RU2152689C1

RU2152689C1 - Device, method and instrument for checking fiber-optical cable

Info

Publication number: RU2152689C1
Application number: RU98106342/09A
Authority: RU
Inventors: Серджо Леали (IT); Серджо Леали
Original assignee: ПЛЛБ Элеттроника С.п.А.
Priority date: 1995-09-15
Filing date: 1995-09-15
Publication date: 2000-07-10

Abstract

FIELD: fiber-optical communication. SUBSTANCE: optoelectronic device for measuring working power of fiber-optical cable has optical input and optical output, as well as electric input and electric output and is designed as instrument which has a circuit which measures optical radiation power and has input, which is connected to optical input and output, which is connected to electric output. In addition, instrument has optical splitter, which is connected to between optical input and optical output. Said optical splitter has secondary output, which is connected to optoelectronic transducer to circuit, which measures optical radiation power. Its secondary output separates some working power of optical beam according given splitting ratio. Part of working power of optical beam is processed by optical radiation power measuring circuit and is sent to electric output of measuring circuit. EFFECT: continuous monitoring of channel parameters. 25 cl, 4 dwg

Description

Данное изобретение относится к системе для контроля волоконно-оптического кабеля. В частности, это изобретение касается системы для контроля волоконно-оптического кабеля, подсоединенного между передающим и принимающим оптические сигналы оборудованием; эта система подключена к центральному управляющему устройству посредством шины и включает в себя компактные электрические приборы для измерения мощности оптического излучения, которые постоянно соединены с противоположными концами волоконно-оптического кабеля. This invention relates to a system for monitoring fiber optic cable. In particular, this invention relates to a system for monitoring a fiber optic cable connected between transmitting and receiving optical signals equipment; this system is connected to the central control device via a bus and includes compact electrical instruments for measuring the power of optical radiation, which are constantly connected to the opposite ends of the fiber optic cable.

Это изобретение также относится к способу контроля волоконно-оптического звена, которое включает вышеупомянутую систему контроля. Кроме того, изобретение относится к компактным электрооптическим приборам для измерения мощности оптического излучения, которые постоянно подключены к сети волоконно-оптических кабелей; эти устройства имеют оптический вход и оптический выход так же, как и электрический вход и электрический выход, и представляют собой такой тип приборов, которые содержат цепь для измерения мощности оптического излучения, вход которой соединен с оптическим входом, а выход - с электрическим выходом, причем электрический выход дает значение рабочей мощности оптического излучения, пропускаемой через волоконно-оптический кабель. This invention also relates to a method for monitoring a fiber link that includes the aforementioned monitoring system. In addition, the invention relates to compact electro-optical devices for measuring the power of optical radiation, which are constantly connected to a network of fiber optic cables; these devices have an optical input and an optical output, as well as an electrical input and an electrical output, and are such a type of devices that contain a circuit for measuring the power of optical radiation, the input of which is connected to the optical input, and the output to the electrical output, and the electrical output gives the value of the working power of the optical radiation transmitted through the fiber optic cable.

Как известно, волоконно-оптические кабели широко используются в телекоммуникационных сетях. Фактически, обмен информацией с помощью таких оптических средств может улучшить качество телекоммуникационных систем в целом и их скорость передачи. В этой конкретной области применения существует необходимость быстрого устранения помех, особый интерес представляет возможность предотвращения возникновения сбоев посредством выявления изменений в затухании в каждом волоконно-оптическом кабеле, рассматриваемых как неоспоримое свидетельство ухудшения кабельного звена. С этой целью предусмотрены устройства контроля волоконно-оптических систем, которые дают полезную информацию об оценке характеристик кабеля. As you know, fiber optic cables are widely used in telecommunication networks. In fact, the exchange of information using such optical means can improve the quality of telecommunication systems as a whole and their transmission speed. In this particular field of application, there is a need to quickly eliminate interference, of particular interest is the possibility of preventing malfunctions by detecting changes in the attenuation in each fiber optic cable, which are considered as indisputable evidence of deterioration of the cable link. For this purpose, control devices for fiber-optic systems are provided, which provide useful information on the evaluation of cable characteristics.

Первое известное техническое решение обеспечивает измерение затухания в волоконно-оптическом кабеле в "нерабочем режиме", то есть в кабеле, который отключен от оборудования, с которым он обычно связан, данное известное решение основано на использовании измерительной системы, которая моделирует систему передатчик-приемник и подает тест-сигнал на волоконно-оптический кабель. Состояние кабеля может быть проверено замерами переданных и принятых сигналов. The first known technical solution provides the measurement of attenuation in a fiber-optic cable in an “idle mode”, that is, in a cable that is disconnected from the equipment with which it is usually connected, this known solution is based on the use of a measuring system that simulates a transmitter-receiver system and provides a test signal to a fiber optic cable. The condition of the cable can be checked by measuring the transmitted and received signals.

Однако это решение не позволяет проверять состояние волоконно-оптических кабелей в "режиме работы", то есть во время их нормального функционирования. Кроме того, управление каждым кабелем и всей сетью в целом требует времени. However, this solution does not allow checking the condition of fiber-optic cables in the “operation mode”, that is, during their normal functioning. In addition, managing each cable and the entire network as a whole takes time.

