DE112019000688B4 - Abfrageeinrichtung zur verteilten fasererfassung mit abnehmbarem ende - Google Patents

Abfrageeinrichtung zur verteilten fasererfassung mit abnehmbarem ende Download PDF

Info

Publication number
DE112019000688B4
DE112019000688B4 DE112019000688.6T DE112019000688T DE112019000688B4 DE 112019000688 B4 DE112019000688 B4 DE 112019000688B4 DE 112019000688 T DE112019000688 T DE 112019000688T DE 112019000688 B4 DE112019000688 B4 DE 112019000688B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
line card
function
specific plug
common line
specific
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE112019000688.6T
Other languages
English (en)
Other versions
DE112019000688T5 (de
Inventor
JUNQIANG Hu
Ting Wang
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Publication of DE112019000688T5 publication Critical patent/DE112019000688T5/de
Application granted granted Critical
Publication of DE112019000688B4 publication Critical patent/DE112019000688B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/07Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems
    • H04B10/071Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using a reflected signal, e.g. using optical time domain reflectometers [OTDR]
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/353Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre
    • G01D5/35338Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre using other arrangements than interferometer arrangements
    • G01D5/35354Sensor working in reflection
    • G01D5/35358Sensor working in reflection using backscattering to detect the measured quantity
    • G01D5/35361Sensor working in reflection using backscattering to detect the measured quantity using elastic backscattering to detect the measured quantity, e.g. using Rayleigh backscattering
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/353Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre
    • G01D5/35338Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre using other arrangements than interferometer arrangements
    • G01D5/35354Sensor working in reflection
    • G01D5/35358Sensor working in reflection using backscattering to detect the measured quantity
    • G01D5/35364Sensor working in reflection using backscattering to detect the measured quantity using inelastic backscattering to detect the measured quantity, e.g. using Brillouin or Raman backscattering
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/25Arrangements specific to fibre transmission

