DE69632229T2

DE69632229T2 - Optisches Übertragungsnetzwerk mit Wellenlängenmultiplex

Info

Publication number: DE69632229T2
Application number: DE69632229T
Authority: DE
Inventors: Michel Sotom; Francesco Masetti; Dominique De Bouard; Jean-Michel Gabriagues; Dominique Chiaroni
Original assignee: Alcatel SA
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 1995-07-12
Filing date: 1996-07-09
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2016-07-10
Also published as: DE69632229D1; FR2736777A1; CA2181078A1; FR2736777B1; CA2181078C; EP0753946B1; US5796501A; US5896212A; ATE265111T1; EP0753946A2; EP0753946A3

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Übertragung von Informationen über optische Verbindungen zum Transport von Signalen im Wellenlängenmultiplexverfahren. Konkret betrifft sie eine Netzarchitektur, die speziell für relativ begrenzte Ausmaße wie zum Beispiel für lokale Netzwerke ausgelegt ist. Daneben betrifft die Erfindung eine für ein solches Netz ausgelegte Schaltmatrix.
Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Netzes, das gleichförmige und sporadische Datenströme sowie Datenraten von bis zu mehreren Gigabit pro Sekunde unterstützen kann und kein komplexes Protokoll für den Verbindungsaufbau benötigt.
Allgemein setzt sich ein Netz aus mehreren Stationen zusammen, die Meldungen aussenden und empfangen können, welche an andere im Netz befindliche Stationen übertragen oder von diesen versandt werden. Dieser Informationsaustausch erfolgt über eine Verbindung, an welche den einzelnen Stationen zugeordnete Kommunikationsknoten angeschlossen sind. Im Fall von optischen Verbindungen wie zum Beispiel Lichtleitfasern nutzt man deren große Übertragungsbandbreite durch Multiplexen einzelner Wellenlängen. Man kann beispielsweise jeder einzelnen Station oder jedem Knoten innerhalb des Netzes eine bestimmte Wellenlänge zuordnen, die zum Transportieren der für den betreffenden Knoten bestimmten Mitteilungen dient. Jeder mit der optischen Verbindung gekoppelte Knoten überträgt eine für einen Zielknoten bestimmte Mitteilung durch Modulation der Wellenlänge, die diesem Zielknoten zugeordnet ist. Umgekehrt kann jeder Knoten eine Mitteilung durch Detektion der ihm zugeordneten Wellenlänge empfangen.
Diese Lösung hat allerdings einige Nachteile. Zunächst muß jeder Knoten in der Lage sein, alle Wellenlängen der übrigen im Netz befindlichen Knoten auszusenden. Überdies gilt es, die Probleme im Zusammenhang mit Kollisionen zu vermeiden oder zu lösen, womit Fälle gemeint sind, in denen die Gefahr besteht, daß mehrere Knoten versuchen, Mitteilungen an denselben Empfänger zu senden. Um dieses Problem zu lösen, kann man sich beispielsweise einer zusätzlichen Wellenlänge bedienen, die ein Synchronisationssignal sowie eine Information über die Belegung der einzelnen Wellenlängen transportiert. Jeder Knoten muß also ein Zugangsprotokoll verarbeiten, das den Belegungsstatus der Wellenlänge des Empfängers berücksichtigt. Daraus ergibt sich nicht nur eine hohe Komplexität der Protokollverwaltung, sondern auch eine Begrenzung der im Netz erreichbaren Datenrate.
Im Dokument EP-A-497 667 zum Stand der Technik wird eine Schaltmatrix beschrieben, die als Controller für ein optisches Übertragungsnetz arbeitet und Daten in Form von Zellen fester Länge schaltet, indem sie jeder auf den Eingang der Matrix gelangenden Zelle eine Wellenlänge zuordnet, und die einen Pufferspeicher, eine räumliche Verzweigungsstufe und ausgangsseitige Wellenlängen-Auswahlschalter beinhaltet.
Im Dokument EP-A-621 700 wird ein optisches Übertragungsnetz mit Wellenlängen-Multiplex beschrieben, in dem jeder Knoten anhand einer Tabelle und der Adresse des Empfängers entscheidet, ob er die Wellenlänge des empfangenen Signals konvertieren muß oder das Signal unkonvertiert empfängt.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Behebung der mit der vorgenannten Lösung verbundenen Probleme.
