WO2013167355A1 - System for transmitting data signals in an optical transmission medium - Google Patents

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WO2013167355A1
WO2013167355A1 PCT/EP2013/058019 EP2013058019W WO2013167355A1 WO 2013167355 A1 WO2013167355 A1 WO 2013167355A1 EP 2013058019 W EP2013058019 W EP 2013058019W WO 2013167355 A1 WO2013167355 A1 WO 2013167355A1
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unit
transmission
data signals
transmission medium
optical transmission
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PCT/EP2013/058019
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Christian Magerle
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Siemens Convergence Creators Gmbh
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/40Transceivers
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/25Arrangements specific to fibre transmission
    • H04B10/2589Bidirectional transmission
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04QSELECTING
    • H04Q2213/00Indexing scheme relating to selecting arrangements in general and for multiplex systems
    • H04Q2213/1301Optical transmission, optical switches
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04QSELECTING
    • H04Q2213/00Indexing scheme relating to selecting arrangements in general and for multiplex systems
    • H04Q2213/13196Connection circuit/link/trunk/junction, bridge, router, gateway

Definitions

  • the present invention relates generally to the field of communications technology; and data signal transmission.
  • the present invention relates to a system for data signal transmission in an optical transmission medium of a transmission network.
  • the system therefore comprises at least two computer units, from which data signals are transmitted, received and exchanged via the optical transmission medium of the transmission network and which are mounted in different local communication networks.
  • communication networks are used for communication between computer units.
  • local communication networks or Local Area Networks (LAN) are used, of which usually the so-called Ethernet as a standard for data transmission between the computer units and as a transmission medium such as twisted pair cable or fiber optic cable used become.
  • Ethernet Local Area Networks
  • optical networks are used as transmission networks, as by optical networks large transmission links, for example, up to several thousand kilometers with good performance speed and transmission speed can be realized.
  • Optical networks are broadband high speed networks based on optical transmission technology with corresponding optical transmission components.
  • WDM binary signals wavelength division multiplex or wavelength division multiplexing
  • the optical data signals are transmitted via one or more network nodes.
  • noise, crosstalk, propagation time differences, etc. accumulate, for example - particularly in the case of large optical networks or in the case of long transmission distances. Therefore, for a magnification of a
  • an optical transmission medium LI, L2, W1, W2 can be used, as in a data transmission system for wide-area data transmission shown by way of example in FIG. 1, both in local communication networks and in wide area data transmission or in the respective transmission network such as Fiber optic cable or
  • Fiber optic cable and thus optical data transmission can be used.
  • T2 used in a transition from a local communication network to a transmission network - as shown in Figure 1 - so-called transponder Tl.
  • T2 can receive optical data signals of a wavelength, converted into optical data signals of a second wavelength and forwarded.
  • transponders, regenerators, etc. may in the transmission of data signals to delays or propagation delays, which play a minor role in the commonly used communication services and / or applications, as long as a used communication service (eg telephony, data transmission from a Central computer to a user terminal, etc.) is not disturbed.
  • applications of computer-to-computer communication such as e.g. in applications of the so-called grid computing, in applications of the so-called cloud computing, etc., for example, already delays or run time delays in the order of about 10 ms through the data transmission or through the transmission network play an essential role. Even in the area of so-called online video gaming, the shortest possible runtime delay in computer-to-computer communication is becoming increasingly important.
  • the lowest possible propagation delay in data transmission or data exchange between two computer units from different local communication networks for successful transactions is important, with a distance between the each local communication networks or computer units or trading centers can be up to several hundred kilometers. Since today data processing within the computer units - especially for the application of high frequency trading - is usually optimized, the propagation delay mostly depends on the transmission path or on the transmission medium. It is therefore necessary to correspondingly optimize the propagation delay in a data signal transmission via a transmission network which connects computer units or the local communication networks of these computer units for a data exchange. As shown by way of example and schematically in FIG.
  • an optical transmission medium W1, W2 (eg fiber-optic cable, etc.) is used today in a wide-area data transmission between at least two computer units RE1, RE2, which are located in different local communication networks.
  • a fiber optic connection LI, L2 can be used for data transmission.
  • the connection to the transmission network is then via the transponder Tl, T2.
  • at least one regenerator Rl may be necessary because, for example, direct connections between the computer units due to the length of the transmission path or due to a necessary, common use of glass fibers are not possible.
  • additional optical amplifiers can be used.
  • the data transmission for long links and corresponding monitoring of data transmission on the transmission line is optimized.
  • the connections of the optical transmission medium W1, W2 between the respective transponders T1, T2 and the exemplary regenerator R1 connections according to the Optical Transport Hierarchy or OTH hierarchy standardized by the ITU in Recommendation G.709 are used, by which the transmission level for optical networks uniform signal structures, monitoring and alarm functions are defined, and which has been optimized for broadband data streams.
  • the data can come from an Ethernet, Fiber Channel, SDH network or ATM network, for example.
  • a framing data packets are generated from the packet-switched data, which are then converted eg by the transponder Tl, T2 into optical data signals and modulated onto a wavelength for transmission.
  • the data signals can be supplemented, for example, by the transponder T 1, T 2 by additional overhead data for monitoring and / or error correction (eg by a forward error correction (FEC)).
  • FEC forward error correction
  • the transmission line can be increased to the next transponder Tl, T2 or regenerator R, but there is a drawback that increased particularly by the used error correction, and their decoding, the propagation delay in the transmission of data signals as a transmission time and the Laufzeitverzö ⁇ delay time depend in particular on a used data rate, block size of the error correction used as well as a corresponding decoding algorithm. Even if, for example, optimized for long distance transmission is forward error correction used with little additional overhead, it can cause additional delays for example by a Dekod istsalgo ⁇ algorithm because of required repetitions when decoding. Thus, the delay for a standard forward error correction, for example, according to the ITU Recommendation G.709 for a data signal with approx.
  • 10Gbit / s cause a delay of a few microseconds.
  • the delay may be, for example, more than 100] is what speaks, for example, an optical transmission line of about 20 km f ⁇ .
  • a data transfer is to reduce the delay period of the lease übertra ⁇ supply, used without or with very simple framing and / or without error correction.
  • Characterized a Strategicalzöge- approximately term of the data transmission between the computer units and the local communication networks of such computer units can indeed be reduced, however, by an absence of egg ⁇ ne error correction in data transmission additional equipment - especially regenerators Rl - necessary.
  • This means that the data signals to be transmitted on the transmis- tion distance must be improved more often by means of signal processing by regenerators in the transmission quality. This results in particular by the waiver of the error correction, an additional expense and additional costs in construction, management and maintenance of the data transmission system.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a system for data transmission in an optical transmission medium, in particular for long-distance data transmission, in which a delay runtime in the data signal transmission is reduced in a simple and cost-effective manner without additional outlay.
  • transponder unit per computer unit.
  • This transponder unit is integrated directly into the respective computer unit.
  • the respective computer unit for a data signal transmission directly with an optical transmission medium (e.g.
  • Fiber optic cable or optical fiber of a transmission network in particular for long-distance data transmission connectable or connectable to the optical transmission medium.
  • the main aspect of the method according to the invention is that a functionality of a transponder, by which usually a computer unit or a local communication network of the computer unit is connected to an optical transmission medium of a transmission network, is shifted into the computer unit.
  • the integrated transponder unit can be used e.g. be implemented as a so-called plug-in unit and thus easily be inserted or installed in the computer unit.
  • Transponder functionality in the computer unit eliminates connections and connections between the computer unit and a corresponding associated transponder at a border between local communication network and transmission network. In this way, on the one hand, the delay runtime of a data transmission is reduced since, in particular, delays due to interfaces present in the computer unit and in an additional transponder and corresponding data signal processing are eliminated. On the other hand, the complexity and cost of the data transmission system are reduced because the system has a simpler structure and / or a smaller number of necessary equipment units.
  • This signal processing unit for example, in a programmable logic integrated circuit (IC) such.
  • IC programmable logic integrated circuit
  • FPGA field programmable gate array
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • the signal processing unit may also include a configuration and monitoring function.
  • the transponder unit is very simple due to their modular design to the respective requirements (eg data rate, etc.) and can be designed without much effort for the lowest possible delay runtime (eg by appropriate selection of a coding or decoding algorithm or error correction method, etc.) become.
  • the connection unit via which the integrated transponder unit can be connected to the optical transmission medium of the transmission network, it is possible, for example, to use optical reception and transmission units for different data rates and / or different applications.
  • the integrable transponder unit can ideally be adapted to a particular field of application (eg finance, high frequency trading, video gaming, grid computing, cloud computing, etc.).
  • the transponder unit is designed as a so-called plug-in unit or extension unit and can be very easily integrated into a computer unit such as a personal computer.
  • an encryption function on the integrable transponder unit it is not necessary to use a separate, additional encryption unit in the system according to the invention.
  • the encryption function of the integrable transponder unit enables rapid end-to-end encryption of the data signals to be transmitted between the computer units. This protects in a simple manner the data signal to be transmitted over an entire transmission path since, in contrast to external or additional encryption units, there are no longer any uncertain transmission sections on which, for example, the data signals to be transmitted are available in unencrypted form.
  • the transmission of the data signals on the optical transmission medium of the transmission network standardized transmission protocols for high-speed serial transmission, in particular InfiniBand, PCI Express or Fiber Channel, are provided.
  • high-speed protocols for data transmission the system according to the invention can furthermore be optimized very simply and without great effort for a rapid transmission of the data signals between the computer units, since rapid access to the transponder unit in combination with a corresponding delay delay time transmission of the data signals via the optical Medium a rapid implementation guarantee the desired applications, transactions, etc.
  • transmission protocols such as Infini-Band, PCI Express or Fiber Channel allow low cost and delay latency or poor transmission of data signals on an optical transmission medium.
  • Fiber Channel has been designed for serial, high-speed continuous transmissions of large data signal volumes, and data rates of 2, 4, 8, and up to 16 Gbps can be achieved, and in the case of optical transmission media, e.g. Fiber optic cable, etc. e.g. be bridged up to 10 km.
  • InfiniBand is also a specification for describing a high-speed serial transmission, e.g. via a bidirectional serial bus, a low-cost and low-latency data transmission of e.g. under 2 microseconds.
  • PCI Express Peripheral Component Interconnect Express
  • PCI Express is a designation of a standard for a separate point-to-point connection that can co-operate with various devices (e.g., computer units, processors, etc.). PCI Express makes it possible to establish direct connections between the individual devices so that communication between individual devices does not influence an achievable data rate of other devices.
  • An expedient development of the system according to the invention provides that algorithms optimized for coding, decoding and for error correction of the data signals are designed for low delay runtime, in particular so-called convolutional codes and / or block codes with a small block size.
  • algorithms optimized for coding, decoding and for error correction of the data signals are designed for low delay runtime, in particular so-called convolutional codes and / or block codes with a small block size.
  • convolutional codes eg convolutional codes with a so-called Viterbi decoder, etc.
  • block codes with a small block size eg BCH, etc.
  • Convolutional codes are commonly used in telecommunications for channel coding and offer so-called forward error correction. In addition, a higher protection against transmission errors is achieved by additionally introduced redundancy.
  • mathematical method of folding the information content of the individual user data is distributed over several places of a codeword.
  • the so-called Viterbi decoder or algorithm has been developed, by which e.g. Pattern recognized and thus can be used for error corrections or to avoid transmission errors.
  • a block code such as the Bose-Chaudhuri-Hocquenghem code or BCH code is a type of channel coding which is characterized in that used codewords all have the same number of symbols (eg bits).
  • Block codes may be used, for example, for error detection and correction in transmission of data signals over a faulty channel.
  • a codeword having a second length is to be transmitted to an information word to be transmitted with a first length, wherein the first length is greater than the second length.
  • Adding a first and second length difference to additional symbols (eg, bits) provides redundancy that can be used to detect and correct transmission errors.
  • At least one integrable regenerator unit is provided as a function of a length of a transmission path of the optical transmission medium required in each case for the transmission of the data signals between the at least two computer units.
  • regenerator units By using regenerator units on the transmission path, a data signal to be transmitted can be reprocessed and thus a range of the data signal or a length of the transmission path can be increased very easily.
  • a data signal is received, amplified, clock and shape recovered and then forwarded.
  • the at least one regenerator unit has at least two connection units for a connection to the optical transmission medium and for receiving and forwarding data signals via the optical transmission medium and a signal processing unit.
  • the signal processing unit comprises at least one configuration and monitoring function as well as functions for a signal regeneration. There is then only a forwarding of the received signal in a tactically and formally restored type.
  • the regenerator unit is a transparent unit with respect to error correction and possibly encryption or decryption, since the regenerator then no access to error correction and any Ver used - / has decryption.
  • a signal processing unit may be provided in which the functions for signal regeneration have functions for coding, decoding received or forwarded data signals with corresponding error correction and detection.
