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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertragung von Datensignalen über eine
optische Faser zwischen zwei Netzwerkelementen in einem digitalen Datenübertragungsnetzwerk,
bei dem zusätzlich
zu den Datensignalen erste Steuer- und/oder Überwachungssignale zur Verwaltung
des Netzwerks übertragen
werden und bei dem ein faseroptischer Verstärker zwischen den zwei Netzwerkelementen
in der optischen Faser eingesetzt wird. Die Erfindung betrifft außerdem eine
Verstärkereinheit
zur Verwendung in einem solchen Datenübertragungsnetzwerk.
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Heutzutage
werden optische Fasern umfassend in Fernübertragungsnetzwerken verwendet.
Jedoch besteht ein Nachteil darin, dass Dämpfung die Länge der
Fasern, die verwendet werden kann, beschränkt. Dieser Umstand ist durch
die Entwicklung von faseroptischen Verstärkern beträchtlich verbessert worden,
die rein optische Bauteile sind, die in eine Faser eingesetzt werden
und eine optische Verstärkung
des Lichts ausführen,
das durch sie hindurchläuft.
Sehr lange Faserlängen
können
hierdurch erhalten werden, da Faserverstärker sozusagen herkömmliche
elektrische Regeneratoren oder Zwischenverstärker ersetzen.
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Herkömmliche
Regeneratoren in einem Übertragungsnetzwerk,
d.h. Regeneratoren, bei denen die optischen Signale in elektrische
Signale umgewandelt werden, verstärkt und wieder in optische Signale
umgewandelt werden, werden normalerweise überwacht, indem eine Mehrzahl
von Überwachungssignalen
zwischen jedem Regenerator und seinen benachbarten Netzwerkelementen
im Netzwerk übertragen
werden. Wegen einer Betriebszuverlässigkeit ist es erwünscht, die
faseroptischen Verstärker
aus demselben Grunde auf dieselbe Weise zu überwachen.
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Jedoch
werden in den meisten Übertragungssystemen,
wie bei spielsweise SDH oder SONET, die Überwachungssignale in sogenannten Overheadbytes übertragen,
die unter den anderen Daten in den Datenblöcken der Übertragungsprotokolle eingebettet
sind. Die Signale sind deshalb nur zugänglich, wenn die Datenblöcke "ausgepackt sind", wie es in den herkömmlichen
elektrischen Regeneratoren getan wird – oder auf jeden Fall getan werden
kann. Dies ist jedoch in einem faseroptischen Verstärker nicht
möglich,
da dieser das Licht bloß optisch
verstärkt,
das ihn durchläuft,
und deshalb keinen Zugriff auf einzelne Bytes im Datenfluss aufweist.
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Es
sind Systeme bekannt, bei denen separate und spezielle Überwachungssignale über die
Faser oder auf eine andere Weise zu oder von solchen faseroptischen
Verstärkern übertragen
werden können.
Jedoch erfordern diese speziellen Signale eine spezielle Ausrüstung an
den Faserverstärkern
sowie an den benachbarten Netzwerkelementen. Weiter können diese
Signale nicht leicht in das allgemeine Überwachungssystem des Netzwerks
inkorporiert werden, was, wie erwähnt, z.B. mittels der Overheadbytes
des Übertragungssystems
stattfinden kann, und die Überwachung
der faseroptischen Verstärker ist
deshalb ziemlich kompliziert.
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Die
FR 2 712 096 offenbart ein
System, bei dem Steuersignale zum Ausgangssignal eines optischen
Verstärkers
moduliert werden können.
Jedoch sind keine eigentlichen Überwachungssignale
einbezogen.
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Ein
System des oben beschriebenen Typs mit separaten und speziellen Überwachungssignalen über die
Faser wird in der
US 5 383 046 offenbart.
Die Überwachungssignale
werden auf die Datensignale, die den Faserverstärker durchlaufen, aufmoduliert. Auch
weisen diese Signale kein Format auf, das ermöglicht, dass sie im allgemeinen Überwachungssystem
des Netzwerks inkorporiert werden, weil sie als spezielle Signale
zum nachfolgenden eigentlichen Regenerator übertragen werden und nur dann in
das SDH-System inkorporiert werden.
