DE3744072A1 - Kommunikationssystem fuer synchrone und asynchrone datenuebertragung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kommunikationssystem zur Über­ tragung von synchronen und asynchronen Daten über Licht­ wellenleiter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In Kommunikationssystemen, insbesondere in lokalen Netzen, besteht häufig der Wunsch, sowohl synchrone als auch asynchrone Daten gleichzeitig zu übertragen. Während bei Sprachsignalen eine fest vorgegebene Bitrate von beispiels­ weise 64 kBit/s vorgegeben und im Echtzeitbetrieb einzu­ halten ist, sind die Zeitbedingungen bei der asynchronen Datenübertragung nicht so streng.

Ein Verfahren zur gleichzeitigen Übertragung von synchro­ nen und asynchronen Daten ist z. B. bekannt aus dem Ab­ schlußbericht des Fördervorhabens Tk 0190 S3 "lokales Trans­ portnetz mit Lichtwellenleitern" AEG-Telefunken, For­ schungsinstitut Ulm, Januar 1985. Dabei kann in einem Lichtwellenleiternetz die gesamte Übertragungskapazität auf die Kanaldurchschalte- und die Paketvermittlung varia­ bel aufgeteilt werden. Die Aufteilung wird bestimmt durch die Anforderungen des kanalorientierten Verkehrs, wobei die nicht für den kanalorientierten Verkehr benötigte Kapazität dem paketorientierten Verkehr zur Verfügung steht. Die bekannten Verfahren haben jedoch den Nachteil, daß für die synchrone Datenübertragung Prioritäten einge­ führt werden müssen, so daß sich für die Paketübertragung unter Umständen lange Wartezeiten ergeben. Überschreiten die Wartezeiten eine bestimmte Grenze, so ist sogar mit einem Verlust von Datenpakten zu rechnen. Verfahren mit verschiebbarer Grenze zwischen synchronen und asynchronen Verkehr zur Anpassung an das jeweilige Verkehrsaufkommen sind außerdem mit hohem Aufwand verbunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kommuni­ kationssystem der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem sowohl synchrone als auch asynchrone Daten gleichzei­ tig und unabhängig voneinander übertragen werden können.

Die Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 genannten Merk­ male gelöst. Es ist nunmehr möglich, synchrone Daten, wie Sprach- und Videosignale und asynchrone Daten, wie bei­ spielsweise Computer-Daten, die als Datenpakete über­ tragen werden, gleichzeitig und unbeeinflußt voneinander über das gleiche Übertragungsmedium zu senden. Die Vergabe von Prioritäten zugunsten der synchronen Datenübertragung entfällt.

Eine Verdrängung der einen Verkehrsart durch die andere wird vermieden. Zusätzlich ist die zur Verfügung stehende Bandbreite für die Datenübertragung um die Anzahl der verwendeten Wellenlängen vergrößert.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels, insbesondere einer Netzanschlußschaltung, näher erläutert.

Die Figur zeigt eine Netzanschlußschaltung eines Kommunikationssystems für synchrone und asynchrone Daten.

In der Figur ist für das Kommunikationssystem gemäß der Erfindung eine Netzanschlußschaltung für eine gerichtete Übertragung unter Verwendung beispielsweise lediglich zweier Wellenlängen λ ₁ und λ ₂ dargestellt. Der Lichtwel­ lenleiter für den ankommenden Verkehr ist mit 1 und der des abgehenden Verkehrs mit 4 bezeichnet. Die Netzan­ schlußschaltung 3 ist über optische Stecker 21 und 22 mit den Lichtwellenleitern verbunden.

Am Abschluß des Lichtwellenleiters 1 für den ankommenden Verkehr ist ein Wellenlängenduplexer D ₁ vorgesehen, der die Signale der Wellenlänge λ ₁ über einen Lichtwellen­ leiter an einen Empfänger E ₁, und die Signale der Wellen­ länge λ ₂ auf einem Empfänger E ₂ leitet. Am jeweiligen Eingang der Empfänger E ₁ und E ₂ befinden sich optoelek­ trische Wandler. Die elektrischen Signale werden dann über Receiver R ₁ bzw. R ₂ Kommunikationsprozessoren (Kommuni­ kationssteuereinheiten) St ₁ bzw. St ₂ zugeleitet. Diese sind über Teilnehmeranschlußleitungen T ₁₁, T ₁₂, . . ., T _{1 m} an die Steuereinheit St ₁ bzw. über die Teilnehmeranschluß­ leitungen T ₂₁, T ₂₂, . . ., T _{2 n} mit der Steuereinheit St ₂ verbunden.

Von den Kommunikationsprozessoren St ₁ und St ₂ gehende Signale gelangen über Transmitter T ₁ bzw. T ₂ zu in der Netzanschlußschaltung 3 vorgesehene Sendeeinheiten S ₁ bzw. S ₂. In den Sendeeinheiten vorgesehene elektrooptische Wand­ ler wandeln die elektrischen Signale wieder in Lichtsi­ gnale der Wellenlänge λ ₁ bzw. λ ₂. Ein optischer Duplexer D ₁ koppelt die beiden optischen Signale unterschiedlicher Wellenlänge in den abgehenden Wellenleiter 4 ein.

