DE602005000298T2

DE602005000298T2 - Steigerung der Anzahl der Kanäle auf Basis von Übergängen für optische Übertragungssysteme

Info

Publication number: DE602005000298T2
Application number: DE602005000298T
Authority: DE
Inventors: Daniel Charles Kilper; Narasimhan Raghavan; Elizabeth O. Richey; Sydney A. Taeger; Christopher Alan White
Original assignee: Lucent Technologies Inc
Current assignee: Nokia of America Corp
Priority date: 2004-07-30
Filing date: 2005-07-20
Publication date: 2007-07-05
Anticipated expiration: 2025-07-21
Also published as: JP4612499B2; US7327958B2; EP1624604A1; CN1728606B; US20060024057A1; CN1728606A; JP2006050620A; EP1624604B1; DE602005000298D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft optische Übertragungssysteme und insbesondere Techniken zum Ansprechen auf Ausfälle in solchen Systemen.
Allgemeiner Stand der Technik
Breitbandige optische Raman-Verstärker werden häufig in Übertragungssystemen mit großer Reichweite und Wellenmultiplex (WDM) verwendet. Wenn transparente Vernetzungselemente, wie zum Beispiel optische Ein-/Auskoppelmultiplexer (OADMs) und optische Crossconnects (OXCs) in solchen Systemen verwendet werden, können die sich aus Netzwerkausfällen ergebenden Verstärkerleistungstransienten auf WDM-Kanälen, die den Netzwerkausfall überleben, zu signifikanten Leistungsauslenkungen führen. Diese Auslenkungen werden durch Verstärkungssättigung und Pumpenverarmung in den optischen Verstärkern verursacht. Die gewünschten Verstärkungseinstellungen des Verstärkers und die Pumpleistungspegel für die überlebenden Kanäle werden sich abhängig von der Anzahl der verstärkten WDM-Kanäle und ihrer Konfiguration in dem WDM-Spektrum ändern. Transiente Spikes und Restverstärkungsfehler können auftreten, wenn nicht die optischen Verstärker so gesteuert werden, daß sie ausreichend auf solche Ereignisse ansprechen.
Bei breitbandigen Raman-Verstärkern führen mehrere Pumpen Leistung bei verschiedenen Wellenlängen zu, wobei WDM-Kanäle bei verschiedenen Wellenlängen abhängig von den verschiedenen Pumpenleistungseinstellungen verschiedene Verstärkung erhalten können. Das Einstellen der korrekten Pumpleistungen, um eine Zielverstärkung für jeden WDM-Kanal zu erzielen, ist ein komplexer Vorgang, der gewöhnlich erreicht wird, indem man die Leistungspegel von einem oder mehreren Kanälen mißt und eine oder mehrere Pumpleistungen so einstellt, daß die Kanalleistungen sich den Zielpegeln nähern. Diese Messungen und Pumpeneinstellungen werden häufig mehrmals durchgeführt, um zu einer Menge von Kanälen zu kommen, deren Zielleistungspegel passen. Während des normalen Systembetriebs geschehen diese Messungen und Einstellungen mit einer relativ langsamen Rate (z.B. typischerweise Sekunden bis Minuten).
Die Steuerantwort eines Verstärkers auf ein transientes Ereignis sollte schnell genug sein, um Leistungsauslenkungen in überlebenden WDM-Kanälen ausreichend zu unterdrücken. Die oben erwähnte herkömmliche Raman-Verstärker-Einstellprozedur ist in der Regel zu langsam, um auf viele übliche Netzwerkausfälle wie etwa Faserunterbrechungen anzusprechen.
SUN, Y. ET AL: "Fault identification for amplified WDM optical networks", 22ND EUROPEAN CONFERENCE ON OPTICAL COMMUNICATION – ECOC'96, OSLO, Bd. 1, 15.9.1996 (1996-09-15),Seiten 32-34, XP010303055 beschreibt ein Verfahren zum Erkennen von Änderungen der Anzahl von in einem beliebigen Verstärker in einem WDM-Netzwerk präsenten Kanälen, wodurch eine effektive Einstellung der Verstärkerausgangsleistung ermöglicht wird, um die Leistungsfähigkeit überlebender Kanäle zu schützen.
SRIVASTAVA, A.: "Transient control upgrades amplifier performance" LASER FOCUS WORLD, PENNWEL PUB, TULSA OK, USA, Juli 2001 (2001-07), Seiten 89-90, XP009057320 beschreibt schnelle Transientensteuertechniken unter Verwendung intelligenter EDFA-Verstärker zur Bereitstellung von Schutz und zur Ermöglichung zuverlässiger, dynamisch umkonfigurierbarer Netzwerkarchitekturen mit großer Reichweite.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung werden in den unabhängigen Ansprüchen definiert, auf die der Leser nun verwiesen wird. Bevorzugte Merkmale werden in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Eine mögliche Technik zum Unterdrücken von Transienten, die sich aus Faserunterbrechungen und anderen Netzwerkausfällen ergeben, ist die Einstellung aller Pumpen eines betroffenen Raman-Verstärkers auf der Basis eines Verhältnisses, das aus der Änderung der gesamten optischen Leistung abgeleitet wird, z.B. über die gesamte WDM-Bandbreite hinweg, so wie sie entweder am Eingang oder am Ausgang des Verstärkers gemessen wird. Die Verwendung einer Gesamtleistungsmessung hat die Vorteile, daß sie relativ schnell und kostengünstig ist. Da jedoch mehrere nichtlineare Effekte in dem Raman-Verstärker präsent sind, führt eine gleichförmige Einstellung an allen der Raman-Pumpen häufig zu unannehmbar großen kanalabhängigen Verstärkungsfehlern. Es ist möglich, die korrekte Gesamtleistungsverstärkung zu erhalten, und dennoch unerwünscht große Fehler in den einzelnen Kanalverstärkungen zu haben.
Eine andere mögliche Transientensteuertechnik minimiert die verschiedenen Kanalverstärkungsfehler durch Bestimmen individualisierter Einstellungen für jede Raman-Pumpe. Statt einfach alle Pumpen mit einem einzigen Verhältnis einzustellen, wird jede Pumpe einzeln dergestalt eingestellt, daß sowohl der Gesamtverstärkungsfehler als auch individuelle Verstärkungsfehler, die sich aus einer Verstärkertransiente ergeben, für die überlebenden WDM-Kanäle minimiert werden. Bei einer Implementierung können verschiedene Verhältnisse für die verschiedenen Pumpen auf der Basis einer festen Menge von Koeffizienten ausgewählt werden, die die Pumpen optimal für einen größtmöglichen Umfang von Überlebenderkanal-Konfi gurationen konfiguriert. Dadurch kann die Anzahl der Überlebenderkanal-Konfigurationen mit zufriedenstellender Transientensteuerung drastisch vergrößert werden.
Es sollte beachtet werden, daß es für eine gegebene Überlebenderkanal-Konfiguration eine ideale Menge von Pumpenverhältnissen gibt, die minimalen Verstärkungsfehler aufweist. Die Bestimmun dieser Menge von Verhältnissen würde jedoch eine volle Kenntnis des Ausgangskanalsspektrums erfordern. Somit existiert eine Hierarchie von Verfahren zur Auswahl dieser Verhältnisse beginnend mit nur Gesamtleistungsänderung und mit zunehmend mehr Informationen über die Kanalleistungen und Kanalkonfigurationen.
Diese Transientensteuertechniken, die individualisierte Pumpeneinstellungen implementieren, können weiter verbessert werden, indem man einen Kanalwachstumsplan einführt, der für Transientensteuerung optimiert ist, wobei die Transientensteuertechnik abgestimmt werden kann, um eine optimierte Leistungsfähigkeit für den begrenzten Umfang von Überlebenderkanal-Konfigurationen, der wahrscheinlich in dem System unter dem angewandten Kanalwachstumsplan auftritt, bereitzustellen.
Aufgrund typischer Begrenzungen bezüglich der Systeminformationen, die zur Linderung von Transienten verfügbar sind, können Transientensteuertechniken mehrere Annahmen über Nach-Transienten-Kanalbelastung treffen. Aus diesem Grund werden bestimmte Kanalkonfigurationen, die diese Annahmen nicht erfüllen im Hinblick auf die Größe der Beeinträchtigung auf den überlebenden Kanälen ein schlechtes Transientenansprechverhalten aufweisen. Durch Einführen eines auf Transientenunterdrückungsleistungsfähigkeit basierenden Kanalwachstumsplan kann die von den überlebenden Kanälen erfahrene Transienten verursachte Leistungs fähigkeitsverschlechterung drastisch reduziert werden. Man kann einen auf Transienten basierenden Kanalwachstumsplan mit gutem Systementwurf zur Überlappung mit Wachstumsplänen mit niedrigsten Kosten und/oder bester stationärer Leistungsfähigkeit konstruieren. Durch Einschränken der möglichen Konfigurationen überlebender Kanäle kann ferner die Transientensteuerung vereinfacht werden, was sowohl zu besserer Leistungsfähigkeit als auch zu niedrigeren Kosten führt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Aspekte, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung, den angefügten Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszahlen ähnliche oder identische Elemente identifizieren, besser ersichtlich.
1 zeigt ein Blockschaltbild eines Teils eines beispielhaften optischen Kommunikationssystems zur Veranschaulichung bestimmter der verschiedenen Arten von Elementen, für die Transientensteuerung implementiert werden kann;
2 zeigt ein Blockschaltbild auf hoher Ebene eines vorwärtsgepumpten Raman-Verstärkers;
3 zeigt ein Blockschaltbild auf hoher Ebene eines rückwärtsgepumpten Raman-Verstärkers;
4 zeigt ein Blockschaltbild eines beispielhaften optischen Kommunikationssystems mit kontinuierlicher Leitung, das zur Veranschaulichung eines Netzwerkausfalls (in diesem Fall einer Faserunterbrechung), der zu unerwünschten Transienteneffekten führen kann, verwendet wird;
5 zeigt graphisch die Existenz und nachfolgende Steuerung eines möglichen Kanaltransienten nach einem Netzwerkausfall, wie zum Beispiel in 4 abgebildet;
6 zeigt ein Flußdiagramm der implementierten Verarbeitung zur Auswahl eines Kanals für den nächsten provisionierten Dienst in dem beispielhaften Übertragungssystem von 4;
7A-E zeigen Tabelle IV, die eine mögliche Kanalzuweisungsliste zeigt, die auf der Basis eines beispielhaften auf Transienten basierenden Kanalwachstumsplans erzeugt wird; und
8A-C zeigen Tabelle V, die die Kanalkonfiguration zeigt, die sich aus der Provisionierung von 10 OADM-Kanälen, gefolgt von 10 Ende-zu-Ende-Kanälen unter Verwendung der Kanalzuweisungsliste von Tabelle IV ergibt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Transientensteuerung
1 zeigt ein Blockschaltbild eines Teils eines beispielhaften optischen Kommunikationssystems 100, mit dem bestimmte der verschiedenen Arten von Elementen veranschaulicht werden, für die Transientensteuerung implementiert werde kann. Insbesondere zeigt 1 einen Teil eines Systems 100 mit 5 verschiedenen Arten von Elementen (d.h. Endgerät (ET) 102, optische Ein-/Auskoppelmultiplexer (OADM) 104, optischer Crossconnect (OXC) 106, umkonfigurierbare OADMs (ROADMs) 108 und 110 und acht Zwischenverstärker 112), die durch 14 optische Fasern 114 verbunden werden.