Gegenstand der Erfindung zum Erreichen dieses Zieles ist ein Netz zur Übertragung von Informationen über eine optische Verbindung mittels Wellenlängenmultiplex durch Austausch von Mitteilungen zwischen Knoten, die mindestens eine Untergruppe des Netzes bilden, wobei besagte Mitteilungen in Zeitintervallen enthalten sind, die durch ein Taktsignal (SP) festgelegt sind, wobei jeder Knoten einen mit besagter Verbindung gekoppelten Eingang zum Empfang der Mitteilungen durch Detektion einer bestimmten Empfangswellenlänge beinhaltet, wobei jeder Knoten einen mit besagter Verbindung gekoppelten Ausgang beinhaltet, über welchen er durch Wellenlängenmodulation Mitteilungen aussenden kann, wobei besagtes Netz dadurch gekennzeichnet ist, daß jeder Knoten dafür vorgesehen ist, besagte zu sendende Mitteilungen über eine bestimmte Wellenlänge zu transportieren und ihnen jeweils Labels zur Identifikation der Zielknoten für die Mitteilungen zuzuordnen, ferner dadurch, daß ein mit der Verbindung gekoppelter Netzcontroller dafür vorgesehen ist, die Mitteilungen sowie die von den einzelnen Knoten zugeordneten ausgesendeten Labels zu empfangen und besagte empfangene Mitteilungen wieder an besagte Knoten zu senden, wobei besagte wieder gesendete Mitteilungen von Wellenlängen transportiert werden, die jeweils den Empfangswellenlängen der Zielknoten entsprechen, welche durch die den besagten Mitteilungen zugeordneten Labels identifiziert werden, sowie dadurch, daß sich die Sendewellenlänge jedes Knotens von den Empfangswellenlängen der übrigen Knoten unterscheidet.
Wegen der Trennung zwischen der Sendewellenlänge jedes einzelnen Knotens und der Empfangswellenlänge der übrigen Knoten gibt es auf Knotenebene keinerlei Einschränkungen, die zu Kollisionsproblemen führen könnten. Daraus ergibt sich eine große Vereinfachung für die Realisierung der Knoten.
Was die Auswahl der Sende- und Empfangswellenlängen betrifft, so besteht eine besonders einfache Lösung darin, jedem Knoten eine einzige, knotenspezifische Sende- und Ernpfangswellenlänge zuzuordnen, die sich von denjenigen der übrigen Knoten unterscheiden.
Zur Steigerung der Datenrate im Netz ist es wünschenswert, daß jeder Knoten die Mitteilungen und die zugehörigen Labels gleichzeitig aussenden kann. Zu diesem Zweck und gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ist jeder Knoten dafür vorgesehen, besagte Labels durch Modulation einer gemeinsamen Steuerwellenlänge auszusenden.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ist der Netzcontroller dafür vorgesehen, an besagte Knoten das besagte Taktsignal zu liefern, welches von besagter Steuerwellenlänge transportiert wird, wobei jedes der einzelnen Labels die Form einer Modulation hat, die von besagter Steuerwellenlänge innerhalb eines der besagten Zeitintervalle transportiert wird und von dem oder den Zielknoten für die während des besagten Zeitintervalls gesendete Mitteilung abhängig ist.
Letztere Anordnung bietet den Vorteil, daß man sämtliche Routing-Informationen auf einer einzigen Wellenlänge übertragen kann.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung sind besagte Modulationen, die von besagten Knoten erzeugt werden, in voneinander getrennten Zeitfenstern enthalten, die den jeweiligen besagten Knoten zugeordnet sind. Dies bietet den Vorteil, daß es nicht notwendig ist, im Label eine Information in bezug auf die Identität des Senders unterzubringen, also auf die Wellenlänge, welche die Mitteilung transportiert, die für den vom Label identifizierten Knoten bestimmt ist.
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Übertragungsnetz, in welchem die Knoten zu einer oder mehreren Untergruppen organisiert sind, die jeweils eine Ringstruktur aufweisen.
Schließlich ist ein Gegenstand der Erfindung eine Schaltmatrix, die insbesondere als Controller für ein Netz zur Übertragung von Informationen über optische Verbindungen und durch Austausch von Mitteilungen arbeitet, die in durch ein Taktsignal definierten Zeitintervallen enthalten sind, wobei besagter Controller dafür vorgesehen ist, in Sendewellenlängen gemultiplexte Mitteilungen zu empfangen und besagte empfangene Mitteilungen wieder zu versenden, wobei besagte Mitteilungen von Empfangswellenlängen transportiert werden und besagte Matrix dadurch gekennzeichnet ist, daß sie

– einen optischen Pufferspeicher, bestehend aus N Verzögerungsstufen, die dafür vorgesehen sind, jeweils N aufeinanderfolgende Multiplexsignale der empfangenen Mitteilungen zu speichern,
– eine räumliche Verzweigungsstufe mit N Eingängen und n Ausgängen, welche mit besagtem Pufferspeicher gekoppelt und in der Lage sind, jede einzelne Verzögerungsstufe selektiv mit mindestens einem ihrer Ausgänge zu koppeln,
– n Wellenlängenselektoren, deren Eingänge jeweils mit den Ausgängen der räumlichen Verzweigungsstufe gekoppelt sind, und
– Wellenlängenkonverter, deren Eingänge jeweils mit den Ausgängen besagter Selektoren gekoppelt sind, beinhaltet.

