DE60027480T2

DE60027480T2 - Reflektometer mit nichtreziproken optischen bauelementen

Info

Publication number: DE60027480T2
Application number: DE60027480T
Authority: DE
Inventors: Josef Beller
Original assignee: Agilent Technologies Inc
Current assignee: Agilent Technologies Inc
Priority date: 2000-06-15
Filing date: 2000-06-15
Publication date: 2006-08-31
Anticipated expiration: 2020-06-16
Also published as: EP1295413B1; WO2001097413A1; DE60027480D1; EP1295413A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Reflektometermessungen von optischen Komponenten.
Optische Reflektometermessungen sind ein Standardprüfverfahren zum Prüfen von Lichtwellenleitern in modernen Lichtwellenleiternetzen und werden vom Erfinder ausführlich z.B. im Kapitel 11 der Monografie „Fiber Optic Test and Measurement" von Derickson Dennis, 1998, ISBN 0-13-534330, beschrieben.
Insbesondere muss während der Verlegung von Lichtwellenleitern die Qualität einer Übertragungsleitung geprüft und dokumentiert werden. Als typische Prüfausrüstung dient ein OTDR (Optical Time Domain Reflectometer, optisches Zeitdomänen-Reflektometer), welches das Antwortsignal eines zu prüfenden, durch einen Prüfimpuls angeregten Lichtwellenleiters empfängt und analysiert. Hierfür ist ein reziproker optischer Weg erforderlich, d.h., das rückgestreute Signal, das durch ein in einen Lichtwellenleiter eingekoppeltes Signal erzeugt wird, kann wieder in umgekehrter Richtung zurück zum OTDR gelangen.
Mit der Einführung des Wellenlängenmultiplexverfahrens (Wavelength Division Multiplexing, WDM) als Reaktion auf die zunehmenden Bandbreiteanforderungen in der Datenübertragung wurden neue Komponenten in die optischen Netze eingefügt. Hierzu gehören optische Zirkulatoren, mit denen einfache Einkopplungs-Auskopplungs-Multiplexer (so genannte Add-Drop-Multiplexer) realisiert werden können. Zirkulatoren sind nichtreziproke Komponenten, d.h., die Eingangs- und Ausgangsanschlüsse sind nicht austauschbar.
1 zeigt eine typische Darstellung eines Zirkulators 10 mit N Anschlüssen. Ein am Anschluss i (mit i = 1, 2, ..., N) eintretendes Signal tritt am nächsten Anschluss i + 1 als Ausgangssignal aus. Das bedeutet, dass ein am Anschluss 1 eintretendes Signal am Anschluss 2 als Ausgangssignal austritt. Aber ein am Anschluss 2 eintretendes Signal kommt nicht am Anschluss 1 an und umgekehrt. Es tritt an dem in Uhrzeigerrichtung nächsten Anschluss 3 aus. Zirkulatoren mit 3 oder 4 Anschlüssen sind heutzutage weithin gebräuchlich.
Zirkulatoren sind keine idealen Bauelemente. Insbesondere weisen sie zwischen den Anschlüssen i und i + 1 eine Einfügungsdämpfung IL_i,i+1 sowie eine begrenzte Isolation zwischen dem Eingangsanschluss und allen anderen Anschlüssen auf.
Heutige Lichtwellenleiternetze, die mit Zirkulatoren (z.B. in Add-Drop-Multiplexern) ausgestattet sind, können mit einem OTDR nicht umfassend geprüft werden. Ein Rückwärtsweg für ein rückgestreutes Signal, das für einen OTDR notwendig ist, liegt nur bis dem Punkt vor, an dem das Prüfsignal am Zirkulator ankommt. Alle anderen über andere Anschlüsse mit dem Zirkulator verbundenen Lichtwellenleiter können nicht geprüft werden. Um dies jedoch zu erreichen, muss das OTDR am Eingang der(des) anderen Lichtwellenleiter(s) angeschlossen werden, wobei man sich im Allgemeinen mit großem Zeitaufwand an andere Orte begeben muss.
In dem Artikel von Yoshiaki Sato et al.: „Optical Time Domain Reflectometry in Optical Transmission Lines Containing In-line Er-doped Fiber Amplifiers", Journal of Lightwave Technology, IEEE, New York, USA, Bd. 10, Nr. 1, 1992, S. 78 bis 83, ISSN: 0733-8724, wird die optische Zeitdomänen-Reflektometrie in einer optischen Übertragungsleitung untersucht, in welche Erbium-dotierte Lichtwellenleiterverstärker eingeschaltet sind. Die Erbium-dotierten Lichtwellenleiterverstärker beruhen auf optischen Zirkulatoren.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Lösung zur Prüfung eines mit Zirkulatoren ausgestatteten Lichtwellenleiternetzes bereitzustellen. Die Aufgabe wird durch die Hauptansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsarten werden durch die Unteransprüche dargestellt.
