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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Grooming von Kanälen in optischen
Kommunikationssystemen mit Wellenlängenmultiplex (Wavelength Division
Multiplexing, WDM). Außerdem betrifft
die Erfindung auch ein optisches Kommunikationssystem mit WDM, in
dem das Verfahren angewendet wird.
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Herkömmliche
optische Kommunikationssysteme umfassen zwei oder mehr Knoten, die
durch faseroptische Wellenleiter miteinander verbunden sind. Informationen
werden zwischen den Knoten übertragen,
indem optische Strahlung mit einer Freiraumwellenlänge von
im Wesentlichen 1,3 bis 1,5 μm mit
den Informationen (Kommunikationsverkehr) moduliert wird und die
modulierte Strahlung zwischen den Knoten so geleitet wird, wie es
angebracht ist, um die Informationen zu transportieren. Die optische Strahlung
wird üblicherweise
in mehrere Wellenlängenbänder, oft
Wellenlängenkanäle genannt,
aufgeteilt, welche voneinander unabhängig mit Informationen modulierbar
sind. Optische Kommunikationssysteme, in denen solche Kanäle verwendet
werden, werden Systeme mit Wellenlängenmultiplex (Wavelength Division
Multiplexing, WDM) genannt. Wenn sich die Frequenztrennung von Kanälen 100
GHz oder weniger nähert,
werden die Systeme als dichte WDM-(DWDM-)Systeme bezeichnet.
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Gegenwärtige optische
Kommunikationssysteme sind oft so konfiguriert, dass ihre jeweiligen Knoten
in Ringformationen, Maschenformationen oder einer Mischung von Ring-
und Maschenformationen miteinander verbunden sind. Außerdem können die
Systeme Strahlung transportieren, die 32 oder mehr Kanäle umfasst.
Zum Beispiel ist das von Marconi Communications Ltd. hergestellte
Produkt PMA-32 dazu vorgesehen, zwischen seinen Knoten Strahlung
zu transportieren, die mindestens 32 Kanäle umfasst.
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In
der
japanischen Patentanmeldung
Nr. 8-163092 wird ein Verfahren zur Zuweisung von Wellenlängenkanälen bereitge stellt,
bei welchem der mögliche
Bereich von Wellenlängenkanälen aufgrund
der Verwendung von Halbleiterlasern, welche einen in der Wellenlänge abstimmbaren
Bereich in der Größenordnung
von einigen Nanometern haben, auf einen Teil des WDM-Wellenlängenspektrums
begrenzt ist. Dies hat zur Folge, dass eine Zusammenfassung der
Wellenlängenkanäle auf eine
einzige Gruppe von Kanälen
begrenzt ist.
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Viele
herkömmliche
optische Kommunikationssysteme mit WDM sind bis zu einem gewissen Grade
umkonfigurierbar; Knoten des Systems können nämlich von zugehörigen Netzmanagementsystemen
angewiesen werden, spezielle Wellenlängenkanäle zu verwenden, wenn Strahlung
von ihnen ausgesendet wird und auf an ihnen empfangene Strahlung
geantwortet wird. In gegenwärtigen
Systemen kann die Vorgehensweise beim Zuweisen von Kanälen an Systemknoten
zufällig
sein, was eine Kanalfragmentierung zur Folge hat. Die vorliegende
Erfindung wurde von dem Erfinder entwickelt, um das Problem dieser
Fragmentierung anzugehen.
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Oberflächlich betrachtet
würde eine
Kanalfragmentierung als vorteilhaft erscheinen, weil Kanäle in der
Frequenz und daher auch in der Wellenlänge so weit wie möglich voneinander
entfernt gehalten werden, um solche Effekte wie Intermodulationsverzerrung
und Nebensprechen innerhalb optischer Filter zu verringern, die
in den Knoten verwendet werden, um die Strahlung der Kanäle zu isolieren
und zu trennen. In der Praxis ist der Erfinder zu der Einschätzung gelangt,
dass eine Kanalfragmentierung zur Entstehung eines oder mehrerer
Probleme der Kanalsteuerung, des Kanalschutzes und des Channel Leveling
(Kanal-Nivellierung) führen
kann; diese Probleme werden später
näher erläutert.
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Der
Erfinder war der Ansicht, dass es in hohem Maße vorteilhaft ist, die Kanäle zusammenzufassen,
um sie in eine geordnete Reihenfolge zu bringen, und vorteilhafterweise so,
dass sie eine kleinere Gesamt-Strahlungsbandbreite einnehmen.
