DE69635054T2

DE69635054T2 - Signalleitschaltung für lichtwellenleiternetze

Info

Publication number: DE69635054T2
Application number: DE69635054T
Authority: DE
Inventors: Peter Kevan Totnes JONES; James Simon Bromley KENDRICK
Original assignee: Alcatel SA
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 1995-08-04
Filing date: 1996-08-02
Publication date: 2006-06-01
Anticipated expiration: 2016-08-03
Also published as: ATE301892T1; DE69635054D1; CN1197562A; WO1997006617A1; EP0842576B1; CA2225468A1; US6281998B1; JPH11513206A; EP0842576A1; JP3888471B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Geräte und Verfahren für das Signal-Routing in Glasfasernetzen, und insbesondere auf die Nutzung von Switching-Verfahren in einer Verzweigungseinheit eines Glasfasernetzes. Dieses Switching-Verfahren ist speziell auf den Einsatz in einem Add/Drop-Multiplexer bzw. zum Weiterleiten von Signalen an diesen Add/Drop-Multiplexer ausgerichtet. Als weiterführende Variante bezieht sich die Erfindung auf einen Add/Drop-Multiplexer mit Switching-Komponenten und auf eine Verzweigungseinheit für Glasfasernetze mit Switching-Komponenten oder mit einem Add/Drop-Multiplexer, der, wie oben beschrieben, mit Switching-Komponenten verbunden ist. Die Erfindung bezieht sich außerdem auf schaltbare Wellenlängen-Routingelemente.
Gemäß den Ausführungen in der Internationalen Patentanmeldung mit der Bezeichnung „Add/Drop-Multiplexer", die der Antragsteller zum gleichen Datum eingereicht hat und auf deren Inhalt in vorliegender Erfindung Bezug genommen wird, kann ein prinzipiell passives Verzweigungselement für Glasfaserkomponenten konfiguriert werden. In 1A ist eine entsprechende Schemazeichnung mit einem Verzweigungselement 105 dargestellt, das eine erste Verzweigung 101 umfasst, die der Übertragung von Signalen an und von einem ersten Teil einer Glasfaser-Verbindungsleitung dient, eine zweite Verzweigung 102 zur Übertragung von Signalen an und von einem zweiten Teil einer Glasfaser-Verbindungsleitung sowie einer dritten Verzweigung 103 zur Übertragung von Signalen an und von einer Verteilerstation. In der Abbildung sind die Verzweigungen 101, 102 und 103 zur vereinfachten Illustration jeweils als einzelne Faser dargestellt, diese Verzweigungen 101, 102 und 103 können jedoch jeweils mehrere Fasern umfassen. Die Verzweigungen 101 und 102 beinhalten in der Regel mindestens zwei Fasern: Mindestens eine Faser zur Übertragung des Datenverkehrs in eine Richtung, und zumindest eine weitere Faser zur Übertragung des Datenverkehrs in die entgegen gesetzte Richtung. Das System steuert das Routing von Signalen auf speziellen Trägerwellenlängen und leitet sie ab dem Verzweigungselement entsprechend ihrer jeweiligen Wellenlänge weiter. Beispielsweise können die an der Verzweigung 101 eingehenden Signale an die Verzweigung 102 weitergeleitet werden, es sei denn, sie werden auf der Trägerwellenlänge λ₁ übertragen, dann erfolgt eine Umleitung zur Verzweigung 103. Neue Signale λ₁' auf der gleichen Trägerwellenlänge werden von der Verteilerstation über die Verzweigung 103 dem Verzweigungselement zugeleitet, die Weiterleitung ab dem Verzweigungselement erfolgt über die Verzweigung 102. Gleichzeitig werden die Signale, die über die Verzweigung 102 an das Verzweigungselement übertragen werden, über die Verzweigung 101 ausgeleitet, es sei denn, es wird eine andere Trägerwellenlänge λ₂ genutzt, auf der die Signale über das Verzweigungselement 103 an die Verteilerstation abgezweigt und durch andere Signale auf der Wellenlänge λ₂' ersetzt werden, die über die Verzweigung 103 dem Verzweigungselement zugeleitet und über die Verzweigung 102 daraus abgeleitet werden.
Das oben genannte passive Verzweigungselement kann mit wichtigen Vorteilen ausgestattet werden: Es kann mit relativ wenig Einzelkomponenten auskommen und so konfiguriert werden, dass es während der gesamten Lebensdauer keiner besonderen Pflege bedarf. Ein solches Verzweigungselement ist für den Einsatz in Unterwasser-Kabelnetzen besonders gut geeignet. Selbst in diesem Bereich wäre es jedoch empfehlenswert, ein Verzweigungselement zu nutzen, das zumindest eine bis zu einem gewissen Grad eingeschränkte Switching-Funktion aufweist. In 1B ist eine solche Möglichkeit dargestellt: Neben der Abzweigung des Signals auf λ₁ von der Verbindungsleitung 101 zur Verteilerstation 103 werden auch Signale auf λ₃ abgezweigt und ab der Verteilerstation 103 durch neue Signale auf der gleichen Wellenlänge ersetzt. Alternativ zur Abzweigung der Signale auf λ₁ können stattdessen Signale auf λ₃ umgeleitet werden. Sofern diese Funktionen zur Verfügung stehen, kann das Netzwerk als Ganzes neu konfiguriert werden (z.B. durch Hinzufügen oder Entfernen von Netz-Verteilerstationen oder auch durch Kapazitätserhöhung des Verteilerknotenpunkts), ohne dass einzelne, bereits vorhandene Verzweigungseinheiten verändert oder ausgetauscht werden müssten.
In den 1C, 1D und 1E sind weitere geeignete Programmoptionen dargestellt, die auf eine Unterbrechung in der Verbindungsleitung oder der Verteilerstation ausgelegt sind. Das bedeutet, diese Optionen sorgen für die Aufrechterhaltung der Datenkommunikation, nachdem eine Unterbrechung eingetreten ist, indem sie den gesamten Datenverkehr an der unterbrochenen Verzweigung vorbeileiten. In 1C ist der Glasfaserverteiler 103 unterbrochen und der gesamte Datenverkehr für diesen Verteiler wird an eine der Verzweigungsleitungen 101 oder 102 geleitet. Daraufhin erfolgt die Weiterleitung an eine vor- oder nachgeschaltete Ersatz-Verzweigungseinheit und Verteilerstation (die Ersatz-Verzweigungseinheit wird beispielsweise modifiziert, indem sie für zusätzliche Add/Drop-Trägerwellenlängen konfiguriert wird, d.h. es erfolgt eine Umschaltung von der Konfiguration gemäß 1A auf die Konfiguration gemäß 1B) und die Übertragung von der Verteilerstation mit Faserunterbrechung an die Ersatz-Verteilerstation mittels eines zwischen den beiden Stationen eingerichteten Hintergrund-Transportnetzes (z.B. einem Landkabel). Der Datenverkehr vom Verteiler wird auf der gleichen Übertragungsstrecke, jedoch in umgekehrter Richtung weitergeleitet. In den 1D und 1E sind Ausführungen dargestellt, die eine Umleitung des gesamten Datenverkehrs als Reaktion auf eine Unterbrechung der Glasfaser-Verbindungsleitung ermöglichen. Alle Signale, die an die unterbrochene Verbindungsleitung 102 gemäß 1D geleitet werden sollten, werden auf den Verteiler 103 abgezweigt und über ein Hintergrund-Transportnetz an einen anderen Verteiler für eine Verzweigungseinheit übertragen (siehe 1E), das bedeutet, sämtliche Signale, die zur Übertragung über die Glasfaser-Verbindungsleitung vorgesehen waren, werden an der Unterbrechung vorbeigeleitet.
In dem Artikel IOOC-95, ThC2-1, Seite 66–67 von C. R. Giles und V. Mizrahi wird eine Versuchsanordnung mit einem einfachen Add/Drop-Multiplexer beschrieben, bei dem die Add/Drop-Wellenlänge veränderbar ist. In 15 ist ein Add/Drop-Multiplexer dieses allgemein gültigen Typs beschrieben. Die Signalstrecke, die zwischen einer ersten optischen Richtungsgabel 901 zur Abzweigung des Signals und einer zweiten optischen Richtungsgabel 902 zur Zuleitung eines Signals verläuft, führt in einen ersten optischen 1 × 2-Schalter 903 und aus einem zweiten optischen 1 × 2-Schalter 904. Die beiden optischen Schalter sind über eine erste Strecke mit einem Bragg-Gitter 905 verbunden, das die Lichtwellen auf λ₁ reflektiert, und außerdem über eine zweite Strecke mit einem Bragg-Gitter 906, das die Lichtwellen auf λ₂ reflektiert, mit dem Ergebnis, dass die Add/Drop-Wellenlänge des Multiplexers zwischen λ₁ und λ₂ umgeschaltet werden kann; die Anschlüsse der Richtungsgabeln sind so konfiguriert, dass nur die Signale der Trägerwellenlängen abgezweigt oder zugeleitet werden, die von dem Bragg-Gitter auf die selektierten Signalstrecken reflektiert werden. In dem genannten Dokument wird jedoch keine komplette Lösung für das Problem der Konstruktion von Umleitmechanismen zur Verwendung in Verzweigungseinheiten von Glasfasernetzen bereitgestellt oder vorgeschlagen, die eine Funktionalität gemäß den 1B bis 1E erreichen würde.
In dem Dokument US-A-4906064 wird ein Schalter beschrieben, der der Trennung von in zwei Quadraturmoden gesendeten Signalen und der Weiterleitung jeder Mode zu einem unterschiedlichen Ausgang dient. Die Konvertierung der Signale von einer Mode zur anderen erfolgt mittels eines Kippschalters, so dass das Routing unterschiedlich polarisierter Signale ausgetauscht wird. Es ist jedoch keine Vorrichtung zur Signalumleitung gemäß der Illustration in den 1B bis 1E aufgeführt.
Folglich besteht die Notwendigkeit, einen einfachen und wirtschaftlichen Switching-Mechanismus zu entwickeln, um die Signalumleitung mit der in den 1B bis 1E dargestellten Funktionalität zu gewährleisten. Allgemein formuliert, ist es erforderlich, ein einfaches und zuverlässiges Switching für die Verzweigungseinheiten in Glasfasernetzen zu entwickeln.
Demzufolge bezieht sich die Erfindung auf eine Verzweigungseinheit für Glasfasernetze, die zur Übertragung von Signalen auf mehreren vorgegebenen Trägerwellenlängen ausgerichtet ist, die über einen oder mehrere Eingänge verfügt, die dem Empfang von Signalen aus zumindest einer Verbindungsleitung des Glasfasernetzes und aus zumindest einer Verteilerleitung zum Zuleiten von Signalen aus zumindest einer Verteilerstation des Glasfasernetzes dient, und über einen oder mehrere Ausgänge zur Weiterleitung von Signalen an zumindest eine Verbindungsleitung des Glasfasernetzes und an zumindest eine Verteilerleitung zum Abzweigen von Signalen an die Verteilerstationen des Glasfasernetzes, sowie über einen Add/Drop-Multiplexer und eine Switching-Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Switching-Vorrichtung dafür ausgelegt ist, das einfache Routing von Eingangs- und Ausgangssignalen zu steuern, sowie ein Alternativ-Routing, bei dem keine Signale an einen oder mehrere Zielausgänge der Verzweigungseinheit geleitet werden, sondern diese Signale, die normalerweise an die genannten Zielausgänge geleitet werden, beim Alternativ-Routing an einen oder mehrere andere Ausgänge der Verzweigungseinheit geleitet werden.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante umfasst die genannte Switching-Vorrichtung ein oder mehrere Switching-Elemente, die einen ersten Zustand aufweisen, währenddessen die Signale direkt durch die jeweiligen Elemente geleitet werden, und einen zweiten Zustand, währenddessen die Signale über eine Schleife umgeleitet werden, die über eine oder mehrere Wellenlängen-Routing-Komponenten verfügt. Zumindest eines der genannten Switching-Elemente kann in dem genannten Add/Drop-Multiplexer angelegt werden: Für zumindest eines der genannten Switching-Elemente kann der Add/Drop-Multiplexer innerhalb der Schleifenstrecke angeordnet werden.