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Demgemäß ist es
ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren und eine Verstärkereinheit
bereitzustellen, die ein verhältnismäßig einfaches Überwachen
von solchen Faserverstärkern
ermöglichen
und zulassen, dass die Überwachung
direkt in das allgemeine Überwachungssystem
des Netzwerks inkorporiert wird.
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Dies
wird gemäß der Erfindung
durch ein Verfahren erzielt, bei dem die Steuer- und/oder Überwachungssignale
zwischen dem faseroptischen Verstärker und mindestens einem der
zwei Netzwerkelemente in einem Format entsprechend den Overheadsignalen übertragen
werden.
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Wenn
Signale dieses Formats zum oder vom Faserverstärker übertragen werden, können diese Signale
in den benachbarten Netzwerkelementen direkt in das allgemeine Überwachungssystem
inkorporiert werden, und es ist deshalb möglich, die Faserverstärker auf
ganz dieselbe Weise zu überwachen, als
ob es sich um herkömmliche
elektrische Regeneratoren gehandelt hätte.
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Es
ist zweckmäßig, dass
die zweiten Steuer- und/oder Überwachungssignale,
wie in Anspruch 2 angegeben, zwischen dem faseroptischen Verstärker und
dem Netzwerkelement über
eine optische Faser und vorzugsweise, wie in Anspruch 3 angegeben, über die
optische Faser, in der der faseroptische Verstärker eingesetzt ist, übertragen
werden.
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Wenn
wie in Anspruch 4 die zweiten Steuer- und/oder Überwachungssignale ohne Ändern der Datensignale
und der ersten Steuer- und/oder Überwachungssignale übertragen
werden, wird ein System bereitgestellt, bei dem das Gesamtüberwachungssystem
auf alle Signalen Zugriff hat, wie sie vor der Einsetzung des Faserverstärkers waren.
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Eine
zweckmäßige Ausführungsform
wird erzielt, wenn, wie in Anspruch 5 angegeben, die zweiten Steuer-
und/oder Überwachungssignale
mittels spezieller optischer Sender/Empfänger-Einheiten, die am optischen Leitungsverstärker bzw.
dem Netz werkelement platziert sind, übertragen werden.
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Wie
in Anspruch 6 angegeben, können
die zweiten Steuer- und/oder Überwachungssignale
z.B. in der Faser als optische Signale mit einer Wellenlänge, die
sich von der Wellenlänge
der Datensignale und ersten Steuer- und/oder Überwachungssignale unterscheidet, übertragen
werden. Dies gewährleistet,
dass die Signale die anderen optischen Signale in der Faser nicht
beeinträchtigen,
und es ist ein einfacher Vorgang, die Signale von den anderen Signalen auf
der Empfängerseite
zu separieren.
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Alternativ
können
die zweiten Steuer- und/oder Überwachungssignale
in der Faser übertragen
werden, indem eine Trägerwelle
moduliert wird, die auch zur Übertragung
der Datensignale und der ersten Steuer- und/oder Überwachungssignale
verwendet wird. Dieses Verfahren erfordert eine geringfügig kompliziertere
Ausrüstung;
aber andererseits belegt es keine zusätzliche Bandbreite in der Faser, was
besonders in Netzwerken von viel Verkehr von Wichtigkeit ist, wo
es erwünscht
ist, eine möglichst große Bandbreite
für den
eigentlichen Datenverkehr zur Verfügung zu haben.
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Wie
in Anspruch 8 angegeben, kann das Verfahren insbesondere in einem
Datenübertragungsnetzwerk
verwendet werden, das als eine Synchrondigitalhierarchie (SDH) konzipiert
ist, und die zweiten Steuer- und/oder Überwachungssignale können dann
auf der Grundlage von einem oder mehreren der im SDH verwendeten
Overheadbytes gebildet werden. Vorzugsweise können ein oder mehrere der Overheadbytes,
die mit D1–D12
gekennzeichnet sind, verwendet werden, wie in Anspruch 9 angegeben.