Je nach Typ und Anordnung der nichtreziproken optischen Einheit stellt die Erfindung einen Vorwärtsweg und/oder einen Rückwärtsweg bereit, um in optischen Systemen mit nichtreziproken optischen Bauelementen Reflektometermessungen durchführen zu können. Dadurch können optische Anregungssignale für die Reflektometermessungen in den gewünschten zu messenden optischen Weg eingekoppelt und/oder reflektierte oder rückgestreute Signale als Reaktion auf die optischen Anregungssignale in umgekehrter Richtung wieder zurück zur Quelle der optischen Anregungssignale oder einer entsprechenden Messeinheit geleitet werden.
Wenn als nichtreziprokes optisches Bauelement z.B. ein optischer Zirkulator verwendet wird, können die optischen Anregungssignale über den Vorwärtsweg zu jedem gewünschten optischen Weg gelenkt werden, der an einen bestimmten Ausgangsanschluss des Zirkulators angeschlossen ist. Das ist natürlich nur dann erforderlich, wenn der betreffende Ausgangsanschluss nicht unmittelbar auf den Eingangsanschluss für die optischen Anregungssignale folgt, da die optischen Anregungssignale ansonsten ohnehin zu dem betreffenden Ausgangsanschluss geleitet werden, ohne dass weitere Leitungsmittel erforderlich sind.
Alternativ oder zusätzlich zur Bereitstellung des Vorwärtsweges können als Reaktion auf die optischen Anregungssignale die reflektierten oder rückgestreuten Signale von jedem Empfangsanschluss des Zirkulators zum Eingangsanschluss über den Rückwärtsweg zurückgeleitet werden, in den die optischen Anregungssignale eingekoppelt worden sind. Das ist natürlich nur dann erforderlich, wenn der Eingangsanschluss nicht unmittelbar auf den Empfangsanschluss folgt, weil ansonsten die reflektierten oder rückgestreuten Signale ohnehin zum Eingangsanschluss geleitet werden, ohne dass weitere Leitungsmittel erforderlich sind. In den meisten Fällen ist der Empfangsanschluss gleich dem betreffenden (Ausgangs-)Anschluss, von dem die optischen Anregungssignale ausgekoppelt wurden. Wenn die Messeinheit zur Messung der reflektierten oder rückgestreuten Signale mit der Quelle der optischen Anregungssignale nicht identisch und mit einem anderen Anschluss gekoppelt ist, können die reflektierten oder rückgestreuten Signale entsprechend auch zu diesem anderen Anschluss geleitet werden.
Die Erfindung erlaubt somit mit Hilfe eines OTDR die Prüfung jedes Lichtwellenleiters, der über einen einzelnen Anschluss mit einem Zirkulator mit N Anschlüssen verbunden ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsart werden ein oder mehrere definierte Reflexionselemente (zum Beispiel ein faseroptisches Bragg-Gitter, FBG) verwendet, welche optische Signale bei einer oder mehreren bestimmten Wellenlängen reflektieren und in die entgegengesetzte Richtung umlenken. FBGs sind für eine große Vielfalt von Mittenwellenlängen verfügbar, die auch an die von der ITU (International Telecommunication Union) vorgegebenen Wellenlängen (ITU-grid) angepasst werden können. Vorzugsweise wird die Wellenlänge des Prüfsignals genau auf die Mittenwellenlänge einer solchen Reflexionseinheit eingestellt. Das OTDR kann vorzugsweise ein Mittel zur Einstellung der Wellenlänge des Prüfsignals bereitstellen. Somit können optische Prüfsignale bei einer definierten Wellenlänge bei der Prüfung je nach Bedarf in beiden Richtungen gelenkt werden.
Die Kombination des optischen Zirkulators z.B. mit faseroptischen Bragg-Gittern gestattet somit die Überwindung des nichtreziproken Charakters des Zirkulators und die Bereitstellung eines Rückwärtsweges für das Prüfsignal zum Eingangsanschluss. Die Kombination einer Vielzahl von faseroptischen Bragg-Gittern mit definierten Wellenlängen und des Zirkulators gestattet ferner die Bereitstellung eines Rückwärtsweges für ausgewählte Wellenlängen über jeden Ausgangsanschluss des Zirkulators zurück zum Eingangsanschluss.
Durch geeignete Auswahl und Konstruktion der mit den jeweiligen Anschlüssen gekoppelten Reflexionselemente können nicht nur reziproke Lichtwellenleitersysteme, sondern außerdem auch nichtreziproke optische Einheiten geprüft werden, die mit einem Ausgangsanschluss der (ersten) nichtreziproken optischen Einheit gekoppelt sind.
