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Erfindungsgebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft
im allgemeinen ein Leitungsüberwachungssystem,
das in einem optischen Kommunikationssystem verwendet wird, und
im besonderen ein Leitungsüberwachungssystem,
das automatisch Systemfehler von Zwischenverstärkerschleifenverstärkungssignaturen identifiziert.
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Hintergrund der Erfindung
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Kommerzielle optische Systeme verwenden optische
Fasern, um große
Mengen an gemultiplexten digitalen Daten über lange Distanzen von einem Übertragungsterminal
zu einem Empfangsterminal zu übertragen.
Die maximale Distanz, bei der die Daten in der Faser übertragen
werden können
ohne Verstärkung
oder Regeneration, ist limitiert durch den Signalverlust und mit
der optischen Faser verbundenen Dispersion. Um die optischen Signale über lange Distanzen
hinweg zu übertragen,
weist das Lichtwellensystem normalerweise eine Reihe von Zwischenverstärkern auf,
die periodisch entlang der Faserroute vom Übertragungsterminal zum Empfangsterminal angebracht
sind. Jeder Zwischenverstärker
verstärkt das
optische Eingangssignal, um die Übertragungsverluste
zu kompensieren, die während
des Passierens durch die vorherigen Zwischenverstärker aufgetreten
sind. Vor der weit verbreiteten Zugänglichkeit von effizienten
opti schen Verstärkern
verwendeten viele Systeme Zwischenverstärker, die die optischen Signale
in elektrische Signale zur Verstärkung
durch konventionelle elektrische Verstärker umwandelten. Die verstärkten elektrischen
Signale wurden anschließend
auf die optische Domäne
zurückgewandelt
zum weiteren Übertragen
entlang des optischen Kommunikationsweges. Das Aufkommen von zuverlässigen und
kostengünstigen
optischen Verstärkern hat
die Notwendigkeit, Signale in die elektrische Domäne zur Verstärkung umzuwandeln, überflüssig gemacht.
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Optische Verstärker, wie beispielsweise seltenerddotierte
optische Faserverstärker,
benötigten eine
Pumpenergiequelle. In einem seltenerddotierten optischen Faserverstärker ist
beispielsweise ein dezidierter Pumpenlaser gekoppelt an die dotierte
Faser zur Anregung des aktiven Mediums (seltenes Erdelement) innerhalb
des Verstärkers.
Zur gleichen Zeit wird ein Kommunikationssignal durch die dotierte
Faser geschickt. Die dotierte Faser zeigt eine Verstärkung bei
der Wellenlänge
des Kommunikationssignales, bereitstellend die gewünschte Verstärkung. Ist
die optische Faser beispielsweise mit Erbium dotiert, könnte die
Pumpenergie bereitgestellt werden bei einer Wellenlänge von
1480 nm oder 980 nm, die mit den Absorptionspeaks von Erbium zusammenfällt.
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Optische Kommunikationssysteme verwenden
häufig
ein Leitungsüberwachungssystem
(LMS), um die Performance der Zwischenverstärker zu überwachen. Das Leitungsüberwachungssystem
weist ein Leitungsüberwachungsequipment
(LME) auf, das in den Terminalstationen untergebracht ist, und hochverlustige
Rückschleifenwege
(HLLB) in den Zwischenverstärkern
und Terminals. Die HLLBs koppeln optisch die zwei Fasern eines Faserpaares
(eine in jede Richtung der Übertragung),
so daß ein
sehr ge ringer Anteil des optischen Signals an einem Übertragungsterminal
hervorgebracht und übertragen
wird auf einer der Fasern des Paares, in einer Schleife zurückgeführt und
an die Faser gekoppelt wird, die in entgegengesetzte Richtung zurück zum Sendeterminal überträgt. Die
durch das LME gemessene Grundmenge ist die Umlaufschleifenverstärkung zwischen dem
LME und jedem Terminal und Zwischenverstärker HLLB auf einem Faserpaar.