Второе известное техническое решение обеспечивает измерение затухания в волоконно-оптическом кабеле путем использования рефлектометра или оптического рефлектометра временной области (ОРВО). Рефлектометр подсоединяется к первому концу волоконно-оптического кабеля и посылает оптические тест-сигналы через него. На этом первом конце измеряются мощность и время возвращения оптической волны, отраженной назад по кабелю. По этим значениям можно определить величины затухания волоконно-оптического кабеля и/или установить места возможного его повреждения. The second known technical solution provides the attenuation measurement in a fiber optic cable by using a time domain reflectometer or time domain optical time domain reflectometer (OTDR). The OTDR is connected to the first end of the fiber optic cable and sends optical test signals through it. At this first end, the power and return time of the optical wave reflected back through the cable are measured. From these values, it is possible to determine the attenuation values of the fiber optic cable and / or to establish the places of its possible damage.

Измерения с помощью испытательной установки ОРВД легко выполняются на "отключенных" кабелях и осуществимы на действующих. В последнем случае, оптический тест-сигнал добавляется к рабочему оптическому сигналу посредством подходящего оптического связывающего устройства. Именно поэтому длины волн оптического тест-сигнала и рабочего оптического сигнала должны отстоять далеко друг от друга с тем, чтобы свести к минимуму интерференцию вышеуказанного сигнала. Measurements using the ATM test installation are easily performed on disconnected cables and are feasible on existing ones. In the latter case, an optical test signal is added to the working optical signal by means of a suitable optical coupling device. That is why the wavelengths of the optical test signal and the working optical signal must be far from each other in order to minimize interference of the above signal.

Хотя это второе известное решение и достигает своей цели, оно не совсем свободно от недостатков, главным из которых является массивность и высокая стоимость ОРВД тест-установки. Although this second known solution achieves its goal, it is not entirely free of drawbacks, the main of which is the massiveness and high cost of the ATM test installation.

Вследствие этих ограничений одна тест-установка ОРВД используется обычно на множество кабелей, которые поэтому возможно контролировать только циклически. Это, однако, требует использования большого количества оптических переключателей. Кроме того, наличие двух оптических сигналов с дискретными длинами волн может вызвать появление помех на принимающем конце, которые не могут быть полностью подавлены без оптического фильтра. Due to these limitations, one ATM test setup is typically used on multiple cables, which therefore can only be monitored cyclically. This, however, requires the use of a large number of optical switches. In addition, the presence of two optical signals with discrete wavelengths can cause interference at the receiving end, which cannot be completely suppressed without an optical filter.

Аннотация к японскому патенту N JP-A-3 053 141 описывает способ измерения затухания в волоконно-оптическом кабеле, основанный на детектировании передаваемых и принимаемых мощностей оптических излучений. В сущности, этот способ выявляет интенсивность какой-то части мощности оптического излучения на передающем (TX) конце, но измеряет всю мощность оптического излучения на принимающем (RX) конце, такой способ не может быть использован в течение рабочей фазы волокна, то есть соответствующий прибор может обеспечить контроль оптического волокна только "в нерабочем режиме". Кроме того, аннотация к японскому патенту N JP-A-62 137 535 описывает способ, использующий лазерный луч, направляемый в или испускаемый из оптического волокна для измерения трансмиссионной характеристики оптического волокна, то есть коэффициента поглощения или изменений по длине волокна. Japanese Patent Abstract No. JP-A-3 053 141 describes a method for measuring attenuation in a fiber optic cable based on detection of the transmitted and received optical powers. In essence, this method detects the intensity of some part of the optical radiation power at the transmitting (TX) end, but measures the entire optical radiation power at the receiving (RX) end, this method cannot be used during the working phase of the fiber, i.e., the corresponding device can provide optical fiber control only "in idle mode". In addition, Japanese Patent Abstract No. JP-A-62 137 535 describes a method using a laser beam directed into or emitted from an optical fiber to measure the transmission characteristics of an optical fiber, that is, the absorption coefficient or changes in fiber length.

Наконец, американский патент N 4,183,66 Тахара и др. иллюстрирует способ измерения потерь световой трансмиссии оптических материалов, в частности оптического волокна. Такой способ основывается на замере мощности рассеивания, то есть применим для оптических волокон, содержащих рассеивающие элементы. Однако это не относится к оптическому волокну трансмиссионной системы. Finally, U.S. Patent No. 4,183,66 to Tahara et al. Illustrates a method for measuring light transmission loss of optical materials, in particular optical fiber. This method is based on measuring the dissipation power, that is, it is applicable to optical fibers containing scattering elements. However, this does not apply to the optical fiber of the transmission system.

Техническая проблема, лежащая в основе данного изобретения, заключается в том, чтобы создать электрооптический измерительный прибор и связанную с ним систему для непрерывного контроля волоконно-оптического кабеля, которые имеют такие структурные и функциональные характеристики, которые позволяют преодолеть недостатки, присущие известным техническим системам контроля. The technical problem underlying this invention is to create an electro-optical measuring device and an associated system for continuous monitoring of fiber optic cable, which have such structural and functional characteristics that can overcome the disadvantages inherent in known technical control systems.

Основная идея, на которой основывается данное изобретение, - это обеспечение непрерывного измерения во время затухания в волоконно-оптическом устройстве путем использования компактных электрооптических измерительных приборов, установленных постоянно на концах волоконно-оптического кабеля. The main idea on which this invention is based is the provision of continuous measurement during attenuation in a fiber optic device by using compact electro-optical measuring devices mounted permanently at the ends of the fiber optic cable.

