DE19800145A1

DE19800145A1 - Verfaren zur Erweiterung eines bestehenden Transportnetzes für die Telekommunikation

Info

Publication number: DE19800145A1
Application number: DE1998100145
Authority: DE
Inventors: Hubert Dr Jaeger; Jaakko Aarnio
Original assignee: Nokia Telecommunications Oy
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 1998-01-05
Filing date: 1998-01-05
Publication date: 1999-07-08
Also published as: WO1999035873A1; AU2157399A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erweiterung eines bestehenden Transportnetzes für die Telekommuni kation, das eine Mehrzahl von Knoten enthält, von denen eine Teilzahl als aktive Knoten ausgebildet sind, die zur Ausführung von Vermittlungs-Funktionen mit um schaltbaren Koppelelementen versehen sind, und von de nen eine Teilzahl als passive Knoten mit permanenter Konfiguration der Koppelpfade, z. B. in Form von Faser durchleitungen ausgebildet sind, zu deren Änderung ein Eingriff in den Knotenaufbau erforderlich ist, wobei die Übertragungsstrecken zwischen Ausgängen der Knoten und Eingängen von Nachbarknoten, gegebenenfalls unter Einsatz von optischen Verstärkern (z. B. EDFA Erbium Doped Fiber Amplifier) in deren Einzelfasern sämtliche Eingangs-Wellenlängen eingekoppelt werden, in die die Adressinformation der Datensignale kodiert ist.

Bestehende Netze dieser Art haben oftmals eine nicht reguläre Topologie und haben "aktive" Knoten, die mit elektronischen Schaltern für Vermittlungsfunktionen realisiert sind. Netze dieser Art sind z. B. solche der Synchronen Digitalen Hierarchie (SDH) (C. A. Siller and M. Shafi, "SONET/SDH A Sourcebook of Synchronous Net working", New York: IEEE Press 1996).

Andere Netze der eingangs genannten Art sind als Netze mit regulärer Topologie ausgebildet, die teilweise "passive" Knoten haben, d. h. solche, die lediglich Kopplungsfunktionen vermitteln, während die Vermitt lungs-"Intelligenz" in die Endknoten solcher Netze ver legt ist. Derartige teils aus passiven Transitknoten und teils aus aktiven Transit- und Endknoten bestehende Netze (WDM-Gridconnect - WO 95/28815) sind nur "beschränkt", d. h. mit Hilfe aktiver Knoten beliebig erweiterbar.

Ein Nachteil bekannter, mit aktiven Knoten realisierter Netze irregulärer Topologie ist darin zu sehen, daß ei ne Erweiterung oftmals mit einer drastischen Steigerung der Komplexität solcher Netze einhergeht.

Entsprechendes gilt sinngemäß auch für Netze mit regu lärer Topologie und teilweise passiven Knoten, da sol che Netze nur mit aktiven Knoten erweiterbar sind, so daß insoweit dieselbe Problematik gegeben ist, wie bei Netzen, die ausschließlich mit aktiven Knoten reali siert sind.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Erweiterung eines bestehenden Netzes der eingangs ge nannten Art unter Verwendung passiver Netzelemente an zugeben, um die Komplexität des erweiterten Netzes mög lichst gering zu halten, sowohl hinsichtlich seines Aufbaues als auch hinsichtlich der Netz-Verwaltung.

Diese Aufgabe wird dem Grundgedanken nach durch die Merkmale des Patentanspruchs 1, bevorzugt in der durch die Merkmale des Anspruchs 2 näher spezifizierten Weise und erforderlichenfalls durch Modifikationen wie durch die Merkmale der Ansprüche 3 und 4 angegeben, gelöst.

Hiernach wird für einen Netzknoten, an dem zur Erweite rung des Netzes mindestens ein zusätzlicher Koppelpunkt geschaffen werden soll, gegebenenfalls auch mehrere, ein Topologieparameter Γ_j=Γ(c_j,D_j,N_λ) als Funktion von Parametern c_j, D_j und N_λ ermittelt, der gleichsam einen gewichteten Verbindungsgrad des Knotens k_j des Netzes repräsentiert. Hierbei ist mit c_j der Verbindungsgrad des jeweils betrachteten Knotens mit weiteren Knoten bezeichnet, wobei c_j die Zahl der an einen Knoten ange schlossenen Mehrfaserkabel angibt. Mit D_j ist die An zahl von Faserdurchleitungen in dem bzw. den Nachbar knoten des betrachteten Knotens k_j bezeichnet, während N_λ die Zahl der verschiedenen Lichtwellenlängen angibt, die in einem Wellenlängenmultiplex-Verfahren zum Daten transport in dem Netz benutzt werden. Ist diese Anzahl N_λ für verschiedene Fasern, die am Knoten angeschlossen sind, verschieden, so ist für N_λ der Mittelwert der für sämtliche Fasern an diesem Knoten individuell geltenden Wellenlängenzahlen N_λ _i anzusetzen.

Der Topologieparameter Γ_j wird als Funktion der genann ten Größen bevorzugt gemäß einer Beziehung der Form Γ_j=(c_j+D_j)/N_λ gebildet, d. h. allgemein im Sinne einer Funktion, die mit anwachsenden Werten des Verbindungs grades c_j und der Anzahl D_j von Faserdurchleitungen zu nimmt und mit größer werdender Zahl N_λ der zur Wellen längen-Multiplex-Übertragung benutzten Wellenlängen ab nimmt.

Ist der Topologieparameter Γ_j des betrachteten Knotens größer als ein vorgegebener Schwellenwert γ_th, für den in bevorzugter Durchführungsart des erfindungsgemäßen Verfahrens Werte zwischen 0,25 und 4, insbesondere Wer te um 1 angesetzt werden, so wird angestrebt, neue Kop pelpunkte derart zu schaffen, daß ihre Anordnung mit derjenigen eines N_λ×N_λ-Koppelelements, das z. B. als "geordnetes Wellenleiter-Gitter" (AWG = Arrayed Wave guide Grating", vgl.: C. Dragone, "An (nxn)-Optical Multiplexer Using a Planar Arrangement of Two Star Cou plers, IEEE Photon. Technol. Lett., vol. 3, pp. 812-815, September 1991) verträglich ist. Für dieses Koppelele ment ist vorausgesetzt, daß ihm über N_λ Eingangsfasern jeweils N_λ-Datensignale, insgesamt also N_λ ² Datensignale zuführbar sind und daß diese Datensignale über N_λ Kop pelpfade zu N_λ Ausgangsfasern weiterleitbar sind, wobei sowohl die N_λ Eingangsfasern als auch die N_λ Ausgangs fasern jeweils "nebeneinander" angeordnet sind, z. B. mit koplanarem und parallelem Verlauf ihrer zentralen Achsen, so daß sich eine räumlich geordnete Reihenfolge von Eingängen und Ausgängen ergibt. Hierbei sind die Adressen der Ausgangsfasern in die Wellenlängen der Da tensignale codiert, wobei die Reihenfolge der Adressie rung der Ausgangsfasern durch die im Sinne zu- oder ab nehmenden Betrages geordneten Folge der Wellenlängen der durch die Eingangsfasern eingekoppelten Signale be stimmt ist; des weiteren ist durch eine ausgewählte Wellenlänge jeweils eine Kupplung zwischen der im Sinne der Reihenfolge i-ten Eingangsfaser und der i-ten Aus gangsfaser entsprechend einer zyklischen Vertauschung der Adressen der Ausgangsfasern gegeben. Ist der Topo logieparameter Γ_j kleiner als der Schwellenwert γ_th, wird angestrebt, über eine Faser gemeinsam am Knoten ankommende Wellenlängen gemeinsam in eine vom Knoten weiterführende Faser einzukoppeln. Ist es für den Fall, daß der Topologieparameter Γ_j größer als der Schwellen wert γ_th ist, nicht möglich, die mit dem genannten N_λ×N_λ-Koppelelement (AWG) verträgliche Anordnung der Koppelpunkte zu schaffen, so wird ebenfalls angestrebt, über eine Faser gemeinsam am Knoten ankommende Wellen längen gemeinsam in eine vom Knoten wegführende Faser einzukoppeln.