Durch Routineanalyse der gemessenen Schleifenverstärkungen
kann das LMS verwendet werden, um Veränderungen in der Performance über die
Zeit des Abschnitts des Systems zu detektieren, das sich durch die überwachten
Zwischenverstärker
und Terminals spannt. Im besonderen könnte die Analyse enthüllen, daß diese
Veränderung
auf unterschiedliche Ursachen zurückgeführt werden könnte, beispielsweise
Degradationen in der Pumpenenergie, Variationen im Verlust in der
Verstärkerausgangsstufe,
Veränderungen im
Faserverlust in der Übertragungsspanne
und Verstärkerverstärkungsänderungen.
Ein System aus dem Stand der Technik ist bekannt aus
US 5,790,294 .
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Um Leitungsfehler und andere Probleme
aus der Analyse der Schleifenverstärkungsmessungen zu erhalten,
wie hierin beschrieben, muß das Übertragungssystem
ein Schleifenverstärkungsverhalten unter
Fehler- und Problembedingungen erzeugen, das signifikant anders
als dessen normales Verhalten ist. Dies ist klar der Fall unter
den extremen Situationen der Faser- und/oder Kabel-Brüche, unabhängig vom
Zwischenverstärkerdesign,
primär
deshalb, da die Schleifenverstärkungsmessungen
unter dem Bruch zeigen, daß das
System offen ist (d. h., unendlicher Verlust). Für andere noch subtilere Probleme hängt die
Fähigkeit
der Lokalisierung und Identifizierung des Problems streng vom Typ
der im Sy stem verwendeten optischen Verstärker ab. Viele moderne Verstärkerdesigns
verwenden optische Verstärker, die
deren Verstärkung
dynamisch verändern,
um moderate Verlustveränderungen
in der Faser zwischen den Zwischenverstärkern zu korrigieren. Mit solchen Verstärkern, wenn
eine Verluständerung
in der Faser zwischen zwei Zwischenverstärkern auftritt, wird die Verlustveränderung
kompensiert durch die Summenverstärkungsveränderungen, die in den nächsten mehreren
Zwischenverstärkern
auftreten, wobei jeder sukzessiv kleinere Anteile der Faserverluständerung
kompensiert, bis die gesamte Verluständerung ausgeglichen worden
ist. Je größer die
zu kompensierende Verluständerung,
um so mehr Zwischenverstärker
werden verwendet, um die Veränderung
auszugleichen. Die Schleifenverstärkungsmessungen durch die Zwischenverstärker, deren
Verstärkungen Einzelstellen
sind, werden unterschiedlich sein zu den Schleifenverstärkungsmessungen
durch die gleichen Verstärker
im nominalen Fall, wobei es diese Differenz ist, die verwendet werden
kann, um die Verluständerung
zu lokalisieren und dessen Grund zu bestimmen. Es ist zu beachten,
daß in
einem System, in dem moderate Verluständerungen vollständig kompensiert
werden durch die automatischen Verstärkungsänderungen in einem einzelnen
Zwischenverstärker,
die gemessene Schleifenverstärkung durch
diesen Zwischenverstärker
im ansteigenden/abfallenden Faserverlustfall identisch ist mit der gemessenen
Schleifenverstärkung
durch diesen Zwischenverstärker
im nominalen Fall. Für
solche Situationen, in denen es Fakt ist, daß eine Änderung im aufgetretenen Faserverlust
nicht detektierbar ist durch Vergleich der gemessenen Schleifenverstärkungsdaten
für die
zwei Zustände.
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Das LMS wird verwendet zur Etablierung
eines Ver haltensbasislinienlevels, der die Schleifenverstärkungen
in jedem Faserpaar im Kommunikationssystem in dessem normalen Betriebszustand charakterisiert.
Durch periodisches Überwachen
von Umlaufschleifenverstärkungsänderungen,
die über die
Zeit auftreten, können
Abweichungen vom Grundlinienverhalten gemessen werden. Abweichungen
vom Grundlinienverhalten werden übergeben
als die Signatur der Messung und sind häufig ein Problem oder Fehler
im System aufzeigend. Extreme Fehler beinhalten Faser- und Kabelbrüche und
andere Probleme, die im augenblicklichen Serviceverlust resultieren.
