DE19910867A1

DE19910867A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Prüfen eines optischen Mehrfachverzweigungs-Netzwerks

Info

Publication number: DE19910867A1
Application number: DE19910867A
Authority: DE
Inventors: Takao Minami; Nobuaki Takeuchi; Keiichi Shimizu; Koichi Shinozaki; Takamu Genji
Original assignee: Kansai Electric Power Co Inc; Ando Electric Co Ltd
Current assignee: Kansai Electric Power Co Inc; Ando Electric Co Ltd
Priority date: 1998-03-11
Filing date: 1999-03-11
Publication date: 1999-09-23
Also published as: JP3527844B2; US6512610B1; JPH11258181A

Abstract

Ein optisches Mehrfachverzweigungs-Netzwerk-Prüfverfahren (bzw. -vorrichtung) wird bereitgestellt, um einen Fehler-Absonderungstest in bezug auf ein optisches Netzwerk durchzuführen, das sich jeweils durch eine Anzahl optischer Leitungen, die Endstellen aufweisen, an einem Verzweigungspunkt verzweigt. Hierin werden die optischen Pulse in das optische Netzwerk eingegeben, von dem sie als Reflexionsstrahlen zurückgeführt werden. Dann werden die Reflexionsstrahlen, die der Mischung der Reflexionsstrahlen entsprechen, in OTDR-Wellenformdaten umgewandelt, die eine Wellenform darstellen, deren optische Leistung in Übereinstimmung mit einem Abstand von einer OTDR-Meßvorrichtung graduell abnimmt und die eine Anzahl von Reflexions-Spitzenwerten aufweist. Die OTDR-Wellenformdaten werden einer logarithmischen Umwandlung unterzogen, um logarithmische Wellenformdaten zu erzeugen, die eine logarithmische Wellenform darstellen. Ein Fehlerquadrat-Näherungsverfahren wird in bezug auf die logarithmischen Wellenformdaten durchgeführt, um eine Näherungslinie zu erzeugen, die die logarithmische Wellenform an Schnittpunkten schneidet, die Fresnel-Reflexionspunkten entsprechen. Die Fresnel-Reflexionspunkte werden als Trennpunkte verwendet, um die OTDR-Wellenformdaten in eine Anzahl von Bereichen aufzuteilen. Dämpfungskonstanten werden in bezug auf jeden der Bereiche zu jeder Meßzeit wiederholt berechnet und in einer Speichervorrichtung gespeichert. Danach wird die Fehlerbestimmung auf der ...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG Erfindungsgebiet

Diese Erfindung betrifft Vorrichtungen und Verfahren, die eine OTDR-(Rückstreumeßgerät)-Messung verwenden, um optische Mehrfachverzweigungs-Netzwerke zu prüfen, die mittels optischer Leitungen verzweigt sind.

Diese Anmeldung basiert auf die Patentanmeldung Nr. Hei 10-60131, die in Japan eingereicht wurde und deren Inhalt unter Bezugnahme hierin eingeschlossen wird.

Beschreibung des Standes der Technik

Fig. 10 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel eines Systemaufbaus für eine optische Mehrfachverzweigungs-Netzwerk- Prüfvorrichtung zeigt, die herkömmlicher Weise bekannt ist. Die optische Mehrfachverzweigungs-Netzwerk-Prüfvorrichtung aus Fig. 1 ist aufgebaut, um auf ein optisches Netzwerk mit achtfachen Verzweigungen, das in einem 1,31/1,55 Wellenlängen-Multiplex- Übertragungssystem bereitgestellt wird, einen Fehler-Absonde rungstest durchzuführen. In Fig. 1 gibt die OTDR-Meßvorrichtung 1 (worin "OTDR" eine Abkürzung für "Rückstreumeßgerät" ist) Teststrahlen des 1,6 µm-Bandes aus, die über einen optischen Koppler 2 auf eine optische Leitung 3 einfallen. Daraufhin verzweigen sich die Teststrahlen mittels eines Sternkopplers 4, von dem sie jeweils an Lichtleiter fb1 bis fb8 verteilt werden.

Die Lichtleiter fb1 bis fb8 sind jeweils mit ONUs (d. h. optische Netzwerkeinheit oder Teilnehmer-Netzwerk-Vorrichtung; ONU = Optical Network Unit) verbunden. Auf den Lichtleitern fb1 bis fb8 werden Filter 41 bis 48 jeweils vor den ONUs bereitgestellt. Jeder Filter 41 bis 48 verfügt über eine Bandpaßeigenschaft, die darin besteht, daß nur ein Signalstrahl, der jedem der ONUs entspricht, dort hindurchdringen darf, während der Teststrahl davon reflektiert wird. Daher werden die Teststrahlen, die sich über die Lichtleiter fb1 bis fb8 ausbreiten, jeweils durch die Filter 41 bis 48 reflektiert, so daß sich die reflektierten Teststrahlen (einfach Reflektions strahlen genannt) über die Lichtleiter 41 bis 48 jeweils zurück ausbreiten. Diese Reflektionsstrahlen sind einer Wellenmischung unterzogen, während sie durch den Sternkoppler 4 hindurchgeführt werden, der auf diese Weise Rückwirkungsstrahlen (nachstehend Reaktionsstrahlen) erzeugt. Daraufhin werden die Reaktionsstrah len zur OTDR-Meßvorrichtung 1 zurückgeführt. Solchermaßen analy siert die OTDR-Meßvorrichtung 1 die Reaktionsstrahlen.

Fig. 11 ist ein Graph, der ein Beispiel der Wellenformen der Reaktionsstrahlen zeigt, die durch die OTDR-Meßvorrichtung 1 beobachtet werden. Die Wellenformen weisen Zeitfolgenveränderun gen der Reaktionsstrahlen auf. In Fig. 11 stellt einen horizon tale Achse einen Wert dar, der erzeugt wird, indem die Laufzeit des Reaktionsstrahls mit der Übertragungsgeschwindigkeit von Licht multipliziert wird - das bedeutet eine Länge des Lichtleiters, durch den sich der Reaktionsstrahl ausbreitet.

