DE19538755A1

DE19538755A1 - Überwachungs- und/oder Steuereinrichtung und -Verfahren

Info

Publication number: DE19538755A1
Application number: DE19538755A
Authority: DE
Inventors: Friedrich-Christian Di Tischer; Ernst-Ulrich Dipl Ing Scheuing; Ernst Ing Grad Kremers; Roland Dipl Ing Himmler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1995-10-18
Filing date: 1995-10-18
Publication date: 1997-04-24
Also published as: BR9611108A; US6275316B1; EP0856215A1; WO1997015127A1

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.

Vorteile der Erfindung

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.

Zeichnungen

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.

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels

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

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.