Weitere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden anhand der nachstehenden Beschreibung deutlich werden, in der auf die Abbildungen Bezug genommen wird.
1 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Netz für den Fall einer ringförmigen Struktur.
2 zeigt Zeitverlaufsdiagramme zur Erläuterung der Funktionsweise des erfindungsgemäßen Netzes.
3 zeigt ein Beispiel für eine praktische Ausführung der Knoten des erfindungsgemäßen Netzes.
4 zeigt ein Beispiel für eine praktische Ausführung des Controllers des erfindungsgemäßen Netzes.
5 zeigt ein Detailbeispiel für eine praktische Ausführung eines Wellenlängenselektors, wie er im Blockschaltbild in 4 verwendet wird.
6 zeigt schematisch ein anderes, aus mehreren Ringen bestehendes Netz gemäß der vorliegenden Erfindung.
7 zeigt ein Beispiel für eine praktische Ausführung des Netzcontrollers, wie er in dem in 6 gezeigten Netz verwendet wird.
Das in 1 dargestellte Netz beinhaltet die Knoten N1, N2, Ni, Nj und Nn, die über eine optische Verbindung L miteinander gekoppelt und den Stationen ST1, ST2, STi, STj beziehungsweise STn zugeordnet sind. Ein Netzcontroller 1 besitzt einen Ausgang, der mit dem Eingang des ersten Knotens N1 gekoppelt ist, und einen Eingang, der mit dem Ausgang des letzten Knotens Nn gekoppelt ist. Von jedem dazwischen liegenden Knoten Ni sind der Eingang und der Ausgang jeweils mit dem Ausgang beziehungsweise Eingang des im Signalweg davor liegenden Knotens N2 und des dahinter liegenden Knotens Nj gekoppelt. Jeder der Knoten Ni ist einer Empfangswellenlänge λi und einer Sendewellenlänge zugeordnet, die gleich der Empfangswellenlänge λi sein kann.
Zur detaillierteren Erläuterung der Funktionsweise des Netzes sei auf die Zeitverlaufsdiagramme a bis f in 2 verwiesen, in denen die Modulationen der verschiedenen beteiligten Signale wiedergegeben sind. Das vom Ausgang des Netzcontrollers 1 kommende Signal ist ein Multiplexsignal aus den Wellenlängen λ1, ..., λi, ..., λn der Netzknoten und der Steuerwellenlänge λc. Am Ausgang des Controllers 1 steht die Wellenlänge λc an, die mit einem Taktsignal in Form eines Synchronisationsmusters SP moduliert ist (Zeitverlaufsdiagramm a). Während jedes einzelnen Zeitintervalls, das zwischen zwei aufeinanderfolgenden Synchronisationsmustern festgelegt ist, transportieren die übrigen Wellenlängen wie beispielsweise λ1 oder λi Mitteilungen M1 und Mi, die jeweils für die Knoten N1 und Ni bestimmt sind (Zeitverlaufsdiagramme b und c).
Das vom Controller 1 abgegebene Multiplexsignal wird anschließend vom ersten Knoten N1 des Netzes empfangen, der die Mitteilung M1 durch Detektion seiner Empfangswellenlänge λ1 registriert. Wenn die dem Knoten N1 zugeordnete Station ST1 eine Mitteilung zu senden hat, fügt sie diese in das empfangene Multiplexsignal durch eine Modulation ein, die ihrer Sendewellenlänge entspricht und gleich ihrer Empfangswellenlänge sein kann. Parallel dazu fügt der Knoten N1 auf der Steuerwaellenlänge λc ein Label ein, weelches dem Empfänger oder den Empfängern für die gesendete Mitteilung entspricht. Das so gebildete neue Multiplexsignal wird nun zum folgenden Knoten N2 übertragen, der dieselben Operationen ausführt. Allgemein gesagt, empfängt – wie in den Zeitverlaufsdiagrammen c, d und e gezeigt – ein beliebiger Knoten Ni des Netzes auf dieselbe Weise ein Multiplexsignal, das von den Wellenlängen λc, λ1, ..., λi, ..., λn transportiert wird. Nach Detektion des von λc transportierten Taktsignals SP registriert der Knoten Ni die für ihn bestimmte eventuelle Mitteilung Mi durch Detektion ihrer Wellenlänge λi. Für den Fall, daß die dem Knoten Ni zugeordnete Station STi eine für den Knoten Nj bestimmte Mitteilung Mj hat, veranlaßt der Knoten i die Übermittlung dieser Mitteilung über seine Wellenlänge λi, wobei diese Mitteilung in einem Zeitintervall enthalten ist, welches zwischen zwei Taktsignalen liegt, die von der Wellenlänge λc transportiert werden. Gleichzeitig fügt der Knoten Ni in dasselbe Zeitintervall das der Wellenlänge λc aufmodulierte Label Dij ein. Das Label Dij ist eine Modulation, die dem Empfänger oder den Empfängern für die Mitteilung Mj entspricht und in einem für den Knoten Ni reservierten Zeitfenster Fi sowie in jedem betrachteten Zeitintervall enthalten ist.
