CN115136514A - 故障检测设备、故障检测方法和海底缆线系统 - Google Patents

Abstract

为了提供用于检测在光学信号通过其被传输的区段中发生的多个故障的技术，该故障检测设备被提供有：发送器，该发送器通过光传输线发送第一光学信号；接收器，该接收器响应于第一光学信号的发送，从光传输线接收第二光学信号，并且测量第二光学信号的接收水平；以及控制单元，该控制单元指定与第一光学信号相对应的第二光学信号被生成的区段，基于接收水平来计算与所述区段中的损失相对应的光学水平，当区段中的光学水平已经从第一参考水平改变了第一阈值或更多时确定在区段中已经发生了第一故障，在第一故障发生后设置第二参考水平和第二阈值，并且当光学水平已经从第二参考水平改变了第二阈值或更多时确定在区段中已经发生了第二故障。

Description

故障检测设备、故障检测方法和海底缆线系统

技术领域

本发明涉及故障检测设备、故障检测方法和海底缆线系统，并且具体地涉及能够检测光学信号被传输的区段中的故障的故障检测设备、故障检测方法和海底缆线系统。

背景技术

海底缆线系统是通过使用铺设在海底的光缆在安装在陆地上的终端站之间进行连接的光学通信系统。作为监测海底缆线系统的一个方法，监测从终端站发送的监督光的光学反馈的接收水平的方法是已知的。当光学反馈的接收水平降低或者接收水平存在很大的时间改变时，能够估计在监督光被传播的光缆中存在故障。

用于海底缆线系统的一些中继器具有使监督光返回的功能。终端站的发送器向海底缆线送出监督光。与终端站相连的中继器环回监督光，并将环回的监督光(光学反馈)返回给终端站。终端站的接收器接收光学反馈。终端站重复地发送光学脉冲，并且因此能够知道来自每个中继器的光学反馈的接收水平的时间改变。关于本发明，PTL 1描述了用于基于光学信号的水平改变来检测故障的技术。

[引文清单]

[专利文献]

[PTL 1]日本未经审查的专利申请公开No.2012-015736

发明内容

[技术问题]

在一般的海底缆线系统中，在系统安装时由中继器在光纤传输路径上折返的光学反馈的接收水平被设置为初始值。然后，当光学反馈的接收水平从初始值降低预定阈值或更多时，确定故障已发生。在该情况下，存在问题：即使在第一故障发生时光学反馈的接收水平降低了阈值或更多，并且此后由于第二故障光学反馈的接收水平在相同区段内进一步降低，第二故障也不能被检测为另一个故障，因为对于第一故障的警报已经被发出。

(发明目的)

本发明的一个目的是提供用于检测在光学信号被传输的区段中发生的多个故障中的每个故障的技术。

[问题解决方案]

根据本发明的故障检测设备包括：

发送装置，用于将第一光学信号发送到光学传输路径；

接收装置，用于响应于第一光学信号的发送而从光学传输路径接收第二光学信号，并且测量第二光学信号的接收水平；以及

控制装置，用于指定根据第一光学信号的第二光学信号已经被生成的区段，基于接收水平来计算与区段中的损失相关联的光学水平，当区段的光学水平已经从第一参考水平改变了第一阈值或更多时确定在区段中已经发生了第一故障，在第一故障发生后设置第二参考水平和第二阈值，以及当光学水平已经从第二参考水平改变了第二阈值或更多时确定在区段中已经发生了第二故障。

根据本发明的故障检测方法包括以下过程：

将第一光学信号发送到光学传输路径；

响应于第一光学信号的发送，从光学传输路径接收第二光学信号；

测量第二光学信号的接收水平；

指定根据第一光学信号的第二光学信号已经被生成的区段；

基于接收水平来计算与区段中的损失相关联的光学水平；

当区段的光学水平已经从第一参考水平改变了第一阈值或更多时，确定在区段中已经发生了第一故障；

在第一故障发生后设置第二参考水平和第二阈值；以及

当光学水平已经从第二参考水平改变了第二阈值或更多时，确定在区段中已经发生了第二故障。

[发明的有利效果]

本发明使能够检测在光学信号被传输的区段中发生的多个故障中的每个故障。

附图说明

图1是示出了根据第一示例实施例的海底缆线系统1的配置示例的框图。

图2是示出了监督信号的环回的图。

图3是示出了中继区段中的故障的检测和记录的示例的图。

图4是示出了当多次故障发生时的参考水平和与其相关联的阈值的设置的图。

图5是示出了故障的检测的图。

图6是示出了检测故障的过程的示例的流程图。

图7是示出了根据第二示例实施例的监督设备500的配置示例的图。

图8是示出了根据第二示例实施例的检测故障的过程的示例的流程图。

具体实施方式

(第一示例实施例)