Von Vorteil ist es, wenn die Switching-Vorrichtung ein Vorrouting-Netzwerk umfasst, das zwischen den Ein- und Ausgängen des genannten Add/Drop-Multiplexers und den genannten Ein- und Ausgängen der Verzweigungseinheit angeschlossen ist und der Umleitung der Signale aus einem oder mehreren Ausgängen der Verzweigungseinheit dient. Dabei sollten die ab den jeweiligen Ausgängen der Verzweigungseinheit umgeleiteten Signale nicht über den Add/Drop-Multiplexer geleitet werden. Vorzugsweise verfügt das genannte Vorrouting-Netzwerk über mehrere optische 2 × 2-Schalter, im speziellen Fall über Schmelzfaserknoten mit einem faseroptischen Kopplungselement, das dem Switching der Signale durch Krümmung der Kopplerfasern dient.
Die Patentbeschreibung beinhaltet auch eine Verzweigungseinheit für Glasfasernetze zur Übertragung von Signalen auf mehreren vorgegebenen Trägerwellenlängen, die über einen oder mehrere Eingänge zum Empfang von Signalen über die Fasern des Netzes verfügt, und über einen oder mehrere Ausgänge zur Weiterleitung von Signalen an die Fasern des Netzes, und über einen Add/Drop-Multiplexer zum Routing der Signale zwischen den genannten Ein- und Ausgängen, sowie über eine Switching-Vorrichtung, die eine oder mehrere optische 2 × 2-Schalter umfasst, die zumindest ein Alternativ-Routing zwischen den genannten Ein- und Ausgängen ermöglichen.
Die Patentbeschreibung beinhaltet außerdem ein Wellenlängen-Routing-Element zum Wellenlängenfilter-Multiplexing in einem Glasfasernetz, das über eine lineare Gruppierung von Switching-Segmenten verfügt, die als Signalstrecke zwischen einem Eingang und einem Ausgang des Routing-Elements dienen, und das zudem einen Eingang für ein Steuersignal enthält, wobei jedes der Switching-Segmente wie folgt ausgestattet ist: mit Vorrichtungen zur Umleitung vom Signalen auf einer oder mehreren vorgegebenen Trägerwellenlängen, und mit Vorrichtungen zum Switching der genannten Signalumleitungsvorrichtungen in die oder aus der Signalleitung als Reaktion auf eine Komponente des zu dem genannten Switching-Segment gehörigen Steuersignals, so dass Signale auf selektierten Trägerwellenlängen entsprechend der jeweiligen Komponente des Steuersignals umleitbar sind. Von Vorteil ist es, wenn innerhalb der genannten linearen Gruppierung eine Anzahl N Switching-Segmente zur Verfügung stehen, und die Signalumleitungsvorrichtung für das Switching-Segment Nr. M über ein Bragg-Gitter für eine Trägerwellenlänge λ_M verfügt, damit die Komponenten des Steuersignals selektierbar sind und das Wellenlängen-Routing-Element die Signale auf jeder Trägerwellenlänge λ_M reflektieren oder übertragen kann. In diesem Fall umfasst die Erfindung außerdem einen Wellenlängen-Multifilter sowie einen Add/Drop-Multiplexer, der über ein solches Wellenlängen-Routing-Element verfügt.
Die Patentbeschreibung beinhaltet außerdem ein Wellenlängen-Routing-Element zum Multiplexing differenzierter Wellenlängen in einem Glasfasernetz, das über einen Eingang, einen Ausgang und eine Eingangs-/Ausgangsvorrichtung verfügt, die dem selektiven Routing von Signalen auf gegebenen Wellenlängen dienen, und dies entweder vom Eingang zum Ausgang oder zwischen der Eingangs-/Ausgangsvorrichtung und dem Eingang oder Ausgang, und das außerdem eine Switching-Vorrichtung für die selektive Signalumleitungsvorrichtung zum entsprechenden Routing enthält, wobei die Signalumleitungsvorrichtung so ausgerichtet ist, dass eine Signal-Routingstrecke vom Eingang bis zum Ausgang, unabhängig vom Status der Switching-Vorrichtung, von einer Aktivierung der Switching-Vorrichtung nicht einmal vorübergehend beeinflusst wird.
Die vorhergehend beschriebenen Wellenlängen-Routing-Elemente können in Add/Drop-Multiplexern eingesetzt werden, die dann speziell für die Verwendung in den oben genannte Verzweigungseinheiten anzupassen sind.
Die Patentbeschreibung beinhaltet außerdem ein Wellenlängen-Routing-Element, das über einen Eingang, einen Ausgang und ein Switching-Element verfügt, das einen ersten Zustand aufweist, währenddessen die Signale vom Eingang zum Ausgang direkt durch das Element geleitet werden, und einen zweiten Zustand, währenddessen die Signale über eine Schleife umgeleitet werden, die über eine oder mehrere Wellenlängen-Routing-Komponenten verfügt.
Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren zum Routing von Signalen auf mehreren vorgegebenen Trägerwellenlängen zwischen verschiedenen Stationen eines Glasfasernetzes, es beinhaltet die Weiterleitung der genannten Signale in Verzweigungseinheiten, die sowohl über einen passiven Add/Drop-Multiplexer verfügen, der einem vorgegebenen Routing der Signale entsprechend ihrer Trägerwellenlänge dient, als auch über ein Switching-Netzwerk, dass das Routing der Signale innerhalb der genannten Verzweigungseinheiten steuert und auf eine oder mehrere vorgegebene Trägerwellenlängen abgestimmt werden kann.
Eine spezielle Anpassung dieses Verfahrens besteht darin, dass die genannte Verzweigungseinheit über eine Signalstrecke zur Weiterleitung der Signale im Glasfasernetz verfügt, die von einer Aktivierung eines Switching-Elements innerhalb eines der genannten Add/Drop-Multiplexer nicht beeinträchtigt und auch nicht vorübergehend beeinflusst wird.
Einige der vorher genannten Aspekte der Erfindung werden in der vorliegenden Patentbeschreibung nicht mehr als Anspruch definiert, da sie bei der Internationalen Prüfbehörde zur Beurteilung eingereicht wurden, sie gehören jedoch zum Inhalt der Teilanmeldung zur Bearbeitung durch die regionale Behörde.
Nachfolgend sind spezielle Ausführungsvarianten der Erfindung beschrieben, diese haben Beispielcharakter und nehmen Bezug auf die beigefügten Pläne, die wie folgt strukturiert sind:
In den 1A bis 1E sind verschiedene vorteilhafte Routing-Konfigurationen für eine exemplarische Verzweigungseinheit in Glasfasernetzen dargestellt;
In den 2A und 2B sind Ausführungsvarianten für Switching-Elemente in Verzweigungseinheiten gemäß den Ausführungsvarianten der Erfindung dargestellt;
In 3 ist ein Add/Drop-Multiplexer zur Verwendung in Verzweigungseinheiten gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung dargestellt;
In 4 ist ein Add/Drop-Multiplexer zur Verwendung in Verzweigungseinheiten gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung dargestellt;
In den 5A und 5B sind ein Add/Drop-Multiplexer und ein Vorrouting-/Switching-Netzwerk zur Verwendung in Verzweigungseinheiten gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung dargestellt;
In den 6A, 6B und 6C sind ein Add/Drop-Multiplexer und ein Vorrouting-/Switching-Netzwerk zur Verwendung in Verzweigungseinheiten gemäß einer nochmals anderen Ausführungsvariante der Erfindung dargestellt;
In den 7A, 7B, 7C und 7D sind ein Add/Drop- Multiplexer und ein alternatives Vorrouting-/Switching-Netzwerk zur Verwendung in Verzweigungseinheiten gemäß einer nochmals anderen Ausführungsvariante der Erfindung dargestellt;
In den 8A und 8B sind eine Schaltkonfiguration und ein Vorrouting-/Switching-Netzwerk zur Verwendung in Verzweigungseinheiten gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung dargestellt;
In den 9A, 9B und 9C ist eine Wellenlängen-Routingvorrichtung gemäß den Ausführungsvarianten nach weiteren Aspekten der Erfindung dargestellt;
In 10 ist ein Wellenlängenfilter dargestellt, der auf die Verwendung in einer Wellenlängen-Routingvorrichtung gemäß 9 ausgerichtet ist; und
In 11 ist ein Add/Drop-Multiplexer dargestellt, der auf die Verwendung in einer Wellenlängen-Routingvorrichtung gemäß 9 ausgerichtet ist.
In 12 ist eine erste Ausführungsvariante eines Add/Drop-Multiplexers dargestellt, der über eine Wellenlängen-Routingvorrichtung nach einem nochmals anderen Aspekt der Erfindung verfügt;
In 13 ist eine zweite Ausführungsvariante eines Add/Drop-Multiplexers dargestellt, der über eine Wellenlängen-Routingvorrichtung gemäß dem genannten anderen Aspekt der Erfindung verfügt;
In 14 ist eine dritte Ausführungsvariante eines Add/Drop-Multiplexers dargestellt, der über eine Wellenlängen-Routingvorrichtung gemäß dem genannten anderen Aspekt der Erfindung verfügt; und
In 15 ist ein Add/Drop-Multiplexer mit Switching-Verfahren gemäß dem bekannten Stand der Technik dargestellt.
In den 2A und 2B sind Ausführungsvarianten für Switching-Elemente in Verzweigungseinheiten gemäß den Ausführungsvarianten der Erfindung dargestellt. In beiden Ausführungsvarianten ist mittig ein optischer 2 × 2-Koordinatenschalter 81 integriert. Der Schalter 81 weist zwei Zustände auf, in dem einen werden die Signale geradlinig zwischen den entsprechenden Punkten übertragen (82 zu 84, und 83 zu 85), und in dem anderen werden die Signale gekreuzt (82 zu 85 und 83 zu 84) weitergeleitet. Die Switching-Elemente sind als Einheit so konfiguriert, dass sie einen ersten Zustand annehmen, währenddessen die Signale geradlinig durch sie hindurch geleitet werden, und einen zweiten Zustand, währenddessen die Signale in eine Schleife 86 umgeleitet werden, in die zumindest ein optisches Element 88 geschaltet ist. Wenn sich der 2 × 2-Schalter 81 gemäß 2A im Zustand der gekreuzten Weiterleitung befindet, erfolgt die Übertragung eines Signals geradlinig zwischen den Punkten 82 und 85, wenn sich der 2 × 2-Schalter 81 jedoch im Zustand der ungekreuzten Weiterleitung befindet, werden die Signale über die Schleife 86 umgeleitet. Daraus resultiert, dass das Switching-Element im Zustand der gekreuzten Weiterleitung alle Signale geradlinig überträgt, im ungekreuzten oder „geradlinigen" Zustand werden die Signale auf der Trägerwellenlänge λ₁ von einem optischen Element, in diesem Fall einem Reflektions-Sperrfilter (vorzugsweise einem Bragg-Gitter), auf λ₁ reflektiert. Das Switching-Element ist symmetrisch angelegt, so dass dieser Verlauf sowohl auf die an Punkt 82 als auch auf die an Punkt 85 eingehenden Signale gilt. Ebenso reflektiert das Switching-Element in der Ausführungsvariante gemäß 2B im Zustand der gekreuzten Weiterleitung nur die Signale auf der Trägerwellenlänge λ₁. Im geradlinigen Zustand werden die Signale über die Schleife 86 umgeleitet und die Signale auf der Trägerwellenlänge λ₂ werden ebenfalls von dem Bragg-Gitter 88 reflektiert. Die Signale zur Aktivierung der Schalter können durch elektrische Steuersignale oder durch andere geeignete konventionelle Verfahren ausgelöst werden.
