DE19830735A1 - Wellenlängenrouter für eine optische bidirektionale Datenübertragung - Google Patents
Wellenlängenrouter für eine optische bidirektionale DatenübertragungInfo
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Abstract
Ein Wellenlängenrouter für eine optische bidirektionale Datenübertragung enthält für die Einkopplung der Signale zur Bildung eines Wellenlängenmultiplex und für die selektive Auskopplung der Signale zur Zerlegung des Multiplex eine Vielzahl von Add/Drop-Filtern (1). Ein derartiger Wellenlängenrouter stellt einen beträchtlichen Schaltungsaufwand dar, zumal jeweils mit einem Add/Drop-Filter nur das Signal eines Teilnehmers eingekoppelt oder ausgekoppelt werden kann. DOLLAR A Aufgabe ist es, den Gesamtschaltungsaufwand für den Wellenlängenrouter zu verringern. DOLLAR A Die Auskopplung und die Einkopplung erfolgen für einen Teilnehmer jeweils in demselben Add/Drop-Filter (1). Zur Vermeidung eines Übersprechens erfolgt die Auskopplung bei einer Wellenlänge lambda¶i¶ und die Einkopplung bei einer nach unten verschobenen Wellenlänge lambda¶i-1¶. Die Wellenlängendifferenz für Einkopplung und Auskopplung entspricht vorzugsweise einem Wellenlängenabstand des Wellenlängenmultiplex.
Description
Die Erfindung geht aus von einer Gattung, wie sie im unabhängigen Patentanspruch
1 angegeben ist.
Ein Teilnehmeranschlußnetz für eine derartige Datenübertragung enthält eine soge
nannte Endvermittlungsstelle, auch CO (central office) genannt. Darin sind die Aus
gänge einer Vielzahl von Transceivern, die den einzelnen Teilnehmern zugeordnet
sind und mit unterschiedlichen optischen Wellenlängen arbeiten, an die Eingänge
eines Wellenlängenrouters angeschlossen. Dieser liefert am Ausgang ein Wellenlän
genmultiplex, das dem Eingang einer Übertragungsleitung zugeführt wird. Der Aus
gang der Übertragungsleitung ist an den Eingang eines in einem Kabelverzweiger
angeordneten zweiten Wellenlängenrouters angeschlossen, der das übertragene
Wellenlängenmultiplex wieder in die einzelnen Wellenlängen für die folgenden Teil
nehmeranschlußleitungen zerlegt. Die Teilnehmeranschlußleitungen sind wieder an
den einzelnen Teilnehmern zugeordnete Transceiver angeschlossen. Die Richtung
der Übertragung von der Endvermittlungsstelle zu dem Kabelverzweiger wird allge
mein als Downstream-Richtung bezeichnet, während die entgegengesetzte Rich
tung von den Teilnehmern zu der Endvermittlungsstelle mit Upstream-Richtung be
zeichnet wird.
Die Einkopplung des Signals eines Teilnehmers zur Bildung des Wellenlängenmulti
plex und die Auskopplung des Signals aus dem Wellenlängenmultiplex zur Zerlegung
in die einzelnen Wellenlängen für die getrennten Teilnehmerleitungen erfolgen in ei
nem Einkoppel/Auskoppel-Filter, das im allgemeinen und auch in der folgenden Be
schreibung mit Add/Drop-Filter bezeichnet wird. Ein derartiges Filter enthält zwei
3 dB-Koppler, zwischen denen ein Reflexionsgitter, insbesondere ein sogenanntes
UV-induziertes Bragg-Gitter liegt, das auf die Wellenlänge des eingekoppelten oder
ausgekoppelten Signals abgestimmt ist. Im Kabelverteiler erfolgt zum Beispiel die
Auskopplung des Signals für einen Teilnehmer in dem von der Übertragungsleitung
gespeisten Add/Drop-Filter dadurch, daß das empfangene Signal mit einer be
stimmten Wellenlänge an dem Bragg-Gitter vollständig reflektiert wird und an einem
Anschluß des 3 dB-Kopplers entnommen werden kann. Das übrige Wellenlängen
multiplex-Signal ohne das ausgekoppelte Signal durchläuft das Add/Drop-Filter und
wird von dessen Anschluß dem nächsten Add/Drop-Filter zur Auskopplung des Si
gnals mit einer anderen Wellenlänge für den nächsten Teilnehmer zugeführt. Die
Einkopplung eines Signals für einen Teilnehmer zur Bildung des Wellenlängenmulti
plex erfolgt dadurch, daß das Signal dem 3 dB-Koppler des Add/Drop-Filters zuge
führt wird. Das Signal wird an dem Bragg-Gitter vollständig reflektiert und somit in
das in Upstream-Richtung über das Add/Drop-Filter und die Übertragungsleitung
laufende Wellenlängenmultiplex eingefügt.