Abstract

Verbessertes verteiltes Fasererfassungssystem, das eine Abfrageeinrichtung (100) und eine angebrachte Faser (102) enthält, wobeidie Abfrageeinrichtung (100) eine übliche Leitungskarte (202) enthält, die konfiguriert ist, um ein oder mehrere funktionsspezifische über Einstecken anbringbare/entfernbare Frontends (310) aufzunehmen, wobei das Frontend (310) konfiguriert ist, um eine ausgewählte aus der Gruppe, die aus Schwingungs-, Temperatur- und Akustik-Charakteristiken besteht, von Orten bzw. Stellen entlang der Länge der Faser (102) abzufragen und zu erfassen,wobei die übliche Leitungskarte (202) eine unterschiedliche Signalverarbeitung für jedes von dem einen oder den mehreren funktionsspezifischen über Einstecken anbringbare/entfernbare Frontends zur Verfügung stellt,die übliche Leitungskarte (202) einen Typ von funktionsspezifischem über Einstecken anbringbarem/entfernbarem Frontend (210), der in die Leitungskarte (202) eingesteckt ist, automatisch erfasst und geeignete Firmware/Software und/ oder eine Signalverarbeitung automatisch aufruft, um erfasste Daten für diesen Typen von Frontend geeignet zu verarbeiten,die übliche Leitungskarte (210) einen Digitalsignalprozessor (206) und einen Software-Signalprozessor (208) enthält, die automatisch konfiguriert sind, um das funktionsspezifische über Einstecken anbringbare/entfernbare Frontend (210) zu unterstützendie übliche Leitungskarte (202) übliche optische Elemente enthält, die konfiguriert sind, um eine Vielzahl von funktionsspezifischen über Einstecken anbringbaren/entfernbaren Frontends (210) von unterschiedlichen Typen einschließlich Schwingungs-, Akustik- und Temperatur-Typ zu unterstützen,dadurch GEKENNZEICHNET, dassdas funktionsspezifische über Einstecken anbringbare/entfernbare Frontend (210) entfernt von der Leitungskarte (202) ist und elektrisch/mechanisch mit der Leitungskarte (202) über ein Kabel verbunden ist und das Frontend mit der Leitungskarte (202) über eine digitale serielle Verbindung in elektrischer Kommunikation ist.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Diese Offenbarung betrifft allgemein verteilte Erfassungssysteme, -verfahren und -strukturen für optische Fasern. Genauer beschreibt sie eine Abfrageeinrichtung zur verteilten Fasererfassung mit abnehmbarem Ende.
  • HINTERGRUND
  • Wie es bei den Gestaltungen für optische Erfassung bekannt ist, ist ein heutiges verteiltes Fasererfassungssystem DxS (Distributed-x-Sensing, wobei x ,V' für Schwingung bzw. Vibration, ,T‘ für Temperatur oder ,A‘ für Akustik stehen kann) primär als alleinstehendes System konfiguriert, das eine Abfrageeinrichtung zur optischen Signalerzeugung und zur Erfassungssignal-Detektion/Verarbeitung enthält. Bei einer typischen Anordnung ist die Abfrageeinrichtung direkt mit der erfassenden optischen Faser zur Signalerzeugung und zum Empfangen verbunden. Zusätzlich ist für die Abfrageeinrichtung bekannt, dass sie für ihre beabsichtigte Anwendung - einschließlich spezialisierter Optik, spezialisierter Elektronik/Firmware und spezialisierter Konfigurations-/Management-/Überwachungs-/Anwendungs-Software - spezialisiert ist. Für solche Systeme ist es bekannt, dass sie für diejenigen einzelnen und/ oder spezialisierten Anwendungen, für welche sie beabsichtigt und vorkonfiguriert sind, - einschließlich vollständig spezialisierter Anwendungen, wie beispielsweise ein verteiltes Eindringerfassungssystem - gut arbeiten.
  • Mit einer solchen Nützlichkeit und weiteren technologischen Vorteilen hat eine verteilte Fasererfassung zusätzliche Anwendung in mehreren Industrien gefunden - von welchen einige oftmals eine Flexibilität für unterschiedliche Typen von Erfassung erfordern. Zum Beispiel erfordern Untersee-Telekommunikationsanwendungen ein Detektieren bzw. Erfassen von Aktivitäten, die Unterseekabelsystemen am nächsten sind, die ein Erfassen von Schwingung und/oder Akustik verwenden. Diese auftauchenden Anwendungen erfordern mehr als die Einzelfunktion, die vollständig spezialisierte Systeme im Stand der Technik zur Verfügung stellten.
  • Und während die Spezialisierung von verteilten Erfassungssystemen, die oben beschrieben sind, eine signifikante Schwäche bleibt, so ist es auch die Leistungsfähigkeit und der Erfassungsabstand von solchen Systemen. Wie es bekannt ist, haben verteilte Erfassungssysteme nach dem Stand der Technik nur etwa eine maximale Reichweite von 50 km, während eine vernünftige Leistungsfähigkeit bleibt. Solche Systeme erfahren nichtsdestoweniger eine signifikante Verschlechterung/Differenzierung der Leistungsfähigkeit bei größeren Entfernungen. Demgemäß würde ein Erhöhen der Entfernung(en), über welche verteilte Erfassungssysteme zuverlässig mit einer akzeptablen und konsistenten Leistungsfähigkeit über alle Längen hinweg arbeiten, auch eine willkommene Ergänzung für den Stand der Technik sein.
  • Ein verteiltes Erfassungssystem gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche ist aus US 2017/0284895 A9 bekannt.
  • Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kohärenten optischen Transmission ist bekannt aus US 2015/0 155 952 A1 .
  • US 2009/0 027 659 A1 zeigt ein Messystem zur Messung eines physikalischen Parameters, der ein Sensorelement beeinflusst.
  • US 2016/0 269 119 A1 zeigt ein Verfahren und eine Vorrichtung für reduzierten Leistungsverbrauch und zur Hitzeableitung in optischen und optoelektronischen Vorrichtungen und Unteranordnungen.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes verteiltes Fasererfassungssystem bereitzustellen.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Die Aufgabe der wird gelöst durch ein Fasererfassungssystem wie in den unabhängigen Ansprüchen definiert. Die abhängigen Ansprüche definieren Ausführungsformen der Erfindung.
