DE19940565C1 - Verfahren zur Leitweglenkung von Datenpaketen eines optischen Datenpaketstromes - Google Patents

Abstract

Sendeseitig werden Leitweginformationen (li1, li2) in zugeordnete Frequenzgemische (FG1, FG2) umgesetzt und mit Hilfe dieser durch Modulation eines Trägersignals (cs) Leitwegsignale (LS1, LS2) erzeugt. Die erzeugten Leitwegsignale (LS1, LS2) werden zumindest einem Datenpaket (DP1) vor- und/oder nachgestellt und innerhalb eines optischen Datenpaketstromes (DS1, DS2) übermittelt. Empfangsseitig werden die Leitweginformationen (li1, li2) hinsichtlich des für die Modulation benutzten Frequenzgemisches (FG1, FG2, SFG) ausgewertet und anhand den aus den Frequenzgemischen (FG1, FG2, SFG) gewonnenen Leitweginformationen (li1, li2) vermittelt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Leitweglenkung von Datenpaketen eines optischen Datenpaketstromes und ein opti­ sches Übertragungssystem mit Leitweglenkung für Datenpakete, die jeweils durch einen datenfreien Zeitabschnitt getrennt sind.

Voraussichtlich wird der paketorientierte Datenverkehr in den nächsten Jahren, getrieben durch Internetapplikationen, expo­ nentiell ansteigen, während der Markt für festnetzgebundene Telefonie nur langsam wächst. Hieraus ist für die nahe Zu­ kunft ein erhöhter Bedarf von beispielsweise Verfahren zur Leitweglenkung von optischen Datenpaketen auf dem Gebiet der optischen Paketverarbeitung absehbar.

In bestehenden und zukünftigen optischen Übertragungssyste­ men, insbesondere in nach dem WDM-Prinzip (Wavelength Divisi­ on Multiplexing) arbeitenden Übertragungssystemen, werden Da­ ten in Form von Datenpaketen mit Hilfe eines optischen Signa­ les übertragen, wobei die Datenpakete aus unterschiedlichen Signalarten bzw. Signalformaten bestehen können und speziell beim Einsatz der WDM-Technik den einzelnen Datenpaketen meh­ rere Übertragungskanäle zugeordnet werden. Derartige Signal­ arten bzw. Signalformate können sich sowohl hinsichtlich des verwendeten Protokolls und/oder der benutzten Datenübertra­ gungsraten unterscheiden. Als Beispiele hierfür sind unter anderem ATM (Asynchronous Transfer Mode), IP (Internet Proto­ koll) und Gigabit Ethernet zu nennen.

Um die für die optische Übertragung zur Verfügung stehende Übertragungsbandbreite optimal auszunutzen, ist es insbeson­ dere wünschenswert mit Hilfe eines optischen Datenpaketstro­ mes mehrere unterschiedliche Signalarten übertragen und diese verbindungsindividuell weiterleiten zu können. Hierzu wird in bislang realisierten, optischen Übertragungssystemen übli­ cherweise eine kontinuierliche, paketorientierte Signalstruk­ tur verwendet, die zusätzlich die optische Transparenz des optischen Übertragungssystems unterstützt. Desweiteren erfor­ dert die Verwendung einer derartigen Signalstruktur insbeson­ dere, daß die benutzte, paketorientierte Signalstruktur kom­ patibel zu bestehenden optischen Übertragungssystemen bzw. Übertragungseinrichtungen ist sowie daß die Datenpakete ver­ bindungsindividuell in der jeweiligen optischen Übertragungs­ einrichtung weitergeleitet werden können.

In bislang realisierten Übertragungssystemen wird zur Leit­ weglenkung von optischen Datenpaketen, zunächst das optische Datenpaket in einer optischen Vermittlungseinrichtung opto­ elektrisch gewandelt und dann anhand des elektrischen Daten­ paketheaders die dem jeweiligen Datenpaket zugehörige Leitwe­ ginformation ermittelt. Anhand der ermittelten Leitweginfor­ mation wird entweder das durch ein elektrisches Datensignal repräsentierte Datenpaket oder das elektro-optisch gewandelte und somit durch ein optisches Datensignal repräsentierte Da­ tenpaket vermittelt. Dies setzt eine opto-elektro-optische Wandlung des optischen Datensignals bzw. des optischen Daten­ paketstromes in den optischen Übertragungseinrichtungen, in denen die Datenpakete vermittelt werden, voraus. Aus der eu­ ropäischen Patentanmeldung EP 491495 A1 ist beispielsweise ein Verfahren bekannt, bei dem ausschließlich der mit Hilfe einer niedrigen Übertragungsrate kodierte Header bzw. Trailer eines optischen Datenpaketes elektro-optisch gewandelt wird, wobei die "Payload" bzw. das Datenfeld des Datenpaketes nahe­ zu transparent durch den Netzknoten geführt wird. Aufgrund der im Vergleich zu der für die Kodierung des Datenfeldes des optischen Datenpaketes zur Kodierung des Headers bzw. Trai­ lers verwendeten niedrigeren Übertragungsrate wird ein einfa­ cheres Auslesen der Routinginformationen ohne Dekodierung des Datenfeldes im Netzknoten ermöglicht.

