DE10255165B4

DE10255165B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Auskoppeln von Monitorsignalen aus einer Nachrichtenübertragungsstrecke sowie Nachrichtenübertragungsstrecke

Info

Publication number: DE10255165B4
Application number: DE2002155165
Authority: DE
Inventors: Herbert Dipl.-Phys. Walter
Original assignee: Deutsche Telekom AG
Current assignee: Deutsche Telekom AG
Priority date: 2002-11-27
Filing date: 2002-11-27
Publication date: 2008-04-24
Anticipated expiration: 2022-11-28
Also published as: DE10255165A1

Abstract

Verfahren zum Auskoppeln von Monitorsignalen aus einer Nachrichtenübertragungsstrecke (1), welche zumindest ein sättigbares Element (3, 5, 9, 10, 31, 52, 93, 94) aufweist, welches durch die Signalleistung der Übertragungssignale in Sättigung betrieben wird, wobei die Monitorsignale vor dem sättigbaren Element (3, 5, 9, 31, 52, 93, 94) so ausgekoppelt werden, daß die durch die Auskopplung verminderte Signalleistung (P5_in) der Übertragungssignale größer als die Sättigungsleistung (P_s) des sättigbaren Elements (3, 5, 9, 10, 31, 52, 93, 94) bleibt, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Einrichtung zum Regeln der ausgekoppelten Signalleistung der Monitorsignale die Signalleistung der Monitorsignale an die Differenz von Sättigungsleistung (P_s) und ungedämpfter Signalleistung (P6_in) der Übertragungssignale angepaßt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Auskoppeln von Signalen aus Nachrichtenübertragungsstrecken sowie eine Nachrichtenübertragungsstrecke. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum dämpfungsfreien Auskoppeln von Monitorsignalen aus Nachrichtenübertragungsstrecken sowie eine entsprechende Nachrichtenübertragungsstrecke.
Für Netzbetreiber besteht oftmals die Notwendigkeit, den Datenstrom durch Nachrichtennetze zu überwachen. Zur Überwachung von optischen, in Glasfasern geführten Nachrichtensignalen werden dazu unter anderem vor dem Empfänger 2 × 2 Richtkoppler eingesetzt, welche das Signal in zwei Ausgangssignale mit ungleicher Stärke, beziehungsweise ungleichem Pegel aufteilen. Das schwächere dieser beiden Ausgangssignale des Richtkopplers mit typischerweise wenigen Prozent des Eingangspegels wird zu einer Monitoreinrichtung geführt und dort zu einem Meß- oder Vergleichswert verarbeitet. Ein solcher Leistungsteiler muß jedoch dauerhaft in eine Signalstrecke integriert werden. Dementsprechend ist der Einbau eines solchen Richtkopplers vollkommen invasiv, was bedeutet, daß die Signalstrecke während des Einbaus vollständig unterbrochen werden muß. Richtkoppler werden daher meist dauerhaft in die Faserstrecke eingespleißt.
Aus betrieblichen Gründen kann auch eine zusätzliche, zumeist zeitlich begrenzte Signalentnahme und Überwachung durch den Netzbetreiber notwendig werden. Solche vorübergehenden Zugriffe auf die durchgeleiteten Signale können zum Beispiel im Rahmen von Montagearbeiten und den damit verbundenen Kontroll- und/oder Übertragungsgütemessungen erforderlich werden. Für solche zeitweiligen Signalabgriffe werden beispielsweise Biegekoppler verwendet.
Koppler werden beispielsweise auch in dem aus WO 00/69099 A1 bekannten Breitband-Verstärker verwendet, der einen von der Eingangsleistung unabhängigen Betrieb ermöglichen soll. Die Signalabtastung dient dabei einer aktiven Kontrolle der Verstärkung, wobei hintereinandergeschaltet ein erster und zweiter optischer Subverstärker vorgesehen sind, die jeweils eine einstellbare Verstärkung aufweisen, die durch eine Kontrollschaltung gesteuert wird.
