CN1491501A - Wdm数据传输线路段中的用于线路保护的方法和电光学电路布置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及WDM数据传输线路段保护用的方法和电－光电路布置，所述光学数据传输的线路具有至少一个在所述的接收方和发送方之间在至少两个可选择的光学数据传输线路上运行的WDM数据传输线路段，所述的光学数据传输线路可以各传输n个数据信道，通过在接收方网元与解复用器之间的光切换器切换到相应所希望的数据传输线路上。

Description

WDM数据传输线路段中的用于线路保护的方法和电光学电路布置
本发明涉及在接收方与发送方之间的光学数据传输的线路保护方法，所述光学数据传输的线路具有至少一个在所述的接收方和发送方之间在至少两个可选择的光学数据传输线路上运行的WDM数据传输线路段，所述的光学数据传输线路可以各传输至少n个数据信道，其中在发送方把电子数据信号通过n个网元转换成光信号，分配到不同频率的各个数据信道上并且通过复用器集束地输送到数据传输线路中，其中对每个复用器分配一个光学数据传输线路，可以通过这些线路传输n个信道，其中接着在接收方把相应的数据传输线路中引出的光信号通过相应的解复用器分开并且送到n个用于光/电转换的网元。
此外本发明还涉及在至少一个WDM数据传输线路段上的线路保护的电-光学电路布置，所述WDM数据传输线路段具有接收方、发送方和在其间运行的至少两个光学数据传输线路，其中在发送方有用于光/电转换的n个网元、n个光分配器用于把光信号分配到所述的至少两个数据线路，每一个数据线路设有一个复用器，在接收方有用于光/电转换所传输的信号的n个网元，每个数据线路设有一个解复用器和多个切换器用于选择所采用的数据传输线路。
为了在相应于欧洲标准的同步数字体系(SDH)内部，或者在相应于北美标准的同步光学网络(SONET)内部传输光信号，追求尽可能低成本的传输方法。出于成本原因尤其采用玻璃纤维作传输煤介，因为其衰减很小所以带宽和有效距离大。通过用波分复用(WDM)充分地多重利用玻璃纤维，试图尽可能优化地利用这种光连接。为了在可能的线路段失效的情况下保护传输，在两个分开的通路(工作通路和保护通路)上传送信号。
一种类似的方法和类似的电路布置公知于本申请人的专利申请DE19 731494。该申请中说明，在通过波分复用(WDM)多重利用玻璃纤维时可以用环形结构确保传输保护。
在后来的公开说明DE 19 731 494中说明了在具有保护装置的光学环形网络的多个终端之间在双向的工作信道中进行数据传输的方法，所述的保护装置在数据传输受到干扰时可以用波分复用方法在工作信道中经过未受干扰的环形网络段建立保护连接，其中一些有预定波长范围的至少具有工作信道的传输容量的双向保护信道把所有的终端互相连接，并且在受干扰的线路段的相邻终端之间出现连接干扰时经过环形网络的未受干扰的部分在保护信道中产生保护连接，而不相关终端则馈通保护信道。具体地这是通过在工作线路组件受干扰时转接所属的保护线路组件实现的，以继续保持工作连接。在此转接是用电子组件进行的。
相应地还公开了在具有保护装置的光学环形网络中的多个终端之间的数据传输布置，所述的保护装置在出现干扰时可以用波分复用法经环形网络的未受干扰的部分在工作信道中进行数据传输，具有波分解复用器和波分复用器，经所述波分解复用器以波长各异的方式耦合输出工作信号和保护信号，用所述波分复用器以波长各异的方式输入耦合工作信号和保护信号，其中设有一些有预定波长范围的、至少具有把所有的终端互相连接的工作信道的传输容量的双向保护信道。
在此采用的波分解复用器的输出和波分复用器的输入以及线路组件之间的光学切换器，只用于在不受干扰的连接时馈通保护信道，或者能够在干扰所累及的终端上把其连接转到保护信道以经过环形网络的未受干扰的段产生保护连接。在两个数据传输信道之间转换本身在网元的电子部分中进行。
在此所述的方法应用在光学环形网络中，而且其所属电路布置相对成本较高，并且从而对于纯的“点对点”连接成本不低。
因此本发明的任务是，提出一种简单的方法和简单的电路布置，用之尽可能高成本效益地达到“点对点”连接的线路保护。
所述的任务通过第一方法权利要求和第一装置权利要求的特征达到。