  • Verteilte Fasererfassungssysteme enthalten eine Abfrageeinrichtung und eine angebrachte Faser, wobei die Abfrageeinrichtung eine übliche Leitungskarte und funktionsspezifisches, einsteckbares Frontend enthält, wobei die Leitungskarte konfigurierbar ist und unterschiedliche Signalverarbeitungspfade unterstützt und den Frontend-Typ automatisch erfasst und entsprechende Firmware/Software oder einen Signalverarbeitungspfad (Signalverarbeitungspfade) verwendet, um erfasste Daten zu verarbeiten.
  • Sie können unterschiedliche Typen von Umgebungsbedingungen entlang einer Faser erfassen - und sind nicht auf einen einzigen, spezifischen Typ beschränkt.
  • Figurenliste
  • Ein vollständigeres Verstehen der vorliegenden Offenbarung kann durch Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung realisiert werden, in welcher:
    • 1 eine schematische graphische Darstellung ist, die ein verteiltes Schwingungserfassungs-(DVS-)System des Standes der Technik darstellt;
    • 2 eine schematische graphische Darstellung ist, die ein verteiltes Fasererfassungs-(DFS-)System einschließlich einer üblichen Abfrageeinrichtungs-Leitungskarte gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung darstellt;
    • 3 eine schematische graphische Darstellung ist, die ein weiteres verteiltes Fasererfassungs-(DFS-)System einschließlich einer üblichen Abfrageeinrichtungs-Leitungskarte gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung darstellt;
    • 4 eine schematische graphische Darstellung ist, die noch ein weiteres verteiltes Fasererfassungs-(DFS-)System einschließlich einer üblichen Abfrageeinrichtungs-Leitungskarte mit einem analogen Schalter gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung darstellt;
    • 5 eine schematische graphische Darstellung ist, die ein verteiltes Fasererfassungs-(DFS-)System einschließlich einer einsteckbaren Leitungskarte gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung darstellt;
    • 6 eine schematische graphische Darstellung ist, die eine Leitungskarte eines verteilten Fasererfassungs-(DFS-)Systems einschließlich eines von der Leitungskarte physikalisch getrennten Erfassungskopfs gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung darstellt;
    • 7 eine schematische graphische Darstellung ist, die ein verteiltes Fasererfassungs-(DFS-)System einschließlich einer in ein größeres Netzwerk integrierten üblichen Abfrageeinrichtungs-Leitungskarte gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung darstellt;
    • 8 eine schematische graphische Darstellung ist, die ein verteiltes Fasererfassungs-(DFS-)System, das zum Erweitern von einer Erfassungsentfernung (Erfassungsentfernungen) kaskadiert ist, gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung darstellt; und
    • 9 eine schematische graphische Darstellung ist, die ein weiteres verteiltes Fasererfassungs-(DFS-)System, das zum Erweitern von einer Erfassungsentfernung (Erfassungsentfernungen) kaskadiert ist, gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung darstellt.
  • Die illustrativen Ausführungsformen werden durch die Figuren und die detaillierte Beschreibung vollständiger beschrieben. Ausführungsformen gemäß dieser Offenbarung können jedoch in verschiedenen Formen verkörpert sein und sind nicht auf spezifische oder illustrative Ausführungsformen beschränkt, die in der Zeichnung und der detaillierten Beschreibung beschrieben sind.
  • BESCHREIBUNG
  • Das Folgende stellt lediglich die Prinzipien der Offenbarung dar. Es wird somit eingesehen werden, dass Fachleute auf dem Gebiet verschiedene Anordnungen erdenken können werden, die, obwohl sie hierin nicht explizit beschrieben oder gezeigt sind, die Prinzipien der Offenbarung verkörpern und innerhalb ihres Sinngehalts und Schutzumfangs enthalten sind.
  • Weiterhin ist beabsichtigt, dass alle Beispiele und die durch sie bedingte Sprache, die hierin vorgetragen sind, nur pädagogischen Zwecken dienen, um dem Leser beim Verstehen der Prinzipien der Offenbarung und der Konzepte zu helfen, die durch den Erfinder (die Erfinder) dazu beigesteuert sind, den Stand der Technik voranzutreiben, und derart auszulegen sind, dass sie für solche spezifischen vorgetragenen Beispiele und Bedingungen bzw. Konditionen ohne Beschränkung sind.
  • Darüber hinaus sollen alle Angaben hierin, die Prinzipien, Aspekte und Ausführungsformen der Offenbarung vortragen, sowie spezifische Beispiele davon sowohl strukturelle als auch funktionelle Äquivalente davon umfassen. Zusätzlich ist beabsichtigt, dass solche Äquivalente sowohl gegenwärtig bekannte Äquivalente sowie auch in der Zukunft entwickelte Äquivalente enthalten, d.h. irgendwelche entwickelten Elemente, die, ungeachtet der Struktur, dieselbe Funktion durchführen.
  • Somit wird es von Fachleuten auf dem Gebiet anerkannt werden, dass irgendwelche Blockdiagramme hierin konzeptuelle Ansichten einer illustrativen Schaltung darstellen, die die Prinzipien der Offenbarung verkörpert.
  • Solange hierin explizit nichts anderes spezifiziert ist, sind die die Zeichnung umfassenden Figuren nicht im Maßstab gezeichnet.
