DE4022386A1 - Automatischer ausblendungstrigger fuer ein optisches gleichstromimpulsreflektometer - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Schalten von optischen Signalen, und insbesondere einen automatischen Ausblendungstrigger für ein optisches Gleichstromimpuls­ reflektometer, der bei Übersteigung eines automatisch bestimmten Schwellenniveaus durch ein optisches Eingangssignal einen optischen Schalter öffnet.

Bei einem optischen Gleichstromimpulsreflektometer wird ein empfangenes optisches Signal von einem in Prüfung befindlichen faseroptischen Kabel einem optischen Detektor eingegeben, der das empfangene optische Signal in ein elektrisches Signal umwandelt. Das elektrische Signal wird dann abgetastet, verarbeitet, gespeichert und/oder angezeigt.

Aus der Anzeige des verarbeiteten elektrischen Signals wird ein Bild der Eigenschaften des faseroptischen Kabels, einschließlich des Verlusts pro Abstandseinheit, Spleißverlusten, die Reflexionen verursachen, und anderer reflexionsloser Verluststellen bestimmt. Infolge des niedrigen Pegels des empfangenen optischen Signals ist die Empfindlichkeit des optischen Detektors relativ hoch. Demzufolge kann ein starker Rückfluß des empfangenen optischen Signals den optischen Detektor sättigen, so daß das elektrische Signal für eine Zeitperiode, die bis zu vierhundert Metern der faseroptischen Kabellänge entspricht, gesättigt ist und während dieses Intervalles keine Kabel­ charakteristiken bestimmt werden können.

Die U.S.-Patentschrift Nr. 47 69 534 mit dem Titel "Optical Detector with Storage Effects Reduction" (erteilt am 6. September 1988), beschreibt in diesem Zusammenhang ein Verfahren zum Ausgleich dieses Ansprechens auf empfangene optische Signale mit hohem Pegel. Ein optischer Schalter wird zwischen das empfangene optische Signal und den optischen Detektor geschaltet, um die empfangenen optischen Signale mit hohem Pegel während der Intervalle, in denen keine Abtastung erfolgt, am Durchgang zu dem optischen Detektor zu hindern. Der optische Schalter ist so gesteuert, daß sich der Schalter nur schließt, wenn das empfangene optische Signal abgetastet werden soll. Das Verfahren verläuft automatisch; es ist jedoch erforderlich, daß die Proben in ausreichenden Intervallen genommen werden, um eine Erholung des optischen Detektors von den Signalen mit hohem Pegel zu ermöglichen.

Ein weiteres Verfahren weist eine manuelle Komponente auf, da der Bediener eine anfängliche Datenerfassung beachten muß und dann dem optischen Schalter mittels eines Cursors oder einer anderen Vorrichtung das Signal gibt, bei Intervallen mit hohen Pegel abzuschalten. Auf diese Weise wird das optische Signal mit hohem Pegel nicht an den optischen Detektor geleitet, wodurch die Sättigung des Detektors verhindert und die Zeitperiode, während der das Kabel keine Charakteristiken aufweist, verkürzt wird. Der optische Detektor ist jedoch durch optische Reflexionen bzw. Rückflüsse mit hohem Pegel bei der anfänglichen Datenerfassung gesättigt zur Bestimmung der Stellen, an denen das empfangene optische Signal Impulse mit hohem Pegel aufweist, die ausgeblendet werden müssen.