  • the same coding and the same decoding for the data signals or the same error detection / correction as in the transponder unit are used to determine the delay runtime by the regenerator unit to keep as low as possible for very long transmission distances.
  • the signal processing unit of the regenerator unit may be implemented in a programmable logic integrated circuit (IC), such as a semiconductor. a Field Programmable Gate Array (FPGA) or an Application-specific Integrated Circuit (ASIC).
  • IC programmable logic integrated circuit
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • ASIC Application-specific Integrated Circuit
  • the regenerator unit itself can be designed in an advantageous manner as a so-called plug-in unit or expansion unit.
  • the regenerator can be inserted, for example, in a housing and inserted as a so-called stand-alone unit in the optical network or integrated into existing network elements of the optical network.
  • FIG. 1 shows an example and schematically a structure of a data transmission system for long-distance data transmission between at least two computer units or two different local communication networks.
  • FIG. 2 shows, in an exemplary and schematic manner, a structure of the system according to the invention for data transmission via an optical transmission medium in a transmission network.
  • FIGS. 3a and 3b show by way of example and schematically a structure of a transponder unit which can be integrated into a computer unit of the system according to the invention or a structure of a regenerator unit which can be integrated into the system according to the invention.
  • Figure 1 shows schematically a data transmission system for long-distance data transmission via an optical Transmission medium, as it is commonly used today, for example in the high-speed area.
  • the data transmission system consists of at least two computer units RE1, RE2, which are located in different local communication networks.
  • the computer units RE1, RE2 are connected via a respective network interface NS1, NS2 to the respective local communication network and via this
  • connection LI L2
  • transmission mediums suitable for short transmission distances such as e.g. Copper cables, glass fiber, etc. are used.
  • Ethernet or Fiber Channel can be used as network technology in the local communication network and thus also on the connections LI, L2.
  • the data signals via a so-called line interface LI be forwarded to the optical transmission medium Wl, W2 a transmission network.
  • optical transmission medium for example, a fiber optic cable can be provided. Possible optical amplifiers and other optical components which are usually used on these connections W1, W2 are not shown for the sake of simplicity.
  • the transponder T1, T2 receives, for example, an optical data signal from the local communication network having a first wavelength and converts this into a data signal having a second wavelength for forwarding on the optical transmission medium W1, W2. It is also conceivable that the transponder Tl, T2 from the local communication network - when in this example copper cable is used as a transmission medium - receives an electrical data signal and converts it into an optical data signal for forwarding in the optical transmission medium Wl, W2. Optical data signals are also received via the optical transmission medium W1, W2 from the transponder via the line interface LI and then converted either into optical data signals with corresponding wave signals. Implemented length for the local communication network or converted into electrical data signals for the local communication network.
  • the data signals are supplied, for example, as so-called WDM binary signals (wavelength division multiplex or wavelength division multiplexing) and wavelength division multiplex systems such as DWDM (dense wavelength division multiplex) or CWDM (coarse wavelength division multiplex ) used.
  • WDM binary signals wavelength division multiplex or wavelength division multiplexing
  • wavelength division multiplex systems such as DWDM (dense wavelength division multiplex) or CWDM (coarse wavelength division multiplex ) used.
  • regenerators R1 are used in a transmission network.
  • the regenerator R 1 which likewise has so-called line interfaces L 1 for transmitting and / or receiving optical data signals, the data signals to be transmitted are amplified, restored in terms of timing and shape, and then forwarded accordingly.
  • - data transmission system for long-distance data transmission for example, the data transmission and a corresponding monitoring of data transmission on the transmission line Wl, W2 optimized accordingly.
  • connections according to the Optical Transport Hierarchy or OTH hierarchy standardized by the ITU in Recommendation G.709 are used, by which the transmission level for optical networks uniform signal structures, monitoring and alarm functions are defined. This takes place a transport of the data signals to be transmitted in so-called containers.
  • the data signals can originate, for example, from local communication networks with Ethernet, Fiber Channel, an SDH network or ATM network.
  • a framing data packets are generated from the packet-switched data, which then, for example, from the transponder Tl, T2 converted into optical data signals and a wavelength for transmission aufmodu ⁇ lation.
  • the data signals can be supplemented, for example, by the transponder T 1, T 2 by additional overhead data for monitoring and / or error correction (eg by a forward error correction (FEC)).
  • FEC forward error correction
  • a delay maturity for example, in a Da ⁇ tensignal with about 10 Gbit / s using a standard forward error correction, for example, in accordance with ITU Recommendation G.709 up to more than 100] is, for example, when using an optimized Vormaschinert sêtkorrektur of a few microseconds in accordance with ITU Recommendation G975.1 amount.
  • the system according to the invention according to FIG. 2 overcomes the disadvantages of the typically used data transmission system for long-distance data transmission illustrated by way of example in FIG. 1 as well as corresponding adaptations of this system shown in FIG. 1 to a shortening of a latency in the data transmission.
  • FIG. 2 shows in an exemplary and schematic way the system according to the invention for data transmission in an optical transmission medium W1, W2 (eg fiber-optic cable, etc.) for a long-distance data transmission.
  • the system according to the invention again comprises at least two computer units RE1, RE2, which are accommodated in different local and remote local communication networks.
  • the computer units RE1, RE2 are exchanged over an optical transmission medium Wl, W2 a transmission network - especially an optical network - especially time-critical data signals.
  • the computer units RE1, RE2 each have a transponder unit TE1, TE2, which is integrated into the respective computer unit RE1, RE2 and has a configuration shown by way of example and schematically in FIG. 3a.
  • the respective computer unit RE1, RE2 can be connected directly to the optical transmission medium, whereby for the data signal to be transmitted a transmission in a local communication network and a conversion in a separate transponder from a local communication network into the transmission network and the corresponding the delay times are eliminated.
  • the data signals are again input as so-called WDM binary signals (wave-length division multiplex or wavelength-multiplexing). feeds and wavelength division multiplexing systems such.
  • WDM binary signals wave-length division multiplex or wavelength-multiplexing
  • feeds and wavelength division multiplexing systems such.
  • regenerator R In accordance with long transmission distances, in which due to disturbances a direct transmission or direct connection for a transmission of data signals between the computer units RE1, RE2 is not useful, at least - depending on the length of the transmission line - a regenerator R be inserted.
  • a construction of this regenerator unit R which can be embodied as a plug-in or plug-in unit and can either be accommodated in its own housing or in network nodes (not shown), is shown by way of example and schematically in FIG. 3b.
  • W2 For a further reduction of the delay propagation time in the system according to the invention on the optical transmission medium Wl, W2 corresponding transport protocols such. standardized high-speed protocols (e.g., InfiniBand, PCI Express, Fiber Channel, etc.) in use.
  • standardized high-speed protocols e.g., InfiniBand, PCI Express, Fiber Channel, etc.
  • the delay transit time can be reduced by using algorithms for coding, decoding and error correction of the data signals that are optimized for low delay propagation time, and a distance between the communicating computer units RE1, RE2 or the computer units RE1, RE2 and an optionally used regenerator unit R can be increased .
  • algorithms for coding, decoding and for error correction with a low delay runtime for example, so-called convolutional codes (eg convolutional codes with a so-called bitmap decoder, etc.) and / or block codes with a small block size (eg BCH, etc.) can be used. be used.
  • convolutional codes eg convolutional codes with a so-called bitmap decoder, etc.
  • block codes with a small block size eg BCH, etc.
  • FIG. 3 a shows an exemplary structure of a transponder unit TE 1 that can be integrated into the computer unit RE 1, RE 2.
  • the transponder unit TE1 is designed as a so-called plug-in or plug-in unit and thus very easy in a computer unit RE1, RE2 such as a personal computer, computer, etc. are integrated or installed.
  • the transponder unit TE1 has an attachment unit AC for direct integration into the respective computer unit RE1, RE2.
  • a transponder unit TE1 comprises a connection unit AE for a connection to the optical transmission medium W1, W2.
  • the connection unit AE also has an optical transmission unit OT and an optical reception unit OR.
  • connection unit AE modulates the data signal to be transmitted onto the optical transmission medium W1, W2 or decouples it from this.
  • the transponder unit TE1 comprises a signal processing unit SV, which functions for configuration and monitoring CM, for processing SP of data signals, for coding C and decoding D with corresponding error correction of data signals and possibly for encryption and Decryption EN of data signals.
  • the signal processing unit SV can be implemented in a programmable logic integrated circuit (IC) such as a Field Programmable Gate Array (FPGA) or an Application-specific Integrated Circuit (ASIC).
  • IC programmable logic integrated circuit
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • ASIC Application-specific Integrated Circuit
  • Error correction especially e.g. Convolutional code with Viterbi decoder or block code (e.g., BCH) decoded.
  • the encryption function is run through to decrypt the data signals before the data signals are processed by the processing function SP of the signal processing unit SV for further processing in the computer unit RE1, RE2 and transmitted to the plug-on unit AC.
  • FIG. 3b shows, by way of example and schematically, a regenerator unit R which can be used in the system according to the invention.
  • the regenerator unit R which can be used in a separate housing or integrated into a network node of the transmission network, has a power supply unit PS.
  • the regenerator unit R comprises at least two terminal units AE, which each have an optical receiving unit OR and an optical transmitting unit OT for receiving and / or transmitting data signals via the optical transmission medium.
  • the optical transmitting unit OT and the optical receiving unit OR e.g. corresponding plug-in units, which are available for different data rates or transmission applications, are used.
  • the regenerator unit R comprises a signal processing unit SVR, which is used in a programmable logic integrated circuit (IC), such as e.g. a Field Programmable Gate Array (FPGA) or an Application Specific Integrated Circuit (ASIC).
  • IC programmable logic integrated circuit
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • the signal processing unit SVR comprises at least one configuration and monitoring function CM for a
  • Control of the regenerator unit R and corresponding functions for a signal regeneration which functions for coding C and decoding D of data signals with corresponding may include error detection and correction per connection unit AE or for each transmission direction.
  • the same coding C or decoding D or the same error correction / the same algorithm for error detection and correction is provided in the regenerator unit R as in the transponder unit TE1.
  • the encryption or decryption - if an encryption of the data signals is provided - is performed in the computer unit RE1, RE2 of the respective transponder purity TE1, TE2.
  • the regenerator unit R amplifies the data signal only correspondingly in order to increase a transmission range.
  • the signal processing unit can only have functions for signal regeneration without functions for coding C and decoding D with error detection and correction. That these functions C, D or an error correction is omitted and there is simply a forwarding of a signal received via the optical transmission medium Wl, W2 in a clock and formally restored type.

Abstract

The invention relates to a system for transmitting data signals in an optical transmission medium (W1, W2), in particular an optical waveguide for wide area data transmission in a transmission network. The system consists at least of two computing units (RE1, RE2) which are not located in the same local communication network and by means of which data signals are transmitted and/or received or exchanged via the optical transmission medium (W1, W2), in particular over long transmission paths. In the system according to the invention, one transponder unit (TE1, TE2) is provided per computing unit (RE1, RE2). Said transponder unit (TE1, TE2) is directly integrated into the respective computing unit (RE1, RE2), and said computing unit (RE1, RE2) can be directly connected to the optical transmission medium (W1, W2) by means of the integrated transponder unit (TE1, TE2) in order to exchange data signals. Furthermore, one or more regenerator units (R) can also be provided depending on a length of an optical transmission path for the data signals in the system according to the invention. In particular, the advantage of the system according to the invention consists in that a transition between a local communication network and a transmission network or the optical transmission medium (W1, W2) for the wide area data transmission is not necessary. Thus, the delay time for the data transmission is reduced in a simple manner, and additionally costs are cut by using less equipment.

Description

Besehreibung Besehreibung
System zur Datensignalübertragung in einem optischen Übertragungsmedium System for data signal transmission in an optical transmission medium
Technisches Gebiet Technical area
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Kommunikationstechnik; und Datensignalübertragung. Im Speziel- len bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein System zur Datensignalübertragung in einem optischen Übertragungsmedium eines Übertragungsnetzes. Dabei sind bei der Übertragung der Datensignale zwischen den Rechnereinheiten insbesondere Weitverkehrsdatenübertragung und als optisches Übertragungsmedium insbesondere Glasfaserkabel bzw. Lichtwellenleiter vorgesehen. Das System umfasst daher zumindest zwei Rechnereinheiten, von welchen Datensignale über das optische Übertragungsmedium des Übertragungsnetzes gesendet, empfangen und ausgetauscht werden, und welche in unterschiedlichen lokalen Kom- munikationsnetzwerken angebracht sind. The present invention relates generally to the field of communications technology; and data signal transmission. In particular, the present invention relates to a system for data signal transmission in an optical transmission medium of a transmission network. In this case, in particular the transmission of data signals between the computer units in particular long-distance data transmission and optical fiber transmission medium in particular fiber optic cable or optical fibers are provided. The system therefore comprises at least two computer units, from which data signals are transmitted, received and exchanged via the optical transmission medium of the transmission network and which are mounted in different local communication networks.