Im allgemeinen kann ein Endgerät WDM-Kanäle ein- und auskoppeln, während ein OADM Kanäle ein-/auskoppeln kann, während andere Kanäle durchgeleitet werden. Ein OXC kann Kanäle auf verschiedene Wege schalten. Zusätzlich zu der Fähigkeit, Kanäle ein-/auszukoppeln kann ein ROADM auch Kanäle auf verschiedene Wege schalten. ROADMs sind insofern in der Regel flexibler als OADMs, als ROADMs jeden beliebigen Kanal ein-/auskoppeln (oder durchleiten) können, während OADMs nur eine begrenzte Menge von Kanälen ein-/auskoppeln können. Zusätzlich können ROADMs in der Lage sein, die Wellenlängen von Signalen, die durchgeleitet werden, zu ändern, so daß der Eingangskanal eines bestimmten Signals von dem Ausgangskanal des Signals verschieden ist. Zwischenverstärker leiten Kanäle durch und bereiten sie auf, wobei sie hauptsächlich Verstärkung verwenden.
In 1 sind optische Signale als im allgemeinen von links nach rechts fließend dargestellt (d.h. in der Richtung von dem ET 102 zu ROADM 110). Insbesondere werden 45 WDM-Kanäle in dem ET 102 eingekoppelt und in Richtung des OADM 104 gesendet. Der OADM 104 koppelt 10 dieser 45 Kanäle aus und koppelt 5 Kanäle zur Übertragung in Richtung des OXC 106 ein. Man beachte, daß einige, alle oder keine dieser fünf Kanäle, die an dem OADM 105 angekoppelt werden, dieselben Wellenlängen wie in dem OADM 104 ausgekoppelte Kanäle aufweisen können.
Von den 40 Kanälen, die von dem OADM 104 in Richtung des OXC 106 gesendet werden, werden mindestens 20 Kanäle in Richtung des ROADM 108 geroutet, wobei der Rest in Richtung des ROADM 110 geroutet wird. Der ROADM 108 koppelt 20 der aus dem OXC 106 empfangenen Kanäle aus und koppelt 10 Kanäle zu gleichgültig wie vielen Kanälen zur Übertragung weiter zu dem ROADM 110 durchgelassen werden, ein. Der ROADM XV kombiniert die von dem OXC 106 und dem ROADM 108 empfangenen Kanäle, um insgesamt 30 Kanäle zu (nicht gezeigten) anderen Teilen des Systems weiterzuleiten.
Obwohl 1 unidirektionale Signale darstellt, die im allgemeinen von links nach rechts fließen, würden im allgemeinen solche Teile optischer Kommunikationssysteme auch unidirektionale Signale aufweisen, die im allgemeinen von rechts nach links fließen (d.h. in der Richtung von dem ROADM 110 zu dem ET 102). Abhängig von der konkreten Implementierung können die resultierenden bidirektionalen Signale separat über verschiedene unidirektionale Fasern oder zusammen über bidirektionale Fasern gesendet werden.
Um über große geographische Regionen mit langen Längen optischer Fasern, die die verschiedenen Knoten verbinden, effektiv operieren zu können, verwenden optische Übertragungssysteme wie zum Beispiel das System 100 von 1 optische Signalverstärkung, um sicherzustellen, daß Signale mit angemessenem Signal/Rausch-Verhältnis (SNR) ihre gewünschten Ziele erreichen. Ein typischer Mechanismus für die optische Signalverstärkung basiert auf der Raman-Verstärkung, bei der optische Signale verschiedener Wellenlängen an einem Ende einer optischen Faser so addiert werden, daß, während sich die Raman-Signale und die WDM-Signale in einer optischen Faser ausbreiten, Leistung aus den Raman-Signalen zu den WDM-Signalen transferiert wird, wodurch die Stärke der WDM-Signale vergrößert wird. Bei bestimmten Systemimplementierungen wird jeder Zwischenverstärker und jeder verschiedene Knoten mit einem oder mehreren Raman-Verstärkern implementiert.
Im allgemeinen gibt es zwei verschiedene Arten von Raman-Verstärkung: vorwärtsgepumpt und rückwärtsgepumpt. Bei vorwärtsgepumpter Raman-Verstärkung breiten sich die Raman-Signale entlang der optischen Faser mit den WDM-Signalen, d.h. in derselben Richtung wie die WDM-Signale, aus, während bei der rückwärtsgepumpten Raman-Verstärkung sich die Raman-Signale entgegengesetzt ausbreiten, d.h. in der zu den WDM-Signalen entgegengesetzten Richtung. In der Regel liegen die Frequenzen der Raman-Pumpsignale außerhalb des WDM-Kanalbandes.
2 zeigt ein Blockschaltbild auf hoher Ebene eines vorwärtsgepumpten Raman-Verstärkers 200. Jede der N optischen Raman-Pumpen 202 speist ein verschiedenes Raman-Pumpsignal in eine optische Faser 204 ein, die außerdem ein oder mehrere WDM-Signale führt, die sich in 2 von links nach rechts ausbreiten. Während sich die WDM-Signale und die Raman-Pumpsignale entlang der optischen Faser 204 ausbreiten, wird Leistung aus den Pumpsignalen zu den WDM-Signalen transferiert.
3 zeigt ein Blockschaltbild auf hoher Ebene eines rückwärtsgepumpten Raman-Verstärkers 300. Jede der M optischen Raman-Pumpen 302 injiziert ein verschiedenes Raman-Pumpsignal in eine optische Faser 304, die außerdem ein oder mehrere WDM-Signale führt, die sich in 3 von links nach rechts ausbreiten. In dem Verstärker 300 breiten sich die Pumpsignale entgegengesetzt aus (d.h. von rechts nach links in 3). Während sich die WDM-Signale und die M Raman-Pumpsignale in verschiedenen Richtungen in der optischen Faser 304 ausbreiten, wird Leistung aus den Pumpsignalen zu den WDM-Signalen transferiert.
Die Blockschaltbilder von 2 und 3 sollen die Transientensteuerung veranschaulichen und nicht alle Details der tatsächlichen Raman-Verstärkerimplementierungen zeigen, wobei diese Details Fachleuten bekannt wären.
Bei einer möglichen Systemimplementierung wird jedes Paar von Elementen, das eine unidirektionale optische Faser abschließt, mit einem vorwärtsgepumpten Raman-Verstärker an dem signalaufwärts gelegenen Element und einem rückwärtsgepumpten Raman-Verstärker an dem signalabwärts gelegenen Element implementiert. Nochmals mit Bezug auf 1 kann zum Beispiel zur Übertragung von WDM-Signalen von dem OADM 104 zu dem Zwischenverstärker 112-2 über die optische Faser 114-3 der OADM 104 einen vorwärtsgepumpten Raman-Verstärker aufweisen, der Raman-Pumpsignale in das signalaufwärts gelegene Ende der optischen Faser 114-3 einspeist, während der Zwischenverstärker 112-2 einen rückwärtsgepumpten Raman-Verstärker aufweisen kann, der Raman-Pumpsignale in das signalabwärts gelegene Ende der optischen Faser 114-3 einspeist. In diesem Fall fügen beide Raman-Verstärker Leistung zu dem WDM-Kanälen hinzu, die von dem OADM 104 zu dem Zwischenverstärker 112-2 gesendet werden. Bei anderen möglichen Implementierungen kann eine bestimmte optische Faser möglicherweise nur einen einzigen Raman-Verstärker aufweisen (z.B. entweder einen vorwärtsgepumpten Raman-Verstärker nur an dem signalaufwärts gelegenen Element oder einen rückwärtsgepumpten Raman-Verstärker nur an dem signalabwärts gelegenen Element).
Wieder mit Bezug auf 2 besitzt der vorwärtsgepumpte Raman-Verstärker 200 außerdem einen Abgriff 206, eine optische Überwachungsvorrichtung 208 und eine Steuerung 210. Der Abgriff 206 greift einen Teil des optischen Signals in der optischen Faser 204 zur Eingabe in die optische Überwachungsvorrichtung 208 ab, die Messungen über das abgegriffene optische Signal zur Weiterleitung an die Steuerung 210 erzeugt, die diese Messungen dann zur Steuerung der Funktionsweise der verschiedenen Raman-Pumpen 202 benutzt. Zum Beispiel erzeugt zur stationären Steuerung die optische Überwachungsvorrichtung an jeder einer Anzahl verschiedener WDM-Frequenzen eine verschiedene Leistungsmessung (und möglicherweise eine Leistungsmessung für jeden verschiedenen WDM-Kanal), um die individuellen Pumppegel für N Raman-Pumpen 202 zu bestimmen. Die Steuerung 210 kann unter Verwendung beliebiger geeigneter Software- und/oder hardwaregestützter Verarbeitungselemente implementiert werden.
Ähnlich besitzt der rückwärtsgepumpte Raman-Verstärker 300 von 3 auch einen Abgriff 306, eine optische Überwachungsvorrichtung 308 und eine Steuerung 310. Der Abgriff 306 greift einen Teil des optischen Signals in der optischen Faser 304 zur Eingabe in die optische Überwachungsvorrichtung 308 ab, die Messungen über das abgegriffene optische Signal zur Weiterleitung an die Steuerung 310 erzeugt, die diese Messungen zur Steuerung der Funktionsweise der verschiedenen Raman-Pumpen 302 benutzt. Zum Beispiel erzeugt zur stationären Steuerung die optische Überwachungsvorrichtung an jeder einer Anzahl verschiedener WDM-Frequenzen eine verschiedene Leistungsmessung (und möglicherweise eine Leistungsmessung für jeden verschiedenen WDM-Kanal), um die individuellen Pumppegel für die M Raman-Pumpen 302 zu bestimmen.
4 zeigt ein Blockschaltbild eines beispielhaften optischen Kommunikationssystems mit kontinuierlicher Leitung 400, das zur Veranschaulichung eines Netzwerkausfalls (in diesem Fall einer Faserunterbrechung) verwendet wird, der zu unerwünschten Transienteneffekten führen kann. Für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung ist ein System mit "kontinuierlicher Leitung" ein optisches Kommunikationssystem mit (genau) zwei Endanschlüssen, die über optische Fasern durch eine einzige serielle Konfiguration aus einem oder mehreren zwischengeschalteten optischen Elementen, wie zum Beispiel OADMs, Zwischenverstärkern und dergleichen, verbunden sind. Folglich unterscheiden sich Systeme mit kontinuierlicher Leitung von Systemen mit Ring- oder Maschentopologien.
