DE69835193T2

DE69835193T2 - Ringnetzwerk zur Verteilung von Schutzbetriebsmitteln durch funktionierende Kommunikationswege

Info

Publication number: DE69835193T2
Application number: DE69835193T
Authority: DE
Inventors: Tatsuya Minato-ku Shiragaki; Naoya Minato-ku Henmi; Makoto Minato-ku Nishio; Hitoshi Minato-ku Takeshita; Hirofumi Minato-ku Shimomura
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1997-11-28
Filing date: 1998-11-30
Publication date: 2007-05-31
Anticipated expiration: 2018-12-01
Also published as: US7280470B2; DE69835193D1; EP0920153A2; CA2254606C; US20040057375A1; CA2254606A1; US6657952B1; EP0920153B1; EP0920153A3

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf selbstregenerierfähige Kommunikationsnetze, und insbesondere auf ein Ringtopologienetz, das Multiplexsignale auf Schutzkommunikationspfaden während Fehlern durch schnelles Schalten von Betriebskommunikationspfaden unterstützt.
Beschreibung des Standes der Technik
Ringtopologienetze, insbesondere optische Ringnetze erhalten gegenwärtig Aufmerksamkeit, da die Anzahl von Wellenlängen, die auf eine einzelne optische Verbindung gemultiplext werden können, aufgrund jüngster innovativer Techniken ansteigt. Eine Anzahl technischer Veröffentlichungen beschäftigen sich mit diesem Thema. Ein Vierfaser-Ringnetz ist in einem technischen Bericht "Multiwavelength Survivable Ring Network Architectures", A.F. Elrefaie, Proceedings of ICC'93, Seiten 1245–1251, 1993 erläutert. Gemäß dieser Veröffentlichung ist ein Umschalt-Fehlerbeseitigungsverfahren erläutert. In einem Vierfaser-Ringnetz, in dem optische Verbindungen durch eine Anzahl von Netzknoten zusammengeschaltet sind, so dass Betriebsringe zur Übertragung von Signalen in entgegengesetzer Richtung der Ringtopologie und Schutzringe zur Übertragung von Signalen in entgegengesetzer Richtung der Ringtopologie gebildet werden. Die Schutzringe entsprechen jeweils den Betriebsringen und die Übertragungsrichtung jedes Schutzringes ist ebenfalls entgegengesetzt der Übertragungsrichtung jedes entsprechenden Betriebsrings. Es werden optische Pfade auf jedem der Betriebs- und Schutzringe zwischen den Netzknoten gebildet. Wenn ein optischer Betriebspfad zwischen Quellenknoten und Zielknoten ausfällt, werden zwei Umschaltpunkte gebildet, einer an jedem Ende der betroffenen Verbindung des Betriebspfads, um die Enden des entsprechenden optischen Schutzpfades zu nicht betroffenen Abschnitten des Betriebspfades zu verbinden, so dass eine Wiederherstellungsroute zwischen den Quellenknoten und den Zielknoten hergestellt wird.
Da die Umschaltpunkte in der Nähe der Fehlerstelle liegen, kann die Wiederherstellungsroute durch Knoten, die benachbart zu der Fehlerstelle liegen, schnell gebildet werden, und es gibt keinen Bedarf, Fehlerbeseitigungsnachrichten zwischen den betroffenen Knoten auszutauschen. Die Länge der Wiederherstellungsroute ist jedoch ausgesprochen lang. Wenn sich ein Betriebspfad über die Hälfte seines Rings erstreckt, würde die Länge der Wiederherstellungsroute eineinhalb mal so lang wie die gesamte Länge des Rings werden.
Ein Zweifaser-Ringnetz wird in einem technischen Bericht "An Optical FDM-Based Self-Healing Ring Network Employing Arrayed Waveguide Grating Filters and EDFA's with Level Equalizers", Hiromu Toba et al., IEEE Journal on Selected Areas in Communications, Ausgabe 14, Nr. 5, Seiten 800 bis 813 erläutert. In dem Zweifaser-Ringnetz wird einer der beiden Ringe als Betriebsring für die Übertragung von Signalen in eine Richtung der Ringtopologie und der andere zur Übertragung desselben Signals in die entgegengesetzte Richtung verwendet. Auf dem Betriebsring wird zwischen zwei Knoten ein Betriebspfad gebildet, und ein entspre chender Schutzpfad wird zwischen diesen auf dem Schutzring gebildet. Unter normalen Bedingungen werden Signale von dem Quellenknoten sowohl auf den Betriebspfad als auch auf den Schutzpfad geleitet. Wenn der Betriebspfad ausfällt, kommt es zu einem sofortigen Wechsel bei diesen zwei Knoten, um die Kommunikation über den Schutzpfad fortzuführen.
Obwohl alle Signale auf dem Schutzpfad vollständig und schnell wiederhergestellt werden können, ist die Nutzungseffizienz der Übertragungsmedien niedrig.
US-A-5 159 595 (FLANAGAN THOMAS P J ET AL) bezieht sich auf ein Übertragungssystem, das Knoten aufweist, die in einem Ring über zwei gemultiplexte Übertragungspfade gekoppelt sind, die entgegengesetzte Übertragungsrichtungen aufweisen. In dem Fall, dass ein Fehler eine solche Kommunikation beeinträchtigt, wird eine Schutzumschaltung bewirkt, um die bidirektionale Kommunikation zwischen den zwei Knoten unter Verwendung beider Pfade auf einem zweiten, verbleibenden Teil des Rings aufrecht zu erhalten (Auszug).
Diese Druckschrift verwendet das Umschalt-Fehlerbeseitigungsverfahren. Wie aus 6 ersichtlich ist, wird ein Fehler zwischen den Knoten 1 und 2 durch die Knoten 1 und 2 festgestellt. Bei Feststellung eines solchen Fehlers werden die Knoten 1 und 2 auf eine Weise neu konfiguriert, die ermöglicht, dass der Verkehr von Knoten 6 an Knoten 3 durch die Knoten 1, 6, 5, 4, 3 und 2 läuft, und dass der Verkehr von Knoten 3 an Knoten 6 durch die Knoten 2, 3, 4, 5, 6 und 1 läuft. Jeder Knoten des Systems von 6 umfasst in 7 dargestellte Zeitschlitzaustauscher (TSIs = time slot interchangers) (60) und (62). Der Zeitschlitzaustauscher TSI (60) stellt einen Umschaltpfad bereit, damit STS-1 Signale auf selektive Weise von dem Eingangsport (14') an den Ausgangsport (16'') geleitet werden, und der Zeitschlitzaustauscher TSI (62) stellt einen Umschaltpfad bereit, damit STS-1 Signale selektiv von dem Eingansport (16') an den Ausgangsport (14'') geleitet werden (Beschreibung, Spalte 10, Zeilen 17 bis 25).
