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GEBIET DER TECHNIK
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Ringnetz, das zur Übertragung
von in der Wellenlänge
gemultiplexten Informationen bestimmt ist.
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Sie
betrifft insbesondere das Gebiet optischer Telekommunikation und
speziell Nachrichtenübertragungen,
welche die Norm der digitalen synchronen Hierarchie ("Synchronous Digital
Hierarchy"), auch
HNS-Übertragung
genannt ("SDH" in Artikeln in englischer
Sprache) verwenden.
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STAND DER TECHNIK
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Die
HNS-Übertragungsnorm
ermöglicht
die Einsehbarkeit von Zuflüssen
in dem Daten(übertragungs)block
bzw. Frame, was zur Entwicklung von Einrichtungen geführt hat,
die als elektronische "Add-Drop-Multiplexer" ("Multiplexeurs à Insertion-Extraction") bezeichnet werden
und unter dem Akronym MIE ("ADM" bei Artikeln in
englischer Sprache) bekannt sind.
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Diese
MIE besitzen zwei Schnittstellenaggregate, die jeweils als Schnittstelle
Ost und Schnittstelle West bezeichnet werden und es ermöglichen, die
Datenbahnen ("conduits"; engl. "paths"), wie z.B. die Datenbahnen
VC-12, die von einem Leitungsabschnitt (trame de ligne), der zwischen
den Schnittstellenaggregaten zirkuliert, transportiert werden, zu
extrahieren, einzufügen
oder zu verknüpfen.
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Die
MIE sind einsetzbar, um ein Ringnetz aufzubauen, welches eine elektronische
Technologie verwendet.
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Benachbarte
MIE werden hierbei paarweise verbunden, und die Gesamtheit der Knoten
des Netzes bildet einen Ring.
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Die
Organisation eines Informationsübertragungsnetzes
in Ringform weist einen wirtschaftlichen Nutzeffekt auf und bietet
eine bessere Garantie des Schutzes gegenüber Pannen von Datenbahnen
(artères).
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In
einem Ringnetz kann jeder Knoten von einem anderen Knoten aus erreicht
werden, indem zwei physikalisch unterschiedliche Wege eingeschlagen
werden.
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Dies
wird dazu verwendet, einen Schutz gegen die Pannen von Datenbahnen
zu liefern.
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Mehrere
Schutzszenarios werden gerade standardisiert.
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Beispielsweise
sind die Schutzszenarios bekannt, die als "Sub Network Connection Protection" und "1 + 1 VC Trail Protection" bezeichnet werden, und
die den Vorteil der Einfachheit bieten, da sie kein Protokoll zwischen
den Knoten des Rings einsetzen.
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In
den beiden Fällen
wird eine zwischen zwei Knoten übertragene
Information beim Senden auf zwei entgegengesetzt gerichteten Fasern
durch die Schnittstellenaggregate Ost und West übertragen, und eine Auswahl
findet bei der Ankunft anhand von Kriterien statt, welche eine Bestimmung
der besten Leitung bzw. Datenübertragung
ermöglicht.
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Der
Datenverkehr wird also physikalisch doppelt auf zwei Bögen des
Rings verzweigt, was einen Schutz gegen jede einfache Panne einer
durchlaufenen Datenbahn oder eines durchlaufenen Knotens bietet.
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Die
Transportkapazität
auf dem Ring ist für diese
Schutzarten durch die Transportkapazität des Leitungsabschnitts (trame
de ligne) beschränkt.
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Es
sind auch Schutzszenarios MS-DPRING und MS-SPRING bekannt, die mit
Hilfe eines Schutzes auf der Ebene des Multiplexabschnitts und eines Protokolls
eine Transportkapazität
auf dem Ring ermöglichen,
die über
derjenigen des Leitungsabschnitts liegt.
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Die
Steigerung der Transportkapazität
ist eine Funktion der Verteilung des Datenverkehrs, diese Transportkapazität bleibt
aber für
diese Art von Netz ein einschränkender
Faktor.
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Bei
einem eine elektronische Technologie einsetzenden Netz teilen sich
nämlich
alle Knoten oder Stationen einen einzigen Leitungsabschnitt (trame),
und es ist obligatorisch, Ringe einander zu "überlagern", um die Verkehrskapazität zwischen Stationen
zu erhöhen.
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Es
sind spektrale Routing-Ringe bekannt, welche den vorstehenden Nachteil
nicht aufweisen.
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Bei
solchen Ringen zirkulieren mehrere Leitungsabschnitte (trames) und
sind unterschiedlichen Wellenlängen
zugeordnet.
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Dabei
wird ein Wellenlängen-Multiplexing eingesetzt,
was eine Verzweigung bzw. genaue Weiterleitung der optischen Signale
dank der Möglichkeit der
Ableitung der Wellenlänge
ermöglicht.
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Bei
diesen Spektral-Routing-Ringen umfasst jede Station eine optische
Komponente, die als optischer Add-Drop-Multiplexer bezeichnet wird und unter
dem Akronym MIEO ("OADM" bei Artikeln in
englischer Sprache) bekannt ist (MIEO = Multiplexeur à Insertion-Extraction
Optique).
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Ein
MIEO ist in der Lage, eine oder mehrere Wellenlängen zu filtern, d.h. abzuleiten,
welche auf einem Spektral-Routing-Ring
durchlaufen.
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Die
zur Herstellung eines MIEO verwendbaren optischen Technologien lassen
sich in zwei Hauptkategorien unterteilen, nämlich:
- – diejenigen,
die eine feste Filterung verwenden, wobei ein MIEO zur Ableitung
und Einfügung
eines starren Wellenlängenwerts
eingesetzt wird, und
- – diejenigen,
die eine anpassbare Filterung benutzen, bei der die abgeleitete(n)
und eingefügte(n) Wellenlänge(n) durch
eine äußere Steuerung (beispielsweise
elektrische Spannung oder Frequenz eines elektrischen Signals) bestimmt ist/sind.
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Für die feste
Filterung sind die einsetzbaren Technologien folgende:
- – die
Beugungs-Netze (réseaux
de diffraction) (sh. Dokument (1), das wie die anderen im folgenden
angegebenen Dokumente am Ende der vorliegenden Beschreibung aufgeführt ist),
- – die
mehrfach dielektrischen Filter (sh. das Dokument (2)),
- – die
Bragg'schen Netzfilter
(photo-inscrits) (sh. Dokument (3)).
