DE3340428A1

DE3340428A1 - Verfahren und einrichtung zur ueberwachung eines optischen nachrichtenuebertragungssystems

Info

Publication number: DE3340428A1
Application number: DE19833340428
Authority: DE
Inventors: Gustl Dipl.-Phys. 7414 Lichtenstein Keller
Original assignee: Wandel and Golterman GmbH and Co
Current assignee: Wandel and Golterman GmbH and Co
Priority date: 1983-11-09
Filing date: 1983-11-09
Publication date: 1985-05-23
Also published as: DE3340428C2

Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur ständigen Überwachung eines optischen Nachrichtenübertragungssystems, das einen optischen Sender (CW-Laser), einen den optischen Sender elektrisch speisenden Treiber, einen den Treiber steuernden Modulator, eine am Ausgang des Senders liegende optische Übertragungsstrecke und eine am Ende der Strecke liegende optische Empfangseinrichtung besitzt, auf Veränderungen seiner Obertragungsstrecke wie Leitungsbruch und Leitungsanzapfung.
Es ist bekannt, bei einer derartigen Übertragungsstrecke die am Anfang und am Ende der Strecke auftretende Lichtleistung zu messen, das eine Meßergebnis zum anderen Ende der Strecke zu übertragen, es mit dem dort ermittelten Meßergebnis ins Verhältnis zu setzen, den erhaltenen Quotienten mit einer Referenz zu vergleichen und Abweichungen von der Referenz anzuzeigen oder zur Alarmgabe heranzuziehen.
Dieses bekannte Verfahren hat die Nachteile, daß es Messungen an beiden Enden der Strecke und die Rückübertragung des einen der Meßergebnisse über die Strecke erfordert, daß es keinen Aufschluß über den Fehlerort ergibt und daß es für eine sichere Aufdeckung einer (unerlaubten) Anzapfung der optischen Strecke zu unempfindlich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, bei denen (allein) von der Sendeseite aus ständig sicher feststellbar ist, ob die optische Übertragungsstrecke unterbrochen oder angezapft ist.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den im Anspruch 1 gekennzeichneten Maßnahmen. Sie geht dabei davon aus, daß jedes Anzapfen der optischen Übertragungsstrecke eine Verminderung des von dem hinter der Anzapfungsstelle liegenden Streckenabschnitt ausgehenden Rückstreusignales bewirkt.
Die Erfindung löst die Aufgabe hinsichtlich einer Oberwachungseinrichtung für die LWL-Obertragungsstrecke eines Nachrichtenübertragungssystems mit den im Anspruch 6 gekennzeichneten Mitteln.
Eine Weiterbildung der Erfindung ergibt sich mit den Mitteln des Anspruchs 7.
Auf diese Weise nimmt die Oberwachungseinrichtung das Vergleichssignal bei der ersten Inbetriebnahme einer Strecke selbst auf, und eine Sicherung des Vergleichssignals gegen eine Korrektur nach einem unbefugten Anzapfen der Strecke erfolgt durch Auswechseln eines Programmspeichers.
Eine andere Weiterbildung der Erfindung ergibt sich mit den im Anspruch 8 gekennzeichneten Mitteln. Auf diese Weise erfolgt die Sicherung des Vergleichssignales durch Austauschen eines Schreib/Lese-Speichers (RAM) des Vergleichssignalgebers gegen einen mit dessen bei der ersten Inbetriebnahme der Strecke aufgenommenen Speicherinhalt programmierten Festspeicher (ROM).
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in einem gemeinsamen Blockschaltbild schematisch dargestellt, das die Sendeseite eines mit der Oberwachungseinrichtung ausgestatteten PCM-Telefonsystems zeigt.
Ein Da.erstrichlaser 1, den ein Treiber 2 speist, der von einem Modulator 3 gesteuert wird, sendet über einen Lichtwellenleiter-Abschnitt 4 (LWL), einen Strahl teiler 5 und einen weiteren LWL-Abschnitt 6 moduliertes Laserlicht zu einer Schnittstelle 7, von der ein LWL 8 einer optischen Übertragungsstrecke abgeht, in dem verteilt über seine ganze Länge, Rückstreuung auftritt.
An einem dritten (Ausgangs-)Tor des Strahlteilers 5, an dem das im LWL 8 zurückfließende Rückstreusignal R austritt, liegt als optisch/elektrischer Wandler eine Fotodiode 9, die zusammen mit einem Korrelator 10 eine Meßeinrichtung 11 für das Rückstreusignal darstellt, die ein Ausgangssignal A bildet.
