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Die
Erfindung betrifft ein Schutzverfahren für fiberoptische Systeme nach
Anspruch 1 sowie eine Sicherheitsschnittstelle, die verwendet wird,
um solches Schutzverfahren gemäß 9 durchzuführen.
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Besonders
in der Telekommunikation werden Fasersysteme verwendet, um optische
Signale über
große
Entfernungen zu transportieren. Solche Systeme bestehen in der Regel
aus verstärkten
Kabeln, die mehrere einzelne Fasern tragen. Über große Entfernungen kann eine bedeutende
Verschlechterung des zu transportierenden Signals beobachtet werden.
Mehrere verschiedene Herangehensweisen sind erfolgreich unternommen
worden, um dieses Problem zu lösen,
was zu sehr unterschiedlichen Mechanismen führt. Alle diese Lösungen haben
gemeinsam, daß hohe
optische Leistungen durch die Faser transportiert werden, die bei
weitem den gefährlichen
Schwellenwert des menschlichen Auges übersteigen. Außerdem gehört die Strahlung, die
normalerweise in der optischen Telekommunikation verwendet wird,
zu dem infraroten Abschnitt des elektromagnetischen Spektrums. Diese
langen Wellenlängen
sind für
das menschliche Auge unsichtbar. Das macht die Strahlung sogar gefährlicher,
da beim Auftreffen solcher Strahlung auf das Auge der Augenschließreflex,
der auf der optischen Rezeption basiert, nicht richtig funktionieren
kann. Andererseits wird die Infrarotstrahlung sehr gut von dem wäßrigen Inhalt
des Auges absorbiert, der demzufolge leicht zerstört werden
kann.
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In
der Regel bleibt die transportierte Strahlung innerhalb des Fasersystems.
Der Strahlungsverlust, der aus den Fasern durch abklingende Wellen
austritt, ist eher klein und bleibt innerhalb der optischen Isolation des
Kabels. Ebenfalls die Steckverbinder zwischen verschiedenen Teilen
des Kabels oder dem Kabel und Funktionsstationen wie Sendern, Empfängern, Repeatern
usw, sind in der Regel optisch sicher. Jedoch ist ein ungewolltes
Austreten von Licht aus dem Fasersystem immer noch möglich z.B.
im Fall eines Kabelbruches, eines Ausrüstungsfehlers oder des unabsichtlichen
Ziehens eines Steckverbinders. Um Augenschäden von Personen in der Nähe solch
einer Fehlerstelle zu vermeiden, ist es notwendig, einige Sicherheitsmechanismen bereitzustellen,
die zu einem automatischen Abschalten der in die Faser zugeführten optischen
Leistung führen.
Diese Leistung wird im Folgenden als "Gesamteingangsleistung" bezeichnet. Die
Gesamteingangsleistung setzt sich aus der Signalleistung und jeder
anderen optischen Leistung zusammen, die dem System zugeführt wird,
wie zum Beispiel der Pumpleistung von Pumpquellen in Verstärker- oder
Repeaterstationen. Ein Abschalten der Gesamteingangsleistung ist
als das vollständige
Ausschalten oder mindestens eine starke Verringerung der Gesamtleistungsaufnahme
zu verstehen, so daß sich
das Licht, das von einem Störungsort
austritt, schnell unter den gefährlichen
Schwellenwert des menschlichen Auges verringert.
