DE19847410A1 - Optisches unidirektionales Ringnetz - Google Patents
Optisches unidirektionales RingnetzInfo
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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 ΛA-ΛN empfangenes Wellenlängen-Multiplexsignal sämt
licher Datensignale λA-λN 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 (ΛA-ΛN) empfangene optische Datensignale (λA-λN) 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 (λB-λN) der üb rigen Übertragungskanäle (ΛB-ΛN) durchgeschaltet werden und daß in der Einkoppeleinrichtung (6) jeweils den Datensignalen der durchgeschalteten Übertragungskanälen (ΛB-ΛN) ein ein zufügendes Datensignal (λA, ADD) in dem zugeordneten Übertra gungskanal (ΛA) hinzugefügt wird und gemeinsam mit den durch geschalteten Datensignalen ausgesendet wird.
daß jeder Netzknoten (NA-NN) die Reihenschaltung einer op tischen Auskoppeleinrichtung (5), der in Übertragungskanälen (ΛA-ΛN) empfangene optische Datensignale (λA-λN) 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 (λB-λN) der üb rigen Übertragungskanäle (ΛB-ΛN) durchgeschaltet werden und daß in der Einkoppeleinrichtung (6) jeweils den Datensignalen der durchgeschalteten Übertragungskanälen (ΛB-ΛN) 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 (λB-λN) 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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