Die Signalentnahme aus einer Faser schwächt jedoch das Nutzsignal. Die an anderen Stellen des Signalweges entstehenden Rauschbeiträge bleiben davon jedoch im wesentlichen unberührt, also gleich. Damit verbunden wird der Signal/Rauschabstand von analogen Signalen und somit deren Signalqualität verschlechtert. Bei digitalen Signalen wird entsprechend die Bitfehlerrate erhöht. Darüber hinaus kann die so induzierte Dämpfung bei genügender Stärke beim Empfänger einen Alarm auslösen, wenn der Signalpegel unter einen bestimmten Schwell- bzw. Grenzwert sinkt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine dämpfungsfreie Auskopplung von Überwachungssignalen bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1, eine Vorrichtung gemäß Anspruch 10, sowie eine Nachrichtenübertragungsstrecke gemäß Anspruch 18 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
Bei einem Verfahren zur Auskopplung von Monitorsignalen aus einer Nachrichten- oder Signalübertragungsstrecke, welche zumindest ein sättigbares Element aufweist, welches in Sättigung betrieben wird, ist vorgesehen, daß die Monitorsignale vor dem sättigbaren Element so abgegriffen oder ausgekoppelt werden, daß die durch die Auskopplung verminderte Signalleistung der Übertragungssignale immer noch größer als die Sättigungsleistung des sättigbaren Elements bleibt, wobei durch eine Einrichtung zum Regeln der ausgekoppelten Signalleistung der Monitorsignale die Signalleistung der Monitorsignale an die Differenz von Sättigungsleistung und ungedämpfter Signalleistung der Übertragungssignale angepaßt wird. Die Anordnung vor dem sättigbaren Element bezieht sich dabei jeweils auf die Signalausbreitungsrichtung in der Nachrichtenübertragungsstrecke.
Eine Vorrichtung zur Auskopplung von Monitorsignalen aus einer Nachrichtenübertragungsstrecke umfaßt

– zumindest ein sättigbares Element mit einer vorbestimmten Sättigungsleistung, sowie
– eine Kopplungseinrichtung zum Auskoppeln der Monitorsignale vor dem sättigbaren Element, wobei die Kopplungseinrichtung zum Auskoppeln der Monitorsignale so ausgebildet ist, daß die ausgekoppelte Signalleistung so gering ist, daß die im regulären Übertragungsweg verbleibende, durch den Abgriff, beziehungsweise die Auskopplung verminderte Signalleistung der Übertragungssignale größer als die Sättigungsleistung des sättigbaren Elements ist, und wobei die Vorrichtung eine Einrichtung zum Regeln der ausgekoppelten Signalleistung der Monitorsignale umfaßt, mittels welcher die Signalleistung der Monitorsignale an die Differenz von Sättigungsleistung und ungedämpfter Signalleistung der Übertragungssignale angepaßt wird.

Es liegt außerdem im Rahmen der Erfindung, eine Nachrichtenübertragungsstrecke anzugeben, bei welcher eine dämpfungsfreie Auskopplung von Überwachungssignalen möglich ist. Eine derartige Nachrichtenübertragungsstrecke umfaßt dazu neben einer geeignete Sende- und Empfangseinrichtung zumindest eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Auskopplung von Monitorsignalen.
Die Erfindung ermöglicht die dämpfungsfreie Auskopplung von Monitorsignalen durch den Netzbetreiber. Dies wird dadurch ermöglicht, daß die Signalleistung nur so weit durch das Auskoppeln, beziehungsweise den Abgriff der Monitorsignale vermindert wird, dass das sättigbare Element auch mit den gedämpften Signalen in Sättigung arbeitet. Im Sättigungsbereich ist die Ausgangsleistung des sättigbaren Elements unabhängig von der Eingangsleistung. Somit wirkt sich die Auskopplung der Monitorsignale nicht negativ auf die Signalstärke aus. Im Falle von mißbräuchlicher Signalentnahme auf diese Weise ist diese allerdings auf der anderen Seite durch Pegelmessungen am Empfänger nicht nachweisbar.
Als Sättigung ist in diesem Zusammenhang der Bereich ab einem Schwellwert P_s zu verstehen, ab welchem steigende Eingangsleistungen oder Eingangsintensitäten nicht mehr zu einer Steigerung der Ausgangsleistung oder Ausgangsintensität führen. Der Schwellwert P_s definiert dabei die Sättigungsleistung oder Sättigungsintensität, also den minimalen Wert, ab welchem eine Erhöhung der Eingangssignalleistung oder Eingangssignalintensität nicht mehr zu einer Erhöhung der Ausgangssignalleistung oder Ausgangssignalintensität führt. Dementsprechend ist in diesem Sinne unter einem sättigbaren Element jedes Element zu verstehen, welches eine derartige Sättigungscharakteristik aufweist. Dies gilt insbesondere für ein Verstärkerelement. Es gibt aber auch eine Reihe anderer elektronischer optischer oder optoelektronischer Elemente, welche eine Sättigungscharakteristik aufweisen, ohne Signale zu verstärken, wie beispielsweise Dioden. Zur Definition des Begriffs der Sättigung wird außerdem auf

[1] Van Nostrand's Scientific Encyclopedia. D. M. Considine (Ed). Eighth Edition, Van Nostrand Reinhold. 1995,
[2] Fachlexikon ABC Physik. Zweite Auflage, 1989. Verlag Harri Deutsch, Frankfurt/Main, und
[3] H. Franke (Hrg.). Lexikon der Physik. Dritte Auflage. 1969. Franckh'sche Verlagsanstalt Stuttgart verwiesen.

