DE112005000040T5

DE112005000040T5 - System und Verfahren zur erneuten Verwendung von Wellenlängen bei einem optischen Netzwerk

Info

Publication number: DE112005000040T5
Application number: DE112005000040T
Authority: DE
Inventors: David W. North Aurora Jenkins; Mark E. Geneva Boduch
Original assignee: Tellabs Operations Inc
Current assignee: Coriant Operations Inc
Priority date: 2004-12-16
Filing date: 2005-12-20
Publication date: 2007-11-08
Also published as: GB2434495A; GB2434495B; GB0603085D0; WO2007073382A1; AU2005246970B2; US7627245B2; US20060133807A1; AU2005246970A1

Abstract

Netzwerk, mit:
mindestens vier Netzwerkknoten, die jeweils mit mindestens drei Netzwerkpfaden gekoppelt sind, wobei mindestens zwei der mindestens drei Netzwerkpfade die mindestens vier Netzwerkknoten koppeln; und
mindestens zwei Subnetzwerken, die jeweils mindestens zwei der mindestens vier Netzwerkknoten umfassen, wobei die mindestens zwei Subnetzwerke mindestens eine Wellenlänge gemeinsam benutzen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINGUNG
Wellenlängenteilungs-Multiplexen (WDM = Wavelength Division Multiplexing) ist ein Verfahren, durch das optische Einmoden-Fasern verwendet werden, um mehrere Lichtwellen von unterschiedlichen Frequenzen zu führen. Bei einem WDM-Netzwerk werden viele Wellenlängen in eine einzelne Faser kombiniert, womit die Führungskapazität der Faser erhöht wird. Signale werden spezifischen Lichtfrequenzen (Wellenlängen) innerhalb eines Frequenzbandes zugewiesen. Dieses Multiplexen von optischen Wellenlängen ist analog zu der Art und Weise, wie Funkstationen auf unterschiedlichen Wellenlängen rundsenden, um einander nicht zu stören. Da jeder Kanal auf einer unterschiedlichen Wellenlänge übertragen wird, kann ein gewünschter Kanal mit einem Tuner ausgewählt werden. WDM-Kanäle (Wellenlängen) werden auf eine ähnliche Art und Weise ausgewählt. Bei einem WDM-Netzwerk werden alle Wellenlängen durch eine Faser übertragen und an einem Empfangsende demultiplext. Die Kapazität der Faser ist ein Aggregat der übertragenen Wellenlängen, wobei jede Wellenlänge ihre eigene dedizierte Bandbreite aufweist.
Dichtes Wellenllängenteilungs-Multiplexen (DWDM = Dense Wavelength Division Multiplexing) ist ein WDM-Netzwerk, bei dem Wellenlängen dichter beabstandet sind als bei einem groben WDM-Netzwerk. Dies stellt eine größere Gesamtkapazität der Faser bereit.
WDM kann mit dedizierten Schutztechniken, wie beispielsweise einen UPSR (Unidirectional Path Switched Ring) bei einem synchronen optischen Netzwerk (SONET = Synchronous Optical Network) verwendet werden. Eine derartige dedizierte Schutztechnik verwendet DCRRs (Dual-Counter Rotating Rings), die bidirektionale Verbindungen zwi schen den Knoten des Netzwerks bilden. Eine vollständig geschützte bidirektionale Verbindung zwischen beliebigen zwei Knoten kann aufgebaut und einer bestimmten Wellenlänge dediziert werden. Eine Arbeitswellenlänge läuft in einer Richtung, und eine Schutzwellenlänge läuft in der entgegengesetzten Richtung. Die Arbeitswellenlänge nimmt typischerweise einen kürzeren Pfad zwischen den beiden Knoten, während die Schutzwellenlänge einen längeren Pfad nimmt. Die Frequenz der Arbeits- und Schutzwellenlängen kann identisch sein, da sie in entgegengesetzte Richtungen laufen. Jeder Abschnitt der DCRRs wird entweder durch die Arbeitswellenlänge oder die Schutzwellenlänge belegt (ein Abschnitt kann als die Fasern definiert sein, die zwei Knoten in einem Ring direkt verbinden). Daher können die Arbeitswellenlänge und die Schutzwellenlänge nicht verwendet werden, um irgendwelche zusätzliche Verbindungen zwischen beliebigen anderen zwei Knoten aufzubauen. Zusätzliche Verbindungen erfordern die Verwendung von zusätzlichen Wellenlängen.