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Daher
wird gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Verfahren zum Zuweisen von Wellenlängenkanälen in einem optischen Kommunikationssystem
mit Wellenlängenmultiplex
(Wavelength Division Multiplexing, WDM) bereitgestellt, wobei das
System umfasst: mehrere Knoten, die miteinander durch faseroptische
Leitmittel zum Leiten von Kommunikationsverkehr transportierender
WDM-Strahlung zwischen den Knoten verbunden sind, wobei das System
in der Lage ist, mehrere mögliche
Wellenlängenkanäle zum Transportieren
von Kommunikationsverkehr zu unterstützen, wobei jeder der möglichen
Wellenlängenkanäle ein Wellenlängenband
aufweist, welches um eine jeweilige feste mittlere Wellenlänge herum
zentriert ist, wobei die mittleren Wellenlängen gleiche Abstände über ein
kontinuierliches WDM-Wellenlängenspektrum
aufweisen, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch das Zuweisen
jedes der Wellenlängenkanäle, die
gegenwärtig
innerhalb des Systems verwendet werden sollen, um Kommunikationsverkehr
zu transportieren, aus irgendwelchen der möglichen mehreren Wellenlängenkanäle, die
von dem System unterstützt
werden, derart, dass die Wellenlängenkanäle, die
in dem System in Verwendung sind, zu einer oder mehreren Gruppen
von verwendeten Wellenlängenkanälen zusammengefasst
werden, und wobei die oder jede der Gruppen sich an einem beliebigen
Teil des WDM-Wellenlängenspektrums
befinden kann.
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Mehrere
zusammengefasste Gruppen sind vorteilhaft, wenn das Kommunikationssystem
eine beträchtliche
Anzahl von Wellenlängenkanälen umfasst,
die in dem System in Verwendung (aktiv) sind, zum Beispiel 1000
aktive Kanäle
oder mehr.
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Das
Verfahren zum Grooming von Wellenlängenkanälen bietet einen oder mehrere
der folgenden Vorteile:
- (a) Die Netzverwaltung
des Systems wird vereinfacht;
- (b) ein Channel Leveling (Kanal-Nivellierung) ist leichter zu
implementieren;
- (c) die Umkonfigurations-Reaktionszeit des Systems wird verbessert,
da die optischen Filter des Systems nur über einen vergleichsweise kleineren
Wellenlängenbereich
abgestimmt werden müssen;
- (d) abstimmbare Laser innerhalb des Systems können schneller
neu abgestimmt werden; und
- (e) ein Kanalschutz ist leichter zu implementieren.
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Zusammenfassung
(Consolidation) ist im Kontext der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum
Komprimieren der aktiven Wellenlängenkanäle (d. h.
der Wellenlängenkanäle, die
gegenwärtig
verwendet werden, um Kommunikationsverkehr zu transportieren), welche über einen
relativ breiten Teil des WDM-Wellenlängenspektrums
verteilt sein könnten,
zu einem relativ kompakten Teil des Spektrums. Außerdem kann
eine Zusammenfassung der aktiven Wellenlängenkanäle auf mehrere verschiedene
Weisen erreicht werden.
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In
einem Beispiel werden die aktiven Kanäle, die verwendet werden sollen,
derart zugewiesen, dass sie zu Gruppen zusammengefasst werden, welche
sich an einem oder an beiden Enden des WDM-Wellenlängenspektrums
befinden. Eine solche Zusammenfassung ist vorteilhaft, weil sie
einfacher zu verwalten und praktisch ist, wenn Protection Switching
(Schutzumschaltung) implementiert wird. Als ein erstes Beispiel
werden die Kanäle
zusammengefasst, indem die zu verwendenden Wellenlängenkanäle derart
zugewiesen werden, dass sie zu einer Gruppe zusammengefasst werden,
die mit dem Wellenlängenkanal
beginnt, der die kürzeste
mittlere Wellenlänge
aufweist. Als ein zweites Beispiel werden die Kanäle zusammengefasst,
indem die zu verwendenden Wellenlängenkanäle derart zugewiesen werden,
dass sie zu einer Gruppe zusammengefasst werden, die mit dem Wellenlängenkanal
beginnt, der die längste
mittlere Wellenlänge
aufweist.
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Vorzugsweise
umfasst das Verfahren das Zuweisen der zu verwendenden Wellenlängenkanäle, derart,
dass eine der zusammengefassten Gruppen an einem mittleren Bereich
des WDM-Wellenlängenspektrums
zusammengefasst ist. Eine solche Gruppierung in der Mitte hat zur
Folge, dass sich die aktiven Kanäle
in der Nähe
eines Ansprechbereiches optimaler Wellenlänge von solchen Systemkomponenten
wie etwa erbiumdotierten faseroptischen Verstärkern und Filtern befinden.
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Vorzugsweise
umfasst das Verfahren das Zuweisen der zu verwendenden Wellenlängenkanäle, derart,
dass die eine oder die mehreren zusammengefassten Gruppen Wellenlängenkanäle umfassen,
die mittlere Wellenlängen
aufweisen, welche benachbarte Wellenlängen sind.
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Stattdessen
ist es in manchen Situationen vorteilhaft, zum Beispiel um ein potentielles
Nebensprechen zwischen Wellenlängenkanälen zu reduzieren,
die zu verwendenden Wellenlängenkanäle so zuzuweisen,
dass die Kanäle
auf eine verschachtelte Art und Weise zusammengefasst werden.
