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Die vorliegende Erfindung betrifft Anlagen zur
Übertragung von Signalen über eine Lichtleitfaserverbindung
und die Fernüberwachung dieser Verbindung.
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Bei Übertragungsanlagen mit Lichtleitfasern sind
elektro-optische Sende- und Empfangs-Endgeräte mit den
einzelnen Lichtleitfasern der Verbindung gekoppelt, die die
Übertragung von Nutzsignalen zwischen ihnen gewährleisten.
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Zur Fernüberwachung der optischen Verbindung ist außerdem
ein Fernüberwachungs-Endgerät mit dem Sendeende der
Lichtleitfasern gekoppelt. Auf diese Weise kann man an diesem
Ende mögliche Fehler, wie z.B. einen Bruch oder einen
anderen Fehler erfassen, der eine anormale Dämpfung auf der
überwachten Lichtleitfaser oder den Lichtleitfasern bewirkt,
an die dieses Fernüberwachungsgerät gekoppelt ist, und die
erfaßten Fehler lokalisieren.
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Die Fernüberwachungsgeräte sind als solche bekannt.
Sie haben insbesondere ein optisches Reflektometer, das
periodisch kurze, auf eine bestimmte Wellenlänge kalibrierte
Impulse erzeugt, die das in die überwachte Lichtleitfaser
eingespeiste Meßsignal bilden, und die rückdiffundierten
Signale erfaßt, die insbesondere durch Fehler in der Faser
entstehen. Außerdem ist ein Rechner vorhanden, der die
Lokalisierung der Fehler in dieser Lichtleitfaser ausgehend
von den vom Reflektometer empfangenen rückdiffundierten
Signalen ermöglicht.
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Zur Fernüberwachung einer optischen Verbindung mit
gleichzeitiger Übertragung von Nutzsignalen auf der
Verbindung werden die Nutzsignale und die Meßsignale mit
verschiedenen Wellenlängen gesendet und
wellenlängen-multiplexiert in das Sendeende der betroffenen Lichtleitfaser
eingespeist.
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Die Druckschrift FR-A-2 637 432 beschreibt
insbesondere ein Fernüberwachungssystem für eine optische
Übertragungsanlage.
Die Lichtleitfaserverbindung ist eine Punkt-
zu-Punkt-Verbindung zwischen vielen Endgeräten von zwei
entfernten Stationen oder eine Punkt-zu-Vielpunkt-Verbindung
zwischen dem Endgerät oder den Endgeräten einer Hauptstation
einerseits und den Endgeräten mehrerer Sekundärstationen
andererseits. Die Lichtleitfasern sind Multimodal-Fasern
oder Monomodal-Fasern für eine Fernüberwachung einer relativ
langen Verbindung.
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Gemäß dieser Druckschrift befindet sich das
Fernüberwachungssystem mit Reflektometer und zugeordnetem Rechner in
mindestens einer der entfernten Stationen oder in der
Hauptstation, je nach Art der Anlage oder der Verbindung. Es ist
in der betroffenen Station an die Sendeenden der Fasern über
einen Duplexer angeschlossen, der auch jede dieser Fasern
mit dem Sender des entsprechenden Endgeräts dieser Station
verbindet.
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Ein erster Zugang des Duplexers ist mit dem Sender
dieses entsprechenden Endgeräts verbunden, ein zweiter
Zugang ist mit dem Fernüberwachungssystem gekoppelt und ein
dritter, gemeinsamer Zugang ist mit dem Sendeende der Faser
verbunden. Diese Kopplung des Fernüberwachungssystems kann
sequentiell an den zweiten Zugängen der verschiedenen
Duplexer oder durch eine Serienübertragung des einzigen
Meßsignals einer dieser Fasern an eine andere über die Duplexer
erfolgen, deren zweite Zugänge in Serie geschaltet sind.
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Wenn insbesondere gemäß dieser Druckschrift die
optische Verbindung Monomodal-Fasern aufweist, werden die
Übertragung der Nutzsignale und die Fernüberwachung bei der
Wellenlänge 1310 nm bzw. 1550 nm durchgeführt. Der erste und
der zweite Zugang jedes Duplexers sind auf diese
Wellenlängen abgestimmt. Der dritte, gemeinsame Zugang hat ein
breites Band, das diese beiden Wellenlängen umfaßt.
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In derso gebildeten Anlage ist die Übertragung der
Nutzsignale folglich durch die durchgeführte Fernüberwachung
begrenzt, die mit einer dieser Wellenlängen erfolgt, und
läßt somit nur die andere dieser beiden Wellenlängen für die
Nutzsignale übrig.