Zusätzlich ist aus der europäischen Patentanmeldung EP 639 015 A2 ein Verfahren zum Routen eines optischen Datensignal­ stromes bekannt, bei dem jeweils einem Übertragungszeit­ schlitz eines optischen Datensignalsstromes eine festgelegte Frequenz zugewiesen wird und anschließend eine Leitweglenkung des jeweiligen Übertragungskanals anhand der jeweils zugewie­ sen Frequenz in einem "Frequenzrouter" durchgeführt wird.

Desweiteren sind rein optische Paketvermittlungen bekannt, bei denen im Gegensatz zu bislang realisierten Übertragungs­ systemen die Vermittlung von optischen Datenpaketen aus­ schließlich mit Hilfe von optischen Übertragungseinrichtungen durchgeführt wird. Hierbei weist das optische Datenpaket ei­ nen optischen Datenpaketheader auf, der durch die jeweilige optische Vermittlungseinrichtung bitweise optisch verarbeitet wird. Anhand der aus dem optischen Datenpaketheader mit Hilfe eines enormen technischen Aufwandes gewonnenen Vermittlungs­ informationen wird das zugehörige, optische Datenpaket in der Vermittlungseinrichtung vermittelt. Die Realisierung derarti­ ger rein optischer Leitweglenkungsverfahren erfordert jedoch insbesondere aufgrund der für optische Übertragungssysteme üblichen, hohen Übertragungsraten im Gigaherzbereich einen erheblichen optischen, schaltungstechnischen Aufwand und ei­ nen hohen optischen Speicheraufwand, der in der Praxis zu er­ heblichen Realisierungsschwierigkeiten führt.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, die optische Leitweglenkung von Datenpaketen eines optischen Da­ tenpaketstromes zu verbessern. Die Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Pa­ tentanspruches 1 durch das Merkmal des kennzeichnenden Teils gelöst.