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Die "ITU-T Recommendation
G.664 (06/99)" der
International Telecommunication Union (ITU), die "Optical safety procedures
und requirements for optical transport systems" betrifft, schlägt mehrere Sicherheitsmechanismen
für automatische
Sicherheitsabschaltung vor. Sie alle basieren auf Systemen von antiparallelen
Faserpaaren mit mehreren Repeater- oder Verstärkerstationen zwischen ihren
zwei Hauptendgeräten (bezeichnet
als "Ost-" und "Westendgerät"). Jede Station enthält ein Empfängerelement,
das die Ausgangsleistung des vorhergehenden Faserabschnittes empfängt, und
ein Senderelement, das das verbesserte Signal in den nachfolgenden
Faserabschnitt einspeist. (Der Begriff "Gesamtaungangsleistung" wird im Folgenden
für die
Gesamtleistung an dem Ausgang einer Faser verwendet, d.h. dem Eingang
eines Empfängers,
sei es ein Empfängerelement
einer Zwischenstation, sei es der Hauptempfänger an dem Hauptendgerät. Die Signale
der zwei Fasern von einem Paar bewegen sich in entgegengesetzten
Richtungen. Wenn N Stationen zwischen dem Ostendgerät und dem
Westendgerät
vorhanden sind, befindet sich die n-te Station der Ost/West-Faser ("Station (n)1")
in dem gleichen Gehäuse
wie die (N-n + 1)-te Station der antiparallel gepaarten West/Ost-Faser ("Station (N-n + 1)2").
Wenn zum Beispiel ein Faserbruch in dem Abschnitt zwischen der Station
(n)1 und (n + 1)1 auftritt,
betrachtet in Ost/West-Richtung,
fällt die
gesamte optische Ausgangsleistung des betroffenen Abschnitts, d.h.
die optische Leistung, die durch den Empfänger (n + 1)1 empfangen
wurde, auf fast Null ab. Es ist leicht, die Empfängerelemente mit Meßmitteln
zu versehen, um einen Abfall der Leistung unter einen vordefinierten
Schwellenwert zu detektieren. In diesem Fall wird der Sender (N-n)2 der zweiten Faser (West/Ost), die sich
im gleichen Gehäuse
wie der Empfänger
(n + 1)1 der ersten Faser (Ost/West) befindet,
automatisch abgeschaltet. Das bewirkt einen Abfall auf fast Null
der Energie, die durch die Station (N-n + 1)2 empfangen wurde,
die die nächste
Station bei Betrachtung in West/Ost-Richtung ist. Das Empfängerelement
(N-n + 1)2 befindet sich in dem gleichen
Gehäuse
wie das Senderelement (n)1, das Energie
in den gebrochenen Faserabschnitt einspeist. Die Station (n)1/(N-n
+ 1)2 ist mit dem gleichen automatischen
Abschaltmechanismus wie die oben erwähnte Station (n + 1)1/(N-n)2 bereitgestellt.
Folglich wird der Sender (n)1 abgeschaltet
und kein gefährliches
Licht kann mehr aus der gebrochenen Faser austreten.
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Ein
Nachteil dieses Standes der Technik ist seine offensichtliche Beschränkung auf
antiparallele Faserpaare. Außerdem
kann das beschriebene Schutzverfahren nur in Systemen mit mehreren
Regeneratorstationen zwischen dem Ost- und dem Westendgerät verwendet
werden. In Unterseesystemen ist es jedoch eine wichtige Aufgabe,
eine solche Regeneratorstation aus offensichtlichen Gründen der
Wartung zu vermeiden. Solche Systeme werden vielmehr mit extrem
starken Pumpquellen in der Nähe
des Hauptempfängerendgeräts bereitgestellt.
Diese Pumpquellen speisen hohe Mengen von Licht in die Fasern ein,
um das Signal mittels Raman-Verstärkung oder Laserverstärkung in
Verstärkerabschnitten
der Faser, z.B. erbiumdotierten Faserabschnitten, zu verstärken. Das
in der Faser zusammen mit dem Pumplicht transportierte Signal erzeugt
ein großes
Rauschen. Als eine Konsequenz fällt
die Gesamtausgangsleistung der Faser, die von dem Empfängerendgerät empfangen
wurde, nicht auf einen Wert nahe Null im Fall eines Faserausfalls
ab. Eher wird ein hoher Wert des Rauschens gemessen. Es ist daher
schwierig, einen Kabelbruch durch einfache Messung der gesamten
optischen Ausgangsleistung zu detektieren, wie es in dem vorher
zitierten Stand der Technik gemacht werden kann. Ein anderes schwerwiegendes
Problem wird durch natürliche
Schwankungen der Pumpenergie verursacht. Diese Schwankungen verursachen
Schwankungen des absoluten Betrags des Rauschens sowie im Verstärkungsfaktor
des Signals. Die resultierende Schwankung der gesamten optischen
Ausgangsleistung kann bei weitem die Änderungen der gesamten optischen
Ausgangsleistung übersteigen,
die sich aus einem Signalverlust ergeben würde, d.h. aus einem Faserbruch
zum Beispiel. Die folgende Tabelle zeigt einige typische Werte der
gesamten optischen Ausgangsleistung an dem Empfängereingang und die reine Signalleistung
an dem Empfängereingang
als eine Funktion der in das System eingespeisten Pumpleistung.
