DE10113563B4

DE10113563B4 - Vorrichtung und Verfahren zur Regeneration optischer Signale sowie optisches Nachrichtenübertragungsnetzwerk

Info

Publication number: DE10113563B4
Application number: DE10113563A
Authority: DE
Inventors: Joerg-Peter Dr. Elbers; Christoph Dr. Glingener
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Nokia Solutions and Networks GmbH and Co KG
Priority date: 2001-03-20
Filing date: 2001-03-20
Publication date: 2007-03-01
Anticipated expiration: 2021-03-21
Also published as: WO2002075970A2; RU2294598C2; US20040086224A1; WO2002075970A3; RU2003130743A; CN1636337A; EP1371155A2; DE10113563A1

Abstract

Vorrichtung (10a) zur Regeneration optischer Signale, mit einer oder mehreren Einrichtungen (1a, 1b, 1c), die jeweils eines der mehreren verschiedenen von der Vorrichtung (10a) empfangenen optischen Signale (DB3, DB4, DC1, DC2, DC3, DC4) regenerieren können, und die eine Einrichtung (12) zur Ermittlung der Qualität der empfangenen optischen Signale (DB3, DB4, DC1, DC2, DC3, DC4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalregenerationseinrichtungen (1a, 1b, 1c) nur eine vorbestimmte Anzahl von denjenigen Signalen (DC1, DB4) regenerieren, für die von der Qualitätsermittlungseinrichtung (12) die schlechteste Signalqualität ermittelt wurde.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Regeneration optischer Signale sowie optisches Nachrichtenübertragungsnetzwerk Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regeneration optischer Signale gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1, ein optisches Nachrichtenübertragungsnetzwerk mit mindestens einer ersten und einer zweiten derartigen Vorrichtung, sowie ein Verfahren zur Regeneration optischer Signale gemäß Oberbegriff des Anspruchs 11.
In optischen Nachrichtennetzwerken werden von einem Sender in einen Lichtwellenleiter eingespeiste WDM-Binärsignale ("WDM" = wavelength division multiplex bzw. Wellenlängen-Multiplex) über einen oder mehrere Netzknoten an einen Empfänger übertragen. Hierbei akkumulieren sich die durch Rauschen, Übersprechen, Laufzeitunterschiede, etc. verursachten Störungen. Dies gilt insbesondere für große optische Netzwerke mit vielen Netzknoten und langen Lichtwellenleiterstrecken.

Ein Beispiel zur Überwachung der Qualität der Nachrichtenübermittlung in einem optischen Nachrichtenübertragungsnetzwerk ist beispielsweise in der europäischen Patentanmeldung EP 0907266 A2 angegeben. Darin wird ein Verfahren erläutert, bei dem die Qualität optischer Signale festgestellt und bestimmte Signale gegebenenfalls verstärkt werden.

Zum Ausgleich von Störeffekten werden in optischen Nachrichtenübertragungsnetzwerken optische Regeneratoren, z.B. sog. 3R-Regeneratoren verwendet. In einem 3R-Regenerator (Reamplifying, Retiming, Reshaping) wird ein empfangenes optisches Binärsignal verstärkt, takt- und formmäßig wiederhergestellt, und dann weitergeleitet. Beispielsweise wird hierzu das empfangene optische Signal zunächst einem opto-elektrischen Wandler zugeführt. Das vom Wandler gelieferte elektrische Signal wird verstärkt und gefiltert, und dann an eine Abtasteinrichtung weitergeleitet. Diese entscheidet, ab eine logische "Eins" oder eine logische "Null" empfangen wurde, und liefert ein entsprechendes Signal an einen Signalformer. Dieser steuert zu von einem Taktregenerator bestimmten Zeitpunkten einen elektrooptischen Wandler an, so dass sichergestellt ist, dass ein vom Wandler ausgegebenes optisches Signal richtig getaktet ist.

Ein Beispiel für einen 3R-Regenerator ist in "telcom report", 10. Jahrgang, März 1987, Special, Multiplex- und Leitungseinrichtungen, Seiten 109 bis 114 beschrieben. Die Anwendung von derartigen 3R-Regeneratoren zur Verbesserung der Nachrichtenübermittlung in einem optischen Nachrichtenübertragungssystem wird beispielsweise in dem US-amerikanischen Patent US 6064513 A beschrieben.

Aufgrund der bei 3R-Regeneratoren erforderlichen optoelektrischen und elektro-optischen Wandlung sind deren Herstellkosten relativ hoch. Dies ist insbesondere dann von Nachteil, wenn Netzknoten mit großen Portzahlen (große Anzahl angekoppelter Lichtwellenleiter und große Anzahl gemultiplexter Wellenlängen) verwendet werden, da dann eine der Portzahl entsprechende Anzahl an 3R-Regeneratoren verwendet wird. Hinzu kommt, dass 3R-Regeneratoren relativ viel Platz beanspruchen.

