DE29615486U1

DE29615486U1 - Anordnung zur Messung der passiven optischen Netze

Info

Publication number: DE29615486U1
Application number: DE29615486U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-09-05
Filing date: 1996-09-05
Publication date: 1996-10-17
Anticipated expiration: 2006-09-06

Description

IM

Anordnung zur Messung Passiver Optischer Netze (PON)

Passive Optische Netze werden in der modernen Hochgeschwindigkeits-Kommunikations- und -Informationstechnik eingesetzt.

Die Passiven Optischen Netze, aufgebaut aus Standard Einmoden Lichtwellenleitern, sind in unidirektionaler Konfiguration ausgeführt. Das bedeutet, daß die Nachrichten vom Sender zum Empfänger fließen.

Die einfachste Anordnung, um eine Nachricht vom Sender zum Empfänger zu schicken, ist jedoch die Punkt-zu-Punkt Anordnung, auch lineare Anordnung genannt. Durch eine derartige lineare Anordnung kann allerdings immer nur ein Empfänger mit Nachrichten versorgt werden. Um viele Empfänger zu erreichen, müssen genausoviele Lichtwellenleiter verlegt sein wie es Empfänger gibt.

Dieser linearen Anordnung überlegen ist die Punkt-zu-Multipunkt Anordnung, siehe Fig. 1. Der Sender (1) schickt Nachrichten über eine verzweigte Anordnung von Lichtwellenleitern gleichzeitig zu mehreren Empfängern (5). Daher ist diese Piinkt-zu-Mulripunkt Anordnung die leistungsfähigere und kostengünstigere Netztopologie.

In einer solchen Anordnung ist nach einer längeren Strecke von Lichtwellenleitern (20), auch Lichtwellenleiter Hauptkabel genannt, ein Lichtwellenleiter Koppler (3) mit einer bestimmten Zahl N von Lichtwellenleiterausgängen angespleißt, künftig abgekürzt 1:N LWL Koppler. An jeden dieser Lichtwellenleiterausgänge ist eine weitere Strecke von Lichtwellenleiter Abzweigungskabel (21) angespleißt. Die überbrückte Gesamtlänge von Lichtwellenleiter Hauptkabel (20) und Lichtwellenleiter Abzweigungskabel (21) beträgt bis zu 20 km und mehr.

Ich nenne diese Punkt-zu-Multipunkt Anordnung von Lichtwellenleitern mit einem 1: N LWL-Koppler vereinfacht Passives Optisches Netz (PON).

Dies bedeutet keine Beschränkung, da die lineare Anordnung in der Punkt-zu-Multipunkt Anordnung enthalten ist, wenn ein Lichtwellenleiter des Hauptkabels (20) mit nur einem Lichtwellenleiter des Abzweigungskabel (21) direkt verspleißt ist.

Der übertragungstechnische Vorgang ist folgender:

Die Nachrichten gelangen als elektrische Signale in die Vermittlungsstelle, dies wird als Sender (1) bezeichnet, und werden dem 1310 um Laser (2) aufmoduliert. Die optischen Signale des Lasers werden über Lichtwellenleiter Hauptkabel (20) mit mehreren Standard Einmodenfasern über eine größere Strecke übertragen und werden durch einen 1 : N LWL-Koppler (3) auf die N LWL-Abzweigungskabel

(21) aufgeteilt. Die Zahl der Ausgänge der 1;N LWL-Koppler, genannt auch das Teilverhältnis, kann zwischen N = 2, 4, 8, 16 oder 32 variieren. Die Nachrichten werden über die N LWL-Abzweigungskabel zu den N optischen Empfängern (4) weitergeleitet,werden dort in elektrische Signale zurückgewandelt und der Empfänger (5) erhält die Nachrichten.

Durch Anfügen weiterer 1 : N LWL-Koppler und weiterer LWL-Kabel kann eine kaskadenförmige Vervielfachung der Zahl der Empfanger erreicht werden.

Stand der Technik der Messung der Passiven Optischen Netze (PON)

Um einen einwandfreien Ablauf der Nachrichtenübertragung zu gewährleisten, müssen die Passiven Optischen Netze regelmäßig auf optische Transparenz hin gemessen werden.

Der einfachste Fall, die lineare Anordnung von LWL-Kabem (20) stellt hinsichtlich der optischen Messung durch die gesamte Länge kein besonders großes Problem dar. Durch Herausnahme der LWL Stecker aus den Lasermodulen und aus den Empfangermodulen können die Lichtwellenleiter mit einem käuflichen optischen Reflektometer gemessen werden.

