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TECHNISCHES
GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum
Schützen
einer Verbindung zwischen Ringnetzen.
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BESCHREIBUNG
DES VERWANDTEN SACHSTANDES
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Wellenteilungsmultiplexieren
(WDM) ist eine Technologie, die die Übertragung einer Anzahl optischer
Kanäle über eine
optische Faser unter Verwendung unterschiedlicher getrennter Lichtwellenlängen zulässt. Auf
diese Weise kann die Informationsübertragungskapazität beträchtlich
erhöht
werden. Die Kapazität
hängt von
der Anzahl verwendeter Wellenlängenkanäle und ihrer
Bandbreite ab. Das Signal bei jeder Wellenlänge läuft durch die Faser ungeachtet der
anderen Signale, so dass jedes Signal einen diskreten Kanal mit
einer großen
Bandbreite darstellt.
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Ein
Ringkommunikationsnetz ist aus Knoten ausgebildet, die in einem
Tandem in einem Ring durch einen unidirektionalen Kommunikationspfad, wie
etwa eine optische Faser, verbunden sind. Ein Knoten empfängt Übertragungen
von einem vorgeschalteten Knoten. Der Rücklauf-Verkehr wird nachgeschaltet
zu dem ersten Knoten übertragen.
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Ein
Nachteil eines derartigen Netzes besteht darin, dass eine Unterbrechung
im Ring oder ein Fehler eines Knotens es verhindern würde, dass
jedweder Knoten vorgeschaltet vor die Unterbrechung/den Fehler mit
jedwedem Knoten der Unterbrechung nachgeschaltet kommuniziert. Eine übliche Lösung für dieses
Problem besteht darin, in gewisser Weise einen zweiten Ersatzkommunikationspfad
parallel zu dem ersten, aber in der entgegengesetzten Richtung bereitzustellen,
siehe US 5,365,510, US 5,179,548 und EP 677, 936. Wenn ein Kommunikationspfad
irgendwo in dem ersten Kommunikationspfad fehlschlägt, dann
wird der Verkehr zurück
auf dem zweiten Kommunikationspfad gerichtet, und der gewünschte Knoten
wird somit von der anderen Seite erreicht werden.
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Eine
weitere Lösung
besteht darin, den Verkehr auf zwei Kommunikationspfaden in entgegengesetzte
Richtungen zu senden, wobei aber ein Segment des Rings für einen
Datenverkehr deaktiviert ist, siehe "Electronic letters", 5. Dezember 1996, Bd. 32, Nr. 25,
S. 2338–2339,
B. S. Johansson, C. R. Batchellor und L. Egnell: "Flexible bus: A selfrestoring optical
ADM-Ring architecture".
In dem Fall eines Fehlers wird das Segment zu dem Fehler bewegt.
Es ist jedoch nicht beschrieben, wie dies in der Praxis zu erreichen
ist.
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Wenn
zwei Ringnetze kommunizieren sollen, besteht immer noch ein Schwachpunkt,
nämlich
der Knoten, der die beiden Ringnetze verbindet. Dieses Problem wird
in einer elektrischen Version in der
US 5,218,604 dahingehend
gelöst,
dass zwei Ringnetze über
zwei parallele Dienste-Knoten verbunden werden. Ein Ringnetz besteht
in diesem Fall aus zwei parallelen Kommunikationspfaden, von welchen
einer den Verkehr im Uhrzeigersinn überträgt und der andere den gleichen
Verkehr im Gegenuhrzeigersinn überträgt.
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In
dem ersten Ringnetz wird Verkehr von beiden Kommunikationspfaden
durch beide der Dienste-Knoten über
eine sogenannte "Absetz-
und Fortsetz-"Eigenschaft
empfangen. In jedem der beiden Dienste-Knoten wählt eine Auswahleinheit, von
welchem Kommunikationspfad empfangene Signale erneut übertragen
werden.
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Die
beiden Dienste-Knoten übertragen
die empfangenen Signale in einem zweiten Ringnetz dann erneut. Jeder
Dienste-Knoten überträgt weg von
dem anderen Dienste-Knoten mit dem Ergebnis, dass die beiden Kommunikationspfade
in dem zweiten Ringnetz tragen. Der Knoten, zu welchem der Verkehr
gesendet wird, verwendet eine Auswahleinheit, um auszuwählen, von
welchem Kommunikationspfad Signale empfangen werden.