Die Erfindung hat zur Aufgabe, eine Vorrichtung zur Regeneration optischer Signale, ein optisches Nachrichtenübertragungsnetzwerk, sowie ein Verfahren zur Regeneration optischer Signale zur Verfügung zu stellen, durch die beispielsweise eine wirtschaftlichere Konstruktion von optischen Nachrichtenübertragungsnetzwerken ermöglicht wird.

Sie erreicht dieses und weitere Ziele dadurch, dass eine Vorrichtung zur Regeneration optischer Signale bereitgestellt wird, mit einer oder mehreren Einrichtungen, die jeweils eines der mehreren verschiedenen von der Vorrichtung empfangenen optischen Signale regenerieren können, wobei die Vorrichtung eine Einrichtung zur Ermittlung der Qualität der empfangenen optischen Signale aufweist. Der wesentliche Aspekt der Erfindung ist, dass die Signalregenerationseinrichtungen nur eine vorbestimmte Anzahl von denjenigen Signalen regenerieren, für die von der Qualitätsermittlungseinrichtung die schlechteste Signalqualität ermittelt wurde.

Des Weiteren erreicht die Erfindung das o.g. und weitere Ziele durch ein Verfahren gemäß Anspruch 11, sowie durch ein optisches Nachrichtenübertragungsnetzwerk gemäß Anspruch 12.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bevorzugt ist jede Signalregenerationseinrichtung so ausgestaltet, dass sie zu einer bestimmten Zeit eine bestimmte Anzahl der von der Vorrichtung empfangenen optischen Signale regenerieren kann (z.B. jeweils ein optisches Signal). Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Anzahl an Signalregenerationseinrichtungen kleiner als die Anzahl der von der Vorrichtung empfangenen Signale. Dies ist möglich, weil im statistischen Mittel nur ein Teil der empfangenen Signale eine so schlechte Qualität aufweist, dass eine Regeneration notwendig ist.

Die verringerte Anzahl an Signalregenerationseinrichtungen führt zu einer Verringerung der Herstellkosten und der Abmessungen der Regenerationsvorrichtung.

Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele und der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
1 ein Prinzipschaltbild eines 3R-Regenerators, der bei variablen Wellenlängen arbeitet;
2 ein Prinzipschaltbild eines 3R-Regenerators, der bei einer festen Wellenlänge arbeitet;
3 eine schematische Darstellung eines optischen Nachrichtennetzwerks gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
4 eine schematische Darstellung eines optischen Nachrichtennetzwerks gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
5a eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Regeneration optischer Signale, die bei dem Nachrichtennetzwerk gemäß 3 verwendet wird;
5b eine schematische Darstellung einer weiteren Vorrichtung zur Regeneration optischer Signale, die bei dem Nachrichtennetzwerk gemäß 3 verwendet wird; und
6 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Regeneration optischer Signale, die bei dem Nachrichtennetzwerk gemäß 4 verwendet wird.
Gemäß 1 weist ein bei einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendeter erster, bei variablen Wellenlängen arbeitender 3R-Regenerator 1a einen optischen Eingang 4, ein optisches Filter 2, einen elektro-optischen Wandler 3, eine Signalverarbeitungseinrichtung 5, einen Modulator 6, eine Laserdiode 7, und einen optischen Ausgang 8 auf.
Ein über einen Lichtwellenleiter übertragenes, gepulstes optisches Signal DC1 wird dem Eingang 4 des 3R-Regenerators 1a zugeführt, und dann in das optische Filter 2 eingegeben. Dieses lässt nur Signalanteile, deren Wellenlängen innerhalb eines bestimmten Wellenlängenbereichs liegen, passieren. Der Durchlaß-Wellenlängenbereich des optischen Filters 2 ist über ein von einer in 5a gezeigten Steuereinrichtung 9 zugeführtes erstes Steuersignal S1 variabel einstellbar.
Wieder bezogen auf 1 wird das vom optischen Filter 2 ausgegebene Signal dem opto-elektrischen Wandler 3 zugeführt, und von diesem in ein elektrisches Signal umgesetzt, welches in die Signalverarbeitungseinrichtung 5 eingegeben wird.
In der Signalverarbeitungseinrichtung 5 wird das elektrische Signal zunächst verstärkt, und dann abgetastet, so dass entschieden werden kann, ob eine logische "Eins" oder eine logische "Null" empfangen wurde. Daraufhin wird von der Signalverarbeitungseinrichtung 5 zu von einem Taktregenerator (nicht dargestellt) bestimmten Zeiten ein Steuersignal an den Modulator 6 ausgegeben. Dieser lässt entsprechend dem Steuersignal einen von der Laserdiode 7 erzeugten Laserstrahl passieren, so dass am Ausgang 8 ein gegenüber dem optischen Eingabesignal DC1 verstärktes, sowie takt- und formmäßig wiederhergestelltes, gepulstes optisches Ausgabesignal DC1_reg ausgesendet wird.
Der von der Laserdiode 7 erzeugte Laserstrahl weist eine Wellenlänge auf, die über ein von der Steuereinrichtung 9 zugeführtes zweites Steuersignal S2 variabel einstellbar ist.
Wie in 5a dargestellt ist, weist eine bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendete erste Signalregenerationsvorrichtung 10a neben dem in 1 dargestellten, ersten 3R-Regenerator 1a einen zweiten 3R-Regenerator 1b, sowie einen dritten 3R-Regenerator 1c auf. Der zweite und der dritte 3R-Regenerator 1b, 1c sind identisch wie der oben beschriebene erste 3R-Regenerator 1a aufgebaut.
Des weiteren umfasst die erste Signalregenerationsvorrichtung 10a eine Signalzuführeinrichtung 11, die bereits oben erwähnte Steuereinrichtung 9, und eine Signalqualitätsermittlungseinrichtung 12.
Die erste Signalregenerationsvorrichtung 10a ist Teil eines in 3 dargestellten optischen Nachrichtennetzwerks 13. Dieses weist – neben der ersten Signalregenerationsvorrichtung 10a – eine zweite Signalregenerationsvorrichtung 10b, eine dritte Signalregenerationsvorrichtung 10c, eine vierte Signalregenerationsvorrichtung 10d, weitere, hier nicht gezeigte Signalregenerationsvorrichtungen, sowie eine Vielzahl von Netzknoten 14a, 14b auf. Die einzelnen Netzknoten 14a, 14b sind untereinander unter Zwischenschaltung der Signalregenerationsvorrichtungen 10a, 10b, 10c, 10d über Lichtwellenleiterbündel 15a, 15b, 15c, 15d verbunden.