Besonders bevorzugt wird das Verfahren auf die optische Signalübermittlung angewendet, wobei entsprechend optische Signale abgegriffen werden. Jedoch ist es ebenso möglich, das Verfahren bei anderen Typen von Nachrichtenübertragungs-strecken, wie beispielsweise elektrischen Übertragungsstrecken anzuwenden. Das Verfahren ist im wesentlichen unabhängig von der Frequenz oder Bandbreite analoger Signale oder der Bitrate digitaler Signale anwendbar.
Insbesondere ist es auch von Vorteil, wenn die Signale vor einem rein optischen Verstärkerelement mit jeweils optischen Ein- und Ausgangssignalen, wie etwa insbesondere einem EDFA ("Erbium Doped Fiber Amplifier") abgegriffen werden, so daß bei optischen Übertragungsstrecken keine Signalwandlung mehr zu erfolgen braucht. Ebenso ist aber auch die Auskopplung vor einem elektrischen Verstärkerelement, wie beispielsweise einer geeigneten Transistorschaltung möglich. Diese finden sich unter anderem in elektrischen Übertragungsstrecken, aber auch beispielsweise noch verbreitet in Repeatern oder Zwischenverstärkern optischer Übertragungsstrecken. Insbesondere bei optischen Übertragungsstrecken kann ein Verstärkerelement, vor dem die Signale abgegriffen werden, auch einen optoelektrischen und/oder einen elektro-optischen Wandler, wie etwa eine Laserdiode umfassen. Selbst bei rein optischen Übertragungsstrecken wird zumindest an den Endpunkten der Leitung unter Einsatz solcher Wandler eine Wandlung optischer Signale in elektrische Signale und umgekehrt vorgenommen.
Vorteilhaft ist es für den Signalabgriff außerdem, wenn dieser am sättigbaren Element, wie insbesondere an einem Verstärkerelement an dessen Eingangsseite am Eingang oder unmittelbar davor erfolgt. Damit wird vermieden, daß auf die durch den Abgriff abgeschwächten Übertragungssignale weiteres, in seiner Leistung beim Abgriff nicht bestimmbares Rauschen addiert wird, welches sich bei hinreichender Stärke auf die Signalqualität auswirken kann, sowie, daß eine zusätzliche Dämpfung im Abschnitt der Übertragungsstrecke zwischen der Auskopplungsstelle und dem Eingang des Verstärkers auftritt.
Unter Umständen kann es jedoch erforderlich sein, daß der Abgriff nicht direkt am Eingang des sättigbaren Elements erfolgen kann, etwa dann, wenn ein Zugriff auf das sättigbare Element nicht oder nicht ohne weiteres möglich ist. Jedenfalls ist es aber günstig, wenn der Abgriff so nahe wie möglich am Verstärkerelement erfolgt. Als vorteilhaft erweist es sich dabei, wenn der Abgriff im letzten Viertel des dem Verstärkerelement vorgeschalteten Abschnitts der Übertragungsstrecke, bevorzugt innerhalb des letzten zehnten Teils und besonders bevorzugt innerhalb des letzten hundertsten Teils des Abschnitts der Übertragungsstrecke erfolgt. Als dem sättigbaren Element vorgeschalteter Abschnitt der Übertragungsstrecke wird dabei der eingangsseitige Teil der Übertragungsstrecke zwischen dem Verstärkerelement und einem vorgeschalteten Wandler oder vorgeschalteten weiteren sättigbaren Element, wie insbesondere einem vorgeschalteten Verstärkerelement verstanden.
Um es zu vermeiden, daß die durch die Auskopplung, beziehungsweise den Abgriff gedämpfte oder verminderte Signalleistung der Übertragungssignale unter die Sättigungsleistung absinkt, kann es günstig sein, wenn die Signalleistung der ausgekoppelten Monitorsignale an die Differenz von Sättigungsleistung und ungedämpfter Eingangsleistung der Übertragungssignale angepaßt wird. Ist diese Differenz groß, dann kann ohne merkliche wesentliche Beeinträchtigung ein größerer Anteil der Signalleistung abgegriffen werden, als wenn die Differenz zwischen Sättigungsleistung und der nicht durch den Abgriff gedämpften Eingangsleistung gering ist. Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Abgriff von Monitorsignalen geschieht dies entsprechend durch eine Einrichtung zum Regeln der abgegriffenen Monitorleistung.
