用于检测光网络中光链路的工作情况的方法和装置与流程

用于检测光网络中光链路的工作情况的方法和装置
1.相关申请交叉引用
2.本技术要求于2019年7月9日提交的申请号为16/506,571、发明名称为“检测光网络中光链路的工作情况的方法和装置(method and apparatus for detecting operation conditions of an optical link in an optical network)”的美国专利申请的优先权的权益，其内容通过引用结合在本技术中。
技术领域
3.本发明属于光通信领域，尤其涉及一种用于检测光网络中光链路的工作情况的方法和装置。


背景技术：

4.在当今的网络中，为了提供需要的服务水平，网络运营商(例如，加拿大贝尔公司(bell canada)、verizon、google等)认为光链路(例如，光纤或光缆)的质量很重要。光纤的任何损耗或质量下降都可能会直接影响对应的链路质量指标并降低网络可靠性。链路质量指标通常以光信噪比(optical signal-to-noise ratio，osnr)来度量。因此，光性能监控(optical performance monitoring，opm)的一个分支侧重于监控和检查光纤链路(例如光缆)的状态，以避免潜在的质量下降。
5.考虑到当今光网络上承载的业务，光纤网络的可靠性变得越来越重要，因此，更需要最大程度地减少网络故障(network outage)的方法和系统。当光纤链路发生损坏(例如断纤)时，网络服务运营商可能会承担巨大的成本，例如业务丢失和网络故障(例如网络中断(network down time))带来的成本、故障处理以识别原因带来的成本以及修复基于光纤的网络基础设施带来的成本。如果海底光缆发生损坏，随之带来的成本可能会大大增加。例如，靠近海岸作业的船只可能会无意中对海底电缆造成损坏，而修复这些损坏的海底光缆通常可能会需要数百万美元。
6.目前，光纤链路(例如光缆)部署在各个不同的位置上(例如，水下、地下和空中高架)。例如，有多条海底电缆部署在海洋中，如图1所示。因此，光纤链路面临着自然灾害和/或人类活动带来的潜在风险。就地面网线(例如地下光纤链路)而言，人类活动(例如，施工建设、列车运行等)或自然现象(例如，雷电、洪水、地震等)或网络组件问题(例如，网络组件老化、网络组件故障等)可能会损坏光纤链路。就海底电缆而言，光缆可能会因许多不同因素而发生损坏。例如，海底电缆可能因船锚意外缠住和拖曳电缆、渔船的渔网与电缆缠在一起、浊流、地震或鲨鱼攻击而发生损坏。
7.如表1所示，断纤和光纤损坏可能会经常发生。表1汇总了2016年报告的断纤次数。
8.表1
9.[0010][0011]
考虑到网络可靠性的重要性和光纤链路损坏的高风险，许多网络运营商都有一个或多个网络控制和管理系统(例如软件定义传送网(transport software-defined networking，t-sdn))，以便在发生断纤等损坏时有效地控制和重路由业务。
[0012]
然而，在目前可用的网络控制和管理系统中，可能很难快速识别电缆损坏的时间和位置。例如，就地面网络而言，大多数数据业务可能会经过传统光纤，例如很久以前部署的电缆；在这种情况下，由于缺乏数据或出于安全考虑，可能不知道电缆分布图，所以可能很难快速识别损坏发生的位置(例如光网络中损坏部分的位置)。
[0013]
因此，需要用于检测光纤链路上损坏的发生情况和位置的方法和装置，光纤链路不存在现有技术的一个或多个限制。由于网络业务不断增加，需要预测或快速识别光纤是否发生任何损坏，以便网络服务供应商或网络运营商能够尽快采取适当的措施并且在一些情况下主动采取适当的措施。当考虑到断纤等事故通常发生在亚秒级时，提前了解潜在电缆损坏的发生情况和位置可能是很有帮助的。因此，提前了解潜在损坏可以为t-sdn提供足够的时间来决定和执行适当的操作(例如，为波分复用(wave division multiplexing，wdm)信道规划新的拓扑，以针对预测到的电缆损坏重路由网络业务)，从而减少潜在电缆损坏的影响。
[0014]
背景技术的目的是揭示申请人认为可能与本发明相关的信息。没有必要承认也不应当解释任何前述信息构成与本发明相对的现有技术。


技术实现要素：

[0015]
本发明实施例的目的是提供用于提前检测光纤链路上损坏的发生情况和位置的装置和方法。在实施例中，提供了将光网络中的光纤跨段基本上转换为干涉感测介质以检测所述光跨段的光纤特征的方法和装置，从而预测或识别所述光跨段中的潜在损坏发生情况。
[0016]
根据本发明的一方面，提供了一种用于检测光纤的工作情况的装置。所述装置包括探测收发模块，所述探测收发模块与第一光纤跨段的第一端和第二光纤跨段的第一端进行通信连接。所述探测收发模块包括发射器，所述发射器用于发送光探测信号的发射器，所述光探测信号可以发送至所述第一光纤跨段的第一端和所述第二光纤跨段的第一端。所述探测收发模块还包括接收器，所述接收器用于接收来自所述第一光纤跨段的第一端的第一返回光探测信号和来自所述第二光纤跨段的第一端的第二返回光探测信号。所述装置还包括环回模块，所述环回模块与所述第一光纤跨段的第二端和所述第二光纤跨段的第二端进行通信连接，所述环回模块用于在所述第一光纤跨段和所述第二光纤跨段之间传输光信号。合并所述第一返回光探测信号和所述第二返回光探测信号能够检测包括所述第一光纤跨段和所述第二光纤跨段的光纤的工作情况。
[0017]
在一些实施例中，所述探测收发模块包括耦合器，所述耦合器与所述第一光纤跨
段的第一端和所述第二光纤跨段的第一端进行通信连接，所述耦合器用于合并所述第一返回光探测信号和所述第二返回光探测信号。在一些实施例中，所述探测收发模块还包括光电二极管，所述光电二极管用于检测指示合并所述第一返回光探测信号和所述第二返回光探测信号的信号，所述信号指示所述光纤的工作情况。
[0018]
在一些实施例中，所述探测收发模块与数字信号处理器进行通信连接，所述数字信号处理器用于评估所述信号并确定所述光纤的一个或多个工作情况。在一些实施例中，所述数字信号处理器是所述探测收发模块的一部分。在其它实施例中，所述数字信号处理器与所述探测收发模块分开，并与所述探测收发模块进行通信连接以接收所述信号。在一些实施例中，所述数字信号处理器与一个或多个探测收发模块进行通信连接，以评估所述一个或多个探测收发模块产生的信号；这些信号中的每个信号都表示与之相关的所述光纤的工作情况。
[0019]
根据本发明的一方面，提供了一种用于检测光纤的工作情况的装置。所述装置包括探测收发模块，所述探测收发模块与光纤跨段的第一端进行通信连接。所述探测收发模块包括发射器，所述发射器用于发送光探测信号，所述光探测信号发送至所述光纤跨段的第一端。所述探测收发模块还包括接收器，所述接收器用于接收来自所述光纤跨段的第一端的返回光探测信号。所述装置还包括环回模块，所述环回模块与所述光纤跨段的第二端进行通信连接，所述环回模块用于沿着所述光纤跨段将所述光探测信号反射回所述探测收发模块。合并所述返回光探测信号和所述光探测信号能够检测包括所述光纤跨段的光纤的工作情况。