Für das beispielhafte System 400 mit kontinuierlicher Leitung zeigt 4 Endgeräte (ET) 402 und 410, die durch eine erste optische Strecke 404, einen optischen Ein-/Auskoppelmultiplexer (OADM) 406 und eine zweite optische Strecke 408 verbunden werden. Obwohl es in 4 nicht gezeigt ist, kann für von links nach rechts in 4 gesendete WDM-Signale das ET 402 mit einem vorwärtsgepumpten Raman-Verstärker an dem signalaufwärts gelegenen Ende der optischen Strecke 404 implementiert werden, der OADM 406 kann mit einem rückwärtsgepumpten Raman-Verstärker an dem signalabwärts gelegenen Ende der optischen Strecke 404 und einem vorwärtsgepumpten Raman-Verstärker an dem signalaufwärts gelegenen Ende der optischen Strecke 408 implementiert werden und das ET 410 kann mit einem rückwärtsgepumpten Raman-Verstärker an dem signalabwärts gelegenen Ende der optischen Strecke 408 implementiert werden.
Vor dem angezeigten Ausfall der optischen Strecke 404 war die optische Strecke 404 mit optischen Kanälen gefüllt, die 45 verschiedenen WDM-Wellenlängen entsprechen und die optische Strecke 408 mit 50 Wellenlängen. Wie in Tabelle I angegeben, wurden 40 der 45 Wellenlängen auf der Strecke 404 und 40 der 50 Wellenlängen auf der Strecke 408 für Ende-zu-Ende-Verkehr von dem ET 402 zu dem ET 410 verwendet. Die übrigen 5 Wellenlängen auf der Strecke 404 wurden für an dem OADM 406 ausgekoppelten Verkehr von dem ET 402 verwendet, während die übrigen 10 Wellenlängen auf der Strecke 408 für an dem OADM 406 zur Übertragung zu dem ET 410 eingekoppelten Verkehr verwendet wurden.
Nach dem Ausfall der Strecke 404 sind die einzigen überlebenden Kanäle die 10 Wellenlängen auf der Strecke 408, die in dem OADM 406 zur Übertragung zu dem ET 410 angekoppelt werden. (Man beachte, daß bei Verwendung jeder Wellenlänge für bidirektionale Übertragungen immer noch 50 Wellenlängen vorliegen werden, die über die Strecke 408 von dem ET 410 gesendet werden, obwohl 40 dieser 50 Kanäle aufgrund der Faserunterbrechung in der Strecke 404 nicht ihr gewünschtes Ziel (d.h. ET 402) erreichen. Folglich führt der Ausfall der Strecke 404 nicht zu transienten Effekten auf den 10 Wellenlängen, die von dem ET 410 gesendet und in dem OADM 406 ausgekoppelt werden.)
5 zeigt graphisch die Existenz und nachfolgende Steuerung einer möglichen Kanaltransienten nach einem Netzwerkausfall, wie zum Beispiel dem in 4 abgebildeten. Zum Beispiel kann gesagt werden, daß 5 die optische Leistung in einem der 10 Kanäle abbildet, die in dem OADM 406 von 4 eingekoppelt und über die Strecke 408 zu dem ET 410 gesendet werden, der den Ausfall der Strecke 404 überlebt.
Wie in 5 dargestellt, ist vor dem Zeitpunkt t₁ die Strecke 408 mit 50 Kanälen beladen und jeder Kanal wird mit seinem optischen Zielleistungspegel gesendet. Zum Zeitpunkt t₁ fällt die Strecke 404 aus und die Belastung der Strecke 408 fällt wandelnd auf 10 Kanäle ab. Gleichzeitig beginnt die Leistung in diesem bestimmten überlebenden Kanal (sowie die in den anderen neun überlebenden Kanälen, obwohl sie in 5 nicht dargestellt sind) als Folge des Verlusts der anderen 40 Kanäle aufgrund der Eigenschaften der Raman-Verstärkung entlang der Strecke 408, zu steigen, während die durch die Raman-Pumpen (die immer noch mit ihren Pegeln vor dem Ausfall arbeiten) eingespeiste Leistung beginnt, sich zu weniger WDM-Kanälen (d.h. 10 anstelle von 50) zu transferieren.
In diesem konkreten Beispiel erkennt, bevor der Kanal seinen maximal zulässige Leistungspegel übersteigt, ein Transientensteueralgorithmus einen (sich aus dem Ausfall auf der Strecke 404 ergebenden) Abfall der gesamten optischen Leistung in der Strecke 408 über das gesamte WDM-Kanalband hinweg und beginnt, die Leistungspegel der Raman-Pumpen zu reduzieren, wodurch die optische Leistung in dem dargestellten Kanal beginnend zum Zeitpunkt t₂ reduziert wird. Wenn der Zeitpunkt t₃ erreicht ist, ist die optische Leistung in diesem Kanal zu ihrem Zielpegel zurückgekehrt.
Obwohl in dem Beispiel von 5 der Kanal niemals seinen "maximalen" zulässigen Leistungspegel übersteigt, kann es unter bestimmten Systembetriebsanforderungen der Kanalleistung erlaubt werden, einen solchen Pegel für nicht mehr als eine spezifische maximale Zeitdauer zu überschreiten. In diesem Fall werden, so lange die Transientensteuertechnik den Leistungspegel des Kanals innerhalb der spezifizierten Dauer wieder unter den "maximalen" Pegel bringt, Systembetriebsanforderungen erfüllt .
Gemäß einer möglichen Transientensteuertechnik für ein System, in dem jede optische Strecke einen vorwärtsgepumpten Raman-Verstärker an seinem signalaufwärts gelegenen Ende und einen rückwärtsgepumpten Raman-Verstärker an seinem signalabwärts gelegenen Ende aufweist, wird der Transientensteueralgorithmus nur in den rückwärtsgepumpten Raman-Verstärkern implementiert. In diesem Fall und nochmals mit Bezug auf 3 ist eine der Messungen, die kontinuierlich durch die optische Überwachungsvorrichtung 308 erzeugt werden, ein Maß für den gesamten optischen Leistungspegel über das gesamte WDM-Kanalband für die optischen Signale in der optischen Faser 304 hinweg. Die Steuerung 310 verwendet diesen gesamten optischen Leistungspegel zur Bereitstellung von Transientensteuerung im Fall von Netzwerkausfällen, wie zum Beispiel eine Unterbrechung in der Strecke 404 oder in der Strecke 408.
Bei bestimmten Implementierungen leitet die Steuerung 310 Transientensteueroperationen nur dann ein, wenn die Abnahme der Gesamtleistung (entweder relativ oder absolut abhängig von der Implementierung) einen bestimmten spezifizierten Schwellenwert übersteigt. Bei anderen Implementierungen ist die Steuerung 310 dafür ausgelegt, zu allen Zeiten Transientensteuerung anzuwenden, wobei relativ kleine Änderungen der Gesamtleistung zu relativ kleinen Transientensteuereinstellungen an Pumpenfunktionsweisen führen. Bei diesen letzteren Implantierungen reagiert der Transientensteueralgorithmus auf "normale" Änderungen des Gesamtleistungspegels, zum Beispiel wenn ein existierender Kanal ausrangiert wird, aber diese Einstellungen werden im Vergleich zu den Einstellungen, die als Reaktion auf die relativ drastischen Änderungen des Gesamtleistungspegels erfolgen, die während Faserunterbrechungen auftreten, wodurch signifikante Zahlen von Kanälen beeinflußt werden, relativ klein sein.
In jedem Fall erzeugt die Steuerung 310 Steuersignale zur Steuerung der Leistungspegel der Pumpen 302, wobei die Steuerung 310 den Leistungspegel, mit dem jede verschiedene Pumpe betrieben wird, verschieden einstellen kann. Bei einer Ausführungsform ist die Steuerung 310 mit einer Menge von Pumpenkoeffizienten m_i (einer für jede verschiedene optische Pumpe 302) konfiguriert. Wenn sich der Gesamtleistungspegel des verstärkten Ausgangssignals ändert, kann der Leistungspegel P_i der i-ten Pumpe folgendermaßen gemäß Gleichung (1) und (2) eingestellt werden: Pi(danach) = γ1·Pi(zuvor) (1) γ1 = 1 – mi·ΔPTOT (2)wobei ΔP_TOT die gemessene Änderung der gesamten optischen Leistung in Einheiten von dB ist.
Obwohl die Transientensteuerung im Kontext der Steuerung der Transienten beschrieben wurde, die resultieren, wenn die Anzahl der Kanäle drastisch abfällt (z.B. aufgrund einer Faserunterbrechung), kann die Transientensteuerung auch angewandt werden, wenn die Anzahl der Kanäle drastisch zunimmt, z.B. wenn Dienste nach der Reparatur einer Faserunterbrechung wiederhergestellt werden. In diesem Fall wäre die gemessene Änderung ΔP_TOT der gesamten optischen Leistung ein negativer Wert und Gleichung (1) und (2) könnten immer noch angewandt werden, um die verschiedenen Pumpleistungspegel zur Minimierung der Transienteneffekte entsprechend zu vergrößern statt zu verkleinern.
Die Menge von M Pumpenkoeffizienten m_i für den Raman-Verstärker 300 kann empirisch bestimmt werden, oder durch Simulation, um Transientensteuerung für eine Anzahl verschiedener möglicher Konfigurationen überlebender Kanäle zu optimieren. Die ausführliche Bestimmung der Pumpenkoeffizienten hängt stark von dem Leistungsfähigkeitsaspekt des zu optimierenden Systems ab. Zum Beispiel können die Kanalverstärkungsfehler für eine gleichförmig verteilte Menge von Kanälen minimiert werden. In diesem Fall wird, um die Pumpenkoeffizienten zu bestimmen, die Zielleistung in festen Schritten geändert, in dem Kanäle aus dem System entfernt werden, während gleichmäßig über das Spektrum verteilte Kanäle behalten werden. Für jede dieser Konfigurationen kann die Menge optimaler Pumpenleistungen durch standardmäßige stationäre Bestimmungsverfahren bestimmt werden. Durch Auftragen der Änderung der Zielleistung als Funktion der Änderung der Pumpenleistung reagieren die Pumpenkoeffizienten auf die Steigungen der entsprechenden Kurven. Außerdem ist es möglich, eine Polynomanpassung höherer Ordnung zu verwenden, und somit eine kompliziertere funktionale Form, um γ_i im Vergleich zu dem von Gleichung (2) zu bestimmen. Ein anderer Ansatz wäre die Messung und Berechnung dieser Kurven, um eine Nachschlagetabelle für Pumpeneinstellwerte zu erzeugen. Ein solcher Ansatz könnte separat auf individuelle Raman-Verstärker oder global auf eine Menge von Verstärkern mit ähnlichen Eigenschaften (z.B. Pumpen, Fasertyp und Verlusten) angewandt werden.
