DE19538755A1 - Überwachungs- und/oder Steuereinrichtung und -Verfahren - Google Patents
Überwachungs- und/oder Steuereinrichtung und -VerfahrenInfo
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Description
Unter Vielkanalsystemen werden
Nachrichtenübertragungssysteme zur gemeinsamen Übertragung
mehrerer Nachrichtensignale über ein gemeinsames Medium
unter Nutzung gemeinsamer Einrichtungen verstanden. Sie
werden in der Regel für lange Strecken vorgesehen und sind
insbesondere dann technisch und wirtschaftlich attraktiv. In
diesen Fällen werden je nach dem Charakter der übertragenen
Signale mehr oder weniger viele Zwischenverstärker oder
Zwischengeneratoren (im folgenden übergreifend als
Zwischenstellen bezeichnet) zwischen der Quelle und Senke
der Nachrichtensignale erforderlich. Vielkanalsysteme sind
bekannt aus der elektrischen Nachrichtenübertragungstechnik
in der Form von Frequenzmultiplex- bzw.
Trägerfrequenzsystemen, in der optischen
Nachrichtenübertragungstechnik in der Form von
Wellenlängenmultiplexensystemen.
Es ist üblich, Nachrichtenbündeln von Vielkanalsystemen
Signale besonderer Frequenzen bzw. Wellenlängen hinzuzufügen
(in der elektrischen Frequenzmultiplextechnik vielfach als
Pilotton oder Pilotfrequenz, in der optischen
Übertragungstechnik als Überwachungssignal bezeichnet;
dieser Name wird im folgenden verwendet), die verschiedene
Hilfsaufgaben übernehmen, so zum Beispiel die Aufgabe, den
Pegelzustand des Gesamtbandes zu repräsentieren; in diesem
Falle wird der Pegel dieser Signale ausgewertet und zur
Pegelregelung des Gesamtbandes und/oder zur Feststellung des
Überschreitens bestimmter unzulässiger Pegelzustände, zum
Beispiel Pegelabfall unter einen vorgegebenen Wert,
verwendet. Sie können aber auch als Trägersignal zur
Weitergabe von Überwachungsinformationen oder zur Zuführung
von Steuerungsbefehlen zu Zwischenstellen dienen. Es ist
ohne weiteres ersichtlich, daß die beiden Aufgabenbereiche
auch kombiniert werden können; außerdem sind noch bestimmte
weitere Sonderaufgaben (zum Beispiel Nutzung als
Referenzfrequenzsignal) üblich. Alle diese Überwachungs- oder
Steuersignale werden im folgenden als Beisignale
bezeichnet, die auch in Übertragungssystemen vorkommen
können, in denen (vorläufig oder auf Dauer) nur ein
Nachrichtenkanal vorgesehen ist.
Die Erfindung ermöglicht die Implementierung eines
Überwachungs- und/oder Steuerungskanals für optische
Vielkanalsysteme mit verstärkenden Zwischenstellen in
besonders einfacher und wirtschaftlicher Weise. Alle
wesentlichen, üblichen und bekannten Aufgaben solcher
Überwachungs- und/oder Steuerungskanäle können erfüllt
werden. Durch die Erfindung kann die Erzeugung stabiler
optischer Trägersignale (die erheblich aufwendiger ist, als
die entsprechende Erzeugung stabiler elektrischer
Trägersignale) in Zwischenstellen entfallen.
Fig. 1 dient zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der
Erfindung.
Fig. 2 stellt ein Zeitmultiplexschema zu Fig. 1 dar.
Fig. 3 zeigt schematisch ein Vielkanalsystem.
Fig. 4 stellt einen Frequenz- bzw. Wellenlängenplan dar.
Fig. 5 zeigt eine Einrichtung zur Bearbeitung bestimmter
Übertragungskanäle nach Fig. 4.
Fig. 3 zeigt eine optische Leitungsverbindung eines
Vielkanalsystems mit einem Lichtwellenleiter 10 als
Verbindung zwischen einem Endgerät 20 und einem Endgerät 30
(Gegenendstelle) mit eingeschleiften Zwischenstellen 40 und
50; die Verbindung ist in der Praxis üblicherweise
birektional, während hier nur eine Übertragungsrichtung
dargestellt ist. Die Anzahl der Zwischenstellen ist dabei
nur ein willkürliches Beispiel.