  • Anhand von einigen zusätzlichen Hintergrundinformationen beginnen wir dadurch, anzumerken, dass eine verteilte Fasererfassung (DFS) eine wichtige und weit verbreitete Technologie ist, um Umgebungsbedingungen bzw. -zustände (wie beispielsweise Temperatur, Schwingung, Ausdehnungsmaß etc.) irgendwo entlang einer optischen Faser zu detektieren bzw. erfassen, die wiederum mit einer Abfrageeinrichtung verbunden ist. Wie es bekannt ist, sind heutige Abfrageeinrichtungen Systeme, die ein Eingangssignal zur Faser erzeugen und das reflektierte/gestreute und darauffolgend empfangene Signal detektieren und analysieren. Die Signale werden analysiert und eine Ausgabe wird erzeugt, die die Umgebungsbedingungen bzw. -zustände anzeigt, denen man entlang der Länge der Faser begegnet. Das so empfangene Signal (die so empfangenen Signale) kann (können) aus Reflexionen in der Faser resultieren, wie beispielsweise einer Raman-Rückstreuung, einer Rayleigh-Rückstreuung und einer Brillouin-Rückstreuung. Es kann auch ein Signal einer Vorwärtsrichtung sein, welches die Geschwindigkeitsdifferenz von mehreren Moden verwendet. Ohne Verlust an Allgemeinheit nimmt die folgende Beschreibung ein reflektiertes Signal an, obwohl dieselben Ansätze ebenso gut auf ein vorwärts gerichtetes Signal angewendet werden kann.
  • 1 ist eine schematische graphische Darstellung, die ein typisches DFS-System gemäß dem Stand der Technik unter Verwendung von reflektierten Signalen darstellt. Unter Bezugnahme auf diese Figur erzeugt eine Abfrageeinrichtung 100 periodisch optische Pulse (108, oder irgendein codiertes Signal) und injiziert sie in eine Faser 102. Das injizierte optische Pulssignal wird die Faser 102 entlang befördert bzw. übertragen, wie es durch 104 dargestellt ist.
  • Bei jeder Stelle bzw. jedem Ort entlang der Länge der Faser wird ein kleiner Teilbereich vom Signal reflektiert 106 und zurück zur Abfrageeinrichtung befördert. Das reflektierte Signal trägt Information, die die Abfrageeinrichtung zur Detektion verwendet, wie beispielsweise eine Leistungspegeländerung, die eine mechanische Schwingung anzeigt.
  • Das reflektierte Signal wird innerhalb der Abfrageeinrichtung in einen elektrischen Bereich umgewandelt und verarbeitet. Basierend auf der Pulsinjektionszeit und der Zeit, zu welcher das Signal detektiert bzw. erfasst wird, bestimmt die Abfrageeinrichtung, von welcher Stelle entlang der Faser das Signal kommt, und kann somit die Aktivität von jedem Ort bzw. jeder Stelle entlang der Faser erfassen.
  • Vor diesem vergegenwärtigten Hintergrund merken wir an, dass Systeme, Verfahren und Strukturen gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung ein DFS-System zur Verfügung stellen, das eine übliche Abfrageeinrichtungs-Leitungskarte und ein einsteckbares, sensorabhängiges Frontend (oder einen sogenannten Erfassungskopf) hat. Wie es in 2 schematisch gezeigt ist, passt eine Abfrageeinrichtungs-Leitungskarte 202 mit einer standardmäßigen mechanischen Dimension zu einer Rückwandschnittstelle 216 und ist elektrisch und mechanisch kompatibel mit derjenigen einer existierenden Produktlinie, wie beispielsweise einem Tansponder oder einem Schalter. Wie es darin gezeigt ist, sind übliche Module, wie beispielsweise ein DFS-Digitalsignalverarbeitungs-(DSP-)Prozessor 206 und ein Computersoftwareprozessor (d.h. Mikroprozessor/Mikrosteuerung) 208 derart gezeigt, dass sie auf der Leitungskarte positioniert sind. Es ist zu beachten, dass, während solche integrierten Komponenten 208 und 206 als individuelle Komponenten gezeigt sind, sie auch in einem SoC (System-auf-Chip) 214 integriert sein können.
  • Wie es gezeigt ist, ist ein Modul 210 ein einsteckbares Erfassungs-Frontend, das eine Erfassungsfaser 204 angebracht hat. Das Modul 210 unterstützt unterschiedliche Sensoren und hat eine übliche mechanische Dimension (wie beispielsweise eine CFP-Größe) und eine elektrische Schnittstelle, die in 202 eingesteckt werden kann, und eine Schnittstelle mit 208 (zur Steuerung, Konfiguration und Überwachung) und 206 (für einen Datenpfad). Die Schnittstelle zwischen 210 und 208 kann auch durch DSP 206 sein, wie beispielsweise 212, was in 2 gezeigt ist. Betriebsmäßig können der Mikroprozessor und der DSP das angebrachte Frontend-Modul automatisch erfassen und ihre Verarbeitung entsprechend konfigurieren, und zwar entweder mit unterschiedlicher Software/Firmware-Einstellung oder mit unterschiedlichem Verarbeitungspfad.
  • Bei einer alternativen illustrativen Ausführungsform gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung können - neben DSP und Mikrosteuerung - andere bekannte Vorrichtungen, die im Frontend 310 angeordnet sind, auch in eine Leitungskarte integriert sein, wie beispielsweise 320 in einer Leitungskarte 302 der 3. Solche üblichen Vorrichtungen können einen Laser (Laser), einen Signalgenerator (Signalgeneratoren) und -modulator (-modulatoren), einen Analog-zu-Digital-Wandler (ADC) etc. enthalten.
  • Bei noch einer weiteren alternativen Ausführungsform gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung - sind die ADCs in einer üblichen Leitungskarte angeordnet, wie beispielsweise 420 in 4. Zusätzlich kann die Leitungskarte mehrere Frontend-Module wie 410, 412 und 414 entweder von derselben Erfassungsfunktion oder einer Kombination von unterschiedlichen Funktionen enthalten. Auf der Leitungskarte können die ADCs (wie beispielsweise 420) dynamisch zugeteilt werden, um mit unterschiedlichem Frontend-Modul (unterschiedlichen Frontend-Modulen) durch eine Konfigurationsschaltung 418 zu verbinden. Zum Beispiel dann, wenn ein Frontend einen kohärenten Empfänger hat, der eine Polarisation-X gleichphasig und Quadratur, eine Polarisation-Y gleichphasig und Quadratur für 4 analoge Eingänge insgesamt annimmt, wird es 4 ADCs geben, die zur Datenerlangung und -verarbeitung zugeteilt sind; wenn bei einem Frontend eine direkte Detektion bzw. Erfassung einer einzelnen Wellenlänge erfolgt, wird es nur einen verwendeten ADC geben.
