WO2011070404A1 - Optical system and method for monitoring the physical structure of optical networks, based on otdr with remote detectors - Google Patents

Optical system and method for monitoring the physical structure of optical networks, based on otdr with remote detectors Download PDF

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WO2011070404A1
WO2011070404A1 PCT/IB2009/055763 IB2009055763W WO2011070404A1 WO 2011070404 A1 WO2011070404 A1 WO 2011070404A1 IB 2009055763 W IB2009055763 W IB 2009055763W WO 2011070404 A1 WO2011070404 A1 WO 2011070404A1
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Inventor
Liliana Rocha Nicolau Lopes Da Costa
António Luís JESUS TEIXEIRA
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Universidade De Aveiro
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    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/07Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems
    • H04B10/071Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using a reflected signal, e.g. using optical time-domain reflectometers [OTDRs]

Abstract

The present invention relates to an optical system and method for monitoring the physical structure of optical networks, based on an optical time domain reflectometer (OTDR (2)) with remote detectors (600), (610), (611), (612), (613), (620), (621) and (622). The current use of the OTDR technique with remote detectors for detecting, identifying and locating physical faults in optical networks can be complex and expensive, such as when applied in networks having a tree topology with multiple hierarchy levels. The proposed method makes it possible to implement a simple and centralized monitoring system, and at the same time saves spectral bandwidth, is easy to integrate in any optical access network topology, eliminating the limitations usually associated with other conventional reflectometric techniques, reduces measurement and fault detection times and the expenditures associated with the implementation of an OTDR monitoring system in the physical layer of fiber optical networks.

Description

Description  Description
Title of Invention: SISTEMA ÓPTICO E MÉTODO PARA MONITORIZAÇÃO DA ESTRUTURA FÍSICA DE REDES Title of Invention: OPTICAL SYSTEM AND METHOD FOR MONITORING PHYSICAL NETWORK STRUCTURE
ÓPTICAS, BASEADO NO RODT COM SENSORES REMOTOSOPTICS, RODT-BASED WITH REMOTE SENSORS
Domínio técnico da invenção Technical field of the invention
[1] Neste documento apresenta-se um reflectómetro óptico de domínio temporal (RODT) desenvolvido para aplicação no mapeamento e caracterização da estrutura física de redes ópticas de acesso. Este sistema de monitorização permite descobrir falhas físicas, verificar a conectividade física e caracterizar o estado de qualquer caminho óptico, através da colocação de sensores ópticos remotos em pontos críticos da rede. Por conseguinte, o sistema óptico permite monitorizar e caracterizar um caminho óptico de forma seccionada e/ou do seu ponto inicial ao seu ponto final.  [1] This paper presents a time domain optical reflectometer (RODT) developed for application in mapping and characterization of the physical structure of optical access networks. This monitoring system makes it possible to discover physical faults, verify physical connectivity and characterize the state of any optical path by placing remote optical sensors at critical points in the network. Therefore, the optical system allows to monitor and characterize an optical path in a sectioned manner and / or from its starting point to its ending point.
[2] Os sensores remotos criam pontos de referência, mensuráveis como eventos unívocos no traço produzido pelo reflectómetro, distintos simultaneamente no domínio temporal e no domínio da frequência (ou domínio do comprimento de onda). Estes sensores remotos criam também uma assinatura única para cada caminho óptico da rede, quando iluminados por canais de monitorização com comprimentos de onda distintos, o que possibilita a identificação e caracterização remota das secções individuais de fibra desse caminho. Para poder ler esta assinatura, a fonte de luz do RODT emite em mais do que um comprimento de onda ou é constituída por um conjunto de lasers a operar em frequências diferentes. Estes sensores remotos são preferencialmente baseados em redes de difracção de Bragg em fibra óptica, por apresentarem perdas por inserção diminutas e por serem componentes ópticos de baixo custo. As redes de Bragg de cada sensor remoto reagem a cada canal de monitorização, podendo reflecti-lo (total ou parcialmente) ou transmiti-lo. As características do RODT e dos sensores remotos do sistema óptico aqui propostos constituem uma inovação relativamente ao estado da técnica. Adicionalmente, os sensores remotos podem impedir que os receptores, nos equipamentos de rede junto aos utilizadores, recebam a luz proveniente do sistema de monitorização, prevenindo mau funcionamento ou danos causados a esses mesmo equipamentos devido à presença do sinal de monitorização.  [2] Remote sensors create reference points, measurable as univocal events in the reflectometer trace, distinct in both the time domain and the frequency domain (or wavelength domain). These remote sensors also create a unique signature for each optical path of the network when illuminated by different wavelength monitoring channels, enabling remote identification and characterization of individual fiber sections of that path. In order to read this signature, the RODT light source emits more than one wavelength or consists of a set of lasers operating at different frequencies. These remote sensors are preferably based on Bragg optical fiber diffraction grids because they have low insertion losses and are low cost optical components. The Bragg networks of each remote sensor react to each monitoring channel and may reflect it (fully or partially) or transmit it. The characteristics of the RODT and remote optics sensors proposed herein are an innovation in the state of the art. In addition, remote sensors can prevent receivers on networked devices from receiving light from the monitoring system, preventing malfunctions or damage to these devices due to the presence of the monitoring signal.
[3] Como os sensores remotos são componentes ópticos passivos, não necessitam de alimentação eléctrica nem de qualquer tipo de manutenção, o que os torna ideais para aplicação em redes ópticas de acesso. Como o único elemento activo do sistema óptico é o RODT e, dado que este opera a partir de um só ponto central da rede, o sistema óptico pode ser operado de forma manual ou automática, e permite a integração no sistema de gestão das camadas superiores da rede, para efeitos de protecção e manutenção da infra-estrutura da rede a longo prazo. [3] Because remote sensors are passive optical components, they do not require power or maintenance, making them ideal for application to optical access networks. As the only active element of the optical system is the RODT and since it operates from a single central point of the network, the optical system can be operated manually or automatically and allows integration into the upper tier management system. network for the purposes of protection and maintenance of long-term network infrastructure.
[4] Além disso, a inserção destes sensores remotos sensíveis ao comprimento de onda em pontos-chave da rede, permite também delimitar e diferenciar áreas da rede, o que torna possível a implementação de uma infra-estrutura física de rede partilhada por múltiplos operadores, sendo que a cada um deles é atribuída uma dada gama de comprimentos de onda para proceder à monitorização da parte da rede que lhes compete.  [4] In addition, the insertion of these wavelength-sensitive remote sensors into key network points also allows to delimit and differentiate network areas, which makes it possible to implement a physical network infrastructure shared by multiple operators. , each of which is assigned a particular range of wavelengths to monitor their part of the network.
[5] A estratégia de monitorização, baseada no sistema óptico e no método de  [5] The monitoring strategy based on the optical system and the method of
monitorização aqui apresentados, permite mapear qualquer topologia de rede de fibra óptica (árvore, árvore multi- nível, anel ou híbrida), desde que haja acesso aos caminhos físicos para se proceder à integração dos sensores remotos .  The monitoring presented here, allows to map any fiber optic network topology (tree, multilevel tree, ring or hybrid), as long as there is access to the physical paths to integrate the remote sensors.
[6] As vantagens do método de monitorização óptica proposto estão associadas à sua inovação, nomeadamente no que se refere à poupança de largura de banda espectral para efeitos de monitorização, a fácil integração em qualquer topologia de rede óptica de acesso, a eliminação das limitações normalmente associadas a outras técnicas convencionais de reflectometria, a propícia redução do tempo de medida e do tempo de detecção de falha e, essencialmente, o facto de potenciar a redução significativa dos custos associados à implementação de um sistema óptico de monitorização por RODT na infra-estrutura física de redes de fibra óptica.  [6] The advantages of the proposed optical monitoring method are associated with its innovation, notably as regards spectral bandwidth savings for monitoring purposes, easy integration into any optical access network topology, the elimination of limitations normally associated with other conventional reflectometry techniques, the reduction in measurement time and failure detection time and, in essence, the significant reduction in costs associated with the implementation of an optical RODT monitoring system in the infrastructure. physical structure of fiber optic networks.
[7] Embora o sistema óptico e respectivo método de monitorização que constituem a invenção tenham sido desenvolvidos para a supervisão, certificação e manutenção de redes de comunicação de acesso em fibra óptica, encontra aplicação noutras áreas onde se exige monitorização remota do estado físico de infra-estruturas, como por exemplo edifícios e pontes, desde que o meio usado para propagar o sinal de monitorização seja um guia de onda em fibra óptica.  [7] Although the optical system and its monitoring method which is the invention have been developed for the supervision, certification and maintenance of fiber optic access communication networks, it is applicable in other areas where remote monitoring of the physical state of infrastructure is required. - structures such as buildings and bridges, provided that the means used to propagate the monitoring signal is a fiber optic waveguide.
Descrição do estado da técnica  Description of the prior art
[8] Referências citadas:  [8] References cited:
US 5771250 - 06/1998 -Shigehara et al.  US 5771250 - 06/1998 -Shigehara et al.
US 5907417 - 05/1999 - Darcie et al.  US 5907417 - 05/1999 - Darcie et al.
US 6009220 - 12/1999 - Chan et al.  US 6009220 - 12/1999 - Chan et al.
US 6512610 - 01/2003 - Minami et al.  US 6512610 - 01/2003 - Minami et al.
EP 1578038 - 09/2005 - Yuksel et al.  EP 1578038 - 09/2005 - Yuksel et al.
US 7206478 - 04/2007 - Yeh  US 7206478 - 04/2007 - Yeh
EP 1772979 - 04/2007 - Vandewege et al.  EP 1772979 - 04/2007 - Vandewege et al.
US 0062408 - 03/2008 - Lai et al.  US 0062408 - 03/2008 - Lai et al.
US 6771358 - 08/2008 - Shigehara et al.  US 6771358 - 08/2008 - Shigehara et al.
Com o surgimento das redes ópticas passivas de acesso, como solução para colmatar as limitações associadas à reduzida largura de banda e ao crescente número de utilizadores, decorrentes da oferta de novos serviços de voz e dados pelos operadores, surgiu também a necessidade de assegurar qualidade de serviço, segurança, robustez e agilidade na prevenção e reparação de falhas. No contexto actual e, para as redes de acesso de futura geração, torna-se imperativo que o operador consiga vislumbrar em tempo real o estado físico da rede e as condições de transmissão de dados. A implementação de um sistema de monitorização que seja capaz de atestar o bom estado da rede física na sua totalidade e de atempadamente detectar e localizar uma falha crítica que possa provocar interrupção de serviço é um factor importante para o sucesso deste tipo de redes. Actualmente, a técnica mais usada para realizar esta função é a reflectometria óptica no domínio temporal (RODT). Por poder ser usada de uma forma não invasiva, ocupando um comprimento de onda, ou banda espectral, diferente daquele(a) usado(a) para transmissão de tráfego, por ser uma técnica simples ao nível do processamento de informação, por ser uma solução centralizada (opera a partir de um único ponto da rede) e por ser de fácil implementação, o RODT tem sido a escolha mais popular na literatura no tema da investigação da implementação de monitorização de falhas físicas em redes ópticas de acesso.With the emergence of passive access optical networks as a solution to address the limitations associated with reduced bandwidth and the growing number of users resulting from the provision of new voice and data services by operators, There was also a need to ensure quality of service, safety, robustness and agility in preventing and repairing failures. In the current context, and for future generation access networks, it is imperative that the operator be able to see in real time the physical state of the network and the conditions of data transmission. Implementing a monitoring system that can attest to the good state of the physical network as a whole and timely detect and locate a critical failure that could cause service disruption is an important factor in the success of such networks. Currently, the most commonly used technique for performing this function is temporal domain optical reflectometry (RODT). Because it can be used in a non-invasive manner, occupying a wavelength, or spectral band, different from that used for traffic transmission, because it is a simple technique for information processing, it is a solution. RODT has been the most popular choice in the literature to investigate the implementation of physical fault monitoring in optical access networks.
] Embora a tecnologia já tenha atingido maturidade e sucesso comercial, a sua ] Although technology has already reached maturity and commercial success, its
aplicação para monitorização em tempo real, no contexto actual das redes ópticas de acesso, é ainda um campo por explorar. Adicionalmente, um sistema óptico de monitorização por reflectometria encontra também aplicação noutras fases de vida de uma rede óptica, para além da supervisão, tais como a certificação da instalação inicial da infra-estrutura de fibra óptica e dos componentes ópticos que constituem a rede (como divisores de potência, por exemplo), e a verificação de operações de reparação ou de operações substituição de secções de fibra ou componentes da rede. Actualmente, uma equipa de técnicos especializados usam um RODT manualmente para certificar a instalação da rede e para funções de manutenção e/ou reparação. Estas últimas implicam usualmente custos operacionais elevados ao nível de tempo, equipamento, recursos humanos e, eventualmente, a interrupção parcial ou total de serviço. Esta situação é agravada pelo grande número de caminhos ópticos a verificar, decorrentes do elevado número de utilizadores e/ou do longo alcance ou cobertura geográfica o que torna a monitorização e certificação da estrutura física da rede com um RODT uma tarefa bastante complexa e sujeita a erros de interpretação. The application for real-time monitoring in the current context of optical access networks is still a field to explore. In addition, an optical reflectometry monitoring system also finds application in other life stages of an optical network, beyond supervision, such as certification of the initial installation of the fiber optic infrastructure and the optical components that make up the network (such as power splitters, for example), and checking for repair or replacement operations of fiber sections or network components. Currently, a team of specialist technicians use an RODT manually to certify network installation and for maintenance and / or repair functions. The latter usually entails high operating costs in terms of time, equipment, human resources and eventually partial or total interruption of service. This situation is aggravated by the large number of optical paths to be verified due to the high number of users and / or the long range or geographical coverage which makes monitoring and certifying the physical structure of the network with an RODT a very complex task and subject to misinterpretation.