Durch Auswahl geeigneter Prüfwellenlängen/-kanäle können störende Einflüsse auf andere Datenkanäle (z.B. zur eigentlichen Datenübertragung) verringert oder vermieden werden. Die Wellenlängen der Prüfsignale können z.B. durch Belegen freier Datenkanäle oder durch Auswählen einer Prüfwellenlänge oberhalb oder unterhalb des Datenübertragungsbandes oder eine Kombination dieser Optionen von den Datenübertragungskanälen getrennt werden.
Wenn z.B. ein optischer Isolator als nichtreziproke optische Komponente verwendet wird, kann ein wellenlängenselektiver Rückwärtsweg durch die Kombination aus einem Paar Optikkoppler und einem optischen Bandpassfilter erzeugt werden.
Die Reflexionselemente können bereits in das zu messende optische System eingebaut und fest mit dem nichtreziproken optischen Bauelement gekoppelt sein, sodass die Messung direkt durchgeführt werden kann, ohne dass die Reflexionselemente eingefügt werden müssen. Dadurch können In-situ-Messungen durchgeführt werden, ohne dass das optische System extra für die Messung umgestellt werden muss. Alternativ oder zusätzlich können die Reflexionselemente unmittelbar vor der direkten Durchführung der Messung zuerst mit dem nichtreziproken optischen Bauelement gekoppelt und anschließend wieder entfernt werden. Somit können Störungen infolge der Reflexionselemente verringert oder vermieden werden. Bei einem geeignet konstruierten System können die Beeinträchtigungen der Datenverkehrssignale jedoch vernachlässigbar gering sein.
Es ist klar, dass die Erfindung von einem oder mehreren geeigneten Softwareprogrammen unterstützt werden kann, die von einer beliebigen Art von Datenträgern gespeichert oder auf andere Weise von diesen bereitgestellt werden und in bzw. durch eine geeignete Datenverarbeitungseinheit ausgeführt werden können. Dies gilt insbesondere für die Steuerung der optischen Anregungssignale und die Auswertung der reflektierten oder rückgestreuten Signale für sich allein oder in Verbindung mit den optischen Anregungssignalen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Aufgaben und viele der mit der vorliegenden Erfindung verbundenen Vorteile werden unter Bezug auf der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen klarer und verständlicher. Merkmale, die in Wesen und Funktion gleich oder ähnlich sind, werden mit denselben Bezugsnummern bezeichnet.
1 zeigt eine typische Darstellung eines Zirkulators 10 nach dem Stand der Technik,
2 veranschaulicht die für den Zirkulator 10 nach 1 der vorliegenden Erfindung zugrunde liegenden Prinzipien,
3 zeigt ein erweitertes Schema der Erfindung für das Beispiel des Zirkulators 10 mit vier Anschlüssen, und
4 zeigt einen Add-Drop-Multiplexer 400 gemäß der Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
2 zeigt die Prinzipien gemäß der vorliegenden Erfindung für das Beispiel des Zirkulators 10 nach 1. Der Zirkulator 10 ist so mit Reflexionselementen 100 ausgestattet, dass jeder Anschluss k (mit k = 2, ..., N) und der (die) daran angeschlossene(n) Lichtwellenleiter durch das Eingangssignal über den Anschluss 1 geprüft werden können. Zu diesem Zweck sind an alle Anschlüsse des Zirkulators 10 außer Anschluss 1 und Anschluss k Gitter 100-k mit der Mittenwellenlänge λ_k angeschlossen. Ohne Einschränkung der Allgemeingültigkeit soll im Folgenden der Anschluss 1 als Eingangsanschluss verwendet werden. Aus der folgenden Beschreibung wird jedoch klar, dass diese gewählte Vereinbarung nur zum besseren Verständnis gewählt wurde.
Ein (in der Figur nicht gezeigtes) OTDR zur Messung des Zirkulators 10 und der angeschlossenen Lichtwellenleiter soll bei der Wellenlänge λ_k arbeiten. Zur einfacheren Darstellung sind die mit den Anschlüssen gekoppelten Lichtwellenleiter in der Zeichnung nicht dargestellt. Das OTDR sendet einen Prüfimpuls mit der Wellenlänge λ_k zum Anschluss 1. Der Zirkulator 10 leitet den Prüfimpuls gemäß 1 weiter zum Anschluss 2. Dort wird der Prüfimpuls an dem angeschlossenen Gitter 100-k mit der Mittenwellenlänge λ_k reflektiert und vom Anschluss 2 zum Anschluss 3 weitergeleitet. Vom Anschluss 3 zum Anschluss k – 1 geschieht mit dem Prüfimpuls genau dasselbe, d.h., er wird am entsprechenden angeschlossenen Gitter 100-k mit der Mittenwellenlänge λ_k reflektiert und zum nächsten Anschluss weitergeleitet. Somit bewegt sich der Prüfimpuls durch den Zirkulator 10 bis zum Anschluss k.