Indem in diesem Dokument ein Betriebspfad zwischen dem Abschluss- und Einspeisepunkt auf einen Schutzpfad geschaltet wird, wird der Verkehr von einem Ablauf im Uhrzeigersinn auf einen Ablauf entgegen dem Uhrzeigersinn zwischen dem Einspeise- und den Abschlusspunkten geschaltet. Dies verkürzt die Länge des Wiederherstellungspfads und verhindert die Schwäche des Standes der Technik der verschwenderischen Netzressource, die in Zusammenhang mit dem langen Wiederherstellungspfad besteht, der für das Umschaltverfahren notwendig ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Ringtopologienetz bereitzustellen, das kurze Fehlerbeseitigungsrouten benötigt und eine hocheffiziente Nutzung der Übertragungsmedien sicherstellt.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung gibt es ein Kommunikationsnetz, wie in Anspruch 1 dargelegt ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst die vorliegende Erfindung einen in Anspruch 11 dargelegten Netzknoten.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen detaillierter erläutert, in denen:
1 ein Blockdiagramm eines optischen Ringtopologienetzes gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
2 ein Blockdiagramm eines optischen Add/Drop-Multiplexers von 1 ist;
3 ein Ablaufdiagramm des Betriebs des Überwachungsschaltkreises des Add/Drop-Multiplexers ist;
4 ein schematisches Diagramm ist, das optische Mehrfachpfade erläutert, die in einem der Betriebsringe und in einem der Schutzringe von 1 gebildet sind;
5 ein schematisches Diagramm eines Zweiringtopologienetzes gemäß einer modifizierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
6 ein Blockdiagramm eines Add/Drop-Multiplexers von 5 ist.
7 ein schematisches Diagramm ist, das Routen darstellt, denen die Signale von 6 folgen, die im Fall von Verbindungsfehlern entstehen;
8 ein schematisches Diagramm eines Zweiringtopologienetzes gemäß einer weiteren Modifizierung der vorliegenden Erfindung ist;
9 ein Blockdiagramm eines Add/Drop-Multiplexers von 8 ist;
10 ein schematisches Diagramm ist, das Routen darstellt, denen die Signale von 9 folgen, die im Fall von Verbindungsfehlern entstehen;
11A und 11B schematische Diagramme eines Vierringtopologienetzes gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind;
12 ein Blockdiagramm eines Add/Drop-Multiplexers ist, der in der Ausführungsform der 11A und 11B verwendet wird;
13A und 13B Ablaufdiagramme des Betriebs des Überwachungsschaltkreises des Zielknotens der 11A und 11B im Fall von Verbindungsfehlern sind;
14 ein Ablaufdiagramm des Betriebs des Überwachungsschaltkreises eines Quellenknotens von 11B im Fall von Verbindungsfehlern ist; und
15A, 15B und 15C Blockdiagramme optischer Schutzswitches sind, die bei universellen Anwendungen für mögliche Fehlern in einem Vierringtopologienetz von Nutzen sind.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
In 1 ist ein Vierfaserringnetz mit Wellenlängen-Multiplex-Verfahren (WDM) der vorliegenden Erfindung erläutert. Das Netz umfasst eine Vielzahl von Knoten 105 bis 108, die optische Faserverbindungen zusammenschalten, um die Ringe 101 bis 104 in einer Ringtopologie zu bilden. Die Ringe 101 bis 102 bilden ein erstes Paar an Betriebs- bzw. Schutzübertragungsvorrichtungen, und die Ringe 103 bis 104 bilden ein zweites Paar an Betriebs- bzw. Schutzübertragungsvorrichtungen. Die Übertragungsrichtungen der Betriebs- und Schutzringe auf jedem Paar sind entgegengesetzt zueinander, und die Übertragungsrichtung des Betriebsrings des ersten Paars ist entgegengesetzt zu der Richtung des Betriebsrings des zweiten Paars.
Jeder Netzknoten weist einen ersten optischen Add/Drop-Multiplexer (ADM) 121 zum Verarbeiten von optischen Signalen auf, die üblicherweise im Uhrzeigersinn über den Betriebsring 101 des ersten Paars laufen, sowie einen zweiten ADM 122 zum Verarbeiten von optischen Signalen, die üblicherweise entgegen dem Uhrzeigersinn über den Betriebsring 103 des zweiten Paars laufen. Im Fall eines Fehlers verarbeitet der ADM 121 ebenfalls Signale, die entgegen dem Uhrzeigersinn über den Ring 102 laufen, während der ADM 122 Signale verarbeitet, die im Uhrzeigersinn über den Ring 104 laufen.
Jeder optische Add/Drop-Multiplexer des Netzes ist mit einem Netzelement wie ATM(Asynchronous Transfer Mode)-Switches oder SONET(Synchronous Optical Network)-Anschlüssen verbunden, um eingehende Verkehrssignale der Wellenlängen λ₁ und λ₂ im 1,5 μm-Bereich durch Multiplexen mit anderen Verkehrssignalen hinzuzufügen, und Verkehrssignale der Wellenlängen λ₁ und λ₂ im 1,5 μm-Bereich auszukoppeln, indem diese von anderen Verkehrssignalen gedemultiplext werden. Zusätzlich zu den Verkehrssignalen wird ein Überwachungs- oder OAM(Operation, Administration and Maintenance)-Rahmen der Wellenlänge λ₈ im 1,3 μm-Bereich mit den Verkehrssignalen gemultiplext.
Alle optischen Add/Drop-Multiplexer 121 und 122 des Netzes haben den gleichen Aufbau. wie in 2 dargestellt ist, umfasst jeder ADM 121 (122) einen Betriebs-ADM-Prozessor 209 und einen Schutz-ADM-Prozessor 210 von gleichem Aufbau, die jeweils in dem Betriebsring 101 (103) und dem Schutzring 102 (104) verbunden sind. Aufgrund des gleichen Aufbaus bezieht sich die folgende Beschreibung der Einfachheit halber nur auf den ADM 121.
Am Eingang des ADM-Prozessors 209 wird ein auf dem Betriebsring 101 ankommendes WDM-Signal an einen optischen Demultiplexer 300 weitergeleitet, wo das Verkehrssignal in die Wellenlängenkomponenten λ₁ und λ₂ aufgeteilt und zu optischen Splittern 301 bzw. 302 geleitet wird, um die empfangenen Signale auszukoppeln. Die optischen Pfadswitches 305 und 306 sind vorhanden, um einen Knotenpunkt eines optischen Pfads oder einen Quellenpunkt eines optischen Pfads für aufzuaddierende Signale zu bilden, die von einem Upstream-Netzelement über die Schutzswitches 211, 212 geliefert werden. Diese Pfadswitches werden über eine externe Quelle gesteuert, um ausschließlich einen optischen Multiplexer 307 mit Signalen von den Splittern 301, 302 oder Signalen von den Schutzswitches 211 und 212 zu speisen.
Auf ähnliche Weise wird das entgegen dem Uhrzeigersinn laufende WDM-Signal, das während einer Fehlerbeseitigungsdauer über den Schutzring 102 läuft, zu einem optischen Demultiplexer 300' des ADM-Prozessors 210 geleitet, wo das Verkehrssignal in die Wellenlängenkomponenten λ₁ und λ₂ aufgeteilt und zu den optischen Splittern 301' bzw. 302' geleitet wird. Die optischen Pfadswitches 305' und 306' werden bereitgestellt, um einen Knotenpunkt eines optischen Pfads oder einen Quellenpunkt eines optischen Pfads für aufzuaddierende Signale zu bilden, die von dem Upstream-Netzelement über Schutzswitches 211, 212 geliefert werden. Diese Pfadswitches werden über eine externe Quelle gesteuert, um ausschließlich einen optischen Multiplexer 307' mit Signalen von den Splittern 301, 302 oder Signalen von den Schutzringen 211 und 212 zu speisen.
