DE19734311A1 - Arrangement for the transmission of optical signals with equivalent circuit effect - Google Patents
Arrangement for the transmission of optical signals with equivalent circuit effectInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Übertragung optischer Signale in einem optischen Netz mit einer zwischen wenigstens einem Sender und wenigstens einem Empfänger geschalteten Übertragungsstrecke.The invention relates to an arrangement for transmission optical signals in an optical network with a between at least one transmitter and at least one Receiver switched transmission path.
Anordnungen der gattungsgemäßen Art sind bekannt. So werden zur Übertragung optischer Signale aus Licht wellenleitern bestehende optische Netze fest verlegt, die an ihren Endpunkten mit wenigstens einem Empfän ger und wenigstens einem Sender gekoppelt sind. Um eine Übertragung der optischen Signale auch für den Fall sicher zu stellen, daß eine Hauptübertragungs leitung des optischen Netzes unterbrochen ist, werden bekanntermaßen parallele oder auf Alternativtrassen geführte Ersatzübertragungsleitungen verlegt. Diese übernehmen automatisch die Übertragung der optischen Signale, wenn die Hauptübertragungsleitung, bei spielsweise durch Erdarbeiten, mechanisch beschädigt ist. Um die Umschaltung von der Hauptübertragungs leitung auf die Ersatzübertragungsleitung vorzuneh men, werden zum Beispiel die optischen Signale gleichzeitig sowohl in die Hauptübertragungsleitungen als auch in die Ersatzübertragungsleitungen ein gespeist. Um zu verhindern, daß die in die Haupt übertragungsleitung und die Ersatzübertragungsleitung eingespeisten optischen Signale sich überlagern, ist dann auf der Empfangsseite eine Umschaltanordnung vorzusehen, die von einer Signalerkennungseinrichtung gesteuert wird. Erkennt die Signalerkennungs einrichtung, daß über die Hauptübertragungsleitung die Übertragung optischer Signale unterbrochen ist, erfolgt ein Kommando an die Umschaltanordnung, die daraufhin die Übertragung auf die Ersatzübertragungs leitung umschaltet. Hierbei ist nachteilig, daß die Signalerkennungs- und Umschaltanordnungen nur mit einem relativ hohen Aufwand realisiert werden können, und sich durch die Umschaltung, zumindest vorüberge hend, Störungen bei der Übertragung der optischen Signale ergeben.Arrangements of the generic type are known. So are used to transmit optical signals from light existing optical networks permanently installed in waveguides, those at their endpoints with at least one recipient ger and at least one transmitter are coupled. Around a transmission of the optical signals for the Case to make sure that a main transfer line of the optical network is interrupted As is known, parallel or on alternative routes routed replacement transmission lines laid. This automatically take over the transmission of the optical Signals when the main transmission line, at for example due to earthworks, mechanically damaged is. To switch from the main transmission line on the replacement transmission line the optical signals, for example simultaneously in both the main transmission lines as well as in the spare transmission lines fed. To prevent the in the main transmission line and the replacement transmission line injected optical signals overlap then a switching arrangement on the receiving side to be provided by a signal detection device is controlled. Detects the signal detection facility that over the main transmission line the transmission of optical signals is interrupted, there is a command to the switching arrangement, the then the transfer to the replacement transfer line switches. The disadvantage here is that the Signal detection and switching arrangements only with can be realized at a relatively high cost, and by switching, at least temporarily hend, interference in the transmission of the optical Give signals.