Die optische Messung eines Passiven Optischen Netzes mit einem 1:N LWL Koppler (PON) ist dagegen sehr aufwendig und schwierig.
Nach dem Stand der Technik werden diese Messungen in der Weise durchgeführt, daß die Lichtwellenleiter im Hauptkabel (20) und die LWL-Abzweigungskabel (21) separat gemessen werden müssen. Dabei werden jeweils die LWL Stecker aus den Lasermodulen bzw. jene aus den Empfangermodulen herausgenommen und die Lichtwellenleiter, die mit dem LWL-Koppler (3) verspleißt sind, müssen aufgetrennt werden. Erst dann kann jede LWL Strecke mit dem optischen Reflektometer, wie oben im Fall der lineare Anordnung, durchgemessen werden.

Es ist leicht einzusehen, daß die Messung eines Passiven Optischen Netzes mit einem 1:N LWL Koppler (PON) sehr zeit- und kostenintensiv ist und stets mit einer Unterbrechung des Nachrichtenverkehrs gekoppelt ist.

Nachteilig ist auch, daß ein gegebenenfalls fehlerhafter LWL-Koppler nicht erkannt werden kann, weil dieser nicht in die Messungen mit einbezogen werden kann.

Wegen der oben genannten Schwierigkeiten werden die Messungen der optischen Transparenz des PON bisher im allgemeinen nur indirekt, durch zusätzliche Nachrichtenleitungen vorgenommen. Dieses indirekte Verfahren steigert ebenfalls die Kosten.

Anordnung zur Messung der Passiven Optischen Netze (PON)

Um die Unzulänglichkeiten der Messung nach dem Stand der heutigen Technik auszuschalten, wurde folgende Erfindung gemacht: es handelt sich um eine Anordnung zur kostengünstigen, computergesteuerten und automatisierten Messung der Passiven Optischen Netze (PON) mit einem LWL Koppler.

Zur Errichtung einer geeigneten Meßanordnung muß die bisher installierte Anordnung, siehe Fig. 1, abgeändert werden.

In der Vermittlungsstelle wird nach dem 1310 nm Laser (2) in das Lichtwellenleiter-Hauptkabel (20) ein Wavelength Division Multiplexer WDM

(6) eingespleißt, siehe Abb.2. Dadurch kann zusätzlich zur Betriebswellenlänge von 1310 nm, Laserlicht (10) einer anderen Wellenlänge, genannt Meßwellenlänge, eingekoppelt werden.

Es werden Maßnahmen getroffen, daß dieses Meßlicht den aktuellen Betrieb der Nachrichtenübertragung nicht stört.

Eine Variante der Erfindung ist, die Messung während einer kurzen Sendepause durchzuführen.

Das Laser-Meßlicht wird geeignet moduliert. Die Meßsignale durchlaufen alle Abschnitte des Passiven Optischen Netzes und werden an den Koppelstellen reflektiert. Es tritt verstärkt Rückstreuung auf an Stellen, wo Einflüsse von außen, wie Zug-, Druck- oder Temperaturschwankungen auf die lichtfuhrenden Abschnitte des Passiven Optischen Netzes wirken, da sich an diesen Stellen der Brechungsindex ändert. Die Rückmeldesignale bestehen daher aus Reflexions- und Rückstreusignalen.

Durchläuft das Meßlicht ein Passives Optisches Netz mit einem 1:N LWL Koppler (PON), dann kommt es zu Überlagerungen der Rückmeldesignale aller N Abzweigungskabel (21). Die überlagerten Rückmeldesignale können durch den WDM (6) zwar ausgekoppelt werden, eine Zuordnung dieser überlagerten Rückmeldesignale zu den N Abzweigungskabeln ist in dieser Form jedoch nicht möglich.

Zur Erfindung gehört auch ein neues Lichtwellenleiter-Baulement, das Faser-Bragg-Gitter (7), das an jedes der Enden der Lichtwellenleiter der N Abzweigungskabel (21), noch vor den optischen Empfängern (4), eingespleißt wird.