Im allgemeinen ist es möglich, im Hinblick sowohl auf Frequenz als auch auf Leistung eine beliebige Kanalverteilung zu wählen und die hier beschriebene Optimierung durchzuführen, um die entsprechende Menge von Pumpeneinstellwerten für die Transientensteuerung zu bestimmen. Ein Beispiel für eine andere Kanalverteilung im Hinblick auf Frequenz umfaßt Kanäle, die sequentiell von einem Ende des Spektrums aus beladen werden. Während Kanäle entfernt werden, sind die übrigen Kanäle somit nicht gleichförmig verteilt, sondern würden sich statt dessen am Startende des Spektrums befinden. Beispiele für Kanalverteilungen im Hinblick auf Leistung umfassen alle Kanäle mit gleicher Leistung oder Kanäle mit linear zunehmender Leistung als Funktion der Frequenzdistanz der Kanäle von einem Ende des Spektrums.
Man beachte, daß für Transientensteuertechniken, bei der die Transientensteuerung nur in rückwärtsgepumpten Raman-Verstärkern implementiert wird, die Änderungen der Pumppegel an einem bestimmten rückwärtsgepumpten Raman-Verstärker die Verstärkung kompensieren müssen, die sich aus dem signalabwärts gelegenen rückwärtsgepumpten Raman-Verstärker ergeben, sowie die Verstärkung, die sich aus dem etwaigen signalaufwärts angeordneten vorwärtsgepumpten Raman-Verstärker ergibt. Weiterhin beachte man, daß andere Techniken die Transientensteuerung sowohl in vorwärts- als auch in rückwärtsgepumpten Raman-Verstärkern oder nur in vorwärtsgepumpten Raman-Verstärkern implementieren können.
Auf Transienten basierendes Kanalwachstum
Zusätzlich oder als eine Alternative zu der Implementierung eines Transientensteueralgorithmus, der jeden Pumpleistungspegel für jede optische Pumpe in einem Raman-Verstärker, der auf eine Kanalkonfiguration optimiert ist, verschieden einstellt, kann ein auf Transienten basierender Kanalwachstumsplan implementiert werden, der die Arten von Kanalkonfigurationen steuert, die nach bestimmten Arten von Netzwerkausfällen, wie zum Beispiel Faserunterbrechungen, existieren können, um entweder die Transienten zu reduzieren, die sich aus solchen Netzwerkausfällen ergeben, oder die Effektivität jeglichen implementierten Transientensteueralgorithmus zu optimieren oder beides.
Im allgemeinen bedeutet für ein optisches WDM-Übertragungssystem der Ausdruck "Kanalwachstumsplan" die Strategie, die verwendet wird, um die existierende Kanalkonfiguration des Systems als Reaktion auf eine Anforderung auf eine Änderung des von dem System bereitgestellten Dienstes zu aktualisieren. Eine Art von Dienständerungsanforderung ist die Auswahl einer globalen Kanalkonfiguration für ein neu provisioniertes optisches Übertragungssystem. Eine andere Art ist die Auswahl einzelner Kanalwellenlängen, während neuer Dienst in dem System provisioniert wird. Im Idealfall würden die für beide dieser Typen erhaltenen Kanalkonfigurationen identische Kanalkonfigurationen ergeben; in der Praxis kann die Provisionierung eines neuen optischen Systems jedoch der optimalen Kanalkonfiguration viel näher sein. Obwohl sie nicht häufig ausgeübt wird, ist eine dritte Art von Dienständerungsanforderung die Umkonfiguration der Kanäle nach einer Änderung in dem System, wie zum Beispiel Entfernung von Kanälen oder einer Verschlechterung der Leistungsfähigkeit in bestimmten Systemkomponenten.
Abhängig von der konkreten Ausführungsform kann ein Kanalwachstumsplan als zentralisierte Funktion implementiert werden, z.B. in einem Server auf Systemebene oder als verteilte Funktion z.B. an verschiedenen Knoten in dem gesamten System.
In der Regel bedeutet ein Kanalwachstumsplan die Strategie, mit der optische Kanäle für neue Dienste, die in dem System provisioniert werden, ausgewählt werden. Kanalwachstumspläne können auf vielfältige verschiedene Weisen implementiert werden. Eine Technik ist das Definieren einer Menge von Regeln für die Kanalzuweisung, die immer dann angewandt werden sollen, wenn neue Dienste in dem System provisioniert werden sollen. Gemäß dieser Technik werden immer dann, wenn eine neue Menge von Dienstanforderungen empfangen wird, die Regeln angewandt, um Kanäle für diese Nachfragen zu wählen, wobei die Anwendung der Regeln die existierenden Kanalkonfiguration des Systems berücksichtigt.
Gemäß einer anderen Technik werden die Regeln im voraus angewandt, um eine mit Prioritäten versehene Kanalzuweisungsliste zu erzeugen, die die bevorzugte Sequenz für die Zuweisung von Kanälen vorschreibt. In diesem Fall werden Kanäle für neue Dienstnachfragen durch Bezugnahme auf die vorbestimmte Kanalzuweisungsliste zugewiesen, um verfügbare Kanäle mit den höchsten Prioritäten auszuwählen.
Gleichgültig, ob die Regeln angewandt werden, während die Dienstnachfragen empfangen werden (wie bei der ersteren Technik) oder zeitlich im voraus, um eine vorbestimmte Kanalzuweisungsliste zu erzeugen (wie bei der letzteren Technik), kann die Implementierung des Kanalwachstumsplans durch ein automatisiertes (z.B. computergestütztes) Werkzeug unterstützt werden, das verschiedene mögliche Kanalzuweisungsoptionen auswertet und eine oder mehrere Optionen identifiziert, die die Regeln besser als andere Optionen erfüllen.
Herkömmliche Kanalwachstumspläne umfassen (1) Kanalwachstumspläne der niedrigsten Kosten, die Wellenlängen auf eine Weise wählen, die die Verwendung zusätzlicher Hardwarebetriebsmittel zurückstellt, bis anfängliche (z.B. minimale) Hardwarebetriebsmittel voll ausgenutzt werden, und (2) Kanalwachstumspläne der besten Leistungsfähigkeit, die Wellenlängen auf eine Weise wählen, die die beste insgesamt stationäre Netzwerkleistungsfähigkeit (z.B. höchsten Durchsatz, niedrigste Fehlerraten) bereitstellt. Eine typische Implementierung in der realen Welt könnte einen Kompromiß zwischen diesen Zielen der niedrigsten Kosten und der bestem Leistungsfähigkeit finden, um einen hybriden Kanalswachstumsplan mit relativ niedrigen Kosten und relativ hoher Leistungsfähigkeit bereitzustellen.
Bei einem dritten, auf Transienten basierenden Kanalwachstumsplan tritt eine dritte Art von Ziel bei der Provisionierung optischer Kanäle auf: Bereitstellen von Kanalkonfigurationen dergestalt, daß die Menge überlebender Kanäle für die wahrscheinlichsten Netzwerkausfälle eine effektive Behandlung der sich aus solchen Ausfällen ergebenden Transienten ermöglichen. Wie zuvor könnte eine typische Implementierung der realen Welt einen Kompromiß zwischen verschiedenen Kanalwachstumszielen finden, um einen hybriden Kanalwachstumsplan bereitzustellen, der auf Transientensteuerung und niedrigen Kosten und/oder hoher Leistungsfähigkeit basiert.
Ein Kanalwachstumsplan umfaßt zwei Hauptkomponenten: eine Liste verfügbarer Frequenzen und eine Liste von Dienstnachfragen. Die Frequenzliste kann auf der Basis der Ziele des Wachstumsplans mit Prioritäten versehen werden. Zum Beispiel können bestimmte Frequenzen kostengünstig sein, weil sie keine konkreten Komponenten wie etwa optische Multiplexer oder Verstärker erfordern. Bestimmte Frequenzen können bessere Leistungsfähigkeit bei Anwesenheit eines transienten Ereignisses abhängig von dem konkreten in einem System implementierten Transientensteueralgorithmus bereitstellen. Somit können die Frequenzen auf der Basis der verschiedenen Kriterien oder Regeln des Wachstumsplans klassifiziert oder mit Prioritäten versehen werden. Die Dienstnachfragen umfassen Einzelheiten jedes Kanals, der einer Frequenz zugewiesen werden soll, wie zum Beispiel Übertragungsdistanz, Bandbreite und Modulationsformat. Diese Details erlegen den Kanälen sowohl im Hinblick auf stationäre als auch auf transiente Leistungsfähigkeit bestimmte Anforderungen auf. Die Nachfragen können auf der Basis dieser Anforderungen mit Prioritäten versehen oder klassifiziert werden. Der Wachstumsplan liefert die Regeln und Methoden zum Zuweisen von Kanälen aus dieser Nachfrageliste zu den entsprechenden Frequenzen.
Für bestimmte optische Übertragungssysteme sollte, um die Transienten zu minimieren, die sich aus einem Ereignis wie etwa einer signalaufwärts gelegenen Faserunterbrechung ergeben, die Gesamtleistungsverstärkung für alle WDM-Kanäle in einer Faser vor dem Ereignis gleich der Gesamtleistungsverstärkung für die überlebenden WDM-Kanäle der Faser sein, wobei Gesamtleistungsverstärkung als das Verhältnis der gesamten optischen Leistung am Ausgang der Faser zu der gesamten optischen Leistung am Eingang der Faser definiert ist. Für bestimmte Systemimplementierungen könnte dieses Ziel vorgerückt werden, indem man Kanäle dergestalt zuweist, daß die überlebenden Kanäle gleichförmig über den Frequenzbereich verteilt sind, der durch die Kanäle vor dem Transientenereignis überspannt wird. Ein solcher Kanalwachstumsplan koordiniert die Zuweisungen von Kanälen, die das Transientenereignis nicht überleben werden, mit der Zuweisung von Kanälen, die das Transientenereignis überleben werden.
Bei bestimmten optischen Übertragungssystemen stellen bestimmte Kanalfrequenzen bessere Transientensteuerung als andere bereit. In solchen Systemen könnte ein auf Transienten basierender Wachstumsplan beginnen, indem die am besten leistende Frequenz zugewiesen wird, gefolgt durch Zuweisen von Kanälen abwechselnd auf jeder Seite der am besten leistenden Frequenz auf gleichförmig verteilte Weise.
Man nehme zum Beispiel an, daß das optische Übertragungssystem 400 100 verschiedene WDM-Kanäle (Ch1 bis Ch100) unterstützt, die frequenzmäßig von Ch1 bis Ch100 gleichmäßig beabstandet sind (z.B. in Schritten von 50 GHz). Für die optische Strecke 408 werden für Signale von ET 402 zu ET 410 verwendete Kanäle hier als "Ende-zu-Ende-Kanäle" bezeichnet, während Kanäle, die für Signale verwendet werden, die in dem OADM 406 zur Übertragung zu den ET 410 eingekoppelt werden, als "OADM-Kanäle" bezeichnet werden. Man nehme ferner an, daß nur ungerade Kanäle (d.h. Ch1, Ch3, ..., Ch99) OADM-Kanäle sein können, während beliebige der 100 Kanäle Ende-zu-Ende-Kanäle sein können. Weiterhin nehme man an, daß Ch51 vom Standpunkt der Transientensteuerung aus gesehen der am besten leistende Kanal ist, wobei die Transientensteuerleistungsfähigkeit für Kanäle in großer Entfernung in Ch51 bis zu Ch1 und Ch99, die die am schlechtesten leistenden Kanäle sind, abfällt.