Andere Probleme, die ebenso detektierbar sind, beinhalten Verstärkerleistungsdegradationen
und andere Verlustvariationen über
die Zeit, die keinen augenblicklichen Effekt auf die Servicequalität haben
könnten.
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Die HLLB-Signatur ist typischerweise
bestimmt durch die in 1(a) gezeigten
Daten. In 1(a) repräsentieren
die Datenpunkte die Werte der gemessenen Schleifenverstärkungen
von jedem der Verstärkerpaare
in der Sequenz, in der die Verstärkerpaare
entlang des Übertragungsweges
angetroffen werden. Das heißt,
daß der
erste Datenpunkt die Schleifenverstärkung vom LME zum zweiten Verstärkerpaar
und so weiter repräsentiert.
Kurve 10 stellt das Grundlinienverhalten und Kurve 12 die durch
Routinemessung erhaltenen Daten dar. Der Unterschied zwischen den
Kurven 10 und 12, wie in 1(b) gezeigt, ist eine visualisierte
Darstellung der Signatur der Verstärkungsmessung.
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Eine ideale Signatur ist eine gerade
horizontale Leitung, die durch eine Verstärkungsänderung von 0 dB läuft, anzeigend,
daß alle
Schleifenverstärkungsmessungen
von den Verstärkerpaaren
exakt mit der voreingerichteten Grundlinie übereinstimmen. Jede Abweichung von
solch einer Signatur ist Indikativ für eine abnorme Systemoperation,
die verursacht wird durch einen primären (kritischen) Fehler, der
die Übertragung
stoppt, wie beispielsweise ein Kabelbruch, und möglicherweise durch sekundäre (nicht kritische)
Fehler, die nur die Systemperformance herabsetzen, wie beispielsweise
eine Herabsetzung in der Verstärkungsverstärkung. Die
besondere Natur des Fehlers im Kommunikationssystem kann oft aus seiner
Signatur bestimmt werden. Beispielsweise wird ein Fehler eines der
Pumpenlaser, die ein optisches Verstärkerpaar antreiben, charakterisiert
durch eine Verstärkungszunahme,
gefolgt durch eine Verstärkungsabnahme,
die ungefähr
sechs Verstärkerpaare
umspannt.
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Schleifenverstärkungssignaturen werden konventionell
identifiziert mittels visueller Inspektion. Das heißt, daß die Natur
eines Fehlers bestimmt wird mittels visuellem Vergleichen der gemessenen
Signaturen gegen eine Serie vorherbestimmter "Bibliotheks"-Signaturen, für welche Fehler identifiziert
worden sind. Die "Bibliotheks"-Signatur, die am
besten zur gemessenen Signatur paßt, bestimmt vermutlich den
Fehler.
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Es wäre vorteilhaft, den Prozeß der Identifizierung
von Systemfehlern aus deren Schleifenverstärkungssignaturen zu automatisieren,
um den Systemoperator bei der Lokalisierung von Leitungsfehlern
und Verschlechterungen zu unterstützen, die zu präventiven
Reparaturaktivitäten
führen
könnten.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es wird ein Verfahren zur automatischen Identifizierung
eines Systemfehlers in einem optischen Kommunikationssystem bereitgestellt,
das erste und zweite Transmissionswege/Übertragungswege zur Unterstützung einer
bidirektionalen Kommunikation aufweist. Gemäß dem Verfahren werden Messungen
durchgeführt
mit einer Mehrzahl an optischen Verstärkungswerten, die mittels einer
Mehrzahl von optischen Verstärkereinheiten
erzeugt werden, die in entsprechenden Schleifenrückwegen sich durch die ersten
bzw. zweiten Transmissionswege des optischen Kommunikationssystems
erstrecken. Eine Verstärkungssignatur
wird erhalten mittels Substraktion einer Mehrzahl von Basislinienwerten/Grundlinienwerten
aus einer Mehrzahl von optischen Verstärkungswerten. Direktionale
Statusveränderungen
werden festgelegt/lokalisiert entlang der Verstärkungssignatur zur Identifizierung
einer Mehrzahl von direktionalen Zuständen. Jeder der direktionalen
Zustände
wird einem voreingerichteten Status/Zustand zugeordnet, so daß die Verstärkungssignatur
mittels einer Sequenz voreingerichteter Zustände dargestellt wird. Die Sequenz
der voreingerichteten Zustände
der Verstärkungssignatur
wird verglichen mit einer Mehrzahl von vorherbestimmten Sequenzen
der voreingerichteten Zustände.
