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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Charakterisieren
eines nicht-reflektierenden Ereignisses in einem durch optische Zeitbereichs-Reflektometrie erhaltenen
Digitaldaten-Signalzug.
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In
Telekommunikations- und Netzwerkanwendungen werden Sender und Empfänger über Signalübertragungskabel,
wie etwa Koaxialkabel oder Lichtleiter miteinander verbunden. Fehler
in solchen Kabeln führen
oft zu einer unerwünschten
Dämpfung von über die
Kabel übertragenen
Signalen, was zu Informationsverlusten führt. Zum Testen solcher Kabel
zwecks Bestimmung von die Informationsübertragung beeinträchtigenden
Unregelmäßigkeiten,
wie etwa Fehlern oder anderen Diskontinuitäten, werden Zeitbereichs-Reflektometer
verwendet.
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Die
optische Zeitbereichs-Reflektometrie ist dem Radar ähnlich.
In das Medium werden Impulse übertragen
und es wird im Intervall zwischen Impulsen das Antwortsignal hinsichtlich
Nicht-Leitereignissen, d.h. reflektierenden und nicht reflektierenden
Ereignissen untersucht. Breitet sich Licht durch einen Lichtleiter
aus, so streut das Leitermaterial das Licht in Form der sog. "Rayleigh-Streuung". Ein Teil des Lichtes
wird durch den Leiter auf den Sender rückgestreut. Dieses Licht wird
als "Rückstreuung" bezeichnet. Das
Rückstreuungssignal
von einem in einen Lichtleiter laufenden Impuls nimmt exponentiell
mit dem Abstand längs
des Leiters ab. Ein nicht reflektierendes Ereignis im Leiter, bei
dem Licht verloren geht aber nicht reflektiert wird, erscheint im
Rückströmungssignal
als anormaler Fall über
der Impulsbreite. Die Lokalisierung von nicht reflektierenden Ereignissen
ist bei der Bestimmung der Leiterqualität und der Fehlerlage von Interesse.
Aus dem bekannten Brechungsindex des Leiters und der Abhängigkeit des
Antwortsignals von der Zeit kann die Lage des fraglichen nicht reflektierenden
Ereignisses relativ zu einem bekannten Ereignis, wie beispielsweise
dem Leiterbeginn oder einer benachbarten Verbindungseinrichtung
oder Verspleißung
bestimmt werden.
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Ein
nicht reflektierendes Ereignis besitzt ein charakteristisches Z-förmiges Raster
in der Zeitabhängigkeit
des erfaßten
Rückstromdatensignals.
Der Beginn des anormalen Abfalls in der Rückstreuung wird als Lage des
nicht reflektierenden Ereignisses betrachtet. Die Lokalisierung
des Beginns des anormalen Abfalls ist jedoch schwierig, wenn das
nicht reflektierende Ereignis in Rauschdaten liegt. Dieses Systemrauschen
tendiert dazu, das wahre Rückstreuungsantwortsignal
zu verdecken. Zur Reduzierung des Rauschens im Rückstromantwortsignal ist eine
Mittelung jedes Datenpunktes der erfaßten OTDR-Datennotwendig. Sowohl
zur Reduzierung des Rauschens im Rückstreuungssignal als auch
zur Lokalisierung des Beginns des nicht reflektierenden Ereignisses
sind verschiedene Verfahren verwendet worden.
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Ein
Verfahren zur Bestimmung der Lage eines nicht reflektierenden Ereignisses
ist das Zweipunktverfahren. Liegt ein zweiter Datenpunkt tiefer als
der vorhergehende Datenpunkt und ist die Differenz der Amplitudenwerte
der Datenpunkte größer als
ein Schwellwert, so wird ein nicht reflektierendes Ereignis angezeigt.
Dieses Verfahren kann bei einem Signalzug gesammelter Daten oder
bei einer laufenden punktweisen Erfassung angewendet werden. Ein Nachteil
dieses Verfahrens besteht darin, daß zur weitestgehenden Reduzierung
des Rauschens eine aufwendige Mittelung der Daten erforderlich ist.
Dadurch wird die Erfassungszeit der OTDR-Daten und damit die zur
Charakterisierung des Leiters und Lokalisierung von Fehlern im Leiter
erforderliche Zeit wesentlich erhöht. Eine Reduzierung der Anzahl
von Mittelungen vergrößert die
Wahrscheinlichkeit, daß Nicht-Ereignisse
als nicht reflektierende Ereignisse detektiert werden. Um dieses
Problem zu lösen,
muß der
Detektorschwellwert erhöht
werden, wodurch die nicht reflektierende Auflösung der OTDR-Daten verringert
wird.