Die Reaktionsstrahlen werden erzeugt, indem die Reflekti onsstrahlen vermischt werden, die jeweils durch die Filter 41 bis 48 reflektiert werden. Diese Filter befinden sich jeweils in unterschiedlichen Abständen von der OTDR-Meßvorrichtung 1 an unterschiedlichen Stellen auf den Lichtleitern fb1 bis fb8. Die Reflexionsstrahlen, die durch die jeweiligen Filter 41 bis 48 reflektiert und durch die OTDR-Meßvorrichtung 1 beobachtet werden, sind aus diesem Grund nicht miteinander auf der Zeitachse überlappend, so daß sie einzeln beobachtet werden. Eine im am weitesten links befindlichen Bereich des Graphen der Fig. 11 gezeigte Wellenform R entspricht einem Reflektionsstrahl aus dem Sternkoppler 4. Wellenformen, die der Wellenform R folgen und die sequentiell von links nach rechts im Graphen angeordnet sind, entsprechen den Reflexionsstrahlen, die jeweils von den Lichtleitern fb1 bis fb8 reflektiert und zur OTDR-Meßvorrichtung 1 zurückgeführt werden.

Die Fig. 12A und 12B sind Graphen, die vergrößerte Abbildungen der Wellenformen der Reaktionsstrahlen zeigen, die den Reflexionsstrahlen entsprechen, die jeweils von den Lichtleitern fb6 bis fb8 ausgegeben werden und von der OTDR-Meßvorrichtung 1 beobachtet werden.

Der Graph der Fig. 12A wird in Bezug auf eine Nicht-Fehlersituation aufgezeigt, in der auf keinem der Lichtleiter fb6 bis fb8 ein Fehler auftritt, während der Graph der Fig. 12B in Bezug auf eine Fehlersituation aufgezeigt wird, in der ein Fehler simuliert wird, indem auf den Lichtleiter fb7 ein Biegungsverlust von 3dB beaufschlagt wird.

In Zusammenhang mit den Graphen sollte klar sein, daß die Verringerung in der Intensität des Reflexionsstrahls mit Bezug auf den Lichtleiter fb7 auftritt, auf dem ein Fehler simuliert wird.

Gemäß dem in Fig. 10 gezeigten Systemaufbau ist es möglich, den Fehler zu erfassen, der auf dem optischen Netzwerk auftritt, indem die Intensität der Reflexionsstrahlen analysiert wird, die den zur OTDR-Meßvorrichtung 1 zurückgeführten Reaktionsstrahlen entsprechen.

Übrigens wird die zuvor erwähnte Technologie durch die Veröffentlichung B-846 mit dem Titel "1,6 µm-band Fault Isolation Technique For Passive Double Star Networks" offenbart, die im Herbst-Treffen des Jahres 1994 vom "Institute of Electronics, Information and Communication Engineers of Japan" ausgegeben wurde.

Jedoch leidet die zuvor erwähnte optische Mehrfachverzwei gungs-Netzwerk-Prüfvorrichtung unter folgenden Problemen:

i) Die zuvor erwähnte optische Mehrfachverzweigungs- Netzwerk-Prüfvorrichtung ist in der Lage, die optische Leitung zu bestimmen, auf der der Fehler auftritt. Allerdings ist es unmöglich, eine Entfernung eines Punktes (oder einer Stelle) auf der optischen Leitung zu erfassen, an dem (an der) der Fehler auftritt.
ii) Die optische Mehrfachverzweigungs-Netzwerk-Prüfvorrich tung bedarf der Mittel, um die Filter an jeweils unterschiedli chen Stellen auf den "verzweigten" Lichtleitern anzuordnen, wodurch sich die vom Koppler und den Filtern gemessenen Abstandsintervalle voneinander unterscheiden. Dies führt zu einer Einschränkung der Leiterlängen.
iii) Die optische Mehrfachverzweigungs-Netzwerk-Prüfvor richtung benötigt, daß jeweils die Lichtleiter Filter aufweisen. Dies erfordert hohe Kosten für den Aufbau des System.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein optisches Mehrfach verzweigungs-Netzwerk-Prüfverfahren und eine optische Mehrfach verzweigungs-Netzwerk-Prüfvorrichtung bereit zustellen, das bzw. die in der Lage ist, Fehlerauftritts-Zeiten, Fehlerauftritts- Leitungen und Fehlerauftritts-Abstände in Bezug auf optische Mehrfachverzweigungs-Netzwerke automatisch zu erfassen.

Ein optisches Mehrfachverzweigungs-Netzwerk-Prüfverfahren (oder -vorrichtung) dieser Erfindung wird bereitgestellt, um in Bezug auf ein optisches Netzwerk, das sich durch eine Anzahl von optischen Leitungen, die jeweils Endstellen aufweisen, an einem Verzweigungspunkt (z. B. Optokoppler) verzweigt, einen Fehler- Absonderungstest durchzuführen. Hierin werden optische Pulse in das optische Netzwerk eingegeben, von dem sie als Reflexions strahlen zurückgeführt werden. Dann werden Reaktionsstrahlen, die der Vermischung der Reflexionsstrahlen entsprechen, in OTDR-Wellenformdaten umgewandelt, die eine Wellenform darstellen, deren optische Leistung in Übereinstimmung mit einem Abstand von einer OTDR-Meßvorrichtung graduell abnimmt und die über eine Anzahl von Reflexions-Spitzenwerte verfügt.

Die OTDR-Wellenformdaten werden einer logarithmischen Umwandlung unterzogen, um logarithmische Wellenformdaten zu erzeugen, die eine logarithmische Wellenform darstellen. Ein Nä herungsverfahren der Fehlerquadratmethode wird an den logarith mischen Wellenformdaten durchgeführt, um eine Näherungslinie zu erzeugen, die die logarithmische Wellenform an Schnittpunkten kreuzt, die den Fresnel-Reflexionspunkten entsprechen. Durch die Verwendung der Fresnel-Reflexionspunkte als Trennpunkte werden die OTDR-Wellenformdaten in eine Anzahl von Bereichen aufge teilt. Dämpfungskonstanten werden für jede Meßzeit in Bezug auf jeden der Bereiche wiederholt berechnet und in einer Speicher vorrichtung gespeichert.