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Das
Dokument ANNUAL REVIEW OF COMMUNICATION, Band 48, 1949 (CHICAGO,
USA), G. W. Ester, "Comparison
of Ring Architectures and their Application in the Network", Seiten 955–962 betrifft
verschiedene Ringarchitekturen, die zur Zeit eingesetzt werden,
die Probleme, die mit Ringen einhergehen, die in einem Netz verbunden
sind und die Verwaltung von Netzen von vermaschten Ringen. Das Dokument "ELECTRONIC LETTERS", Band 32, Nr. 25,
Dezember 1996, B. S. Johansson et al., "A Self-Restoring Optical ADM Ring Architecture", Seiten 2338–2339 betrifft
eine optische WDM-Netzarchitektur auf der Grundlage einer physikalischen
Ringtopologie, die In-Line-Kanal-Elemente
nicht erfordert.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine geschützte Verbindung
zwischen Ringnetzen bereitzustellen. Ein Ringnetz wird in der Kürze als
ein "Ring" bezeichnet werden.
Der Schutz wird durch Verwendung zweier paralleler Verbindungsknoten
in einem Ring ausgeführt,
die mit zwei entsprechenden parallelen Verbindungsknoten in einem
anderen Ring gekoppelt sind und als Gateways bezeichnet werden.
Signale, die in einen Ring eintreten, werden über beide Gateways geleitet.
Ein Gateway kann Signale aus beiden Richtungen des Rings empfangen,
sendet aber nur weg von dem benachbarten Gateway.
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Soweit
ist die Erfindung ähnlich
zu der Erfindung in der
US 5,218,604 .
Ein Problem mit der Erfindung in der
US
5,218,604 besteht darin, dass dann, wenn eine optische
Version ausgeführt
wird, teure und nicht zuverlässige
optische Auswahleinheiten für jede
Wellenlänge
verwendet werden müssen.
Ein weiteres Problem besteht darin, dass eine verstärkte spontane
Emission (ASE) nicht gestoppt wird, was zu einer Sättigung,
einem höheren
Rauschpegel und Oszillationen führt.
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Die
vorliegende Erfindung löst
das Problem unter Verwendung einer unterschiedlichen Art von Knoten
als die Knoten in der
US 5,218,604 und
insbesondere dadurch, dass jeder Ring ein inaktives Segment umfasst.
Das inaktive Segment stellt sicher, dass Knoten auf dem Ring nur
Signale von einem der Gateways empfangen. In dem Fall eines Fehlers
bewegt sich das inaktive Segment, so dass es den Fehler umfasst.
Somit wird ein Betrieb sichergestellt.
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Wenn
das inaktive Segment zwischen den Gateways liegt, dann bietet einer
der Gateways einen Erfassungsmechanismus, der die Situation erfasst. Wenn
die Situation auftritt, unterdrückt
das Gateway eine Übertragung
und nur das andere Gateway überträgt.
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Andere
Unterschiede zu der
US 5,218,604 bestehen
darin, dass sie sämtlichen
Verkehr in jedem Knoten empfangen und erneut senden, was in der vorliegenden
Erfindung nicht durchgeführt
wird. Auch weisen sie den gleichen Verkehr in beiden Ringen auf und
wählen
aus, von welchem Ring zu empfangen ist, aber in der vorliegenden
Erfindung ist es möglich, von
beiden Ringen gleichzeitig zu empfangen, da es nicht der gleiche
Verkehr in beiden Ringen ist.
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Vorteile
der vorliegenden Erfindung bestehen darin, dass eine geschützte Verbindung
zwischen Ringnetzen auf eine einfache, autonome und kostengünstige Weise
bereitgestellt wird.
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In
der
US 5,218,604 besteht
auch ein Problem, dass sie nicht in der Lage ist, Knoten zwischen den
Gateways zu platzieren. Dies wird in einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung durch ein "Teilen" des Rings in einen
oberen Teil und einen unteren Teil gelöst. Die unterschiedlichen Teile
des Rings verwenden unterschiedliche Wellenlängen. Das inaktive Segment
ist entweder in dem oberen oder dem unteren Teil angeordnet.