In diesem Fall könnte ein Kanalwachstumsplan Kanäle auf der Basis der folgenden Zuweisungsreihenfolgen zuweisen:

– Zuweisungsreihenfolge für OADM-Kanäle: Ch51, Ch49, Ch53, Ch47, Ch55, Ch45, Ch57, Ch43, Ch59, Ch41, Ch61, ..., Ch99, Ch1.
– Zuweisungsreihenfolge für Ende-zu-Ende-Kanäle: Ch51, Ch50, Ch52, Ch49, Ch53, Ch48, Ch54, Ch47, Ch55, Ch46, Ch56, ..., Ch100, Ch1.

Wenn zum Beispiel die Anfangsmenge von Dienstnachfragen für das System vier OADM-Kanäle und sechs Ende-zu-Ende-Kanäle aufweist, würde ein Kanalwachstumsplan, der OADM-Kanäle vor Ende-zu-Ende-Kanälen zuweist, Kanäle in der Tabelle II gezeigten Reihenfolge zuweisen.
Wenn nach der Provisionierung dieser Anfangsmenge von Dienstnachfragen die nächste Dienstnachfrage für einen OADM-Kanal wäre, dann würde gemäß der zuvor definierten Kanalzuweisungsreihenfolge für OADM-Kanäle der Kanalwachstumsplan Ch45 als den verfügbaren OADM-Kanal mit der höchsten Priorität zuweisen. Wenn dagegen die nächste Dienstnachfrage für einen Ende-zu-Ende-Kanal wäre, würde gemäß der zuvor definierten Kanalzuweisungsreihenfolge für Ende-zu-Ende-Kanäle der Kanalwachstumsplan Ch56 als den verfügbaren Ende-zu-Ende-Kanal mit der höchsten Priorität zuweisen.
Eine Umordnung der Kanalzuweisungsreihenfolge von Tabelle II nach Kanalnummer gibt die resultierende Kanalkonfiguration wie in Tabelle III gezeigt an.
Wenn die Kanalkonfiguration von Tabelle III gegeben ist, wären, wenn die optische Faser 404 von 4 unterbrochen würde, die überlebenden Kanäle dann die vier OADM-Signale auf Ch47, Ch49, Ch51 und Ch53. Wie in Tabelle III zu sehen ist, ist diese Menge von überlebenden Kanälen im wesentlichen gleichförmig über den Frequenzbereich verteilt, der durch die Kanäle vor dem Transientenereignis überspannt wird (d.h. den "Vor-Transienten-Frequenzbereich", der den zehn Kanälen von Ch46 bis Ch55 entspricht).
Dieses Beispiel zeigt, daß das allgemeine Prinzip, daß Mengen überlebender Kanäle gleichförmig über den Vor-Transienten-Frequenzbereich (d.h. Ch46 bis Ch55 in diesem Beispiel) verteilt werden können, ohne daß sie maximal über den gesamten verfügbaren Frequenzbereich separiert werden müssen (d.h. Ch1 bis Ch100 in diesem Beispiel). Man beachte jedoch, daß, wenn der Vor-Transienten-Frequenzbereich den verfügbaren Frequenzbereich überspannt, gleichförmige Verteilung maximale Trennung über diesen Bereich suggeriert.
Obwohl in diesem konkreten Beispiel zehn aufeinanderfolgende Kanäle (d.h. Ch46 bis Ch55) für die Menge von zehn Dienstnachfragen zugewiesen werden, kann die gleichförmige Verteilung auch durch Zuweisen nichtaufeinanderfolgender Kanäle erzielt werden, wobei die resultierende Kanalkonfiguration einen Frequenzbereich überspannt, der einen oder mehrere unzugewiesenen Kanäle aufweist, die über die zehn zugewiesenen Kanäle verteilt sind.
Bisher hat die Besprechung beispielhafter auf Transienten basierender Kanalwachstumspläne keinerlei Kriterien außer der Steuerung von Transienten berücksichtigt. Wie bereits vorgeschlagen wurde, berücksichtigen Implementierungen von Wachstumsplänen in der realen Welt auch Kosten- und stationäre Leistungsfähigkeit. Eine konkrete Implementierung kann die verfügbaren Kanäle in verschiedene Mengen aufteilen.
Zum Beispiel können die verfügbaren Kanäle in eine Herauffahrmenge und eine oder mehrere Wachstumsmengen unterteilt werden, wobei jede Wachstumsmenge mehr Hardware als die vorherige Menge erfordert. Man betrachte zum Beispiel ein beispielhaftes 200-Kanal-WDM-System, wobei Ch1 bis Ch100 mit einer bestimmten Hardwarekonfiguration behandelt werden können, wobei aber Ch101 bis Ch200 die Verwendung zusätzlicher Raman-Pumpen erfordern. In diesem Fall kann der Wachstumsplan aus Kostengründen die 200 Kanäle in eine Herauffahrmenge entsprechend Ch1 bis Ch100 und eine Wachstumsmenge entsprechend Ch101 bis Ch200 aufteilen, wobei Kanäle vorzugsweise aus der Herauffahrmenge zugewiesen werden, bevor Kanäle aus der Wachstumsmenge zugewiesen werden.
Zusätzlich können die verfügbaren Kanäle in verschiedene Frequenzgruppen unterteilt werden, wobei jede Frequenzgruppe den Kanälen entspricht, die von einem bestimmten abstimmbaren optischen Tranlator (OT) behandelt werden. Zum Beispiel können die 200 Kanäle in zehn verschiedenen Frequenzgruppen unterteilt werden, wobei Frequenzgruppe 1 (FG1) Ch1 bis Ch20, FG2 Ch21 bis Ch40, FG3 Ch41 bis Ch60 und so weiter bis FG10, der Ch181 bis Ch200 entspricht. Aus Leistungsfähigkeitsgründen kann es vorzuziehen sein, beim Zuweisen von Kanälen zwischen den verschiedenen Frequenzgruppen zu rotieren.
Zusätzlich können die verfügbaren Kanäle in verschiedene Offset-Typen unterteilt werden. Zum Beispiel werden bei einer möglichen Systemhardwareimplementierung Ch1, Ch5, Ch9, ..., Ch197 als 0-GHz-Offsetkanäle bezeichnet, Ch2, Ch6, Ch10, ..., Ch198 als 50-GHz-Offsetkanäle, Ch3, Ch7, Ch11, ..., Ch199 als 100- GHz-Offsetkanäle und Ch4, Ch8, Ch12, ..., Ch200 als 150-GHz-Offsetkanäle, wobei zum Beispiel Ch2 um 50 GHz von Ch1 versetzt ist, Ch3 um 100 GHz von Ch1 versetzt ist und Ch4 um 150 GHz von Ch1 versetzt ist. Diese Begriffe beziehen sich auf den Umstand, daß bei dieser Systemhardwareimplementierung folgendes gilt: (i) bei den 50-GHz-Offset-Kanälen werden zusätzlich optische Multiplexer (OMs) und optische Demultiplexer (ODs) mit 50 GHz Offset verwendet, (ii) bei den 100-GHz-Offset-Kanälen werden zusätzlich OMs/ODs mit 100 GHz Offset verwendet und (iii) bei den 150-GHz-Offset-Kanälen werden zusätzlich OMs/ODs mit 150 GHz Offset verwendet. Folglich kann es aus Kosten- und/oder Leistungsfähigkeitsgründen vorzuziehen sein, alle 0-GHz-Offset-Kanäle, dann alle 100-GHz-Offset-Kanäle, dann alle 50-GHz-Offset-Kanäle und zuletzt alle 150-GHz-Offset-Kanäle zu provisionieren.
Wie in dem vorherigen Beispiel mit 100 Kanälen beschrieben, kann es für Betrachtungen der Transientenleistungsfähigkeit, wenn das System ein System mit kontinuierlicher Leitung ist (z.B. im Gegensatz zu einem Ringsystem oder einem Maschensystem) vorzuziehen sein, wenn die OADM-Kanäle (d.h. Kanäle, die auf mindestens einem OADM oder ROADM ein-/ausgekoppelt werden) in jeder optischen Faser gleichförmig über den Frequenzbereich aller provisionierten Kanäle auf dieser Faser verteilt sind. Um dieses Ziel zu unterstützen, könnte ein beispielhafter Kanalwachstumsplan das Ein- und/oder Auskoppeln nur jedes zweiten Kanals (z.B. der ungeraden Kanäle) in OADMs erlauben, während alle Kanäle (z.B. gerade Kanäle und etwaige unbenutzte ungerade Kanäle) für Ende-zu-Ende-Kanäle verwendet werden können (d.h. für Kanäle, die für Dienste von einem Ende den Systems mit kontinuierlicher Leitung zum anderen Ende verwendet werden).
Auf der Basis dieser Ziele niedriger Kosten und hoher Leistungsfähigkeit könnte ein beispielhafter hybrider Kanalwachstumsplan die 50 ungeraden Kanäle in der 100-Kanal-Herauffahrmenge für OADM-Dienst reservieren, während beliebige der 100 Herauffahrkanäle für Ende-zu-Ende-Dienst verwendet werden können. Ähnlich werden die 50 ungeraden Kanäle in der Wachstumsmenge für OADM-Dienst reserviert, während beliebige der 100 Wachstumskanäle für Ende-zu-Ende-Dienst verwendet werden können.
Man beachte, daß aufgrund dieser Einschränkungen und abhängig von der derzeitigen Kanalkonfiguration der beispielhafte Kanalwachstumsplan einen Kanal aus der erste Wachstumsmenge wählen könnte, bevor alle 100 Herauffahrkanäle provisioniert sind. Wenn zum Beispiel nur 99 der 100 Herauffahrkanäle derzeit 50 OADM-Diensten und 49 Ende-zu-Ende-Diensten zugeteilt sind, wird, wenn ein anderer OADM-Dienst provisioniert werden soll, der Kanal dann aus der Wachstumsmenge ausgewählt, obwohl noch kein anderer Herauffahrkanal zugeteilt ist, weil dieser unbenutzte Herauffahrkanal ein gerader Kanal ist, der nicht für OADM-Dienst benutzt werden kann.
Wie zuvor beschrieben, sollten für bestimmte beispielhafte Systeme, um optimale Systemleistungsfähigkeit während transienten Bedingungen zu erzielen, die Nach-Transienten-Überlebendenkanäle (nach Faserunterbrechung usw.) (im Idealfall) gleichförmig über den Vor-Transienten-Frequenzbereich verteilt sein. Zum Beispiel wird die Verteilung zur Zeit provisionierter OADM-Kanäle (d.h. der einzigen Kanäle, die eine Faserunterbrechung signalaufwärts des OADM überleben) vorzugsweise durch gleiche Frequenzsegmente getrennt. In einem Leistungssystem, das mehrere OADMs enthält, kann es schwierig sein, daß alle potentielle überlebenden Mengen gleichmäßig verteilt sind (man betrachte zum Beispiel den Fall eines einzigen überlebenden Kanals). Dies hilft dabei, den Umstand zu betonen, daß die Nachfrageanforderungen auch berücksichtigt werden sollte. Eine isolierte Nachfrage zwischen bestimmten Eingangs- und Ausgangspunkten sollte eine Frequenz mit hoher Leistungsfähigkeit zugewiesen werden, um eine stabile Transientenantwort sicherzustellen.