Die erfindungsgemäße Anordnung mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen bietet demgegenüber den Vorteil, daß eine Umschaltung zwischen der Hauptübertragungs leitung und der Ersatzübertragungsleitung in einfa cher Weise ohne eine zusätzliche Signalerkennungsein richtung und Umschaltanordnung möglich ist. Dadurch, daß die Hauptübertragungsleitung und die Ersatzüber tragungsleitung derart ausgelegt sind, daß ein von der Hauptübertragungsleitung gelieferter Empfangspe gel der optischen Signale definiert höher ist als ein von der Ersatzübertragungsleitung gelieferter Emp fangspegel der optischen Signale, kann über eine aus anderen Gründen ohnehin vorhandene in den Empfänger integrierte automatische Pegelregelung der Ausfall des Empfangs über die Hauptübertragungsleitung er kannt und selbsttätig auf den Empfang der optischen Signale über die Ersatzübertragungsleitung umgestellt werden. Dadurch, daß ein definierter Pegelunterschied zwischen den Empfangspegeln der Hauptübertragungslei tung und der Ersatzübertragungsleitung besteht, er reichen zwar bei intakten Hauptübertragungsleitungen die optischen Signale beider Wege mit unterschiedli chen Pegeln den Empfänger, jedoch wird durch den höheren Pegel über die Hauptübertragungsleitung nur das optische Signal dieses Weges ausgewertet. Erst bei Ausfall der optischen Signale mit dem hohen Emp fangspegel erfaßt die automatische Pegelregelung die identischen optischen Signale mit dem niederen Pegel, so daß eine Unterbrechung der Übertragung der opti schen Signale nicht erfolgt.The arrangement according to the invention with the in claim 1 In contrast, the features mentioned have the advantage that switching between the main transmission line and the replacement transmission line in simple way without additional signal detection direction and switching arrangement is possible. Thereby, that the main transmission line and the spare over transmission line are designed so that one of the reception signal delivered to the main transmission line gel of the optical signals is defined higher than one Emp delivered by the replacement transmission line catch level of the optical signals, can be switched off other reasons already existing in the recipient integrated automatic level control of failure of reception over the main transmission line knows and automatically on the receipt of the optical Signals changed over the replacement transmission line become. Because a defined level difference between the reception levels of the main transmission line device and the replacement transmission line, he are sufficient for intact main transmission lines the optical signals of both ways with differ level the receiver, however, by the higher level over the main transmission line only the optical signal of this path is evaluated. First in case of failure of the optical signals with the high emp The automatic level control detects the catch level identical optical signals with the low level, so that an interruption in the transmission of the opti signals did not occur.
Somit erfolgt sehr vorteilhaft ohne zusätzliche Maß nahmen und Geräte allein durch die definiert unter schiedlichen Pegel beider Wege im Zusammenwirken mit der automatischen Pegelregelung des Empfängers die Umschaltung.This is very advantageous without any additional measure and devices defined solely by the different levels of both ways in cooperation with the automatic level control of the receiver Switching.
In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß sich der definierte Pegelunterschied der optischen Signale in der Hauptübertragungsleitung und der Er satzübertragungsleitung durch eine Verlegung der Ersatzübertragungsleitung auf einem Umweg zwischen dem Sender und dem Empfänger von allein ergibt, da dann die Ersatzübertragungsleitung eine definiert höhere Dämpfung für die optischen Signale aufweist.In an embodiment of the invention it is provided that the defined level difference of the optical Signals in the main transmission line and the Er transmission line by relocating the Replacement transmission line on a detour between the sender and the receiver by itself, because then the replacement transmission line defines one has higher attenuation for the optical signals.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorge sehen, daß die Übertragung der optischen Signale über die Hauptübertragungsleitung und die Ersatzübertra gungsleitung mit einer definiert unterschiedlichen Dämpfung erfolgt. Hier kann zum Beispiel in einfacher Weise ein definierter Pegelunterschied zwischen den optischen Signalen in der Hauptübertragungsleitung und der Ersatzübertragungsleitung durch ein passives optisches Element, das an sich für die Aufteilung des optischen Signales auf die Hauptübertragungsleitung und die Ersatzübertragungsleitung sowieso vorhanden ist, oder durch ein zusätzliches Dämpfungsglied erfolgen.In a further embodiment of the invention is provided see that the transmission of the optical signals over the main transmission line and the spare transmission management with a defined different Damping takes place. Here, for example, in simpler Way a defined level difference between the optical signals in the main transmission line and the replacement transmission line by a passive optical element, which is in itself for the division of the optical signals on the main transmission line and the spare transmission line exists anyway is, or by an additional attenuator respectively.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.Further advantageous embodiments of the invention result from the rest, in the subclaims mentioned features.
Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungs beispiel anhand der zugehörigen Zeichnung, die sche matisch ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Anordnung zeigt, näher erläutert. The invention is in one embodiment example using the accompanying drawing, the cal matically a block diagram of the invention Arrangement shows, explained in more detail.