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Für die anpassbare
Filterung sind die einsetzbaren Technologien folgende:
- – die
massiven Fabry-Perot-Filter,
- – die
integrierten optischen Filter mit akustisch-optischer Wirkung (sh. das Dokument
(4)) oder mit elektrooptischer Wirkung.
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Die
Anwendungen des Wellenlängen-Multiplexing,
die in den Dokumenten (5) und (6) beschrieben sind, auf welche Bezug
genommen wird, beruhen auf dem gleichen Organisationsprinzip eines Netzes.
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In
einem Ringnetz mit spektralem Routing werden die MIE (elektronisch)
durch MIEO ersetzt.
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Eine
Wellenlänge
wird jeder Station des Netzes zugeteilt, und die für eine Station
des Netzes bestimmten Informationen werden in einem Datenblock bzw.
Frame STM-N (wobei N beispielsweise den Wert 1 oder 4 oder 16 annimmt)
gruppiert und auf den normalen Optikfasern und den Hilfs-Optikfasern, die ein
solches Netz mit spektralem Routing umfasst, mittels einer Laserquelle
mit bestimmter Wellenlänge übermittelt.
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In
der betreffenden Station ist der MIEO dieser Wellenlänge zugeordnet.
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Wenn
die Wellenlänge
insgesamt von dem MIEO abgeleitet wird, können die zurückgeführten Informationen
die gleiche Wellenlänge
anwenden.
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Die
Kapazität
eines Rings mit Spektral-Routing, der auch als Mehrfarbenring bezeichnet
wird, ist somit größer als
die eines Rings, der eine elektronische Technologie anwendet.
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Bei
einem Ring mit Spektral-Routing sind die verwendeten Einrichtungen
Punkt-zu-Punkt-Übertragungssysteme
auf einer Optikfaser, da in der Tat mehrere Punkt-zu-Punkt-Verbindungen
auf einer physischen Ring-Infrastruktur eingerichtet worden sind,
wobei jede Verbindung eine unterschiedliche Wellenlänge verwendet.
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Da
auf der Ebene des Netzkopfes die Signale in normale Fasern und Hilfsfasern
in Gegenrichtung (contradirectionelle) eingegeben werden, werden
die Signale im Fall des Zerbrechens einer Optikfaser auf der Hilfsfaser
durch eine Umwandlung auf der Ebene des Empfangs in optischer oder
elektrischer Form wiedergewonnen.
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Es
ist anzumerken, dass die HNS-Norm keine solche Umwandlung vorsieht.
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Es
ist lediglich ein Schutz, der als Multiplex-Abschnittsschutz ("Multiplex Section Protection"), oder auch als
PSM ("MSP" bei Artikeln in
englischer Sprache) bezeichnet wird, standardisiert, er betrifft jedoch
nur den Schutz eines Leitungsabschnitts und kann nicht im Fall eines
Rings mit Spektral-Routing angewandt werden.
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Die
Steuerung bzw. Verwaltung eines solchen Rings unterschiedet sich
von der eines Rings mit elektronischer Technologie.
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Es
ist anzumerken, dass das Spektral-Routing auch an einem bidirektionalen
Ring eingesetzt werden kann.
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Bei
einem Ring mit Spektral-Routing ist nämlich jedes MIEO einer Einrichtung
zugeordnet, die als Terminal-Multiplexer
bezeichnet wird, wobei eine große
Anzahl von Terminal-Multiplexern nötig ist, um zwei beliebige
Stationen des Rings miteinander zu verbinden.
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ABRISS DER ERFINDUNG
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile zu
beseitigen, indem ein Ringnetz vorgeschlagen wird, das zur Übertragung von
in der Wellenlänge
gemultiplexten Informationen bestimmt ist und eine größere Kapazität aufweist
als die bekannten Netze mit elektronischer Technologie, wobei weniger
Einrichtungen nötig
sind als bei bekannten Ringen mit Spektral-Routing.
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Die
Erfindung setzt vorzugsweise die HNS-Übertragungsnorm
ein, wobei man unter diesen Bedingungen in der Lage ist, sie mit
Standardeinrichtungen bezüglich
dieser Norm anzuwenden, indem auf ein Wellenlängen-Multiplexing zurückgegriffen wird,
wodurch die Übertragungskapazität gesteigert wird.
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Darüber hinaus
wird in einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung der Multiplex-Sektionsschutz eingesetzt, der einen
totalen Schutz gegenüber
jeder einfachen Panne eines Knotens des Netzes oder einer Leitungsader
desselben bewahren kann.
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Die
Erfindung weist folgende Vorteile auf:
- – sie ermöglicht eine
logische Organisation des Rings, die unabhängig von der der physischen
Topologie des Netzes vorgegebenen Reihenfolge der Knoten ist, und
- – sie
ist kompatibel mit einer Verwaltung des Netzes mittels der HNS-Übertragungsnorm.