Stand der Technik State of the art
Für eine Kommunikation zwischen Rechnereinheiten werden Kom- munikationsnetze eingesetzt. Im Heimbereich und/oder Bereich von Firmen werden üblicherweise so genannte lokalen Kommunikationsnetze oder Local Area Networks (LAN) eingesetzt, von welchen üblicherweise das so genannte Ethernet als Standard für eine Datenübertragung zwischen den Rechnereinheiten und als Übertragungsmedium z.B. Twisted-Pair-Kabel oder Glasfaserkabel verwendet werden. Bei einer Weitverkehrsdatenübertragung - d.h. einer Datenübertragung zwischen unterschiedlichen lokalen Kommunikationsnetzen und/oder Rechnereinheiten unterschiedlicher Kommunikationsnetze werden heutzutage häu- fig optische Netze als Übertragungsnetze eingesetzt, da durch optische Netze große Übertragungsstrecken von beispielsweise bis zu mehreren tausend Kilometern mit guter Leistungsfähig- keit und Übertragungsgeschwindigkeit realisiert werden können . For communication between computer units, communication networks are used. In the home and / or area of companies usually so-called local communication networks or Local Area Networks (LAN) are used, of which usually the so-called Ethernet as a standard for data transmission between the computer units and as a transmission medium such as twisted pair cable or fiber optic cable used become. In a long-distance data transmission - ie a data transmission between different local communication networks and / or computer units of different communication networks nowadays optical networks are used as transmission networks, as by optical networks large transmission links, for example, up to several thousand kilometers with good performance speed and transmission speed can be realized.
Optische Netze sind breitbandige Hochgeschwindigkeitsnetze, welche auf optischer Übertragungstechnologie mit entsprechenden optischen Übertragungskomponenten basieren. Von optischen Netzen werden Lichtwellenleiter bzw. Glasfaserkabel für die Übertragung von Daten genutzt, dabei werden die Daten als so genannte WDM-Binärsignale (= wavelength division multiplex bzw. Wellenlängen-Multiplex) in das optische Netz z.B. von einer Rechnereinheit bzw. über einen entsprechend zugehörigen Wandler (z.B. elektro-optischen Wandler) eingespeist bzw. von einer Rechnereinheit bzw. von einem entsprechend zugehörigen Wandler (z.B. opto-elektrischen Wandler) wieder ausgekoppelt und rückgewandelt. Die optischen Datensignale werden dabei über einen oder mehrere Netzknoten übertragen. Hierbei akkumulieren sich beispielsweise durch Rauschen, Übersprechen, Laufzeitunterschiede, etc. verursachten Störungen - insbesondere bei großen optischen Netzen bzw. bei langen Übertra- gungsstrecken . Daher werden für eine Vergrößerung einerOptical networks are broadband high speed networks based on optical transmission technology with corresponding optical transmission components. Fiber optic cables are used by optical networks for the transmission of data, the data being transmitted as so-called WDM binary signals (= wavelength division multiplex or wavelength division multiplexing) into the optical network, e.g. from a computer unit or via a corresponding associated transducer (for example, electro-optical converter) fed or decoupled from a computer unit or from a corresponding associated transducer (for example, opto-electrical converter) and reconverted. The optical data signals are transmitted via one or more network nodes. In this case, noise, crosstalk, propagation time differences, etc. accumulate, for example - particularly in the case of large optical networks or in the case of long transmission distances. Therefore, for a magnification of a
Reichweite der Datensignalübertragung so genannte Regeneratoren oder Repeater als auch optische Signalverstärker und/oder -aufbereiter eingesetzt. Insbesondere bei einem Bedarf an breitbandiger und/oder rascher Datenübertragung können - wie bei einem in Figur 1 beispielhaft dargestellten Datenübertragungssystems für Weitverkehrsdatenübertragung dargestellt - sowohl in lokalen Kommunikationsnetzen als auch bei der Weitverkehrsdatenübertragung bzw. im jeweiligen Übertragungsnetz ein optisches Übertragungsmedium LI, L2, Wl, W2 wie z.B. Glasfaserkabel bzw. Range of data signal transmission so-called regenerators or repeaters and optical signal amplifiers and / or -aufbereiter used. Particularly in the case of a need for broadband and / or rapid data transmission, an optical transmission medium LI, L2, W1, W2 can be used, as in a data transmission system for wide-area data transmission shown by way of example in FIG. 1, both in local communication networks and in wide area data transmission or in the respective transmission network such as Fiber optic cable or
Lichtwellenleiter und damit optische Datenübertragung benutzt werden. Bei einem Übergang von einem lokalen Kommunikationsnetz auf ein Übertragungsnetz werden dabei - wie in Figur 1 dargestellt - so genannte Transponder Tl, T2 verwendet. Mit einem Transponder Tl, T2 können optische Datensignale einer Wellenlänge empfangen, in optische Datensignale einer zweiten Wellenlänge umgesetzt und weitergesendet werden. Durch einen Einsatz von derartigen Netzknoten wie z.B. Fiber optic cable and thus optical data transmission can be used. In a transition from a local communication network to a transmission network - as shown in Figure 1 - so-called transponder Tl, T2 used. With a transponder Tl, T2 can receive optical data signals of a wavelength, converted into optical data signals of a second wavelength and forwarded. Through the use of such network nodes such as
Transpondern, Regeneratoren, etc. kann es allerdings bei der Übertragung von Datensignalen zu Verzögerungen bzw. Laufzeitverzögerungen kommen, welche bei den üblicherweise genutzten Kommunikationsdiensten und/oder -anwendungen eine eher geringe Rolle spielen, so lange ein genutzter Kommunikationsdienst (z.B. Telefonie, Datenübertragung von einem Zentralrechner zu einem Benutzerendgerät, etc.) dadurch nicht gestört ist. Aber bei Anwendungen der Rechner-Rechner-Kommunikation wie z.B. bei Anwendungen des so genannten Grid-Computing, bei Anwendungen des so genannten Cloud-Computing, etc. können beispielsweise bereits Verzögerungen bzw. LaufZeitverzögerungen in einer Größenordnung von ca. 10 ms durch die Datenübertragung bzw. durch das Übertragungsnetz eine wesentliche Rolle spielen. Auch im Bereich des so genannten Online-Video- Gamings wird eine möglichst kurze Laufzeitverzögerung bei einer Rechner-Rechner-Kommunikation immer wichtiger. However, transponders, regenerators, etc. may in the transmission of data signals to delays or propagation delays, which play a minor role in the commonly used communication services and / or applications, as long as a used communication service (eg telephony, data transmission from a Central computer to a user terminal, etc.) is not disturbed. But in applications of computer-to-computer communication such as e.g. in applications of the so-called grid computing, in applications of the so-called cloud computing, etc., for example, already delays or run time delays in the order of about 10 ms through the data transmission or through the transmission network play an essential role. Even in the area of so-called online video gaming, the shortest possible runtime delay in computer-to-computer communication is becoming increasingly important.
Speziell im Finanzbereich, insbesondere beim so genannten Hochfrequenz-Handel oder High Frequency Trading (HFT) , ist eine möglichst geringe Laufzeitverzögerung bei der Datenübertragung bzw. beim Datenaustausch zwischen zwei Rechnereinheiten aus unterschiedlichen lokalen Kommunikationsnetzen zum erfolgreichen Durchführen von Transaktionen wichtig, wobei eine Distanz zwischen den jeweiligen lokalen Kommunikationsnetze bzw. Rechnereinheiten bzw. Trading-Centern bis zu einigen hundert Kilometern betragen kann. Da heutzutage eine Datenverarbeitung innerhalb der Rechnereinheiten - speziell für die Anwendung des High Frequency Trading - meist optimiert ist, hängt die Laufzeitverzögerung meist von der Übertragungsstrecke bzw. vom Übertragungsmedium ab. Daher ist es notwendig, die Laufzeitverzögerung bei einer Datensignalüber- tragung über ein Übertragungsnetz, welches Rechnereinheiten bzw. die lokalen Kommunikationsnetze dieser Rechnereinheiten für einen Datenaustausch verbindet, entsprechend zu optimieren . Wie in Figur 1 beispielhaft und schematisch dargestellt, wird heutzutage bei einer Weitverkehrsdatenübertragung zwischen zumindest zwei Rechnereinheiten RE1, RE2, welche sich in unterschiedlichen lokalen Kommunikationsnetzen befinden, ein optisches Übertragungsmedium Wl, W2 (z.B. Glasfaserkabel, etc.) eingesetzt. In den lokalen Kommunikationsnetzen der Rechnereinheiten RE1, RE2 kann ebenfalls eine Glasfaserverbindung LI, L2 für die Datenübertragung verwendet werden. Die Anbindung an das Übertragungsnetz erfolgt dann über die Transponder Tl, T2. Bei größeren Übertragungsstrecken kann auch der Einsatz zumindest eines Regenerators Rl notwendig sein, da beispielsweise direkte Verbindungen zwischen den Rechnereinheiten aufgrund der Länge der Übertragungsstrecke oder aufgrund einer notwendigen, gemeinsamen Benutzung von Glasfasern nicht möglich sind. Auch auf den Glasfaserverbindungen Wl, W2 können noch zusätzlich optische Verstärker zum Einsatz kommen. Especially in the financial sector, in particular in the so-called high-frequency trading or high frequency trading (HFT), the lowest possible propagation delay in data transmission or data exchange between two computer units from different local communication networks for successful transactions is important, with a distance between the each local communication networks or computer units or trading centers can be up to several hundred kilometers. Since today data processing within the computer units - especially for the application of high frequency trading - is usually optimized, the propagation delay mostly depends on the transmission path or on the transmission medium. It is therefore necessary to correspondingly optimize the propagation delay in a data signal transmission via a transmission network which connects computer units or the local communication networks of these computer units for a data exchange. As shown by way of example and schematically in FIG. 1, an optical transmission medium W1, W2 (eg fiber-optic cable, etc.) is used today in a wide-area data transmission between at least two computer units RE1, RE2, which are located in different local communication networks. In the local communication networks of the computer units RE1, RE2 also a fiber optic connection LI, L2 can be used for data transmission. The connection to the transmission network is then via the transponder Tl, T2. For larger transmission distances and the use of at least one regenerator Rl may be necessary because, for example, direct connections between the computer units due to the length of the transmission path or due to a necessary, common use of glass fibers are not possible. Also on the fiber optic connections Wl, W2, additional optical amplifiers can be used.
Bei einem derartigen - wie in Figur 1 dargestellten - Daten- Übertragungssystems für Weitverkehrsdatenübertragung wird beispielsweise die Datenübertragung für lange Übertragungsstrecken und entsprechende Überwachung der Datenübertragung auf der Übertragungsstrecke optimiert. So werden z.B. bei den Verbindungen des optischen Übertragungsmedium Wl, W2 zwischen den jeweiligen Transpondern Tl, T2 und dem beispielhaften Regenerator Rl Verbindungen gemäß der von der ITU in der Empfehlung G.709 standardisierten Optical Transport Hierarchy bzw. OTH-Hierarchie eingesetzt, durch welche auf der Übertragungsebene für optische Netze einheitliche Signalstrukturen, Überwachungs- und Alarmfunktionen definiert werden, und welche für breitbandige Datenströme optimiert worden ist. Dabei erfolgt ein Transport der zu übertragenden Daten in so genannten Containern. Die Daten können dabei beispielsweise aus einem Ethernet, Fibre-Channel , SDH-Netz oder ATM-Netz stam- men . Über eine Rahmenbildung werden aus den paketvermittelten Daten Datenpakete erzeugt, welche dann z.B. vom Transponder Tl, T2 in optische Datensignale gewandelt und einer Wellenlänge zur Übertragung aufmoduliert werden . Zusätzlich können die Datensignale z.B. durch den Transponder Tl, T2 durch zusätzliche Overhead-Daten für eine Überwachung und/oder Fehlerkorrektur (z.B. durch eine Vorwärtsfehlerkor- rektur (FEC) ) ergänzt werden. Durch eine inkludierte Fehler¬ korrektur kann zwar die Übertragungsstrecke zum nächsten Transponder Tl, T2 oder Regenerator Rl vergrößert werden, es besteht allerdings der Nachteil, dass sich insbesondere durch die genutzte Fehlerkorrektur sowie deren Dekodierung die Laufzeitverzögerung bei der Übertragung der Datensignale vergrößert, da eine Übertragungszeit als auch die Laufzeitverzö¬ gerungszeit insbesondere von einer verwendeten Datenrate, Blockgröße, der genutzten Fehlerkorrektur sowie von einem entsprechenden Dekodierungsalgorithmus abhängen. Selbst wenn z.B. eine für lange Übertragungsstrecken optimierte Vorwärts- fehlerkorrektur mit geringem zusätzlichem Overhead verwendet wird, so kann es beispielsweise durch einen Dekodierungsalgo¬ rithmus aufgrund von notwendigen Wiederholungen beim Dekodieren zu zusätzlichen Verzögerungen kommen. So kann die Verzögerung für eine Standard-Vorwärtsfehlerkorrektur z.B. gemäß der ITU Empfehlung G.709 bei einem Datensignal mit ca. In such - as shown in Figure 1 - data transmission system for long-distance data transmission, for example, the data transmission for long links and corresponding monitoring of data transmission on the transmission line is optimized. For example, in the connections of the optical transmission medium W1, W2 between the respective transponders T1, T2 and the exemplary regenerator R1, connections according to the Optical Transport Hierarchy or OTH hierarchy standardized by the ITU in Recommendation G.709 are used, by which the transmission level for optical networks uniform signal structures, monitoring and alarm functions are defined, and which has been optimized for broadband data streams. This involves a transport of the data to be transmitted in so-called containers. The data can come from an Ethernet, Fiber Channel, SDH network or ATM network, for example. About a framing data packets are generated from the packet-switched data, which are then converted eg by the transponder Tl, T2 into optical data signals and modulated onto a wavelength for transmission. In addition, the data signals can be supplemented, for example, by the transponder T 1, T 2 by additional overhead data for monitoring and / or error correction (eg by a forward error correction (FEC)). By an included error ¬ correction, although the transmission line can be increased to the next transponder Tl, T2 or regenerator R, but there is a drawback that increased particularly by the used error correction, and their decoding, the propagation delay in the transmission of data signals as a transmission time and the Laufzeitverzö ¬ delay time depend in particular on a used data rate, block size of the error correction used as well as a corresponding decoding algorithm. Even if, for example, optimized for long distance transmission is forward error correction used with little additional overhead, it can cause additional delays for example by a Dekodierungsalgo ¬ algorithm because of required repetitions when decoding. Thus, the delay for a standard forward error correction, for example, according to the ITU Recommendation G.709 for a data signal with approx.