因此本发明人提出，把接收方与发送方之间的光学数据传输的公知线路保护方法进行改进，所述光学数据传输的线路具有至少一个在所述的接收方和发送方之间在至少两个可选择的光学数据传输线路上运行的WDM数据传输线路段，所述的光学数据传输线路可以各至少传输n个数据信道，其中在发送方把电子数据信号通过n个网元转换成光信号，分配到不同频率的各个数据信道上并且通过复用器集束地输送到数据传输线路中，其中对每个复用器分配一个光学数据传输线路，可以通过这些线路分别传输n个信道，其中接着在接收方把相应的数据传输线路中引出的光信号通过相应的解复用器分开并且送到n个用于光/电转换的网元，所述的改进在于使得向相应所希望的数据传输线路上的转接通过在n个网元与解复用器之间的光切换器进行。
由此达到，省去网元的电子组件的一部分，并且由此可以显著降低成本。
本发明的一种有利的实施可以在于把要传输的信号相应地在两个改善了整体质量的数据传输线路上传送。由此可以总是选取尽可能好的线路，总是达到高的数据传输速度并且优化系统的效率。
根据本发明可以通过RST功能和/或通过帧同步控制和/或通过检测误码率持续监测数据传输的质量。
有利地可以通过监测电路把传输转接到相应的较好的数据传输线路上，其中向所述的监测电路报告数据传输线路的质量。
本发明方法的另一个改进在于，优选地通过监测电路监测有较差质量的数据传输线路，或者由于停止工作后失效，并且在干扰后提供较好的质量或者重新建立以重新提供数据传输。由此以大大地减轻对数据传输线路的维护和保养，因为在排除线路干扰后不再需要人为的干预。
根据本发明可以在发送方使用分光器分配数据信号，所述的分离器起简单的分解作用，或者还采用光切换器，根据数据传输的质量状况控制所述光切换器。
此外为了控制发送方的光切换器，可以附加地采用接收方与发送方之间的通信通路，如也用于控制发送方的光切换器，复制接收方的切换器位置并且检测其反方向运行的数据传输线路的切换器位置。
数据线路例如可以玻璃纤维或者其它的光导体或者没有载体材料的光学定向线路段。
根据本发明的基本设想，发明人还提出在至少一个WDM数据传输线路段上的线路保护的公知的电-光学电路布置进行改进，所述WDM数据传输线路段具有接收方、发送方和至少一个在其间运行的至少两个光学数据传输线路，其中在发送方有用于光/电转换的n个网元、n个光分配器用于把光信号分配到所述的至少两个数据线路，每个数据线路设有一个复用器，在接收方有用于光/电转换所传输的信号的n个网元，每个数据线路设有一个解复用器和多个切换器用于选择所采用的数据传输线路，所述的改进是，在网元与解复用器之间设光切换器作为所述切换器。
有利地可以为同时切换所有的电-光切换器，设有起分别切换每个数据传输线路的电-光切换器作用的监测电路。
此外为了监测数据传输的质量可以在网元中设有RST功能和/或MSP功能和/或用于控制每个数据传输线路的帧同步和/或测定误码率的装置。
根据本发明的电-光电路布置的另一个有利的实施提出一种监测电路，在数据传输线路的质量低于一定量度时，所述的电路布置通过监测电路进行切换把传输切换到相应的较好的数据传输线路上。
为了能够在失效的数据传输线路上自动地重新投入运行，可以从所述n个信道的n个网元中预定n-1个网元以及的n-1个信道用于运行，而第n个网元和第n个信道起监测失效的数据传输线路的作用。
在根据本发明的电路优选的布置实施中，可以在发送方设置分光器作为分配器，所述的分光器在3分贝的损耗下简单的分离信号，或者在另一方设置光切换器，所述的光切换器根据数据传输线路的质量或者数据传输信道的质量被控制并且把数据信号无损耗地引导进所希望的数据传输线路中。
此外可以为了控制发送方的光切换器在接收方和发送之间设置附加的通信通路。所述的通信通路例如可以表现为接收方和发送方之间的电连接，然而在这种情况下，存在采用空闲或者仅部分地利用的光学信道的可能性。
另外还可以在发送方这样地控制光切换器：使之反映接收方的切换器的位置。
本发明的附加特征和优点由以下参照附图对优选实施例的说明给出。
下面参照附图详细地脱明根据本发明的电路布置和根据本发明的方法。其中：
图1：公知的具有线路保护的“点对点”连接(现有技术)；
图2：具有分光器和光切换器的简单的根据本发明的电路布置；
图3；相应于图2的电路布置，然而具有附加的监测信道：
图4：相应于图2的电路布置，然而用发射方的光切换器取代了分离器：
图5分别有发送方和接收方监测器的电路布置；
图6：图5的细节表示，示出有反方向的数据传输线路段。