An den Empfänger für synchrone Datensignale, im Ausfüh­ rungsbeispiel am Empfänger E ₁, ist ein Taktgenerator Syn angeschlossen, der aus dem ankommenden Datenstrom der synchronen Daten den Synchronisationstakt entnimmt und an die Kommunikationsprozessoren St ₁ und St ₂ weitergibt.

Über den Lichtwellenleiter 1, z. b. eine Glas- oder Pla­ stikfaser, werden die Lichtleistungen mit den Wellenlängen λ ₁ und λ ₂ zur Netzanschlußschaltung übertragen. Die op­ tischen Stecker 21 bzw. 22 haben den Vorteil, daß das Netz gegebenenfalls erweitert oder im Störungsfalle die Netz­ anschlußschaltung ausgetauscht werden kann.

Über den Wellenlängenduplexer D ₁ werden die beiden Lichtleistungen getrennt nach ihren Wellenlängen λ ₁ und λ ₂ zu den Empfängern E ₁ und E ₂ übertragen. Die optoelek­ trischen Wandler an den Empfängereingängen, beispielsweise Fotodioden, sind an die jeweilige Längenwelle λ ₁ bzw. λ ₂ angepaßt.

Die mit dem Index 1 versehenen Schaltungsblöcke beziehen sich beispielsweise auf die synchrone Übertragungsart und die mit dem Index 2 versehenen Schaltungsblöcke auf die asynchrone Übertragungsart. Da die synchrone Übertragungs­ art vorzugsweise mit einem Zeitvielfach-Kanaldurchschalte­ verfahren betrieben wird, ist ein fester Zeitrahmen für Zeitschlitze mit einem Synchronisationskopf am Anfang des Zeitrahmens vorgesehen.

Es ist vorteilhaft, im Empfänger E ₂ die Synchronisations­ information aus dem Bitstrom der ersten Wellenlänge λ ₁ abzuleiten und mit diesem Bitstrom die gesamte Kommuni­ kationssteuerung in den Steuereinheiten St ₁ und St ₂ und gegebenenfalls alle auf den verschiedenen Wellenlängen abgehenden Bitströme zu synchronisieren.

In Fällen, in denen kein zentraler Takt und keine zentrale Synchronisation erforderlich ist, kann die Synchronisation der beiden Verkehrsarten auch unabhängig voneinander erfolgen.

Die synchronen und asynchronen Daten werden in den Kommu­ nikationssteuereinheiten St ₁ und St ₂ verwaltet. Hierzu gehört der Empfang oder die Ausgabe der Daten zum Teil nehmer, die Bedienung der OSI-ISO-Protokoll-Schichten, die Pufferung sowie der Empfang und das Senden von Daten über das Netz.

Das Senden der Daten erfolgt über die elektro-optischen Wandler, beispielsweise Lumineszenz oder Laserdioden, in den Sendern S ₁ und S ₂. In dem Wellenlängenduplexer D ₂ werden die beiden Lichtleistungen überlagert und über die abgehende Glasfaser 4 zur Nachbar-Netzanschlußschaltung gesendet.

Auf der elektrischen Seite werden die von den Empfängern E ₁ und E ₂ abgegebenen Daten über Receiver R ₁ und R ₂ emp­ fangen und über Transmitter T ₁ und T ₂ zu den elektro­ optischen Sendern S ₁ und S ₂ übertragen.

Im Falle der Verwendung mehrerer Lichtwellenlängen sind die Duplexer D ₁ und D ₂ durch Multiplexer zu ersetzen.

Je nach dem verwendeten Zugriffsverfahren können Schalter SW ₁ und SW ₂ vorgesehen sein, die von Ansteuerschaltungen A ₁ und A ₂ betätigt werden, so daß hiermit das aus der DE-OS 33 28 834 bekannte Ringschalterverfahren durchge­ führt werden kann.

Es ist zweckmäßig, ein optisches Bypaß-Relais ORL vorzu­ sehen, das bei Stromausfall oder bei einer Fehlfunktion der Netzanschlußschaltung die Netzanschlußschaltung über­ brückt. Das optische Relais kann ebenfalls von der An­ schlußschaltung A ₂ gesteuert werden. Im Normalfall ist es geöffnet, bei Stromausfall geschlossen.

Claims (5)

1. Kommunikationssystem für synchrone und asynchrone Daten­ übertragung über Lichtwellenleiter dadurch gekennzeich­ net, daß für die synchrone Datenübertragung mindestens eine erste Wellenlänge und für die asynchrone Datenüber­ tragung mindestens eine zweite Wellenlänge vorgesehen ist.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die synchrone Datenübertragung ein Zugriffsverfahren nach dem Zeitvielfach-Kanaldurchschalteprinzip verwendet wird.

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die asynchrone Datenübertragung ein Zugriffsverfahren nach dem Paketvermittlungsprinzip verwendet wird.

4. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kopfstation vorgesehen ist, die eine Rahmensynchroni­ sations-Information in das Netz zur Synchronisierung des gesamten Netzes einspeist und mehrfach empfangene Daten löscht.

5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die Übertragung der Rahmensynchronisations-Information eine bestimmte Wellenlänge vorgesehen ist.