] De entre os muitos possíveis métodos de reflectometria óptica, a técnica convencional de RODT com detecção directa é a que exige menor investimento inicial. Um RODT convencional de detecção directa funciona como um 'radar óptico', ou seja, envia um pulso curto a partir de uma das terminações da fibra óptica e detecta a evolução de potência do pulso reflectido, ao longo do tempo de viagem até à outra terminação da fibra e de volta ao RODT. A energia reflectida é produzida pelo fenómeno de dispersão de Rayleigh e, após ser detectada directamente com um fotodíodo, apresenta um decrescimento exponencial em relação ao tempo de viagem do pulso. O tempo de viagem do pulso na fibra óptica é proporcional ao seu comprimento e, por isso, torna-se possível obter um traço de RODT que mostra a redução da potência do pulso reflectido em relação ao comprimento da fibra. Normalmente enviam- se múltiplos pulsos idênticos, a uma taxa de repetição máxima igual ao dobro do tempo de viagem do pulso pela fibra, de forma a evitar sobreposição de pulsos e originar erros nas medições de RODT. Visto que o nível de potência óptica reflectida é normalmente reduzida, torna-se necessário aumentar a relação sinal-ruído do sinal de monitorização recebido pelo RODT de forma a conseguir uma maior gama dinâmica de medição. Esta é a razão pela qual se enviam múltiplos pulsos: realizar a média dos valores de potência reflectida com múltiplos pulsos elimina grande parte do ruído decorrente da medição. Contudo o processamento da informação adquirida com múltiplos pulsos implica elevados tempos de medida, tipicamente da ordem das dezenas de segundos a dezenas de minutos. Of the many possible methods of optical reflectometry, the conventional direct detection RODT technique requires the least initial investment. A conventional direct detection RODT acts as an 'optical radar', ie it sends a short pulse from one end of the fiber optic and detects the reflected pulse power evolution over the travel time to the other end. of the fiber and back to the RODT. The reflected energy is produced by the Rayleigh scattering phenomenon and, after being detected directly with a photodiode, presents an exponential decrease in relation to the travel time of the pulse. The travel time of the pulse in the optical fiber is proportional to its length, and therefore it is possible to obtain an RODT trace showing the reduction of the reflected pulse power relative to the fiber length. Normally multiple identical pulses are sent at a maximum repetition rate equal to twice the pulse travel time through the fiber to avoid pulse overlap and lead to errors in RODT measurements. Since the reflected optical power level is usually low, it is necessary to increase the signal-to-noise ratio of the monitoring signal received by the RODT in order to achieve a greater dynamic range of measurement. This is why multiple pulses are sent: averaging the reflected power values with multiple pulses eliminates much of the noise from the measurement. However, processing information acquired with multiple pulses implies high measurement times, typically in the order of tens of seconds to tens of minutes.
[12] A presença de descontinuidades na fibra é também detectada pelo RODT. Estas são normalmente junções entre fibra e/ou componentes ópticos, onde o índice de refracção varia, criando as chamadas reflexões de Fresnel. Estas descontinuidades, visíveis no traço obtido, podem ser de dois tipos: eventos reflectivos e eventos não reflectivos.  [12] The presence of fiber discontinuities is also detected by RODT. These are usually junctions between fiber and / or optical components, where the refractive index varies, creating so-called Fresnel reflections. These discontinuities, visible in the trace obtained, can be of two types: reflective events and non-reflective events.
[13] Os eventos reflectivos são identificados como picos localizados ao longo do traço correspondente à dispersão de Rayleigh e são usualmente provocados por cortes de fibra, conectores, mechanical splices ou fibra não terminada. Os eventos não reflectivos apresentam- se como quedas de potência abruptas, localizadas no traço produzido por dispersão de Rayleigh, e são normalmente provocados por fusion splicing ou dobras na fibra.  [13] Reflective events are identified as peaks located along the Rayleigh scatter trace and are usually caused by fiber cuts, connectors, mechanical splices or unfinished fiber. Non-reflective events appear as abrupt power drops located in the rayleigh scatter trace and are usually caused by fusion splicing or bending in the fiber.
[14] O uso de uma técnica de RODT convencional por detecção directa constitui um compromisso entre custo inicial do sistema de monitorização e o custo temporal para aquisição, processamento e interpretação das medidas obtidas com o ref ectómetro. A sua maior limitação é o compromisso entre a resolução espacial do RODT, que é inversamente proporcional à largura temporal do pulso, e a máxima distância  [14] The use of a conventional direct detection RODT technique is a compromise between the initial cost of the monitoring system and the time cost for acquiring, processing and interpreting the measurements obtained with the reflectometer. Its major limitation is the compromise between the spatial resolution of the RODT, which is inversely proportional to the temporal width of the pulse, and the maximum distance.
mensurável, que é proporcional à gama dinâmica de medida do RODT. Quanto menor é a resolução, mais elevada é a energia dos pulsos transmitidos, logo podemos monitorizar caminhos ópticos mais longos, ou caminhos sujeitos a maiores níveis de perdas por inserção. Contudo, usar uma resolução menor implica a detecção de um menor número de eventos, e consequentemente, a perda de detalhe acerca da informação de caracterização do caminho óptico. Potencia por exemplo falhas na detecção de um evento tão importante como um corte de uma fibra. Por exemplo, imaginando uma situação onde dois eventos reflectivos estão localizados a uma distância da mesma ordem ou menor do que a resolução do RODT, torna-se impossível distinguir um evento do outro, visto que a potência reflectida por um deles mascara a potência reflectida pelo outro. Quando se consideram redes ponto-multiponto, este problema torna-se ainda de mais difícil resolução, visto que os sinais de monitorização originados em caminhos ópticos paralelos se apresentam de forma sobreposta no traço de RODT. measurable, which is proportional to the dynamic range of measurement of the RODT. The lower the resolution, the higher the energy of the transmitted pulses, so we can monitor longer optical paths, or paths subject to higher levels of insertion losses. However, using a lower resolution implies detecting fewer events, and consequently, losing detail about the optical path characterization information. Potentially for example failures in detecting an event as important as a cut of a fiber. For example, imagining a situation where two reflective events are located at a distance of the same order or less than the RODT resolution makes it impossible to distinguish one event of the other, since the power reflected by one of them masks the power reflected by the other. When considering point-to-multipoint networks, this problem becomes even more difficult to solve as monitoring signals originating in parallel optical paths overlap in the RODT trace.
[15] Um reflectómetro óptico de domínio temporal pode ser implementado de diversas formas: em termos da fonte de luz utilizada, do método de geração dos pulsos, do tipo de detecção usada e do método de interrogação da fibra. As modificações ao método de RODT convencional, por detecção directa, têm como objectivo melhorar um ou vários dos seguintes factores: aumentar a gama dinâmica, aumentar a máxima distância de fibra mensurável, solucionar o compromisso entre a resolução e a gama dinâmica, utilizar recursos/componentes da rede simultaneamente para monitorização e transmissão de tráfego e facilitar a adopção da estratégia de monitorização independentemente do tipo de rede de fibra óptica. Neste sentido, alguns métodos apresentam soluções de adaptação às características da própria rede de fibra óptica e das limitações impostas pela transmissão de dados em simultâneo com a monitorização por RODT, pela presença de componentes ópticos activos ao longo dos caminhos ópticos e pela complexidade topológica da própria rede. Os documentos apresentados de seguida descrevem alguns desses métodos.  [15] A time domain optical reflectometer can be implemented in a number of ways: in terms of the light source used, the pulse generation method, the type of detection used and the fiber interrogation method. Modifications to the conventional direct detection RODT method are intended to improve one or more of the following: increasing dynamic range, increasing maximum measurable fiber distance, resolving the compromise between resolution and dynamic range, using resources / network components simultaneously for traffic monitoring and transmission and facilitate the adoption of the monitoring strategy regardless of the type of fiber optic network. In this sense, some methods provide solutions that adapt to the characteristics of the fiber optic network itself and the limitations imposed by data transmission simultaneously with RODT monitoring, the presence of active optical components along the optical paths and the topological complexity of the optical fiber network itself. network. The following documents describe some of these methods.
[16] A patente US 5771250 descreve um sistema de monitorização com um RODT convencional para redes ponto-a-ponto, onde são colocadas redes de Bragg nas terminações dos caminhos ópticos junto aos utilizadores. Estas redes servem dois propósitos: primeiro, filtrar o sinal de monitorização, para que este não prejudique a recepção de informação pelos utilizadores e, segundo, criar eventos reflectivos para demarcar o final de cada caminho óptico. Na presente invenção, a inserção de sensores remotos tem por objectivo a criação de assinaturas distintas por caminho óptico, permitindo diferenciá-los entre si, no caso de a rede possuir uma estrutura ponto- a-ponto ou ponto-multiponto, e produzir traços de RODT sobrepostos. Além disso cada elemento reflectivo referido no documento é constituído por uma única rede de difracção de Bragg, que reage a um só comprimento de onda ou canal de  [16] US Patent 5771250 describes a conventional RODT monitoring system for peer-to-peer networks, where Bragg networks are placed at optical path terminations with users. These networks serve two purposes: first, to filter the monitoring signal so that it does not hinder the reception of information by users and, secondly, to create reflective events to demarcate the end of each optical path. In the present invention, the insertion of remote sensors aims to create distinct signatures by optical path, allowing them to be differentiated from each other, if the network has a point-to-point or point-multipoint structure, and produce traces of RODT overlaid. In addition each reflective element referred to in the document is comprised of a single Bragg diffraction grating which reacts to a single wavelength or channel.
monitorização, possui a máxima reflectividade possível, e é colocada apenas no final de cada caminho óptico. O sistema óptico apresentado neste documento difere também da presente invenção na medida em que os elementos reflectivos são colocados somente nos pontos terminais da rede.  monitoring, has the highest reflectivity possible, and is placed only at the end of each optical path. The optical system presented herein also differs from the present invention in that the reflective elements are placed only at the network termination points.
[17] A patente US 5907417 descreve um sistema de monitorização baseado em RODT usado conjuntamente com um analisador de espectro óptico, enquanto que o sistema óptico da presente invenção é baseado num RODT e em elementos reflectivos. O uso da técnica descrita no documento implica, além dos elementos reflectivos, a presença de um multiplexador/desmultiplexador óptico nos nós remotos da rede ao contrário da invenção proposta que apenas prevê a inserção dos sensores remotos e não obriga à presença de outros componentes ópticos que influenciam ou determinam a tecnologia usada para transmissão dos sinais de dados. O documento difere também da presente invenção pelo facto de, em vez de se usarem sensores remotos como pontos de referência em pontos intermédios e nas terminações da rede junto aos utilizadores, usa- se um conjunto de acopladores e um guia de onda para realizar uma malha de retorno (ligação em fibra óptica adicional), para que o sinal de monitorização seja reflectido de volta ao RODT. O sistema óptico proposto nesta invenção não prevê o uso de uma malha de retorno. [17] US 5907417 describes an RODT based monitoring system used in conjunction with an optical spectrum analyzer, while the optical system of the present invention is based on an RODT and reflective elements. The use of the technique described in the document implies, besides the reflective elements, the presence Optical multiplexer / demultiplexer on remote nodes of the network contrary to the proposed invention which only provides for the insertion of remote sensors and does not require the presence of other optical components that influence or determine the technology used for data signal transmission. The document also differs from the present invention in that instead of using remote sensors as reference points at intermediate points and at network terminations with users, a set of couplers and a waveguide are used to make a mesh. feedback (additional fiber optic connection) so that the monitoring signal is reflected back to the RODT. The optical system proposed in this invention does not provide for the use of a return mesh.