10Gbit/s eine Verzögerung von einigen Mikrosekunden verursachen. Bei Fehlerkorrekturen für eine höhere Performance, wie diese z.B. in der ITU Empfehlung G.975.1 zu finden sind, kann die Verzögerung beispielsweise mehr als 100 ]is betragen, was z.B. einer optischen Übertragungsstrecke von ca. 20 km ent¬ spricht . 10Gbit / s cause a delay of a few microseconds. For bug fixes for improved performance as it for example can be found in ITU Recommendation G.975.1, the delay may be, for example, more than 100] is what speaks, for example, an optical transmission line of about 20 km f ¬.
Bei Datenübertragungssystems für Weitverkehrsdatenübertragung wird daher, um die Verzögerungslaufzeit bei der Datenübertra¬ gung zu reduzieren, beispielsweise eine Datenübertragung ohne oder mit sehr einfacher Rahmenbildung und/oder ohne Fehlerkorrektur verwendet. Dadurch kann zwar eine Gesamtverzöge- rungslaufzeit der Datenübertragung zwischen Rechnereinheiten bzw. den lokalen Kommunikationsnetzen dieser Rechnereinheiten reduziert werden, allerdings ist durch einen Verzicht auf ei¬ ne Fehlerkorrektur bei der Datenübertragung zusätzliches Equipment - insbesondere Regeneratoren Rl - notwendig. Das bedeutet, dass zu übertragende Datensignale auf der Übertra- gungsstrecke häufiger mittels Signalaufbereitung durch Regeneratoren in der Übertragungsqualität verbessert werden müssen. Dadurch entsteht insbesondere durch den Verzicht auf die Fehlerkorrektur, ein zusätzlicher Aufwand sowie zusätzliche Kosten bei Aufbau, Management und Wartung des Datenübertragungssystems . For data transmission system for wide area data transfer, therefore, for example, a data transfer is to reduce the delay period of the lease Datenübertra ¬ supply, used without or with very simple framing and / or without error correction. Characterized a Gesamtverzöge- approximately term of the data transmission between the computer units and the local communication networks of such computer units can indeed be reduced, however, by an absence of egg ¬ ne error correction in data transmission additional equipment - especially regenerators Rl - necessary. This means that the data signals to be transmitted on the transmis- tion distance must be improved more often by means of signal processing by regenerators in the transmission quality. This results in particular by the waiver of the error correction, an additional expense and additional costs in construction, management and maintenance of the data transmission system.
Darstellung der Erfindung Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein System zur Datenübertragung in einem optischen Übertragungsmedium, insbesondere für Weitverkehrsdatenübertragung anzugeben, bei welchem auf einfache und kostengünstige Weise ohne zusätzlichen Aufwand eine Verzögerungslaufzeit bei der Datensignal- Übertragung reduziert wird. The invention is therefore based on the object of specifying a system for data transmission in an optical transmission medium, in particular for long-distance data transmission, in which a delay runtime in the data signal transmission is reduced in a simple and cost-effective manner without additional outlay.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt, durch ein System der eingangs angegebenen Art, bei welchem je Rechnereinheit eine Transpondereinheit vorgesehen ist. Diese Transpondereinheit ist direkt in die jeweilige Rechnereinheit integriert. Damit ist die jeweilige Rechnereinheit für eine Datensignalübertra- gung direkt mit einem optischen Übertragungsmedium (z.B. The solution of this task is carried out by a system of the type specified, in which per computer unit a transponder unit is provided. This transponder unit is integrated directly into the respective computer unit. Thus, the respective computer unit for a data signal transmission directly with an optical transmission medium (e.g.
Glasfaserkabel bzw. Lichtwellenleiter) eines Übertragungsnetzes insbesondere für Weitverkehrsdatenübertragung verbindbar bzw. an das optische Übertragungsmedium anschließbar. Fiber optic cable or optical fiber) of a transmission network in particular for long-distance data transmission connectable or connectable to the optical transmission medium.
Der Hauptaspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass eine Funktionalität eines Transponders, durch welchen üblicherweise eine Rechnereinheit bzw. ein lokales Kom- munikationsnetz der Rechnereinheit mit einem optischen Übertragungsmedium eines Übertragungsnetzes verbunden wird, in die Rechnereinheit verlagert wird. Die integrierte Transpon- der-Einheit kann dabei z.B. als so genannte Plug-In-Einheit ausgeführt sein und damit einfach in die Rechnereinheit ein- gefügt bzw. eingebaut werden. Durch die Integration derThe main aspect of the method according to the invention is that a functionality of a transponder, by which usually a computer unit or a local communication network of the computer unit is connected to an optical transmission medium of a transmission network, is shifted into the computer unit. The integrated transponder unit can be used e.g. be implemented as a so-called plug-in unit and thus easily be inserted or installed in the computer unit. By integrating the
Transponder-Funktionalität in die Rechnereinheit entfallen Anschlüsse und Verbindungen zwischen der Rechnereinheit und einem entsprechend zugehörigen Transponder an einer Grenze zwischen lokalem Kommunikationsnetz und Übertragungsnetz. Auf diese Weise wird einerseits die Verzögerungslaufzeit einer Datenübertragung reduziert, da insbesondere Verzögerungen durch jeweils in der Rechnereinheit und in einem zusätzlichen Transponder vorhandene Schnittstellen und entsprechende Da- tensignalverarbeitung wegfallen. Anderseits werden Aufwand und Kosten für das System zur Datenübertragung verringert, da das System einen einfacheren Aufbau und/oder eine geringere Anzahl an notwendigen Equipment-Einheiten aufweist. Transponder functionality in the computer unit eliminates connections and connections between the computer unit and a corresponding associated transponder at a border between local communication network and transmission network. In this way, on the one hand, the delay runtime of a data transmission is reduced since, in particular, delays due to interfaces present in the computer unit and in an additional transponder and corresponding data signal processing are eliminated. On the other hand, the complexity and cost of the data transmission system are reduced because the system has a simpler structure and / or a smaller number of necessary equipment units.
Als Folge der erfindungsgemäßen Ausbildung umfasst die in die Rechnereinheit integrierbare Transpondereinheit zumindest eine Ansteckeinheit für eine direkte Einbindung in die jeweilige Rechnereinheit, eine Anschlusseinheit für eine Verbindung zum optischen Übertragungsmedium sowie zum Austauschen (d.h. Senden und/oder Empfangen) von Datensignalen über das optische Übertragungsmedium und eine Signalverarbeitungseinheit. Diese Signalverarbeitungseinheit, welche beispielsweise in einem programmierbaren, logischen, integrierten Schaltkreis (IC) wie z.B. einem Field Programmable Gate Array (FPGA) oder einem Application-specific Integrated Circuit (ASIC) implementiert werden kann, ist zumindest mit Funktionen für Aufbereitung, Kodierung und Dekodierung von Datensignalen mit entsprechender Fehlererkennung und -korrektur ausgestattet. Zusätzlich kann die Signalverarbeitungseinheit auch eine Konfi- gurations- und Überwachungsfunktion umfassen. As a result of the inventive construction, the transponder unit which can be integrated into the computer unit comprises at least one plug-on unit for direct integration into the respective computer unit, a connection unit for a connection to the optical transmission medium and for exchanging (ie transmitting and / or receiving) data signals via the optical transmission medium and a signal processing unit. This signal processing unit, for example, in a programmable logic integrated circuit (IC) such. A field programmable gate array (FPGA) or an application-specific integrated circuit (ASIC) is at least equipped with functions for conditioning, encoding and decoding of data signals with appropriate error detection and correction. In addition, the signal processing unit may also include a configuration and monitoring function.
Weiterhin ist die Transpondereinheit durch ihren modularen Aufbau sehr einfach an die jeweiligen Anforderungen (z.B. Datenrate, etc.) und kann ohne großen Aufwand für eine möglichst geringe Verzögerungslaufzeit (z.B. durch entsprechende Auswahl eines Kodierungs- bzw. Dekodierungsalgorithmus bzw. Fehlerkorrekturverfahrens, etc.) ausgelegt werden. Für die Anschlusseinheit, über welche die integrierte Transpondereinheit mit dem optischen Übertragungsmedium des Übertragungsnetzes verbindbar ist, können beispielsweise optische Empfangs- und Sendeeinheiten für verschiedene Datenraten und/oder unterschiedliche Anwendungen verwendet werden. Damit kann die integrierbare Transpondereinheit idealer Weise an einen jeweiligen Einsatzbereich (z.B. Finanzbereich, High Frequency Trading, Video Gaming, Grid Computing, Cloud Computing, etc.) angepasst werden. Zusätzlich ist die Transpondereinheit als so genannte Plug-In-Einheit bzw. Erweiterungseinheit ausgestaltet und kann dadurch sehr einfach in eine Rechnereinheit wie z.B. einen Personal Computer integriert werden . Furthermore, the transponder unit is very simple due to their modular design to the respective requirements (eg data rate, etc.) and can be designed without much effort for the lowest possible delay runtime (eg by appropriate selection of a coding or decoding algorithm or error correction method, etc.) become. For the connection unit, via which the integrated transponder unit can be connected to the optical transmission medium of the transmission network, it is possible, for example, to use optical reception and transmission units for different data rates and / or different applications. In order to The integrable transponder unit can ideally be adapted to a particular field of application (eg finance, high frequency trading, video gaming, grid computing, cloud computing, etc.). In addition, the transponder unit is designed as a so-called plug-in unit or extension unit and can be very easily integrated into a computer unit such as a personal computer.
Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn die Transpondereinheit - insbesondere die Signalverarbeitungseinheit der Transpondereinheit - einen Verschlüsselungsfunktion zum Verschlüsseln und Entschlüsseln von Datensignalen aufweist. Durch einen Verschlüsselungsfunktion auf der integrierbaren Transpondereinheit ist kein Einsatz einer eigenen, zusätzlichen Verschlüsselungseinheit im erfindungsgemäßen System notwendig. Durch die Verschlüsselungsfunktion der integrierbaren Transpondereinheit wird eine rasche End-to-End-Verschlüsselung der zwischen den Rechnereinheiten zu übertragenden Datensignalen ermöglicht. Damit wird auf einfache Weise die zu übertragenden Datensignal auf einer gesamten Übertragungsstrecke geschützt, da es im Gegensatz zu externen bzw. zusätzlichen Verschlüsselungseinheiten keinen unsicheren Übertragungsabschnitte mehr gibt, auf welchen beispielsweise die zu übertragenden Datensignale unverschlüsselt verfügbar sind. It is furthermore advantageous if the transponder unit-in particular the signal processing unit of the transponder unit-has an encryption function for encrypting and decrypting data signals. By means of an encryption function on the integrable transponder unit, it is not necessary to use a separate, additional encryption unit in the system according to the invention. The encryption function of the integrable transponder unit enables rapid end-to-end encryption of the data signals to be transmitted between the computer units. This protects in a simple manner the data signal to be transmitted over an entire transmission path since, in contrast to external or additional encryption units, there are no longer any uncertain transmission sections on which, for example, the data signals to be transmitted are available in unencrypted form.