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Viele
bekannte Techniken zur Bestimmung der Lage von nicht reflektierenden
Ereignissen nutzen die Ergebnisse einer relativen Verlustbestimmungsrate.
Die relative Verlustbestimmungsrate besteht im wesentlichen in der
punktweisen Differenzierung des erfaßten Signalzuges über eine
Datenimpulsbreite. Da der Abtastabstand für die erfaßten Daten konstant ist, besteht
eine Annäherung
für die
Differentiation in einem Filter, das Datenwerte vor dem Differentiationspunkt
summiert und die Datenpunktsummen nach dem Wert subtrahiert. In
einem Bereich von ein nicht reflektierendes Ereignis enthaltenden
Daten erzeugt die Differentiation ein die ungefähre Lage des nicht reflektierenden
Ereignisses repräsentierendes
Maximum.
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Die
US-PS 5 155 439 beschreibt ein Verfahren zur Detektierung und Charakterisierungen
von Anomalien in einem ge testeten Lichtleiter, bei dem eine erhöhte Mittelung über einen
ein nicht reflektierendes Ereignis enthaltenden abnehmenden Bereich ausgenutzt
wird. Die ungefähre
Lage des nicht reflektierenden Ereignisses wird mittels des oben
beschriebenen Zweipunktverfahrens und einer minimalen Anzahl von
Abtastungen für
jeden Datenpunkt detektiert. Ist eine ungefähre Lage einmal gefunden, so wird
der das Ereignis enthaltende Bereich erneut abgetastet und die relative
Verlustrate über
dem Ereignis bestimmt und als ungefähre Lage des Ereignisses verwendet.
Der Verlust über
dein Ereignis wird ebenfalls bestimmt und mit empirisch abgeleiteten
Verlustwerten verglichen. Der das Ereignis enthaltende Bereich wird
als Funktion des Verlustes verringert und es werden über den
verringerten Bereich weitere Abtastungen vorgenommen und den vorhergehenden Abtastungen
zur Rauschreduzierung hinzuaddiert. Das Verfahren zur Bestimmung
der relativen Verlustrate, der Reduzierung des das Ereignis enthaltenden Bereiches
und die zusätzliche
Mittelung setzt sich über
eine vorgegebene Anzahl von Iterationen fort. Das Ergebnis ist eine
Lage für
das Ereignis mit einem verringerten Unsicherheitsbereich für seine
Lage.
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Die
US-PS 5 069 544 beschreibt
ein angepaßtes
Filter zur Bestimmung der ungefähren
Lage von verlustbehafteten Ereignissen. Die Filterfunktion f
mf wird gemäß folgender Gleichung gebildet:
fmf = (p1 +
p2) – (s1 + s2)worin
p
1 und p
2 die Werte
der beiden vorhergehenden Datenpunkte und s
1 und
s
2 die Werte der beiden folgenden Datenpunkte
bedeuten. Die angepaßte
Filterfunktion erzeugt eine Spitze, deren Lage die ungefähre Lage
des Fehlers und deren Basislinienhöhe proportional zum Verlust
des Fehlers ist.
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Die
US-PS 4 898 463 beschreibt
ein optisches Zeitbereichs-Reflektometer
mit einer automatischen Meßfunktion
von Lichtleiterdefekten. Ein Pegelberechnungsabschnitt führt sequentiell
eine Differentiation der erfaßten
Signalzugdaten zur Erzeugung einer vorgegebenen Anzahl von Pegeldifferenzdaten
zwischen zwei Punkten eines Intervalls "a" durch.
Das Intervall "a" zwischen zwei der
Differentiation unterworfenen Datenpunkten wird auf der Basis der
Impulsbreite "b" von durch einen
Lichtempfangsabschnitt detektierten Fresnel-Reflexionslicht detektiert
und geringfügig
größer als
diese Impulsbreite "b" eingestellt. Die
differenzierten Werte der erfaßten Daten
sind konstant, wo kein Leitereignis vorhanden ist. Eine Änderung
der differenzierten Werte dient als Bezugspunkt X1 für das Ereignis,
wobei zur Bestimmung der Lage des Ereignisses der Wert "a" dem Punkt X1 hinzuaddiert wird.
