專利名稱：用于監(jiān)視光纜的模塊式光學控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及一種光纜的監(jiān)視系統(tǒng)，尤其涉及這種系統(tǒng)用的光學控制裝置。
電信網(wǎng)利用光纖在全世界連續(xù)延伸，這就有必要使現(xiàn)有的監(jiān)視系統(tǒng)適應(yīng)于監(jiān)視形成光纜的光纖的新的光學技術(shù)。
對光纖進行控制是允許確定和控制在光纖中傳輸?shù)墓庑盘柕乃p特性。
進行該控制是很必要的，因為在這些通信網(wǎng)中使用的光纖總要受到緩慢退化的影響，這種緩慢退化主要由光纖應(yīng)力、潮氣進入光纜或連接器和連接器的退化確定。
對通信網(wǎng)中光纖的控制通常是在安裝步驟和光纖的工作壽命期間進行的，并且可用市場上買得到的儀器來完成，這些儀器能直接給出所需的衰減特性，并稱之為光時域反射計(OTDR)，為簡便起見，光時域反射計在下文中稱作反射計。
目前，只有在由便攜式反射計造成損壞的情況下才用反射計對值班光纖控制，這意味著因能沿一條光纖傳輸大量的數(shù)據(jù)，所以業(yè)務(wù)和人工成本非常高。
因此，極為重要的是，需要開發(fā)這樣的監(jiān)視系統(tǒng)，它們能在有損壞的情況下不用便攜式反射計就能完成對光纖完整性的預(yù)防性分析及其快速和可靠的診斷。
使用光纖的通信網(wǎng)通常由多束多光纖光纜形成，這些束通過分布在廣闊地域上的分支結(jié)點相互連接。為了控制光纜中的每根光纖，使用一反射計，它適于實時地控制一根光纖，并且與一光開關(guān)相連，光開關(guān)使每根被檢查光纖與反射計相連；用外部提供的驅(qū)動信號使光開關(guān)選擇所需的被檢查光纖。
已作了各種努力，以提供使用光開關(guān)的中央監(jiān)視系統(tǒng)，其中光開關(guān)與位于通信網(wǎng)每個主結(jié)點內(nèi)的各反射計相關(guān)聯(lián)。這樣做可以預(yù)先控制與結(jié)點相連的每根光纖的完整性，但需要無法承受的成本。
更完善的系統(tǒng)配備與自己的光開關(guān)相關(guān)聯(lián)的單個反射計，該光開關(guān)在這里稱作主開關(guān)，該反射計位于單個主交換局內(nèi)，系統(tǒng)還配備副光開關(guān)，它位于通信網(wǎng)的每個分支結(jié)點中。在這種情況下，為了使屬于網(wǎng)絡(luò)任何一個分支結(jié)點的所需光纖與單個反射計互連，與備有主光開關(guān)的單個反射計和每個副光開關(guān)相連的控制計算機將驅(qū)動信號提供給所有的光開關(guān)，從而允許執(zhí)行可根據(jù)所需操作序列進行編程的循環(huán)控制。
不幸的是，這類系統(tǒng)很復(fù)雜，它們要求對所有副光開關(guān)進行同時控制或順序控制，而所有副光開關(guān)由計算機產(chǎn)生并通過調(diào)制解調(diào)器傳輸?shù)目刂菩盘栻?qū)動，因此需要額外的高成本(每個副光開關(guān)都有一個調(diào)制解調(diào)器與其相關(guān)聯(lián)，用于從計算機接收控制信號)，另外，為了將所需的光纖或光纜與反射計相連，必須按順序連接所有級聯(lián)的副光開關(guān)，所以響應(yīng)時間非常慢。
本發(fā)明的主要目的是，提供一種通信網(wǎng)的光纖監(jiān)視系統(tǒng)，該系統(tǒng)能檢查網(wǎng)絡(luò)中的每一根光纖，從而避免通過交換線路上的調(diào)制解調(diào)器的連接來驅(qū)動副光開關(guān)。