Eine besonders vorteilhafte Art der 2 × 2-Schalter besteht in mechanisch betätigten Schmelzfaserschaltern, wie sie z.B. in den USA von der OptiVideo Corporation in Boulder, Colorado hergestellt werden. Bei diesen Schaltern handelt es sich um optomechanische Bauelemente. Sie bestehen aus einem faseroptischen Koppler aus zwei gepaarten Schmelzfasern (diese Schmelzfaserpaare werden von der Corning Inc. hergestellt). Sie verfügen über zwei Ein- und zwei Ausgänge, d.h. jeweils einen pro Faser. Im unbelasteten Zustand werden die Signale direkt von jeder Faser vom jeweiligen Eingang an den jeweiligen Ausgang übertragen, und werden nicht von Faser zu Faser geleitet. Wenn der Koppler jedoch einer mechanischen Krafteinwirkung ausgesetzt wird, die der Erzeugung eines exakt festgelegten Krümmungsgrades dient (dies kann mit einem elektromechanischen Schalter erreicht werden), ändert sich sein Status und die Signale werden im Wesentlichen komplett vom Eingang einer Faser zum Ausgang der anderen Faser übertragen. Bei dieser Art des Switching ist der Aufbau bzw. die Unterbrechung von Faserstrecken nicht erforderlich, denn es gibt keinen Punkt, an dem während des Switching keine optische Strecke bestünde, da die Fasern Teil der Strecke sind und keinen Kontakt zueinander haben, wie bei konventionellen Wechsler-Schließer-Schaltern. Ein solcher Schalter ist für die vorliegende Erfindung besonders gut geeignet, da er geringe Verluste und eine hohe Wiederholbarkeitsrate gewährleistet.
Solche Switching-Elemente können für Verzweigungseinheiten in Glasfasernetzen eingesetzt werden, die darauf ausgerichtet sind, Signale auf mehreren vorgegebenen Trägerwellenlängen gemäß der Darstellung in 3 zu übertragen. Die Verzweigungseinheit umfasst einen Eingang 1 zum Empfang von Signalen aus einer Verbindungsfaser, einen Ausgang 2 zum Senden von Signalen an eine Verbindungsfaser, einen Eingang 3 zum Empfang von Signalen aus einer Verteilerfaser (Add-Faser), die an eine Verteilerstation des Netzwerks angeschlossen ist, und einen Ausgang 4 zum Senden von Signalen an eine Verteilerfaser (Drop-Faser). Zur Verbindung dieser Ein- und Ausgänge ist ein Add/Drop-Multiplexer zwischengeschaltet, in diesem Falle ein im Wesentlichen passiver Add/Drop-Multiplexer, der über optische Dreiwege-Richtungsgabeln 13 und 14 verfügt, die über Faseranschlüsse miteinander verbunden sind. Jede optische Richtungsgabel sendet im Wesentlichen alle über einen Anschluss empfangenen Signale über den nächstliegenden Anschluss weiter (siehe Pfeil in der Abbildung). Dabei ist eine Switching-Vorrichtung vorgesehen, die in diesem Fall aus einem Switching-Element innerhalb eines Add/Drop-Multiplexers (an der Faserverbindung angeordnet) besteht, die der Ausführung zwei verschiedener Routings von Signalen zwischen den genannten Ein- und Ausgängen dient. Das Switching-Element entspricht im Wesentlichen dem in 2A dargestellten Element, es verfügt über einen 2 × 2-Schalter 11 und eine Schleife 16 mit integriertem Bragg-Gitter 18. Wenn sich der Schalter 11 hier im ungekreuzten Zustand befindet, werden die Signale direkt vom Eingang 1 der Verbindungsfaser an den Ausgang 2 der Verbindungsfaser und von dem Eingang 3 der Verteilerfaser an den Ausgang 4 der Verteilerfaser übertragen, ausgenommen sind Signale auf den Trägerwellenlängen, die von einem Bragg-Gitter (oder von mehreren Gittern) 18 reflektiert werden: Wie der Spurverfolgung der optischen Richtungsgabeln 13 und 14 zu entnehmen ist, werden die Signale auf diesen Trägerwellenlängen jeweils vom Eingang 1 der Verbindungsfaser zum Ausgang 4 der Verteilerfaser und vom Eingang 3 der Verteilerfaser zum Ausgang 2 der Verbindungsfaser übertragen. Wenn der Schalter 11 jedoch in den gekreuzten Zustand wechselt, wird die Schleife 16 aus dem Schaltkreis genommen, und alle Signale werden direkt vom Eingang 1 zum Ausgang 2 der Verbindungsfaser und vom Eingang 3 zum Ausgang 4 der Verteilerfaser übertragen. Es ist festzuhalten, dass die Lichtwellen bei dieser Anordnung nicht die in umgekehrte Richtung verlaufen können, sofern konventionelle Dreiwege-Richtungsgabeln eingesetzt werden (denn dort werden die in den dritten Anschluss eintretenden Lichtwellen absorbiert und nicht an den ersten Anschluss der Richtungsgabel weitergeleitet).
Folglich eignet sich die Annordnung gemäß 3 für die in 1C dargestellte Funktionsweise, insbesondere dann, wenn die Faserverbindung in der Verteilerstation unterbrochen ist. Unter diesen Umständen ist es vorteilhaft, die Signale von dem festgelegten Ausgang der Verzweigungseinheit (hier der Verteilerausgang) abzuleiten, da sie sonst aufgrund des Faserbruchs verloren gingen. Daraufhin können andere Verzweigungseinheiten des Netzwerks neu konfiguriert werden, so dass die Signale für die entsprechenden Verteilerstationen von der Verbindungsfaser abgeleitet und z.B. über ein Hintergrund-Transportnetz zurück an ihren eigentlichen Bestimmungsort geleitet werden. Wenn jedoch anstelle eines Switching-Elements gemäß 2A ein Element gemäß 2B genutzt wird, kann ein schaltbares Verzweigungselement integriert werden, damit eine erste Gruppe Wellenlängen zwischen der Verzweigung und dem Verteiler übertragen wird, wenn sich die Schleife außerhalb des Schaltkreises befindet, und eine weitere Gruppe Wellenlängen zwischen der Verzweigung und dem Verteiler übertragen wird, wenn sich die Schleife innerhalb des Schaltkreises befindet. Eine solche Anordnung entspricht der Darstellung in 1B und ist von Vorteil, wenn die Signalkapazität eines Verteilers erhöht werden soll.
Selbstverständlich sollen auch die Funktionen der Erfindung gemäß den 1D und 1E zur Verfügung gestellt werden, damit auf Unterbrechungen von Verbindungsfasern reagiert werden kann, indem die Signale von den jeweils festgelegten Ausgängen, d.h. von Ausgängen der Verbindungsfasern im gemeinsamen Bereich des Faserkabels, abgeleitet werden. Eine solche Anordnung ist in 4 dargestellt.
Die Anordnung gemäß 4 entspricht im Wesentlichen derjenigen gemäß 3, sie umfasst jedoch ein weiteres Switching-Element 21, das zwischen dem Eingang 1 der Verbindungsfaser, dem Ausgang 4 der Verteilerfaser und der optischen Richtungsgabel 13 integriert ist. Ebenso ist noch ein Switching-Element 22 zwischen dem Eingang 3 der Verteilerfaser, dem Ausgang 2 der Verbindungsfaser und der optischen Richtungsgabel 14 integriert. Die Switching-Elemente 21 und 22 sind im Wesentlichen genauso konstruiert wie in 2A dargestellt, und sie sind jeweils so angeordnet, dass der Add/Drop-Multiplexer innerhalb der Schleife wirksam ist. Wenn sich beide Switching-Elemente in ungekreuzter Position befinden, entspricht das Routing der Verzweigungseinheit gemäß 4 exakt dem Routing der in 3 dargestellten Verzweigungseinheit. Sobald jedoch ein Switching-Element gekreuzt wird, ändert sich das Routing grundlegend. Wenn sich beispielsweise das Switching-Element 21 in gekreuzter Position befindet, werden die Signale vom Eingang 1 der Verbindungsfaser direkt zum Ausgang 4 der Verteilerfaser übertragen: Diese Anordnung kommt zum Einsatz, wenn die Ausgangsseite der Verzweigung unterbrochen ist (siehe 1D). Und wenn sich das Switching-Element 22 in gekreuzter Position befindet, werden alle Signale vom Eingang 3 der Verteilerfaser direkt zum Ausgang 2 der Verbindungsfaser übertragen, diese Anordnung kommt zum Einsatz, wenn die Eingangsseite der Verbindungsfaser unterbrochen ist (siehe 1E). In beiden Fällen muss die Netzwerkkonfiguration selbstverständlich an anderen Stellen modifiziert werden, damit die Signale über Alternativstrecken an ihren eigentlichen Bestimmungsort geleitet werden können. Bei Verwendung einer Mehrfach-Verzweigungseinheit in einem Glasfasernetz mit mehreren Verbindungs- oder Verteilerfasern können mehrere Anordnungen gemäß 4 bzw. 3 kombiniert werden.
Eine andere Möglichkeit, eine aktive Funktionalität zu erzielen, oder spezieller formuliert, eine Verzweigungseinheit mit aktiven Funktionen auf Grundlage eines passiven Add/Drop-Multiplexers anzubieten, besteht darin, zwischen den Ein- und Ausgängen der Verzweigungseinheit ein Vorrouting-/Switching-Netzwerk zu integrieren, damit die Signale ab einem oder mehreren Ausgängen der Verzweigungseinheit umgeleitet werden können. Nachfolgend ist eine Ausführungsvariante der Erfindung mit diesem Lösungsweg sowie mit Bezug auf die 5A und 5B beschrieben.
In 5A ist ein passiver Add/Drop-Multiplexer mit besonders praktischen Funktionen dargestellt. Ein Add/Drop-Multiplexer mit diesen Funktionen kann mit einem Mach-Zehnder-Interferometer konfiguriert werden, das über zwei abgeglichene faseroptische 50:50-Koppler verfügt, die über zwei entsprechend abgestimmte Strecken miteinander verknüpft sind, in die mindestens ein Bragg-Gitter integriert ist. Dieses Mach-Zehnder-Interferometer wird in der Publikation Electronics Letters von Johnson und anderen, Band 23, Seiten 668–669, Ausgabe 1987 vorgestellt, und Add/Drop-Multiplexer, die zusammen mit diesen Interferometern betrieben werden, sind in der vorher genannten, Internationalen Patentanmeldung des Antragstellers mit der Bezeichnung „Add/Drop-Multiplexer" beschrieben. Der Add/Drop-Multiplexer 30 (Add/Drop-Multiplexer diesen Typs sind nachfolgend mit MZ-ADM für Mach-Zehnder-Add/Drop-Multiplexer abgekürzt) verfügt über einen ersten Eingang und einen ersten Ausgang (hier mit der Bezeichnung T_i für den Eingang der Verbindungsfaser bzw. T_o für den Ausgang der Verbindungsfaser), sowie über einen zweiten Eingang und einen zweiten Ausgang (hier mit der Bezeichnung A für die Verteilerfaser „Add" bzw. D für die Verteilerfaser „Drop"). Mit (c) wird darauf hingewiesen, dass diese Bezeichnungen aus den nachfolgend genannten Gründen für die Komponente MZ-ADM gelten. Die Signale einer ersten Gruppe Trägerwellenlängen (geradlinige Übertragung in der Verbindungsfaser) werden jeweils vom ersten Eingang zum ersten Ausgang und vom zweiten Eingang zum zweiten Ausgang geleitet. Die Signale einer zweiten Gruppe Trägerwellenlängen (Add/Drop-Übertragung in der Verteilerfaser) werden jedoch jeweils vom ersten Eingang zum zweiten Ausgang und vom zweiten Eingang zum ersten Ausgang geleitet.
