂时性计算机可读介质包括各种类型的有形存储介质。非暂时性计算机可读介质的示例包括磁记录介质(例如，软盘、磁带和硬盘驱动器)、磁光记录介质(例如，磁光盘)、CD只读存储器(CD-ROM)、CD-R、CD-R/W和半导体存储器(例如，掩模ROM、可编程ROM(PROM)、可擦除PROM(EPROM)、闪存ROM和随机存取存储器(RAM))。此外，可通过各种类型的暂时性计算机可读介质将程序提供给计算机。暂时性计算机可读介质的示例包括电信号、光学信号和电磁波。暂时性计算机可读介质可经由诸如电线和光纤这样的有线通信路径或无线通信路径将程序提供给计算机。
本申请基于2019年3月27日提交的日本专利申请No.2019-060548并要求其优先权，通过引用将其全部内容合并于此。
附图标记列表
1、2a、2b 光传输路径光谱测量设备
10 光传输路径接口单元
11 光学信号复用单元
12 光学信号分支单元
13 伪光生成单元
14 回环电路单元
20 波长可变OTDR测量单元
30 控制单元
40 测量数据处理单元
51、52 光传输路径
54 增益均衡器
100、200 光传输路径系统
1020 OTDR测量单元
1050 光传输路径
1051、1052 光传输路径光纤
1053 中继器
1060 光发送/接收设备
1100 光传输路径系统
REP1、REP2、REP3、REP4、REP5 中继器
REP6、REP7、REP8、REP9、REP10 中继器
Claims (13)
1.一种光传输路径光谱测量设备，包括：
波长可变OTDR测量装置，所述波长可变OTDR测量装置用于改变和生成要发送到第一光传输路径的测量光的波长，以及还测量从所述测量光获取的返回光，所述返回光由连接到所述第一光传输路径的中继器经由连接到所述中继器的第二光传输路径被返回；
光学信号复用装置，所述光学信号复用装置用于选择由所述波长可变OTDR测量单元生成的所述测量光的所述波长，并且将选择的所述波长输出到所述第一光传输路径；
控制装置，所述控制装置用于控制由所述波长可变OTDR测量单元生成的所述测量光的所述波长以及由所述光学信号复用装置选择的所述测量光的所述波长；以及
测量数据处理装置，所述测量数据处理装置用于处理关于由所述波长可变OTDR测量单元测量的所述返回光的测量数据。
2.根据权利要求1所述的光传输路径光谱测量设备，其中，所述控制装置以阻挡发送到所述第一光传输路径的波长复用信号中的所述测量光的所述波长附近的部分的方式，来控制所述光学信号复用装置。
3.根据权利要求1或2所述的光传输路径光谱测量设备，其中，所述控制装置以在切换要生成的所述测量光的所述波长的同时进行跨所述第一光传输路径的波长带的扫描的方式，来控制所述波长可变OTDR测量装置。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的光传输路径光谱测量设备，其中，所述波长可变OTDR测量装置仅测量缆线迹线的峰值部分的接收水平。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的光传输路径光谱测量设备，其中，所述波长可变OTDR测量装置跨波长带扫描在每个中继区间的预定位置处的所述返回光的光谱。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的光传输路径光谱测量设备，其中，
所述波长可变OTDR测量装置获取跨所述第一光传输路径的波长带的缆线迹线，以及
所述测量数据处理装置针对所述第一光传输路径的每个位置提取所述测量光的每个波长的接收水平，并且获取所述第一光传输路径的预定位置处的光谱。
7.根据权利要求6所述的光传输路径光谱测量设备，其中，所述测量数据处理装置基于获取的所述光谱，以所述第一光传输的位置方向以及所述测量光的波长方向为轴，生成关于所述测量光的水平偏差的三维数据。
8.一种光传输路径系统，包括：
根据权利要求1至7中的任一项所述的光传输路径光谱测量设备；以及
光发送/接收设备，所述光发送/接收设备被配置为将波长复用信号发送到第一光传输路径，以及从所述第二光传输路径接收所述波长复用信号。
9.一种光传输路径系统，包括：
由多个中继器中继的第一光传输路径；