In der Figur ist als Teil eines optischen Netzes eine optische Übertragungsstrecke 10 zur Übertragung opti scher Signale von einem Sender 12 zu einem Empfänger 14 dargestellt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist nur ein Sender 12 und nur ein Empfänger 14 darge stellt. Es ist selbstverständlich möglich, die erfin dungsgemäße Anordnung auch bei optischen Netzen ein zusetzen, die eine Vielzahl von Sendern 12 und Emp fängern 14 aufweisen, wobei die Sender 12 und die Empfänger 14 jeweils an zwei Enden des optischen Netzes angeordnet sein können.In the figure, an optical transmission link 10 for transmitting optical signals from a transmitter 12 to a receiver 14 is shown as part of an optical network. For the sake of clarity, only one transmitter 12 and only one receiver 14 is Darge. It is of course possible to use the arrangement according to the invention also in optical networks which have a plurality of transmitters 12 and receivers 14 , the transmitters 12 and the receivers 14 each being able to be arranged at two ends of the optical network.
Die optische Übertragungsstrecke 10 umfaßt eine Hauptübertragungsleitung 16 sowie eine Ersatzüber tragungsleitung 18. Die Hauptübertragungsleitung 16 und die Ersatzübertragungsleitung 18 werden jeweils von Lichtwellenleitern, beispielsweise Glasfasern gebildet, mittels denen optische Signale übertragbar sind.The optical transmission path 10 comprises a main transmission line 16 and a replacement transmission line 18th The main transmission line 16 and the replacement transmission line 18 are each formed by optical fibers, for example glass fibers, by means of which optical signals can be transmitted.
Der Sender 12 ist über einen Koppler 20 mit der Hauptübertragungsleitung 16 und der Ersatzübertra gungsleitung 18 verbunden. Der Koppler 20 ist zum Beispiel als symmetrischer Koppler ausgebildet, der eine Nenndämpfung von 3 dB je Ausgang aufweist. Hier durch werden die vom Sender 12 gesendeten optischen Signale mit gleicher Amplithude in die Hauptübertra gungsleitung 16 und die Ersatzübertragungsleitung 18 eingespeist. The transmitter 12 is connected via a coupler 20 to the main transmission line 16 and the replacement transmission line 18 . The coupler 20 is designed, for example, as a symmetrical coupler that has a nominal attenuation of 3 dB per output. Here, the optical signals sent by the transmitter 12 are fed with the same amplitude into the main transmission line 16 and the replacement transmission line 18 .
Am empfängerseitigen Ende sind die Hauptübertragungs leitung 16 und die Ersatzübertragungsleitung 18 mit einem weiteren Koppler 22 verbunden, dessen Ausgang mit dem Empfänger 14 verbunden ist. Der Koppler 22 hat beispielsweise ebenfalls eine Nenndämpfung von 3 dB je Eingang. Die Übertragung der optischen Signale zwischen dem Sender 12 und dem Empfänger 14 erfolgt somit ausschließlich über passive optische Komponen ten.At the receiver end, the main transmission line 16 and the replacement transmission line 18 are connected to a further coupler 22 , the output of which is connected to the receiver 14 . The coupler 22 , for example, also has a nominal attenuation of 3 dB per input. The transmission of the optical signals between the transmitter 12 and the receiver 14 thus takes place exclusively via passive optical components.
Obwohl von dem Sender 12 die optischen Signale gleichzeitig mit gleichem Pegel in die Hauptübertra gungsleitung 16 und die Ersatzübertragungsleitung 18 eingespeist werden, wird die Übertragungsstrecke 10 so betrieben, daß die vom Empfänger 14 über die Hauptübertragungsleitung 16 empfangenen optischen Signale mit einem definiert höheren Empfangspegel empfangen werden als die über die Ersatzübertragungs leitung 18 empfangenen optischen Signale. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß wie je weils gestrichelt in der Hauptübertragungsleitung 16 und der Ersatzübertragungsleitung 18 eingezeichnet, ein Pegelsteller 24 beziehungsweise 26 zwischenge schaltet wird. Über die Pegelsteller 24 und 26 wird das optische Signal in seinem Pegel so beeinflußt, daß sich ein definierter Pegelunterschied der vom Empfänger 14 über den Koppler 22 gleichzeitig empfan genen optischen Signale über die Hauptübertragungs leitung 16 und die Ersatzübertragungsleitung 18 er gibt. Der einzustellende Pegelunterschied muß min destens so groß sein, wie ein vom zu übertragenden optischen Signal geforderten Störabstand. Der Pegel unterschied beträgt beispielsweise 15 dB, was bei der bekannten digitalen Übertragung optischer Signale als Störabstand in der Regel ausreichend ist.Although from the transmitter 12, the optical signals are simultaneously fed with the same level in the main transmission line 16 and the spare transmission line 18 , the transmission link 10 is operated so that the optical signals received by the receiver 14 via the main transmission line 16 are received with a defined higher reception level than the optical signals received via the equivalent transmission line 18 . This can be achieved, for example, in that a dashed line 24 or 26 is interposed as shown in dashed lines in the main transmission line 16 and the replacement transmission line 18 . About the level adjuster 24 and 26 , the optical signal is affected in its level so that there is a defined level difference of the receiver 14 via the coupler 22 simultaneously received optical signals via the main transmission line 16 and the spare transmission line 18 he gives. The level difference to be set must be at least as large as the signal-to-noise ratio required by the optical signal to be transmitted. The level difference is 15 dB, for example, which is usually sufficient as a signal-to-noise ratio in the known digital transmission of optical signals.