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Um
eine erhöhte
Zuverlässigkeit
der Kommunikation zu gewährleisten,
ist es wünschenswert, dass
das faseroptische Leitmittel mehrere optische Fasern umfasst, die
so konfiguriert sind, dass Protection Switching (Schutzumschaltung)
implementiert wird, um einen alternativen Übertragungsweg zur Verfügung zu
stellen, wenn ein Ausfall einer oder mehrerer Fasern auftritt.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Kommunikationssystem mit
Wellenlängenmultiplex
bereitgestellt, in dem Wellenlängenkanäle benutzt
werden, um Kommunikationsverkehr zu transportieren, wobei die Wellenlängenkanäle gemäß dem obigen
Verfahren zusammengefasst sind.
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Im
Folgenden werden Ausführungsformen der
Erfindung beschrieben, die nur Beispielcharakter haben, wobei auf
die folgenden Schemata Bezug genommen wird, wobei:
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1 eine
Prinzipskizze eines herkömmlichen
optischen Kommunikationssystems ist, das mehrere Systemknoten umfasst,
die durch faseroptische Wellenleiter in einer Ringformation miteinander verbunden
sind und von einem Netzmanagementsystem steuerbar sind;
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2 eine
Darstellung von Komponenten ist, die in jedem der Knoten enthalten
ist;
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3 ein
Beispiel einer herkömmlichen
nicht zusammengefassten Kanalzuweisung innerhalb des in 1 dargestellten
Systems ist;
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4 eine
erste Darstellung einer zusammengefassten Kanalzuweisung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren
ist;
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5 eine
zweite Darstellung einer zusammengefassten Kanalzuweisung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren
ist;
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6 eine
dritte Darstellung einer zusammengefassten Kanalzuweisung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren
ist;
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7 eine
vierte Darstellung einer zusammengefassten Kanalzuweisung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren
ist;
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8 eine
Darstellung von zwei faseroptischen Wellenleitern zum Sicherstellen
einer erstklassigen Qualität
der Übertragungszuverlässigkeit
in dem System von 1 ist; und
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9 eine
Darstellung der Zuweisung von Arbeits- und Schutzkanälen in den
zwei Wellenleitern in 8 ist.
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In 1 ist
ein herkömmliches
optisches Kommunikationssystem dargestellt, das allgemein mit 10 bezeichnet
ist. Das System 10 umfasst eine Ringformation, die einen
ersten, zweiten, dritten und vierten Knoten aufweist, die mit 20a, 20b, 20c bzw. 20d bezeichnet
sind; die Knoten 20 sind miteinander identisch, was ihre
Bestandteile anbelangt. Außerdem
sind die Knoten 20a, 20b, 20c, 20d durch
zugehörige
faseroptische Wellenleiter 30a, 30b, 30c, 30d wie
dargestellt verbunden. Ferner weist das System 10 ein Netzmanagementsystem
(Network Management System, NMS) 40 auf, welches vier Ausgänge umfasst,
wobei jeder Ausgang mit seinem jeweiligen Knoten 20 verbunden
ist, um den Betrieb des Knotens zu steuern.
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In
Betrieb übertragen
die Knoten 20 Informationen als WDM-Strahlung durch die Wellenleiter 30 um
die Ringformation herum; die Knoten 20 sind so konfiguriert,
dass sie Kommunikationsverkehr empfangen (E1 bis E8) und Kommunikationsverkehr
aussenden (F1 bis F8) und den Verkehr durch die Wellenleiter 30 um
das System 10 herum transportieren können, entsprechend der Lenkung
durch das NMS 40.
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Im
Folgenden werden die Bestandteile, die in jedem Knoten 20 enthalten
sind, und deren Verbindung untereinander unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
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Jeder
Knoten 20 umfasst einen optischen Eingangsport 21,
einen optischen Ausgangsport 22, eine Reihe von elektrischen
Eingangsports E1 bis E8 und eine Reihe von elektrischen Ausgangsports
F1 bis F8. Der Port P1 ist mit einem optischen Eingangsport eines
Eingangskopplers 100 verbunden. Ein erster Ausgangsport
des Eingangskopplers 100 ist mit einem Eingangsport einer
ersten Kanalsteuereinheit (Channel Control Unit, CCU1) 110 verbunden,
und ein zweiter Ausgangsport des Kopplers 100 ist mit einem
Eingangsport einer zweiten Kanalsteuereinheit (CCU2) 120 verbunden.
Die CCU2 umfasst einen Ausgangsport, welcher mit einem optischen
Eingangsport einer optischen Demultiplexer- und Detektoreinheit 130 verbunden
ist. Die Detektoreinheit 130 beinhaltet acht elektrische
Ausgänge,
welche die Ausgangsports F1 bis F8 bilden. Ein optischer Ausgangsport
der CCU1 ist mit einem ersten optischen Eingangsport eines Ausgangskopplers 140 verbunden.