Wenn der Prüfimpuls beim Anschluss k eintrifft, wandert er durch den (die) mit dem Anschluss k gekoppelten Lichtwellenleiter, weil sich dort kein Reflexionselement 100-k wie an allen anderen Anschlüssen befindet. Deshalb gelangt ein erzeugtes Rückstreusignal (ebenfalls bei der Wellenlänge λ_k) von dem(den) mit dem Anschluss k gekoppelten Lichtwellenleiter(n) wieder zurück zum Anschluss k, wird wie ein Eingangssignal am Anschluss k zum Anschluss k + 1 weitergeleitet und anschließend (mittels der Reflexionselemente 100-k an den Anschlüssen k + 1 bis N) zum Eingangsanschluss 1 geleitet. Da mit dem Anschluss 1 auch kein Reflexionselement gekoppelt ist, empfängt das mit dem Anschluss 1 gekoppelte OTDR das erzeugte Rückstreusignal (Reaktion des Lichtwellenleiters) von dem(den) mit dem Anschluss k gekoppelten Lichtwellenleiter(n). Das Rückstreusignal wird jedoch um die Summe der Einfügungsdämpfungen I_i,k+1, i = 1, ..., N verringert (wenn i = N + 1 ist, gilt i = 1 für die Einfügungsdämpfung zwischen dem letzten Anschluss N und dem ersten Anschluss 1).
Da jeder Anschluss (außer dem Eingangsanschluss 1 gemäß der Vereinbarung von 2) als Anschluss k fungieren kann, zeigt die Anordnung in 2 das allgemeine Schema, wie für ein Prüfsignal mit der Wellenlänge λ_k ein Vorwärtsweg vom Anschluss 1 zum Anschluss k und ein Rückwärtsweg vom Anschluss k zum Anschluss 1 über den Zirkulator 10 bereitgestellt werden kann.
Das oben dargestellte Prüfschema für den(die) mit einem Anschluss k gekoppelten Lichtwellenleiter kann demzufolge auch für die gleichzeitige Prüfung von mehreren Anschlüssen angewendet werden. Durch Hintereinanderschalten von zwei oder mehr Reflexionselementen 100 (z.B. faseroptischen Bragg-Gittern) kann das in 2 dargestellte Schema so erweitert werden, dass man jeden Lichtwellenleiter von einem einzigen Eingangsanschluss aus prüfen kann. Wenn vom Anschluss 1 aus ein Lichtwellenleiter mit j ≠ k bei der Wellenlänge λ_j geprüft werden soll, werden zusätzlich Reflexionselemente 100-j mit einer Mittenwellenlänge λ_j mit jedem Anschluss außer dem Eingangsanschluss 1 und dem Anschluss j verbunden. Zum Prüfen des Lichtwellenleiters bei einer Wellenlänge λ_i am Anschluss I ≠ j ≠ k müssen zusätzliche Reflexionselemente 100-1 mit einer Mittenwellenlänge λ_i mit jedem Anschluss außer dem Eingangsanschluss 1 und dem Anschluss I verbunden werden. Dies kann so lange fortgeführt werden, bis alle Anschlüsse mit N – 2 Reflexionselementen ausgerüstet sind.
Da alle Reflexionselemente 100-i, 100-j, 100-k und so weiter jeweils unterschiedliche Mittenwellenlängen λ_i (mit i = 2 ... N) haben, erzeugt der Prüfimpuls mit einer Wellenlänge zu einem bestimmten Zeitpunkt jeweils nur ein Rückstreusignal von einem Lichtwellenleiter. Somit kann jeder Lichtwellenleiter einzeln geprüft werden.
3 zeigt ein erweitertes Schema für das Beispiel des Zirkulators 10 mit vier Anschlüssen. Um den Anschluss 2 mit der Wellenlänge λ₂ zu prüfen, werden die Anschlüsse 3 und 4 jeweils mit einem Reflexionselement 100-2 mit einer Mittenwellenlänge λ₂ ausgestattet. Zum Prüfen des Anschlusses 3 mit der Wellenlänge λ₃ werden die Anschlüsse 2 und 4 jeweils mit einem Reflexionselement 100-3 mit einer Mittenwellenlänge λ₃ ausgestattet. Folglich werden zum Prüfen von Anschluss 4 mit der Wellenlänge λ₄ die Anschlüsse 2 und 3 jeweils mit einem Reflexionselement 100-4 mit einer Mittenwellenlänge λ₄ ausgestattet.