Für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung beginnt ein "eindeutiger Netzwerkweg" am Endgerät A (d.h. ein beliebiges Endgerät (ET) oder OADM), endet am Endgerät B (d.h. ein anderes ET oder OADM) und besitzt eine oder mehrere Wellenlängen mit Ursprung A und Abschluß B (und/oder umgekehrt). Die Verfügbarkeit mehrerer OADMs mit uneingeschränkten Anzahlen von Ein- und Auskoppelkanälen in einen typischen Leitungssystem bedeutet, daß sich mehrere "eindeutige Netzwerkwege" Faserabschnitte teilen können. Dies heißt, daß die möglichen Mengen überlebender Kanäle die Transientenantwort verschiedener "eindeutiger Netzwerkwege" koppeln, wodurch die Auswahl von Kanälen für die Transientenlinderung eine nichtlokale Beschaffenheit erhält. Diese nichtlokale Beschaffenheit kann durch ein automatisiertes Werkzeug gehandhabt werden, das alle potentiellen Kanalkonfigurationen durchsucht, oder entsprechende Regeln, die zum Einkoppeln von einem Kanal auf einmal in das System verwendet werden können. Die folgenden vier Kanalwachstumsregeln (die in Reihenfolge der Priorität aufgelistet sind) können angewandt werden, um die drei Ziele niedriger Kosten, hoher Leistungsfähigkeit und der Transientensteuerung bei der Auswahl von Kanälen für eindeutige Netzwerkwege auszugleichen:
Regel 1: Immer wenn es möglich ist, Kanäle aus der Herauffahrmenge vor der Wachstumsmenge wählen.
Regel 2: Immer wenn es möglich ist, Kanäle durch rotieren zwischen verschiedenen Frequenzgruppen auswählen.
Regel 3: Immer wenn es möglich ist, Kanäle desselben Offsettyps vor der Auswahl von Kanälen eines anderen Offsettyps auswählen.
Regel 4: Immer wenn möglich, OADM-Kanäle wählen, um Kanaltransienteneffekte zu minimieren, die zum Beispiel in Kanälen auftreten können, die einen signalaufwärts gelegenen Faserausfall überleben.
Abhängig von den Eigenschaften des konkreten Systems kann Regel 4 auf mehrere verschiedene Weisen implementiert werden, darunter eine oder mehrere der folgenden:
Regel 4a: Immer wenn möglich, OADM-Kanäle auswählen, um die Nach-Transienten-Überlebendenkanal-Gesamtleistungsverstärkung gleich der Vor-Transienten-Gesamtleistungsverstärkung zu halten.
Regel 4b: Immer wenn möglich, OADM-Kanäle so wählen, daß die Nach-Transienten-Überlebendenkanäle gleichförmig über den Vor-Transienten-Kanalfrequenzbereich verteilt sind.
Regel 4c: Immer wenn möglich, OADM-Kanäle so wählen, daß die mittlere Leistung der Nach-Transienten-Überlebendenkanäle im wesentlichen gleich der mittleren Leistung der Vor-Transienten-Kanäle ist.
Regel 4d: Immer wenn möglich, OADM-Kanäle so wählen, daß die mittlere Leistung der Nach-Transienten-Überlebendenkanäle im wesentlichen gleich dem Leistungspegel eines spezifizierten Kanals ist.
Regel 4b kann für ein System geeignet sein, das die in dem vorherigen Abschnitt beschriebene Transientensteuertechnik implementiert. Regel 4c kann geeignet sein, wenn das WDM-Kanalspektrum keinen gleichförmigen Leistungspegel aufweist. Regel 4d kann geeignet sein, wenn der Leistungspegel des WDM-Kanalspektrums auf vorhersehbare Weise variiert, wie zum Beispiel ein gleichförmiges Spektrum oder ein geneigtes Spektrum, wobei der Leistungspegel mit zunehmender Kanalnummer zunimmt oder abnimmt. Andere Versionen von Regel 4 sind auch möglich und werden von den konkreten Eigenschaften des Systems und etwaiger Transientensteuertechnik, die implementiert werden kann, abhängen.
Die obige Liste von Regeln kann zur Erzeugung einer mit Prioritäten versehenen Frequenzliste verwendet werden. Eine solche Liste repräsentiert eine Approximation der idealen Kanalzuteilung. Nachdem diese Liste erzeugt wurde, kann die Liste von Nachfragen organisiert werden, um die Kanalzuweisungen zu optimieren. Nach Abschluß der Kanalzuweisung auf der Basis der Wachstumsplanregeln kann eine Gütemetrik auf die resultierenden Konfigurationen angewandt werden, um zu signalisieren, ob Einstellungen vorgenommen werden müssen, oder um einfach Warnungen oder andere Leistungsfähigkeitsindikatoren bereitzustellen. Obwohl die Gütemetrik für eine Kanalzuweisung, die den Kanalwachstumsplan ideal erfüllt, nicht verbessert werden kann, tritt eine solche Kanalzuweisung als Ergebnis der Verwendung einer Annäherungsmenge von Auswahlregeln selten auf.
6 zeigt ein Flußdiagramm der Verarbeitung, die implementiert wird, um einen Kanal für den nächsten provisionierten Dienst in dem beispielhaften Übertragungssystem von 4 auszuwählen. Zum Beispiel kann diese Verarbeitung für die Provisionierung von folgendem angewandt werden: (i) Ende-zu-Ende-Kanäle zwischen ET 402 und ET 410 sowie (ii) OADM-Kanälen zwischen ET 402 und OADM 406 und (iii) OADM-Kanälen zwischen OADM 406 und ET 408. Obwohl die Provisionierung eines Ende-zu-Ende-Kanals diesen Kanal für beide Strecken 404 und 408 zuteilt, ist zu beachten, daß die Provisionierung eines OADM-Kanals diesen Kanal nur einer Strecke zuteilt. Folglich kann dieselbe Wellenlänge immer noch für die Provisionierung eines anderen OADM-Kanals auf der anderen Strecke verfügbar sein. Im allgemeinen umfaßt die Implementierung von Kanalwachstumsplänen Buchhaltung für jede verschiedene Strecke in einem optischen Übertragungssystem, um die Effizienzen der Wellenlängenwiederverwendung in dem System auszunutzen.
Schritt 602 bestimmt, ob der zu provisionierende Dienst einen OADM-Kanal oder einen Ende-zu-Ende-Kanal erfordert. Wenn ein OADM-Kanal erforderlich ist, wird ein verfügbarer OADM-Kanal für den neuen OADM-Dienst ausgewählt (Schritt 604). Dies kann die Auswahl des verfügbaren OADM-Kanals mit der niedrigsten Auswahlnummer in einer vorbestimmten, mit Prioritäten versehenen OADM-Kanalzuweisungsliste umfassen. Als Alternative kann die Auswahl das Anwenden der Regeln des Kanalwachstumsplans zur Auswahl eines verfügbaren OADM-Kanals unter Berücksichtigung der existierenden Kanalkonfiguration umfassen.
Wenn dagegen ein Ende-zu-Ende-Kanal erforderlich ist, wird ein verfügbarer Kanal für den neuen Ende-zu-Ende-Dienst ausgewählt (Schritt 606). Auch hierbei umfaßt diese Auswahl möglicherweise Bezugnahme auf eine vorbestimmte Ende-zu-Ende-Kanal-Zuweisungsliste oder das Anwenden von Regeln auf die existierende Kanalkonfiguration.
Da einzelne Dienste aus dem System ausrangiert werden können, ist zu beachten, daß zu einem beliebigen gegebenen Zeitpunkt "Löcher" in der derzeitigen Zuteilung von Kanälen bestehen können, wobei einer oder mehrere verfügbare Kanäle Kanalauswahlreihenfolgenummern aufweisen, die niedriger als die anderer zur Zeit provisionierter Kanäle sind. Folglich sucht die Verarbeitung von 6 vorzugsweise nach dem verfügbaren OADM- oder Ende-zu-Ende-Kanal mit der niedrigsten Kanalauswahlreihenfolgenummer, anstatt einfach den nächsten Kanal nach dem zur Zeit provisionierten Kanal mit der höchsten Kanalauswahlreihenfolgenummer auszuwählen.
Die Anwendung der vier Regeln auf das beispielhafte optische Übertragungssystem mit 200 Kanälen und kontinuierlicher Leitung kann die Kanalzuweisungsliste von Tabelle IV ergeben (siehe 7A-E). Wie in Tabelle IV gezeigt werden OADM-Kanäle gemäß einer OADM-Kanalreihenfolge zugewiesen, die mit Ch41 beginnt, und dann Ch61, dann Ch21, dann Ch81, dann Ch1 und so weiter. Ähnlich werden Ende-zu-Ende-Kanäle gemäß einer Ende-zu-Ende-Kanalreihenfolge zugewiesen, die mit Ch53 beginnt, dann Ch73, dann Ch23, dann Ch93, dann Ch13 und so weiter.
Man beachte, daß die ersten 50 OADM-Kanäle und die erste 100 Ende-zu-Ende-Kanäle alle in die Herauffahrkanalmenge fallen, während die zweiten 50 OADM-Kanäle und die zweiten 100 Ende-zu-Ende-Kanäle alle in die Wachstumskanalmenge fallen und dadurch Regel 1 erfüllen.
Weiter beachte man, daß in der Herauffahrmenge die OADM- und die Ende-zu-Ende-Kanalzuweisungsreihenfolge beide einer Frequenzgruppenrotation von FG3, dann FG4, dann FG2, dann FG5, dann FG1 folgen. Ähnlich folgen in der Wachstumsmenge die OADM- und die Ende-zu-Ende-Kanalzuweisung beide einer Frequenzgruppenrotation von FG6, dann FG7, dann FG8, dann FG9, dann FG10. Dies zeigt, daß mit den gegebenen Einschränkungen der Regel 1 höherer Priorität Regel 2 auch erfüllt ist.
Man beachte ferner, daß in der Herauffahrmenge für OADM-Kanäle alle 0-GHz-Offset-Kanäle zugewiesen werden, dann alle 100-GHz-Offset-Kanäle, während für Ende-zu-Ende-Kanäle alle 0-GHz-Offset-Kanäle zugewiesen werden, und dann alle 100-GHz-Offset-Kanäle, dann alle 50-GHz-Offset-Kanäle und zuletzt alle 150-GHz-Offset-Kanäle, und ähnlich in der Wachstumsmenge. Dies zeigte, daß bei den gegebenen Einschränkungen der Regel 1 höherer Priorität Regel 3 auch erfüllt ist.