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In
typischen Systemen kann die Pumpleistung ohne weiteres zwischen
den in Spalte 1 der Tabelle gezeigten Werten schwanken, was einer
Schwankung von ungefähr
1,4 dB entspricht. Wie aus Spalte 2 der Tabelle ersichtlich ist,
verursachen diese Schwankungen der Pumpleistung die Schwankung der
gesamten optischen Ausgangsleistung von ungefähr 9,5 dB. Aus Spalte 3 der
Tabelle kann entnommen werden, daß die Signalleistung, die ebenfalls
um ungefähr
9,5 dB schwankt, nur etwas mehr als die Hälfte der Gesamtausgangsleistung
ausmacht, nämlich
etwa 2 dB weniger als die Gesamtausgangsleistung. Das bedeutet,
daß aus
einer Verringerung der gesamten optischen Ausgangsleistung von 2
dB, die durch den Empfänger
detektiert wurde, nicht bestimmt werden kann, ob ein Kabelbruch,
der zu einem Signal führt,
aufgetreten ist oder ob eine natürliche
Schwankung der Pumpleistung beobachtet worden ist. Das Schutzverfahren
gemäß dem vorher
zitierten Stand der Technik kann daher nicht auf Fasersysteme ohne
Repeater angewendet werden, wie sie für den Einsatz in Untersee-Telekommunikationssystemen
wünschenswert
sind.
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Andererseits
ist aus der Tabelle zu ersehen, daß die in die Faser eingespeiste
Pumpleistung die Gesamtausgangsleistung um mehrere Größenordnungen
des Betrags übersteigt.
Abgesehen von dem Rauschanteil bewegt sich diese Leistung in der
entgegengesetzten Richtung des optischen Signals. Jedoch im Fall eines
Faserbruches tritt diese sehr hohe und gefährliche Leistung aus der gebrochenen
Faser aus. Folglich ist in Systemen ohne Repeater ein zuverlässiger Sicherheitsmechanismus
sogar kritischer als in Systemen mit Regenerationsstation alle zehn
Kilometer, wo sich nicht solch hohe Pumpleistungen durch die Faser
bewegen.
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Als
eine teilweise Abhilfe dieses Problems wird ein Loopback-Eingang zu der Pumpstation
verwendet: einige zehn Kilometer von der Pumpstation weg wird ein
Teil des Pumplichtes, das sich vom Empfängerendgerät weg bewegt, ausgekoppelt
und zurück
in ein Empfängerelement
gespeist, das sich in der Pumpstation befindet. Wenn ein Faserausfall
innerhalb des durchgeschleiften Abschnittes auftritt, fällt die
zu der Pumpstation zurück
gespeiste Pumpleistung drastisch ab und löst eine Abschaltung der Pumpquelle
aus. Die Nachteile solcher Systeme sind klar ersichtlich. Nur Ausfälle innerhalb
des durchgeschleiften Abschnittes werden durch diesen Sicherheitsmechanismus
abgedeckt. Anderseits kann die Schleife nicht über die ganze Länge der
Faserleitung verlängert
werden, weil fast kein Feedbacksignal nach solch einem langen Weg übrigbleiben
würde. Aus
diesen Gründen
wird in der Regel nur der Landabschnitt der Faserleitung, d.h. der
Abschnitt zwischen der Strandleitung und dem landgestützten Empfängerendgerät durch
die Sicherheitsschleife abgedeckt. Ebenfalls innerhalb der Schleife
muß die
Anzahl der Fasern im Kabel verdoppelt werden. Das ist zusammen mit
den optischen Kopplern zum Auskoppeln des Feedbackanteils notwendig,
aber wirtschaftlich ziemlich ungünstig.