Der Modulator 3 enthält eine Reihe von Eingängen 12 für Sprachkanäle, denen von Abtastschaltern 13 Amplitudenproben entnommen werden, die einem PAM/PCM-Wandler mit anschließendem Multiplexer 14 2geführt werden, wodurch die Sprachkanäle zu einem PCM-Rahmen zusammengesetzt werden, der den Treiber 2 steuert. Die Abtastschalter 12 werden nacheinander von einer Steuervorrichtung 15 betätigt, die ein Taktgeber 16 steuert. Über einen (12a) der Abtastschalter 12, dem ein Zeitschlitz des PCM-Rahmens zugeordnet ist, wird ein gute Korrelationseigenschaften aufweisendes Signal P eines- Prüfsignalgenerators 17 unter Umgehung des PAM/PCM-Wandlers 14 dem Treiber 2 zugeleitet. Der Prüfsignalgenerator 17 ist außerdem über ein Laufzei'glied 18 mit einstellbarer Laufzeit ! mit dem Korrelator 10 verbunden, dem es ein Referenzsignal R zuführt. Das Laufzeitglied 18 ist mit einer von einem Mikroprozessor 19 gesteuerten Einstellogik 20 verbunden, die die Laufzeit a in kleinen Schritten sägezahnförmig zwischen zwei Grenzwerten so verändert, daß die Entstehungsstelle des jeweils von der Meßeinrichtung 11 beobachteten Rückstreusignalanteiles längs der gesamten Länge des LWL 8 der Übertragungsstrecke wandert. Am Ausgang des Korrelators 10 entsteht also ein periodisch veränderliches Signal A, das der einen Seite eines Vergleichers 21 zugeführt ist und das den Intensitätswerten der längs der Strecke des LWL 8 auftretenden Anteilen der Rückstreustrahlung entspricht.
An der anderen Seite des Vergleichers 21 liegt ein ebenfalls periodisch veränderliches Vergleichssignal V an, das demjenigen Ausgangssignal A' des Korrelators 10 entspricht, das bei der erstmaligen Inbetriebnahme der optischen Übertragungsstrecke längs des LWL 8 gemessen wurde. Das Vergleichssignal V ist in Form digitaler Probenwerte in einem Speicher 22 abgelegt, aus dem es vom Mikroprozessor 19 synchron mit der durch die Einstellogik 20 gesteuerten schrittweisen Verstellung der Laufzeit St des Laufzeitgliedes 18 ausgelesen und in einem Digital/Analog-Wandler 23 in die Form einer analogen Treppenspannung gebracht wird.
Solange der LWL 8 seit der ersten Inbetriebnahme der Obertragungsstrecke unverändert bleibt, stimmen die Signale A und V bei jedem Schritt überein.
Tritt jedoch eine durch eine Beschädigung oder durch ein Anzapfen bedingte Veränderung des LWL 8 auf, so ergibt sich eine Abweichung des Signal es A vom Signal V. Dadurch spricht der Vergleicher 21 an und betätigt die Alarmvorrichtung 24, die ein Signal 25 einschaltet und/oder das System, z.B.
an seinem Treiber 2, abschaltet und/oder auf eine andere optische Obertragungsstrecke umschaltet. Letzerenfalls wird in nicht näher dargestellter Weise auch auf einen Speicher bzw. Speicherabschnitt 22 oder 22' umgeschaltet, der ein bei der erstmaligen Inbetriebnahme der optischen Ersatzübertrasunssstrecke - ermitteltes Vergleichssignal enthält.
Die Überwachungseinrichtung besitzt zum Festhalten des bei der ersten Inbetriebnahme gemessenen "streckenabhängigen" Soll-Verlaufes des Rückstreusignales A' als künftiges Vergleichssignal V einen mit dem Ausgang des Korrelators 10 verbundenen Analog/Digital-Wandler 26. Er ist wie der Speicher 22 mit dem Steuerbus 27 und dem Datenbus 28 des Mikroprozessors 19 verbunden, der beim erstmaligen Messen den Speicher 22 auf "Schreiben" schaltet und die dabei auftretenden Ausgangsdaten des Analog/Digital-Wandlers 26 in Speicher 22 ablegt. Beim weiteren Betrieb wird der Speicher 22 auf "Lesen" geschaltet. Dabei liefert er über den Digital/Analog-Wandler 23 das Vergleichssignal V.
Damit beim weiteren Betrieb nicht mißbräuchlich ein z.B. nach einem Anzapfen des LWL 8 auftretender anderer streckenabhängiger Verlauf des Rückstreusignales R zur Bildung eines entsprechend abgeänderten Vergleichssignales V herangezogen werden kann, sieht eine erste Version der Oberwachungseinrichtung vor, daß das Betriebsprogramm des Mikroprozessors 19 in einem steckbaren Festspeicher ROM 29 enthalten ist, von dem zwei verschiedene Ausführungen vorgesehen sind= Bei der ersten Inbetriebnahme wird eine erste Ausführung verwendet.