На основе вышеизложенного, данная техническая задача решается системой для контроля волоконно-оптического кабеля, подключенного между передающим и принимающим оборудованием, как определено в пункте 1 формулы изобретения. Based on the foregoing, this technical problem is solved by a system for monitoring a fiber optic cable connected between transmitting and receiving equipment, as defined in paragraph 1 of the claims.

Техническая задача решается также способом контроля волоконно-оптического кабеля, в котором затухание в волокне определяется путем измерения предопределенных частей мощности оптического излучения, распространяемого через волокно, в начале и в конце волокна, как определено в пункте 4 формулы изобретения. The technical problem is also solved by a method of controlling a fiber optic cable, in which the attenuation in the fiber is determined by measuring the predetermined parts of the power of the optical radiation propagating through the fiber at the beginning and at the end of the fiber, as defined in paragraph 4 of the claims.

Поставленная задача далее решается использованием электрооптических приборов для измерения мощности оптического излучения, которые выполнены в весьма компактной форме и отводят определенные части рабочего оптического сигнала в начале и в конце испытываемого волокна для определения среднего значения мощности, пропускаемой через данное волокно, как определено в пункте 15 формулы изобретения. The problem is further solved by the use of electro-optical instruments for measuring the power of optical radiation, which are made in a very compact form and divert certain parts of the working optical signal at the beginning and at the end of the test fiber to determine the average value of the power transmitted through this fiber, as defined in paragraph 15 of the formula inventions.

Характеристики и преимущества данной системы контроля и электрооптических измерительных приборов согласно данному изобретению станут очевидными из последующего подробного описания, данного в виде примеров, неограничивающих данное изобретение, со ссылками на соответствующие чертежи. The characteristics and advantages of this monitoring system and electro-optical measuring devices according to this invention will become apparent from the following detailed description, given in the form of non-limiting examples of the invention, with reference to the relevant drawings.

На фиг. 1 представлено графическое изображение системы контроля двунаправленного соединения волоконно-оптических кабелей в соответствии с данным изобретением. In FIG. 1 is a graphical representation of a bi-directional fiber optic cable monitoring system in accordance with the present invention.

На фиг. 2 представлена диаграмма, схематически изображающая систему контроля, данную на фиг. 1. In FIG. 2 is a diagram schematically showing the control system given in FIG. 1.

На фиг. 3 представлено схематическое изображение электрооптического прибора для измерения мощности оптического излучения в соответствии с данным изобретением в весьма компактной форме реализации. In FIG. 3 is a schematic illustration of an electro-optical device for measuring the power of optical radiation in accordance with this invention in a very compact form of implementation.

На фиг. 4 схематически изображено модифицированное воплощение электрооптического прибора для измерения мощности оптического излучения в соответствии с данным изобретением. In FIG. 4 schematically shows a modified embodiment of an electro-optical device for measuring the power of optical radiation in accordance with this invention.

На фиг. 1 в общих чертах показана система для контроля двунаправленного соединения волоконно-оптических кабелей 2, подключенных между передающим TX и принимающим RX оборудованием. In FIG. 1 outlines a system for monitoring the bi-directional connection of fiber optic cables 2 connected between transmitting TX and receiving RX equipment.

В частности, волоконно-оптические кабели 2 соединены с оптическим входом 80 оптикоэлектрического преобразователя O/E, включенного в принимающее оборудование RX, и с оптическим выходом 50 лазерного передатчика LD, включенного в передающее оборудование TX. In particular, the fiber optic cables 2 are connected to the optical input 80 of the O / E optoelectric converter included in the RX receiving equipment and to the optical output 50 of the LD laser transmitter included in the TX transmitting equipment.

Самый простой способ контроля затухания в волоконно-оптическом кабеле 2 заключается в вычислении отношения (или разности, если величины выражены в dBm) между значением передаваемой рабочей мощности P_T и соответствующим значением принимаемой рабочей мощности P_R оптического излучения.The easiest way to control attenuation in fiber optic cable 2 is to calculate the ratio (or the difference, if the values are expressed in dBm) between the value of the transmitted operating power P _T and the corresponding value of the received operating power P _{R of the} optical radiation.

Преимуществом способа в соответствии с данным изобретением является то, что отношение между упомянутыми мощностями оптического излучения выражается через части P_TX и P_RX полной мощности оптического излучения, протекающей через волоконно-оптический кабель 2, относительно которой эти части находятся в заданном фиксированном отношении расщепления так, чтобы величина затухания в волоконно-оптическом кабеле могла быть определена правильно.An advantage of the method in accordance with this invention is that the ratio between said optical powers is expressed through portions P _TX and P _{RX of the} total optical power flowing through the fiber optic cable 2 with respect to which these parts are in a predetermined fixed splitting ratio so so that the attenuation in the fiber optic cable can be determined correctly.

С этой целью система 1 контроля включает в себя первый 3 и второй 4 электрооптические приборы для измерения мощности оптического излучения, которые соответственно соединены с началом и концом волоконно-оптического кабеля 2 в передающем оборудовании TX и в принимающем оборудовании RX. To this end, the monitoring system 1 includes first 3 and second 4 electro-optical instruments for measuring optical radiation power, which are respectively connected to the beginning and end of the fiber optic cable 2 in TX transmitting equipment and in RX receiving equipment.