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Eine
genaue Lokalisierung eines nicht reflektierenden Ereignisses hängt vom
Betrag des Rauschens in den erfaßten Daten und dem Abtastabstand
der Daten ab. Gegenwärtig
ist die genaueste Lokalisierung eines nicht reflektierenden Ereignisses nicht
besser als plus oder minus einem halben Abtastabstand. Die Überlagerung
der erfaßten
Daten durch Rauschen verringert die Genauigkeit noch weiter.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Charakterisieren
eines nicht-reflektierenden Ereignisses in einem durch optische
Zeitbereichs-Reflektometrie erhaltenen Digitaldaten-Signalzug vorzusehen,
mit welchem ohne zusätzliche
Abtastung und verringertem Abtastabstand eine verbesserte Lokalisierung
eines nicht-reflektierenden Ereignisses mit einer den Abtastabstand übersteigenden
Genauigkeit ermöglicht
ist.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch das im Anspruch 1 angegebene Verfahren gelöst. Weiterbildungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die
Erfindung schafft also ein Verfahren zur Charakterisierung eines
Ereignisses bekannter Form in einem Signalzug erfasster Digitaldaten.
Den Digitaldaten wird eine durch Amplituden- und Lagekoeffizienten
definierte Musterkurve, im Folgenden „Raster" genannt, überlagert, um eine günstigste
Anpassung zwischen den Daten und diesem Raster als Funktion eines
Spitzenwertes des mittleren quadratischen Fehlers, im Folgenden
auch Spitzen-RMS-Wert genannt, zu bestimmen. Dieser Spitzen RMS-Wert
wird zur Verifizierung der Existenz des Ereignisses mit einem Schwellwert
verglichen. Das Ereignis wird unter Verwendung der Amplituden- und
Lagekoeffizienten des Rasters hinsichtlich Amplitude und Lage charakterisiert.
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Ein
derartiges Verfahren ist in einem optischen Zeitbereichs- Reflektometer
(OTDR) zur Charakterisierung nicht reflektierender Ereignisse verwendbar.
Nicht reflektierende Ereignisse in erfaßten OTDR-Digitaldaten besitzen
eine bekannte Form, wobei den Digitaldaten ein diese Form repräsentierendes
Amplituden- und Lagekoeffizienten besitzendes Raster überlagert
wird, um eine günstigste
Anpassung zwischen dem Raster und den Daten als Funktion eines Spitzen-RMS-Wertes
zu bestimmen. Bei der Überlagerung
der Daten mit dem Raster ist vorzugsweise das Lagekoeffizienteninkrement
kleiner als der Abtastabstand der erfaßten Digitaldaten. Der Spitzen-RMS-Wert
wird mit einem Schwellwert verglichen, der zur Verifizierung der
Existenz des Ereignisses durch das lokale Rauschen des nicht reflektierenden
Ereignisses festgelegt ist. Das nicht reflektierende Ereignis wird
hinsichtlich von Verlusten unter Verwendung des Amplitudenkoeffizienten
und die Lage durch den Lagekoeffizienten charakterisiert. Wird ein
angenähertes
Raster für
das Ereignis verwendet, so wird als Funktion des Amplituden koeffizienten
und der Impulsbreite von vom OTDR in den getesteten Leiter laufenden
optischen Impulsen dem Lagekoeffizienten ein zusätzlicher Korrekturfaktor hinzugefügt.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Figuren der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es
zeigt:
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1 ein
Blockschaltbild eines optischen Zeitbereichs-Reflektometers, welches
das erfindungsgemäße Ereignischarakterisierungsverfahren ausnutzt;
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2A–2E jeweils
eine Darstellung eines Z-Rasters für ein nicht reflektierendes
Ereignis, das erfindungsgemäß dem nicht
reflektierenden Ereignis angepaßt
ist;
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3 ein
Diagramm von 1/RMS-Werten in Abhängigkeit
von Rasterabstand und Verlustkoeffizienten gemäß der Erfindung;
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4 ein
Diagramm von 1/RMS-Werten in Abhängigkeit
von Abstandskoeffizientenwerten für Rauschdaten-OTDR-Daten gemäß der Erfindung; und
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5A–5F jeweils
eine Darstellung eines Eckenanpassungsrasters, das erfindungsgemäß an ein
nicht reflektierendes Mehrfachereignis angepaßt ist.
