DE68923671T2 - Verfahren und System zum Ueberwachen optischer Leitungen. - Google Patents

Description

Technisches Gebiet
• Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Systeme für faseroptische Messung.
Stand der Technik
• Bis jüngst glaubte man, daß faseroptische Übertragungssysteme gegen Eindringen sicher waren. Es ist jedoch heute bekannt, daß ein Signal aus jeder Glasfaserlänge abgezapft werden kann. Ein erster Schritt ist, daß ein Eindringling Teile eines Kabelmantelsystems entfernt und die Glasfaser freilegt. Dann wird ein Teil des durch einen Glasfaserkern übertragenen Lichts zu einem Empfänger des Eindringlings abgelenkt. Das Ausmaß, in dem Signale in einem ungeschützten faseroptischen System erkannt werden können, ist von dem Eigenrauschen des eindringenden Empfängers abhängig.
• Da es nun bekannt ist, daß faseroptische Übertragungssysteme nicht so immun sind, besteht ein Bedarf, zu bestimmen, ob und wann ein Eindringen vorkommt. Anders gesagt: es wird ein Überwachungssystem benötigt, um eine Anzeige des Eindringens in faseroptische Systeme bereitzustellen. Experten auf dem Gebiet haben gesagt, daß Zugriff auf Glasfaserkabel nicht schwierig ist und daß es zur Erkennung eines Eindringens nur wenige gute Möglichkeiten gibt, es sei denn die Aktivität in der Faser kann überwacht werden.
• Solche Überwachungs- bzw. Meßsysteme werden in einem faseroptischen System benötigt, in dem schutzwürdige Informationen übertragen werden. Abgesehen von der einleuchtenden Notwendigkeit, ein Eindringen in beim Militär benutzte faseroptische Systeme zu erkennen, besteht ein solches Erfordernis auch bei zivilen Handelsunternehmen wie beispielsweise im Bankwesen.
• Das Bankwesen ist ein Wirtschaftszweig, in dem Sicherheit gegen Eindringen benötigt wird, da Ströme von Finanzdaten entlang einer steigenden Anzahl von Glasfasernetzen fließen. Bankkunden erwarten Geheimhaltung und die Banken selbst benötigen Informationskontrolle, um wettbewerbsfähig zu bleiben. Auf der Großhandelsebene, wo die größten Geldtransaktionen stattfinden, glaubt man nicht, daß Glasfaseranzapfung gegenwärtig eine bedeutende Bedrohung darstellt. Der Transfer großer Geldsummen im Handel erfordert jedoch eindeutig einen hohen Sicherheitsgrad.
• In einem Versuch, einen geeigneten Sicherheitsgrad zu bieten, ist vom Federal Reserve System der Wunsch geäußert worden, sein Telekommunikationsnetz durch Verwendung von Datencoden zu verschlüsseln. Bei der Verschlüsselung besteht ein Problem darin, wie man den Zugriff auf Schlüssel, die die Datencode aufschließen, sicher verwalten kann.
• Was Sprachverschlüsselung anbetrifft, gibt es mehrere Probleme. Eins ist die Schwierigkeit der Bewahrung von Spracherkennung nach Decodierung der Nachricht. Das andere betrifft die Kosten für die Bereitstellung einzelner Verschlüsselungsvorrichtungen für jeden Benutzer. Weiterhin wird seit einem jüngst bekanntgewordenen Spionenskandal die Verschlüsselung nicht mehr als der beste Schutz für geheime Sprach- und Datenübertragung angesehen.
• Der Stand der Technik schließt Systeme ein, die das Sicherheitsproblem in faseroptischen Übertragungssystemen angehen sollen. Zum Kabelschutz wird von Manchen geraten, das Kabel in einer Rohrleitung zu installieren und die Rohrleitung zu bestromen. Jedes Eindringen in die Rohrleitung würde von einem Ohmmeter erkannt. In einer ausgeklügelteren Anordnung entzieht eine Kabelanzapfvorrichtung Energie durch eine Mikrokrümmung im Kabel. Die abgezapfte Energie wird in einem Computer ausgewertet, der dafür programmiert ist, Ungleichheiten zu erkennen und ein Alarmsignal abzugeben und über ein Bildschirmmenü den Eindringungsort zu beschreiben. Es wird berichtet, daß die gegenwärtigen Kosten für ein solches System rund $1000 pro Strecke betragen.