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Wie
erwähnt,
betrifft die Erfindung auch eine Verstärkereinheit mit einem faseroptischen
Verstärker
und die angepasst ist, um in eine optische Faser zwischen zwei Netzwerkelementen
in einem digitalen Datenübertragungsnetzwerk
eingesetzt zu werden, wie oben beschrieben.
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Wenn
die Einheit angepasst ist, um zweite Steuer- und/oder Overheadsignale
in einem Format entsprechend den Overheadsignalen zu übertragen/empfangen,
dann können,
wie oben erwähnt,
die Signale in den benachbarten Netzwerkelementen direkt in das
allgemeine Überwachungssystem
auf ganz dieselbe Weise inkorporiert werden, als ob es sich um herkömmliche
elektrische Regeneratoren gehandelt hätte.
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Eine
zweckmäßige Ausführungsform
der Verstärkereinheit,
die in Anspruch 11 definiert ist, ist angepasst, um die zweiten
Steuer- und/oder Überwachungssignale über die
optische Faser zu empfangen und/oder zu übertragen, in der der faseroptische
Verstärker
eingesetzt ist.
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Desgleichen
kann, wie in Anspruch 12 angegeben, die Verstärkereinheit angepasst sein,
um in einem Datenübertragungsnetzwerk
verwendet zu werden, das als eine Synchrondigitalhierarchie (SDH)
konzipiert ist, und um zu ermöglichen,
dass die zweiten Steuer- und/oder Überwachungssignale auf der
Grundlage von einem oder mehreren der Overheadbytes, die im SDH
verwendet werden, gebildet werden. Insbesondere kann, wie in Anspruch 13
angegeben, sie vorzugsweise angepasst sein, ein oder mehrere der
Overheadbytes, die mit D1–D12 gekennzeichnet
sind, zu verwenden.
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Wenn,
wie in Anspruch 14 angegeben, die Verstärkereinheit eine örtliche
Steuereinheit umfasst, die angepasst ist, um die zweiten Steuer-
und/oder Überwachungssignale
auf der Grundlage des Zustands des faseroptischen Verstärkers zu
erzeugen und/oder den optischen Verstärker auf der Grundlage von
empfangenen besagten zweiten Steuer- und/oder Überwachungssignalen zu steuern,
ist es gewährleistet,
dass die Verstärkereinheit
von außen auf
ganz dieselbe Weise wie ein herkömmlicher
elektrischer Regenerator betrachtet wird.
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Wie
in Anspruch 15 angegeben, kann die Verstärkereinheit z.B. Einrichtungen
umfassen, um Licht mit einer speziellen Wellen länge von dem über die
Faser empfangenen optischen Signal zu separieren und um das separierte
Licht in die zweiten Steuer- und/oder Überwachungssignale
umzuwandeln. Alternativ kann sie wie in Anspruch 16 angegeben, Einrichtungen
umfassen, um Signale zu demodulieren, die auf dem von der Faser
empfangenen optischen Signal aufmoduliert sind, und um diese in
die zweiten Steuer- und/oder Überwachungssignale
umzuwandeln.
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Entsprechend
kann, wie in Anspruch 17 angegeben, die Verstärkereinheit z.B. Einrichtungen umfassen,
um die zweiten Steuer- und/oder Überwachungssignale
in ein optisches Signal mit einer Wellenlänge umzuwandeln, die sich von
Wellenlängen unterscheidet,
die in den durch den faseroptischen Verstärker verstärkten optischen Signalen vorkommen,
und Einrichtungen, um das optische Signal mit den verstärkten optischen
Signalen zu multiplexen. Alternativ kann sie wie in Anspruch 18
angegeben, Einrichtungen umfassen, um die zweiten Steuer- und/oder Überwachungssignale
auf die durch den faseroptischen Verstärker verstärkten optischen Signalen aufzumodulieren.
Im letzteren Fall können
die Modulationseinrichtungen zweckmäßig angepasst sein, um einen
Pumplaserstrom zum faseroptischen Verstärker zu modulieren, wie in
Anspruch 19 angegeben.
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Die
Vorteile von separater Wellenlänge
bzw. Modulation werden oben beschrieben.
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Die
Erfindung wird unten mit Bezug auf die Zeichnung vollständiger erklärt.