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Einer
der Gateways sendet immer sowohl in den oberen als auch in den unteren
Teil des Rings unter Verwendung unterschiedlicher Wellenlängen in den
unterschiedlichen Teilen, wie erwähnt. Der andere Gateway sendet
nur in den Teil, wo das inaktive Segment angeordnet ist. Der andere
Gateway weiß, in
welchen Teil des Rings gesendet werden soll, und nicht aufgrund
des Erfassungsmechanismus, der oben beschrieben ist.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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In
den Zeichnungen zeigen:
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1 ein Diagramm eines Netzes in Übereinstimmung
mit der Erfindung mit einem inaktiven Segment in einer Position;
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1b eine
Nahansicht der beiden Gateway-Knoten;
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2 das
gleiche Netz wie in 1a, aber mit dem inaktiven Segment
in einer anderen Position;
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3a eine
Ausführungsform
eines Knotens gemäß der Erfindung;
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3b ein
Prinzipdiagramm der ersten Knoten-Ausführungsform;
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4a eine
weitere Ausführungsform
eines Knotens gemäß der Erfindung;
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4b ein
Prinzipdiagramm der zweiten Knoten-Ausführungsform;
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5 eine
erste Ausführungsform
der Gateways entsprechend 3a;
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6 eine
erste Ausführungsform
der Gateways entsprechend 4a;
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7 das
gleiche Netz wie in 1a, aber mit dem inaktiven Segment
in einer anderen Position;
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8 eine
zweite Ausführungsform
der Gateways entsprechend 3a;
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9 eine
zweite Ausführungsform
der Gateways entsprechend 4a; und
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10a, 10b und 10c ein Netz ähnlich
demjenigen in 1a, aber mit Knoten zwischen
den Gateways.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In 1 ist gemäß der Erfindung ein erstes Ringnetz 1,
das die beiden optischen Fasern 3 und 4 umfasst,
und ein zweites Ringnetz 2, das die beiden optischen Fasern 5 und 6 umfasst,
gezeigt. Ein Ringnetz wird kurz als ein "Ring" bezeichnet
werden. In jedem Ring 1, 2 arbeiten die beiden
Fasern 3 und 4 oder 5 und 6 in
entgegengesetzten Richtungen, was mit Pfeilen in der Figur angezeigt
ist.
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Die
beiden Ringe 1 und 2 sind über ein erstes Gateway 7 nach
links und ein zweites Gateway 8 nach rechts verbunden.
Jedes Gateway 7, 8 umfasst einen Gateway-Knoten 9a, 9b, 10a, 10b an
jedem Ring 1, 2 und wahlweise eine Art einer Kreuzverbindung 11 zwischen
den beiden Gateway-Knoten 9a, 9b, 10a, 10b.
An den Ringen 1, 2 kann eine beliebige Anzahl
von Knoten 12a–f
vorhanden sein.
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Die
Ringe 1, 2 umfassen jeweils ein inaktives Segment 13,
das schematisch als zwei gestrichelte Linien in den Figuren gezeigt
ist. In einem normalen Modus kann das inaktive Segment irgendwie
in dem Ring 1, angeordnet sein, aber in dem Fall eines
Fehlers wird sich das inaktive Segment 13 zu dem Fehler hin
bewegen.
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Das
inaktive Segment 13 auf dem Ring 1 ist zwischen
den Knoten 12a und 12c angeordnet, die somit Endknoten
eines Busses werden. Das inaktive Segment 13 ist entstanden,
weil die beiden Endknoten 12a und 12c beide einen
Empfang von oder eine Übertragung
zu der Stelle des gewünschten
inaktiven Segments blockieren. Beispiele, wie inaktive Segmente
zu implementieren sind, werden unten stehend gegeben werden.
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Jeder
Gateway 7, 8 empfängt Verkehr aus beiden Richtungen,
das heißt
beiden Fahrern 4 und 5 oder 6 und 7 in
dem Ring 1 oder 2.
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Aber
als eine grundlegende Regel sendet der Gateway 7, 8 nur
weg von seinem Partner-Gateway 8, 9, was in 1b gezeigt
ist. Somit sollten keine Knoten 12a–f in dieser ersten Ausführungsform auf
dem direkten Pfad zwischen den beiden Gateways 7, 8 liegen.
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Die
Einführung
des inaktiven Segments 13 stellt sicher, dass jeder Knoten 12a–f Verkehr
nur von einem der Gateways 7, 8 empfängt. Die
Knoten 12c, die im Gegenuhrzeigersinn von dem inaktiven
Segment 13 angeordnet sind, werden Verkehr von dem linken
Gateway 7 empfangen, wohingegen die Knoten 12a, 12b, 12d,
die im Uhrzeigersinn von dem inaktiven Segment 13 angeordnet
sind, Verkehr von dem rechten Gateway 8 empfangen.