Danach wird die Fehlerbestimmung automatisch durchgeführt, und zwar auf der Grundlage der in der Speichervorrichtung gespeicherten Dämpfungskonstanten in Bezug auf die Fehlerauf tritts-Zeit, die Fehlerauftritts-Leitung und den Fehlerauf tritts-Abstand. Hierin wird die Fehlerbestimmung als Reaktion auf eine Änderung gemacht, die zwischen den Dämpfungskonstanten auftritt, die an aufeinanderfolgenden Meßzeiten in Bezug auf jeden der Bereiche sequentiell berechnet werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Diese und andere Aufgaben, Aspekte und die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die folgenden Figuren detaillierter beschrieben, in denen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm ist, das einen Systemaufbau für eine optische Mehrfachverzweigungs-Netzwerk-Prüfvorrichtung in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der Erfindung zeigt.

Fig. 2 ein Graph ist, der ein Beispiel für eine Wellenform zeigt, die den OTDR-Wellenformdaten entspricht, die in Bezug auf die Nicht-Fehlersituation gesammelt werden, in der an überhaupt keinem der in Fig. 1 gezeigten Verzweigungs-Lichtleiter ein Fehler auftritt;

Fig. 3 ein Flußdiagramm ist, das ein Beispiel für ein Untersuchungsverfahren zum Untersuchen der OTDR-Wellenformdaten zeigt;

Fig. 4 ein Graph ist, der ein Beispiel für eine logarithmi sche Wellenform zeigt, die den logarithmischen Wellenformdaten entspricht, die auf der Grundlage der in Fig. 2 in Bezug auf die Nicht-Fehlersituation gezeigten OTDR-Wellenformdaten erzeugt werden;

Fig. 5 ein Beispiel für die Verhältnisse zwischen Dämp fungskonstanten und Bestimmung von Punkten in Bezug auf die Nicht-Fehlersituation zeigt;

Fig. 6 ein Blockdiagramm ist, das eine Fehlersituation zeigt, in der an einem Verzweigungs-Lichtleiter im optischen Netzwerk ein Fehler auftritt;

Fig. 7 ein Graph ist, der ein Beispiel für eine Wellenform zeigt, die den OTDR-Wellenformdaten entspricht, die in Bezug auf die Fehlersituation gesammelt werden;

Fig. 8 ein Graph ist, der ein Beispiel für eine logarithmi sche Wellenform zeigt, die den logarithmischen Wellenformdaten entspricht, die auf der Grundlage der in Fig. 7 in Bezug auf die Fehlersituation gezeigten OTDR-Wellenformdaten erzeugt werden;

Fig. 9 ein Beispiel für Verhältnisse zwischen Dämpfungs konstanten und Bestimmung von Punkten in Bezug auf die Fehlersi tuation zeigt;

Fig. 10 ein Blockdiagramm ist, das ein Beispiel für einen Systemaufbau für die herkömmlich bekannte optische Mehrfachver zweigungs-Netzwerk-Prüfvorrichtung zeigt;

Fig. 11 ein Graph ist, der Wellenformen von Reaktionsstrah len zeigt, die von einer OTDR-Meßvorrichtung der in Fig. 10 ge zeigten optischen Mehrfachverzweigungs-Netzwerk-Prüfvorrichtung beobachtet werden;

Fig. 12A ein Graph ist, der vergrößerte Abbildungen von Wellenformen zeigt, die Reflexionsstrahlen betreffen, die durch ausgewählte Lichtleiter in Bezug auf die Nicht-Fehlersituation erzeugt werden; und

Fig. 12B ein Graph ist, der vergrößerte Abbildungen von Wellenformen zeigt, die Reflexionsstrahlen betreffen, die durch ausgewählte Lichtleiter in Bezug auf die Fehlersituation, in der an einem der Lichtleiter ein Fehler auftritt, erzeugt werden.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Diese Erfindung wird durch Beispiele unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen in weiterem Detail beschrieben.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das einen Systemaufbau für eine optische Mehrfachverzweigungs-Netzwerk-Prüfvorrichtung in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der Erfindung zeigt.

In Fig. 1 wird eine OTDR-Meßvorrichtung MS1 an eine Software im Speicher "SW1" gekoppelt, der die Software-Programme für die Datenuntersuchung speichert. Zusätzlich werden die Verzweigungs-Lichtleiter FB1 bis FB4 jeweils mit den Endstellen ED1 bis ED4 verbunden. Anschlüsse CN1 bis CN4 werden bereitgestellt, um zwischen einem Optokoppler CP1 und den Verzweigungs-Lichtleitern FB1 bis FB4 Verbindungen zu errichten. Des weiteren wird die OTDR-Meßvorrichtung MS1 Mithilfe eines Anschlusses CN5 mit dem Optokoppler CP1 verbunden.

Die optische Mehrfachverzweigungs-Netzwerk-Prüfvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform geht mit Test-Gegenständen wie beispielsweise dem Optokoppler CP1, den Verzweigungs-Lichtlei tern FB1 bis FB4 und den Endstellen ED1 bis ED4 um. So wird die optische Mehrfachverzweigungs-Netzwerk-Prüfvorrichtung in erster Linie durch die OTDR-Meßvorrichtung MS1 bestimmt, die über den Optokoppler CP1 mit den zuvor erwähnten Test-Gegenständen verbunden ist, und durch die Software im Speicher SW1, der die Software-Programme speichert, die die OTDR-Meßvorrichtung MS1 durchführt.

Zusätzlich wird die optische Mehrfachverzweigungs-Netzwerk- Prüfvorrichtung mit einer Massenspeichervorrichtung (z. B. einem Festplattenlaufwerk, in Fig. 1 nicht gezeigt) ausgestattet, die Meßergebnisse speichert, die durch die OTDR-Meßvorrichtung MS1 erzeugt werden.