OAM-Befehlsrahmen des Betriebsrings werden durch den Demultiplexer 300 ausgekoppelt und einem überwachungsschaltkreis 215 zugeführt, wo ihre Inhalte zur Steuerung von optischen Schutzswitches 211, 212, 213 und 214 überwacht werden. OAM-Befehlsrahmen werden ebenfalls auf dem Schutzring 102 übertragen, wenn dieser verwendet wird, falls die Betriebsroute ausfällt. OAM-Befehlsrahmen auf dem Schutzring 102 werden von dem Demultiplexer 300' erkannt und dem Überwachungsschaltkreis 215 zugeführt, um die optischen Schutzswitches 211, 212, 213 und 214 zu steuern, wenn die ausgefallene Route repariert ist. Der Überwachungsschaltkreis leitet auch den empfangenen OAM-Rahmen an den Downstream-Knoten weiter, wie durch die gestrichelten Linien 250 dargestellt ist.
Eine Vielzahl von Splittern 217 bis 220 sind mit den Eingängen der Schutzswitches 213 und 214 verbunden. Die Splitter 217 und 218 extrahieren einen großen Teil (90%) der Energie aus den Auskoppelsignalen der Splitter 301' und 301 zur Kopplung an Schutzswitch 214 und leiten die restliche Energie zum Überwachungsschaltkreis 215. Gleichermaßen extrahieren die Splitter 219 und 220 einen großen Teil der Energie der Auskoppelsignale der Splitter 302' und 302 zur Koppelung an den Schutzswitch 213 und leiten die restliche Energie an den Überwachungsschaltkreis 215. Ansprechend auf die Steuersignale des Überwachungsschaltkreises 215 wählt der Schutzswitch 213 einen der Ausgänge der Splitter 219 und 220 für die Aufschaltung auf das Downstream-Netzelement aus, und der Schutzswitch 214 wählt einen der Ausgänge der Splitter 218 und 219 zum Koppeln an das Downstream-Netzelement aus.
3 ist ein Ablaufdiagramm des Betriebs des Überwachungsschaltkreises 215 eines jeden Add/Drop-Multiplexers während eines Fehlerbeseitigungsvorgangs.
Ein Fehlerbeseitigungsvorgang beginnt in einem Netzknoten, wenn der Überwachungsschaltkreis des Knotens feststellt, dass die Bitfehlerrate eines eingehenden optischen Signals, das bei seinem eigenen Knoten aufhört, unter einen vorherbestimmten Schwellenwert gefallen ist (Schritt 351). Wenn dies der Fall ist, stellt der Überwachungsschaltkreis fest, dass sein eigener Knoten ein Zielknoten eines optischen Betriebspfades von dem Quellenknoten des überwachten Signals ist, und dass ein Verbindungsfehler in diesem Betriebspfad aufgetreten ist. Der Ablauf geht weiter zu Schritt 352, um einen OAM-Rahmen zu erzeugen und an einen benachbarten Knoten über einen nicht betroffenen Teil des Betriebsrings zu übertragen, der den Quellenknotenidentifizierer in dem Zieladressfeld (ZA) des Rahmens, den Pfadidentifizierer des fehlerhaften Betriebspfades und die Art des Fehlers aufweist. Bei Schritt 353 führt der Überwachungsschaltkreis des Zielknotens eine Schutzumschaltung von dem ausgefallenen Betriebspfad auf einen Schutzpfad durch, der zuvor zwischen den Quellenknoten und den Zielknoten gebildet wurde.
Wenn die Entscheidung bei Schritt 351 negativ ist oder wenn der Überwachungsschaltkreis des Zielknotens bei Schritt 353 eine Schutzumschaltung durchgeführt hat, geht der Ablauf bei Schritt 354 weiter, um OAM-Rahmen zu überwachen. Wenn ein OAM-Rahmen empfangen wird, der für einen anderen Knoten bestimmt ist, geht der Ablauf zu Schritt 355 weiter, um den Rahmen an einen nicht betroffenen Abschnitt des Betriebsrings weiterzuleiten, so dass der Rahmen zu einem benachbarten Knoten weitertransportiert wird.
Wenn die Entscheidung bei Schritt 354 negativ ist oder wenn der Überwachungsschaltkreis einen OAM-Rahmen an einen benachbarten Knoten weitergeleitet hat, geht der Ablauf bei Schritt 356 weiter, um zu überprüfen, ob ein OAM-Rahmen empfangen wird, der für seinen eigenen Knoten bestimmt ist. Wenn dies der Fall ist, stellt der Überwachungsschaltkreis des Quellenknotens fest, dass ein Verbindungsfehler in einem Betriebspfad aufgetreten ist, der durch den Pfadidentifizierer des empfangenen Rahmens identifiziert wurde, und führt eine Schutzumschaltung auf den vorher gebildeten Schutzring durch und kehrt zu dem Startpunkt der Routine zurück. Wenn die Entscheidung bei Schritt 356 negativ ist, geht der Ablauf zu Schritt 351 zurück.
Wenn ein Verbindungsfehler zwischen den in 1 dargestellten Knoten 105 und 106 auftritt, ist somit das WDM-Signal, das üblicherweise im Uhrzeigersinn über einen optischen Betriebspfad 131 von dem Quellenknoten 106 an den Zielknoten 108 läuft, betroffen, und eine Schutzumschaltung findet bei den Quellen- und Zielknoten 106 und 108 statt, um auf einen optischen Schutzpfad 132 umzuschalten, um das betroffene Signals entgegen dem Uhrzeigersinn zu transportieren.
Genauer gesagt wird der Betriebspfad bei den ADMs 121 der Knoten 106, 105 und 108 wie folgt gebildet.
Bei dem Quellenknoten 106 bauen die Switches 305, 306 Verbindungen zwischen den Schutzswitches 211, 212 und dem Multiplexer 307 auf, so dass Quellensignale der Wellenlängen λ₁ und λ₂ der Netzelemente durch die oberen Positionen der Schutzswitches 211, 212 geleitet und auf den Betriebsring 101 weitergeleitet werden. Bei dem Zwischenknoten 105 bauen die Pfadswitches 305, 306 Verbindungen zwischen den Splittern 301, 302 und dem Multiplexer 307 auf, um die empfangenen Signale im Uhrzeigersinn auf dem Ring 101 weiterzuleiten. Bei dem Zielknoten 108 werden die Schutzswitches 213, 214 betrieben, um die Ausgänge der Splitter 220 und 218 zum Koppeln der über die Splitter 301, 302 empfangenen Abschlusssignale an das Netzelement auszuwählen, während die Pfadswitches 305, 306 umgeschaltet werden, um die Verbindungen zwischen den Splittern 301, 302 und dem Multiplexer 307 zu beenden.
Ein optischer Schutzpfad 132 wird gebildet, indem die Pfadswitches 305', 306' des Zwischenknotens 107 zum Aufbau von Verbindungen zwischen den Splittern 301', 302' und dem Multiplexer 307' betrieben werden. Bei dem Quellenknoten 106 bauen die Pfadswitches 305' und 306' Verbindungen zwischen den Schutzswitches 211, 212 und dem Multiplexer 307' in Vorbereitung auf die möglichen Übertragungen des Quellensignals zum Schutzring 102 auf, wenn diese Schutzswitches auf ihre untere Position geschaltet werden.