[18] A patente US 6009220 descreve um método de RODT que evita o uso de uma fonte de luz dedicada exclusivamente para efeitos de monitorização. O ruído de elevada largura de banda proveniente de amplificadores, colocados em pontos intermédios da rede óptica, é a fonte de luz do RODT e o receptor é um analisador espectral. São usados elementos reflectivos, com comprimentos de onda distintos (redes de Bragg) e com largura espectral reduzida quando comparados com a fonte de luz do RODT. Enquanto que a presente invenção prevê somente a instalação de sensores remotos , neste documento os elementos reflectivos são usados como parte integrante de um sistema óptico constituído ainda por um amplificador óptico, um circulador, um receptor óptico e um caminho adicional em fibra óptica para direccionar, detectar e transportar o sinal de monitorização reflectido pelos elementos reflectivos (redes de Bragg) de volta ao local onde se encontra o monitor propriamente dito. A técnica proposta no documento difere também da invenção pelo facto do monitor usado neste documento não ser um RODT, mas sim um analisador de espectro óptico; pelo facto dos elementos reflectivos serem constituídos por uma só rede de Bragg e pela necessidade de alocar um comprimentos de onda ou um canal de monitorização por cada elemento reflectivo usado na rede; pelo facto de, em vez de usar uma fonte de luz dedicada e localizada num ponto central da rede, aproveitar o ruído gerado por amplificadores de fibra dopada de érbio para actuar sobre os elementos reflectivos; e ainda pelo facto da detecção do sinal de monitorização, gerado no amplificador e reflectido pelas redes de Bragg, ser detectado localmente, junto a cada amplificador, ao contrário da presente invenção onde o sinal processado pelos sensores remotos é gerado, detectado e processado remotamente no RODT.  [18] US 6009220 describes an RODT method that avoids the use of a dedicated light source solely for monitoring purposes. High bandwidth noise from amplifiers placed at midpoints of the optical network is the light source of the RODT and the receiver is a spectral analyzer. Reflective elements with different wavelengths (Bragg grids) and reduced spectral width are used when compared to the RODT light source. While the present invention provides for the installation of remote sensors only, the reflective elements herein are used as an integral part of an optical system further comprising an optical amplifier, a circulator, an optical receiver and an additional fiber optic path for directing, detect and carry the monitoring signal reflected by the reflective elements (Bragg networks) back to where the monitor itself is located. The technique proposed in the document also differs from the invention in that the monitor used herein is not an RODT, but an optical spectrum analyzer; the reflective elements are comprised of a single Bragg network and the need to allocate a wavelength or monitoring channel for each reflective element used in the network; instead of using a dedicated light source located at a central point in the network, it takes advantage of the noise generated by erbium doped fiber amplifiers to act on the reflective elements; and further by detecting the monitoring signal generated in the amplifier and reflected by the Bragg networks is detected locally next to each amplifier, unlike the present invention where the signal processed by the remote sensors is generated, detected and processed remotely in the RODT
[19] A patente US 6512610 descreve um sistema de monitorização baseado em RODT e elementos reflectivos (redes de Bragg) para aplicação numa rede ponto-multiponto com estrutura em árvore (a topologia mais vulgarmente usada em redes ópticas passivas de acesso). Este documento difere da presente invenção na medida em que se baseia no cálculo da atenuação produzida pela distância de fibra entre dois pontos de referência, e na comparação posterior com dados obtidos antes da ocorrência de falhas, para um só comprimento de onda ou canal de monitorização, sendo os elementos re- flectivos constituídos por uma só rede de Bragg. Difere-se por conseguinte da presente invenção, cujo método se baseia na análise e comparação de traços de RODT para mais do que um comprimentos de onda ou canais de monitorização distintos, e cujos sensores remotos podem ser constituído por mais do que uma rede de Bragg, podendo transmitir ou reflectir (total ou parcialmente) diferentes canais de monitorização. Além disso, na invenção proposta a análise dos sinais de monitorização que são processados pelos sensores remotos , com o objectivo de detectar e identificar falhas físicas, é realizada em ambos os domínios do tempo e da frequência, ao contrário da técnica descrita no documento onde essa análise é realizada somente no domínio do tempo. [19] US 6512610 describes an RODT-based monitoring system and reflective elements (Bragg networks) for application to a tree-structure multipoint point network (the topology most commonly used in passive optical access networks). This document differs from the present invention in that it is based on calculating the attenuation produced by the fiber distance between two comparisons with data obtained before failures for a single wavelength or monitoring channel, the reflective elements being made up of a single Bragg network. It therefore differs from the present invention, whose method is based on analyzing and comparing RODT traces for more than one distinct wavelength or monitoring channel, and whose remote sensors may consist of more than one Bragg network. and may transmit or reflect (wholly or partially) different monitoring channels. Furthermore, in the proposed invention the analysis of monitoring signals that are processed by remote sensors for the purpose of detecting and identifying physical faults is performed in both time and frequency domains, unlike the technique described in the document where it is detected. analysis is performed only in the time domain.
[20] A patente EP 1578038 descreve um método e um dispositivo para realizar RODT em redes ópticas em tempo real. O reflectómetro é colocado no gabinete central da rede óptica de acesso. Este método foi desenvolvido para redes com topologia em árvore. Enquanto o sistema óptico da presente invenção é constituído por sensores remotos fixos e passivos localizados em pontos intermédios e terminais da rede, neste documento são colocados elementos reflectivos comutáveis (activos, que necessitam de um sistema de controlo/actuação electrónico) em cada terminação da rede junto dos utilizadores. Cada elemento reflectivo comutável reflecte ou não luz num só comprimento de onda (consoante o sinal de controlo que recebe e processa), ao contrário dos sensores remotos considerados na presente invenção.  [20] EP 1578038 describes a method and device for performing RODT in real-time optical networks. The reflectometer is placed in the central office of the optical access network. This method was developed for tree topology networks. While the optical system of the present invention is comprised of fixed and passive remote sensors located at network midpoints and terminals, switchable reflective elements (active, requiring an electronic control / actuation system) are placed at each network termination. with users. Each switchable reflective element reflects or not light at a single wavelength (depending on the control signal it receives and processes), unlike the remote sensors considered in the present invention.
[21] A patente US 7206478 descreve um método de monitorização de falhas físicas numa rede óptica baseado na análise de espectro em frequência. Como tal, difere da presente invenção dado que a recepção do sinal de monitorização é feita com base num analisador de espectro óptico e não num RODT. Os sinais da banda de monitorização são alocados numa banda diferente daquela que é usada para transmissão de tráfego, tal como na maioria dos métodos similares. A fonte de luz usada é local e trata-se de um amplificador óptico de semicondutor, ao contrário do sistema óptico aqui proposto, onde a geração, recepção e processamento do sinal de monitorização é feito pelo RODT (localizado num ponto central da rede) e pela inserção de sensores remotos . Tal como em alguns dos métodos anteriores, redes de Bragg com comprimentos de onda distintos são colocadas nas terminações junto aos utilizadores e funcionam como elementos reflectivos do sinal de monitorização. A presença ou não das reflexões produzidas por estes elementos reflectivos permite realizar a detecção de falhas físicas. Na invenção proposta a análise dos sinais de monitorização que são processados pelos sensores remotos é realizada em ambos os domínios do tempo e da frequência, ao contrário da técnica descrita no documento onde essa análise é realizada somente no domínio da frequência. Como tal, esta última só permite detectar a ocorrência de falhas, ao contrário da invenção que permite detectar, identificar e localizar falhas críticas. [21] US 7206478 describes a method of monitoring physical failures in an optical network based on frequency spectrum analysis. As such, it differs from the present invention in that monitoring signal reception is based on an optical spectrum analyzer rather than an RODT. The monitoring band signals are allocated in a different band than that used for traffic transmission, as in most similar methods. The light source used is local and is a semiconductor optical amplifier, unlike the optical system proposed here, where the generation, reception and processing of the monitoring signal is done by the RODT (located at a central point of the network) and by inserting remote sensors. As in some of the previous methods, Bragg networks with different wavelengths are placed at the terminations with the users and act as reflective elements of the monitoring signal. The presence or absence of the reflections produced by these reflective elements allows the detection of physical faults. In the proposed invention the analysis of monitoring signals that are processed by remote sensors is performed in both time and frequency domains, unlike the technique described in the document where such analysis is performed only in the frequency domain. As such, the latter can only detect the occurrence of failures, unlike the invention which allows to detect, identify and locate critical faults.
[22] A patente EP 1772979 descreve um sistema de monitorização baseado em RODT embebido no hardware das terminações ópticas junto aos utilizadores. A sua principal vantagem consiste na reutilização de componentes ópticos que já existem na rede (transmissores e receptores), ao contrário da presente invenção onde o hardware de RODT é totalmente independente do hardware usado para transmissão/recepção dos sinais de dados. Neste documento, os comprimentos de onda ou canais de  [22] EP 1772979 describes an RODT-based monitoring system embedded in optical termination hardware with users. Its main advantage is the reuse of optical components that already exist in the network (transmitters and receivers), unlike the present invention where RODT hardware is totally independent of the hardware used for transmitting / receiving data signals. In this document, the wavelengths or channels of
monitorização são os mesmos alocados para transmissão de tráfego, ao contrário do sistema óptico da invenção que opera sobre uma banda espectral completamente distinta da que está alocada para transmissão de dados. Logo, a técnica descrita no documento acarreta uma diminuição significativa da liberdade temporal para realizar operações de monitorização, sendo esta uma restrição que não existe na presente invenção. Outro aspecto que diferencia o documento da invenção é o facto do primeiro não visar a inserção de sensores remotos como parte integrante do sistema óptico de monitorização.  The monitoring systems are the same as those allocated for traffic transmission, unlike the optical system of the invention which operates on a completely different spectral band than that allocated for data transmission. Thus, the technique described in the document entails a significant decrease in the temporal freedom to perform monitoring operations, a restriction not existing in the present invention. Another aspect that differentiates the invention is that the former does not aim at the insertion of remote sensors as an integral part of the optical monitoring system.
[23] A patente US 0062408 descreve um método de RODT para redes ópticas passivas de acesso com estrutura em árvore, baseado no uso de um RODT em conjugação com um analisador de espectro óptico (ou, em alternativa, um desmultiplexador, um comutador e um fotodetector). O sistema óptico da invenção aqui descrita não inclui um analisador de espectro óptico. Elementos reflectivos com comprimentos de onda distintos, em conjunto com elementos de by-pass, são colocados nas terminações ópticas junto aos utilizadores. Tal como noutros métodos descritos previamente é a presença dos sinais reflectidos que indica a presença de falhas na rede. O RODT é usado para determinar a localização exacta da falha. Enquanto que na invenção o sistema óptico constituído pelo RODT e por sensores remotos é usado para proceder simultaneamente à detecção, identificação e localização de falhas físicas, no documento o RODT é usado para a detecção das falhas e o analisador de espectro óptico (ou equipamento semelhante) é usado para identificar e localizar em que ramo da rede, estruturada em árvore, ocorreu a falha.  [23] US 0062408 describes an RODT method for tree structure passive access optical networks based on the use of an RODT in conjunction with an optical spectrum analyzer (or alternatively a demultiplexer, a switch and a photodetector). The optical system of the invention described herein does not include an optical spectrum analyzer. Reflective elements with different wavelengths, together with bypass elements, are placed at the optical terminations with the users. As with other previously described methods, the presence of reflected signals indicates the presence of network failures. RODT is used to determine the exact location of the fault. While in the invention the optical system consisting of the RODT and remote sensors is used to simultaneously detect, identify and locate physical faults, in the document the RODT is used for fault detection and the optical spectrum analyzer (or similar equipment). ) is used to identify and locate in which branch of the tree-structured network the fault occurred.
[24] A patente US 6771358 descreve um método de RODT para redes ópticas estruturadas em árvore. Elementos reflectivos baseados em filtros ópticos são novamente usados como identificadores dos diferentes ramos de fibra óptica. Neste método, os elementos reflectivos são colocados logo após o acoplador em estrela, no início de cada ramo. É através do cálculo da distribuição longitudinal da atenuação do sinal de monitorização em cada ramo de fibra óptica, que é efectuada a detecção de falhas. A técnica descrita no documento prevê o uso de elementos reflectivos, sendo que a cada um deles é alocado um comprimento de onda ou canal de monitorização distinto. Logo, a invenção difere do documento na medida em que cada sensor remoto pode reagir a mais do que um comprimento de onda ou canal de monitorização, e que conjuntos de dois ou mais sensores remotos podem reagir ao mesmo comprimento de onda da fonte de luz do RODT. [24] US 6771358 describes an RODT method for tree-structured optical networks. Reflective elements based on optical filters are again used as identifiers of the different fiber optic branches. In this method, the reflective elements are placed just after the star coupler at the beginning of each branch. It is by calculating the longitudinal distribution of the monitoring signal attenuation in each fiber optic branch that fault detection is performed. The technique described in the document provides for the use of reflective elements, each of which is allocated a distinct wavelength or monitoring channel. Thus, the invention differs from the document in that each remote sensor may react to more than one wavelength or monitoring channel, and that sets of two or more remote sensors may react to the same wavelength as the light source of the RODT
Descrição detalhada do invento  Detailed Description of the Invention
[25] Após um estudo aprofundado do estado da técnica relativamente às técnicas de  [25] Following an in-depth study of the state of the art in relation to techniques of
monitorização para redes ópticas de acesso, baseadas em medidas de RODT e na adição de elementos reflectivos à estrutura da rede, foram encontradas algumas limitações relativas à sua implementação concreta no contexto actual das redes ópticas de acesso. Considera-se que a técnica anterior de RODT é baseada na adição de elementos reflectivos em certos pontos da rede de fibra óptica. Cada um destes elementos reflectivos possui um só comprimento de onda de reflexão central e reage a um só comprimento de onda ou canal de monitorização. O conjunto de elementos reflectivos pode ser operado com recurso a um só canal de monitorização ou a vários canais de monitorização. Estes elementos reflectivos são, na maioria dos casos, redes de difracção de Bragg gravadas em fibra óptica. O RODT pode utilizar uma fonte de luz sintonizável em comprimento de onda ou uma fonte de luz com uma largura espectral bastante larga. Ao alocar um e um só comprimento de onda distinto para cada rede de Bragg (e para cada elemento reflectivo), é necessário alocar uma elevada banda espectral para monitorização e, consequentemente, a primeira solução envolve o uso de uma fonte de luz de custo elevado. A segunda solução implica a existência de elementos de desmultiplexagem/multiplexagem em comprimento de onda ou de amplificadores ópticos em pontos intermédios da rede a monitorizar, o que restringe o campo de aplicação da técnica anterior de RODT.  Monitoring for optical access networks, based on RODT measurements and the addition of reflective elements to the network structure, some limitations were found regarding their concrete implementation in the current context of optical access networks. The prior art of RODT is considered to be based on the addition of reflective elements at certain points of the fiber optic network. Each of these reflective elements has a single central reflection wavelength and reacts to a single wavelength or monitoring channel. The set of reflective elements may be operated using a single monitoring channel or multiple monitoring channels. These reflective elements are, in most cases, fiber-optically engraved Bragg diffraction grids. The RODT can use either a wavelength tunable light source or a light source with a very wide spectral width. By allocating one and only one distinct wavelength to each Bragg network (and each reflective element), a high spectral band must be allocated for monitoring, and therefore the first solution involves the use of a high cost light source. . The second solution involves the existence of wavelength demultiplexing / multiplexing elements or optical amplifiers at midpoints of the network to be monitored, which restricts the field of application of the prior art RODT.