Folglich bildet der in 5A dargestellte MZ-ADM 30 die Grundlage für die Verzweigungseinheit dieser Ausführungsvariante. Der andere entscheidende Aspekt ist das in 5B dargestellte Vorrouting-/Switching-Netzwerk 36. Es umfasst in diesem Fall drei 2 × 2-Schalter 31, 32 und 33 des vorhergehend beschriebenen Typs, obwohl es ebenso zweckmäßig wäre, wenn ein Spezialist auf diesem Gebiet die gleichen Funktionen mit einer anderen Schalteranordnung gewährleisten kann, wie z.B. einer geeigneten Kombination von 1 × 2-Schaltern. Die Wege der Signalübertragung sind in 5B nach dem gleichen Muster gekennzeichnet wie in 5A: Es besteht jedoch ein Unterschied, da bestimmte Stellen zusätzlich mit der Bezeichnung (b) anstelle von (c) beschriftet sind. Die mit (b) gekennzeichneten Stellen sind an die Eingänge oder Ausgänge 1, 2, 3 und 4 der Verzweigungseinheit angeschlossen: T_i(b) ist z.B. direkt an den Eingang 1 der Verbindungsfaser angeschlossen. Die mit (c) gekennzeichneten Stellen sind (wie vorher) mit dem entsprechenden Anschluss am MZ-ADM 30 verbunden: Beispielsweise befindet sich der vom Switching-Element 33 ausgehende T_i(c) in 5B an derselben Position wie der T_i(c) in 5A, und zeigt, dass der Anschluss des Switching-Elements 33 direkt mit dem entsprechenden Anschluss des MZ-ADM 30 verbunden ist.
Die daraus resultierenden aktiven Funktionen der Verzweigungseinheit sind in unten stehender Tabelle 1 dargestellt. Die Routing-Optionen beziehen sich auf die jeweils entsprechende 1A bis 1E, die Position der Schalter wird wie folgt angegeben: S für geradlinig, C für gekreuzt oder ein Minuszeichen für unbestimmt, nicht relevant für das Routing.
TABELLE 1
Aus der Tabelle ist ersichtlich, dass ein „einfaches" Routing erzielt wird und alle Signale direkt zwischen dem entsprechenden Eingang (bzw. Ausgang) der Verzweigungseinheit und dem entsprechenden Eingang (bzw. Ausgang) des MZ-ADM übertragen werden, wenn sich alle Schalter in der Position der geradlinigen Weiterleitung befinden. Das Umstellen des Schalters 31 auf gekreuzte Position löst das Abzweigen des Signals am Eingang der Verbindungsfaser und die direkte Umleitung zur Verteilerfaser aus, ohne dass eine Übertragung über den MZ-ADM erfolgen würde. Diese Funktionsweise entspricht der Darstellung in 1D. In vergleichbarer Weise sorgt die entsprechende Einstellung der Schalter 31, 32 und 33 für das Routing gemäß den 1C und 1E, ohne dass Signale über den MZ-ADM 30 übertragen werden würden.
Wie bereits erwähnt, können diese aktiven Funktionen auch mit einer anderen Schalteranordnung (z.B. sechs 1 × 2-Schalter) erzielt werden, aber die beschriebene 2 × 2-Anordnung ist besonders vorteilhaft, da sie nur eine geringe Anzahl relativ kostengünstiger und einfacher Bauteile erfordert.
In 6A ist eine weitere Art eines passiven Add/Drop-Multiplexers dargestellt, der die Grundlage für eine andere Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung bildet. Diese Add/Drop-Multiplexer können beispielsweise durch eine geeignete Kombination aus optischen Richtungsgabeln und Bragg-Gittern konfiguriert werden. Eine solche Anordnung wird in der vorher genannten Internationalen Patentanmeldung des Antragstellers mit der Bezeichnung „Add/Drop-Multiplexer" ausführlich beschrieben, in einem entsprechenden Beispiel wird eine optische Fünfwege-Richtungsgabel eingesetzt, wie in 6C dargestellt. Dieser Add/Drop-Multiplexer verfügt über einen ersten Eingang und einen ersten Ausgang (hier mit der Bezeichnung T1_i für den ersten Verbindungsfasereingang bzw. T1_o für den zweiten Verbindungsfaserausgang – zur Verwendung mit einem Paar Verbindungsfasern, die der Weiterleitung von Signalen in die entgegen gesetzte Richtung dienen, sind zwei dieser Add/Drop-Multiplexer erforderlich), und über einen Eingangs-/Ausgangs-Verteiler der jeweils einem Eingang 1, einem Ausgang 2 und einem Ein-/Ausgang 5 der Verzweigungseinheit zugeordnet ist. Eine solche Konfiguration ist für den Einsatz in Verteilerkabeln ohne Repeater besonders geeignet. Ähnlich wie beim Add/Drop-Multiplexer werden die Signale einer ersten Gruppe Trägerwellenlängen vom ersten Eingang zum ersten Ausgang geleitet, und die Signale einer zweiten Gruppe Trägerwellenlängen werden vom ersten Eingang zum Eingangs-/Ausgangs-Verteiler und vom Eingangs-/Ausgangs-Verteiler zum ersten Ausgang übertragen.
Das Vorrouting-Netzwerk 46, das für die Funktionen gemäß den 1A, 1C, 1D und 1E eines solchen Add/Drop-Multiplexers 40 erforderlich ist, wird in 6B dargestellt, die nach dem gleichen Bezeichnungsmuster beschriftet ist wie die 5B. Die Schalterkonfigurationen für diese Funktionen sind in nachfolgender Tabelle 2 wiedergegeben.
TABELLE 2
Die Bedeutung von S, C und dem Minuszeichen entsprechen der Bedeutung in Tabelle 1. Auch hier ist ersichtlich, dass die Funktionen gemäß den 1C bis 1E erzielt werden, ohne dass ein Signal über den Add/Drop-Multiplexer 40 weitergeleitet werden würde. Bei der Verwendung dieser Anordnung sind für eine Verzweigungseinheit mit Verbindungsfaserpaar nur sechs 2 × 2-Schalter erforderlich, wenn 1 × 2-Schalter verwendet werden, sind dementsprechend zwölf Schalter erforderlich.
In 7A ist eine Add/Drop-Multiplexer 50 dargestellt, der auf die Verwendung mit einem Verbindungsfaserpaar sowie mit Add- und Drop-Fasern für eine Verteilerstation ausgerichtet ist. Solche Add/Drop-Multiplexer werden beispielsweise in der vorher genannten Internationalen Patentanmeldung des Antragstellers mit der Bezeichnung „Add/Drop-Multiplexer" beschrieben, und in 7D ist ein entsprechendes Beispiel dargestellt. Sie verfügen über zwei Verbindungsfasereingänge (T1_i und T2_i) und über zwei Verbindungsfaserausgänge (T1_o und T2_o), wobei für jede Verbindungsfaser ein Eingangs-/Ausgangspaar mit jeweils einem Eingang und einem Ausgang (z.B. T1_i und T1_o) vorhanden ist. Außerdem verfügen sie über einen Verteilereingang A und einen Verteilerausgang D. Die Signale werden gemäß ihrer Trägerwellenlänge weitergeleitet Signale, die an einem Verbindungsfasereisgang eingehen, werden entweder zu dem Verbindungsfaserausgang des entsprechenden Eingangs-/Ausgangspaares oder zu dem Verteilerausgang D geleitet, und Signale, die von dem Verteilereingang A kommen, werden zu einem entsprechenden Verbindungsfaserausgang geleitet. Diese Konfiguration kann durch Hinzufügen weiterer Verbindungsfasern problemlos erweitert werden (mit dem folgerichtigen Anschließen eines Verbindungsfasereingangs und -ausgangs innerhalb eines Eingangs-/Ausgangspaares für jede weitere Verbindungsfaser).
In 7B ist ein Vorrouting-Netzwerk für eine Verzweigungseinheit mit angeschlossenem Add/Drop-Multiplexer 50 entsprechend einer Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung dargestellt. Zur Kennzeichnung der Anschlüsse zwischen dem Vorrouting-Netzwerk und den jeweiligen Eingängen 1, 1' (Verbindung), 3 (Verteiler) sowie den jeweiligen Ausgängen 2, 2' (Verbindung), 4 (Verteiler) der Verzweigungseinheit und des Add/Drop-Multiplexers 50 wurde das Bezeichnungsmuster der vorhergehenden Abbildungen übernommen. In dem Netzwerk gemäß 7B werden sechs 2 × 2-Schalter verwendet. Wie vorher werden die Schalterkonfigurationen, die für die jeweiligen Funktionen gemäß den 1A bis 1E erforderlich sind, in nachfolgender Tabelle 3 wiedergegeben.
TABELLE 3
Auch hier wird die einfache Add/Drop-Funktion gewährleistet, wenn sich alle Schalter in der Position der geradlinigen Weiterleitung befinden. Mit der entsprechenden Schaltereinstellung können sämtliche Routings gemäß den 1C bis 1E durchgeführt werden. Es ist festzuhalten, dass die Anordnung gemäß 7B auf einfache Weise an eine höhere Anzahl Faserverbindungen anzupassen ist. Jedes Eingangs-/Ausgangspaar verfügt über eine Kolonne mit drei Schaltern (51, 53, 55, 52, 54, 56): Die Verknüpfung der Kolonnen ergibt in diesem Fall eine Eingangsleitung zum Verteiler 57, die über die Schalter 51 und 52 führt, sowie eine Ausgangsleitung zum Verteiler 58, die über die Schalter 55 und 56 verläuft. Die Kolonne mit den Schaltern 51, 53 und 55 gewährleistet die gleiche Funktion wie die Kolonne mit den Schaltern 52, 54 und 56, und daraus ist leicht ersichtlich, dass die Anordnung mit weiteren Verbindungsfasern erweitert werden kann, in dem sie durch entsprechende Kolonnen ergänzt wird.
In 7C ist ein alternatives Vorrouting-Netzwerk dargestellt, das die gleichen Funktionen aufweist wie das Netzwerk gemäß 7B. Das Bezeichnungsmuster für 7C wurde aus 7B sowie den vorhergehenden Abbildungen übernommen. In dem Vorrouting-Netzwerk 66 gemäß 7B werden zwölf 1 × 2-Schalter verwendet, die paarweise (61, 62) angeordnet und pro Paar jeweils als 1 × 3-Schalter eingesetzt sind. Auf eine Tabelle zur Darstellung der Routing-Kombinationen wird verzichtet, da klar ersichtlich ist, dass die verschiedenen Routing-Möglichkeiten wie in Tabelle 3 durch geeignete Schaltereinstellungen durchzuführen sind.