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Als
ein Beispiel sei angenommen, dass der Knoten 12f unten
rechts in dem unteren Ring 2 zu dem linken oberen Knoten 12a in
dem oberen Ring 1 zu senden wünscht. Eine Übertragung
wird in dem unteren Ring 2 in dem Knoten 12f starten
und der Faser 6 im Uhrzeigersinn folgen, da das inaktive
Segment 13b im Gegenuhrzeigersinn vorhanden ist.
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Die Übertragung
wird den Knoten 12e passieren und einen linken Gateway 7 erreichen,
wo sie aufgespalten wird. Ein Teil der Übertragung wird in den linken
Gateway 7 für
eine erneute Übertragung
in dem oberen Ring 1 empfangen, und der andere Teil läuft weiter
zu dem rechten Gateway 8, wo er auch für eine erneute Übertragung
in dem oberen Ring 1 empfangen wird.
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Der
linke Gateway 7 überträgt in dem
oberen Ring 1 erneut weg von dem rechten Gateway 8,
der der Faser 4 im Uhrzeigersinn folgt. Die Übertragung läuft dann
zu dem Knoten 12c und dann – besteht ein Stopp, weil das
inaktive Segment 13a zwischen den Knoten 12a und 12c angeordnet
ist, die somit als Endknoten in dem Ring wirken.
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Andererseits überträgt der rechte
Gateway 8 in dem oberen Ring 1 erneut weg von
dem linken Gateway 7, der der Faser 3 im Gegenuhrzeigersinn folgt.
Die Übertragung
passiert dann die Knoten 12d und 12b und endet
in dem gewünschten
Knoten 12a.
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Wenn
das inaktive Segment 13a stattdessen zwischen dem Knoten 12b und 12d angeordnet
wäre, wie
in 2, wäre
stattdessen die Übertragung von
dem linken Gateway 7 aufgetreten, die den gewünschten
Knoten 12a – über den
Knoten 12c – erreicht
hätte.
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Es
ist möglich,
inaktive Segmente auf unterschiedliche Arten zu erhalten. Zwei Lösungen werden
dargestellt werden.
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Um
zu erklären,
wie ein inaktives Segment erreicht wird, sind die Teile eines Knotens,
die für
die Erfindung relevant sind, in der 3a gezeigt.
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Der
Knoten ist mit den beiden Fasern 3, 4 verbunden.
Auf jeder Faser 3, 4 umfasst der Knoten einen
ersten Detektor 21, einen Vorverstärker 22, einen zweiten
Detektor 23, einen Schalter 24, einen Treiberverstärker 25,
eine Gruppe von Empfängern 19 und
eine Gruppe von Sendern 20. Normalerweise ist ein Empfänger/Sender
pro Kanal vorhanden, aber die Gruppen von Empfängern 19 und Sendern 20 werden
zur Vereinfachung folglich jeweils als ein Block gezeichnet werden.
Die Verstärker 22 und 25 sind
für die
Erfindung als solche nicht notwendig, aber es ist erkennbar, dass
sie als Schalter arbeiten oder den Schalter 24 ersetzen
oder ergänzen
könnten.
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Der
erste Detektor 21 erfasst eine Dämpfung eingehender Energie
und der zweite Detektor 23 erfasst eine Dämpfung eingehender
Schutzsignale. Der Schalter 24 wird verwendet, um ein inaktives Segment
zu erhalten. Die Sender 20 und die Empfänger 19 werden verwendet,
um dem Ring Kanäle
hinzuzufügen
und von diesem zu entfernen.
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Ein
zentraler Prozessor 26 steuert alles und ein Schutzsignalsender 27 sendet
ein Schutzsignal PS auf beiden Fasern 3, 4, das
heißt
in beide Richtungen, wenn der Knoten als ein Endknoten wirkt.
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In 3b ist
ein Ring schematisch mit vier Knoten 12a, 12b, 12c, 12d wie
in 3a gezeigt. Ein inaktives Segment 13 liegt
zwischen den Endknoten 12a und 12b. Die Endknoten 12a, 12b weisen
beiden ihren Schalter 24 zu dem inaktiven Segment 13 geschlossen
auf. Dies bedeutet, dass, als eine Hauptregel, kein Datenverkehr über das
inaktive Segment 13 übertragen
werden kann.
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Jedoch
senden beide Endknoten 12a, 12b Schutzsignale
PSa bzw. PSb in beide Richtungen, das heißt, auch über das inaktive Segment 13.
Um die Beschreibung zu erleichtern, müssen wir die Schutzsignale
unterscheiden, die in unterschiedliche Richtungen laufen. Aus diesem
Grund werden die Schutzsignale PSa und PSb, die im Gegenuhrzeigersinn
gesendet werden, mit PSa' und
PSb' bezeichnet.