Aus dem Stand der Technik sind Wellenlängenrouter bekannt, die aus einer Reihen
schaltung von vier Drop-Filtern (A.N. Rourke et al., "A low loss 4-channel wavelength
demultiplexer based on fibre bragg gratings", Proc. ECOC'96, WeD.1.7., 3.151ff.),
hergestellt in Fasertechnologie, bestehen. Bekannt ist auch, daß sich diese Anord
nung in einer PLC-Technologie (Planar Lightwave Circuit-Technologie) realisieren
läßt (G.E. Kohnke et al., "Planar waveguide Mach-Zender bandpass filter fabricated
with single exposure UV-induced gratings", Proc. OFC'96, ThQ6, pp.277ff).
Der Wellenlängenrouter mit einer Vielzahl von in Reihe geschalteten Add/Drop-
Filtern stellt einen beträchtlichen Schaltungsaufwand dar, zumal jeweils mit einem
Add/Drop-Filter nur das Signal mit einer Wellenlänge für einen Teilnehmer ausge
koppelt oder eingekoppelt werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Gesamt-Schaltungsaufwand für die
Add/Drop-Filter in dem Wellenlängenrouter zu verringern. Diese Aufgabe wird durch
die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.
Durch die Erfindung wird erreicht, daß die Einkopplung und die Auskopplung des
Signals in demselben Add/Drop-Filter erfolgen können, das Filter also doppelt ge
nutzt wird, ohne daß eine Störung oder ein Übersprechen zwischen den Signalen
auftreten. Der Wellenlängenversatz zwischen Einkopplung und Auskopplung entkop
pelt gewissermaßen diese beiden Vorgänge. Die in den Teilnehmerleitungen liegen
den Transceiver sind derart selektiv auf eine Wellenlänge abgestimmt, daß eine Stö
rung durch eine benachbarte Wellenlänge nicht erfolgen kann. Würde man in einem
Add/Drop-Filter für das eingekoppelte Signal und das ausgekoppelte Signal dieselbe
Wellenlänge verwenden, würden durch Toleranzen in den Bauteilen, Temperaturän
derungen, Einfügeverluste und dergleichen unerträgliche Störungen und Überspre
chen auftreten.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen an
gegeben.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt
und in der folgenden Beschreibung erläutert. In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 ein gemäß der Erfindung ausgebildetes und betriebenes Add/Drop-Filter,
Fig. 2 einen Wellenlängenrouter mit einer Vielzahl derartiger, in Reihe geschalteter
Add/Drop-Filter und einer bidirektionalen Übertragung über zwei getrennte Fasern,
Fig. 3 einen Wellenlängenrouter mit einer gegenüber Fig. 2 abgewandelten Aus- und
Einkopplung der Signale aus dem bzw. in das Add/Drop-Gitter und einer bidirek
tionalen Übertragung über nur eine Faser,
Fig. 4 eine Abwandlung von Fig. 3, bei der die Wellenlängen für die beiden Rich
tungen nicht ineinander verschachtelt sind und
Fig. 5 eine Kombination der Ausführung mit nur einer Teilnehmeranschlußleitung
für jeden Teilnehmer Tln und mit der Übertragung über zwei Fasern für die beiden
Richtungen.
In der Beschreibung und in der Zeichnung haben die verwendeten Symbole folgende
Bedeutung:
für "downstream" = von der Endvermittlungsstelle in Richtung zum Teilnehmer
Index des jeweiligen Teilnehmers und der zugehörigen Wellenlänge λ
für "upstream" = vom Teilnehmer in Richtung zur Endvermittlungsstelle
λ Wellenlänge des optischen Signals
Wellenlänge des aus einem Add/Drop-Filter ausgekoppelten Signals
λi-1 Wellenlänge des in ein Add/Drop-Filter eingekoppelten Signals.
für "downstream" = von der Endvermittlungsstelle in Richtung zum Teilnehmer
Index des jeweiligen Teilnehmers und der zugehörigen Wellenlänge λ
für "upstream" = vom Teilnehmer in Richtung zur Endvermittlungsstelle
λ Wellenlänge des optischen Signals
Wellenlänge des aus einem Add/Drop-Filter ausgekoppelten Signals
λi-1 Wellenlänge des in ein Add/Drop-Filter eingekoppelten Signals.