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Genauer
gesagt ist der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Ringnetz,
das zur Übertragung
von Information in optischer Form, die in der Wellenlänge gemultiplext
sind, bestimmt ist, wobei dieses Netz optisch miteinander verbundene
Knoten umfasst, und außerdem
umfasst:
- – eine
erste optische Faser, die einen Ring bildet, der der Reihe nach
die Knoten des Netzes passiert und dazu bestimmt ist, in einer ersten
Richtung von den Informationen durchlaufen zu werden,
- – eine
zweite optische Faser, die einen Ring bildet, der der Reihe nach
die Knoten des Netzes passiert und dazu bestimmt ist, in einer zweiten, der
ersten Richtung entgegengesetzten Richtung von den Informationen
durchlaufen zu werden,
- – wobei
das Ringnetz dadurch gekennzeichnet ist, dass es umfasst: elektronische
Add-Drop-Multiplexer bzw. Abzweig-Multiplexer, sogenannte MIE (Multiplexeurs á Insertion-Extraction), die
jeweils an den Knoten des Netzes plaziert sind, wobei jeder MIE
in der Lage ist, Informationen an andere MIE des Netzes jeweils
mit bestimmten Wellenlängen
zu senden, wobei jeder MIE umfasst:
- • ein
erstes Schnittstellenaggregat zum Senden von in die erste Faser
einzuspeisenden Informationen in Richtung auf einen zugeordneten
MIE und zum Empfang von aus der zweiten Faser extrahierten und von
diesem zugeordneten MIE kommenden Informationen, und
- • ein
zweites Schnittstellenaggregat zum Senden von in die zweite Faser
in Richtung auf einen weiteren zugeordneten MIE einzuspeisenden
Informationen und zum Empfang von aus der ersten Faser extrahierten
und von diesem weiteren zugeordneten MIE kommenden Informationen,
- – optische
Abzweig-Multiplexer, sogenannte MIEO, die jeweils den MIE zugeordnet
sind, wobei jeder MIEO in der Lage ist, in die erste und zweite Faser
die von dem zugeordneten MIE kommenden Informationen einzuspeisen
und aus diesen Fasern die für
diesen zugeordneten MIE bestimmten Informationen zu extrahieren,
und
- – Mittel
zur Steuerung bzw. Verwaltung des Netzes, wobei eine Konfiguration
des Netzes eine bidirektionale Verbindung zwischen einer Schnittstelle
jedes MIE und einer Schnittstelle des zugeordneten MIE definiert,
wobei jeder Schnittstelle eine Wellenlänge zum Senden zugeteilt ist.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung ist das Netz der HNS-Norm angepasst.
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Vorzugsweise
ist in jedem MIE
- – das erste Schnittstellenaggregat
außerdem
in der Lage
- • Informationen
in Richtung des zugeordneten MIE über die zweite Faser zu senden,
und
- • die
von diesem zugeordneten MIE kommenden Informationen über die
erste Faser zu empfangen, und
- – das
zweite Schnittstellenaggregat außerdem in der Lage ist,
- • die
Informationen in Richtung des zugeordneten anderen MIE über die
erste Faser zu senden, und
- • die
von diesem anderen zugeordneten MIE kommenden Informationen über die
zweite Faser zu empfangen,
wobei jede bidirektionale Verbindung
zwischen zwei Knoten durch einen Multiplex-Sektionsschutz 1 + 1 automatisch
gesichert ist.
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In
diesem Fall ist es zur Vereinfachung der Anwendung der Erfindung
vorzuziehen, dass für
jeden MIE die Sendevorgänge
der Informationen zu einem zugeordneten MIE über die erste Faser und die zweite
Faser auf der gleichen Wellenlänge
stattfinden.
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Gemäß einer
ersten, speziellen Ausführungsform
der Erfindung erfolgt für
jeden MIE das Senden von Informationen zu einem zugeordneten MIE
und das Senden von Informationen von diesem zugeordneten MIE zu
dem erstgenannten MIE auf der gleichen Wellenlänge.
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Gemäß einer
zweiten speziellen Ausführungsform
erfolgt für
jeden MIE das Senden von Informationen zu einem zugeordneten MIE
und das Senden von Informationen von diesem zugeordneten MIE zu
dem erstgenannten MIE auf verschiedenen Wellenlängen.
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In
einer speziellen Ausführungsform
der Erfindung ermöglicht
außerdem
mindestens einer der MIE, von einem anderen MIE kommende Informationen
und für
einen diesem anderen MIE zugeordneten MIE bestimmte Informationen
weiterzuleiten.
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In
diesem Fall werden, um sich vor einer Panne des MIE, der die Informationen
weiterleitet, zu schützen,
diese auch von dem anderen MIE gleichzeitig von dem ersten Schnittstellenaggregat
und dem zweiten Schnittstellenaggregat dieses anderen MIE gesendet.
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Hierbei
wird der bekannte Leitungsschutz in der HNS-Norm eingesetzt.
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In
dem erfindungsgemäßen Netz
wird mindestens eine der Verbindungen zwischen zwei physikalisch
nicht benachbarten Knoten des Netzes hergestellt:
Die "logische Verteilung" der Knoten, d.h.
die Zuordnung der Wellenlängen,
ist unabhängig
von der physikalischen Einrichtung der Knoten und kann sich also
von dieser physikalischen Einrichtung unterscheiden.
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Man
verfügt
also über
alle Freiheit bei der logischen Zuordnung der MIE, um die Konfiguration des
Netzes zu optimieren und insbesondere um den Datenverkehr, der von
den Knoten weitergeleitet wird, zu reduzieren.
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Die
MIEO können
optische Vorrichtungen (beispielsweise Filter, Beugungsnetze ...)
umfassen, die ein Einfügen
und Extrahieren von festen Wellenlängen ermöglichen, oder aber andere einstellbare bzw.
anpassbare optische Vorrichtungen zum Einfügen und Extrahieren der Wellenlänge, die
man auf diese Weise auswählen
kann.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
vorliegende Erfindung ist aus der Lektüre von nachstehend gegebenen
Ausführungsbeispielen,
die nur der Angabe dienen und keineswegs einschränkend sind, unter Bezugnahme
auf die beigefügten
Zeichnungen besser verständlich,
in denen zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht einer speziellen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ringnetzes,
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2 eine
schematische Ansicht eines der Knoten des in 1 dargestellten
Netzes,
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3 eine
schematische Darstellung der normalen Schaltung und der Hilfsschaltung,
die in diesem Netz der 1 eingesetzt werden,
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4 eine
schematische Ansicht einer weiteren speziellen Ausführungsform
der Erfindung,
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5 eine
bei diesem Netz verwendbare Datenverkehrsmatrix, und
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6 eine
Veranschaulichung des Vorteils der Erfindung bei der Anwendung dieser
Datenverkehrmatrix im Verhältnis
zu einem bekannten Netz, das die elektronische Technologie anwendet.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
VON SPEZIELLEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Das
erfindungsgemäße Ringnetz,
das schematisch in 1 dargestellt ist, ist zur Übertragung von
Informationen in optischer Form vorgesehen, die in der Wellenlänge gemultiplext
sind.
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Dieses
Netz umfasst mehrere Knoten oder Stationen, bei dem in 1 dargestellten
Beispiel vier an der Zahl.
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Diese
Knoten tragen jeweils die Bezugsziffern N1, N2, N3 und N4 und sind
in dieser Reihenfolge längs
des Netzes angeordnet, wobei der Knoten N4 dem Knoten N1 benachbart
ist.