Электрооптические приборы 3 и 4 для измерения мощности оптического излучения имеют, по меньшей мере, два оптических входа 5, 6 и, по меньшей мере, два оптического выхода 7, 8, а также соответствующие электрические входы 9, 10 и электрические выходы 11, 12. Electro-optical devices 3 and 4 for measuring the power of optical radiation have at least two optical inputs 5, 6 and at least two optical outputs 7, 8, as well as the corresponding electrical inputs 9, 10 and electrical outputs 11, 12.

В частности, электрооптический измерительный прибор 3 имеет оптический вход 5, соединенный с выходом 50 передающего оборудования TX, и оптический выход 7 для подключения к волоконно-оптическому кабелю 2. In particular, the electro-optical measuring device 3 has an optical input 5 connected to an output 50 of TX transmitting equipment, and an optical output 7 for connecting to a fiber optic cable 2.

Аналогично, электрооптический измерительный прибор 4 имеет оптический вход 6, связанный с волоконно-оптическим кабелем 2, и оптический выход 8, соединенный со входом 80 принимающего оборудования RX. Similarly, the electro-optical measuring device 4 has an optical input 6 connected to the fiber optic cable 2, and an optical output 8 connected to the input 80 of the receiving equipment RX.

Как показано на фиг. 1 и 2, система контроля 1 соединена посредством шины 13 с центральным блоком 14 управления, который является внешним или расположенным на расстоянии от системы 1 контроля и в котором оценивается затухание в волоконно-оптическом кабеле 2. As shown in FIG. 1 and 2, the monitoring system 1 is connected via a bus 13 to a central control unit 14, which is external or located at a distance from the monitoring system 1 and in which attenuation in the fiber optic cable 2 is estimated.

На фиг. 3 показано предпочтительное исполнение электрооптического прибора для измерения мощности оптического излучения в соответствии с данным изобретением, например, прибора 3. In FIG. 3 shows a preferred embodiment of an electro-optical device for measuring the power of optical radiation in accordance with this invention, for example, device 3.

Электрооптический прибор 3 включает в себя оптический расщепитель 15, который размещается между оптическим входом 5 и оптическим выходом 7 и имеет вторичный выход 16, подсоединенный к электрооптическому детектору 17, в свою очередь подсоединенному к входу 19 цепи 20 для измерения мощности оптического излучения. The electro-optical device 3 includes an optical splitter 15, which is located between the optical input 5 and the optical output 7 and has a secondary output 16 connected to the electro-optical detector 17, which in turn is connected to the input 19 of the circuit 20 for measuring the power of optical radiation.

В частности, оптический расщепитель 15, в соответствии с заданным отношением расщепления RR, отделяет часть P_TX рабочей мощности оптического излучения с выхода 50 передающего оборудования TX.In particular, the optical splitter 15, in accordance with a predetermined splitting ratio RR, separates a part P _TX of the optical power from the output 50 of the TX transmitting equipment.

В предпочтительном варианте реализации оптический расщепитель 15 эффективно распределяет мощность оптического излучения, поступающую на оптический вход 5, между оптическим выходом 7 и вторичным выходом 16 с отношением расщепления RR 90:10. In a preferred embodiment, the optical splitter 15 effectively distributes the power of the optical radiation supplied to the optical input 5 between the optical output 7 and the secondary output 16 with a splitting ratio of RR 90:10.

Преимуществом является то, что электрооптический прибор 3 использует оптический расщепитель 15, имеющий низкую дополнительную потерю мощности при его включении в систему, то есть меньше, чем 0,25 dB. The advantage is that the electro-optical device 3 uses an optical splitter 15 having a low additional power loss when it is included in the system, that is, less than 0.25 dB.

Преимуществом является также то, что электрооптический прибор 3, благодаря использованию высокочувствительного электрооптического детектора 17 и высокоимпедансного предусилителя 18, способен детектировать мощности оптического излучения, имеющие уровень ниже, чем 50 dB. Таким образом, измерительная цепь 20 будет подавать на выход 21 часть P_TX мощности оптического излучения, присутствующей на входе 19. Выход 21 подсоединен к аналого-цифровому преобразователю 22, который преобразует величину части P_TX мощности оптического излучения в двоичный код DP_TX и передает его посредством процессора 23 согласования протокола передачи на электрический выход 11 электрооптического измерительного прибора 3 и оттуда - на центральный блок 14 управления.An advantage is also that the electro-optical device 3, due to the use of a highly sensitive electro-optical detector 17 and a high-impedance preamplifier 18, is capable of detecting optical radiation powers having a level lower than 50 dB. Thus, the measuring circuit 20 will provide the output 21 of the P _TX part of the optical radiation power present at the input 19. The output 21 is connected to an analog-to-digital converter 22, which converts the magnitude of the part P _TX of the optical radiation power to the binary DP _TX code and transmits it through the processor 23 matching the transmission protocol to the electrical output 11 of the electro-optical measuring device 3 and from there to the central control unit 14.

Процессор 23 согласования протокола передачи соединен с процессором 24 согласования протокола приема, который, в свою очередь, соединен с электрическим входом 9 электрооптического прибора 3 и с центральным блоком 14 управления. The processor 23 matching the transmission protocol is connected to the processor 24 matching the reception protocol, which, in turn, is connected to the electrical input 9 of the electro-optical device 3 and to the Central control unit 14.