• Glasfaser kann zur Erkennung einer Anzapfung mittels des faseroptischen Leistungsverlusts benutzt werden, der von einem Rückstreumeßgerät oder einem empfindlichen Photodetektor überwacht werden kann. Die Lösungen des Standes der Technik haben typischerweise den Weg der Überwachung der Übertragung von Lichtleistung durch jede Glasfaser eingeschlagen. Sollte in ein faseroptisches Übertragungssystem eingedrungen werden, wird ein Lichtsignal angezapft und aus der Leitung Lichtleistung abgeleitet. An den Enden der Übertragungsleitung suchen Detektoren nach einer Änderung der Lichtleistung. Bei Erkennung einer solchen Änderung wird ein Alarmsignal abgegeben. Bei einer solchen Anordnung muß zu ihrer Sicherung jede Glasfaser überwacht werden. Es ist klar, daß diese Lösung teuer ist.
• Vor kurzem hat in einem in dem Band 24, Nr. 13 der Electronics Letters vom 23. Juni 1988 erschienenen Artikel mit dem Titel "Integrated Communication and Sensing System Using One Single Mode Optical Fiber" (Integriertes Kommunikations- und Meßsystem mit einer Einmoden-Glasfaser) der Autor die Benutzung eines interferometrischem Meßverfahrens zur Erkennung eines Eindringens offenbart. Bei diesem interferometrischen Meßverfahren wird die gewöhnlich als Fleckenmuster bezeichnete Interferenz zwischen unterschiedlichen gebundenen Moden einer Glasfaser, die einen Glasfaserweg in derselben Richtung durchlaufen, benutzt. Um jedoch dieses Verfahren bei Einmodenfasersystemen zu verwenden, wo nur eine Modenart besteht, muß in den Faserweg eine zusätzliche Wellenlänge eingeführt werden, die als Überwachungswellenlänge bezeichnet wird und im Wellenlängenbereich des Mehrmodenbetriebs der Faser liegt. Mit dieser Überwachungswellenlänge werden dann mehr als eine Mode in die Faser eingekoppelt. Die folglichen Veränderungen des Fleckenmusters, die Änderungen des Fasernverhältnisses zwischen diesen Moden reflektieren, sind überwachbar. Jedesmal wenn beispielsweise die Glasfaser berührt wird, ändert sich dieses Fleckenmuster. Ein Detektor ist so positioniert, daß er von einem Ende der umgewandelten Einmodenfaser beabstandet ist. Wenn die besondere Glasfaser berührt wird, wird das Fleckenmuster aus der Aufnahmezone des Detektors verschoben. Die Lage des Detektors kann anders gesagt verändert werden, um den Empfindlichkeitsgrad zu ändern.
• Obwohl mit dieser zuletzt beschriebenen Anordnung, auf der die Oberbegriffe der unabhängigen Ansprüche beruhen, die Notwendigkeit, mit jeder Glasfaser in einem Kabel einen Monitor zu verbinden, vermieden wird, hat sie dennoch gewisse Nachteile. Beispielsweise muß die benutzte Überwachungswellenlänge eine solche sein, bei der die Glasfaser im Mehrmodenbetrieb arbeitet. Das bedeutet, daß eine relativ kurze Wellenlänge angewandt werden muß. Wie jedoch sehr wohl bekannt ist, steigen die Verluste in einer Glasfaser aufgrund der Rayleigh-Streuung mit abnehmender Betriebswellenlänge schnell an. Beispielsweise ist bei einer Wellenlänge von 0,63 Mikronen der Verlust in der Glasfaser circa acht- bis zehnmal so hoch wie der Verlust bei einer Betriebswellenlänge von 1300 Nanometern. Dieses System kann infolgedessen nur als ein solches System benutzt werden, das eine relativ kurze Länge von Glasfaser enthält. Tatsächlich wird in dem oben erwähnten in Electronics Letters erscheinenden Artikel erwähnt, daß das System auf Entfernungen bis zu mehreren Kilometern funktionieren kann. Auch ist die oben beschriebene Anordnung nicht so stabil wie wünschenswert wäre, da die Glasfaser relativ zum Detektor bewegt werden kann. Sie unterliegt daher Schwingungen und es können falsche Alarmsignale von Sicherheitsverletzungen auf treten.
• Es sollte klar sein, daß das, was benötigt wird und noch nicht verfügbar ist, ein faseroptisches Meßsystem ist, das kostengünstig ist und zur Bereitstellung von Sicherheit für sowohl Sprach- als auch Datenübertragung benutzt werden kann. Wünschenswert ist ein System, das nicht mit jeder Glasfaser in einem Kabel in Verbindung gebracht werden muß. Ein solches erwünschtes System würde sich bei der Bereitstellung von Sicherheit in einer Anzahl von Umgebungen hoffentlich einer Vielfalt von Anwendungsmöglichkeiten erfreuen.