Somit empfängt der Netzcontroller 1 am Eingang die Gesamtheit aller Meldungen Mj, die von den verschiedenen Wellenlängen λi der Absender dieser Mitteilungen transportiert werden. Ebenso empfängt er das Steuersignal (Zeitverlaufsdiagramm f), das die Labels D1a, D2b, Dij und Dnz enthält, welche die Empfänger für die jeweils von den Knoten N1, N2, Ni und Nj ausgesandten Mitteilungen repräsentieren. In Abhängigkeit von der zeitlichen Position und vom Inhalt dieser Labels kann der Controller 1 somit Konversionen von Wellenlängen durchführen, um den Transport der Mitteilungen zu bewirken, die der Wellenlänge oder den Wellenlängen der Empfänger für diese Mitteilungen zugeordnet sind.
3 zeigt ein Beispiel für eine praktische Ausführung eines der Knoten Ni des Netzes. Der Knoten Ni beinhaltet Vorrichtungen, bestehend aus einem Demultiplexer 2 und einem Multiplexer 12, zum Extrahieren und Einfügen von Wellenlängen. Der Eingang Ei des Demultiplexers 2, der den Eingang des Knotens bildet, ist über die optische Verbindung L mit dem Ausgang des vorausgehenden Knotens gekoppelt. An seinen Ausgängen liefert er die unterschiedlichen Wellenlängen des über den Eingang Ei empfangenen Multiplexsignals. Die Ausgänge des Demultiplexers 2 sind über optische Verbindungen mit den entsprechenden Eingängen des Multiplexers 12 gekoppelt, jedoch mit Ausnahme des Ausgangs i, welcher der Wellenlänge λi des Knotens Ni entspricht. Dieser Ausgang i ist vielmehr mit einem ersten Eingang einer Steuereinheit CUi des Knotens Ni gekoppelt. Der Ausgang c, welcher der Steuerwellenlänge λc entspricht, ist ferner mit einem zweiten Eingang der Steuereinheit CUi gekoppelt. Der erste Eingang der Steuereinheit CUi ist zugleich der Eingang eines Detektors 3, der auf die Wellenlänge λi des Knotens Ni abgestimmt ist. Der Detektor 3 liefert an seinem Ausgang ein elektrisches Signal, das an einen Dekoder 5 übertragen wird, welcher dafür vorgesehen ist, daraus die für die zugehörige Station STi bestimmte empfangene Mitteilung Mi zu bilden. Ebenso entspricht der zweite Eingang der Steuereinheit CUi dem Eingang eines zweiten Detektors 4, der auf die Steuerwellenlänge λc abgestimmt ist. Das vom Detektor 4 gelieferte elektrische Signal wird von einer Synchronisationsschaltung 6 empfangen, die für die Erkennung der Synchronisationsmuster SP, welche mit λc transportiert werden, sowie zur Erzeugung eines zugehörigen Synchronisationssignals CKm ausgelegt ist. Die Schaltung 6 bewerkstelligt zugleich die Rückgewinnung eines primären Taktsignals CK aus dem Modulationsrhythmus des Musters SP. Die Signale CKm und CK dienen als Synch-ronisations- und Taktsignale für den Dekoder 5. Die Schaltung 6 liefert schließlich ein renster-Synchronisationssignal CKi.
Die Einheit CUi beinhaltet weiterhin eine Schaltung 7, die zum Senden von Mitteilungen dient, durch die Signale CKm und CK synchronisiert wird und ein Modulations-Steuersignal in Abhängigkeit von den von der Station STi gelieferten Mitteilungen Mj liefert. Die Schaltung 7 steuert einen Modulator 9 an, welcher die auf die Wellenlänge λi abgestimmte Welle einer Laserquelle empfängt. Ihr Ausgang ist mit dem Eingang i des Multiplexers 12 verbunden.
