CN1376908A - 光纤线路故障检测装置 - Google Patents
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Abstract
光纤线路故障检测装置,涉及光通信传输领域;包括ASE滤波器、光电探测器和幅度比较器,EDFA放大器的输出包括光信号和ASE噪声,经ASE滤波器后滤出的ASE噪声送给光电探测器进行光电变换,再到幅度比较器进行幅度比较,从而实现故障检测,而经ASE滤波器后滤出的光信号则被继续送至后级设备;本发明可以克服现有技术检测故障时间过长的问题,实现线路故障检测及倒换时间小于10mS。
Description
本发明涉及光通信传输领域，具体涉及光纤线路故障检测。
目前，光纤线路故障检测一般是采用监测光信号功率的方法，即检测到信号光功率小于某阈值则认为发生了光纤断裂或器件损坏等的光纤线路故障。但在有掺铒光纤放大器(EDFA)的光纤传输线路上，如果光纤在某处发生断裂，各EDFA将逐级关断，这样在终端检测到的光功率是逐渐下降的。经过实验证明，若在终端仍以检测光功率小于特定阈值判定发生线路故障，则线路故障发生时刻到终端检测到该故障约需100ms的时间，无法满足电信系统中故障检测及保护倒换时间小于50ms的要求。
本发明的目的是针对有EDFA的光纤传输线路提出一种新的检测装置，以克服现有技术中检测时间过长的缺点，达到了标准所要求的故障检测及保护倒换小于50ms的规定。
本发明所公开的装置包括依次相连接的ASE滤波器、光电探测器和幅度比较器，所述ASE滤波器接收来自EDFA放大器的含有光信号和ASE噪声的输出信号，经ASE滤波器滤波后滤出的ASE噪声送给所述光电探测器进行光电变换，再输入到所述幅度比较器进行比较判决，输出故障显示；从而实现故障检测，而经所述ASE滤波器滤波后输出的光信号则被继续送至后级设备。
本发明所述装置，利用含有EDFA的光纤传输线路上发生故障时ASE噪声瞬间增大的特点，检测光传输系统中是否发生了线路故障，克服现有技术检测故障时间过长的的缺点，本发明为具有EDFA的光传输系统中的线路故障检测和判决提供了一种新的解决方案，实现线路故障检测及倒换时间小于10mS，远远超出ITU-T有关标准的要求，从而实现了DWDM系统的快速保护倒换(50mS内)。
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述：
图1是线路故障时检测ASE噪声得到的波形；
图2是本发明故障检测装置的原理框图；
图3是利用本发明故障检测装置实现线路1+1保护的系统框图；
图4是图3中光保护单元实现故障检测和保护的框图。
本发明利用密集波分复用(DWDM)系统中EDFA瞬态特性实现的。当系统正常工作时，EDFA中已被泵浦到亚稳态的铒离子主要以受激辐射形式为主，泵浦能量绝大部分被转化为信号能量实现信号放大，其余部分能量转化为自发辐射噪声(ASE)，该部分能量很小。但当线路发生故障时(例如在某处光纤发生断裂)，由于信号光突然消失而泵浦并未立即关死，被泵浦到亚稳态的铒离子将全部以自发辐射的形式发射，泵浦能量在瞬间被全部转化为ASE噪声，使ASE噪声瞬间增大，而后才会随着EDFA关泵而逐渐减小为零，本发明利用上述原理，通过对ASE噪声进行检测实现线路故障的快速判定。
图1是在含有EDFA的DWDM系统中，线路始端发生断裂故障时线路终端检测ASE噪声得到的波形。横坐标为时间，单位为mS；纵坐标为ASE噪声光功率，单位为dBm，SASE表示ASE噪声功率；LOS是在线路终端通过接收机检测到的信号丢失信号，Sf指失效指示信号。
经试验证明：发生故障延时约2ms后，ASE噪声将在1.6ms之内上升约13dBm，然后再缓慢下降，最终降到无光；而故障发生后延时约4ms在终端接收机才出现信号丢失信号(LOS)，ASE的瞬态上升比LOS出现提前2ms，可见用检测ASE的瞬态上升作为判据将大大缩短故障检测时间。
本发明所公开装置的原理框图如图2所示。
EDFA放大器的输出包括光信号和ASE噪声，将其输入至本发明所述装置，经ASE滤波器后，滤出的ASE噪声送给光电探测器进行光电变换，再输入到幅度比较器进行幅度比较，从而实现故障检测，而经ASE滤波器后滤出的光信号则被继续送至后级设备。
本发明所述装置中，所述ASE滤波器可以选用中心波长在EDFA增益谱内、但通带内不包含DWDM信号波长的窄带滤波器。
对于不同的EDFA和不同的光传输系统，ASE噪声判决阈值是不同的，因此通过调整判决阈值，可以使该线路故障检测装置适应不同工作场合。
图3是本发明所述的故障检测装置的一个应用实施例，即用来实现线路1+1保护的系统框图。各信道光由光转发单元OUT送至合波器OMU，合成主光通道，在系统发端由1∶2耦合器分成两路，分别送给工作线路和保护线路。两路分别敷设于不同路径，经由数个EDFA(包括光功率放大器OBA，光线路放大器OLA，光前置放大器OPA等)传至收端。在收端由光保护单元OP采用本发明的故障检测装置，对ASE噪声进行实时监测和判决，并根据判决结果控制光开关切换至无故障线路，最终由分波器ODU分出各信道光，送给各接收机RX，即实现了线路1+1保护。
图4是其中光保护单元OP采用本发明装置实现故障检测和保护的具体框图。其中两路具有相同的结构，以工作中的一路为例，ASE滤波器将线路光分为ASE噪声信号和主光信号两束，主光信号送给光开关，ASE噪声信号由光电探测器变换为电信号，再由幅度比较器来判断是否发生线路故障，切换控制单元根据幅度比较器的判决情况来控制光开关的切换，以选出无故障的线路。
Claims (2)
1、光纤线路故障检测装置，其特征在于：包括依次连接的ASE滤波器、光电探测器和幅度比较器；所述ASE滤波器接收来自EDFA放大器的含有光信号和ASE噪声的输出信号，经所述ASE滤波器滤波后，滤出的ASE噪声送给所述光电探测器进行光电变换，再通过所述幅度比较器进行比较判决，输出故障显示；而经所述ASE滤波器滤波后输出的光信号则被送至后级设备。
2、如权利要求1所述的光纤线路故障检测装置，其特征在于：所述ASE滤波器可以选用中心波长在EDFA增益谱内、但通带内不包含DWDM信号波长的窄带滤波器。
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