Zusammenfassung der Erfindung
• Die obigen Probleme des Standes der Technik sind durch das in den unabhängigen Ansprüchen aufgeführte faseroptische Meßsystem und -Verfahren überwunden worden.
• In US-A-4299490 und 4375680 werden ein optischer Kreisel bzw. ein optischer Schallsensor offenbart, die beide Verfahren des Aufspaltens eines Lichtsignals in zwei Teilsignale, das Lenken derselben in entgegengesetzten Richtungen durch eine Glasfaserspule hindurch, Wiedervereinigen der Teilsignale und Erkennen von Intensitätsänderungen des wiedervereinigten Signals aufgrund von Änderungen des Phasenverhältnisses zwischen den Teilsignalen einsetzen.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
• Figur 1 ist eine schematische Ansicht eines faseroptischen Meßsystems der vorliegenden Erfindung;
• Figur 2 ist ein Schema einer bevorzugten Ausführungsform einer optischen Meßanordnung der vorliegenden Erfindung;
• Figur 3 ist ein Schema einer weiteren Anordnung der bevorzugten Ausführungsform der Figur 2.
Detaillierte Beschreibung
• Nunmehr auf Figur 1 bezugnehmend ist dort eine schematische Ansicht eines faseroptischen Meßsystems dargestellt, das allgemein mit der Ziffer 20 bezeichnet wird. Das System 20 enthält einen Verzweiger 25 mit vier Anschlüssen, der im Handel leicht erhältlich ist und auch als Koppler bezeichnet werden kann. Er kann beispielsweise einen verschmolzenen Doppelkegelverzweiger umfassen, der von Gould Inc mit Niederlassung in Glen Burnie, Maryland erhältlich ist.
• Eine Quelle 26 für eine Lichtleistung ist mit einem Anschluß 28 des optischen Verzweigers 25 verbunden. Die Leistungsquelle, die eine mit einem relativ hohen Kohärenzgrad sein kann, liefert ein optisches Signal zum Verzweiger 25. Je schmaler der Bereich von Betriebswellenlängen, desto empfindlicher ist das System 20.
• Obwohl als die Quelle 26 ein Laser bevorzugt wird, können andere Quellen von Lichtleistung benutzt werden. Beispielsweise könnte auch eine Leuchtdiode zur Bereitstellung von aufeinanderfolgenden Signalen für das optische System benutzt werden.
• Mit einem zweiten Anschluß 30 des Verzweigers 25 ist ein Detektor 32 verbunden. Der Detektor 32 ist zur Erkennung von Änderungen des interferometrischen Musters des Systems 20, während die Glasfaser gehandhabt wird, geeignet.
• Wie schon erwähnt enthält der optische Verzweiger 25 vier Anschlüsse. Zusätzlich zu einem der Anschlüsse, dem Anschluß 28, der mit der Lichtquelle 26 verbunden ist, und dem Anschluß 30, der mit dem Detektor 32 verbunden ist, enthält der Verzweiger auch dritte und vierte Anschlüsse 46 bzw. 48. An einer Glasfaserlänge 50 ist ein - mit 52 bezeichnetes - ihrer Enden mit dem dritten Anschluß 46 und ihr anderes Ende 54 mit dem vierten Anschluß 48 verbunden. Die Glasfaserlänge 50 kann beispielsweise zwei Glasfasern eines Kabels umfassen, die über einen Verbinder 56 verbunden sind, oder sie kann eine einzelne Glasfaserlänge umfassen.
• Ein am optischen Verzweiger 25 ankommendes Signal, das von der Quelle 26 bereitgestellt wird, wird in zwei Teilsignale aufgespalten, die in unterschiedlichen Richtungen entlang einem gemeinsamen Weg gelenkt werden, der durch die Glasfaserlänge 50 bereitgestellt wird. Die Wege der Teilsignale werden an entfernten Enden der Wege am Verzweiger 25 wieder miteinander verbunden. Die aufgespaltenen Signale laufen in entgegengesetzten Richtungen entlang dem gemeisamen Weg und werden am Verzweiger mit damit verbundener Verstärkung oder Auslöschung wieder vereinigt. Die Verstärkung oder Auslöschung wird als Leistungsänderung am Detektor 32 registriert, der an den Anschluß 30 des Verzweigers angeschlossen ist.