Die vorherbestimmten Sequenzen entsprechen jeweils einer bekannten
Fehlerbedingung. Mindestens eine exakte Abstimmung zwischen der
Sequenz an voreingerichteten Zuständen der Verstärkungssignatur
und vorbestimmter Sequenzen wird identifiziert. Die Abstimmung der
vorbestimmten Sequenz identifiziert den Systemfehler, der die Verstärkungssignatur
verursacht.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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1(a) zeigt
Schleifenverstärkungsmessungen,
die aus einer Serie von HLLBs erhalten werden, die eingebaut sind
in optischen Verstärkerpaaren,
die in einem optischen Kommunikationssystem angeordnet sind.
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1(b) zeigt
die Verstärkungssignatur,
die aus den in 1(a) gezeigten
Messungen bestimmt wird.
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2 zeigt
ein vereinfachtes schematisches Diagramm eines optischen Kommunikationssystems, das
optische Verstärker
enthaltende Zwischenverstärker
verwendet.
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3 zeigt
ein vereinfachtes Diagramm eines der in 2 gezeigten Zwischenverstärker.
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4 zeigt
eine beispielhafte Verstärkungssignatur,
aus der direktionale Zustände
erhalten werden.
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5 zeigt
eine Tabelle exemplarischer vordefinierter direktionaler Zustände, die
verwendet werden könnten,
um eine Verstärkungssignatur
zu charakterisieren.
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6 ist
ein Flußdiagramm
von gemäß der vorliegenden
Erfindung durchgeführten
Schritte, bei Definition der voreingerichteten/etablierten Signaturen.
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7 zeigt
ein Flußdiagramm
von durchgeführten
Schritten, bei Vergleichen einer gemessenen Signatur gegen die voreingerichteten
Signaturen.
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Detaillierte Beschreibung
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In 2 ist
ein Lichtwellenkommunikationssystem offenbart, das optische Faserverstärker verwendet.
Das System beinhaltet Übertrager-/Empfängerterminals 32 und 34 und
optische Transmissions/Übertragungsfaserpfade 20 und 40,
die die bidirektionale Kommunikation tragen. Eine Mehrzahl von optischen
Verstärkern 22 und 42 sind
eingebaut in die Faserpfade 20 und 40 zwischen
den Transmissions/Übertragungs-Empfangsterminals 34 und 32. Optische
Verstärker 22 und 42 beinhalten
eine Länge einer
dotierten Faser, die ein Verstärkungsmedium bereitstellt,
eine Energiequelle, die die Faser zur Bereitstellung der Verstärkung pumpt,
und ein Mittel zum Koppeln der Pumpenergie in die dotierte Faser ohne
In terferenz mit dem verstärkten
Signal. Diese Komponenten der optischen Verstärker sind detaillierter in 3 gezeigt.