图1是示出了根据本发明第一示例实施例的海底缆线系统1的配置示例的框图。海底缆线系统1包括监督设备100、传输路径接口111和112以及m个中继器201至20m。字母m是自然数。中继器201至20m具有相同的配置。下文中，中继器201至20m当被集体提及时将写作中继器200。中继器200被安装在海底。传输路径接口111和112与中继器200通过海底缆线300被级联连接。海底缆线300是包括光纤和馈线的缆线。中继器200通过经由海底缆线300接收从未示出的陆地电源设备馈送的电力来操作。

监督设备100包括发送器101、接收器102和控制单元103。发送器101发送监督信号。接收器102接收在中继器200中环回的监督信号，并且根据监督信号的接收水平向控制单元103输出电信号。控制单元103控制监督设备100。监督信号是用于监控海底缆线系统1的光学信号。

传输路径接口111和112是连接海底缆线300和安装在陆地上的诸如监督设备100的装置之间的接口。传输路径接口111将由发送器101发送的监督信号和包括用户数据的光学信号(主信号)多路复用，并且将多路复用的信号送出到海底缆线300。此外，传输路径接口111将从海底缆线300接收的光学信号分离为监督信号和主信号。在每个中继器200中环回的监督信号通过传输路径接口111与主信号分离，并且由接收器102接收。为了在连接到中继器20m的海底缆线300和陆地上的设备之间进行连接，包括与传输路径接口111类似的功能的传输路径接口112可以被安装。

主信号例如是在光学传输设备121和光学传输设备122之间传输的波长多路复用信号。光学传输设备121和122是分别连接到传输路径接口111和112的光学发送/接收设备。传输路径接口111可以被包括在监督设备100中。可替选地，传输路径接口111和112可以分别被包括在光学传输设备121和122中。传输路径接口111和112具有进行监督信号和主信号的波长多路复用和波长分离的多路复用/多路分解功能。

监督信号是具有规定峰水平和持续时间的光学脉冲。监督信号的波长被设置为不与主信号的波长重叠的波长。监督信号的波长优选地在中继器200能够中继的波长带内。主信号的带之外的波长可以被设置为监督信号的波长。可替选地，未使用的主信号的波长可以被用作监督信号的波长。

发送器101包括例如光源和用于光源的脉冲调制器。发送器101经由传输路径接口111重复地向海底缆线300输出监督信号。接收器102是光电转换器，并且包括例如光电二极管。接收器102接收从每个中继器环回的监督信号(光学反馈)，并根据监督信号的接收水平向控制单元103输出电信号。控制单元103基于电信号来测量监督信号的接收水平，并且在诸如非易失性半导体存储器的存储单元中记录与其中监督信号被环回的中继器相关联的接收水平以及测量时间。存储单元被包括在例如控制单元103中。

图2是示出了监督信号的环回的图。在图2中，例示了具有相同配置的三个中继器20n-2、20n-1和20n。字母n是等于或大于3但等于或小于m的整数。在中继器20n-1和中继器20n之间的包括海底缆线300和中继器20n的区段将在下文中被写为中继区段n。在中继器202和中继器201之间的包括海底缆线300的区段能够被称为中继区段2。在中继器201和传输路径接口111之间包括海底缆线300的区段能够被称为中继区段1。中继器200包括放大输入光学信号的光学放大器211和212，以及环回电路220。

环回电路220将由监督设备100发送到下行链路方向(图2中从左到右的方向)的监督信号返回到上行链路方向(图2中从右到左的方向)。环回电路220被配置为例如这样的方式：通过使用两个1×2的光学耦合器221和222在海底光缆300所包含的一组光纤对(FP)之间进行连接。光学滤波器223被布置在光学耦合器221和光学耦合器222之间。光学滤波器223透过具有监督信号波长的光，并且阻挡具有主信号波长的光。对于光学滤波器223，光纤光栅或介电多层膜滤波器可以被使用。利用这样的配置，通过下行链路海底缆线传播的监督信号在每个中继器的环回电路220中被环回。环回的监督信号通过上行链路海底缆线传播并且返回到监督设备100。注意的是，图2中由中继器200环回的监督信号的配置是示例，并且不限制环回电路220的配置。