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Aus dem Aufsatz "Fault Location Technique for In-
Service Branched Optical Fiber Networks", veröffentlicht in
IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 2, Nº 10, Oktober
1990, Seiten 766 bis 768, ist eine Anlage zur Übertragung
von Signalen über eine fernüberwachte optische Leitung
bekannt. In dieser Anlage wird eine Monomode-Faser von einer
Telefonzentrale gespeist und verteilt sich in einem
optischen Teiler in N Verteilkanäle für Nutzsignale durch N
Monomodefasern mit N Benutzern.
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Gemäß diesem Aufsatz können die Nutzsignal mit zwei
Wellenlängen des Bands 1200 bis 1600 nm übertragen werden,
d.h. mit Nennwerten von 1550 und 1310 nm. Die
Fernüberwachung wird dann durch Meßsignale mit einer Wellenlänge eines
Nennwerts von 1650 nm gewährleistet. Die Wahl dieser Meß-
Wellenlänge führt zu einer sehr starken Dämpfung des
Meßsignals bei einem vorhandenen oder erzeugten Fehler der Faser,
den man durch Rückdiffusion erfassen möchte. Daraus entsteht
ein Pegel des rückdiffundierten Signals, der oft für eine
einfache Erfassung von mehreren aufeinanderfolgenden Fehlern
durch das Reflektometer zu schwach ist. Außerdem ist man
derzeit nicht in der Lage, die Meßsignale mit dieser
Wellenlänge mit Halbleiter-Lasern und mit einer ausreichend hohen
Sendeleistung auszusenden, um diese starke Dämpfung zu
auszugleichen und die Erfassung des rückdiffundierten
Signals und/oder die Fernüberwachung einer optischen
Verbindung großer Länge zu ermöglichen.
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Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, die Nachteile
der beiden oben erwähnten Techniken zu vermeiden.
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Sie betrifft eine Übertragungsanlage mit
fernüberwachter optischer Verbindung, bei der diese Verbindung
monomodale Lichtleitfasern aufweist, die eine zentrale
Sende-/Empfangs-Station für Nutzsignale an
Teilnehmeranschlüsse koppelt, und bei der die zentrale Station erste und
zweite elektro-optische Mittel zum Senden und Empfangen
dieser Nutzsignale mit zwei definierten und voneinander
unterschiedlichen Übertragungs-Wellenlängen, typischerweise
mit Nennwerten im wesentlichen gleich 1310 nm bzw. 1550 nm,
eine Fernüberwachungseinheit mit einem optischen
Reflektometer, das ein Meßsignal mit einer dritten Wellenlänge
erzeugt, die sich von der ersten und der zweiten
Übertragungswellenlänge unterscheidet, und Koppelmittel enthält, die
einerseits wellenlängenselektive Zugänge, die individuell
mit den ersten bzw. zweiten Sende-/Empfangsmitteln bzw. dem
Reflektometer gekoppelt sind, und andererseits einen
gemeinsamen Breitband-Zugang aufweisen, dadurch gekennzeichnet,
daß das Reflektometer auf die dritte Wellenlänge abgestimmt
ist, die zwischen der ersten und der zweiten Wellenlänge
liegt und typisch einen Nennwert von im wesentlichen gleich
1480 nm aufweist, und daß der gemeinsame Breitband-Zugang
der Koppelmittel im wesentlichen auf die dritte Wellenlänge
zentriert ist.
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Diese Anlage gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt
außerdem mindestens eine der nachfolgenden Besonderheiten:
die Sendeleistung des Meßsignals beträgt etwa 70
mW,
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- die ersten und die zweiten elektro-optischen
Sende-/Empfangsmittel für Nutzsignale bestehen aus einer
Telefonzentrale mit mindestens einem ersten
elektro-optischen Bauteil, das von den Informationssignalen der Zentrale
moduliert wird, die auf dieser Verbindung übertragen werden
sollen, bzw. aus einem Videonetz mit mindestens einem
zweiten zugeordneten elektro-optischen Bauteil, das von den
Datensignalen des auf dieser Leitung zu übertragenden
Videonetzes moduliert wird,
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- das Reflektometer hat einen Halbleiterlaser zur
Aussendung des Meßsignals,
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- die Verbindung besitzt außerdem an jedem
Spleißpunkt der Verbindung eine Meßsonde, die für die
Umgebungsbedingungen
empfindlich ist und auf der Verbindung als
Reaktion auf die erfaßten Bedingungen einen für die
Übertragung der Nutzsignale nicht störenden, aber von der
Fernüberwachungseinheit erfaßbaren Fehler erzeugt, um eine
automatische Überwachung des Zustands der Verbindung zu
erlauben.