[26] Na técnica anterior, a estratégia de monitorização baseia-se na identificação dos  [26] In the prior art, the monitoring strategy is based on the identification of
eventos reflectivos, causados pelas redes de Bragg, no traço de RODT obtido ou na medida efectuada com um analisador de espectro para os vários comprimentos de onda (em simultâneo ou de forma sucessiva), como forma de verificar a conectividade e o bom estado físico entre dois pontos diametralmente opostos da rede que definem um caminho óptico. De uma forma simplista, se um dado evento reflectivo não estiver presente no espectro óptico reflectido por dispersão de Rayleigh e originado pelas reflexões de Fresnel, ou se o traço de RODT apresentar variações de atenuação quando comparado com traços anteriores, significa que existe uma falha física no caminho óptico entre o RODT e a rede de Bragg colocada no final ou num ponto intermédio desse caminho. É assumido que existe um só elemento reflectivo (uma só rede de Bragg) por cada caminho óptico. A falha física pode então ser localizada, dado que a técnica analisa a potência reflectida por dispersão de Rayleigh no domínio temporal, e o tempo de viagem do pulso é convertido em distância. [27] Quando se considera um elevado número de utilizadores finais e/ou longo alcance geográfico, o elevado número de ramos da rede é um importante factor limitativo para a aplicação deste tipo de técnicas de RODT. Torna-se, por isso, imperativo conseguir um método de monitorização que seja espectralmente eficiente, ocupando a menor banda espectral possível. Por exemplo, a sua aplicação numa rede estrutura em árvore com múltiplos níveis de hierarquia torna-se complexa, sendo difícil identificar univocamente a secção de fibra onde a falha ocorreu e a sua localização. A complexidade de uma topologia de rede traduz-se num número elevado de secções de fibra, de terminações e/ou níveis de hierarquia. Quanto maior for essa complexidade maiores serão os custos inerentes à utilização da técnica anterior de RODT: implica uma elevada banda espectral ocupada para efeitos de monitorização, que poderia ser utilizada para transmissão de tráfego; consequentemente, implica também uma maior gama de sintonização em comprimento de onda para a fonte de luz do RODT, o que o torna ainda mais caro. Além disso, é desejável um método que possa ser aplicado tanto em redes em árvore, como em redes em anel, como em topologias híbridas. reflective events, caused by Bragg networks, on the RODT trace obtained or as measured with a spectrum analyzer for the various wavelengths (simultaneously or successively) as a means of verifying connectivity and good physical state between two diametrically opposed points of the network that define an optical path. Simply put, if a given reflective event is not present in the Rayleigh scatter reflected optical spectrum and originated by the Fresnel reflections, or if the RODT trace shows attenuation variations compared to previous dashes, then a physical fault exists. on the optical path between the RODT and the Bragg network placed at or at the end of that path. It is assumed that there is only one reflective element (one Bragg network) per optical path. Physical failure can then be localized, as the technique analyzes the power reflected by Rayleigh scattering in the time domain, and the pulse travel time is converted to distance. [27] When considering a high number of end users and / or long geographical reach, the high number of network branches is an important limiting factor for the application of this type of RODT techniques. It is therefore imperative to achieve a spectrally efficient monitoring method occupying the smallest possible spectral band. For example, its application in a tree structure network with multiple levels of hierarchy becomes complex, making it difficult to uniquely identify the fiber section where the fault occurred and its location. The complexity of a network topology translates into a high number of fiber sections, terminations and / or hierarchy levels. The greater this complexity, the greater the costs inherent in using the prior art RODT: it implies a high spectral band occupied for monitoring purposes, which could be used for traffic transmission; consequently, it also implies a wider wavelength tuning range for the RODT light source, which makes it even more expensive. In addition, a method that can be applied to both tree networks, ring networks, and hybrid topologies is desirable.
[28] Por questões de compatibilidade entre redes actuais e redes futuras, ou até mesmo para facilitar operações de actualização da rede, um método de RODT que não implique nenhuma alteração da arquitectura de rede e que não dependa dos componentes que a constituem é o mais adequado. Por exemplo, em alguns métodos é também usado um analisador espectral para detectar o sinal de monitorização (em conjunto ou não com um RODT), diferenciando-o em comprimento de onda, com o intuito de identificar as reflexões produzidas por diferentes elementos reflecti vos. O RODT e/ou o analisador espectral estão normalmente localizados no gabinete central da rede, funcionando como um subsistema de monitorização centralizado. Embora nalguns dos documentos apresentados relativos à técnica anterior, a detecção e posterior conversão do domínio óptico para o eléctrico do sinal de monitorização seja realizada localmente (junto aos elementos reflectivos) e não remotamente a partir do gabinete central da rede. Inclusive, nalguns desses documentos, mesmo recorrendo à inserção de elementos reflectivos, é necessário instalar malhas de retorno ou caminhos de fibra óptica dedicados somente ao transporte do sinal de monitorização para o local onde este é processado (através de um RODT, de um analisador de espectro ou de ambos). A invenção evita a instalação dispendiosa destes caminhos ópticos dedicados exclusivamente à monitorização da rede, dado que opera directamente sobre a infra- estrutura de fibra usada para o transporte de tráfego de carga paga. Além disso, a aplicação da invenção não implica a presença de componentes de rede tais como amplificadores ópticos ou multiplexadores/desmultiplexadores a operar o comprimento de onda, nem influencia a transmissão de tráfego.  [28] For reasons of compatibility between current and future networks, or even to facilitate network upgrade operations, an RODT method that does not imply any change in network architecture and does not depend on the components that make it up is the most appropriate. For example, in some methods a spectral analyzer is also used to detect the monitoring signal (in conjunction or not with an RODT) by differentiating it into wavelength in order to identify the reflections produced by different reflecting elements. The RODT and / or spectral analyzer is typically located in the network central office, acting as a centralized monitoring subsystem. Although in some of the prior art documents presented, the detection and further conversion of the optical to electrical domain of the monitoring signal is performed locally (near the reflective elements) and not remotely from the central office of the network. Even in some of these documents, even using reflective elements, it is necessary to install return loops or fiber optic paths dedicated only to transport the monitoring signal to the place where it is processed (through an RODT, a or both). The invention avoids the costly installation of these optical paths dedicated solely to network monitoring as it operates directly over the fiber infrastructure used for the transport of paid cargo traffic. In addition, the application of the invention does not imply the presence of network components such as optical amplifiers or wavelength multiplexers / demultiplexers, nor does it influence traffic transmission.
[29] Contudo, o critério mais importante para a implementação de um sistema de monitorização em redes de acesso, com viabilidade tecnológica e comercial, é indubitavelmente o custo, o qual se traduz a vários níveis: investimento inicial relativo à instalação e ao custo do próprio sistema óptico de monitorização, banda espectral ocupada, tempo necessário e capacidade para monitorizar toda a rede, consequências para a transmissão simultânea de tráfego e número/tipo de falhas físicas não detectáveis. [29] However, the most important criterion for the implementation of a Monitoring in access networks, with technological and commercial viability, is undoubtedly the cost, which translates into several levels: initial investment in the installation and cost of the optical monitoring system itself, busy spectrum band, time required and ability to monitor network-wide, consequences for simultaneous traffic transmission, and number / type of undetectable physical failures.
[30] O método de RODT que é objecto deste invento constitui uma solução para estes problemas. O sistema óptico baseia-se na colocação de um RODT num ponto central da rede, para interrogação da rede óptica, e para o processamento da informação embebida no sinal de monitorização reflectido, traduzindo-a em valores de atenuação de potência óptica versus distância em fibra. Este RODT tem a capacidade de enviar luz em mais o que um comprimento de onda, sendo que cada comprimento de onda corresponde a um canal de monitorização. Considera-se que o espaçamento entre canais de monitorização é tipicamente igual ou menor a 1 nm, para o caso de um laser sintonizável em comprimento de onda. Embora esta seja a abordagem preferida, também é possível e economicamente viável, o uso de um conjunto de lasers fixos (para o caso de redes de médio alcance, mas com um número não muito elevado de caminhos ópticos) ou sintonizáveis (para o caso de redes de curto ou médio alcance, com um número bastante elevado de caminhos ópticos). A escolha do comprimento de onda central dos canais de monitorização no contexto das redes ópticas de acesso recai tipicamente em comprimentos de onda longos, cuja atenuação devido à sua propagação em fibra óptica é reduzida. Tipicamente, no caso de redes ópticas de acesso, os canais de monitorização são alocados na banda U (1625nm a 1675nm), dado que é previsível que a bandas L (1565nm a 1625nm), a banda C (1535nm a 1565nm) e outras de comprimento de onda mais curtos, estejam já alocadas para transmissão de tráfego ou outras funções da rede.  [30] The RODT method that is the subject of this invention provides a solution to these problems. The optical system is based on placing an RODT at a network center point for interrogation of the optical network, and for processing the information embedded in the reflected monitoring signal, translating it into optical power attenuation versus fiber distance values . This RODT has the ability to send light in more than one wavelength, each wavelength corresponding to a monitoring channel. Monitoring channel spacing is typically considered to be 1 nm or less for a tunable wavelength laser. Although this is the preferred approach, it is also possible and economically viable to use a set of fixed lasers (for medium range networks but not too many optical paths) or tunable lasers (for short or medium range networks with a very large number of optical paths). The choice of the central wavelength of the monitoring channels in the context of optical access networks typically falls on long wavelengths, the attenuation of which due to their spread on optical fiber is reduced. Typically, in the case of optical access networks, the monitoring channels are allocated in the U band (1625nm to 1675nm), as it is expected that the L bands (1565nm to 1625nm), the C band (1535nm to 1565nm) and others of shorter wavelengths are already allocated for traffic transmission or other network functions.
[31] Procede-se à adição de sensores remotos em todos os pontos críticos da rede,  [31] Remote sensors are added to all critical points in the network,
nomeadamente, todos os pontos terminais de um nível de hierarquia da rede, o que é equivalente a adicionar um sensor remoto por secção de fibra. Assim, a invenção aqui proposta oferece uma solução de optimização do número de comprimentos de onda ou canais necessários para monitorizar todas as secções de fibra individuais de uma rede, para além de resolver a ambiguidade nas operações de detecção, identificação e localização de falhas físicas decorrentes do uso de um RODT convencional. Os sensores remotos usados, e a sua disposição na rede a monitorizar, diferem dos da técnica anterior. Os sensores remotos usados na invenção reagem a mais do que um comprimento de onda que, daqui em diante, designaremos somente por canal de monitorização. Isto é conseguido , por exemplo, com recurso a redes de Bragg com múltiplos desvios de fase ('phase-shifted' ou 'multiple phase-shift') ou à concatenação de redes de Bragg uniformes. O uso deste tipo de sensores remotos permite uma poupança significativa da banda espectral para monitorização. Como as redes com iguais características espectrais podem ser reutilizadas para referenciar mais do um ponto-chave da rede, se a sua localização respeitar um dado conjunto de condições, este método apresenta ainda maior eficiência espectral. Adicionalmente, ao usar um menor número de canais de monitorização, menor é o tempo necessário para se proceder à monitorização de todos os caminhos ópticos que constituem a rede. namely, all endpoints of a network hierarchy level, which is equivalent to adding one remote sensor per fiber section. Thus, the invention proposed herein offers a solution for optimizing the number of wavelengths or channels required to monitor all individual fiber sections of a network, as well as resolving ambiguity in the detection, identification and location of physical faults arising from physical faults. of using a conventional RODT. The remote sensors used, and their arrangement in the network to be monitored, differ from those of the prior art. The remote sensors used in the invention react to more than one wavelength which we will hereinafter refer to as the monitoring channel. This is achieved, for example, by using phase-shifted or multiple phase-shift Bragg networks or concatenation. of uniform Bragg nets. The use of this type of remote sensors allows significant savings of the spectral band for monitoring. Since networks with equal spectral characteristics can be reused to reference more than one key point of the network, if their location meets a given set of conditions, this method has even greater spectral efficiency. In addition, when fewer monitoring channels are used, less time is required to monitor all optical paths that make up the network.