监督设备100向海底缆线300重复地送出监督信号。图2示出了输入到海底缆线300的一个监督信号P的传播的示例。光学放大器211将通过对监督信号和主信号波长多路复用而获得的光学信号放大。光学放大器211补偿在下行链路方向正在被传输的主信号和监督信号的每个中继区段中的降低的水平。每个中继器的环回电路220环回下行方向传播的监督信号P，并且将监督信号P送出到上行链路方向。监督信号P被环回所处的时间在更靠近监督设备100的中继器中是更早的。因此，环回的监督信号由接收器102按照监督信号P(n-2)、P(n-1)和P(n)的顺序来被接收。接收器102测量接收到的监督信号的接收水平。这里，接收到的监督信号的传播距离能够根据监督信号的发送时间和接收时间之间的差以及监督信号的传播速度来被计算。从监督设备100到监督信号被环回的中继器200的距离能够被认为是传播距离的一半。因此，控制单元103能够指定其中接收到的监督信号被环回的中继器。

控制单元103记录与监督信号被环回的中继器相关联的监督信号的接收水平以及测量时间。注意的是，将被发送的监督信号的光学脉冲的宽度和发送间隔优选地被设置为这样的方式：在相邻中继器中环回的监督信号不由接收器102冗余地接收。

根据在相邻两个中继器中被环回的监督信号的接收水平的改变，能够知道中继器之间的中继区段的损失的改变。例如，假设在中继器20n-1中环回的监督信号P(n-1)在中继器20n-2的输入处具有S(n-1)的光学功率，并且在中继器20n中环回的监督信号P(n)在中继器20n-1处具有S(n)的光学功率。正在被传输的光学信号的频谱档案被保存在每个中继器的输入和输出之间。因此，监督信号P(n-1)的接收水平和接收器102处的监督信号P(n)的接收水平之间的差的改变与中继区段n的两端之间的光学功率差(水平差)S(n-1)-S(n)的改变有关。因此，首先，监督设备100将监督信号P重复地输出到海底缆线300。然后，控制单元103计算并记录相邻监督信号P(n-1)和P(n)的接收水平之间的差的时间改变。以这样的方式，中继区段n的损失的改变能够被监测。

海底缆线系统1可以被设计成这样的方式：当海底缆线系统1中不存在故障发生时，在中继器中环回的监督信号在中继器的输出处在上行链路方向具有相同的水平。在这样的情况下，水平差S(n-1)-S(n)指示中继区段n中的损失。此外，在这样的情况下，监督信号P(n-1)的接收水平与接收器102处监督信号P(n)的接收水平之间的差指示中继区段n中的损失。

如上所述，中继区段n中的损失改变能够与监督信号P(n-1)和监督信号P(n)的接收水平之间的差的改变相关联。因此，为监督信号P(n-1)的接收水平和监督信号P(n)的接收水平之间的差设置初始值，并且环回监督信号的接收水平中的后续改变能够与每个中继区段中的损失改变相关联地被记录下来。在下文中，与监督设备100的中继区段n的损失相关联的接收水平之间的差将被写作“中继区段n的光学水平”。当仅中继区段n中的损失增加时，仅水平差S(n-1)-S(n)降低，并且因此中继区段n的光学水平降低。换句话说，中继区段n的光学水平的降低与中继区段n中的相对于初始值的损失增加有关。

当中继区段n的光学水平已经从初始值降低了预定阈值或更多时，控制单元103确定中继区段n中已经发生了故障。当故障被检测到时(即，故障的发生被确定)，控制单元103设置并记录新的参考水平以及新的阈值以作为中继区段n中后续的故障检测的参考。以下将描述其过程。

图3是示出了监督设备100的中继区段中的故障检测的示例的图。发送器101向海底缆线300重复地发送光学脉冲。接收器102接收在每个中继器201到20m中环回的监督信号。控制单元103测量接收到的监督信号的接收水平，并且基于接收水平的测量结果来记录每个中继区段的光学水平。因此，控制单元103计算中继区段n的光学水平的时间改变。

图3中的[1]至[3]是由每个中继区段在监测开始后的不同时间的损失分布的示例。图3的[1]至[3]中的横轴是中继区段，并且纵轴是在关联的中继区段中的监督信号的光学水平。图3中的[4]至[6]是中继区段n的光学水平改变的示例。图3的[4]至[6]中的横轴是时间，并且纵轴是中继区段n的光学水平。发送器101以固定的时间间隔发送光学脉冲，并且从而控制单元103能够定期且自主地监测光学水平的改变。

图3中的[1]指示在监测开始之后没有故障已经发生时的光学水平。在图3的[1]中，监测开始时的每个中继区段的光学水平的初始值被标准化为参考水平REF1。在监测开始之后光学水平的改变与相对于初始值的损失改变有关。由于在图3的[1]中不存在故障已经发生的中继区段，中继区段的光学水平基本相等。