Sie ermöglicht nur den Schreibbetrieb des Schreib/Lese-Speichers RAM 22, bei dem das Signal A' als Vergleichssignal V eingeschrieben wird. Für den folgenden Normalbetrieb wird die erste Ausführung ROM 29 des Festspeichers für das Betriebsprogramm gegen eine zweite Ausführung ROM 29' ausgewechselt, die nur einen Lesebetrieb des Speichers 22 gestattet. Dabei bleibt dann das bei der erstmaligen Inbetriebnahme der Obertragungsstrecke ermittelte und im RAM 22 eingeschriebene Ausgangssignal A' des Korrelators 10 als Vergleichssignal V erhalten. Eine nicht näher dargestellte Speicherrettungsschaltung sorgt für das Erhalten des Speicherinhaltes bei Stromausfall.
Eine zweite Version verwendet nur einen einzigen Festspeicher 29 für die Aufnahme des Betriebsprogramms des Mikroprozessors 19, das für den Speicher 22 einen Schreib- und Lesebetrieb vorsieht. Die Sicherung gegen eine unbefugte Veränderung des im Speicher 22 enthaltenen Vergleichssignals V erfolgt hier durch Verwendung zweier verschiedener Speicher 22 für das Vergleichssignal V.
Bei der ersten Inbetriebnahme wird ein normaler Schreib/Lese-Speicher RAM 22 verwendet. Beim späteren normalen Betrieb wird an seiner Stelle ein mit ihm kompatibler (Nur-)Lese-Speicher ROM 22' verwendet. Der zweite Speicher ROM 22 wird mit Hilfe eines externen, nicht näher dargestellten EPROM-Programmiergerätes beschrieben. Dieses wird nach der ersten Inbetriebnahme an ein Bus-Interface 30 des Mikroprozessors 19 angeschlossen, wobei die Daten des erstmals gewonnenen Ausgangssignal A' des Korrelators 10 aus dem zuerst verwendeten Schreib/Lese-Speicher RAM 22 in den später gegen ihn auszutauschenden Lesespeicher ROM 22 übertragen werden, der dabei mit dem Programmiergerät verbunden ist.
- Leerseite -

Claims

Verfahren und Einrichtung zur Oberwachung eines optischen Nachrichtenübertragungssystems Patentansprüche S Verfahren zum ständigen Überwachen eines optischen Nachrichtenübertragungssystems mit einem optischen Sender (CW-Laser), einem den optischen Sender elektrische speisenden Treiber, einem den Treiber steuernden Modulator, einer am Ausgang des Senders liegenden optischen Übertragungsstrecke (LWL) und einer am Ende der optischen Übertragungsstrecke liegenden optischen Empfangseinrichtung, auf Veränderungen seiner Obertragungsstrecke wie Leitungsbruch und Leitungsanzapfung, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, daß a) der Modulator den Treiber außer mit der zu übertragenden Nachricht auch mit einem Prüfsignal mit guten Korrelationseigenschaften steuert, b) daß zwischen dem Ausgang des optischen Senders und dem Anfang der optischen Übertragungsstrecke in bei LWL-Rückstreumeßgeräten an sich bekannter Weise die Anteile der rückgestreuten Lichtleistung gemessen werden, die von den einzelnen, längs der Obertragungsstrecke aufeinanderfolgenden Stellen des LWL ausgehen, c) daß jeder so ermittelte streckenabhängige Verlauf der rückgestreuten Lichtleistung mit dem erstmals bei Inbetriebnahme der optischen Obertragungsstrecke ermittelten und gespeicherten Verlauf verglichen wird und d) daß bei Feststellen einer Abweichung Alarm gegeben und/oder der optische Sender abgeschaltet und/oder auf eine andere optische Übertragungsstrecke umgeschaltet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß dem Modulator in periodischem Wechsel das Prüfsignal und die Nachricht zugeführt werden und die Nachricht gegebenenfalls zwischengespeichert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß dem Modulator zu willkürlichen Prüfzeiten anstelle der Nachricht das Prüfsignal im Stopfverfahren zugeführt und die Nachricht zwischengespeichert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß dem Modulator während kurzer Pausen in der Nachricht das Prüfsignal zugeführt und eine Alarmgabe nur während der Pausen in der Nachricht freigegeben wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Prüfsignal dem Modulator gleichzeitig mit der Nachricht zugeführt und in der Empfangseinrichtung mit Hilfe eines dort erzeugten gleichartigen synchronen Prüfsignals kompensiert wird.
6. Oberwachungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h gek e n n z ei c h ne t, daß ein Eingang des Modulators (3) mit einem Prüfsignalgenerator (17) verbunden ist, der ein Prüfsignal P mit guten Korrelationseigenschaften liefert, daß zwischen den Ausgang des optischen Senders (1) und den Anfang der optischen Übertragungsstrecke (8) zum Auskoppeln der Rückstreustrahlung R ein Strahl teiler (5) eingefügt ist, daß an einem dritten Tor des Strahlteilers eine einen optisch/elektrischen Wandler (9) und einen Korrelator (10) enthaltende Einrichtung zum Messen der Intensität der Rückstreustrahlung angeschlossen ist, daß ein Vergleicher (21) mit nachgeschalteter Alarmvorrichtung (24) vorgesehen ist, dem das Ausgangssignal A der Meßeinrichtung (11) und das Signal V eines Vergleichssignalgebers zugeführt sind undder bei Feststellen eines Unterschiedes zwischen diesen Signalen anspricht;-und daß einerseits dem Korrelator (10) als Referenzsignal R das Ausgangssignal eines mit dem Rufsignal P gespeisten einstellbaren Laufzeitgliedes (18) zugeführt ist, dessen Laufzeit d stetig oder in kleinen Schritten zwischen zwei Extremwerten verändert wird, die im Korrelator die Messung der an den Endpunkten der optischen Übertragungsstrecke (LWL 8) entstehenden Rückstreustrahlungsanteile bewirkten, und andererseits der Vergleichssignalgeber ein in entsprechender Weise stetig oder in kleinen Schritten veränderliches Vergleichssignal V abgibt, dessen Verlauf dem bei der erstmaligen Inbetriebnahme der optischen Übertragungsstrecke ermittelten streckenabhängigen Verlauf des Ausgangssignales A der Meßeinrichtung entspricht, der von den einzelnen Anteilen der Rückstreustrahlung abhängt, die von den jeweiligen Stellen der optischen Obertragungsstrecke ausgehen.
7. EinrichtuS nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Vergleichssignalgeber aus einem Schreib/Lese-Speicher (22), einem eingangsseitig mit Leseausgängen des Schreib/Lese-Speichers (22) und ausgangsseitig mit einem Eingang des Vergleichers (21) verbundenen Digital/Analog-Wandler (23), einem ausgangsseitig mit Schreibeingängen des Schreib/Lese-Speichers (22) und eingangsseitig mit dem Ausgang des Korrelators (10) verbundenen Analog/Digital-Wandler (26) einer die Schreib/Lese-Funktion des Schreib/Lese-Speichers (22) steuernden, gegen mißbräuchliche mehrfache Betätigung geschütztenUmschaltvorrichtung, die beim (einmaligen) Schreiben den Analog/Digital-Wandler (26) und beim Lesen den Digital/Analog-Wandler (23) freigibt, und einer die Adressen des Schreib/Lese-Speichers inkrementierenden Adressiervorrichtung besteht, die von einem Taktgeber (16) des einen Treiber (2) des optischen Senders (1) steuernden Modulators (3) bzw. von einem vom Taktgeber (16) beaufschlagten Zähler weitergeschaltet wird, und daß das einstellbare Laufzeitglied (18) mit einer Einstell-Logik (20) verbunden ist, die gleichfalls vom Taktgeber (16) bzw. dem Zähler inkrementiert wird.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Einrichtung von einem Mikroprozessor (19) gesteuert ist, der einen Steckplatz zur Aufnahme eines sein Betriebsprogramm enthaltenden Festspeichers besitzt und daß zwei verschiedene Festspeicher (29,29') vorgesehen sind, von denen der eine Festspeicher (29) bei der ersten Inbetriebnahme der Übertragungsstrecke (8) in den Steckplatz gesteckt ist, der den Schreib/Lese-Speicher (22) zum Schreibbetrieb befähigt und der sogleich nach der ersten Inbetriebnahme der Übertragungsstrecke gegen den anderen Festspeicher (29') ausgetauscht wird, der den Schreib/Lese-Speicher (22) nur zum Lesebetrieb befähigt.
9. Einrichtung nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Einrichtung von einem Mikroprozessor (19) gesteuert ist und einen Steckplatz für einen Datenspeicher zur Aufnahme des Vergleichssignales V hat, daß der Steuerbus, der Adressbus und der Datenbus des Mikroprozessors über ein Businterface (30) mit einem externen EPROM-Programmiergerät verbindbar ist, daß als Datenspeicher zwei alternativ steckbare Datenspeicher (22, 22') vorgesehen sind, von denen der eine ein Schreib/Lese-Speicher (RAM 22) ist, in den das bei der ersten Inbetriebnahme der Obertragungsstrecke gewonnene Ausgangssignal A' des Korrelators 10 eingeschrieben wird, und von denen der andere ein nur zum Lesen befähigter Datenspeicher (PROM 22') ist, in den mit Hilfe des Programmiergerätes das im Schreib/Lese-Speicher (22) enthaltene Signal A' als Vergleichssignal V übernommen wird und der im nachfolgenden Normalbetrieb an Stelle des RAM(22) eingesteckt ist.