Es ist günstig, wenn die Übertragung der Datensignale auf dem optischen Übertragungsmedium des Übertragungsnetzes standardisierte Übertragungsprotokolle für serielle Hochgeschwindigkeitsübertragung, insbesondere InfiniBand, PCI Express oder Fibre Channel, vorgesehen sind. Durch eine Verwendung von Hochgeschwindigkeitsprotokollen bei der Datenübertragung kann das erfindungsgemäße System weiterhin sehr einfach und ohne großen Aufwand auf eine rasche Übertragung der Datensignale zwischen den Rechnereinheiten optimiert werden, da ein rascher Zugriff auf die Transpondereinheit in Kombination mit einer entsprechend Verzögerungslaufzeitarmen Übertragung der Datensignale über das optische Medium eine rasche Durchfüh- rung der gewünschten Anwendungen, Transaktionen, etc. garantiert. Insbesondere Übertragungsprotokolle wie z.B. Infini- Band, PCI Express oder Fibre Channel ermöglichen eine kostengünstige und Verzögerungslaufzeit bzw. Latenz arme Übertragung von Datensignalen auf einem optischen Übertragungsmedium . It is advantageous if the transmission of the data signals on the optical transmission medium of the transmission network standardized transmission protocols for high-speed serial transmission, in particular InfiniBand, PCI Express or Fiber Channel, are provided. By using high-speed protocols for data transmission, the system according to the invention can furthermore be optimized very simply and without great effort for a rapid transmission of the data signals between the computer units, since rapid access to the transponder unit in combination with a corresponding delay delay time transmission of the data signals via the optical Medium a rapid implementation guarantee the desired applications, transactions, etc. In particular, transmission protocols such as Infini-Band, PCI Express or Fiber Channel allow low cost and delay latency or poor transmission of data signals on an optical transmission medium.
Fibre Channel ist beispielsweise für serielle, kontinuierliche Hochgeschwindigkeitsübertragungen großer Datensignalmen- gen konzipiert worden und es können Datenübertragungsraten von 2, 4, 8 und bis zu 16 Gbit/s erreicht und bei optischen Übertragungsmedien wie z.B. Glasfaserkabel, etc. z.B. bis zu 10 km überbrückt werden. InfiniBand ist ebenfalls eine Spezifikation zur Beschreibung einer seriellen Hochgeschwindigkeitsübertragung, welche z.B. über einen bidirektionalen seriellen Bus eine kostengünstige und latenzarme Datenübertragung von z.B. unter 2 Mikrosekunden ermöglicht. PCI Express (= Peripheral Component Interconnect Express) ist eine Bezeichnung eines Standards für eine separate Punkt-zu-Punkt- Verbindung, welche mit verschiedenen Geräten (z.B. Rechnereinheiten, Prozessoren, etc.) zusammenarbeiten kann. PCI Express ermöglicht es, direkte Verbindungen zwischen den einzelnen Geräten herzustellen, so dass von einer Kommunikation einzelner Geräte untereinander eine erreichbare Datenrate anderer Geräte nicht beeinflusst wird. For example, Fiber Channel has been designed for serial, high-speed continuous transmissions of large data signal volumes, and data rates of 2, 4, 8, and up to 16 Gbps can be achieved, and in the case of optical transmission media, e.g. Fiber optic cable, etc. e.g. be bridged up to 10 km. InfiniBand is also a specification for describing a high-speed serial transmission, e.g. via a bidirectional serial bus, a low-cost and low-latency data transmission of e.g. under 2 microseconds. PCI Express (= Peripheral Component Interconnect Express) is a designation of a standard for a separate point-to-point connection that can co-operate with various devices (e.g., computer units, processors, etc.). PCI Express makes it possible to establish direct connections between the individual devices so that communication between individual devices does not influence an achievable data rate of other devices.
Eine zweckmäßige Weiterbildung des erfindungsgemäßen Systems sieht vor, dass für Kodierung, Dekodierung und für eine Fehlerkorrektur der Datensignale auf geringe Verzögerungslaufzeit optimierte Algorithmen, insbesondere so genannte Faltungscodes und/oder Blockcodes mit geringer Blockgröße, vorgesehen sind. Durch einen Einsatz von auf geringe Verzögerungslaufzeit optimierte Algorithmen bei Kodierung, Dekodierung und für die Fehlerkorrektur der Datensignale kann auf einfache Weise eine Distanz zwischen kommunizierenden Rechnereinheiten vergrößert werden bzw. eine Distanz zwischen der in eine Rechnereinheit integrierten Transpondereinheit und einer Regeneratoreinheit für eine Signalverstärkung. Dabei wird allerdings im Gegensatz zu Kodierungs- bzw. Dekodie- rungsalgorithmen und/oder Fehlerkorrekturalgorithmen, welche auf Langstreckenübertragungen optimiert sind, die Verzögerunglaufzeit der Datensignale bei der Übertragung deutlich reduziert. Als mögliche Algorithmen für Kodierung, Dekodie- rung und für eine Fehlerkorrektur mit geringer Verzögerungslaufzeit können beispielsweise so genannte Faltungscodes (z.B. Faltungscodes mit einem so genannten Viterbi-Decoder, etc.) und/oder Blockcodes mit geringer Blockgröße (z.B. BCH, etc.) verwendet werden. An expedient development of the system according to the invention provides that algorithms optimized for coding, decoding and for error correction of the data signals are designed for low delay runtime, in particular so-called convolutional codes and / or block codes with a small block size. By using optimized algorithms for coding, decoding and for error correction of the data signals, a distance between communicating computer units can be increased in a simple manner or a distance between the transponder unit integrated in a computer unit and a regenerator unit for a signal amplification. there However, in contrast to coding or decoding algorithms and / or error correction algorithms, which are optimized for long-distance transmission, the delay time of the data signals during transmission is significantly reduced. For example, so-called convolutional codes (eg convolutional codes with a so-called Viterbi decoder, etc.) and / or block codes with a small block size (eg BCH, etc.) may be used as possible algorithms for coding, decoding and for error correction with a small delay runtime become.
Faltungscodes werden üblicherweise in der Nachrichtentechnik für eine Kanalkodierung eingesetzt und bieten eine so genannte Vorwärtsfehlerkorrektur an. Dabei wird durch zusätzlich eingebrachte Redundanz ein höherer Schutz gegen Übertragungsfehler erzielt. Durch das namensgebende, mathematische Verfahren der Faltung wird der Informationsgehalt der einzelnen Nutzdatenstellen über mehrere Stellen eines Codewortes verteilt. Zu Dekodieren von Faltungscodes wurde beispielsweise der so genannte Viterbi-Decoder oder -Algorithmus entwickelt, durch welchen z.B. Muster erkannt und damit für Fehlerkorrekturen bzw. zur Vermeidung von Übertragungsfehlern eingesetzt werden kann. Convolutional codes are commonly used in telecommunications for channel coding and offer so-called forward error correction. In addition, a higher protection against transmission errors is achieved by additionally introduced redundancy. By the eponymous, mathematical method of folding the information content of the individual user data is distributed over several places of a codeword. For example, to decode convolutional codes, the so-called Viterbi decoder or algorithm has been developed, by which e.g. Pattern recognized and thus can be used for error corrections or to avoid transmission errors.
Ein Blockcode wie z.B. der Bose-Chaudhuri-Hocquenghem-Code oder BCH-Code ist eine Art der Kanalkodierung, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass benutzte Codewörter alle dieselbe Anzahl an Symbolen (z.B. Bits) aufweisen. Blockcodes können beispielsweise zur Fehlererkennung und -korrektur bei einer Übertragung von Datensignalen über einen fehlerbehafteten Kanal verwendet werden. Dabei wird bei der Kodierung einem zu übertragenden Informationswort mit einer ersten Länge ein Codewort mit einer zweiten Länge zu, wobei die erste Länge größer als die zweite Länge ist. Durch ein Hinzufügen einer Differenz auf erster und zweiter Länge an zusätzlichen Symbolen (z.B. Bits) entsteht eine Redundanz, welche zum Erkennen und Korrigieren von Übertragungsfehlern genutzt werden kann. Idealer Weise ist beim erfindungsgemäßen System in Abhängigkeit von einer Länge einer jeweils für die Übertragung der Datensignale zwischen den zumindest zwei Rechnereinheiten benötigten Übertragungsstrecke des optischen Übertragungsmediums zumindest eine integrierbare Regeneratoreinheit vorgesehen. Durch eine Verwendung von Regeneratoreinheiten auf der Übertragungsstrecke kann ein zu übertragendes Datensignal neu aufbereitet werden und damit eine Reichweite des Datensignals bzw. eine Länge der Übertragungsstrecke sehr einfach vergrößert werden. Von der Regeneratoreinheit wird ein Datensignal empfangen, verstärkt, takt- und formmäßig wiederhergestellt und dann weitergeleitet. A block code such as the Bose-Chaudhuri-Hocquenghem code or BCH code is a type of channel coding which is characterized in that used codewords all have the same number of symbols (eg bits). Block codes may be used, for example, for error detection and correction in transmission of data signals over a faulty channel. In this case, a codeword having a second length is to be transmitted to an information word to be transmitted with a first length, wherein the first length is greater than the second length. Adding a first and second length difference to additional symbols (eg, bits) provides redundancy that can be used to detect and correct transmission errors. Ideally, in the system according to the invention, at least one integrable regenerator unit is provided as a function of a length of a transmission path of the optical transmission medium required in each case for the transmission of the data signals between the at least two computer units. By using regenerator units on the transmission path, a data signal to be transmitted can be reprocessed and thus a range of the data signal or a length of the transmission path can be increased very easily. From the regenerator unit, a data signal is received, amplified, clock and shape recovered and then forwarded.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn die zumindest eine Regeneratoreinheit zumindest zwei Anschlusseinheiten für eine Verbindung zum optischen Übertragungsmedium sowie zum Empfangen und Weiterleiten von Datensignalen über das optische Übertragungsmedium und eine Signalverarbeitungseinheit aufweist. Die Signalverarbeitungseinheit umfasst dabei zumindest eine Kon- figurations- und Überwachungsfunktion sowie Funktionen für eine Signalregeneration. Es erfolgt dann lediglich eine Weiterleitung des empfangenen Signals in takt- und formmäßig wiederhergestellter Art. Damit wird die Regeneratoreinheit eine transparente Einheit im Bezug auf Fehlerkorrektur und gegebenenfalls Ver- bzw. Entschlüsselung, da die Regeneratoreinheit dann keinen Zugang zur Fehlerkorrektur und zu einer eventuell eingesetzten Ver-/Entschlüsselung aufweist. It is advantageous if the at least one regenerator unit has at least two connection units for a connection to the optical transmission medium and for receiving and forwarding data signals via the optical transmission medium and a signal processing unit. The signal processing unit comprises at least one configuration and monitoring function as well as functions for a signal regeneration. There is then only a forwarding of the received signal in a tactically and formally restored type. Thus, the regenerator unit is a transparent unit with respect to error correction and possibly encryption or decryption, since the regenerator then no access to error correction and any Ver used - / has decryption.
Wird einen Fehlererkennung und -korrektur bei der Übertragung der Signaldaten in der Regeneratoreinheit gewünscht, so kann eine Signalverarbeitungseinheit vorgesehen sein, bei welcher die Funktionen für eine Signalregeneration Funktionen zum Kodieren, Dekodieren von empfangenen bzw. weiterzuleitenden Datensignale mit entsprechender Fehlerkorrektur und -erkennung aufweisen. Dabei werden idealer Weise dieselbe Kodierung und dieselbe Dekodierung für die Datensignale bzw. dieselbe Feh- lererkennung/-korrektur wie in der Transpondereinheit verwendet, um die Verzögerungslaufzeit durch die Regeneratoreinheit bei sehr langen Übertragungsstrecken möglichst gering zu halten . If error detection and correction is desired in the transmission of the signal data in the regenerator unit, a signal processing unit may be provided in which the functions for signal regeneration have functions for coding, decoding received or forwarded data signals with corresponding error correction and detection. In this case, ideally the same coding and the same decoding for the data signals or the same error detection / correction as in the transponder unit are used to determine the delay runtime by the regenerator unit to keep as low as possible for very long transmission distances.