In Fig. 1 enthält ein Add/Drop-Filter 1 einen ersten 3 dB-Koppler 2, einen zweiten
3 dB-Koppler 3, zwei auf eine Wellenlänge λi abgestimmte Bragg-Gitter 4, 5 und zwei
auf eine Wellenlänge λi-1 abgestimmte Bragg-Gitter 6, 7, die alle eine vollständige
Reflexion der Signale mit den Wellenlängen λi bzw. λi-1 bewirken. Der Anschluß 8
des Filters 1 ist an den Ausgang einer von der Endvermittlungsstelle kommenden
Übertragungsleitung 9 und der Anschluß 10 an den Eingang eines folgenden
Add/Drop-Filters für eine andere Wellenlänge angeschlossen. Ein Anschluß 11 des
Filters 1 dient zur Einkopplung (Add) eines Signals Se mit der Wellenlänge λi-1 und
zur Auskopplung (Drop) eines Signals Sa mit der Wellenlänge λi. Ein derartiges
Add/Drop-Filter liegt zum Beispiel in einem Wellenlängenrouter in dem Kabelver
zweiger und dient dazu, das Signal eines Teilnehmers mit einer bestimmten Wellen
länge in das über die Leitung 9 zur Endvermittlungsstelle übertragene Wellenmulti
plex einzukoppeln und aus dem über die Leitung 9 kommenden Wellenmultiplex das
Signal für einen Teilnehmer frequenzselektiv auszukoppeln.
Die Wirkungsweise dieses Filters ist wie folgt:
Das einzukoppelnde Signal Se mit der Wellenlänge λi-1 wird dem Anschluß 11 zuge führt, gelangt über den 3 dB-Koppler 2 auf die Bragg-Gitter 6, 7 und wird von diesen vollständig in Upstream-Richtung u reflektiert. Es wird somit in das dem Anschluß 10 vom folgenden Add/Drop-Filter bereits zugeführte und über die Leitung 9 in Up stream-Richtung u übertragene Wellenlängenmultiplex eingefügt. Das im Wellenlän genmultiplex von der Leitung 9 enthaltene und auszukoppelnde Signal Sa mit der Wellenlänge λi wird indessen an den Bragg-Gittern 4, 5 vollständig reflektiert, ge langt über den 3 dB-Koppler 2 auf den Anschluß 11 und kann von dort dem entspre chenden Transceiver für den Teilnehmer mit einer Wellenlänge λi zugeführt werden.
Das einzukoppelnde Signal Se mit der Wellenlänge λi-1 wird dem Anschluß 11 zuge führt, gelangt über den 3 dB-Koppler 2 auf die Bragg-Gitter 6, 7 und wird von diesen vollständig in Upstream-Richtung u reflektiert. Es wird somit in das dem Anschluß 10 vom folgenden Add/Drop-Filter bereits zugeführte und über die Leitung 9 in Up stream-Richtung u übertragene Wellenlängenmultiplex eingefügt. Das im Wellenlän genmultiplex von der Leitung 9 enthaltene und auszukoppelnde Signal Sa mit der Wellenlänge λi wird indessen an den Bragg-Gittern 4, 5 vollständig reflektiert, ge langt über den 3 dB-Koppler 2 auf den Anschluß 11 und kann von dort dem entspre chenden Transceiver für den Teilnehmer mit einer Wellenlänge λi zugeführt werden.
Es ist ersichtlich, daß die gleichzeitig in dem Add/Drop-Filter 1 verarbeiteten Signale
Se und Sa jeweils unterschiedliche Wellenlängen haben und somit eine Störung zwi
schen diesen Signalen zum Beispiel in Form eines Übersprechens vermieden wird.
Der Unterschied zwischen den Wellenlängen λi und λi-1 entspricht vorzugsweise ei
nem Wellenlängenabstand des Wellenlängenmultiplex. Die Wellenlängen λi einer
seits und λi-1 andererseits sind vorzugsweise in der Wellenlängenachse ineinander
verkämmt oder verschachtelt. Es ist aber auch möglich, daß alle Wellenlängen λi für
die Auskopplung in einem ersten Wellenbereich und alle Wellenlängen für die Ein
kopplung in einem zweiten, in der Frequenzachse daneben liegenden Wellenbereich
liegen.