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Es
ist eine spezielle Aufgabe der Erfindung, einen Sicherheitsabschaltmechanismus
bereitzustellen, der sogar für
Systeme ohne Repeater mit Pumpquellen hoher Leistung anwendbar ist,
der zuverlässig
die unabsichtlich aus einer defekten Faserleitung austretende optische
Leistung abschaltet oder zumindest verringert. Der Sicherheitsmechanismus
sollte Ausfälle
fast der ganzen Faserleitung abdecken, einschließlich ihres Landabschnittes
sowie ihres Unterseeabschnittes. Gleichzeitig sollte der Sicherheitsmechanismus
wirtschaftlich vorteilhaft gegenüber
vorhandenen Lösungen
sein.
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Zu
diesem Zweck wird das Schutzverfahren nach Anspruch 1 vorgeschlagen.
Eine vorteilhaft für
die Anwendung des erfundenen Verfahrens zu nutzende Sicherheitsschnittstelle
ist im unabhängigen
Anspruch 9 angemeldet.
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Nach
Anspruch 1 wird die Bereitstellung einer speziellen Sicherheitsschnittstelle
vorgeschlagen. Diese Sicherheitsschnittstelle ist fähig, Änderungen
der durch das Empfängerendgerät zu empfangenen
gesamten optischen Ausgangsleistung zu detektieren. In Abhängigkeit
vom speziellen Layout des Fasersystems werden zwei wichtige Werte
vordefiniert: Ein Zeitfenster Δt
und ein maximaler Leistungsverringerungswert ΔPmax. Wenn
eine Verringerung der gesamten optischen Ausgangsleistung, die ΔPmax übersteigt,
innerhalb Δt
detektiert wird, wird ein Signal durch die Sicherheitsschnittstelle
erzeugt, das eine Abschaltung der Eingangsleistung auslöst, z.B.
ein Ausschalten der Pumpquelle. Diese Erfindung basiert auf der
Beobachtung, daß die
Schwankungen der Pumpleistung und folglich die Schwankungen der
Gesamtausgangsleistung, die aus den Schwankungen der Pumpleistung
resultieren, wie in der Tabelle oben gezeigt, ganz langsam auftreten,
in der Regel in der Größenordnung
von Stunden. Andererseits ist ein Abfall der Gesamtausgangsleistung,
der aus einem Faserbruch resultiert, oder ein plötzliches Ziehen eines Steckverbinders
ein sehr schnelles Ereignis, in der Regel in der Größenordnung
von Millisekunden. Wie oben erklärt,
kann ein Faserbruch nicht zuverlässig
von einer natürlichen
Schwankung durch einfache Messung der Gesamtausgangsleistung unterschieden
werden. Aber es ist sehr gut möglich,
eines vom anderen durch eine Messung des Anstiegs der Leistungsabnahme
zu unterscheiden. Das ist die Kenntnis, auf der die Erfindung basiert.
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Die
Vorteile des Verfahrens gemäß der Erfindung
sind naheliegend. Das vorgeschlagene Verfahren nutzt kein spezielles
Design von Zwischenregeneratorstationen. Es ist daher auf Systeme
ohne Repeater sowie auf Systeme anwendbar, die keine antiparallele
Paarung von Fasern aufweisen. Ebenfalls funktioniert der Sicherheitsmechanismus
gemäß der Erfindung
zuverlässig,
egal wo sich der Fehler befindet. Schließlich ist es nicht notwendig,
wertvolles Material für
kostspielige Schleifenkonstruktionen zu verschwenden.