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Wie in 2 gezeigt,
beinhaltet Terminal 32 optische Kommunikationsübertrager/Transmitter 200, 214 und 216 zum Übertragen/Transmittieren
optischer Kommunikationskanäle
bei Wellenlängen λ1, λ2 ... bzw. λN. Multiplexer 210 multiplexen
diese Signale zusammen, um ein gemultiplextes Signal zu erhalten,
das in die optische Faser 20 eingebracht wird zur Übertragung
zum Empfangsterminal 34. Am Empfangsterminal 34 demultiplext
der Demultiplexer 212 und routet λ1, λ2 ... λN zu den Empfängern 208, 218 ...
bzw. 220. Selbstverständlich
dienen beide Terminals 32 und 34 in einem wie
beispielsweise in 2 gezeigten
bidirektionalen Kommunikationssystem als Überträger und Empfänger und
dadurch, während
nicht in 2 gezeigt für Controller 64,
direktionsschnell auf Signale aus dem Empfänger 65, speist Strom
zur Pumpenlaserpaket 60, um die gesamte Ausgangsleistung,
die durch das Pumpenlaserpaket 60 erzeugt wird, einzustellen.
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Wie in 2 gezeigt,
beinhaltet das Kommunikationssystem ein Leitungsüberwachungssystem (LMS) zur Überwachung
des optischen Weges zwischen Terminals, um den Status der Zwischenverstärker zu
bestimmen. Im besonderen bestimmt das LMS Veränderungen und Fehler innerhalb
jeder Spanne des Systems, einschließlich Verschlechterungen der
Pumpenenergie, Verlust in der Verstärkerausgangsstufe und Verlust
in der Übertragungsspanne.
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Wie vorhin erwähnt, erzeugt das LMS eine Schleifenverstärkungssignatur,
wie in 1(b) gezeigt.
Die Signatur bezeichnet die Abweichung im Systemverhalten von dessen
nominaler oder Basislinienperformance. Wäh rend im Prinzip ein ideales Verhalten
dargestellt würde
mittels einer gemessenen Signatur, die eine gerade horizontale Linie
ist, werden jedoch in der Praxis Systemrauschen und andere Übertragungsvariationen
normalerweise auftreten. Als Ergebnis davon wird eine nominale Signatur aktuell
eine zufällige
Form aufweisen innerhalb eines vorbestimmten Fensters über der
Nulllinie, definierend ein nominales Akzeptanz-Band. Ein Fehler
aufgrund eines Kabelbruches oder eines marginalen Operationsverstärkers wird
eine Signatur erzeugen, die eine wohldefinierte Form außerhalb
des voretablierten Fensters aufweist. Demzufolge ist es notwendig,
für das
nominale Fenster zu akontieren, so daß ein normaler rauschinduzierter
Drift nicht als nicht akzeptierte Verstärkeroperation mißinterpretiert
wird.
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Eine primäre Sache, die bei der Automatisierung
des Analyseprozesses angegangen werden muß, ist die Bestimmung eines
geeigneten Weges, um die beiden voreingerichteten "Bibliotheks"-Signaturen und die
gemessenen Signaturen zu speichern. Gemäß der vorliegenden Erfindung
werden die "Bibliotheks"-Signaturen gespeichert
als eine Serie von sogenannten direktionalen Zustandsänderungen/Statusänderungen.
Ein einzelner oder "Level"-Signaturzustand
wird dargestellt durch den Bereich der Signatur, der über zwei
oder mehrere Verstärkerpaare
sich erstreckt (d. h., die Datenpunkte in 1(b)), die innerhalb des nominalen Fensters
fallen könnten.
Ein Übergang
zu einem anderen Signaturzustand tritt normalerweise dann auf, wenn
die Signatur das nominale Fenster überschreitet (darüber oder
darunter). Beispielsweise zeigt 4 eine
veranschaulichende Signatur für
10 Verstärkerpaare,
in der das nominale Fenster +/–0,5
dB beträgt.
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Die in 4 gezeigten
signaturbildenden Daten punkte können
in drei direktionale Zustände zerlegt
werden. Der erste Zustand ist ein Levelzustand innerhalb des nominalen
Fensters, das die Punkte 1 bis 5 umfaßt. Der zweite Zustand könnte definiert
sein als ein Anstiegszustand, der die Punkte 5 bis 9 umfaßt. Es sollte
darauf verwiesen werden, daß nachfolgende
Zustände
ein gemeinsames Verstärkerpaar
beinhalten könnten,
was klar der Fall für die
Zustände
1 und 2 ist. Abschließend
könnte
ein dritter Zustand definiert werden als ein Abstiegszustand, der
die Punkte 9 und 10 umfaßt.