Idealerweise kann die Signalverarbeitungseinheit der Regene- ratoreinheit in einem programmierbaren, logischen, integrierten Schaltkreis (IC) wie z.B. einem Field Programmable Gate Array (FPGA) oder einem Application-specific Integrated Circuit (ASIC) implementiert werden. Die Regeneratoreinheit selbst kann in vorteilhafter Weise als so genannte Plug-In- Einheit oder Erweiterungseinheit ausgeführt sein. Damit kann die Regeneratoreinheit beispielsweise in ein Gehäuse eingefügt und als so genannte Stand-alone-Einheit in das optische Netz eingefügt oder in bereits existierende Netzelemente des optischen Netzes integriert werden. Ideally, the signal processing unit of the regenerator unit may be implemented in a programmable logic integrated circuit (IC), such as a semiconductor. a Field Programmable Gate Array (FPGA) or an Application-specific Integrated Circuit (ASIC). The regenerator unit itself can be designed in an advantageous manner as a so-called plug-in unit or expansion unit. Thus, the regenerator can be inserted, for example, in a housing and inserted as a so-called stand-alone unit in the optical network or integrated into existing network elements of the optical network.
Kurzbeschreibung der Zeichnung Brief description of the drawing
Ein beispielhaftes Datenübertragungssystem, wie es heutzutage üblicherweise für eine Weitverkehrsdatenübertragung einge- setzt wird, sowie die gegenständliche Erfindung werden nachfolgend schematisch in beispielhafter Weise anhand der beigefügten Figuren erläutert. Figur 1 zeigt beispielhaft und schematisch einen Aufbau eines Datenübertragungssystems für Weitverkehrsdatenübertragung zwischen zumindest zwei Rechner- einheiten bzw. zwei unterschiedlichen lokalen Kommunikationsnetzen. In Figur 2 ist in beispielhafter und schematischer Weise ein Aufbau des erfindungsgemäßen Systems zur Datenübertragung über ein optisches Übertragungsmedium in einem Übertragungsnetz dargestellt. Die Figuren 3a und 3b zeigen bei- spielhaft und schematisch einen Aufbau einer in eine Rechnereinheit des erfindungsgemäßen Systems integrierbaren Trans- pondereinheit bzw. einen Aufbau einer in das erfindungsgemäße System integrierbaren Regeneratoreinheit. Ausführung der Erfindung An exemplary data transmission system, as is customarily used today for a wide-area data transmission, and the subject invention are explained schematically below by way of example with reference to the attached figures. Figure 1 shows an example and schematically a structure of a data transmission system for long-distance data transmission between at least two computer units or two different local communication networks. FIG. 2 shows, in an exemplary and schematic manner, a structure of the system according to the invention for data transmission via an optical transmission medium in a transmission network. FIGS. 3a and 3b show by way of example and schematically a structure of a transponder unit which can be integrated into a computer unit of the system according to the invention or a structure of a regenerator unit which can be integrated into the system according to the invention. Embodiment of the invention
Figur 1 zeigt in schematischer Weise ein Datenübertragungssystem für Weitverkehrsdatenübertragung über ein optisches Übertragungsmedium, wie es heutzutage üblicherweise z.B. im Hochgeschwindigkeitsbereich zum Einsatz kommt. Das Datenübertragungssystem besteht aus zumindest zwei Rechnereinheiten RE1, RE2, welche sich in unterschiedlichen lokalen Kommunika- tionsnetzen befinden. Die Rechnereinheiten RE1, RE2 sind über eine jeweilige Netzwerkschnittstelle NS1, NS2 an das jeweilige lokale Kommunikationsnetz angebunden und über diese Figure 1 shows schematically a data transmission system for long-distance data transmission via an optical Transmission medium, as it is commonly used today, for example in the high-speed area. The data transmission system consists of at least two computer units RE1, RE2, which are located in different local communication networks. The computer units RE1, RE2 are connected via a respective network interface NS1, NS2 to the respective local communication network and via this
Schnittstelle NS1, NS2 über eine jeweilige Verbindung LI, L2 im jeweiligen lokalen Kommunikationsnetz mit einer Klienten- schnittsteile Cl, C2 mit einem Transponder Tl, T2 verbunden. Als Verbindung LI, L2 können für kurze Übertragungsstrecken geeignete Übertragungsmedien wie z.B. Kupferkabel, Glasfaser, etc. eingesetzt werden. Als Netztechnologie im lokalen Kommunikationsnetz und damit auch auf den Verbindungen LI, L2 kann beispielsweise Ethernet oder Fibre Channel verwendet werden. Interface NS1, NS2 via a respective connection LI, L2 in the respective local communication network with a client interface parts Cl, C2 connected to a transponder Tl, T2. As connection LI, L2, transmission mediums suitable for short transmission distances, such as e.g. Copper cables, glass fiber, etc. are used. For example, Ethernet or Fiber Channel can be used as network technology in the local communication network and thus also on the connections LI, L2.
Über die Transponder Tl, T2 werden die Datensignale über ein so genanntes Line Interface LI an das optische Übertragungsmedium Wl, W2 eines Übertragungsnetzes weitergeleitet. Als optisches Übertragungsmedium kann beispielsweise ein Glasfaserkabel vorgesehen sein. Mögliche optische Verstärker und andere optische Komponenten, welche auf diesen Verbindungen Wl, W2 üblicherweise zum Einsatz kommen, sind der Einfachheit halber nicht dargestellt. About the transponder Tl, T2, the data signals via a so-called line interface LI be forwarded to the optical transmission medium Wl, W2 a transmission network. As optical transmission medium, for example, a fiber optic cable can be provided. Possible optical amplifiers and other optical components which are usually used on these connections W1, W2 are not shown for the sake of simplicity.
Der Transponder Tl, T2 empfängt dabei z.B. ein optisches Datensignal aus dem lokalen Kommunikationsnetz mit einer ersten Wellenlänge und setzt dieses in ein Datensignal mit einer zweiten Wellenlänge für ein Weiterleiten auf dem optischen Übertragungsmedium Wl, W2 um. Es ist auch denkbar, dass der Transponder Tl, T2 aus dem lokalen Kommunikationsnetz - wenn in diesem z.B. Kupferkabel als Übertragungsmedium verwendet wird - ein elektrisches Datensignal empfängt und in ein optisches Datensignal für eine Weiterleitung im optischen Über- tragungsmedium Wl, W2 umsetzt. Es werden auch optische Datensignale über das optische Übertragungsmedium Wl, W2 vom Transponder über das Line Interface LI empfangen und dann entweder in optische Datensignale mit entsprechender Wellen- länge für das lokale Kommunikationsnetz umgesetzt bzw. in elektrische Datensignale für das lokale Kommunikationsnetz umgewandelt. Für die Übertragung auf dem optischen Übertragungsmedium Wl, W2 werden die Datensignale beispielsweise als so genannte WDM-Binärsignale (wavelength division multiplex oder Wellenlängen-Multiplex) eingespeist und Wellenlängenmul- tiplexsysteme wie z.B. DWDM (dense wavelength division multiplex) oder CWDM (coarse wavelength division multiplex) verwendet . In this case, the transponder T1, T2 receives, for example, an optical data signal from the local communication network having a first wavelength and converts this into a data signal having a second wavelength for forwarding on the optical transmission medium W1, W2. It is also conceivable that the transponder Tl, T2 from the local communication network - when in this example copper cable is used as a transmission medium - receives an electrical data signal and converts it into an optical data signal for forwarding in the optical transmission medium Wl, W2. Optical data signals are also received via the optical transmission medium W1, W2 from the transponder via the line interface LI and then converted either into optical data signals with corresponding wave signals. Implemented length for the local communication network or converted into electrical data signals for the local communication network. For transmission on the optical transmission medium W1, W2, the data signals are supplied, for example, as so-called WDM binary signals (wavelength division multiplex or wavelength division multiplexing) and wavelength division multiplex systems such as DWDM (dense wavelength division multiplex) or CWDM (coarse wavelength division multiplex ) used.
Bei entsprechend langen Übertragungsstrecken über das optische Übertragungsmedium Wl, W2 kann es beispielsweise durch Rauschen, Laufzeitunterschieden, Störungen im optischen Übertragungsmedium (z.B. Glasfaserkabel, etc.) zu Übertragungs- fehler bzw. -Störungen bei den Datensignalen kommen. Durch derartige Störungen ist die Länge einer direkten Übertragungsstrecke zwischen Rechnereinheiten bzw. lokalen Kommunikationsnetzen beschränkt. Um eine Übertragungsstrecke bzw. eine Reichweite der Datensignale zu vergrößern, werden so ge- nannte Regeneratoren Rl in einem Übertragungsnetz eingesetzt. Durch den Regenerator Rl, welcher ebenfalls zum Senden und/oder Empfangen von optischen Datensignalen so genannte Line Interfaces LI aufweist, werden die zu übertragenden Datensignale verstärkt, takt- und formmäßig wiederhergestellt und dann entsprechend weitergeleitet. With correspondingly long transmission paths via the optical transmission medium W1, W2, transmission errors or disturbances in the data signals can occur, for example, due to noise, transit time differences, disturbances in the optical transmission medium (for example optical fiber cables, etc.). Such disturbances limit the length of a direct transmission link between computer units or local communication networks. In order to increase a transmission distance or a range of the data signals, so-called regenerators R1 are used in a transmission network. By means of the regenerator R 1, which likewise has so-called line interfaces L 1 for transmitting and / or receiving optical data signals, the data signals to be transmitted are amplified, restored in terms of timing and shape, and then forwarded accordingly.
Bei einem derartigen - wie in Figur 1 dargestellten - Datenübertragungssystems für Weitverkehrsdatenübertragung wird beispielsweise die Datenübertragung und eine entsprechende Überwachung der Datenübertragung auf der Übertragungsstrecke Wl, W2 entsprechend optimiert. So werden z.B. bei den Verbindungen des optischen Übertragungsmedium Wl, W2 zwischen den jeweiligen Transpondern Tl, T2 und dem beispielhaften Regenerator Rl Verbindungen gemäß der von der ITU in der Empfehlung G.709 standardisierten Optical Transport Hierarchy bzw. OTH- Hierarchie eingesetzt, durch welche auf der Übertragungsebene für optische Netze einheitliche Signalstrukturen, Überwa- chungs- und Alarmfunktionen definiert werden. Dabei erfolgt ein Transport der zu übertragenden Datensignale in so genannten Containern. Die Datensignale können dabei beispielsweise aus lokalen Kommunikationsnetzen mit Ethernet, Fibre-Channel , einem SDH-Netz oder ATM-Netz stammen. Über eine Rahmenbildung werden aus den paketvermittelten Daten Datenpakete erzeugt, welche dann z.B. vom Transponder Tl, T2 in optische Datensignale gewandelt und einer Wellenlänge zur Übertragung aufmodu¬ liert werden. Zusätzlich können die Datensignale z.B. durch den Transponder Tl, T2 durch zusätzliche Overhead-Daten für eine Überwachung und/oder Fehlerkorrektur (z.B. durch eine Vorwärtsfehlerkor- rektur (FEC) ) ergänzt werden. Durch eine inkludierte Fehler¬ korrektur kann zwar die Übertragungsstrecke zum nächsten Transponder Tl, T2 oder Regenerator Rl vergrößert werden, es besteht allerdings der Nachteil, dass sich insbesondere durch die genutzte Fehlerkorrektur sowie deren Dekodierung eine Laufzeitverzögerung vergrößert, da eine Übertragungszeit von Datensignalen insbesondere von einer verwendeten Datenrate, Blockgröße, der genutzten Fehlerkorrektur sowie von einem entsprechend zugehörigen Dekodierungsalgorithmus abhängen. Eine Verzögerungslaufzeit kann beispielsweise bei einem Da¬ tensignal mit ca. 10Gbit/s bei Verwendung einer Standard- Vorwärtsfehlerkorrektur z.B. gemäß der ITU Empfehlung G.709 von einigen Mikrosekunden bis zu mehr als 100 ]is beispielsweise bei Verwendung einer optimierten Vorwärt sfehlerkorrektur gemäß der ITU Empfehlung G975.1 betragen. In such - as shown in Figure 1 - data transmission system for long-distance data transmission, for example, the data transmission and a corresponding monitoring of data transmission on the transmission line Wl, W2 optimized accordingly. Thus, for example, in the case of the connections of the optical transmission medium W1, W2 between the respective transponders T1, T2 and the exemplary regenerator R1, connections according to the Optical Transport Hierarchy or OTH hierarchy standardized by the ITU in Recommendation G.709 are used, by which the transmission level for optical networks uniform signal structures, monitoring and alarm functions are defined. This takes place a transport of the data signals to be transmitted in so-called containers. The data signals can originate, for example, from local communication networks with Ethernet, Fiber Channel, an SDH network or ATM network. About a framing data packets are generated from the packet-switched data, which then, for example, from the transponder Tl, T2 converted into optical data signals and a wavelength for transmission aufmodu ¬ lation. In addition, the data signals can be supplemented, for example, by the transponder T 1, T 2 by additional overhead data for monitoring and / or error correction (eg by a forward error correction (FEC)). By an included error ¬ correction, although the transmission line can be increased to the next transponder Tl, T2 or regenerator R, but there is a disadvantage in that a propagation delay is enlarged in particular by the used error correction as well as their decoding, since a transmission time of data signals in particular from a used data rate, block size, the error correction used and depend on a corresponding decoding algorithm. A delay maturity, for example, in a Da ¬ tensignal with about 10 Gbit / s using a standard forward error correction, for example, in accordance with ITU Recommendation G.709 up to more than 100] is, for example, when using an optimized Vorwärt sfehlerkorrektur of a few microseconds in accordance with ITU Recommendation G975.1 amount.
