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DE19847410A1 - Optisches unidirektionales Ringnetz - Google Patents

Optisches unidirektionales Ringnetz

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Publication number
DE19847410A1
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Authority
DE
Germany
Prior art keywords
optical
ring network
data signals
switched
transmission
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE19847410A
Other languages
English (en)
Inventor
Wilhelm Martin Plotz
Kuno Zhuber-Okrog
Michael Lehdorfer
Martin Schreiblehner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens Corp
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Publication date
Application filed by Siemens Corp filed Critical Siemens Corp
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Priority to JP2000576569A priority patent/JP2002527990A/ja
Publication of DE19847410A1 publication Critical patent/DE19847410A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04JMULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00Optical multiplex systems
    • H04J14/02Wavelength-division multiplex systems
    • H04J14/0278WDM optical network architectures
    • H04J14/0283WDM ring architectures
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04J14/00Optical multiplex systems
    • H04J14/02Wavelength-division multiplex systems
    • H04J14/0201Add-and-drop multiplexing
    • H04J14/0202Arrangements therefor
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    • HELECTRICITY
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    • H04J14/02Wavelength-division multiplex systems
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    • H04J14/0289Optical multiplex section protection
    • H04J14/0291Shared protection at the optical multiplex section (1:1, n:m)

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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

Optisches unidirektionales Ringnetz mit mehreren Netzknoten (NA, NB, ...), bei dem jedem Netzknoten ein Übertragungskanal (lambda¶A¶) mit einem nur einmal vorkommenden Übertragungsband zugeordnet ist. Die Konfiguration des Netzes erfolgt durch umschaltbare oder abstimmbare Empfangsfilter (54).