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1 stellt
einen Ausgangsteil eines bekannten Netzwerkelements dar,
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2 stellt
einen Eingangsteil eines bekannten Netzwerkelements dar,
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3 stellt
einen Ausgangsteil eines Netzwerkelements gemäß einer ersten Ausführungsform der
Erfindung dar,
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4 stellt
eine optische Verstärkereinheit gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung dar,
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5 stellt
einen Eingangsteil eines Netzwerkelements gemäß einer ersten Ausführungsform der
Erfindung dar,
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6 stellt
einen Ausgangsteil eines Netzwerkelements gemäß einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung dar,
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7 stellt
eine optische Verstärkereinheit gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung dar,
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8 stellt
einen Eingangsteil eines Netzwerkelements gemäß einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung dar, und
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9 stellt
eine dritte Ausführungsform
der Erfindung dar.
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1 stellt
den Ausgangsteil 1 eines herkömmlichen und bekannten Netzwerkelements
(wie beispielsweise einen Endmultiplexer) für ein Fernübertragungssystem des Typs
dar, in dem die Erfindung angewandt werden kann. Der Ausgangsteil 1 kann
Datensignale 3 in optische Signale 7 umwandeln
und sie über
eine optische Faser zu einem benachbarten Netzwerkelement übertragen.
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Eine
Steuereinheit 5 erzeugt eine Mehrzahl von Steuer- und/oder Überwachungssignalen 4,
die zusammen mit den Datensignalen zu dem benachbarten Netzwerkelement übertragen
werden. Diese Signale werden unter anderem zur Überwachung der Funktion der
Netzwerkelemente verwendet. Die Steuer- und Überwachungssignale 4 werden
als Overheadsignale mit den Datensignalen 3 im elektrischen
Multiplexer 2 verschachtelt, und sie werden dann in der
optischen Sendereinheit 6 in die optischen Signale 7 umgewandelt,
die über
die Faser zum benachbarten Netzwerkelement übertragen werden. Die Beschaffenheit
dieses Verschachtelns hängt
von dem verwendeten Übertragungsprotokoll ab,
das strenge Formate dafür
bestimmt. Ein Beispiel wird unten beschrieben.
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Zwecks
Klarheit sind optische Signale in 1 und den
folgenden Figuren als Pfeile in einer dicken schwarzen Linie dargestellt,
während
Pfeile von gewöhnlicher
Linienstärke
elektrische Signale darstellen.
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2 stellt ähnlich den
Eingangsteil 8 eines benachbarten Netzwerkelements dar.
Hier werden die optischen Signale 7, die über die
optische Faser vom in 1 dargestellten Ausgangsteil
ankommen, in der optischen Empfängereinheit 9 empfangen,
in der sie in elektrische Signale umgewandelt werden, die im Demultiplexer 10 in
die Datensignale 11 und die Steuer- und Überwachungssignale 12 für die Steuereinheit 3 aufgespalten
werden. Die Datensignale 11 entsprechen den Datensignalen 3 in 1, und
die Steuer- und Überwachungssignale 12 entsprechen
den Signalen 4.
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In
der in den 1 und 2 dargestellten Situation
werden die optischen Signale über
eine optische Faser vom Ausgangsteil 1 in einem Netzwerkelement
zum Eingangsteil 8 in einem anderen Netzwerkelement übertragen,
was bedeutet, dass die optische Faser Licht in nur einer Richtung überträgt. Dies
ist auch in der Praxis häufig
der Fall, da Signale in der entgegengesetzten Richtung dann über eine zweite
Faser übertragen
werden können,
die parallel zur ersten angeordnet ist. Jedoch sollte es angemerkt
werden, dass es natürlich
möglich
ist, dieselbe Faser zur Übertragung
von optischen Signalen in beiden Richtungen zu verwenden. In diesem
Fall wird die Faser an beiden Enden mit einem kombinierten Eingangs/Ausgangs-Teil
verbunden, der sowohl optische Signale übertragen als auch empfangen
und diese wechselseitig separat halten kann. Der Betriebsmodus ist
derselbe, wie oben beschrieben.