[0020]
根据一些实施例，所述接收器包括耦合器，所述耦合器与所述光纤跨段的第一端和所述发射器进行通信连接，所述耦合器用于合并所述返回光探测信号和所述光探测信号。所述接收器还包括光电二极管，所述光电二极管用于检测指示合并所述返回光探测信号和所述光探测信号的信号，所述信号指示所述光纤的工作情况。
[0021]
根据一些实施例，所述装置还包括数字信号处理器，所述数字信号处理器用于评估所述信号以确定所述光纤的工作情况。根据一些实施例，所述数字信号处理器是所述探测收发模块的一部分。在其它实施例中，所述数字信号处理器与所述探测收发模块分开，并与所述探测收发模块进行通信连接以接收所述信号。
附图说明
[0022]
结合附图，通过以下详细描述，本发明的其它特征和优点将变得显而易见。
[0023]
图1示出了部署在海洋中的多条海底光缆的分布图。
[0024]
图2示出了局部感测方案中的光纤感测器的基本功能。
[0025]
图3示出了使用弹性(线性)或非弹性(非线性)后向散射光作为信息载体的通用分布式感测方案。
[0026]
图4是称为萨格纳克(sagnac)干涉仪的基于干涉系统的感测机制的示意图。
[0027]
图5是用于功率变压器的局部放电监控的光纤声波感测器的示意图。
[0028]
图6a示出了图5的sagnac干涉仪在没有外部声波干扰的情况下检测到的3条检测信号波形。
[0029]
图6b示出了在10秒的测量周期内获得的与图6a中的两个检测输出的互相关属性
相关的测量结果。
[0030]
图7a示出了图5的sagnac干涉仪在检测平衡sagnac感测器上发生的机械振动时获得的3条检测信号波形。
[0031]
图7b示出了图5的sagnac干涉仪在最高300khz的3个不同频率下为实现长期稳定而检测到的3条检测信号波形。
[0032]
图8a是用于光纤的基于干涉系统的感测机制的一种实现方式的示意图。
[0033]
图8b示出了作用于双sagnac架构中的感测环路周围的几个位置上的125hz音调干扰的100个平均值的结果。
[0034]
图9是光网络中的两个光放大器节点之间的光纤跨段的示意图。
[0035]
图10示出了根据实施例的一种用于将光纤跨段转换为现有光传送网的干涉感测机制的示例性实现方式。
[0036]
图11是实施例提供的整合收发模块和环回模块的示例性通用模块的示意图。
[0037]
图12是实施例提供的一种用于将光纤跨段转换为现有光传送网的干涉感测机制的示例性实现方式。
[0038]
需要说明的是，在所有附图中，相同的特征由相同的元件符号标识。
具体实施方式
[0039]
本发明提供了通过将光网络中的光纤跨段转换为干涉感测介质来提前检测光纤链路上损坏的发生情况和位置的装置和方法。所述干涉感测介质(例如干涉仪)能够检测光网络中的光纤链路上可能发生的机械扰动或机械振动，因此可以为网络服务供应商带来显著的好处。采用所述干涉感测介质的系统能够检测光纤链路上机械扰动或机械振动的发生情况，并且能够使用干涉感测技术至少部分地找出这类事件的位置。
[0040]
根据实施例，提供了一种用于检测光纤的工作情况的装置。所述装置包括探测收发模块，所述探测收发模块与第一光纤跨段的第一端和第二光纤跨段的第一端进行通信连接。所述探测收发模块包括发射器，所述发射器用于发送光探测信号的发射器，所述光探测信号可以发送至所述第一光纤跨段的第一端和所述第二光纤跨段的第一端。所述探测收发模块还包括接收器，所述接收器用于接收来自所述第一光纤跨段的第一端的第一返回光探测信号和来自所述第二光纤跨段的第一端的第二返回光探测信号。所述装置还包括环回模块，所述环回模块与所述第一光纤跨段的第二端和所述第二光纤跨段的第二端进行通信连接，所述环回模块用于在所述第一光纤跨段和所述第二光纤跨段之间传输光信号。合并所述第一返回光探测信号和所述第二返回光探测信号能够检测包括所述第一光纤跨段和所述第二光纤跨段的光纤的工作情况。
[0041]
根据实施例，所述探测收发模块包括耦合器，所述耦合器与所述第一光纤跨段的第一端和所述第二光纤跨段的第一端进行通信连接，所述耦合器用于合并所述第一返回光探测信号和所述第二返回光探测信号。所述探测收发模块还包括光电二极管，所述光电二极管用于检测指示合并所述第一返回光探测信号和所述第二返回光探测信号的信号，所述信号指示所述光纤的工作情况。
[0042]
根据实施例，所述探测收发模块与数字信号处理器进行通信连接，所述数字信号处理器用于评估所述信号并确定所述光纤的一个或多个工作情况。在一些实施例中，所述
数字信号处理器集成在所述探测收发模块中。在其它实施例中，所述数字信号处理器与一个或多个探测收发模块进行通信连接，以评估由所述一个或多个探测收发模块产生的信号，这些信号中的每个信号都表示与之相关的所述光纤的工作情况。根据一些实施例，所述工作情况可以包括与所述光纤相关的振动和振动位置中的一个或多个。
[0043]
已经确定，如果在实际损坏发生之前向网络服务运营商提供了防止潜在光缆损坏的警告标志，则网络运营商也许能够降低各种成本，包括业务丢失和网络故障带来的成本(例如网络中断带来的成本)、故障处理的成本以及修复基于光纤的网络基础设施的成本。例如，如果网络服务供应商提前检测到机械振动，则能够减少网络服务中断带来的不好影响。在大多数情况下，特别是在地面电缆和海底电缆的情况下，如果至少可以部分实时检测到机械振动，则网络服务运营商能够预测到潜在光缆损坏。这使得网络服务运营商可以降低潜在光纤故障或客户端服务中断带来的成本。例如，通过防止外力对光纤造成的至少一些断纤或光纤损坏，能够减少网络中断和修复成本，有可能将成本降至最低。
[0044]
近年来，经过大量的时间和努力，网络服务供应商商和运营商都确定，波分复用(wavelength division multiplexing，wdm)网络服务中断和wdm网络服务性能下降主要是由快速偏振态(state-of-polarization，sop)旋转等瞬态事件造成的。雷电等自然现象可能会造成较大的sop旋转，并可能导致短时间内的wdm网络服务中断或性能下降。大多数自然现象都不会长时间影响网络，例如光网络链路性能，而且通常会很快消失，例如通常在不到几毫秒的时间内消失。例如，相干转发器可能会因为短时间内的快速sop旋转而产生高误码率(bit error rate，ber)或高丢帧率，但在几毫秒内恢复它们的正常性能。
[0045]
已经观察到，快速瞬态事件可能会限制网络服务供应商和运营商提供有保证的网络性能，这可能是因为没有确定的方法来最大程度地减少快速瞬态事件的不好影响，除非相干引擎的能力得到提高。虽然光网络中的快速瞬态事件可以通过检查和跟踪光的sop来监控，但这类监控技术可能只用于对光网络中的瞬态事件进行调试和故障处理。
[0046]