Der wesentliche Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, daß sendeseitig Leitweginformationen in zuge­ ordnete Frequenzgemische umgesetzt werden und durch Modulati­ on eines Trägersignals mit diesen Frequenzengemischen Leit­ wegsignale erzeugt werden. Die erzeugten Leitwegsignale wer­ den zumindest einem Datenpaket vor- und/oder nachgestellt und die Datenpakete inklusive den vor- und nachgestellten Leit­ wegsignalen übermittelt. Empfangsseitig werden die Leitwegsi­ gnale hinsichtlich des für die Modulation benutzten Frequenz­ gemisches ausgewertet und die Datenpakete anhand den aus den Frequenzgemischen gewonnenen Leitweginformationen vermittelt. Den sendeseitig zum Routen der jeweiligen Datenpakete vorlie­ genden Leitweginformationen werden erfindungsgemäß Frequenz­ gemische zugeordnet und diese auf vorteilhafte Weise zur Mo­ dulation eines festgelegten Trägersignals benutzt, wodurch ein Leitwegsignal erzeugt wird. Das erzeugte Leitwegsignal wird in einer Sendeeinheit erfindungsgemäß dem jeweiligen, zumindest einem optischen Datenpaket vor- und/oder nachge­ stellt und das optische Datenpaket inklusive der vor- und/oder nachgestellten Leitwegsignalen über eine optische Übertragungsstrecke zu einer Empfangseinheit übermittelt. Vorteilhaft können unterschiedliche Signalarten wie z. B. SDH- Datenpakete oder IP-Datenpakete in die Datenpakete bzw. "Datencontainer" des optischen Datenpaketstromes verpackt werden, wobei zuvor deren Leitweginformationen aus dem von Signalart zu Signalart unterschiedlich realisierten elektri­ schen Datenpaketheader ausgelesen werden und umgesetzt in ein Frequenzgemisch zur Erzeugung von optischen Leitwegsignalen benutzt werden, welche den in den optischen Datenpaketen ver­ packten Daten unterschiedlicher Signalarten bzw. Signalforma­ te vor- und/oder nachgestellt werden. Somit können die in den optischen Datenpaketen verpackten Daten unterschiedlicher Signalarten auf vorteilhafte Weise ausschließlich aufgrund der durch die empfangsseitige Auswertung der den optischen Datenpaketen vor- und nachgestellten Leitwegsignalen rückge­ wonnenen Leitweginformationen vermittelt bzw. geroutet wer­ den. Dies bedeutet, daß die einzelnen optischen Datenpakete in der Empfangseinheit bzw. Vermittlungseinrichtung vermit­ telt werden, ohne daß das komplette optische Datenpaket zu­ nächst optoelektrisch gewandelt und elektrisch ausgewertet werden muß. Vorteilhaft werden ausschließlich die dem opti­ schen Datenpaket vor- und/oder nachgestellten Leitwegsignale hinsichtlich der für die Modulation des Trägersignals benutz­ ten Frequenzgemische ausgewertet und anhand der dem jeweili­ gen Frequenzgemisch zugeordneten Leitweginformationen gerou­ tet. Eine derartige Auswertung der vor- und/oder nachgestell­ ten Leitwegsignale wird durch einen geringen schaltungstech­ nischen Aufwand realisiert, wodurch die Verwendung einer op­ tischen Empfangseinheit mit Taktrückgewinnung und eine kom­ plexe Auswertelogik eingespart wird.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens wird die Umsetzung der Leitweginformationen in Leit­ wegsignale durch die Amplitudenmodulation - Anspruch 2 - oder durch die Winkelmodulation - Anspruch 3 - eines Trägersignals mit einem Frequenzgemisch durchgeführt. Vorteilhaft ist so­ wohl für die Amplitudenmodulation als auch für die Winkelmo­ dulation eines Trägersignals mit einem Frequenzgemisch kein hoher schaltungstechnischer Aufwand sowohl in der Sendeein­ heit als auch in der Empfangseinheit erforderlich, insbeson­ dere die Rückgewinnung des Frequenzgemisches aus dem übertra­ genen Leitwegsignal in der Empfangseinheit bzw. Vermittlungs­ einrichtung bei Verwendung der Amplitudenmodulation ist be­ sonders kostengünstig und zuverlässig schaltungstechnisch realisierbar.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens ist darin zu sehen, daß als Trägerfrequenz der Leit­ wegsignale die volle oder die halbe Datenübertragungsrate ge­ wählt wird und daß für die Modulation des Leitwegsignals nie­ derfrequente Modulationsfrequenzen benutzt werden - Anspruch 4. Die erfindungsgemäße Wahl der vollen oder der halben Da­ tenübertragungsrate als Trägerfrequenz dient ausschließlich der Einsparung von Datenübertragungsresourcen innerhalb des zu übertragenden Datenpaketes, d. h. für die Taktregeneration des im optischen Datenpaket übertragenen Datensignals werden nur wenige Overheadbits benötigt und somit kann über die ein­ gesparte Datenübertragungskapazität bzw. die eingesparten Overheadbits frei verfügt werden, insbesondere können mit Hilfe der frei ver­ fügbaren Bits zusätzliche Daten übertragen werden. Für die Leitweglenkung des optischen Datenpaketes ist eine derartige Wahl der Trägersignalfrequenz irrelevant. Dies bedeutet, daß das für die erfindungsgemäße Leitweglenkung benötigte Träger­ signal eine beliebige Frequenz aufweisen kann, wobei die Ne­ benbedingung - Modulationsfrequenzen erheblich kleiner als die gewählte Trägerfrequenz - erfüllt sein muß. Diese wird durch die Verwendung von niederfrequenten Modulationsfrequen­ zen zur Erzeugung des Leitwegsignals erfüllt. Zusätzlich wird durch die Verwendung von niederfrequenten Modulationsfrequen­ zen die Auswertung des Leitwegsignals hinsichtlich des Fre­ quenzgemisches bzw. der darin enthaltenen Leitweginformation erheblich vereinfacht und eine äußerst zuverlässige Detektion der unterschiedlichen Leitweginformationen realisierbar.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens wird mit Hilfe des zumindest einem Datenpaket nachge­ stellten Leitwegsignals eine Verbindung beendet. Somit ist die zeitliche Länge eines Datenpaketes bzw. mehrerer Datenpa­ kete einer Verbindung keinesfalls beschränkt, d. h. mehrere Datenpakete einer Verbindung können unmittelbar hintereinan­ der auf denselben Ausgang der optischen Vermittlungseinrich­ tung weitergeleitet bzw. geroutet werden, ohne daß den dem ersten Datenpaket folgenden Datenpaketen ein Leitwegsignal vorgestellt wird, da die Verbindung erst durch das einzige, dem letzten Datenpaketen der unmittelbar hintereinander über­ mittelten Datenpakete dieser Verbindung nachgestellten Leit­ wegsignal beendet wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens insbesondere ein optisches Übertragungssystem mit Leitweglenkung für Datenpakete sind den weiteren Ansprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von zwei Blockschalt­ bildern und einem Diagramm näher erläutert. Dabei zeigen

Fig. 1 in einem Blockschaltbild beispielhaft den schemati­ schen Aufbau eines optischen Übertragungssystems,

Fig. 2 in einem Diagramm ein optisches Datenpaket inklusi­ ve den vor- und nachgestellten Leitwegsignalen, und

Fig. 3 in einem weiteren Blockschaltbild ein optisches Übertragungssystem mit Leitweglenkung für Datenpa­ kete.