Beispielsweise verläuft ein erstes Lichtwellenleiterbündel 15a von einem ersten Netzknoten 14a zur ersten Signalregenerationsvorrichtung 10a, von wo aus ein zweites Lichtwellenleiterbündel 15b zur zweiten Signalregenerationsvorrichtung 10b verläuft. Diese ist über ein drittes Lichtwellenleiterbündel 15c an einen zweiten Netzknoten 14b angebunden.
Wieder bezogen auf 5a weist jedes Lichtwellenleiterbündel 15a, 15b, 15c, 15d mehrere (hier: drei) Lichtwellenleiter 16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f auf. In jedem Lichtwellenleiter 16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f werden jeweils mittels Wellenlängenmultiplex mehrere (hier: vier) verschiedene, gepulste optische Signale übertragen. Beim hier dargestellten Ausführungsbeispiel überträgt ein erster Lichtwellenleiter 16a vier gemultiplexte Signale DA1, DA2, DA3, DA4, ein zweiter Lichtwellenleiter 16b vier weitere, gemultiplexte Signale DB1, DB2, DB3, DB4, und ein dritter Lichtwellenleiter 16c vier gemultiplexte Signale DC1, DC2, DC3, DC4.
Die vier Signale DA1, DA2, DA3, DA4 des ersten Lichtwellenleiters 16a, sowie das erste und das zweite Signal DB1, DB2 des zweiten Lichtwellenleiters 16b (d.h. eine erste Teilmenge der o.g. Signale DA1, DA2, DA3, DA4, DB1, DB2, DB3, DB4, DC1, DC2, DC3, DC4) werden – ohne dass eine Regeneration durch die Signalregenerationsvorrichtung 10a erfolgt – direkt an einen vierten und fünften Lichtwellenleiter 16d, 16e, und von dort aus in Richtung der zweiten Signalregenerationsvorrichtung 10b und des zweiten Netzknotens 14b weitergeleitet.
Demgegenüber werden das zweite und das dritte Signal DB3, DB4 des zweiten Lichtwellenleiters 16b, sowie die vier Signale DC1, DC2, DC3, DC4 des dritten Lichtwellenleiters 16c (d.h. eine zweite Teilmenge der o.g. Signale DA1, DR2, DA3, DA4, DB1, DB2, DB3, DB4, DC1, DC2, DC3, DC4) der Signalqualitätsermittlungseinrichtung 12 zugeführt.
Diese enthält einen herkömmlichen Q-Monitor (nicht dargestellt), der die jeweilige Qualität der einzelnen Signale DB3, DB4, DC1, DC2, DC3, DC4 ermittelt. In Abhängigkeit von der ermittelten Signalqualität werden von der Signalqualitätsermittlungseinrichtung 12 bis zu drei Signale (hier: die zwei Signale DB4, DC1) ausgewählt, die von der Signalregenerationsvorrichtung 10a regeneriert werden sollen. Beispielsweise werden jeweils die drei Signale mit der schlechtesten Qualität ausgewählt, oder z.B. alle Signale, deren Qualität einen vorbestimmten Sollwert unterschreitet. Die Signalqualitätsermittlungseinrichtung 12 sendet dann ein Signalauswahlsignal Q an die Steuereinrichtung 9, um dieser mitzuteilen, welche Signale DB4, DC1 regeneriert werden sollen.
Sämtliche der von der Signalqualitätsermittlungseinrichtung 12 empfangenen Signale DB3, DB4, DC1, DC2, DC3, DC4 werden zur Signalzuführeinrichtung 11 weitergeleitet. Dieser wird über ein Signal R von der Steuereinrichtung 9 mitgeteilt, welches Signal (hier: das Signal DC1) von dem ersten 3R-Regenerator 1a, welches Signal (hier: das Signal DB4) vom zweiten 3R-Regenerator 1b, und welches Signal (hier: kein Signal) vom dritten 3R-Regenerator 1c regeneriert werden soll. Die Signalzuführeinrichtung 11 leitet die zu regenerierenden Signale DC1, DB4 an die entsprechenden 3R-Regeneratoren 1a, 1b weiter. Demgegenüber werden – ohne Regeneration – das Signal DB3 direkt an den Lichtwellenleiter 16e, und die Signale DC2, DC3, DC4 direkt an den Lichtwellenleiter 16f durchgeschaltet, von wo aus sie in Richtung der zweiten Signalregenerationsvorrichtung 10b und des zweiten Netzknotens 14b weitergeleitet werden.
Mit Hilfe des oben im Zusammenhang mit 1 erläuterten ersten Steuersignals S1 übermittelt die Steuereinrichtung 9 dem ersten 3R-Regenerator 1a die Wellenlänge des von ihm zu regenerierenden Signals DC1. Das zweite Steuersignal S2 dient dazu, festzulegen, welche Wellenlänge das vom ersten 3R-Regenerator 1a ausgegebene, regenerierte Signal DC1_reg aufweisen soll. Diese Wellenlänge kann der Wellenlänge des zu regenerierenden Signals DC1 entsprechen, kann aber alternativ auch von dieser verschieden sein.