[32] Além de minimizar o custo associado ao tempo de medida e à banda espectral [32] In addition to minimizing cost associated with measurement time and spectral band
ocupada para monitorização, este método de RODT permite o uso de uma fonte de luz, concretamente um laser, de baixo custo, com comprimento de onda sintonizável (em temperatura ou em corrente, por exemplo) numa gama reduzida. Um exemplo concreto é um laser 'coarse DFB', sintonizável por temperatura, numa gama típica entre 2 a 10 nm. É de notar que os lasers sintonizáveis dispendiosos apresentam normalmente gamas de sintonização tipicamente na ordem de 20nm a lOOnm. A redução de custo do RODT relativamente à sua fonte de luz é ainda apoiado pelo facto de se poder utilizar um laser de baixa potência (potência média típica com sinal contínuo até 10 mW), e preferencialmente um laser de semicondutor, mas não limitado a esta tecnologia, dado que o campo de aplicação deste método de RODT é restrito a redes de fibra óptica de médio ou curto alcance (tipicamente centenas de metros a muitas dezenas de quilómetros). Adicionalmente, pelo facto de se usarem sensores remotos baseados em redes de difracção de Bragg como pontos de demarcação espacial, os quais reagem a mais do que um canal de monitorização, o problema resultante do compromisso entre a resolução e a gama dinâmica do RODT é eliminado, dado que se torna possível identificar falhas físicas mesmo quando a resolução de RODT é demasiado elevada, causando a sobreposição de eventos reflectivos. Isto significa que se podem utilizar valores de resolução de RODT elevados sem prejudicar a sua performance na detecção de falhas, o que permite usufruir de uma maior gama dinâmica de medida e/ou relaxar os requisitos ao nível da sensibilidade do fotodetector do RODT. A redução substancial do custo do sistema de RODT é um avanço significativo do método aqui proposto face aos métodos descritos nos documentos apresentados anteriores e também presentes na literatura.  Occupied for monitoring, this RODT method allows the use of a light source, namely a laser, of low cost, tunable wavelength (in temperature or current, for example) in a reduced range. A concrete example is a temperature tunable coarse DFB laser in a typical range of 2 to 10 nm. It is to be noted that expensive tunable lasers typically have tuning ranges typically in the order of 20nm to 100nm. The cost reduction of the RODT relative to its light source is further supported by the fact that a low power laser (typical average power with continuous signal up to 10 mW) can be used, and preferably a semiconductor laser, but not limited to it. technology, as the field of application of this RODT method is restricted to medium or short range fiber optic networks (typically hundreds of meters to many tens of kilometers). In addition, because remote sensors based on Bragg diffraction grids are used as spatial demarcation points, which react to more than one monitoring channel, the problem resulting from the compromise between RODT resolution and dynamic range is eliminated. , as it becomes possible to identify physical failures even when the RODT resolution is too high, causing reflective events to overlap. This means that high RODT resolution values can be used without impairing their fault detection performance, allowing you to enjoy a wider dynamic range and / or relax the requirements of the RODT photodetector sensitivity. The substantial reduction in the cost of the RODT system is a significant advance of the method proposed here compared to the methods described in the documents presented above and also present in the literature.
[33] Outro factor de distinção da invenção é o facto dos sensores remotos não operarem somente como elementos de reflexão de potência para um dado canal de  [33] Another distinguishing factor of the invention is that remote sensors do not operate solely as power reflection elements for a given input channel.
monitorização, mas também como elementos de transmissão. A informação espectral é usada para criar um código em amplitude: cada rede de Bragg pode reflectir (total ou parcialmente, dependendo da sua localização) ou transmitir um dado canal de monitorização. Cada sensor remoto possui uma ou mais redes de Bragg. Ao realizar os sensores remotos com redes com múltiplos desvios de fase, por exemplo, é possível imprimir um código em amplitude para vários canais de monitorização com uma só rede de Bragg. No caso de se usarem redes de Bragg uniformes, deve-se concatenar as diversas redes, com perfil espectral alocado a distintos canais de monitorização, o que é possível de concretizar num só componente (um processo realizável na prática através da gravação, ligeiramente espaçada das redes de difracção na mesma fibra óptica). but also as transmission elements. Spectral information is used to create an amplitude code: each Bragg network can reflect (wholly or partially, depending on its location) or transmit a given monitoring channel. Each remote sensor has one or more Bragg networks. When making remote sensors with networks with multiple phase shifts, for example, it is possible to print an amplitude code for multiple monitoring channels with a single Bragg network. If uniform Bragg networks are used, the various networks with a spectral profile allocated to different monitoring channels must be concatenated, which can be achieved in one single component (a practically achievable recording process, slightly spaced from the diffraction grids on the same optical fiber).
[34] Ao observar o traço de RODT, obtido com um dado canal de monitorização, observamos uma assinatura, passível de ser analisada no domínio do tempo e no domínio da frequência, e que é única para cada caminho da rede e para cada uma das secções de fibra que o constituem. A ocorrência de falhas é detectada quando se observa essa assinatura no domínio temporal, através do uso do RODT, e se procede à posterior comparação de pelo menos uma assinatura num dado canal de monitorização com a tabela, que especifica o perfil espectral dos sensores remotos e que define o tipo de eventos que os sensores remotos geram para cada canal de monitorização. Esta estratégia de monitorização permite detectar mais rapidamente falhas físicas, uma vez que os sensores remotos usados reutilizam, mediante certas condições, os mesmos canais de monitorização.  [34] Looking at the RODT trace obtained with a given monitoring channel, we observed a signature, which can be analyzed in the time domain and the frequency domain, which is unique for each network path and each fiber sections that make it up. Failure is detected by observing this signature in the temporal domain using RODT, and then comparing at least one signature on a given monitoring channel with the table, which specifies the spectral profile of the remote sensors and which defines the type of events that remote sensors generate for each monitoring channel. This monitoring strategy makes it possible to detect physical failures faster as the remote sensors used reuse the same monitoring channels under certain conditions.
[35] Adicionalmente, o método proposto permite por exemplo implementar um sistema simples e rápido de identificação de secções de fibra ou de caminhos ópticos com múltiplas secções de fibra (as secções de fibra podem ser comuns a mais do que um caminho óptico), muito útil em operações de reparação ou de substituição, especialmente quando existem múltiplas secções de fibra agregadas fisicamente num mesmo cabo. Eventualmente, a fonte de luz do RODT poderá operar em modo contínuo, isto é, sem geração de pulsos, para executar a monitorização da rede com ainda maior rapidez.  [35] In addition, the proposed method allows for example to implement a simple and fast system for identifying fiber sections or optical paths with multiple fiber sections (fiber sections may be common to more than one optical path), very useful in repair or replacement operations, especially when there are multiple physically bundled fiber sections on the same cable. Eventually, the RODT light source can operate in continuous mode, ie without pulse generation, to perform network monitoring even faster.
[36] O método de RODT proposto pode ser aplicado a qualquer tipo de topologia e arquitectura de rede óptica de acesso, independentemente dos componentes que a constituem. A detecção e localização de falhas físicas, com a técnica de RODT proposta, não requerem a existência a priori de informação de RODT obtida na fase de instalação da rede: basta o conhecimento da topologia base da rede. As medidas efectuadas são relacionadas somente com essa informação topológica, i.e. número e comprimento de secções de fibra e localização de níveis de hierarquia.  [36] The proposed RODT method can be applied to any type of optical access network topology and architecture regardless of its constituent components. Detecting and locating physical faults with the proposed RODT technique does not require the prior existence of RODT information obtained in the network installation phase: knowledge of the base network topology is sufficient. The measurements made are related only to this topological information, i.e. number and length of fiber sections and location of hierarchy levels.
[37] Como a banda espectral, alocada para o sinal de monitorização, é diferente da  [37] Since the spectral band allocated for the monitoring signal is different from
alocada para transmissão de tráfego, quando necessário, o acoplamento do RODT à rede pode ser realizada de forma muito simples em qualquer tipo de rede através de um elemento óptico que permita acoplar o sinal de monitorização gerado pela fonte de luz do RODT e desacoplar o sinal de monitorização reflectido pela rede e pelos sensores remotos. O elemento de acoplamento/desacoplamento é colocado tipicamente na primeira secção de fibra da rede, logo após as ligações de todo o equipamento e transmissão/recepção dos sinais de tráfego. O componente óptico capaz de realizar o acoplamento/desacoplamento do sinal de monitorização à rede pode ser um circulador óptico, um acoplador WDM ou um acoplador divisor de potência, com uma razão de acoplamento que é tipicamente entre 10% a 50%. Caso exista transmissão simultânea de tráfego ou de outro tipo de sinais ópticos na rede com os sinais de monitorização, deve-se adicionar também um componente óptico junto ao receptor do RODT que filtre o sinal de monitorização por forma a que este não seja contaminado ou mascarado pela presença dos outros sinais que se propagam na rede, e que também geram dispersão por Rayleigh e reflexões de Fresnel. O filtro deve possuir tipicamente uma característica passa-banda, que rejeite somente os sinais de tráfego, deixando passar os sinais de monitorização, e pode ser realizado em várias tecnologias tais como, redes de Bragg, filtros 'add/drop', 'arrayed-waveguide gratings', entre outras. Eventualmente, e quando necessário, o elemento de acoplamento/desacoplamento do RODT à rede e o elemento opcional de filtragem óptica junto do receptor do RODT podem ser um só componente óptico (como por exemplo, o caso de um acoplador WDM que opera em pelo menos bandas espectrais distintas). allocated for traffic transmission, when necessary, the coupling of the RODT to the network can be performed very simply on any type of network through an optical element that allows the monitoring signal generated by the RODT light source to be coupled and the signal to be decoupled. network and remote sensors. The coupling / uncoupling element is typically placed in the first fiber section of the network, right after the connections of all equipment and transmission / reception of traffic signals. The optical component capable of coupling / uncoupling the monitoring signal to the network may be an optical circulator, a WDM coupler or a power divider coupler, with a coupling ratio that is typically between 10% to 50%. If there is simultaneous transmission of traffic or other optical signals on the network with the monitoring signals, an optical component must also be added next to the RODT receiver that filters the monitoring signal so that it is not contaminated or masked. by the presence of other signals that propagate in the network, which also generate Rayleigh dispersion and Fresnel reflections. The filter should typically have a bandpass feature, which rejects only traffic signals, letting the monitoring signals pass, and can be performed on various technologies such as Bragg networks, 'add / drop', 'arrayed-' filters. waveguide gratings', among others. The RODT mating / uncoupling element and the optional optical filtering element next to the RODT receiver may eventually be a single optical component (such as a WDM coupler operating on at least distinct spectral bands).
[38] As limitações do método proposto estão sobretudo relacionadas com: (i) as perdas por inserção dos sensores remotos ; (ii) a banda espectral disponível para efeitos de monitorização; (iii) o número e comprimento máximo das secções de fibra, que é sobretudo dependente das características do RODT, nomeadamente da sua gama dinâmica de medida que, por sua vez, depende da resolução espacial do RODT e da energia dos pulsos transmitidos.  [38] The limitations of the proposed method are mainly related to: (i) insertion losses of remote sensors; (ii) the spectral band available for monitoring purposes; (iii) the number and maximum length of fiber sections, which is mainly dependent on the characteristics of the RODT, namely its dynamic range of measurement, which in turn depends on the spatial resolution of the RODT and the energy of the transmitted pulses.
[39] Entenda-se que nem todos os tipos de falhas físicas, que podem ocorrer numa rede de fibra óptica, são contemplados pelo método de monitorização por RODT proposto. Somente as falhas mais críticas, que prejudicam a conectividade física nos caminhos ópticos, tais como: cortes de fibra, conectores por ligar ou dobras de fibra severas. Pequenos aumentos de perdas por inserção em componentes ópticos, só podem ser detectados quando a qualidade do traço de RODT permite a interpretação de pequenas variações da potência reflectida por dispersão de Rayleigh, o que pode não ocorrer na totalidade dos casos. Para a realização deste tipo de medidas é necessário proceder à comparação de medidas actuais de RODT com a informação de RODT obtida na fase de instalação da rede. Embora o sistema óptico da presente invenção permita realizar a completa caracterização, com resolução elevada, de um dado caminho óptico (logo também pode ser usado na certificação de redes aquando da sua instalação ou reparação), a detecção destes eventos, normalmente causados por processos de envelhecimento de componentes ou substituição de novas secções de fibra ou componentes, é realizada como operação secundária. A função prioritária do sistema óptico da invenção é supervisionar o estado físico de uma rede complexa, para efectuar a detecção, identificação e localização de falhas físicas críticas com a maior rapidez e precisão possíveis. Outro aspecto a ter em conta, é o facto dos cortes de fibra resultarem normalmente em eventos não reflectivos (quando muito poderão resultar em eventos reflectivos com reduzida reflectância) e são, por esse motivo, de difícil detecção. O valor máximo de reflectância causado por uma falha crítica determina o valor mínimo de reflectividade para as redes de Bragg que constituem os sensores remotos do sistema óptico, quando estes são colocados em pontos intermédios da rede e/ou se encontram numa configuração em série. Quando os sensores remotos são colocados em pontos extremos (terminais) dos caminhos ópticos da rede e/ou quando os sensores remotos se encontram numa configuração em paralelo, a sua reflectividade pode e deve ser mais elevada desde que não cause a saturação do fotodetector do RODT. [39] It is understood that not all types of physical failures that may occur in a fiber optic network are covered by the proposed RODT monitoring method. Only the most critical faults that impair physical connectivity in optical paths such as fiber cuts, unconnected connectors or severe fiber bends. Minor increases in insertion losses in optical components can only be detected when the RODT trace quality allows for the interpretation of small variations in Rayleigh scatter reflected power, which may not occur in all cases. In order to carry out this type of measurements it is necessary to compare current RODT measurements with the RODT information obtained at the network installation stage. Although the optical system of the present invention allows the complete high resolution characterization of a given optical path (thus it can also be used in network certification when installing or repairing), the detection of these events, usually caused by scanning processes. aging of components or replacement of new fiber sections or components is performed as a secondary operation. The priority function of the optical system of the The invention is to supervise the physical state of a complex network to detect, identify and locate critical physical faults as quickly and accurately as possible. Another consideration is that fiber cuts usually result in non-reflective events (at most they may result in low reflectance reflective events) and are therefore difficult to detect. The maximum reflectance value caused by a critical failure determines the minimum reflectivity value for Bragg grids that make up the remote sensors of the optical system when they are placed at midpoints of the grid and / or are in a series configuration. When remote sensors are placed at extreme points (terminals) of the network optical paths and / or when remote sensors are in a parallel configuration, their reflectivity can and should be higher as long as it does not cause saturation of the RODT photodetector. .
