DE60200021T2

DE60200021T2 - Verfahren zur Überwachung von SONET-Signalen

Info

Publication number: DE60200021T2
Application number: DE60200021T
Authority: DE
Inventors: Jeffrey Marlboro Sinsky; Yang Piscataway Weiguo
Original assignee: Lucent Technologies Inc
Current assignee: Nokia of America Corp
Priority date: 2001-03-09
Filing date: 2002-02-12
Publication date: 2004-05-13
Anticipated expiration: 2022-02-13
Also published as: CA2372136A1; EP1239621B1; CA2372136C; JP4142314B2; EP1239621A1; DE60200021D1; US6898214B1; JP2002319900A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtungen und Prozesse zur Leistungsüberwachung eines Standard-SONET-Signals (synchrones optisches Netzwerk).
Der SONET-Standard definiert eine Einsatzortmenge von Kriterien einschließlich Datenraten und Formate, Netzwerksegmente, Netzwerkelemente und anderer Faktoren, die wichtig sind, um eine Ende-zu-Ende-Leistung eines optischen Kommunikationsnetzwerks sicherzustellen. Das aktuelle SONET-System verwaendet einzelne Bit in den SONET-Rahmenkopfteilen, um Leistungsüberwachungsanzeiger wie zum Beispiel Rahmenverlust (LOF) zu extrahieren. Diese Extraktion ist in Systemen, bei denen die Regeneration des optischen Signals periodisch zur Verstärkung in ein elektrisches Signal umgewandelt und dann als ein optisches Signal regeneriert wird, relativ einfach. Bei durchweg optischen Regenerationssystemen sind jedoch in Abschnitt- oder Leitungsnetzwerkelementen, wie zum Beispiel durchweg optischen Regeneratoren oder durchweg optischen Crossconnects keine einzelnen Bit mehr verfügbar. Dieses Fehlen einzelner Bit verkompliziert das Problem der Leistungsüberwachung durchweg optischer Systeme. Die vorliegende Erfindung sucht nach einer verbesserten Technik zur Leistungsüberwachung optischer Kommunikationssysteme. Eine solche Überwachung ist wichtig, um einen ordnungsgemäßen Netzwerkbetrieb sicherzustellen.
Aus KONG D T: „2.488 Gb/s SONET multiplexer/demulti plexer with frame detection capability" IEEE JOURNAL ON SELECTED AREAS IN COMMUNICATIONS, Juni 1991, USA, Band 9, Nr. 5, Seiten 726-731, XP001068991 ISSN: 0733–8716, ist ein experimenteller GaAs-SONET-Multiplexer- und -Demultiplexerchipsatz bekannt. Die integrierte Demultiplexerschaltung enthält einen zweistufigen 1:8 -Demux, einen Bytesynchronisierer und einen SONET Rahmen-Detektor. Die integrierte Demultiplexerschaltung ist so ausgelegt, daß sie die Menge an schnellen leitungsratigen Schaltkreisen minimiert und ermöglicht außerdem eine Integration der Demultiplex- und Rahmenfunktionen. Die integrierte Multiplexerschaltung enthält einen 8:1-MUX und einen Phasensynchronisierer. Der Multiplexer- und Demultiplexerchipsatz wurde zur Verwendung in SONST-Breitbandanwendungen ausgelegt, bei denen eine Integration mit hoher Geschwindigkeit, hoher Ausbeute und hoher Funktionalität erforderlich ist.
Aus CARIOLARO G ET AL: „SIGNAL THEORY FOR SONST STM-1", SBT/IEEE INTERNATIONAL TELECOMMUNICATIONS SYMPOSIUM. ITS '90 SYMPOSIUM RECORD (CAT. NR. 90CH2901-7 ) , RIO DE JANEIRO, BRASILIEN, 3.–6.9.1990, SEITEN 26–32, XP001068987 1990, NEW YORK, NY, USA, IEEE, USA, ist ein signaltheoretischer Ansatz für SONST-Grundoperationen bekannt: I) Multiplexen von Nutzsignalen, Abschnittweg-Overheads in eine SONST-Struktur, II) Verwürf elung und III) Umsetzung in ein Leitungssignal. Insbesondere wird folgende Operationssequenz betrachtet: a) Multiplexen eines C-4 auf ein VC-4, b) Multiplexen von VC-4 in ein AU-4 mit allgemeiner Zeigerabwicklung, c) Multiplexen eines AU-4 in STM-1. Die offengelegte Sequenz ist einem linearen FIR-Filter equivalent.
Aus SHEN X A ET AL: „Optical header recognition by spectroholographic filtering", OPTICS LETTERS, 15.12.1995, OPT. SOC. AMERICA, USA, Band 20, Nr. 24, Seiten 2508–2510, XP001069424 ISSN: 0146–9592, ist ein auf spektraler Holographie basierendes Schema zur schnellen Verarbeitung optischer Kopfinformationen bekannt. Bei dem offengelegten Schema werden ankommende Kopfteile durch Durchführen gleichzeitiger Korrelationsoperationen mit einer großen Anzahl von im voraus gespeicherten Kopfteilen durch Winkelmultiplexen analysiert. Das Dekodieren wird durch Identifikation der Richtungen, die das maximale Korrelati onssigna 1 ergeben, erreicht.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung nach Anspruch 1 bereitgestellt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Prozess nach Anspruch 7 bereitgestellt.