In einem typischen optischen Übertragungssystem in der realen Welt kann keine einzige Kanalzuweisungsliste optimale Transientenleistungsfähigkeit für jede mögliche Kanalkonfiguration bereitstellen. Dessen ungeachtet ist die Kanalzuweisungsliste von Tabelle IV dafür ausgelegt, Transientenleistungsfähigkeit über einen relativ großen Umfang verschiedener Kanalkonfigurationen hinweg zu optimieren.
Wenn zum Beispiel 50 OADM-Kanäle gefolgt durch 50 Ende-zu-Ende-Kanäle provisioniert werden, dann werden bei der resultierenden Kanalkonfiguration die ersten 50 ungeraden Kanäle als OADM-Kanäle und die ersten 50 geraden Kanäle Ende-zu-Ende-Kanälen zugeteilt, wodurch eine Kanalkonfiguration bereitgestellt wird, bei der die überlebenden Kanäle (d.h. die 50 OADM-Kanäle) gleichförmig über den Vor-Transienten-Frequenzbereich (d.h. die ersten 100 Kanäle) verteilt sind.
Wenn ähnlich 100 OADM-Kanäle provisioniert werden, gefolgt durch 100 Ende-zu-Ende-Kanäle (entsprechend einer maximal beladenen Faser), dann werden bei der resultierenden Kanalkonfiguration die 100 ungeraden Kanäle als OADM-Kanäle zugewiesen, und die 100 geraden Kanäle Ende-zu-Ende-Kanälen, wodurch eine weitere Kanalkonfiguration bereitgestellt wird, bei der die überlebenden Kanäle (d.h. die 100 OADM-Kanäle) gleichförmig über den Vor-Transienten-Frequenzbereich (d.h. das volle 200-Kanal-Band) verteilt sind.
Als ein weiteres Beispiel zeigt Tabelle V (siehe 8A-C) die Kanalkonfiguration, die sich aus der Provisionierung von 10 OADM-Kanälen, gefolgt durch 10 Ende-zu-Ende-Kanälen unter Verwendung der Kanalzuweisungsliste von Tabelle IV ergibt. (Man beachte, daß, da Ch121 bis Ch200 in diesem Beispiel nicht zugewiesen sind, diese aus Tabelle V ausgelassen sind.) Obwohl die zehn OADM-Kanäle nicht unbedingt perfekt gleichförmig über den 20-Kanal-Vor-Transienten-Frequenzbereich verteilt sein könnten, sind sie dessen ungeachtet im wesentlichen gleichförmig über diesen Bereich verteilt.
Es sollte beachtet werden, daß die durch Anwenden dieser Regeln erhaltene Kanalauswahl stark von der Beschaffenheit der zugrunde liegenden Netzwerktopologie sowie von der Anzahl der zugeteilten Kanäle abhängt. Mit sich ändernder zugrundeliegender Topologie ändern sich die möglichen Mengen überlebender Kanäle. Dazu kommt es, weil sich mehrere eindeutige Netzwerkwege sowohl Verstärker als auch Faserstrecken teilen können. Da hier auf die Beschaffenheit (z.B. Gesamtleistungsverstärkung oder Verteilung) der überlebenden Kanalmengen in den Regeln verwiesen wird, werden verschiedene Netzwerke in der Regel verschiedene Kanalzuteilungsmuster aufweisen. Die Anzahl der Kanäle in dem Netzwerk ändert auch das resultierende Kanalzuteilungsmuster. Zum Beispiel könnte im Fall des Findens gleichmäßig verteilter Kanäle ein im wesentlichen gleichmäßig verteiltes Vierkanalsystem (z.B. Ch1, Ch34, Ch67 und Ch100) möglicherweise nur zwei Kanäle mit einem im wesentlichen gleichmäßig verteilten Fünfkanalsystem (z.B. Ch1, Ch25, Ch50, Ch75 und Ch100) aufweisen. Zum Hinzufügen eines einzelnen Kanals zu einem bereits existierenden immutierbaren Übertragungssystem kann der Zusatz des neuen Kanals immer noch so ausgewählt werden, daß immer dann, wenn es möglich ist, der obigen Regelmenge genügt wird; die resultierende Kanalverteilung kann jedoch von der durch Neuoptimierung des Orts aller Kanäle erhaltenen Verteilung verschieden sein.
Diese Abhängigkeiten bedeuten, daß es im allgemeinen nicht möglich ist, eine eindeutige Auflistung von Kanalorten zu produzieren, die für alle möglichen Fälle optimiert ist. Statt dessen nähern sich Regeln wie zum Beispiel die oben definierten im allgemeinen der optimalen Endkanalkonfiguration an, erreichen aber selten das globale Optimum. Um das globale Optimum zu erreichen, kann man ein automatisiertes Optimierungswerkzeug verwenden, um alle möglichen Kanalkonfigurationen zu durchsuchen, um die Ziele des Wachstumsplans auszugleichen. Im Idealfall kann ein solches Werkzeug die Wichtigkeit von Kosten, Leistungsfähigkeit und Transientenstabilität zu Recht stärken, um den Bedürfnissen eines spezifischen Netzwerks zu genügen. Außerdem ist es wichtig, daß ein solches Werkzeug potentielles zukünftiges Wachstum für ein Netzwerk schätzt, wodurch zukünftige Kanäle zu dem Netzwerk hinzugefügt werden können, ohne drastisch die Transientenstabilität oder Netzwerkleistungsfähigkeitseigenschaften zu reduzieren.
Wenn eine Menge neuer Nachfragen auf einem System erforderlich ist und diese Nachfragen mehr als einen eindeutigen Weg durchqueren (wie es insbesondere für ein neues System der Fall sein könnte), dann kann die Menge von Nachfragen organisiert werden, um die Auswahl von Kanälen für diese Nachfragen zu optimieren. Bestimmte Nachfragen, die Langdistanzanforderungen aufweisen, oder die sich einen gemeinsamen Weg mit sehr wenigen Kanälen teilen, werden vorzugsweise auf den Frequenzen mit der besten Leistungsfähigkeit in Bezug auf Transienten provisioniert. Wenn die Kanäle blind zugewiesen werden, könnten alle am besten leistenden Frequenzen bereits genommen worden sein, bevor diese Nachfragen mit speziellen Bedürfnissen zugewiesen werden. Somit sollte die Liste der Nachfragen mit Prioritäten versehen werden.
Im allgemeinen sorgt man sich über die Leistungsfähigkeit der verschiedenen möglichen überlebenden Kanalmengen. Als eine erster Schritt können somit die Nachfragen, die sich einen gemeinsamen eindeutigen Weg teilen, miteinander gruppiert werden oder die Nachfragen, die sich eine gemeinsame Strecke teilen, können miteinander gruppiert werden. Beim ersten Fall schließen sich die Gruppen gegenseitig aus, aber der zweite Fall resultiert in der Regel in sich überlappende Gruppen. Die Nachfragen in jeder Gruppe können ferner auf der Basis verschiedener Kriterien, wie zum Beispiel Übertragungsdistanz oder Modulationsbandbreite oder sogar Dienstqualitätsparameter, die mit geleasten Kanälen assoziiert sind, mit Prioritäten versehen werden. Schließlich können die verschiedenen Gruppen auf der Basis ihrer Eigenschaften, wie zum Beispiel Übertragungsdistanz, mit Prioritäten versehen werden, wenn sich alle Nachfragen einen eindeutigen Weg teilen. Kanäle mit längerer Distanz erhalten eine höhere Priorität.
Die Kanalzuweisung kann ausgeführt werden, indem man sich entweder die Prioritätsliste über Nachfragen einzeln herunter bewegt oder durch zyklieren durch die verschiedenen Nachfragegruppen. Das Zyklieren durch die Kanalgruppen, wobei ein Kanal aus jeder Gruppe gewählt wird, hat den Vorteil, daß keine Gruppe letztendlich alle ihre Kanäle in schlecht leistenden Konfigurationen aufweisen wird. Außerdem werden Einzel- oder Wenig-Nachfrage-Gruppen gute Frequenzen zugewiesen, bevor die größeren Gruppen voll zugewiesen sind. Dadurch wird der Umstand ausgenutzt, daß Transientensteuerung schwieriger ist, wenn die Größe der Kanalpopulationsänderung groß ist, was auftreten kann, wenn die überlebendenkanalmenge klein ist. Größere Kanalgruppen können schlechtere Kanalzuweisungen tolerieren, weil die Größe der Transienten typischerweise kleiner ist und ein kollektiver Nutzen, über mehr Kanäle zu verfügen, besteht.
Man beachte, daß die beispielhafte Kanalzuweisungsliste von Tabelle IV auf der Annahme eines Übertragungssystems mit kontinuierlicher Leitung mit einem einzigen OADM, der sich zwischen zwei Endgeräten- befindet, basiert. Die Kanalzuweisungsliste kann sich ändern, wenn mehr als ein OADM vorliegt und/oder für Übertragungssysteme mit nichtkontinuierlicher Leitung, wie zum Beispiel Ringnetzwerke und Maschennetzwerke. Die Hauptänderung ergibt sich aus dem vergrößerten Potential für eindeutige Netzwerkwege, sich Verstärker und Faserstrecken zu teilen. Diese vergrößerte Überlappung vergrößert die Anzahl der Mengen von eindeutigen Nach-Transienten-Überlebendenkanalmengen drastisch. Durch die Anzahl der Mengen wird der Optimierungsprozeß zur Bestimmung der optimalen Kanalkonfiguration zeitaufwendiger, die Grundmethodologie für die Auswahl der optimalen Menge bleibt jedoch dieselbe wie bei dem System mit kontinuierlicher Leitung.
Wie zuvor vorgeschlagen, kann ein automatisiertes Werkzeug dafür ausgelegt werden, die Akzeptabilität verschiedener möglicher Kanalkonfigurationen auszuwerten, wenn ein Güteparameter erzeugt wird, mit dem verschiedene betrachtete Konfigurationen ausgewertet werden:

– Jede Menge von einem oder mehreren Kanälen, die einem eindeutigen Netzwerkweg folgen, wird identifiziert. Kanalmengen werden auf der Basis eines Ziels der Steuerung von Transienten, die sich aus dem einen oder mehreren möglichen zukünftigen Ausfällen ergeben, mit Prioritäten versehen. Die Kanäle werden auf der Basis dieser mit Prioritäten versehenen Liste Frequenzen zugewiesen.
– Die Kanalzuweisung wählt den ersten Kanal aus der Menge mit der höchsten Priorität aus und weist ihn der Frequenz zu, die der besten Leistungsfähigkeit im Fall einer Transienten, die sich aus dem einen oder den mehreren möglichen zukünftigen Ausfällen ergibt, entspricht. Als nächstes wird der nächste Kanal aus der Menge mit der zweithöchsten Priorität der nächsten verfügbaren Frequenz mit der höchsten Transientenleistungsfähigkeit zugewiesen. Der Prozeß wird fortgesetzt, indem man unter allen Kanalmengen rotiert, um den ersten Kanal aus jeder Menge zuzuweisen, und dann wieder durch alle Kanalmengen rotiert, um den zweiten Kanal zuzuweisen usw., bis alle Kanäle zugewiesen sind.