Ein zweiter optischer Eingangsport des Ausgangskopplers 140 ist
mit einem optischen Ausgangsport einer dritten Kanalsteuereinheit
(CCU3) 150 verbunden. Ein optischer Ausgangsport des Ausgangskopplers 140 entspricht
dem optischen Ausgangsport 22. Die CCU3 umfasst einen optischen
Eingangsport, welcher mit einem optischen Ausgangsport eines abstimmbaren
Laser-Arrays und einer zugehörigen
Multiplexereinheit 160 verbunden ist. Der Multiplexer 160 weist
acht elektrische Eingänge
auf, die den Eingangsports E1 bis E8 entsprechen.
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Die
CCU1, CCU2, CCU3 umfassen jeweils optische Komponenten zum Filtern
eingehender optischer Strahlung, die an ihnen empfangen wird, zu räumlich getrennten
Raylets ("Strählchen"), wobei jedes Raylet
einem zugehörigen
Kanal entspricht. Jede CCU umfasst außerdem ein Array von Flüssigkristallelementen,
wobei jedes Element einem entsprechenden Raylet und folglich einem
entsprechenden Kanal zugeordnet ist. Die Elemente sind von dem NMS 40 einzeln
steuerbar, zum Zwecke der Steuerung der Übertragung durch die Elemente
hindurch und daher auch der Reflexion von ihnen. Die Strahlung,
die durch das Array hindurch übertragen wird,
wird rekombiniert, um die Ausgangsstrahlung zur Verfügung zu
stellen.
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Die
Funktionsweise des Knotens 20 wird nun unter Bezugnahme
auf 2 beschrieben.
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WDM-modulierte
optische Strahlung breitet sich zum Eingangsport P1 aus, und von
dort in den optischen Eingangskoppler 100, welcher einen
Teil der Strahlung mit der CCU1 koppelt. Die CCU1 überträgt im Wesentlichen
sämtliche
Kanäle,
die in der Strahlung vorhanden sind, außer einem oder mehreren ausgewählten Kanälen, bezüglich der
das NMS 40 der CCU1 die Anweisung erteilt, sie zu reflektieren.
Die CCU1 reflektiert Strahlungskomponenten, die den ausgewählten Kanälen entsprechen,
zurück zum
Eingangskoppler 100 und durch diesen hindurch zur CCU2.
Die CCU2 wird durch das NMS 40 so programmiert, dass sie
die Komponenten zu der Detektoreinheit 130 sendet. Abstimmbare
Filter innerhalb der Detektoreinheit 130 isolieren die
an der Einheit 130 empfangenen Strahlungskomponenten einzeln und
lenken diese Komponenten zu jeweiligen optischen Strahlungsdetektoren
zum Erzeugen entsprechender elektrischer Signale an diesen, wobei
jeder Detektor mit seinem entsprechenden elektrischen Ausgangsport
F verknüpft
ist.
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Strahlungskomponenten,
die durch die CCU1 hindurch übertragen
werden, breiten sich zu dem Ausgangskoppler 140 aus, durch
den hindurch sie zu dem optischen Ausgangsport P2 übertragen werden.
Elektrische Eingangssignale, die an den Ports E1 bis E8 empfangen
werden, werden unter der Steuerung des NMS 40 mit einem
Array von acht abstimmbaren Lasern gekoppelt. um einen oder mehrere
der Laser zu modulieren. Die optischen Ausgänge von den Lasern werden gemultiplext,
um eine zusammengesetzte Strahlung zu liefern, welche zu dem Eingangsport
der CCU3 ausgegeben wird. Die CCU3 überträgt Strahlungskomponenten in
der zusammengesetzten Strahlung entsprechend den Kanälen, bezüglich der
die CCU3 von dem NMS angewiesen worden ist, sie zu übertragen.
Die Ausgangsstrahlung von der CCU3, welche der zusammengesetzten
Strahlung entspricht, breitet sich zu dem Ausgangskoppler 140 aus,
welcher die Ausgangsstrahlung mit dem optischen Ausgangsport P2
koppelt.
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Aus
dem oben Gesagten ist ersichtlich, dass das NMS 40 eine
erhebliche Flexibilität
bezüglich dessen
aufweist, wie es verfügbare
Kanäle
innerhalb des Systems 10 zuweist, um den eingehenden und ausgehenden
Kommunikationsverkehr von den Knoten 20 zu bewältigen.
In modulierter Strahlung, die entlang der faseroptischen Wellenleiter 30 transportiert
wird, können
zum Beispiel bis zu 32 Kanäle
mit einem Wellenlängenabstand
der Kanäle
von 0,8 nm untergebracht werden, wobei jeder Kanal in der Lage ist,
serielle Daten mit einer Rate von zum Beispiel 2,5 Gbit/s zu transportieren.
Es ist außerdem
klar, dass zukünftige
Versionen des Systems 10 in der Lage sein werden, 1000
Kanäle
oder mehr zu bewältigen, wobei
jeder Kanal so aufrüstbar
ist, dass eine Datenrate von 10 Gbit/s ermöglicht wird.
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Die
Funktionsweise des Systems 10 wird nun unter Bezugnahme
auf die 1 bis 3 für eine beispielhafte
Situation näher
beschrieben, in der das NMS 40 eine nicht zusammengefasste
Verteilung von Kanälen
für die
Knoten zuweist.