Entsprechende Steuersignale S3, S4 bzw. S5, S6 wie das erste und zweite Steuersignal S1, S2 werden von der Steuereinrichtung 9 auch an den zweiten und den dritten 3R-Regenerator 1b, 1c gesendet. Auf diese Weise wird festgelegt, welche Wellenlänge das vom jeweiligen 3R-Regenerator 1b, 1c zu regenerierenden Signal DB4, sowie das vom jeweiligen 3R-Regenerator 1b, 1c regenerierte Signal DB4_reg aufweisen soll.
Entsprechend der oben im Zusammenhang mit 1 erläuterten Vorgehensweise wird das in den jeweiligen 3R-Regenerator 1a, 1b, 1c eingegebene Signal DC1 bzw. DB4 3R-regeneriert, und das vom jeweiligen 3R-Regenerator 1a, 1b, 1c erzeugte, regenerierte Ausgabesignal DC1_reg, DB4_reg in die Signalzuführeinrichtung 11 eingegeben. Diese leitet das regenerierte Signal DB4_reg an den Lichtwellenleiter 16e, und das regenerierte Signal DC1_reg an den Lichtwellenleiter 16f weiter.
Sämtliche Signale DA1, DA2, DA3, DA4, DB1, DB2, DB3, DB4_reg, DC1_reg, DC2, DC3, DC4 werden dann über die entsprechenden Lichtwellenleiter 16d, 16e, 16f an die zweite Signalregenerationsvorrichtung 10b weitergeleitet. Diese ist gemäß 5b ähnlich wie die erste Signalregenerationsvorrichtung 10b aufgebaut, und weist einen vierten 3R-Regenerator 1a', einen fünften 3R-Regenerator 1b', einen sechsten 3R-Regenerator 1c', eine Signalzuführeinrichtung 11', eine Steuereinrichtung 9', und eine Signalqualitätsermittlungseinrichtung 12' auf. Der vierte, fünfte und sechste 3R-Regenerator 1a', 1b', 1c` sind identisch wie der oben im Zusammenhang mit 1 beschriebene erste 3R-Regenerator 1a aufgebaut.
Gemäß 5b werden die vier Signale DC1_reg, DC2, DC3, DC4 des sechsten Lichtwellenleiters 16f, sowie das dritte und das vierte Signal DB3, DB4_reg des fünften Lichtwellenleiters 16e–ohne dass eine Regeneration durch die Signalregenerationsvorrichtung 10b erfolgt – direkt an einen siebten und achten Lichtwellenleiter 16g, 16h des dritten Lichtwellenleiterbündels, und von dort aus in Richtung des zweiten Netzknotens 14b weitergeleitet.
Demgegenüber werden das erste und das zweite Signal DB1, DB2 des fünften Lichtwellenleiters 16e, sowie die vier Signale DA1, DA2, DA3, DA4 des vierten Lichtwellenleiters 16d der Signalqualitätsermittlungseinrichtung 12' zugeführt.
Diese ist entsprechend wie die im Zusammenhang mit 5a beschriebene Signalqualitätsermittlungseinrichtung 12 aufgebaut. Sie weist einen herkömmlichen Q-Monitor (nicht dargestellt) auf, der die Qualität der Signale DA1, DA2, DA3, DA4, DB1, DB2 ermittelt. In Abhängigkeit von der ermittelten Signalqualität werden von der Signalqualitätsermittlungseinrichtung 12' bis zu drei Signale (hier: die drei Signale DA4, DB1, DB2) ausgewählt, die von der Signalregenerationsvorrichtung 10b regeneriert werden sollen. Die Signalqualitätsermittlungseinrichtung 12' sendet dann ein Signalauswahlsignal Q' an die Steuereinrichtung 9', um dieser mitzuteilen, welche Signale DA4, DB1, DB2 regeneriert werden sollen.
Sämtliche der von der Signalqualitätsermittlungseinrichtung 12' empfangenen Signale DA1, DR2, DA3, DR4, DB1, DB2 werden an die Signalzuführeinrichtung 11' weitergeleitet. Dieser wird über ein Signal R' von der Steuereinrichtung 9 mitgeteilt, welches Signal (hier: das Signal DA4) von dem vierten 3R-Regenerator 1a', welches Signal (hier: das Signal DB1) vom fünften 3R-Regenerator 1b', und welches Signal (hier: das Signal DB2) vom sechsten 3R-Regenerator 1c' regeneriert werden soll. Die Signalzuführeinrichtung 11' leitet die zu regenerierenden Signale DA4, DB1, DB2 an die entsprechenden 3R-Regeneratoren 1a', 1b', 1c' weiter. Demgegenüber werden – ohne Regeneration – die Signale DA1, DA2, DA3 direkt an den Lichtwellenleiter 16g durchgeschaltet, und von dort aus in Richtung des zweiten Netzknotens 14b weitergeleitet.
Die Steuereinrichtung 9' ist entsprechend wie die oben im Zusammenhang mit 1 und 5a beschriebene Steuereinrichtung 9 aufgebaut. Sie liefert an den vierten, fünften bzw. sechsten 3R-Regenerator 1a', 1b', 1c' jeweils ein Steuersignalpaar S1', S2' bzw. S3 ', S4' bzw. S5', S6', um festzulegen, welche Wellenlänge das vom jeweiligen 3R-Regenerator 1a', 1b', 1c' zu regenerierenden Signal DA4, DB1, DB2, sowie das vom jeweiligen 3R-Regenerator 1a', 1b', 1c' regenerierte Signal DA4_reg, DB1_reg, DB2_reg aufweisen soll.