图3中的[4]指示在图3中[1]的情况下中继区段n的光学水平的时间改变。当中继区段n没有故障已经发生时，中继区段n的光学水平即使经过一段时间也是固定的。当光学水平变为等于或小于由第一阈值TH1指示的水平(REF1-TH1)时，监督设备100的控制单元103确定已经发生了故障。

图3中的[2]是在故障发生的时间T1的光学水平的示例。当在中继区段n中已经发生了故障A时，在中继器n-1和比中继器n-1更靠近监督设备100的中继器中环回的监督信号的接收器102处的接收水平不改变。另一方面，在中继器n和比中继器n更远离监督设备100的中继器中环回的监督信号的接收器102处的接收水平降低。因此，中继区段n的光学水平降低到REF1以下。中继区段n以外的光学水平不受中继区段n中的损失改变的影响。

图3中的[5]指示在时间T1之前和之后中继区段n的光学水平的时间改变的示例。图3中的[5]指示在故障A发生的时间T1处中继区段n的光学水平改变了第一阈值TH1或更多并且在光学水平降低之后保持在基本固定的值的示例。

图3中的[3]和[6]是示出了在中继区段n中故障A发生之后重新设置参考水平和阈值的图。控制单元103将由于故障A的发生而已经降低的中继区段n的光学水平设置并记录为第二参考水平REF2。此外，控制单元103设置并记录与第二参考水平REF2相关联的第二阈值TH2。控制单元103可以自主地进行参考水平和阈值的这样的重新设置。注意的是，中继区段n+1和比中继区段n+1更远离监督设备100的中继区段的光学水平不改变，并且因此，参考水平和阈值分别保持为REF1和TH1。

第一参考水平REF1可以是紧接在海底缆线系统1运行的开始之后的归一化光学水平。第二参考水平REF2可以是紧接在故障A的发生之后的中继段n的光学水平。第一和第二参考水平可以从在与操作开始或故障发生相关联的光学水平的瞬态改变收敛之后计算的光学水平来被确定。这样的改变的收敛通常需要大约几分钟的时间。对于参考水平，多次计算的光学水平的平均值或中位值可以被使用。第一阈值TH1和第二阈值TH2可以彼此相同，也可以彼此不同。例如，通过设置TH1>TH2，对于中继区段n中第二次和后续故障的检测灵敏度能够被提高。

即使在检测到故障并重新设置参考水平和阈值之后，监督设备100也能够通过重复地发送监督信号来继续监测所有的中继区段。此外，通过根据故障的发生重新设置参考水平并记录故障的内容和重新设置的内容，监督设备100能够知道在中继区段n中先前已经发生了故障并且参考水平已经从REF1变为REF2。然后，监督设备100能够检测在故障A的发生之后当中继区段n的光学水平超过由REF2和TH2定义的范围时，已经发生了新的故障B。

图4是示出了中继区段n的光学水平的时间改变的示例的图。使用图4，将对在中继区段n发生多次故障时的第二至第四参考水平REF2至REF4和与其相关联的阈值TH2至TH4的设置进行描述。

当在时间T1处光学水平变为等于或小于由第一参考水平REF1和第一阈值TH1定义的光学水平时，控制单元103确定在中继区段n中已经发生了故障A。控制单元103根据故障A发生后的光学水平以及第二阈值TH2来设置并记录第二参考水平REF2。这同样适用于在其后分别在时间T2和时间T3发生故障B和故障C的情况。换句话说，当故障B发生时，控制单元103根据故障B发生后的光学水平以及第三阈值TH3来设置并记录第三参考水平REF3。在故障B发生后故障C发生时，控制单元103根据故障C发生后的光学水平以及与其相关联的第四阈值TH4来设置并记录第四参考水平REF4。此后，控制单元103在每时发生故障时以类似的方式设置并记录参考水平和阈值。由此，监督设备100能够记录过去的故障，并且能够为以后可能发生的故障的检测做准备。

图5是示出了中继区段n的故障检测的图。图6是示出检测故障的过程的示例的流程图。参照图4至图6，将对中继区段n中的故障的检测和记录进行描述。在初始时间T0，第一参考水平REF1和第一阈值TH1被设置(图6中的步骤S01)。此后，控制单元103重复光学水平L的测量(步骤S02和S03)。在来自所有中继器的某个监督信号的光学反馈被接收器102接收到之后，发送器101可以向海底缆线300发送下一个监督信号。