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In 3 stellt
ein mit 200 bezeichnetes Diagramm 32 Kanäle dar,
welche in dem System 10 untergebracht werden können. Die
Kanäle
sind jeweils um eine entsprechende Wellenlänge herum zentriert, zum Beispiel
ist Kanal 1 um eine mittlere Wellenlänge λ1 herum
zentriert, Kanal 2 ist um eine mittlere Wellenlänge λ2 herum
zentriert, und so weiter. Die mittleren Wellenlängen λ1 bis λ32 sind
bezüglich
der Frequenz mit einem Wellenlängenabstand
von 0,8 nm angeordnet. Außerdem
sind die Kanäle
so angeordnet, dass ihre Seitenbänder
sich in der Frequenz nicht überlappen.
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Ein
in 3 mit 210 bezeichnetes Diagramm entspricht
dem Strahlungsausgang vom Port P2 des ersten Knotens 20a.
Das NMS 40 weist den ersten Knoten 20a an, Kommunikationsverkehr,
der an zwei der Eingangsports E1 bis E8 empfangen wird, auf die Kanäle 1 und
2 zu modulieren, die bei Wellenlängen λ1 bzw. λ2 zentriert
sind, und Strahlungskomponenten dieser zwei Kanäle auszugeben, wie im Diagramm 210 dargestellt.
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Der
Strahlungsausgang vom ersten Knoten 20a wird am Port P1
des zweiten Knotens 20b empfangen. Der zweite Knoten 20b wird
vom NMS 40 angewiesen, die Kanäle 1 und 2 zu übertragen.
Außerdem
wird der zweite Knoten 20b auch angewiesen, Kommunikationsverkehr
hinzuzufügen,
der an seinen Ports E1 bis E8 empfangen wird, und diesen auf die
Kanäle
6 und 7 zu modulieren und diese zum Strahlungsausgang vom Port 22 des
zweiten Knotens 20b hinzuzufügen. Ein in 3 mit 220 bezeichnetes
Diagramm entspricht dem Strahlungsausgang am Port 22 des
zweiten Knotens 20b. Die Strahlung breitet sich entlang
des faseroptischen Wellenleiters 30b zu dem optischen Eingangsport
des dritten Knotens 20c aus.
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Das
NMS 40 weist den dritten Knoten 20c an, die Kanäle 2 und
7 am dritten Knoten abzuzweigen und den Kommunikationsverkehr dieser
Kanäle an
einem oder mehreren der Ports F1 bis F8 des dritten Knotens 20c auszugeben.
Außerdem
weist das NMS 40 den dritten Knoten 20c auch an,
Verkehr, der an ihm empfangen wird, auf die Kanäle 20 und 21 zu modulieren.
Da die Kanäle
2 und 7 am dritten Knoten 20c abgezweigt werden, werden
Strahlungskomponenten, die diesen Kanälen entsprechen, nicht weiter zum
Ausgangsport P2 des Knotens 20c übertragen. Daher werden vom
dritten Knoten 20c Strahlungskomponenten ausgegeben, die
den Kanälen
1, 6, 20 und 21 entsprechen, wie in dem in 3 mit 230 bezeichneten
Diagramm dargestellt ist.
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Der
Strahlungsausgang vom dritten Knoten 20c in den faseroptischen
Wellenleiter 30c breitet sich zum Eingang P1 des vierten
Knotens 20d aus, an dem die Strahlung empfangen wird. Das
NMS 40 weist den vierten Knoten 20d an, die Kanäle 6 und
20 abzuzweigen und ihren Kommunikationsverkehr an einem oder mehreren
der Ports F1 bis F8 des Knotens 20d auszugeben. Außerdem weist
das NMS 40 den vierten Knoten 20d an, Verkehr,
der an seinen Eingangsports E1 bis E8 empfangen wird, auf den Kanal
16 zu modulieren und eine diesem Kanal entsprechende Strahlungskomponente
der Ausgangsstrahlung hinzuzufügen,
die in den faseroptischen Wellenleiter 30d eingeleitet
wird. Folglich überträgt der vierte
Knoten 20d ihn durchlaufende Strahlungskomponenten, die
den Kanälen
1, 21 entsprechen, und fügt
außerdem
die dem Kanal 16 entsprechende Strahlungskomponente hinzu. Ein in 3 mit 240 bezeichnetes
Diagramm beinhaltet eine Darstellung der Strahlungskomponenten,
die von dem vierten Knoten 20d zu dem ersten Knoten 20a der
Ringformation hin ausgegeben werden.
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Aus 3 ist
ersichtlich, dass das NMS 40 eine Verteilung von Kanälen wählt, welche
im Wesentlichen eine zufällige
Verteilung auf den 32 Kanälen
ist, die innerhalb des Systems 10 verfügbar sind. Der Erfinder war
der Ansicht, dass eine solche im Wesentlichen zufällige Verteilung
für die
Funktionsweise des Gesamtsystems 10 schädlich ist. Tatsächlich ist
der Erfinder zu der Ansicht gelangt, dass durch ein Zusammenfassen
aktiver Kanäle
innerhalb des Systems 10 erhebliche Vorteile erzielbar
sind. Einige Beispiele einer Zusammenfassung werden nun erläutert.