Die Einheit CUi beinhaltet schließlich eine von den Signalen CK und CKi synchronisierte Steuerschaltung zum Senden von Labels 10, die ein Modulations-Steuersignal in Abhängigkeit von der Adresse Dij des Empfängers oder von den Empfängern der zu sendenden Mitteilung Mj liefert. Das Modulations-Steuersignal gelangt auf einen Modulator 11, der in die Verbindung eingefügt ist, die den Ausgang c des Demultiplexers 2 mit dem entsprechenden Eingang des Multiplexers 12 verbindet. Die optischen Verbindungen zwischen den Ausgängen des Demultiplexers 2 und den Eingängen des Multiplexers 12 sind mit kalibrierten optischen Verzögerungsleitungen LR bestückt.
Als Variante könnte man den Knoten Ni auch so auslegen, daß er mehrere Empfangs- und Sendewellenlängen besitzt. Es genügt also, mehrere Detektoren 3, mehrere Sendeschaltungen 7 und mehrere Modulatoren 9 vorzusehen.
Der in 3 dargestellte Knoten funktioniert auf folgende Weise: Der Empfang eines von der Schaltung 6 dekodierten Synchronisationsmusters durch den Detektor 4 ermöglicht dieser Schaltung die Erzeugung des primären Taktsignals CK und des Synchronisationssignals CKm. Mit diesen Signalen kann der Dekoder 5 die von der Wellenlänge λi transportierte Mitteilung dekodieren und an die Station STi übermitteln. Wenn eine Mitteilung Mj an die Adresse Dij zu übermitteln ist, bewirkt die Schaltung 7 am Eingang i des Multiplexers 12 über den Modulator 9 und die Quelle 8 eine der Mitteilung entsprechende Modulation. Parallel dazu bewirkt die Schaltung 10 über den Modulator 11 eine der Adresse Dij entsprechende Modulation der Wellenlänge λc. Diese Modulation wird in dem Fenster untergebracht, das dem betreffenden Knoten über das Signal CKi zugeordnet ist.
Die Verzögerungsleitungen LR sind so dimensioniert, daß sie die Reaktionszeit der elektronischen Schaltungen der Steuereinheit CUi kompensieren.
4 zeigt eine Realisierungsform des Netzcontrollers 1. Der Controller 1 beinhaltet einen Wellenlängenextraktor 13, dessen Eingang zugleich den Eingang Ein des Controllers bildet. Der Extraktor 13 liefert einerseits die Steuerwellenlänge λc an eine Steuereinheit CU und andererseits die übrigen Wellenlängen des empfangenen Multiplexsignals an eine erste regelbare Verzögerungsstufe. Der Ausgang der Stufe 14 ist mit einer räumlich-zeitlichen Schaltmatrix gekoppelt, die namentlich aus einem optischen Pufferspeicher 15 und einer räumlichen Verzweigungsstufe 16 besteht. Der Pufferspeicher 15 besteht aus N optischen Verzögerungsleitungen, die Verzögerungszeiten bewirken, welche aufeinanderfolgende Vielfache des Zeitintervalls sind, das zwei aufeinanderfolgende Synchronisationsmuster voneinander trennt. Die Stufe 16 beinhaltet eine Anzahl n von Ausgängen, die gleich der Anzahl der Empfangswellenlängen ist. Jeder ihrer Ausgänge ist mit dem Eingang eines Wellenlängenselektors SEL1, SEL2, SELj und SELn gekoppelt, deren Ausgänge über eine zweite regelbare Verzögerungsstufe 17 und Wellenlängenkonvertern Cλ1, Cλ2, Cλj und Cλn mit den Eingängen eines Multiplexers 18 gekoppelt sind. Der Ausgang des Multiplexers 18 bildet den Ausgang Sm des Netzcontrollers. Der Multiplexer 18 beinhaltet einen mit der Steuereinheit CU gekoppelten zusätzlichen Eingang zum Einfügen des von λc transportierten Steuersignals.
Der Wellenlängenextraktor 13 kann in Form eines Demodulators realisiert werden, dessen Ausgang, welcher der Steuerwellenlänge λc entspricht, mit der Steuereinheit CU gekoppelt ist, und dessen übrige Ausgänge mit den Eingängen eines Multiplexers gekoppelt sind. Die erste Verzögerungsstufe kann als Baugruppe aus Verzögerungsleitungen realisiert werden, bestehend aus Lichtleitfasersegmenten unterschiedlicher Länge, die den von der Steuereinheit CU gesteuerten Verzweigungsstufen zugeordnet sind. Die wellenlängenselektoren wie beispielsweise SELj lassen sich gemäß dem Blockschaltbild in 5 realisieren. Der Selektor SELj beinhaltet einen Demultiplexer 27, dessen Eingang das Multiplexsignal aus λ1, λ2, λi und λn empfängt und dessen Ausgänge über optische Verbindungen und optische Schalter SW1, SW2, SWi und SWn mit entsprechenden Eingängen eines Multiplexers 28 gekoppelt sind. Die Schalter SW1-SWn werden über elektrische Steuersignale Sj1-Sjn gesteuert, die von der CU-Einheit geliefert werden.