Die Wellenlängen von Meßlicht (10) und Faser-Bragg-Gitter (7) erfüllen genau die Bragg-Bedingung, d.h. die Meßsignale werden optimal reflektiert. Die N Reflexionssignale laufen den optischen Pfad zurück und werden am WDM (6) in Richtung Meßeinrichtung ausgekoppelt. Der 1:2 LWL Koppler (16) leitet aiQ Reflexionssignale auf den Detektor (15), wandelt diese in elektrische Signale um und und verstärkt diese anschließend durch einen rauscharmen Halbleiterverstärker (14). Durch Messungen mit einem Oszilloskop (12) werden die Reflexionssignale gemessen und von Computer (13) ausgewertet.
In allen diesen Passiven Optischen Netzen mit einem 1:N LWL Koppler mit N bis 32 ist die Zuordnung Laufzeit der Bragg-Reflexionssignale zu den N Abzweigungskabel eindeutig, da die Längen der Abzweigungskabel verschieden sind.

Durch Verstärkung (14) und dem Erbium dotierten Faserverstärker (optional) (17) der Bragg-Reflexionssignale erlauben diese Messungen auch Abweichungen der Höhe der Reflexionssignale zu bestimmen, da der Dynamikbereich der Messungen vergrößert wird. Die Messungen werden kontinuierlich oder in einem bestimmten Algoritmus, selbst bei Sendebetrieb, durch einen Computer gesteuert.

Aufstellung der Bezugszeichen

1	Sender
2	Laser 1310 nm
3	1 :N Lichtwellenleiter Koppler
4	Optischer Empfänger
5	Empfanger
6	Wavelength Division Multiplexer
7	Faser-Bragg-Gitter
10	Meßlaser
11	Rechteckgenerator
12	Computer
13	OsziÜoskop
14	Verstärker
15	Meßempfänger
16	1:2 Lichtwellenleiter Koppler
17	Erbium dotierter Faserverstärker
20	Lichtwellenleiter Hauptkabel
21	Lichtwellenleiter Abzweigungskabel

Fig. 1 Anordnung eines Passiven Optischen Netzes mit einem 1 :N LWL Koppler

Fig. 2 Anordnung zur Messung eines Passiven Optischen Netzes mit einem 1 :N LWL Koppler

Claims

Ansprüche

1. Anordnung zur Messung der Passiven Optischen Netze mit einem 1 :N Lichtwellenleiter Koppler, umfassend:

einen Wavelength Division Multiplexer (6), der in das Lichtwellenleiter Hauptkabel (20) in der Vermittlungsstelle nach dem Laser 1310 nm (2) eingespleißt wird, der dazu dient, Meßlicht in das Lichtwellenleiter Hauptkabel (20) einzukoppeln, das dann durch den 1 :N Lichtwellenleiter Koppler (3) aufgeteilt wird und in den Lichtwellenleitern der N Abzweigungskabel (21) in Richtung der optischen Empfänger (4) geschickt wird, wo Faser-Bragg-Gitter (7) an den Enden der Lichtwellenleiter der N Abzweigungskabel (21) eingespleißt sind, dort entstehen die Bragg-Reflexionssignale, die die Lichtwellenleitem der N Abzweigungskabel (21), den 1:N Lichtwellenleiter Koppler (3) und das Lichtwellenleiter Hauptkabel (20) in umgekehrter Richtung durchlaufen und durch den Wavelength Division Multiplexer (6) ausgekoppelt werden und zur Meßeinrichtung gelangen;

Die zur Erfindung gehörige Meßeinrichtung bestehend aus einem Laser (10) mit moduliertem Licht, das durch einen Rechteckgenerator (11) moduliert wird, der vom einem Computer (12) gesteuert wird; das Meßlicht wird durch einem 1:2 Lichtwellenleiter Koppler (16) zum Wavelength Division Multiplexer (6) geleitet, umgekehrt werden die Bragg-Reflexionssignale vom Wavelength Division Multiplexer (6) über einem 1:2 Lichtwellenleiter Koppler (16) dem optischen Empfanger (15) zugeführt wird, dessen elektrische Signale werden durch einem Verstärker (14) verstärkt und durch einem Computer (12) gemessen, ausgewertet und gespeichert; die Steuerung der gesamten Meßeinrichtung übernimmt der Computer.

2. Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß auch schwache Bragg-Reflexionssignale, die vom Wavelength Division Multiplexer (6) zum 1:2 Lichtwellenleiter Koppler (16) geleitet werden durch einem Erbium dotierten Faserverstärker (17) bereits optisch verstärkt werden, wodurch der Dynamikbereich erheblich ausgeweitet wird.