Процессор 23 согласования протокола передачи передает на центральный блок 14 управления двоичное значение исходящего измерения DP_TX части мощности оптического излучения наряду с идентифицирующим двоичным кодом COD₃, связанным с электрооптическим измерительным прибором 3 и узнаваемым центральным блоком 14 управления. Аналогично, процессор 24 согласования протокола приема может узнавать идентифицирующий двоичный код COD₃, связанный с ним и передаваемый с центрального блока 14 управления.The transmit protocol matching processor 23 transmits to the central control unit 14 a binary value of the outgoing measurement DP _TX of the optical power portion along with a binary identification code COD ₃ associated with the electro-optical measuring device 3 and a recognizable central control unit 14. Similarly, the reception protocol negotiation processor 24 may recognize the binary identification code COD ₃ associated with it and transmitted from the central control unit 14.

Преимуществом изобретения является то, что электрооптический измерительный прибор 3 далее включает в себя цепь 25 дистанционного питания, которая работает на постоянном токе величиной I_C, который передается по шине 13, для генерирования напряжения V_S, эффективно питающего электрооптический измерительный прибор 3.An advantage of the invention is that the electro-optical measuring device 3 further includes a remote power supply circuit 25, which operates on a constant current value of I _C , which is transmitted via bus 13, to generate a voltage V _S , which effectively feeds the electro-optical measuring device 3.

Таким образом, дополнительные устройства могут полезно быть подсоединены к шине 13 как приспособленные для одной и той же функции или для измерения различных величин мощности оптического излучения, и все они дистанционно питаемы и управляемы по шине 13. Thus, additional devices can advantageously be connected to bus 13 as being adapted for the same function or for measuring different optical radiation powers, and all of them are remotely powered and controlled via bus 13.

Цепь 25 дистанционного питания подсоединена к электрическому входу 9 и к электрическому выходу 11 через первый резистор R₁ и второй развязывающий резистор R₂ соответственно. Развязывающие резисторы R₁ и R₂ отделяют все полезные электрические сигналы, такие как COD₃ или DP_TX, присутствующие на шине 13, от постоянного тока I_C дистанционного питания.The remote power supply circuit 25 is connected to the electrical input 9 and to the electrical output 11 through the first resistor R ₁ and the second decoupling resistor R _2, respectively. The decoupling resistors R ₁ and R ₂ separate all the useful electrical signals, such as COD ₃ or DP _TX , present on bus 13, from the DC I _C remote supply.

Работа системы 1 контроля согласно данному изобретению описана ниже. The operation of the monitoring system 1 according to this invention is described below.

Центральный блок 14 управления опрашивает электрооптические измерительные приборы 3 и 4, используя процедуру упорядоченного опроса или типа прерывания. И в том и в другом случае электрооптические измерительные приборы 3 и 4 вводят идентифицирующий код COD₃, COD₄ и будут выводить двоичное значение DP_TX, DP_RX, соответствующее измеренным частям оптической мощности P_TX, P_RX, с той точки, где подсоединен оптический прибор 3 и 4 и идентифицирующий код COD₃ или COD₄ отвечающего измерительного прибора.The central control unit 14 interrogates the electro-optical measuring devices 3 and 4 using an ordered polling procedure or an interrupt type. In both cases, electro-optical measuring devices 3 and 4 enter the identification code COD ₃ , COD ₄ and will output the binary value DP _TX , DP _RX , corresponding to the measured parts of the optical power P _TX , P _RX , from the point where the optical instrument 3 and 4 and the identification code COD ₃ or COD _{4 of the} responding measuring instrument.

В частности, в предпочтительном варианте реализации изобретения обмен информацией с центральным блоком 14 управления происходит с использованием протокола серийного типа HDCL (контроль звеньев с данными высокого уровня), что соответствует конфигурации системы контроля, в которой электрооптические измерительные приборы 3, 4 соединены друг с другом и с центральным блоком 14 управления посредством одной шины 13. In particular, in a preferred embodiment of the invention, information is exchanged with the central control unit 14 using a serial protocol type HDCL (high-level data link control), which corresponds to the configuration of a monitoring system in which electro-optical measuring devices 3, 4 are connected to each other and with a central control unit 14 via a single bus 13.

Основываясь на значениях полученных частей мощности DP_TX и DP_RX оптического излучения, центральный блок 14 управления может вычислить затухание в волоконно-оптическом кабеле 2 и, соответственно, проверить его работоспособность или возможные его повреждения.Based on the values of the received parts of the optical power DP _TX and DP _{RX of the} optical radiation, the central control unit 14 can calculate the attenuation in the fiber optic cable 2 and, accordingly, check its operability or possible damage.

На практике телекоммуникационные сети часто используют двунаправленные линии связи в виде пары волоконно-оптических кабелей 2, 2', соединенных с соответствующими парами принимающего RX, RX' и передающего TX, TX' оборудования, как показано на фиг. 1. In practice, telecommunication networks often use bi-directional communication lines in the form of a pair of fiber optic cables 2, 2 ′ connected to respective pairs of receiving RX, RX ′ and transmitting TX, TX ′ equipment, as shown in FIG. 1.