– Die Frequenzen werden auf der Basis einer Menge von Wachstumsplanregeln (und nicht nur auf der Basis der besten Transientenleistungsfähigkeit) ausgewählt.
– Die Frequenzen werden auf der Basis einer vorbestimmten Kanalauswahltabelle ausgewählt.
– Der Güteparameter dient zur Schätzung der Leistungsfähigkeit einer Menge von Kanälen als Reaktion auf eine Transiente. Dieser Güteparameter wird für jede Kanalmenge, die zugewiesen wurde, berechnet.
– Eine Menge von Kriterien wird auf den Güteparameter angewandt und das Kanallayout wird auf der Basis davon, ob der Güteparameter in einen bestimmten Bereich fällt oder nicht, eingestellt.
– Der Güteparameter basiert auf der mittleren Leistung der Überlebendenkanalmenge. Für den Fall, daß die Transientenoptimierung auf der Anpassung der mittleren Leistung der Überlebendenkanalmengen an die Leistung eines bestimmten Kanals basiert, kann der Güteparameter eine lineare Funktion dieser Anforderung sein. Zum Beispiel kann der Güteparameter gleich (Pavg-Pref) sein, wobei Pavg die mittlere Leistung der Überlebendenkanalmenge und Pref die Leistung des Zielreferenzkanals ist. Abhängig von der Transientensteuerung und den Übertragungssystemeigenschaften können andere Funktionen verwendet werden.

Fachleute werden erkennen, daß andere Faktoren zur Konstruktion eines Güteparameters verwendet werden können, darunter einer oder mehrere der folgenden Faktoren:

– Der Güteparameter basiert auf der Übertragungsdistanz der Überlebendenkanalmenge.
– Der Güteparameter basiert auf der Anzahl unter dem Typ der Netzwerkelemente, die die Kanalmenge durchquert.
– Der Güteparameter basiert auf der Leistungsverteilung anderer Kanalmengen, die sich Teile des Weges der Überlebendenkanalmenge teilen.
– Der Güteparameter basiert auf allen Kanälen in jeder Strecke.
– Die Kanalmengen werden durch Verwendung aller Kanäle in jeder Strecke (zwischen zwei Ein-/Auskoppelpunkten) ausgewählt.

Alternative Ausführungsformen
Obwohl die beschriebenen Transientensteuertechniken eine Gesamtleistungsmessung entsprechend dem gesamten WDM-Spektrum verwenden, könnte die Transientensteuerung auch unter Verwendung von zwei oder mehreren diskreten Detektoren mit Spektralbändern implementiert werden, wobei die von mindestens einem Detektor gemessene Inband-Leistung verwendet wird, um die Leistungspegel von zwei oder mehr optischen Raman-Pumpen, z.B. unter Verwendung verschiedener Leistungsverhältnisse verschieden einzustellen. In einem System mit Herauffahr- und Wachstumsmengen von Kanälen, wobei Herauffahrkanäle vor Wachstumskanälen zugewiesen werden, könnten zum Beispiel zwei Detektoren mit Bändern zur Implementierung der Transientensteuerung verwendet werden, wobei einer die gesamte Inband-Leistung für die Herauffahrkanäle und einer die gesamte Inband-Leistung für die Wachstumskanäle mißt, wobei die Raman-Pumpenpegel auf der Basis der beiden Inband-Leistungsmessungen verschieden eingestellt werden. Diese alternative Transientensteuertechnik könnte sich wiederum auf den Kanalwachstumsplan für dieses System auswirken.
Obwohl die Transientensteuerung im Kontext der Steuerung von Transienten aufgrund von optischen Raman-Verstärkern beschrieben wurde, kann die Transientensteuerung auch in anderen Kontexten implementiert werden, wie zum Beispiel bei der Steuerung von Tran sienten aufgrund von Erbium dotierten Faserverstärkern oder optischen Halbleiterverstärkern. Zusätzlich könnte anstelle der Einstellung von Pumpenleistungen die Transientensteuerung auch durch Steuerung von wellenlängenabhängigen optischen Dämpfungsgliedern oder anderen Steuereinrichtungen, die direkt auf den Kanälen wirken, implementiert werden.
Die Erfindung kann als auf Schaltkreisen basierende Prozesse implementiert werden, darunter mögliche Implementierung als eine einzige integrierte Schaltung (wie zum Beispiel ein ASIC oder ein FPGA), ein Mehrchipmodul, eine einzige Karte oder eine Mehrkarten-Schaltkreispackung. Für Fachleute ist erkennbar, daß verschiedene Funktionen von Schaltungselementen auch als Verarbeitungsschritte in einem Softwareprogramm implementiert werden können. Solche Software kann zum Beispiel in einem digitalen Signalprozessor, in einer Mikrosteuerung oder in einem Vielzweekcomputer verwendet werden.
Die Erfindung kann in Form von Verfahren und Vorrichtungen zum Ausüben dieser Verfahren realisiert werden. Die Erfindung kann auch in Form von Programmcode realisiert werden, der in greifbaren Medien wie zum Beispiel Disketten, CD-ROMs, Festplatten oder einem beliebigen anderen maschinenlesbaren Speichermedium realisiert wird, wobei, wenn der Programmcode in eine Maschine, wie zum Beispiel einem Computer, geladen und davon ausgeführt wird, die Maschine zu einer Vorrichtung zur Ausübung der Erfindung wird. Die Erfindung kann auch zum Beispiel in Form von Programmcode realisiert werden, wobei es gleichgültig ist, ob er in einem Speichermedium gespeichert, in eine Maschine geladen und/oder von ihr ausgeführt oder über ein bestimmtes Übertragungsmedium oder einen Träger übertragen wird, wie zum Beispiel über elektrische Verdrahtung oder Verkabelung, durch Faseroptik oder über elektromagnetische Strahlung, wobei, wenn der Programmcode in eine Maschine, wie zum Beispiel einem Computer, geladen und davon ausgeführt wird, die Maschine zu einer Vorrichtung zur Ausübung der Erfindung wird. Bei Implementierung auf einem Vielzweckprozessor kombinieren sich die Programmcodesegmente mit dem Prozessor um eine einzigartige Einrichtung bereitzustellen, die analog zu spezifischen Logikschaltkreisen arbeitet.
Sofern es nicht explizit anders gesagt wird, sollte jeder numerische Wert und Bereich so als annähernd interpretiert werden, als ob das Wort "etwa" oder "ungefähr" dem Wert oder dem Wert oder Bereich vorausgeht.
Ferner versteht sich, daß verschiedene Änderungen an den Einzelheiten, Materialien und Anordnungen oder Teilen, die beschrieben und dargestellt wurden, um die Beschaffenheit der vorliegenden Erfindung zu erläutern, von Fachleuten vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, der in den folgenden Ansprüchen ausgedrückt wird.
Obwohl die Schritte in den folgenden Verfahrensansprüchen gegebenenfalls in einer bestimmten Sequenz mit entsprechender Bezeichnung angeführt werden, sollen diese Schritte, sofern die Aufführungen der Ansprüche nicht anderweitig eine bestimmte Sequenz für die Implementierung eines Teils oder aller dieser Schritte implizieren, nicht unbedingt darauf beschränkt werden, in dieser konkreten Sequenz implementiert zu werden.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines optischen Übertragungssystems (100) mit der Fähigkeit zur Unterstützung mehrerer optischer Kanäle verschiedener Wellenlängen, mit den folgenden Schritten: Empfangen einer Anforderung einer Änderung des Dienstes (602), der durch das optische Übertragungssystem bereitgestellt wird; und gekennzeichnet durch Aktualisieren einer existierenden Kanalkonfiguration (604, 606) für das optische Übertragungssystem unter Verwendung eines Kanalwachstumsplans (Tabelle IV), der die existierende Kanalkonfiguration sowie eine oder mehrere Konfigurationen überlebender Kanäle, die sich aus einem oder mehreren möglichen zukünftigen Ausfällen in dem optischen Übertragungssystem ergeben, berücksichtigt, als Reaktion auf die Anforderung.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Kanalwachstumsplan auf einem Ziel basiert, kanaltransiente Effekte in dem optischen Übertragungssystem zu minimieren, wenn sich die Anzahl der Kanalsignale in einer optischen Faser als Folge eines Ausfalls in dem System ändert.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Kanalwachstumsplan auf einem Ziel basiert, die nachtransiente Gesamtleistungsverstärkung der überlebenden Kanäle in der optischen Faser gleich der vortransienten Gesamtleistungsverstärkung in der optischen Faser zu halten.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Kanalwachstumsplan auf einem Ziel basiert, Nach-Transienten-Überlebendenkanäle in der optischen Faser gleichförmig über den Vor-Transienten-Zuteilungskanal-Frequenzbereich für die optische Faser zu verteilen.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Kanalwachstumsplan auf einem Ziel basiert, eine mittlere Leistung von Nach-Transienten-Überlebendenkanälen in der optischen Faser im wesentlichen gleich einer mittleren Leistung von Vor-Transienten-Zuteilungskanälen in der optischen Faser zu halten.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Kanalwachstumsplan auf einem Ziel basiert, eine mittlere Leistung von Nach-Transienten-Überlebendenkanälen in der optischen Faser im wesentlichen gleich einem bestimmten Leistungspegel zu halten.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Anforderung einer Änderung des Dienstes eine Anforderung ist, mehrere neue Dienste in dem optischen Übertragungssystem bereitzustellen; die mehreren neuen Dienste in Mengen von Diensten unterteilt sind, die sich gemeinsame Wegeigenschaften in dem System teilen; und der Kanalwachstumsplan Kanäle für die neuen Dienste auf der Basis der Mengen zuweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei als Reaktion auf die Anforderung eine oder mehrere verschiedene Neukanal-Zuteilungen ausgewertet werden, um eine Neukanal-Zuteilung auszuwählen, die ausreichend dem Kanalwachstumsplan genügt; und die eine bzw. die mehreren verschiedenen Neukanal-Zuteilungen auf der Basis der Minimierung von kanäletransienten Effekten ausgewertet werden, die sich aus dem einen bzw. den mehreren möglichen zukünftigen Ausfällen ergeben.
Vorrichtung zum Betreiben eines optischen Übertragungssystems (100) mit der Fähigkeit zur Unterstützung mehrerer optischer Kanäle verschiedener Wellenlängen, wobei die Vorrichtung folgendes umfaßt: Mittel zum Empfangen einer Anforderung einer Änderung des Dienstes (602), der durch das optische Übertragungssystem bereitgestellt wird; und gekennzeichnet durch Mittel zum Aktualisieren einer existierenden Kanalkonfiguration (604, 606) für das optische Übertragungssystem unter Verwendung eines Kanalwachstumsplans (Tabelle IV), der die existierende Kanalkonfiguration sowie eine oder mehrere Konfigurationen überlebender Kanäle, die sich aus einem oder mehreren möglichen zukünftigen Ausfällen in dem optischen Übertragungssystem ergeben, berücksichtigt, als Reaktion auf die Anforderung.