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Rauschen
ist bei erfaßten
Digitaldaten ein allgegenwärtiges
Problem. Jeder Versuch zur Analyse von Digitaldaten muß die Rauscheffekte
in den Daten in Rechnung stellen. Durch das erfindungsgemäße Verfahren
zur Lokalisierung eines Ereignisses in erfaßten Digitaldaten wird das
Rauschen in diesen Digitaldaten ohne eine ins Gewicht fallende Erhöhung der
Signalmittlung der Daten effektiv reduziert. Darüber hinaus ist es erfindungsgemäß möglich, ein Ereignis
in den Digitaldaten mit größerer Genauigkeit als
dem Abtastabstand der Daten entsprechend zu lokalisieren.
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Das
Verfahren beinhaltet das Auffinden der günstigsten Anpassung eines Rasters
an die erfaßten
Digitaldaten. Das Raster kann eine genaue oder angenäherte Darstellung
des eine bekannte Form besitzenden Ereignisses sein. Das Raster,
also die Musterkurve, ist durch einen Ausdruck repräsentiert, welcher
durch Amplitudenkoeffizienten für
die Amplitude und Lagekoeffizienten für die zeitliche Lage definiert
ist. Das Raster wird den Digitaldaten unter Ausnutzung eines iterativen
Prozesses überlagert,
wobei ein Koeffizient jeweils um einen Wert inkrementiert wird,
während
der andere Koeffizient durch eine Folge von Werten inkrementiert
wird. Das Raster und die Daten werden gemäß der Gleichung S2 = Σ(Pati – yi)2 ausgewertet,
worin S den effektiven Fehler (RMS) zwischen dem Signalzug und dem
Raster, Pati den Wert des Rasterausdrucks
im Datenpunkt und yi den Wert des Datenpunktes
bedeuten. Die Auswertung jedes Lagekoeffizientenpunktes des Rasterausdrucks
unter Verwendung des RMS-Ausdrucks reduziert effektiv das Rauschen
in den Daten. Die günstigste
Anpassung zwischen dem Raster und den Daten erzeugt einen Spitzen-RMS-Wert.
Die Lage- und Amplitudenkoeffizienten für den Spitzen-RMS-Wert liefern
eine genaue Lokalisierung und eine genaue Amplitude des Ereignisses.
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Zwar
reduziert die Anwendung und die Auswertung des Rasters für die Digitaldaten
effektiv das Rauschen in den Daten; der Spitzen-RMS-Wert muß jedoch
zur Verifizierung der Existenz des Ereignisses mit einem Schwellwert
verglichen werden. Der Schwellwert für den Vergleich basiert auf
der Statistik der lokalen Veränderlichkeit
des Rauschens in dem das Ereignis enthaltenden Bereich. Die verschiedenen
Möglichkeiten
der Berechnung der Normabweichung in einem Digitalsignal sind auf
dem Gebiet der digitalen Signalverarbeitung an sich bekannt. Das wesentliche
Konzept besteht hier darin, daß der Schwellwert
als Funktion der lokalen Standardabweichung des Rauschens nicht
aber in an sich bekannter Weise in Abhängigkeit von irgendeinem voreingestellten
willkürlichen
Wert eingestellt wird.
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Eine
spezielle Ausführungsform
des oben beschriebenen Verfahrens dient zur Lokalisierung von nicht
reflektierenden Ereignissen in optischen Zeitbereichs- Reflektometrie-(OTDR)-Daten. Gemäß 1 besitzt
ein OTDR 10 einen optischen Sender 12, welcher
einen Lichtimpuls über
einen Koppler 14 in einen Lichtleiter 16 überträgt. Das
Rayleigh-Rückstreuungsantwortsignal
vom Lichtleiter 16 wird über den Koppler 14 auf
einen Detektor 18 gegeben, dessen Ausgangssignal durch
einen Analog-Digital-Umsetzer 20 abgetastet und in einer
geeigneten Speicheranordnung 22 gespeichert wird, welche
sowohl einen flüchtigen
als auch einen nicht flüchtigen
Speicher enthalten kann. Ein Mikroprozessor 24 steuert die
Impulsfolgefrequenz und die Impulsbreite des übertragenen Lichtimpulses sowie
die Abtaststartzeit, die Datendauer und die Abtastrate für das empfangene
Signal. Der Mikroprozessor 24 verarbeitet sodann die in
der Speicheranordnung 22 gespeicherten empfangenen Digitaldaten
zur Erzeugung einer Anzeige auf einem geeigneten Anzeigegerät 26,
das sowohl eine analoge Anzeige als auch eine alphanumerische Anzeige
enthält,
wobei die angezeigte Information und die verschiedenen Betriebsparameter durch
eine Bedienungsperson von einer Steuerschnittstelle 28 festgelegt
werden. Der Mikroprozessor 24 kann ein integraler Teil
des OTDR 10 oder eine getrennte Anordnung sein, welche
mit dem OTDR über
einen geeigneten Schnittstellenbus 30 kommuniziert.