• Die Aufspaltung zwischen den Teilsignalen kann verändert werden. Das empfindlichste System wird durch eine Aufspaltung in gleiche Teile geboten, wobei die Interferenz von 0 bis 100% reicht. Wenn Rauschen von Belang ist, könnte eine andere Aufspaltung benutzt werden. Natürlich können, wenn Rauschen ein Faktor ist, die Erkennungseinrichtungen auf einen höheren Pegel eingestellt werden.
• Jede der Glasfaserlänge 50 auferlegte Spannung oder jede zeitveränderliche Änderung des Lichtweges ändert das Phasenverhältnis zwischen den zwei in entgegengesetzten Richtungen laufenden Signalen und ändert damit die Interferenz zwischen den beiden und verzeichnet eine Leistungsänderung. Insgesamt sind beispielsweise bei der Handhabung eines Kabels Signalpegeländerungen von circa 1-2 dB oder mehr bei typischen Verläuf en von circa 2-3 dB beobachtet worden. So ein empfindlicher Verlauf findet eine bedeutende Anwendung bei der Erkennung eines Eindringversuchs in die Glasfaser. In der Tat ist die Größe der Signalveränderungen aufgrund der Kabelhandhabung allein genug, das System zum Ansprechen zu bringen, ehe jegliche Signalanzapfung vorkommt. Handhabung einer unummantelten Faser oder eines Faserbündels, das die Meßfaser enthält, ergibt starke Reaktionen von der Größenordnung von circa 10 dB. Auch erscheinen durch normale Sprachmuster erzeugte Schallschwingungen als Störungen von der Größenordnung von 1 bis 2 dB aufgrund der hohen Empfindlichkeit der Glasfaser.
• Ein solches System kann leicht in ein bestehendes faseroptisches Übertragungssystem eingefügt werden, vorausgesetzt, es gibt zwei übrige Glasfasern, die dazu benutzt werden können, die Schleife des gemeinsamen Weges zu bilden. Wenn eine zeitliche differentielle Spannungsänderung eintritt, ändert sich das Phasenverhältnis zwischen den übertragenen Strahlen und es tritt Verstärkung oder Löschung ein, die das erkannte Signal wesentlich verändert. Eine solche Spannung kann mit jeder Handhabung des Kabels oder der Faser auftreten. In diesem System braucht keine zusätzliche Systemdämpfung eingeführt zu werden, um eine Änderung zu erzeugen. Das System 20 ist vorteilhafterweise ein verteilter Sensor, der zur Überwachung einer gesamten Kabellänge zwischen Regeneratoren benutzt werden kann.
• Für die Lichtleistungsquelle 26 wird aufgrund seiner einzelnen Wellenlänge ein Laser bevorzugt. Bei einer einzelnen Wellenlänge bewirkt Eindringung eine Veränderung des Interferenzmusters von Verstärkung zu Auslöschung und ergibt einen bedeutenden Verlust in dB. Bei einer Leuchtdiode gibt es andererseits einen breiten Wellenlängenbereich. Ein Eindringen kann eine Veränderung von nur rund 10% im Interferenzmuster, d.h. circa 0,5 dB bewirken, so daß das Eindringen nicht so erkennbar ist.
• Das faseroptische Meßsystem der vorliegenden Erfindung weist gegenuber denen des Standes der Technik mehrere bedeutende Vorteile auf. Als erstes ist die Empfindlichkeit derart, daß ein solches System nicht mit jeder Glasfaser in einem Kabel verbunden sein muß. Für diesen Zweck ist eine Faser in einem Kabel ausreichend und liefert ein Alarmsignal. In der Tat ist die Anordnung so empfindlich, daß eine bloße Berührung des Kabels die Meßfaser genügend unter Spannung setzt, um ein Alarmsignal zu liefern.
• Als zweites hat sich erwiesen, daß das faseroptische Meßsystem so wie beabsichtigt über relativ große Entfernungen funktioniert. Beispielsweise bietet eine Schleife von 60 Kilometern Schutz über eine Entfernung von 30 Kilometern. Oder es kann eine Spanne von 60 Kilometern mit zwei 30-Kilometer-Schleifen geschützt werden, wobei jeweils eine an jedem Ende der Gesamtspanne beginnt. Dies ist eine beispielhafte Entfernung und stellt keine Begrenzung des Systems dar. Es könnte eine längere Wellenlänge benutzt werden, bei der die Verluste niedriger sind und die dadurch über größere Entfernungen übertragen werden kann. Beispielsweise kann die Übertragungsentfernung durch Erhöhen der Wellenlänge von 1300 auf 1550 Nanometer verdoppelt werden.