与快速瞬态事件不同，更静态和更持久的事件(例如，光纤链路损坏或断纤)带来的不好影响可以避免或减少。例如，如果能够尽早检测到光纤链路的损坏或在损坏发生之前预测到，则能够降低网络中断和业务中断带来的成本。网络中断和业务中断带来的成本可以表示，采用主动方案比响应式或被动方案重要。然而，虽然网络供应商在检测光纤链路损坏方面一直面临着问题，但网络供应商没有提出具体的技术方案。
[0047]
众所周知，光纤链路在损坏(包括断纤)之前通常会发生机械振动。例如，在施工建设(例如挖掘)期间进行的一些活动通常会产生机械扰动，特别是当连续发生时，通常会导致光缆损坏，从而导致网络业务中断。机械振动可以提供关于即将发生的问题的有用信息，使得网络服务供应商能够主动防止断纤，最大限度地减少网络服务中断，并为网络服务中断准备替代计划。因此，检测光缆上的机械扰动可以使得网络服务供应商获得更高质量的网络服务并最大程度地减少网络服务中断(outage/interruption)，所以能够带来重要的好处。
[0048]
有几种感测方法支持检测机械扰动等事件。在局部感测方案中，物理现象或化学现象作用于光纤，使得光纤中传输的光可以被调制。在这种方法中，光纤(例如光纤链路)通常不参与感测过程。图2示出了基于局部感测方法的光纤感测器的基本功能。局部感测方法通常与光纤电信系统既不相关，也不被光纤电信系统采用。在分布式感测方法中，可以测量
后向散射信号的反射来检测机械扰动(例如，可以使用距离)。在这种方法中，光纤(例如光纤链路)可以是关键的感测组件。图3示出了使用弹性(线性)或非弹性(非线性)后向散射光作为信息载体的通用分布式感测方法。在分立式感测方法中，可以使用分布在光网络链路上的多个感测组件(例如，布拉格光栅(fiber bragg grating，fbg)、反射器、发射镜)来检测事件。在混合感测方法中，两种或两种以上不同的感测方法可以共同用于各种应用。
[0049]
应当理解，光纤链路和其它机械和物理基础设施上的大多数机械振动(通常在10hz至1000hz之间)可以由分布式光纤感测机制使用各种基于光纤的方法检测到。这些基于光纤的评估方法可以分为两大类，即基于散射的方法和干涉感测方法。
[0050]
在基于散射的方法中，散射在光纤每个点上的反射信号在传输点侧采集。可以认为这种信号采集类似于光时域反射仪(optical time-domain reflectometer，otdr)方法采用的技术，otdr方法包括相位otdr方法和相干otdr方法等。
[0051]
基于散射的方法或基于散射otdr的方法通常只能高效地用于检测稳态变化或准稳态变化。由于光的后向散射非常弱(例如，比正常反射低50db)，因此后向散射光的检测需要在许多数据采集周期中执行并需要对这些采集周期求平均，以确定光纤链路上的组件的清晰“图像”。这些多个数据采集周期可能会降低监控速度，因此可能认为不适合跟踪和观察光纤链路上的瞬态事件或半瞬态事件。基于散射的方法的监控速度受到脉冲宽度的动态范围以及光纤链路的长度的影响，这两个因素可以用于确定脉冲重复率。此外，考虑盲区和距离范围之间的平衡可以限制基于散射的方法适用的应用类型。因此，可以认为基于散射的方法最适合静态事件。例如，基于散射的方法可以用于光纤初始铺设期间和之后、光纤损坏修复期间和之后以及光纤维护期间等的光纤铺设验证和鉴定(fiber placement validations and qualifications)。基于散射的感测方法能够使用高反射来检测光纤链路是否压紧、损坏或切断。基于散射的感测方法还能够使用高反射来检测光纤链路切断或其它损坏的位置。
[0052]
如上所述，另一种基于光纤的评估方法是干涉感测方法。干涉感测方法能够快速检测到物理事件和机械事件，因此可以适用于快速事件，例如(机械)振动等动态短期事件。
[0053]
在干涉感测方法中，待测光纤链路(例如被监控的光纤链路)可以集成在干涉仪中，因此待评估光纤被转换为干涉仪的一部分。干涉仪可以观察干涉信号(例如激光源产生的干涉信号)的变化，以检测或感测可能对光纤链路产生不好影响的事件。
[0054]
干涉感测方法在感测光纤链路上的机械振动方面很有帮助，特别是在wdm网络中。干涉感测方案可以使得干涉仪检测到小的机械扰动，探测信号损失最小。
[0055]
由于不使用散射技术或反射技术，干涉感测方法不需要求平均操作，从而使干涉仪能够快速测量光链路。这种检测速度可以不同于otdr技术，otdr技术需要求平均操作来提高测量的可靠性。干涉仪可以使用强光信号来发现瞬态事件或半瞬态事件并检测这些事件的位置。因此，用于检测瞬态事件或半瞬态事件的强光信号可以使得干涉仪快速可靠地监控光纤链路。
[0056]
干涉感测方法可以支持机械扰动检测，机械扰动可以发生在包括更长距离在内的各种距离处。因此，干涉感测方法可以适用于光网络中的光纤部署期间和之后、光纤损坏(例如断纤)修复期间和之后以及光纤维护期间的光纤铺设验证和鉴定。
[0057]
如上所述，根据实施例，提供了通过将光网络中的光纤跨段(例如两个方向上的两
个光节点之间的光纤链路)转换为干涉感测介质来预测或检测光纤链路上损坏的发生情况和位置的装置。转换后的光纤跨段可以检测光纤上的机械扰动和振动，并可以进一步支持有关光纤性能的故障处理。
[0058]
根据实施例，光纤跨段可以转换为干涉仪的一部分(例如干涉感测介质)。光纤跨段的每条光纤链路可以作为干涉仪的一个臂。根据实施例，不需要更换或修改网络中的(其它)现有网络组件。例如，如果干涉波长波段与osc波段对齐，则可能不需要修改现有网络组件，包括掺铒光纤放大器(erbium-doped fiber amplifier，edfa)等放大器、光纤和波长选择开关(wavelength selective switch，wss)。在这种情况下，放大器(主要是edfa)配备有osc波段滤波器，以分插osc通道。干涉波长波段的这种有益特性可以实现升级，而不需要改变除监控设备或模块以外的其它设备。如果还需要osc功能，如本文其它地方所述，osc和干涉测量功能可以集成在同一模块中。根据实施例，可以采用各种方案。
[0059]
在一些实施例中，干涉测量感测介质(硬件)可以使用一个或多个探测收发模块。探测收发模块可以控制探测信号，例如控制光探测信号的发送和接收，以检测光链路上的机械扰动。在一些实施例中，通过将光循环器和耦合器包含在内，光监控信道(optical supervisory channel，osc)路径可以转换为干涉测量系统(例如干涉仪)。在一些实施例中，还可以添加开关以将osc路径转换为干涉测量系统(例如干涉仪)。在一些实施例中，探测收发模块可以与光路上的osc模块分开，而在其它实施例中，探测收发模块的功能集成在osc模块中。
[0060]
根据实施例，干涉测量感测介质可以使用单波长或多个波长。在一些实施例中，由于所有放大器(例如edfa)都与1510nm波段滤波器集成在一起或进行通信连接，因此用于干涉测量感测方法的最佳波段可以与osc波段重叠。在一些情况下，干涉测量感测方法使用的波长可以等同于osc使用的波长。在一些实施例中，可以部署单独的波段硬件组件来使用多个波长。
[0061]