Es besteht demzufolge die Aufgabe, einen automatischen Ausblendungstrigger für ein optisches Gleichstromimpuls­ reflektometer verfügbar zu machen, der die Sättigung eines optischen Detektors verhindert und zur Verkürzung der Zeitperiode, während der ein faseroptisches Kabel keine Eigenschaften aufweist, einen optischen Schalter schnell und nur zu der Zeit öffnet, in der ein optisches Eingangssignal einen vorbestimmten Pegel übersteigt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch einen automatischen Ausblendungstrigger für ein optisches Gleichstromimpulsreflektometer gelöst, der einen Teil eines optischen Eingangssignals zur Erzeugung eines elektrischen Testsignals verwendet. Das optische Eingangssignal wird vor seiner Weiterleitung an den optischen Schalter verzögert. Der Signalausgang von dem optischen Schalter wird zur Erzeugung eines elektrischen Signals demoduliert, und ein Teil dieses elektrischen Signals wird als elektrisches Schwellensignal an einen Komparator zurückgeleitet. Wenn das elektrische Testsignal, das gleichfalls an den Komparator geleitet wird, aufgrund des Empfangs eines Impulses mit hohem Pegel im optischen Eingangssignal das elektrische Schwellensignal übersteigt, wird ein Steuersignal erzeugt, das den optischen Schalter öffnet, damit der Impuls mit hohem Pegel nicht an den optischen Detektor durchgelassen wird. Eine elektrische Verzögerung kann in den Steuersignalweg eingebracht werden, um das Steuersignal mit dem optischen Eingangssignal am optischen Schalter zu synchronisieren.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels.

Die Zeichnung ist ein Blockschaltbild einer automatischen Triggerausblendung für ein optisches Gleichstromimpuls­ reflektometer gemäß der vorliegenden Erfindung.

Wie aus der Figur ersichtlich, fällt ein empfangenes optisches Signal von einem in einer Prüfung oder in einer Messung befindlichen faseroptischen Kabel auf einen Strahlaufspalter 10, von dem ein kleiner Teil der optischen Energie des empfangenen optischen Signals an einen ersten optischen Detektor 12 abgezweigt wird. Der Betrag des empfangenen optischen Signals, der von dem Strahlaufspalter 10 an den ersten optischen Detektor 12 abgezweigt wird, liegt maximal bei 10%, vorzugsweise unter 5%. Der Großteil der optischen Energie des empfangenen optischen Signals wird von dem Strahlaufspalter 10 an eine optische Verzögerungsleitung 14 weitergeleitet, welche das empfangene optische Signal verzögert. Das verzögerte empfangene optische Signal wird dann an einen optischen Schnellschalter 16 geleitet, beispielsweise einem Lithium-Niobat (LiNbO₃) Schnellschalter. Der optische Schalter 16 wird von einer Steuerschaltung 18 so gesteuert, daß er entweder zur Sperrung gegenüber dem Durchlaß eines verzögerten empfangenen optischen Signals durch den optischen Schalter geöffnet ist, oder zum Durchlaß des verzögerten empfangenen optischen Signals durch den optischen Schalter geschlossen ist. Der optische Signalausgang von dem optischen Schalter 16 wird an einen zweiten optischen Detektor 20 gegeben, der das optische Signal in ein elektrisches Signal umwandelt. Ein Empfangsverstärker 22 verstärkt das elektrische Signal vor seiner Abtastung und weiteren Verarbeitung.

Ein Teil des elektrischen Signals von dem Empfangsverstärker 22 wird als elektrisches Schwellensignal über eine Schwellenschaltung 26 einem Komparator 24 eingegeben. Das elektrische Testsignal von dem ersten optischen Detektor 12 wird mit dem elektrischen Schwellensignal im Komparator 24 verglichen und es wird ein Steuersignal erzeugt, wenn das elektrische Testsignal das elektrische Schwellensignal überschreitet. Das Steuersignal wird zur Öffnung des optischen Schalters 16 als Reaktion auf das Steuersignal an die Steuerschaltung 18 für den optischen Schalter geleitet. Eine variable elektrische Verzögerungsschaltung 28 befindet sich in dem Steuersignalweg zwischen dem Komparator 24 und der Steuerschaltung 18, um das Steuersignal mit dem verzögerten empfangenen optischen Signal am optischen Schalter zu synchronisieren. Die variable elektrische Verzögerungsschaltung 28 ermöglicht es, daß die optische Verzögerung 14, die im allgemeinen einer Länge des faseroptischen Kabels entspricht, mit größeren Toleranzen durchgeführt werden kann, was die Herstellungskosten verringert, wobei jegliche Schwankungen zwischen den optischen Verzögerungsvorrichtungen 14 durch Einstellung der variablen elektrischen Verzögerungsschaltung 28 ausgeglichen werden. Das Steuersignal öffnet den optischen Schalter 16 bei Beginn der Impulse mit hohem Pegel innerhalb des verzögerten empfangenen optischen Signals, das das Steuersignal erzeugt hatte, und schließt den optischen Schalter, sobald der Impuls mit hohem Pegel vorbei ist. Als Ergebnis verkürzt sich die verlorene Menge an Informationen über das Kabel auf Zentimeterlänge im Gegensatz zu Meterlänge.