Ist es für den Fall, daß der Topologieparameter γ_i kleiner als der Schwellenwert γ_th ist, nicht möglich, über eine Faser gemeinsam am Knoten ankommende Wellen längen gemeinsam in eine vom Knoten weg führende Faser einzukoppeln, und auch nicht möglich, die Kopplung über ein N_λ×N_λ-Koppelelement der vorgenannten Art zu reali sieren, so wird eine Kopplung über einen diskreten Wel lenleiter angestrebt.

Es versteht sich, daß in einem Fall, in dem genannten Verfahrensweisen allesamt nicht möglich sind, eine Kopplung zu einer vorhandenen weiterführenden Faser mittels eines Wellenlängenkonverters geschaffen werden kann, der das mit der Eingangswellenlänge transportier te Datensignal auf eine andere Wellenlänge als Aus gangswellenlänge umsetzt.

Zur Erzielung einer Konfiguration von Koppelelementen eines Netzes, die mit deren Ersetzbarkeit durch ein in tegriertes optisches Koppelelement verträglich ist, kann es ausreichend sein, zwei in einem gemeinsamen Fa serkabel verlaufende faseroptische Übertragungsstrecken miteinander zu vertauschen. Mittels einer derartigen Vertauschung kann es auch möglich sein eine ansonsten erforderliche Wellenlängenkonversion zu vermeiden.

Das erfindungsgemäße Verfahren vermittelt bezüglich der Erweiterung eines bestehenden Transportnetzes im Prin zip beliebiger Konfiguration zumindest die folgenden Vorteile:
Durch die erfindungsgemäß für hohe Werte des Topologie paramters vorgesehene Schaffung neuer Koppelpunkte in der mit einer Koppelpunkt-Anordnung z. B. eines AWG ver träglichen Anordnung, und weiteres Vorgehen nach diesem Prinzip, wird mit zunehmender Erweiterung des Netzes eine zunehmende Wahrscheinlichkeit dafür geschaffen, ab einer hinreichenden Ausbaustufe des Netzes eine Viel zahl diskreter Netzelemente durch ein integriertes Net zelement wie z. B. das N_λ×N_λ-Koppelelement zu ersetzen und dadurch in einer fortgeschritteneren Ausbauphase wieder zu einer signifikanten Vereinfachung, d. h. Redu zierung der Zahl von Netzelementen zu gelangen. Die Vielzahl der Netzelemente und Komplexität der Netzver waltung kann, verglichen mit einem Netz mit aktiven Knoten, wesentlich geringer gehalten werden. Die Vor teile der Netze mit regulärer Topologie und passiven Transitknoten werden auch für nicht reguläre Netz- Topologien nutzbar, insbesondere die gegenüber aktiven Knoten erhöhte Zuverlässigkeit von passiven Netzelemen ten. Auch die geringere Komplexität des Netz-Manage ments resultiert in einer höheren Zuverlässigkeit des Transportnetzes.

Weitere Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer speziellen Durchführungsart desselben anhand der Zeich nung. Es zeigen

Fig. 1 einen Graphen eines Netzes mit fünf Knoten und vier diese untereinander verbindenden Faserka beln;

Fig. 2 ein Netz mit einer dem Netz gemäß Fig. 1 ent sprechenden Topologie, wobei die Noten in je einen Transitknoten und einen Endknoten aufge löst sind;

Fig. 3 eine Darstellung eines auf wenige Übertragungs fasern reduzierten Netzes der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Topologie;

Fig. 4 eine Darstellung der Übertragungsstrecken des Netzes gemäß Fig. 3 unter Berücksichtigung der Anzahl der in einem Wellenlängen-Multiplex-Ver fahren genutzten Wellenlängen;

Fig. 5 das Netz gemäß Fig. 4, repräsentiert durch die in einer Ausbaustufe vorgegebenen nutzbaren op tischen Pfade;

Fig. 6 eine die Koppelpunkte des Netzes gemäß Fig. 5 repräsentierende Netzkoppelmatrix;

Fig. 7 eine der Fig. 5 entsprechende Darstellung eines erweiterten Netzes;

Fig. 8 eine das Netz gemäß Fig. 7 repräsentierende Netzkoppelmatrix;

Fig. 9 eine das Netz gemäß Fig. 7 repräsentierende Netzkoppelmatrix nach der Vertauschung zweier Anbindungs-Wellenleiter um die zuvor notwendige Wellenlängenkonversion zu vermeiden;

Fig. 10 eine der Fig. 4 entsprechende Darstellung der zusätzlichen Übertragungsstrecken die dem Netz gemäß Fig. 3 im Zuge einer Erweiterung zu einer weiteren Ausbaustufe hinzugefügt sind;

Fig. 11 eine der Fig. 7 entsprechende Darstellung eines zu einer zweiten Ausbaustufe erweiterten Netzes und

Fig. 12 eine das Netz gemäß Fig. 11 repräsentierende Netzkoppelmatrix.

In der Fig. 1 ist insgesamt mit 10 ein Transportnetz für die Telekommunikation bezeichnet, das bei dem zur Erläuterung gewählten, einfachen Beispiel fünf Knoten 11 bis 15 umfaßt, die durch insgesamt vier Faserkabel 16, 17, 18 und 19 miteinander verbunden sind, wobei ei ner der Knoten, nämlich der Knoten 12 mit drei Nachbar knoten 11, 13 und 14 verbunden ist und der letztgenann te Knoten 14 noch den Nachbarknoten 15 hat.

Das Netz 10 ist in schematisch vereinfachter Gestaltung dargestellt, d. h. ohne Schutzpfade.

Für die Knoten 11 bis 15 ist gemäß der Darstellung der Fig. 1 angenommen, daß diese die Funktionen Senden, Empfangen und Koppeln vermitteln.

Im Unterschied dazu ist für das in der Fig. 2 darge stellte, insgesamt mit 20 bezeichnete Netz, dessen To pologie der Topologie des Netzes 10 gemäß Fig. 1 ent spricht, vorausgesetzt, daß Transitknoten 21 bis 25 und diesen zugeordnete Endknoten 26 bis 30 vorgesehen sind, wobei die Transitknoten 21 bis 25 die Funktion der Kopplung vermitteln und die Endknoten 26 bis 30 die Funktionen Senden und Empfangen vermitteln, so daß sie auch als Zugriffsknoten (access nodes) bezeichnet wer den können. Die Transitknoten sind in derselben Weise wie bei dem Netz 10 gemäß Fig. 1 durch Faserkabel 16 bis 19 miteinander verbunden.

Für die weiteren Erläuterungen wird von der Struktur des Netzes, wie in der Fig. 2 dargestellt, ausgegangen.

Gemäß der Darstellung der Fig. 3 sei das Netz 20 in der Weise realisiert, daß die Faserkabel 16 und 17, mittels derer der zentrale Knoten 22, der, entsprechend der Netzdarstellung der Fig. 1 den höchsten Verbindungsgrad hat, mit den beiden Machbarknoten 21 und 23 verbunden ist, mittels je einer optischen Faser realisiert sind, die eine Signalübertragung von dem zentralen Knoten 22 zu den beiden Nachbarknoten 21 und 23 ermöglichen. Das diesen "zentralen" Knoten 22 mit dessen weiterem Nach barknoten 24 verbindende Faserkabel 18 umfaßt zwei op tische Fasern 18 ₁ und 18 ₂, die eine Datensignalübertra gung nur von dem Nachbarknoten 24 zu dem zentralen Kno ten 22 ermöglichen. Das von diesem Nachbarknoten 24 zu dem vom zentralen Knoten 22 gleichsam entfernt angeord neten Knoten 25 verbindende Faserkabel 19 ist wiederum durch nur eine optische Faser 19 ₁ gebildet, die eine Datensignal-Übertragung lediglich von dem entfernten Knoten 25 zu dem Nachbarknoten 24 des zentralen Knotens 22 ermöglicht.

Die Ankopplung der Endknoten 29 und 30 an den Nachbar knoten 24 des zentralen Knotens 22 bzw. den von diesem entfernt angeordneten Knoten 25 ist so getroffen, daß diese Endknoten 29 und 30 nur senden können. Die An kopplung der Endknoten 26 und 28 an die Nachbarknoten 21 bzw. 23 des zentralen Knotens 22, die mit diesem über je eine optische Faser 16 ₁ bzw. 17 ₁ verbunden sind, ist so getroffen, daß diese Endknoten 26 und 28 nur empfangen können. Lediglich der dem zentralen Kno ten 22 zugeordnete Endknoten 27 kann, wie durch zwei Wellenleiter-Anbindungen 31 und 32 schematisch darge stellt, sowohl senden als auch empfangen.