Bei dem Zielknoten 108 werden die Pfadswitches 305', 306' abgeschaltet, um zu verhindern, dass dem Multiplexer 307' Signale von diesen Switches in Vorbereitung auf den möglichen Empfang von Abschlusssignalen vom Schutzring 102 über den Demultiplexer 300' zugeführt werden, wenn die Schutzswitches 213 und 214 auf ihre untere Position geschaltet werden.
Der Ablauf des Ablaufdiagramms von 3 wird nachstehend unter Annahme, dass wie in 1 angegeben auf dem Betriebspfad 131 ein Verbindungsfehler zwischen den Knoten 105 und 106 auftritt, beschrieben.
Zuerst erfasst der Überwachungsschaltkreis 215 des Zielknotens 108 das Auftreten eines Verbindungsfehlers, wenn er feststellt, dass die Bitfehlerrate des Signals von den Splittern 218, 220 unter den Schwellenwert gefallen ist (Schritt 351). Der Überwachungsschaltkreis 215 des Zielknotens 108 erzeugt einen OAM-Rahmen 133, der den Identifizierer des Quellenknotens 106 und den Identifizierer des ausgefallenen Pfads 131 sowie einen Befehl zur Schutzumschaltung aufweist. Dieser Rahmen wird über einen nicht betroffenen Bereich des Betriebsrings 101 zum Knoten 107 übertragen (Schritt 352), wo der Überwachungsschaltkreis 215 seines ADM 121 den Zielknotenidentifizierer überprüft. Wird festgestellt, dass der Rahmen nicht für den Knoten 107 bestimmt ist (Schritt 354), sendet er diesen Rahmen als einen OAM-Rahmen 134 über einen nicht betroffenen Bereich des Betriebsrings erneut zum Quellenknoten 106 (Schritt 355).
In der Zwischenzeit betätigt der Überwachungsschaltkreis 215 des Zielknotens 108 den Schutzswitch 214, um den Ausgang des Splitters 217 mit dem Downstream-Netzelement zu verbinden (Schritt 353), so dass er das WDM-Signal empfangen kann, das auf dem Schutzpfad auf dem Ring 102 von dem Quellenknoten 106 übertragen wird.
Wenn der Überwachungsschaltkreis 215 des Quellenknotens 106 den OAM-Rahmen 134 empfängt (Schritt 356), stellt er fest, dass der Rahmen für seinen eigenen Knoten bestimmt ist und dass ein Verbindungsfehler aufgetreten ist, und ermöglicht durch Umschaltung seiner Schutzswitches 211, 212 auf ihre untere Position ein Schalten auf einen Schutzpfad (Schritt 357). Daraus folgt, dass die Signale vom Quellenknoten 106 durch die Schutzswitches 211, 212 und Pfadswitches 355', 356' gekoppelt werden, mit dem Multiplexer 307' in ein WDM-Signal gemultiplext werden, auf einen Schutzpfad 132 weitergeleitet werden, im entgegengesetzen Uhrzeigersinn an den Mittelknoten 107 übertragen werden und an den Zielknoten 108 weitergeleitet werden.
Wenn der Verbindungsfehler behoben ist, wird die Netzkonfiguration durch Umschaltung vom Schutzring auf den Betriebsring in Vorbereitung auf einen möglichen Verbindungsfehler wiederhergestellt.
Wenn der Verbindungsfehler zwischen den Knoten 105 und 106 aufgrund eines Kabelbruchs zustande kommt, ist auch das WDM-Signal betroffen, das üblicherweise entgegen dem Uhrzeigersinn auf einem in dem Ring 103 gebildeten Betriebspfad läuft. In diesem Fall agieren die Knoten 108 und 106 als Quellen- und Zielknoten, um die Routine von 3 durchzuführen, wobei der Knoten 107 ebenfalls als ein Zwischenknoten agiert, um das Signal auf einen Schutzpfad umzuschalten, der zuvor in dem Ring 104 gebildet wurde.
Es kann erkannt werden, dass die Länge des Schutzpfads 132 zur Beseitigung eines Fehlers im Vergleich zu dem konventionellen rückübertragenden Vierfaserringnetz erheblich verkürzt wird. In einer ähnlichen Situation wie in 1 würde dieses Umschaltfehlerbeseitigungsschema Knoten 105 und 106 benötigen, um zwei Umschaltpunkte zu bilden, einen an jedem Ende der ausgefallenen Verbindung, so dass ein Wiederherstellungspfad gebildet wird, der beim Knoten 106 beginnt, durch die Knoten 107 und 108 zu Knoten 105 läuft, wo er zurück zum Knoten 108 springt. Die vorliegende Erfindung ermöglicht daher die Implementierung eines Vierfaserringnetzes mit einer Long-Haul-Ringstruktur, die eine kleine Anzahl von Zwischenknoten aufweist.
Wenn das Netz ein Rahmenformat verwendet, in dem die Bitposition Informationen angibt, können der Zielknotenidentifizierer und die Pfadidentifizierer jeweils den ersten und zweiten acht Bits des oben erwähnten Abschnitts zugewiesen sein und der Befehl kann durch nur einen Bit dargestellt sein. In dem oben erwähnten Beispielfall ist nur ein optischer Betriebspfad zum Zweck des Beschreibens des grundsätzlichen Arbeitsablaufs jedes Knotens während des Fehlerbeseitigungsvorgangs durch den Verbindungsfehler betroffen. Wenn eine Anzahl von optischen Pfaden gleichzeitig betroffen ist, ist es für einen Quellenknoten von Vorteil, einen OAM-Rahmen zu erzeugen, indem solche Bitsequenzen in Anzahlen verbunden werden, die der Anzahl der betroffenen Pfade oder Wellenlängen entsprechen. Unter Verwendung einer einzelnen Befehlsnachricht kann eine Schutzumschaltung gleichzeitig auf so vielen optischen Pfaden durchgeführt werden, wie es unterschiedliche Wellenlängen in einer Faserverbindung gibt.
4 zeigt ein Beispiel einer Pfadkonfiguration der vorliegenden Erfindung, in der eine Anzahl optischer Pfade in dem Betriebsring 101 unter Verwendung einer einzelnen Wellenlänge gebildet wird. Da das Netz eine symmetrische Struktur mit Bezug auf die Übertragungsrichtung aufweist, ist die Pfadkonfiguration des zweiten Paars von Ringen 103 und 104 identisch mit der des ersten Paars, und daher ist nur ein Paar der Ringe 101 und 102 dargestellt.
Wie dargestellt ist, werden die optischen Pfade 401 bis 404 in dem in Uhrzeigersinn betriebenen Betriebsring unter Verwendung der Wellenlänge λ1 gebildet. Da es möglich ist, andere Wellenlängen zur Herstellung zusätzlicher optischer Pfade in dem Netz zu verwenden, ist nur eine Wellenlänge dargestellt, um den Vorteil der vorliegenden Erfindung zu erläutern.