Description

Die Erfindung betrifft ein optisches unidirektionales Ring­ netz nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Zur Übertragung von großen Datenmengen sind Ringnetze be­ kannt, bei denen unidirektional oder - meist über zwei Fasern - bidirektional Daten zwischen verschiedenen Netzkno­ ten/Terminals übertragen werden.
Aus "22nd European Conference on Optical Communication" - ECOC 96, Oslo, Seiten 3.51-3.54 ist ein 'coloured section ring' bekannt, bei dem zur Übertragung zwischen zwei Netzkno­ ten jeweils eine nur einmal genutzte Wellenlänge verwendet wird. Hierdurch ist es bei einer Störung möglich, eine Er­ satzverbindung mit derselben Wellenlänge über den ungestörten Teil des Ringnetzes zu schalten.
Um ein Ringnetz umzukonfigurieren, d. h. neue logische Ver­ bindungen herzustellen, sind in der Regel Änderungen der Wel­ lenlängen erforderlich.
Bei neu konzipierten optischen Ringnetzen soll das Abzweigen und Einfügen von Daten auf der optischen Ebene erfolgen und eine Umkonfigurationen einfach möglich sein. Das Ringnetz einschließlich der Netzknoten soll zudem auch möglichst ko­ stengünstig realisiert werden.
Ein solches Ringnetz ist in Anspruch 1 angegeben.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Ringnetzes sind in den Un­ teransprüchen angegeben.
Ein unidirektionales Ringnetz ist besonders kostengünstig, da nur eine Glasfaser zur Übertragung benötigt wird und die Netzknoten einfach ausgebildet werden können. Durch die feste Zuordnung eines bestimmten Übertragungskanals bzw. einer Wel­ lenlänge, die nur einmal im Ringnetz verwendet wird, zu einem Netzknoten ist eine eindeutige Zuordnung von Übertragungska­ nälen und damit der übertragenen Datensignale zu den Netzkno­ ten gegeben. Da jeder Netzknoten die Datensignale aller ande­ ren Netzknoten empfängt, ist die Herstellung einer beliebigen Verbindung zu anderen Netzknoten durch die Wahl eines ent­ sprechenden Empfangsfilters möglich. Wird ein umschaltbares oder durchstimmbares Empfangsfilter gewählt, können beliebige Verbindungen zwischen allen Netzknoten hergestellt werden. Mehrere Filter ermöglichen auch die gleichzeitige Verbindung zu mehreren Netzknoten.
Durch die Verwendung eines mit einem Grating versehenen Kopp­ lers, der hierdurch Filtereigenschaften aufweist, ergibt sich ein sehr einfacher Aufbau der Netzknoten.
Werden höhere Anforderungen an die Übertragungssicherheit ge­ stellt, so kann für Ersatzschaltungen ein zweiter Ring vorge­ sehen sein, bei dem die Datenübertragung in der entgegenge­ setzten Richtung erfolgt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein unidirektionales Ringnetz,
Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Netzknotens,
Fig. 3 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dieses Netzkno­ tens und
Fig. 4 ein unidirektionales Ringnetz mit einem Ersatz-Über­ tragungsring.
In Fig. 1 ist ein unidirektionales Ringnetz mit mehreren Netzknoten NA, NB, NC, ..., NN dargestellt. Die Übertragung zwischen beliebigen Netzknoten erfolgt im Wellenlängen-Multi­ plexbetrieb über eine Glasfaser 1 in mehreren Übertragungska­ nälen ΛA bis ΛN, die voneinander einen vorgegebenen Wellen­ längenabstand aufweisen. Die Übertragungsrichtung ist durch Pfeile gekennzeichnet.
In Fig. 2 ist der Netzknoten NA als Prinzipschaltbild darge­ stellt. Netzknoten dienen zur Realisierung unterschiedlicher Verbindungen, die stets über Übertragungskanäle erfolgen. Im Netzknoten auszukoppelnde Datensignale werden als "abzuzweigende" Signale (drop) bezeichnet, die auszusendenden als "einzufügende" Datensignale (add). Es wird auch von einem Abzweigen, Durchschalten oder Einfügen von Kanälen ge­ sprochen, wobei im engeren Sinn die in diesen Kanälen über­ tragenen Signale gemeint sind. Für die Übertragungskanäle und die zugehörigen Datensignale werden Bezugszeichen mit glei­ chen Indizes verwendet. Ein Datensignal λA wird in dem zuge­ hörigen Übertragungskanal ΛB übertragen.
Der auf die wesentlichen Funktionen eines Add-Drop-Modules reduzierte Netzknoten enthält die Reihenschaltung eines Ver­ stärkers 4, einer Auskoppeleinrichtung 5 und einer Einkop­ peleinrichtung 6. Am Eingang 2 liegt ein über Übertragungska­ näle ΛAN empfangenes Wellenlängen-Multiplexsignal sämt­ licher Datensignale λAN an. In jedem Übertragungskanal (Übertragungsband) kann ein einziges Signal übertragen werden oder auch mehrere Einzelsignale im Wellenlängen-Multiplexbe­ trieb oder selbstverständlich auch im Zeitmultiplexbetrieb.
Die empfangenen Signale werden zunächst verstärkt und gelan­ gen dann zur Auskoppeleinrichtung 5. Dort erfolgt in einem 1 : 2-Koppler (Verzweiger) zunächst eine Aufteilung aller Da­ tensignale/Übertragungskanäle auf zwei Signalwege. Über einen Signalweg werden alle durchzuschaltenden Übertragungs­ signale/Übertragungskanäle bis auf den diesem Netzknoten zu­ geordneten Übertragungskanal ΛA durchgeschaltet; über den an­ deren Signalweg wird ein Übertragungskanal ΛDROP bzw. dessen Datensignal λDROP, beispielsweise das Datensignal λB, DROP, aus­ gekoppelt.
Der abzuzweigende Übertragungskanal ΛDROP wird durch die hier als Wellenlängenweiche ausgebildete Auskoppeleinrichtung se­ lektiert. Die Wellenlängenweiche ist hier als Koppler 51 mit einem festen, umschaltbaren oder abstimmbaren Bandpaß 52 und einer Bandsperre 53 schematisch dargestellt. Der Kanal λDROP liegt als einziger im Durchlaßbereich des Bandpasses 52. Er wird über einen Drop-Ausgang 7 beispielsweise zu einem Teil­ nehmergerät weitergeleitet.
In diesem Netzknoten wird anstelle des abgezweigten Daten­ signals/Kanals ein entsprechendes am Add-Eingang 8 anliegen­ des Datensignal XA, ADD in den zugeordneten Übertragungskanal in der als Koppler ausgebildeten Einkoppeleinrichtung 6 ein­ gefügt. Dies setzt voraus, daß das vom Netzknoten A bereits ausgesendete und über den Ring am Eingang 2 wieder empfangene Signal λA (loop return signal) spätestens vor der Einkoppel­ einrichtung 6 gesperrt werden muß. Hierzu ist die im ersten Signalweg liegende Bandsperre 53 vorgesehen, die fest auf die entsprechende Wellenlänge abgestimmt ist. Die Übertragung dieses Signals kann zwar auch schon in dem vorhergehenden Netzknoten MN unterbrochen werden, jedoch ist dies bei einem Hinzufügen weiterer Netzknoten mit zusätzlichen Konfigurati­ onsaufwand verbunden.
Am Ausgang 3 wird ein Wellenlängen-Multiplexsignal ausgege­ ben, das die Signale sämtlicher Übertragungskanäle λA, ADD und λB bis λN enthält.
Durch Auswechseln, Umschalten oder Abstimmen des Bandpasses 52 kann jeweils von jedem Netzknoten das entsprechende Sende­ signal jedes anderen Netzknotens empfangen werden, d. h. eine entsprechende Verbindung hergestellt werden. So ist eine ein­ fache Konfigurationsänderung möglich.
In Fig. 3 ist eine besonders vorteilhafte Variante eines Netzknotens dargestellt. Es ist ein abstimmbarer Bandpaß 54 vorgesehen und als Einkoppeleinrichtung 61, 62 dient ein mit einem Grating 62 versehener Koppler 61. Das von dem Verstär­ ker 4 kommende Wellenlängen-Multiplexsignal enthält auch das Datensignal λA, das bereits das gesamte Ringnetz durchlaufen hat (loop return signal). Dieses wird von dem Grating 62, das als Bandsperre wirkt, reflektiert und in einem optischen Sumpf 63 (einem geeigneter Abschluß einer Lichtleitfaser) vernichtet. Das zunächst entgegengesetzt zur Übertragungs­ richtung des Ringnetzes in den Koppler eingespeiste Signal λA, ADD wird ebenfalls vom Grating reflektiert und dadurch in der Übertragungsrichtung weitergesendet. Für den mit dem Gra­ ting versehenen Koppler 61 sind unterschiedliche Strukturen bekannt. Entweder ist das Grating im Koppelbereich angeordnet (Fig. 3) oder es werden zwei Koppelbereiche realisiert zwi­ schen denen jeweils separate Gratings für jede Faser vorgese­ hen sind.
Selbstverständlich können auch Verbindungen mit mehreren Ka­ nälen zwischen den einzelnen Netzknoten realisiert werden. Hierzu können die in den Fig. 2 und 3 dargestellten Add- Drop-Module in Reihe geschaltet oder entsprechend angepaßt werden. Auch ist durch die Verwendung breiterer Filter das gemeinsame Aus- und Einkoppeln mehrerer benachbarter Kanäle möglich.
Fig. 4 zeigt ein erweitertes Ringnetz, bei dem die Licht­ leitfaser 1 durch eine für Protection-Zwecke vorgesehene Lichtleitfaser 1P ergänzt wurde. Bei einem Bruch oder einer sonstigen Störung der Lichtleitfaser 1 werden die Datensig­ nale - es ist nur das Protection-Datensignal λAP dargestellt - zunächst über den ungestörten Teil des Ringnetzes übertra­ gen und dann bis in die Protection-Lichtleitfaser 1P in ent­ gegengesetzter Richtung eingespeist, so daß alle Netzknoten das Datensignal erhalten. Die Auswahl des Übertragungsweges erfolgt durch in den Netzknoten vorgesehene Umschalter.