Als nächstes wird die Wirkungsweise der optischen Mehrfach verzweigungs-Netzwerk-Prüfvorrichtung der Fig. 1 hauptsächlich in Bezug auf zwei Betriebsarten beschrieben; d. h. "(1) die Erzeugung der OTDR-Wellenformdaten" und "(2) die Wellenformun tersuchung".

(1) Erzeugung der OTDR-Wellenformdaten

Die OTDR-Meßvorrichtung MS1 gibt optische Pulse aus, die durch den Optokoppler CP1 geteilt werden und jeweils auf die Verzweigungs-Lichtleiter FB1 bis FB4 einfallen. Dann wird bewirkt, daß in den Verzweigungs-Lichtleitern FB1 bis FB4 Rückstreustrahlen auftreten und durch den Optokoppler CP1 vermischt werden, der wiederum Reaktionsstrahlen ausgibt. Die Reaktionsstrahlen werden an die OTDR-Meßvorrichtung MS1 zurückgeführt. In der OTDR-Meßvorrichtung MS1 werden die Reaktionsstrahlen in elektrische Signale umgewandelt, und zwar als Reaktion auf ihre Pegel. Dann werden die elektrischen Signale als OTDR-Wellenformdaten (oder digitale Wellenformdaten) in einem Speicher (nicht gezeigt) gespeichert.

Fig. 2 ist ein Graph, der ein Beispiel für eine Wellenform zeigt, die die OTDR-Wellenformdaten darstellt, die in Bezug auf die Nicht-Fehlersituation erzeugt werden, in der an überhaupt keinem der Verzweigungs-Lichtleiter ein Fehler auftritt. In Fig. 2 stellt eine horizontale Achse den Abstand dar, mit dem die Daten an jedem Meßpunkt, der zum Beispiel einem Abstand von 2 m entspricht, gesammelt werden. So entsprechen 20 000 Punkte 40 km (= 2m × 20 000). Zusätzlich zeigt eine vertikale Achse der Fig. 2 den Pegel des Rückstreustrahls, der für jeden der Verzweigungs- Lichtleiter FB1 bis FB4 erfaßt wird. Im übrigen werden die OTDR-Wellenformdaten auf der Grundlage von Rückstreustrahlen der Verzweigungs-Lichtleiter FB1 bis FB4 erzeugt, die miteinander vermischt werden. In Fig. 2 bezeichnen Bezugssymbole. "ED1" bis "ED4" Reflexions-Spitzenwert-Wellenformen in Verbindung mit Endstellen ED1 bis ED4 der Verzweigungs-Lichtleiter FB1 bis FB4. Zusätzlich bezeichnet "CP" eine Reflexions-Spitzenwert- Wellenform in Verbindung mit dem Optokoppler CP1, mit dem die Verzweigungs-Lichtleiter FB1 bis FB4 verbunden werden.

(2) Wellenformuntersuchung

Fig. 3 ist ein Flußdiagramm, das ein Beispiel für ein Untersuchungsverfahren zeigt, um die OTDR-Wellenformdaten durch die Prüfvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform zu untersu chen.

In Schritt S1 wandelt die Prüfvorrichtung die OTDR-Wellenformdaten (oder als die Wellenform der Fig. 2 gezeigte lineare Wellenformdaten) in logarithmische Wellenformdaten um.

In der vorliegenden Ausführungsform wird die Umwandlung in logarithmische Wellenformdaten durch eine Gleichung (1) wie folgt dargestellt:

y_n = 5 log(x_n) (1)

Hierin stellt "x_n" einen Pegel (oder eine optische Leistung) des von der OTDR-Meßvorrichtung MS1 empfangenen Rückstreulichtes dar, während das zum "x" hinzugefügte Süffix "_n" eine Zahl des Punktes (worin n = 1, 2, 3, . . ., 20 000) bezeichnet, die in Bezug zur horizontalen Achse des Graphen der Fig. 2 angeordnet wird. Zum Beispiel bezeichnet x₁ einen Pegel des Rückstreulichtes, der in Bezug auf einen Punkt von 2 m (= 2m × 1) erfaßt wird, während x_{20 000} einen Pegel des Rückstreulichtes bezeichnet, der in Bezug auf einen Punkt von 40 km (= 2m × 20 000) erfaßt wird.

So werden 20 000 lineare Wellenformdaten x_n bereitgestellt, die jeweils in Übereinstimmung mit der zuvor erwähnten Gleichung (1) in 20 000 der logarithmischen Daten y_n umgewandelt werden. Fig. 4 ist ein Graph, der eine logarithmische Wellenform zeigt, die auf der Grundlage der logarithmische Wellenformdaten ge zeichnet wird, die durch die Umwandlung der in Fig. 2 gezeigten linearen Wellenformdaten erzeugt wird.

In Schritt S2 verwendet die Prüfvorrichtung ein Fehlerqua drat-Näherungsverfahren in Bezug auf die logarithmischen Wellen formdaten, um eine Näherungslinie zu erzeugen, die durch eine Gleichung von "y = a1.d + b1" dargestellt wird (s. Linie D1, die in Fig. 4 gezeigt wird). Hierin berechnet die Prüfvorrichtung die Konstanten a1 und b1 für die Gleichung.

In Fig. 4 schneidet die Näherungslinie D1 die logarithmi sche Wellenform an Punkten Pu0, Pd0, Pu1, Pd1, . . ., Pu4 und Pd4. Solchermaßen berechnet die Prüfvorrichtung die Abstände in Bezug auf diese Schnittpunkte, um d(Pu0), d(Pd0), . . ., d(Pd4) zu erzeugen. Auf der Grundlage der Abstände d(Pu0) und d(Pd0) zum Beispiel berechnet die Prüfvorrichtung dann einen Abstand zwischen einen Vorderpunkt PU0 und einem Hinterpunkt PD0 in Bezug auf den Reflexions-Spitzenwert CP. Auf ähnliche Weise be rechnet die Prüfvorrichtung die Abstände zwischen den Vorder punkten PU1-PU4 und den Hinterpunkten PD1-PD4 jeweils in Bezug auf die Reflexions-Spitzenwerte ED1 bis ED4.