Die optischen Pfade 401 bis 404 werden auf dem Betriebsring 101 zwischen benachbarten Knoten in der im Uhrzeigersinn laufenden Übertragungsrichtung gebildet. Entsprechend den optischen Betriebspfaden 401 bis 404 werden die optischen Pfade 401' und 404' jeweils in dem entgegen dem Uhrzeigersinn laufenden Ring 102 in einer solchen Anordnung gebildet, dass sie ihre Gegenstücke im Fall eines Verbindungsfehlers unterstützen. Insbesondere erstreckt sich der Schutzpfad 401' entgegen dem Uhrzeigersinn über die Knoten 107 und 108 vom Knoten 106 zum Knoten 105, der Pfad 402' erstreckt sich über die Knoten 105 und 107 vom Knoten 105 zum Knoten 108, der Pfad 403' erstreckt sich über die Knoten 105 und 106 vom Knoten 108 zum Knoten 107, und der Pfad 404' erstreckt sich über den Knoten 108 und 105 vom Knoten 107 zum Knoten 106.
Die Bildung von mehr als zwei optischen Pfaden auf einer einzelnen Wellenlängenresource führt zu einem optischen Ringtopologienetz einer hohen Nutzungseffizienz im Vergleich zu dem herkömmlichen Zweifaserringnetz, in dem nur ein optischer Pfad für sowohl die Betriebsringe als auch die Schutzringe erlaubt ist, und in dem die Wellenlängenressource für den Schutzring aus schließlich von dem Betriebsring verwendet wird. In der vorliegenden Erfindung wird die Wellenlängenressource des Schutzrings nicht ausschließlich von dem Betriebsring verwendet. Stattdessen wird sie von den optischen Pfaden in dem Betriebsring geteilt.
Es ist ein anderes wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung, dass der Zeitaufwand, der zur Beendigung eines Fehlerbeseitigungsvorgangs notwendig ist, vergleichbar mit dem eines herkömmlichen SONET-Vierringtopologienetzes ist, da die Entfernung, die von dem OAM-Rahmen zurückgelegt wird, nicht größer als die Länge des Rings ist, und da Zwischenknoten nicht an der Schutzumschaltung beteiligt sind.
Im Gegensatz zu dem herkömmlichen Zweifaserringnetz, in dem der Schutzring immer zum Senden von Signalen in eine Richtung verwendet wird, die entgegengesetzt zu der Richtung der Signale auf dem Betriebsring ist, bietet die vorliegende Erfindung insofern den weiteren Vorteil, dass der normalerweise ungenutzte Schutzring zum Senden von Signalen niedriger Priorität verwendet werden kann.
Des Weiteren gibt es in dem Ringtopologienetz gemäß dem Stand der Technik die Schwierigkeit, OAM-Verwaltungsfunktionen auf Wellenlängen durchzuführen, die als Verwaltungseinheit ein Bündel optischer Pfade verwenden. Eine solche Wellenlängenverwaltung kann unter Verwendung der vorliegenden Erfindung in einer SONET-Umgebung auf einfache Art und Weise erreicht werden, da ein Bündel von Pfaden verwendet werden kann.
Die Kosten des Ringtopologienetzes der vorliegenden Erfindung können verringert werden, indem anstatt den Ringen 103 und 104 zusätzliche Wellenlängen λ₃ und λ₄ auf den Betriebs- und Schutzringen 101 und 102 verwendet werden.
Eine Ausführungsform dieses Zweifaserringnetzes ist in 5 schematisch dargestellt. Jedem der Betriebs- und Schutzringe 101 und 102 sind gleichermaßen vier Wellenlängen λ₁ bis λ₄ zugeord net. In jedem Ring werden die Wellenlängen λ₁ und λ₂ zur Bildung von Betriebspfaden verwendet, und die Wellenlängen λ₃ und λ₄ werden zur Bildung von Schutzpfaden verwendet. Die Betriebspfade in dem Ring 101 werden verwendet, um optische Signale im Uhrzeigersinn zu führen, und die Betriebspfade in dem Ring 102 werden verwendet, um Signale entgegen dem Uhrzeigersinn zu führen. Wenn das Zweiringtopologienetz zwei in 5 dargestellte Knoten A und B einschließt, können daher zwei Betriebspfade und zwei Schutzpfade zwischen den Knoten A und B in jedem der Ringe 101 und 102 gebildet werden. Wenn die Wellenlänge λ₁ für die Kommunikation zwischen den Knoten A und B verwendet wird, verwenden diese die Ringe 101 bzw. 102 für ihre normale Übertragung.
Der Knoten A ist mit Schutzswitches 501 und 502 und einem Wellenlängenwandler 503 ausgestattet, und der Knoten B ist gleichermaßen mit Schutzswitches 505 und 506 und einem Wellenlängenwandler 507 ausgestattet. Während des normalen Betriebs sind alle Switches für die Übertragung und den Empfang der Wellenlänge λ₁ links angeordnet, so dass das Sendesignal von dem Switch 501 des Knotens A durch den Ring 101 gesendet wird und vom Switch 506 bei Knoten B empfangen wird, und dass das Sendesignal vom Switch 505 von Knoten B durch den Ring 102 gesendet wird und vom Switch 502 bei Knoten A empfangen wird.
Wenn der Knoten B auf dem Ring 101 durch Überprüfen seines Abschlusssignals vom Ring 101 das Auftreten eines Fehlers feststellt, sendet er bei Wellenlänge λ_s auf dem Ring 102 eine Befehlsnachricht an Knoten A und bewegt seinen Switch 506 nach rechts. Ansprechend darauf bewegt der Knoten A seinen Switch 501 nach rechts. Es wird angenommen, dass die Wellenlänge λ₃ beiden Knoten für die Übertragung von Signalen während der Fehlerbeseitigung zugewiesen ist. Das Sendesignal von Knoten A wird nun durch den Switch 501 mit dem Wellenlängenwandler 503 gekoppelt, wo seine Wellenlänge von λ₁ in λ₃ umgewandelt wird. Das λ₃-Sendesignal wird dann dem Schutzpfad zugeführt, der auf der Wellenlänge λ₃ in dem Ring 102 gebildet ist, und entgegen dem Uhrzeigersinn übertragen. Bei Knoten B wird die Wellenlänge dieses Signals durch den Switch 506 empfangen. Da das Sendesignal des Knotens B nicht betroffen ist, belassen beide Knoten ihre Switches 502 und 505 in der linken Position. Daher laufen die Sendesignale beider Knoten gleichermaßen entgegen dem Uhrzeigersinn über den Ring 102, wenn der Ring 101 ausfällt. Obwohl die Wellenlänge λ₃ vom Ring 102 sich von der üblicherweise durch den Ring 101 empfangenen Wellenlänge unterscheidet, behandelt der Knoten B sie so, als wenn es sich um dieselbe Wellenlänge handeln würde, die er üblicherweise verwendet.