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Die
Netzwerkelemente werden normalerweise in ein größeres Fernübertragungsnetzwerk inkorporiert,
und die optischen Signale zwischen den einzelnen Netzwerkelementen
können
z.B. mittels eines digitalen Übertragungssystems
vom SDH-(Synchrondigitalhierarchie)-Typ in der Faser übertragen werden.
Das SDH-System weist Kanäle
auf, die in seiner Datenstruktur inkorporiert sind, um das Netzwerk
und die einzelnen Netzwerkelemente zu steuern und zu überwachen.
Die Datenkanäle
zum Betreiben und Aufrechterhalten des Netzwerks sind in den aktuellen
SDH-Signalen eingebettet und sind deshalb in den SDH-Netzwerkelementen
zugänglich, in
denen die Signale "ausgepackt" werden.
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Die
grundsätzliche
Datenstruktur eines SDH-Systems ist ein STM-1-Rahmen, der aus 9
Reihen mit jeweils 270 Bytes besteht. Von diesen werden die ersten
9 Bytes in jeder Reihe des Systems für die Datenkanäle verwendet,
um das Netzwerk zu steuern und zu überwachen, und sie werden auch Overheadinformation
genannt. Drei von diesen Bytes (D1–D3) werden zum Steuern und Überwachen
von Regeneratoren auf einer SDH-Leitung verwendet, während 9
andere Bytes (D4–D12) ähnlich zum
Steuern und Überwachen
von Multiplexern auf einer SDH-Leitung verwendet werden.
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Die
Steuer- und Überwachungssignale 4 und 12,
die in den 1 und 2 dargestellt
sind, werden unter anderem durch die Bytes D1–D12 in einem SDH-System gebildet,
wobei die Steuereinheit 5 die betreffenden Bytes berechnet
und sie, wie oben beschrieben, über
die optische Faser zur Steuereinheit 13 des Empfängers überträgt.
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Wenn
einer oder mehrere faseroptische Verstärker in der optischen Faser
eingesetzt sind, die die optischen Signale zwischen z.B. zwei Endmultiplexern überträgt, laufen
die optischen Signale, d.h. auch die Overheadsignale, ungeändert von
einem Endmultiplexer durch die Faserverstärker zu dem anderen Endmultiplexer.
Folglich ist es nicht möglich, Overheadsignale
in den Faserverstärkern
hinzuzufügen
oder zu entfernen, da diese das Licht, das sie durchläuft, bloß rein optisch
verstärken.
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Jedoch
ist es auch zweckmäßig, die
Faserverstärker überwachen
zu können,
und die Erfindung lehrt deshalb, wie man dies mittels von speziellen
optischen Signalen macht, die zum und vom Faserverstärker übertragen
werden. 3 stellt folglich einen Ausgangsteil 14 dar,
der gemäß der Erfindung
für z.B.
einen Endmultiplexer modifiziert ist, der zusätzlich zu den in 1 dargestellten
Bauteilen eine weitere optische Sendereinheit 15 und einen
optischen Multiplexer 20 aufweist. Die Steuer- und Überwachungssignale 4,
die in der Steuereinheit 5 erzeugt werden, werden dem Multiplexer 2 wie
zuvor zugeführt,
in dem sie mit den Datensignalen 3 verschachtelt werden,
und in der optischen Sendereinheit 6 entsprechend den optischen
Signalen 7 in 1 in optische Signale 18 umgewandelt.
Einige Steuer- und Überwachungssignale 16,
die die oben erwähnten Bytes
D1–D12
in einem SDH-System sein können und
die zum Faserverstärker
zu übertragen
sind, werden außerdem
zu der weiteren optischen Sendereinheit 15 zugeführt, in
der sie in optische Signale 19 umgewandelt werden, die
eine andere Wellenlänge als
die optischen Signale 18 aufweisen. Wenn die optischen
Signale 18 bereits aus Licht mit mehreren unterschiedlichen
Wellenlängen
bestehen, weisen die optischen Signale 19 eine Wellenlänge auf,
die nicht in den Signalen 18 enthalten ist.