  • Bei einer illustrativen beispielhaften Konfiguration gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung kann die Leitungskarte 8 ADCs enthalten, die 2x kohärente Frontend-Module aufnehmen können, oder 1x kohärentes Frontend plus 4x Direkt-Detektion von einzelner Wellenlänge, oder andere Kombinationen. Die ADCs können basierend auf den eingesteckten Frontend-Modulen zugeteilt werden.
  • Bei noch einer weiteren illustrativen Ausführungsform ist 418 in 4 ein analoger Schalter, der Analogsignale von einem Frontend-Anschlussstück zu unterschiedlichen ADCs führt. Bei noch einer weiteren illustrativen Ausführungsform ist 418 ein elektrischer Koppler, damit eine oder mehrere Signalquellen mit einem ADC verbunden werden kann oder können, wie es in 5 dargestellt ist, wo Module 502 und 504 ein einsteckbares Frontend sind, 510, 512, 514 und 518 ADCs sind und 506/508 elektrische Koppler sind, die die Funktion von 418 in 4 implementieren.
  • Bei einer illustrativen Konfiguration gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung wird nur ein kohärentes Frontend 504 eingesteckt, während 502 leer ist, so dass die von 504 ausgegebenen 4 Signale jeweils durch 510, 512, 514 und 518 detektiert bzw. erfasst werden. Bei einer weiteren illustrativen Konfiguration gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung haben sowohl 504 als auch 502 zwei analoge Kanäle, wobei 504 die unteren zwei Zweige verwendet, so dass die ADCs 510 und 512 Signale nur von 502 abtasten.
  • Bei noch einer weiteren illustrativen Ausführungsform gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung ist der Erfassungskopf physikalisch getrennt von der Leitungskarte, wie es in 6 schematisch gezeigt ist. Wie es in dieser Figur dargestellt ist, hat der Frontend-Erfassungskopf 602 Erfassungsoptiken und einen ADC integriert, so dass irgendein erfasstes Signal in den digitalen Bereich umgewandelt und durch die Verbindung 612 übertragen wird. Vorteilhafterweise kann die Verbindung 612 eine serielle Verbindung sein, die Transceiver 606 verbindet, die entweder elektrisch oder optisch sein können.
  • Vorteilhafterweise kann ein optischer Transceiver, wie beispielsweise SFP+, Signale bis zu 100 km weit übertragen, was eine Erfassungsreichweite von der Leitungskarte stark erhöht. Die serielle Verbindung kann ein direkt codiertes ADC-Signal sein, wie beispielsweise ein serieller ADC-Schnittstellenstandard JESD204B. Die serielle Verbindung kann auch ein ADC-Signal sein, das in einem Standard-Netzwerkframe verschlüsselt ist, wie beispielsweise 10GE-Frame oder SONET/SDH oder Faserkanalframe. Wir merken an, dass die Leitungskarte 604 wie 202 ist, die schematisch in 2 gezeigt ist, außer dass der direkte Frontend-Sockel durch ein digitales Transceivermodul 606 ersetzt ist.
  • Bei noch einer weiteren illustrativen Ausführungsform gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung kann das serielle Signal durch ein Netzwerk 710 wie in 7 übertragen werden, welches ein wellenlängengeschaltetes Netzwerk oder TDM oder ein paketgeschaltetes Netzwerk sein kann. Aufgrund der Schalteigenschaft vom Netzwerk 710 kann die Leitungskarte 712 irgendwo im Netzwerk angeordnet sein und kann virtuell an irgendeinem Frontend angebracht sein, wie beispielsweise einem Frontend 702 und 704.
  • Mit einem physikalisch abgetrennten Frontend-Modul und der serialisierten digitalen Verbindung mit einer Leitungskarte kann ein Mehrfach-Erfassungskopf kaskadiert werden, um eine längere Erfassungsverbindung auszubilden, wie es illustrativ in 8 gezeigt ist, wobei Erfassungsköpfe, wie beispielweise 802, 804 und 806, entlang demselben Kabel 800 kaskadiert sind. Jeder Erfassungskopf erzeugt ein Erfassungssignal, wie beispielsweise ein Signal 814, das entlang seinem Erfassungssegment übertragen wird. Das reflektierte/erfasste Signal von jedem Segment wird zu seinem entsprechenden Erfassungskopf zurück verbunden, wie beispielsweise das Signal 816 zurück zum Erfassungskopf 802. Das digitalisierte Signal (wie beispielsweise das Signal 818) von jedem Erfassungskopf (das Aufwärtsstrecken-Digitalsignal genannt wird) ist in das Kabel 810 gekoppelt und weiter zu einem DSP-Abschnitt der Abfrageeinrichtung (wie beispielsweise der erfassenden Leitungskarte 604) geliefert, indem entweder ein Wellenlängenmultiplexen oder andere Multiplexverfahren verwendet werden. Vorteilhafterweise kann das Signal 818 bidirektional sein, und zwar mit einem Signal von einer Leitungskarte zu einem Erfassungskopf (das Abwärtsstrecken-Digitalsignal genannt wird) zur Steuerung/Konfiguration. Das Abwärtsstrecken-Digitalsignal kann ebenso rundgesendet werden, was bedeutet, dass ein einzelnes Signal von einer Leitungskarte gesendet und durch die Gesamtheit vom Erfassungskopf empfangen wird, wobei jeder Erfassungskopf nur seinen Teilbereich abnimmt (wie beispielsweise einen zugeordneten Zeitschlitz oder das Frame-ID-Tag).
  • Schließlich merken wir an, dass bei einer noch weiteren Ausführungsform gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung das optische Erfassungssignal bei der Leitungskarte erzeugt wird und das Erfassungskabel abwärts übertragen wird, das alle Erfassungssegmente bedeckt, wie es illustrativ in 9 gezeigt ist. Entlang dem Kabel 900 können Verstärker für dieses Abwärtsstrecken-Erfassungssignal positioniert sein. Für jedes Erfassungssegment wird das Rückstreuungssignal (wie beispielsweise das Signal 916) durch den Erfassungskopf nur für dieses Segment empfangen.