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Dieses
Netz umfasst auch eine erste Optikfaser F1 und eine zweite Optikfaser
F2, die jeweils einen Ring bilden, der nacheinander die Knoten Ni
des Netzes durchläuft
(der Index i reicht von 1 bis 4).
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Die
Faser F1 ist dazu bestimmt, in einer ersten Richtung von Information
durchlaufen zu werden, während
die zweite Faser F2 dazu bestimmt ist, in einer zweiten, der ersten
entgegengesetzten Richtung von Informationen durchlaufen zu werden.
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Jeder
Knoten Ni umfasst einen elektronischen Add-Drop-Multiplexer, oder MIE, welcher das Bezugszeichen
MEi trägt
(der Index i reicht von 1 bis 4).
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Auf
bekannte Weise sind die MIE mit anderen elektronischen Einrichtungen
verbunden, was durch Doppelpfeile symbolisiert ist.
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Es
sind bidirektionale Verbindungen, als "farbige Abschnitte" ("sections
colorées") bezeichnet, zwischen
jedem Knoten des Netzes und anderen Knoten dieses Netzes definiert.
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Jeder
Knoten ist maximal mit zwei weiteren Knoten verbunden, da, wie später erläutert wird,
jeder MIE nur zwei Schnittstellenaggregate umfasst.
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Bei
dem in 1 dargestellten Beispiel sind vier bidirektionale
Verbindungen definiert:
- – eine Verbindung zwischen
den Knoten N1 und N2,
- – eine
Verbindung zwischen den Knoten N2 und N3,
- – eine
Verbindung zwischen den Knoten N3 und N4, und
- – eine
Verbindung zwischen den Knoten N4 und N1.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist eine Wellenlänge
der Verbindung eines Knotens mit einem anderen Knoten des Netzes
zugewiesen.
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In
dem dargestellten Beispiel ist diese Wellenlänge auch der umgekehrten Verbindung
zugewiesen.
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Auf
diese Weise sind die Wellenlängen λ1, λ2, λ3 und λ4 jeweils
den bidirektionalen Verbindungen zwischen den Knoten N1 und N2,
zwischen den Knoten N2 und N3, zwischen den Knoten N3 und N4 und
zwischen den Knoten N4 und N1 zugewiesen.
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Das
Netz umfasst auch Verwaltungsmittel G, die zur Steuerung jedes der
Knoten N1 bis N4 bestimmt sind, und genauer gesagt die elektronischen Einrichtungen,
die in diesem Knoten enthalten sind.
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In
jedem der Knoten N1 bis N4 umfasst der MIE:
- – ein erstes
Schnittstellenaggregat, als "Ost-Schnittstelle" ("interface Est") bezeichnet, das
mit E gekennzeichnet ist und dazu bestimmt ist:
- • Informationen,
die in die Faser F1 in Richtung eines zugeordneten MIE einzufügen sind,
zu senden, und auch
- • aus
der Faser F2 extrahierte und von diesem zugeordneten MIE kommende
Informationen zu empfangen, und
- – ein
zweites Schnittstellenaggregat, als "West-Schnittstelle" (interface Ouest") bezeichnet, das
mit O gekennzeichnet ist und dazu bestimmt ist:
- • Informationen
zu senden, die in die Faser F2 in Richtung eines anderen zugeordneten
MI einzufügen
sind, und auch
- • aus
der Faser F1 extrahierte und von diesem anderen zugeordneten MIE
kommende Informationen zu empfangen.
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In
dem dargestellten Beispiel sendet der mit MEi bezeichnete MIE, wobei
der Index i von 1 bis 3 reicht, Informationen zu dem mit MEi + 1
bezeichneten MIE und umgekehrt.
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Genauer
gesagt sendet die Schnittstelle Ost E des mit MEi bezeichneten MIE
Informationen mit der Wellenlänge λi zu der
Schnittstelle Ost O des mit MEi + 1 bezeichneten MIE und umgekehrt.
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Der
mit ME4 bezeichnete MIE sendet seinerseits Informationen mit der
Wellenlänge λ4 zu dem mit
ME1 bezeichneten MIE und umgekehrt.
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Ebenso
sendet die Schnittstelle Ost E des mit ME4 bezeichneten MIE Informationen
mit der Wellenlänge λ4 zu der
Schnittstelle West O des mit ME1 bezeichneten MIE und umgekehrt.
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Außer den
Einrichtungen, die weiter oben behandelt wurden, umfasst jeder Knoten
Ni des Netzes (der Index i reicht von 1 bis 4) einen optischen Add-Drop-Multiplexer
oder MIEO, der die Bezeichnung MOi trägt.
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Dieser
MIEO bildet eine Schnittstelle zwischen dem zugeordneten MIE und
den Optikfasern F1 und F2.
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Jeder
MIEO ist über
Optikfasern F mit Schnittstellen Ost und West des zugeordneten MIE verbunden.
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Jeder
MIEO ist in der Lage:
- – in die Fasern F1 und F2 von
dem ihm zugeordneten MIE kommende Informationen einzufügen, und
- – aus
diesen Fasern die Informationen, die in diesen zirkulieren und die
für diesen
zugeordneten MIE bestimmt sind, zu extrahieren, wie in näheren Einzelheiten
nachstehend beschrieben wird.
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Das
erfindungsgemäße Netz,
das schematisch in 1 dargestellt ist, ist an die
Norm der synchronen digitalen Hierarchie-Übertragung bzw. HNS-Norm (Hiérarchie
Numérique
Synchrone) angepasst.
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Es
ist anzumerken, dass in dem Netz der 1 die MIEO
durch das Optikfaserpaar F1 und F2 miteinander verbunden sind, woraus
sich eine optische Kontinuität
des Netzes ergibt, während
ein bekanntes Netz, das die elektronische Technologie einsetzt,
keine solche optische Kontinuität
aufweist.
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2 stellt
auf detailliertere Weise wie die 1 einen
Knoten des Netzes dieser 1 dar.
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In
dem Beispiel der 2 handelt es sich um den Knoten
N1, anhand der Beschreibung der 2 folgert
der Fachmann daraus aber auch den Aufbau der anderen Knoten N2 bis
N4 des Netzes.