Der Übergang zum
dritten Zustand tritt auf am Punkt auf der Kurve nach Punkt 9, wo
das 0,5 dB-Fenster überschritten wird.
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Die in 4 gezeigte
Zustandsstruktur kann weiterhin verfeinert werden, falls notwendig,
durch Auferlegen verschiedener Fenster und verschiedener Quellen
für das
nominale Fenster an verschiedenen Punkten entlang der Signatur.
In der Praxis erwartet man, daß die
Signaturabweichungen außerhalb
des nominalen Fensters größer sind
als die Abweichungen, die innerhalb des Fensters auftreten. Dieses
Verhalten tritt auf, da jede Bewegung außerhalb des Fensters möglicherweise
aufgrund eines Fehlers auftritt, wie beispielsweise ein HauptdB-Verlust,
so daß die
Verstärker
versuchen werden, zu korrigieren. Im Gegensatz dazu werden die Abweichungen
innerhalb des nominalen Fensters wahrscheinlich durch Rauschen verursacht
sein. Die Komplexizität
der Zustände
selbst könnten
ebenso angestiegen sein, beispielsweise durch Unterscheidung zwischen
Zuständen,
die einen einzelnen Punktanstieg durchlaufen und denjenigen, die
einen Mehrfachpunktanstieg durchlaufen. Solche Zustände könnten nützlich sein
bei der Bestimmung von feinen Systemadegradationen oder bei der
Analyse von neuen Verstärkungssignaturen.
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5 zeigt
sechs exemplarische vorbestimmte direktionale Zustände, die
verwendet werden könnten,
um eine Signatur zu bestimmen. Die sechs Zustände beinhalten zwei initiale
Konditionszustände
(Zustand 1 und 2) und vier Zustände,
die basisdynamische Zustände
repräsentieren
(Zustände
4 bis 6). Eine Signatur kann dadurch mittels einer Sequenz der einzelnen
Zustände
1 bis 6 definiert werden. Zusätzliche
Zustände
können
verwendet werden durch Unterteilen der vier basisdynamischen Zustände. Die
zusätzlichen
Zustände
können
hinsichtlich einer besseren Differenzierung einiger Fehlertypen
helfen, die unter realen Bedingungen auftreten, bei denen mehr als
ein Fehler in einer Leitung auftreten kann oder wo nicht erwartete
Signaturvariationen aufgrund des Rauschens auftreten können. Falls
gewünscht,
können
andere Zustände
wie beispielsweise Ziel-/Endzustände
ebenso verwendet werden. Im allgemeinen können die Zustände leicht erweitert
oder modifiziert werden, wie benötigt,
um den Strom mit abgedateten Signaturdetektionstechniken zu belassen,
die neuen Signaturen zu detektieren und möglicherweise neue Hardware
zu unterstützen,
die ein modifiziertes Set an Signaturen aufzeigt.
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Prinzipiell wird wahrscheinlich eine
gemessene Signatur ein nominales Basislinienverhalten zeigen oder
eine vollständig
erklärbare
Fehlerkondition. Einige gemessene Signaturen können jedoch unübliche Profile
zeigen, die eine Serie von Fehlern repräsentieren. Eine Serie von Fehlern
können
auftreten von einem primären
Fehler und ein oder mehrere sekundäre Fehler, die Nebenprodukte
des primären
Fehlers sein können.