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In
dem optischen Wellenlängenmultiplexer 20 werden
die optischen Signale 18 und 19 gemischt, um das
optische Signal 21 zu bilden, das dann auf der optischen
Faser übertragen
wird. Der Multiplexer 20 kann ein einfaches optisches Bauteil
sein, das bloß die
Signale 18 und 19 addiert.
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Wie
es von dem gestrichelten Pfeil 17 ersichtlich ist, können die
betreffenden Steuersignale (D1–D12)
zum Multiplexer 2 sowie zur Sendereinheit 15 zugeführt werden,
wie oben beschrieben, oder sie können
bloß zur
Sendereinheit 15 zugeführt
werden. Die zwei Situationen werden später beschrieben.
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4 stellt
dar, wie eine optische Verstärkereinheit 22 mit
einem Faserverstärker 23 und
zugehörigen
Steuerkreisen aufgebaut sein kann. Das optische Signal 21 von
der optischen Faser durchläuft zuerst
den Wellenlängendemultiplexer 24,
der es aufspaltet, so dass Licht mit einer Wellenlänge, die
der Wellenlänge
des optischen Signals 19 in 3 entspricht,
als das optische Signal 25 zu einer optischen Empfängereinheit 26 zugeführt wird,
während
andere Wellenlängen
als das optische Signal 27 direkt zum aktuellen faseroptischen
Verstärker 23 zugeführt werden,
der das Signal rein optisch verstärkt. Folglich ist das optische
Signal 28 auf dem Ausgang des Faserverstärkers 23 bloß eine verstärkte Version
des Signals 27. Das abgezweigte optische Signal 25 wird in
der Empfängereinheit 26 in
ein elektrisches Steuer- und Überwachungssignal 29 umgewandelt,
das dem Signal 16 in 3 entspricht
und folglich durch die Bytes D1–D12
in einem SDH-System gebildet werden kann. Dieses Signal wird zu
einer örtlichen Steuereinheit 30 zugeführt, wo
es einen Teil der Steuerung des Faserverstärkers bilden kann.
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Es
ist folglich möglich,
Steuer- und Überwachungssignale
auf die beschriebene Weise von einem herkömmlichen Netzwerkelement zu
einem faseroptischen Verstärker
zusammen mit den optischen Datensignalen zu übertragen, die abgesehen von
der Verstärkung
den Verstärker
ungeändert durchlaufen.
Auf eine ganz ähnliche
Weise können Steuer-
und Überwachungssignale
von dem Faserverstärker
zu einem nachfolgenden herkömmlichen Netzwerkelement übertragen
werden, und dies wird unten beschrieben.
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Die
Steuereinheit 30 führt
Steuer- und Überwachungssignale 31 zu,
die auch durch Bytes, entsprechend D1–D12, gebildet werden können, ganz so
als ob ein herkömmlicher
Regenerator einbezogen wäre.
Die Signale 31 werden in der optischen Sendereinheit 32 in
ein optisches Signal 33 umgewandelt. Wenn der Demultiplexer 24 auf
jeden Fall den größeren Teil
von Licht mit der Wellenlänge
der Signale 19 und 25 von dem optischen Signal 27 entfernt
hat, bleibt nur ein kleiner Teil dieser Wellenlänge im Signal 28,
und diese Wellenlänge
kann folglich wieder für
das optische Signal 33 verwendet werden. Sonst muss eine
neue Wellenlänge
verwendet werden. Die optischen Signale 28 und 33 werden
in einem optischen Multiplexer 34 gemischt, um das optische
Signal 35 auf dieselbe Weise zu bilden, wie es bereits
für 3 beschrieben
worden ist, wobei das Signal 35 auf der Faser übertragen
wird, die zum Empfängerteil
eines herkömmlichen
Netzwerkelements oder fakultativ zu einem anderen faseroptischen
Verstärker
führt.