本發(fā)明的另一個目的是，提供一種通信網(wǎng)中光纖監(jiān)視系統(tǒng)使用的光學控制裝置，該裝置可用在與其連接的光纖上傳輸?shù)墓庑盘栻?qū)動或者也可用電信號驅(qū)動。
本發(fā)明的再一個目的是，提供一種通信網(wǎng)中光纖監(jiān)視系統(tǒng)使用的光學控制裝置，該裝置為了使網(wǎng)絡(luò)的每個結(jié)點易于擴充，還能將多個并行連接的單元作模塊式連接。
特別是，本發(fā)明的通信網(wǎng)中光纖監(jiān)視系統(tǒng)的光學控制裝置至少具有一個光開關(guān)，并且其特征在于包括微處理器，它處理提供給它的輸入信號，并把有關(guān)的尋址指令提供給光開關(guān)；光耦合器，它與光開關(guān)的輸入端相連，并取一部分傳輸給它的輸入光信號作進一步的處理；光電探測器，它與所述光耦合器和所述微處理器相連，并將來自所述光耦合器的光信號的所述部分轉(zhuǎn)換成電脈沖，然后把電脈沖提供給微處理器；一對識別開關(guān)，它們與微處理器相連；其中所述微處理器、所述光電探測器和所述光開關(guān)由一公共電源供電，并且所述光學控制裝置能光學驅(qū)動。
根據(jù)本發(fā)明的特征，光學控制裝置還具有一對并行端口，一個是輸入端口，另一個是輸出端口，它們允許光學控制裝置與一外部驅(qū)動裝置(如果有的話)電氣連接，并且為了獲得具有所需端口數(shù)的模塊式監(jiān)視系統(tǒng)，允許多個光學控制裝置局部級聯(lián)。
現(xiàn)將參考附圖，結(jié)合僅作為舉例的較佳實施例，更詳細地描述本發(fā)明，其中

圖1是一般光纖通信網(wǎng)的示意圖；圖2是常規(guī)的通信網(wǎng)光纖監(jiān)視系統(tǒng)的示意圖；圖3示出常規(guī)的通信網(wǎng)光纖中央監(jiān)視系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用由單個控制器通過調(diào)制解調(diào)器單獨驅(qū)動的光開關(guān)；圖4示出了本發(fā)明的通信網(wǎng)光纖的中央監(jiān)視系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用由光信號單獨驅(qū)動的光開關(guān)；圖5示出了本發(fā)明光學控制裝置的方框圖；以及圖6示出了本發(fā)明多個光學控制裝置并行連接的線路圖。
在圖1中，示出了通過光纖工作的一般通信網(wǎng)，它包括用A至M等字母表示的多個交換局，交換局之間用L1至L13等標號表示的光纜相互連接，從而按照通信網(wǎng)的分布要求提供適當?shù)姆种нB接。每條光纜又包括許多傳輸光信號的單根光纖。
圖2示出了圖1通信網(wǎng)光纖的常規(guī)監(jiān)視系統(tǒng)，該系統(tǒng)一般包括用單根光纜6接至主光開關(guān)7A的反射計5和相互級聯(lián)的多個副光開關(guān)7B、7C…。每個光開關(guān)7A、7B、7C…具有輸出端1、2、3、4和N，其中N表示與被監(jiān)視的光纖相連的端口。反射計5和主光開關(guān)7A位于通信網(wǎng)的某個交換局內(nèi)，如圖1中的交換局D，而每個副光開關(guān)則位于每個周圍相鄰的交換局內(nèi)，如A、B、C、E、F…。在對所有光開關(guān)7A、7B、7C…進行適當?shù)倪B接所需的尋址后，上述結(jié)構(gòu)便能將唯一的反射計5與通信網(wǎng)中的任何一根光纖相連。為了更好地利用圖1所示的通信網(wǎng)的部件，必須將反射計5放在位于通信網(wǎng)中心的交換局內(nèi)，這是為了使作為反射計5可獲得的最大監(jiān)視距離之函數(shù)的被監(jiān)視光纖數(shù)最大。