Die Einkopplung und die Auskopplung des Signals müssen nicht an demselben An
schluß des Add/Drop-Filters erfolgen, wie in Fig. 1 dargestellt. Es ist auch möglich,
daß die Einkopplung des Signals von einem Teilnehmer in das Wellenlängenmulti
plex am rechten Ende des Add/Drop-Filters über den 3 dB-Koppler 3 erfolgt. Anstelle
der beiden auf die unterschiedlichen Wellenlängen λi und λi-1 abgestimmten Refle
xionsfilter 4, 5 bzw. 6, 7 kann auch jeweils ein breitbandiges Reflexionsfilter verwen
det werden, dessen Bandbreite sich jeweils über die Wellenlänge λi und λi-1 er
streckt.
Fig. 2 zeigt einen Wellenlängenrouter 14 mit einer Vielzahl von in Reihe liegenden
Add/Drop-Filtern 1. Das von der Leitung oder Faser 9a kommende Wellenlängen
multiplex wird dem ersten Add/Drop-Filter 1a zugeführt, wo das Signal mit der Wel
lenlänge λi für den Teilnehmer Tln 1 in der beschriebenen Weise ausgekoppelt wird.
Das das Add/Drop-Filter 1a durchlaufende Wellenlängenmultiplex ohne das ausge
koppelte Signal für Tln 1 gelangt dann zu dem nächsten Add/Drop-Filter 1b, wo in
der gleichen Weise das Signal mit der Wellenlänge λ2 für den Teilnehmer Tln 2 aus
gekoppelt wird. Auf diese Weise werden nacheinander in n Add/Drop-Filtern 1a bis
1n die Signale mit den Wellenlängen λ1-λn für die Teilnehmer Tln 1 bis Tln n auf
getrennten Leitungen 12 ausgegeben und den jeweiligen selektiven Transceivern für
die einzelnen Teilnehmer Tln 1-Tln n zugeführt. In Abwandlung zu Fig. 1 erfolgen
in Fig. 2 die Auskopplung und die Einkopplung des Signals an verschiedenen An
schlüssen des Add/Drop-Filters, zum Beispiel bei dem Filter 1a an den Anschlüssen
Nr. 4 und Nr. 2.
Außerdem führen die abgehenden Anschlußleitungen 13 von den Teilnehmern Tln 1
bis Tln n an den Eingängen des Wellenlängenrouters 14 zu den einzelnen Add/Drop-
Filtern 1a-1n, wo die selektiven Signale in der beschriebenen Weise eingekoppelt
werden und das Wellenlängenmultiplex für die Übertragung über die Leitung 9b in
Upstream-Richtung u erzeugen. Die Übertragung in Downstream (Drop)-Richtung d
und in Upstream (Add)-Richtung u erfolgen somit in Fig. 2 über getrennte Fasern 9a
und 9b, wobei das Wellenlängenmultiplex für die Übertragung in Upstream-Richtung
u am Ausgang (Nr. 3) des letzten Add/Drop-Filters 1n austritt. Die Übertragung in
Downstream-Richtung d erfolgt gemäß Fig. 1 bei den Wellenlängen λi und die
Übertragung in Upstream-Richtung u bei den Wellenlängen λi-1.
Bei jedem der einzelnen Add/Drop-Filter 1a bis 1n beträgt wieder die Wellenlänge
des ausgekoppelten Signals Sa λi, die des eingekoppelten Signals Se jedoch λi-1,
wobei die Wellenlängendifferenz zwischen λi und λi-1 vorzugsweise gleich einem
Wellenlängenabstand des Wellenlängenmultiplex ist. Durch diesen Wellenlängenver
satz zwischen den ausgekoppelten Signalen für die Übertragung in Downstream-
Richtung d und den eingekoppelten Signalen für die Übertragung in Upstream-
Richtung u bei jedem Add/Drop-Filter 1a-1n werden Störungen und Übersprechen
zwischen diesen Signalen vermieden.
