DE102006030293A1

DE102006030293A1 - Data transmission method for e.g. telecommunication network, involves selecting channel from channels with specific wavelength depending on functional boundary condition, and transmitting data along connecting path using channel

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Publication number: DE102006030293A1
Application number: DE102006030293A
Authority: DE
Inventors: Svetoslav Duhovnikov; Thomas Fischer; Gottfried Dr. Lehmann; Franz Rambach; Dominic Schupke; Matthias Schuster
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2006-02-01
Filing date: 2006-06-30
Publication date: 2007-08-09

Abstract

The method involves selecting a connecting path corresponding to a requirement for data transmission between two network nodes. A channel is selected from a set of channels with specific wavelength depending on a functional boundary condition, where the boundary condition defines reliability of the data transmission along the connecting path. The data transmission is effected along the connecting path using the channel. An independent claim is also included for an optical network with a set of network nodes.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Datenübertragung entlang eines Verbindungspfads innerhalb eines optischen Netzwerks basierend auf einem im Vergleich zum Stand der Technik verbesserten RWA-Algorithmus (RWA ≡ Routing and Wavelength Assignment) zum Auffinden eines optischen Verbindungspfads und einer entsprechenden Wellenlänge zur Datenübertragung.The The present invention relates to a method for data transmission along a connection path within an optical network based on an improved compared to the prior art RWA algorithm (RWA ≡ Routing and Wavelength Assignment) for finding an optical connection path and a corresponding wavelength for data transmission.

Bekannte optische Netzwerke, beispielsweise Netzwerke zur Telekommunikation, sind als statische optische Netzwerke realisiert. Sie bestehen aus einer festgelegten Netzstruktur, die sich aus über Knoten verbundene Strecken zusammensetzt. Bisherige Anforderungen an den Datenaustausch im optischen Netzwerk waren abschätzbar, so dass das optische Netzwerk entsprechend konfiguriert werden konnte.Known optical networks, such as telecommunications networks, are realized as static optical networks. They consist of one fixed network structure, which consists of links over nodes composed. Previous requirements for data exchange in the optical network were predictable, so that the optical network could be configured accordingly.

Es ist zu erkennen, dass eine zunehmende Flexibilität im Datenaustausch gefordert wird, die die statischen optischen Netzwerke nicht mehr ausreichend bereitstellen können. Zur Befriedigung dieser Anforderungen müsste das jeweilige optische Netzwerk um neue Verbindungen erweitert werden, die jedoch aufwendig und nicht flexibel auf geänderte Anforderungen anpassbar sind. Daher stellen eine zukünftige Alternative dynamische optische Netzwerke dar, in denen der Verbindungsaufbau auf Anfrage erfolgt. In Abhängigkeit von den Anfragen zum Datenaustausch werden existierende statische optische Netzwerke in Kombination genutzt, um Datenverbindungen herzustellen. Auf diese Weise wird im Gegensatz zu statischen optischen Netzwerken der Datenaustausch in einem lokal variierenden Netzwerk realisiert.It It can be seen that increasing flexibility in data exchange is required is that the static optical networks are no longer sufficient can provide. To satisfy these requirements would have the respective optical Network to be extended by new connections, which, however, consuming and not flexible to changed Requirements are customizable. Therefore, represent a future alternative dynamic optical networks in which the connection establishment on request. Dependent on from the requests for data exchange become existing static Optical networks combined used to data connections manufacture. This way is unlike static optical Networks of data exchange realized in a locally varying network.

In obigen Netzwerken wurden bisher die folgenden Algorithmen zum Auffinden eines optischen Verbindungspfads und einer ent sprechenden Wellenlänge (RWA ≡ Routing and Wavelength Assignment) genutzt: 1) Suche nach dem kürzesten optischen Verbindungspfad (STP ≡ shortest transparent path) und 2) Suche nach dem kürzesten verfügbaren optischen Verbindungspfad (SATP ≡ shortest available transparent path).In The above networks have so far been the following algorithms for finding an optical connection path and a corresponding wavelength (RWA ≡ Routing and Wavelength Assignment): 1) Search for the shortest optical connection path (STP ≡ shortest transparent path) and 2) search for the shortest available optical Connection path (SATP ≡ shortest available transparent path).

Zur Datenübertragung steht dem optischen Netzwerk ein Spektrum mit einer Mehrzahl von Wellenlängen zur Verfügung. Um die Eignung eines gefundenen Verbindungspfads zur Datenübertragung zu bestimmen, wird die Signalqualität am Endpunkt des Verbindungspfads betrachtet. Beide der oben genannten RWA-Algorithmen nutzen die Wellenlänge bzw. den Kanal des Spektrums mit den schlechtesten Übertragungsleistungen, um die Eignung des gefundenen Verbindungspfads in Kombination mit dem zur Verfügung stehenden Spektrum festzustellen. Wenn am Ende des ausgewählten Verbindungspfads mit der „schlechtesten" Wellenlänge/Kanal eine ausreichende Signalqualität zur Datenübertragung zu erwarten ist, wird dieser Verbindungspfad zur Nutzung freigegeben. Dieser RWA-Algorithmus hat jedoch den Nachteil, dass keine optimale Nutzung der zur Verfügung stehenden Kapazitäten des optischen Netzwerks und des Spektrums erfolgt.to data transfer the optical network is a spectrum with a plurality of wavelength to disposal. To determine the suitability of a found connection path for data transfer determine the signal quality considered at the endpoint of the connection path. Both of the above RWA algorithms use the wavelength or the channel of the spectrum with the worst transmission powers, the suitability of the found connection path in combination with the to disposal determine the spectrum. If at the end of the selected connection path with the "worst" wavelength / channel one sufficient signal quality for data transmission is expected, this connection path is released for use. However, this RWA algorithm has the disadvantage that it is not optimal Use of the available standing capacities the optical network and the spectrum.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen im Vergleich zum Stand der Technik verbesserten RWA-Algorithmus zum Herstellen von Verbindungen und zur besseren Ausnutzung der Datenübertragungsleistung des Spektrums des optischen Netzwerks bereitzustellen.It is therefore the object of the present invention, a comparison The prior art improved RWA algorithm for manufacturing connections and to better exploit data transfer performance of the spectrum of the optical network.