In Schritt S3 verwendet die Prüfvorrichtung die zuvor er wähnten Reflexions-Spitzenwerte (die den Fresnel-Reflexionspunk ten entsprechen) als Trennungspunkte, um die in Fig. 2 gezeigten OTDR-Wellenformdaten aufzuteilen.

In der vorliegenden Ausführungsform teilt die Prüfvorrich tung die OTDR-Wellenformdaten der Fig. 2 wie folgt in vier Bereiche auf:
L1: einem Bereich zwischen den Punkten PD0 und PU1;
L2: einem Bereich zwischen den Punkten PD1 und PU2;
L3: einem Bereich zwischen den Punkten PD2 und PU3; und
L4: einem Bereich zwischen den Punkten PD3 und PU4.

Nach der Durchführung des oben beschriebenen Trennungsvor gangs führt die Prüfvorrichtung die Trennuntersuchung durch, um jeweils in Bezug auf die zuvor erwähnten Bereiche L1 bis L4 die Dämpfungskonstanten zu berechnen. Fig. 5 zeigt ein Beispiel für das Verhältnis zwischen den Dampfungskonstanten und der Bestimmung von Punkten in Bezug auf die Nicht-Fehlersituation, in der auf überhaupt keinem der Verzweigungs-Lichtleiter FB1 bis FB4 ein Fehler auftritt.

In Schritt S4 speichert die Prüfvorrichtung die Dämpfungs konstanten, die im vorhergehenden Schritt S3 berechnet werden, in der Speichervorrichtung (nicht gezeigt), die bereitgestellt wird, um Meßergebnisse zu speichern.

Eine Folge der Schritte S1 bis S4 wird zu jeder vorge schriebenen Zeit wiederholt. In der vorliegenden Ausführungsform führt die Prüfvorrichtung die Messung zu jeder vorgeschriebenen Zeit einmal durch, worin die Meßzeiten als t₁, t₂, . . ., t_k, t_k+1, t_k+2, . . . bezeichnet werden. Die Dämpfungskonstanten werden jeweils an den Meßzeiten gemessen. So werden die Meßzeiten zusammen mit den Dämpfungskonstanten in der Speichervorrichtung gespeichert.

Nimmt man jetzt eine Fehlersituation an (s. Fig. 6), in der ein Fehler zur Zeit t_k+1 an einem Punkt "x" auf dem Verzweigungs- Lichtleiter FB3 auftritt:
In diesem Fall ändern sich die an die OTDR-Meßvorrichtung MS1 eingegebenen OTDR-Wellenformdaten in der Wellenform von der zuvor erwähnten Wellenform der Fig. 2 in eine in Fig. 7 gezeigte Wellenform. In Fig. 7 bezeichnet ED3' eine Wellenform eines Reflexions-Spitzenwertes am Punkt "x" auf dem Lichtleiter FB3.

Nachdem die in Fig. 7 gezeigten Wellenformdaten in die OTDR-Meßvorrichtung MS1 eingegeben werden, schreitet die Prüfvorrichtung zum in Fig. 3 gezeigten Schritt S1, worin die OTDR-Wellenformdaten (oder linearen Wellenformdaten) in die in Fig. 8 gezeigten logarithmischen Wellenformdaten umgewandelt werden.

In Schritt S2 verwendet die Prüfvorrichtung das Fehlerqua drat-Näherungsverfahren in Bezug auf die logarithmischen Wellen formdaten der Fig. 8, um eine Näherungslinie bereitzustellen, die durch eine Gleichung von "y = a2.d + b2" dargestellt wird (s. Linie D2 in Fig. 8 gezeigt). Auf diese Weise berechnet die Prüfvorrichtung die Konstanten a2 und b2 für die obige Glei chung.

Ähnlich wie in Zusammenhang mit den zuvor erwähnten Berech nungen, die in Bezug auf die Nicht-Fehlersituation durchgeführt werden, führt die Prüfvorrichtung danach Berechnungen durch, um die Abstände zwischen den Vorderpunkten PU0'-PU4' und den Hinterpunkten PD0'-PD4' jeweils in Bezug auf die Reflexions- Spitzenwerte CP, ED3', ED1, ED2 und ED4 zu erzeugen.

In Schritt S3 verwendet die Prüfvorrichtung die zuvor er wähnten Reflexions-Spitzenwerte (die dem Fresnel-Reflexionspunk ten entsprechen) als Trennungspunkte, um die OTDR-Wellenformda ten der Fig. 7 in vier Bereiche L1' bis L4' aufzuteilen. Sol chermaßen führt die Prüfvorrichtung die Trennuntersuchung durch, um die Dämpfungskonstanten jeweils in Bezug auf die Bereiche L1' und L4' zu erzeugen. Fig. 9 zeigt ein Beispiel für ein Verhältnis zwischen den Dämpfungskonstanten und der Bestimmung von Punkten in Bezug auf die Fehlersituation, in der der Fehler am Verzweigungs-Lichtleiter FB3 auftritt.

In Schritt S4 werden die im Schritt S3 berechneten Dämpfungskonstanten als Meßergebnisse zur Meßzeit t_k+1 in der Speichervorrichtung gespeichert.

Solchermaßen werden die Schritte S1 bis S4 wiederholt, so daß die Speichervorrichtung die Dämpfungskonstanten (s. Fig. 5) an den Meßzeiten t₁ bis t_k sowie die Dämpfungskonstanten (s. Fig. 9) an der Meßzeit t_k+1 speichert.

Nach Beendigung der Schritte S1 bis S4 fährt die Prüfvorrichtung mit Schritt S5 fort, worin die Prüfvorrichtung ein Fehler-Bestimmungsverfahren durchführt, um auf der Grundlage der in der Speichervorrichtung gespeicherten Dämpfungskonstanten eine Gruppe bestehend aus der Fehlerauftritts-Zeit, der Fehler auftritts-Leitung und des Fehlerauftritts-Abstands zu bestimmen.