Unter gewissen Umständen
kann es vorteilhaft sein, die sekundären Fehler aus der gemessenen
Signatur auszufiltern, so daß der
primäre
Fehler klar identifiziert wer den kann. Einige einfache Filtertechniken,
die eingesetzt werden können,
beinhalten ein Begrenzungs- und Glättungsfiltern. Begrenzungsfiltern
am Boden wird sämtliche Werte
begrenzen, die kleiner sind als die vorher beschriebene Bodenschwelle,
so daß diese
zum Bodenwert gleich sind. Das heißt, daß jedes, das am oder kleiner
als der Bodenschwellenwert ist, auf den Bodenwert reduziert werden
wird. Ein ähnliches
Verfahren wird ebenso verwendet, um sämtliche Werte innerhalb des
nominalen Fensters auf Null zu reduzieren, welches effektiv unerwünschte Zustandsänderungen
innerhalb des nominalen Fensters eliminiert.
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Beim Glättungsfiltern wird das Signaturprofil geglättet während aufsteigender
Segmente, um kleine Zufallsänderungen
zu eliminieren, die innerhalb eines spezifizierten Fensters auftreten.
Das vereinfachte Segment wird die Anzahl der direktionalen Zustände reduzieren,
die für
die Signatur etabliert sind/werden, da weniger unerwünschte sekundäre Fehlerzustände erzeugend.
Alternativ dazu kann eine einfache Kurvenanpassungsroutine an der
Signatur eingesetzt werden, um ein einzelnes Ansteigungssegment
zu erhalten. In der Praxis haben die Erfinder herausgefunden, daß eine Reihe
von alternierenden linearen Interpolationen effektiv ist, um ein Anstiegssegment
zu glätten,
insbesondere Segmente, in denen kleine dB-Änderungen häufig in einer Signatur auftreten,
repräsentierend
einen Bruch oder andere große
dB-Verluste. Selbstverständlich
können
andere als diese vorherig beschriebenen verwendet werden, um die
Signaturen der Sekundärfehler
zu entfernen. Im allgemeinen wird jedoch erwartet, daß die meisten
Fehler leicht erkannt werden ohne jegliches Filtern von sekundären Fehlern
aufgrund ihrer einzigartigen Signatur.
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6 zeigt
ein Flußdiagramm
der Schritte, die gemäß der vorliegenden
Erfindung durchgeführt werden
bei der Definierung der voreingerichteten/etablierten Signaturen.
Im Schritt 10 wird eine direktionale Zustandsänderungstabelle (DSCT) erzeugt.
Die DSCT definiert die fundamentalen Direktionszustände, wie
in 5 gezeigt. Im Schritt
20 wird eine Signaturprofiltabelle (SPT) entwickelt. Die SPT listet
bekannte Systemfehler und deren voreingerichtete Signaturen auf,
die jeweils definiert sind durch eine unterschiedliche Sequenz der
direktionalen Zustände,
die in der DSCT enthalten sind. Im Schritt 30 wird die SPT elektronisch
in einem Konfigurationsfall gespeichert, so daß Signaturen abgedatet und
neue Signaturen hinzugefügt
werden können
ohne ein neues durchführbares
Codeimage erzeugen zu müssen.
Dies stellt die Möglichkeit
bereit, dynamisch den Signaturanalysedetektionsalgorithmus im Feld
abzugraden.
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7 zeigt
ein Flußdiagramm
an durchgeführten
Schritten, bei Vergleichen einer gemessenen Signatur gegen die in
der SPT aufgeführten
voreingerichteten Signaturen. Im Schritt 70 werden Umlaufschleifenverstärkungen
aus den Zwischenverstärkern
mittels LMS gemessen und elektronisch gespeichert. Im Schritt 80
werden die Schleifenverstärkungen
verglichen mit einer voretablierten Basislinie, wobei die Differenz
zwischen diesen die gemessene Signatur neu definiert. Im Schritt
82 wird die Signatur von Anfang bis Ende gescannt, wobei direktionale Zustandsänderungen
lokalisiert werden unter Verwendung voretablierter Fenster, um Rauschen
zu akontieren. Im Schritt 84 wird jeder unterschiedlichen direktionalen
Zustandsänderung
eine der fundamentalen in der DSCT aufgeführten Zutände zugeordnet. Die Sequenz
der gemessenen Zustände,
die die gemessene Signa tur definieren, wird in einer Signaturzustands/Statustabelle
(SST) gespeichert. Im Schritt 86 wird die Zustandssequenz in der
SST verglichen gegen sukzessive Einträge in der SPT bis eine Anpassung/Gleichheit
aufgefunden wird.