Fig. 4 stellt einen Frequenz- bzw. Wellenlängenplan eines
solchen Systems dar mit sechs Übertragungskanälen, davon
fünf Nachrichtenkanäle 1 bis 5 für Nutzsignale und ein
Überwachungs- und/oder Steuerungskanal 11, der besonders
hervorgehoben ist. Die Anzahl der Übertragungskanäle ist
dabei nur ein willkürliches Beispiel, desgleichen die
relative Lage des Überwachungs- und/oder Steuerungskanals 11
bezogen auf die Nachrichtenkanäle.
Fig. 5 zeigt eine Einrichtung 41 zur getrennten frequenz- bzw.
wellenlängenselektiven Bearbeitung bestimmter
Übertragungskanäle des Gesamtbandes (Kanalbündel) nach Fig.
4, bestehend aus Eingangs-Filterkombination 42, Ausgangs-Filterkombination
43 und getrennten, zwischengeschalteten
Einrichtungen, nämlich 44 für das Hauptübertragungsband,
bestehend aus den Nachrichtenkanälen 1 bis 5 einerseits, und
45 andererseits für den Überwachungs- und Steuerungskanal
11.
Das Frequenzgemisch nach Fig. 4 wird in dem Endgerät 20
(Fig. 3) gebildet und über die Zwischenstellen 40 und 50
zur Gegenendstelle 30 übertragen. Im Überwachungs- und
Steuerungskanal 11 wird dabei als Beisignal vorzugsweise ein
dauernd anliegendes, optisches Trägersignal mit einer
Amplitude gleich oder systematisch geringer oder
systematisch größer als die Amplituden in den optischen
Nachrichtenkanälen 1 bis 5 übertragen. Gemäß Fig. 5 ist in
den Zwischenstellen je eine Bearbeitungseinrichtung 41
vorgesehen. Einrichtungen 44 für die Nachrichtenkanäle 1 bis
5 sind jeweils an Eingänge 431 von Ausgangs-Filterkombinationen
43 angeschaltet und können entweder
optische Dämpfungsglieder zur Pegelanpassung der
verschiedenen Wege oder aber komplexere Einrichtungen wie
zum Beispiel Entzerrschaltungen zum Ausgleich von Frequenz- oder
Phasengängen, Dispersion oder Ähnliches aufweisen. Sie
werden hier nicht weiter behandelt; wichtig ist lediglich,
daß ihre Dämpfung der Dämpfung des Weges über eine
Einrichtung 45 für den Überwachungs- und/oder
Steuerungskanal angepaßt ist. Die Zwischenstellen 40 und 50
enthalten ansonsten im wesentlichen zum Ausgleich der
Leitungsdämpfung des ihnen vorgeschalteten
Leitungsabschnittes hier nicht näher zu erläuternde optische
Verstärker 46 (in Fig. 5 gestrichelt dargestellt) in der
Form optischer Faserverstärker, die entweder vor oder nach
der Bearbeitungseinrichtung 41 oder auch aufgeteilt vor und
nach dieser in den Übertragungsweg eingefügt sind und
Signale im Gesamtband nach Fig. 4 einschließlich des
Überwachungs- und/oder Steuerungskanals 11 übertragen
können.
Die Einrichtungen 45 erfüllen verschiedene Unteraufgaben.
Fig. 1 zeigt das Prinzip. Zunächst ist eine erste
Gabelschaltung 451 vorhanden, die das Beisignal des
Überwachungs- und Steuerungskanals auf zwei Wege 452 und 453
aufteilt. An den Weg 452 ist ein optischer Überwachungs- und
Steuerungsempfänger 454 angeschaltet, der in bekannter Weise
das Beisignal in ein elektrisches Signal wandelt, verstärkt
und in einer Auswerteschaltung 455 auswertet. Zur Auswertung
können verschiedenste übliche Unteraufgaben gehören, wie zum
Beispiel die Überwachung auf unzulässige Pegelabweichungen
oder die Ableitung eines Steuersignals 457 zur Regelung der
Verstärkung der Verstärker 46 oder beides. Der Überwachungs- und
Steuerungsempfänger 454 kann außerdem in bekannter Weise
ein elektrisches oder optisches Signal als Referenzfrequenz
abgeben, zum Beispiel an andere Einrichtungen komplexerer
Zwischenstellen mit zusätzlichen Aufgaben (z. B. Add/Drop von
Teilbündeln). Aus der betreffenden Zwischenstelle können der
Auswerteschaltung 455 Signale zugeleitet werden, die zu
Vergleichszwecken benötigt und/oder auf eine Leitung 456
weitergegeben werden (beispielsweise als Multiplex-Datenstrom,
auch mit Hilfsträger).