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Die
Schnittstelle Ost E des mit ME1 bezeichneten MIE in 2 umfasst
einen Sender EN der Informationen in optischer Form mit der Wellenlänge λ1, die für den Knoten
N2 bestimmt sind.
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Der
zugeordnete MIEO, mit MO1 bezeichnet, umfasst ein Einfügemittel
I1N (Multiplexer), der mit dem Sender EN durch eine der Fasern F
verbunden ist und dazu vorgesehen ist, diese Informationen in die
Faser F1 einzufügen.
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Die
Schnittstelle Ost E umfasst auch einen Empfänger RN der Informationen in
optischer Form mit der Wellenlänge λ1, die von
dem Knoten N2 kommen und für
den Knoten N1 bestimmt sind.
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Der
MIEO der 2 umfasst auch ein Extraktionsmittel
X1N (Filter) dieser Informationen, die sich in der Faser F2 ausbreiten,
um sie über
eine der Fasern F an den Empfänger
RN zu senden.
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Die
Schnittstelle West O des MIE der 2 umfasst
einen Sender EN von Informationen in optischer Form mit der Wellenlänge λ4, die für den Knoten
N4 bestimmt sind.
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Der
MIEO der 2 umfasst auch ein weiteres
Einfügemittel
I4N (Multiplexer), das mit dem Sender EN dieser Schnittstelle Ost
O über
eine der Fasern F verbunden ist und dazu vorgesehen ist, diese Informationen
in die Faser F2 einzufügen.
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Die
Schnittstelle West O umfasst auch einen weiteren Empfänger RN
von Informationen in optischer Form mit der Wellenlänge λ4, die von
dem Knoten N4 kommen und für
den Knoten N1 bestimmt sind.
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Der
MIEO der 2 umfasst auch ein Extraktionsmittel
X4N (Filter), das über
eine der Fasern F mit diesem anderen Empfänger RN verbunden ist und die
Extraktion dieser von dem Knoten N4 kommenden Informationen aus
der Faser F1 ermöglicht.
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In
dem Beispiel der 1 und 2 wird die gleiche
Wellenlänge
zur Übertragung
der Informationen von einem Knoten zu einem anderen und umgekehrt
verwendet.
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Beispielsweise
wird die Wellenlänge λ1 zum Senden
der Informationen von der Schnittstelle Ost E des Knotens 1 zur
Schnittstelle West O des Knotens N2 und umgekehrt verwendet.
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Dies
ermöglicht
es, Sender EN (Laser) von gleichen Eigenschaften für die Schnittstelle
Ost E des Knotens N1 und für
die Schnittstelle West O des Knotens N2 einzusetzen, sowie optische
Vorrichtungen mit gleichen Eigenschaften in den diesen Knoten N1 und
N2 jeweils zugeordneten MIEO, um die Wellenlänge λ1 zu extrahieren.
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In
einem nicht dargestellten Beispiel wird eine gegebene Wellenlänge für die Übertragung
von Informationen von einem Knoten zu einem anderen Knoten und eine
andere Wellenlänge
für die
umgekehrte Übertragung
verwendet.
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Es
wird wieder auf das Netz der 1 eingegangen,
bei dem der direkte Datenverkehr gegenüber einer Panne der Leitung,
der Emissionskarte und des durchlaufenen Knotens geschützt ist.
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Unter "direktem Datenverkehr" versteht man Informationen,
die von einem Knoten kommen und für einen anderen Knoten bestimmt
sind, der diesem zugeordnet ist.
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Es
wird daran erinnert, dass im Fall der HNS-Norm der Schutz der Multiplex-Sektion
oder PSM für
einen totalen Schutz einer Punkt-zu-Punkt-Verbindung vorgesehen
ist, indem eine Redundanz der Sende- und Empfangs-Schnittstellen
sowie eine Redundanz des Übertragungsträgers eingesetzt
wird.
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Für das Ringnetz
der 1, welches zwei Optikfasern verwendet, die jeweils
einen Ring bilden, sind die MIE so gestaltet und wirken so mit den
Fasern F1 und F2 zusammen, dass zum Schutz jedes optischen Leitungsabschnitts,
d.h. jeder direkten logischen Verbindung zwischen zwei MIE, die
einen oder mehrere MIEO durchqueren kann, der PSM 1 + 1 ("MSP 1 + 1" in den Veröffentlichungen
in englischer Sprache) gegen eine UnterBeugung der Optikfaser oder
eine Panne des durchquerten MIEO verwendet werden kann.
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Es
wird nochmals auf 2 eingegangen, um die Konzeption
des mit ME1 bezeichneten MIE hinsichtlich der Durchführung dieses
Schutzes zu erläutern.
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Der
Fachmann ist in der Lage, daraus die Konzeption der anderen MIE
des Netzes abzuleiten.
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Aus 2 ist
ersichtlich, dass die Schnittstelle Ost E dieses MIE außer dem
Sender EN oder dem "normalen
Sender" einen weiteren
Sender ES oder "Hilfssender" umfasst.
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Letzterer
sendet auch die Informationen in optischer Form mit der Wellenlänge λ1, die für den Knoten
N2 bestimmt sind, und gleichzeitig werden diese Informationen von
dem Sender EN gesendet.
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Der
diesem MIE zugeordnete MIEO umfasst ein Einfügemittel I1S (Multiplexer),
das bzw. der über eine
der Optikfasern F mit dem Sender ES verbunden ist, und dazu bestimmt
ist, diese Informationen mit der Wellenlänge λ1 in die Faser F2 einzufügen.
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Wie
zu erkennen ist, umfasst die Schnittstelle Ost E auch, außerdem dem
Empfänger
RN oder normalen Empfänger,
einen weiteren Empfänger
RS oder Hilfsempfänger,
der dazu vorgesehen ist, die Informationen in optischer Form mit
der Wellenlänge λ1 zu empfangen,
die vom Knoten N2 kommen und für den
Knoten N1 bestimmt sind.
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Der
MIEO der 2 umfasst auch ein weiteres
Extraktionsmittel X1S (Filter), das dazu vorgesehen ist, diese von
dem Knoten N2 kommenden Informationen aus der Faser F1 zu extrahieren,
um sie über
eine der Fasern F an den Empfänger
RS zu senden.