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Die 2A–2E zeigen
einen Teil eines erfaßten
OTDR-Signalzuges 50 mit einem nicht reflektierenden Ereignis 52.
Generell werden die OTDR-Signalzugdaten 50 erfaßt und in
der Speicheranordnung 22 gespeichert. Zur Auswertung des
Signalzuges und zur Anzeige der Daten wird eine weitere Verarbeitung
vorgenommen. Das erfindungsgemäße Verfahren
wird auf die gespeicherten Signalzugdaten 50 angewendet,
kann jedoch auch auf OTDR-Daten bei deren Erfassung angewendet werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren
kommt nach dem Auffinden der ungefähren Lage des Ereignisses 52 zur
Anwendung. Zur Lokalisierung der ungefähren Lage des Ereignisses 52 existieren
verschiedene Wege. Einer dieser Wege besteht darin, einen gleitenden
Anstieg über
eine Impulsbreite zu erzeugen und Änderungen in der Steigung zu
bestimmen, welche größer als
ein auf dem lokalen Rauschen basierender Schwellwert ist. Den Schwellwert übersteigende
Lagen in den Daten 50 werden als Nicht-Leiterereignis betrachtet. Durch
eine weitere Verarbeitung wird bestimmt, ob das Ereignis ein reflektierendes
oder ein nicht reflektierendes Ereignis ist. Ist die ungefähre Lage
für ein nicht
reflektierendes Ereignis 52 gefunden, so dient das erfindungsgemäße Verfahren
zur genauen Lokalisierung des Ereignisses 52 und Bestimmung
von dessen Verlusten.
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Gemäß den 2A–2E besitzt
ein nicht reflektierendes Ereignis 52 eine spezielle Form.
Ist diese Information und die Einstellung des OTDR, wie beispielsweise
die Impulsbreite bekannt, so kann ein Raster 54 zur Bestimmung
der Lage und der Verluste des Ereignisses an die Daten 50 angepaßt werden. Ein
das Raster repräsentierender
mathematischer Ausdruck kann so abgeleitet werden, daß er genau an
die nichtlineare Form des nicht reflektierenden Ereignisses angepaßt ist und
dem Signalzug Daten überlagert
werden kann. Ein der artiger Ausdruck ist jedoch numerisch aufwendig
und würde
den Auswertungsprozeß des
OTDR verlangsamen. Es kann stattdessen ein das Raster 54 repräsentierender
linearer Anpassungsausdruckverlauf ausgenutzt werden, welcher das
nicht reflektierende Ereignis 52 genau annähert. Der
lineare Anpassungsausdruckverlauf enthält auf die Lage und die Verluste
des Ereignisses bezogene Koeffizienten. Die Überlagerung der Daten mit dem
linearen Anpassungsausdruckverlauf und die Bestimmung des Spitzen-RMS-Wertes
für die
Anpassung ergibt die genaue Lage und die Verluste des Ereignisses 52.
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Bei
der Auffindung der günstigsten
Anpassung für
das Raster 54 werden die Verlust- und Lagekoeffizienten über einen
Wertebereich inkrementiert. Da die ungefähre Lage des Ereignisses 52 bekannt ist,
kann der Wertebereich für
den Lagekoeffizienten beispielsweise auf eine halbe Impulsbreite
vor und nach der ungefähren
Lage des Ereignisses 52 eingestellt werden. Der die Verluste
repräsentierende
Amplitudenkoeffizient wird als Funktion der Steigung des nicht reflektierenden
Ereignisses 52 und der Ungenauigkeit der Steigungsmessung
aufgrund des Rauschens eingestellt. Die ungefähren Verluste des Ereignisses 52 werden
als Funktion des Produktes von Anstieg und Impulsbreite bestimmt,
wobei die Ungenauigkeit der Verluste eine Funktion des Produktes von
Standardabweichung und Impulsbreite ist. Aus diesen Berechnungen
wird ein unterer Grenzstartpunkt für den Verlustkoeffizienten
eingestellt.