In Fig. 1 ist ein beispielsweise eine erste, zweite und dritte, optische Übertragungseinrichtung OTE1-OTE3 aufweisen­ des, optisches Übertragungssystem OTS dargestellt, wobei bei­ spielsweise die erste optische Übertragungseinrichtung OTE1 einen ersten Eingang i1 und einen ersten Ausgang e1, die zweite optische Übertragungseinrichtung OTE2 einen zweiten Eingang i2 und einen zweiten Ausgang e2 sowie die dritte op­ tische Übertragungseinrichtung OTE3 einen dritten Eingang i3 und einen dritten Ausgang e3 aufweist. Des weiteren ist in der optischen Übertragungseinrichtung OTS ein optischer Netz­ knoten ONK vorgesehen, der beispielsweise einen ersten, zwei­ ten und dritten Knoteneingang ik1, ik2, ik3 sowie einen ersten, zweiten und dritten Knotenausgang ek1, ek2, ek3 aufweist. Der erste Ausgang e1 der ersten optischen Übertragungseinrichtung OTE1 ist über eine erste optische Faser OF1 mit dem ersten Knoteneingang ik1 des optischen Netzknotens ONK verbunden und der erste Knotenausgang ek1 ist mit Hilfe der zweiten opti­ schen Faser OF2 an den zweiten Eingang i2 der zweiten opti­ schen Übertragungseinrichtung OTE2 angeschlossen. Analog dazu ist der zweite Ausgang e2 der zweiten optischen Übertragungs­ einrichtung OTE2 über die dritte optische Faser OF3 an den zweiten Knoteneingang ik2 des optischen Netzknotens ONK sowie der zweite Knotenausgang ek2 des optischen Netzknotens ONK über die vierte optische Faser OF4 an den ersten Eingang i1 der ersten optischen Übertragungseinrichtung OTE1 angeschlos­ sen. Somit sind die erste und zweite optische Übertragungs­ einrichtung OTE1, OTE2 über den optischen Netzknoten OKN zur optischen Übertragung von Daten verbunden, wobei bevorzugt ein erster Datenstrom DS1 in einer ersten Übertragungsrich­ tung TD1 zur optischen Übertragung von Daten von der ersten zur zweiten optischen Übertragungseinrichtung OTE1, OTE2 und ein zweiter Datenstrom DS2 in einer zweiten Übertragungsrich­ tung TD2 zur optischen Übertragung von Daten von der zweiten zur ersten optischen Übertragungseinrichtung OTE2, OTE1 vorge­ sehen ist.

Des weiteren ist die dritte optische Übertragungseinrichtung OTE3 beispielsweise zum Einspeisen von Daten in den ersten und/oder den zweiten Datenstrom DS1, DS2 über eine erste und zweite optische Verbindungsfaser OV1, OV2 an den optischen Netzknoten ONK angeschlossen, wobei der dritte Knoteneingang ik3 bzw. der dritte Knotenausgang ek3 des optischen Netzkno­ tens ONK mit dem dritten Ausgang e3 bzw. mit dem dritten Ein­ gang i3 der dritten optischen Übertragungseinrichtung OTE3 verbunden ist. Somit können beispielsweise in der dritten op­ tischen Übertragungsrichtung OTE3 vorhandene Daten mit Hilfe der ersten und zweiten Verbindungsfasern OV1, OV2 und dem op­ tischen Netzknoten ONK in erster oder zweiter Übertragungs­ richtung TD1, TD2 in den ersten oder zweiten Datenstrom DS1, DS2 eingespeist oder an die dritte optische Übertragungs­ einrichtung OTE3 zu übermittelnde Daten aus dem ersten oder zweiten Datenstrom DS1, DS2 ausgelesen sowie zur dritten opti­ schen Übertragungseinrichtung OTE3 übertragen werden.

In Fig. 2 ist in einem Diagramm beispielsweise ein optisches Datenpaket DP inklusive den erfindungsgemäßen vor- und nach­ gestellten Leitwegsignalen LS1, LS2 dargestellt. Die Vielzahl der Datenpakete DP inklusive ihrer vor- und nachgestellten Leitwegsignalen LS1, LS2 der unterschiedlichen Verbindungen bildet den ersten bzw. zweiten Datenstrom DS1, DS2. Desweite­ ren weist das Diagramm eine horizontale und eine vertikale Achse T, OSA auf, wobei durch die horizontale Achse die Zeit T bzw. der Zeitpunkt des Anfangs und des Endes der Übertragung eines Datenpaketes DP bzw. der vor- und nachgestellten Leit­ wegsignale LS1, LS2 und durch die vertikale Achse OSA die Am­ plitude OSA des optischen Signals OS bzw. der zu übertragen­ den, optischen Daten angezeigt wird. Der erste und zweite Da­ tenstrom DS1, DS2 weisen erfindungsgemäß Datenpakete DP inklu­ sive den vor- und nachgestellten Leitwegsignalen LS1, LS2 auf, wobei die Datenpakete DP des ersten und zweiten Datenstromes DS1, DS2 jeweils durch eine Mindestlänge aufweisende, daten­ freie Zeitabschnitte L getrennt sind. In Fig. 2 sind bei­ spielhaft ein Datenpaket DP und ein erstes und ein zweites Leitwegsignal LS1, LS2 zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, wobei das erste Leitwegsignal LS1 dem Datenpaket DP vorgestellt und das zweite Leitwegsignal LS2 dem Datenpaket DP nachgestellt ist. Desweiteren wird durch die Amplitude OSA des das Datenpaket DP bzw. das erste und zweite Leitwegsignal LS1, LS2 repräsentierenden optischen Si­ gnals OS ein maximaler Signalamplitudenwert SA_max nicht über­ schritten und ein minimaler Signalamplitudenwert SA_Min nicht unterschritten. Durch das erste Leitwegsignal LS1 können bei­ spielsweise Leitweginformationen über die den Leitweg dar­ stellenden, folgenden Netzknoten ONK bzw. optischen Übertra­ gungseinrichtungen an das Datenpaket DP angefügt sein, wobei mit Hilfe des zweiten Leitwegsignals LS2 beispielsweise das Ende eines Datenpaketes DP bzw. einer Gruppe von Datenpaketen DP einer Verbindung der optischen Übertragungseinrichtung OTE1 bis OTE3 oder dem optischen Netzknoten ONK angezeigt werden kann.