Daraus lässt sich leicht eine Regel ableiten. Um alle an einen Zirkulator mit N Anschlüssen angeschlossene N Lichtwellenleiter (einschließlich des Eingangs-Lichtwellenleiters) prüfen zu können, ist ein OTDR mit N – 1 verschiedenen Prüfwellenlängen erforderlich. Jeder Anschluss k (mit k = 2 ... N) weist (N – 2) an diesen angeschlossene Reflexionselemente 100 mit verschiedenen Wellenlängen λ_i (mit i ≠ k, i = 2, ..., N) auf. Somit sind zur vollständigen Prüfung aller an die N Anschlüsse angeschlossenen Lichtwellenleiter insgesamt (N – 2)·(N – 1) Reflexionselemente erforderlich.
Wenn ein Lichtweg mehrere Zirkulatoren enthält, trifft dieselbe Regel zu. Es muss jedoch sichergestellt werden, dass eine Wellenlänge immer richtig ausgewählt wird, damit die Zuordnung von Lichtwellenleitern und Wellenlängen eindeutig ist.
Es ist klar, dass ein Zirkulator mit N Anschlüssen allgemein dadurch aufgebaut werden kann, dass N – 2 Zirkulatoren mit je 3 Anschlüssen in Reihe geschaltet werden. In diesem Fall dient der erste Anschluss des ersten Zirkulators mit 3 Anschlüssen als Eingangsanschluss, während der zweite Anschluss des ersten Zirkulators mit dem ersten Anschluss des zweiten Zirkulators und der zweite Anschluss des Zirkulators k (mit k = 1, ..., N – 3) mit dem ersten Anschluss des Zirkulators k + 1 verbunden ist. Die Prinzipien der Erfindung können entsprechend angewendet werden.
Das bis dahin beschriebene Verfahren stellt für jeden Ausgangsanschluss nur eine Wellenlänge zur Verfügung. Wenn auch ein nachfolgender Zirkulator und sein(e) angeschlossener(en) Lichtwellenleiter geprüft werden sollen, müssen ihr über einen Ausgang k des ersten Zirkulators mehrere Wellenlängen zugeführt werden. Das lässt sich z.B. dadurch erreichen, dass ein Reflexionselement 100 mit einer Mittenwellenlänge λ_k durch einen Satz in Reihe geschalteter Reflexionselemente 100 mit verschiedenen Wellenlängen ersetzt wird.
4 zeigt einen Add-Drop-Multiplexer 400 als Beispiel für die Prüfung mehrerer in Reihe geschalteter Einheiten. Die Hauptfunktionen des Add-Drop-Multiplexers 400 bestehen in Folgendem: Auskoppeln aller an einem Eingang EINGABE (IN) mit einer Mittenwellenlänge λ₀ empfangenen Signale über einen Ausgang AUSKOPPLUNG (DROP) λ_o; Ausgeben der an einem Eingang EINKOPPLUNG (ADD) mit der Wellenlänge λ₀ empfangenen Signale über einen Ausgang DURCHLEITUNG (THROUGH); und Weiterleiten aller anderen am Eingang N empfangenen Signale mit der Mittenwellenlänge λ_i über den Ausgang DURCHLEITUNG. Der Add-Drop-Multiplexer 400 setzt sich aus zwei Zirkulatoren 10A und 10B und einem faseroptischen Bragg-Gitter 100-0 mit einer Mittenwellenlänge λ₀ zusammen.
Normalerweise setzt sich das am Eingang EINGABE ankommende Signal aus einer Vielzahl von einzelnen Wellenlängen λ_i zusammen. Das Signal mit der Wellenlänge λ₀ vom Eingang EINGABE wird durch das faseroptische Bragg-Gitter 100-0 mit der Mittenwellenlänge λ₀ reflektiert, erscheint dann am Anschluss AUSKOPPLUNG λ₀ und wird somit nicht zum Anschluss DURCHLEITUNG weitergeleitet. Wenn ein Datensignal mit der Wellenlänge λ₀ am Anschluss AUSKOPPLUNG λ₀ eingegeben wird, erscheint es weder am Eingang EINGABE noch am Anschluss AUSKOPPLUNG λ₀, sondern nur am Anschluss DURCHLEITUNG.