Die dargestellte Netzstruktur, in der keinerlei bi direktionale Datenübertragung möglich ist, ist ledig lich zum Zweck der Erläuterung gewählt.

Davon ausgehend, daß das Netz 20 in einem Wellenlängen- Multiplex-Betrieb mit drei verschiedenen Wellenlängen λ₁, λ₂ und λ₃ betreibbar ist, ergeben sich die in der Fig. 4 dargestellten, durch je eine der optischen Fa sern 16 ₁, 17 ₁, 18 ₁ und 18 ₂ sowie 19 ₁ vermittelten Über tragungsstrecken 16 ₁₁ bis 16 ₁₃, 17 ₁₁ bis 17 ₁₃, 18 ₂₁ bis 18 ₂₃ sowie 19 ₁₁ bis 19 ₁₃ und die entsprechende Multipli zität der Anbindungs-Wellenleiter 31 und 32 des zentra len Knotens 22 sowie der Anbindungs-Wellenleiter 33 und 34, über die die Endknoten 26 und 28 mit den Nachbar knoten 21 und 22 des zentralen Transitknotens 22 ver bunden sind, sowie auch der Anbindungs-Wellenleiter 36 und 37, mittels derer die Endknoten 29 und 30 mit dem Nachbarknoten 24 des zentralen Transitknotens 22 bzw. dem von diesem entfernten Transitknoten 25 verbunden sind.

Durch die Graphen der Fig. 1 bis 4 sind, zunehmend ins Detail gehend, die übertragungstechnischen Ressourcen repräsentiert, die in dem Netz 20 für den Datentrans port vorgesehen sind.

Die Fig. 5 repräsentiert eine Ausbaustufe des Netzes 20, bei der die gemäß Fig. 4 vorhandenen Ressourcen le diglich zur Realisierung von insgesamt sechs Signal- Übertragungspfaden 41 bis 46 genutzt sind. Es sind dies die beiden Signalpfade 41 und 42, die vom Endknoten 27, der dem zentralen Transitknoten 22 zugeordnet ist, zu den Endknoten 26 und 28 führen, die über je eine opti sche Faser 16 ₁ bzw. 17 ₁ mit dem zentralen Transitknoten 22 verbunden sind, wobei die Transitknoten 21 und 23 die Kopplung mit den Endknoten 26 und 28 vermitteln.

Des weiteren sind es die vom Endknoten 29 des weiteren Nachbarknotens 24 des zentralen Transitknotens 23 aus gehenden Übertragungspfade 43 bis 46, die je einzeln den Endknoten 29 des weiteren Nachbarknotens 24 des zentralen Knotens 22 mit den Endknoten 27 und 28 ver binden und schließlich die Signalpfade 45 und 46, über die der Endknoten 30 des vom zentralen Transitknoten 22 entfernt angeordneten Transitknotens 25 zum einen mit dem Endknoten 27 des zentralen Transitknotens 22 und zum anderen mit dem einen Endknoten 28 verbunden ist, der dem einen Nachbar-Transitknoten 23 des zentralen Transitknotens 22 zugeordnet ist.

Zur weiteren Erläuterung des in den Fig. 2 bis 4 durch Graphen veranschaulichten Netzes 20 sei nunmehr auf dessen in der Fig. 6 gegebene Darstellung durch eine Netzkoppelmatrix verwiesen, in der sowohl alle übertra gungstechnischen Ressourcen gemäß Fig. 4 als auch die Kopplungen an den Transitknoten gemäß Fig. 5 repräsen tiert sind, wobei bestehende Kopplungen, über die Da tensignale weitergeleitet werden, durch einen Eintrag "1" charakterisiert sind und nicht genutzte Koppelmög lichkeiten als "0"-Elemente dargestellt sind, die kei nen Eintrag haben.

In dieser Netzkoppelmatrix sind den Zeilen 31 _a1 bis 31 _a3, 36 ₁ bis 36 ₃ und 37 ₁ bis 37 ₃ sowie den Spalten 33 ₁ bis 33 ₃, 31 _b1 bis 31 _b3 und 34 ₁ bis 34 ₃ die in der Fig. 4 entsprechend bezeichneten Anbindungs-Wellenleiter zuge ordnet. Hierbei entsprechen die Zeilen den Wellenlei tern, die von in den Endknoten vorgesehenen Sendern zu den jeweiligen Transitknoten führen, während die Spal ten den Anbindungs-Wellenleitern entsprechen, die von den Transitknoten zu den Empfängern an den jeweiligen Endknoten führen. Die Zeilen 16 ₁₁ bis 16 ₁₃, 17 ₁₁ bis 17 ₁₃, 18 ₁₁ bis 18 ₁₃, 18 ₂₁ bis 18 ₂₃ und 19 ₁₁ bis 19 ₁₃ sowie die Spalten 16 ₁₁ bis 16 ₁₃, 17 ₁₁ bis 17 ₁₃, 18 ₁₁ bis 18 ₁₃, 18 ₂₁ bis 18 ₂₃ und 19 ₁₁ bis 19 ₁₃ der Netzkoppelmatrix ge mäß Fig. 6 entsprechen den in der Fig. 4 identisch be zeichneten Übertragungstrecken.

An dem "Schnittpunkt", d. h. dem gemeinsamen Element ei ner Zeile und einer hiermit unterschiedlich bezeichne ten Spalte der Netzkoppelmatrix kann eine Kopplung (Koppelpunkt) zwischen dem Ausgang der durch die Zeile repräsentierten Übertragungsstrecke und dem Eingang der durch die Spalte repräsentierten Übertragungsstrecke durch einen Eintrag markiert werden, sofern die beiden verschiedenen Übertragungsstrecken an einen gemeinsamen Knoten angeschlossen sind.

Wird als Knotenkoppelmatrix, die die Kopplungen am je weils betrachteten Knoten repräsentiert, jeweils dieje nige kleinste Untermatrix definiert, die sämtliche Ma trixelemente (mit oder ohne Eintrag) umfaßt, die zu je weils einem der Transitknoten 21 bis 25 gehören, so ist anhand der Fig. 6 erkennbar, daß die Knotenkoppelmatrix des Knotens 21 durch die gemeinsamen Matrixelemente der Zeilen 16 ₁₁ bis 16 ₁₃ und der Spalten 33 ₁ bis 33 ₃ gebildet ist. Analog führen die gemeinsamen Matrixelemente der Zellen 18 ₁₁ bis 18 ₁₃, 18 ₂₁ bis 18 ₂₃, 31 _a1 bis 31 _a3 und der Spalten 16 ₁₁ bis 16 ₁₃, 17 ₁₁ bis 17 ₁₃ sowie 31 _b1 bis 31 _b3 die Knotenkoppelmatrix des Knotens 22, die gemeinsamen Matrixelemente der Zeilen 17 ₁₁ bis 17 ₁₃ und der Spalten 34 ₁ bis 34 ₃ die Knotenkoppelmatrix des Knotens 23, die gemeinsamen Matrixelemente der Zeilen 19 ₁₁ bis 19 ₁₃ so wie 36₁ bis 36₃ und der Spalten 18 ₁₁ bis 18 ₁₃ sowie 18 ₂₁ bis 18 ₂₃ die Knotenkoppelmatrix des Knotens 24 und die gemeinsamen Matrixelemente der Zeilen 37 ₁ bis 37 ₃ und der Spalten 19 ₁₁ bis 19 ₁₃ der Netzkoppelmatrix gemäß Fig. 6 die Knotenkoppelmatrix des Knotens 25.

Die "sinnvoll" besetzbaren Matrixelemente der Netzkop pelmatrix sind somit auf die Matrixelemente der einzel nen Knotenkoppelmatrizen beschränkt, die für das gesam te Netz 20 gemäß Fig. 4 gemeinsam durch die Netzkoppel matrix gemäß Fig. 6 wiedergegeben sind.