Da die Verwendung von 1 × 2-Schaltern im Vergleich zu 2 × 2-Schaltern im Regelfall die doppelte Anzahl an Schaltern erfordert, ist festzuhalten, dass die Verwendung von höherwertigen Schaltern (z.B. n × n mit n > 2) die Anzahl der erforderlichen Schalter weiter senkt. In 8A ist ein 4 × 4-Schalter dargestellt. Schalter dieser Art können beispielsweise von der Fa. JDS Fitel Inc. in Nepean, Ontario, Kanada bezogen werden. Sie verfügen über vier Eingänge (In1 bis In4) und über vier Ausgänge (Out1 bis Out4), wobei jede Gruppe eine zyklische Folge von 1 bis 4 bildet. Der Schalter 71 ist drehbar, so dass die Eingänge und Ausgänge aufeinander auszurichten sind: Jeder Eingang kann auf jeden Ausgang abgestimmt werden, jedoch nur gemäß der zyklischen Folge, so dass alle Eingänge und alle Ausgänge zu einem vorgegebenen Zeitpunkt aufeinander abgestimmt sind.
In 8B ist ein Vorrouting-/Switching-Netzwerk für eine weitere Ausführungsvariante der Verzweigungseinheit gemäß einer Variante der vorliegenden Erfindung dargestellt, das für die Verwendung mit einem Add/Drop-Multiplexer 40 gemäß 6A vorgesehen ist. Das verwendete Bezeichnungsmuster wurde aus den vorhergehenden Abbildungen übernommen. Auf eine Darstellung in Tabellenform wird verzichtet, da durch die nachfolgende Beschreibung deutlich wird, dass der jeweilige Zustand der 1A, 1E, 1C und 1D erreicht wird, wenn die Ausgänge 74, 75, 76 und 77 nacheinander mit dem Eingang 73 kommunizieren.
Die Verwendung von höherwertigen Schaltern kann zwar die Gesamtanzahl der verwendeten Schalter senken, aber die Verwendung von 2 × 2-Schaltern ist besonders vorteilhaft, und die Ausführungsvarianten mit 2 × 2-Schaltern sind vorzuziehen. In den vorher genannten Abbildungen sind verschiedene Topologien dargestellt, die mit oder in Zusammenhang mit Add/Drop-Multiplexern als passive Wellenlängenfilter verwendet werden können, um durch den Einsatz von Switching-Netzwerken eine aktiv geschaltete Einheit zu konfigurieren. Faseroptische 2 × 2-Kreuzschalter, vorzugsweise in Form von Schmelzfaserschaltern, eignen sich besonders gut zur Bereitstellung aller oben beschriebenen und anhand der 1A bis 1E illustrierten Funktionen. Das bedeutet, diese Schalter können verwendet werden, um in den Verzweigungseinheiten gemäß vorliegender Erfindung ein Allfaser-Switching-Netzwerk mit geringen Verlusten zu konfigurieren.
In den 2A und 2B sind einfache Switching-Elemente dargestellt, mit deren Hilfe der Signal-Schaltkreis um eine Schleife ergänzt werden kann. In diese Schleife ist eine oder mehrere optische Komponenten zur Umleitung von Signalen auf vorgegebenen Trägerwellenlängen integriert, die in den vorliegenden Abbildungen aus Bragg-Gittern 88 bestehen. Diese Gitter sind eine unkomplizierte, hoch entwickelte und vielseitige Form von Switching- oder Wellenlängen-Routingelementen entsprechend einer Ausführungsvariante nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung (siehe 9A).
In 9A wird ein Wellenlängen-Routing-Element zum Wellenlängenfilter-Multiplexing in Glasfasernetzen dargestellt. Es umfasst eine lineare Gruppierung 200 von Switching-Segmenten 201, 202 und 203. Diese lineare Gruppierung definiert eine Signalleitung zwischen einem Eingang 207 und einem Ausgang 208 des Wellenlängen-Routingelements. Das Wellenlängen-Routing-Element verfügt außerdem über einen Eingang für Steuersignale (nicht dargestellt). Das Switching-Segment 201 verfügt über Vorrichtungen zum Umleiten von Signalen auf einer vorgegebenen Trägerwellenlänge. Im vorliegenden Fall besteht diese Vorrichtung aus einem Bragg-Gitter 211, das die Signale auf der Wellenlänge λ₁ reflektiert. Dieser Abschnitt entspricht einer der beiden Strecken 231 und 232 zwischen den optischen 1 × 2-Schaltern 221 und 222. Dieses Switching-Segment verfügt außerdem, in Form von optischen Schaltern 221 und 222 sowie der dazwischen verlaufenden Strecken 231 und 232, über die Möglichkeit, die Signalumleitungs-Vorrichtungen, als Reaktion auf eine Komponente des Steuersignals, den Signalleitungen aufzuschalten oder sie zu unterbrechen. Die Schalter 221 und 222 verfügen über zwei Positionen, in der ersten werden die Signale auf der Strecke 231 zwischen den beiden Schaltern übertragen, ohne dass das Bragg-Gitter zugeschaltet ist, in der zweiten Position werden die Signale zwischen den Schaltern auf der Strecke 232 mit zugeschaltetem Bragg-Gitter übertragen, und die Signale auf der Wellenlänge λ₁ werden vom Switching-Segment reflektiert (jeweils zurück in die Eingangsrichtung). Die Switching-Segmente sind jeweils gleich, ihre dazugehörigen Bragg-Gitter (oder anderen geeigneten optischen Komponenten) unterscheiden sich jedoch, damit die Signale auf selektierten Trägerwellenlängen entsprechend der Komponente des Steuersignals umleitbar sind.
Das Steuersignal kann in beliebiger Ausführung gewählt werden, es sollte jedoch einem Ein-Aus-Signal an jedem Switching-Element entsprechen. Sofern das Switching-Element entsprechend konfiguriert wird, kann das Steuersignal sowohl in die erste als auch in die zweite Schalterposition integriert werden.
In 9B ist eine alternative Ausführungsvariante dargestellt, die die gleichen Funktionen erfüllt. Die lineare Gruppierung 300 verfügt über eine Reihe von Switching-Elementen 301, 302 und 303. Jedes dieser Elemente entspricht dem Switching-Element gemäß 2A, z.B. verfügt das Element 301 über einen optischen 2 × 2-Schalter 321. Wenn sich der Schalter 321 in gekreuzter Position befindet, werden die Signale direkt über den Schalter zwischen dem Eingang 207 und dem Eingang des darauf folgenden Switching-Elements 302 übertragen. Wenn sich der Schalter jedoch in geradliniger Position befindet, werden die Signale über eine Schleife mit integriertem Bragg-Gitter übertragen, so dass die Signale auf der Wellenlänge λ₁ am Switching-Element 301 reflektiert werden. Auch hier sind die optischen Komponenten der Schleife eines jeden Switching-Elements so gewählt, dass eine ausgewählte Gruppe vorgegebener Trägerwellenlängen entsprechend der Komponenten des Steuersignals umgeleitet wird. Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass pro Gitter nur ein Schalter erforderlich ist.
Eine weitere Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung dient der Reduzierung von Verlusten, verfügt jedoch über die gleiche Funktionalität. Diese Ausführungsvariante ist in 9C dargestellt, sie ist eine Kombination der Varianten gemäß den 9A und 9B. Die lineare Gruppierung 400 verfügt über N + 1 optische Schalter und N Gitter (oder sonstige optische Komponenten). Ein exemplarisches Switching-Element umfasst optische Schalter 421 und 422 (als 2 × 2-Schalter dargestellt, obwohl die Schalter neben Eingang 207 und Ausgang 208 auch 1 × 2-Schalter sein können) und zwei dazwischen verlaufende Strecken 431 und 432. Das Bragg-Gitter 411 ist auf der Strecke 432 integriert, und der optische Schalter 421 kann so eingestellt werden, dass entweder die Stecke 431 oder 432 Bestandteil der Signalleitung ist, mit dem Ergebnis, dass das Switching-Element die Signale auf der Trägerwellenlänge λ₁ je nach Einstellung nicht reflektiert oder reflektiert. Es ist festzuhalten, dass im Gegensatz zu den Ausführungsvarianten gemäß den 9A und 9B die Steuersignalkomponente für ein vorgegebenes Switching- Element nicht unabhängig von den Steuersignalkomponenten für die anderen Switching-Elemente ist: Gleichgültig ob das vorhergehende Gitter selektiert wurde oder nicht, die Signalleitung bestimmt den Switching-Status, der erforderlich ist, um das Gitter eines gegebenen Switching-Elements der die Signalleitung zuzuschalten.
Die Verluste der drei Konfigurationen gemäß den 9A bis 9C sind in nachfolgender Tabelle 4 dargestellt. Für Schalter und Bragg-Gitter werden Verluste in Höhe von 0,3 dB angenommen, für Verbindungsstellen sind die Verluste zu vernachlässigen. TABELLE 4

SW: = Schalter
FBG: = Gitter

Für Vergleichszwecke sind die in der Tabelle aufgeführten Verlustwerte hilfreich, die tatsächlichen Verluste der verschiedenen Bauteile hängen jedoch von den Eigenschaften der jeweils verwendeten Komponenten ab. Aus den Werten ist ersichtlich, dass die Ausführungsvariante gemäß 9A einen hohen statischen Verlust, aber eine relativ niedrige Verlustdifferenz aufweist. Die Ausführungsvariante gemäß 9B zeigt einen niedrigeren Mindestverlustwert, aber einen ebenso hohen Maximalverlustwert, folglich ist die Verlustdifferenz wesentlich größer. Die Ausführungsvariante gemäß 9C weist einen nur geringfügig höheren Mindestverlust auf als die Variante gemäß 9B (sie hat einen Schalter mehr), aber eine gleich hohe Verlustdifferenz als die Variante gemäß 9A. Folglich scheint die Ausführungsvariante gemäß 9C die meisten praktischen Vorteile zu besitzen, mit Werten unter 6 dB Gesamtverlust und unter 3 dB Verlustdifferenz bei einem Router für acht Wellenlängen.
Die in den 9A bis 9C dargestellten Anordnungen beinhalten N Switching-Segmente, die jeweils auf Reflektion und Übertragung auf einer Trägerwellenlänge λ_N schaltbar sind und damit 2^N Routing-Möglichkeiten gewährleisten. Diese Art Wellenlängen-Routing-Element wird besonders favorisiert. Als Steuersignaleingang für das Wellenlängen-Routing-Element können N Steuerleitungen konfiguriert werden, die beispielsweise durch Senden eines Binärworts mit N Bits zu erstellen sind. Demzufolge kann das Wellenlängen-Routing-Element als binärer Gitter-Router angesehen werden, in dessen Modus jedes Switching-Element (oder Bragg-Gitter) ein Binärwort definiert. Mit dieser Anordnung kann ein komplett variierbares Wellenlängen-Routing gewährleistet werden, mit einer äußerst einfachen Konfiguration und sehr geringen Verlusten.