图1示出具有数据传输线路Line1和Line2的公知的“点对点”连接。为了清楚表达，仅示出一个传输方向，当然在相反的方向存在所示的数据线路。该反方向是类似地构成的，在下面的图2-5也是同样。
在此所述n个发送方的网元NE1...NEn通过分光器sp1...spn送到WDM复用器MUX1和MUX2。n个发送方的网元NE1...NE中的每个用一定的波长λi发送。设有两个WDM数据传输线路段Line1和Line2，其中在正常情况下数据传输线路段Line1被说明用作工作线路段而Line2用作保护线路段。
在接收方WDM解复用器DMX1和DMX2把线路信号分离成具有一定波长λi的信号，并且把这些信号输送到n个发送方的网元NE1...NEn。这些接收方网元中的每个各有两个光学输入接口o/e并且在光电转换后选取两个信号中质量较好的。如果在此例如涉及根据ITU-T建议G707的SDH信号，就规定功能级RST和MST中的再生器时段/复用时段。此外还监测帧同步和误码率以及接收信号的源地址和目标地址。后面的复用时段保护MSP以该监测为基础选择两个信号中质量较好的，例如较少比较出错率的。
这种公知的方法的缺点是，它费用相当高，因为双重地设置光输入电路和在网元NE1...NEn中的功能RST和MST。
图2示出用于实施根据本发明的改进的方法的电-光电路布置，所述的方法避免了双重光输入电路的费用。
在该简化的实施形式中所述网元NE1...Nen在接收方仅各有一个光学接口和一个RST功能和MST功能。网元前接有光切换器S1...Sn。如果现在x个(x＝1...n-1)切换器在位置a运行，而其余的n-x个切换器在位置b运行，则可以充分地监测两个数据线路Line1和Line2。所述网元NE1...NEn借助于其RST功能MST功能监测数据传输线路Line1的性能，而网元NE(x+1)...NEn监测数据传输线路Line2的性能。
通过网元内的监测功能，例如借助于识别帧同步失败或者通过误码率的对两个数据传输线路Line1和Line2的监测，与例如通过在切换器SE的输入端利用传感器进行的监测相比，要有效得多且低成本得多。如果例如在所述线路段中采用光学放大器(EDFA＝参铒光纤放大器)，就可能由于放大器的噪音掩盖光学信号的存在，从而使传感器不能够检测出信号丢失。监测帧同步失败或者计算误码率在此有效得多。
各个所述网元NE1...Nen的质量及性能值通报到中心监测电路MON，所述的中心监测电路MON以此浏览数据传输线路Line1和Line2的质量。如果从所述网元NE1...NEx和NE(x+1)...NEn的每个组各有一个网元向中心监测电路MON通报其质量或者性能值，对于监测数据传输线路Line1和Line2就足够了。这种中心性认知是根据本发明的方法的另一个优点。
如果在受到干扰时例如传输线路Line1失效，网元NE1...NEx就借助于其RST监测功能和MST监测功能对之确定，并且转告监测电路MON。如果数据传输线路Line2正常，这是监测电路MON通过网元NE(x+1)...NEn的信息知道的，监测电路就让切换器S1...Sx切换到位置b从而切换到完好的数据线路Line2。
如果在干扰后还能够自动地识别是否因为在干扰后把全部切换器S1...Sn切换到了位置b数据传输线路Line1恢复了正常，是有利的。这可以通过相应于图3的安排达到。
在此情况下，双方都仅各设(n-1)个传输有用信号的网元，并且采用一个接收方的网元NE(p)，以在干扰的情况下检验受干扰的数据传输线路是否恢复正常。如果例如数据传输线路Line2受干扰，就把网元NE1...NE(n-1)通过相应的切换器在位置a与数据传输线路Line1连接。网元NE(p)n经其切换器S；在位置b与数据传输线路Line2连接，从而可以检查，什么时候该线路恢复可用。
另一个实施例示出图4中。在此于发送器装置中采用了光切换器SS1...SSn取代分光器。这样的优点是光切换器的通过衰减小于分光器的3分贝衰减。由此可以让WDM线路段达到较大的有效距离。然而这要求在在监测电路和光切换器SS1...SSn的控制器之间的通信。在此监测电路起主控作用，而控制器起从控作用。这意味着，监测电路MON通过通信通路k向控制器SS-s通报，各个切换器SE1...Sen在哪个方向中。因此控制器把切换器SE1...SEn切换到同一个方向，从而保证通过正确的WDM线路段进行传输。