Claims (6)

  1. Verbessertes verteiltes Fasererfassungssystem, das eine Abfrageeinrichtung (100) und eine angebrachte Faser (102) enthält, wobei die Abfrageeinrichtung (100) eine übliche Leitungskarte (202) enthält, die konfiguriert ist, um ein oder mehrere funktionsspezifische über Einstecken anbringbare/entfernbare Frontends (310) aufzunehmen, wobei das Frontend (310) konfiguriert ist, um eine ausgewählte aus der Gruppe, die aus Schwingungs-, Temperatur- und Akustik-Charakteristiken besteht, von Orten bzw. Stellen entlang der Länge der Faser (102) abzufragen und zu erfassen, wobei die übliche Leitungskarte (202) eine unterschiedliche Signalverarbeitung für jedes von dem einen oder den mehreren funktionsspezifischen über Einstecken anbringbare/entfernbare Frontends zur Verfügung stellt, die übliche Leitungskarte (202) einen Typ von funktionsspezifischem über Einstecken anbringbarem/entfernbarem Frontend (210), der in die Leitungskarte (202) eingesteckt ist, automatisch erfasst und geeignete Firmware/Software und/ oder eine Signalverarbeitung automatisch aufruft, um erfasste Daten für diesen Typen von Frontend geeignet zu verarbeiten, die übliche Leitungskarte (210) einen Digitalsignalprozessor (206) und einen Software-Signalprozessor (208) enthält, die automatisch konfiguriert sind, um das funktionsspezifische über Einstecken anbringbare/entfernbare Frontend (210) zu unterstützen die übliche Leitungskarte (202) übliche optische Elemente enthält, die konfiguriert sind, um eine Vielzahl von funktionsspezifischen über Einstecken anbringbaren/entfernbaren Frontends (210) von unterschiedlichen Typen einschließlich Schwingungs-, Akustik- und Temperatur-Typ zu unterstützen, dadurch GEKENNZEICHNET, dass das funktionsspezifische über Einstecken anbringbare/entfernbare Frontend (210) entfernt von der Leitungskarte (202) ist und elektrisch/mechanisch mit der Leitungskarte (202) über ein Kabel verbunden ist und das Frontend mit der Leitungskarte (202) über eine digitale serielle Verbindung in elektrischer Kommunikation ist.
  2. Verbessertes verteiltes Fasererfassungssystem, das eine Abfrageeinrichtung (100) und eine angebrachte Faser (102) enthält, wobei die Abfrageeinrichtung (100) eine übliche Leitungskarte (202) enthält, die konfiguriert ist, um ein oder mehrere funktionsspezifische über Einstecken anbringbare/entfernbare Frontends (310) aufzunehmen, wobei das Frontend (310) konfiguriert ist, um eine ausgewählte aus der Gruppe, die aus Schwingungs-, Temperatur- und Akustik-Charakteristiken besteht, von Orten bzw. Stellen entlang der Länge der Faser (102) abzufragen und zu erfassen, wobei die übliche Leitungskarte (202) eine unterschiedliche Signalverarbeitung für jedes von dem einen oder den mehreren funktionsspezifischen über Einstecken anbringbare/entfernbare Frontends zur Verfügung stellt, die übliche Leitungskarte (202) einen Typ von funktionsspezifischem über Einstecken anbringbarem/entfernbarem Frontend (210), der in die Leitungskarte (202) eingesteckt ist, automatisch erfasst und geeignete Firmware/Software und/ oder eine Signalverarbeitung automatisch aufruft, um erfasste Daten für diesen Typen von Frontend geeignet zu verarbeiten, die übliche Leitungskarte (210) einen Digitalsignalprozessor (206) und einen Software-Signalprozessor (208) enthält, die automatisch konfiguriert sind, um das funktionsspezifische über Einstecken anbringbare/entfernbare Frontend (210) zu unterstützen die übliche Leitungskarte (202) übliche optische Elemente enthält, die konfiguriert sind, um eine Vielzahl von funktionsspezifischen über Einstecken anbringbaren/entfernbaren Frontends (210) von unterschiedlichen Typen einschließlich Schwingungs-, Akustik- und Temperatur-Typ zu unterstützen, dadurch GEKENNZEICHNET, dass das funktionsspezifische über Einstecken anbringbare/entfernbare Frontend entfernt von der Leitungskarte ist und optisch/mechanisch mit der Leitungskarte über ein optisches Kabel SFP+ verbunden ist
  3. Verbessertes verteiltes Fasererfassungssystem, das eine Abfrageeinrichtung (100) und eine angebrachte Faser (102) enthält, wobei die Abfrageeinrichtung (100) eine übliche Leitungskarte (202) enthält, die konfiguriert ist, um ein oder mehrere funktionsspezifische über Einstecken anbringbare/entfernbare Frontends (310) aufzunehmen, wobei das Frontend (310) konfiguriert ist, um eine ausgewählte aus der Gruppe, die aus Schwingungs-, Temperatur- und Akustik-Charakteristiken besteht, von Orten bzw. Stellen entlang der Länge der Faser (102) abzufragen und zu erfassen, wobei die übliche Leitungskarte (202) eine unterschiedliche Signalverarbeitung für jedes von dem einen oder den mehreren funktionsspezifischen über Einstecken anbringbare/entfernbare Frontends zur Verfügung stellt, die übliche Leitungskarte (202) einen Typ von funktionsspezifischem über Einstecken anbringbarem/entfernbarem Frontend (210), der in die Leitungskarte (202) eingesteckt ist, automatisch erfasst und geeignete Firmware/Software und/ oder eine Signalverarbeitung automatisch aufruft, um erfasste Daten für diesen Typen von Frontend geeignet zu verarbeiten, die übliche Leitungskarte (210) einen Digitalsignalprozessor (206) und einen Software-Signalprozessor (208) enthält, die automatisch konfiguriert sind, um das funktionsspezifische über Einstecken anbringbare/entfernbare Frontend (210) zu unterstützen die übliche Leitungskarte (202) übliche optische Elemente enthält, die konfiguriert sind, um eine Vielzahl von funktionsspezifischen über Einstecken anbringbaren/entfernbaren Frontends (210) von unterschiedlichen Typen einschließlich Schwingungs-, Akustik- und Temperatur-Typ zu unterstützen, dadurch GEKENNZEICHNET, dass das funktionsspezifische über Einstecken anbringbare/entfernbare Frontend mit der Leitungskarte über eine serielle Verbindung verbunden ist, die über ein aus einer Gruppe, die aus einem paketgeschalteten Netzwerk, einem wellenlängengeschalteten Netzwerk und einem schaltungsgeschalteten Netzwerk besteht, ausgewähltes Netzwerk in Kommunikationsverbindung ist.
  4. Verbessertes Erfassungssystem nach Anspruch 1, das weiterhin dadurch GEKENNZEICHNET ist, dass das funktionsspezifische über Einstecken anbringbare/entfernbare Frontend (210) an einem Ende des Netzwerks angeordnet ist und die Leitungskarte (202) an einem anderen Ende des Netzwerks angeordnet ist und die Leitungskarte (202) konfigurierbar ist, um mit irgendeiner Vielzahl von über das Netzwerk kommunizierenden funktionsspezifischen über Einstecken anbringbaren/entfernbaren Frontends (210) zu verbinden.
  5. Verbessertes Erfassungssystem nach Anspruch 1, das weiterhin dadurch GEKENNZEICHNET ist, dass mehrere funktionsspezifische über Einstecken anbringbare/entfernbare Frontends (210) kaskadiert sind, um eine längere Verbindung auszubilden, wobei jedes einzelne von den mehreren Frontends ein unterschiedliches Fasersegment erfasst.
  6. Verbessertes Erfassungssystem nach Anspruch 1, wobei das funktionsspezifische über Einstecken anbringbare/entfernbare Frontend (210) eine standardmäßige mechanische Größe und eine Schnittstelle (Schnittstellen) zeigt.
DE112019000688.6T 2018-06-28 2019-06-28 Abfrageeinrichtung zur verteilten fasererfassung mit abnehmbarem ende Active DE112019000688B4 (de)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862691151P 2018-06-28 2018-06-28
US62/691,151 2018-06-28
US16/454,056 US10797789B2 (en) 2018-06-28 2019-06-27 Distributed fiber sensing interrogator with detachable end
US16/454,056 2019-06-27
PCT/US2019/039852 WO2020006426A1 (en) 2018-06-28 2019-06-28 Distributed fiber sensing interrogator with detachable end