Bei Datenübertragungssystemen für Weitverkehrsdatenübertra- gung - wie in Figur 1 dargestellt - wird daher beispielsweise eine Datenübertragung ohne oder mit sehr einfacher Rahmenbildung und/oder ohne Fehlerkorrektur verwendet, um die Verzögerungslaufzeit bei der Datenübertragung zu reduzieren. Dadurch kann zwar eine Gesamtverzögerungslaufzeit der Datenübertra- gung zwischen Rechnereinheiten RE1, RE2 bzw. den lokalen Kommunikationsnetzen dieser Rechnereinheiten RE1, RE2 reduziert werden, allerdings sind durch einen Verzicht auf eine Fehler¬ korrektur bei der Datenübertragung zusätzliche Regeneratoren Rl zur Überbrückung der gleichen Distanz notwendig. Dadurch entsteht insbesondere durch den Verzicht auf die Fehlerkorrektur, ein zusätzlicher Aufwand sowie zusätzliche Kosten bei Aufbau, Management und Wartung des Datenübertragungssystems. In data transmission systems for long-distance data transmission - as shown in Figure 1 - therefore, for example, a data transmission without or with very simple framing and / or error correction is used to reduce the delay time in the data transmission. Characterized indeed may have an overall delay duration of the data transmission between the computer units RE1, RE2 or the local communication networks of such computer units RE1, RE2 be reduced, however, are characterized by an absence of an error correction in data transmission ¬ additional regenerators Rl necessary to bridge the same distance. This results in particular by the waiver of the error correction, an additional expense and additional costs in construction, management and maintenance of the data transmission system.
Das erfindungsgemäße System nach Figur 2 überwindet die Nachteile des in Figur 1 beispielhaft dargestellten üblicherweise eingesetzten Datenübertragungssystems für Weitverkehrsdatenübertragung sowie entsprechende Anpassungen dieses in Figur 1 dargestellten Systems an eine Verkürzung einer Latenzzeit bei der Datenübertragung. The system according to the invention according to FIG. 2 overcomes the disadvantages of the typically used data transmission system for long-distance data transmission illustrated by way of example in FIG. 1 as well as corresponding adaptations of this system shown in FIG. 1 to a shortening of a latency in the data transmission.
Figur 2 zeigt in beispielhafter und schematischer Weise das erfindungsgemäße System zur Datenübertragung in einem opti- sehen Übertragungsmedium Wl, W2 (z.B. Glasfaserkabel, etc.) für eine Weitverkehrsdatenübertragung. Das erfindungsgemäße System umfasst wieder zumindest zwei Rechnereinheiten RE1, RE2, welche in unterschiedlichen lokalen und voneinander entfernten lokalen Kommunikationsnetzen untergebracht sind. Von den Rechnereinheiten RE1, RE2 werden über ein optisches Übertragungsmedium Wl, W2 eines Übertragungsnetzes - insbesondere eines optischen Netzes - vor allem zeitkritische Datensignale ausgetauscht . Die Rechnereinheiten RE1, RE2 weisen jeweils eine Transponde- reinheit TE1, TE2 auf, welche in die jeweilige Rechnereinheit RE1, RE2 integriert ist und einen in Figur 3a beispielhaft und schematisch dargestellten Aufbau aufweist. Über diese Transpondereinheit TE1, TE2 ist die jeweilige Rechnereinheit RE1, RE2 direkt an das optische Übertragungsmedium anschließbar, wodurch für das zu übertragenden Datensignal ein Übertragen in einem lokalen Kommunikationsnetz und ein Umsetzen in einem eigenständigen Transponder von einem lokalen Kommunikationsnetz in das Übertragungsnetz sowie die entsprechen- den Verzögerungszeiten wegfallen. Für die Übertragung auf dem optischen Übertragungsmedium Wl, W2 werden die Datensignale beispielsweise wieder als so genannte WDM-Binärsignale (wave- length division multiplex oder Wellenlängen-Multiplex) einge- speist und Wellenlängenmultiplexsysteme wie z . B. DWDM (dense wavelength division multiplex) oder CWDM (coarse wavelength division multiplex) verwendet. FIG. 2 shows in an exemplary and schematic way the system according to the invention for data transmission in an optical transmission medium W1, W2 (eg fiber-optic cable, etc.) for a long-distance data transmission. The system according to the invention again comprises at least two computer units RE1, RE2, which are accommodated in different local and remote local communication networks. Of the computer units RE1, RE2 are exchanged over an optical transmission medium Wl, W2 a transmission network - especially an optical network - especially time-critical data signals. The computer units RE1, RE2 each have a transponder unit TE1, TE2, which is integrated into the respective computer unit RE1, RE2 and has a configuration shown by way of example and schematically in FIG. 3a. By means of this transponder unit TE1, TE2, the respective computer unit RE1, RE2 can be connected directly to the optical transmission medium, whereby for the data signal to be transmitted a transmission in a local communication network and a conversion in a separate transponder from a local communication network into the transmission network and the corresponding the delay times are eliminated. For example, for transmission on the optical transmission medium W1, W2, the data signals are again input as so-called WDM binary signals (wave-length division multiplex or wavelength-multiplexing). feeds and wavelength division multiplexing systems such. B. DWDM (dense wavelength division multiplex) or CWDM (coarse wavelength division multiplex) used.
Bei entsprechend langen Übertragungsstrecken, bei welchen aufgrund von Störungen eine direkte Übertragung bzw. direkte Verbindung für eine Übertragung von Datensignalen zwischen den Rechnereinheiten RE1, RE2 nicht sinnvoll ist, kann zumindest - je nach Länge der Übertragungsstrecke - eine Regeneratoreinheit R eingefügt sein. Ein Aufbau dieser Regeneratoreinheit R, welche als Plug-in- oder Einsteckeinheit ausgeführt sein kann und entweder in einem eigenen Gehäuse oder in bereits - nicht dargestellten Netzknoten - untergebracht werden kann, ist beispielhaft und in schematischer Weise in Figur 3b dargestellt. In accordance with long transmission distances, in which due to disturbances a direct transmission or direct connection for a transmission of data signals between the computer units RE1, RE2 is not useful, at least - depending on the length of the transmission line - a regenerator R be inserted. A construction of this regenerator unit R, which can be embodied as a plug-in or plug-in unit and can either be accommodated in its own housing or in network nodes (not shown), is shown by way of example and schematically in FIG. 3b.
Für eine weitere Reduktion der Verzögerungslaufzeit sind beim erfindungsgemäßen System auf dem optischen Übertragungsmedium Wl, W2 entsprechende Transportprotokolle wie z.B. standardisierte Hochgeschwindigkeitsprotokolle (z.B. InfiniBand, PCI Express, Fibre Channel, etc.) in Verwendung. Weiterhin kann die Verzögerungslaufzeit durch einen Einsatz von auf geringe Verzögerungslaufzeit optimierten Algorithmen für Kodierung, Dekodierung und für eine Fehlerkorrektur der Datensignale reduziert werden sowie eine Distanz zwischen den kommunizierenden Rechnereinheiten RE1, RE2 bzw. den Rechnereinheiten RE1, RE2 und einer gegebenenfalls eingesetzten Regeneratoreinheit R vergrößert werden. Als mögliche Algorithmen für Kodierung, Dekodierung und für eine Fehlerkorrektur mit geringer Verzögerungslaufzeit können dazu beispielsweise so genannte Faltungscodes (z.B. Faltungscodes mit einem so genannten Viter- bi-Decoder, etc.) und/oder Blockcodes mit geringer Blockgröße (z.B. BCH, etc.) verwendet werden. For a further reduction of the delay propagation time in the system according to the invention on the optical transmission medium Wl, W2 corresponding transport protocols such. standardized high-speed protocols (e.g., InfiniBand, PCI Express, Fiber Channel, etc.) in use. Furthermore, the delay transit time can be reduced by using algorithms for coding, decoding and error correction of the data signals that are optimized for low delay propagation time, and a distance between the communicating computer units RE1, RE2 or the computer units RE1, RE2 and an optionally used regenerator unit R can be increased , As possible algorithms for coding, decoding and for error correction with a low delay runtime, for example, so-called convolutional codes (eg convolutional codes with a so-called bitmap decoder, etc.) and / or block codes with a small block size (eg BCH, etc.) can be used. be used.
In Figur 3a ist ein beispielhafter Aufbau einer in die Rechnereinheit RE1, RE2 integrierbaren Transpondereinheit TE1 dargestellt. Die Transpondereinheit TE1 ist dabei als so genannte Plug-in- oder Einsteckeinheit ausgeführt und damit sehr einfach in eine Rechnereinheit RE1, RE2 wie z.B. einen Personal Computer, Rechner, etc. integriert bzw. eingebaut werden. Die Transpondereinheit TE1 weist eine Ansteckeinheit AC für eine direkte Einbindung in die jeweilige Rechnerein- heit RE1, RE2 auf. Weiterhin umfasst eine Transpondereinheit TE1 eine Anschlusseinheit AE für eine Verbindung mit dem optischen Übertragungsmedium Wl, W2. Die Anschlusseinheit AE weist zum Senden und/oder Empfangen von optischen Datensignalen über das optische Übertragungsmedium Wl, W2 auch eine op- tische Sendeeinheit OT und eine optische Empfangseinheit OR auf. Für die optische Sendeeinheit OT und die optische Empfangseinheit OR können beispielsweise entsprechende Plug-InEinheiten, welche für verschiedene Datenraten bzw. Übertragungsanwendungen verfügbar sind, verwendet werden. Durch die Anschlusseinheit AE wird das zu übertragende Datensignal auf das optische Übertragungsmedium Wl, W2 aufmoduliert bzw. von diesem ausgekoppelt. FIG. 3 a shows an exemplary structure of a transponder unit TE 1 that can be integrated into the computer unit RE 1, RE 2. The transponder unit TE1 is designed as a so-called plug-in or plug-in unit and thus very easy in a computer unit RE1, RE2 such as a personal computer, computer, etc. are integrated or installed. The transponder unit TE1 has an attachment unit AC for direct integration into the respective computer unit RE1, RE2. Furthermore, a transponder unit TE1 comprises a connection unit AE for a connection to the optical transmission medium W1, W2. For the transmission and / or reception of optical data signals via the optical transmission medium W1, W2, the connection unit AE also has an optical transmission unit OT and an optical reception unit OR. For example, corresponding plug-in units that are available for different data rates or transmission applications can be used for the optical transmission unit OT and the optical reception unit OR. The connection unit AE modulates the data signal to be transmitted onto the optical transmission medium W1, W2 or decouples it from this.
Für die Verarbeitung der Datensignale und zur Konfiguration und Überwachung umfasst die Transpondereinheit TE1 eine Signalverarbeitungseinheit SV, welche Funktionen zur Konfiguration und Überwachung CM, zur Aufbereitung SP von Datensignalen, zur Kodierung C und Dekodierung D mit entsprechender Fehlerkorrektur von Datensignalen und gegebenenfalls zur Ver- Schlüsselung und Entschlüsselung EN von Datensignalen aufweist. Die Signalverarbeitungseinheit SV kann in einem programmierbaren, logischen, integrierten Schaltkreis (IC) wie z.B. einem Field Programmable Gate Array (FPGA) oder einem Application-specific Integrated Circuit (ASIC) implementiert werden. Mit der Aufbereitungsfunktion SP der Signalverarbeitungseinheit SV werden die von der Rechnereinheit über die Ansteckeinheit AC erhaltenen Datensignale in ein entsprechendes Übertragungsprotokoll umgesetzt. Diese Datensignale werden dann - wenn vorhanden - von der Verschlüsselungsfunktion EN entsprechend verschlüsselt und von der Kodierungsfunktion C für die Übertragung über das optische Übertragungsmedium mit entsprechender Fehlerkorrektur kodiert (z.B. Faltungscode, Blockcode, etc.) und an die Anschlusseinheit bzw. an die optische Sendeeinheit OT weitergeleitet. Die vom optischen Übertragungsmedium Wl, W2 über die Anschlusseinheit AE bzw. die Empfangseinheit OR empfangenen Datensignale werden an die Dekodierungsfunktion D der Signalverarbeitungseinheit SV übertragen und von dieser entsprechend mit entsprechenderFor the processing of the data signals and for configuration and monitoring, the transponder unit TE1 comprises a signal processing unit SV, which functions for configuration and monitoring CM, for processing SP of data signals, for coding C and decoding D with corresponding error correction of data signals and possibly for encryption and Decryption EN of data signals. The signal processing unit SV can be implemented in a programmable logic integrated circuit (IC) such as a Field Programmable Gate Array (FPGA) or an Application-specific Integrated Circuit (ASIC). With the processing function SP of the signal processing unit SV, the data signals received by the computer unit via the plug-on unit AC are converted into a corresponding transmission protocol. These data signals are then - if available - encoded by the encryption function EN and encoded by the encoding function C for transmission over the optical transmission medium with appropriate error correction (eg convolutional code, block code, etc.) and to the connection unit or to the optical transmission unit OT forwarded. The data signals received by the optical transmission medium W1, W2 via the connection unit AE or the reception unit OR are transmitted to the decoding function D of the signal processing unit SV and are correspondingly assigned by the same
Fehlerkorrektur - insbesondere z.B. Faltungscode mit Viterbi- Decoder oder Blockcode (z.B. BCH) - dekodiert. Bei verschlüsselten Datensignalen wird die Verschlüsselungsfunktion zum Entschlüsseln der Datensignale durchlaufen, bevor die Daten- Signale von der Aufbereitungsfunktion SP der Signalverarbeitungseinheit SV für eine Weiterbearbeitung in der Rechnereinheit RE1, RE2 aufbereitet und an die Ansteckeinheit AC übertragen werden . Error correction - especially e.g. Convolutional code with Viterbi decoder or block code (e.g., BCH) decoded. In the case of encrypted data signals, the encryption function is run through to decrypt the data signals before the data signals are processed by the processing function SP of the signal processing unit SV for further processing in the computer unit RE1, RE2 and transmitted to the plug-on unit AC.