Die obige Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, Weiterentwicklungen und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung, den Zeichnungen und den anhängenden Ansprüchen hervor.The The above object is achieved by a method according to independent claim 1. Further advantageous embodiments, further developments and embodiments The present invention will become apparent from the following description. the drawings and the attached Claims out.

Der vorliegende RWA-Algorithmus berücksichtigt die individuelle von der Wellenlänge abhängige Reichweite der einzelnen Kanäle des im optischen Netzwerk zur Verfügung stehenden Spektrums zur Datenübertragung. Zu diesem Zweck wird geprüft, ob entlang eines verfügbaren Verbindungspfads eine Datenübertragung mit einer bestimmten Wellenlänge bzw. mit einem bestimmten Kanal möglich ist. In diese Betrachtung wird sowohl die Reichweite einer bestimmten Wellenlänge als auch die Länge und die Anzahl der Knoten des ausgewählten Verbindungspfads einbezogen.Of the present RWA algorithm considered the individual of the wavelength dependent Range of the individual channels of the available spectrum in the optical network for data transmission. For this purpose, it is whether along an available Connection paths a data transfer with a certain wavelength or possible with a specific channel is. In this consideration, both the range of a certain wavelength as well as the length and the number of nodes of the selected connection path included.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Datenübertragung entlang eines Verbindungspfads innerhalb eines optischen Netzwerks mit einer Mehrzahl von Übertragungsstrecken, einer Mehrzahl von die Übertragungsstrecken verbindenden Knoten und einer Mehrzahl wellenlängenspezifischer Kanäle umfasst die folgenden Schritte: a) Auswählen des Verbindungspfads entsprechend einer Anforderung zur Datenübertragung zwischen einem ersten und einem zweiten Knoten, b) Auswählen eines Kanals aus der Mehrzahl wellenlängenspezifischer Kanäle in Abhängigkeit von mindestens einer funktionellen Randbedingung, die eine Realisierbarkeit der Datenübertragung entlang des Verbindungspfads definiert, c) Übertragen von Daten entlang des Verbindungspfads mit Hilfe des Kanals.The inventive method for data transmission along a connection path within an optical network with a plurality of transmission links, a plurality of the transmission links connecting node and a plurality of wavelength-specific channels the following steps: a) Select the connection path according to a request for data transmission between a first and a second node, b) selecting a Channels of the majority of wavelength-specific channels dependent on of at least one functional boundary condition, which is a feasibility the data transmission defined along the connection path, c) transmitting data along the connection path using the channel.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Beurteilung der Realisierbarkeit der Datenübertragung basierend auf den Übertragungseigenschaften der einzelnen Kanäle eines Kanalspektrums und nicht basierend auf Übertragungseigenschaften des Kanals mit den schlechtesten Übertragungseigenschaften des Kanalspektrums.According to a preferred embodiment, the assessment of the feasibility of data transmission is based on the transmission characteristics of the individual channels of a channel spectrum and not based on transmission characteristics of the channel with the worst transmission characteristics of the channel spectrum.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das obige Verfahren den Schritt: Ableiten der mindestens einen funktionellen Randbedingung aus einer Beschreibung der Datenübertragungseigenschaften des Kanals mit Hilfe von Q-Faktoren, die eine Qualität der Datenübertragung in Abhängigkeit von einem Teil eines Verbindungspfads beschreiben.According to one another embodiment For example, the above method comprises the step of deriving the at least a functional constraint from a description of the data transfer properties of the channel with the help of Q-factors, which is a quality of data transmission in dependence of describe a part of a connection path.

Gemäß einer weiteren Alternative wird die Struktur des Verbindungspfads über dessen Länge und/oder Anzahl an Knoten und/oder Anzahl von Übertragungsstrecken und/oder eine jeweilige Länge der Übertragungsstrecken beschrieben.According to one Another alternative is the structure of the connection path over its Length and / or Number of nodes and / or number of transmission links and / or a respective length of the transmission links described.

Die vorliegende Erfindung umfasst des Weiteren einen Netzknoten eines optischen Netzwerks, der die folgenden Merkmale aufweist: mindestens eine Schnittstelle, mit der Daten aus dem optischen Netzwerk empfangbar und/oder sendbar sind, einen Speicher, in dem alle oder eine Auswahl der oben beschriebenen Verfahrensschritte speicherbar und aus dem alle oder eine Auswahl der oben beschriebenen Verfahrensschritte abrufbar sind, und einen Prozessor, mit dem die gespeicherten Verfahrensschritte ausführbar und Daten verarbeitbar sind. Zudem ist ein optisches Netzwerk offenbart, das eine Mehrzahl von Netzknoten aufweist, während mindestens einer der Netzknoten gemäß obiger Beschreibung aufgebaut ist.The The present invention further comprises a network node of a optical network comprising the following features: at least one Interface with which data from the optical network can be received and / or can be sent to a store where all or a selection the process steps described above storable and from the all or a selection of the method steps described above are retrievable, and a processor with which the stored method steps executable and Data are processable. In addition, an optical network is disclosed, having a plurality of network nodes, while at least one of Network node according to the above Description is constructed.

Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The preferred embodiments The present invention will be described with reference to the accompanying Drawing closer explained. Show it:

1 eine schematische Darstellung eines optischen Netzwerks oder eines Teils eines optischen Netzwerks, 1 a schematic representation of an optical network or a part of an optical network,

2 eine bevorzugte Ableitung von Randbedingungen zur Bestimmung eines optischen Verbindungspfads, 2 a preferred derivation of boundary conditions for determining an optical connection path,

3 ein Flussdiagramm für einen bevorzugten RWA-Algorithmus für einen kürzesten verfügbaren optischen Verbindungspfad, 3 FIG. 3 is a flowchart for a preferred RWA algorithm for a shortest available optical connection path. FIG.

4 die Blockierwahrscheinlichkeit für unterschiedliche RWA-Algorithmen im Vergleich. 4 the blocking probability for different RWA algorithms in comparison.

1 beschreibt schematisch den Aufbau eines optischen Netzwerks. Dies ist beispielsweise ein dynamisches optisches Netzwerk, das aufgrund einer Anforderung zur Datenübertragung durch die Kombination einer Mehrzahl statischer optischer Netzwerke gebildet wird. Die Datenübertragung erfolgt ausge hend von einer Quelle 10 zu einem Ziel 20 über eine bestimmte Gesamtentfernung 30. Die Gesamtentfernung 30 umfasst in diesem Fall maximal 2960 km und wird durch 37 Teilstrecken oder Übertragungsstrecken mit einer jeweiligen Länge von 80 km gebildet. Innerhalb dieses optischen Netzwerks werden die Daten mit einem Spektrum von 40 Wellenlängen oder Kanälen übertragen. Es ist ebenfalls denkbar, andere Strukturen für das optische Netzwerk oder andere Zusammensetzungen des Spektrums zu wählen. 1 describes schematically the structure of an optical network. This is, for example, a dynamic optical network that is formed due to a request for data transmission through the combination of a plurality of static optical networks. The data transmission takes place from a source 10 to a destination 20 over a certain total distance 30 , The total distance 30 In this case, it covers a maximum of 2960 km and is made up of 37 sections or links with a total length of 80 km. Within this optical network, the data is transmitted with a spectrum of 40 wavelengths or channels. It is also conceivable to choose other structures for the optical network or other compositions of the spectrum.

Das optische Netzwerk umfasst Zwischenknoten 40, die die Teilstrecken 50 miteinander verbinden. In den Zwischenknoten 40 findet bevorzugt keine Signalverstärkung statt, während das Signal jedoch beispielsweise durch Rauschen überlagert wird.The optical network comprises intermediate nodes 40 that the sections 50 connect with each other. In the intermediate nodes 40 Preferably there is no signal amplification, but the signal is superimposed by noise, for example.

Während der Datenübertragung im optischen Netzwerk wird das Signal durch lineare und nicht-lineare Effekte verändert und/oder abgeschwächt. Diese Effekte wirken sich unterschiedlich aus, je nachdem mit welcher Wellenlänge bzw. welchem Kanal des Spektrums das optische Signal übertragen wird. Daraus ergeben sich für die verschiedenen Wellenlängen bzw. Kanäle des Spektrums unterschiedliche Übertragungsleistungen. Diese unterschiedlichen Übertragungsleistungen der einzelnen Wellenlängen des Spektrums im Vergleich zueinander zeigen sich beispielsweise in einer unterschiedlichen maximal möglichen Übertragungsentfernung bzw. Reichweite, die mit der einzelnen Wellenlänge bzw. dem Kanal realisierbar ist. Des Weiteren zeigt sich die Übertragungsleistung daran, nach wie viel maximal passierbaren Zwischenknoten 40 das optische Signal immer noch auswertbar ist. Die physikalischen Randbedingungen einer Datenübertragung in einem optischen Netzwerk führen somit zu einer Variation der Reichweite der einzelnen Wellenlängen bzw. Kanäle. Vergleicht man die Reichweite der Wellenlänge mit den besten Übertragungseigenschaften mit der Reichweite der Wellenlänge mit den schlechtesten Übertragungseigenschaften, unterscheiden sich diese um einen Faktor 1,5.During data transmission in the optical network, the signal is changed and / or attenuated by linear and non-linear effects. These effects have different effects, depending on which wavelength or channel of the spectrum the optical signal is transmitted. This results in different transmission powers for the different wavelengths or channels of the spectrum. These different transmission powers of the individual wavelengths of the spectrum in comparison to one another show, for example, in a different maximum possible transmission distance or range, which can be realized with the individual wavelength or the channel. Furthermore, the transmission power is shown by how many maximum passable intermediate nodes 40 the optical signal is still evaluable. The physical boundary conditions of a data transmission in an optical network thus lead to a variation of the range of the individual wavelengths or channels. Comparing the range of the wavelength with the best transmission characteristics with the range of the wavelength with the worst transmission characteristics, these differ by a factor of 1.5.