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Außer seinem
Sender EN oder Normalsender umfasst die Schnittstelle West O des
mit ME1 bezeichneten MIE einen weiteren Sender ES bzw. Hilfssender,
der dazu vorgesehen ist, die Informationen in optischer Form mit
der Wellenlänge λ4 zu senden, welche
für den
Knoten N4 bestimmt sind, wobei diese Informationen gleichzeitig
von dem Sender EN der Schnittstelle West O gesendet werden.
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Der
zugeordnete MEIO umfasst auch ein weiteres Einfügemittel I4S (Multiplexer),
das bzw. der über
eine der Optikfasern F mit diesem Sender ES verbunden ist und dazu
bestimmt ist, diese Informationen in die Faser F1 einzufügen.
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Die
Schnittstelle West O umfasst außer
seinem Empfänger
RN einen weiteren Empfänger
RS oder Hilfsempfänger,
der dazu vorgesehen ist, die vom Knoten N4 kommenden Informationen
in optischer Form mit der Wellenlänge λ4 zu empfangen.
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Der
zugeordnete MIEO umfasst außerdem ein
weiteres Extraktionsmittel X4S (Filter), das mit diesem anderen
Empfänger
RS über
eine der Fasern F verbunden ist und dazu vorgesehen ist, diese vom Knoten
N4 kommenden Informationen mit der Wellenlänge λ4 aus der Faser F2 zu extrahieren.
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Dieser
direkte Schutz des Datenverkehrs ist besser aus der Bezugnahme auf
die 3 verständlich,
welche schematisch den direkten Schutz des Datenverkehrs vom Knoten
N1 zum Knoten N2 veranschaulicht.
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Die
Hinzufügung
der Hilfssender und Hilfsempfänger
zu den MIE bewirkt, dass nicht nur eine normale Schaltung, sondern
auch eine Hilfsschaltung für
jeden direkten Datenverkehr existiert.
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In 3 ist
die normale Schaltung für
von dem Knoten N1 zu dem Knoten N2 gesendete Informationen erkennbar.
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Diese
Normalschaltung geht von dem Sender EN der Schnittstelle Ost E des
MIE des Knotens N1 aus bis zum Empfänger RN der Schnittstelle West O
des MIE des Knotens N2 über
die Faser F1.
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Es
ist auch die Hilfsschaltung für
diese von dem Knoten N1 an den Knoten N2 gesendeten Informationen
erkennbar.
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Diese
Hilfsschaltung erstreckt sich von dem Sender ES der Schnittstelle
Ost E des MIE des Knotens N1 bis zum Empfänger RS der Schnittstelle West
O des MIE des Knotens N2 über
die Faser F2.
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Aus
Klarheitsgründen
ist in 3 in dicken Strichen nur die Normalschaltung und
die Hilfsschaltung für
diesen vom Knoten N1 zum Knoten N2 gehenden Datenverkehr mit der
Wellenlänge λ1 dargestellt.
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Es
ist anzumerken, dass hinsichtlich des vom Knoten N2 zum Knoten N1
gehenden Datenverkehrs (mit der Wellenlänge λ1) die Normalschaltung von dem
Normalsender der Schnittstelle West O des MIE des Knotens N2 bis
zum Normalempfänger
RN der Schnittstelle Ost E des MIE des Knotens N1 reicht, wobei
er über
die Optikfaser F2 verläuft.
-
Die
Hilfsschaltung bezüglich
dieses direkten Datenverkehrs des Knotens N2 zum Knoten N1 mit der
Wellenlänge λ1 verläuft ihrerseits
von dem Hilfssender ES der Schnittstelle West des Knotens N2 zum
Hilfsempfänger
RS der Schnittstelle Ost des Knotens N1, indem er über die
Faser F2 verläuft.
-
Aus
der vorangehenden Beschreibung, die sich auf die Normalschaltung
und auf die Hilfsschaltung des direkten Datenverkehrs zwischen den
Knoten N1 und N2 bezieht, leitet der Fachmann leicht die Normalschaltung
und die Hilfsschaltung jeder der anderen direkten Datenverkehre
des Netzes der 1 ab.
-
Die
Verwendung einer Normalschaltung und einer Hilfsschaltung ermöglicht es,
das PSM 1 + 1 einzusetzen, um einen optischen Abschnitt der Leitung
zu schützen.
-
Die
Steuer- bzw. Verwaltungsmittel G sind an diesen PSM 1 + 1 angepasst.
-
Die
Sender und Empfänger
der Schnittstelle Ost E des MIE des Knotens N1 und der Sender und Empfänger der
Schnittstelle West O des MIE des Knotens N2 sind mit einer PSM-Leitung
1 + 1 "ausgestattet".
-
Ebenso
verhält
es sich für
jede Schnittstelle jedes MIE des Netzes, was die optischen Leitungsabschnitte
gegenüber
einer Panne der Leitung, der Emissionskarte und des durchlaufenen
Knotens schützt.
-
In
dem beschriebenen Beispiel sind die Wellenlänge bezüglich einer Normalschaltung
und die Wellenlänge
bezüglich
der entsprechenden Hilfsschaltung identisch.
-
Es
könnten
aber auch unterschiedliche Wellenlängen für diese Normalschaltung und
diese Hilfsschaltung verwendet werden, ohne die Funktionsweise des
Schutzes zu stören.
-
In
einem erfindungsgemäßen Netz
haben die Verbindungen zwischen den Knoten und diesem Netz nicht
notwendigerweise eine Beziehung mit der physikalischen Struktur
des optischen Rings des Netzes.
-
Die
Verwendung der verschiedenen Wellenlängen im Umfang einer Wellenlänge pro
logischer Verbindung zwischen zwei Knoten ermöglicht eine hohe Flexibilität in der
Konfiguration des Netzes hinsichtlich dessen Optimierung.
-
Tatsächlich ist
es möglich,
die optischen Leitungsabschnitte an volumenmäßig stärkste Datenverkehre in dem
Ring anzupassen.
-
Es
wird daran erinnert, dass ein optischer Leitungsabschnitt eine direkte
logische Verbindung zwischen zwei Knoten des Netzes ist, die in
diesem Netz einander benachbart oder aber nicht benachbart sein
können.