Eine weitere Gliederung ergibt sich durch eine Eintei lung der Knotenkoppelmatrizen in eine oder mehrere Ka belkoppelmatrizen K_xy, die diejenigen Matrixelemente umfassen, die gemeinsam den Zeilen bzw. Spalten angehö ren, die jeweils den Übertragungsstrecken eines gemein samen Kabels "x" bzw. "y" zugeordnet sind, d. h. bei dem betrachteten Erläuterungsbeispiel den Kabeln 16 bis 19 oder Gruppen 31, 33, 34, 36 und 37 von Anbindungs- Wellenleitern 31 _a1 bis 31 _a3; 31 _b1 bis 31 _b3; 33 ₁ bis 33 ₃; 34 ₁ bis 34 ₃; 36 ₁ bis 36 ₃ und 37 ₁ bis 37 ₃.

Aufgrund der Einfachheit der zur Erläuterung gewählten Netzkonfiguration sind die den Transitknoten 21, 23 und 25 zugeordneten Kabelkoppelmatrizen mit der jeweiligen Knotenkoppelmatrix identisch. Hingegen sind dem Tran sitknoten 22 sechs verschiedene Kabelkoppelmatrizen zu geordnet. Im einzelnen sind dies die Kabelkoppelmatrix K₍₁₈₎ ₍₁₆₎, die die Matrixelemente umfaßt, in denen Kopp lungen vom Kabel 18 zum Kabel 16 durch Koppelpunkt- Eintragungen markiert werden können, die Kabelkoppelma trix K₍₁₈₎ ₍₃₁₎, in der Kopplungen vom Kabel 18 zum End knoten 27 über die Anbindungs-Wellenleiter 31 ₁, 31 ₂ und 31 ₃ eingetragen werden können, eine Kabelkoppelmatrix K_(18)(17), die Kopplungen vom Kabel 18 zum Kabel 17 re präsentiert, des weiteren eine lediglich der systemati schen Vollständigkeit halber bezeichneten Kabelkoppel matrix K₍₃₁₎ ₍₃₁₎, in der keine sinnvollen Koppelpunkte markiert werden können und schließlich die beiden Ka belkoppelmatrizen K₍₃₁₎ ₍₁₆₎ und K_(31)(17), welche die Kopp lungen vom Endknoten 27 über die Anbindungs- Wellenleiter 31 _a1, 31 _a2 und 31 _a3 zu den Kabeln 16 und 17 enthalten können.

Aufgrund der Wellenlängen-Multiplex-Technik, mit der das Netz 20 betrieben wird, vermittelt jede der Fasern 16 ₁, 17 ₁, 18 ₁, 18 ₂ und 19 ₁ (Fig. 3) jeweils drei ver schiedene Übertragungsstrecken. Daher ist auch eine "letzte" Gliederung der Netzkoppelmatrix in einzelne Faserkoppelmatrizen F_uv erforderlich, die die Matrixe lemente umfassen, die die Kopplungen von einer Faser "u" zu einer Faser "v" repräsentieren.

Wiederum aufgrund der Einfachheit des Erläuterungsbei spiels beinhalten bei diesem die Knotenkoppelmatrizen der Knoten 21, 23 und 25 jeweils nur eine Faserkoppel matrix, die die Koppelpunkte entsprechend der Kopplun gen von der Faser 16 ₁ über das Anbindungs- Wellenleiterbündel 33 zum Endknoten 26 bzw. der Kopp lungen von der Faser 17 ₁ über das Anbindungs- Wellenleiterbündel 34 zum Endknoten 28, bzw. der Kopp lungen vom Endknoten 30 über das Anbindungs- Wellenleiterbündel 37 in die Faser 19 ₁ beinhalten kön nen.

Innerhalb der zu dem zentralen Transitknoten 22 gehä renden Knotenkoppelmatrix sind insgesamt neun Faserkop pelmatrizen enthalten. Davon entspricht die Faserkop pelmatrix F_(31a)(31h) der Kabelkoppelmatrix K_(31)(31), die Faserkoppelmatrix F_(31a)(161) der Kabelkoppelmatrix K_(31)(16) und die Faserkoppelmatrix F_(31a)(171) der Kabelkoppelma trix K_(31)(17).

Die beiden Faserkoppelmatrizen F_(181)(161) und F_(182)(161) bilden die Kabelkoppelmatrix K_(18)(16), die beiden Faser koppelmatrizen F_(181)(171) und F_(182)(171) die Kabelkoppelma trix K_(18)(17) und schließlich die beiden Faserkoppelma trizen F_(181)(31b) und F_(182)(31b) die Kabelkoppelmatrix K_(18)(31).

Die zum Transitknoten 24 gehörende Knotenkoppelmatrix umfaßt insgesamt vier Faserkoppelmatrizen, wobei die Faserkoppelmatrizen F_(36)(181) und F_(36)(182) die Kabelkop pelmatrix K_(36)(18) bilden, währen die Faserkoppelmatizen F_(191)(181) und F_(191)(182) die Kabelkoppelmatrix K_(19)(18) bil den. Die jeweils mit 1 bis 3 indizierten Zeilen und Spalten der einzelnen Faserkoppelmatrizen korrespondie ren zu den verschiedenen Wellenlängen λ₁ bis λ₃ des vor ausgesetzten Wellenlängen-Multiplex-Systems.

Die in der Fig. 5 mit 41 bis 46 bezeichneten Signalpfa de sind in der Netzkoppelmatrix der Fig. 6 durch insge samt 16 verschiedene Koppelpunkte repräsentiert. Der Signalpfad 41 kann in der Fig. 6 verfolgt werden, indem von einem Sender des Knotens 27 bzw. dem Anbindungs- Wellenleiter 31 _a1 ausgegangen wird. Durch den dem ge meinsamen Matrixelement der Zeile 31 _a1 und der Spalte 16 ₁₁ vorhandenen Eintrag "1" ist die Kopplung zur Über tragungsstrecke 16 ₁₁ bezeichnet. Die Fortsetzung des Pfades 41 erfolgt am Knoten 21, d. h. in der Zeile 16 ₁₁ der Netzkoppelmatrix ist ein Koppelpunkt vorgesehen, der die Durchreichung zu dem Anbindungs-Wellenleiter 33 ₁ und dem entsprechenden Empfänger am Endknoten 26 repräsentiert. Entsprechend der Position der Koppel punkte innerhalb der Faserkoppelmatrizen F_(31a)(161) und F_(161)(33) verläuft der Signalpfad 41 stets entlang von Übertragungsstrecken, die mit der Wellenlänge λ₁ be trieben werden. Entlang dieses Signalpfades 41 kommt es daher nicht zu einer Änderung der Wellenlänge. Allge mein gilt, daß eine Kopplung ohne Wellenlängenänderung oder Wellenlängenkonversion erfolgt, wenn die Koppel punkte Elemente der Hauptdiagonalen der jeweiligen Fa serkoppelamatrix sind.

Der Verlauf des Signalpfades 42 der Fig. 5 kann auf analoge Weise der Netzkoppelmatrix gemäß Fig. 6 entnom men werden: Von dem einem Sender am Knoten 27 nachge schalteten Anbindungs-Wellenleiter 31 _a3 besteht eine Kopplung mit der Wellenlänge λ₃ zur Übertragungsstrecke 17 ₁₃ und von dieser über den Anbindungs-Wellenleiter 34 ₃ zu einem Empfänger am Endknoten 28.

Der weitere Signalpfad 43 geht von einem am Endknoten 29 vorgesehenen Sender aus und führt über einen Anbin dungs-Wellenleiter 36 ₁ zum Transitknoten 24. Dort er folgt die Kopplung, wie dem Koppelpunkteintrag in der Zeile 36 ₁ der Netzkoppelmatrix gemäß Fig. 6 entnehmbar ist, zur Übertragungsstrecke 18 ₂₂. Der diese Kopplung beschreibende Koppelpunkt ist nicht ein Element der Hauptdiagonalen der Faserkoppelmatrix F_(36)(182); es ist daher eine Wellenlängenkonversion von der Wellenlänge λ₁ zur Wellenlänge λ₂ erforderlich, auf der das Signal in die Übertragungsstrecke 18 ₂₂ eingespeist wird.

Der Signalpfad 44 beginnt mit dem Anbindungs- Wellenleiter 36 ₂ auf der Wellenlänge λ₂. Damit das Signal am Transitknoten 24 in die Übertragungsstrecke 18 ₂₁ eingekoppelt werden kann, erfolgt eine Wellenlän genkonversion von der Wellenlänge λ₂ zur Wellenlänge λ₁. An dem zentralen Transitknoten 22 erfolgt die Kopplung zum Anbindungswellenleiter 31 _b1 und über diesen zum Empfänger am Endknoten 27.