根据实施例，用于检测光纤链路上的机械扰动的装置也许能够以期望的可靠性水平实时检测或感测每个网络跨段上的机械振动。根据实施例，如果装置分布在光网络中的每个网络跨段上，则可以实现全网可见性。当实现了全网可见性时，该装置也许能够确定光网络中已经发生或正在发生机械扰动的物理位置。例如，发现或识别机械扰动位置可以用于执行预防性后续操作和确定替代计划。当网络正常运行时，该装置也许能够检测到机械扰动。由于现有的机械扰动检测方法依赖于暗光纤或未用光纤进行检测，因此不能在网络正常运行时执行。
[0062]
根据实施例，无论机械振动是否由自然现象(例如雷电、地震等)、人类活动(例如，施工建设、列车运行、船舶运行等)或网络组件相关问题(例如，网络组件老化、网络组件故障等)引起，该装置也许都能够检测到产生各种幅度和速度(例如，快速、中速和慢速等)的机械振动的各种事件。在一些实施例中，该装置可以用于检测某一预定波长的机械振动。然而，该装置的一些实施例能够使用各种波长执行检测过程。
[0063]
在各种实施例中，该装置可以很简单且成本低，并且可以集成在光网络的一个或多个现有组件中。在一些实施例中，该装置可以用于构成一个或多个插件组件。
[0064]
图4是称为萨格纳克(sagnac)干涉仪的干涉感测机制的示意图。如图4所示，sagnac干涉仪包括光纤环路(例如感测环路401)，两个光束沿着该光纤环路在两个不同方
向上传播。在一些实施例中，光束处于相同的偏振态中，但在其它实施例中，这些光束可以具有不同的偏振态。输入光通过3db光纤耦合器420划分到两个方向，然后，两个反向传播光束在3db光纤耦合器420处再次合并。在sagnac干涉仪中，当参考光在这些不同方向上传播时，产生了相同的现象。
[0065]
参考图4，sagnac干涉仪400包括两个主要组件，即感测环路401和探测信号产生和检测组件402。感测环路401承载沿着相反方向传播的参考信号，探测信号(例如输入信号)通过感测光纤410在这些相反方向上引导。两个反向传播信号403和404(例如沿着光纤在相反方向上传播的信号)都受到光纤上发生的任何事件的影响，而且随后携带表示事件位置的信息。在接收这些信号时，这些接收信号中表示的事件之间的相对延迟可以用于识别沿着待测光纤发生的事件的位置。
[0066]
各种方法可以用于检测扰动的发生情况和位置，例如光纤的热变化或光纤上发生的机械振动。sagnac干涉仪可以使用各种方式配置，以产生和检测探测信号。例如，sagnac干涉仪可以用于使用单波长或多个波长进行测试。sagnac干涉仪可以包括使用相干探测信号源或宽带探测信号源。根据实施例，sagnac干涉仪可以配置为马赫-曾德尔干涉仪(mach-zehnder interferometer，mzi)或基于半导体光放大器(semiconductor optical amplifier，soa)的干涉仪。
[0067]
图5是用于功率变压器的局部放电监控的光纤声波感测器的示意图。光纤声波感测器500包括作为光源的基于edfa的光纤环型激光器510和作为感测器的平衡光纤sagnac干涉仪520(或平衡sagnac感测器520)。基于edfa的光纤环型激光器510可以根据特定的探测信号产生和检测算法进行设计和配置，这种探测信号产生和检测算法可以不同于图4的探测信号产生和检测(例如探测信号产生和检测402)。在混乱模式下工作的基于edfa的光纤环型激光器510可以提供具有所需偏振度(degree of polarization，dop)值的局部偏振输出光束。
[0068]
如图5所示，平衡sagnac感测器520包括两个单独的相同的sagnac干涉仪。两个sagnac干涉仪共用光纤线圈532作为感测头531，并使用两个相同光功率的相关低相干探测光。感测头531包括光纤线圈532(即，由1km长的单模光纤制成的光纤线圈)和2
×
2光纤耦合器533。感测头531可以类似于图4所示的感测环路401。感测头531通过双芯光缆534连接到系统。如果实际应用需要，光缆534可以延长到1km以上。双芯光缆504中的两根传输光纤之间存在长度差，如图5中的δl所示。在这种感测器配置中，由于来自上下sagnac干涉仪的两个检测输出i1和i2处于反相，因此最终的检测输出可以通过使用i1和i2在电域中实现的差分运算获得。
[0069]
为了确定光纤上是否已经存在机械振动，可以测量平衡sagnac感测器520的两个检测输出i1和i2。例如，在正常情况下(例如，当没有机械振动或外部声波干扰时)，两个反向传播探测信号的两个检测输出(例如i1和i2)是恒定的，并且具有相似的功率，如图6a和6b所示。图6a示出了在没有外部声波干扰的情况下获得的3条检测信号波形。图6b示出了在10秒的测量周期内获得的与图6a中的两个检测输出i1和i2的互相关属性相关的测量结果。这些相关图表示出了平衡sagnac感测器520的两个输出i1和i2的相似性或互相关性。
[0070]
在一些情况下，当待评估光纤上存在机械振动或外部声波干扰时，两个反向传播探测信号的两个检测输出(例如i1和i2)发生波动，并可以包括多个峰值，如图7a和7b所示。
图7a示出了图5所示的平衡sagnac感测器520在待评估光纤上发生机械振动的情况下获得的3条检测信号波形。信号波形在最高300khz的3个不同频率下测量，这可以表示图5的平衡sagnac感测器520能够检测到最高300khz的机械振动，等等。图7b示出了在最高300khz的3个不同频率下为实现长期稳定而测量到的3条检测信号波形。测量信号波形的时间范围长达1000秒。
[0071]
待评估光纤上是否存在机械扰动或振动可以根据这些测量结果确定。差值信号(例如，图6a所示的i2–
i1，即两个反向传播探测信号之间的信号差值)可以表示被评估光纤链路上发生机械振动。图6a和图6b表明两个反向传播信号是强相关的，因此可以确定在测试期间，光纤链路上没有发生机械振动。图7a和图7b表明测量到的信号波形包括至少一些波动，因此在测试期间，光纤链路上发生至少一些外部机械振动。
[0072]
另外，由于事件对在两个不同方向上传播的探测信号(例如表示机械振动的信号)的影响可以关联起来，因此有关机械振动位置的信息还可以从两个反向传播信号中提取。如此一来，事件(例如机械振动)的位置可以在事件发生时同时检测到。
[0073]
鉴于上文内容，干涉方法能够检测光纤上机械振动(或其它事件)的发生情况以及确定被评估光纤上机械振动(或其它事件)的位置。通过评估光网络中的光纤，可以根据光网络中光纤上发生的事件及其位置评估整个网络。在一些干涉方法中，探测信号产生和检测可以根据基于mzi的架构进行。
[0074]