由所述多个中继器中继的第二光传输路径；
第一光发送/接收设备，所述第一光发送/接收设备被配置为将波长复用信号发送到第一光传输路径；
第二光发送/接收设备，所述第二光发送/接收设备被配置为经由所述第一光传输路径接收从所述第一光发送/接收设备发送的所述波长复用信号，以及还经由所述第二光传输路径将波长复用信号发送到所述第一光发送/接收设备；
第一光传输路径光谱测量设备，所述第一光传输路径光谱测量设备被设置在所述第一光发送/接收设备侧；以及
第二光传输路径光谱测量设备，所述第二光传输路径光谱测量设备被设置在所述第二光发送/接收设备侧，其中
所述第一光传输路径光谱测量设备包括：
第一波长可变OTDR测量装置，所述第一波长可变OTDR测量装置用于改变和生成要发送到所述第一光传输路径的测量光的波长，以及还测量从所述测量光获取的返回光，所述返回光由所述中继器经由所述第二光传输路径被返回，
第一光学信号复用装置，所述第一光学信号复用装置用于选择由所述第一波长可变OTDR测量装置生成的所述测量光的所述波长，并且将选择的所述波长输出到所述第一光传输路径，
第一控制装置，所述第一控制装置用于控制由所述第一波长可变OTDR测量装置生成的所述测量光的所述波长以及由所述第一光学信号复用装置选择的所述测量光的所述波长，以及
第一测量数据处理装置，所述第一测量数据处理装置用于处理关于由所述第一波长可变OTDR测量装置测量的所述返回光的测量数据，
所述第二光传输路径光谱测量设备包括：
第二波长可变OTDR测量装置，所述第二波长可变OTDR测量装置用于改变和生成要发送到所述第二光传输路径的测量光的波长，以及还测量从所述测量光获取的返回光，所述返回光由所述中继器经由所述第一光传输路径被返回，
第二光学信号复用装置，所述第二光学信号复用装置用于选择由所述第二波长可变OTDR测量装置生成的所述测量光的所述波长，并且将选择的所述波长输出到所述第二光传输路径，
第二控制装置，所述第二控制装置用于控制由所述第二波长可变OTDR测量装置生成的所述测量光的所述波长以及由所述第二光学信号复用装置选择的所述测量光的所述波长，以及
第二测量数据处理装置，所述第二测量数据处理装置用于处理关于由所述第二波长可变OTDR测量装置测量的所述返回光的测量数据，以及
所述第一测量数据处理装置通过使用由所述第二测量数据处理设备处理的测量数据，来处理关于由所述第一波长可变OTDR测量装置测量的所述返回光的测量数据。
10.一种光传输路径光谱测量方法，包括：
改变并且生成要发送到第一光传输路径的测量光的波长的步骤；
选择生成的所述测量光的所述波长并且将选择的所述波长输出到所述第一光传输路径的步骤；
控制要生成的所述测量光的所述波长以及要选择的所述测量光的所述波长的步骤；
测量从所述测量光获取的返回光的步骤，所述返回光由连接到所述第一光传输路径的中继器经由连接到所述中继器的第二光传输路径被返回；以及
处理关于测量的所述返回光的测量数据的步骤。
11.根据权利要求10所述的光传输路径光谱测量方法，进一步包括：在选择生成的所述测量光的所述波长并且将选择的所述波长输出到所述第一光传输路径的所述步骤中，阻挡发送到所述第一光传输路径的波长复用信号中的所述测量光的所述波长附近的部分。
12.根据权利要求10或11所述的光传输路径光谱测量方法，进一步包括：在选择生成的所述测量光的所述波长并且将选择的所述波长输出到所述第一光传输路径的步骤中，在切换要生成的所述测量光的所述波长的同时进行跨所述第一光传输路径的波长带的扫描。
13.一种非暂时性计算机可读介质，所述非暂时性计算机可读介质存储光传输路径光谱测量程序，所述光传输路径光谱测量程序使计算机执行：
改变并且生成要发送到第一光传输路径的测量光的波长；
选择生成的所述测量光的所述波长，并且将选择的所述波长输出到所述第一光传输路径；
控制生成的所述测量光的所述波长以及要选择的所述测量光的所述波长；
测量从所述测量光获取的返回光，所述返回光由连接到所述第一光传输路径的中继器经由连接到所述中继器的第二光传输路径被返回；以及
处理关于测量的所述返回光的测量数据。
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