-
Dieser
Vorteil ist schematisch durch 4 veranschaulicht,
wo im Gegensatz zum Fall der 1 die logischen
Verbindungen nicht zwischen benachbarten Knoten des Netzes hergestellt
sind.
-
Im
Beispiel der 4 wird davon ausgegangen, dass
der Datenverkehr zwischen den Knoten N1 und N3, zwischen den Knoten
N3 und N2, zwischen den Knoten N2 und N4 und zwischen den Knoten
N4 und N1 umfangreich ist.
-
Hierbei
wird eine erste logische Verbindung mit der Wellenlänge λ1 zwischen
dem Knoten N1 (Schnittstelle Ost des entsprechenden MIE) und dem Knoten
N3 (Schnittstelle West des entsprechenden MIE) hergestellt.
-
Eine
zweite logische Verbindung wird mit der Wellenlänge λ2 zwischen dem Knoten N3 (Schnittstelle
Ost des entsprechenden MIE) und dem Knoten N2 (Schnittstelle West
des entsprechenden MIE) hergestellt.
-
Eine
dritte logische Verbindung mit der Wellenlänge λ3 wird zwischen dem Knoten N2
(Schnittstelle Ost des entsprechenden MIE) und dem Knoten N4 (Schnittstelle
West des entsprechenden MIE) hergestellt.
-
Eine
vierte logische Verbindung mit der Wellenlänge λ4 wird zwischen dem Knoten N4
(Schnittstelle Ost des entsprechenden MIE) und dem Knoten N1 (Schnittstelle
West des entsprechenden MIE hergestellt).
-
Selbstverständlich müssen dabei
die MIEO des Netzes (in bezug auf den Fall der 1)
modifiziert werden, damit sie an diese neue Konfiguration angepasst
sind.
-
Da
außerdem
bei der vorliegenden Erfindung ein MIE höchstens mit zwei weiteren MIE
verbunden werden kann, ist es nicht immer möglich, über einen optischen Leitungsabschnitt
für jeden
der Datenverkehre zwischen den Knoten zu verfügen.
-
Dies
geschieht beispielsweise in dem Fall, in dem ein gegebener Knoten
mit mehr als zwei weiteren Knoten kommunizieren sollen.
-
Auf
die gleiche Weise wie bei einem klassischen HNS-Ring elektronischer
Art wird dabei eine Mischung der Leitungen, die durch einen MIE
gehen, eingesetzt.
-
Es
wird daran erinnert, dass jeder MIE eine elektronische Mischmatrix
aufweist.
-
Als
Beispiel wird unter neuerlicher Bezugnahme auf 1,
bei der kein optischer Leitungsabschnitt zwischen den Knoten N1
und N3 besteht, ein Datenverkehr zwischen dem Knoten N1 und dem Knoten
N3 über
den Knoten N2 vermittelt, da die optischen Leiterabschnitte zwischen
den Knoten N1 und N2 und zwischen den Knoten N2 und N3 existieren.
-
In
diesem Fall gelangt zunächst
die gesamte vom Knoten N1 zum Knoten N3 gesendete Information vom
Knoten N1 zum Knoten N2 mit der Wellenlänge λ1, wird dann auf geeignete Weise
in dem MIE dieses Knotens N2 gemischt, um anschließend mit der
Wellenlänge λ2 zum Knoten
N3 weitergeleitet zu werden.
-
Der
Schutz des Netzes der 1 ist ebenfalls dem von den
Knoten des Netzes übermittelten Datenverkehr
angepasst.
-
Mit
anderen Worten ist auch der Datenverkehr, der von einem Zwischenknoten
vermittelt wird, gegen eine Panne dieses Knotens geschützt.
-
Der
oben erwähnte
PSM schützt
lediglich einen optischen Leitungsabschnitt.
-
Für den Schutz
des vermittelten Datenverkehrs wird auch ein Mechanismus des HNS
verwendet, der als "Leitungsschutz" ("protection de conduit") bezeichnet wird.
-
Der
von einer Leitung übermittelte
Datenverkehr wird gemäß diesem
Mechanismus gleichzeitig von der Schnittstelle Ost und der Schnittstelle
West des MIE gesendet, der am Ursprung des Datenverkehrs liegt.
-
Letzterer
wird somit von verschiedenen Knoten dupliziert und gemischt.
-
Beispielsweise
werden in dem Fall, in dem der Knoten N2 den vom Knoten N1 zum Knoten
N3 gehenden Datenverkehr vermittelt, die von dem Knoten N1 zum Knoten
N3 gesendeten Informationen von der Schnittstelle Ost E des MIE
des Knotens N1 und auch von der Schnittstelle West O dieses MIE vermittelt.
-
Die
MIEO des Netzes der 1 weisen eine Struktur auf,
die für
einen Schutz im Fall einer Panne eines Bestandteils dieser MIEO
angepasst ist.
-
Dieser
MIEO umfasst nämlich,
wenn als Beispiel der MIEO der 2 genommen
wird, zusammen mit der Schnittstelle Ost des entsprechenden MIE:
- – zwei
Multiplexer zum Einfügen
der Informationen mit der Wellenlänge λ1 (Normalschaltung und Hilfsschaltung),
und
- – zwei
Filter zum Extrahieren der Informationen mit dieser Wellenlänge λ1 (Normalschaltung
und Hilfsschaltung).
-
Dieser
MIEO umfasst außerdem
zwei weitere Filter und zwei weitere Multiplexer, welche der Schnittstelle
West des entsprechenden MIE zugeordnet sind (der mit der Wellenlänge λ4 im Beispiel
der 2 arbeitet).
-
Der
MIEO jedes Knoten umfasst somit vier Einfüge-Multiplexer und vier Extraktionsfilter.
-
Bei
einer solchen Struktur des MIEO schützt der PSM das Netz gegenüber dem
Ausfall irgendeines der Bestandteile dieses MIEO.
-
Nachstehend
wird mit Bezug auf die 5 und 6 der Nutzen
der vorliegenden Erfindung hinsichtlich der Nutzkapazität des Datenverkehrs
für die
MIE erläutert.
-
5 ist
ein Beispiel der Datenverkehrsmatrix zwischen den vier Knoten N1
bis N4 eines Ringnetzes.