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Weitere
Vorteile der Erfindung können
aus den abhängigen
Ansprüchen
und dem konkreten Teil der Beschreibung entnommen werden. Für ein besseres
Verständnis
sind die Erfindung sowie der Stand der Technik schematisch in der
Zeichnung dargestellt worden. Die Figuren zeigen:
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1:
eine schematische Zeichnung einer Fasersystemkonfiguration ohne
Repeater ohne bereitgestellten Sicherheitsmechanismus,
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2:
eine schematische Zeichnung einer Fasersystemkonfiguration ohne
Repeater, die mit einem Sicherheitsmechanismus gemäß dem Stand
der Technik bereitgestellt ist,
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3:
eine schematische Zeichnung von typischen Pumpschwankungen als eine
Funktion der Zeit,
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4:
eine schematische Zeichnung von typischen Schwankungen der Gesamtausgangsleistung
und der Rauschleistung, die aus den Pumpleistungsschwankungen resultieren,
die in 3 als eine Funktion der Zeit dargestellt sind,
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5:
eine schematische Zeichnung der Gesamtausgangsleistung im Fall eines
Faserausfalls,
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6:
eine schematische Zeichnung einer Fasersystemkonfiguration ohne
Repeater, die mit einem Sicherheitsmechanismus gemäß der Erfindung
bereitgestellt ist.
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1 zeigt
eine Basiskonfiguration eines Telekommunikationsfasersystems ohne
Repeater ohne bereitgestellten Sicherheitsmechanismus. Das Senderendgerät 11 koppelt
ein optisches Signal 20 in die Faser 10. Am anderen
Ende der Faserleitung wird das Signal durch das Empfängerendgerät 12 empfangen.
Nicht weit weg von dem Empfängerendgerät 12 ist
eine Pumpstation 13, die mit der Faserleitung 10 verbunden
ist. Sehr starke Pumpquellen speisen die Pumpleistung 21 in
die Faserleitung 10 ein. Die Pumpleistung 21 bewegt sich
durch die Faserleitung 10 in der entgegengesetzten Richtung
des Signals 20. Die Pumpenergie wird verwendet, um das
Signal 20 auf seinem Weg durch die Faserleitung 10 mittels
der Raman-Verstärkung
oder durch Laserverstärkung
zu verstärken,
wenn entsprechende Verstärkungsmittel 14 längs der
Faserleitung 10 bereitgestellt sind. Zum Beispiel könnte ein
Abschnitt der erbiumdotierten Faser als solch ein Verstärkungsmittel 14 dienen.
Diese Konfiguration hat den Vorteil, daß keine Regenerator- oder Repeaterstationen
längs der Faserleitung 10 benötigt werden.
Da die Verstärkungsmittel 14 optional
sind, sind sie durch Strichlinien in 1 dargestellt.
Das System ist besonders für
Untersee-Anwendungen geeignet. Ein ungünstiger Effekt der starken
Pumpquelle 13 ist die Erzeugung eines großen Rauschens,
was das durch das Empfängerendgerät 12 zu
empfangene Signal 20 überlagert.
Die Gesamtausgangsleistung, die das Empfängerendgerät 12 erreicht, ist
durch das Bezugszeichen 22 in 1 bezeichnet.
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In 2 ist
eine Konfiguration dargestellt, die mit einem Sicherheitsmechanismus
gemäß dem Stand der
Technik bereitgestellt ist. Der Landabschnitt 10' der Faserleitung
baut zusammen mit der Feedbackleitung 10'' eine
Schleifenstruktur auf. Ein Bruchteil 21' des Pumplichts 21 wird
aus der Faserleitung 10' mittels
eines optischen Kopplers 15 ausgekoppelt und an die Pumpstation 13 rückgekoppelt.
Ein Empfangselement, nicht gezeigt in 5, mißt kontinuierlich
das rückgekoppelte
Pumplicht 21'.
Im Fall eines Faserbruches innerhalb des Landabschnittes 10' der Faserleitung
verringert sich das Pumplicht in der Feedbackschleife drastisch
und die Pumpquelle 13 kann abgeschaltet werden. Wie vorher
erläutert,
ist der Hauptnachteil dieses Standes der Technik die Tatsache, daß nur ein
kleiner Abschnitt der Faserleitung, in der Regel der Abschnitt zwischen
der Pumpstation 13 und der Strandleitung 30, durch
den Sicherheitsmechanismus abgedeckt wird. Ebenfalls macht der zusätzliche
Aufwand von Material diese Konfiguration ziemlich teuer. Jedoch
ist diese Konfiguration von den Schwankungen der Pumpquelle 13 abhängig.