Die Steuereinheit CU beinhaltet einen für die vom Extraktor 13 gelieferte Wellenlänge λc empfindlichen Detektor 19. Der Ausgang des Detektors 19 ist mit einem Eingangsdekoder 20 verbunden, der zur Rückgewinnung des Synchronisationssignals CKm und zur Dekodierung der mit λc transportierten aufeinanderfolgenden Labels Dij vorgesehen ist. Das Synchronisationssignal CKm wird von einer primären Resynchronisationsschaltung 21 empfangen, die die erste regelbare Verzögerungsstufe 14 in Abhängigkeit von der Phasenverschiebung zwischen dem rückgewonnenen Synchronisationssignal CKm und einem von einer Taktgeberschaltung 22 gelieferten Referenz-Synchronisationssignal CKm0 ansteuert. Die vom Dekoder 20 dekodierten Labels gelangen auf eine Verarbeitungseinheit 23, die zum Ansteuern der Verzweigungsstufe 16 und der Wellenlängenselektoren SELj dient. Die Verarbeitungseinheit 23 ist als Mikrocontrollersystem implementiert, das dafür programmiert ist, einen Auswahlalgorithmus abzuarbeiten. Der Algorithmus ist insbesondere dafür ausgelegt, die Korrespondenzen zu ermitteln, die zwischen den Wellenlängen der Mitteilungsempfänger und denjenigen Wellenlängen herrschen, von denen diese Mitteilungen am Eingang des Netzcontrollers transportiert werden. Der Auswahlalgorithmus dient zugleich dazu, Konflikte zu verwalten, also solche Fälle, in denen in ein und demselben Zeitintervall mehrere von unterschiedlichen Wellenlängen transportierte Mitteilungen denselben Empfänger haben. Über geeignete Schnittstellenschaltungen, die hier nicht dargestellt sind, steuert die Verarbeitungseinheit die Stufe 16 und die Selektoren SELj an.
Ein Eingang des Multiplexers 18 ist mit dem Ausgang eines Synchronisationsmustergenerators 26 verbunden, der mit einer Quelle 25 für die Steuerwellenlänge λc gekoppelt ist und durch das Synchronisationssignal CKm0 sowie ein von der Taktgeberschaltung 22 geliefertes primäres Taktsignal CK0 synchronisiert wird. Schließlich wird man eine sekundäre Resynchronisationsschaltung 24 vorsehen, von welcher die zweite Verzögerungsstufe 17 angesteuert wird.
Die erste und zweite Verzögerungsstufe 14 und 17 könnten gemäß den Ausführungen in der Kurzfassung des Beitrags zur Konferenz PHOTONICS IN SWITCHING, Salt Lake City, März 1995, "An Optical Cell Synchronizer for Packet Switching Nodes" von M. BUZIO et al, Seiten 64 bis 66, realisiert werden.
Der in 4 dargestellte Netzcontroller funktioniert auf folgende Weise: Die aus dem Extraktor extrahierte und vom Detektor 19 detektierte Steuerwellenlänge λc ermöglicht dem Eingangsdekoder 20 die Erzeugung des Synchronisationssignals CKm sowie der Empfänger-Labels. Das Signal CKm wird von der primären Resynchronisationsschaltung 21 verwendet, um die von der Stufe 14 bewirkte Verzögerung so einzustellen, daß die Phasenverschiebung zwischen dem Signal CKm und dem Referenz-Synchronisationssignal CKm0 minimal wird. Die Verarbeitungseinheit 23, die die Labels Dij empfängt, ermittelt in Abhängigkeit von der Position der einzelnen Labels innerhalb des Zeitintervalls die Wellenlänge des Senders und die durchzuführende Konvertierung der Wellenlänge, so daß an ihrem Ausgang die entsprechende Mitteilung mit derjenigen Wellenlänge transportiert wird, welche dem Empfänger der durch das Label identifizierten Mitteilung zugeordnet ist. In Abhängigkeit von den durchzuführenden Konvertierungen und gegebenenfalls festgestellten Konflikten steuert die Verarbeitungseinheit die Verzweigungsstufe 16 so an, daß die richtigen Verknüpfungen zwischen den Ausgängen des Pufferspeichers 15 und den Eingängen der Wellenlängenselektoren SELj hergestellt werden. Parallel dazu steuert die Einheit 23 die Schalter SWi der einzelnen Wellenlängenselektoren SELj so an, daß jeder dem Zielknoten Nj zugeordnete Wellenlängenselektor SELj an seinem Ausgang die dem Sender der Mitteilung zugeordnete Wellenlänge λi liefert. Nach einer eventuellen sekundären Resynchronisation mit der Stufe 17 wird jede Sendewellenlänge λi von dem Wellenlängenkonverter Cλj, welcher dem Selektor SELj zugeordnet ist, in eine Empfängerwellenlänge λj konvertiert. Der Multiplexer 18 liefert somit an seinem Ausgang ein neues Multiplexsignal aus den Wellenlängen der Zielknoten und der Wellenlänge des Steuersignals λc.