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Die
Zusammenfassung (Consolidation) von Kanälen, nämlich die Konzentration von
Kanälen
hinsichtlich der Wellenlänge
und folglich hinsichtlich der Frequenz, könnte einem Durchschnittsfachmann
als nicht wünschenswert
erscheinen. Es wäre
zu erwarten, dass ein Zusammenfassen von Kanälen des Nebensprechen zwischen
Kanälen
und Intermodulationseffekte verstärkt und daher nicht wünschenswert ist.
Außerdem
wäre in
dem Falle, wenn die Wellenleiter 30 einer Interferenz bei
bestimmten Wellenlängen ausgesetzt
sind, zu erwarten, dass ein Verstreuen aktiver Kanäle auf eine
nicht zusammengefasste Weise über
die ganze verfügbare
Bandbreite des Systems das System 10 robuster gegenüber einer solchen
Interferenz macht.
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Der
Erfinder war der Ansicht, dass ein Zusammenfassen aktiver Kanäle eine
Reihe von Vorteilen bietet. Zum Beispiel wird die Komplexität des NMS 40 beträchtlich
vereinfacht, besonders im Hinblick auf seine Betriebssoftware. Außerdem wird
das Channel Leveling (Kanal-Nivellierung), das in den Knoten 20 durchgeführt wird,
vereinfacht, da die Kanäle
zu Gruppen zusammengefasst sind und sich daher in einem bestimmten
Teil des in 3 dargestellten Strahlungsspektrums
befinden; ein Channel Leveling beinhaltet eine aktive Einstellung
der Strahlungsleistung jedes Kanals, um die Leistungen aneinander
anzupassen, um Effekte eines "Power
Hogging" in Systemkomponenten
wie etwa erbiumdotierten faseroptischen Verstärkern (Erbium Doped Fibre Optical
Amplifiers, EDFAs) zu umgehen. Ferner müssen die abstimmbaren Filter
innerhalb der Knoten 20 eine Neuabstimmung über einen
vergleichsweise kleineren Bereich vornehmen, wodurch sie für eine schnellere
Umkonfigurations-Reaktion
des Systems 10 sorgen. Außerdem müssen die abstimmbaren Laser
innerhalb der Knoten 20 eine Abstimmung über einen
nominell kleineren Bereich vornehmen, was eben falls die Reaktionszeit
der Knoten verbessert, wenn sie umkonfiguriert werden, zum Beispiel
wenn die Laser thermisch abgestimmt werden; Laser, die über einen
weiteren Bereich abstimmbar sind, neigen dazu, weniger leistungsstark
zu sein als Laser, die dazu bestimmt sind, über einem stärker begrenzten Bereich
von Wellenlängen
zu arbeiten. Schließlich lässt sich
ein Kanalschutz ebenfalls einfacher organisieren und verwalten,
wenn die Kanäle
zusammengefasst sind.
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Als
ein erstes Beispiel würde
ein Zusammenfassen von Wellenlängen
gemäß der Erfindung,
beginnend bei Kanal 1, erfordern, dass:
- (a)
der erste Knoten 20a die Kanäle 1 und 2 über seine CCU3 und seinen Ausgangskoppler 140 mit einem
Leistungspegel Pc pro Kanal hinzufügt;
- (b) der zweite Knoten 20b die Kanäle 3 und 4 über seine CCU3 und seinen Ausgangskoppler 140 hinzufügt und die
Kanäle
1 und 2 über
seine CCU1 und seinen Ausgangskoppler 140 überträgt;
- (c) der dritte Knoten 20c die Kanäle 5 und 6 über seine CCU3 und seinen Ausgangskoppler 140 hinzufügt, die
Kanäle
2 und 4 abzweigt und die Kanäle
1 und 3 über
seine CCU1 und seinen Ausgangskoppler 140 überträgt; und
- (d) der vierte Knoten 20d den Kanal 7 über seine CCU3
und seinen Ausgangskoppler 140 hinzufügt, die Kanäle 3 und 5 abzweigt und die
Kanäle 1
und 6 über
seine CCU1 und seinen Ausgangskoppler 140 überträgt.
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Durch
eine solche Zusammenfassung werden nur die Kanäle 1 bis 7 in dem System 10 verwendet,
während
die Kanäle
8 bis 32 ungenutzt bleiben. Eine solche Zuweisung von Kanälen ist
in 4 dargestellt.
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In
dem Beispiel von 4 werden aktive Kanäle in einer
fortlaufenden Vorwärts-Reihenfolge
zusammengefasst, beginnend bei Kanal 1. Andere Typen einer Zusammenfassung
gemäß der Erfindung sind
ebenfalls möglich.