Folglich stellt die vorliegende Erfindung einen automatischen Ausblendungstrigger für ein optisches Gleichstromimpuls­ reflektometer zur Verfügung, der einen Teil eines optischen Eingangssignals mit einem Schwellensignal vergleicht, welches von einem elektrischen Ausgangssignal abgeleitet wurde, das dem optischen Eingangssignal entspricht. Das optische Eingangssignal wird geringfügig verzögert, so daß bei Auftreten eines Impulses mit hohem Pegel im optischen Eingangssignal ein Steuersignal erzeugt wird, welches einen optischen Schalter öffnet, um zu verhindern, daß der Impuls mit hohem Pegel an einen optischen Detektor durchgelassen wird, wodurch eine Sättigung des optischen Detektors vermieden wird. Dieses Verfahren ermöglicht die Verwendung von Hochleistungs-A/D-Wandlern zur Abtastung in eng beieinanderliegenden Zeit- bzw. Streckenintervallen, so daß mehr Daten zur schnellen Durchschnittsermittlung schneller verfügbar sind.

Claims (7)

1. Optisches Gleichstromimpulsreflektometer mit einem optischen Schalter, dem ein optisches Signal eingegeben wird, einer Vorrichtung zur Steuerung des optischen Schalters als Reaktion auf ein Steuersignal, und einer Vorrichtung zur Umwandlung des optischen Signals von dem optischen Schalter in ein elektrisches Signal, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung zur automatischen Erzeugung des Steuersignals in Abhängigkeit von einem optischen Stromeingangspegel des optischen Signals für den optischen Schalter und dem elektrischen Signal den optischen Schalter abschaltet, wenn der optische Strombereich ein elektrisches Schwellensignal überschreitet, das von dem elektrischen Signal zur Verhinderung des Durchlasses des optischen Signals an den optischen Schalter (16) bestimmt wurde.

2. Optisches Gleichstromimpulsreflektometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Erzeugung des Steuersignals aus einer Schaltung (26) zur Erzeugung eines elektrischen Schwellensignals aus dem elektrischen Ausgangssignal und einer Vergleichsschaltung (24) des elektrischen Schwellensignals mit dem vorliegenden optischen Eingangspegel besteht.

3. Optisches Gleichstromimpulsreflektometer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsschaltung (24) mit einer Vorrichtung (10, 12) zur Umwandlung eines Teils des vorliegenden optischen Eingangspegels in ein elektrisches Testsignal zusammenwirkt, um auf ein elektrisches Schwellensignal das Steuersignal zu erzeugen, wenn das elektrische Testsignal das elektrische Schwellensignal übersteigt.

4. Optisches Gleichstromimpulsreflektometer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Erzeugung des Steuersignals weiterhin Vorrichtungen (14) zur Verzögerung des optischen Signals vor dem Eingang des optischen Schalters (16) aufweist, so daß das optische Signal synchron mit dem Steuersignal am optischen Schalter (16) anliegt.

5. Optisches Gleichstromimpulsreflektometer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin eine Vorrichtung zur Verzögerung (28) des Steuersignals zum Ausgleich für die Schwankungen in der Verzögerungsvorrichtung für das optische Signal aufweist, so daß ein Steuersignal synchron mit dem am optischen Schalter vorliegenden optischen Signal ist.

6. Optisches Gleichstromimpulsreflektometer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsvorrichtung (28) regelbar ist.

7. Automatischer Ausblendungstrigger nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Verzögerung des Steuersignals als Ausgleich für Schwankungen in der Verzögerungsvorrichtung des optischen Signals, so daß das optische Signal am Eingang zu dem optischen Schalter mit dem Steuersignal synchron ist.