Центральный блок 14 управления принимает в этом случае пары двоичных значений входящих DP_RX, DP'_RX и выходящих DP_TX, DP'_TX частей оптической мощности и оценивает общие затухания в двунаправленных звеньях 2, 2' для обоих направлений.In this case, the central control unit 14 receives binary pairs of the incoming DP _RX , DP ' _RX and the outgoing DP _TX , DP' _TX parts of the optical power and estimates the total attenuation in the bidirectional links 2, 2 'for both directions.

Система контроля согласно этому изобретению применима также к пропусканиям через волоконную оптику, с соединениями, в однонаправленной конфигурации, точка к точке, или в однонаправленной конфигурации, точка - к множеству точек. The monitoring system according to this invention is also applicable to transmission through fiber optics, with connections, in a unidirectional configuration, point to point, or in a unidirectional configuration, point to multiple points.

Особенно важным является применение системы контроля в оптических распределительных сетях с деревоподобной структурой. Весьма сложная конструкция оптических звеньев в таких сетях требует, фактически, чтобы любые повреждения, наиболее значимым признаком которых являются изменения в затухании протекающей через соединение мощности оптического излучения, были своевременно обнаружены. Of particular importance is the use of a monitoring system in optical distribution networks with a tree-like structure. The very complex design of optical links in such networks requires, in fact, that any damage, the most significant sign of which is a change in the attenuation of the optical radiation power flowing through the connection, is detected in a timely manner.

Возможно подсоединять электрооптические измерительные приборы, согласно данному изобретению, к выходам оптических усилителей, используемых в распределительных сетях с многоточечными контактами, чтобы повысить надежность всей системы. Фиг. 4 иллюстрирует модифицированный электрооптический измерительный прибор 3'' в соответствии с данным изобретением, который может быть использован на выходе передающего оборудования TX в телекоммуникационных сетях, снабженного автоматической оптической защитой для персонала. It is possible to connect electro-optical measuring devices according to this invention to the outputs of optical amplifiers used in distribution networks with multipoint contacts in order to increase the reliability of the entire system. FIG. 4 illustrates a 3 ”modified electro-optical measuring device in accordance with this invention, which can be used at the output of TX transmitting equipment in telecommunication networks equipped with automatic optical protection for personnel.

В таких системах, фактически, рабочий источник оптического излучения, который генерирует рабочую мощность оптического излучения и установлен в передающем оборудовании TX (опущен на фиг. 4, потому что является серийным), автоматически отключается в случае разрыва в волокне, вызванного поломкой или обрывом. In such systems, in fact, the working source of optical radiation, which generates the working power of optical radiation and is installed in the TX transmitting equipment (omitted in Fig. 4 because it is serial), is automatically turned off in the event of a break in the fiber caused by breakage or breakage.

При условии отсутствия рабочей мощности P оптического излучения от передающего оборудования TX невозможно отличить нарушения из-за разрыва волоконно-оптических кабелей (что заставило бы источник оптического сигнала передающего оборудования TX отключиться) от нарушений, имеющих место в самом передающем оборудовании TX. If there is no working power P of optical radiation from TX transmitting equipment, it is impossible to distinguish between violations due to rupture of fiber optic cables (which would cause the optical signal source of TX transmitting equipment to disconnect) from violations that occur in the TX transmitting equipment itself.

Чтобы преодолеть этот недостаток, электрооптический измерительный прибор 3 также включает в себя оптическое соединительное устройство 26, подсоединяемое к оптическому расщепителю 15, и оптический выход 7. Оптическое соединительное устройство 26 используется для добавления к рабочему оптическому сигналу с мощностью P, пропускаемому через волоконно-оптический кабель 2, вспомогательного оптического сигнала с мощностью PA, уровень которого ниже порога опасности для обслуживающих систему работников. To overcome this drawback, the electro-optical measuring device 3 also includes an optical connecting device 26 connected to the optical splitter 15 and an optical output 7. An optical connecting device 26 is used to add to the working optical signal with a power P transmitted through the fiber optic cable 2, an auxiliary optical signal with a power of PA, the level of which is below the hazard threshold for workers serving the system.

Оптический соединитель 26 присоединяется к вспомогательному оптическому источнику 27, такому как оптический передатчик с низкой мощностью или СИД, или лазер с низкой мощностью, в свою очередь подсоединенный к выходу 21 измерительной цепи 20 через детектор 28 средней мощности. The optical connector 26 is coupled to an auxiliary optical source 27, such as a low power optical transmitter or LED, or a low power laser, which in turn is connected to the output 21 of the measurement circuit 20 through a medium power detector 28.

Работа этого модифицированного электрооптического прибора 3'' будет рассмотрена в соответствии с данным изобретением ниже. Всякий раз, когда нет рабочей мощности P оптического излучения, детектор 28 средней мощности будет включать вспомогательный источник 27 мощности оптического излучения, чтобы подавать вспомогательную мощность PA значительно более низкого уровня, чем рабочая мощность, на звено, формируемое волоконно-оптическим кабелем 2. Таким образом, становится возможным выделить следующие операционные условия:
- нормальная работа - часть P_RX мощности принимаемого оптического излучения имеет величину, близкую к величине части FP рабочей мощности P, получаемой в соответствии с отношением расщепления RR, вводимого оптическим расщепителем 15;
- неисправность кабеля - отсутствует часть P_RX мощности принимаемого оптического излучения;
- неисправность передатчика - часть P_RX мощности принимаемого оптического излучения имеет уменьшенную величину, определяемую вспомогательной мощностью PA оптического излучения.The operation of this modified 3 ″ electro-optical device will be discussed in accordance with this invention below. Whenever there is no working power P of optical radiation, the average power detector 28 will include an auxiliary power 27 of the optical radiation to supply auxiliary power PA of a much lower level than the operating power to the link formed by the fiber optic cable 2. Thus , it becomes possible to distinguish the following operating conditions:
- normal operation - part P _{RX of the} power of the received optical radiation has a value close to the value of the part FP of the operating power P obtained in accordance with the splitting ratio RR introduced by the optical splitter 15;
- cable failure - missing part P _RX of the received optical radiation power;
- transmitter malfunction - part P _RX of the received optical radiation power has a reduced value determined by the auxiliary power PA of the optical radiation.