Nun wird ein solches Fehler-Bestimmungsverfahren detail liert in Bezug auf die Fehlersituation beschrieben, wo, wie in Fig. 6 gezeigt, zur Zeit t_k+1 am Punkt "x" auf dem Verzweigungs- Lichtleiter FB3 ein Fehler auftritt. In diesem Fall werden die in Fig. 5 gezeigten Dämpfungskonstanten in der Zeitspanne zwischen den Zeiten t₁ und t_k nicht geändert. So bestimmt die Prüfvorrichtung, daß in dieser Zeitspanne kein Fehler auftritt. In der nächsten Zeitspanne zwischen den Zeiten t_k und t_k+1 treten Änderungen derart auf, daß die Dämpfungskonstanten der Fig. 5 auf jene der Fig. 9 geändert werden. So bestimmt die Prüfvorrichtung, daß im optischen Netzwerk ein Fehler auftritt. Hierin erfolgen solche Änderungen der Dämpfungskonstanten in der Zeitspanne zwischen den Zeiten t_k und t_k+1. Solchermaßen bestimmt die Prüfvorrichtung, daß in dieser Zeitspanne der Fehler aufgetreten ist. Danach bestimmt die Prüfvorrichtung den Verzweigungs-Lichtleiter FB3, dessen Reflexions-Spitzenwert sich in der Stellung verschiebt, als die Fehlerauftritts-Leitung. Zusätzlich bestimmt die Prüfvorrichtung den Abstand, der dem Reflexions-Spitzenwert ED3' entspricht, als den Fehlerauftritts- Abstand.

Wie oben beschrieben, ist die optische Mehrfachverzwei gungs-Netzwerk-Prüfvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform in der Lage, die Fehlerauftritts-Zeit, die Fehlerauftritts- Leitung und den Fehlerauftritts-Abstand automatisch zu erfassen.

Die zuvor erwähnte Beschreibung wird in Bezug auf die Aus führungsform unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen angegeben. Jedoch ist der in Zusammenhang mit dieser Erfindung anwendbare konkrete Systemaufbau nicht auf den in der Ausfüh rungsform beschriebenen zuvor erwähnten Systemaufbau beschränkt. So können Änderungen oder Modifikationen im Systemaufbau und -entwurf, die sich nicht vom Gegenstand dieser Erfindung lösen, von der Tragweite der Erfindung eingeschlossen werden.

In der zuvor erwähnten Ausführungsform führt zum Beispiel die Prüfvorrichtung in Schritt S5 - nach der Wiederholung der Schritte S1 bis S4, um in Bezug auf jede der vorgeschriebenen Zeiten die Dämpfungskonstanten zu erzeugen - eine Reihe von Fehlerbestimmungsverfahren durch. Allerdings ist es möglich, die vorliegende Ausführungsform derart abzuändern, daß die Schritte S1 bis S5 wiederholt durchgeführt werden. Das bedeutet, daß jedesmal, wenn die Dämpfungskonstanten zu jeder vorgeschriebenen Zeit berechnet werden, die Prüfvorrichtung in Schritt S5 eine Reihe von Fehlerbestimmungsverfahren durchführt, indem die zur gegenwärtigen Zeit berechneten Dämpfungskonstanten mit den vorherigen Dämpfungskonstanten verglichen werden, die für die vorherige Zeit berechnet wurden. In diesem Fall ist es möglich, im wesentlichen in Echtzeit eine Reihe von Fehlerbestimmungsver fahren durchzuführen.

Im übrigen ist die vorliegende Ausführungsform aufgebaut, um mit dem optischen Netzwerk, das vier Abzweigungen aufweist, zusammenzuwirken. Natürlich ist eine Zahl von im optischen Netzwerk bereitgestellter Abzweigungen, die in Zusammenhang mit dieser Erfindung anwendbar ist, nicht auf vier beschränkt. Mit anderen Worten ist diese Erfindung in der Lage, mit optischen Mehrfachverzweigungs-Netzwerken zurecht zu kommen, deren Anzahl an Verzweigungen willkürlich ausgewählt wird. Zu guter Letzt können die Wirkungen dieser Erfindung wie folgt zusammengefaßt werden:

(1) Es ist möglich, automatisch die Fehlerauftritts-Zeit, die Fehlerauftritts-Leitung und den Fehlerauftritts-Abstand in Bezug auf das optische Mehrfachverzweigungs-Netzwerk zu erfassen, in dem ein Fehler auf einem bestimmten Verzweigungs- Lichtleiter auftritt. So ist es im Unterschied zur herkömmlichen Technologie nicht erforderlich, Filter jeweils an unterschiedli chen Stellen auf die Leitungen anzubringen, sobald die Messung durchgeführt wird, um die Fehlerleitung zu bestimmen. Daher ist es möglich, die Meßarbeit mit hoher Wirksamkeit in Angriff zu nehmen.
(2) Die optische Mehrfachverzweigungs-Netzwerk-Prüfvorrich tung ist derart aufgebaut, daß dieselben Meßvorgänge normal durchgeführt werden. Verglichen mit dem manuellen Betrieb, in dem ein Arbeiter die Messung manuell durchführt, ist es so möglich, die Messung mit großer Objektivität und Zuverlässigkeit durchzuführen.

Da diese Erfindung verschiedentlich ausgeführt sein kann, ohne sich vom Geist ihrer wesentlichen Eigenschaften zu lösen, ist die vorliegende Ausführungsform aus diesem Grund als veranschaulichend und als nicht einschränkend zu sehen, da der Schutzumfang der Erfindung eher durch die anliegenden Ansprüche als durch die diesen vorausgehende Beschreibung bestimmt wird, und alle Änderungen, die innerhalb der Aufgabe und der Grenzen der Ansprüche fallen - bzw. Entsprechungen solcher Aufgagen und Grenzen - sind deshalb als von den Ansprüchen umfaßt beabsich tigt.