在此还可以设置网元NEp，用于在WDM线路段出现干扰的情况监测受干扰的数据传输线路恢复功能的能力。
所述方法和电路布置的另一个变例示于图5。在此还在发送装置中设有光切换器SE1...SEn。与图4所示的方法相反的是不要求本身的通信通路k，而是在发送方和接收方各要求一个监测电路MON1和MON2。
这里采用的方法的原理在图6中进行了详细说明，在该图中不仅示出前向的网元NE1也示出返向的网元NE1。监测电路MON1把发送方和接收方的切换器SS1和SE1共同地设在相同的方向。其中接收方切换器SE1的定位起预先规定的作用，从而把发送方切换器SS1设在相同的方向。
为了详细地说明工作方式，首先假定，数据传输线路Line1S运行在发送方向上而数据传输线路Line1E运行在接收方向上。例如如果现在数据传输线路Line2E失效，这通过网元NE1识别并且通知监测电路MON1。接关监测电路MON1把接收方的切换器SE1设到数据传输线路Line2E并且把发送方的切换器SS1设到数据传输线路Line2S。
在对方，网元NE1上接收不到数据传输线路Line1S上的信号，因此同样地也切换到数据传输线路Line2S上。由此自动地完全从数据传输线路Line1切换到数据传输线路Line2上。为了能够不引起周期性的切换过程，必须在切换一定时间后把切换器固定到新的位置，以使对方能够进行所述切换。
还要指出，在图中相应地示出为接收方和发送方的网元实际上基本是相同的部件，它们各自既有接收线路也有发送线路，而在图中每方只示出相应的线路而只在接收线路上提供了RST功能和MST功能。
可以理解，上述的本发明特征不仅可以采用用相应指出的组合，也可以采用其它的组合，或者单独地使用而不脱离本发明的范围。
总之通过本发明提出了在WDM数据传输线路段中的一种简单的方法和简单的电-光电路布置，所述WDM数据传输的线路具有至少至少两个可选择的光学数据传输线路，所述的光学数据传输线路可以各传输n个数据信道，其中根据本发明，通过接收方网元和解复用器之间的光切换器进行向相应的所希望的数据传输线路上的切换。由此通过“点对点”的连接达到简单和低成本的线路保护。

Claims (24)

1.方法，用于接收方与发送方之间的光学数据传输的线路保护，所述光学数据传输具有至少一个在所述的接收方和发送方之间在至少两个可选择的光学数据传输线路(Line1、Line2)上运行的WDM数据传输线路段，所述的光学数据传输线路可以各传输至少n个数据信道(W(1...n)、P(1...n))，其中在发送方把电子数据信号通过n个网元(NE1...NE2)转换成光信号，分配到各个不同频率的数据信道上并且通过复用器(MUX1、MUX2)集束地输送到数据传输线路(Line1、Line2)中，其中对每个复用器(MUX1、MUX2)分配一个光学数据传输线路(Line1、Line2)，可以通过光学数据传输线路相应的传输n个信道(W(1...n)、P(1...n)进行传输，其中接着在接收方把相应的数据传输线路(Line1、Line2)中引出的光信号通过相应的解复用器(DMX1、DMX2)分开并且送到n个用于光/电转换的网元(NE1...NEn)，
其特征在于，
所述的切换通过在n个接收方网元(NE1...NEn)与解复用器(DMX1、DMX2)之间的光切换器(S1...Sn、SE1...SEn)进行。
2.如以上权利要求所述的方法，
其特征在于，
把要传输的信号相应地引导到总体质量最好的数据传输线路(Line1、Line2)上。
3.如以上权利要求之一所述的方法，
其特征在于，
通过接收方网元(NE1...NEn)中的RST功能(RST＝再生器段终端)监测数据传输的质量。
4.如以上权利要求之一所述的方法，
其特征在于，
通过控制帧同步和/或测定误码率监测数据传输的质量。
5.如以上权利要求之一所述的方法，
其特征在于，
通过监测电路(MON)进行把传输转接到相应的较好的数据传输线路(Line1、Line2)上，其中向所述的监测电路(MON)报告数据传输线路(Line1、Line2)的质量。
6.如以上权利要求之一所述的方法，
其特征在于，
优选地通过监测电路(MON)监测有较差质量的数据传输线路(Line1、Line2)，或者在停止工作后的失效，并且在干扰后提供较好的质量或者重新建立的情况下重新提供数据传输。