Zur Prüfung der mit dem Add-Drop-Multiplexer 400 gekoppelten Lichtwellenleiter umfasst der Add-Drop-Multiplexer 400 ferner zusätzliche faseroptische Gitter 100. Zur Prüfung der mit dem Ausgang DURCHLEITUNG gekoppelten Lichtwellenleiter sind an die Anschlüsse EINKOPPLUNG λ₀ und AUSKOPPLUNG λ₀ faseroptische Gitter 100-1 mit der Mittenwellenlänge λ₁ angeschlossen. Somit läuft ein vom OTDR in den Eingangsanschluss EINGABE eingegebener Prüfimpuls mit der Wellenlänge λ_i durch die beiden Zirkulatoren 10A und 10B bis zu den an den Anschluss DURCHLEITUNG angeschlossenen Lichtwellenleitern. Die von den am Anschluss DURCHLEITUNG angeschlossenen Lichtwellenleitern rückgestreuten Signale kehren zum Anschluss DURCHLEITUNG zurück, werden von den beiden faseroptischen Gittern 100-1 mit der Mittenwellenlänge λ₁ reflektiert, kehren zum Eingangsanschluss EINGABE zurück und werden durch das dort angeschlossene OTDR gemessen. Zur Prüfung von Lichtwellenleitern, die mit dem Anschluss AUSKOPPLUNG λ₀ verbunden sind, wird zwischen die beiden Zirkulatoren 10A und 10B ein Fasergitter 100-2 mit der Mittenwellenlänge λ₂ geschaltet. Somit wird ein vom OTDR in den Anschluss EINGABE eingegebener Prüfimpuls mit der Wellenlänge λ₂ von den faseroptischen Gittern mit der Mittenwellenlänge λ₂ reflektiert, von den am Anschluss AUSKOPPLUNG λ₀ angeschlossenen Lichtwellenleitern rückgestreut, und die rückgestreuten Signale kehren zum Anschluss EINGABE zurück und werden durch das dort angeschlossene OTDR gemessen. Entsprechend werden zur Prüfung der mit dem Anschluss EINKOPPLUNG λ₀ verbundenen Lichtwellenleiter faseroptischen Gitter 100-3 mit der Mittenwellenlänge λ₃ an die Anschlüsse DURCHLEITUNG und AUSKOPPLUNG λ₀ angeschlossen. Ein vom OTDR in den Anschluss EINGABE eingegebener Prüfimpuls mit der Wellenlänge λ₃ läuft dann durch die beiden Zirkulatoren 10A und 10B zu den am Anschluss EINKOPPLUNG angeschlossenen Lichtwellenleitern. Das von den mit dem Anschluss EINKOPPLUNG λ₀ gekoppelten Lichtwellenleitern rückgestreute Signal kehrt dann zum Anschluss EINKOPPLUNG λ₀ zurück, läuft durch die beiden Zirkulatoren zurück, wird am Anschluss AUSKOPPLUNG λ₀ durch das faseroptische Gitter 100-1 reflektiert, kehrt somit zum Anschluss EINGABE zurück und wird durch das dort angeschlossene OTDR gemessen.
Somit gelangen alle Prüfsignale außer λ₀, λ₂ und λ₃ zum Anschluss DURCHLEITUNG und erzeugen an dem(den) dort angeschlossenen Lichtwellenleiter(n) ein Rückstreusignal. Aber nur das Rückstreusignal mit der Wellenlänge λ₁ kehrt wieder zum Eingangsanschluss EINGABE zurück. Auf diese Weise kann der Lichtwellenleiter (und alle nachfolgenden Netzeinheiten) mit der Wellenlänge λ₁ geprüft werden. Entsprechend können der mit dem Anschluss AUSKOPPLUNG λ₀ verbundene Auskopplungslichtweg und die daran angeschlossenen Lichtwellenleiter bei der Wellenlänge λ₂ oder λ₀ und der mit dem Anschluss EINKOPPLUNG λ₀ verbundene Einkopplungslichtweg sowie der(die) daran angeschlossene(n) Lichtwellenleiter bei der Wellenlänge λ₃ geprüft werden.
Es ist klar, dass das zur Prüfung des Add-Drop-Multiplexers 400 verwendete OTDR über Mittel zum Abstimmen der Wellenlänge oder über geeignete Lichtquellen mit fest eingestellter Wellenlänge verfügen sollte. Somit können alle Anschlüsse des Add-Drop-Multiplexers 400 mit einem abstimmbaren OTDR geprüft werden.
Als Prüfwellenlänge für den(die) Lichtwellenleiter am Anschluss AUSKOPPLUNG λ₀ kann entweder die Wellenlänge λ₀ oder λ₂ verwendet werden. Wenn die Wellenlänge des Datenverkehrs als Prüfwellenlänge zugelassen wird, kann das Gitter 100-2 mit der Wellenlänge λ₂ weggelassen werden. Das wäre von Vorteil, wenn in die Struktur des Add-Drop-Multiplexers 400 nicht eingegriffen werden könnte. In diesem Fall brauchten alle zusätzlichen Gitter nur an den äußeren Anschlüssen angebracht werden.
Die Prüfwellenlängen λ₁, λ₂ und λ₃ werden vorzugsweise so gewählt, dass sie keine Datenkanäle belegen oder beeinträchtigen und die Lichtwellenleiter auch bei laufendem System geprüft werden können. Je nach den Eigenschaften des Systems kann es von Vorteil sein, die Prüfwellenlängen so zu wählen, dass sie oberhalb oder unterhalb des Wellenlängenbereichs des Datenverkehrs liegen.