Um die individuellen Wellenlängen bzw. Kanäle des Spektrums optimal zu nutzen, wird folgender RWA-Algorithmus zum Auffinden eines Verbindungspfads in einem dynamischen optischen Netzwerk vorgeschlagen. Zunächst bestimmt man die von der Wellenlänge abhängige Übertragungsleistung des individuellen Kanals des Spektrums. Zu diesem Zweck wird bevorzugt eine Q-Faktor-Berechnung im optischen Netzwerk durchgeführt, in der sich die physikalischen Randbedingungen der Datenübertragung niederschlagen. Danach werden aus den ermittelten Q-Faktoren lineare Bedingungen oder Zwänge abgeleitet, die die Einschränkung der Datenübertragung im optischen Netzwerk aufgrund physikalischer Randbedingungen beschreiben. Die linearen Bedingungen beschreiben beispielsweise, ab welcher maximalen Entfernung sich die Signalqualität bei einer bestimmten Wellenlänge derart verschlechtert, dass keine Signalübertragung bzw. keine Signalidentifikation mehr möglich ist. Diese linearen Bedingungen werden somit bei der späteren Berechnung des dynamischen Pfads im optischen Netzwerk genutzt (s. unten). Unter Berücksichtigung der linearen Bedingungen wird dann ein Verbindungspfad in einem optischen Netzwerk berechnet. Da jede Wellenlänge des Spektrums in ihren Übertragungsleistungen durch die linearen Bedingungen charakterisiert ist, eröffnet sich die Möglichkeit, jede Wellenlänge beispielsweise entsprechend ihrer Reichweite optimal auszunutzen. Es werden auf diese Weise keine Übertragungskapazitäten des optischen Netzwerks vergeudet, da die Übertragungsleistung des Spektrums nicht allgemein durch die Leistungsfähigkeit der Wellenlänge des Spektrums beschrieben wird, die die schlechtesten Übertragungsleistungen zeigt.To optimally utilize the individual wavelengths or channels of the spectrum, the following RWA algorithm is proposed for finding a connection path in a dynamic optical network. First, one determines the wavelength dependent transmission power of the individual channel of the spectrum. For this purpose, a Q-factor calculation is preferably carried out in the optical network, in which the physical boundary conditions of the data transmission are reflected. Thereafter, linear conditions or constraints are derived from the determined Q-factors, which describe the restriction of data transmission in the optical network due to physical boundary conditions. The linear conditions describe, for example, from which ma At a certain wavelength, the signal quality deteriorates at a certain wavelength such that no signal transmission or signal identification is possible. These linear conditions are thus used in the subsequent calculation of the dynamic path in the optical network (see below). Considering the linear conditions, a connection path in an optical network is then calculated. Since each wavelength of the spectrum is characterized by the linear conditions in terms of its transmission powers, it is possible to make optimum use of each wavelength, for example, according to its range. No transmission capacity of the optical network is wasted in this way because the transmission power of the spectrum is not generally described by the performance of the wavelength of the spectrum exhibiting the worst transmission performance.

Um den RWA-Algorithmus zu vereinfachen, ist es bevorzugt, nicht die Leistungsbeschreibung jeder einzelnen Wellenlänge des Spektrums in den RWA-Algorithmus einzubeziehen. Stattdessen werden mehrere Wellenlängen bzw. Kanäle mit einer ähnlichen Leistungsfähigkeit oder Reichweite zu einem Block zusammengefasst. Nachfolgend wird allen Wellenlängen bzw. Kanälen, die diesem Block angehören, die gleiche Leistungsfähigkeit oder Reichweite zugeordnet. Auf diese Weise wird der Rechen aufwand für den RWA-Algorithmus reduziert, während nur geringfügig Effizienz eingebüßt wird.Around To simplify the RWA algorithm, it is preferable not to Performance description of each wavelength of the spectrum in the RWA algorithm included. Instead, several wavelengths or channels with a similar one capacity or range combined into one block. Below is all wavelengths or channels, that belong to this block, the same performance or range assigned. In this way, the computational effort for the RWA algorithm reduced while only slightly Efficiency is lost.

Im Vergleich zum Stand der Technik führt der obige Ansatz beispielsweise zu einer Steigerung des möglichen Datenverkehrs in optischen Netzwerken mit ultra langen (ULH = Ultralong Haul) und langen Übertragungsstrecken (LH = Long Haul). Bei dieser Steigerung im Datenverkehr werden sowohl die Kosten für den Betreiber als auch die Leistungsparameter konstant gehalten. Daraus folgen die Vorteile, dass der unten näher erläuterte RWA-Algorithmus nur unwesentlich langsamer ist im Vergleich zu bekannten Algorithmen, die keine physikalischen Randbedingungen berücksichtigen. Zudem wird mit dem unten beschriebenen RWA-Algorithmus das optische Netzwerk besser ausgenutzt, so dass Kosten gespart werden. Weiterhin bietet die Anwendung einfacherer Regeln in Abhängigkeit von individuellen Wellenlängen oder Wellenlängenblöcken, Knotenzahl und Länge der Verbindungsstrecke verkürzte Rechenzeiten und einen reduzierten Aufwand im Hinblick auf die Netzwerkadministration.in the For example, compared to the prior art, the above approach leads to an increase of the possible Traffic in optical networks with ultra long (ULH = Ultralong Haul) and long transmission lines (LH = Long Haul). This increase in traffic will both the price for the operator as well as the performance parameters kept constant. From this follows the advantages that the below explained RWA algorithm only is significantly slower compared to known algorithms, which do not take physical constraints into account. In addition, with the RWA algorithm described below, the optical network better exploited, so that costs are saved. Furthermore, the Application of simpler rules depending on individual wavelength or Wavelength blocks, Node number and length shortened the link Calculation times and a reduced effort in terms of network administration.

Für das beispielhafte optische Netzwerk (vgl. 1) wurde die Leistungsfähigkeit der einzelnen Wellenlängen bzw. Kanäle des Spektrums bestimmt. Zur Bestimmung dieser Leistungsfähigkeit ist es allgemein von Vorteil, dass die Struktur existierender optischer Netzwerke, die darin wirkenden physikalischen Bedingungen (beispielsweise beschrieben durch die genutzten optischen Fasern) bekannt oder durch Testnetzwerke simulierbar sind. Auf der Grundlage obiger Daten wurde das optische Netzwerk mit Hilfe von Q-Faktoren charakterisiert. Die Q-Faktoren zeigen die Beeinflussung der Übertragungsleistung der einzelnen Wellenlängen bzw. Kanäle beispielsweise durch die zunehmende Länge einer ausgewählten Übertragungsstrecke und/oder die zunehmende Anzahl von Zwischenknoten 40.For the exemplary optical network (cf. 1 ), the performance of the individual wavelengths or channels of the spectrum was determined. To determine this performance, it is generally advantageous to know the structure of existing optical networks, the physical conditions (e.g., described by the optical fibers used), or to be simulated by test networks. Based on the above data, the optical network was characterized by Q-factors. The Q-factors show the influence of the transmission power of the individual wavelengths or channels, for example, by the increasing length of a selected transmission link and / or the increasing number of intermediate nodes 40 ,

Zur Vereinfachung der obigen Charakterisierung des Spektrums wird bevorzugt nicht jede Wellenlänge individuell beschrieben. Stattdessen wird das Spektrum bevorzugt in vier Gruppen oder Blöcke aufgeteilt, deren Wellenlängen ähnliche Leistungscharakteristika, wie beispielsweise die Reichweite, zeigen. Danach werden für jede Gruppe die Randbedingungen oder Zwänge im optischen Netzwerk bestimmt, die sich aus den berechneten Q-Faktoren ergeben.to Simplification of the above characterization of the spectrum is preferred not every wavelength individually described. Instead, the spectrum is preferred divided into four groups or blocks, whose wavelengths are similar Performance characteristics, such as the range, show. After that will be for each group determines the boundary conditions or constraints in the optical network, which result from the calculated Q-factors.

Ein Beispiel für die Beschreibung der Übertragungscharakteristika eines ausgewählten Blocks des Spektrums mit Hilfe der berechneten Q-Faktoren ist in 2 dargestellt. Auf de Abszisse ist die Länge der Übertragungsstrecke in Kilometern aufgetragen. Die Ordinate zeigt die Anzahl der Zwischenknoten 40 (hops), die auf die Länge der Übertragungsstrecke verteilt sind. Die ebenfalls eingezeichnete Längenbedingung legt fest, dass über die eingezeichnete Längenbedingung hinaus gehende Übertragungsstrecken mit dem hier charakterisierten Block des Spektrums nicht realisierbar sind. Die Knotenbedingung legt fest, dass bei einer ausgewählten Übertragungsstrecke mit beispielsweise mehr als 13 Knoten die Veränderung des optischen Signals so stark ist, dass das Signal nach dem Passieren dieser 13 Knoten nicht mehr auswertbar ist.An example of the description of the transmission characteristics of a selected block of the spectrum using the calculated Q-factors is given in FIG 2 shown. On the abscissa the length of the transmission distance in kilometers is plotted. The ordinate shows the number of intermediate nodes 40 (hops) distributed over the length of the transmission link. The length condition also drawn specifies that transmission distances beyond the drawn length condition can not be realized with the block of the spectrum characterized here. The node condition specifies that for a selected transmission link with, for example, more than 13 nodes, the change in the optical signal is so strong that the signal can no longer be evaluated after passing through these 13 nodes.

Für die in 2 dargestellte Berechnung wurde eine BER (Bit Error Rate) von 10^–12 entsprechend einem Q-Faktor von 17 dB gewählt. Nutzt man zudem FEC (Forward Error Correction), ist eine Verbesserung der Q-Faktoren um ca. 6-8 dB erreichbar. Man erhält damit eine Q-Faktor-Schwelle für die empfangenen optischen Signale von 11 dB.For the in 2 The calculated calculation was a BER (Bit Error Rate) of 10 ^-12 corresponding to a Q-factor of 17 dB. If one also uses FEC (Forward Error Correction), an improvement of the Q factors by approximately 6-8 dB can be achieved. This gives a Q-factor threshold for the received optical signals of 11 dB.

2 beschreibt weiterhin mit den x-Kreuzen Verbindungspfade, entlang derer innerhalb des optischen Netzwerks eine Datenübertragung mit dem betrachteten Block an Wellenlängen realisierbar ist. Die Verbindungspfade, die durch eine +-Kreuz oder eine *-Symbol (Überlagerung von x- und +-Kreuz) beschrieben sind, lassen hingegen keinen verlässlichen Datenverkehr mit dem ausgewählten Block des Spektrums zu. Daraus folgt anhand von 2, dass ein Verbindungspfad nur dann geeignet ist, wenn sich seine Länge und Anzahl von Zwischenknoten im Bereich zwischen den beiden Achsen und den linearen einschränkenden Randbedingungen befinden. Die ebenfalls in 2 eingezeichneten linearen Mischbedingungen 1 und 2 ergeben sich aus der Überlagerung der linearen Knoten-Bedingung und der linearen Längenbedingung. 2 further describes with the x-crosses connection paths along which a data transmission with the considered block can be realized at wavelengths within the optical network. The connection paths, which are described by a + -cross or a * -symbol (overlay of x- and + -cross), do not allow reliable traffic with the selected block of the spectrum. It follows from 2 in that a connection path is only suitable if its length and number of intermediate nodes are in the region between the two axes and the linear ones limiting boundary conditions are located. The likewise in 2 drawn linear mixing conditions 1 and 2 result from the superposition of the linear node condition and the linear length condition.

Um nun bei einer Anfrage eine entsprechende Datenübertragung zu gewährleisten, wird bevorzugt das Verfahren gemäß 3 abgearbeitet. Der in 3 dargestellte RWA-Algorithmus dient dem Auffinden eines geeigneten Verbindungspfads und einer Wellenlänge, um die angeforderte Datenübertragung innerhalb des optischen Netzwerks zu realisieren. Nach dem Start des RWA-Algorithmus wird zunächst eine erste Wellenlänge auf ihre Eignung zur Datenübertragung überprüft. Diese Wellenlänge ist beispielsweise die erste Wellenlänge aus einem Spektrum, das zur Datenübertragung innerhalb des optischen Netzwerks zur Verfügung steht. Es ist ebenfalls denkbar, dass diese erste Wellenlänge einen Block eines im optischen Netzwerk zur Verfügung stehenden Spektrums repräsentiert. Auf diese Weise werden systematisch die zur Verfügung stehenden Wellenlängen und/oder Blöcke des Spektrums und die mit ihnen realisierbaren Verbindungspfade innerhalb des optischen Netzwerks gesucht, um auf dieser Grundlage eine sichere Datenübertragung zu gewährleisten.In order to ensure a corresponding data transmission in a request, the method is preferably according to 3 processed. The in 3 The illustrated RWA algorithm is for finding an appropriate connection path and wavelength to realize the requested data transmission within the optical network. After the start of the RWA algorithm, a first wavelength is first checked for its suitability for data transmission. For example, this wavelength is the first wavelength from a spectrum available for data transmission within the optical network. It is also conceivable that this first wavelength represents one block of a spectrum available in the optical network. In this way, the available wavelengths and / or blocks of the spectrum and the connection paths that can be realized with them within the optical network are systematically searched in order to ensure secure data transmission on this basis.

Nach dem Prüfen einer ersten Wellenlänge oder einer beliebigen Anzahl von Wellenlängen erfolgt die Abfrage, ob alle zur Verfügung stehenden Wellenlängen des optischen Netzwerks geprüft worden sind. Eine noch nicht geprüfte Wellenlänge wird nun ausgewählt und der kürzeste Verbindungspfad für diese Wellenlänge gesucht. Sollte kein Verbindungspfad gefunden werden, geht der Algorithmus zur nächsten nicht geprüften Wellenlänge/Block über. Hat hingegen der Algorithmus einen Verbindungspfad gefunden, wird in einem nächsten Schritt geprüft, ob dieser Verbindungspfad mit Bezug auf die definierten linearen Bedingungen/Zwänge zur Datenübertragung geeignet ist. Besteht dieser Verbindungspfad den Eignungstest nicht, wird auch an dieser Stelle zur Prüfung einer noch nicht getesteten Wellenlänge/Block übergegangen. Sollte der ausge wählte Verbindungspfad die Anforderungen zur Datenübertragung erfüllen, wird in einem nächsten Schritt abgefragt, ob dieser Verbindungspfad der kürzeste Verbindungspfad ist im Vergleich zu den bereits gefundenen Verbindungspfaden. Ist der neu gefundene Verbindungspfad nicht der kürzeste der bisher gefundenen Verbindungspfade, so wird der Algorithmus mit einer weiteren noch nicht geprüften Wellenlänge/Block fortgesetzt. Wird der neu gefundene Verbindungspfad jedoch als der kürzeste Verbindungspfad erkannt, wird er als solcher abgespeichert. Danach kehrt der Algorithmus zur Prüfung der noch nicht geprüften Wellenlängen/Blöcke zurück. Wird erkannt, dass alle zur Verfügung stehenden Wellenlängen/Blöcke geprüft worden sind, erfolgt im nächsten Schritt die Abfrage, ob zumindest ein geeigneter Verbindungspfad gefunden worden ist. Wird diese Abfrage mit Nein beantwortet, ergeht ein Bericht über die Nicht-Ausführbarkeit der angeforderten Datenübertragung (Blocking). Wird die vorhergehende Abfrage mit Ja beantwortet, wird die Wellenlänge entlang des ausgewählten Verbindungspfads und somit über alle darin enthaltenen Teilstrecken des optischen Netzwerks reserviert. Nach Beendigung des RWA-Algorithmus erfolgt dann die angeforderte Datenübertragung innerhalb des optischen Netzwerks.To the testing a first wavelength or any number of wavelengths is polled, whether all available standing wavelengths of the optical network have been. A not yet tested wavelength is now selected and the shortest Connection path for this wavelength searched. If no connection path is found, the algorithm works next not tested Wavelength / Block over. Has however, the algorithm found a connection path is in one next Step checked, whether this connection path with respect to the defined linear Conditions / constraints for data transmission suitable is. If this connection path does not pass the aptitude test, is also passed at this point to test a not yet tested wavelength / block. Should the selected Connection path meet the requirements for data transmission is in a next step queried whether this connection path is the shortest connection path compared to the already found connection paths. Is the newly found connection path not the shortest of those found so far Connection paths, so the algorithm with one more still not tested Wavelength / Block continued. However, the newly found connection path is called the shortest Connection path detected, it is stored as such. After that the algorithm returns to the test the not yet tested Wavelengths / blocks back. Becomes recognized that all available standing wavelengths / blocks are in the next step the query, if at least found a suitable connection path has been. If this query is answered with no, you receive a Report on the non-executability the requested data transfer (Blocking). If the previous query is answered Yes, then the wavelength along the selected one Connection paths and thus over all reserved therein optical network links reserved. After completion of the RWA algorithm then the requested data transmission takes place within the optical Network.

Es ist ebenfalls denkbar, dass mehrere kürzeste Verbindungspfade mit verschiedenen Wellenlängen über den obigen RWA-Algorithmus gefunden und reserviert werden. In diesem Zusammenhang ist es bevorzugt, dass der RWA-Algorithmus Wellenlängen mit einer Reichweite auswählt, die der Länge der Datenübertragungsstrecke entspricht oder diese nur unwesentlich übersteigt. Auf diese Weise werden Wellenlängen freigehalten, die auch für längere Datenübertragungsstrecken nutzbar sind. Zudem wird dadurch das Spektrum in seiner gesamten Leistungsbreite gezielt ausgenutzt.It It is also conceivable that several shortest connection paths with different wavelengths over the above RWA algorithm be found and reserved. In this context, it is preferable that the RWA algorithm is wavelengths with a range selects, the length the data transmission link corresponds or exceeds this only insignificantly. In this way become wavelengths kept free, which also for longer Data transmission links are usable. It also makes the spectrum in its entirety Performance range specifically exploited.

Die bevorzugten Ausführungsformen des obigen Algorithmus werden innerhalb eines optischen Netzwerks mit einer Mehrzahl von Netzknoten ausgeführt. Zu diesem Zweck umfasst das optische Netzwerk mindestens einen Netzknoten, der aus mindestens einer Schnittstelle, einem Speicher und einem Prozessor aufgebaut ist. Die Schnittstelle dient dem Senden und/oder Empfangen von Daten aus dem optischen Netzwerk, die durch den Netzknoten verarbeitet und/oder weitergeleitet werden. Im Speicher des Netzknotens sind Daten und Verfahrensschritte speicherbar. Gemäß einer Alternative sind die Schritte zumindest einer Ausführungsform des oben beschriebenen Verfahrens zur Datenübertragung im Speicher abgelegt und von dort abrufbar. Der Prozessor ruft die Verfahrensschritte oder eine Auswahl der Verfahrensschritte ab, um auf dieser Grundlage das oben beschriebene Verfahren auszuführen und Daten zu verarbeiten.The preferred embodiments of the above algorithm will be within an optical network executed with a plurality of network nodes. For this purpose includes the optical network at least one network node, which consists of at least one Interface, a memory and a processor is constructed. The interface is for sending and / or receiving data the optical network processed by the network node and / or to get redirected. In the memory of the network node are data and Process steps storable. According to an alternative, the Steps of at least one embodiment of the stored above described method for data transmission in the memory and retrievable from there. The processor calls the process steps or a selection of the method steps to be based on this execute the above-described method and process data.

Zum Vergleich mit bekannten RWA-Algorithmen wurden Simulationen durchgeführt, deren Ergebnisse in 4 dargestellt sind. 4 zeigt auf der Ordinate die Blockierwahrscheinlichkeit für eine angeforderte Datenübertragung. Auf der Abszisse ist der Skalierfaktor für die Übertragungsanforderungen aufgetragen. Der Skalierfaktor ist ein Maß für die Anzahl der zu realisierenden Übertragungsanforderungen im optischen Netzwerk. Die Blockierungswahrscheinlichkeit ist ein Maß für die Anzahl der nicht realisierbaren Anforderungen. Folgende RWA-Algorithmen werden in 4 verglichen: kürzester optischer Verbindungspfad STP ohne physikalische Randbedingungen, kürzester verfügbarer optischer Verbindungspfad SATP ohne physikalische Randbedingungen, kürzester verfügbarer optischer Verbindungspfad SATP für die Wellenlänge mit den schlechtesten Übertragungseigenschaften (schlechteste Wellenlänge) und Q = 11 dB, kürzester verfügbarer optischer Verbindungspfad SATP für die Wellenlänge mit den besten Übertragungseigenschaften (beste Wellenlänge) und Q = 11 dB und kürzester verfügbarer optischer Verbindungspfad SATP in Abhängigkeit von der Wellenlänge (wellenlängenabhängig) mit Q = 11 dB. Die in 4 dargestellten Ergebnisse wurden in einem TILAB-Netzwerk simuliert. Dieses Netzwerk umfasst 40 Systemwellenlängen und es wurde eine Anforderungsmatrix gemäß einer Anforderungsprognose für 2009 angenommen.For comparison with known RWA algorithms, simulations were performed, the results of which in 4 are shown. 4 shows on the ordinate the blocking probability for a requested data transmission. The abscissa plots the scale factor for the transfer requests. The scaling factor is a measure of the number of transmission requests to be implemented in the optical network. The blocking probability is a measure of the number of unrealisable requirements. The following RWA algorithms are included in 4 compared: shortest optical path STP without physical boundary conditions, shortest available optical link shortest available optical path SATP for the wavelength with the worst transmission characteristics (worst wavelength) and Q = 11 dB, shortest available optical path SATP for the wavelength with the best transmission characteristics (best wavelength) and Q = 11 dB and shortest available optical path SATP as a function of the wavelength (wavelength-dependent) with Q = 11 dB. In the 4 The results presented were simulated in a TILAB network. This network comprises 40 system wavelengths and a requirement matrix has been adopted according to a requirement forecast for 2009.