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Die
Pumpquellen 13 leiden in der Regel an natürlicher
Leistungsschwankung. Diese Schwankungen sind schematisch in 3 skizziert.
Das Kurvenbild stellt die Pumpleistung 40 als eine Funktion
der Zeit dar. Der Zeitmaßstab
t in 3 umfaßt
mehrere Stunden. Die Schwankungen der Pumpleistung 40 beeinflussen direkt
den Pegel der Rauschleistung 42, wie durch die Strichlinie
in 4 symbolisiert. Andererseits ist die Verstärkung der
Signalverbesserung ebenfalls von der Pumpleistung 40 abhängig. Folglich
schwanken beide Anteile der Gesamtausgangsleistung 41 (Volllinie
in 4), nämlich
das verbesserte Signal sowie das Rauschen 42. Wegen der
nichtlinearen Abhängigkeiten
der Signalverbesserung ist die Verstärkung der Pumpleistung 40 des
verbesserten Signals in der Regel etwas stärker von dem Pumpleistungspegel
abhängig
als das Rauschen 42. Das führt zu einer Verbesserung des
Signal-Rausch-Abstandes, wenn die Pumpleistung 40 erhöht wird. Trotzdem
erlauben die resultierenden Schwankungen der Gesamtausgangsleistung 41 keine
zuverlässige Entscheidung,
ob eine Verringerung, die durch ihren absoluten Wert detektiert
wurde, auf eine natürliche Schwankung
oder auf einen Ausfall der Faserleitung 10 zurückzuführen ist,
was zu einem Verlust des Signals führen würde, wohingegen der Rauschpegel 42 immer
noch gemessen werden würde.
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Jedoch
wie in 5 gezeigt, kann der Unterschied zwischen einem
Faserbruch und einer natürlichen Schwankung
detektiert werden, wenn nicht der absolute Wert einer Verringerung
der Gesamtausgangsleistung 41 gemessen wird, sondern vielmehr
der Anstieg der Verringerung. Während
die natürlichen
Schwankungen ziemlich langsame Prozesse sind, hat ein Ausfall der
Faserleitung eine sehr plötzliche
Verringerung 43 von einem hohen Pegel der Gesamtausgangsleistung 41 zur
Folge, die aus Signal und Rauschen besteht, auf einen niedrigeren
Pegel 41',
der gleich dem Pegel des reinen Rauschens 42 ist.
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Diese
Kenntnis wird als eine Grundlage der Erfindung verwendet. Eine Beispielkonfiguration
eines Fasersystems, das mit dem erfundenen Sicherheitsmechanismus
bereitgestellt ist, ist in 6 dargestellt.
Zwischen der Pumpquelle 13 und dem Empfängerendgerät 12 ist eine Sicherheitsschnittstelle 15 in
der Faserleitung 10 eingefügt. Die Sicherheitsschnittstelle 15 mißt die Gesamtausgangsleistung 22 und
erzeugt ein Abschaltsignal 23, um die Pumpquelle 13 abzuschalten,
wenn eine Verringerung der Gesamtausgangsleistung eines vordefinierten
Wertes ΔPmax innerhalb eines vordefinierten Zeitfensters Δt auftritt.
Um eine schnelle Abschaltung zu garantieren, wird das Zeitfenster
günstigerweise
in dem Bereich von Millisekunden ausgewählt. Im Fall eines Fasersystems,
das die typischen Werte der Tabelle oben zeigt, sollte ΔPmax ungefähr
2 dB betragen, wohingegen das Zeitfenster Δt auf ungefähr 1 ms eingestellt werden
sollte.
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Die
schematische Zeichnung der Figuren zeigt nur eine einzelne Faser.