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE112019000688T5 DE112019000688T5 (de) 2020-10-15
DE112019000688B4 true DE112019000688B4 (de) 2022-05-25

Family

ID=68987604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112019000688.6T Active DE112019000688B4 (de) 2018-06-28 2019-06-28 Abfrageeinrichtung zur verteilten fasererfassung mit abnehmbarem ende

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10797789B2 (de)
JP (1) JP2021512411A (de)
DE (1) DE112019000688B4 (de)
WO (1) WO2020006426A1 (de)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10931366B2 (en) * 2019-03-26 2021-02-23 Nec Corporation Distributed sensing over optical fiber carrying live, high-speed data
US11387926B2 (en) * 2019-10-25 2022-07-12 Nec Corporation Efficient transfer of sensor data on dynamic software defined network (SDN) controlled optical network
US11652552B2 (en) * 2020-01-13 2023-05-16 Nec Corporation Indoor disaster localization via hybrid ethernet/optical fiber cable
US11356754B2 (en) 2020-03-08 2022-06-07 Arista Networks, Inc. Network device with integrated optical line system
US20210318162A1 (en) * 2020-04-08 2021-10-14 Nec Laboratories America, Inc Two stage processing distributed fiber optic sensing (dfos) interrogator for acoustic modulated signals

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090027659A1 (en) 1999-06-18 2009-01-29 Sambra Sensors Ab Measuring system for measuring a physical parameter influencing a sensor element
US20150155952A1 (en) 2012-07-30 2015-06-04 Alcatel Lucent Method and related apparatus for coherent optical transmission
US20160269119A1 (en) 2012-04-19 2016-09-15 Oe Solutions America, Inc. System and method for reduced power consumption and heat removal in optical and optoelectronic devices and subassemblies
US20170284895A9 (en) 2014-08-28 2017-10-05 Adelos, Inc. Noise management for optical time delay interferometry