Wenn andererseits der Knoten A das Auftreten eines Fehlers auf dem Ring 102 feststellt, während er den Ring 101 für die normale Übertragung verwendet, sendet er eine Befehlsnachricht auf dem Ring 101 an Knoten B und bewegt seinen Switch 502 nach rechts. Ansprechend darauf bewegt der Knoten B seinen Switch 505 nach rechts. Das Sendesignal von Knoten B ist nun durch den Switch 505 mit dem Wellenlängenwandler 507 gekoppelt, wo seine Wellenlänge von λ₁ in λ₃ umgewandelt wird. Das λ₃-Sendesignal wird dann dem Schutzpfad zugeführt, der auf der Wellenlänge λ₃ in dem Ring 101 gebildet ist, und wird dann im Uhrzeigersinn übertragen. Bei Knoten A wird die Wellenlänge dieses Signals durch den Switch 502 empfangen. Da das Sendesignal von Knoten A nicht betroffen ist, belassen beide Knoten ihre Switches 501 und 506 in der linken Position. Daher laufen die Sendesignale beider Knoten gleichermaßen im Uhrzeigersinn über den Ring 101, wenn der Ring 102 ausfällt. Obwohl die Wellenlänge λ₃ vom Ring 101 sich von der Wellenlänge unterscheidet, die normalerweise durch den Ring 102 empfangen wird, behandelt der Knoten A sie so, als wenn es sich um dieselbe Wellenlänge handeln würde, die er üblicherweise verwendet.
6 zeigt Details jedes Knotens von 5. Jeder Knoten wird mit Add/Drop-Multiplexern 600 und 610 ausgestattet, die jeweils den Ringen 101 und 102 zugewiesen sind.
In dem ADM 600 wird das WDM-Signal auf dem Ring 101 (102) durch einen Demultiplexer 700 in vier Wellenlängenkomponenten aufge teilt. Die Wellenlängen λ₃ und λ₄ werden über die Splitter 701 und 702 zu den Pfadswitches 705 und 706 geleitet, während λ₁ und λ₂ direkt zu den Pfadswitches 703 und 704 geleitet werden. Der Multiplexer 707 multiplext die Ausgänge der Pfadswitches 703 bis 706 auf den Ring 101 (102). Die Wellenlängen λ₃ und λ₄ von den Splittern werden jeweils über die Splitter 616 und 618 zu den Schutzswitches 619 und 620 geleitet. Andererseits wird das WDM-Signal auf dem Ring 102 (101) durch einen Demultiplexer 710 des ADM 610 in vier Wellenlängenkomponenten aufgeteilt. Die Wellenlängen λ₁ und λ₂ werden über die Splitter 711 und 712 zu den Pfadswitches 713 und 714 geleitet, wohingegen λ₃ und λ₄ direkt zu den Pfadswitches 715 und 716 geleitet werden. Der Multiplexer 717 multiplext Ausgangssignale der Pfadswitches 713 bis 716 auf den Ring 102 (101).
Über die Splitter 615 und 617 werden die Wellenlängensignale λ₁ und λ₂ von den Splittern 711 und 712 jeweils zu den Schutzswitches 619 und 620 geleitet. Der Überwachungsschaltkreis 630 empfängt Kopien der Abschlusssignale von den Splittern 615 bis 618, um deren Qualität zu beurteilen, und steuert die Schutzswitches 619 und 620, um festzustellen, welches der Abschlusssignale von den Ringen 101 und 102 zu dem Netzelement geleitet werden soll.
Der Überwachungsschaltkreis 630 steuert des Weiteren die Schutzswitches 611 und 612, um die Sendesignale λ₁ und λ₂ des lokalen Knotens an einen der Ringe 101 und 102 zu koppeln. wenn diese Schutzswitches auf die untere Position bewegt werden, werden die Signale λ₁ und λ₂ an die Wellenlängenwandler 613 und 614 gekoppelt und in λ₃ bzw. λ₄ umgewandelt. Die Ausgänge der Wellenlängenwandler 613, 614 werden für die Übertragung auf dem Ring 102 (101) durch die Pfadswitches 715 und 716 auf den Multiplexer 717 geschaltet. Wenn die Schutzswitches 611, 612 auf die obere Position bewegt werden, werden die Signale λ₁ und λ₂ zur Übertragung auf dem Ring 101 durch die Pfadswitches 703 und 704 mit dem Multiplexer 707 gekoppelt.
7 stellt auf schematische Weise Routen dar, denen die Signale von 6 im Fall des Knotens A von 5 folgen. Während des normalen Betriebs wird das Sendesignal λ₁ durch den Schutzswitch 611 und den Pfadswitch 705 gekoppelt und auf den Ring 101 weitergeleitet. Das Abschlusssignal λ₁ vom Ring 102 wird durch die Splitter 711 und 615 mit dem Schutzswitch 619 gekoppelt, wie durch eine durchgehende dicke Linie dargestellt ist.
Wenn der Ring 101 ausfällt, wird der Schutzswitch 611 auf die untere Position bewegt, wodurch das Sendesignal an den Wellenlängenwandler 613 gekoppelt wird. Somit wird die Wellenlänge des Signals in λ₃ umgewandelt und durch den Pfadswitch 715 zu Ring 102 übertragen, wie durch eine dicke gestrichelte Linie dargestellt ist. Somit übertragen die kommunizierenden Knoten ihre Signale auf unterschiedlichen Wellenlängen unter Verwendung desselben Rings 102.
Wenn anstatt dem Ring 101 der Ring 102 ausfällt, wird der Schutzswitch 619 auf die obere Position bewegt. Da es sich bei dem Ring 102 nicht um den Betriebsring des lokalen Knotens handelt, schaltet der entfernt liegende Knoten seinen Schutzswitch 611. Somit kommt bei dem lokalen Knoten das abschließende Signal λ₃ auf dem Ring 101 an und wird durch Splitter 701 und 616 an den Schutzswitch 619 und folglich an das Netzelement gekoppelt, wie durch eine dicke gestrichelte Linie dargestellt ist.
Eine modifizierte Form der Ausführungsform der 5 bis 7 ist in den 8, 9 und 10 dargestellt, in denen Teile, die den Teilen in den 5 bis 7 von der Bedeutung her entsprechen, mit den gleichen Bezugsziffern wie in 5 bis 7 versehen sind.
Wie in 8 gezeigt, werden auf Ring 101 mit den Wellenlängen λ₁ und λ₂ sowie auf Ring 102 mit den Wellenlängen λ₃ und λ₄ anstatt λ₁ und λ₂ optische Betriebspfade gebildet. Optische Schutzpfade werden auf Ring 101 unter Nutzung der Wellenlängen λ₃ und λ₄ sowie auf Ring 102 unter Nutzung der Wellenlängen λ₁ und λ₂ gebildet. Diese Anordnung vermeidet die Notwendigkeit des Einsatzes von Wellenlängenwandlern.
Zur Kommunikation zwischen den Knoten A und B sind die Wellenlängen λ₁ und λ₂ sowie die Ringe 101 und 102 jeweils den Knoten A und B zugeordnet. Während des normalen Betriebes sind die Schutzswitches 501 und 502 beim Knoten A so angeordnet, dass sie die Wellenlänge λ₁ an den Ring 101 übertragen und das abschließende Signal λ₃ vom Ring 102 empfangen. Beim Knoten B sind die Schutzswitches 505 und 506 so angeordnet, dass sie die Wellenlänge λ₃ an den Ring 102 übertragen und das Abschlusssignal λ₁ vom Ring 101 empfangen. Während der Zeit zur Fehlerbeseitigung werden die Wellenlängen λ₁ und λ₂ ebenfalls von den Knoten A bzw. B verwendet.