图8a是干涉感测机制(例如sagnac干涉仪)的另一实现方式的示意图。图8a所示的架构是双波长双sagnac干涉仪的光学架构。在图8a中，两个sagnac干涉仪是通过宽带超发光光纤源的频谱分割和光路由形成的，使得每个干涉仪共用感测环路的公共偏移部分。这时，通过公共光检测器观察每个干涉仪由于时变应变干扰产生的信号。图8b示出了125hz音调干扰的100次平均的结果，产生了幅度为0.1拉德(rad)的相位扰动，相位扰动作用于双sagnac干涉仪的感测环路周围的几个位置上。根据图8b所示的结果，可以观察到，基于mzi的方法可以设计成准确地指出长度长达40km、分辨率约为100m的干扰的位置(例如机械振动的位置)。如上所述，图8b示出了每个干扰点的100个平均值的结果，每个干扰点对应于环路周围的选定位置。穿过图8b中的图表点的直线(感测器输出和测量到的干扰位置)显示了系统的线性特性以及与基于mzi的方法检测到的音调干扰的理论响应的一致性。
[0075]
根据实施例，光纤跨段(例如两个网络节点之间的光纤链路)可以转换为干涉感测介质。干涉感测介质可以使用标准的干涉感测技术来检测发生在光纤链路上的机械振动。
[0076]
实施例可以依赖于部署在光网络中的放大器(例如edfa)的现有架构和硬件设计，因此更换已部署光纤不会产生额外成本，而且可能不需要放大器。在一些实施例中，可插拔osc波段模块可以设计成与探测收发模块集成在一起，探测收发模块在一些情况下可以配置为可插拔模块。
[0077]
如上所述，干涉感测方法可以使用光纤传输介质来检测机械振动的发生情况并识别机械振动的位置。为了在wdm传输层(例如光纤)中采用干涉感测方法，wdm跨段可以转换为光纤环路。在各种实施例中，两个方向上的现有光纤跨段可以转换为干涉环路或感测环路。转换后的干涉感测环路(例如，干涉感测环路包括从a点到b点的光纤和从b点到a点的光纤)可以用于执行测试和测量，以便使用干涉感测技术来检测wdm光纤传送网上的任何机械振动。这些感测技术相当于或基本上类似于现有干涉感测介质使用的技术。
[0078]
通过将wdm跨段转换为光纤环路，可以使用现有的硬件设计和网络节点(例如放大器)架构来检测机械振动的发生情况和位置。
[0079]
图9是光网络中的两个光放大器节点之间的光纤跨段的示意图。参考图9，两个网络节点edfa 910和930可以部署在光网络中。edfa 910和930可以通过光缆951相互连接。类似地，edfa 920和940可以部署在光网络中，edfa 920和940可以通过光缆952相互连接。光缆951上的网络业务方向可以与光缆952上的网络业务方向相反。例如，网络业务可以在光缆951上从edfa 930流向edfa 910，而在光缆952上从edfa 920流向edfa 940。
[0080]
部署在同一光缆上的两个edfa之间可以存在两个波段滤波器(waveband filter，wbf)，使得每个wbf耦合到edfa的输入端或输出端。在一些实施例中，wbf可以是放大器(例如edfa)的一部分。wbf可以在网络业务经过放大器之前或之后分插光监控信道(optical supervisory channel，osc)通道(例如，wdm业务经过edfa，在每个节点上分插所有osc业务)。wbf可以在一个或多个预定义波长(例如1510nm)下工作。在一些情况下，wbf可以集成在放大器中(例如，wbf与放大器不分离)。在一些情况下，wbf可以在osc波段上工作。在一些情况下，除wbf之外，使用分插(add/drop)方案的其它波段滤波器可以用于添加、阻挡、透过或重定向各种波长的调制红外线(infrared，ir)和可见光光束。在一些情况下，wbf和使用分插方案的其它波段滤波器可以是光网络的一部分。
[0081]
参考图9，wbf 915与edfa 910的输入端进行通信连接，wbf 935与edfa 930的输出端进行通信连接。wbf 915可以放置在edfa 910的输入端附近，wbf 935可以放置在edfa930的输出端附近。wbf 915和935通过光缆951相互进行通信连接。以类似的方式，wbf 925与edfa 920的输出端进行通信连接，wbf 945与edfa 940的输入端进行通信连接。wbf 925可以放置在edfa 920的输出端附近，wbf 945可以放置在edfa 940的输入端附近。wbf 925和945通过光缆952相互进行通信连接。根据实施例，当波段是或可以认为是osc波段时，可以利用部署在网络中的现有网络组件，而且实现干涉感测介质所需要的变化可以最少。在一些实施例中，干涉感测功能可以与一个或多个osc模块集成在一起。
[0082]
根据实施例，wbf的存在可以至少部分地能够将两条链路(例如光缆951和952)转换为干涉感测介质。通过连接两条不同链路上的wbf，光纤跨段可以转换为干涉感测环路(例如，包括光纤跨段951和952的干涉感测环路)。例如，wbf 915和935可以分别与wbf 925和945进行通信连接，从而形成一个环路。使用wbf形成的环路可以用作干涉感测环路，并在两个方向上检测光纤链路(例如光缆951和952)上的机械振动。
[0083]
根据实施例，图10示出了一种用于将光纤跨段转换为现有光传送网中的干涉感测机制的示例性实现方式。
[0084]
根据实施例，在一个或多个预定义波长下工作的波段滤波器(例如，wbf 915、925、935、945)可以用于将光纤跨段(例如，放大器到放大器，edfa 920到edfa 940)转换为干涉感测机制1000需要的干涉感测环路(例如干涉感测环路1030)。
[0085]
根据实施例，现有组件(例如，放大器和光缆)与探测收发模块1010和环回模块1020一起可以形成干涉感测环路1030。在一些实施例中，探测收发模块和环回模块可以是可插拔组件。在一些实施例中，探测收发模块和环回模块可以集成在小型可插拔(small form-factor pluggable，sfp)等其它现有可插拔组件中。在一些实施例中，当需要感测机械振动时，探测收发模块功能可以集成或激活在osc模块中。在一些实施例中，探测收发模
块可以与osc通道并行工作。
[0086]
根据实施例，干涉感测环路1030可以通过使用wbf 915、925、935、945，探测收发模块1010和环回模块1020与光缆951和952进行通信连接来形成。wbf 915和925可以通过探测收发模器块1010相互进行通信连接，wbf 935和945可以通过环回模块1020相互进行通信连接。
[0087]
根据实施例，探测收发模块1010可以发送和接收探测信号，以执行干涉测试和测量，从而感测wdm光纤传送网上的潜在机械振动。为此，探测收发模块1010可以包括电光组件，这些电光组件包括发射器1011和接收器1012。发射器1011可以发送光探测信号，接收器1012可以接收光探测信号。光探测信号可以进行发送和接收，以便使用已知的干涉感测技术来检测光链路上的机械扰动。探测收发模块1010还可以包括循环器1013和1014。循环器1013和1014可以有效地控制光探测信号在探测收发模块1010内的流动方向。循环器1013和1014都可以与发射器1011和接收器1012分别进行通信连接。
[0088]