7.如以上权利要求之一所述的方法，
其特征在于，
在发送方使用分光器(Sp1...Spn)进行数据信号分配。
8.如以上权利要求所述的方法，
其特征在于，
在发送方使用光切换器(SS1...SSn)进行数据信号分配，根据数据传输线路的质量状况控制所述的光切换器(SS1...SSn)。
9.如以上面权利要求所述的方法，
其特征在于，
为了控制所述发送方光切换器(SS1...SSn)，在接收方和发送之间设置附加的通信通路(k)。
10.如权利要求9所述的方法，
其特征在于，
为了控制发射方光切换器(SS1...SSn)复制接收方的切换器(SE1...SEn)的位置，其位置从方向相反运行的数据传输线路中检测出。
11.如以上权利要求之一所述的方法，
其特征在于，
光学数据传输线路(Line1、Line2)采用用玻璃纤维。
12.一种电-光学电路布置，用于至少一个WDM数据传输线路段上的线路保护，所述WDM数据传输线路段具有接收方、发送方和在其间运行的至少两个光学数据传输线路(Line1、Line2)，其中在发送方有用于光/电转换的n个网元(NE1...NEn)、n个光分配器(SS1...SSn、Sp1...Spn)用于把光信号分配到所述的至少两个数据线路(Line1、Line2)每个数据线路设有一个复用器，在接收方有用于光/电转换所传输的信号的n个网元(NE1...NEn)，每个数据线路(Line1、Line2)设有一个解复用器(DMX1、DMX2)和多个切换器用于选择所采用的数据传输线路，
其特征在于，
在所述接收方网元(NE1...NEn)与解复用器(DMX1、DMX2)之间设有光切换器(S1...Sn、SE1...SEn)作为所述切换器。
13.如权利要求12所述的电-光电路布置，
其特征在于，
为了同时切换所有的光切换器，设有至少一个监测电路(MON)。
14.如权利要求12至13之一所述的电-光电路布置，
其特征在于，
为了监测数据传输的质量，在接收方网元(NE1...NEn)中设有RST功能(RST＝再生器段终端)。
15.如权利要求12至14之一所述的电-光电路布置，
其特征在于，
设有用于控制每个光学数据传输线路(Line1、Line2)的帧同步和/或测定每个光学数据传输线路(Line1、Line2)的误码率的装置。
16.如权利要求12至15之一所述的电-光电路布置，
其特征在于，
至少设有一个监测电路，在数据传输线路(Line1、Line2)的质量低于一定的量度时，所述的监测电路把传输切换到相应的较好的数据传输线路(Line1、Line2)上。
17.如权利要求12至16之一所述的电-光电路布置，
其特征在于，
设置第n个网元用于监测失效的数据传输线路(Line1、Line2)。
18.如权利要求12至16之一所述的电-光电路布置，
其特征在于，
发送方和接收方各设置n-k个网元(NE1...NE(n-k)、NE1...NE(n-k))用于运行，而k个网元(NE(n-k+1)...NEn、NE(n-k+1)...NEn)用于监测失效的数据传输信道。
19.如权利要求12至18之一所述的电-光电路布置，
其特征在于，
用于在发送方分配数据信号设有分光器(Sp1...Spn)，所述的分离器(Sp1...Spn)把数据信号分离在并列的数据传输线路(Line1、Line2)上。
20.如权利要求12至19之一所述的电-光电路布置，
其特征在于，
用于在发送方分配数据信号设有光切换器(SS1...SSn)，根据数据传输线路的质量控制所述的光切换器(SS1...SSn)。
21.如权利要求20所述的电-光电路布置，
其特征在于，
为了控制所述发送方光切换器(SS1...SSn)，在接收方和发送之间设置附加的通信通路(k)。
22.如权利要求21所述的电-光电路布置，
其特征在于，
控制发送方光切换器(SS1...SSn)：使得反映接收方的切换器(SE1...SEn)的位置。
23.如权利要求12至22之一所述的电-光电路布置，
其特征在于，
用玻璃纤维构成所述的数据传输线路。
24.如权利要求12至23之一所述的电-光电路布置，
其特征在于，
在分开的通路上至少设有两个数据传输线路段。
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