Vorteilhaft ist es ferner, wenn die Abschwächung der Leistung der Übertragungssignale überwacht wird. Dies kann beispielsweise mittels einer entsprechenden Einrichtung zur Messung der Leistung der Übertragungssignale erfolgen. Besonders einfach kann dies auch indirekt dadurch geschehen, daß die Leistung der Monitorsignale gemessen wird. Dazu kann die Einrichtung zur Messung der Leistung der Übertragungssignale eine Einrichtung zur Messung der Leistung der Monitorsignale umfassen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann die Abschwächung der Leistung der Übertragungssignale auch anhand der Abschwächung der Leistung eines Kontrollsignals zur Pegelkontrolle überwacht werden. Dazu kann die erfindungsgemäße Nachrichtenübertragungsstrecke mit Vorteil eine Einrichtung zur Einspeisung eines entsprechenden Kontrollsignals umfassen. Die Leistungsabschwächung der Übertragungssignale kann dann aus den Monitorsignalen, beziehungsweise aus dem in den ausgekoppelten Monitorsignalen enthaltenen Anteil des Kontrollsignals bestimmt werden. Bevorzugt wird dabei ein Dauerstrichsignal einer bestimmten Wellenlänge oder eines Wellenlängenbereichs verwendet. Eine Möglichkeit in einem WDM-System („WDM” = „Wavelength Division Multiplexing") ist unter anderem, einen spektral selektierten oder separierten Wellenlängenbereich mit einem Gleichlicht-Signal für Prüfzwecke zu beaufschlagen. Die Wellenlänge oder der Wellenlängenbereich dieses Kontrollsignals kann dabei Bestandteil des WDM-Rahmens sein oder auch außerhalb des Wellenlängenbereichs des WDM-Rahmens liegen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand bevorzugter Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei verweisen gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche Teile.
Es zeigen:
1 die Ausgangsleistung eines sättigbaren Verstärkerelements als Funktion der Eingangsleistung,
2 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform der Erfindung, und
3 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit optischer Signalübertragung und elektro-optischem Zwischenverstärker.
In 1 ist die Ausgangsleistung eines sättigbaren Verstärkerelements als Beispiel eines sättigbaren Elements als Funktion der Eingangsleistung dargestellt. Die Kennlinie eines solchen Verstärkerelements zeigt für niedrige Eingangsleistungen typischerweise einen linearen Bereich. Hier ist für zwei Eingangsleistungen P1_in und P2_in die Differenz ΔP21_out der Ausgangsleistungen P1_out und P2_out im wesentlichen proportional zur Differenz der Eingangsleistungen, ΔP_in. Auf den linearen Bereich folgt bei höheren Leistungen ein Übergangsbereich. Hier wird für eine gleich große Differenz ΔP_in zweier Eingangsleistungen P3_in und P4_in die Differenz ΔP43_out der entsprechenden Ausgangsleistungen P3_out und P4_out für steigende Eingangsleistungen immer kleiner. Ab einer charakteristischen Sättigungsleistung P_s grenzt an den Übergangsbereich der Sättigungsbereich an, wobei der Übergang vom linearen Bereich über den Übergangsbereich in den Sättigungsbereich im allgemeinen stetig erfolgt.
Im Sättigungsbereich wird die Ausgangsleistung unabhängig von der Eingangsleistung. Insbesondere ergibt sich für zwei unterschiedlich hohe Eingangsleistungen P5_in und P6_in, die jeweils größer als die Sättigungsleistung P_s sind, eine gleich große Ausgangsleistung PS_out = P6_out. Erreicht ein Übertragungssignal mit einer Signalleistung P6_in die Kopplungseinrichtung zum Auskoppeln der Monitorsignale, so können erfindungsgemäß Monitorsignale mit einer Signalleistung ausgekoppelt werden, so daß die durch die Auskopplung verminderte Signalleistung der Übertragungssignale größer als die Sättigungsleistung P_s des Verstärkerelements bleibt. Beispielsweise können die Übertragungssignale in der Auskopplungseinrichtung um einen Betrag ΔP_in gedämpft werden, so daß sie noch mit einer Signalleistung P5_in den Eingang des Verstärkerelements erreichen. Sowohl für das ursprüngliche, nicht abgeschwächte Signal mit der Signalleistung P6_in, als auch für das um den ausgekoppelten Teil abgeschwächte Signal mit der Signalleistung P5_in ergibt sich im Sättigungsbereich dieselbe Ausgangsleistung P5_out = P6_out. Dementsprechend werden durch die Auskopplung der Monitorsignale die im Verstärkerelement verstärkten Übertragungssignale in ihrem Pegel praktisch nicht beeinflußt.