Ein solches Wellenlängen-Routing-Element kann als Kernstück eines Wellenlängenfilters dienen, wie in 10 dargestellt. Zwischen einem zweiten Anschluss einer Dreiwege-Richtungsgabel 503 und einem Verbindungsfaserausgang 512 befindet sich ein binärer Gitter-Router 501, der über einen Steuersignaleingang 502 in Form eines Binärwortes mit N Bits oder in vergleichbarer Form verfügt. Der Verbindungsfasereingang 511 ist mit dem ersten Anschluss der Dreiwege-Richtungsgabel 503 verbunden, und eine Drop-Faser 514 mit dem dritten Anschluss der Richtungsgabel. Die Signale auf den Wellenlängen λ_N, für die entsprechende Bragg-Gitter in die Signalleitung geschaltet sind, werden über den Verbindungsfasereingang 511 eingespeist, zu dem binären Gitter-Router 501 gesendet, der sie reflektiert, und daraufhin werden sie über die Drop-Faser 514 weitergeleitet. Die Signale auf den Wellenlängen λ_N, für die die entsprechenden Bragg-Gitter aus der Signalleitung genommen wurden, werden geradlinig durch den binären Gitter-Router 501 gesendet und über den Verbindungsfaserausgang 512 weitergeleitet.
Wenn diese Anordnung durch eine weitere optische Dreiwege-Richtungsgabel 504 ergänzt wird, entsteht ein Add/Drop-Multiplexer mit binärem Gitter-Router. Der verwendete Add/Drop-Multiplexer entspricht dem aus 3, das Switching-Element gemäß 2A wurde jedoch durch das aus 9C (als Beispiel) ersetzt. Es ist ersichtlich, dass die Signale auf der Wellenlänge λ_N, die im Steuersignal 502 nicht selektiert werden, direkt vom Verbindungsfasereingang 511 zum Verbindungsfaserausgang 512 und von der Add-Faser 513 zur Drop-Faser 514 übertragen werden. Im Gegensatz dazu werden die Signale auf der Wellenlänge λ_N, die im Steuersignal selektiert werden, entweder vom Verbindungsfasereingang 511 zur Drop-Faser 514 oder von der Add-Faser 513 zum Verbindungsfaserausgang 512 übertragen.
Diese Anordnung ermöglicht eine unkomplizierte und hoch entwickelte Neuprogrammierung einer Verzweigungseinheit, um beispielsweise die Funktionen gemäß 1B zu gewährleisten. Sie ist besonders dann von großem Vorteil, wenn ein bidirektionaler Datenverkehr zu und von einem Standort erforderlich ist (was üblicherweise der Fall ist).
Bei den Wellenlängen-Routingelementen gemäß den 2 bis 9 sowie den auf deren Grundlage konfigurierten Add/Drop-Multiplexern ist ein potenzieller Nachteil festzustellen. Er besteht darin, dass der Switching-Vorgang eine bestimmte Zeit benötigt, so dass der Datenverkehr in den Übertragungskanälen zur Weiterleitung durch den Multiplexer während des Switching-Vorgangs für einen Moment unterbrochen wird, da während eines kurzen Zeitabschnitts keine funktionsfähige Signalstrecke zur Verfügung steht. Selbst wenn durch eine zweckentsprechende Auswahl der Komponenten eine Strecke aktiviert werden kann, bevor eine andere unterbrochen wird, ist es unwahrscheinlich, dass die Strecken exakt gleichlang sind, und es würden aufgrund der unterschiedlichen Streckenphasen Fehler bei der Datenübertragung auftreten. Dieser Nachteil trifft auch auf frühere Versuche zu, ein Wellenlängen-Routing mit geschalteten Gittern zu entwickeln.
In 12 ist ein Add/Drop-Multiplexer dargestellt, der diesen Nachteil nicht hat. Der Add/Drop-Multiplexer verfügt über zwei Wellenlängen-Routing-Elemente 601 und 602. Jedes Wellenlängen-Routing-Element besitzt einen Eingang, einen Ausgang und einen weiteren Anschluss, der sowohl als Eingang als auch als Ausgang genutzt werden kann, abhängig von der Einsatzart des Wellenlängen-Routingelements, dieser Anschluss wird hier als Eingang/Ausgang bezeichnet.
Der zentrale Bestandteil des Wellenlängen-Routingelements 601 ist eine optische Dreiwege-Richtungsgabel 611. Der Eingang des Elements befindet sich am ersten Anschluss der Richtungsgabel 611, der Ausgang am dritten Anschluss. Der zweite Anschluss ist mit einer Signal-Routingvorrichtung verbunden, die über einen Abschnitt zur Reflektion der Signale 612 verfügt. Dieser besteht aus einer Faser, die an den zweiten Anschluss der Richtungsgabel 611 angeschlossen ist und die über mehrere Bragg-Gitter verfügt, die jeweils auf die Reflektion verschiedener Trägerwellenlängen λ₁ bis λ_n-1 ausgerichtet sind. Die Signal-Routingvorrichtung umfasst außerdem ein Schaltelement 613, mit dem das Routing der Vorrichtung verändert werden kann. Das Schaltelement verfügt über eine Schaltung 631, in diesem Fall einen 1 × 2-Schalter, und über zwei alternative Signalstrecken 632 und 633. Eine Signalstrecke endet in einem weiteren Bragg-Gitter, das die Signale auf der Wellenlänge λ_n' reflektiert, während das andere im Eingang/Ausgang des Wellenlängen-Routingelements endet. Diese Anordnung ermöglicht das selektive Routing von Signalen auf der Wellenlänge λ₁, in diesem Fall zwischen Eingang und Ausgang oder alternativ zwischen Eingang oder Ausgang und Eingang/Ausgang: Diese Anordnung ist vergleichbar mit der Variante gemäß 10, deren Wellenlängen-Routing-Element dem aus 12 in bestimmten Punkten ähnelt.
Die Signal-Routingvorrichtung dieser Anordnung ist jedoch so ausgerichtet, dass eine Aktivierung der Switching-Vorrichtung, unanhängig von deren Zustand, keine Auswirkung, insbesondere keine kurzzeitige Beeinträchtigung, auf die Signal-Routingstrecke vom Eingang bis zum Ausgang hat. Bei der Variante gemäß 12 werden alle Signale auf den Wellenlängen λ₁ bis λ_n-1 unabhängig vom Zustand der Switching-Vorrichtung vom Eingang bis zum Ausgang übertragen. Alle Signale auf diesen Wellenlängen werden durch den ersten Anschluss in die Richtungsgabel 611 geleitet und über den zweiten Anschluss in den Abschnitt zur Reflektion der Signale 612. Dort werden die Signale von dem entsprechenden Bragg-Gitter reflektiert und zurück an den zweiten Anschluss der Richtungsgabel 611 gesandt, um durch den dritten Anschluss der Richtungsgabel, den Ausgang, weitergeleitet zu werden. Die Signale werden nicht in das Schaltelement 613 der Signal-Routingvorrichtung geleitet, und deshalb von einer Aktivierung der Switching-Vorrichtung 631 nicht einmal kurzfristig beeinflusst.
Aus der 12 ist zu ersehen, dass mit zwei Wellenlängen-Routingelementen dieser Art eine besonders unkomplizierte und effektive Add/Drop-Richtungsgabel konfiguriert werden kann. Die Wellenlängen-Routing-Elemente 601 und 602 gleichen sich im Wesentlichen, der einzige Unterschied besteht bei der Verwendung des Eingangs/Ausgangs. Bei Element 601 wird der Eingang/Ausgang als Ausgang eingesetzt, der als Drop-Ausgang 4 einer Verzweigungsstation wirkt. Bei Element 602 wird der Eingang/Ausgang als Eingang eingesetzt, der als Add-Eingang 3 einer Verzweigungsstation wirkt. Der Ausgang von Element 601 und der Eingang zu Element 602 werden jeweils durch die Richtungsgabel 611 bereitgestellt. Der Eingang zu Element 601 ist auf die Verwendung als Verbindungsfasereingang 1 ausgerichtet, während der Ausgang von Element 602 als Verbindungsfaserausgang 2 definiert ist.
Im Betriebszustand werden die Signale auf den Trägerwellenlängen λ₁ bis λ_n-1 über den Verbindungsfasereingang 1 zugeleitet und über den zweiten Anschluss der Richtungsgabel 611 weiter gesendet. Daraufhin werden sie im Reflektionsabschnitt 612 von dem entsprechenden Bragg-Gitter reflektiert und über den dritten Anschluss der Richtungsgabel 611 zum ersten Anschluss der Richtungsgabel 621 des zweiten Wellenlängen-Routingelements 602 weitergeleitet. Die Signale werden im Reflektionsabschnitt 622 des zweiten Wellenlängen-Routingelements 602 reflektiert und über den dritten Anschluss der Richtungsgabel 621 an den Verbindungsfaserausgang gesendet. Folglich bleibt die Signalstrecke der nicht zugeschalteten Kanäle vollkommen unberührt, da sie keinerlei Schaltelemente enthält. Dadurch können alle Verbindungskanäle, die von einer Multiplexer-Zuleitung oder -Abzweigung ausgeschlossen sind, immer die gleiche optische Strecke durch den Multiplexer annehmen, und auf diese Weise kann der Multiplexer neu konfiguriert werden, ohne Fehlerrisiko hinsichtlich der Verbindungskanäle.
Für Signale auf der Wellenlänge λ_n bestehen zwei Übertragungsmöglichkeiten. In der Variante gemäß 12 befinden sich beide Schalter in Position A. Bei dieser Konfiguration werden die Signale auf dieser Wellenlänge von den Schaltelementen 613 und 623 der Signal-Routingvorrichtung in der gleichen Weise reflektiert, wie die anderen Wellenlängen λ₁ bis λ_n-1, und dementsprechend über den Verbindungsfasereingang 1 an den Verbindungsfaserausgang 2 gesandt. Bei dieser Konfiguration sind der Drop-Ausgang 4 und der Add-Eingang 3 zugeschaltet, und sie ist auf eine Verzweigungseinheit mit einem „Umgehungs"-Routing gemäß 1C ausgelegt: Die Signale werden weder an eine Verzweigungsstation abgezweigt noch ihr zugeleitet. Der Normalfall gemäß 1A tritt ein, wenn sich beide Schalter in Position B befinden. Hier wird ein auf der Wellenlänge λ_n eingehendes Signal vom Verbindungsfasereingang 1 geradlinig über die Signal-Routingvorrichtung 612 gesendet, da es von keinem Bragg-Gitter auf der Signalstrecke reflektiert wird, und dann über den Drop-Ausgang 4 geleitet. In gleicher Weise wird ein Alternativsignal, das auf der gleichen Wellenlänge über den Add-Eingang 3 eingeht, durch sämtliche Gitter der Signal-Routingvorrichtung 622 und dann über die Richtungsgabel 621 zum Verbindungsfaserausgang 2 geleitet. Bei dieser Konfiguration wird das Signal der Verbindungsfaser auf der Wellenlänge λ_n in eine Verteilerstation abgezweigt und durch ein neues Signal auf gleicher Wellenlänge ersetzt.
Ein Spezialist wird sofort erkennen, dass durch die Verwendung von 1 × n-Schaltern anstelle von 1 × 2-Schaltern oder durch unterschiedliche Kombinationen der Gitter am Schalterausgang verschiedene Routing-Möglichkeiten und Wellenlängenkombinationen erzielt werden können.