-
In
dieser 5 sind die virtuellen Inhalte V angegeben (die
in diesem Beispiel vom Typ VC4 sind), die zwischen den Knoten des
Netzes auszutauschen sind.
-
Beispielweise
ist ein virtueller Inhalt zwischen den Knoten N1 und N2 auszutauschen,
und zwei virtuelle Inhalte sind zwischen den Knoten N2 und N4 auszutauschen.
-
Ein
klassisches Ringnetz vom elektronischen Typ mit Gesamtschutz der
Leitung erfordert in diesem Beispiel die Installation von sieben
MIE STM-4 auf zwei durch diese vier Knoten laufenden optischen Ringen.
-
Die 6 veranschaulicht
ein erfindungsgemäßes Netz
mit vier Knoten N1 bis N4 von der gleichen Art wie das der 1.
-
Dieses
erfindungsgemäße Netz
erfordert lediglich vier MIE (im Umfang von einem MIE pro Knoten),
um diese Datenverkehrsmatrix umzusetzen, wie zu ersehen ist.
-
Die
Austausche von entsprechenden virtuellen Inhalten sind in 6 angegeben,
in der:
- – das
Symbol Vij, wobei i und j die Größen 1 bis
4 annehmen, das Senden eines virtuellen Inhalts vom Knoten Ni zum
Knoten Nj darstellt, und
- – das
Symbol 2Vij seinerseits das Senden zweier virtuelle Inhalte vom
Knoten Ni zum Knoten Nj darstellt.
-
In 6 ist
beispielsweise zu erkennen, dass der Knoten N1 einen virtuellen
Inhalt (V12) zum Knoten N2 schickt, und umgekehrt.
-
Außerdem ist
zu erkennen, dass der Knoten N2 zwei virtuelle Inhalte (2V24) zum
Knoten N4 schickt und umgekehrt.
-
Die 6 zeigt
nur die Normalschaltungen bezüglich
der in Betracht kommenden Datenverkehrsmatrix.
-
Diese
Datenverkehrsmatrix kann auf diese Weise gemäß der vorliegenden Erfindung
mit vier MIE vom Typ STM-4 gelöst
werden, deren Leitungs-Schnittstellenkarten mit der Abschnittssicherungsoption
PSM ausgestattet sind, mit zwei Wellenlängen, die je nach der von der
Architektur des Netzes festgelegten Auswahl zugewiesen werden.
-
Es
ist anzumerken, dass die MIE unter den gleichen Bedingungen funktionieren
wie bei einer Standardarchitektur.
-
Die
Signale, die an einer der Schnittstellen wie z.B. MIE ankommen,
werden im Innern dieses MIE verarbeitet, um als Zuflüsse ("affluents") ("tributaries" in den Veröffentlichungen
in englischer Sprache) abgeleitet zu werden, oder um direkt zur
anderen Schnittstelle gesendet zu werden.
-
In
dem Beispiel der 1 und 3 setzt jede
MIEO feststehende Filtervorgänge
sowie Wellenlängen-Gesamtextraktionen
ein.
-
Es
kann auch ein Ringnetz gemäß der vorliegenden
Erfindung hergestellt werden, indem MIEO's verwendet werden, deren Filterung
in der Wellenlänge
anpassbar ist.
-
Die
Verwaltungsmittel G sind dabei dazu vorgesehen, die in der Wellenlänge anpassbaren
Filter zu steuern,
-
Auf
diese Weise erhält
man ein Netz, das mit elektronischen Standardeinrichtungen erstellt
wird, dessen Architektur aber optisch neu konfigurierbar ist.
-
Hierbei
können
die Verbindungen zwischen Knoten in Abhängigkeit vom Datenverkehr modifiziert werden.
-
Beispielsweise
ist man auf der Basis einer Architektur, bei der eine Verbindung
zwischen den Knoten N1 und N2 mit der Wellenlänge λ1 hergestellt wird, in der Lage,
zu einer Architektur überzugehen, bei
der eine Verbindung zwischen den Knoten N1 und N3 mit eben dieser
Wellenlänge
hergestellt wird.
-
Die
obigen Beispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich insbesondere
auf die HNS-Norm.
-
Selbstverständlich ist
die Erfindung auf die amerikanische Norm SONET anwendbar, die der HNS-Norm
sehr ähnelt.
-
Die
in der vorliegenden Beschreibung zitierten Dokumente sind die folgenden:
- (1) A. F. Elrefaie et al., "Fibre amplifiers in closed ring WDM
networks", Electron.
Lett., Vol. 28, S. 2340–2341,
1992
- (2) A. Hamel, D. Laville et al., "Multilayer Add-Drop Multiplexers in
a self-healing WDM Ring Network", OFC'95, S. 84 und 85
- (3) J. L. Archambault et al., "Novel channel dropping filter by grating
frustrated coupling in single mode optical fiber", OFC'94, TuL5
- (4) J. E. Baran, D. A. Smith, A. D'Allessandro, "Multiwavelength performance of an apodized
acousto-optic switch", OFC'94, S. 57–58
- (5) A. F. Elrefaie, "Multiwavelength
survivable ring network architectures", I. C. C. 93, S. 1245–1251
- (6) M. J. Chawki, V. Tholey et al., "Demonstration of a WDM Survivable open
ring network using reconfigurable channel dropping receivers", ECOC 94, S. 897–900.
-
Außerdem sind
die folgenden Dokumente bekannt:
WORLD TELECOMMUNICATION CONGRESS
ISS 95, Vol. 2, 23–28
April 1995 Berlin, DE, S. 392–396
Dieses
Dokument beschreibt die Einführung
von Multi-Wellenlängentechniken
in drei Schichten eines Netzes, das die Norm der digitalen synchronen
Hierarchie (HNS = "Hiérarchie
Numérique
Synchrone")-Übertragung
verwendet. Es ist eine Ringarchitektur in einer Richtung mit zwei
Fasern beschrieben (sh. 4).
ICC 92, Chicago, 14.–18. Juni
1992, Vol. 4, 14. Juni 1992 INSTITUTE OF ELECTRICAL AND ELECTRONICS
ENGINEERS
Dieses Dokument beschreibt einfach Multi-Wellenlängen-Ringnetze mit zwei
Optifasern (sh. 1) oder mit vier Optikfasern
(sh. 4).