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Der Vergleich von Schritt 86 kann
durchgeführt
werden mittels einer modifizierten finiten Zustandsmaschine, die
optimiert ist für
die Signaturanalyse. Die Signaturanalysezustandsmaschine wird Pointer
setzen am Beginn der SST und der SPT. Die Zustandsmaschine wird
sukzessive Zustände
vergleichen von der Initialpointerposition der SST mit den Zuständen für das Stromprofil,
das in der SPT angepaßt
ist. Wird eine exakte Anpassung/Gleichheit aufgefunden, wird die
Profilindikation in der Ergebnistabelle gespeichert werden und der
SPT-Pointer wird auf den Beginn der SPT zurückgesetzt/resettet, und die
initiale SST-Pointerposition wird auf den nächsten Zustand zurückgesetzt/resettet,
der dem letzten Zustand der Anpassung/Gleichheit folgt. Der ganze
Prozeß wird
wiederholt, bis sämtliche
Signaturzustände
erschöpft
und sämtliche
Anpassungen/Gleichheiten in der SST aufgefunden worden sind. Daher
detektiert der Algorithmus sämtliche möglichen
Fehlerbedingungen/Konditionen im Datensatz, die nicht überlappen,
nicht nur die erste aufgefundene. Paßt keines der SPT-Profile zur Strom-SST-Sequenz
aus der Strom-SST-Pointerposition,
wird die SST-Pointerposition zum nächsten Zustand vorgeschoben
und der Prozeß wie
oben fortlaufen. Sobald eine Anpassung/Gleichheit gefunden ist,
wird der Anpassungs/Gleichheitseintrag in der SST aufgezeichnet.
Der Vergleichsprozeß wird
fortgesetzt, um zu bestimmen, ob andere Einträge in der SPT mit der Sequenz
an Zuständen
in der SST gleich sind. Wird eine Anpassung/Gleichheit gefunden
zu einer Signatur, die einem Faser- oder Kabelbruch entspricht,
wird der Vergleichsprozeß unterbrochen, da
der Bruch voraussichtlich der primäre Fehler im System ist und
jede Datenpunkte, die nach dem Bruch gespeichert sind, nicht von
Bedeutung sind.
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Die Schritte 90 und 92 werden nur
durchgeführt,
wenn sekundäre
Fehler ausgefiltert werden sollen. Im Schritt 90 wird sekundäres Filtern
ermöglicht, wenn
die Signatur mehr als einer vorbeschriebenen Anzahl an Einträgen in der
SPT (beispielsweise 5) entspricht. Die Schritte 82, 84 und 86 werden
anschließend
wiederholt, um zu bestimmen, ob die gefilterte Signatur nunmehr
einer geringen Anzahl der voretablierten Signaturen entspricht,
die durch die Einträge
in der SPT repräsentiert
sind. Ist dem so, so wird die gefilterte Signatur als eine Sequenz
von Zuständen
in der SST gespeichert. Schließlich
werden im Schritt 94 die voretablierten oder voreingerichteten Signaturen,
die als entsprechend identifiziert worden sind, einem Systemoperator
zur weiteren Veranlassung berichtet. Alternativ dazu wird dieses
Ergebnis dem Systemoperator berichtet, wenn das Systemverhalten
als nominal befunden worden ist. Der Bericht kann auf dem graphischen
Benutzerinterface der LME angezeigt werden und/oder in einem Ereignisspeicher
für die
anschließende
Analyse protokolliert werden. Darüber hinaus kann der Bericht
ebenso über
diese Schnittstellen gesendet werden, um das Management des optischen Übertragungssystems, das
durch die LME überwacht
wird, zu erleichtern, wenn die LME Schnittstellen aufweist zu Höherlevelnetzwerk-Elementmanagern
oder anderen zentral lokalisierten Betriebszentren.