Claims (6)

1. Optisches unidirektionales Ringnetz mit mehreren Netzkno­ ten (NA-NN), bei dem Datensignale (λA, λB, ... λN) im Wellen­ längen-Multiplexbetrieb übertragen werden und jedem Netzkno­ ten (NA-NN) für sein auszusendendes Datensignalsignal (λA, ADD) ein zugeordneter Übertragungskanal (ΛA) mit einem nur einmal genutzten Übertragungsband zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Netzknoten (NA-NN) die Reihenschaltung einer op­ tischen Auskoppeleinrichtung (5), der in Übertragungskanälen (ΛAN) empfangene optische Datensignale (λAN) zugeführt werden, und einer optischen Einkoppeleinrichtung (6) auf­ weist,
daß jeweils in der Auskoppeleinrichtung (5) eines Netzknotens (NA) mit Hilfe von optischen Filtern (52, 53; 62) mindestens einer der den anderen Netzknoten (NB-NN) sendeseitig zuge­ ordneten Übertragungskanäle (ΛDROP; ΛB) ausgekoppelt wird,
daß jeweils bis auf das eigene im zugeordneten Übertragungs­ kanal (ΛA) bereits ausgesendete und über das Ringnetz wieder empfangene Datensignal (λA) die Datensignale (λBN) der üb­ rigen Übertragungskanäle (ΛBN) durchgeschaltet werden und daß in der Einkoppeleinrichtung (6) jeweils den Datensignalen der durchgeschalteten Übertragungskanälen (ΛBN) ein ein­ zufügendes Datensignal (λA, ADD) in dem zugeordneten Übertra­ gungskanal (ΛA) hinzugefügt wird und gemeinsam mit den durch­ geschalteten Datensignalen ausgesendet wird.
2. Optisches Ringnetz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskoppeleinrichtung (5) derart ausgebildet ist, daß unterschiedliche Übertragungskanäle (ΛDROP; ΛB,DROP) ausgekoppelt.
3. Optisches Ringnetz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskoppeleinrichtung (5) auswechselbare Filter (52, 53) oder mehrere Filter enthält, zwischen denen umgeschaltet wird.
4. Optisches Ringnetz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskoppeleinrichtung einen Koppler (51) und ein ab­ stimmbares Filter (54) enthält.
5. Optisches Ringnetz nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß als Einkoppeleinrichtung (6) ein mit einem als optisches Filter wirkendes Grating (61) versehener Koppler (61) vorge­ sehen ist, der das im zugeordneten Übertragungskanal (ΛA) ausgesendete und über das Ringnetz empfangene Datensignal (λA) sperrt und das einzufügende Datensignal (λA, ADD) den durchgeschalteten Datensignalen (λBN) hinzufügt.
6. Optisches Ringnetz nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Faser (P1) für Protectionzwecke vorgesehen ist.
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