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Wie
aus 3a ersehen werden kann, tritt die Übertragung
des Schutzsignals PS nach dem Schalter 24 auf und wird
somit nicht von dem Zustand des Schalters 24 beeinflusst.
Das bedeutet, dass jeder Knoten 12a, 12b, 12c, 12d in
einem normalen Zustand vier Schutzsignale PSa, PSb, PSa' und PSb' empfangen wird.
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Eine
Vielzahl von Schlussfolgerungen kann aus dem Empfang oder Nicht-Empfang
der Schutzsignale PSa, PSb, PSa' und
PSb' gezogen werden.
Einige Beispiele werden gegeben werden. Weitere Beispiele können auf
einfache Weise ersonnen werden. Wenn der linke Knoten 12a nicht
sein eigenes Schutzsignal PSa' empfängt, aber
die Schutzsignale PSb, PSb' von
dem rechten Endknoten 12b empfängt, dann besteht wahrscheinlich
ein Fehler in der Faser, die über
das inaktive Segment 13 von dem linken Gateway 12a zu
dem rechten Endknoten 12b verläuft.
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Wenn
der linke Endknoten 12a sein eigenes Schutzsignal PSa' und das Schutzsignal
PSb' von dem rechten
Endknoten 12b empfängt,
aber das Schutzsignal PSb von dem rechten Endknoten 12b nicht
empfängt,
dann besteht wahrscheinlich ein Fehler in der Faser, die über das
inaktive Segment 13 von dem rechten Endknoten 12b zu
dem linken Endknoten 12a verläuft.
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Wenn
der linke Endknoten 12a sein eigenes Schutzsignal PSa' nicht empfängt und
das Schutzsignal PSb' von
dem rechten Endknoten 12b nicht empfängt, aber das Schutzsignal
PSb von dem rechten Endknoten 12b empfängt, dann besteht wahrscheinlich
ein Fehler in der Faser, aber nicht in dem inaktiven Segment. Dies
ist eine Anzeige dafür,
dass das inaktive Segment 13 bewegt werden sollte.
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Wenn
der linke Endknoten 12a sein eigenes Schutzsignal PSa' empfängt, aber
das Schutzsignal PSb' von
dem rechten Endknoten 12b nicht empfängt, dann besteht wahrscheinlich
ein Fehler in dem rechten Endknoten 12b, aber nicht in
dem inaktiven Segment 13 und somit sollte das inaktive
Segment 13 bewegt werden.
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Wenn
eine Anzeige besteht, dass das inaktive Segment 13 bewegt
werden sollte und ein Fehler in dem inaktiven Segment nicht vorhanden
ist, dann werden die Endknoten 12a, 12b ein Senden
ihrer Schutzsignale PSa, PSa',
PSb, PSb' stoppen
und ihre Schalter zu dem inaktiven Segment 13 hin öffnen. Somit
ist eine Übertragung über das
nun frühere inaktive
Segment 13 möglich.
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Gleichzeitig
ist es, wenn der Knoten 12c eine Dämpfung der eingehenden Energie
mittels seines ersten Detektors 21 auf einer Seite erfasst,
eine Anzeige eines Fehlers auf dieser Seite. Deswegen schließt der Schalter 24 in
der Faser, die zu dieser Seite verläuft, und das Schutzsignal PSc
beginnt in beide Richtungen gesendet zu werden. Das entsprechende
wird auf der anderen Seite des Fehlers geschehen, und somit ist
ein neues inaktives Segment geschaffen.
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Ein
Fehler, der in einem Knoten anstelle zwischen zwei Knoten auftritt,
kann auf eine entsprechende Weise behandelt werden.
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Nun
wird eine zweite Ausführungsform
zum Erhalten inaktiver Segmente erläutert werden. In 4a sind
die Teile eines Knotens gezeigt, die für die Erfindung relevant sind.
Vieles ist ähnlich
wie in der ersten Ausführungsform,
und nur die Unterschiede werden hervorgehoben werden.
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Der
Knoten ist mit den beiden Fasern 3, 4 verbunden.
In jeder Faser 3, 4 umfasst der Knoten den Detektor 21,
den Vorverstärker 22,
den Treiberverstärker 25,
die Empfänger 19 und
die Sender 20.