適當?shù)貙忾_關(guān)7A、7B、7C…尋址可完成第n根單根光纖與反射計5之間的連接，該過程允許把反射計5提供的光信號發(fā)送到需被監(jiān)視的光纖。因此，即使距離遙遠也能獲得每根光纖的衰減特性。由此，上述中央監(jiān)視系統(tǒng)必需要求對分別位于周圍各交換局E、A…中的光開關(guān)7B、7C…進行適當?shù)尿?qū)動操作。例如，在圖2所述的情況下，反射計5將其光信號提供給主光開關(guān)7A的端口1，主光開關(guān)7A的輸出用作被尋址的副光開關(guān)7B的輸入，從而把該光信號送至端口3，而光開關(guān)7B的輸出作為輸入提供給被尋址的光開關(guān)7C，從而把信號發(fā)送至與被監(jiān)視光纖相應(yīng)的端口N。
圖3示出了通過市場上買得到的用于光纖的調(diào)制解調(diào)器來工作的常規(guī)控制系統(tǒng)，并且打算把該系統(tǒng)用于圖2所示的監(jiān)視系統(tǒng)。該系統(tǒng)實質(zhì)上包括一臺計算機8，該計算機通過調(diào)制解調(diào)器將允許需被監(jiān)視的光纖與反射計5相連的驅(qū)動指令提供給各交換局A-M…的每個光開關(guān)7A、7B、7C…。圖3示出反射計5、主光開關(guān)7A、有關(guān)的連接6和用來與調(diào)制解調(diào)器9交換信號的調(diào)制解調(diào)器10都被放在交換局D中。如圖所示，分別位于交換局E、B和A內(nèi)的光開關(guān)7B、7C和7E又分別配備了調(diào)制解調(diào)器12B、12C和12E，用于從與計算機8相連的調(diào)制解調(diào)器11接收尋址信號。在該過程中，控制計算機8通過調(diào)制解調(diào)器9和10啟動反射計，并對主光開關(guān)7A尋址，而調(diào)制解調(diào)器11按順序驅(qū)動副光開關(guān)7B、7C、7E…，從而如所希望的，將反射計內(nèi)產(chǎn)生的光信號發(fā)送給需被監(jiān)視的單根光纖。因此，圖3所示的光開關(guān)的中央驅(qū)動系統(tǒng)使用大量的調(diào)制解調(diào)器，由于傳輸需通過調(diào)制解調(diào)器來實現(xiàn)對有關(guān)光開關(guān)的路由選擇，所以這會導(dǎo)致非常高的成本和空載時間。
圖4示出了本發(fā)明的監(jiān)視系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，用通過存在于網(wǎng)絡(luò)中的相同光纜傳輸?shù)墓庑盘枌粨Q局中的光開關(guān)進行驅(qū)動操作。在該系統(tǒng)中，控制計算機8借助調(diào)制解調(diào)器9和10與反射計5交換信號(另一種做法是通過串聯(lián)光纜)，并且如以下更好描述的，控制計算機可驅(qū)動分別位于下游交換局D、E、G、B…中的每個光開關(guān)13A、13B、13E、13G…。
為了按照圖4所示的示意圖進行光學的路由選擇，圖5示出了本發(fā)明光學控制裝置的方框圖。
該裝置包括一常規(guī)的光開關(guān)13，它具有一個輸入端口14和許多輸出端口31。與光開關(guān)13相連的是光耦合器15，光耦合器又通過光傳輸線17與光電探測器16相連。光電探測器16再通過線路19與微處理器18相連，所述微處理器18用來從光電探測器16接收電信號，以產(chǎn)生通過并行連接線32將提供給光開關(guān)的地址。該裝置還包括一對識別開關(guān)20和21，它們分別通過線路22和23接至微處理器18，裝置還包括一輸入并行端口24和一輸出并行端口25，它們也通過各自的連接線26和27接至微處理器18。公共電源28分別通過相應(yīng)的連接線29和30向光開關(guān)13、微處理器18和光電探測器16提供必要的電力。