Wie oben im Zusammenhang mit 1 erläutert wird das in den jeweiligen 3R-Regenerator 1a', 1b', 1c' eingegebene Signal DA4, DB1, DB2 3R-regeneriert, und das vom jeweiligen 3R-Regenerator 1a', 1b', 1c' erzeugte, regenerierte Ausgabesignal DA4_reg, DB1_reg, DB2_reg in die Signalzuführeinrichtung 11 eingegeben. Diese leitet das regenerierte Signal DA4_reg an den Lichtwellenleiter 16g, und die regenerierten Signale DB1_reg, DB2reg an den Lichtwellenleiter 16h weiter, von wo aus die Signale DA4_reg. DB1_reg, DB2_reg – entsprechend wie die übrigen Signale DA1, DA2, DA3, DB3, DB4_reg, DC1_reg, DC2, DC3, DC4 – in Richtung des zweiten Netzknotens 14b weitergeleitet werden.
Bei einem alternativen, hier nicht dargestellten Ausführungsbeispiel werden 3R-Regeneratoren verwendet, die im Gegensatz zu den in 1 bzw. 5a, 5b dargestellten 3R-Regeneratoren 1a, 1b, 1c, 1a', 1b', 1c' kein optisches Filter aufweisen. Die Funktion eines in einen 3R-Regenerator eingebauten optischen Filters wird dann von optischen Filtern übernommen, die in einer Signalzuführeinrichtung vorgesehen sind, die im übrigen den im Zusammenhang mit 5a und 5b erläuterten Signalzuführeinrichtungen 11, 11' entspricht.
Im folgenden wird anhand der 2, 4 und 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Gemäß 2 weist ein hierbei verwendeter, bei einer ersten, festen Wellenlänge λ1 arbeitender 3R-Regenerator 1a'' einen optischen Eingang 4'', ein optisches Filter 2'', einen elektro-optischen Wandler 3'', eine Signalverarbeitungseinrichtung 5'', einen Modulator 6'', eine Laserdiode 7'', und einen optischen Ausgang 8'' auf.
Ein über einen Lichtwellenleiter übertragenes, gepulstes optisches Signal DD4 wird dem Eingang 4'' des 3R-Regenerators 1a'' zugeführt, und dann in das optische Filter 2'' eingegeben. Dieses lässt nur Signalanteile, deren Wellenlängen innerhalb eines bestimmten, festen Wellenlängenbereichs liegen, passieren.
Das vom optischen Filter 2'' ausgegebene Signal wird dem opto-elektrischen Wandler 3'' zugeführt, und von diesem in ein elektrisches Signal umgesetzt, welches in die Signalverarbeitungseinrichtung 5'' eingegeben wird.
In der Signalverarbeitungseinrichtung 5'' wird das elektrische Signal zunächst verstärkt, und dann abgetastet, so dass entschieden werden kann, ob eine logische "Eins" oder eine logische "Null" empfangen wurde. Daraufhin wird von der Signalverarbeitungseinrichtung 5'' zu von einem Taktregenerator (nicht dargestellt) bestimmten Zeiten ein Steuersignal an den Modulator 6'' ausgegeben. Dieser lässt entsprechend dem Steuersignal einen von der Laserdiode 7'' erzeugten Laserstrahl fester Wellenlänge passieren, so dass am Ausgang 8'' ein gegenüber dem optischen Eingabesignal DD4 verstärktes, sowie takt- und formmäßig wiederhergestelltes, gepulstes optisches Ausgabesignal DD4_reg ausgesendet wird.
Der von der Laserdiode 7'' erzeugte Laserstrahl weist eine Wellenlänge auf, die der Wellenlänge λ1 des Eingabesignals DD4 entspricht. Bei alternativen, hier nicht gezeigten Ausführungsbeispielen kann der von der Laserdiode 7'' erzeugte Laserstrahl auch eine von der Wellenlänge des Eingabesignals DD4 unterschiedliche Wellenlänge haben.
Wie in 6 dargestellt ist, weist eine bei dem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendete erste Signalregenerationsvorrichtung 10a'' neben dem in 2 dargestellten 3R-Regenerator 1a'' einen weiteren 3R-Regenerator 1b'' auf, der bei einer zweiten, festen Wellenlänge λ2 arbeitet. Dieser ist identisch wie der im Zusammenhang mit 2 beschriebene 3R-Regenerator 1a'' aufgebaut, außer dass sein dem optischen Filter 2'' entsprechendes optisches Filter nur Signalanteile mit der o.g. zweiten, festen Wellenlänge λ2 passieren läßt, und seine der Laserdiode 7'' entsprechende Laserdiode einen Laserstrahl mit einer Wellenlänge erzeugt, die der zweiten, festen Wellenlänge λ2 entspricht.
Des weiteren umfasst die erste Signalregenerationsvorrichtung 10a'' entsprechend wie die in den 5a und 5b gezeigten Signalregenerationsvorrichtungen 10a, 10b eine Signalzuführeinrichtung 11'', eine Steuereinrichtung 9'', und eine Signalqualitätsermittlungseinrichtung 12'' auf.
Die erste Signalregenerationsvorrichtung 10a'' ist Teil eines in 4 dargestellten optischen Nachrichtennetzwerks 13''.