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Als
ein zweites Beispiel können
aktive Kanäle
gemäß der Erfindung
in einer fortlaufenden Rückwärts-Reihenfolge
zusammengefasst werden, beginnend bei Kanal 32, nämlich dem
Kanal mit der höchsten
Nummer.
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Ein
Zusammenfassen von Wellenlängen,
beginnend mit Kanal 32, würde erfordern, dass:
- (a) der erste Knoten 20a die Kanäle 31 und
32 hinzufügt;
- (b) der zweite Knoten 20b die Kanäle 29 und 30 hinzufügt und die
Kanäle
31 und 32 überträgt;
- (c) der dritte Knoten 20c die Kanäle 27 und 28 hinzufügt, die
Kanäle
29 und 31 abzweigt und die Kanäle
32 und 30 überträgt; und
- (d) der vierte Knoten 20d den Kanal 26 hinzufügt, die
Kanäle
28 und 30 abzweigt und die Kanäle
32 und 27 überträgt.
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Durch
eine solche Zusammenfassung werden nur die Kanäle 26 bis 32 in dem System 10 verwendet,
während
die Kanäle
1 bis 26 ungenutzt bleiben. Eine solche Zuweisung von Kanälen ist
in 5 dargestellt.
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Als
ein drittes Beispiel können
aktive Kanäle gemäß der Erfindung
in einer Reihenfolge zusammengefasst werden, die mit Kanal 16 beginnt,
nämlich
einem Kanal mit einer mittleren Nummer. Ein Zusammenfassen von Wellenlängen beginnend
mit Kanal 16 würde
erfordern, dass:
- (a) der erste Knoten 20a die
Kanäle
16 und 17 hinzufügt;
- (b) der zweite Knoten 20b die Kanäle 14 und 15 hinzufügt und die
Kanäle
16 und 15 überträgt;
- (c) der dritte Knoten 20c die Kanäle 12 und 13 hinzufügt, die
Kanäle
14 und 16 abzweigt und die Kanäle
15 und 17 überträgt; und
- (d) der vierte Knoten 20d den Kanal 18 hinzufügt, die
Kanäle
13 und 15 abzweigt und die Kanäle
17 und 12 überträgt.
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Durch
eine solche Zusammenfassung werden nur die Kanäle 12 bis 18 in dem System 10 verwendet,
während
die Kanäle
1 bis 11 und 19 bis 32 ungenutzt bleiben. Eine solche Zuweisung
von Kanälen
ist in 6 dargestellt.
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Als
ein viertes Beispiel können
aktive Kanäle auf
eine verschachtelte Art und Weise zusammengefasst werden, beginnend
bei Kanal 1. Eine verschachtelte Zusammenfassung, beginnend mit
Kanal 1, würde
erfordern, dass:
- (a) der erste Knoten 20a die
Kanäle
1 und 4 hinzufügt;
- (b) der zweite Knoten 20b die Kanäle 2 und 5 hinzufügt und die
Kanäle
1 und 4 überträgt;
- (c) der dritte Knoten 20c die Kanäle 3 und 6 hinzufügt, die
Kanäle
4 und 5 abzweigt und die Kanäle
1 und 2 überträgt; und
- (d) der vierte Knoten 20d den Kanal 7 hinzufügt, die
Kanäle
2 und 6 abzweigt und die Kanäle
1 und 3 überträgt.
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Eine
solche Zuweisung von Kanälen
ist in 7 dargestellt.
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Es
ist ferner klar, dass das System 10 durch geeignete Wahl
von optischen Komponenten in den Knoten 20 so erweitert
werden kann, dass es 1000 Kanäle
oder mehr aufnehmen kann. In einem solchen erweiterten System können Kanäle gleichzeitig in
verschiedenen Bereichen des Spektrums zusammengefasst werden, zum
Beispiel bei den niedrigsten Kanalnummern, bei mittleren Kanalnummern
und bei hohen Kanalnummern. Außerdem
kann, falls erforderlich, die Kanalzuweisung bei den niedrigsten Kanalnummern
und/oder den mittleren Kanalnummern und/oder den höchsten Kanalnummern
verschachtelt werden. Ferner ist klar, dass beim Zusammenfassen
Kanäle,
welche an einem früheren
Knoten in der Ringformation abgezweigt werden, an einem späteren Knoten
in der Formation ohne Weiteres wiederverwendet werden können, wodurch
die Kanäle
weiter zusammengefasst werden.
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Als
ein Beispiel für
eine kompakte verschachtelte Zusammenfassung:
- (a)
fügt der
erste Knoten 20a die Kanäle 1 und 2 hinzu und zweigt
den Kanal 4 ab;
- (b) fügt
der zweite Knoten 20b die Kanäle 3 und 4 hinzu und überträgt die Kanäle 1 und
2;
- (c) fügt
der dritte Knoten 20c die Kanäle 5 und 6 hinzu, zweigt die
Kanäle
2 und 4 ab und überträgt die Kanäle 1 und
3;
- (d) fügt
der vierte Knoten 20d den Kanal 4 hinzu, zweigt die Kanäle 3 und
5 ab und überträgt die Kanäle 1 und
6.