Vom Beisignal wird das Teilsignal im Weg 453 über eine
weitere Bearbeitungseinrichtung 458 wieder in die Ausgangs-Filterkombination
43 (Eingang 432) eingespeist. Die
Bearbeitungseinrichtung 458 besteht erfindungsgemäß aus
einer Einrichtung zur Modulation optischer Signale. Diese
Einrichtung kann entweder ein passiver, dämpfender
Modulator, zum Beispiel in der Form eines
Absorptionsmodulators oder eines Mach-Zehnder-Interferometers
oder eine in geeigneter Weise modulierbare,
aktive, verstärkende Einrichtung sein, zum Beispiel in der
Form eines optischen Halbleiterverstärkers oder eines
optischen Faserverstärkers. Außer einer
Intensitätsmodulation sind auch andere Modulationsarten
möglich. Durch diese Anordnung wird eine besondere,
hochstabile optische Trägererzeugung in den Zwischenstellen
vermieden.
Die Wirkungsweise der Bearbeitungseinrichtung 458 ist so,
daß mit den Signalen der Leitungen 453 und 456 ein optisches
Multiplexsignal (Zeit-, Frequenz- oder sonstiges
Multiplexsignal) für den Eingang 432 erzeugt wird, und zwar
unter Beibehaltung der auf Leitung 453 vorliegenden
Trägerfrequenz des Überwachungs- und Steuerungskanals 11.
Wenn das ausgefilterte Beisignal schon moduliert ist und
diese Modulation erhalten bleiben soll, muß sich der
Modulator auch synchronisieren. Das auf diese Weise erstmals
oder zusätzlich modulierte Trägersignal wird dann über
weitere Zwischenstellen (hier nur 50 gezeichnet) zur fernen
Gegenendstelle 30 geleitet und dort ausgewertet. Dabei kann,
um ein getrenntes Auswerten der Überwachungs- und
Steuersignale verschiedener Zwischenstellen zu ermöglichen,
ein geeignetes Multiplex-, insbesondere Zeitmultiplexschema
verwendet werden; dies kann zum Beispiel gemäß Fig. 2
ausgeführt sein in der Form, daß an ein von dem Endgerät 20
ausgesendetes, bestehendes Beisignalpaket 60 (der Zeitdauer
61) mit einem Kopfsignal 62, das in bestimmten regelmäßigen
Abständen wiederholt wird, durch jede Zwischenstelle in der
Reihenfolge ihrer Einfügung in die Übertragungsstrecke
jeweils ein neues Signalpaket 63, 64, 65 . . . angehängt wird.
Entsprechende Verfahren sind bekannt und können elektronisch
in einfacher Weise implementiert werden. Die entsprechenden
Auswerteschaltungen sind dann Teil der jeweiligen
Auswerteanordnung 455. Es können im Prinzip beliebig viele
weitere Zwischenstellen eingefügt werden; jede
Zwischenstelle wird außer mit den Verstärkern 46 mit den
beschriebenen Einrichtungen 41 (Fig. 5) ausgerüstet.
Kurz gefaßt läßt sich die Funktionsweise eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand von Fig. 1 wie
folgt zusammenfassen:
Um in einem Lichtwellenleiter-Nachrichtenübertragungssystem
auf einfache Weise Steuerungs- und/oder Überwachungssignale
als Beisignale in einem Steuerungs- bzw. Überwachungskanal
mitführen zu können, werden in Zwischenregeneratoren
und/oder Zwischenverstärkern einer Übertragungsstrecke die
Beisignale aus dem Gesamtband herausgefiltert und in einer
Einrichtung 45 unter Beibehaltung der optischen
Trägerfrequenz in einem Modulator 458 durch weitere, auf
Leitung 456 geführte Beisignale (die eventuell zu einem
Multiplexsignal zusammengefaßt sein können) optisch
moduliert. Das Ergebnis dieser Signalverarbeitung wird am
Ausgang des Zwischenregenerators bzw. -verstärkers wieder
auf die Übertragungsstrecke gegeben.