In 2 ist eine schematische Ansicht einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Eine optische Signalübertragungsstrecke, welche als Ganzes mit 1 bezeichnet ist, umfaßt eine Sendeeinrichtung 3, welche einen elektro-optischen Wandler umfaßt und an ein Lichtleiterkabel 7 angeschlossen ist. Auf der gegenüberliegenden Seite der optischen Übertragungsstrecke 1 ist eine Empfangseinrichtung 5 mit einem optoelektrischen Wandler an das Kabel 7 angeschlossen.
Zur Kompensation der Dämpfung in der Übertragungsstrecke 1 ist ein optisches Verstärkerelement 9 zwischen Sende- und Empfangseinrichtung zwischengeschaltet, welches die Übertragungsstrecke in einen dem Verstärkerelement 9 vorgeschalteten Abschnitt 2 zwischen Sendeeinrichtung 3 und Verstärker und einen dem Verstärker 9 nachgeschalteten Abschnitt 4 zwischen Verstärkerelement und Empfangseinrichtung 5 unterteilt. Das Verstärkerelement kann beispielsweise ein optisches Verstärkerelement, wie insbesondere ein EDFA sein, welches ohne weitere Wandlung die optischen Signale direkt verstärkt. Dies reduziert Signalverzerrungen und Rauschen, welches bei elektrischen Verstärkern durch die zweifache Wandlung von optischen in elektrische Signale und zurück induziert wird. Moderne Weitverkehrsnetze enthalten gewöhnlich mehrere solcher EDFA-Verstärkerelemente, die in Sättigung betrieben werden können und daher sättigbare Elemente darstellen.
Im Abschnitt 2 der Übertragungsstrecke 1 ist eine Kopplungseinrichtung 11 zum Auskoppeln von Monitorsignalen vor dem optischen Verstärkerelement 9 angeordnet. Die Kopplungseinrichtung 11 ist möglichst dicht vor dem Eingang 91 des Verstärkerelements angeordnet, so daß die Monitorsignale direkt am Eingang 91 oder unmittelbar davor ausgekoppelt werden können. Ist der Eingang 91 des Verstärkerelements 9 nicht ohne weiteres zur Installation der Kopplungseinrichtung 11 zugänglich, so kann diese auch beispielsweise im letzten Viertel des dem Verstärkerelement 9 vorgeschalteten Abschnitts 2 der Übertragungsstrecke 1, bevorzugt innerhalb des letzten zehnten Teils und besonders bevorzugt innerhalb des letzten hundertsten Teils des Abschnitts der Übertragungsstrecke durch die Kopplungseinrichtung 11 ausgekoppelt werden, um eine weitere Dämpfung der Übertragungssignale hinter der Kopplungseinrichtung 11 möglichst zu vermeiden.
Die Kopplungseinrichtung 11 kann unter anderem einen Biegekoppler umfassen. Dies bietet den Vorteil, daß die Kopplungseinrichtung nicht invasiv installiert werden muss.
Dies ist insbesondere bei temporärer Installation der Kopplungseinrichtung vorteilhaft.
Ein Nachteil eines Biegekopplers ist jedoch die geringe Effizienz. Die ausgekoppelte, also die für die Überwachungsmessung nutzbare und meßbare Signalleistung ist in der Regel sehr viel geringer als die durch den Biegekoppler dem regulären Signal insgesamt entzogene Leistung, wobei letztere zu großen Teilen nicht nutzbar ist. Wegen der geringen Effizienz derartiger Koppler muss daher eine erhebliche Dämpfung der Signalpegel hingenommen werden, um ein nutzbares Überwachungssignal, also ein Signal mit einem Mindestpegel zur Sicherstellung einer maximalen Bitfehlerrate zu erhalten. Die Kopplungseinrichtung kann daher auch vorteilhaft einen Richtkoppler umfassen, welcher sich gegenüber einer Biegekopplung durch sehr viel geringere Kopplungsverluste auszeichnet. Zur Installation eines Richtkopplers muß jedoch die Übertragungsleitung 2 zeitweise unterbrochen werden. Diese Ausführungsform eignet sich daher besonders für eine dauerhafte Installation.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist außerdem eine Einrichtung zum Regeln der ausgekoppelten Leistung der Monitorsignale auf. Damit kann die Dämpfung durch die Auskopplung an den Abstand, beziehungsweise die Differenz von ungedämpfter Signalleistung am Eingang des Verstärkerelements zur Sättigungsleistung flexibel angepaßt werden, so daß das Signal nach Abgriff immer noch eine Stärke von mindestens der Sättigungsleistung des Verstärkerelements hat. Bei Verwendung eines Biegekopplers kann beispielsweise die ausgekoppelte Leistung durch Einstellen des Biegeradius eingestellt werden.