Claims

1. Ein optisches Mehrfachverzweigungs-Netzwerk-Prüfverfah ren, das die folgenden Schritte umfaßt:
das Eingeben optischer Pulse an einen Verzweigungspunkt, an dem sich ein optisches Mehrfachverzweigungs-Netzwerk mittels einer Mehrzahl optischer Leitungen verzweigt;
das Empfangen von Reaktionsstrahlen, die einer Mischung von Reflexionsstrahlen entsprechen, die erzeugt werden, indem die optischen Strahlen jeweils an ausgewählten Abschnitten der optischen Leitungen reflektiert werden;
das Durchführen einer logarithmischen Umwandlung in Bezug auf Wellenformdaten, die elektrischen Signalen entsprechen, die erzeugt werden, indem die Reaktionsstrahlen umgewandelt werden;
das Durchführen von Berechnungen in Bezug auf die logarith misch umgewandelten Wellenformdaten, um eine Näherungslinie zu erzeugen;
das Vergleichen der logarithmisch umgewandelten Wellen formdaten mit der Näherungslinie, um Fresnel-Reflexionspunkte auf den Wellenformdaten zu erfassen;
das Verwenden der Fresnel-Reflexionspunkte als Trennungs punkte, um die Wellenformdaten in eine Anzahl von Bereichen auf zuteilen;
das Durchführen einer Trennuntersuchung an jedem der Berei che, um in Bezug auf jede der optischen Leitungen Dämpfungskon stanten zu berechnen;
das Speichern der Dämpfungskonstanten in einer Speichervor richtung in Verbindung mit jeder der Meßzeiten; und
das Bestimmen einer Fehlerauftritts-Zeit, Fehlerauftritts- Leitung und eines Fehlerauftritts-Abstands in Bezug auf einen Fehler, der im optischen Mehrfachverzweigungs-Netzwerk auftritt, das die optischen Leitungen aufweist, und zwar auf der Grundlage der Dämpfungskonstanten, die zu jeder vorgeschriebenen Zeit wie derholt berechnet werden und in der Speichervorrichtung gespei chert werden.

2. Ein optisches Mehrfachverzweigungs-Netzwerk-Prüfverfah ren gemäß Anspruch 1, worin die logarithmische Umwandlung in Übereinstimmung mit einer Gleichung
y_n = 5 log(x_n)
durchgeführt wird, worin x_n die Wellenformdaten darstellt, wäh rend y_n die logarithmisch umgewandelten Wellenformdaten dar stellt.

3. Ein optisches Mehrfachverzweigungs-Netzwerk-Prüfverfah ren gemäß Anspruch 1 oder 2, worin die Fresnel-Reflexionspunkte auf der Grundlage von Schnittpunkten erfaßt werden, die zwischen einer Wellenform, die den logarithmisch umgewandelten Wellen formdaten entspricht, und der Näherungslinie gebildet werden.

4. Ein optisches Mehrfachverzweigungs-Netzwerk-Prüfverfah ren gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, worin der Vergleich in Bezug auf die Dämpfungskonstanten durchgeführt wird, die an aufeinanderfolgenden Meßzeiten sequentiell berechnet werden, so daß der Fehlerauftritt als Reaktion auf eine Änderung bestimmt wird, die zwischen den Dämpfungskonstanten erfaßt wird, und
worin die Meßzeit, die der Änderung der Dämpfungskonstanten entspricht, als die Fehlerauftritts-Zeit bestimmt wird, wobei der Abstand eines Reflexions-Spitzenwertes aus den Dämpfungskon stanten erfaßt wird, so daß eine optische Leitung, die einer Än derung entspricht, die in Bezug auf den Abstand des Reflexions- Spitzenwertes auftritt, als die Fehlerauftritts-Leitung bestimmt wird, und wobei der Abstand des Reflexions-Spitzenwertes nach der Änderung als der Fehlerauftritts-Abstand bestimmt wird.

5. Eine optische Mehrfachverzweigungs-Netzwerk-Prüfvorrich tung, die folgendes umfaßt:
ein Lichtausstrahlungsmittel zum Ausstrahlen optischer Pulse, die an einen Verzweigungspunkt eingegeben werden, an dem sich ein optisches Mehrfachverzweigungs-Netzwerk mittels einer Mehrzahl von optischen Leitungen verzweigt;
ein Lichtempfangsmittel, um Reaktionsstrahlen zu empfangen, die der Mischung von Reflexionsstrahlen entsprechen, die erzeugt werden, indem die optischen Strahlen jeweils an ausgewählten Abschnitten der optischen Leitungen reflektiert werden;
ein Umwandlungsmittel zum Durchführen einer logarithmischen Umwandlung in Bezug auf Wellenformdaten, die elektrischen Signa len entsprechen, die durch die Umwandlung der Reaktionsstrahlen erzeugt werden;
ein Näherungsmittel zum Durchführen von Berechnungen in Bezug auf die logarithmisch umgewandelten Wellenformdaten, um eine Näherungslinie zu erzeugen;
ein Vergleichsmittel zum Vergleichen der logarithmisch umgewandelten Wellenformdaten mit der Näherungslinie, um Fresnel-Reflexionspunkte in Bezug auf die Wellenformdaten zu erfassen;
ein Trennmittel zur Verwendung der Fresnel-Reflexionspunkte als Trennpunkte, um die Wellenformdaten in eine Anzahl von Be reichen aufzuteilen;
ein Untersuchungsmittel zum Durchführen einer Trennuntersu chung an jedem der Bereiche, um in Bezug auf jede der optischen Leitungen Dämpfungskonstanten zu berechnen;
ein Schreibmittel, um die Dämpfungskonstanten in Verbindung mit einer jeden Meßzeit in einer Speichervorrichtung zu spei chern; und
ein Bestimmungsmittel zum Bestimmen einer Fehlerauftritts- Zeit, einer Fehlerauftritts-Leitung und eines Fehlerauftritts- Abstands in Bezug auf einen Fehler, der im optischen Mehrfach verzweigungs-Netzwerk auftritt, das die optischen Leitungen aufweist, und zwar auf der Grundlage der Dämpfungskonstanten, die zu jeder vorgeschriebenen Zeit wiederholt berechnet werden und in der Speichervorrichtung gespeichert werden.