Электрооптический измерительный прибор 3'' согласно данному изобретению способен оценивать затухание волоконно-оптического кабеля и отличать неудовлетворительное функционирование передающего оборудования от неудовлетворительного функционирования, вызванного разрывом оптического волокна. The 3 '' electro-optical measuring device according to this invention is capable of evaluating the attenuation of a fiber optic cable and distinguishing between the unsatisfactory functioning of the transmission equipment and the unsatisfactory functioning caused by rupture of the optical fiber.

Электрооптические измерительные приборы 3, 3'' согласно изобретению могут эффективно использоваться в весьма компактной форме на одном миниатюрном модуле или на одной интегральной схеме, тем самым облегчая их установку в телекоммуникационных сетях и способствуя уменьшению стоимости и габаритов. Electro-optical measuring devices 3, 3 '' according to the invention can be effectively used in a very compact form on one miniature module or on a single integrated circuit, thereby facilitating their installation in telecommunication networks and helping to reduce the cost and dimensions.

Электрооптические измерительные приборы 3 и 3'' могут выполняться по гибридной технологии, используя оптический компонент и полупроводниковые чипы, собранные на корундовой или кремниевой подложке. Electro-optical measuring devices 3 and 3 '' can be performed using hybrid technology using an optical component and semiconductor chips assembled on a corundum or silicon substrate.

В частности, оптический расщепитель 15 у оптический соединитель 26 могут быть выполнены по технологии "расплавленного волокна", обеспечивая очень низкие затухания, связанные с потерями при установке, приближающиеся к теоретическим расчетным значениям. In particular, the optical splitter 15 of the optical connector 26 can be made using the technology of "molten fiber", providing very low attenuation associated with losses during installation, approaching the theoretical calculated values.

Там, где используется кремниевая подложка, оптический расщепитель 15 и оптический соединитель 26 могут быть выполнены с использованием техники "оптический волновод" - метода, когда световоды формируются на той же подложке. Where a silicon substrate is used, the optical splitter 15 and the optical connector 26 can be made using the “optical waveguide” technique — a method in which optical fibers are formed on the same substrate.

Подводя итог, можно сказать, что электрооптические приборы для измерения мощности оптического излучения и система контроля волоконно-оптических кабелей согласно данному изобретению позволяет проверить затухание, а следовательно, и возможное ухудшение звеньев, сформированных волоконно-оптическими кабелями, в режиме нормальной работы, не прерывая и никоим образом не нарушая передачу рабочего сигнала. Summing up, we can say that electro-optical devices for measuring the power of optical radiation and the control system of fiber-optic cables according to this invention allows you to check the attenuation, and therefore the possible deterioration of the links formed by fiber-optic cables, in normal operation, without interrupting and in no way disrupting the transmission of the working signal.

К тому же, электрооптические приборы для измерения мощности оптического излучения, используемые в телекоммуникационных сетях, которые включают автоматическую оптическую защиту, в соответствии с данным изобретением могут отличать недостатки в функционировании, обусловленные поврежденным волоконно-оптическим кабелем, от недостатков в работе, вызванных несрабатыванием передающего оборудования. In addition, electro-optical devices for measuring the power of optical radiation used in telecommunication networks, which include automatic optical protection, in accordance with this invention can distinguish between operational defects caused by a damaged fiber-optic cable and operating defects caused by a malfunctioning transmission equipment .

Claims

1. The control system of a fiber optic cable connected between transmitting and receiving optical signal equipment, characterized in that it contains the first and second identical electro-optical devices for continuous measurement of optical radiation power, both connected to the central control unit via a bus and constantly connected to the beginning and an end, respectively, of an optical fiber cable in the vicinity of the aforementioned transmitting and receiving equipment.

2. The control system according to claim 1, characterized in that it has optical inputs connected to the output of said transmission equipment and to said fiber-optic cable, optical outputs connected to said fiber-optic cable and to the output of receiving equipment, electrical inputs and electrical outputs connected to said bus.

3. The control system according to claim 2, characterized in that the additional measuring devices are connected to the specified bus, and in that the said decoupling resistors separate each useful signal present on the bus from the supply current capable of remotely supplying these additional measuring devices.

4. A method for controlling a fiber-optic link between equipment transmitting and receiving an optical signal, which measures the attenuation of the working power of optical radiation in a fiber-optic link, characterized in that the attenuation of the mentioned power is measured as the ratio between the parts of the optical radiation power with a pitch increase by the transmitting and receiving ends in accordance with a predetermined fixed splitting ratio to evaluate the performance of the fiber optic cable.