图6中的步骤S03至S06与图4和图5中的T＝T1的状态有关。当某个中继区段的光学水平在时间T1处从第一参考水平REF1降低了第一阈值TH1或更多时(图6中的S03：是)，控制单元103确定已经发生了故障A，并将故障A的发生记录为确定结果(步骤S04)。确定结果可以包括故障A的故障模式和故障量。故障模式是例如故障的状态(降低的光学水平等)，并且故障量是例如故障的程度。然后，控制单元103设置第二参考水平REF2和第二阈值TH2(步骤S05)。故障量可以包括检测到故障A时的REF1、TH1和光学水平的降低量。第二参考水平REF2和第二阈值TH2可以根据在故障A发生时的光学水平来被设置。当故障A发生后的光学水平被设置为REF2时，由于故障A导致的光学水平降低量是REF1-REF2。此后，控制单元103重复光学水平L的测量(步骤S06和S07)。

图6中的步骤S07至S10与图4和图5中的T＝T2的状态有关。当某个中继区段的光学水平在时间T2处从第二参考水平REF2降低了第二阈值TH2或更多时(步骤S07：是)，控制单元103确定已经发生了故障B，并且将故障B的发生记录为确定结果(步骤S08)。由此，与过去的故障A和新的故障B有关的信息与故障模式及其故障量一起被记录为确定结果。此外，控制单元103设置第三参考水平REF3和第三阈值TH3(步骤S09)。故障B的故障量可以包括检测到故障B时的REF2、TH2和光学水平的降低量。第三参考水平REF3和第三阈值TH3可以根据故障B发生时的光学水平来被设置。当故障B发生后的光学水平被设置为REF3时，由于故障B导致的光学水平的降低量是REF2-REF3。此后，控制单元103重复光学水平L的测量(步骤S10和S11)。

图6中的步骤S11到S14与图4和图5中的T＝T3的状态有关。当某个中继区段的光学水平在时间T3处从第三参考水平REF3降低了第三阈值TH3或更多时(步骤S11：是)，控制单元103确定已经发生了故障C，并且将故障C的发生记录为确定结果(步骤S12)。由此，除了过去故障A和故障B的信息之外，新的故障C的信息与故障模式及其故障量一起也被记录为确定结果。然后，第四参考水平REF4和第四阈值TH4被设置(步骤S13)。第四参考水平REF4和第四阈值TH4可以根据故障C发生时的光学水平来被设置。此后，控制单元103重复光学水平L的测量(步骤S14)。之后控制单元103能够以类似的方式继续检测故障。包括上述功能的监督设备100能够被称为故障检测设备。

(第一示例实施例的变型例)

第一示例性实施例的有利效果也通过如下变型例展示。

(1)控制单元103可以为特定的中继区段设置与另一个中继区段不同的故障检测参考。例如，当由于海底缆线300和中继器200的环境条件的改变导致中继区段中的损失改变时，中继区段的参考水平和阈值可以在构建之后被修正，以防止用于检测故障的条件改变。可替选地，中继区段可以不被监测。

(2)控制单元103可以基于多次光学水平的测量结果的平均值、中位值等来确定故障的发生。

(3)当中继区段n的光学水平从初始值增加了预定阈值或更多时，控制单元103可以确定在中继区段n中已经发生了故障。

(4)故障的确定可以基于多个中继区段的光学水平的改变来被进行。例如，控制单元103可以在所有连续的中继区段n-1、中继区段n和中继区段n+1中检测到故障时确定在中继区段n中已经发生了故障，并且在中继区段n中的光学水平最大程度地降低。可替选地，在这样的情况下，控制单元103可以确定在所有中继区段中都已经发生了故障，并且可以确定中继区段n中的故障是最重要的并且记录包括该确定的确定结果。

(5)控制单元103可以重新设置仅已经被检测到故障的中继区段的参考水平和阈值。可替选地，控制单元103可以利用故障的检测作为触发来重新设置除了已经被检测到故障的中继区段之外的中继区段的参考水平和阈值。

(6)控制单元103可以将图3的[1]至[6]所示的光学水平的位置改变和时间改变的每个模式与故障相关联地记录。然后，当在运行中的海底缆线系统中出现与记录的模式相似的模式时，控制单元103可以估计已经发生了与具有该模式的过去故障相似的故障。

如上所述，根据第一示例实施例的海底缆线系统1和监督设备100使能够检测在光学信号被传输的区段中发生的多个故障中的每个故障。原因是在故障发生之后新设置了作为用于检测后续发生的故障的参考的接收水平和阈值。

(第二示例实施例)