Zur Erläuterung des Aufbaus des optischen Signals OS sind in Fig. 2 ein erster bis vierter Zeitpunkt t₁-t₄ beispielhaft dargestellt, die den Beginn bzw. das Ende der Übertragung ei­ nes Datenpaketes DP bzw. des ersten oder zweiten Leitwegsi­ gnals LS1, LS2 markieren. Nach einem datenfreien Zeitab­ schnitt L wird zum ersten Zeitpunkt t₁ mit der Übertragung des ersten Leitwegsignals LS1 begonnen und solange fortge­ setzt bis das dem Datenpaket DP vorgestellte, erste Leit­ wegsignal LS1 vollständig übertragen wurde. Zum zweiten Zeit­ punkt t₂ ist das zeitliche Ende des ersten Leitwegsignals LS1 erreicht und das optische Datenpaket DP wird übertragen. Im Anschluß an die Übertragung des optischen Datenpaketes DP wird zum dritten Zeitpunkt t₃ das dem optischen Datenpaket DP nachgestellte, zweite Leitwegsignal LS2 übermittelt. Zum vierten Zeitpunkt t₄ ist das Ende des zweiten Leitwegsi­ gnals LS2 erreicht und ein weiterer datenfreier Zeitabschnitt L schließt sich an.

Das zuvor beschriebene optische Signal OS ist in Fig. 2 bei­ spielhaft nur ausschnittsweise dargestellt, d. h. zur opti­ schen Übertragung von Daten mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Vielzahl derartiger optischer Datenpake­ te DP mit vor- und nachgestellten Leitwegsignalen LS1, LS2 verwendet, die in Ihrer Gesamtheit den kontinuierlichen er­ sten und zweiten Datenstrom DS1, DS2 darstellen. Dabei weisen die datenfreien Zeitabschnitte L zwischen aufeinanderfolgen­ den Datenpaketen DP und den vor- und nachgestellten Leit­ wegsignalen LS1, LS2 eine zeitliche Mindestlänge auf, die deutlich kleiner als eine Millisekunde, d. h. im Mikrosekun­ denbereich, ist. Dies ermöglicht den Einsatz von ökonomisch günstigen, elektronischen Schaltungen beispielsweise zur Steuerung der Vermittlung der optischen Datenpakete DP inklu­ sive der vor- und nachgestellten Leitwegsignale LS1, LS2.

In Fig. 3 ist ein Blockschaltbild zur Erläuterung des erfin­ dungsgemäßen optischen Übertragungssystems OTS mit Leitweg­ lenkung für Datenpakete DP dargestellt, wobei das erfindungs­ gemäße Verfahren beispielsweise anhand einer vorteilhaften Realisierung innerhalb des optischen Netzknotens ONK und der ersten optischen Übertragungseinrichtung OTE1 erläutert wird. Hierzu wird der schematische Aufbau der ersten optischen Übertragungseinrichtung OTE1 und des optischen Netzknotens ONK - wie bereits in Fig. 1 dargestellt - näher erläutert. Der erste Eingang i1 bzw. der erste Ausgang e1 der ersten op­ tische Übertragungseinrichtung OTE1 sind über die vierte bzw. erste optische Faser OF4, OF1 an den zweiten Ausgang ek2 bzw. den ersten Eingang ik1 des optischen Netzknotens ONK ange­ schlossen, wobei über die erste optische Faser OF1 ein erster Datenstrom DS1 und über die vierte optische Faser OF4 ein zweiter Datenstrom DS2 entgegengesetzt zum ersten Datenstrom DS1 übertragen wird. Desweiteren ist der zweite Eingang ik2 und der dritte Ausgang ek3 des optischen Netzknotens ONK über die erste und zweite optische Verbindungsfaser OV1, OV2 an die dritte optische Übertragungseinrichtung OTE3 sowie der dritte Eingang ik3 und der erste Ausgang ek1 des optischen Netzkno­ tens ONK über die zweite und dritte optische Faser OF2, OF3 an die zweite optische Übertragungseinrichtung OTE2 angeschlos­ sen - in Fig. 3 durch strichliert gezeichnete Linien ange­ deutet.

Die erste optische Übertragungseinrichtung OTE1 weist eine Sendeeinheit TU, eine Steuereinheit MC, eine Modulationsein­ heit MU, eine Generationseinheit GU, eine Speichereinheit SE sowie eine Umsetzeinheit CU auf, wobei die Sendeeinheit TU, die Modulationseinheit MU, die Generationseinheit GU, die Speichereinheit SE und die Umsetzeinheit CU an die Steuerein­ heit MC eingeschlossen sind. Desweiteren ist der an die erste optische Faser OF1 angeschlossene erste Ausgang e1 der ersten optischen Übertragungseinrichtung OTE1 an die Sendeeinheit TU angeschlossen. In der Speichereinheit SE sind die jeweiligen, zu übertragenden Datenpakete DP und die zugehörigen Leitwe­ ginformationen lix gespeichert und können durch die Steuer­ einheit MC im Rahmen eines Lesezykluses aus der Speicherein­ heit SE gelesen werden.