• Wie schon erwähnt kann ein solches System wie das beschriebene leicht in ein bestehendes faseroptisches Übertragungssystem eingefügt werden, vorausgesetzt, es gibt zwei Reserveglasfasern, die zur Schleifenbildung benutzt werden können. Was eine neue Installation anbetrifft, werden zwei Glasfasern in einem Kabel dafür reserviert, als die Schleife zu dienen. Es kann jedoch Fälle geben, wenn für das Messen oder das Überwachen keine zwei Fasern verfügbar sind. In diesen Fällen werden Wellenlängen multiplex- (hiernach WDM)Verfahren zur Bereitstellung eines Signals auf einer Glasfaser benutzt, die auch Signale normalen Verkehrs führt.
• In der Figur 2 wird beispielhafterweise ein System dargestellt, das WDM-Verfahren verwendet und allgemein mit der Ziffer 60 bezeichnet wird. Wie gezeigt enthält das System 60 zwei Glasfasern 62 und 64, die normalen Verkehr führen. Zur Erkennung eines Eindringens enthält das System 60 eine Quelle 66 und einen Detektor 68, die jeweils mit einem Verzweiger 70 wie dem in der Anordnung in der Figur 1 benutzten verbunden sind.
• Der Verzweiger 70 spaltet ein von der Quelle 66 ankommendes Lichtsignal in zwei Teilsignale, wobei eines der Teilsignale anfangs entlang eines Schleifenteils 72 läuft und ein anderes anfangs entlang eines Schleifenteils 74 läuft. Diese Anordnung erfordert zusätzliche Verzweiger, insbesondere WDM-Verzweiger 76, 77, 78 und 79. Diese WDM-Verzweiger können verschmolzene Doppelkegelverzweiger sein, die auch von der Firma Gould Inc. erhältlich sind. Das Signal, das aufgespalten und in entgegengesetzten Richtungen über die Teile der Eingriffserkennungsschleife gesandt wird, unterscheidet sich von den Signalen, die dazu benutzt werden, normalen Verkehr zu führen. Nur die Signale innerhalb eines schmalen Bandes von Betriebswellenlängen werden auf gespaltet.
• Ein Spaltsignal, das im Uhrzeigersinn zuerst durch den WDN-Verzweiger 76, dann entlang eines Schleifenteils 81 und durch den WDM-Verzweiger 77 gelenkt wird, durchläuft einen Verbinder 83 und dann den WDM-Verzweiger 79, einen Schleifenteil 85 und den WDM-Verzweiger 78 und kehrt zum Verzweiger 70 zurück, um wieder zusammengefügt zu werden. Dieses Signal wird in der Figur 2 durch durchgezogene Pfeile 86 angedeutet. Dort wird es wieder mit dem Spaltsignal vereinigt, das nach der Ansicht in der Figur 2 im Gegenuhrzeigersinn nacheinander durch die WDM-Verzweiger 78, 79, 77 und 76 gelenkt worden ist und das in der Figur 2 durch die gebrochen dargestellten Pfeile 87 angedeutet ist.
• Der deutliche Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß es gegenüber denen, die bereits Verkehr führen, keine zusätzlichen Glasfasern erfordert. Da das Eingriffserkennungssystem keine hohen Bitraten führt und da niederratige Detektoren Signale bis zu einem Wert von weniger als -60 dBm erkennen können, könnte die Gesamtschleifendämpfung des Systems ohne Verlust an Empfindlichkeit 40-45 dB betragen.
• Die in der Figur 2 dargestellte Anordnung kann auch als Modul 90 benutzt werden, um den Eingriffsschutz auf der gesamten Netzlänge zu erweitern. Beispielsweise ist in der Figur 3 das System der Figur 2 dargestellt, wobei jedes Paar von WDM-Verzweigern wie beispielsweise 76 und 78 mit einer Quelle und einem Detektor, aber auch mit einem faseroptischen Verbinder zum Schließen einer Schleife verbunden sind. Infolgedessen bildet sich entlang der Netzlänge eine Mehrzahl von Modulen, wobei jedes Modul eine Quelle 66, einen Detektor 68 und vier WDM-Verzweiger umf aßt, die von einem Verbinder wie dem in der Figure 2 mit 83 bezeichneten in einer Schleife geschlossen werden. In einem nächsten nachfolgenden Modul, einem in der Figur 3 mit 90' bezeichneten, funktionieren die WDM-Verzweiger 