6. Eine optische Mehrfachverzweigungs-Netzwerk-Prüfvorrich tung gemäß Anspruch 5, worin das Umwandlungsmittel die logarith mische Umwandlung in Übereinstimmung mit einer Gleichung
y_n = 5 log(x_n)
durchführt, worin x_n die Wellenformdaten darstellt, während y_n die logarithmisch umgewandelten Wellenformdaten darstellt.

7. Eine optische Mehrfachverzweigungs-Netzwerk-Prüfvorrich tung gemäß Anspruch 5 oder 6, worin die Fresnel-Reflexionspunkte auf der Grundlage von Schnittpunkten erfaßt werden, die zwischen einer Wellenform, die den logarithmisch umgewandelten Wellen formdaten entspricht, und der Näherungslinie gebildet werden.

8. Eine optische Mehrfachverzweigungs-Netzwerk-Prüfvorrich tung gemäß irgendeinem der Ansprüche 5 bis 7, worin das Bestim mungsmittel den Vergleich in Bezug auf die Dämpfungskonstanten durchführt, die an aufeinanderfolgenden Meßzeiten sequentiell berechnet werden, so daß der Fehlerauftritt als Reaktion auf eine Änderung bestimmt wird, die zwischen den Dämpfungskonstan ten erfaßt wird, und
worin die Meßzeit, die der Änderung der Dämpfungskonstanten entspricht, als die Fehlerauftritts-Zeit bestimmt wird, wobei der Abstand eines Reflexions-Spitzenwertes aus den Dämpfungskon stanten erfaßt wird, so daß eine optische Leitung, die einer Än derung entspricht, die in Bezug auf den Abstand des Reflexions- Spitzenwertes auftritt, als die Fehlerauftritts-Leitung bestimmt wird, und wobei der Abstand des Reflexions-Spitzenwertes nach der Änderung als der Fehlerauftritts-Abstand bestimmt wird.

9. Ein optisches Mehrfachverzweigungs-Netzwerk-Prüfverfah ren, das die folgenden Schritte umfaßt:
das Eingeben optischer Pulse in ein optisches Netzwerk, das durch Verwendung eines Optokopplers durch eine Mehrzahl opti scher Leitungen, die jeweils Endstellen aufweisen, verzweigt wird, worin die optischen Pulse durch den Optokoppler sowie jeweils in der Mehrzahl der optischen Leitungen reflektiert wer den, so daß Reflexionsstrahlen erzeugt werden;
das Empfangen der Reaktionsstrahlen, die einer Mischung der Reflexionsstrahlen aus dem Optokoppler entsprechen;
das Umwandeln der Reaktionsstrahlen in elektrische Signale, um OTDR-Wellenformdaten zu erzeugen, die eine Wellenform dar stellen, deren optische Leistung in Übereinstimmung mit einem Abstand graduell abnimmt und die als Reaktion auf den Optokopp ler und die Endstellen von der Mehrzahl der optischen Leitungen jeweils über Reflexions-Spitzenwerte verfügt;
das Durchführen der logarithmischen Umwandlung der OTDR-Wellenformdaten, um logarithmische Wellenformdaten zu erzeugen, die eine logarithmische Wellenform darstellen, die Spitzenwerte aufweist, die den Reflexions-Spitzenwerten der Wellenform der OTDR-Wellenformdaten entsprechen;
das Durchführen eines Fehlerquadrat-Näherungsverfahrens in Bezug auf die logarithmischen Wellenformdaten, um eine Nähe rungslinie zu erzeugen, die die logarithmische Wellenform an Schnittpunkten schneidet, die den Fresnel-Reflexionspunkten entsprechen;
das Verwenden der Fresnel-Reflexionspunkte als Trennpunkte, um die logarithmischen Wellenformdaten in eine Mehrzahl von Be reichen aufzuteilen, deren Anzahl in Verbindung mit der Mehrzahl der optischen Leitungen bestimmt wird;
das Berechnen mindestens einer Dämpfungskonstante in Bezug auf jeden der Mehrzahl von Bereichen, worin die Berechnung der Dämpfungskonstante zu jeder Meßzeit wiederholt wird, so daß die Dämpfungskonstanten in Bezug auf jeden der Mehrzahl von Berei chen sequentiell berechnet werden;
das Speichern der Dämpfungskonstanten in einer Speichervor richtung; und
das Durchführen einer Fehlerbestimmung in Bezug auf das op tische Netzwerk auf der Grundlage der in der Speichervorrichtung gespeicherten Dämpfungskonstanten.

10. Ein optisches Mehrfachverzweigungs-Netzwerk-Prüfverfah ren gemäß Anspruch 9, worin die logarithmische Umwandlung in Übereinstimmung mit einer Gleichung
y_n = 5 log(x_n)
durchgeführt wird, worin x_n die Wellenformdaten darstellt, während y_n die logarithmischen Wellenformdaten darstellt.

11. Ein optisches Mehrfachverzweigungs-Netzwerk-Prüfverfah ren gemäß Anspruch 9 oder 10, worin das Auftreten eines Fehlers als Reaktion auf eine Änderung bestimmt wird, die zwischen den Dämpfungskonstanten auftritt, die in Bezug auf jeden der Mehr zahl von Bereichen an aufeinanderfolgenden Meßzeiten sequentiell berechnet werden.

12. Ein optisches Mehrfachverzweigungs-Netzwerk-Prüfverfah ren gemäß irgendeinem der Ansprüche 9 bis 11, worin die Fehler bestimmung in Bezug auf eine Fehlerauftritts-Zeit, eine Fehler auftritts-Leitung und einen Fehlerauftritts-Abstand durchgeführt wird.