Die vorliegende Erfindung liefert eine verbesserte Technik zur Leistungsüberwachung eines optischen Kommunikationssystems, das einem Standard des SONET-Typs entspricht. Genauer gesagt umfaßt die vorliegende Erfindung die Spektralanalyse des SONET-Signals, um daraus das Rahmensignal zu beseitigen, das zum Identifizieren des Starts jedes Rahmens des Signals dient, und eine Verwendung der in seinem Zeitschlitz verbleibenden Energie als leistungsmessende Anzeiger des Signals. Durch die Verwendung der Spektralanalyse des SONET-Verkehrs wird es unnötig, auf einzelne Bit in dem Signal zuzugreifen, wodurch sich der Prozeß der Leistungsüberwachung sehr vereinfacht.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Feststellung, daß die SONET-Rahmensequenz eine von dem Rest des Signals, der im allgemeinen viel zufälliger ist, verschiedene spektrale Struktur aufweist. Insbesondere kann eine Analyse im Modulationsbereich diesen Unterschied erfolgreich erkennen und den Übergang zwischen dem Rahmensignal und dem Rest des Signals als Funktion der Zeit zeigen. Auf diese Weise werden die SONET-Rahmenimpulse direkt aus dem SONET-Verkehr extrahiert, ohne daß auf tatsächliche einzelne Datenbit zugegriffen wird.
Insbesondere bleibt, wenn das Rahmensignal entfernt wird, in seinem Zeitschlitz das Rauschen, das sich in diesem Zeitschlitz angesammelt hat. Das Rahmensignal für OC-N-Verkehr ist eine periodische Sequenz von N-Byte von A1 und N-Byte von A2. Dieses Rauschen ist ein Maß der Qualität des Rahmensignals und sollte einen etwaigen Rahmenverlust anzeigen. Dieses Rauschen weist im allgemeinen einen niedrigeren Leistungspegel als der Rest des Signals, der die Datenimpule enthält, auf, sodaß der Zeitschlitz des erkannten Rahmensignalrauschens leicht durch Untersuchung zur Verwendung bei der Überwachung der Qualität des Rahmensignals erkannt werden kann. Um diese Untersuchung zu ermöglichen, kann das nun verfügbare Signal zuerst durch einen Quadratdetektor geleitet werden.
Die Erfindung wird aus der folgenden ausführlicheren Beschreibung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung besser verständlich.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
1 zeigt ein Blockschaltbild von die Erfindung realisierenden Vorrichtungen.
2 zeigt in schematischer Form die Grundelemente einer beispielhaften Ausführungsform der Vorrichtung von 1.
Ausführliche Beschreibung
In dem in 1 gezeigten System 10 wird der empfangene optische Träger (OC) zunächst einer standardmäßigen optoelektronischen Vorrichtung 12, wie zum Beispiel einer PIN-Diode zugeführt, die da s optische Signal in ein elektrisches Signal umwandeltDieses Signal wird dann einem Kerbenf ilter 14 zugeführt, das dafür ausgelegt ist das sich wiederholende Rahmensignal herauszufiltern, während es das ihm zugeordnete Rauschen, das in seinem Zeitschlitz mit niedrigerer Leistung verbleibt, sowie die Datensignalleistung mit höherer Zufälligkeit durchläßt.
Das Ausgangssignal des Filters 14 wird nun einem Quadratdetektor 16 zugeführt, der weiter zwischen dem leistungsärmeren Rahmensignalrauschen und dem leistungsstärkeren Datensignal unterscheidet, sodaß in einer visuellen Anzeige des Ergebnisses ohne weiteres das Rahmensignalrauschen feststellbar ist und sein Pegel bestimmt werden kann. Abhilfemaßnahmen können dann getroffen werden, wenn erkannt wird, daß das Rahmensignalrauschen über einem bestimmten spezifizierten Pegel liegt.
In 2 ist in der gestrichelten Linie 100 eine beispielhafte Ausführungsform 20 der elektronischen Schaltkreise zur Behandlung des optischen SONET-Signals, nachdem es in seine elektronische Form umgewandelt wurde, ausführlicher gezeigt.
Insbesondere enthalten die beispielhaften Schaltkreise 20 einen 50-ohm-Abschluß 21, dem das umgewandelte elektrische Eingangssignal zugeführt wird und der vorgesehen ist, um die Auswirkung etwaiger Ref lektionen in den Schaltkreisen zu minimieren. Diesem folgt ein Tiefpaß-Kerbenfilter 22, das zum Beispiel zwei 50-ohm-Abschnitte Übertragungsleitung 22A, 22B und zwei Viertelwellenlängenansätze 22C, 22D umfaßt, von denen 22C am Ende offen und 22D kurzgeschlossen ist, um ein Kerbenfilter zu bilden, das das Rahmensignalrauschen und das Datennutzsignal durchläßt, aber das Rahmen – signal abblockt. Zu diesem Zweck ist das Filter so ausgelegt, daß es Kerben bei
erzeugt, wobei n 1...8 und T_D die Datenrate des OC-Verkehrs ist. Das Filterausgangssignal wird dann einem Mittel 25 zum Trennen der Signalrauschleistung von dem standardmäßigen optischen Signal zugeführt. Das Mittel 25 enthält eine Diode 24, die als eine Quadrierungs – schaltung zur Bereitstellung eines niedrigen Spannungssignals für niedrige Signalleistung, aber zum Zuführen einer relativ höheren Spannung für höhere Leistungen dient, um eine erhöhte Unterscheidung zwischen niedrigen und hohen Leistungen zu gewährleisten. Dies erleichtert die Unterscheidung der relativ hohen Datenleistung von der relativ niedrigen Rauschleistung des Rahmensignals. Das Mittel 25 enthält nun außerdem ein Video-Tiefpaßfilter 26, das selektiv die Videorahmensignalrauschspannung durchläßt, die nach einer Verstärkung in dem Verstärker 28 zur Verwendung bei der Überwachung des Betriebs betrachtet werden kann.
Es versteht sich, daß die beschriebene Ausführungsform lediglich die allgemeinen beteiligten Prinzipien veranschaulicht; andere Ausführungsformen wären machbar, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.