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Die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der
einzigen Figur der beiliegenden Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels hervor.
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Diese einzige Figur zeigt schematisch eine
Übertragungsanlage mit fernüberwachter optischer Verbindung.
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In dieser Anlage ist eine einzige Lichtleitfaser 1
der Verbindung dargestellt, die die Übertragung von
Nutzsignalen von einer zentralen Sende-/Empfangsstation 2 zu einem
Teilnehmeranschluß 3 gewährleistet.
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Die Lichtleitfaser 1 ist eine Monomode-Faser. Sie
wird für eine unilaterale Übertragung verwendet, in welchem
Fall ihr eine weitere, gleiche Faser zur Übertragung in der
umgekehrten Richtung zugeordnet wird, um ein
Übertragungspaar der optischen Verbindung zu bilden, oder sie wird für
eine bilaterale Übertragung von Signalen mit einem
Übertragungsprotokoll für Nutzsignale zwischen der zentralen
Station und dem Teilnehmeranschluß verwendet.
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Weitere Fasern oder ähnliche Faserpaare bedienen
andere Teilehmeranschlüsse ausgehend von dieser zentralen
Station. Die so gebildete optische Verbindung kann in
bekannter Weise eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung oder eine
Punkt-zu-Multipunkt-Verbindung sein und über einen Unter-
Verteiler hergestellt werden.
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Die Zentralstation 2 enthält eine Telefonzentrale 4
und ein Verteilnetz für Videosignale 5. Für eine betrachtete
Punkt-zu-Punkt-Verbindung mit n Fasern oder Faserpaaren
zwischen der Zentralstation 2 und n dem Anschluß 3 gleichen
Teilnehmeranschlüssen besitzt die Telefonzentrale n Zugänge
zu diesen n Fasern oder Faserpaare T&sub1; bis Tn und das
Videonetz besitzt n Zugänge zu diesen n Fasern oder Faserpaaren V&sub1;
bis Vn.
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In der Zentralstation 2 ist ein erster Laser 6 mit
dem Zugang T1 der Telefonzentrale 4 für seine Modulation
durch die Informationen der Zentrale gemäß dem schmalen Band
der Informationen von der Zentrale verbunden. Ein zweiter
Laser 7 ist mit dem Zugang V1 des Videonetzes 5 für seine
Modulation durch gemäß den Netz kommenden Breitbanddaten zu
Lasten dieser Daten verbunden. Andere, dem ersten Laser 6
gleiche Laser sind mit den anderen Zugängen T2 bis Tn der
Zentrale 4 verbunden und desgleichen sind andere dem zweiten
Laser 7 gleiche Laser mit den anderen Zugängen V2 bis Vn des
Netzes zur Übertragung von Nutzsignalen auf den anderen, der
Faser 1 gleichen Fasern verbunden.
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Der Nennwert der Wellenlänge des ersten Laser 6
Lasers beträgt 1310 nm und der Nennwert der Wellenlänge des
zweiten Lasers 7 beträgt 1550 nm für die Übertragung von von
der Zentrale bzw, vom Netz kommenden Nutzsignalen mit einem
dieser beiden Werte.
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Eine Fernüberwachungseinheit 10, die sich ebenfalls
in der Zentralstation 2 befindet, gewährleistet die
Fernüberwachung der Faser 1 und der anderen Übertragungsfasern
für Nutzsignale ausgehend von der Zentralstation 2. Diese
Fernüberwachungseinheit enthält ein Reflektometer 11, einen
über einen Bus 13 mit dem Reflektometer gekoppelten Rechner
12 und ein Alarmorgan 14, das mit dem Rechner verbunden ist
und bei einem Fehler auf einer der Fasern wie z.B. der Faser
1 ausgelöst wird. Ein elektronischer Schalter 15 ist mit dem
ingangs-/Ausgangs-Überwachungszugang S des Reflektometers
10 zur Sendung des Meßsignals und zum Empfang des
Antwortsignals sequentiell auf der Faser 1 und den anderen
Übertragungsfasern für Nutzsignale ausgehend von der Zentralstation
gekoppelt. Dieser Schalter besitzt n Zugänge A1 bis An zu je
einer dieser n Fasern. Er wird synchron mit dem
Reflektometer
durch ein Signal gesteuert, das vom Rechner auf dem Bus
13 geliefert wird.
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Dieser Reflektometer 11 besitzt einen inneren Laser,
dessen Wellenlänge einen Nennwert von 1480 nm hat und als
solcher bereits bekannt ist und insbesondere für das Pumpen
von optischen Verstärkern verwendet wird, wobei die passiven
Bauteile bei dieser Wellenlänge wie z.B. Multiplexer oder
optische Isolatoren, die für die Herstellung des
Reflektometers und der erfindungsgemäßen Übertragungsanlage notwendig
sind, auf dem Markt erhältlich sind.