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Der
Detektor 21 erfasst eine Dämpfung eingehender Energie
und der Vorverstärker 22 arbeitet als
ein Schalter. Der zentrale Prozessor 26 steuert alles und
eine Überwachungseinheit 28 sendet
ein Alarmsignal SS in beiden Fasern 3, 4 in einem
getrennten Wellenlängenkanal.
Das Alarmsignal SS wird zirkulierend, um den Ring herum von Knoten
zu Knoten in beiden Richtungen zu allen Zeiten gesendet. Das Alarmsignal
SS ist ein Fehlermarker, der in dem Fall eines Fehlers gesetzt wird.
In diesem Fall besteht auch eine Anzeige in dem Wellenlängenkanal,
welcher Abschnitt inaktiv ist.
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In
einem nicht-fehlerhaften Zustand wird das inaktive Segment durch
ein Abschalten von Vorverstärkern
erreicht, indem ein Empfang in den Endknoten von dem inaktiven Segment
blockiert wird. Als eine Alternative ist es denkbar, den Treiberverstärker zu
verwenden, um eine Übertragung
zu blockieren, anstelle eines Verwendens der Vorverstärker, um
einen Empfang zu blockieren. Es bestehen jedoch Vorteile eines Blockierens
des Empfangs, weil dann Signale an dem Eingang der abgeschalteten
Vorverstärker
vorhanden sind. Dies bedeutet, dass ein Fehler, der in dem vorhandenen
inaktiven Segment auftritt, durch eine Dämpfung der Energie erfasst
werden kann. Es bedeutet auch, dass die Signale verwendet werden
können,
um die zukünftige
Verstärkung
des Vorverstärkers
einzustellen, so dass dann, wenn der Vorverstärker eingeschaltet wird, er
sofort die korrekte Verstärkung
aufweisen wird.
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Herkömmliche
Schalter können
in dieser Ausführungsform
auch verwendet werden. Es ist jedoch ökonomischer und zuverlässiger,
die Verstärker als
Schalter zu verwenden, da dann weniger Elemente notwendig sind.
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Wenn
ein Knoten eine Dämpfung
einer eingehenden Energie erfasst, dann werden sowohl der Vorverstärker als
auch der Treiberverstärker
in der Richtung zu dem Fehler hin wie ein Schalter abschalten. Ein
Grund zum Abschalten, auch der Treiberverstärker besteht darin, eine Segmentdeaktivierung
in dem Fall unidirektionaler Fehler sicherzustellen. Ein weiterer
Grund liegt in Sicherheitserwägungen
für das
menschliche Auge.
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Somit
wird der Knoten ein Endknoten und ein neues inaktives Segment wird
sehr ähnlich
wie in dem Prozess in der ersten Ausführungsform geschaffen werden.
Jedoch wird in diesem Fall auf das Alarmsignal SS in dem Überwachungskanal
gesetzt werden.
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Der
Knoten auf der anderen Seite des Fehlers wird auch versuchen, das
gleiche Alarmsignal SS zu setzen, was eine Redundanz in dem Fall
von Knotenfehlern ergibt.
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Wenn
die anderen Knoten das gesetzte Alarmsignal SS empfangen, werden
sie wissen, dass ein Fehler aufgetreten ist. Die ersteren Endknoten, die
ihre Vorverstärker
zu dem inaktiven Segment hin abgeschaltet aufwiesen, werden nun
ihre Vorverstärker
aktivieren. Somit wird das inaktive Segment auf eine sehr ähnliche
Weise wie in der ersten Ausführungsform
bewegt.
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Das
eingestellte Alarmsignal wird es auch verhindern, dass sich das
inaktive Segment ein zweites Mal bewegt, bevor der Fehler repariert
worden ist, weil ein Bewegen nur zugelassen ist, wenn das Alarmsignal
SS nicht gesetzt ist.
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Natürlich kann
der Überwachungskanal
auch andere Typen eines Signalisierens gleichzeitig durchführen.
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In 5 ist
ein Paar von Gateway-Knoten 9a, 9b gezeigt. Sie
enthalten sämtlich
die Merkmale der Knoten in 3a, aber
mit bestimmten zusätzlichen
Merkmalen. Um der Klarheit willen werden nur die relevantesten Merkmale
in 5 gezeigt werden. Die zusätzlichen Merkmale können auch
in 4a implementiert werden, aber unter Verwendung
des Vorverstärkers
anstelle des Schalters, siehe 6. Nur 5 wird
beschrieben werden. 6 wird auf eine entsprechende
Weise arbeiten.