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5 stellt
den modifizierten Eingangsteil 36 eines sonst herkömmlichen
Netzwerkelements dar. Auch hier durchläuft das optische Signal 35 von
der Faser zuerst einen optischen Demultiplexer 37, der es
aufteilt, so dass Licht mit einer Wellenlänge entsprechend der Wellenlänge des
optischen Signals 33 in 4 als das
optische Signal 38 zu einer optischen Empfängereinheit 39 zugeführt wird,
während andere
Wellenlängen
als das optische Signal 40 zur optischen Empfängereinheit 9 zugeführt werden,
in der es in elektrische Signale umgewandelt wird, die im Demultiplexer 10 in
die Datensignale 11 und die Steuer- und Überwachungssignale 12 für die Steuereinheit 13 aufgespalten
werden, wie es oben für 2 beschrieben
wurde.
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Das
optische Signal 38 wird in der optischen Empfängereinheit 39 in
elektrische Steuer- und Überwachungssignale 41,
z.B. in der Form der zuvor beschriebenen Bytes D1–D12, umgewandelt,
die der Steuereinheit 13 zugeführt werden, die nun auch solche
Signale von einem eingesetzten Faserverstärker empfangen kann.
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Es
sollte angemerkt werden, dass, wenn, wie in 3 dargestellt,
die D1–D12-Signale
für dieses Netzwerkelement
als die Signale 16 und 17 zur optischen Sendereinheit 15 bzw.
dem Multiplexer 2 zugeführt
worden sind, die D1–D12-Bytes,
die davon entstehen, noch in dem Signal vorhanden sind, das im Demultiplexer 10 gedemultiplext
wird, und sie dann als die Signale 42 zur Steuereinheit 13 zugeführt werden
können.
Diese ist folglich imstande die D1–D12-Bytes von dem vorhergehenden
herkömmlichen
Netzwerkelement sowie von einem eingesetzten faseroptischen Verstärker zu
empfangen.
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Eine
alternative Ausführungsform
der Erfindung ist in den 6-8 dargestellt.
In der oben beschriebenen Ausführungsform
werden die Steuer- und Überwachungssignale
zum und vom optischen Verstärker
mittels Licht mit einer anderen Wellenlänge übertragen, als diejenige oder
diejenigen, die für die
anderen Datensignale verwendet werden. In den 6–8 werden
die Steuer- und Überwachungssignale
stattdessen durch Modulieren der bereits vorkommenden Wellenlängen übertragen.
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Der
Ausgangsteil 43, der in 6 für einen Endmultiplexer
dargestellt ist, entspricht dem Ausgangsteil 14 in 3,
aber er ist in einer Anzahl von Hinsichten modifiziert. Die Steuer- und Überwachungssignale 16,
die die oben erwähnten
Bytes D1–D12
in einem SDH-System sein können,
wie erwähnt,
und die zum Faserverstärker
zu übertragen sind,
werden stattdessen nun zu einem Modulationkreis 44 zugeführt, in
dem sie in ein Modulationssignal 45 umgewandelt werden.
In der optischen Sendereinheit 46, in der die elektrischen
Signale in optische Signale 47 umgewandelt werden, wie
zuvor beschrieben, wird das Modulationssignal 45 zum Modulieren
dieser optischen Signale verwendet. Dies kann z.B. durch Amplitudenmodulation
stattfinden, und das Prinzip wird auch Hilfsträger-Multiplex genannt.
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7 stellt
entsprechend eine modifizierte optische Verstärkereinheit 48 dar.
Hier durchläuft
das modulierte optische Signal 47 zuerst einen optischen Leistungsteiler 49,
in dem es in zwei optische Signale 50 und 51 aufgespalten
wird, die beide dem Signal 47 entsprechen, aber bloß schwächer sind.
Typischerweise tritt die Leistungsaufteilung so auf, dass der größte Teil
der Leistung dem Signal 50 zugeführt wird, das das eigentliche
Signal ist, während
das Signal 51 bloß einen
kleinen Teil der Leistung bildet, da dies bloß zu verwenden ist, um die
modulierten Steuersignale zu demodulieren. Dies findet in der Demodulationseinheit 52 statt,
die das elektrische Steuer- und Überwachungssignal 29 wiederherstellt,
das wie zuvor dem Signal 16 in 6 entspricht
und zur örtlichen
Steuereinheit 30 zugeführt
wird. Das optische Signal 50 wird direkt zum faseroptischen
Verstärker 23 selbst
zugeführt,
der das Signal rein optisch verstärkt, wie zuvor.