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In dieser Zentralstation 2 verbindet ein Multiplexer
20 den ersten Laser 6, den zweiten Laser 7 und sequentiell
das Reflektometer 10 mit der Faser 1 zur
Wellenlängen-Multiplexierung der von der Zentrale 4 und/oder dem Videonetz 5
kommenden Nutzsignale und der Meßsignale des Reflektometers
und ihrer Übertragung auf der Faser 1. Dieser Multiplexer 20
besitzt drei selektive Zugänge AT1, AV1 und AS, die
individuell auf die Wellenlänge 1310 nm, 1550 nm bzw. 1480 nm
abgestimmt sind. Der erste Zugang AT1 ist mit dem ersten
Laser 6, der zweite Zugang AV1 mit dem zweiten Laser 7 und
der dritte Zugang AS sequentiell mit dem Reflektometer 11
über den Zugang A1 des elektronischen Schalters 15
verbunden. Sein vierter Zugang C ist ein gemeinsamer Breitband-
Zugang, der im wesentlichen auf die Zwischen-Wellenlänge von
1480 nm zentriert ist, die dem Reflektometer zugeordnet ist,
und die beiden Wellenlängen 1310 nm und 1550 nm einschließt,
die den Nutzsignalen zugeordnet sind. Dieser gemeinsame
Zugang ist mit dem Sendeeingang der Faser 1 für die
Zentralstation verbunden.
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Andere, dem Multiplexer 20 gleiche Multiplexer sind
parallel den anderen Übertragungsfasern zur Übertragung von
Nutzsignalen auf den beiden vorgenannten Wellenlängen und
zur Fernüberwachung auf der dritten Zwischen-Wellenlänge der
vom Reflektometer erzeugten Meßsignale zugeordnet.
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Der Multiplexer 20 mit drei selektiven Zugängen, die
individuell auf die drei vorgenannten Wellenlängen
abgestimmt sind, kann natürlich durch zwei in Kaskade
geschaltete Duplexer ersetzt werden. Der erste dieser beiden Duplexer
besitzt z.B. zwei selektive Zugänge für die Nutzsignale bei
1550 nm und die Meßsignale bei 1480 nm und einen gemeinsamen
Zugang mit mittlerem Band, das auf 1480 nm zentriert ist und
die Wellenlänge 1550 nm einschließt, aber nicht die
Wellenlänge 1310 nm. Der zweite dieser beiden Duplexer ist über
einen seiner Zugänge mit dem gemeinsamen Zugang des ersten
verbunden und mit dem anderen auf die andere Wellenlänge
1310 nm der Nutzsignale synchronisiert; sein gemeinsamer
Zugang ist ein Breitband-Zugang, der die Gesamtheit der drei
Wellenlängen einschließt.
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Außerdem verfügt man in Höhe der Punkte möglicher
Fehler auf der Verbindung, insbesondere in Höhe ihrer
Spleißpunkte, über Meßsonden, die für die
Umgebungsbedingungen empfindlich sind, insbesondere für Feuchtigkeit oder
ähnliches an den Spleißungen, wie z.B. die Meßsonde 25 auf
der Faser 1. Diese Meßsonde erfaßt das Eindringen von
Feuchtigkeit oder eine andere Fehlerquelle der Spleißstelle. Als
Reaktion auf diese Erfassung erzeugt sie auf der Faser 1
einen leichten Fehler, der eine Dämpfung in der
Größenordnung von höchstens 1 dB erzeugt, die für die Übertragung von
Nutzsignalen nicht schädlich ist, aber vom
Fernüberwachungssystem erfaßt werden kann, um die Alterung der Verbindung
automatisch zu überwachen.
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Diese Fernüberwachung der optischen Verbindung bei
der Wellenlänge 1480 nm läßt die beiden Wellenlängen 1550 nm
und 1310 nm verfügbar für die Übertragung von Nutzsignalen.
Vorteilhafterweise ermöglicht der Laser des Reflektometers
bei 1480 nm die Aussendung des Meßsignals mit hoher Leistung
von etwa 70 mW, so daß das Meßsignal kein sehr breites
Durchlaßband für eine Entfernung von mindestens 500 m
zwischen zu unterscheidenden eventuell fehlerhaften Punkten
benötigt. Diese Sendeleistung des Meßsignals verbessert
somit die Meßdynamik für die Fernüberwachung der Verbindung.