图7是示出了根据本发明第二示例实施例的监督设备500的配置示例的图。监督设备500具有与根据第一示例实施例的监督设备100类似的功能和配置。换句话说，监督设备500包括发送器101、接收器102和控制单元103。发送器101用作用于发送监督信号的发送装置。接收器102用作用于接收光学信号的接收装置。控制单元103用作用于进行监督设备500的内部控制和设置的控制装置。发送器101发送的光学信号能够被称为第一光学信号。接收器102接收的光学信号能够被称为第二光学信号。

图8是示出了监督设备500的操作示例的流程图。发送器101将第一光学信号发送到光学传输路径(图8的步骤S51)。接收器102响应于第一光学信号的发送而从光学传输路径接收第二光学信号。控制单元103测量接收到的第二光学信号的接收水平(步骤S52)。此外，控制单元103指定根据第一光学信号的第二光学信号已经被生成的区段(步骤S53)。控制单元103可以基于第一光学信号的发送时间和第二光学信号的接收时间来指定第二光学信号已经被生成的区段。控制单元103基于接收水平来计算与指定区段中的损失相关联的光学水平L(步骤S54)，并且将测量的接收水平和指定区段与是第二光学信号的接收时间的第一时间相关联地记录。

当在第一时间T1处光学水平已经从第一参考水平REF1改变了第一阈值TH1或更多时(步骤S55：是)，控制单元103确定在区段中已经发生了故障A(步骤S56)，并且记录故障A。在记录故障A之后，控制单元103设置第二参考水平和第二阈值(步骤S57)。

步骤S58至S60中的过程类似于步骤S52至S54。控制单元103测量第二光学信号的接收水平(步骤S58)，并且指定第二光学信号已经被生成的区段(步骤S59)。控制单元103基于接收水平来计算与指定区段中的损失相关联的光学水平L(步骤S60)，并且将测量的接收水平和指定区段与作为第二光学信号的接收时间的第一时间相关联地记录。

当光学水平已经从第二参考水平改变了第二阈值或更多时(步骤S61：是)，控制单元103确定在区段中已经发生了故障B。此后，参考水平和阈值的重新设置以及故障的检测可以以类似于步骤S57的方式来被进行。

包括这样的功能的监督设备500能够被称为故障检测设备。监督设备500能够将在光学信号被传输的区段中发生的多个故障中的每个故障检测为不同故障(故障A和故障B)。原因是在故障A发生之后，新设置了作为用于检测后续发生的故障B的参考的接收水平和阈值。

本发明的示例实施例能够被描述为但不限于以下补充说明。

(补充说明1)

故障检测设备，包括：

发送装置，用于将第一光学信号发送到光学传输路径；

接收装置，用于响应于第一光学信号的发送而从光学传输路径接收第二光学信号，并且测量第二光学信号的接收水平；以及

控制装置，用于指定根据第一光学信号的第二光学信号已经被生成的区段，基于接收水平来计算与区段中的损失相关联的光学水平，当区段的光学水平已经从第一参考水平改变了第一阈值或更多时确定在区段中已经发生了第一故障，在第一故障发生后设置第二参考水平和第二阈值，并且当光学水平已经从第二参考水平改变了第二阈值或更多时确定在区段中已经发生了第二故障。

(补充说明2)

根据补充说明1所述的故障检测设备，其中，

发送装置重复发送光学脉冲作为第一光学信号，以及

接收装置测量与每个光学脉冲相关联的接收水平。

(补充说明3)

根据补充说明1或2所述的故障检测设备，其中，

光学传输路径是海底缆线，多个光学中继器通过海底缆线被级联连接，

第二光学信号是在多个光学中继器中的每个光学中继器中环回的第一光学信号，并且

控制装置基于第一光学信号的发送时间、第二光学信号的接收时间以及到多个中继器中的每个中继器的距离来指定区段。

(补充说明4)

根据补充说明3所述的故障检测设备，其中，

区段包括在其中第二光学信号被生成作为第一光学信号的环回信号的多个光学中继器中的一个光学中继器。

(补充说明5)

根据补充说明1至4中的任一个所述的故障检测设备，其中，

控制装置根据第一故障发生时的光学水平来设置第二参考水平和第二阈值。

(补充说明6)

根据补充说明1至5中的任一个所述的故障检测设备，其中，

控制装置基于多个区段的光学水平的改变来确定第一故障的发生和第二故障的发生中的至少一个。

(补充说明7)

根据补充说明1至6中的任一个所述的故障检测设备，其中，

控制装置利用第一故障和第二故障中的至少一个的发生作为触发，设置除了已经被检测到故障的区段之外的区段的参考水平和阈值。

(补充说明8)

根据补充说明1至7中的任一个所述的故障检测设备，其中，

控制装置记录与故障相关联的光学水平的改变，并且基于所记录的光学水平的改变来确定故障的发生。

(补充说明9)

海底缆线系统包括：

光学传输路径；以及

根据补充说明1至8中的任一个所述的故障检测设备，其中，

故障检测设备将第一光学信号发送到光学传输路径，并且从光学传输路径接收第二光学信号。

(补充说明10)

故障检测方法，包括：

将第一光学信号发送到光学传输路径；

响应于第一光学信号的发送，从光学传输路径接收第二光学信号；

测量第二光学信号的接收水平；

指定根据第一光学信号的第二光学信号已经被生成的区段；

基于接收水平来计算与区段中的损失相关联的光学水平；

当区段的光学水平已经从第一参考水平改变了第一阈值或更多时，确定在区段中已经发生了第一故障；

在第一故障发生后设置第二参考水平和第二阈值；以及

当光学水平已经从第二参考水平改变了第二阈值或更多时，确定在区段中已经发生了第二故障。

(补充说明11)

根据补充说明10所述的故障检测方法，进一步包括：

重复发送光学脉冲作为第一光学信号；以及

测量与每个光学脉冲相关联的接收水平。

(补充说明12)

根据补充说明10或11所述的故障检测方法，其中，

光学传输路径是海底缆线，多个光学中继器通过海底缆线被级联连接，以及

第二光学信号是在多个光学中继器中的每个光学中继器中环回的第一光学信号，

故障检测方法进一步包括：

基于第一光学信号的发送时间、第二光学信号的接收时间以及到多个中继器中的每个中继器的距离来指定区段。

(补充说明13)

根据补充说明12所述的故障检测方法，其中，

区段包括在其中第二光学信号被生成作为第一光学信号的环回信号的多个光学中继器中的一个光学中继器。

(补充说明14)

补充说明10至13中的任一个所述的故障检测方法，进一步包括：

根据第一故障发生时的光学水平来设置第二参考水平和第二阈值。

(补充说明15)

补充说明10至14中的任一个所述的故障检测方法，进一步包括：

基于多个区段的光学水平的改变来确定第一故障的发生和第二故障的发生中的至少一个。

(补充说明16)

补充说明10至15中的任一个所述的故障检测方法，进一步包括：

利用第一故障和第二故障中的至少一个的发生作为触发，设置除了已经被检测到故障的区段之外的区段的参考水平和阈值。

(补充说明17)

补充说明10至16中的任一个所述的故障检测方法，进一步包括：

记录与故障相关联的光学水平的改变，并且基于所记录的光学水平的改变来确定故障的发生。

尽管已经参考其示例性实施例特别地示出和描述了本发明，但是本发明不限于这些实施例。本领域的普通技术人员将理解的是，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其中的形式和细节进行各种改变。例如，每个示例实施例不仅能够被应用于海底缆线系统，还能够被应用于陆地光学传输系统。

此外，示例实施例中描述的配置不一定是相互排斥的。本发明的功能和效果可以通过组合上述示例实施例中的一些或全部的配置来实现。

每个示例实施例中描述的功能和过程可以通过由被包括在其定位设备中的中央处理单元(CPU)执行程序来被实现。节目被记录在固定的和非暂时性的(有形的和非暂时性的)记录介质上。作为记录介质，半导体存储器或固定磁盘设备被使用，但不限于此。CPU是例如被包括在控制单元103中的计算机，但是CPU可以被包括在监督设备100内的另一个地方。

本申请基于2020年2月19日提交的日本专利申请No.2020-025893并且要求其优先权，其全部内容通过引用被并入本文。

[参考符号列表]

1 海底缆线系统

200、201至20m 中继器

100 监督设备

101 发送器

102 接收器

103 控制单元

111、112 传输路径接口

121、122 光学传输设备

211、212 光学放大器

220 环回电路

221、222 光学耦合器

223 光学滤波器

300 海底缆线

500 监督设备

Claims (17)

1.一种故障检测设备，包括：

发送装置，所述发送装置用于将第一光学信号发送到光学传输路径；

接收装置，所述接收装置用于响应于所述第一光学信号的发送而从所述光学传输路径接收第二光学信号，并且测量所述第二光学信号的接收水平；以及

控制装置，所述控制装置用于指定根据所述第一光学信号的所述第二光学信号已经被生成的区段，基于所述接收水平来计算与所述区段中的损失相关联的光学水平，当所述区段的所述光学水平已经从第一参考水平改变了第一阈值或更多时确定在所述区段中已经发生了第一故障，在所述第一故障发生后设置第二参考水平和第二阈值，并且当所述光学水平已经从所述第二参考水平改变了所述第二阈值或更多时确定在所述区段中已经发生了第二故障。