根据实施例，探测收发模块1010还可以与wbf 915和925进行通信连接，从而将edfa910的输入端连接到edfa 920的输出端。wbf 915和925可以是在一个或多个预定义波长(例如1550nm)下工作的滤波器。在一些实施例中，wbf 915和925可以分别在osc通道的edfa910和920中实现。
[0089]
根据实施例，环回模块1020可以提供端口到端口的连接，这样能够通过配对的光纤将接收到的探测信号发回探测收发模块1010。环回模块1020可以与wbf 935和945进行通信连接，从而将edfa 940的输入端连接到edfa 930的输出端。wbf 935和945可以是在一个或多个预定义波长(例如1550nm)下工作的滤波器。在一些实施例中，wbf 935和945可以分别在osc通道的edfa 930和940中实现。在一些实施例中，wbf 935和945可以是wbf-osc(波段光监控信道(optical supervisory channel，osc)滤波器)，并且可以集成在网络中部署的放大器(例如edfa)中。
[0090]
根据实施例，探测收发模块和环回模块一起可以提供两个主要功能，即能够发送和接收光探测信号和能够提供必要的环回(例如环回功能)。在一些实施例中，探测收发模块和环回模块可以部署在不同的位置上。例如，根据要在每个位置上执行的功能，收发模块(例如探测收发模块1010的一部分)可以部署在一个位置上，而互补模块(例如环回模块1020)可以部署在另一个位置上。
[0091]
根据实施例，光探测信号在干涉感测机制1000中可以在两个方向上(例如，沿着所形成的光环路的顺时针和逆时针)传播。因此，干涉感测机制1000可以使用现有的干涉感测技术来检测光链路上的机械振动的发生情况和位置。
[0092]
如图10所示，发送的光探测信号产生的返回信号在耦合器1002处接收。对于每个光探测信号，光探测信号的逆时针传播产生一个返回信号，光探测信号的顺时针传播产生一个返回信号。这些合并信号的结果被发送给光电检测器1004进行检测，而检测到的光信号随后被发送给数字信号处理器1006进行分析。如上所述，对于干涉分析，合并光信号的结果可能导致破坏性组合，因此，当光探测信号基本上不存在扰动时，合并时基本上相互抵消。然而，当光探测信号存在扰动时，数字信号处理器可以用于分析来自光检测器的输出，以便评估被评估的光链路上的一个或多个扰动的幅度和位置。
[0093]
应当理解，来自光电探测器的输出可以发送给本地信号处理系统，或者交替地可
以发送给区域网络处理系统或整体网络处理系统。这种配置可能取决于光链路测试机制的期望功能。在其它实施例中，可以在本地评估光电探测器的输出，而且分析的输出可以随后发送给区域网络处理系统或整体网络处理系统，以便在必要时确定要采取的后续操作。
[0094]
如上所述，在一些实施例中，干涉感测机制使用两个单独的模块(例如，探测收发模块和环回模块)进行配置，如图10所示。应当理解，这种实现方式在光系统操作方面可能不是那么有效，因此在一些情况下可能并不理想。因此，在一些实施例中，从系统操作的角度来看，能够执行探测收发模块和环回模块两者功能的通用模块可能更理想。通用模块可以部署在网络内的选定位置上，主要考虑易于部署等因素，而且通用模块可以由网络控制器(例如软件定义传送网(transport software defined networking，t-sdn)控制器)进行管理和控制。根据实施例，通用模块可以被配置为具有可调整功能，该功能可以是探测收发模块的功能(例如收发功能)或环回模块的功能(例如环回功能)或其组合的功能。根据实施例，网络控制器可以确定部署在网络上的一个或多个通用模块的功能。每个通用模块执行的功能可以根据情况更改或调整。在图11所示的一些实施例中，通用模块用于提供探测收发模块和环回模块的全部功能。
[0095]
图11是实施例提供的整合探测收发模块和环回模块的通用模块的示意图。通用模块1100用于执行图10所示的探测收发模块的功能(例如收发功能)和环回模块的功能(例如环回功能)。也就是说，通用模块用于发送和接收光探测信号，以提供光探测信号的环回。
[0096]
根据实施例，通用模块1100中包括的光开关1110和1120可以使用微机电系统(micro-electro mechanical system，mems)和硅光电子等各种技术来操作。对于每个跨段，网络控制器(例如，t-sdn控制器、光域控制器(domain optical controller，doc)、分段光控制器(sectional optical controller，soc))可以确定通用模块1100是否提供包括收发功能或环回功能在内的功能。根据实施例，网络控制器可以使用光开关1110和1120来调整通用模块1100要执行的功能。光开关1110和1120可以根据通用模块1100要执行的所需或确定功能，选择性地打开和关闭端口。
[0097]
根据实施例，通用模块1100可以被设计和配置为部署在光网络中的各个节点上，并与其它相邻节点协调，以便感测光纤链路上的机械振动。因此，从部署的角度来看，基本上在网络中的每个节点上部署一种类型的模块，这种类型的模块的功能可以在以后根据其需要的功能定义。由于模块功能易于部署和调整，在一些情况下可能需要包括通用模块1100在内的实施例。
[0098]
在一些实施例中，通用模块1100的设计可以通过将探测收发功能和环回功能集成在现有osc可插拔模块中来增强，这些可插拔模块被部署为执行网络节点的控制功能和操作、管理和维护(operation,administration and maintenance，oam)功能。在一些实施例中，通用模块1100的设计可以通过采用多波长策略来增强，使得光纤跨段的两端可以同时执行干涉测量。例如，通用模块可以用于同时发送不同波长的波长探测信号，以执行光纤链路的干涉分析。根据实施例，通用模块(例如通用模块1100)中的光开关(例如光开关1110和1120)可能需要执行切换，并且还支持期望干涉波长的适当滤波。支持期望干涉波长的适当滤波可以有助于通用模块同时作为“环回组件”和“收发组件”工作。
[0099]
根据实施例，从转换后的光纤跨段的干涉感测机制的角度看，通用模块1100能够执行探测收发功能和环回功能。在一些实施例中，通用模块1100可以集成在osc-sfp等其它
现有可插拔组件中。在一些实施例中，通用模块1100可以在需要时增加感测机械振动的功能。在一些实施例中，通用模块1100可以与osc通道并行工作。
[0100]
在一些实施例中，通用模块1100可以发送和接收单波长信号，以执行机械扰动检测。在一些实施例中，通用模块1100可以发送和接收多波长信号，以在光纤链路的两个方向上执行独立的并行机械扰动检测。
[0101]