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Durch
eine solche Zusammenfassung werden nur die Kanäle 1 bis 6 in dem System 10 verwendet,
während
die Kanäle
7 bis 32 ungenutzt bleiben.
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Es
ist klar, dass das System 10 nur ein Beispiel eines Kommunikationssystems
ist, in welchem die vorliegende Erfindung implementiert werden kann.
Sie ist ebenso in Systemen anwendbar, welche mehrere Ringformationen,
Maschenformationen oder lineare Formationen umfassen, und auch in Systemen,
die eine Mischung dieser Formationen umfassen.
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Die
Erfindung ist insbesondere geeignet, wenn ein erstklassiger Kommunikationsdienst
benötigt
wird. In 8 sind der erste und der zweite
Knoten 20a, 20b des Systems 10 als durch
einen ersten und einen zweiten Wellenleiter 300, 310 verbunden dargestellt.
Die Wellenleiter 300, 310 funktio nieren im Tandembetrieb,
um Strahlung von dem ersten Knoten 20a zu dem zweiten Knoten 20b zu
transportieren. Die zwei Wellenleiter 300, 310 werden
vorzugsweise durch getrennte Kanäle
verlegt, so dass nicht beide Wellenleiter gleichzeitig unterbrochen
werden, falls einer der Kanäle
zum Beispiel durch Feuer beschädigt
wird.
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Der
erste Knoten 20a ist so modifiziert, dass er Strahlung
zu den zwei Fasern 300, 310 aussendet, und der
zweite Knoten 20b ist entsprechend so beschaffen, dass
er Strahlung von den Fasern 300, 310 empfangen
kann. Die optischen Treiber und Empfänger an den zwei Knoten 20a, 20b sind
so konfiguriert, dass sie bis zu 32 Kanäle in jeder der Fasern 300, 310 aufnehmen
können.
Die Knoten 20a, 20b sind so gestaltet, dass sie
bis zu 32 Arbeitskanäle
mit Kommunikationsverkehr zueinander übertragen können, wobei die Arbeitskanäle 1 bis
16 in Faserkanälen
1 bis 16 der ersten Faser 300 transportiert werden und die
Arbeitskanäle
17 bis 32 in Faserkanälen
1 bis 16 der zweiten Faser 310 transportiert werden. Außerdem sind
Schutzkanäle
vorgesehen, welche aufgerufen werden können, falls eine der Fasern 300, 310 unterbrochen
oder auf andere Weise funktionsunfähig wird. Die Kanäle 17 bis
32 der ersten Faser 300 werden verwendet, um Schutzkanäle für die Arbeitskanäle 17 bis
32 zur Verfügung
zu stellen, die normalerweise entlang der zweiten Faser 310 transportiert werden.
Ebenso werden die Kanäle
17 bis 32 der zweiten Faser 310 verwendet, um Schutzkanäle für die Arbeitskanäle 1 bis
16 zur Verfügung
zu stellen, die normalerweise entlang der ersten Faser 300 transportiert
werden.
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Die
Faserkanäle
der zwei Fasern 300, 310 werden vorzugsweise auf
eine zusammengefasste Art und Weise gemäß der Erfindung zugewiesen. Wenn
zum Beispiel Arbeitskanäle
zugewiesen werden, um Verkehr zu transportieren, wird zuerst der Arbeitskanal
1 verwendet, der Arbeitskanal 2 wird verwendet, wenn zusätzlicher
Verkehr zu transportieren ist, und so weiter. Stattdessen oder zusätzlich kann
auch eine verschachtelte Vorgehensweise bei der Zusammenfassung
zur Anwendung kommen.
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Eine
Zusammenfassung erleichtert erheblich die Schutzaufgabe, die von
dem NMS 40 in dem Falle erfüllt wird, wenn eine der Fasern 300, 310 unterbrochen
oder auf andere Weise funktionsunfähig wird. Dagegen wäre, wenn
Informationen auf eine im Wesentlichen zufällige Weise über die
Faserkanäle verteilt
wären,
das Vornehmen einer Kanalumschaltung im Falle eines Faserbruches äußerst kompliziert und
manchmal für
das NMS 40 undurchführbar.
In zukünftigen
Systemen, in denen 1000 oder mehr Kanäle verwendet werden können, wird
ein Abbilden von Arbeits- auf Schutzkanäle sogar noch komplizierter
und verlangsamt potentiell die Reaktionszeit bei einer Systemwiederherstellung
im Falle eines Ausfalls einer Faser, sofern nicht eine Kanalzusammenfassung
und dadurch ein optisches Grooming gemäß der Erfindung angewendet
wird.
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Es
ist klar, dass Modifikationen an dem erfindungsgemäßen Verfahren
vorgenommen werden können,
ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Ebenso ist klar, dass
das beschriebene System 10 nur ein Beispiel eines Kommunikationssystems ist,
in dem die Erfindung angewendet werden kann; die Erfindung ist auch
in Kommunikationssystemen mit anderer Konfiguration anwendbar.