Claims

Optisches System für eine Reflektometermessung eines zu messenden Lichtweges, welches Folgendes umfasst: eine nichtreziproke optische Einheit (10) mit einer Vielzahl von Anschlüssen, die jeweils als Eingang und/oder Ausgang der Einheit dienen, bei welcher an einem ersten Anschluss ein Eingangssignal empfangen und als Reaktion auf das Eingangssignal an einem zweiten Anschluss der Einheit ein vom zu messenden optischen Pfad reflektiertes oder rückgestreutes Signal empfangen wird, wobei das optische System ferner Folgendes umfasst: einen Rückwärtsweg vom zweiten zum ersten Anschluss der nichtreziproken optischen Einheit (10), und einen Vorwärtsweg vom ersten zum zweiten Anschluss der nichtreziproken optischen Einheit (10), dadurch gekennzeichnet, dass der Rückwärtsweg ein oder mehrere erste reflektierende Elemente (100-k) zum Reflektieren von Lichtsignalen bei der bestimmten Mittenwellenlänge (λ_k) aufweist, wobei das eine oder die mehreren ersten reflektierenden Elemente (100-k) so angeordnet sind, dass sie einen Teil des Eingangssignals mit der bestimmten Mittenellenlänge (λ_k) vom zweiten zum ersten Anschluss leiten, und/oder der Vorwärtsweg ein oder mehrere zweite reflektierende Elemente (100-k) zum Reflektieren von Lichtsignalen bei der bestimmten Mittenwellenlänge (λ_k) aufweist, wobei das eine oder die mehreren zweiten reflektierenden Elemente (100-k) so angeordnet sind, dass sie einen Teil des Eingangssignals mit der bestimmten Mittenwellenlänge (λ_k) vom ersten zum zweiten Anschluss leiten.
Optisches System nach Anspruch 1, bei welchem: die nichtreziproke optische Einheit (10) einen optischen Zirkulator (10) mit einer Vielzahl von kreisförmig angeordneten Anschlüssen umfasst, die jeweils einen Eingang und/oder einen Ausgang des Zirkulators (10) darstellen, wobei ein Eingangssignal an einem Anschluss durch einen darauf folgenden Anschluss ausgegeben wird, und wenn der Teil des Eingangssignals an einem ersten Anschluss mit der bestimmten Mittenwellenlänge (λ_k) an einem zweiten Anschluss ausgegeben werden soll, jeder Anschluss zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss eines der zweiten reflektierenden Elemente (100-k) mit der bestimmten Mittenwellenlänge (λ_k) zum Leiten des Teils des Eingangssignals mit der bestimmten Mittenwellenlänge (λ_k) vom ersten und zweiten Anschluss umfasst, und wenn der Teil des am zweiten Anschluss empfangenen reflektierten oder rückgestreuten Signals mit der bestimmten Mittenwellenlänge (λ_k) an einem dritten Anschluss ausgegeben werden soll, jeder Anschluss zwischen dem zweiten und dem dritten Anschluss eines der ersten reflektierenden Elemente (100-k) mit der bestimmten Mittenwellenlänge (λ_k) zum Leiten des Teils des reflektierten oder rückgestreuten Signals mit der bestimmten Mittenwellenlänge (λ_k) vom zweiten und dritten Anschluss umfasst, wobei der dritte Anschluss auch gleichzeitig der erste Anschluss sein kann.
Optisches System nach Anspruch 1, bei welchem: die nichtreziproke optische Einheit (10) einen optischen Zirkulator (10) mit einer Vielzahl N von kreisförmig angeordneten Anschlüssen umfasst, wobei jeder Anschluss einen Eingang und/oder einen Ausgang des Zirkulators (10) darstellt, wobei ein Eingangssignal an einem Anschluss n, mit n = 1 bis n = N, durch einen nachfolgenden Anschluss m, mit m = n + 1 oder m = 1 für n = N, ausgegeben wird und ein Eingangssignal am Anschluss m durch einen nachfolgenden Anschluss m + 1 ausgegeben wird, wobei der Anschluss m + 1 vom Anschluss n verschieden ist, und wenn der Teil des Eingangssignals an einem Anschluss n = 1 mit der bestimmten Mittenwellenlänge (λ_k) an einem Anschluss n = k, mit k = 2 bis k = N, ausgegeben werden soll, jeder Anschluss von einem Anschluss n = 2 bis zu einem Anschluss n = k – 1 eines der zweiten reflektierenden Elemente (100-k) mit der bestimmten Mittenwellenlänge (λ_k) zum Leiten des Teils des Eingangssignals mit der bestimmten Mittenwellenlänge (λ_k) vom Anschluss n = 1 zum Anschluss n = k umfasst, und wenn der Teil des am Anschluss n = k empfangenen Teils des reflektierten oder rückgestreuten Signals mit der bestimmten Mittenwellenlänge (λ_k) an einem Ausgang I, mit I = k + 2 bis I = k – 1, ausgegeben werden soll, jeder Anschluss von einem Anschluss n = k + 1 bis zu einem Anschluss I-1 eines der ersten reflektierenden Elemente (100-k) mit der bestimmten Mittenwellenlänge (λ_k) zum Leiten des Teils des reflektierten oder rückgestreuten Signals mit der bestimmten Mittenwellenlänge (λ_k) vom Anschluss n = k zum Anschluss n = l umfasst.
Optisches System nach Anspruch 3, bei welchem die Mittenwellenlänge (λ_k) des/der entsprechenden reflektierenden Element(e) (100-k) für jeden unterschiedlichen Wert von k verschieden ist.
Optisches System nach Anspruch 3 oder 4, bei welchem eines der mit einem der Anschlüsse verbundenen reflektierenden Elemente (100-k) eine Vielzahl verschiedener Mittenwellenlängen (λ_l) zum Messen einer zweiten nichtreziproken optischen Einheit (10B) umfasst, die mit einem der Anschlüsse verbunden ist.
Optisches System nach Anspruch 5, bei welchem das eine reflektierende Element (100-k) mit der Vielzahl verschiedener Mittenwellenlängen (λ_l) eine Vielzahl einzelner reflektierender Elemente umfasst, die jeweils eine aus der Vielzahl der verschiedenen Mittenwellenlängen (λ_l) aufweisen.
Messanordnung zum Durchführen einer Reflexions- oder Rückstreuungsmessung, bei welcher ein Eingangssignal mit einer ersten Mittenwellenlänge (λ_k) eingegeben und als Reaktion auf das Eingangssignal ein reflektiertes oder rückgestreutes Signal gemessen wird, wobei die Messanordnung Folgendes umfasst: das optische System nach Anspruch 2, eine mit dem ersten Anschluss der nichtreziproken optischen Einheit (10) verbundene Lichtquelle zum Erzeugen des Eingangssignals, ein mit dem zweiten Anschluss der nichtreziproken optischen Einheit (10) verbundenes optisches Netz, und eine mit dem dritten Anschluss der nichtreziproken optischen Einheit (10) verbundene optische Messeinheit zum Messen des reflektierten oder rückgestreuten Signals als Reaktion auf das Eingangssignal, wobei der dritte Anschluss gleichzeitig auch der erste Anschluss sein kann.
Messanordnung nach Anspruch 7, bei welcher ein optisches Zeitdomänen-Reflektometer (Optical Time Domain Reflectometer, OTDR) die Lichtquelle und die optische Messeinheit umfasst.
Verfahren zum Durchführen einer Reflexions- oder Rückstreuungsmessung eines optischen Zirkulators (10) und eines mit dieser verbundenen optischen Netzes, wobei der optische Zirkulator (10) eine Vielzahl kreisförmig angeordneter Anschlüsse aufweist, die jeweils einen Eingang und/oder Ausgang der Einheit darstellen, wobei bei dem Verfahren ein Eingangssignal an einem Anschluss n durch einen nachfolgenden Anschluss n + 1 ausgegeben wird und ein Eingangssignal am Anschluss n + 1 durch einen nachfolgenden Anschluss n + 2 ausgegeben wird, wobei der Anschluss n + 2 vom Anschluss n verschieden ist und das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: • Eingeben eines Prüfsignals bei einer ersten Mittenwellenlänge in einen ersten Anschluss, • Empfangen eines reflektierten oder rückgestreuten Signals vom zweiten Anschluss als Reaktion auf das in den ersten Anschluss eingegebene Prüfsignal, • Messen des reflektierten oder rückgesteuerten Signals am ersten Anschluss als Reaktion auf das Prüfsignal, gekennzeichnet durch • Sperren der ersten Mittenwellenlänge an allen Anschlüssen nach dem ersten Anschluss und vor einem zweiten Anschluss durch Koppeln der Anschlüsse mit zweiten reflektierenden Elementen (100-k) mit der bestimmten Mittenwellenlänge (λ_k), sodass das Prüfsignal bei der ersten Mittenwellenlänge im Wesentlichen vom ersten Anschluss zum zweiten Anschluss übertragen wird, und • Sperren der ersten Mittenwellenlänge an allen Anschlüssen nach dem zweiten Anschluss und vor dem ersten Anschluss durch Koppeln der Anschlüsse mit ersten reflektierenden Elementen (100-k) mit der bestimmten Mittenwellenlänge (λ_k), sodass das reflektierte oder rückgestreute Signal als Reaktion auf das Prüfsignal im Wesentlichen vom zweiten Anschluss zum ersten Anschluss übertragen wird.