In 13 ist eine solche Alternativmöglichkeit dargestellt, d.h. eine zweite Ausführungsvariante des Add/Drop-Multiplexers mit einem Wellenlängen-Routing-Element gemäß diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung. Komponenten, die gegenüber der Anordnung in 12 unverändert bleiben, sind mit der gleichen Bezeichnung versehen, es ist jedoch darauf zu achten, dass die Bragg-Gitter in den Abschnitten zur Reflektion der Signale 612 und 622 nur auf die Kanäle der Wellenlängen λ₁ bis λ_n-2 wirken. Die Schaltelemente 614 und 624 verfügen hier über einen ersten und einen zweiten 1 × 2-Schalter 641 und 642, die so konfiguriert sind, dass eine der bereitgestellten Ersatzsignalstrecken die Reflektionsabschnitte 612 bzw. 622 und den Eingang/Ausgang des entsprechenden Wellenlängen-Routingelements miteinander verknüpft (und damit den Add-Eingang 3 oder den Drop-Ausgang 4 des Multiplexers). Die Ersatzsignalstrecken 643 und 644 verfügen jeweils über ein Bragg-Gitter, das die Signale auf den Wellenlängen λ_n-1 und λ_n reflektiert. Es ist deutlich zu sehen, dass in Position A der Switching-Vorrichtung die Signale auf der Wellenlänge λ_n vom Verbindungsfasereingang 1 zum Verbindungsfaserausgang 2 geleitet werden, und die Signale auf der Wellenlänge λ_n-1 vom Verbindungsfasereingang 1 abgezweigt und an den Verbindungsfaserausgang 4 geleitet werden, außerdem können Signale der gleichen Wellenlänge am Verbindungsfaserausgang 2 durch Signale des Add-Eingangs 3 ersetzt werden. In Position B läuft dieser Vorgang umgekehrt ab: Signale auf der Wellenlänge λ_n-1 werden über die Verbindungsfaser weitergeleitet, während Signale auf der Wellenlänge λ_n abgezweigt und ersetzt werden. Diese Funktionsumstellung ist auch an den 1A bzw. 1B nachvollziehbar. Auch hier erreichen die Kanäle, die von einer Multiplexer-Zuleitung oder -Abzweigung in gleich welcher Konfiguration ausgeschlossen sind, keine schaltbaren Bestandteile des Multiplexers, und demzufolge bleiben sie vom Schaltprozess vollkommen unberührt.
In 14 ist eine dritte Ausführungsvariante eines Add/Drop-Multiplexers mit einem Wellenlängen-Routing-Element gemäß diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung dargestellt. Für unverändert übernommene Komponenten werden die gleichen Bezeichnungen verwendet wie in 13. Die Schaltelemente 615 und 616 unterscheiden sich von der vorhergehenden Variante darin, dass die erste Ersatzsignalstrecke 653 über ein Bragg-Gitter verfügt, das die Signale auf der Wellenlänge λ_n-1 reflektiert, während die andere Ersatzsignalstrecke 654 kein Bragg-Gitter enthält. Bei dieser Anordnung werden die Signale auf der Wellenlänge λ_n in jeder möglichen Multiplexer-Konfiguration von der Verbindungsleitung abgezweigt und zum Drop-Ausgang 4 geleitet, um durch Signale vom Add-Eingang 3 ersetzt zu werden. Die Signale der Wellenlänge λ_n-1 werden jedoch bei Konfiguration A geradlinig über die Verbindungsleitung übertragen, wenn die Hauptsignalstrecke die Signalstrecke 653 enthält, wenn die Hauptsignalstrecke jedoch als Konfiguration B angelegt wurde und demnach die Signalstrecke 654 enthält, werden die Signale abgezweigt und durch Signale vom Verteiler ersetzt. Mit dieser Anordnung kann die Kapazität einer Verteilerstation erhöht werden, und auch in diesem Fall ohne jegliche Auswirkung auf die Signale, die von der Verteilerzuleitung und -abzweigung in gleich welcher Konfiguration ausgenommen sind.
Alternative Arten des Switching sollten mit diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung vollkommen übereinstimmen: Beispielsweise kann das 1 × 2-Schalter-Paar in der Ausführungsvariante nach 14 durch einen 2 × 2-Schalter gemäß der Anordnung in 2A ersetzt werden.
Bei der Verwendung dieser Komponenten mit Schaltelementen innerhalb einer entsprechenden Add/Drop-Multiplexer-Struktur in Verzweigungseinheiten eines Glasfasernetzes dürfen die Signale, die über die Verbindungsleitungen der Verzweigungseinheit zu übertragen sind, von einer Neukonfiguration der Verzweigungseinheit in keiner Weise, auch nicht kurzzeitig, beeinträchtigt werden. Auch wenn Signale, die von Verteilerstationen abgezweigt oder gesendet werden, beeinflusst werden könnten, so müssen die Signale, die in einem faseroptischen Übertragungssystem von einem ersten Anschluss bis zu einer Gegenstelle gesendet werden, von einer Neukonfiguration des faseroptischen System gänzlich unbeeinflusst bleiben.

Claims

Eine Verzweigungseinheit für ein Glasfasernetz, die zur Übertragung von Signalen auf mehreren vorgegebenen Trägerwellenlängen ausgelegt ist, die über einen oder mehrere Eingänge (1, 3) verfügt, die dem Empfang von Signalen aus zumindest einer Verbindungsleitung des Glasfasernetzes und aus zumindest einer Verteilerleitung zum Zuleiten von Signalen aus zumindest einer Verteilerstation des Glasfasernetzes dient, und über einen oder mehrere Ausgänge (2, 4) zur Weiterleitung von Signalen an zumindest eine Verbindungsleitung des Glasfasernetzes und an zumindest eine Verteilerleitung zum Abzweigen von Signalen an die Verteilerstationen des Glasfasernetzes, sowie über einen Add/Drop-Multiplexer (13, 14) und eine Switching-Vorrichtung (11), dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Switching-Vorrichtung (11) dafür ausgelegt ist, das einfache Signal-Routing zwischen Eingängen (1, 3) und Ausgängen (2, 4) zu steuern, sowie ein Alternativ-Routing, bei dem keine Signale an einen oder mehrere Zielausgänge (4, 2) der Verzweigungseinheit geleitet werden, sondern diese Signale, die normalerweise an die genannten Zielausgänge (2 oder 4) geleitet werden würden, an einen oder mehrere andere Ausgänge (4 oder 2) der Verzweigungseinheit übertragen werden.
Verzweigungseinheit gemäß Anspruch 1, deren Zielausgang bzw. Zielausgänge einen oder mehrere Ausgänge (4) zu einer Verteilerstation des Netzwerks darstellen.
Verzweigungseinheit gemäß Anspruch 1, deren Zielausgang bzw. Zielausgänge einen oder mehrere Ausgänge (2) zu Verbindungsfasern innerhalb eines gemeinsamen Abschnitts eines Verbindungsfaserkabels darstellen.
Verzweigungseinheit gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, deren Switching-Vorrichtungen (11) über Mittel (18) verfügen, Signale auf vorgegebenen Trägerwellenlängen zu reflektieren.
Verzweigungseinheit gemäß Anspruch 4, in der Bragg-Gitter als die genannten Mittel zur Reflektion von Signalen (18) verwendet werden.
Verzweigungseinheit gemäß einem der Ansprüche 4 oder 5, deren genannte Switching-Vorrichtung (11) über ein oder mehrere Switching-Elemente verfügt, die einen ersten Zustand aufweisen, währenddessen die Signale direkt durch die jeweiligen Elemente geleitet werden, und einen zweiten Zustand, währenddessen die Signale über eine Schleifenstrecke (16) mit einem oder mehreren Mitteln zur Reflektion von Signalen (18) umgeleitet werden.
Verzweigungseinheit gemäß Anspruch 6, deren Add/Drop-Multiplexer über einen ersten Eingang (1), einen ersten Ausgang (2), einen zweiten Eingang (3) und einen zweiten Ausgang (4) verfügt, und der so ausgelegt ist, dass die Signale einer erster Gruppe Trägerwellenlängen vom ersten Eingang (1) zum ersten Ausgang (2) sowie vom zweiten Eingang (3) zum zweiten Ausgang (4) geleitet werden, und dass die Signale einer zweiten Gruppe Trägerwellenlängen vom ersten Eingang (1) zum zweiten Ausgang (4) sowie vom zweiten Eingang (3) zum ersten Ausgang (2) geleitet werden, und deren Switching-Vorrichtung über ein erstes Switching-Element (11) innerhalb des Add/Drop-Multiplexers verfügt, das für die Zuordnung von gegebenen Trägerwellenlängen zur ersten oder zur zweiten Gruppe entsprechend schaltbar ist.
Verzweigungseinheit gemäß einem der Ansprüche 6 oder 7, bei der zumindest eines der genannten Switching-Elemente (11) des Add/Drop-Multiplexers in eine Schleifenstrecke integriert ist.
Verzweigungseinheit gemäß Anspruch 8 für den Bereich der Abhängigkeit von Anspruch 7, deren Switching-Vorrichtung außerdem über ein zweites Switching-Element (21) verfügt, in dessen Schleife zwischen dem ersten Eingang (1) und dem ersten Ausgang (2) der Add/Drop-Multiplexer (13, 14) integriert ist, sowie über ein drittes Switching-Element (22), in dessen Schleife zwischen dem zweiten Eingang (3) und dem zweiten Ausgang (2) der Add/Drop-Multiplexer (13, 14) integriert ist.
Verzweigungseinheit gemäß Anspruch 1, deren genannte Switching-Vorrichtung ein Vorrouting-Switchingnetzwerk (31, 32, 33) umfasst, das zwischen den Ein- und Ausgängen des genannten Add/Drop-Multiplexers (30) und den genannten Eingängen (1, 3) und Ausgängen (2, 4) der Verzweigungseinheit angeschlossen ist, und das der Umleitung von Signalen aus einem oder mehreren Ausgängen der Verzweigungseinheit dient.
Verzweigungseinheit gemäß Anspruch 10, bei der die genannten, aus einem oder mehreren Ausgängen (2, 4) der Verzweigungseinheit umgeleiteten Signale nicht über den Add/Drop-Multiplexer (30) geleitet werden.
Verzweigungseinheit gemäß einem der Ansprüche 10 oder 11, deren Add/Drop-Multiplexer über einen ersten Eingang (1), einen ersten Ausgang (2), einen zweiten Eingang (3) und einen zweiten Ausgang (4) verfügt, und der so ausgelegt ist, dass die Signale einer erster Gruppe Trägerwellenlängen vom ersten Eingang (1) zum ersten Ausgang (2) sowie vom zweiten Eingang (3) zum zweiten Ausgang (4) geleitet werden, und dass die Signale einer zweiten Gruppe Trägerwellenlängen vom ersten Eingang zum zweiten Ausgang sowie vom zweiten Eingang zum ersten Ausgang geleitet werden.
Verzweigungseinheit gemäß Anspruch 12, deren Vorrouting-Switchingnetzwerk ein erstes (31), ein zweites (32) und ein drittes (33) Switching-Element umfasst, wobei das genannte erste Switching-Element (31) über einen ersten Eingang (D(c)) verfügt, der von dem zweiten Ausgang des Add/Drop-Multiplexers abgeleitet wird, und über eine zweiten Eingang (T2(b)), der von einem ersten Eingang (1) der Verzweigungseinheit abgeleitet wird, und über einen ersten Ausgang (D(b)), der zu einem zweiten Ausgang (4) der Verzweigungseinheit führt, sowie über einen zweiten Ausgang zu einem ersten Eingang des dritten Switching-Elements (33), und wobei das genannte zweite Switching-Element (33) über einen ersten Eingang verfügt, der von dem ersten Ausgang (To(c)) des Add/Drop-Multiplexers abgeleitet wird, und über eine zweiten Eingang, der von einem zweiten Eingang (3) der Verzweigungseinheit abgeleitet wird, und über einen ersten Ausgang zu einem zweiten Eingang der Verzweigungseinheit (33), sowie über einen zweiten Ausgang zu einem zweiten Eingang (A(c)) des Add/Drop-Multiplexers, und wobei das dritte Switching-Element (33) über einen ersten Ausgang zu einem ersten Eingang (T1(c)) des Add/Drop-Multiplexers sowie über eine zweiten Ausgang zu einem ersten Ausgang (2) der Verzweigungseinheit verfügt, wobei jedes der genannten Switching-Elemente zwischen einem ersten und einem zweiten Zustand umschaltbar ist: Im ersten Zustand werden die Signale vom ersten Eingang zum ersten Ausgang, und die Signale vom zweiten Eingang zum zweiten Ausgang übertragen, und im zweiten Zustand werden die Signale vom ersten Eingang zum zweiten Ausgang, und die Signale vom zweiten Eingang zum zweiten Ausgang übertragen.