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Die
Steuer- und Überwachungssignale 31, die
durch die Steuereinheit 30 abgegeben werden und zu einem
nachfolgenden herkömmlichen
Netzwerkelement zu übertragen
sind, werden hier zu einem Modulationskreis 53 zugeführt, in
dem sie in ein Modu lationssignal 54 umgewandelt werden.
Das Modulationssignal 54 wird verwendet, um die Verstärkung des
faseroptischen Verstärkers
zu modulieren, in dem die optischen Signale 50 verstärkt werden,
so dass die Steuer- und Überwachungssignale
auf dem optischen Ausgangssignal 55 auf dieselbe Weise aufmoduliert
sind, wie für
das Signal 47 in 6. Die Modulation
im Faserverstärker
kann durch Modulieren des Pumplaserstroms stattfinden.
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8 stellt
ein Beispiel für
einen Eingangsteil 56 eines herkömmlichen Netzwerkelements entsprechend
dazu dar. Das optische Signal 55 wird hier in der optischen
Empfängereinheit 57 empfangen,
in der es in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, das einerseits
weiter im Demultiplexer 10 verarbeitet wird, wie zuvor,
und andererseits als das Signal 58 zum Demodulationskreis 59 zugeführt wird.
Die Demodulation, die in diesem Kreis stattfindet, erzeugt die Steuer-
und Überwachungssignale 51,
die zuvor beschrieben worden sind. Alternativ kann dasselbe Prinzip
wie in der Verstärkereinheit
in 7 im Eingangsteil verwendet werden, wo das optische
Signal in einem optischen Leistungsteiler in zwei Signale aufgespalten
wird, die dann separat verarbeitet werden. Jedoch ist diese Lösung weniger
zweckmäßig hier,
da sie zu einem Leistungsverlust für das optische Signal führt.
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Die
nicht erwähnten
Teile der 6–8 sind ungeändert und
weisen dieselbe Funktion in Bezug zu den 3–5 auf.
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Schließlich stellt 9 eine
dritte Ausführungsform
dar, die separate Fasern zum Übertragen der
Steuer- und Überwachungssignale
zum und vom faseroptischen Verstärker
verwendet. Die konstituierenden Bauteile sind dieselben wie in den 3–5.
Die optischen Signale 18 und 19 werden hier vom
Ausgangsteil 61 auf ihren respektiven Fasern zum Faserverstärker 62 übertragen,
anstatt dass sie gemischt werden, um ein einziges Signal 21 im
optischen Wellenlängenmultiplexer 20 zu
bilden, wie zuvor. Deshalb empfängt
die Verstärkereinheit 62 die
zwei Signale unabhängig
voneinander von ihren respektiven Fasern, und der Wellenlängendemultiplexer 24 von 4 kann
folglich weggelassen werden. Ähnlich
werden die optischen Signale 28 und 33 auf ihren
respektiven Fasern von der Verstärkereinheit 62 zum
Eingangsteil 63 übertragen.
Sonst arbeiten die Kreise wie zuvor beschrieben.
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Eine
Variante dieser Ausführungsform
tritt auf, wo z.B. eine Faserverbindung ein Kabel mit mehreren Fasern
verwendet, in denen jeweils Faserverstärker auf der Strecke eingesetzt
sein können.
Folglich kann eine Verstärkereinheit
einen Faserverstärker
für jede
Faser enthalten. In dieser Situation kann es zweckmäßig sein,
dass die Steuer- und Überwachungssignale
von sämtlichen
Faserverstärkern
in einer Verstärkereinheit
auf einer und derselben Faser übertragen
werden, die entweder eine separate Faser für diesen Zweck oder eine von
den anderen Fasern sein kann, wobei es möglich ist, die Signale in der
Faser zusammen mit ihren anderen Signalen mittels des einen von
den oben beschriebenen Verfahren zu multiplexen.
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Obwohl
eine bevorzugte Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung beschrieben und veranschaulicht worden ist,
ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern kann auf andere
Weisen im Bereich des Gegenstands, der in den folgenden Ansprüchen definiert
ist, verwirklicht sein.