Im optischen Netzknoten ONK sind beispielsweise eine zentrale Steuereinheit CPU, eine Leitweglenkeinheit LU, eine Schalt­ einheit SWU, eine Empfangseinheit RU sowie ein optisches Ver­ zögerungsglied DE angeordnet, wobei die Leitweglenkeinheit LU eine Synchronisationseinheit SYNC und eine Auswerteeinheit EVU aufweist. Des weiteren ist der erste Eingang ik1 des op­ tischen Netzknotens ONK über die Empfangseinheit RU an einen optischen Koppler OK angeschlossen, der das übertragene opti­ sche Signal OS bzw. den ersten Datenstrom DS1 in einen ersten Hauptdatenstrom DS11 und einen ersten Nebendatenstrom DS12 aufteilt, wobei der erste Hauptdatenstrom DS11 an das opti­ sche Verzögerungsglied DE und der erste Nebendatenstrom DS12 an die Leitweglenkeinheit LU übermittelt werden, d. h. der op­ tische Koppler OK ist an das optische Verzögerungsglied DE und an die Leitweglenkeinheit LU angeschlossen. Die Schalt­ einheit SWU ist mit dem ersten und dritten Ausgang ek1, ek3 des optischen Netzknotens ONK und mit dem optischen Verzöge­ rungsglied DE sowie mit der Leitweglenkeinheit LU bzw. der Auswerteeinheit EVU der Leitweglenkeinheit LU verbunden. Des weiteren ist die zentrale Steuereinheit CPU sowohl an die Synchronisationseinheit SYNC als auch an die Auswerteeinheit EVU der Leitweglenkeinheit LU angeschlossen.

Im gewählten Ausführungsbeispiel wird durch die in der ersten optischen Übertragungseinrichtung OTE1 angeordneten Generati­ onseinheit GU, gesteuert von der Steuereinheit MC, ein Trä­ gersignal cs mit einer festgelegten Trägerfrequenz, bei­ spielsweise die oder die halbe Datenübertragungsrate, erzeugt und an die Steuereinheit MC übertragen. Des weiteren wird durch die Steuereinheit MC ein Datenpaket DP und die zugehö­ rige Leitweginformation lix aus der Speichereinheit SE ausge­ lesen. In Fig. 3 sind beispielsweise ein erstes und zweites Datenpaket DP1, DP2 und die zugehörige erste und zweite Leit­ weginformation li1, li2 dargestellt. Zunächst wird mit Hilfe der Umsetzeinheit CU beispielsweise die erste Leitweginforma­ tion li1 des ersten Datenpaketes DP1 in ein erstes Frequenz­ gemisch FG1 umgesetzt und das Trägersignal cs durch die Modu­ lationseinheit MU und mit Hilfe des ersten Frequenzgemisches FG1 zu einem ersten Leitwegsignal LS1 moduliert. Zusätzlich wird beispielsweise mit Hilfe eines vordefinierten Standard- Frequenzgemisches SFG ein zweites Leitwegsignal LS2 zur Kenn­ zeichnung des Endes des ersten Datenpaketes DP1 bzw. des letzten Datenpaketes DP einer Verbindung erzeugt. Die Umset­ zung bzw. Modulation des Trägersignals cs mit Hilfe des je­ weiligen Frequenzgemisches FG1, SFG wird beispielsweise mit Hilfe der Amplituden- oder Winkelmodulation durchgeführt, wo­ bei die jeweiligen Frequenzgemische FG1, SFG überwiegend aus niederfrequenten Frequenzen zusammengesetzt sind. Das erzeug­ te erste Leitwegsignal LS1 wird mit Hilfe der Steuereinheit SE dem ersten Datenpaket DP1 vor- und das erzeugte zweite Leitwegsignal LS2 dem ersten Datenpaket DP1 nachgestellt. Analog dazu werden sämtliche in der ersten optischen Übertra­ gungseinrichtung OTE1 zur Übertragung vorliegenden Datenpake­ te DP mit Ihren Leitweginformationen lix verknüpft und an­ schließend in dem ersten Datenstrom DS1 seriell an die Sende­ einheit TU übertragen. Von der Sendeeinheit TU wird das erste Datenpakete DP1 inklusive den vor- und nachgestellten ersten und zweiten Leitwegsignal LS1, LS2 über die erste optische Fa­ ser OF1 zum Empfangseinheit RU des optischen Netzknoten ONK übertragen.