Es sei bemerkt, dass WDM-Gerät in einem gegebenen WDM-Knoten lediglich eine endliche Anzahl von Wellenlängen unterstützen kann; daher gibt es häufig einen wirtschaftlichen Nutzen, der mit dem Begrenzen der Anzahl von verwendeten Wellenlängen verbunden ist, wenn ein WDM-Netzwerk ausgestaltet wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Netzwerk oder ein entsprechendes Verfahren mit mindestens vier Netzwerkknoten, die mit mindestens drei Netzwerkpfaden gekoppelt sind. Mindestens zwei der mindestens drei Netzwerkpfade koppeln die Netzwerkknoten. Das Netzwerk umfasst ebenfalls mindestens zwei Subnetzwerke, die jeweils mindestens zwei der Netzwerkknoten umfassen und mindestens eine Wellenlänge gemeinsam mit dem anderen Subnetzwerk verwenden.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Netzwerk oder ein entsprechendes Verfahren mit (i) mindestens einem Netzwerkknoten, der mit mindesten vier Netzwerkpfaden gekoppelt ist, und (ii) mindestens zwei Subnetzwerken, die jeweils den mindestens einen Netzwerknoten umfassen und mindestens eine Wellenlänge gemeinsam verwenden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorhergehenden und weiteren Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden spezielleren Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung offensichtlich, wie sie in den begleitenden Zeichnungen dargestellt sind, bei denen sich gleiche Bezugszeichen auf die gleichen Teile überall in den unterschiedlichen Ansichten beziehen. Die Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu, wobei die Betonung stattdessen auf die Darstellung der Prinzipien der Erfindung gelegt wird.
1 ist eine logische Ansicht eines rekonfigurierbaren optischen 2-Grad-Add/Drop-Knotens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine logische Ansicht eines rekonfigurierbaren optischen 3-Grad-Add/Drop-Knotens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 ist eine physikalische Perspektive eines rekonfigurierbaren optischen 2-Grad-Add/Drop-Knotens;
4 ist eine physikalische Perspektive eines rekonfigurierbaren optischen 3-Grad-Add/Drop-Knotens;
5 ist ein Netzwerkdiagramm einer Multiring-Ausgestaltung mit 2-Grad-Knoten und 3-Grad-Knoten;
6 ist ein Blockdiagramm einer Drop-Einheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7 ist ein Blockdiagramm einer Add-Einheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
8 ist ein Blockdiagramm eines 2-Grad-Knotens mit zwei rekonfigurierbaren optischen Schnittstellen;
9 ist ein Blockdiagramm eines 3-Grad-Knotens mit drei rekonfigurierbaren optischen Schnittstellen;
10 ist ein Blockdiagramm eines 4-Grad-Knotens mit vier rekonfigurierbaren optischen Schnittstellen;
11 ist ein Netzwerkdiagramm einer Einzelring-Netzwerkausgestaltung, die 2-Grad-Knoten benutzt;
12 ist ein Netzwerkdiagramm einer Einzelring-Netzwerkausgestaltung, die 2-Grad-Knoten benutzt, wobei eine vollständig geschützte bidirektionale Verbindung zwischen den Knoten C und F aufgebaut ist;
13 ist ein Netzwerkdiagramm eines Netzwerkes, wobei Knoten B, C, D und F von 12 mit 3-Grad-Knoten ausgetauscht werden;
14 ist ein Netzwerkdiagramm eines Netzwerkes, wobei Knoten B, C, D und F von 12 mit 4-Grad-Knoten ausgetauscht werden;
15 bis 18 sind Netzwerkdiagramme, die darstellen, wie Multigrad-Knoten in ein existierendes Einzelring-DWDM-Netzwerk eingefügt werden können, um zusätzliche Subnetzwerkringe zu erzeugen, die die Anzahl von Wellenlängen verringern, die für Kommunikationen in dem Netzwerk verwendet werden.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Eine Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung folgt.
Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann eine Gesamtzahl von Wellenlängen, die bei einem WDM-Netzwerk verwendet werden, verringert werden, indem ein Netzwerk mit Multigrad-Knoten ausgestaltet wird, die mehrere Subnetzwerke bilden. Isolierte Subnetzwerke, die keine gemeinsamen Netzwerkpfade teilen, können die gleichen Wellenlängen erneut verwenden, die für Kommunikationen in den anderen Subnetzwerken verwendet werden.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Netzwerk oder ein entsprechendes Verfahren mit mindestens vier Netzwerkknoten, die jeweils mit mindestens drei Netzwerkpfaden gekoppelt sind. Mindestens zwei der mindestens drei Netzwerkpfade koppeln die Netzwerknoten. Das Netzwerk umfasst ebenfalls mindestens zwei Subnetzwerke, die jeweils mindestens zwei der Netzwerkknoten umfassen und mindestens eine Wellenlänge gemeinsam mit dem anderen Subnetzwerk verwenden.
Die Subnetzwerke können mindestens eine Wellenlänge zusätzlich zu der mindestens einen gemeinsamen Wellenlänge verwenden, die Kommunikation zwischen den Knoten von unterschiedlichen Subnetzwerken unterstützt. Die Subnetzwerke können Ringnetzwerke, Maschennetzwerke oder eine Kombination davon sein.
Das Netzwerk kann mindestens vier Netzwerkpfade umfassen, die die Netzwerkknoten koppeln und ein drittes Subnetzwerk definieren. Zusätzliche Subnetzwerke können mit einer Einfügung einer geraden Anzahl von Netzwerkpfaden definiert werden. Die Netzwerkpfade können selbst mehrere Netzwerkknoten oder Subnetzwerke umfassen.