参考图11，通用模块1100可以包括探测收发模块1130以及光开关1110和1120。探测收发模块1130在组件及其功能方面可以基本上等同于图10所示的探测收发模块1010。探测收发模块1130可以与光开关1110的一个端口和光开关1120的一个端口进行通信连接，如图11所示。光开关1110和1120的其余端口也可以通过光纤1140相互进行通信连接，如图11所示。当通用模块1100需要执行探测收发功能时，光开关1110和1120选择性地打开与探测收发模块1130连接的端口，并关闭与光纤1140连接的端口。当通用模块1100需要执行环回功能时，光开关1110和1120选择性地关闭与探测收发模块1130连接的端口，并打开与光纤1140连接的端口。
[0102]
根据实施例，探测收发模块1130(例如图11中由虚线框包围的模块)可以采用已知的干涉感测技术和方案，包括探测信号产生、信号检测和信号分析。一些干涉感测技术和方案在上述申请中进行了说明。通用模块1100可以使用干涉感测技术和方案来检测光网络中的光纤链路上的机械振动。因此，光网络中的光纤跨段可以转换为干涉感测系统(或干涉感测介质)。
[0103]
如图11所示，发送的光探测信号产生的返回信号在耦合器1102处接收。对于每个光探测信号，光探测信号的逆时针传播产生一个返回信号，光探测信号的顺时针传播产生一个返回信号。这些合并信号的结果被发送给光电检测器1104进行检测，而检测到的光信号随后被发送给数字信号处理器1106进行分析。如上所述，对于干涉分析，合并光信号的结果可能导致破坏性组合，因此，当光探测信号基本上不存在扰动时，合并时基本上相互抵消。然而，当光探测信号存在扰动时，数字信号处理器可以用于分析来自光检测器的输出，以便评估被评估的光链路上的一个或多个扰动的幅度和位置。
[0104]
应当理解，来自光电探测器的输出可以发送给本地信号处理系统，或者交替地可以发送给区域网络处理系统或整体网络处理系统。这种配置可能取决于光链路测试机制的期望功能。在其它实施例中，可以在本地评估光电探测器的输出，而且分析的输出可以随后发送给区域网络处理系统或整体网络处理系统，以便在必要时确定要采取的后续操作。
[0105]
图12示出了实施例提供的包括探测收发组件和环回组件在内的干涉感测结构的一个示例。干涉感测模块1210和1220用于执行探测收发模块的功能(例如收发功能)和环回模块的功能(例如环回功能)。干涉感测模块1210和1220可以发送和接收光探测信号，以提供光探测信号的环回。图12所示的实施例或类似实施例可以单独评估光纤951和952，以检测发生在光纤951和952上的机械扰动或损坏。
[0106]
根据实施例，类似于图10所示的干涉感测机制1000，干涉感测机制1200可以使用在一个或多个预定义波长下工作的波段滤波器(例如，wbf 915、925、935、945)将光纤跨段(例如，放大器到放大器、edfa 910到edfa 930、edfa 920到edfa 940)转换为感测环路(例如，感测环路1230a、1230b)。然而，与图10中的需要两个方向上的现有光纤(例如光纤951和952)的干涉感测环路1030不同，可能只需要一根光纤(例如光纤951或952)来获得感测环路
(例如感测环路1230a和1230b中的每个)。
[0107]
根据实施例，干涉感测模块1210和1220包括的组件可以基本上类似于图10所示的干涉感测机制1000的探测收发模块(例如探测收发模块1010)中的组件。与探测收发模块1010类似，干涉感测模块1210和1220可以包括耦合器(例如，耦合器1202a和1202b)、光电探测器(例如，光电探测器1204a和1204b)和数字信号处理器(例如，数字信号处理器1206a和1206b)。这些组件的功能可以基本上等同于耦合器1002、光电检测器1004、数字信号处理器1006的功能。然而，与包括两个循环器(例如，循环器1013和1014)的探测收发模块1010不同，干涉感测模块1210和1220都可以包括一个循环器(例如，循环器1214和1224)和一个用于执行环回功能的反射镜(例如，反射镜1213和1223)。
[0108]
根据实施例，从转换后的光纤跨段的干涉感测机制的角度，干涉感测模块1210和1220可以执行探测收发功能和环回功能。在一些实施例中，干涉感测模块1210和1220可以集成在osc-sfp等其它现有可插拔组件中。在一些实施例中，模块1210和1220可以在需要时增加检测机械振动的功能。在一些实施例中，干涉感测模块1210和1220可以与osc通道并行工作。
[0109]
在一些实施例中，干涉感测模块1210和1220可以发送和接收单波长信号，以执行机械扰动检测。在一些实施例中，干涉感测模块1210和1220可以发送和接收多波长信号，以对两条光纤链路同时执行独立的并行机械扰动检测。
[0110]
根据实施例，干涉感测机制1200中的各种组件可以相互进行通信连接。参考图12，光缆951和952可以通过wbf 915、925、935和945与干涉感测模块1210和1220进行通信连接。wbf 915和925可以通过模块1210相互进行通信连接，wbf 935和945可以通过模块1220相互进行通信连接。
[0111]
根据实施例，现有组件(例如，波段滤波器和光缆)与干涉感测模块1210和1220一起可以形成两个感测环路(例如，感测环路1230a和1230b)。根据实施例，光探测信号可以在干涉感测机制1200中的光缆951和952的两个方向上传播。干涉感测机制1200中的干涉感测模块1210和1220可以使用现有的干涉感测技术来检测光链路上机械振动的发生情况和位置，其中，合并返回光探测信号以合并返回光探测信号和光探测信号为基础。
[0112]
参考图12，光探测信号可以沿着光缆952从干涉感测模块1210发送给干涉感测模块1220。光信号可以从激光源组件1211产生。从激光源组件1211产生的光信号可以发送给耦合器1202a。从激光源组件1211产生的光信号也可以通过循环器1214和光缆952发送给干涉感测模块1220中的反射镜1223。发送给干涉感测模块1220的光探测信号可以被反射镜1223反射。因此，由发送的光探测信号产生的返回信号被发送回干涉感测模块1210。沿着光缆952在干涉感测模块1210和1220之间发送的光探测信号的行程形成了感测环路1230a。
[0113]
由发送的光探测信号产生的返回信号可以在耦合器1202a处接收。对于每个光探测信号，耦合器1202a可以接收一个返回信号和一个直接从激光源1211发出的光探测信号。两个接收信号在耦合器1202a处合并。这些合并信号的结果被发送给光电检测器1204a进行检测，而检测到的光信号随后被发送给数字信号处理器1206a进行分析。
[0114]
根据一些实施例，干涉感测模块1210可以用于沿着光缆951和光缆952发送光探测信号。因此，光缆951和952可以由单个干涉感测模块(例如模块1210)评估。在本实施例中，激光器1211产生的光探测信号可以最初沿着光缆952发送，返回光探测信号在耦合器1202a