Hierbei ist anzumerken, daß die Struktur der aus dem Speicher 15, der Stufe 16, den Selektoren SELj und den Konvertern Cλj bestehenden Schaltmatrix die Übermittlung der Mitteilungen, also die Aussendung ein und derselben Mitteilung auf mehreren verschiedenen Wellenlängen, möglich macht.
6 zeigt ein erfindungsgemäßes Netz, bestehend aus mehreren Ringen RA, RB und RC, die einem gemeinsamen Netzcontroller zugeordnet sind. Der Aufbau der einzelnen Netzknoten gleicht demjenigen, der anhand von 3 beschrieben wurde. Es empfiehlt sich jedoch, auf der Ebene der Steuerschaltung für die Aussendung der Labels die Möglichkeit vorzusehen, die Nummer des Ringes anzugeben, zu dem der Zielknoten jeder einzelnen Mitteilung gehört. Diese Besonderheit ist ebenfalls durch den Auswahlalgorithmus zu berücksichtigen, der von der Verarbeitungseinheit 23 des Netzcontrollers 1 abgearbeitet wird.
Zur Veranschaulichung ist in 7 die Struktur eines Controllers 1 für den besonderen Fall dargestellt, daß das Netz aus zwei Ringen RA und RB besteht. Analog zu der in 4 gezeigten Realisierungsform ist jeder Ring einem Wellenlängenextraktor 13A beziehungsweise 13B zugeordnet, ferner einer ersten regelbaren Verzögerungsstufe 14A beziehungsweise 14B, einem Pufferspeicher 15A beziehungsweise 15B, der Verzweigungsstufe 16, ebenso Selektoren, sekundären regelbaren Verzögerungsstufen 17A beziehungsweise 17B, Wellenlängenkonvertern sowie Multiplexern 18A beziehungsweise 18B, deren Ausgänge Sa beziehungsweise Sb mit den Ringen RA beziehungsweise RB gekoppelt sind.
Die Funktionsweise des Controllers in 7 gleicht derjenigen in 4 und unterscheidet sich von dieser nur insofern, als die Verzweigungsstufe 16 so angesteuert werden kann, daß hierbei Mitteilungen, die von Knoten ausgehen, welche zu einem der Ringe gehören, zu einem Zielknoten übertragen werden, die zum anderen Ring gehören.
Allgemein könnte der Controller 1 zum Verwalten beliebig vieler Ringe ausgelegt werden, indem die dafür nötigen Stufen vorgesehen werden.

Claims

Netz zur Übertragung von Informationen über optische Verbindungen (L) mittels Multiplexen von Wellenlängen (λi) durch Austausch von Mitteilungen (Mi, Mj) zwischen Knoten (Ni, Nj), die mindestens eine Untergruppe des Netzes bilden, wobei besagte Mitteilungen in Zeitintervallen enthalten sind, die durch ein Taktsignal (SP) festgelegt sind, wobei jeder Knoten (Ni) einen mit besagter Verbindung (L) gekoppelten Eingang (Ei) zum Empfang der Mitteilungen (Mi) durch Detektion mindestens einer bestimmten Empfangswellenlänge (λi) beinhaltet, wobei jeder Knoten einen mit besagter Verbindung (L) gekoppelten Ausgang (Si) beinhaltet, über welchen er durch Wellenlängenmodulation Mitteilungen (Mj) aussenden kann, wobei besagtes Netz dadurch gekennzeichnet ist, daß jeder Knoten (Ni) dafür vorgesehen ist, besagte zu sendende Mitteilungen (Mi) über eine bestimmte Wellenlänge (λi) zu transportieren und ihnen jeweils Labels (Dij) zur Identifikation der Zielknoten (Nj) für die Mitteilungen (Mj) zuzuordnen, ferner dadurch, daß ein mit der Verbindung (L) gekoppelter Netzcontroller (1) dafür vorgesehen ist, die Mitteilungen (Mj) sowie die von den einzelnen Knoten (Ni) zugeordneten ausgesendeten Labels (Dij) zu empfangen und besagte empfangene Mitteilungen (Mj) wieder an besagte Knoten (Mj) zu senden, wobei besagte wieder gesendete Mitteilungen von Wellenlängen transportiert werden, die jeweils den Empfangswellenlängen (λj) der Zielknoten (Nj) entsprechen, welche durch die den besagten Mitteilungen (Mj) zugeordneten Labels (Dij) identifiziert werden, sowie dadurch, daß sich die Sendewellenlänge jedes Knotens von den Empfangswellenlängen der übrigen Knoten unterscheidet.