Die Signalpfade 45 und 46 sind wiederum durch Kopplun gen ohne Wellenlängenkonversion realisiert und können im einzelnen auf analoge Weise der Netzkoppelmatrix ge mäß Fig. 6 entnommen werden.

Zur Erläuterung des Netzes 20 gemäß Fig. 2, dem die durch die durch die Fig. 5 und 6 repräsentierte Aus baustufe entsprechen möge, sei nachfolgend auf die Fig. 7 und 8 Bezug genommen, wobei die in Betracht gezogene Erweiterung zwei Signalpfade 47 und 48 umfassen soll, die die Endknoten 29 und 30 mit dem Endknoten 26 je weils in einem zu diesem hin gerichteten Sinn verbinden sollen. Aufgrund der durch die Fig. 2 wiedergegebenen Topologie des Netzes 20 werden hierbei die Transitkno ten 21, 22, 24 und 25 passiert. Demgemäß werden für die passierten Transitknoten K_i (i=21, 22, 24 bzw. 25) Topo logieparamter Γ_i gemäß der Beziehung

Γ_i = (c_i+D_i)/N_λ

bestimmt, in der mit c_i der Verbindungsgrad des jeweils betrachteten Knotens mit weiteren Knoten bezeichnet ist, der die Anzahl der an einen Knoten angeschlossenen Mehrfaserkabel angibt, und mit D_i die Anzahl von Faser durchleitungen in den Nachbarknoten. Mit N_λ ist die Zahl der verschiedenen Lichtwellen bezeichnet, die zum Datentransport in einem Wellenlängen-Multiplex- Verfahren benutzt werden. Sie wird einheitlich zu N_λ = 3 vorausgesetzt.

Für den Transitknoten 21 hat der Topologieparamter Γ₂₁ einen Wert von 1/3, da der Parameter c₂₁ den Wert 1 und der Parameter D₂₁ den Wert 0 hat, wobei der Wert des Parameters c₂₁ dem Graphen der Fig. 1 und der Parame terwert D₂₁ = 0 der Netzkoppelmatrix der Fig. 6 unmit telbar entnehmbar ist, da die Knotenkoppelmatrix des einzigen Nachbarknotens 22 des Netzknotens 21 keine Fa serkoppelmatrix enthält, die der 3X3-Einheitsmatrix äquivalent wäre, der eine Faserdurchleitung entspräche.

An diesem Nachbarknoten 22 hat der Topologieparameter Γ₂₂ den Wert 4/3, da der Knotenverbindungsrad c₂₂ den Wert 3 und die Anzahl der Faserdurchleitungen D₂₂ den Wert 1 hat, wobei der Knotenverbindungsgrad c₂₂ wieder um den Graphen der Fig. 2 und die Anzahl der Faser durchleitungen den Knotenkoppelmatrizen der Nachbarkno ten entnommen werden kann.

Die Transitknoten 21, 24 und 25 enthalten keine Faser koppelmatrizen, die der 3X3-Einheitsmatrix entsprechen. Im Transitknoten 23 ist hingegen eine Faserdurchfüh rung, erkennbar durch die der Einheitsmatrix E entspre chende Faserkoppelmatrix F_(17)(34) innerhalb der Netzkop pelmatrix der Fig. 6 gegeben. Demgemäß ergibt sich für den Topologieparameter Γ₂₄ des Transitknotens 24 ein Wert von 2/3 und für den Topologieparameter Γ₂₅ des Transitknotens 25 der Wert 1/3.

Zur Realisierung des Pfades 47 können, ausgehend vom Endknoten 30, der Anbindungs-Wellenleiter 37 ₂ und die Übertragungsstrecke 19 ₁₂ ausgenutzt werden, ohne daß dem der Fig. 4 entsprechenden Netz 20 neue Übertra gungsstrecken hinzugefügt werden müßten. Da der für den Transitknoten 25 geltende Wert Γ₂₅ kleiner als der Schwellenwert γ_th = 1 ist, wird die Plazierung des neuen Koppelpunktes innerhalb der Knotenkoppelmatrix des Kno tens 25 so vorgenommen, daß eine Faserdurchleitung ent steht. Dieser Faserdurchleitung entspricht ein zusätz licher Eintrag am "Schnittpunkt", dem gemeinsamen Ma trixelement der Zeile 37 ₂ und der Spalte 37 ₂ und der Spalte 19 ₁₂ der Netzkoppelmatrix.

An dem Transitknoten 24 stehen zwei Möglichkeiten zur Fortführung des Pfades 47 zur Verfügung, ohne daß dem der Fig. 4 entsprechenden Netz 20 neue Übertragungs strecken hinzugefügt werden müssen. Das Signal kann entweder in die noch freie Übertragungsstrecke der Fa ser 18 ₁ oder in diejenige der Faser 18 ₂ eingekoppelt werden. Da der Topologieparameter Γ₂₅ kleiner als 1 (γ_th=1) ist, wird auch in diesem Falle angestrebt, mög lichst viele Eintragungen - Koppelpunkte - entlang der Hauptdiagonalen einer Faserkoppelmatrix zu plazieren. Demgemäß wird die Schaffung - Eintragung - des neuen Koppelpunktes an der Überschneidung der Zeile 19 ₁₂ mit der Spalte 18 ₁₂ gegenüber einer Eintragung an der Über schneidung der Zeile 19 ₁₂ mit der Spalte 18 ₂₂ vorgezo gen. Es kommt hinzu, daß eine Kopplung zu der Übertra gungsstrecke 18 ₁₂ nicht mit einer Wellenlängenänderung verbunden ist.

An dem zentralen Transitknoten 22 hingegen, dessen To pologieparameter Γ₂₂ größer als der Schwellenwert γ_th = 1 ist, werden die Koppelpunkte so gesetzt, daß de ren Verteilung mit derjenigen eines AWG verträglich ist. Für ein solches Koppelelement wird, wie einleitend schon erwähnt, vorausgesetzt, daß die ihm über N_λ Ein gangsfasern jeweils N_λ zuführbaren, insgesamt also N_λ ² Datensignale über N_λ Koppelpfade zu N_λ Ausgangsfasern weiterleitbar sind, wobei sowohl die Eingangsfasern als auch die Ausgangsfaser jeweils derart nebeneinander an geordnet sind, daß sich eine räumlich geordnete Reihen folge von Eingängen und Ausgängen ergibt. Hierbei sind die Adressen der Ausgangsfasern in die Wellenlängen der Datensignale codiert, und es ist die Reihenfolge der Adressierung der Ausgangsfasern durch die im Sinne zu- oder abnehmenden Betrages geordnete Folge der Wellen längen der durch die Eingangsfasern eingekoppelten Si gnale bestimmt; des weiteren ist durch eine ausgewählte Wellenlänge jeweils eine Kopplung zwischen der im Sinne der Reihenfolge i-ten Eingangsfaser zu der i-ten Aus gangsfaser entsprechend einer zyklischen Vertauschung der Adressen der Ausgangsfasern realisiert.

Mehr im einzelnen bedeutet diese "mit einem AWG ver trägliche" Plazierung der Koppelpunkte, daß zur Eintra gung eines Koppelpunktes innerhalb der durch das Rou ting vorgegebenen Kabelkoppelmatrix K_xy diejenigen Fa serkoppelmatrizen F_uv ausgewählt werden, die noch kei nen Eintrag enthalten. Dabei ist zu beachten, daß eine Faserkoppelmatrix F_uv nur dann in diesem Schritt mit einem Koppelpunkt belegt wird, wenn andere Kopplungen der Faser u mit der Faser v ausschließlich durch Faser koppelmatrizen mit nur einem Eintrag repräsentiert sind.

Hierbei wird so vorgegangen, daß eine Kopplung geschaf fen wird, der eine Faserkoppelmatrix mit einem Eintrag (Koppelpunkt) entspricht, wobei die Auswahl der die neue Kupplung repräsentierenden Faserkoppelmatrix so getroffen wird, daß diese in einer Darstellung der Netzkoppelmatrix, in der die Faserkoppelmatrizen ihrer seits "nur" Elemente der Netzkoppelmatrix sind, in ei ner Zeile oder Spalte der Netzkoppelmatrix liegt, die "schon" eine möglichst große Anzahl von Faserkoppelma trizen ungleich der Nullmatrix enthält. Ein Koppelpunkt wird jedoch nur dann in dieser Faserkoppelmatrix pla ziert, wenn dadurch nicht (2 × 2)-Untermatrizen aus vier Faserkoppelmatrizen entstehen, deren Zeilen und Spalten nicht durch eine zyklische Vertauschung der Faserkop pelmatrizen gemäß der Reihenfolge der den Elementen der Hauptdiagonalen zugeordneten Wellenlängen λ₁, λ₂ und λ₃ ineinander überführbar wären. Hierzu müssen auch noch nicht erfolgte, durch schon vorhandene Koppelpunkte je doch bereits eindeutig festgelegte - vorprogrammierte - Ergänzung einer letztendlich mit einem AWG verträgli chen Anordnung berücksichtigt werden.

Bei dem gewählten Erläuterungsbeispiel bedeutet dies, das eine Verbindung - Kopplung - geschaffen wird, der in der Darstellung der Netzkoppelmatrix ein Eintrag an dem gemeinsamen Element der Zeile 18 ₁₂ und der Spalte 16 ₁₂ entspricht, da die Faserkoppelmatrix F_(181)(161) noch keinen Eintrag enthält und die Faserkoppelmatrizen F_(31a)(161) und F_(182)(161), sowie F_(181)(31b) und F_(181)(171) höch stens einen Koppelpunkt enthalten. Wegen der Einfach heit des Beispiels sind keine alternativen Faserkoppel matrizen zur Plazierung des Koppelpunkts innerhalb der Kabelkoppelmatrix K_(18)(16) vorhanden, die mit einer grö ßeren oder kleineren Anzahl weiterer Faserkoppelmatri zen ungleich der Nullmatrix gemeinsame Zellen oder Spalten haben könnten. Zusammen mit den Faserkoppelma trizen F_(31a)(161), F_(31a)(171a) und F_(181)(171) entsteht mit dem neuen Koppelpunkt gemäß Fig. 8 eine aus vier Faserkop pelmatrizen bestehende Untermatrix, deren zwei Zeilen und zwei Spalten jeweils durch eine zyklische Vertau schung der Faserkoppelmatrizen hervorgehen.

Die Zeile F_(31a)(161), F_(31a)(171) besteht aus einer der Wel lenlänge λ₁ zugeordneten Faserkoppelmatrix mit nur ei nem Element (31 _a1, 16 ₁₁) in der Hauptdiagonalen und aus einer der Wellenlänge λ₃ zugeordneten Faserkoppelmatrix mit nur einem Element (31 _a1, 17 ₁₃) in der Hauptdiagona len.

Die zweite aus den Faserkoppelmatrizen F_(181)(161) und F_(181)(171) bestehende Zeile der vorgenannten (2 × 2)- Untermatrix ergibt sich durch eine bezüglich der Rei henfolge der Wellenlängen λ₁, λ₂ und λ₃ zyklische Ver tauschung der Elemente der ersten Zeile der (2 × 2)- Untermatrix. Entsprechend kann die Spalte F_(31a)(161), F_(181)(161) (λ₁, λ₂₎ in die Spalte F_(31a)(171), F_(181)(171) (λ₃, λ₁₎ durch zyklische Vertauschung bezüglich der Reihenfolge der Wellängen, positiv um zwei Stellen oder negativ um eine Stelle übergeführt werden.

Zwar enthält die Faserkoppelmatrix F_(181)(161) noch keinen Eintrag, kann jedoch wegen der Koppelstelle in F_(182)(171) und in F_(182)(31b) nur mit einem Eintrag auf der Wellen länge λ₁ belegt werden. Durch einen solchen Eintrag in F_(181)(161) ist dann innerhalb der aus den Faserkoppelma trizen F_(181)(31b), F_(181)(161), F_(182)(31b) und F_(182)(162) beste henden (2 × 2)-Untermatrix gewährleistet, daß die Zeilen bzw. Spalten dieser Untermatrix durch die zuvor bereits erwähnte zyklische Vertauschung ineinander übergeführt werden können, was notwendige Voraussetzung dafür ist, daß eine durch die geschilderte Erweiterung des Netzes 20 erzielte Konfiguration der Koppelpunkte im Zuge spä terer Erweiterungsmaßnahmen durch ein integriertes Kop pelelement wie ein AWG ersetzbar ist.

Für den Knoten 21 ergibt sich ein Wert des Topologiepa rameters Γ₂₁, der kleiner ist als der Schwellenwert γ_th = 1. Daher werden bei einer Erweiterung dieses Kno tens wieder möglichst viele Koppelpunkte entlang der Hauptdiagonalen der Faserkoppelmatrizen geschaffen. Der beim Erläuterungsbeispiel betrachtete Koppelpunkt ist gemäß Fig. 8 durch das gemeinsame Element der Zeile 16 ₁₂ und der Spalte 33 ₂ repräsentiert.

Der vom Sender des Knotens 29 zum empfangenden Endkno ten 26 führende Signalpfad 48 wird mit den verbleiben den Ressourcen ohne Wellenlängenänderung an den Tran sitknoten 24, 22 und 21 aufgebaut. Die dem erweiterten Netz entsprechende Koppelmatrix gemäß Fig. 8 erhält da her wegen der Erweiterung um dem Signalpfad 48, vergli chen mit der Koppelmatrix gemäß Fig. 6, die den "Anfangs"-Status des Netzes gemäß Fig. 2 repräsentiert, drei zusätzliche Koppelpunkte nämlich am Schnittpunkt der Zeile 36 ₃ und der Spalte 18 ₂₃, am Schnittpunkt der Zeile 36 ₃ und der Spalte 18 ₂₃, am Schnittpunkt der Zeile 18 ₂₃ und der Spalte 16 ₁₃ sowie am Schnittpunkt der Zeile 16 ₁₃ und der Spalte 33 ₃ gemäß Fig. 8.

Durch die insoweit erläuterte Vorgehensweise bei der Besetzung der Elemente der Netzkoppelmatrix mit Koppel punkten wird erreicht, daß an mehreren Knoten Konfigu rationen einer Mehrzahl von Wellenlängen Demultiple xern, Kopplungen und Wellenlängenmultiplexern entste hen, die durch integrierte Bauelemente ersetzt werden können, sofern die Kopplungen aus übertragungstechni scher Sicht transparent sein können und eine permanente Kopplung durch die Charakteristik des erwarteten Daten- Verkehrsaufkommens gerechtfertigt ist.

Beim Erläuterungsbeispiel gemäß Fig. 8 sind dies am Knoten 22 die Koppelpunkte innerhalb der Faserkoppelma trizen F_(31a)(161), F_(31a)(171), F_(181)(31b), F_(181)(161), F_(181)(171), F_(182)(13b), F_(182)(161) und F_(182)(171). Zusammen mit den Wel lenlängendemultiplexern, an denen das Anbindungs wellenleiterbündel 31 _a und die Fasern 18 ₁ und 18 ₂ ange schlossen sind, bzw. mit den Wellenlängenmultiplexern, an denen die Fasern 16 ₁ und 17 ₁ und das Anbindungs wellenleiterbündel 31 _b angeschlossen ist, vermitteln diese Kopplungen insgesamt die Funktion eines AWG, das folglich an dieser Stelle anstatt der zuvor verwendeten Netzelemente eingesetzt werden kann.

Hierbei stört es nicht, wenn eine durch ein solches AWG vermittelte zusätzliche Funktion, die in der Kopplung des Anbindungs-Wellenleiterbündels 31 _a mit dem Anbin dungs-Wellenleiterbündel 71 _b, die durch die Faserkop pelmatrix F_(31a)(31b) der Fig. 8 repräsentiert ist, nicht sinnvoll ausgenutzt werden kann.

Am Knoten 24 können sowohl ein Wellenlängendemultiple xer, der an die Faser 19 ₁ angeschlossen ist, als auch die Kopplungen, die durch Koppelpunkte innerhalb der Faserkoppelmatrix F_(191)(181) gemäß Fig. 8 repräsentiert sind, und auch ein Wellenlängenmultiplexer, der an die Faser 18 ₁ angeschlossen ist, durch eine Faserdurchlei tung ersetzt werden, die gegebenenfalls einen optischen Verstärker (z. B. einen EDFA) enthält. Des weiteren kön nen an den Knoten 11 und 13 gemäß Fig. 1 an die Fasern 16 ₁ bzw. 17 ₁ angeschlossene Wellenlängendemultiplexer sowie Kopplungen zu den Anbindungswellenleiterbündeln 33 und/oder 34, die durch die Faserkoppelmatrizen F_(161)(33) und F_(171)(34) gemäß Fig. 8 repräsentiert sind und zu dem Empfängern an den Knoten 26 bzw. 28 gemäß Fig. 4 führen, sowie diese Empfänger selbst durch integrierte Mehrwellenlängenempfänger ersetzt werden.

Am Knoten 15 gemäß Fig. 1 können schließlich ein an die Faser 19 ₁ angeschlossener Wellenlängenmultiplexer, des weiteren Kopplungen vom Anbindungs-Wellenleiterbündel 37 zur Faser 19 ₁, die durch die innerhalb der Faserkop pelmatrix F_(37)(191) gemäß Fig. 8 plazierten Koppelpunkte repräsentiert sind und auch Sender am Endknoten 30 durch einen integrierten Mehrwellenlängensender ersetzt werden.

Um noch weitere Wellenlängenmultiplexer, Wellenlängen demultiplexer und Kopplungen sowie gegebenenfalls Sen der oder Empfänger durch integrierte Bausteine ersetzen zu können, kann bei dem durch die Netzkoppelmatrix der Fig. 8 veranschaulichten Netz eine Änderung der Konfi guration der Kopplungen bzw. der diese repräsentieren den Koppelpunkte vorgenommen werden. Hierzu müssen Ope rationen durchgeführt werden, denen Vertauschungen von Spalten oder Zeilen der Netzkoppelmatrix entsprechen. Handelt es sich bei den Kopplungen um solche, die eine Durchleitung von einer Übertragungsstrecke zu einer weiteren Übertragungsstrecke vermitteln, so müssen bei einer Vertauschung von zwei Spalten bzw. Zeilen der Netzkoppelmatrix (Fig. 8) stets auch die identisch be zeichneten Zeilen bzw. Spalten der Netzkoppelmatrix entsprechend vertauscht werden, damit die Leitwege der bereits gemäß Fig. 7 bestehenden Signalpfade nicht ver ändert werden.

Am Knoten 14 gemäß Fig. 1 kann durch eine Vertauschung der Funktion der Anbindungs-Wellenleiter 36 ₁ und 36 ₂, wie in den Fig. 4 und 8 dargestellt, der Einsatz eines integrierten Mehrwellenlängensenders vorbereitet wer den.

Hierzu sei nachfolgend auf die Netzkoppelmatrix der Fig. 9 verwiesen, die durch eine Vertauschung der Zei len 36 ₁ und 36 ₂ der Netzkoppelmatrix gemäß Fig. 8 ent steht und eine Faserkoppelmatrix F_(36)(182) enthält, die eine vollständig mit Koppelpunkten besetzte Hauptdiago nale aufweist. Demgemäß können der Wellenlängenmulti plexer, der an die Faser 18 ₂ angeschlossen ist, das An bindungs-Wellenleiterbündel 36 und die am Knoten 29 plazierten Sender durch einen integrierten Mehrwellen längensender ersetzt werden, wodurch eine weitere Re duktion der Anzahl der Netzelemente erzielbar ist.

Zur Erläuterung einer weiteren, "zweiten" Ausbaustufe des anhand der Fig. 4, 7 und 9 geschilderten, seiner seits erweiterten Netzes durch die vier weitere Signal pfade 51 bis 54 (Fig. 11) geschaffen werden sollen, sei nunmehr auf die Fig. 10, 11 und 12 Bezug genommen. Hierzu werden dem durch die Netzkoppelmatrix der Fig. 9 repräsentierten Netz die Übertragungsstrecken 19 ₂₁ bis 19 ₂₃ und 50 ₁₁ bis 50 ₁₃ sowie die Anbindung- Wellenleiterbündel 36 _b, 37 _b, 37 _c und 33 _b (Fig. 10) hin zugefügt. Dementsprechend vergrößert sich die für das erweiterte Netz charakteristische Netzkoppelmatrix der Fig. 12 um Zeilen und Spalten, die diese hinzugefügten Übertragungsstrecken repräsentieren. Analog könnten auch weitere Knoten mit zusätzlichen neuen Kabeln und darin enthaltenen Übertragungstrecken in der Netzkop pelmatrix berücksichtigt werden.

Mit dieser Erweiterung der übertragungstechnischen Res sourcen an den Knoten 24, 25 und 21 ergeben sich für deren Topologieparameter Γ₂₄, Γ₂₅ und Γ₂₂ die folgenden Werte:
Γ₂₄=1, da der Verbindungsgrad c₂₄ den Wert 2 hat und die Anzahl D₂₄ der Faserdurchleitungen an den Nachbarknoten den Wert 1 angenommen hat, was aus den drei Koppelein trägen entlang der Hauptdiagonalen der Faserkoppelma trix F_(37)(191) erkennbar ist, die dem Nachbarknoten 25 zugeordnet ist,

Γ₂₅= 1,67 wegen c₂₅=2 und D₂₅=3, und
Γ₂₁=1 wegen C₂₁=2 und D₂₁=1.

Wegen der begrenzten Auswahl der Koppelmöglichkeiten kommt hier in erster Linie eine Vorgehensweise in Be tracht, die einem Auffüllen der vorhandenen Faserkop pelmatrizen entspricht, da das Anstreben einer mit ei nem AWG verträglichen Konfiguration nicht ohne Hinzufü gen weiterer Übertragungsstrecken möglich wäre.

Entsprechend dieser Vorgehensweise ergeben sich für ei ne in der Fig. 12 dargestellte Netzkoppelmatrix des mehrfach erweiterten Netzes gegenüber der ersten Erwei terung die folgenden zusätzlichen Einträge:

Der Signalpfad 51 beginnt bei einem Sender am Knoten 29 und wird über den Anbindungs-Wellenleiter 36 _b3 dem Transitknoten 24 zugeleitet. Dort erfolgt eine Kopplung in die Übertragungsstrecke 19 ₂₃, sodann am Transitkno ten 25 die Kopplung (Drop) zum Anbindungs-Wellenleiter 37 _c3 und über diesen die Kopplung auf den angeschlosse nen Empfänger des Endknotens 30.

Die Signalpfade 52 und 53 verlaufen "parallel". Sie be ginnen ebenfalls am Knoten 29 und werden über die An bindungs-Wellenleiter 36 _b1 und 36 _b2 in die Übertragungs strecken 19 ₂₁ und 19 ₂₂ gekoppelt. Am Transitknoten 25 erfolgen die Kopplungen der beiden Signal in die Über tragungsstrecken 50 ₁₁ und 50 ₁₂.

Diese Kopplungen sind durch die Koppelpunkte in der Fa serkoppelmatrix F)_192)(501) repräsentiert.

Am Transitknoten 21 erfolgen die Kopplungen zu den An bindungswellenleitern 33 _b2 und 33 _b2 sowie zu den ent sprechenden Empfängern am Endknoten 26.

Der Signalpfad 54 beginnt am Knoten 30 und wird über den Anbindungs-Wellenleiter 37 _b3 auf die Übertragungs strecke 50 ₁₃ gekoppelt (Add).

Am Knoten 21 erfolgt eine Kopplung zur Wellenleiter- Anbindung 33 _b3 und den Empfänger am Endknoten 26.

Dieses "Auffüllen" der Netzkoppelmatrix mit Koppelpunk ten führt wieder zu einer Konfiguration des Netzes, das an mehreren Knoten Wellenlängendemultiplexer, Kopplun gen und Wellenlängenmutliplexer durch integrierte Bau elemente ersetzbar sind. Am Knoten 14 (Fig. 1) können der Wellenlängenmultiplexer, an den die Faser 192 ange schlossen ist, das Anbindungs-Wellenleiterbündel 36 _b und die entsprechenden Sender durch einen integrierten Mehrwellenlängensender ersetzt werden.

Am Knoten 11 können ein Wellenlängendemultiplexer, das Wellenleiterbündell 33 _b und die entsprechenden Empfän ger durch einen integrierten Mehrwellenlängenempfänger ersetzt werden.

Am Knoten 25 können die Kopplungen von der Faser 19 ₂ zu der Faser 50 ₁, die durch die Einträge in der Faserkop pelmatrix F_(192)(501) repräsentiert sind, sowie die Kopp lung von der Faser 19 ₂ zum Anbindungs-Wellenleiter 37 _c3 (Drop) und auch die Kopplung vom Anbindungs-Wellenlei ter 37 _b zu der Faser 50 ₁ (Add), die durch die Einträge in den Faserkoppelmatrizen F_(192)(37c) und F_(37b)(501) repräsentiert sind, durch einen integrierten sogenannten "Optischen Add-Drop-Multiplexer" (OADM) ersetzt werden.

Ein solcher OADM kann in verschiedenen Ausführungen realisiert sein. Neben einem monolithisch integrierten Wellenleiteranordnung ist eine Verwendung einer Reihen schaltung aus einem Fasergitter und einem optischen Zirkulator möglich. Das Fasergitter läßt alle Träger wellenlängen passieren bis auf diejenigen, die an dem betreffenden Knoten aus der Faser genommen oder der Fa ser hinzugefügt werden sollen. Diese werden an dem Fa sergitter reflektiert und können durch einen Zirkulator räumlich auf einen anderen Weg gelenkt werden. Hierzu wird für den "Drop" dem optischen Zirkulator ein Faser gitter nachgeschaltet und für den "Add" dem optischen Zirkulator ein Fasergitter vorgeschaltet. Die Möglich keit, einen OADM anstelle eines Wellenlängendemultiple xers und einer Konfiguration von Kopplungen sowie eines Wellenlängenmutliplexers einzusetzen, führt zu einer weiteren Reduktion der Anzahl von Netzelementen des Kommunikationsnetzes.

Unabhängig von der Topologie eines bestehenden Netzes, von dem bei einer Erweiterung desselben ausgegangen worden ist und unabhängig von der Topologie der Erwei terungen ergibt sich nach einer Mehrzahl von solchen eine Ausbaustufe, in der zahlreiche optisch passive Elemente vorhanden sind, die insgesamt zu einem einfa chen Netzaufbau geführt haben.

Falls bei den verfahrensgemäß durchgeführten Netzerwei terungen der Topologieparameter Γ_j mehrheitlich größer als der Schwellenwert γ_th gewesen ist, ergibt sich schließlich ein Netzaufbau, bei dem überwiegend Faser durchleitungen vorliegen sowie optische Add-Drop- Multiplexer.

Das durch die Erweiterungen entstandene Netz hat eine Topologie, die weitgehend einer Mehrzahl miteinander gekoppelter Ringnetze entspricht.

Falls bei den verfahrensgemäß durchgeführten Netz- Erweiterungen der Topologieparameter Γ_j größer oder gleich dem Schwellenwert γ_th gewesen ist, ergibt sich ein Netz, in dem überwiegend AWG als optisch passive Elemente vorliegen. Das schließlich resultierende Netz hat topologische Ähnlichkeit mit Maschennetzen, wie beispielsweise bei einem "WDM-Gridconnect".

Schließlich ist eine Ausbaustufe unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich, in der die ge nannten passiven Elemente mit vergleichbarer Häufigkeit vorhanden sind. In diesem Netz sind dann Ring- und Ma schentopologien ineinander eingebettet bzw. miteinander verwoben.

Als zur Erfindung gehörig wird daher auch ein Telekom munikationsnetz angesehen, das unter Anwendung des er findungsgemäßen Verfahrens nach einer Mehrzahl von Er weiterungen entstanden ist.

Claims

1. Verfahren zur Erweiterung eines bestehenden Trans portnetzes für die Telekommunikation, das eine Mehrzahl von Knoten enthält, von denen eine Teil zahl als aktive Knoten ausgebildet sind, die zur Ausführung von Vermittlungs-Funktionen mit um schaltbaren Koppelelementen versehen sind, und von denen eine Teilzahl als passive Knoten mit perma nenter Konfiguration der Koppelpfade, z. B. in Form von Faserdurchleitungen ausgebildet sind, zu deren Änderung eine Eingriff in den Knotenaufbau erfor derlich ist, wobei die Übertragungsstrecken zwi schen Ausgängen der Knoten und Eingängen von Nach barknoten, gegebenenfalls unter Einsatz von opti schen Verstärkern (z. B. EDFA Erbium Doped Fiber Amplifier), in deren Einzelfasern sämtliche Ein gangs-Wellenlängen eingekoppelt werden, in die die Adressinformation der Datensignale kodiert ist, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

(a) für einen Netzknoten an dem zur Erweiterung des Netzes mindestens ein zusätzlicher Koppelpunkt ge schaffen werden muß, wird ein Topologieparameter Γ_j=Γ(c_j, D_j, N₁₎ als Funktion von Parametern c_j, D_j und N₁ ermittelt, der mit anwachsenden Werten von c_j und/oder D_j zunimmt und mit zunehmenden Werten von N₁ abnimmt, wobei mit c_j der Verbindungsgrad des jeweils betrachteten Knotens mit weiteren Kno ten bezeichnet ist, der die Anzahl der an einen Knoten angeschlossenen Mehrfaserkabel angibt, mit D_j die Anzahl von Faserdurchleitungen in den Nach barknoten und mit N_λ die Zahl der verschiedenen Lichtwellenlängen bezeichnet ist, die zum Daten transport in einem Wellenlängenmultiplex-Verfahren benutzt werden;
(b) Ist der Topologieparameter größer als ein vorgege bener Schwellenwert γ_th oder diesem gleich, werden neue Koppelpunkte in der Weise gesetzt, daß ihre Anordnung mit derjenigen eines N_λ × N_λ-Koppelele ments (AWG) verträglich ist, dem über N_λ Eingangs fasern jeweils N_λ Datensignale (insgesamt N_λ ² Da tensignale) zuführbar und über N_λ Koppelpfade zu N_λ Ausgangsfasern weiterleitbar sind, wobei sowohl die N_λ Eingangsfasern als auch die N_λ Ausgangsfa sern jeweils nebeneinander angeordnet sind, z. B. mit koplanarem und parallelem Verlauf ihrer zen tralen Achsen, derart, daß sich eine räumlich ge ordnete Reihenfolge von Eingängen und Ausgängen ergibt, des weiteren die Adressen der Ausgangsfa sern in die Wellenlängen der Datensignale kodiert sind, wobei die Reihenfolge der Adressierung der Ausgangsfasern durch die im Sinne zu- oder abneh menden Betrages geordneten Folge der Wellenlängen der durch die Eingangsfasern eingekoppelten Signa le bestimmt ist, und wobei durch eine ausgewählte Wellenlänge jeweils eine Kopplung zwischen der im Sinne der Reihenfolge i-ten Eingangsfaser und der i-ten Ausgangsfaser entsprechend einer zyklischen Vertauschung der Adressen der Ausgangsfasern er folgt;
(c) Ist Γ_j < γ_th, werden über eine Faser gemeinsam am Knoten ankommende Wellenlängen gemeinsam in eine vom Knoten wegführende Faser eingekoppelt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Topologieparamter Γ_j gemäß einer Beziehung der Form Γ_j = (c_j+D_j)/N_λ gebildet wird, und daß für den Schwellenwert γ_th ein Wert zwischen 0.25 und 4, vorzugsweise ein Wert um 1 gewählt wird.

3 Verfahren, insbesondere nach Anspruch 1 oder An spruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Fällen Γ_j < γ_th, in denen der Verfahrensschritt (b) nicht möglich ist, über eine Faser gemeinsam am Knoten ankommende Wellenlängen gemeinsam in eine vom Kno ten wegführende Faser eingekoppelt werden.

4. Verfahren, insbesondere nach Anspruch 1 oder An spruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Fällen Γ_j < γ_th, in denen der Verfahrensschritt (c) nicht möglich ist, gemäß Merkmal (b) verfahren wird, oder falls auch dies nicht möglich ist, eine Kopp lung über einen Wellenleiter realisiert wird.

5. Verfahren, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer Konfiguration von Koppelelementen eines Net zes, die mit deren Ersetzbarkeit durch ein inte griertes optisches Koppelelement verträglich ist, mindestens zwei in einem gemeinsamen Faserkabel verlaufende faseroptische Übertragungsstrecken miteinander vertauscht werden.