77, und 79 des Moduls 90 als die Verzweiger 76 und 78 für das Modul 90 und die Verzweiger 92 und 94 funktionieren bei dem Modul 90' genau wie die Verzweiger 77 und 79 es bei dem Modul 90 tun. Im nächsten nachfolgenden Modul werden die WDM-Verzweiger 92 und 94 dann die Verzweiger, die neben der Quelle und dem Detektor dieses Moduls liegen. Trennung der Einzelmodulen kann durch Verwendung unterschiedlicher Frequenzmodulationen in den Quellen benachbarter Schleifen und durch Verwendung von elektrischen Filtern erreicht werden, die um die gesamte Frequenz herum Filter mit schmalem Paßband sind.
• Die Empfindlichkeit der erfindungsgemäßen Systeme kann durch die Modulationsrate der Quelle verändert werden, die die spektralen Eigenschaften der Impulse verändert und dabei die Verstärkung und die Auslöschung betonen kann. Auch kann wie schon angedeutet eine Änderung des Aufspaltverhältnisses der vier Anschlußverzweiger benutzt werden.
• Der verschmolzene Kegelverzweiger bzw. Auslöschungsverzweiger wie der oben beschriebene Verzweiger 25 wird unter Umständen für faseroptische Mehrmodensysteme nicht bevorzugt. Dies kann Bedeutung erlangen, wenn man versucht, bestehende faseroptische Systeme, von denen viele wie beispielsweise in Datenverbindungen Mehrmodensysteme sind, mit einem Meßsystem der vorliegenden Erfindung nachzurüsten.
• Bei Einmodenübertragung wird jedes aufeinanderfolgende, in den Verzweiger eingegebene Signal in ein Teilsignal derselben Mode in jede von zwei Koppelfasern aufgespalten, die Seite an Seite miteinander verschmolzen sind und die den Verzweiger darstellen. Der Verzweiger verteilt anders gesagt das Modenvolumen gleichmäßig. Bei Rückkehr der Teilsignale nach ihrem Durchlaufen eines gemeinsamen Weges in entgegengesetzten Richtungen wird ein Eindringen durch die Beobachtung eines Phasenunterschiedes der zurückkehrenden Signale erkannt.
• Bei Mehrmodensystemen hängt jedoch der Kopplungsgrad von einer Glasfaser zur anderen in einem verschmolzenen Kegelverzweiger von der Nähe der Glasfaserkerne ab und davon, wie das Feld über den Querschnitt der den Verzweiger darstellenden Glasfasern verläuft. Sollte eine Mode eng auf eine Faser begrenzt sein, gibt es nur wenig Verkopplung mit der Nachbarphase des Verzweigers. Andererseits werden am geringsten gebundene Moden ausgebreitet und leicht zwischen den zwei Nacbbarfasern überkoppelt. Folglich können Signale einer Mode den Anschluß 46 (siehe Figur 1) verlassen, und Signale einer anderen Mode verlassen den Anschluß 48. Wenn diese Signale zum Verzweiger zurückkehren, gibt es unter Umständen nur geringe Interferenzmuster, wenn überhaupt, da sie stark unterschiedliche Wege innerhalb des gemeinsamen Weges durchlaufen haben.
• Als Lösung zu diesem Problem in einem Mehrmodensystem wird ein Verzweiger mit diskreten Gliedern wie beispielsweise ein halb versilberter Spiegel benutzt. Auch kann der Verzweiger eine gewöhnlich als GRIN-Stablinse bezeichnete zylindrische Gradientenlinse sein. Bei einem solchen Verzweiger wird die Hälfte der Eingabeleistung reflektiert und die andere Hälfte übertragen. Anders gesagt: es wird die Hälfte der Leistung über die gesamte Modenverteilung reflektiert und die andere Hälfte übertragen, so daß gleichartige Felder in entgegengesetzten Richtungen um den gemeinsamen Weg herum auftreten. Da im wesentlichen dieselbe Modenverteilung in entgegengesetzten Richtungen besteht, wird als Folge eines Eindringens eine erhöhte Interferenz erwartet.
• Man kann sich viele Verwendungen für die faseroptischen Meßsysteme der vorliegenden Erfindung vorstellen. Beispielsweise könnte sich in jedem Gehäuse eine trockene Spaltstelle befinden, so daß Eindringen von Wasser in das Gehäuse und daher in einen Spalt zwischen den Glasfaserenden eine Änderung der Brechzahl im Spalt und damit eine Veränderung des interferometrischen Musters bewirken würde.