Übertragungsnetz gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendewellenlänge und die Empfangswellenlänge ein und desselben Knotens gleich sind.
Übertragungsnetz gemäß einem oder beiden der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß besagte Knoten (Ni, Nj) dafür vorgesehen sind, besagte Labels (Dij) durch Modulation einer gemeinsamen Steuerwellenlänge (λc) zu versenden.
Übertragungsnetz gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß besagter Netzcontroller (1) dafür vorgesehen ist, an besagte Knoten (Ni, Nj) besagtes Taktsignal (SP) zu liefern, welches von besagter Steuerwellenlänge (λc) transportiert wird, sowie dadurch, daß jedes Label die Form einer Modulation hat, die von besagter Steuerwellenlänge (λc) innerhalb eines der besagten Zeitintervalle transportiert wird, wobei besagte Modulation von dem oder den Zielknoten für die während des besagten Zeitintervalls ausgesendeten Mitteilung abhängig ist.
Übertragungsnetz gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß besagte Modulationen, die durch besagte Knoten (Ni) erzeugt werden, in voneinander getrennten Zeitfenstern (Fi) enthalten sind, welche besagten jeweiligen Knoten zugeordnet sind.
Übertragungsnetz gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Knoten-Untergruppe des Netzes eine Ringstruktur aufweist, gemäß derer der Netzcontroller (1) einen mit dem Eingang eines ersten Knotens (N1) gekoppelten Ausgang (Sm) sowie einen mit dem Ausgang des letzten Knotens (Nn) gekoppelten Eingang (Em) besitzt, wobei der Eingang und der Ausgang eines jeden dazwischen liegenden Knotens (Ni) jeweils mit dem Ausgang und dem Eingang der jeweils in der Signalfolge davor und dahinter angeordneten Knoten gekoppelt sind.
Übertragungsnetz gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dieses mehrere Untergruppen von Knoten (RA, RB, RC) beinhaltet, die jeweils eine Ringstruktur aufweisen, sowie dadurch, daß das einer Mitteilung (Mj) zugeordnete Label (Dij) eine Angabe darüber enthält, zu welchem Ring jeder der Zielknoten (Dj) für besagte Mitteilung (Mj) gehört.
Schaltmatrix als Controller für ein Netz zur Übertragung von Informationen über eine optische Verbindung (L) sowie zum Austausch von Mitteilungen (Mi, Mj), welche in Zeitintervallen enthalten sind, die durch ein Taktsignal (SP) definiert sind, wobei besagter Controller dafür vorgesehen ist, Mitteilungen (Mj) zu empfangen und besagte Mitteilungen erneut zu senden, wobei besagte erneut gesendete Mitteilungen (Mj) von Empfangswellenlängen λi transportiert werden, ferner dadurch, daß sie – einen optischen Pufferspeicher (15, 15A, 15B), bestehend aus N Verzögerungsstufen, die dafür vorgesehen sind, jeweils N aufeinanderfolgende Multiplexsignale der empfangenen Mitteilungen zu speichern, – eine räumliche Verzweigungsstufe (16) mit N Eingängen und n Ausgängen, welche mit besagtem Pufferspeicher (15, 15A, 15B) gekoppelt und in der Lage sind, jede einzelne Verzögerungsstufe selektiv mit mindestens einem ihrer Ausgänge zu koppeln, – n Wellenlängenselektoren (SEL1–SELj), deren Eingänge jeweils mit den Ausgängen der räumlichen Verzweigungsstufe (16) gekoppelt sind, und – Wellenlängenkonverter (Cλ1–Cλn), deren Eingänge jeweils mit den Ausgängen besagter Sektoren (SEL1–SELj) gekoppelt sind, beinhaltet.
Schaltmatrix gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß besagte Verzögerungsstufen optische Verzögerungsleitungen sind, die Verzögerungszeiten bewirken, welche aufeinanderfolgende Vielfache des besagten Zeitintervalls sind.