Wenn der Knoten B das Auftreten eines Fehlers auf dem Ring 101 feststellt, sendet er einen OAM-Rahmen der Wellenlänge λ₃ auf dem Ring 102 an den Knoten A und bewegt seinen eigenen Switch 506 nach rechts. Ansprechend darauf bewegt der Knoten A seinen Switch 501 nach rechts, um das Sendesignal λ₁ durch den Switch 501 an den Schutzpfad zu koppeln, der auf der Wellenlänge λ₁ in dem Ring 102 gebildet ist und entgegen dem Uhrzeigersinn übertragen wird. Dieses Signal wird beim Knoten B durch den Switch 506 empfangen. Da das Sendesignal des Knotens B nicht betroffen ist, belassen beide Knoten ihre Switches 502 und 505 in der linken Position. Daher laufen die Sendesignale beider Knoten gleichermaßen entgegen dem Uhrzeigersinn, wobei unterschiedliche Wellenlängen auf dem Ring 102 verwendet werden, wenn der Ring 101 ausfällt.
Wenn der Knoten A das Auftreten eines Fehlers auf dem Ring 102 feststellt, während er den Ring 101 zur normalen Übertragung verwendet, sendet er einen OAM-Rahmen bei der Wellenlänge λ₁ auf dem Ring 101 an den Knoten B, und bewegt seinen Switch 502 nach rechts. Ansprechend darauf bewegt der Knoten B seinen Switch 505 nach rechts. Das Sendesignal λ₃ beim Knoten B ist nun durch den Switch 505 mit dem Schutzpfad gekoppelt, der auf der Wellenlänge λ₃ in dem Ring 101 gebildet ist, und wird im Uhrzeigersinn übertragen. Beim Knoten A wird dieses Signal durch den Switch 502 empfangen. Wenn der Ring 102 ausfällt, belasen ähnlich wie bei 5 beide Knoten ihre Switches 501 und 506 in der linken Position und die Sendesignale beider Knoten fließen gleichermaßen im Uhrzeigersinn über den Ring 101.
Wie bei 9 dargestellt ist, hat jeder Knoten von 8 einen ähnlichen Aufbau wie der Knoten von 6, außer, dass auf die Wellenlängenwandler 613 und 614 verzichtet wird und dass die Splitter 711' und 712' verbunden sind, um die Wellenlängensignale λ₃ und λ₄ vom Demultiplexer 710 zum Koppeln an die Splitter 617 und 615 zu empfangen.
In Fall des Knotens A von 8 sind in 10 Routen schematisch dargestellt, denen die Signale von 9 folgen. Während des normalen Betriebes wird ein Sendesignal durch den Schutzswitch 611 und den Pfadswitch 705 an den Ring 101 gekoppelt. Das Abschlusssignal λ₁ vom Ring 102 wird durch die Splitter 711 und 615 an den Schutzswitch 619 gekoppelt, wie durch eine durchgehende dicke Linie dargestellt ist.
Wenn der Ring 101 ausfällt, wird der Schutzswitch 611 in die untere Position bewegt, wodurch das Sendesignal durch den Pfadswitch 713 an den Ring 102 gekoppelt wird, wie durch eine dicke gestrichelte Linie dargestellt ist. Somit übertragen die kommunizierenden Knoten ihre Signale auf den Wellenlängen λ₁ und λ₂ unter Verwendung desselben Rings 102.
Wenn anstatt dem Ring 101 der Ring 102 ausfällt, wird der Schutzswitch 619 auf die obere Position bewegt. Da es sich bei dem Ring 102 nicht um den Betriebsring des lokalen Knotens A handelt, schaltet der entfernte Knoten seinen Schutzswitch 611. Somit kommt das Abschlusssignal λ₃ bei dem lokalen Knoten auf dem Ring 101 an und wird über die Splitter 701 und 616 an das Netzelement gekoppelt, wie durch eine dicke gestrichelte Linie dargestellt ist.
Die folgende Beschreibung bezieht sich erneut auf ein Vierfaserringnetz. In diesem Netz werden Signale einer niedrigen Priorität oder zusätzlicher Verkehr durch die Schutzringe 102 und 104 geführt. 11A zeigt ein Beispiel eines solchen Vierringtopologienetzes, in dem zusätzlicher Verkehr auf einem zusätzlichen Verkehrspfad 1101 auf dem Ring 104 zwischen den Knoten 106 und 107 (kürzere Seite des Rings) und auf den zusätzlichen Verkehrspfaden 1102, 1103 und 1104 auf dem Ring 104 zwischen diesen Knoten (längere Seite des Rings) geführt wird, wie durch durchgehende dicke Linien dargestellt ist.
Da die zusätzlichen Verkehrspfade vor Bildung eines Schutzpfades für den üblichen Verkehr freigegeben sein müssen, vergrößert sich die Komplexität der Schutzumschaltung mit der Anzahl der Knoten-zu-Knoten-Sprünge und der Anzahl der zusätzlichen Verkehrspfade.
Des Weiteren hat die kürzere Seite des Rings 104 zwischen den Knoten 106 und 107 eine kleinere Anzahl von zusätzlichen Verkehrspfaden als seine längere Seite. Daher ist es von Vorteil, wenn zuerst der zusätzliche Verkehrspfad auf der kürzeren Seite des Rings freigegeben wird, wenn ein Betriebspfad 11 zwischen den Knoten 106 und 107 ausfällt. Zusätzliche Verkehrspfade auf der langen Seite des Rings werden nur freigegeben, wenn ein Fehler ebenfalls auf einem Schutzpfad 14 oder auf allen Verbindungen zwischen den Knoten 106 und 107 auftritt, wie bei 27 in 11B dargestellt ist. Details jedes Knotens von 11A und 11B sind in 12 dargestellt. Optische Demultiplexer 1201, 1203 und optische Multiplexer 1211, 1213 sind mit den Betriebsringen 101, 103 verbunden. Ein optischer Pfadswitch 1221 ist zwischen diesen Demultiplexern und den Multiplexern verbunden. Eine Reihe von optischen Demultiplexern 1201, 1203 und Multiplexern 1212, 1214 steht in einer symmetrischen Beziehung in Zusammenhang mit den Schutzringen 102, 104, wobei ein optischer Pfadswitch 1222 zwischen diesen Demultiplexern und Multiplexern verbunden ist.
Ein ausgehender optischer Schutzswitch 1231 ist mit den Eingängen aller Multiplexer über die Pfadswitches 1221 und 1222 verbunden, und ein eingehender optischer Schutzswitch 1232 ist mit den Ausgängen aller Demultiplexer über Splitter 1241 bis 1244 und den Pfadswitches verbunden.
Die Pfadswitches werden ähnlich wie bei der vorherigen Ausführungsform verwendet, um optische Pfade zwischen den Knoten zu bilden, sowie um Sende-WDM-Signale in den Übertragungsringen 101 bis 104 einzukoppeln und Abschluss-WDM-Signale aus den Übertragungsringen 101 bis 104 auszukoppeln. Der Überwachungsschaltkreis 1250 empfängt Kopien der Abschlusssignale von den Splittern sowie OAM-Rahmen von den Demultiplexern, um die Schutzswitches 1231 und 1232 zu steuern.