Claims (7)

1. Faseroptisches Meßsystem zur Anzeige eines Eindringens in das System mit:

einem Glasfaserweg (50);

einem Lichtquellenmittel (26) zum Anlegen von optischen Überwachungssignalen an den besagten Glasfaserweg; und Detektormitteln (32) zum Empfangen der besagten optischen Überwachungssignale nach ihrem Durchlaufen des besagten Glasfaserwegs zur Erkennung einer Störung des Glasfasersystems;

wobei im Gebrauch mindestens einige (62, 64) der Glasfasern, die diesen Weg bereitstellen, auch Kommunikationssignale führen, deren Wellenlänge sich von den besagten optischen Überwachungssignalen unterscheidet;

dadurch gekennzeichnet, daß

der besagte Glasfaserweg ein Schleifenweg ist;

Mittel (25) zum Aufspalten jedes optischen Überwachungssignals in zwei Teilsignale und Leiten der zwei Teilsignale in entgegengesetzten Richtungen um den besagten Schleifenweg herum vorgesehen sind;

Mittel (25) zum Wiedervereinigen der zwei Teilsignale nach ihrem Durchlaufen des Schleifenwegs und ihrer Rückkehr zu den Eintrittspunkten vorgesehen sind; und die besagten Detektormittel zum Erkennen von Änderungen der Stärke des wiedervereinigten Signals aufgrund von Änderungen des Phasenverhältnisses zwischen den Teilsignalen angeordnet sind, wobei die besagten optischen Überwachungssignale kohärent genug sind und einen genügend kleinen Wellenlängenbereich aufweisen, so daß derartige Änderungen des Phasenverhältnisses derartige Stärkeänderungen erzeugen.