Dieses weist – neben der in 6 dargestellten ersten Signalregenerationsvorrichtung 10a'' – eine zweite Signalregenerationsvorrichtung 10b'', eine dritte Signalregenerationsvorrichtung 10c'', weitere, hier nicht gezeigte Signalregenerationsvorrichtungen, sowie eine Vielzahl von Netzknoten 14a'', 14b'', 14c'' auf. Die einzelnen Netzknoten 14a'', 14b'' sind untereinander über jeweils aus mehreren Lichtwellenleitern bestehende Lichtwellenleiterbündel verbunden. Die Signalregenerationsvorrichtungen 10a'', 10b'', 10c'' sind im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung direkt bei den Netzknoten 14a'' angeordnet bzw. sind jeweils Teil eines Netzknotens 14a''.
Wieder bezogen auf 6 empfängt jeder Netzknoten 14a'' über die an ihn angeschlossenen Lichtwellenleiterbündel mehrere (hier: acht) verschiedene, wellenlängengemultiplexte, gepulste optische Signale DD1, DD2, DD3, DD4, DE1, DE2, DE3, DE4. Dabei liegen die Signale DD4 und DE4 bei der o.g. ersten, festen Wellenlänge λ1, die Signale DD3 und DE3 bei der o.g. zweiten, festen Wellenlänge λ2, die Signale DD2 und DE2 bei einer dritten, festen Wellenlänge λ3, und die Signale DD1 und DE1 bei einer vierten, festen Wellenlänge λ4.
Die vier Signale DD1, DD2, DE1, DE2 (d.h. eine erste Teilmenge der o.g. Signale DD1, DD2, DD3, DD4, DE1, DE2, DE3, DE4) werden – ohne dass eine Regeneration durch die Signalregenerationsvorrichtung 10a'' erfolgt – direkt in Richtung entsprechender weiterer Netzknoten 14a'', 14b'', 14c'' weitergeleitet.
Demgegenüber werden die vier Signale DD3, DD4, DE3, DE4 (d.h. eine zweite Teilmenge der o.g. Signale DD1, DD2, DD3, DD4, DE1, DE2, DE3, DE4) der Signalqualitätsermittlungseinrichtung 12'' zugeführt.
Diese enthält einen herkömmlichen Q-Monitor (nicht dargestellt), der die Qualität der Signale DD3, DD4, DE3, DE4 ermittelt. Für jede Signalwellenlänge gesondert wird jeweils das Signal mit der schlechtesten Qualität als dasjenige Signal ausgewählt, welches von der Signalregenerationsvorrichtung 10a'' regeneriert werden soll (hier das Signal DD4 als Signal mit der Wellenlänge λ1, und das Signal DE3 als Signal mit der Wellenlänge λ2).
Die Signalqualitätsermittlungseinrichtung 12'' sendet dann ein Signalauswahlsignal Q'' an die Steuereinrichtung 9'', um dieser die zur Regeneration ausgewählten Signale DD4, DE3 mitzuteilen.
Sämtliche der von der Signalqualitätsermittlungseinrichtung 12'' empfangenen Signale DD3, DD4, DE3, DE4 werden zur Signalzuführeinrichtung 11'' weitergeleitet. Dieser wird über ein Signal R'' von der Steuereinrichtung 9'' mitgeteilt, welches Signal (hier das Signal DD4) von dem 3R-Regenerator 1a'', und welches Signal (hier: das Signal DE3) vom weiteren 3R-Regenerator 1b'' regeneriert werden soll. Die Signalzuführeinrichtung 11 gibt die zu regenerierenden Signale DD4, DE3 in die entsprechenden 3R-Regeneratoren 1a'', 1b'' ein. Demgegenüber werden – ohne Regeneration – die Signale DD3, DE4 direkt in Richtung der entsprechenden weiteren Netzknoten 14a'', 14b'', 14c'' weitergeleitet.
Entsprechend der oben im Zusammenhang mit 2 erläuterten Vorgehensweise wird das in den jeweiligen 3R-Regenerator 1a'', 1b'' eingegebene Signal DD4 bzw. DE3 3R-regeneriert, und das vom jeweiligen 3R-Regenerator 1a'', 1b'' erzeugte, regenerierte Ausgabesignal DD4_reg, DE3_reg in die Signalzuführeinrichtung 11'' eingegeben.
Diese leitet die regenerierten Signale DD4_reg, DE3_reg zusammen mit den übrigen Signalen DD1, DD2, DD3, DE1, DE2, DE4 in Richtung der Netzknoten 14a'', 14b'', 14c'' weiter. Diese weisen der o.g. ersten Signalregenerationsvorrichtung 10a'' entsprechende Signalregenerationsvorrichtungen 10b'', 10c'' auf, deren 3R-Regeneratoren jedoch bei anderen, festen Wellenlängen arbeiten, als die 3R-Regeneratoren 1a'', 1b'' der ersten Signalregenerationsvorrichtung 10a'' (z.B. bei der o.g. dritten und vierten festen Wellenlänge λ3, λ4). Deshalb können z.B. in der Signalregenerationsvorrichtungen 10b'' das Signal DD2 oder das Signal DE2, und das Signal DD1 oder das Signal DE1 entsprechend wie oben beschrieben 3R-regeneriert werden.
Da jede Signalregenerationsvorrichtung 10a'', 10b'', 10c'' nur wenige 3R-Regeneratoren 1a'', 1b'' aufweist, sind die Herstellkosten der Signalregenerationsvorrichtungen 10a'', 10b'', 10c'' relativ niedrig.