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Die
gestrichelten Linien, die eine Steuerung anzeigen, sind in diesen
und den folgenden Figuren nur als schematische Anzeigen dafür gedacht,
welche Elemente zusammengehören.
Natürlich
verläuft das
Steuersignal normalerweise über
den nicht gezeigten zentralen Prozessor, vergleiche 3a und 4a.
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Unter
Bezugnahme auf 1 umfasst der Gateway 7, 8 die
beiden Gateway-Knoten 9a, 10a, 9b, 10b mit
der optionalen Kreuzverbindung 11 zwischen den Gateway-Knoten 9a, 10a.
In den 5 ist nur einer der Gateway-Knoten 9a, 9b gezeigt.
Der andere Gateway-Knoten 10a, 10b ist ähnlich.
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Ohne
die Kreuzverbindung 11 sind die Übertragungsrouten ein für alle Mal
fixiert, aber mit der Kreuzverbindung können sie geändert werden.
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In 5 sind
die ersten Gateway-Knoten 9a, 9b in dem Gateway 7, 8 mit
sowohl der Faser 4 im Uhrzeigersinn als auch der Faser 3 im
Gegenuhrzeigersinn verbunden. Ein Verkehr von den ersten Fasern 3, 4 zu
den beiden zweiten Fasern 5, 6 in dem anderen
Ring wird in Empfängern 30 empfangen.
Der Verkehr verläuft
dann über
einen ersten Terminal-Multiplexierer 31, die optionale
Kreuzverbindung 11 und einem zweiten Terminal-Multiplexierer 32 zu dem
zweiten Gateway-Knoten 10a, 10b, der mit den beiden
zweiten Fasern 5, 6 verbunden ist.
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Ein
Verkehr von dem zweiten Gateway-Knoten 10a, 10b zu
dem ersten Gateway-Knoten 9a, 9b verläuft in der
entgegengesetzten Richtung und wird in den ersten Fasern 3, 4 über Sender 33 in
den ersten Gateway-Knoten 9a, 9b erneut übertragen.
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Ein
dritter Detektor 34, oder eine Gruppe von Detektoren 34,
einer pro Kanal, erfasst, ob eine Dämpfung einer eingehenden Energie
von dem zweiten Terminal-Multiplexierer 32 vorhanden ist,
was einen Fehler anzeigt, und schließt den Schalter 24.
Die Fehlerhandhabung, die oben beschrieben ist, tritt ein.
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Wie
vorher erläutert
wurde, empfangen die Gateway-Knoten 9a, 9b, 10a, 10b einen
Verkehr von beiden Fasern in dem gleichen Ring, senden aber nur
weg von ihrem benachbarten Gateway-Knoten. Dies stellt zusammen mit dem
inaktiven Segment sicher, dass ein Knoten mit einem Ring nur einen
Verkehr von einem der Gateways empfängt.
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Aber
was geschieht, siehe 7, wenn der Fehler zwischen
den beiden Gateways 7 und 8 auftritt. In diesem
Fall wird der Ring derart rekonfigurieren, dass die Gateways 7 und 8 die
Endknoten des Rings 1 bilden. In diesem Fall werden sämtliche
Knoten 12a–d
Verkehr aus beiden Richtungen empfangen, was nicht erwünscht ist.
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Das
Problem ist jedoch auf einfache Weise behebbar, indem die beiden
Gateways 7, 8 sicher unterscheidend in einem Aspekt
ausgeführt
werden. In diesem Beispiel umfasst der linke Gateway 7 in 5 einen
Zustandsdetektor 35, der der gleiche wie der zweite Detektor 23 sein
kann, der dem rechten Gateway 8 nicht gegenübersteht.
Wenn der Zustandsdetetkor 35 ein Schutzsignal PS von dem rechten
Gateway 8 erfasst, unterdrückt der linke Gateway 7 eine Übertragung
in dem fraglichen Ring 1 durch ein Schließen eines
Schalters 36. Jedoch fährt
der linke Gateway 7 fort, einen Verkehr wie üblich zu
empfangen und wird für
eine Übertragung
bereitstehen. In dem Fall eines nachfolgenden Fehlers in dem rechten
Gateway 8 wird der linke Gateway 7 erfassen, dass
das Schutzsignal PS fehlt und wird ein Übertragen erneut starten.
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In
der zweiten Ausführungsform
in 6 wird eine Information in den Überwachungskanal darüber gesendet,
in welchem Segment der Fehler aufgetreten ist, der durch die Überwachungseinheit 28 in
dem linken Gateway erfasst werden kann.