[40] A estratégia de monitorização aqui proposta, e as vantagens decorrentes da  [40] The monitoring strategy proposed here, and the advantages arising from the
implementação do sistema óptico de monitorização, tornam-se mais claras e perceptíveis na descrição da configuração a seguir apresentada, onde o método de monitorização da presente invenção é também apresentado.  implementation of the optical monitoring system become clearer and more noticeable in the following description of the configuration, where the monitoring method of the present invention is also presented.
Descrição dos Desenhos  Description of Drawings
[41] A Figura 1 ilustra uma rede estruturada em árvore, com três níveis de hierarquia, à qual é aplicada o sistema óptico de monitorização da invenção.  [41] Figure 1 illustrates a tree-structured network with three levels of hierarchy to which the optical monitoring system of the invention is applied.
[42] A Figura 2 ilustra a tabela com as características espectrais das redes de Bragg que constituem as palavras de código atribuídas a cada um dos oito sensores remotos usados no sistema óptico do exemplo da Figura 1.  [42] Figure 2 illustrates the table with the spectral characteristics of Bragg networks constituting the codewords assigned to each of the eight remote sensors used in the optical system of the example in Figure 1.
[43] As Figuras 3(a) e 3(b) ilustram a assinatura, no domínio temporal, do sinal de  [43] Figures 3 (a) and 3 (b) illustrate the time domain signature of the
monitorização para cada canal de monitorização, correspondente às características espectrais das redes de Bragg que constituem cada sensor remoto, usados no exemplo da Figura 1 e descritos na Figura 2.  monitoring for each monitoring channel, corresponding to the spectral characteristics of the Bragg networks constituting each remote sensor, used in the example of Figure 1 and described in Figure 2.
[44] A Figura 4 ilustra a ocorrência de falhas físicas na rede da Figura 1.  [44] Figure 4 illustrates the occurrence of physical failures in the network of Figure 1.
[45] As Figuras 5(a) e 5(b) ilustram os traços de RODT, obtidos com o método de  [45] Figures 5 (a) and 5 (b) illustrate the RODT traces obtained with the method of
monitorização proposto na invenção, para cada um dos canais de monitorização, da rede ilustrada na Figura 1 e usada como exemplo. Os traços de RODT indicados a tracejado correspondem ao caso da Figura 1, onde não existem falhas físicas. Para o caso da Figura 4, onde ocorrem falhas físicas, os traços de RODT estão indicados com uma linha contínua.  monitoring proposed in the invention for each monitoring channel of the network illustrated in Figure 1 and used as an example. The dashed RODT traces correspond to the case of Figure 1, where there are no physical failures. For the case of Figure 4, where physical failures occur, the RODT traces are indicated with a continuous line.
[46] Configuração proposta  [46] Proposed Configuration
[47] Na figura 1 é ilustrado um exemplo de uma rede de fibra óptica com três níveis de hierarquia, indicados na figura como 'Nível Γ, 'Nível 2' e 'Nível 3'. O local de divisão entre diferentes níveis de hierarquia é designado por nó. O RODT (2) é acoplado à rede através de um acoplador óptico (3), que também filtra a banda alocada para o sinal de monitorização, isolando-a da banda alocada para transmissão de tráfego, evitando que a dispersão de Rayleigh causada pelos sinais de tráfego mascare o sinal de [47] An example of an optical fiber network with three hierarchy levels is shown in figure 1, indicated in the figure as' Level Γ, 'Level 2' and 'Level 3'. The place of division between different levels of hierarchy is called a node. RODT (2) is coupled to the network through an optical coupler (3), which also filters the allocated band for the monitoring signal, isolating it from the band allocated for traffic transmission, preventing Rayleigh dispersion caused by the traffic signals to mask the
monitorização. Alguns exemplos de acopladores ópticos usados para o efeito são: acopladores/desacopladores de bandas espectrais distintas designados por acopladores WDM ('wavelength division multiplexing') com duas ou mais janelas, um circulador óptico ou um acoplador divisor de potência. Nesta aplicação, o RODT (2) é colocado junto ao gabinete central (1) da rede.  monitoring. Examples of optical couplers used for this purpose are: distinct spectral band couplers / decouplers called two wavelength division multiplexing (WDM) couplers, an optical circulator or a power splitter coupler. In this application, the RODT (2) is placed next to the central office (1) of the network.
[48] O sinal de monitorização gerado pelo laser do RODT (2) percorre o mesmo caminho que os sinais ópticos de tráfego. De seguida é descrito como o laser do RODT (2) é operado no caso de ser um laser sintonizável, com uma gama de sintonização reduzida. Primeiro, o seu comprimento de onda de emissão é sintonizado de forma a coincidir com um dos canais ou comprimentos de onda alocados para monitorização. O laser é modulado directamente com os pulsos curtos e estes são transmitidos através da secção de fibra (500) no nível de hierarquia 1. Estando a funcionar em modo de detecção, identificação e localização de falhas (modo principal de operação), a largura dos pulsos varia tipicamente entre 1 μ s a 20 μ s, embora possa a fonte de luz do RODT possa também funcionar em modo contínuo, isto é, sem a geração de pulsos. Caso se pretende proceder à caracterização de um caminho óptico ou de uma secção de um caminho óptico, pode ser necessário usar uma resolução de RODT mais elevada, o que significa usar tipicamente uma largura de pulso menor do que a usada para a detecção, identificação e localização de falhas. Caso o canal de monitorização transmitido corresponda a um dos comprimentos de onda reflectidos pelo sensor remoto (600), então uma parte da potência dos pulsos é reflectida de volta para o RODT (2) e a outra parte segue até ao divisor de potência (40). Caso o canal de monitorização transmitido corresponda a um dos comprimentos de onda transmitidas pelo sensor remoto (600), esta age como um elemento transparente, apresentando-se no traço de RODT adquirido como um evento não reflectivo e com uma pequena perda de potência associada. No nível de hierarquia 2, o sinal de monitorização é dividido e segue através de quatro secções de fibra (510), (511), (512) e (513) e chega aos sensores remotos (610), (611), (612) e (613), onde se dá um processo semelhante ao ocorrido no sensor remoto (600), consoante o canal de monitorização usado nesse momento. Admite-se que nos equipamentos terminais da rede (700), (701), (702), (710), (711), (712) existe filtragem óptica e, portanto, o sinal de monitorização é descartado, de forma a não prejudicar a transmissão e recepção de tráfego a partir destes pontos da rede. No nível de hierarquia 3, o sinal que vem da secção de fibra (513), é processado pelo sensor remoto (613) e, consoante o seu comprimento de onda, segue total ou parcialmente para o divisor de potência (41). Em seguida, o sinal de monitorização é transmitido pelas secções de fibra (520), (521) e (522). Os sensores remotos (620), (621) e (622) processam o sinal de monitorização da mesma forma que nos níveis de hierarquia anteriores. [48] The RODT laser-generated monitoring signal (2) follows the same path as optical traffic signals. The following describes how the RODT (2) laser is operated if it is a tunable laser with a reduced tuning range. First, its emission wavelength is tuned to coincide with one of the channels or wavelengths allocated for monitoring. The laser is modulated directly with the short pulses and they are transmitted through the fiber section (500) at hierarchy level 1. Being operating in fault detection, identification and location mode (main mode of operation), the width of the Pulses typically range from 1 μ s to 20 μ s, although the RODT light source can also operate in continuous mode, ie without pulse generation. If you want to characterize an optical path or section of an optical path, you may need to use a higher RODT resolution, which means typically use a smaller pulse width than that used for detection, identification and troubleshooting. If the transmitted monitoring channel corresponds to one of the wavelengths reflected by the remote sensor (600), then part of the pulse power is reflected back to the RODT (2) and the other part goes to the power divider (40). ). If the transmitted monitoring channel corresponds to one of the wavelengths transmitted by the remote sensor (600), it acts as a transparent element, appearing in the acquired RODT trace as a non-reflective event and with a small associated power loss. At hierarchy level 2, the monitoring signal is divided and follows through four fiber sections (510), (511), (512) and (513) and reaches remote sensors (610), (611), (612) ) and (613), where a process similar to that of remote sensor (600) occurs, depending on the monitoring channel used at that time. It is assumed that in the network terminal equipment 700, 701, 702, 702, 710, 711, 712 there is optical filtering and therefore the monitoring signal is discarded so as not to hinder the transmission and reception of traffic from these network points. At hierarchy level 3, the signal from fiber section 513 is processed by remote sensor 613 and, depending on its wavelength, goes wholly or partially to power divider 41. Then the monitoring signal is transmitted by the monitoring sections. fiber (520), (521) and (522). Remote sensors 620, 621, and 622 process the monitoring signal in the same manner as at previous hierarchy levels.
[49] A evolução temporal de toda a potência reflectida que se propaga da direita para a esquerda é detectada, devido à dispersão de Rayleigh, às reflexões de Fresnel e à presença dos sensores remotos, é detectada e processada no RODT (2). Essa informação é analisada primeiramente no domínio temporal e, para facilitar a interpretação do traço obtido, a escala temporal é convertida numa escala espacial, com o conhecimento prévio do valor da velocidade de propagação da luz na fibra. Desta forma é possível quantificar a distância ao RODT (2) a que ocorrem os eventos re- flectivos e não reflectivos causados pelos sensores remotos. Após a conclusão do processo de tratamento de informação de medida, o laser do RDOT (2) é sintonizado para outro canal de monitorização e assim sucessivamente. Após a obtenção de cada traço de potência óptica versus distância para cada canal de monitorização, procede-se à interpretação das medidas efectuadas, com o objectivo de atestar o bom estado físico da rede: [49] The temporal evolution of all reflected power propagating from right to left is detected due to Rayleigh scattering, Fresnel reflections and the presence of remote sensors, and is detected and processed in the RODT (2). This information is first analyzed in the time domain and, to facilitate the interpretation of the trace obtained, the time scale is converted to a spatial scale, with the prior knowledge of the value of the speed of light propagation in the fiber. In this way it is possible to quantify the distance to the RODT (2) at which reflective and non-reflective events caused by remote sensors occur. Upon completion of the measurement information processing process, the RDOT (2) laser is tuned to another monitoring channel and so on. After obtaining each trace of optical power versus distance for each monitoring channel, the measurements are interpreted in order to verify the good physical state of the network:
[50] (i) quando um ou mais eventos reflectivos, causados pela passagem dos canais de monitorização pelos sensores remotos, não estão presentes num ou vários traços obtidos, significa que ocorreu uma ou mais falhas físicas;  [50] (i) when one or more reflective events, caused by the passage of monitoring channels through remote sensors, are not present in one or more traces obtained, it means that one or more physical faults have occurred;
(ii) quando um ou mais eventos não reflectivos, originados pela passagem dos canais de monitorização pelos sensores remotos, se apresentam como eventos reflectivos num ou vários traços obtidos, significa que ocorreu uma ou mais falhas físicas;  (ii) when one or more non-reflective events arising from the passage of monitoring channels through remote sensors present as reflective events in one or more of the traces obtained, one or more physical faults have occurred;
(iii) a identificação e localização da falha resultam da comparação do traço de RODT obtido, com um dado canal de monitorização, com uma tabela com as assinaturas dos caminhos ópticos da rede, para cada comprimento de onda, ou com pelo menos um traço de referência (traço obtido aquando da ausência de falhas), anterior no mesmo canal de monitorização;  (iii) fault identification and location results from comparing the obtained RODT trace with a given monitoring channel, a table with the network optical path signatures for each wavelength, or with at least one trace trace. reference (trace obtained in the absence of faults), anterior to the same monitoring channel;
(iv) a tabela de assinaturas dos caminhos ópticos possui informação acerca das distâncias a que se encontram os sensores remotos, dos níveis de hierarquia e das características espectrais das redes de Bragg que constituem cada sensor remoto, para cada um dos comprimentos de onda ou canais alocados para monitorização;  (iv) the optical path signature table has information about the distances of the remote sensors, the hierarchy levels and the spectral characteristics of the Bragg networks that make up each remote sensor, for each wavelength or channel. allocated for monitoring;
(v) as assinaturas dos caminhos ópticos permitem não só proceder à detecção, identificação e localização de falhas físicas críticas, mas também identificar a presença de secções de fibra óptica e de componentes ópticos.  (v) Optical path signatures not only enable the detection, identification and location of critical physical faults, but also identify the presence of fiber optic sections and optical components.
[51] Na figura 2 é ilustrada uma tabela com as características espectrais das redes de [51] Figure 2 illustrates a table showing the spectral characteristics of
Bragg que constituem os sensores remotos usados no exemplo da Figura 1. Cada rede de Bragg sinaliza informação em 2 canais de monitorização. A cada um deles, é associado um comprimento de onda central, λΐ e λ2, e para cada sensor remoto, é atribuído uma palavra de código. Este código é constituído por dois elementos: T significa que o sinal de monitorização é transmitido e R significa que o sinal de monitorização é reflectido. No caso dos sensores remotos (600) e (613), os canais de monitorização são parcialmente reflectidos, visto que os sensores se encontram situados em pontos intermédios da rede. O valor de reflectividade das redes de Bragg, dos sensores remotos que se encontram em pontos intermédios da rede, depende da sua distância ao RODT (2) e das perdas por inserção nesse caminho óptico. As redes de Bragg que constituem os restantes sensores remotos (610), (611), (612), (620), (621) e (622) possuem reflectividades mais elevadas, dado que se encontram em pontos terminais da rede. Matematicamente, a reflectividade máxima das redes de Bragg, situadas em pontos intermédios, é dada pelas seguintes expressões matemáticas para casos de configuração em série e para casos de configuração em paralelo, respectivamente: Bragg which constitute the remote sensors used in the example of Figure 1. Each Bragg network signals information on 2 monitoring channels. Each of them is associated with a central wavelength, λΐ and λ2, and for each remote sensor, is assigned a codeword. This code consists of two elements: T means that the monitoring signal is transmitted and R means that the monitoring signal is reflected. In the case of remote sensors 600 and 613, the monitoring channels are partially reflected as the sensors are located at intermediate points of the network. The reflectivity value of Bragg networks, remote sensors located at intermediate points of the network, depends on their distance to the RODT (2) and the insertion losses in this optical path. The Bragg networks constituting the remaining remote sensors 610, 611, 612, 620, 621 and 622 have higher reflectivities as they are at network termination points. Mathematically, the maximum reflectivity of the Bragg networks, situated at intermediate points, is given by the following mathematical expressions for series configuration and parallel configuration cases, respectively:
[52] [Chem. l] [52] [Chem. l]
= s I T ^ = s IT ^
[53] [Chem.2] [53] [Chem.2]
[54] onde α é a atenuação da fibra, L; é o comprimento da i-ésima secção de fibra, R é a reflectividade das redes de Bragg, βΚΝ é o valor das perdas por inserção dos componentes ópticos presentes em cada nó, N é o número de secções de fibra e PD é a potência óptica mínima detectável pelo receptor do RODT. PR é a potência óptica reflectida por dispersão de Rayleigh e é expressa por: [54] where α is the attenuation of the fiber, L ; is the length of the ith fiber section, R is the reflectivity of Bragg networks, β ΚΝ is the value of the insertion losses of the optical components present in each node, N is the number of fiber sections and P D is the minimum optical power detectable by the RODT receiver. P R is the optical power reflected by Rayleigh scattering and is expressed by:
[55] [Chem.3]  [55] [Chem.3]
P, = a:s.S.vg W.PiK P = a: s .Sv g WP iK
[56] onde W é a largura temporal dos pulsos transmitidos pelo RODT, as é o coeficiente de atenuação por dispersão de Rayleigh, S é o coeficiente de recaptura de Rayleigh, vg é a velocidade de grupo da luz e Pin é a potência óptica de pico dos pulsos transmitidos pelo RODT. [56] where W is the time width of the pulses transmitted by the RODT, a s is the Rayleigh scattering attenuation coefficient, S is the Rayleigh recapture coefficient, v g is the group velocity of light and P in is a peak optical power of the pulses transmitted by the RODT.
[57] Ao mesmo tempo que o sinal de monitorização é processado pelas redes de Bragg dos sensores remotos, a dispersão de Rayleigh, causada pelas secções de fibra da rede, produz um sinal residual a partir do sinal de monitorização, que se propaga em todas as direcções. Parte desse sinal residual propaga-se da direita para a esquerda e é também detectado no receptor do RODT (2). A presença dos componentes ópticos e as transições entre secções de fibra da rede podem também originar outro fenómeno de reflexão do sinal de monitorização: as chamadas reflexões de Fresnel. Para que as reflexões de Fresnel não mascarem as reflexões produzidas pelas redes de Bragg dos sensores remotos, estas últimas devem possuir reflectividade suficiente para ultrapassar o máximo valor de reflectância produzido pelas reflexões de Fresnel. Por esse motivo, a reflectividade mínima das redes de Bragg (600) e (613) deve ser superior ao valor de potência máxima causada por um evento reflectivo, originado por reflexão de Fresnel, situado no mesmo local onde se situa uma dada rede de Bragg. [57] While the monitoring signal is processed by remote sensor Bragg networks, Rayleigh dispersion, caused by the fiber sections of the network, produces a residual signal from the monitoring signal, which propagates in all the directions. Part of this residual signal propagates from right to left and is also detected at the RODT receiver (2). The presence of optical components and transitions between fiber sections of the network may also give rise to another phenomenon of monitoring signal reflection: the so-called Fresnel reflections. In order that Fresnel reflections do not mask the reflections produced by Bragg networks of remote sensors, the latter must have sufficient reflectivity to exceed the maximum reflectance value produced by Fresnel reflections. Therefore, the minimum reflectivity of the Bragg (600) and (613) networks must be greater than the maximum power value caused by a reflective event, originated by Fresnel reflection, situated at the same location as a given Bragg network. .
[58] O código a duas dimensões (tempo e frequência), atribuído às redes de Bragg de cada sensor remoto, permite identificar univocamente um dado caminho óptico e as secções de fibra que o constituem, dado que lhe são atribuídas assinaturas diferentes para cada canal de monitorização. Este código é atribuído independentemente da topologia da rede, ou seja, o mesmo código pode ser aplicado a redes em anel (onde os sensores remotos se encontram em série), a redes em árvore (onde as redes de Bragg se encontram em paralelo) ou a redes híbridas ou multi-nível (onde alguns sensores remotos se encontram em série e outras em paralelo). O caso da rede ilustrada na Figura 1 corresponde a uma rede multi-nível.  [58] The two-dimensional code (time and frequency), assigned to the Bragg networks of each remote sensor, makes it possible to uniquely identify a given optical path and the fiber sections that make it up, as different signatures are assigned to each channel. monitoring This code is assigned regardless of the network topology, ie the same code can be applied to ring networks (where remote sensors are in series), tree networks (where Bragg networks are in parallel) or to hybrid or multi-level networks (where some remote sensors are in series and others in parallel). The case of the network illustrated in Figure 1 corresponds to a multi-level network.
[59] Contudo, existem algumas regras para a construção do código a atribuir a cada sensor remoto:  [59] However, there are some rules for constructing the code to assign to each remote sensor:
(i) na terminação de cada caminho óptico é colocada um sensor remoto;  (i) at the termination of each light path a remote sensor is placed;
(ii) um caminho óptico define- se como uma ligação em fibra óptica entre o primeiro nível de hierarquia e os restantes níveis de hierarquia e é constituído por uma ou mais secções de fibra em série;  (ii) an optical path is defined as a fiber optic link between the first hierarchy level and the remaining hierarchy levels and consists of one or more fiber sections in series;
(iii) por cada par de caminhos ópticos, cujo comprimento (caso de caminhos ópticos em série) ou a diferença de comprimento (caso de caminhos ópticos em paralelo) é menor do que a resolução espacial do RODT, é necessário alocar pelo menos um comprimento de onda distinto. Logo, o número total de canais de monitorização M é igual ao número total de pares de caminhos ópticos que verificam esta condição;  (iii) For each pair of optical paths whose length (in case of serial optical paths) or the length difference (in case of parallel optical paths) is less than the spatial resolution of the RODT, it is necessary to allocate at least one length. distinct wave Thus, the total number of monitoring channels M is equal to the total number of optical path pairs that meet this condition;
(iv) o valor da resolução espacial do RODT Res é dada por:  (iv) the value of RODT Res spatial resolution is given by:
[Chem.4]  [Chem.4]
2 e 2 and
onde vg é a velocidade de grupo da luz, W é a largura temporal dos pulsos transmitidos pelo RODT e t,.^ é o tempo de resposta do fotoreceptor do RODT. A largura temporal dos pulsos depende da máxima distância que se pretende medir com o RODT;  where vg is the group velocity of light, W is the time width of the pulses transmitted by the RODT, and t,. is the response time of the RODT photoreceptor. The temporal width of the pulses depends on the maximum distance to be measured with the RODT;
(v) no caso extremo, onde todos os caminhos ópticos têm o mesmo comprimento (configuração em série) e/ou se a diferença de comprimento entre qualquer par de caminhos ópticos (configuração em paralelo) for menor do que a resolução espacial do RODT, então M é igual ao número total de caminho ópticos; (v) in the extreme case, where all optical paths have the same length (serial configuration) and / or if the length difference between any pair of optical paths (parallel configuration) is less than the RODT spatial resolution, so M equals the total number of optical paths;
(vi) com M canais de monitorização, podemos obter um total de Q = 2M - 1 palavras do código, compostas por 'transmitido' e 'reflectido'; a única palavra que não pode ser usada é a que implica a transmissão de todos os M canais de monitorização;  (vi) with M monitoring channels, we can get a total of Q = 2M - 1 codewords, composed of 'transmitted' and 'reflected'; The only word that cannot be used is that which implies the transmission of all M monitoring channels;
(vii) dessas Q combinações, existem M combinações que possuem um só canal de monitorização que é reflectido. Estas M combinações específicas têm de ser escolhidas para os N caminhos ópticos que verificam a condição (iii).  (vii) Of these Q combinations, there are M combinations that have a single monitoring channel that is reflected. These specific M combinations must be chosen for the N optical paths that satisfy condition (iii).
[60] No exemplo ilustrado na figura 1, temos um total de 8 caminhos ópticos, dos quais existem 2 pares de secções de fibra que obedecem à condição (iii) - o par de secções de fibra (610) e (611) e o par de secções de fibra (620) e (621). Logo, podemos alocar um mínimo de M = 2 canais para monitorização.  [60] In the example illustrated in Figure 1, we have a total of 8 optical paths, of which there are 2 pairs of fiber sections that meet condition (iii) - the pair of fiber sections (610) and (611) and the pair of fiber sections 620 and 621. Therefore we can allocate a minimum of M = 2 channels for monitoring.
[61] As palavras de código complementares, R' e 'R T, têm de ser atribuídas obrigatoriamente ao par de sensores remotos (600) e (610), tal como acontece com o par de sensores remotos (620) e (621), de acordo com a condição (vii). Aos restantes sensores remotos (600), (612), (613) e (622) podem ser atribuídas qualquer uma das palavras de código: 'R T, Ύ R' e 'R R'.  [61] The complementary codewords, R 'and' RT, must be assigned to the remote sensor pair (600) and (610), as with the remote sensor pair (620) and (621), according to condition (vii). The remaining remote sensors 600, 612, 613 and 622 may be assigned any of the codewords: 'R T, Ύ R' and 'R R'.
[62] As Figuras 3(a) e 3(b) ilustram o princípio de funcionamento do método de  [62] Figures 3 (a) and 3 (b) illustrate the working principle of the method of
monitorização proposto, para cada um dos canais de monitorização, λΐ e λ2, respectivamente. Por exemplo, quando o laser do RODT é sintonizado para o canal de monitorização com comprimento de onda central λΐ obtém-se a assinatura temporal ilustrada na Figura 3(a), dada pela passagem do sinal de monitorização pelos diversos caminhos ópticos da rede e por cada um dos sensores remotos (que estão representados no eixo das abcissas do gráfico). Pode-se observar que as assinaturas para os sensores remotos (610) e (611) são complementares, o que permite diferenciar a ocorrência de falhas físicas nas secções de fibra (510) e (511). O mesmo ocorre para os sensores remotos (620) e (621). Notar que, a repetição das palavras de código 'T R' para os sensores remotos (612) e (621) e 'R T para os sensores remotos (620) e (622) é possível, visto que não se aplica a condição (iii) para os caminhos ópticos onde se encontram os sensores remotos referenciados.  proposed monitoring for each of the monitoring channels, λΐ and λ2, respectively. For example, when the RODT laser is tuned to the center wavelength monitoring channel λΐ, the time signature shown in Figure 3 (a) is given by passing the monitoring signal through the various optical paths of the network and by each of the remote sensors (which are represented on the abscissa axis of the graph). It can be observed that the signatures for the remote sensors 610 and 611 are complementary, allowing to differentiate the occurrence of physical failures in the fiber sections 510 and 511. The same is true for remote sensors 620 and 621. Note that repeating the code words 'TR' for remote sensors 612 and 621 and RT for remote sensors 620 and 622 is possible since condition (iii) does not apply. to the optical paths where the referenced remote sensors are located.
[63] Na Figura 4 é dado um exemplo de falhas físicas que podem ocorrer na rede apresentada na Figura 1. Considera-se a seguinte situação: existe um corte (80) na secção de fibra (510) e um corte (81) na secção de fibra (521). Relembrar que as secções de fibra (510) e (511) possuem o mesmo comprimento. O mesmo acontece com as secções de fibra (520) e (521).  [63] Figure 4 gives an example of physical failures that can occur in the network shown in Figure 1. The following situation is considered: there is a section (80) in the fiber section (510) and a section (81) in the fiber section (521). Recall that the fiber sections 510 and 511 have the same length. The same is true for fiber sections 520 and 521.
[64] Nas Figuras 5(a) e 5(b) estão representados os traços de RODT obtidos para os canais de monitorização com comprimentos de onda centrais λΐ e λ2, respectivamente. Para facilitar a compreensão do princípio de funcionamento do método de monitorização proposto, os traços de RODT para o caso da Figura 1 (não existem falhas físicas) são representados a tracejado, enquanto que os traços de RODT para o caso da Figura 4 (ocorrência de falhas físicas), são representados com linhas contínuas. [64] Figures 5 (a) and 5 (b) show the RODT traces obtained for the monitoring channels with central wavelengths λΐ and λ2, respectively. To facilitate understanding of the working principle of the method of proposed monitoring, the RODT traces for the case of Figure 1 (no physical faults) are plotted, while the RODT traces for the case of Figure 4 (physical faults) are plotted with continuous lines.
[65] Na Figura 5(a) são representados os traços de RODT para canal de monitorização com comprimento de onda central λΐ. Na posse da tabela da Figura 2, pode-se garantir que não existem falhas físicas nas secções de fibra (500), (513) e (522), dada a presença dos eventos reflectivos provocados pelos sensores remotos (600), (613) e (622). Para verificar a existência de falhas nas secções de fibra (510), (511), (620) e (621), é necessário obter ambos os traços para canais de monitorização com os comprimentos de onda centrais λΐ e λ2. Na Figura 5(b), onde é apresentado o traço de RODT para o canal de monitorização com comprimento de onda central λ2, o evento reflectivo causada pelo sensor remoto (610) não está presente. Como o evento reflecti vo do sensor remoto (611) está presente no traço da Figura 5(a), significa que ocorreu uma falha física (80) e que essa falha se encontra indubitavelmente na secção de fibra (511). A falha física (81) é detectada de forma semelhante: a presença do evento reflectivo causado pelo sensor remoto (620) no traço da Figura 5(a) e ausência do evento reflectivo causado pelo sensor remoto (621) no traço da Figura 5(b), atestam que ocorreu uma falha física (81) na secção de fibra (521). A restante informação presente no traço da Figura 5(b), nomeadamente a presença do evento reflectido causado pelo sensor remoto (612), confirma a ausência de falhas físicas na secção de fibra (512). [65] Figure 5 (a) shows the RODT traces for central wavelength monitoring channel λΐ. In the possession of the table of Figure 2, it can be guaranteed that there are no physical failures in the fiber sections 500, 513 and 522, given the presence of the reflective events caused by the remote sensors 600, 613. and (622). To check for faults in fiber sections 510, 511, 620, and 621, both traces for monitoring channels with the central wavelengths λΐ and λ2 must be obtained. In Figure 5 (b), where the RODT trace for the center wavelength monitoring channel λ2 is shown, the reflective event caused by the remote sensor (610) is not present. As the reflective event of remote sensor 611 is present in the trace of Figure 5 (a), it means that a physical fault 80 has occurred and that such fault is undoubtedly in the fiber section 511. Physical failure (81) is similarly detected: the presence of the reflective event caused by the remote sensor (620) in the trace of Figure 5 (a) and the absence of the reflective event caused by the remote sensor (621) in the trace of Figure 5 ( b) attest that a physical failure (81) has occurred in the fiber section (521). The remaining information present in the trace of Figure 5 (b), namely the presence of the reflected event caused by the remote sensor (612), confirms the absence of physical faults in the fiber section (512).
[66] O exemplo de aplicação do sistema de monitorização de RODT aqui apresentado pode ser facilmente estendido a outros tipos de topologias de rede, desde que seja possível proceder à integração do equipamento de RODT e dos sensores remotos na camada física da rede de fibra óptica.  [66] The example application of the RODT monitoring system presented here can easily be extended to other types of network topologies provided that it is possible to integrate RODT equipment and remote sensors into the physical layer of the fiber optic network. .

Claims

Claims Claims
Sistema óptico de identificação de falhas físicas numa rede de fibra óptica caracterizado por ser constituído:  Optical system for identifying physical failures in a fiber optic network characterized by:
- por um reflectómetro de domínio temporal (RODT) localizado num ponto central da rede de fibra óptica, com capacidade de emissão de pulsos de luz, preferencialmente de duração temporal curta e em mais do que uma frequência, que possui uma fonte de luz capaz de gerar dois ou mais canais de monitorização com comprimentos de onda central distintos;  - by a time domain reflectometer (RODT) located at a central point of the optical fiber network capable of emitting pulses of light, preferably of short time duration and at more than one frequency, having a light source capable of generate two or more monitoring channels with different central wavelengths;
- por sensores remotos associados a um código de duas dimensões (amplitude e frequência) localizados em pontos -chave da rede de fibra óptica diametralmente opostos à localização do RODT e de forma a que exista pelo menos um sensor remoto por secção de fibra num dado caminho óptico;  - by remote sensors associated with a two-dimensional code (amplitude and frequency) located at fiber optic network key points diametrically opposed to the location of the RODT and such that at least one remote sensor per fiber section exists in a given path. optical;
- e por pelo menos um elemento sensível à frequência de pelo menos dois canais de monitorização enviados pelo RODT.  - and by at least one frequency sensitive element of at least two monitoring channels sent by the RODT.
Sistema óptico de identificação de falhas físicas numa rede de fibra óptica de acordo com a reivindicação 1 caracterizado por a fonte de luz ser constituída por pelo menos um laser de semicondutor sintonizável em comprimento de onda.  Optical system for identifying physical failures in a fiber optic network according to Claim 1, characterized in that the light source is comprised of at least one wavelength tunable semiconductor laser.
Sistema óptico de identificação de falhas físicas numa rede de fibra óptica de acordo com a reivindicação 2 caracterizado por o laser de semicondutor ser sintonizável em comprimento de onda numa gama entre 2nm a lOnm.  Optical system for identifying physical failures in a fiber optic network according to claim 2, characterized in that the semiconductor laser is tunable to wavelengths in the range 2nm to 10nm.
Sistema óptico de identificação de falhas físicas numa rede de fibra óptica de acordo com a reivindicação 1 caracterizado por a fonte de luz ser constituída por pelo menos um laser de semicondutor de comprimento de onda fixo.  Optical system for identifying physical failures in a fiber optic network according to claim 1, characterized in that the light source comprises at least one fixed wavelength semiconductor laser.
Sistema óptico de identificação de falhas físicas numa rede de fibra óptica de acordo com a reivindicação 1 caracterizado por os sensores remotos serem redes de Bragg.  Optical system for identifying physical failures in a fiber optic network according to claim 1, characterized in that the remote sensors are Bragg networks.
Sistema óptico de identificação de falhas físicas numa rede de fibra óptica de acordo com a reivindicação 5 caracterizado pelas redes de Bragg serem uniformes.  Optical system for identifying physical failures in a fiber optic network according to claim 5, characterized in that the Bragg networks are uniform.
Sistema óptico de identificação de falhas físicas numa rede de fibra óptica de acordo com a reivindicação 5 caracterizado pelas redes de Bragg serem phase-shifted. Sistema óptico de identificação de falhas físicas numa rede de fibra óptica de acordo com a reivindicação 1 caracterizado por o acoplamento do RODT à rede de fibra ser feito através de um componente óptico com capacidade de acoplar o sinal de monitorização gerado pela fonte de luz do RODT e desacoplar o sinal de monitorização reflectido pela rede e pelos sensores remotos, localizado preferencialmente na primeira secção de fibra da rede, logo após as ligações de todo o equipamento e transmissão/recepção dos sinais de tráfego. Optical system for identifying physical failures in a fiber optic network according to claim 5, characterized in that the Bragg networks are phase-shifted. Fiber optic network physical fault identification system according to Claim 1, characterized in that the coupling of the RODT to the fiber network is via an optical component capable of coupling the monitoring signal generated by the RODT light source. and uncoupling the monitoring signal reflected by the network and remote sensors, preferably located in the first fiber section of the network, right after all equipment connections and transmission / reception of traffic signals.
Sistema óptico de identificação de falhas físicas numa rede de fibra óptica de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ser constituído por um elemento de filtragem óptica junto ao receptor do RODT com capacidade de filtrar o sinal de monitorização.  Optical system for identifying physical failures in a fiber optic network according to claim 1, characterized in that it comprises an optical filter element next to the RODT receiver capable of filtering the monitoring signal.
Sistema óptico de identificação de falhas físicas numa rede de fibra óptica de acordo com as reivindicações 8 e 9 caracterizado por o componente óptico e o elemento de filtragem óptica serem um único componente, sendo esse componente preferencialmente um acoplador WDM ou um acoplador divisor de potência com capacidade de acoplar/desacoplar pelo menos duas bandas espectrais diferentes.  Optical system for identifying physical failures in a fiber optic network according to claims 8 and 9, characterized in that the optical component and the optical filtering element are a single component, which component is preferably a WDM coupler or a power splitter coupler. ability to couple / uncouple at least two different spectral bands.
Sistema óptico de identificação de falhas físicas numa rede de fibra óptica de acordo com a reivindicação 1 caracterizado por a fonte de luz do RODT operar em modo contínuo, sem a geração de pulso, de forma a proceder de forma rápida à função prioritária de detecção, identificação e localização de falhas físicas.  Optical system for identifying physical failures in a fiber optic network according to Claim 1, characterized in that the RODT light source operates continuously without pulse generation in order to quickly perform the priority detection function, identification and location of physical faults.
Sistema óptico de identificação de falhas físicas numa rede de fibra óptica de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por operar numa banda espectral distinta daquela alocada para transmissão de tráfego.  Optical system for identifying physical failures in a fiber optic network according to claim 1, characterized in that it operates in a spectral band distinct from that allocated for traffic transmission.
Método para monitorização da estrutura física de redes ópticas, utilizando o sistema óptico descrito nas reivindicações anteriores, caracterizado por: Method for monitoring the physical structure of optical networks using the optical system described in the preceding claims, characterized in that:
- obter as assinaturas individuais dos vários caminhos ópticos da rede, simultaneamente no domínio temporal e no domínio da frequência, para cada canal de monitorização gerado pelo RODT, de forma sucessiva e cíclica;  - obtain the individual signatures of the various optical paths of the network simultaneously in the time domain and the frequency domain for each monitoring channel generated by the RODT in a successive and cyclical manner;
- sintonizar sucessiva e ciclicamente, para cada canal de monitorização, a fonte de luz do RODT tendo em conta cada um dos comprimentos de onda alocados para monitorização; - tune successively and cyclically for each monitoring channel, the RODT light source taking into account each of the allocated wavelengths for monitoring;
- enviar o sinal óptico de monitorização para a rede;  - send the optical monitoring signal to the network;
- detectar a evolução da potência reflectida pelo sinal de monitorização ao percorrer os diversos caminhos ópticos da rede e ao iluminar os sensores remotos, no domínio temporal;  - detect the evolution of the power reflected by the monitoring signal as it travels the various optical paths of the network and illuminates remote sensors in the time domain;
- registar a evolução da potência do sinal de monitorização no domínio temporal pelo RODT , e analisar a atenuação de potência versus a distância em fibra para cada um dos canais de monitorização;  - record the evolution of the monitoring signal strength in the time domain by the RODT, and analyze the power attenuation versus fiber distance for each of the monitoring channels;
- detectar a ocorrência de falhas recorrendo à comparação dos resultados com um código predefinido (em amplitude e frequência) para cada sensor remoto.  - Detect faults by comparing the results with a predefined code (in amplitude and frequency) for each remote sensor.
Método para monitorização da estrutura física de redes ópticas de acordo com a reivindicação 13 caracterizado por analisar os eventos reflectivos e eventos não reflectivos gerados pelos sensores remotos e detectados pelo RODT, detectar a ocorrência de falhas, identificar a origem dessas falhas e proceder à sua correcta localização.  Method for monitoring the physical structure of optical networks according to claim 13, characterized by analyzing the reflective events and non-reflective events generated by remote sensors and detected by the RODT, detecting the occurrence of faults, identifying the source of such faults and proceeding to correct them. location.
Método para monitorização da estrutura física de redes ópticas de acordo com a reivindicação 13 caracterizado por:  Method for monitoring the physical structure of optical networks according to claim 13, characterized in that:
- alocar pelo menos um comprimento de onda para monitorização, por cada par de caminhos ópticos cujo comprimento (caso de caminhos ópticos numa configuração em série) ou cuja diferença em comprimento (caso de caminhos ópticos numa configuração em paralelo) seja menor ou igual à resolução espacial do RODT;  - allocate at least one wavelength for monitoring for each pair of optical paths whose length (for optical paths in a serial configuration) or whose difference in length (for optical paths in parallel configuration) is less than or equal to the resolution RODT space;
- determinar o número total de canais de monitorização (M) o qual devera ser igual ao número total de pares de caminhos ópticos que verifiquem a condição anterior.  - determine the total number of monitoring channels (M) which shall be equal to the total number of optical path pairs that satisfy the above condition.
Método para monitorização da estrutura física de redes ópticas de acordo com a reivindicação 13 caracterizado por predefinir as características espectrais das redes de Bragg que constituem os sensores remotos.  Method for monitoring the physical structure of optical networks according to claim 13, characterized in that it presets the spectral characteristics of the Bragg networks constituting the remote sensors.
Método para monitorização da estrutura física de redes ópticas de acordo com as reivindicações 15 e 16 caracterizado por  Method for monitoring the physical structure of optical networks according to claims 15 and 16, characterized in that
predefinir as características espectrais das redes de Bragg tal que cada sensor remoto possua um número de redes de Bragg uniformes igual ou maior que o número mínimo de comprimentos de onda alocados para monitorização.  preset the spectral characteristics of the Bragg grids so that each remote sensor has a number of uniform Bragg grids equal to or greater than the minimum number of wavelengths allocated for monitoring.
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