处与初始光探测信号合并进行后续分析以评估光缆952的条件。通过将位于循环器1214等之后的光开关(未示出)包含在内，激光器1211产生的光探测信号也可以沿着光缆951发送。靠近光缆951的相对端(例如，图12中靠近干涉感测模块1220的光缆951的一端)适当放置和调整的反射镜(未示出)能够反射光探测信号，产生了返回光探测信号，该返回光探测信号在沿着光缆951传输之后在耦合器1202a处接收。该返回光探测信号可以与初始光探测信号在耦合器1202a处合并进行后续分析以评估光缆951的条件。通过这种方式，干涉感测模块1210能够评估光缆951和952的条件。
[0115]
根据实施例，光探测信号可以沿着光缆951从干涉感测模块1220发送给干涉感测模块1210。光信号可以从激光源组件1221产生。从激光源组件1221产生的光信号可以发送给耦合器1202b。从激光源组件1221产生的光信号也可以通过循环器1224和光缆951发送给干涉感测模块1210中的反射镜1213。发送给干涉感测模块1210的光探测信号可以被反射镜1213反射。因此，由发送的光探测信号产生的返回信号被发送回干涉感测模块1220。沿着光缆951在干涉感测模块1210和1220之间发送的光探测信号的行程形成了感测环路1230b。
[0116]
由发送的光探测信号产生的返回信号可以在耦合器1202b处接收。对于每个光探测信号，耦合器1202b可以接收一个返回信号和一个直接从激光源1221发出的光探测信号。两个接收信号在耦合器1202b处合并。这些合并信号的结果被发送给光电检测器1204b进行检测，而检测到的光信号随后被发送给数字信号处理器1206b进行分析。
[0117]
根据一些实施例，干涉感测模块1220可以用于沿着光缆951和光缆951发送光探测信号。因此，光缆951和952可以由单个干涉感测模块(例如模块1220)评估。在本实施例中，激光器1221产生的光探测信号可以最初沿着光缆951发送，返回光探测信号在耦合器1202b处与初始光探测信号合并进行后续分析以评估光缆951的条件。通过将位于循环器1224等之后的光开关(未示出)包含在内，激光器1221产生的光探测信号也可以沿着光缆952发送。靠近光缆952的相对端(例如，图12中靠近干涉感测模块1210的光缆952的一端)适当放置和调整的反射镜(未示出)能够反射光探测信号，产生了返回光探测信号，该返回光探测信号在沿着光缆952传输之后在耦合器1202b处接收。该返回光探测信号可以与初始光探测信号在耦合器1202b处合并进行后续分析以评估光缆952的条件。通过这种方式，干涉感测模块1220能够评估光缆951和952的条件。
[0118]
根据实施例，干涉感测模块1210和/或干涉感测模块1220可以将光探测信号传播到光缆951和952。在一些实施例中，光信号在光缆951和952上的传播可以通过控制激光源1211和1221产生的光探测信号的方向来实现。光探测信号的方向可以通过循环器1214和1224控制。在一些实施例中，干涉感测模块1210和干涉感测模块1220可以包括一个或多个开关(例如，图11中示出的1
×
2开关)，以控制或改变光探测信号的方向。使用这些开关，干涉感测模块1210和干涉感测模块1220可以将光探测信号传播到光缆951和952。在一些实施例中，干涉感测模块1210和干涉感测模块1220可以包括一个或多个分路器，使得干涉感测模块1210和干涉感测模块1220可以将光探测信号同时传播到光缆951和952。
[0119]
应当理解，在一些实施例中，只提供干涉感测模块1210或干涉感测模块1220来评估光缆951和952的条件。在其它实施例中，通过使干涉感测模块1210和干涉感测模块1220都能够评估光缆951和952的条件，通过与另一个干涉感测模块确认一个干涉感测模块确定的条件的评估结果等方式，可以提供评估过程的冗余级别。
[0120]
如上所述，对于干涉分析，合并光信号(例如，在耦合器1202a和1202b处合并的信号)的结果可能导致破坏性组合，因此，当光探测信号基本上不存在扰动时，合并时基本上相互抵消。然而，当光探测信号存在扰动时，数字信号处理器可以用于分析来自光检测器的输出，以便评估被评估的光链路上的一个或多个扰动的幅度和位置。
[0121]
应当理解，来自光电探测器的输出可以发送给本地信号处理系统，或者交替地可以发送给区域网络处理系统或整体网络处理系统。这种配置可能取决于光链路测试机制的期望功能。在其它实施例中，可以在本地评估光电探测器的输出，而且分析的输出可以随后发送给区域网络处理系统或整体网络处理系统，以便在必要时确定要采取的后续操作。
[0122]
在本发明实施例中，需要对控制策略进行最少改变以支持超级信道动作。如上所述，在各种实施例中，现有的光纤跨段(例如，放大器或roadm等网络节点之间的光链路)可以使用干涉感测技术以及光节点(例如edfa)和光纤的硬件特性转换为再循环感测环路(例如干涉感测环路)。因此，本发明实施例中建立系统以检测光纤链路上损坏的发生情况和位置的总成本(例如，硬件、软件、操作、升级等的成本)可能相当低。
[0123]
本发明实施例提供了几个好处和优点。例如，由于控制策略简单，将已知的感测技术应用于未来超级信道的实现成本可能会很低。此外，在各种实施例中使用的感测技术是成熟的，因此是可靠的。
[0124]
此外，实施例可以节省操作和维护成本，特别是对于网络服务供应商。例如，当网络服务供应商使用实施例检测当下网络故障或断纤并采用适当的恢复计划时，服务水平协议保证将大大降低成本。此外，即使不派遣技术人员到现场，也可以检测光纤链路上的问题并找出问题发生的位置。本发明实施例还为光纤跨段提供透明的在线性能测量，因此即使网络在正常运行，网络服务供应商也可以检测到网络中的问题(例如光纤链路损坏)。
[0125]
需要说明的是，虽然本技术侧重于在wdm传送网中使用实施例，但这些实施例也可以用于其它基于光纤的系统，例如无源光网络(passive-optical network，pon)和数据中心互连网络。
[0126]
通过上述实施例的描述，实施例可以只通过硬件实现，也可以通过软件和必要的通用硬件平台实现。基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现。软件产品可以存储在非易失性或非瞬时性存储介质中，非易失性或非瞬时性存储介质可以是光盘只读存储器(compact disk read-only memory，cd-rom)、通用串行总线(universal serial bus，usb)、闪存盘或移动硬盘。软件产品包括许多指令，这些指令使得计算机设备(个人计算机、服务器或网络设备)能够执行本发明实施例中提供的方法。例如，这样的执行可以对应于如本文所述的逻辑操作的模拟。根据示例性实施例，软件产品可以附加地或替代地包括多个指令，这些指令使得计算机设备能够执行配置或编程数字逻辑装置的操作。
[0127]
尽管已经参考本发明的特定特征和实施例描述了本发明，但是明显在不脱离本发明的情况下可以制定本发明的各种修改和组合。说明书和附图仅被视为所附权利要求书所定义的本发明的说明并且考虑落于本说明书的范围内的任何和所有修改、变体、组合或均等物。