通過只引入可忽略的衰減，光耦合器15對輸入信號IN采樣并通過光學連接線17將它傳送給光電探測器16，光電探測器的任務(wù)是將所提供的光信號轉(zhuǎn)換成電信號，并將后者提供給微處理器18。識別開關(guān)20通過連接線22設(shè)置單義地識別光學控制裝置的二進制碼并將該代碼提供給微處理器18，而識別開關(guān)21則通過連接線23設(shè)置可驅(qū)動的光開關(guān)端口31的數(shù)目。
輸入端口24通過其連接線26將外部控制信號提供給微處理器18，而輸出端口25則通過其與微處理器18的連接線27用來傳輸微處理器18的控制信號，要么又傳輸外部控制信號。公共電源28分別向光開關(guān)13、微處理器18和光電探測器16提供電力。
在上述裝置中，不同于現(xiàn)有的其他光開關(guān)，可電氣地或光學地對開關(guān)本身進行尋址操作。
在前一種控制裝置的情況下，可以省略光電探測器16和光耦合器15。控制裝置通過唯一信息端口24接收將與其連接的光纖的地址(一般是二進制編碼的地址)。控制裝置通過讀取識別開關(guān)20和21的邏輯狀態(tài)，將通過微處理器18適當?shù)靥幚斫邮盏降男畔⒉⑦x擇將要連接的光纖。
在后一種情況下，輸入光纖起載體的作用，用于完成選擇?？刂蒲b置通過輸入端口IN接收輸入光信號，其中部分輸入光信號還被提供給光電探測器16，并且當把這些光信號轉(zhuǎn)換成電信號后，將它們提供給微處理器18，微處理器18的任務(wù)是從光纖的其余信息中區(qū)分出選擇信息。在非常準確的時刻，以光脈沖的形式傳輸該選擇信號。在證實了接收到的光開關(guān)數(shù)是否將與在識別開關(guān)20中設(shè)置的數(shù)目相對應(yīng)后，控制裝置讀取將被選擇的光纖數(shù)。
因此，光學驅(qū)動實質(zhì)上允許把進入光開關(guān)的光纖用作經(jīng)微處理器適當獲取、識別和處理的驅(qū)動信號的傳輸裝置，使微處理器對光開關(guān)進行尋址，從而獲得與前文中根據(jù)圖3所示的示意圖通過調(diào)制解調(diào)器獲得的相同的功能，但在本實施例中，時間顯著縮短，可靠性更好，并且設(shè)備成本將降低很多。
圖5中描述的光學控制裝置的另一個基本特征是，如圖6所示，用并行輸入端口24和并行輸出端口25可使這些裝置局部級聯(lián)。由圖6可以看到，三個光學裝置33、34和35互相連接。裝置33表示主光開關(guān)，因此備有光電探測器16和光耦合器15，而裝置34和35表示副光開關(guān)，因此光電探測器和光耦合器被省略。用這種方式，這樣來局部擴充能接至單根輸入光纖IN的輸出光纖41、42和43的數(shù)目簡單地把第一裝置33的輸出并行端口25與第二裝置34的輸入并行端口24相連并留心將裝置33的最后一根輸出光纖36與第二裝置34的輸入光纖相連；在第二裝置34和第三裝置35之間及以后的裝置進行相同的連接。局部擴充的可能性實質(zhì)上不限制能被控制的光纖的數(shù)目，由此得到一種模塊式和自構(gòu)式系統(tǒng)，在這種系統(tǒng)中，單個光開關(guān)可在輸入光纖的光學控制下選擇大量的光纖，因此輸入光纖代表路由控制信號的載體。將微處理器產(chǎn)生無誤的光選擇信號疊加在其他測量信號和光指令上傳輸，并以光脈沖的形式提供。該信號一般由32位組成。應(yīng)指出，光學控制信號由反射計產(chǎn)生，反射計包括一發(fā)生器，產(chǎn)生控制下游光開關(guān)用的光脈沖和測量被監(jiān)視光纖衰減曲線用的光脈沖。
由此可見，由于本發(fā)明的光學控制裝置具有下列優(yōu)點，所以相對于當前的解決方案有顯著的技術(shù)進步用輸入端口上提供的電信號電氣驅(qū)動光學裝置；用開關(guān)輸入端上提供的光信號光學驅(qū)動光學裝置；用一臺反射計對所有光學裝置作光學切換，容許任何單根光纖(甚至是遠距離的)被監(jiān)視被驅(qū)動，可靠性高，成本低，而光學切換的花費時間比常規(guī)的要低得多；通過將多個裝置簡單級聯(lián)，可在交換局中實現(xiàn)模塊式和自構(gòu)式的擴充。
雖然結(jié)合本發(fā)明的較佳實施例描述和說明了本發(fā)明，但顯然本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以不脫離本發(fā)明的范圍進行所有的變化和改變。
權(quán)利要求
1.一種通信網(wǎng)光纖監(jiān)視系統(tǒng)的光學控制裝置，它至少具有一個光開關(guān)，其特征在于，包括微處理器(18)，用來處理提供給它的輸入信號，并將有關(guān)的尋址指令提供給光開關(guān)(13)；光耦合器(15)，它與光開關(guān)(13)的輸入端相連，并用來取一部分傳輸給它的輸入光信號作進一步的處理；光電探測器(16)，它與所述光耦合器(15)和所述微處理器(18)相連，并用來將來自所述光耦合器(15)的光信號的所述部分轉(zhuǎn)換成電脈沖，然后把電脈沖提供給微處理器(18)；一對識別開關(guān)(20，21)，它們與微處理器相連；其中所述微處理器(18)、所述光電探測器(16)和所述光開關(guān)(13)由一公共電源(28)供電，并且所述光學控制裝置能光學驅(qū)動。
2.如權(quán)利要求1所述的光學控制裝置，其特征在于，它還包括一對并行端口(24，25)，其中一個是輸入端口，而另一個是輸出端口，它們用來使光學控制裝置與一外部驅(qū)動裝置(如果有的話)電氣連接，并且為了獲得具有所需端口數(shù)的模塊式監(jiān)視系統(tǒng)，允許多個光學控制裝置局部級聯(lián)。
3.如權(quán)利要求2所述的光學控制裝置，其特征在于，將第一裝置33中光開關(guān)(13)的最后一根輸出光纖(36)作為輸入光纖接至第二裝置(34)中的下一個光開關(guān)(13)，依次類推。
4.如權(quán)利要求1所述的光學控制裝置，其特征在于，一個識別開關(guān)(20)用來設(shè)置識別光學控制裝置的單義代碼，而另一個識別開關(guān)(21)則用來設(shè)置光學控制裝置可驅(qū)動的端口數(shù)。
5.如權(quán)利要求2所述的光學控制裝置，其特征在于，用通過輸入并行端口(24)提供的電信號電氣地對光開關(guān)進行尋址操作。
6.如權(quán)利要求5所述的光學控制裝置，其特征在于，對于用電信號進行尋址操作的情況，可以省略光電探測器(16)和光耦合器(15)。
全文摘要
一種光學控制裝置，包括微處理器、光耦合器、光電探測器和一對識別開關(guān)，其中微處理器處理輸入信號并將尋址指令提供給光開關(guān)，光耦合器獲取一部分輸入光信號以作進一步處理，光電探測器將來自所述光耦合器的所述光信號部分轉(zhuǎn)換成電脈沖并將它們提供給微處理器。該裝置通過包含一對并行端口可電氣或光學地尋址，這對并行端口允許光學控制裝置與一外部驅(qū)動裝置(如果有的話)電氣連接，并且為了獲得模塊式監(jiān)視系統(tǒng)，允許多個裝置局部級聯(lián)。
文檔編號H04B10/07GK1130965SQ95190671
公開日1996年9月11日 申請日期1995年7月21日 優(yōu)先權(quán)日1994年7月29日
發(fā)明者盧恰諾·曼寧蒂, 法比奧·安杰利尼 申請人:尼考特拉希斯泰米股份公司