Claims

Vorrichtung zur Leistungsfähigkeitsüberwachung eines Standardsignals eines synchronen optischen Netzwerks mit einem Mittel (12) zum Umwandeln des optischen Standardsignals in ein elektrisches Signal, das einen Rahmensignalteil und einen Datenteil umfaßt, gekennzeichnet durch: ein Mittel (14) zum Abtrennen des Rahmensignalteils des elektrischen Signals und zum Zurücklassen des Rauschens, das sich auf dem Rahmensignalteil befand, in seinem Zeitschlitz; und ein Mittel (25) zum selektiven Abtrennen solchen Rauschens von der Datenteilleistung zur Untersuchung zur Verwendung als ein Maß für die Qualität des optischen Standardsignals.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Mitte 1 (25) zum Abtrennen des Rauschens von der Datenteilleistung eine Quadrierungsschaltung (16) zum Vergrößern der Unterscheidung zwischen der relativ niedrigen Rauschleistung und der relativ hohen Datenteilleistung und eine Tiefpaßfilterschaltung (26) zum selektiven Durchlassen der Rauschleistung zu einer Anzeige zur Betrachtung enthält.
Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Quadrierungsschaltung (16) eine Diode (24) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Mittel (14) zum Abtrennen des Rahmensignal teils von seinem Rauschen ein Kerbenfilter (22) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der der Rahmensignalteil von dem Rauschen in seinem Zeitschlitz durch ein Tiefpaßfilter (22 ) abgetrennt wird, das 50-Ohm- Übertragungsleitungs – abschnitte (22A, 22B) und zwei Viertelwellenlängenstümpfe (22C, 22D) einer solchen Übertragungsleitung, von denen einer kürzer ist und der andere ein offenes Ende hat, umfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der das das Mittel (14) zum Abtrennen der Rahmensignalteilleistung von der Rauschleistung in seinem Zeitschlitz ein Kerbenfilter (22) ist.
Prozeß zur Durchführung einer Leistungsfähigkeitsüberwachung eines SONET-Standardsignals mit dem Schritt des Umwandelns des optischen Signals in ein elektrisches Signal, das einen Rahmensignalteil und einen Datenteil umfaßt, gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Schritte: Abtrennen des Rahmensignalteils von dem elektrischen Signal auf eine Weise, die das Rauschen in dem Rahmensignalzeitschlitz und die Datenteilleistung im wesentlichen ungestört läßt; selektives Abtrennen solcher Rauschleistung in dem Rahmenzeitschlitz zur Untersuchung von der Datenteilleistung zur Verwendung als ein Maß für die Qualität des optischen SONET-Standardsignals; Anzeigen der Rauschleistung in dem Rahmensignalzeitschlitz.
Prozeß nach Anspruch 7 , bei dem vor seiner Anzeige das abgetrennte Signal behandelt wird, um die Pegeldifferenz der Rauschleistung in dem Rahmenschlitz und der Datenteilleistung des Signals zu erhöhen.