In Fig. 3 erfolgen die Übertragung in Upstream-Richtung u und in Downstream-
Richtung d im Gegensatz zu Fig. 2 über eine gemeinsame Leitung oder Faser 9,
wobei wie in Fig. 1 die Einkopplung und die Auskopplung an demselben Anschluß
(Klemme 4) jedes Add/Drop-Filters 1 erfolgen. Die Bandbreite des Reflexionsfilters
erstreckt sich über zwei benachbarte Wellenlängen λi und λi-1, wobei wieder die
Wellenlängen λi für die Downstream-Richtung und λi-1 für die Upstream-Richtung in
einander verkämmt oder verschachtelt sind.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Wellenlängen λi für die Downstream-
Richtung d und λi-1 für die Upstream-Richtung u nicht ineinander verkämmt oder ver
schachtelt sind, sondern die Wellenlängenbereiche für die beiden Richtungen anein
andergesetzt sind, also in der Frequenzachse aufeinanderfolgen. In jedem Add/Drop-
Filter 1 erfolgt die Auskopplung bei der Wellenlänge λi + nΔλ. Die bidirektionale Über
tragung erfolgt wieder über eine einzige Faser 9.
In Fig. 5 wird das Wellenlängenmultiplex von der Leitung oder Faser 9a in Down
stream-Richtung d in den Wellenlängenrouter 14 eingespeist. Die Add/Drop-Filter 1a
bis 1n sind spaltenförmig in der Mitte angeordnet und mäanderförmig miteinander
verbunden. Beim ersten Add/Drop-Filter 1a ist keine Einkopplung und beim letzten
Add/Drop-Filter 1n keine Auskopplung vorgesehen. Jeder Teilnehmer Tln ist nur über
eine Leitung für Aus- und Einkopplung mit dem Wellenlängenrouter 14 verbunden.
Die Übertragung für die beiden Richtungen erfolgt über zwei getrennte Fasern 9a
und 9b.
Claims (8)
1. Wellenlängenrouter für eine optische bidirektionale Datenübertragung mittels eines
Wellenlängenmultiplex mit einer Reihenschaltung von Einkoppel/Auskoppel-Filtern
(1), wobei in den Filtern das ankommende Signal für einen Teilnehmer frequenzse
lektiv ausgekoppelt und das abgehende Signal von einem Teilnehmer frequenzse
lektiv eingekoppelt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Auskopplung und die Einkopplung jeweils für einen Teilnehmer (Tln) in demsel
ben Einkoppel/Auskoppel-Filter (1) erfolgen und in dem Filter (1) die Auskopplung bei
einer Wellenlänge λi und die Einkopplung bei einer Wellenlänge λi-1 erfolgt, die um
eine Wellenlängendifferenz von wenigstens einem Wellenlängenabstand des Wel
lenlängenmultiplex nach unten verschoben ist.
2. Wellenlängenrouter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Einkoppel/Auskoppel-Filter (1) zwei in Reihe ge
schaltete Reflexionsgitter (4, 6; 5, 7) aufweist, von denen eines auf die Wellenlänge
λi und das andere auf die Wellenlänge λi-1 abgestimmt ist.
3. Wellenlängenrouter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Einkoppel/Auskoppel-Filter (1) jeweils ein Refle
xionsgitter mit einer Bandbreite enthält, die sich über die Auskoppel-Wellenlänge λi
und die Einkoppel-Wellenlänge λi-1 in diesem Filter erstreckt.
4. Wellenlängenrouter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenlängendifferenz einem Wellenlängenab
stand des Wellenlängenmultiplex entspricht.
5. Wellenlängenrouter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenlängen λi für die Auskopplung und die
Wellenlängen λi-1 für die Einkopplung in der Wellenlängenachse ineinander verkämmt
oder verschachtelt sind.
6. Wellenlängenrouter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß alle Wellenlängen λi für die Auskopplung in einem er
sten Wellenlängenbereich und alle Wellenlängen λi-1 für die Einkopplung in einem
zweiten, in der Frequenzachse daneben liegenden Wellenlängenbereich liegen.
7. Wellenlängenrouter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die bidirektionale Datenübertragung über eine ge
meinsame Faser (9) erfolgt.
8. Wellenlängenrouter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Signale für die beiden Übertragungsrichtungen an
getrennten Anschlüssen des Wellenlängenrouters (14) zugeführt bzw. entnommen
werden und über
zwei getrennte Fasern (9a, 9b) übertragen werden.
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Date | Code | Title | Description |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |