DE60129774T2

DE60129774T2 - Messvorrichtung mit Bilderzeugungseinheit

Info

Publication number: DE60129774T2
Application number: DE60129774T
Authority: DE
Inventors: Josef Beller; Peter Mississauga Schweiger
Original assignee: Agilent Technologies Inc
Current assignee: Agilent Technologies Inc
Priority date: 2001-08-11
Filing date: 2001-08-11
Publication date: 2007-12-06
Anticipated expiration: 2021-08-12
Also published as: US6646726B2; EP1195590A1; EP1195590B1; DE60129774D1; US20030030787A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft das Testen in Lichtwellenleiternetzen.
Lichtwellenleiterverbindungen sind im Allgemeinen sehr anfällig gegen Verunreinigungen, Schmutz, Kratzer usw., die zu Fehlern führen können, zum Beispiel zu erhöhter Bitfehlerrate, Signalschwächung oder höheren Einfügungsdämpfungen. Deshalb sollte eine visuelle Prüfung von Lichtwellenleiterverbindungen durchgeführt werden. Eine solche visuelle Prüfung wird normalerweise unter Verwendung eines elektronischen Mikroskops mit Videoanzeige durchgeführt, die aus einer Kameraeinheit, einem Monitor und einem Akkupack besteht. In den US-Patentschriften A-5 809 162 und A-5 179 419 sowie der japanischen Schrift JP-A-07 218 385 werden verschiedene Einheiten und Verfahren für die Oberflächenanalyse beschrieben.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte visuelle Prüfung für Lichtwellenleiterverbindungen bereitzustellen. Die Aufgabe wird durch die Hauptansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsarten werden durch die Unteransprüche dargestellt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine optische Messeinheit zur Durchführung von Messungen in Lichtwellenleiternetzen eine Messeinheit zum Durchführen der Messung, eine Verarbeitungseinheit zur Verarbeitung der Messergebnisse und eine Anzeige zum Ausgeben der verarbeiteten Messergebnisse auf. Die optische Messeinheit weist ferner eine Abbildungseinheit zum Liefern von Bildsignalen auf, vorzugsweise, um eine visuelle Prüfung von Lichtwellenleiterverbindungen zu ermöglichen. Die Abbildungseinheit kann mit der Verarbeitungseinheit verbunden werden, in der dann die Bildsignale verarbeitet werden können, damit diese auf der Anzeigeeinheit dargestellt werden können.
Bei einer bevorzugten Ausführungsart ist die Abbildungseinheit so ausgestattet, dass sie mit verschiedenen optischen Objektiven genutzt werden kann, das heißt, sie kann zum Beispiel als Mikroskop oder als normale Kameraeinheit eingesetzt werden (z.B. zum Dokumentieren der Messumgebung usw.). Bei einer Ausführungsart erfolgt der Wechsel verschiedener Objektivsysteme dadurch, dass die Objektive ausgetauscht werden können. Bei einer anderen Ausführungsart werden mindestens zwei verschiedene Objektive bereitgestellt (z.B. in einer Einheit), zwischen denen umgeschaltet werden kann.
Die optische Messeinheit ist ein (oder beruht auf einem) OTDR (optisches Zeitdomänen-Reflektometer), ein WDM-Tester, ein Dispersionstester oder eine andere Lichtwellenleiter-Testeinrichtung. Bei einer bevorzugten Ausführungsart nutzt die Messeinheit bereits vorhandene Testeinheiten, sodass die Abbildungseinheit zum Beispiel über eine USB-Schnittstelle an die Messeinheit angeschlossen werden kann. Die Verarbeitungseinheit ist speziell dafür ausgelegt, die Bildsignale auf der Anzeigeeinheit darzustellen. Eine solche Auslegung erfolgt vorzugsweise durch entsprechende Softwareprogramme und -algorithmen, wobei bekannte Bildverarbeitungsalgorithmen eingesetzt werden können.
Die Erfindung ermöglicht somit die Verwendung von Ressourcen für visuelle Prüfungen, die bei der Prüfung in Lichtwellenleiternetzen ohnehin zur Verfügung stehen. Somit werden keine zusätzlichen optischen Prüfeinrichtungen wie beispielsweise elektronische Mikroskopsysteme mit Videoanzeige mehr benötigt, die mitgeführt werden müssten. Insbesondere im Außeneinsatz haben sich zusätzliche und schwere Mikroskope als unerwünschte Belastung für das technische Personal erwiesen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsart werden die zum Beispiel von einer Lichtwellenleiterverbindung gelieferten Bildsignale einer Bildverarbeitung unterzogen, um Fehler zu erkennen. Solche Fehler können z.B. in Form von Kratzern, Schmutzpartikeln, Flüssigkeitsfilmen (zum Beispiel Ölfilmen) usw. auftreten. Bei einer bevorzugten Ausführungsart wird zur Erkennung solcher Fehler eine Mustererkennung bereitgestellt.
In einem nächsten Schritt werden die Bildsignale grafisch dargestellt, z.B. auf einer Anzeigeeinheit, einem Bildschirm oder einem Monitor, wobei eine visuelle Darstellung der erkannten Fehler durch die Darstellung solcher Fehler nach einem vorgegebenen Farbschema erfolgt. Vorzugsweise werden verschiedene Fehler durch verschiedene Farben dargestellt. Bei einer Ausführungsart werden die Bildsignale in Form von monochromen Signalen (vorzugsweise schwarze und weiße Signale) oder zumindest mit einer begrenzten Farb- oder Grauabstufung bereitgestellt. Dann werden die erkannten Fehler vorzugsweise in solchen Farben dargestellt, die in den ursprünglichen Bildsignalen nicht vorkommen.
Somit stellt die Erfindung eine verbesserte visuelle Prüfung von Lichtwellenleiterverbindungen bereit, wobei die Fehler unter Verwendung eines Fehler-Farben-Schemas deutlich sichtbar gemacht werden. Vorzugsweise wird ein Falschfarbensystem verwendet, sodass erkannte Fehler nicht in natürlichen, sondern in willkürlich gewählten Farben dargestellt werden.
Es ist klar, dass der Begriff „Farbschema" nicht auf die Verwendung verschiedener optischer Farben (zum Beispiel rot, gelb oder blau) beschränkt ist, sondern auch eine monochromatische Schattierung z.B. in einer Schwarz-Weiß-Darstellung aufweist.
Die Erfindung kann teilweise durch ein oder mehrere geeignete Softwareprogramme ausgeführt oder unterstützt werden, die durch eine beliebige Art von Datenträgern gespeichert oder auf andere Weise bereitgestellt werden und in oder durch eine beliebige geeignete Datenverarbeitungseinheit ausgeführt werden können. Zur Verarbeitung der Bildsignale wird vorzugsweise Software eingesetzt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Aufgaben und viele der mit der vorliegenden Erfindung verbundene Vorteile werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen klar und verständlicher. Merkmale, die im Wesentlichen oder funktionell gleich oder ähnlich sind, werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsart gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt ein Beispiel für das Ausgeben von optischen Messdaten und visuellen Prüfdaten.
3 zeigt ein Beispiel eines Bildes 310 von einer Lichtwellenleiterverbindung.
4 zeigt ein Beispiel eines verarbeiteten Bildes 400 mit einer Sichtbarmachung der erkannten Fehler gemäß der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
In 1 wird als Messeinheit ein OTDR 10 mit einer Schnittstelle 20, beispielsweise einer USB-Standardschnittstelle, dargestellt, an die eine Abbildungseinheit 30 angeschlossen werden kann. Als OTDR kann eine herkömmliche OTDR-Einheit wie beispielsweise Agilent N3900A, E4310A oder E6000C eingesetzt werden, wie sie vom Anmelder Agilent Technologies geliefert wird.
Ein OTDR 10 weist eine Messeinheit 40 zur Durchführung von Messungen in einem Lichtwellenleiternetz 80 auf, das aus einem oder mehreren Lichtwellenleitern besteht und außerdem noch optische Komponenten aufweisen kann. Die Messeinheit ist über einen Anschluss 50 mit dem Lichtwellenleiternetz 80 verbunden, um die Messung durchzuführen. Eine Verarbeitungseinheit 60 ist mit der Messeinheit 40 verbunden, um die von der Messeinheit 40 empfangenen Messsignale einer Signalverarbeitung zu unterziehen. Die von der Abbildungseinheit 30 gelieferten Bildsignale werden über die Messeinheit oder direkt der Verarbeitungseinheit 60 zugeleitet.
Die Verarbeitungseinheit empfängt die durch die Messeinheit 40 aufgenommenen Messsignale über den Anschluss 50 vom Lichtwellenleiternetz 80 und/oder die von der Abbildungseinheit 30 bereitgestellten Bildsignale und verarbeitet solche durch eine Anzeigeeinheit auszugebende Signale.
Im praktischen Betrieb kann das OTDR 10 auf zweierlei Weise eingesetzt werden. In einem ersten Betriebsmodus wird das OTDR 10 zur Durchführung von Reflektometermessungen im optischen Netz 80 verwendet. Zu diesem Zweck wird ein mit dem optischen Netz 80 verbundener Lichtwellenleiter 90 mit dem Anschluss 50 verbunden, z.B. unter Verwendung eines Lichtwellenleitersteckers 100. Solche Messungen sind in der Technik bestens bekannt und werden vom Erfinder in Kapitel 11 der Monografie „Fiber Optic Test and Measurement" von Dennis Derickson, 1998, ISBN 0-13-534330 ausführlich beschrieben.
In einem zweiten Betriebsmodus kann das OTDR 10 zur visuellen Prüfung von Lichtwellenleitern oder Komponenten im optischen Netz 80 und insbesondere von Lichtwellenleiterverbindungen verwendet werden. In diesem Modus liefert die Abbildungseinheit 30 Bildsignale von solchen zu prüfenden optischen Einheiten, zum Beispiel von dem in 1 gezeigten Lichtwellenleiterstecker 100. Die Abbildungseinheit 30 weist ein für die jeweilige Prüfaufgabe geeignetes Objektiv 110 auf. Zur Prüfung der Lichtwellenleiterverbindung dient als Abbildungseinheit 30 vorzugsweise eine Mikroskopkamera mit Videoanzeige, mit der die Lichtwellenleiterverbindung mikroskopisch genau geprüft werden kann. Die Verarbeitungseinheit 60 weist geeignete Softwarealgorithmen auf, die eine Darstellung der durch die Abbildungseinheit 30 gesammelten Bildsignale auf der Anzeigeeinheit 70 ermöglichen.
Das OTDR 10 kann in einem der beiden Betriebsmodi sowie in einem kombinierten Modus beider Betriebsmodi betrieben werden, sodass optische Messungen und visuelle Prüfung gleichzeitig durchgeführt werden können.
2 zeigt ein Beispiel für die Ausgabe von optischen Messdaten und der optischen Prüfdaten. Bei diesem Beispiel führt die Messeinheit 40 eine Messung des optischen Netzes 80 durch, und auf der Anzeigeeinheit 70 wird ein Messergebnis in Form einer so genannten OTDR-Messkurve 200 ausgegeben. Vor oder nach der Messung ist unter Verwendung der Abbildungseinheit 30 eine visuelle Prüfung des Lichtwellenleitersteckers 100 durchgeführt worden. Das auf der Anzeigeeinheit 70 ausgegebene Bild 210 zeigt eine Draufsicht auf einen Lichtwellenleiterstecker 100.
Der Pfeil 220 zeigt an, dass das Bild 210 der Einzelheit 230 in der OTDR-Messkurve entspricht.
3 zeigt ein Beispiel eines Bildes 310, das von einer Lichtwellenleiterverbindung stammt. Das Bild 310 zeigt die Oberfläche eines Lichtwellenleitersteckers mit einem Lichtwellenleiter 320, der in der Mitte als dunkler Fleckt dargestellt ist, und der ihn umgebenden Metallhülse 330 des Steckers.
Das Bild 310 wird dann einer Bildverarbeitung unterzogen, um unter Verwendung einer Mustererkennung Fehler (z.B. Kratzer, Schmutzpartikel, Flüssigkeitsfilme (zum Beispiel Ölfilme) usw.) in einer solchen Lichtwellenleiterverbindung zu erkennen. Diese Algorithmen können zweidimensionale Korrelationsverfahren oder n×n Pixeldatentransformationen anwenden, die in der Technik bestens bekannt sind.
4 zeigt ein Beispiel eines verarbeiteten Bildes 400 mit einer Sichtbarmachung der erkannten Fehler. Das verarbeitete Bild 400 zeigt drei verschiedene Arten von Verunreinigungen der Steckeroberfläche, d.h. Kratzer 410, Partikel 420 und Flüssigkeiten 430, die jeweils durch verschiedene Farben dargestellt sind. Im Beispiel von 4 wird eine Grauabstufung verwendet, wobei jede erkannte Fehlerart 410, 420 und 430 durch andere Grauschattierung dargestellt wird. Die verschiedenen Fehler können auch in verschiedenen Farben dargestellt werden.

Claims

Optische Messvorrichtung (10) zur Durchführung von Messungen in einem Lichtwellenleiternetz (80), die Folgendes aufweist: eine Messeinheit (40), die an das Lichtwellenleiternetz (80) angeschlossen werden und mindestens eine der folgenden Messungen ausführen kann: eine optische Reflektometermessung in der Zeitdomäne (OTDR), eine WDM-Messung oder eine Dispersionsmessung des Lichtwellenleiternetzes (80), eine Verarbeitungseinheit (60) zum Verarbeiten der Messergebnisse aus der Messeinheit (40), und eine Anzeigeeinheit (70) zum Sichtbarmachen der verarbeiteten Messergebnisse, wobei die Verarbeitungseinheit (60) ferner an eine Bilderzeugungseinheit (30) zum Empfangen von Bildsignalen angeschlossen werden kann, die durch die Bilderzeugungseinheit (30) bereitgestellt werden, und diese Bildsignale verarbeiten kann, um sie auch auf der Anzeigeeinheit (70) auszugeben.
Optische Messvorrichtung (10) nach Anspruch 1, bei der die Bildsignale Daten einer visuellen Prüfung eines Lichtwellenleiters (90), einer Lichtwellenleiterverbindung (100) und/oder einer optischen Komponente (100) im Lichtwellenleiternetz (80) darstellen.
Optische Messvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Messeinheit (40) eine optische Reflektometermessung in der Zeitdomäne (OTDR) ausführen und bei der die Verarbeitungseinheit (60) eine OTDR-Messkurve der ORDR-Messung sichtbar machen kann.
Optische Messvorrichtung (10) nach Anspruch 3, bei der die Verarbeitungseinheit (60) eine Beziehung (220) zwischen einem Ereignis der OTDR-Messkurve und einer entsprechenden erzeugten Abbildung sichtbar machen kann.
Optische Messvorrichtung (10) nach Anspruch 1, bei der die Bilderzeugungseinheit (30) in Verbindung mit verschiedenen optischen Objektiven verwendet werden kann.
Optische Messvorrichtung (10) nach Anspruch 1, bei der die Bilderzeugungseinheit (30) in Verbindung mit mindestens einem Mikroskopobjektiv zur Darstellung mikroskopischer Details einer Lichtwellenleiterverbindung oder in Verbindung mit einem normalen Objektiv zum Dokumentieren der Messumgebung verwendet werden kann.
Optische Messvorrichtung (10) nach Anspruch 5 oder 6, bei der die Bilderzeugungseinheit (30) Wechseleinheiten zum Wechseln zwischen den optischen Objektiven aufweist.
Optische Messeinheit (10) nach einem der obigen Ansprüche 1 bis 7, bei der die Verarbeitungseinheit (60) ferner die Bildsignale zur Erkennung von Fehlern verarbeiten und die erkannten Fehler sichtbar machen kann, indem sie solche Fehler gemäß einem vorgegebenen Farbschema darstellt.
Verfahren zum Ausführen der Schritte zur Durchführung von Messungen und zur visuellen Prüfung in einem Lichtwellenleiternetz (80), bei dem der Messschritt die folgenden Schritte aufweist: (a) Ausführen mindestens einer der folgenden Messungen: einer optischen Reflektometermessung in der Zeitdomäne (OTDR), einer WDM-Messung oder einer Dispersionsmessung im Lichtwellenleiternetz (80), (b) Verarbeiten der Messergebnisse, und (c) Sichtbarmachen der verarbeiteten Messergebnisse auf einer Anzeigeeinheit (70), und bei dem der Schritt der visuellen Prüfung die folgenden Schritte aufweist: (d) Bereitstellen von Bildsignalen von einem Lichtwellenleiter (90), einer Lichtwellenleiterverbindung (100) und/oder einer optischen Komponente (100) im Lichtwellenleiternetz (80), (e) Verarbeiten der empfangenen Bildsignale, und (f) Sichtbarmachen der verarbeiteten Bildsignale auf der Anzeigeeinheit (70).
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem der Schritt (e) einen Schritt der Verarbeitung der Bildsignale zur Erkennung von Fehlern in der Lichtwellenleiterverbindung aufweist.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, bei dem der Schritt (f) einen Schritt des Sichtbarmachens der erkannten Fehler durch die Darstellung solcher Fehler gemäß einem vorgegebenen Farbschema aufweist.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem verschiedene Fehler in verschiedenen Farben oder in einfarbigen Abtönungen dargestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, bei dem die erkannten Fehler in Farben dargestellt werden, die in den ursprünglichen Bildsignalen nicht vorkommen.
Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, bei dem als Fehler Kratzer, Teilchen, Staub, Rauch, Schmutz, Flüssigkeitsfilme oder Ölfilme infrage kommen.
Verfahren nach einem der obigen Ansprüche 10 bis 14, bei dem der Schritt (e) einen Schritt der Erkennung vorgegebener Bildmuster in den Bildsignalen aufweist, wobei die vorgegebenen Bildmuster mögliche Fehler darstellen.