Figur 3b zeigt beispielhaft und schematisch eine im erfindungsgemäßen System einsetzbare Regeneratoreinheit R. Die Regeneratoreinheit R, welche in einem eigenen Gehäuse oder integriert in einen Netzknoten des Übertragungsnetzes einsetzbar ist, weist eine Energieversorgungseinheit PS auf. Zusätzlich umfasst die Regeneratoreinheit R zumindest zwei Anschlusseinheiten AE, welche für das Empfangen und/oder Senden von Datensignalen über das optische Übertragungsmedium je eine optische Empfangseinheit OR und eine optische Sendeeinheit OT aufweisen. Dabei können für die optische Sendeeinheit OT und die optische Empfangseinheit OR z.B. entsprechende Plugin-Einheiten, welche für verschiedene Datenraten bzw. Übertragungsanwendungen verfügbar sind, verwendet werden. FIG. 3b shows, by way of example and schematically, a regenerator unit R which can be used in the system according to the invention. The regenerator unit R, which can be used in a separate housing or integrated into a network node of the transmission network, has a power supply unit PS. In addition, the regenerator unit R comprises at least two terminal units AE, which each have an optical receiving unit OR and an optical transmitting unit OT for receiving and / or transmitting data signals via the optical transmission medium. At this time, for the optical transmitting unit OT and the optical receiving unit OR, e.g. corresponding plug-in units, which are available for different data rates or transmission applications, are used.
Weiterhin umfasst die Regeneratoreinheit R eine Signalverar- beitungseinheit SVR, welche in einem programmierbaren, logischen, integrierten Schaltkreis (IC) wie z.B. einem Field Programmable Gate Array (FPGA) oder einem Application- specific Integrated Circuit (ASIC) implementiert werden kann. Die Signalverarbeitungseinheit SVR umfasst dabei zumindest eine Konfigurations- und Überwachungsfunktion CM für eineFurthermore, the regenerator unit R comprises a signal processing unit SVR, which is used in a programmable logic integrated circuit (IC), such as e.g. a Field Programmable Gate Array (FPGA) or an Application Specific Integrated Circuit (ASIC). The signal processing unit SVR comprises at least one configuration and monitoring function CM for a
Steuerung der Regeneratoreinheit R sowie entsprechende Funktionen für eine Signalregeneration, welche Funktionen für Kodierung C und Dekodierung D von Datensignalen mit entspre- chender Fehlererkennung und -korrektur je Anschlusseinheit AE bzw. für jede Übertragungsrichtung umfassen können. Dabei ist in der Regeneratoreinheit R dieselbe Kodierung C bzw. Dekodierung D bzw. dieselbe Fehlerkorrektur / derselbe Algorithmus zur Fehlererkennung und -korrektur wie in der Transponde- reinheit TE1 vorgesehen. Damit ist es nicht notwendig, bei verschlüsselten Datensignalen auf die Verschlüsselung zuzugreifen. Die Verschlüsselung bzw. Entschlüsselung - sofern eine Verschlüsselung der Datensignale vorgesehen ist - wird in der Rechnereinheit RE1, RE2 von der jeweiligen Transponde- reinheit TE1, TE2 durchgeführt. Von der Regeneratoreinheit R werde die Datensignal nur entsprechend verstärkt, um eine Übertragungsreichweite zu vergrößern . Control of the regenerator unit R and corresponding functions for a signal regeneration, which functions for coding C and decoding D of data signals with corresponding may include error detection and correction per connection unit AE or for each transmission direction. In this case, the same coding C or decoding D or the same error correction / the same algorithm for error detection and correction is provided in the regenerator unit R as in the transponder unit TE1. Thus, it is not necessary to access the encryption for encrypted data signals. The encryption or decryption - if an encryption of the data signals is provided - is performed in the computer unit RE1, RE2 of the respective transponder purity TE1, TE2. The regenerator unit R amplifies the data signal only correspondingly in order to increase a transmission range.
Alternativ kann die Signalverarbeitungsemheit (SVR) nur Funktionen zur Signalregeneration ohne Funktionen zur Kodierung C und Dekodierung D mit Fehlererkennung und -korrektur aufweisen. D.h. diese Funktionen C, D bzw. eine Fehlerkorrektur entfällt und es erfolgt einfach eine Weiterleitung eines über das optische Übertragungsmedium Wl, W2 empfangenen Signals in einer takt- und formmäßig wiederhergestellten Art. Alternatively, the signal processing unit (SVR) can only have functions for signal regeneration without functions for coding C and decoding D with error detection and correction. That these functions C, D or an error correction is omitted and there is simply a forwarding of a signal received via the optical transmission medium Wl, W2 in a clock and formally restored type.

Claims

Patentansprüche Patent claims
System zur Datensignalübertragung m einem optischen Übertragungsmedium (Wl, W2 ) , insbesondere für Weitverkehrsdatenübertragung, bestehend aus zumindest zwei Rechnereinheiten (RE1, RE2), zwischen welchen Datensignale über das optische Übertragungsmedium (Wl, W2) gesendet sowie empfangen und ausgetauscht werden, und welche Teil von unterschiedlichen lokalen Kommunikationsnetzen sind, dadurch gekennzeichnet, dass je Rechnereinheit (RE1, RE2) eine Transpondereinheit (TE1, TE2) vorgesehen ist, welche in die jeweilige Rechnereinheit (RE1, RE2) direkt integriert ist, und über welche die jeweilige Rechnereinheit (RE1, RE2) direkt an das optische Übertragungsmedium (Wl, W2) anschließbar ist. System for data signal transmission in an optical transmission medium (Wl, W2), in particular for wide area data transmission, consisting of at least two computer units (RE1, RE2), between which data signals are sent, received and exchanged via the optical transmission medium (Wl, W2), and which part of different local communication networks, characterized in that a transponder unit (TE1, TE2) is provided for each computer unit (RE1, RE2), which is directly integrated into the respective computer unit (RE1, RE2), and via which the respective computer unit (RE1, RE2) can be connected directly to the optical transmission medium (Wl, W2).
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Transpondereinheit (TE1, TE2) zumindest um- fasst : System according to claim 1, characterized in that the transponder unit (TE1, TE2) at least comprises:
- eine Ansteckeinheit (AC) für eine direkte Einbindung in die jeweilige Rechnereinheit (RE1, RE2), - a plug-in unit (AC) for direct integration into the respective computer unit (RE1, RE2),
- eine Anschlusseinheit (AE) für eine Verbindung zum optischen Übertragungsmedium (Wl, W2) und zum Senden und/oder Empfangen von Datensignalen über das optische Übertragungsmedium (Wl, W2 ) , - a connection unit (AE) for a connection to the optical transmission medium (Wl, W2) and for sending and / or receiving data signals via the optical transmission medium (Wl, W2),
- eine Signalverarbeitungseinheit (SV) mit zumindest Funktionen für Aufbereitung (SP) , Kodierung (C) und Deko- dierung (D) von Datensignalen mit entsprechender Fehlererkennung und -korrektur. - a signal processing unit (SV) with at least functions for processing (SP), coding (C) and decoding (D) of data signals with corresponding error detection and correction.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Transpondereinheit (TE1, TE2) weiterhin eine Verschlüsselungsfunktion (EN) zum Verschlüsseln und Entschlüsseln von Datensignalen umfasst. System according to one of claims 1 to 2, characterized in that the transponder unit (TE1, TE2) further comprises an encryption function (EN) for encrypting and decrypting data signals.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass für die Datensignalübertragung auf dem optischen Übertragungsmedium (Wl, W2) Übertra- gungsprotokolle für serielle Hochgeschwindigkeitsübertra gung, insbesondere InfiniBand, PCI Express oder Fibre Channel, vorgesehen sind. System according to one of claims 1 to 3, characterized in that for the data signal transmission on the optical transmission medium (Wl, W2) transmission protocols for high-speed serial transmission, in particular InfiniBand, PCI Express or Fiber Channel, are provided.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass für die Kodierung (C) , die Deko- dierung (D) und für die Fehlerkorrektur der Datensignale auf eine geringe Verzögerungslaufzeit optimierte Algorithmen, insbesondere Faltungskodes und/oder Blockkodes mit geringer Blockgröße, vorgesehen sind. System according to one of claims 1 to 4, characterized in that for the coding (C), the decoding (D) and for the error correction of the data signals, algorithms optimized for a short delay time, in particular convolution codes and / or block codes with a small block size, are provided.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von einer Länge einer jeweils für die Übertragung der Datensignale zwischen den beiden Rechnereinheiten (Rl, R2) benötigten Übertragungsstrecke des optischen Übertragungsmediums (Wl, W2 ) zumindest eine integrierbare Regeneratoreinheit (R) vorgesehen ist. System according to one of claims 1 to 5, characterized in that, depending on a length of a transmission path of the optical transmission medium (Wl, W2) required for the transmission of the data signals between the two computer units (Rl, R2), at least one integrable regenerator unit (R ) is provided.
System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine integrierbare Regeneratoreinheit (R) zumindest aufweist: System according to claim 6, characterized in that the at least one integrable regenerator unit (R) has at least:
- zumindest zwei Anschlusseinheiten (AE) für eine Anbin- dung zum optischen Übertragungsmedium (Wl, W2 ) und zum Empfangen und zum Weiterleiten von Datensignalen über das optische Übertragungsmedium (Wl, W2 ) , - at least two connection units (AE) for a connection to the optical transmission medium (Wl, W2) and for receiving and forwarding data signals via the optical transmission medium (Wl, W2),
- eine Signalverarbeitungseinheit (SVR) mit Funktionen für eine Signalregeneration. - a signal processing unit (SVR) with functions for signal regeneration.
8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine integrierbare Regenerationseinheit (R) die Signalverarbeitungseinheit (SVR) aufweist, bei welcher die Funktionen für eine Signalregeneration weiterhin Funktionen für die Kodierung (C) und die Deko- dierung (D) von Datensignalen mit entsprechender Fehlererkennung und -korrektur aufweisen. 8. System according to claim 7, characterized in that the at least one integrable regeneration unit (R) has the signal processing unit (SVR), in which the functions for signal regeneration further include functions for the coding (C) and the decoding (D). Data signals with appropriate error detection and correction.
9. System nach einem der Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalverarbeitungseinheit (SV) der Transpondereinheit (TE1, TE2) und/oder die Signalverarbeitungseinheit (SVR) der Regeneratoreinheit (R) weiterhin eine Konfigurations- und Überwachungsfunktion umfasst . 9. System according to one of claims 7 to 8, characterized in that the signal processing unit (SV) of the transponder unit (TE1, TE2) and / or the signal processing unit (SVR) of the regenerator unit (R) further comprises a configuration and monitoring function.
10. System nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalverarbeitungseinheit (SV) der Transpondereinheit (TE1, TE2) und/oder die Signalverarbeitungseinheit (SVR) der Regeneratoreinheit (R) aus einem programmierbaren, integrierten Schaltkreis, insbesondere aus einem so genannten Field Programmable Gate Array oder einem so genannten Application-specific Integrated Circuit aufgebaut ist. 10. System according to one of claims 7 to 9, characterized in that the signal processing unit (SV) of the transponder unit (TE1, TE2) and / or the signal processing unit (SVR) of the regenerator unit (R) from a programmable, integrated circuit, in particular from a so-called field programmable gate array or a so-called application-specific integrated circuit.
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