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4194165B2 (ja) 1998-04-10 2008-12-10 富士通コンポーネント株式会社 ポインティングデバイス
US6714121B1 (en) * 1999-08-09 2004-03-30 Micron Technology, Inc. RFID material tracking method and apparatus
US6738582B1 (en) * 2002-03-26 2004-05-18 Martisse Networks Synchronization system for all optical slotted ring dynamic networks
US20070047867A1 (en) * 2003-10-03 2007-03-01 Goldner Eric L Downhole fiber optic acoustic sand detector
JP2006047154A (ja) * 2004-08-05 2006-02-16 Showa Electric Wire & Cable Co Ltd 光ファイバ温度センサ及びその製造方法
GB0524217D0 (en) * 2005-11-28 2006-01-04 Amphotonix Ltd Fibre-optic module
WO2008045274A2 (en) * 2006-10-05 2008-04-17 Delaware State University Foundation, Inc. Fiber optics sound detector
US7683312B2 (en) * 2007-10-23 2010-03-23 Us Sensor Systems, Inc. Fiber-optic interrogator with normalization filters
US20130188175A1 (en) * 2012-01-20 2013-07-25 Chiral Photonics, Inc. Configurable Chiral Fiber Tip-Positioned Sensor
US9316762B2 (en) 2013-10-09 2016-04-19 Halliburton Energy Services, Inc. Geo-locating positions along optical waveguides
US9810556B2 (en) * 2014-04-02 2017-11-07 François Ouellette Apparatus for measuring optical signals from multiple optical fiber sensors
JP5810190B1 (ja) * 2014-04-22 2015-11-11 グラフテック株式会社 計測器、及び、計測器用のセンサ
AU2016363995B2 (en) * 2015-12-01 2021-11-04 Optasense Inc. Distributed fibre optic sensing for monitoring rail networks
US20190391348A1 (en) * 2018-02-19 2019-12-26 Infinera Corporation Heterogeneous common substrate multi-chip package including photonic integrated circuit and digital signal processor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090027659A1 (en) 1999-06-18 2009-01-29 Sambra Sensors Ab Measuring system for measuring a physical parameter influencing a sensor element
US20160269119A1 (en) 2012-04-19 2016-09-15 Oe Solutions America, Inc. System and method for reduced power consumption and heat removal in optical and optoelectronic devices and subassemblies
US20150155952A1 (en) 2012-07-30 2015-06-04 Alcatel Lucent Method and related apparatus for coherent optical transmission
US20170284895A9 (en) 2014-08-28 2017-10-05 Adelos, Inc. Noise management for optical time delay interferometry

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020006426A1 (en) 2020-01-02
DE112019000688T5 (de) 2020-10-15
US10797789B2 (en) 2020-10-06
JP2021512411A (ja) 2021-05-13
US20200007228A1 (en) 2020-01-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112019000688B4 (de) Abfrageeinrichtung zur verteilten fasererfassung mit abnehmbarem ende
DE602005004787T2 (de) Optisches Sender- Empfänger-Modul zur Überwachung einer optischen Faser und Verfahren zum Bereitstellen der Überwachungsdaten der optischen Faser
EP1796295B1 (de) Verfahren zur Detektion und Ortung von Störungen auf einer optischen Übertragungsstrecke und optisches Übertragungssystem
DE4238822A1 (de)
EP0168114A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Dämpfung an Lichtwellenleitern
DE10030476B4 (de) Wellenlängen-Multiplexer und Wellenleitergitter in Array-Form mit Justierwellenleitern und Vorrichtung zur Justierung
DE3115200A1 (de) Verfahren zur messung von impulslaufzeiten, fehlerorten und daempfung auf kabeln und lichtwellenleitern
DE60223398T2 (de) Verfahren zum verbinden und prüfen von schnittstellen für faseroptische cwdm-systeme
DE10001388B4 (de) AWG-(Arrayed Waveguide Grating)-Modul und Vorrichtung zur Überwachung eines Lichtsignals, die dieses verwendet
DE3637689C1 (de) Faseroptische Messwerterfassungs- und Uebertragungseinrichtung
DE4033546A1 (de) Hochaufloesende optische fehlerortungsvorrichtung
DE3340427C2 (de) Verfahren zum sicheren Betrieb eines Gerätes, das einen Laser und eine mit einem Übertragungsmedium verbindbare, lichtabgebende Schnittstelle enthält sowie eine Sicherheitseinrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens
US20210080349A1 (en) Multiple front-end device based high speed optical time domain reflectometer acquisition
EP1063793B1 (de) Verfahren zum Messen der Signalqualität eines optischen Datensignals
DE2708606C2 (de)
CN202939260U (zh) 具有故障诊断和在线测温功能的智能平台
DE4408977C2 (de) Optisches Impulsreflektometer zur Anzeige von Ramanstreulicht
EP0117916A2 (de) Optischer Stern-Bus mit aktivem Koppler
DE3837591C2 (de)
DE3532705C1 (de) Optisches Messverfahren fuer Glasfaser-Strecken
US11808660B2 (en) Multiple front-end device based high speed optical time domain reflectometer acquisition
DE4421441A1 (de) Optisches Nachrichtenübertragungsverfahren und Zwischenverstärker hierfür
DE112021002839T5 (de) Sicherheit der physikalischen Schicht in der Netzwerk- Erfassungsarchitektur
CN206618498U (zh) 一种光波形测定系统
DE4332501A1 (de) Sensorsystem für sich dynamisch ändernde Meßgrößen und zugehöriges Betriebsverfahren

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: NEC CORPORATION, JP

Free format text: FORMER OWNER: NEC LABORATORIES AMERICA, INC., PRINCETON, N.J., US

R020 Patent grant now final