Der nicht ausgekoppelte Anteil der Übertragungssignale erreicht nach der Kopplungseinrichtung den Eingang des Verstärkerelements 9, der durch die Signalleistung der Übertragungssignale in Sättigung betrieben wird. Die Kopplungseinrichtung ist so angepaßt, daß die Signalleistung der Übertragungssignale nur soweit vermindert wird, daß die durch die Auskopplung verminderte Signalleistung der Übertragungssignale größer als die Sättigungsleistung des Verstärkerelements 9 bleibt. Damit ist sichergestellt, daß die Signalleistung der Übertragungssignale am Ausgang 92 des Verstärkerelements 9 durch die Auskopplung der Monitorsignale nicht vermindert wird, so daß die entlang des weiteren optischen Übertragungsabschnitts 4 übertragenen Signale sich von Signalen ohne einen Abgriff im wesentlichen nicht unterscheiden.
Die Monitorsignale werden nach der Auskopplung durch die Kopplungseinrichtung 11 mit einem opto-elektrischen Wandler 13 in elektrische Signale umgesetzt. Der Wandler 13 kann außerdem dafür eingerichtet sein, als Einrichtung zur Messung der Leistung der Monitorsignale zu dienen. Ist die durch den Koppler induzierte Dämpfung und der Leistungsanteil der Monitorsignale an der Dämpfung bekannt, so ergibt sich aus der gemessenen Leistung der Monitorsignale außerdem die Leistung der Übertragungssignale.
An den Wandler 13 angeschlossen ist eine Datenverarbeitungs-einrichtung 15 zur Erfassung und Verarbeitung der ausgekoppelten und umgewandelten Monitorsignale. Mit der Einrichtung 15 können die aktuellen physikalischen Übertragungsbedingungen überprüft werden. Insbesondere die Signalleistung und/oder die Signalform der Übertragungssignale am Ort des Abgriffs können mit der Einrichtung 15 erfasst und ausgewertet werden. Ist weiterhin die durch die Auskopplung verursachte Dämpfung bekannt, so kann aus den Daten einer Leistungsmessung durch den opto-elektrischen Wandler 13 mittels der Datenverarbeitungs-Einrichtung 15 die Leistung der Übertragungssignale ausgewertet und überprüft werden. Mit der Datenverarbeitungseinrichtung 15 können außerdem die mittels der Übertragungssignale übertragenen Daten ausgewertet werden. Dies kann unter anderem dazu verwendet werden, bei oder nach Wartungsarbeiten an der Übertragungsstrecke lokal oder abschnittsweise die Bitfehlerraten zu überprüfen und dementsprechend die Übertragungsbedingungen zu optimieren.
Die Überwachung der Leistungsabschwächung der Übertragungssignale kann auch anhand der Abschwächung der Leistung eines Kontrollsignals zur Pegelkontrolle überwacht werden. Dazu weist die in 2 dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Nachrichtenübertragungsstrecke 1 zusätzlich eine Einrichtung 12 zur Einspeisung eines Kontrollsignals auf. Diese ist in der Nähe oder in der Sendeeinrichtung angeordnet, so daß das dort eingespeiste Kontrollsignal im wesentlichen der gleichen Abschwächung unterliegt wie die gleichzeitig von der Sendeeinrichtung 3 eingespeisten Übertragungssignale. Die Einrichtung 12 umfaßt eine Signalquelle 121 zur Erzeugung eines Kontrollsignals und ein Kopplungselement 122, mit welchen das Signal in die Übertragungsstrecke eingekoppelt wird. Vom Kontrollsignal kann dann von der Kopplungseinrichtung 11 ein Monitorsignal ausgekoppelt werden, anhand welchem die Signalabschwächung oder auch andere bei der Übertragung auftretenden Effekte überwacht werden können. Vorzugsweise wird als Kontrollsignal ein Dauerstrich-Signal mit einer Wellenlänge verwendet, die außerhalb eines WDM-Rahmens liegt oder es wird ein definierter Teil des WDM-Rahmens für das Kontrollsignal reserviert.
3 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit optischer Signalübertragung und elektro-optischem Zwischenverstärker oder Repeater, wie sie vielfach in optischen Nachrichtenübermittlungsstrecken im Einsatz sind. Anhand von 3 wird gezeigt, daß eine Signal- oder Nachrichtenübermittlungsstrecke 1 oft eine Vielzahl von Verstärkerelementen aufweisen kann, die in Sättigung betrieben werden und daher sättigbare Elemente darstellen oder umfassen und vor denen erfindungsgemäß Signale im wesentlichen ohne Dämpfung der Signalleistung der am Empfänger ankommenden regulären Signale abgegriffen werden können. Die möglichen Positionen für einen solchen Signalabgriff sind durch die mit Pfeilen oder geklammerten Bereichen gekennzeichneten Positionen 16 bis 22 angedeutet. Die Übertragungsstrecke 1 weist einen Eingang 6 auf, wobei die am Eingang 6 ankommenden Signale wie im vorherigen Ausführungsbeispiel in einer Sendeeinrichtung 3 in optische Signale umgewandelt werden. Dazu weist die Sendeeinrichtung 3 beispielsweise eine elektronische Schaltungseinrichtung 30 zum Empfang und zu Aufbereitung der elektrischen Signale auf.