Das in der Empfangseinheit RU empfangene optische Signal OS bzw. der erste Datenstrom DS1 wird mit Hilfe des nachfolgen­ den optischen Kopplers OK in den ersten Hauptdatenstrom DS11 und den ersten Nebendatenstrom DS12 aufgeteilt. Der erste Hauptdatenstrom DS11 wird mit Hilfe des optischen Verzöge­ rungsgliedes DE um eine Mindestlänge verzögert, wobei sich die Mindestlänge zumindest aus der für die Auswertung des vorgestellten ersten Leitwegsignales LS1 und der zum Durch­ schalten des Leitweges LW benötigten Schaltdauer zusammen­ setzt.

Der erste Nebendatenstrom DS12 wird an die Synchronisations­ einheit SYNC der Leitweglenkeinheit LU übertragen, d. h. das erste Datenpaket DP1 inklusive des vor- und nachgestellten, ersten und zweiten Leitwegsignals LS1, LS2 werden an die Syn­ chronisationseinheit SYNC übermittelt. In der Synchronisati­ onseinheit SYNC wird das modulierte Trägersignal cs des dem ersten Datenpaket DP1 vorgestellten ersten Leitwegsignals LS1 zur Taktsynchronisierung verwendet, d. h. durch die an die Da­ tenübertragungsrate angepaßte Frequenz des Trägersignals cs kann dieses Trägersignal cs vorteilhaft zur Taktregeneration im optischen Netzknoten ONK benutzt werden. Somit werden aus dem Trägersignal cs Taktinformationen ti gewonnen, die an die zentrale Steuereinheit CPU übermittelt werden.

Von der Synchronisationseinheit SYNC wird das erste Datenpa­ ket DP1 inklusive des vor- und nachgestellten ersten und zweiten Leitwegsignales LS1, LS2 zu der Auswerteeinheit EVU der Leitweglenkeinheit LU übertragen. In der Auswerteeinheit EVU wird zunächst der Vorlauf bzw. das dem ersten Datenpaket DP1 vorgestellte erste Leitwegsignal DS1 detektiert und mit Hilfe der zentralen Steuereinheit CPU verarbeitet. Dabei wird das zur Modulation des Trägersignals cs benutzte erste Fre­ quenzgemisch FG1 detektiert und beispielsweise die durch das erste Frequenzgemisch FG1 rückgewonnene erste Leitweginforma­ tion li1 für die Leitweglenkung des ersten Datenpaketes DP1 in ein Steuersignal ss zur Steuerung der Schalteinheit SWU umgesetzt. Mit Hilfe des Steuersignals ss wird durch die Schalteinheit SWU für die Verbindung bzw. das einer Verbin­ dung zugehörige erste Datenpaket DP1 inklusive den vor- und nachgestellten ersten und zweiten Leitwegsignalen LS1, LS2 ein spezifizierten Kanal bzw. eine spezifizierte optische Fa­ ser OF ausgewählt und das durch das optische Verzögerungs­ glied DE geeignet verzögerte, erste Datenpaket DP1 inklusive den vor- und nachgestellten ersten und zweiten Leitwegsigna­ len LS1, LS2 durchgeschaltet. Dieses Steuersignal ss liegt so­ lange unverändert an der Schalteinheit SWU an, bis durch die Auswerteeinheit EVU die zweite, das Ende der Übertragung des ersten Datenpaketes DP1 repräsentierende Leitwegsignal LS2 detektiert wird. Nach der Detektion des mit dem Standard- Frequenzgemisch erzeugten, zweiten Leitwegsignals LS2 wird die Übertragung des Steuersignals ss an die Schalteinheit SWU beendet. Des weiteren wird beispielsweise nach erfolgreicher Auswertung des ersten und zweiten Leitwegsignales LS1, LS2 das in der Auswerteeinheit EVU vorliegende erste Datenpaket DP1 inklusive den getrennt verarbeitenden ersten und zweiten Leitwegsignalen LS1, LS2 verworfen.

In Fig. 3 ist anhand einer punktierten Linie der für das er­ ste Datenpaket DP1 durchgeschaltete Leitweg LW in der Schalt­ einheit SWU dargestellt. Das erste Datenpaket DP1 inklusive den vor- und nachgestellten ersten und zweiten Leitwegsigna­ len LS1, LS2 wird im dargestellten Ausführungsbeispiel über die zweite optische Verbindungsfaser OV2 an die dritte opti­ sche Übertragungseinrichtung OTE3 weitergeleitet.

Werden mehrere Datenpakete DP einer Verbindung unmittelbar hintereinander im ersten Datenstrom DS1 übertragen, so wird dem ersten Datenpaket DP1 dieser Gruppe von Datenpaketen DP einer Verbindung das erste Leitwegsignal LS1 vorgestellt und dem Letzten der Gruppe von Datenpaketen DP das zweite Leit­ wegssignal LS2 nachgestellt. Dadurch wird erreicht, daß das Steuersignal ss über den Zeitraum der Übertragung der Gruppe von Datenpaketen DP anliegt und sämtliche Datenpakete DP der Gruppe mit Hilfe der Schalteinheit SWU an denselben Ausgang weitergeschaltet werden.

Für die Realisierung der Schalteinheit SWU können beispiels­ weise optische Verzweiger mit Polarisationsstrahlteilern, elektrisch schaltbaren Polarisationsdrehern und Polarisati­ onsfiltern sowie gegebenenfalls auch optische Verstärker vor­ gesehen sein. Alternativ dazu könnten auch optische Verzwei­ ger mit Hilfe von Halbleiterverstärkern verwendet werden.

Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist keines­ falls auf WDM-Übertragungssysteme beschränkt, sondern kann durchaus für die Leitweglenkung von Datenpaketen DP über be­ liebige optische, paketorientierte Übertragungstrecken einge­ setzt werden.

Claims (10)

1. Verfahren zur Leitweglenkung von Datenpaketen (DP) eines optischen Datenpaketstromes (DS1), die jeweils durch einen datenfreien Zeitabschnitt (L) getrennt sind,
bei dem sendeseitig Leitweginformationen (li1, li2) in zugeordnete Frequenzgemische (FG1, FG2, SFG) umgesetzt werden, bei dem durch Modulation eines Trägersignals (cs) mit diesen Frequenzgemischen (FG1, FG2, SFG) Leitwegsignale (LS1, LS2) erzeugt werden,
bei dem die erzeugten Leitwegsignale (LS1, LS2) zumindest einem Datenpaket (DP1) vor- und/oder nachgestellt werden, bei dem die Datenpakete (DP1, DP2) inklusive den vor- und nachgestellten Leitwegsignalen (LS1, LS2) übermittelt werden,
bei dem empfangsseitig die Leitwegsignale (LS1, LS2) hinsichtlich des für die Modulation benutzten Frequenzgemisches (FG1, FG2, SFG) ausgewertet werden und
bei dem die Datenpakete anhand den aus den Frequenzgemischen (FG1, FG2, SFG) gewonnenen Leitweginformationen (li1, li2) vermittelt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung der Leitweginformationen (li1, li2) in Leit­ wegsignale (LS1, LS2) durch Amplitudenmodulation eines Träger­ signales (cs) mit einem Frequenzgemisch (FG1, FG2, SFG) durch­ geführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung der Leitweginformationen (li1, li2) in Leit­ wegsignale (LS1, LS2) durch Winkelmodulation eines Trägersi­ gnales (cs) mit einem Frequenzgemisch (FG1, FG2, SFG) durchge­ führt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

• - daß als Trägerfrequenz der Leitwegsignale (LS1, LS2) die volle oder die halbe Datenübertragungsrate gewählt wird und
• - daß für die Modulation des Leitwegsignals (LS1, LS2) nieder­ frequente Modulationsfrequenzen benutzt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe des zumindest einem Datenpaket (DP1, DP2) nach­ gestellten Leitwegsignals (LS2) eine Verbindung beendet wird.

6. Optisches Übertragungssystem (OTS) mit Leitweglenkung für Datenpakete (DP), die jeweils durch einen datenfreien Zeitab­ schnitt (L) getrennt sind,

• - mit einer Sende- und einer Empfangseinheit (TU, RU),
• - mit einer sendeseitig angeordneten Umsetzeinheit (CU) zum Umsetzen der Leitweginformationen (li1, li2) für zumindest ein Datenpaket (DP1) in durch Modulation eines Trägersi­ gnals (cs) mit einem Frequenzgemisch (FG1, FG2, SFG) erzeugte Leitwegsignale (LS1, LS2) sowie zum Anfügen der Leitwegsi­ gnale (LS1, LS2) vor und/oder nach einem Datenpaket (DP1, DP2)
• - mit Übertragungsmitteln (OF1) zum Übertragen der Datenpake­ te (DP1, DP2) inklusive der vor- und nachgestellten Leit­ wegsignale (LS1, LS2),
• - mit einer empfangsseitig angeordneten Auswerteeinheit (EVU) zum Erkennen und Auswerten der Leitwegsignale (LS1, LS2) und
• - mit einer Schalteinheit (SWU) zum Durchschalten des zumin­ dest einen Datenpaketes (DP1) anhand der durch die Auswer­ tung der Leitwegsignale (LS1, LS2) ermittelten Leitweginfor­ mationen (li1, li2).

7. Optisches Übertragungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Synchronisationseinheit (SYNC) vorgesehen ist, die das Trägersignal (cs) des einem Datenpaket (DP1) vorgestell­ ten Leitwegsignals (LS1) zur Taktsynchronisierung verwendet.

8. Optisches Übertragungssystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein empfangsseitig angeordneter, optischer Verzweiger (OK) zum Abteilen eines Teils des Datenpaketstromes (DS1) vorgesehen ist, wobei der abgeteilte Teil des Datenpaketstro­ mes (DS12) an die Auswerteeinheit (EW) weitergeleitet wird.

9. Optisches Übertragungssystem nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß empfangsseitig ein optisches Verzögerungsglied (DE) zum Verzögern des Datenpaketstromes (DS11) um eine Mindestlänge vorgesehen ist, wobei sich die Mindestlänge aus der für die Auswertung des vorgestellten Leitwegsignals (LS1) und der zum Durchschalten des Leitweges (LW) benötigten Schaltdauer zu­ sammensetzt.

10. Optisches Übertragungssystem nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Verzögerungsglied (DE) zwischen dem opti­ schen Verzweiger (OK) und der optischen Schalteinheit (SWU) angeordnet ist.