Claims

Vorrichtung (10a) zur Regeneration optischer Signale, mit einer oder mehreren Einrichtungen (1a, 1b, 1c), die jeweils eines der mehreren verschiedenen von der Vorrichtung (10a) empfangenen optischen Signale (DB3, DB4, DC1, DC2, DC3, DC4) regenerieren können, und die eine Einrichtung (12) zur Ermittlung der Qualität der empfangenen optischen Signale (DB3, DB4, DC1, DC2, DC3, DC4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalregenerationseinrichtungen (1a, 1b, 1c) nur eine vorbestimmte Anzahl von denjenigen Signalen (DC1, DB4) regenerieren, für die von der Qualitätsermittlungseinrichtung (12) die schlechteste Signalqualität ermittelt wurde.
Vorrichtung (10a) nach Anspruch 1, bei welcher die Anzahl an Signalregenerationseinrichtungen (1a, 1b, 1c) kleiner ist als die Anzahl der von der Vorrichtung empfangenen optischen Signale (DB3, DB4, DC1, DC2, DC3, DC4).
Vorrichtung (10a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Signalregenerationseinrichtungen (1a, 1b, 1c) 3R-Regeneratoren sind.
Vorrichtung (10a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher jede der Signalregenerationseinrichtungen (1a, 1b, 1c) ein ihr zugeführtes Signal (DC1, DB4) verstärkt und/oder takt- und/oder formmäßig wiederherstellt.
Vorrichtung (10a'') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die empfangenen optischen Signale (DD3, DD4, DE3, DE4) unterschiedliche Wellenlängen aufweisen, und jede der Signalregenerationseinrichtungen (1a'', 1b'') so eingerichtet ist, dass sie nur Signale (DD3, DD4, DE3, DE4) mit vorabbestimmter, fester Wellenlänge regenerieren kann.
Vorrichtung (10a) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welcher die empfangenen optischen Signale (DB3, DB4, DC1, DC2, DC3, DC4) unterschiedliche Wellenlängen aufweisen, und jede der Signalregenerationseinrichtungen (1a, 1b, 1c) variabel auf eine bestimmte Wellenlänge einstellbar ist, so dass sie Signale (DB3, DB4, DC1, DC2, DC3, DC4) unterschiedlicher Wellenlänge regenerieren kann.
Vorrichtung (10a) nach Anspruch 6, welche außerdem eine Steuereinrichtung (9) aufweist, welche an die jeweilige Signalregenerationseinrichtung (1a, 1b, 1c) die Wellenlänge desjenigen Signals (DC1, DB4) übermittelt, welches von der jeweiligen Signalregenerationseinrichtung (1a, 1b, 1c) regeneriert werden soll.
Vorrichtung (10a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Signalregenerationseinrichtungen (1a, 1b, 1c) so eingerichtet sind, dass sie als Wellenlängenkonverter verwendet werden können.
Vorrichtung (10a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Signalregenerationseinrichtungen (1a, 1b, 1c) auf verschiedene Signaldatenraten einstellbar sind.
Vorrichtung (10a) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welcher die Signalregenerationseinrichtungen (1a, 1b, 1c) so eingerichtet sind, dass sie bei einer vorbestimmten, festen Signaldatenrate arbeiten.
Verfahren zur Regeneration optischer Signale, welches die Schritte umfasst: – Empfangen mehrerer, verschiedener optischer Signale (DB3, DB4, DC1, DC2, DC3, DC4), – Ermitteln der Qualität der empfangenen optischen Signale (DB3, DB4, DC1, DC2, DC3, DC4), dadurch gekennzeichnet, dass nur eine vorbestimmte Anzahl derjenigen Signale (DC1, DB4) regeneriert wird, die die schlechteste Signalqualität aufweisen.
Optisches Nachrichtenübertragungsnetzwerk (13) mit mindestens einer ersten und einer zweiten Vorrichtung (10a, 10b) zur Regeneration optischer Signale gemäß einem der Ansprüche 1–10, wobei die erste Vorrichtung (10a) mehrere, verschiedene optische Signale (DA1, DA2, DA3, DA4, DB1, DB2, DB3, DB4, DC1, DC2, DC3, DC4) empfängt, verarbeitet, und an die zweite Vorrichtung (10b) weiterleitet, und – wobei die Signalregenerationseinrichtungen (1a, 1b, 1c) der ersten Vorrichtung (10a) so eingerichtet sind, dass sie eine erste Teilmenge der empfangenen Signale (DB3, DB4, DC1, DC2, DC3, DC4) regenerieren, und – die Signalregenerationseinrichtungen (1a', 1b', 1c') der zweiten Vorrichtung (10b) so eingerichtet sind, dass sie eine zweite Teilmenge der Signale (DA1, DA2, DA3, DA4, DB1, DB2) regenerieren, die von der ersten Teilmenge verschieden ist.