Der elektronischen Schaltungseinrichtung 30 ist ein elektro-optischer Wandler 31 nachgeschaltet. Der elektro-optische Wandler 31 umfaßt bevorzugt eine Laserdiode. Bereits in oder vor der Sendeeinrichtung 3 sind damit im allgemeinen mehrere in Sättigung betriebene sättigbare Elemente vorhanden. So kann die elektronische Schaltungseinrichtung 30 einen oder mehrere sättigbare elektrische Verstärkerelemente, wie etwa Transistorschaltungen aufweisen. Dementsprechend ist ein erfindungsgemäßer Signalabgriff an Position 16 bereits vor der elektronischen Schaltungseinrichtung 30 im Bereich der elektrischen Übertragungsleitung 6 möglich. Auch die für die optische Übermittlung eingesetzten elektro-optischen Wandler, wie insbesondere Laserdioden werden vielfach in Sättigung betrieben. Dementsprechend kann ein Signalabgriff auch im Bereich der Sendeeinrichtung 3 an Position 17 vor dem Wandler 31 erfolgen.
Die in 3 dargestellte Ausführungsform einer Nachrichtenübertragungsstrecke 1 weist, ähnlich zu dem Verstärkerelement 9 in 2 einen Zwischenverstärker oder Repeater 10 auf, mit welchem die Signalabschwächung über der optischen Nachrichtenübertragungsstrecke 1 kompensiert wird. Der Repeater 10 umfaßt einen opto-elektrischen Wandler 95, etwa beispielsweise ein Photoelement oder einen Phototransistor, ein elektrisches Verstärkerelement 94 zur Verstärkung und eventuell auch zur Signalaufbereitung der umgesetzten elektrischen Signale des opto-elektrischen Wandlers 95, sowie einen weiteren elektro-optischen Wandler 93 zur Umsetzung auf optische Signale, die über den optischen Übertragungsabschnitt 4 der Nachrichtenübermittlungsstrecke 1 an die Empfangseinrichtung 5 übertragen werden.
Ein Signalabgriff kann beispielsweise an Position 18 entlang des Übertragungsabschnitts 2 vor dem opto-elektrischen Wandler 95 des Repeaters 10 als optisches Signal oder zwischen dem Wandler 95 und dem Verstärkerelement 94 oder zwischen Verstärkerelement 94 und elektro-optischem Wandler 93 jeweils als elektrisches Signal abgegriffen werden. Um die Signalqualität zu erhalten wird zumindest einer der Bestandteile, insbesondere aber der elektro-optische Wandler 93 in Sättigung betrieben, so daß an jeder der oben genannten Positionen ein erfindungsgemäßer Signalabgriff vorgenommen werden kann. Dadurch, daß der Repeater 10 zumindest ein sättigbares Element aufweist, stellt dieser ebenfalls ein sättigbares Element dar. Gleiches gilt auch für die Empfangseinrichtung 5, welche wiederum einen opto-elektrischen Wandler 51 und ein daran angeschlossenes elektrisches Verstärkerelement 52 zur Verstärkung und Aufbereitung der gewandelten Signale aufweist. Dementsprechend kann der Signalabgriff wiederum entlang des Übertragungsabschnitts 4 an Position 21 als optisches Signal aus der Faser 7 oder als gewandeltes elektrisches Signal vor der elektrischen Verstärkereinrichtung an Position 22 abgegriffen werden, ohne daß sich eine Dämpfung der Signale am Ausgang 8 der Empfangseinrichtung 5 störend bemerkbar macht.