In Wirklichkeit enthält
ein Kabel mehrere Fasern. Signale werden in diese Fasern einzeln
eingekoppelt und jede einzelne Faser wird gepumpt. Gemäß der speziellen
Anwendung kann der Sicherheitsmechanismus für jede Faser einzeln durchgeführt werden
oder er kann auf eine oder mehrere repräsentative Fasern pro Kabel
beschränkt
sein. Ebenfalls gemäß den Erfordernissen
der speziellen Anwendung kann die durch den Ausfall einer Faser
ausgelöste
Abschaltung der Pumpquelle die Pumpquellen von allen Fasern des
Kabels betreffen oder auf eine Faser beschränkt sein, für die der Ausfall detektiert
worden war.
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Die
Sicherheitsschnittstelle 15 ist am besten zwischen der
Pumpquelle 13 und dem Empfängerendgerät 12 in der Nähe der Pumpquelle 13 platziert,
um kurze Wege zur Übertragung
des Signals 23 zu haben. Jedoch ist es ebenfalls möglich, sie
irgendwo anders zu platzieren in Abhängigkeit vom Layout der beteiligten Steuerelemente.
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Es
gibt viele mögliche
Wege, das erfundene Verfahren in ein konkretes technisches Stück von Hardware
umzusetzen. Zum Beispiel kann die Messung der Gesamtausgangsenergie
mittels einer schnellen Fotodiode durchgeführt werden, die einen Bruchteil
des von der Hauptfaserleitung ausgekoppelten Lichts detektiert.
Das Zeitfenster Δt
kann durch elektronische Mittel vordefiniert sein, z.B. ein RC-Element,
explizit durch ein digitales Eingangselement oder durch andere Mittel.
Ebenfalls kann der kritische Verringerungswert ΔPmax elektronisch
vordefiniert sein, explizit oder durch andere Mittel. Es ist möglich, mehrere
verschiedene Zeitfenster vorzudefinieren und das Abschaltsignal 23 zu
erzeugen, jedesmal wenn eine Verringerung der Gesamtausgangsleistung
höher als
der vordefinierte kritische Wert innerhalb jedem davon auftritt.
Eine Hauptaufgabe des erfundenen Verfahrens ist, etwaigen Schaden
aufgrund einer Exposition zu Licht zu vermeiden, das aus einem Störungsort
der Faserleitung austritt. Zu diesem Zweck sollte die Reaktionszeit
des Systems möglichst
kurz gehalten werden, d.h. das Zeitfenster sollte sehr klein ausgewählt sein.
Jedoch kann ein Kabelbruch infolge einer langsamen Zunahme der Biegung
des Kabels auftreten. Ein starkes Biegen einer Faser erhöht die abklingenden
Wellen, die aus der Faser austreten, was eine langsame Verringerung
der Gesamtausgangsleistung zur Folge hat. Folglich könnte das
Schutzverfahren fehlschlagen, wenn nur ein sehr kurzes Zeitfenster definiert
wurde. Durch Vordefinition mehrerer Zeitfenster kann überprüft werden,
daß, welches
Ereignis auch immer zu einem Faserleitungsausfall führt, der
Sicherheitsmechanismus zuverlässig
funktioniert.
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Der
oben erläuterte
Sicherheitsmechanismus führt
nur zu einer Abschaltung der Pumpquelle 13. In einigen
Fällen
kann es ebenfalls wünschenswert
sein, das Senderendgerät 11 abzuschalten.
Wegen des langen Wegs zwischen der Sicherheitsschnittstelle 15 und
dem Senderendgerät 11 ist
es nicht möglich,
das Abschaltsignal 23 an das Senderendgerät 11 zu
senden. Statt dessen kann das Senderendgerät 11 mit einem Empfängerelement
bereitgestellt sein, das für
die Pumplichtwellenlänge
optimiert ist, den Verlust des Pumplichts detektieren und die Signalquelle
abschalten würde.
Jedoch ist dieser zusätzliche
Sicherheitsmechanismus nicht allgemein anwendbar, sondern nur in
bestimmten Fällen,
besonders wenn die Faserleitung kurz genug ist, um dem Pumplicht
zu ermöglichen,
den ganzen Weg zurück
zum Senderendgerät
zurückzulegen.