Aus den Kurven in 4 sind folgende Informationen ableitbar. Wenn der RWA-Algorithmus für den kürzesten verfügbaren optischen Verbindungspfad und die Wellenlänge mit den schlechtesten Übertragungseigenschaften angewandt wird, ergibt sich eine durchgängig hohe Blockierwahrscheinlichkeit für die angeforderten Datenübertragungen im optischen Netzwerk. Ein derartiger Zustand ist für einen normalen optischen Netzwerkbetrieb nicht akzeptabel. Nutzt man hingegen im RWA-Algorithmus die Informationen über die wellenlängenabhängige Reichweite und wendet man die obigen linearen Randbedingungen/Zwänge auf die Wellenlängen des Spektrums oder auf die einzelnen Blöcke des Spektrums an, ergibt sich eine wesentlich reduzierte Blockierwahrscheinlichkeit für die angeforderten Datenübertragungen (vgl. SATP, Q = 11 dB, wellenlängenabhängig). Vergleicht man SATP, wellenlängenabhängig zudem mit STP ohne physikalische Randbedingungen, werden mit dem oben beschriebenen RWA-Algorithmus dreimal mehr Verbindungen im optischen Netzwerk bereitgestellt als mit herkömmlichen RWA-Algorithmen. Zu Vergleichszwecken wurde die Simulation ebenfalls unter der Annahme durchgeführt, dass alle Wellenlängen des Spektrums die gleichen Übertragungseigenschaften aufweisen wie die Wellenlänge mit den besten Übertragungsleistungen (vgl. SATP, beste Wellenlänge, Q = 11dB). Anhand von 4 wird deutlich, dass mit dem oben vorgestellten RWA-Algorithmus die Kapazitäten bestehender optischer Netzwerke optimaler ausgenutzt werden im Vergleich zu bekannten RWA-Algorithmen.From the curves in 4 the following information can be derived. Applying the RWA algorithm for the shortest available optical path and wavelength with the worst transmission characteristics results in a consistently high blocking probability for the requested data transmissions in the optical network. Such a condition is not acceptable for normal optical network operation. If, on the other hand, the information about the wavelength-dependent range is used in the RWA algorithm and if the above linear boundary conditions / constraints are applied to the wavelengths of the spectrum or to the individual blocks of the spectrum, a significantly reduced blocking probability results for the requested data transmissions (see SATP , Q = 11 dB, wavelength-dependent). Comparing SATP and wavelength-dependent STP without physical boundary conditions, the RWA algorithm described above provides three times more connections in the optical network than with conventional RWA algorithms. For comparison purposes, the simulation was also performed on the assumption that all wavelengths of the spectrum have the same transmission characteristics as the wavelength with the best transmission powers (see SATP, best wavelength, Q = 11dB). Based on 4 It becomes clear that with the RWA algorithm presented above, the capacities of existing optical networks can be optimally utilized in comparison to known RWA algorithms.

Claims

Method for data transmission along a connection path within an optical network having a plurality of transmission links, one Majority of the transmission links connecting nodes and a plurality of wavelengths of specific channels, the the following steps include: a. Select the connection path corresponding to one Request for data transmission between a first and a second node, b. Select one Channels of the plural wavelengths specific channels dependent on of at least one functional boundary condition, which is a feasibility the data transmission defined along the connection path, c. Transfer data along the connection path using the channel.

Method according to claim 1, with the further step: Assess the feasibility based on data transmission on the transmission properties the individual channels a channel spectrum and not based on transmission characteristics of the Channels with the worst transmission characteristics of the channel spectrum.

Method according to claim 1 or 2, with the further step: Derive the at least a functional constraint from a description of the data transfer properties of the channel with the help of Q-factors, which is a quality of data transmission dependent on from a part of a connection path.

Method according to one of the preceding claims, in which the at least one functional boundary condition in dependence is defined by a structure of the connection path.

Method according to claim 4, with the further step: Describe the structure of the connection path via its Length and / or Number of nodes and / or number of transmission links and / or a respective length the transmission links.

Network node of an optical network, the following Features include: a. at least one interface with which Data from the optical network can be received and / or sent, b. a memory in which method steps according to one of the preceding claims 1 to 5 storable and from the method steps according to a of the preceding claims 1 to 5 are available, and c. a processor with which the stored method steps executable and data can be processed.

Optical network with a plurality of network nodes, between which data is exchangeable while at least one of the Network node according to claim 6 is constructed.