Claims (13)
1. Verfahren zur Steuerung und/oder Überwachung einer über
Lichtwellenleiter (10) geführten und der
Nachrichtenübertragung dienenden Übertragungsstrecke, die
wenigstens eine Zwischenstelle (40, 50) aufweist, die von
dem in Übertragungsrichtung vorausgehenden Abschnitt der
Übertragungsstrecke optische, als Überwachungs- und/oder
Steuersignale dienende Beisignale innerhalb eines optischen
Übertragungskanals (11) empfängt und optische Beisignale
innerhalb eines optischen Übertragungskanals über den in
Übertragungsrichtung folgenden Abschnitt der
Übertragungsstrecke weiterleitet, dadurch gekennzeichnet,
daß die empfangenen Beisignale in einer Einrichtung (45) der
Zwischenstelle (40, 50) optisch moduliert und zur Bildung
der weiter zu leitenden Beisignale herangezogen werden,
welche die selbe optische Trägerfrequenz aufweisen wie die
empfangenen Beisignale.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Modulation passiv ausgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Modulation aktiv ausgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Modulation aktiv durch Schalten ausgeführt wird.
5. Überwachungs- und/oder Steuereinrichtung in einer
Zwischenstelle (40, 50) einer der Nachrichtenübertragung
dienenden und über Lichtwellenleiter (10) geführten
Übertragungsstrecke, wobei die Überwachungs- und/oder
Steuereinrichtung eingangsseitig zum Empfangen optischer,
als Überwachungs- und/oder Steuersignale dienender
Beisignale an einen Abschnitt der Übertragungsstrecke und
ausgangsseitig zum Senden optischer, als Überwachungs- bzw.
Steuersignale dienender Beisignale an einen folgenden
Abschnitt der Übertragungsstrecke angeschlossen ist, dadurch
gekennzeichnet, daß die Überwachungs- und/oder
Steuereinrichtung einen optischen Modulator aufweist, dessen
Ausgangssignale zur Bildung der zu sendenden Beisignale
dienen, welche die selbe Trägerfrequenz aufweisen, wie die
empfangenen Beisignale.
6. Überwachungs- und/oder Steuereinrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der optische Modulator ein
passiver Modulator ist.
7. Überwachungs- und/oder Steuereinrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der optische Modulator ein
aktiver Modulator ist.
8. Überwachungs- und/oder Steuereinrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß der aktive Modulator ein
schaltender Modulator ist.
9. Verfahren zur Steuerung und/oder Überwachung einer über
Lichtwellenleiter (10) geführten Übertragungsstrecke, die
zur Nachrichtenübertragung dient und wenigstens eine
Zwischenstelle (40, 50) aufweist, die von dem in
Übertragungsrichtung vorausgehenden Abschnitt der
Übertragungsstrecke optische, als Überwachungs- und/oder
Steuerungssignale dienende Beisignale innerhalb eines
optischen Steuerungs- bzw. Überwachungskanals (11) empfängt
und optische Beisignale innerhalb eines optischen
Steuerungs- bzw. Überwachungskanals über den in
Übertragungsrichtung folgenden Abschnitt der
Übertragungsstrecke weiterleitet, dadurch gekennzeichnet,
daß mit den empfangenen Beisignalen und mit aus der
Zwischenstelle (40, 50) kommenden Signalen für den
Steuerungs- bzw. Überwachungskanal (11) in einer Einrichtung
(45) der Zwischenstelle (40, 50) optische Multiplexsignale
erzeugt und zur Bildung der weiter zu leitenden Beisignale
herangezogen werden, welche die selbe optische
Trägerfrequenz aufweisen, wie die empfangenen Beisignale.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die aus der Zwischenstelle (40, 50) kommenden Signale für
den Steuerungs- bzw. Überwachungskanal im Zeitmultiplex
verschachtelt werden.
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die aus der Zwischenstelle (40, 50) kommenden Signale für
den Steuerungs- bzw. Überwachungskanal im
Frequenzeitmultiplex verschachtelt werden.
12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die aus der Zwischenstelle (40, 50) kommenden Signale für
den Steuerungs- bzw. Überwachungskanal im Code-Multiplex
verschachtelt werden.
13. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
für die aus der Zwischenstelle (40, 50) kommenden Signale
für den Steuerungs- bzw. Überwachungskanal ein geeigneter
Unterträger verwendet wird.
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