Die Netzwerkknoten können rekonfigurierbar sein; d.h. sie können verwendet werden, um selektiv die den Netzwerkpfaden zugeordneten optischen Verbindungen zu rekonfigurieren. Diese Rekonfiguration kann in der optischen Domäne sein und kann durch die Verwendung von rekonfigurierbaren optischen Add/Drop-Multiplexern (ROADMs) erreicht werden. Außerdem können die Knoten des Netzwerkes Add/Drop-Ports umfassen, die zum Einfügen oder Herausnehmen von Wellenlängen in das bzw. aus dem Netzwerk verwendet werden.
Ein Netzwerkpfad führt einen Datenstrom zwischen den Netzwerkknoten und kann aus einer Einzelfaser für unidirektionalen Verkehr oder mehreren Fasern für bidirektionale Kommunikationen bestehen.
Einzelheiten der oben beschriebenen Netzwerkausführungsformen werden nachstehend mit Bezug auf 5 und 13 bis 18 präsentiert. 1 bis 4 und 6 bis 12 veranschaulichen Ausführungsformen von Knoten, Add/Drop-Multiplexern und Netzwerk-Schutztechniken (z.B. ein UPSR = Unidirectional Path Switched Ring), die zum Verständnis von Aspekten der vorliegenden Erfindung nützlich sind.
1 veranschaulicht eine logische Ansicht eines rekonfigurierbaren optischen 2-Grad-Add/Drop-Knotens 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Knoten 100 umfasst zwei rekonfigurierbare optische Schnittstellen (ROIs = reconfigurable optical interfaces). Die ROIs werden mit Osten 110 und Westen 120 in 1 gekennzeichnet. Jede ROI umfasst einen Multiwellenlängen-Eingangsport 130a, 130b und einen Multiwellenlängen-Ausgangsport 140a, 140b. Gemäß einer Ausführungsform transportieren die Multiwellenlängen-Ports mehrere Wellenlängen über Einzelfasern 150a, 150b und 160a, 160b durch Verwenden von Wellenlängenteilungs-Multiplex-Techniken (WDM-Techniken).
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind Add- und Drop-Ports (nicht gezeigt) jeder ROI zugeordnet. Mehrere Wellenlängen können bei einer gegebenen ROI herausgenommen werden. Wenn Wellenlängen herausgenommen werden, wird jede herausgenommene Wellenlänge auf eine einzelne Faser 170a, 170b platziert. Es sollte ersichtlich sein, dass die Einzelleitung 170a, 170b in 1, die verwendet wird, um Herausnehmungen bzw. Drops zu zeigen, mehrere einzelne Fasern darstellen kann. Wenn Wellenlängen eingefügt werden, wird jede eingefügte Wellenlänge auf einer einzelnen Faser 180a, 180b empfangen. Es sollte ersichtlich sein, dass die Einzelleitung 180a, 180b in 1, die verwendet wird, um Einfügungen bzw. Adds zu zeigen, mehrere einzelne Fasern darstellen kann.
Eine Wellenlänge (λ) die an dem Multiwellenlängen-Eingangsport 130a, 130b einer gegebenen ROI 110, 120 ankommt, kann zu jedem der beiden zugeordneten Drop-Ports 170a, 170b gerichtet sein oder kann durch den Multiwellenlängen-Ausgangsport 140b, 140a der anderen ROI 120, 110 durchgeleitet werden. Durchgangskanäle 190a, 190b sind in 1 durch die gestrichelten Linien dargestellt. Weil der Knoten in 1 zwei ROIs aufweist, kann er als ein 2-Grad-Knoten (d.h. K = 2) bezeichnet werden.
2 veranschaulicht eine logische Ansicht eines 3-Grad-Knotens (d.h. K = 3) 200. ROIs 210, 220 und 230 werden mit Osten, Westen bzw. Norden etikettiert. Für diesen Knoten 200 kann eine an dem Multiwellenlängen-Eingangsport einer gegebenen ROI ankommende Wellenlänge (λ) entweder zu dem zugeordneten Drop-Port gerichtet sein oder zu den Multiwellenlängen-Ausgangsports jeder der beiden anderen ROIs durchgeleitet werden, wie in 2 angegeben ist.
3 veranschaulicht eine physikalische Perspektive eines Knotens 300. Der Knoten 300 umfasst zwei ROIs 310, 320. Der Knoten 300 kann als der in 1 gezeigte Knoten 300 implementiert sein. Wie gezeigt ist, können Add-Einheiten 311 und 321 verwendet werden, um Wellenlängen in Multiwellenlängen-Ausgangsports einzufügen. Bei einer gegebenen ROI 310 können diese Wellenlängen entweder von den Add-Ports oder von der Drop-Einheit 322 der anderen ROI 320 kommen, wie angegeben ist. Drop-Einheiten 312 und 322 können verwendet werden, um Wellenlängen an einzelnen Fasern eines zugeordneten Drop-Ports herauszunehmen. Bei einer gegebenen ROI 310 können diese Wellenlängen von dem der gegebenen ROI 310 zugeordneten Multiwellenlängen-Eingangsport kommen.
4 veranschaulicht eine physikalische Perspektive eines Knotens 400. Der Knoten 400 umfasst drei ROIs 410, 420 und 430. Der Knoten 400 kann als der in 2 gezeigte Knoten 200 implementiert sein und auf eine ähnliche Art und Weise wie der mit Bezug auf 3 beschriebene 2-Grad-Knoten 300 arbeiten.
5 veranschaulicht eine Multiringausgestaltung 500 mit 2-Grad-Knoten und 3-Grad-Knoten. Die Knoten A 510 und C 530 sind 2-Grad-Knoten. Die Knoten B 520 und D 540 sind 3-Grad-Knoten. Wie gezeigt ist, gibt es drei distinkte Ringe, die als Ring 1 550, Ring 2 560 und Ring 3 570 bezeichnet werden. Der Ring 1 umfasst Knoten A, B und D.
Der Ring 2 umfasst Knoten A, B und D. Der Ring 3 umfasst Knoten B, C und D. Die Ringe 550, 560, 570 benutzen einige gemeinsame Pfade (oder Ringabschnitte). Beispielsweise benutzen der Ring 2 und der Ring 3 einen Pfad zwischen den Knoten B und D gemeinsam. Gemäß einer Ausführungsform impliziert dies, dass die in dem Ring 2 verwendeten Wellenlängen von den in dem Ring 3 verwendeten Wellenlängen unterschiedlich sein müssen, da alle Wellenlängen von beiden dieser Ringe auf dem gleichen Pfad 580 platziert werden (d.h. eine Faser, die zwischen den Knoten B und D läuft). Gemäß einem Aspekt dieser Ausführungsform setzt dies die Verwendung einer dedizierten faseroptischen Schutztechnik, wie beispielsweise UPSR, voraus.
6 veranschaulicht eine Drop-Einheit 600 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Drop-Einheit 600 kann als eine der in 3 und 4 veranschaulichten Drop-Einheiten implementiert sein. Das optische Richtfaktorelement 610 kann verwendet werden, um über eine Faser 605 an dem Multiwellenlängen-Eingangsport 607 ankommende Wellenlängen (MλIP) an ihre verschiedenen Multiwellenlängen-Ausgangsports 615 zu richten. Dies kann durch die Benutzung von optischen Schaltern, Optokopplern oder anderen geeigneten Technologien (nicht gezeigt) erreicht werden. Die den unteren Multiwellenlängen-Ausgangsport 617 des optischen Richtfaktorelements 610 verlassenden Wellenlängen werden zu einen WDM-Demultiplexer 620 gesendet. Der WDM-Demultiplexer 620 demultiplext das WDM-Signal in seine einzelnen Wellenlängen (SλDP1-SλDPN) und richtet jede Wellenlänge auf eine spezifische einzelne Faser. Weil es N mögliche Wellenlängen gibt, die in den Multiwellenlängen-Ports getragen werden, unterstützt der Demultiplexer 620 bis zu N „Drop"-Fasern 630. Wellenlängen (MλOP1-MλOPK-1), die nicht herausgenommen werden, können über Ausgangsfasern 640 zu einem oder mehreren der anderen Multiwellenlängen-Ausgangsports 615 an der Drop-Einheit 600 gerichtet werden.
7 veranschaulicht eine Add-Einheit 700 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Add-Einheit 700 kann als eine der in 3 und 4 dargestellten Add-Einheiten implementiert sein. Ein Satz von WDM-Demultiplexern 710 (wie beispielsweise ein Anayed Waveguide Grating (AWG)) wird verwendet, um die Wellenlängen (MλIP1-MλIPK), die an Multiwellenlängen-Eingangsports 705 ankommen, in einzelne Wellenlängen (λ1-λN) zu demultiplexen. Die Wellenlängen werden dann an einen Satz von N K – 1 optischen Schaltern 720 gesendet. Bei einigen Ausführungsformen gibt es einen jeder der N-Wellenlängen zugeordneten Schalter. Daher kann die Quelle einer gegebenen Wellenlänge an einem Multiwellenlängen-Ausgangsport 750 eines WDM-Multiplexers (MUX) 740 von irgendeinem der K – 1 Multiwellenlängen-Eingangsports 705 oder von den einzelnen Einzelwellenlängen-Add-Ports 707 kommen, wie gezeigt ist. Wenn die Schalter eine gegebene Wellenlänge einmal ausgewählt haben, können die ausgewählten Wellenlängen über den Satz von N einstellbaren Dämpfungsgliedern 730 „Leistung ausgeglichen" werden.
8 veranschaulichen einen 2-Grad-Knoten 800 mit zwei ROIs 810a, 810b, die jeweils beide eine Add-Einheit 820a, 820b und eine Drop-Einheit 830a, 830b umfassen. 9 veranschaulicht einen 3-Grad-Knoten 900 mit drei ROIs 910a, 910b, 910c, die jeweils sowohl eine Add-Einheit 920a, 920, 920c als auch eine Drop-Einheit 930a, 930b, 930c umfassen.
10 veranschaulicht einen 4-Grad-Knoten 1000 mit vier ROIs 1010a, 1010b, 1010c, 1010d, die jeweils sowohl eine Add-Einheit 1020a, 1020b, 1020c, 1020d als auch eine Drop-Einheit 1030a, 1030b, 1030c, 1030d umfassen.
11 veranschaulicht eine Einzelring-Netzwerkausgestaltung 1100, die 2-Grad-Knoten 1110a-f benutzt. Das Netzwerk 1100 umfasst doppelte „entgegengesetzt rotierende" Ringe 1105a, 1105b. DCCRs werden bei dedizierten Schutztechniken, wie beispielsweise UPSR, verwendet. Eine bidirektionale Verbindung zwischen zwei Knoten (z.B. Knoten 1110a und 1110f kann einer WDM-Wellenlänge zugewiesen und dediziert werden. Bei dieser Ausführungsform können sowohl eine Arbeitswellenlänge als auch eine Schutzwellenlänge verwendet werden, um eine vollständig geschützte bidirektionale Verbindung zwischen den beiden Knoten aufzubauen. Die Wellenlängen der Arbeits- und Schutzwellenlängen können identisch sein.
12 zeigt ein Beispielnetzwerk mit Arbeits- und Schutzwellenlängen, die die gleiche Wellenlänge verwenden, wobei eine vollständig geschützte bidirektionale Verbindung zwischen den Knoten C und F aufgebaut ist. Wie in 12 veranschaulicht ist, nimmt die Arbeitswellenlänge λ1W einen kürzeren Pfad zwischen den beiden Knoten, während die Schutzwellenlänge λ1P einen längeren Pfad nimmt. Um diese Verbindung aufzubauen, wird jeder Abschnitt der Doppelringe entweder durch die Arbeitswellenlänge oder die Schutzwellenlänge belegt, wobei ein Abschnitt als die beiden Fasern definiert werden kann, die zwei Knoten in dem Ring direkt verbinden. Daher kann λ1W und λ1P nicht verwendet werden, um irgendwelche zusätzlichen Verbindungen zwischen beliebigen anderen zwei Knoten aufzubauen.
Das WDM-Gerät in einem gegebenen WDM-Knoten kann lediglich eine endliche Anzahl von Wellenlängen (z.B. 4 Wellenlängen, 8 Wellenlängen oder 12 Wellenlängen etc.) unterstützen; daher ist häufig ein wirtschaftlicher Nutzen mit einer besseren Ausnutzung der verwendeten Wellenlängen verbunden, wenn ein WDM-Netzwerk ausgestaltet wird. Die Verwendung von Multigrad-Knoten innerhalb eines Netzwerks kann helfen, die Anzahl von Wellenlängen zu begrenzen, die beim Aufbauen eines Netzwerkes und seinen zugeordneten Verbindungen benutzt werden. Als ein Beispiel sei angenommen, dass ein Netzwerk, wie beispielsweise das in 11 gezeigte Netzwerk 1100 verwendet wird, um vollständig geschützte bidirektionale Verbindungen zwischen jedem Paar von Knoten (z.B. mit UPSR-Schutz) aufzubauen. Wie in der Tabelle 1 nachstehend veranschaulicht ist, wird eine Gesamtzahl von fünfzehn Wellenlängen benötigt, um alle Verbindungen aufzubauen.
Tabelle 1
13 veranschaulicht ein Netzwerk 1300, bei dem Knoten B, C, D und F von 12 mit 3-Grad-Knoten ausgetauscht werden. Bei dieser Ausführungsform werden zwei „isolierte" Subringe gebildet: Subring 1 1310 und Subring 3 1330. Diese Subringe können als „isolierte Subringe" bezeichnet werden, weil sie keine gemeinsamen Ringabschnitte benutzen. Ein weiterer Subring 2 1320 wird ebenfalls gebildet. In 13 umfasst der Subring 3 1330 den durch Knoten A, B und C gebildeten Subring; der Subring 1 1310 den durch Knoten D, E und F gebildeten Subring; und der Subring 2 1320 den durch die Knoten B, C, D und F gebildeten Subring. Subringe, die voneinander isoliert sind (z.B. Subringe 1 und 3) können die gleichen Wellenlängen verwenden, um Verbindungen zwischen den Knoten ihrer zugeordneten Subringe aufzubauen. Beispielsweise kann in 13 eine Verbindung zwischen den Knoten D und E an dem Subring 1 1310 mit der Wellenlänge Nummer 1 (λ1) aufgebaut werden, während diese gleiche Wellenlänge Nummer 1 (λ1) gleichzeitig verwendet werden kann, um eine Verbindung zwischen den Knoten A und B an dem Subring 3 1330 aufzubauen.
Als ein Beispiel, wie die Anzahl von Wellenlängen durch Benutzen der vier 3-Grad-Knoten verringert werden kann, sei angenommen, dass ein Netzwerk, wie beispielsweise das in 13 gezeigte Netzwerk 1300, verwendet wird, um vollständig geschützte bidirektionale Verbindungen zwischen jedem Paar von Knoten (z.B. mit UPSR-Schutz) aufzubauen. Wie in der nachstehenden Tabelle veranschaulicht ist, kann eine Gesamtzahl von zwölf Wellenlängen verwendet werden, um alle Verbindungen aufzubauen. Daher werden drei Wellenlängen durch Verwenden der in 13 gezeigten 3-Grad-Knoten (verglichen mit dem Verwenden von lediglich 2-Grad-Knoten) eingespart. Bei diesem Beispiel verwenden der Subring 1 und der Subring 3 drei Wellenlängen gemeinsam, nämlich die Wellenlängen mit den Nummern 1, 2 und 3.
Tabelle 2
Der Subring 1 1310 und der Subring 3 1330 können die gleichen Wellenlängen für Kommunikationen zwischen ihren Knoten verwenden, weil sie voneinander isoliert sind (beispielsweise wird die Wellenlänge Nummer 1 (λ1) für Kommunikationen zwischen den beiden Knoten A und B sowie D und E verwendet). Der Subring 2 1320 kann nicht die gleichen Wellenlängen wie der Subring 1 1310 oder der Subring 3 1330 verwenden, weil der Subring 2 1320 Netzwerkpfade gemeinsam mit dem Subring 1 1310 und dem Subring 1330 benutzt (z.B. die Pfade zwischen den Knoten B und C, und die Pfade zwischen den Knoten D und F). Stattdessen muss der Subring 2 1320 Wellenlängen verwenden, die weder von dem Subring 1 1310 noch von dem Subring 3 1330 verwendet werden (beispielsweise wird die Wellenlänge Nummer 7 (λ7) zur Kommunikation zwischen den Knoten B und D verwendet). Kommunikationen zwischen den Knoten von unterschiedlichen Subringen (d.h. Kommunikationen entlang eines äußeren Hauptrings 1340) müssen Wellenlängen verwenden, die nicht von irgendeinem der Subringe verwendet werden (beispielsweise wird die Wellenlänge Nummer 4 (λ4) für Kommunikationen zwischen den Knoten A und D verwendet).
14 veranschaulicht ein Netzwerk 1400, bei dem Knoten B, C, D und F von 12 mit 4-Grad-Knoten ausgetauscht werden, wobei die zusätzlichen Grade verwendet werden, um zwei zusätzliche Verknüpfungen mit Faserpaaren zu erzeugen, die von dem Knoten B zu dem Knoten C und von dem Knoten D zu dem Knoten F gerichtet sind. Bei dieser Ausführungsform werden drei „isolierte" Subringe gebildet: Subring 1 1410, Subring 2 1420 und Subring 3 1430. In 14 umfasst der Subring 3 1430 den durch die Knoten A, B und C gebildeten Subring, der vertikale Faserpfade T und V benutzt. Der Subring 2 1420 umfasst einen durch Knoten B, C, D und F gebildeten Subring, der vertikale Faserpfade W und X verwendet. Der Subring 1 1410 umfasst einen durch Knoten D, E und F gebildeten Subring, der vertikale Faserpfade Y und Z verwendet.
Als ein Beispiel, wie die Anzahl von Wellenlängen durch Benutzen der vier 4-Grad-Knoten verringert werden kann, sei angenommen, dass ein Netzwerk, wie beispielsweise das in 14 gezeigte Netzwerk 1400, verwendet wird, um vollständig geschützte bidirektionale Verbindungen zwischen jedem Paar von Knoten (beispielsweise mit UPSR-Schutz) aufzubauen. Wie in der nachstehenden Tabelle 3 veranschaulicht ist, kann eine Gesamtzahl von neun Wellenlängen verwendet werden, um alle Verbindungen aufzubauen. Daher werden sechs Wellenlängen durch Verwenden der in 14 gezeigten 4-Grad-Knoten (verglichen mit dem Verwenden von nur 2-Grad-Knoten) eingespart. Bei diesem Beispiel verwenden der Subring 1, der Subring 2 und der Subring 3 drei Wellenlängen, nämlich die Wellenlängen mit Nummern 1, 2 und 3, gemeinsam.
Tabelle 3
Weil jeder Subring von dem anderen Subringen isoliert ist, können die gleichen Wellenlängen bei jedem der Subringe verwendet werden (beispielsweise kann die Wellenlänge Nummer 1 (λ1) für Kommunikationen zwischen den Knoten A und B, Knoten B und D sowie Knoten D und E verwendet werden). Der Subring 2 1420 verwendet eine zusätzliche Wellenlänge, weil er vier Knoten umfasst (beispielsweise kann die Wellenlänge Nummer 4 (λ4) für Kommunikationen zwischen den Knoten C und F verwendet werden). Es sei bemerkt, dass λ4 bei dem Subring 3 erneut verwendet werden kann, um zusätzlichen Verkehr zwischen zwei Knoten auf dem Subring 3 zu transportieren. Auf ähnliche Weise kann λ4 bei einem Subring 1 erneut verwendet werden, um zusätzlichen Verkehr zwischen zwei Knoten auf dem Subring 1 zu transportieren. Kommunikationen zwischen den Knoten von unterschiedlichen Subringen müssen Wellenlängen verwenden, die nicht von irgendeinem der Subringe verwendet werden (beispielsweise wird die Wellenlänge Nummer 5 (λ5) für Kommunikationen zwischen den Knoten A und E verwendet).
Zusätzliche isolierte Subnetzwerke können durch Einfügen in das Netzwerk 1400 einer geraden Anzahl von Pfaden erzeugt werden, die mindestens zwei der Multigrad- Knoten koppeln. Beispielsweise kann in 14 ein zusätzlicher isolierter Subring mit einer Einfügung von zwei Pfaden erzeugt werden, die beliebige zwei der 4-Grad-Knoten koppeln. Beide der neu gekoppelten Knoten werden somit 6-Grad-Knoten.
15 bis 18 veranschaulichen, wie Multigrad-Knoten in einen existierenden Einzelring DWDM-Netzwerk eingefügt werden können, um zusätzliche Subnetzwerke zu erzeugen, um die Anzahl von Wellenlängen zu verringern, die für Kommunikationen in dem Netzwerk benötigt werden.
15 ist eine Darstellung eines existierenden Einzelring-DWDM-Netzwerks 1500, das Knoten A bis L enthält. Viele Wellenlängen werden für Kommunikationen zwischen den Knoten benötigt. Eine dicke gestrichelte Linie veranschaulicht einen beispielhaften Ring 1510 in dem Netzwerk.
16 veranschaulicht eine Kennzeichnung 1610, 1620, 1630 und 1640 von Knoten C, E, I bzw. K in dem Ring 1, die mit 4-Grad-Knoten ausgetauscht werden.
17 veranschaulicht eine Einfügung von „durchgeschnittenen (cut-through)" Fasern 1710, 1720, die die neuen 4-Grad-Knoten C, E, I und K verbinden. Zwei Faserpaare können für jede Durchschneidung (cut-through) verwendet werden, um Wellenlängenblockierung durch Erzeugen von isolierten Subnetzwerken zu verhindern. Die Einfügung der Durchschneidungen erzeugt drei neue isolierte Subnetzwerkringe 1730, 1740, 1750.
18 ist eine Perspektive des resultierenden DWDM-Netzwerkes, das eine Gesamtzahl von vier Ringen enthält. Die Ringe 1 bis 3 1730, 1740, 1750 sind die neu erzeugten Ringe, während der Ring 1510 der ursprüngliche ist. Netzwerkverkehr kann weitergeleitet werden, sodass jeder Bedarf nur einen Ring durchläuft. Dies verringert die Anzahl von Wellenlängen, die für Kommunikationen in dem Netzwerk benötigt werden.
Bei der obigen Beschreibung wird für Zwecke der Erläuterung eine spezifische Nomenklatur dargelegt, um ein gründliches Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bereitzustellen. Es wird jedoch für einen Fachmann offensichtlich sein, dass spezifische Einzelheiten in der Beschreibung nicht erforderlich sein können, um die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu praktizieren. Bei anderen Fällen werden bekannte Komponenten in Blockdiagrammform gezeigt, um zu vermeiden, dass Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unnötigerweise unklar werden.
Bei der vorhergehenden Spezifikation wurden Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf spezifische beispielhafte Ausführungsformen derselben beschrieben. Es wird jedoch offensichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen und Änderungen daran durchgeführt werden können, ohne von dem weiter reichenden Geist und Schutzumfang der Ausführungsformen der Erfindung abzuweichen. Die Spezifikation und die Zeichnungen sind demgemäß in einem veranschaulichenden und nicht in einem einschränkenden Sinne zu betrachten.
Obwohl diese Erfindung insbesondere mit Bezüge auf bevorzugte Ausführungsformen derselben gezeigt und beschrieben wurde, wird es für einen Fachmann offensichtlich sein, das verschiedene Änderungen in Form und Einzelheiten darin durchgeführt werden können, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, der von den beigefügten Ansprüche umfasst wird.
ZUSAMMENFASSUNG
Eine Netzwerkausgestaltung, die die Anzahl von Wellenlängen verringert, die benötigt werden, um Kommunikationen in einem WDM-Netzwerk (Wavelength Division Multiplexing Network) zu unterstützen, wird offenbart. Wellenlängen werden in isolierten Subnetzwerken erneut verwendet, die keine gemeinsamen Netzwerkpfade benutzen, wobei die Senkung der Kosten des WDM-Geräts ermöglicht wird, das die Kommunikationen in dem Netzwerk unterstützt.

Claims

Netzwerk, mit: mindestens vier Netzwerkknoten, die jeweils mit mindestens drei Netzwerkpfaden gekoppelt sind, wobei mindestens zwei der mindestens drei Netzwerkpfade die mindestens vier Netzwerkknoten koppeln; und mindestens zwei Subnetzwerken, die jeweils mindestens zwei der mindestens vier Netzwerkknoten umfassen, wobei die mindestens zwei Subnetzwerke mindestens eine Wellenlänge gemeinsam benutzen.
Netzwerk gemäß Anspruch 1, bei dem mindestens zwei der mindestens vier Netzwerkknoten durch eine zusätzliche gerade Anzahl von Netzwerkpfaden gekoppelt sind.
Netzwerk gemäß Anspruch 1, bei dem die mindestens vier Netzwerkknoten in einer optischen Domäne rekonfigurierbar sind.
Netzwerk gemäß Anspruch 1, bei dem mindestens einer der Netzwerkpfade mehrere Netzwerkknoten oder Subnetzwerke umfasst.
Netzwerk gemäß Anspruch 1, bei dem mindestens einer der mindestens vier Netzwerkknoten mindestens einen Add/Drop-Port umfasst.
Netzwerk gemäß Anspruch 1, bei dem die Subnetzwerke Ringnetzwerke, Maschennetzwerke oder eine Kombination von Ringnetzwerken und Maschennetzwerken sind.
Netzwerk gemäß Anspruch 1, bei dem die mindestens zwei Subnetzwerke mindestens eine Wellenlänge zusätzlich zu der mindestens eine gemeinsame Wellenlänge ver wenden, wobei Kommunikationen zwischen den Knoten der mindestens zwei Subnetzwerke unterstützt werden.
Verfahren zur Unterstützung von Kommunikationen in einem Netzwerk, mit: Führen von Kommunikationen auf mindestens einer gegebenen Wellenlänge in einem ersten Subnetzwerk des Netzwerks; Führen von Kommunikationen auf der mindestens einer gegebenen Wellenlänge in einem zweiten Subnetzwerk des Netzwerks; und Führen von Kommunikationen auf mindestens einer Wellenlänge zusätzlich zu der mindestens einen gegebenen Wellenlänge zwischen dem ersten Subnetzwerk und dem zweiten Subnetzwerk.
Verfahren gemäß Anspruch 8, bei dem das Führen von Kommunikationen ein Führen von Kommunikationen durch mindestens zwei der mindestens vier Netzwerkknoten umfasst, die mit mindestens vier Netzwerkpfaden gekoppelt sind, wobei mindestens zwei der mindestens vier Netzwerkpfade ein drittes Subnetzwerk definieren.
Verfahren gemäß Anspruch 9, bei dem das Führen von Kommunikationen ein Führen von Kommunikationen auf der mindestens einer gegebenen Wellenlänge in dem dritten Subnetzwerk umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 9, bei dem das Führen von Kommunikationen ein Führen von Kommunikationen durch eine zusätzliche gerade Anzahl von Netzwerkpfaden umfasst, die mit mindestens zwei der mindestens vier Netzwerkknoten gekoppelt sind.
Verfahren gemäß Anspruch 9, ferner mit einem optionalen Rekonfigurieren der Netzwerkpfade.
Verfahren gemäß Anspruch 8, bei dem das Führen von Kommunikationen ein Führen von Kommunikationen in mindestens einem der zwei Subnetzwerke umfasst, das mehrere Netzwerkknoten oder Subnetzwerke umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 8, bei dem das Führen von Kommunikationen ein Einfügen oder Herausnehmen von Wellenlängen in oder aus mindestens ein/einem der Subnetzwerke umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 8, bei dem das Führen von Kommunikationen ein Führen von Kommunikationen in Ringnetzwerken, Maschennetzwerken oder eine Kombination von Ringnetzwerken und Maschennetzwerken umfasst.
Netzwerk, mit: mindestens zwei Netzwerkknoten, die jeweils mit mindestens vier Netzwerkpfaden gekoppelt sind, wobei mindestens zwei der mindestens vier Netzwerkpfade die mindestens zwei Netzwerkknoten koppeln; und mindestens zwei Subnetzwerken, die jeweils die mindestens zwei der mindestens zwei Netzwerkknoten umfassen, wobei die mindestens zwei Subnetzwerke mindestens eine Wellenlänge gemeinsam verwenden.
Netzwerk gemäß Anspruch 16, ferner mit mindestens zwei zusätzlichen Netzwerkknoten, die mit den mindestens zwei Netzwerkknoten gekoppelt sind, wobei die mindestens vier Netzwerkpfade (i) die mindestens zwei zusätzlichen Netzwerkknoten mit den mindestens zwei Netzwerkknoten untereinander verbinden und (ii) ein drittes Subnetzwerk definieren.
Netzwerk gemäß Anspruch 17, bei dem die mindestens zwei Netzwerkknoten durch eine zusätzliche gerade Anzahl von Netzwerkpfaden gekoppelt sind.
Netzwerk gemäß Anspruch 16, bei dem die mindestens zwei Netzwerkknoten in einer optischen Domäne rekonfigurierbar sind.
Netzwerk gemäß Anspruch 16, bei dem die mindestens zwei Netzwerkknoten mindestens einen Add/Drop-Port umfassen.
Netzwerk gemäß Anspruch 16, bei dem die Subnetzwerke Ringnetzwerke, Maschennetzwerke oder eine Kombination von Ringnetzwerken und Maschennetzwerken sind.
Netzwerk gemäß Anspruch 16, bei dem die mindestens zwei Subnetzwerke mindestens eine Wellenlänge zusätzlich zu der mindestens einen gemeinsamen Wellenlänge benutzen, wobei Kommunikationen zwischen Knoten der mindestens zwei Subnetzwerke unterstützt werden.