2.根据权利要求1所述的故障检测设备，其中，

所述发送装置重复地发送光学脉冲作为所述第一光学信号，以及

所述接收装置测量与所述光学脉冲中的每个光学脉冲相关联的所述接收水平。

3.根据权利要求1或2所述的故障检测设备，其中，

所述光学传输路径是海底缆线，多个光学中继器通过所述海底缆线被级联连接，

所述第二光学信号是在所述多个光学中继器中的每个光学中继器中环回的所述第一光学信号，以及

所述控制装置基于所述第一光学信号的发送时间、所述第二光学信号的接收时间以及到所述多个中继器中的每个中继器的距离来指定所述区段。

4.根据权利要求3所述的故障检测设备，其中，

所述区段包括在其中所述第二光学信号被生成作为所述第一光学信号的环回信号的所述多个光学中继器中的一个光学中继器。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的故障检测设备，其中，

所述控制装置根据所述第一故障发生时的所述光学水平来设置所述第二参考水平和所述第二阈值。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的故障检测设备，其中，

所述控制装置基于多个所述区段的所述光学水平的改变，来确定所述第一故障的发生和所述第二故障的发生中的至少一个。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的故障检测设备，其中，

所述控制装置利用所述第一故障和所述第二故障中的至少一个的发生作为触发，来设置除了已经被检测到故障的所述区段之外的区段的参考水平和阈值。

8.根据权利要求1至7的任一项所述的故障检测设备，其中，

所述控制装置记录与故障相关联的所述光学水平的改变，并且基于记录的所述光学水平的所述改变来确定故障的发生。

9.一种海底缆线系统，包括：

光学传输路径；以及

根据权利要求1至8中的任一项所述的故障检测设备，其中，

所述故障检测设备将所述第一光学信号发送到所述光学传输路径，并且从所述光学传输路径接收所述第二光学信号。

10.一种故障检测方法，包括：

将第一光学信号发送到光学传输路径；

响应于所述第一光学信号的发送，从所述光学传输路径接收第二光学信号；

测量所述第二光学信号的接收水平；

指定根据所述第一光学信号的所述第二光学信号已经被生成的区段；

基于所述接收水平来计算与所述区段中的损失相关联的光学水平；

当所述区段的所述光学水平已经从第一参考水平改变了第一阈值或更多时，确定在所述区段中已经发生了第一故障；

在所述第一故障发生后设置第二参考水平和第二阈值；以及

当所述光学水平已从所述第二参考水平改变了所述第二阈值或更多时，确定在所述区段中已经发生了第二故障。

11.根据权利要求10所述的故障检测方法，进一步包括：

重复地发送光学脉冲作为所述第一光学信号；以及

测量与所述光学脉冲中的每个光学脉冲相关联的所述接收水平。

12.根据权利要求10或11所述的故障检测方法，其中，

所述光学传输路径是海底缆线，多个光学中继器通过所述海底缆线被级联连接，以及

所述第二光学信号是在所述多个光学中继器中的每个光学中继器中环回的所述第一光学信号，

所述故障检测方法进一步包括：

基于所述第一光学信号的发送时间、所述第二光学信号的接收时间以及到所述多个中继器中的每个中继器的距离来指定所述区段。

13.根据权利要求12所述的故障检测方法，其中，

所述区段包括在其中所述第二光学信号被生成作为所述第一光学信号的环回信号的所述多个光学中继器中的一个光学中继器。

14.根据权利要求10至13中的任一项所述的故障检测方法，进一步包括：

根据所述第一故障发生时的所述光学水平来设置所述第二参考水平和所述第二阈值。

15.根据权利要求10至14中的任一项所述的故障检测方法，进一步包括：

基于多个所述区段的所述光学水平的改变，来确定所述第一故障的发生和所述第二故障的发生中的至少一个。

16.根据权利要求10至15中的任一项所述的故障检测方法，进一步包括：

利用所述第一故障和所述第二故障中的至少一个的发生作为触发，来设置除了已经被检测到故障的所述区段之外的区段的参考水平和阈值。

17.根据权利要求10至16中的任一项所述的故障检测方法，进一步包括：

记录与故障相关联的所述光学水平的改变，并且基于记录的所述光学水平的所述改变来确定故障的发生。

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