1: Nachrichten- oder Signalübertragungsstrecke
2, 4: optische Übertragungsabschnitte
3: Sendeeinrichtung
5: Empfangseinrichtung
6: Eingang
7: Lichtleiterkabel
8: Ausgang
9: optisches Verstärkerelement
10: Zwischenverstärker
11, 122: Kopplungseinrichtung
12: Einrichtung zur Einspeisung eines Kontrollsignals

13, 51, 95: opto-elektrischer Wandler
15: Datenverarbeitungs-Einrichtung
16 bis 22: Positionen für Signalabgriff
52, 94: elektrisches Verstärkerelement
30: elektronische Schaltungseinrichtung
31, 93: elektro-optischer Wandler
121: Kontrollsignalquelle
91: Eingang des optischen Verstärkerelementes
92: Ausgang des optischen Verstärkerelementes

Claims

Verfahren zum Auskoppeln von Monitorsignalen aus einer Nachrichtenübertragungsstrecke (1), welche zumindest ein sättigbares Element (3, 5, 9, 10, 31, 52, 93, 94) aufweist, welches durch die Signalleistung der Übertragungssignale in Sättigung betrieben wird, wobei die Monitorsignale vor dem sättigbaren Element (3, 5, 9, 31, 52, 93, 94) so ausgekoppelt werden, daß die durch die Auskopplung verminderte Signalleistung (P5_in) der Übertragungssignale größer als die Sättigungsleistung (P_s) des sättigbaren Elements (3, 5, 9, 10, 31, 52, 93, 94) bleibt, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Einrichtung zum Regeln der ausgekoppelten Signalleistung der Monitorsignale die Signalleistung der Monitorsignale an die Differenz von Sättigungsleistung (P_s) und ungedämpfter Signalleistung (P6_in) der Übertragungssignale angepaßt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß optische Signale ausgekoppelt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale vor einem optischen (9) oder elektrischen (52, 94) Verstärkerelement ausgekoppelt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale vor einem opto-elektrischen (51, 95) oder elektro-optischen (31, 93) Wandler ausgekoppelt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskopplung der Monitorsignale am Eingang (6, 91) des sättigbaren Elements (3, 9, 93) oder unmittelbar davor erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskopplung der Monitorsignale im letzten Viertel des dem sättigbaren Element (9, 10) vorgeschalteten Abschnitts (2) der Nachrichtenübertragungsstrecke (1), bevorzugt innerhalb des letzten zehnten Teils und besonders bevorzugt innerhalb des letzten hundertsten Teils des Abschnitts der Nachrichtenübertragungsstrecke (1), erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalleistung der Monitorsignale gemessen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschwächung der Signalleistung der Übertragungssignale überwacht wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Monitorsignale ein Kontrollsignal zur Pegelkontrolle umfassen und die Abschwächung der Leistung des Kontrollsignals überwacht wird.
Vorrichtung zum Auskoppeln von Monitorsignalen aus einer Nachrichtenübertragungsstrecke (1), umfassend – zumindest ein sättigbares Element (3, 5, 9, 10, 31, 52, 93, 94) mit einer vorbestimmten Sättigungsleistung (P_s), sowie – eine Kopplungseinrichtung (11) zum Auskoppeln der Monitorsignale vor dem sättigbaren Element (3, 5, 9, 10, 31, 52, 93, 94), wobei die Kopplungseinrichtung (11) zum Auskoppeln der Monitorsignale derart ausgebildet ist, daß die ausgekoppelte Signalleistung so gering ist, daß die durch die Auskopplung verminderte Signalleistung (P5_in) der Übertragungssignale größer als die Sättigungsleistung (P_s) des sättigbaren Elements (3, 5, 9, 10, 31, 52, 93, 94) ist, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Regeln der ausgekoppelten Signalleistung der Monitorsignale, mittels welcher die Signalleistung der Monitorsignale an die Differenz von Sättigungsleistung (P_s) und ungedämpfter Signalleistung (P6_in) der Übertragungssignale angepaßt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Messung der Signalleistung der Übertragungssignale.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Messung der Signalleistung der Übertragungssignale eine Einrichtung (13) zur Messung der Signalleistung der Monitorsignale umfaßt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungseinrichtung (11) einen Biegekoppler umfaßt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungseinrichtung (11) einen Richtkoppler umfaßt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das sättigbare Element (3, 5, 9, 10, 31, 52, 93, 94) ein optisches Verstärkerelement (9), insbesondere einen EDFA, oder ein elektrisches Verstärkerelement (52, 94) umfaßt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das sättigbare Element (3, 5, 9, 10, 31, 52, 93, 94) einen opto-elektrischen (51, 95) oder elektro-optischen (31, 93) Wandler umfaßt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das zumindest eine sättigbare Element (3, 5, 9, 10, 31, 52, 93, 94) mit einer vorbestimmten Sättigungsleistung (P_s) ein Verstärkerelement ist.
Nachrichtenübertragungsstrecke (1) mit zumindest einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Auskopplung von Monitorsignalen gemäß einem der Ansprüche 10 bis 17.
Nachrichtenübertragungsstrecke (1) gemäß Anspruch 18, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (12) zur Einspeisung eines Kontrollsignals.