5. The control method according to claim 4, carried out by a monitoring system comprising the first and second electro-optical measuring devices, permanently connected to the beginning and end of the fiber-optic link near the equipment transmitting and receiving the optical signal and connected to the central control unit via a bus, characterized in that the central control unit requests electro-optical measuring devices to submit a binary code identifying the measuring device to the electrical input, measure electro-optical The first devices are supplied to the electrical output connected to the central control unit with the first and second binary codes, respectively, corresponding to the first and second parts of the optical radiation power, as measured at the point where the electro-optical measuring device is connected, and the identification code of the responding device, and the central unit control estimates the attenuation in the fiber optic link as the ratio between the part of the transmitted optical radiation power measured by the first electro-optical measuring boron, and part of the power of the received optical radiation measured by the second electro-optical measuring device, wherein said first and second electro-optical measuring devices are identical.

6. The control method according to claim 5, characterized in that the exchange of information with the central control unit occurs via a transmit protocol matching processor and a receive protocol matching processor, both processors using a high-level data channel control protocol.

7. The control method according to claim 5, characterized in that the central control unit requests electro-optical measuring devices by means of an ordered interrogation or interruption procedure.

8. The control method according to claim 4, adapted for use with the automatic protection for optical safety turned on in a network of fiber-optic links, characterized in that in the absence of a working power of optical radiation at the fiber-optic link, auxiliary power, the level of which is lower than the level operating power, is input in relation to the link in order to recognize the following three states: normal frequency - part of the power of the received optical radiation has a value close to the value of the part Static preparation power obtained in accordance with the splitting ratio, malfunction of the fiber optic link - no part of power of the received optical radiation, and transmitting equipment failure - of the power of the received optical radiation has a reduced value determined by the auxiliary optical power.

9. The control method according to claim 8, carried out by a control system consisting of the first and second electro-optical measuring devices, constantly connected to the beginning and end of the fiber-optic link near the equipment transmitting and receiving the optical signal, and connected to the central control unit via a bus, characterized in that said first electro-optical measuring device comprises an average power detector connected to an auxiliary optical signal source suitable for supplying said Oh auxiliary optical power.

10. The control method according to claim 9, characterized in that the aforementioned average power detector includes said auxiliary optical signal source whenever there is no working power of optical radiation on the fiber-optic link.

11. The control method according to claim 4, characterized in that the fiber optic link contains a fiber optic cable.

12. The control method according to claim 4, characterized in that said fiber optic link is bi-directional and contains a pair of fiber optic cables connected between the respective pairs of transmitting and receiving optical signal equipment.

13. The control method according to p. 12, characterized in that the said bidirectional link has a unidirectional point-to-point configuration.

14. The control method according to p. 12, characterized in that said bidirectional fiber optic connection has a unidirectional point-to-multipoint configuration.

15. A compact electro-optical device for measuring the working power of the optical radiation of a fiber optic cable, having an optical input and an optical output, as well as an electrical input and an electrical output of the type that comprises an optical radiation power measuring circuit having an input connected to the specified optical input, and an output connected to the specified electrical output, characterized in that it contains an optical splitter connected between the specified optical input and the specified optical output and having a secondary output connected through an electro-optical detector to said optical radiation power measuring circuit, wherein the optical splitter separates at said secondary output a part of the operating optical radiation power in accordance with a predetermined splitting ratio, and said part of the operating optical radiation power is processed in the measurement circuit optical radiation power and is issued to the electrical output of the above circuit.

16. The device according to p. 15, characterized in that the output of the indicated circuit for measuring the power of optical radiation is connected to an analog-to-digital converter that converts the value of part of the power of optical radiation into a binary code, which is transmitted to the electrical output together with a further binary code identifying the measuring device .

17. The device according to clause 16, wherein said binary codes are transmitted through a transmit protocol matching processor connected to a reception protocol matching processor, which is in turn connected to said electrical input for receiving an identifying binary code.

18. The device according to clause 15, wherein said optical splitter is connected to said optical radiation power measuring circuit through a preamplifier.

19. The device according to clause 15, characterized in that it contains a remote power circuit that generates sufficient voltage to power the electro-optical measuring device and connected to the electrical input and electrical output through the first and second blocking resistors, respectively.

20. The device according to p. 15, characterized in that the aforementioned optical splitter of optical radiation separates the power of the optical radiation present at the optical input to the optical output and the secondary output in a ratio of 90: 10.

21. The device according to p. 18, characterized in that the aforementioned electro-optical detector is highly sensitive, and the aforementioned preamplifier is highly impedance.

22. The device according to p. 15, characterized in that the aforementioned optical splitter has an additional insertion loss of less than 0.25 db.

23. The device according to claim 19 of this type, which remains active even after the automatic protection of the optical network of the optical fiber cables has been activated, characterized in that it comprises an optical connector connected between the optical splitter and the optical output and connected to said measuring circuit optical radiation power, wherein said optical connector adds an auxiliary signal of optical radiation power, the level of which lies below the hazard threshold, to the signal from the operating power Tew propagating through fiber optic cable.

24. The device according to item 23, wherein the aforementioned optical connector is connected to an auxiliary optical radiation source, in turn, connected to the output of the measuring circuit through an average power detector.

25. The device according to paragraph 24, wherein the aforementioned auxiliary source of optical radiation is a low-power LED of an optical transmitter or a low-power laser.