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Das Überlagern
der Daten mit dem Raster 54 erfolgt durch Einstellen des
Verlustkoeffizienten auf einen ersten Wert und Inkrementieren des
Lagekoeffizienten über
einen Wertebereich. Eine Möglichkeit dafür besteht
darin, einen binären
Suchvorgang zu verwenden, dessen Realisierung an sich bekannt ist und
hier nicht weiter erläutert
zu werden braucht. Ein wichtiges erfindungsgemäßes Merkmal besteht darin,
daß der
Lagekoeffizient kleiner als der Abtastab stand der erfaßten Digitalsignalzugdaten 50 sein kann.
Dies ermöglicht
eine bisher nicht möglich
gewesene Lokalisierungsgenauigkeit, welche größer als der Abtastabstand der
Daten 50 ist. Die 2A–2E sind
Darstellungen des dem nicht reflektierenden Ereignis 52 überlagerten
Raster 54 für
das nicht reflektierende Ereignis mit einem an die Verluste des
Ereignisses angepaßten
Verlustkoeffizienten. 3 zeigt die Ergebnisse des Rasteranpaßprozesses
an das nicht reflektierende Ereignis 52. 3 zeigt
den 1/RMS-Wert als Funktion der Rasterlage und der Amplitudenkoeffizienten,
in 3 als Verluste bezeichnet. Zum Zwecke der Darstellung der
Ergebnisse der Rasteranpassung in lesbarer Form ist ein 1/RMS-Wert
zur Erzeugung einer positiven Spitze aufgetragen, während das
Auftragen des RMS-Ergebnisses eine negative Spitze erzeugt. Aus dem
Diagramm ist ersichtlich, daß ein
einem speziellen Satz von Lage- und Amplitudenkoeffizienten entsprechender
Spitzenwert erhalten wird. Diese Koeffizienten dienen zur Charakterisierung
der Lage und der Amplitude des nicht reflektierenden Ereignisses 52.
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Wie
für die
Erfindung bereits generell beschrieben, wird der Spitzen-RMS-Wert
zur Verifizierung der Existenz des Ereignisses mit einem Schwellwert
verglichen. 4 zeigt eine zweidimensionale
Darstellung sowohl einer sauberen als auch einer rauschbehafteten
1/RMS-Funktion, wobei der Abstand auf der x-Achse und der 1/RMS-Wert
auf der y-Achse aufgetragen ist. Es ist trivial, ein in nicht mit Rauschen
behafteten Daten vorhandenes Ereignis gemäß der Kurve 56 zu
bestimmen. In einer Kurve 58 mit einer großen Rauschkomponente
ist es jedoch oft schwierig, zu bestimmen, ob es sich um ein reales Ereignis
handelt. Erfindungsgemäß wird die
Statistik der lokalen Veränderung
des Rauschens in dem das Ereignis enthaltenden Bereich zur Einstellung
eines Schwellwertes 60 ausgenutzt. Auf der Basis des abgeleiteten
Schwellwertes 60 besteht eine 95 %-ige Wahrscheinlichkeit,
daß das
Ereignis ein reales Ereignis ist. In existierenden OTDR's wird ein willkürlicher
Schwellwert zur Detektierung eines Ereignisses auf der Basis eines
vorgewählten
Benutzerwertes oder eines mittleren Rauschwertes für den gesamten Leiter
und das Testinstrument eingestellt.
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Wie
bereits ausgeführt,
ist das in der bevorzugten Ausführungsform
verwendete Raster 54 für ein
nicht reflektierendes Ereignis eine Annäherung eines realen nicht reflektierenden
Ereignisses. Das Z-Anpassungsraster 54 setzt sich aus drei
linearen Segmenten zusammen, wobei das beginnende Segment eine lineare
Annäherung
der Signalzugdatenpunkte über
dem Segment ist. Das zweite Segment, das ein Verlustbereich ist,
bildet das nicht reflektierende Ereignis mit bestimmten angenommenen
Verlusten nach und ist eine Impulsbreite lang. Das dritte Ereignis
ist eine lineare Annäherung
der Signalzugdatenpunkte über
eine bestimmte Länge
nach dem Ende des Verlustbereiches. Da das Raster 54 eine Annäherung ist,
ist es wünschenswert
zur genaueren Lokalisierung des Ereignisses 52 dem Lagekoeffizienten
einen Korrektwert hinzuzufügen.