Der Empfänger 14 besitzt eine automatische Pegelrege lung 28, die den Empfang automatisch auf das optische Signal mit dem höheren Pegel einstellt. Im Normalfall wird somit das vom Sender 12 gesendete optische Si gnal über die Hauptübertragungsleitung 16 empfangen, da dieses gegenüber dem über die Ersatzübertragungs leitung 18 gesendeten optischen Signal einen defi niert höheren Empfangspegel liefert. Wird die Haupt übertragungsleitung 16 unterbrochen, beispielsweise mechanisch durch Tiefbauarbeiten, liegt das optische Signal am Empfänger 14 nicht mehr mit dem definiert höheren Empfangspegel über dem Hauptübertragungsweg, sondern mit dem niederen Empfangspegel über die Er satzübertragungsleitung 18 an. Die automatische Pe gelregelung 28 empfängt somit ohne Unterbrechung das gleiche optische Signal, lediglich mit einem niederen Empfangspegel. Über die in den Empfänger integrierte Regelschaltung wird der Pegel des über die Ersatz übertragungsleitung 18 gesendeten optischen Signales entsprechend verstärkt und im Empfänger 14 weiter verarbeitet. Der Dynamikbereich des Empfängers 18 ist hierbei so ausgelegt, daß bezogen auf die sich bei einem normalen Empfangspegel des optischen Signales über die Hauptübertragungsleitung 16 ergebende Ein stellung der Verstärkung eine Verstärkungsreserve vorhanden ist, die mindestens so groß ist wie der pegelunterschied der Empfangspegel der optischen Signale über die Hauptübertragungsleitung 16 und die Ersatzübertragungsleitung 18. Hierdurch wird sicher gestellt, daß das mit dem niederen Empfangspegel gesendete optische Signal über die Ersatzübertra gungsleitung 18 im Falle der Unterbrechung der Haupt übertragungsleitung sofort, das heißt, ohne wesentli che Störung und ohne weitere Umschaltungen vom Emp fänger 14 empfangen wird. Die Übernahme erfolgt hier bei zwangsläufig automatisch, so daß der Empfänger 14 von der Unterbrechung der Hauptübertragungsleitung 16 keinerlei Kenntnis erlangt.The receiver 14 has an automatic level control 28 , which automatically adjusts the reception to the optical signal with the higher level. In the normal case, the optical signal sent by the transmitter 12 is thus received via the main transmission line 16 , since this provides a defined higher reception level than the optical signal sent via the substitute transmission line 18 . If the main transmission line 16 is interrupted, for example mechanically by civil engineering work, the optical signal at the receiver 14 is no longer with the defined higher reception level over the main transmission path, but with the lower reception level over the transmission transmission line 18 . The automatic Pe gel control 28 thus receives the same optical signal without interruption, only with a low reception level. Via the control circuit integrated in the receiver, the level of the optical signal sent via the replacement transmission line 18 is correspondingly amplified and further processed in the receiver 14 . The dynamic range of the receiver 18 is designed so that based on the resulting at a normal reception level of the optical signal via the main transmission line 16 setting of the gain, there is a gain reserve that is at least as large as the level difference of the reception level of the optical signals the main transmission line 16 and the spare transmission line 18 . This ensures that the optical signal sent with the lower reception level via the replacement transmission line 18 in the event of an interruption in the main transmission line is received immediately, that is, without substantial interference and without further switching from the receiver 14 . In this case, the transfer takes place automatically, so that the receiver 14 has no knowledge of the interruption of the main transmission line 16 .