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Die
Möglichkeit
eines Erfassens des Falls, wenn das inaktive Segment zwischen den
Gateway-Knoten positioniert ist, eröffnet die Möglichkeit, Knoten auch zwischen
den Gateways zu platzieren. Dies erfordert eine Modifikation der
Gateway-Knoten gemäß 8 bzw. 9.
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8 ist
das gleiche wie 5 und 9 ist das
gleiche wie 6, aber mit zusätzlichen
Verbindungen, was es ermöglicht,
dass die Gateway-Knoten 9a, 9b in beiden Richtungen
senden. Nur 8 wird beschrieben werden, aber 9 wird
auf eine entsprechende Weise arbeiten. Es ist zu verstehen, dass
in den 8 und 9 die Gateways nebeneinander
aus dem einzigen Grund einer Ermangelung an Platz auf dem Papier
gezeichnet sind. Vorherrschend ist gemeint, dass die Gateways mit
Knoten zwischen ihnen verwendet werden.
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Es
ist ein zweiter Zustandsdetektor 37 vorhanden, der der
gleiche wie der andre zweite Detektor 23 sein kann, der
den gleichen Zweck wie der Zustandsdetektor 35, der oben
erwähnt
ist, dient, das heißt,
einen Schalter 38 in eine Aus-Position in dem Fall eines
entdeckten Schutzsignals zu ersetzen. Entweder können zwei Schalter 36, 38 vorhanden sein,
wie in 8 bezeichnet, oder ein Schalter, der die eine Übertragungsleitung
oder die andere schaltet. In dieser letzteren Version wird der linke
Gateway jedoch nicht in Bereitschaft für den rechten Gateway sein.
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Das
Ergebnis wird wie in den 10a und 10c sein,
die das gleiche Netz wie in den 1a, 3 und 7 veranschaulichen,
aber stattdessen mit den Knoten 12c und 12d zwischen
den Gateway-Knoten 9a, 9b. 10b zeigt,
wie die Gateway-Knoten
schematisch arbeiten.
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Der
Ring wird in einen oberen Teil U und einen unteren Teil L "getrennt" werden. "Getrennt" bedeutet, dass ein
Gateway-Knoten 9a, 9b in
dem oberen Teil U des Rings nur Verkehr, der für die Knoten in dem oberen
Teil U des Rings bestimmt ist, senden wird, und in dem unteren Teil
L des Rings nur Verkehr, der für
die Knoten in dem unteren Teil L des Rings bestimmt ist, senden
wird. Es sei darauf hingewiesen, dass, um ihn richtig arbeiten zu
lassen, unterschiedliche Wellenlängen λ1, λ2 und λ3, λ4 in den beiden
Teilen U, L des Rings verwendet werden sollten.
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In 10a ist das inaktive Segment 13 zwischen
den Knoten 12c und 12d in dem unteren Teil L des
Rings positioniert. Somit senden beide Gateway-Knoten 9a, 9b in
dem unteren Teil L des Rings, während
nur der rechte Gateway-Knoten 9b in dem oberen Teil U des
Rings sendet. Dies liegt daran, dass der linke Gateway 9a erfassen
wird, dass der rechte Gateway-Knoten 9b in
dem oberen Teil U des Rings sendet, und somit blockiert der linke
Gateway 9a eine Übertragung
in dieser Richtung.
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In 10c ist das inaktive Segment 13 andererseits
zwischen den Knoten 12a und 12b in dem oberen
Teil U des Rings platziert. Somit senden beide Gateway-Knoten 9a, 9b in
dem oberen Teil U des Rings, während
nur der rechte Gateway-Knoten 9b in dem
unteren Teil L des Rings sendet. Dies liegt daran, dass der linke
Gateway 9a erfassen wird, dass der rechte Gateway-Knoten 9b in
dem oberen Teil L des Rings sendet, und somit blockiert der linke
Gateway 9a eine Übertragung
in dieser Richtung.
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In
sämtlichen
obigen Ausführungsformen
ergibt ein Fehler, der in einem der Gateways 7, 8 auftritt,
kein weiteres Problem als irgendein anderer Fehler. Da die beiden
Gateways 7, 8 redundant sind, ist es so, als ob
nur ein Gateway 7 und mit einem inaktiven Segment nahe
dem fehlerhaften Gateway 8 verwendet wird.
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Das
Verfahren arbeitet auch mit mehr als zwei Ringen, und obwohl nur
optische Ausführungsformen
gezeigt sind, wird es auf eine ähnliche
Weise in einem elektrischen Netz arbeiten.