Eine Möglichkeit
der Erzeugung des Korrekturwertes besteht darin, als Funktion der
Verluste und der Impulsbreite eine Abstandskorrekturformel abzuleiten,
da der Abstandsfehler eine Funktion der Verluste des Ereignisses
und der Impulsbreite ist. Ist das Ereignis im Anpassungsraster 54 lokalisiert,
so wird der Korrekturwert abgeleitet und dem Lagekoeffizienten hinzugefügt. Der
Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß es numerisch aufwendiger
ist und daher zur Bestimmung der Lage des nicht reflektierenden
Ereignisses 52 mehr Zeit erforderlich ist. Eine schnellere Alternative
besteht darin, aus empirisch abgeleiteten Daten eine Impulsbreite/Verlusttabellenfunktion
abzuleiten und die Daten in der OTDR-Speicheranordnung 22 zu
speichern. Da die Impulsbreite der einlaufenden optischen Impulse
für die
Leiteruntersuchung bekannt ist, kann der Abstandskorrekturwert für das Ereignis 52 bestimmt
werden, wenn der Verlustkoeffizient des Spitzen-RMS-Wertes für die Raster/Daten anpassung
erhalten worden ist. Sind die inkrementellen Werte des Verlustkoeffizienten
kleiner als die Verlustwerte in der Tabelle, so kann zur Realisierung
eines genaueren Lokalisierungskorrekturwertes eine Interpolation
vorgenommen werden.
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Das
Z-Anpassungsraster 54 wirkt bei nicht reflektierenden Einzelereignissen 52 gut.
Unbeabstandete nicht-reflektierende Ereignisse erfordern jedoch
ein anderes Rasters. Ein derartiges Raster ist in, den 5A–5F zwei
eng benachbarten nicht reflektierenden Ereignissen 64 und 66 zugeordnet. Das
neue als Eckenanpassungsraster bezeichnete Raster 62 beträgt zwei
Drittel eines Z-Anpassungsrasters 54 und wird den Signalzugdaten 50 aus
beiden Richtungen hinzugefügt.
Da ein nicht reflektierendes Ereignis nicht größer als eine Impulsbreite sein
kann, wird jedes nicht reflektierende Ereignis, das größer als
eine Impulsbreite ist, als Mehrfachereignisse besitzend betrachtet.
Dieses Eckenanpassungsraster 62 wird den nichtreflektierenden
Mehrfachereignissen 64 und 66 in einer Weise hinzugefügt, die
dem Z-Anpassungsraster 54 mit der Ausnahme entspricht,
daß es
aus beiden Richtungen hinzugefügt
wird. Die günstigste
Anpassung für
die Raster 62 aus beiden Richtungen erzeugt Spitzen-RMS-Werte, welche die
Einzelereignisse 64 und 66 hinsichtlich Abstand
und Verlusten charakterisieren.
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Vorstehend
wurde ein Verfahren zur Charakterisierung eines Ereignisses in erfaßten Digitaldaten,
wie beispielsweise OTDR-Daten für
ein nicht reflektierendes Ereignis, beschrieben, wobei die Form des
Ereignisses bekannt ist. Ein Amplituden- und Lagekoeffizienten besitzendes
Raster wird den Daten zur Bestimmung der günstigsten Anpassung zwischen
den Daten und dem Raster als Funktion eines Spitzen-RMS-Wertes überlagert.
Dabei werden die Amplituden- und Lagekoeffizienten zur Auffindung der
besten Rasteranpassung über
einen Wertebereich inkrementiert. Der Spitzen-RMS-Wert wird zur Verifizierung
der Existenz des Ereignisses mit einem Schwellwert verglichen. Ist
das Ereignis gültig,
so wird es unter Ausnutzung der Lage- und Amplitudenkoeffizienten
hinsichtlich Abstand und Amplitude charakterisiert. Das Verfahren
ist sowohl für
gleichförmig als
auch ungleichförmig
beabstandete Datenabtastwerte anwendbar.