Verzweigungseinheit gemäß einem der Ansprüche 10 oder 11, deren Add/Drop-Multiplexer über einen ersten Eingang (T1i(c)) verfügt, und über einen ersten Ausgang ((T1o(c)) sowie über einen Eingangs-/Ausgangs-Verteiler (B1(c)), und der so konfiguriert ist, dass die Signale einer ersten Gruppe Trägerwellenlängen vom ersten Eingang (T1i(c)) zum ersten Ausgang ((T1o(c)) geleitet werden, und dass die Signale einer zweiten Gruppe Trägerwellenlängen vom ersten Eingang (T1i(c)) zum Eingangs-/Ausgangs-Verteiler (B1(c)), sowie vom Eingangs-/Ausgangs-Verteiler (B1(c)) zum ersten Ausgang ((T1o(c)) geleitet werden.
Verzweigungseinheit gemäß Anspruch 14, deren Vorrouting-Switchingnetzwerk ein erstes (41), ein zweites (42) und ein drittes (43) Switching-Element umfasst, wobei das genannte erste Switching-Element (41) über einen ersten linksseitigen Anschluss (T1o(b)) an einen ersten Ausgang (2) der Verzweigungseinheit verfügt, und über einen zweiten linksseitigen Anschluss (T1i(c)) an den ersten Eingang (1) des Add/Drop-Multiplexers (40), und über einen ersten rechtsseitigen Anschluss an einen ersten linksseitigen Anschluss des dritten Switching-Elements (43), sowie über einen zweiten rechtsseitigen Anschluss an einen ersten rechtsseitigen Anschluss des zweiten Switching-Elements (42), und wobei das genannte zweite Switching-Element über einen ersten linksseitigen Anschluss (T1i(b)) an einen ersten Eingang (1) der Verzweigungseinheit verfügt, und über einen zweiten linksseitigen Anschluss an den Eingangs-/Ausgangsverteiler (B1(c)) des Add/Drop-Multiplexers sowie über einen zweiten rechtsseitigen Anschluss an einen zweiten linksseitigen Anschluss des dritten Switching-Elements (43), und wobei das dritte Switching-Element über einen ersten rechtsseitigen Anschluss an den ersten Ausgang (T1o(c)) des Add/Drop-Multiplexers und über einen zweiten rechtsseitigen Anschluss an den Eingangs-/Ausgangsverteiler (5) der Verzweigungseinheit verfügt, und wobei jedes der genannten Switching-Elemente zwischen einem ersten und einem zweiten Zustand umschaltbar ist: Im ersten Zustand werden die Signale zwischen dem ersten linksseitigen Anschluss und dem ersten rechtseitigen Anschluss sowie zwischen dem zweiten linksseitigen Anschluss und dem zweiten rechtseitigen Anschluss übertragen, und im zweiten Zustand werden die Signale zwischen dem ersten linksseitigen Anschluss und dem zweiten rechtseitigen Anschluss sowie zwischen dem zweiten linksseitigen Anschluss und dem ersten rechtseitigen Anschluss übertragen.
Verzweigungseinheit gemäß einem der Ansprüche 10 oder 11, deren Add/Drop-Multiplexer über mehrere Verbindungsfasereingänge (T1i, T2i) und über mehrere Verbindungsfaserausgänge (T1o, T2o) verfügt, wobei für jede Verbindungsfaser ein Eingangs-/Ausgangspaar (T1i, T1o und T2i, T2o) definiert ist, das jeweils einen der genannten Verbindungsfasereingänge und einen der genannten Verbindungsfaserausgänge, sowie einen Verteilereingang (A) und einen Verteilerausgang (B) umfasst, und wobei der Add/Drop-Multiplexer so konfiguriert ist, dass die Signale entsprechend ihrer Trägerwellenlänge vom jeweiligen Verbindungsfasereingang (T1i, T2i) entweder an die Verbindungsfaserausgänge (T1o, T2o) des Eingangs-/Ausgangspaares oder an den Verteilerausgang (D) geleitet werden, und vom Verteilereingang (A) zu einem vorgegebenen Verbindungsfaserausgang (T1o, T2o).
Verzweigungseinheit gemäß Anspruch 16, deren Vorrouting-Netzwerk jeweils ein erstes (51), ein zweites (53) und ein drittes (55) Switching-Element für die genannten Verbindungsfasern umfasst, wobei das genannte erste Switching-Element (51) über einen ersten linksseitigen Anschluss an eine Leitung (A(b)) verfügt, über die Signale von einem Verteilereingang (3) der Verzweigungseinheit eingehen, und über eine zweiten linksseitigen Anschluss an einen ersten linksseitigen Anschluss des zweiten Switching-Elements (53), und über einen ersten rechtsseitigen Anschluss an eine Leitung (57), die der Weiterleitung von Signalen an den Verteilereingang des Add/Drop-Multiplexers dient, sowie über einen zweiten rechtsseitigen Anschluss an einen Verbindungsfaserausgang (2) der Verzweigungseinheit für die entsprechende Verbindungsfaser, und wobei das genannte zweite Switching-Element (53) über einen zweiten linksseitigen Anschluss an einen ersten linksseitigen Anschluss des dritten Switching-Elements (55) verfügt, und über einen ersten rechtsseitigen Anschluss (T1(c)) an den Verbindungsfaserausgang (T1o(c)) des Add/Drop-Multiplexers für die genannte Verbindungsfaser, sowie über einen zweiten rechtsseitigen Anschluss an einen Verbindungsfasereingang (1) der Verzweigungseinheit für die entsprechende Verbindungsfaser, und wobei das dritte Switching-Element über einen zweiten linksseitigen Anschluss an eine Leitung (D(c)) verfügt, über die Signale vom Verteilerausgang (D) des Add/Drop-Multiplexers eingehen, und über einen ersten rechtsseitigen Anschluss an den Fasereingang (T1(c)) des Add/Drop-Multiplexers für die entsprechende Faser, sowie über einen zweiten rechtsseitigen Anschluss an eine Leitung (58), die der Weiterleitung von Signalen an einen Verteilerausgang (D) der Verzweigungseinheit für die entsprechende Verbindungsfaser dient, und wobei jedes der genannten Switching-Elemente zwischen einem ersten und einem zweiten Zustand umschaltbar ist: Im ersten Zustand werden die Signale zwischen dem ersten linksseitigen Anschluss und dem ersten rechtseitigen Anschluss sowie zwischen dem zweiten linksseitigen Anschluss und dem zweiten rechtseitigen Anschluss übertragen, und im zweiten Zustand werden die Signale zwischen dem ersten linksseitigen Anschluss und dem zweiten rechtseitigen Anschluss sowie zwischen dem zweiten linksseitigen Anschluss und dem ersten rechtseitigen Anschluss übertragen.
Verzweigungseinheit gemäß Anspruch 6 oder 11, deren genanntes Vorrouting-Switchingnetzwerk über mehrere optische 2 × 2-Schalter verfügt.
Verzweigungseinheit gemäß Anspruch 18, deren genannte optische 2 × 2-Schalter jeweils über einen Schmelzfaser-Koppler verfügen.
Verzweigungseinheit gemäß Anspruch 19, deren genannte optische 2 × 2-Schalter zusätzlich jeweils über einen elektromechanischen Schalter verfügen, der dazu dient, die Fasern des Schmelzfaserkopplers anzuspannen, und den Zustand, in dem die Signale direkt über die genannten Fasern des Schmelzfaserkopplers übertragen werden, in einen Zustand zu ändern, in dem die Signale von einer Faser des Schmelzfaserkopplers zur anderen übertragen werden.
Verzweigungseinheit gemäß Anspruch 10 oder 11, deren genanntes Vorrouting-Switchingnetzwerk über mehrere optische 1 × 2-Schalter (61, 62) verfügt.
Verzweigungseinheit gemäß Anspruch 10 oder 11, deren genanntes Vorrouting-Switchingnetzwerk über einen oder mehrere optische n × n-Schalter (71) verfügt, wobei n für eine ganze Zahl größer als Zwei steht.
Verzweigungseinheit gemäß Anspruch 22, bei der n = 4 ist.
Verzweigungseinheit gemäß Anspruch 22, deren Add/Drop-Multiplexer über einen ersten Eingang (1), einen ersten Ausgang (2) und einen Eingangs-/Ausgangs-Verteiler (5) verfügt, und der so konfiguriert ist, dass die Signale einer ersten Gruppe Trägerwellenlängen vom ersten Eingang (1) zum ersten Ausgang (2) geleitet werden, und dass die Signale einer zweiten Gruppe Trägerwellenlängen vom ersten Eingang (1) zum Eingangs-/Ausgangs-Verteiler (5) sowie vom Eingangs-/Ausgangs-Verteiler (5) zum ersten Ausgang (2) geleitet werden, und deren Vorrouting-Switchingnetzwerk (7) einen einzelnen 4 × 4-Schalter umfasst, der über einen ersten linksseitigen Anschluss (73, T1i(b)) an einen ersten Eingang der Verzweigungseinheit verfügt, und über einen zweiten linksseitigen Anschluss (T1o(b)) an einen ersten Ausgang der Verzweigungseinheit, und über einen dritten linksseitigen Anschluss (B1b) an einen Eingangs-/Ausgangs-Verteiler der Verzweigungseinheit, und über einen vierten linksseitigen Anschluss (B1c) an den Eingangs-/Ausgangs-Verteiler des Add/Drop-Multiplexers, und über einen ersten rechtsseitigen Anschluss (74, T1i(c)) an den ersten Eingang (1) des Add/Drop-Multiplexers, und über einen zweiten rechtsseitigen Anschluss (75, T1o(c)) an den ersten Ausgang des Add/Drop-Multiplexers, sowie über einen dritten (76) und einen vierten rechtsseitigen Anschluss (77), die miteinander verbunden sind, wobei die genannten vier linksseitigen Anschlüsse eine erste Sequenz mit einem ersten, zweiten, dritten und vierten linksseitigen Anschluss bilden, und die genannten vier rechtsseitigen Anschlüsse eine zweite Sequenz mit einem ersten, zweiten, dritten und vierten rechtsseitigen Anschluss bilden, und wobei der genannte 4 × 4-Schalter über vier Positionen verfügt, und der genannte erste linksseitige Anschluss in jeder dieser Positionen mit einem ausgewählten rechtsseitigen Anschluss kommuniziert, und die übrigen linksseitigen Anschlüsse jeweils mit dem rechtsseitigen Anschluss kommunizieren, der in der zweiten Sequenz jeweils im gleichen Verhältnis zu den übrigen rechtsseitigen Anschlüssen steht, wie die übrigen linksseitigen Anschlüsse zum ersten linksseitigen Anschluss.
Verzweigungseinheit gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, deren Add/Drop-Multiplexer passive optische Komponenten umfasst.