Anstelle der Pegelsteller 24 und 26 kann vorgesehen sein, den Koppler 20 und/oder den Koppler 22 unsymme trisch auszulegen, das heißt, die Dämpfung der opti schen Signale vom Sender 12 auf die Hauptübertra gungsleitung 16 einerseits und die Dämpfung der opti schen Signale vom Sender 12 andererseits auf den Empfänger 14 ist unterschiedlich eingestellt. Hier durch wird ein definierter Pegelunterschied der Emp fangspegel der optischen Signale erreicht, so daß der bereits erläuterte Weiterempfang der optischen Si gnale über die Ersatzübertragungsleitung 18 bei Un terbrechung der Hauptübertragungsleitung 16 erfolgen kann.Instead of the level adjuster 24 and 26 can be provided to design the coupler 20 and / or the coupler 22 asymmetrical, that is, the attenuation of the optical signals from the transmitter 12 to the main transmission line 16 on the one hand and the attenuation of the optical signals from the transmitter 12 on the other hand, the receiver 14 is set differently. Here, a defined level difference of the receiving level of the optical signals is achieved, so that the already described further reception of the optical signals can take place via the substitute transmission line 18 when the main transmission line 16 is interrupted.
Ferner ist möglich, anstelle der Pegelsteller 24 und 26 einen Verstärker in die Hauptübertragungsleitung 16 zu schalten, um eine entsprechende Pegelerhöhung zur Einstellung des definierten Pegelunterschiedes zwischen den über die Hauptübertragungsleitung 16 und den über die Ersatzübertragungsleitung 18 über tragenen optischen Signalen zu erreichen. Der gleiche Effekt wird erreicht, wenn in die Ersatzübertragungs leitung 18 ein Dämpfungsglied eingebaut wird, das eine definierte Pegelabsenkung des über die Ersatz übertragungsleitung 18 gesendeten optischen Signales bewirkt.It is also possible to switch an amplifier into the main transmission line 16 instead of the level adjuster 24 and 26 in order to achieve a corresponding level increase for setting the defined level difference between the optical signals transmitted via the main transmission line 16 and the transmission line 18 via the substitute transmission line. The same effect is achieved when line in the spare transmission 18, an attenuator is installed, which causes a defined level lowering of the transmission line via the protection 18 transmitted optical signal.
In vielen Fällen ist es möglich, die Ersatzübertra gungsleitung 18 so anzuordnen, daß über eine ent sprechend längere Weglänge der Ersatzleitung gegen über der Weglänge der Hauptübertragungsleitung 16 eine sich entsprechend der längeren Weglänge erge bende Dämpfung des optischen Signales erreicht wird. Hierdurch wird ein Pegelunterschied zwischen den Empfangspegeln der optischen Signale der Hauptüber tragungsleitung 16 und der Ersatzübertragungsleitung 18 erzielt.In many cases, it is possible to arrange the replacement transmission line 18 so that over a correspondingly longer path length of the replacement line against the path length of the main transmission line 16, a resultant attenuation of the optical signal is achieved which corresponds to the longer path length. As a result, a level difference between the reception levels of the optical signals of the main transmission line 16 and the replacement transmission line 18 is achieved.
Entsprechend der automatischen Übernahme des Empfan ges der optischen Signale über die Ersatzübertra gungsleitung 18 bei unterbrochener Hauptübertragungs leitung 16 ohne Umschaltanordnungen beziehungsweise Signalerkennungseinrichtungen erfolgt bei wiederher gestellter Verbindung über die Hauptübertragungslei tung 16 eine sofortige Rückübernahme des Empfanges der optischen Signale, da über die automatische Pe gelregelung 28 wieder automatisch das optische Signal mit dem höheren Empfangspegel ausgewertet wird.Corresponding to the automatic takeover of the reception of the optical signals via the replacement transmission line 18 when the main transmission line 16 is interrupted without switching arrangements or signal detection devices, when the connection is restored via the main transmission line 16, the reception of the optical signals is immediately resumed, since via the automatic level control 28 again the optical signal with the higher reception level is automatically evaluated.
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