2. Faseroptisches Meßsystem nach Anspruch 1, wobei das besagte Quellenmittel einen Laser umfaßt.

3. Faseroptisches Meßsystem nach Anspruch 1, wobei das besagte Quellenmittel eine Leuchtdiode umfaßt.

4. Faseroptisches Meßsystem eines der vorhergehenden Ansprüche, wobei der besagte Glasfaserweg Glasfasern umfaßt, die in einem Kabel angeordnet sind.

5. Faseroptisches Meßsystem eines der vorhergehenden Ansprüche, wobei der besagte Weg folgendes umfaßt:

einen Abschnitt (81) einer ersten Glasfaser (62), der routinemäßig die besagten Kommunikationssignale führt;

einen Abschnitt (85) einer zweiten Glasfaser (64), der routinemäßig die besagten Kommunikationssignale führt; ein Paar Wellenlängenmultiplexerverzweigungen (76, 77), die entlang der besagten ersten Glasfaser beabstandet sind;

ein Paar Wellenlängenmultiplexerverzweigungen (78, 79), die entlang der besagten zweiten Glasfaser beabstandet sind; und

eine Wellenlängenmultiplexerverzweigung (77) entlang der ersten Glasfaser mit einer Wellenlängenmultiplexerverzweigung (79) entlang der zweiten Glasfaser verbindende Mittel (83); und

die besagten anderen Wellenlängenmultiplexerverzweigungen (76, 78) Eintrittspunkte für die besagten Überwachungssignale bieten.

6. Verfahren zum Messen von Störungen eines Glasfasersystems, umfassend:

Anlegen von optischen Überwachungssignalen an einen Glasfaserweg (50); und Erkennen der besagten optischen Überwachungssignale nach ihrem Durchlaufen des besagten Glasfaserwegs zur Erkennung einer Störung des Glasfasersystems;

wobei im Gebrauch mindestens einige der den besagten Weg bereitstellenden Glasfasern (62, 64) auch Kommunikationssignale führen, deren Wellenlänge sich von den besagten optischen Überwachungssignalen unterscheidet;

dadurch gekennzeichnet, daß

der besagte Glasfaserweg ein Schleifenweg ist;

und daß das besagte Verfahren folgendes enthält: Aufteilen jedes optischen Überwachungssignals in zwei Teilsignale und Leiten der zwei Teilsignale in entgegengesetzten Richtungen um den besagten Schleifenweg herum;

Wiedervereinigen der zwei Teilsignale nach ihrem Durchlaufen des Schleifenwegs und ihrer Rückkehr zu den Eintrittspunkten; und

Erkennen von Änderungen der Stärke des wiedervereinigten Signals aufgrund von Änderungen des Phasenverhältnisses zwischen den Teilsignalen, wobei die besagten optischen überwachungssignale kohärent genug sind und einen genügend kleinen Wellenlängenbereich aufweisen, so daß derartige Änderungen das Phasenverhältnisses derartige Stärkeänderungen erzeugen.

7. Verfahren nach Anspruch 6,

wobei der besagte Weg folgendes umfaßt:

einen Abschnitt (81) einer ersten Glasfaser (67), der routinemäßig die besagten Kommunikationssignale führt;

einen Abschnitt (85) einer zweiten Glasfaser (64), der routinemäßig die besagten Kommunikationssignale führt; ein Paar Wellenlängenmultiplexerverzweigungen (76, 77), die entlang der besagten ersten Glasfaser beabstandet sind;

ein Paar Wellenlängenmultiplexerverzweigungen (78, 79), die entlang der besagten zweiten Glasfaser beabstandet sind; und

eine Wellenlängenmultiplexerverzweigung (77) entlang der ersten Glasfaser mit einer Wellenlängenmultiplexerverzweigung (79) entlang der zweiten Glasfaser verbindende Mittel (83); und

die besagten anderen Wellenlängenmultiplexerverzweigungen (76, 78) Eintrittspunkte für die besagten Überwachungssignale bieten.