Der Betrieb des Überwachungsschaltkreises 1250 der Knoten 107 und 106 wird mit Hilfe der Ablaufdiagramme der 13A, 13B und 14 erläutert. Es wird angenommen, dass es sich bei dem Knoten 107 um einen Zielknoten handelt, der mit dem Quellenknoten 106 auf dem Betriebspfad 11 kommuniziert und einen Pfadausfall erfasst, der durch eine Verbindungsunterbrechung verursacht wurde (siehe 11A), wenn die Bitfehlerrate des Abschlusssignals, das bei einem der Ausgänge des Demultiplexers 1201 erscheint, unter einen Schwellenwert fällt. Es wird des Weiteren angenommen, dass ein zusätzlicher Verbindungsausfall in einem Schutzpfad 14 gleichzeitig mit dem Ausfall des Betriebspfads 11 auftritt (siehe 11B).
Wie in 13A dargestellt ist, beendet der Überwachungsschaltkreis 1250 von Knoten 107 bei Erfassen einer Bitfehlerrate, die höher als der Schwellenwert ist, den Schritt 1301 und beginnt Schritt 1302, um eine ET-Stop-Befehlsnachricht zu erzeugen und auf den Betriebspfad 13 zu übertragen, um den Knoten 106 anzuweisen, das Senden des zusätzlichen Verkehrssignals zu beenden und eine Nachricht über das Ende der Übertragung zurückzusenden, wenn der ET-Pfad 1101 freigegeben wurde, um einen Schutzpfad 14 zu bilden.
Der Knoten 107 beginnt dann einen Timingvorgang (Schritt 1303) und geht weiter zum Entscheidungsschritt 1304, um zu überprüfen, ob eine Nachricht über das Ende der Übertragung von dem Knoten 106 empfangen wurde. Wenn diese Nachricht empfangen wurde, geht der Ablauf von Schritt 1304 zu Schritt 1305 weiter, um eine Umschaltbefehlsnachricht auf dem Betriebspfad 13 weiterzuleiten, die den Knoten 106 anweist, von dem ausgefallenen Pfad 11 auf den Schutzpfad 14 umzuschalten. Der Knoten 107 beginnt einen Timingvorgang bei Schritt 1306 und wartet auf die Nachricht über die abgeschlossene Umschaltung von Knoten 106 (Schritt 1307). Wenn diese Nachricht über die abgeschlossene Umschaltung empfangen wurde, geht der Ablauf von Schritt 1307 weiter zu Schritt 1308, um von dem ausgefallenen Pfad 11 auf den Schutzpfad 14 umzuschalten, und geht dann zum Startpunkt der Routine zurück.
Wenn von dem Knoten 106 keine Nachricht über das Ende der Übertragung innerhalb des Zeitraums des bei Schritt 1303 begonnenen Timingvorgangs empfangen wird, oder wenn von dem Knoten 107 keine Nachricht über die abgeschlossene Umschaltung innerhalb des Zeitraums des bei Schritt 1306 begonnenen Timingvorgangs empfangen wurde, geht der Ablauf von Schritt 1310 oder 1311 zum Entscheidungsschritt 1312 weiter, um zu überprüfen, ob eine ET-Stop-Befehlsnachricht von dem Knoten 106 empfangen wurde. Wenn dies der Fall ist, gibt der Knoten 107 den zusätzlichen Verkehrspfad bei Schritt 1313 frei und beginnt einen Timingvorgang bei Schritt 1314.
Der Knoten 107 geht von Schritt 1314 weiter zu Schritt 1315, um festzustellen, ob eine Umschaltbefehlsnachricht von dem Knoten 106 über den Schutzring 102 empfangen wurde.
Wenn alle Verbindungen zwischen den Knoten 106 und 107 aufgrund eines Kabelbruchs ausfallen, wird keine ET-Stop-Befehlsnachricht empfangen und die Entscheidung bei Schritt 1312 ist negativ. In diesem Fall geht der Knoten 107 zu Schritt 1321 weiter (13B), um ET-Stop-Befehlsnachrichten auf dem Ring 102 an die Kno ten 108, 105 und 106 weiterzuleiten, um das Senden ihrer zusätzlichen Verkehrssignale zu beenden und ihre zusätzlichen Verkehrspfade 1102, 1103 und 1104 freizugeben (11B).
Dann wird ein Timingvorgang begonnen (Schritt 1322), um auf Nachrichten über das Ende der Übertragung von den Knoten 108, 105 und 106 zu warten (Schritt 1323). Wenn all diese Nachrichten innerhalb des Zeitraums des Timingvorgangs empfangen werden, geht der Ablauf von Schritt 1323 weiter zu Schritt 1324, um eine Umschaltbefehlsnachricht auf dem Ring 102 an den Knoten 106 zu senden, um ihn anzuweisen, von dem ausgefallenen Pfad 11 auf den Schutzpfad 12 umzuschalten. Ansonsten beendet der Ablauf den Schritt 1326 und geht zum Startpunkt der Routine zurück. Bei Schritt 1325 schaltet der Knoten 107 ebenfalls von dem ausgefallenen Pfad 11 auf den Schutzpfad 12 um und kehrt zum Startpunkt der Routine zurück.
Mit Bezug auf 14, wenn der Quellenknoten 106 bei Schritt 1401 eine Befehlsnachricht zum Beenden des zusätzlichen Verkehrs von dem Knoten 107 empfängt, geht er zu Schritt 1402 weiter, um den zusätzlichen Verkehrspfad 1102 freizugeben. Des Weiteren empfängt der Knoten 109 ebenfalls diese Nachricht und gibt den zusätzlichen Verkehrspfad 1101 frei. Der Schutzpfad 12 ist somit freigegeben.
Bei Schritt 1403 beginnt der Knoten 1403 einen Timingvorgang und geht zum Entscheidungsschritt 1404 weiter, um zu überprüfen, ob eine Umschaltbefehlsnachricht (siehe Schritt 1305, 13) von dem Knoten 107 empfangen wurde. Wenn dies der Fall ist, schaltet er von dem ausgefallenen Pfad 11 zu dem Schutzpfad 14 (Schritt 1405) um und sendet eine Nachricht über die abgeschlossene Umschaltung auf dem Schutzpfad an den Knoten 107 (Schritt 1406) und geht zum Startpunkt der Routine zurück.
Wenn der Knoten die Umschaltbefehlsnachricht nicht innerhalb des Zeitraums des bei Schritt 1403 begonnenen Timingvorgangs empfängt, geht der Ablauf von Schritt 1407 weiter zu Schritt 1408, um ET-Stop-Befehlsnachrichten auf dem Ring 102 an die Knoten 105, 108 und 107 zu senden, um das Senden ihrer zusätzlichen Verkehrssignale zu beenden und ihre zusätzlichen Verkehrspfade 1102, 1103 und 1104 freizugeben (siehe 11B).
Dann wird ein Timingvorgang begonnen (Schritt 1409), um auf Nachrichten über das Ende der Übertragung von den Knoten 105, 108 und 107 zu warten (Schritt 1410). wenn all diese Nachrichten innerhalb des Zeitraums des Timingvorgangs empfangen werden, geht der Ablauf von 1410 weiter zu Schritt 1411, um eine Umschaltbefehlsnachricht auf dem Ring 102 an den Knoten 107 zu senden, um ihn anzuweisen, von dem ausgefallenen Pfad 11 auf den Schutzpfad 12 umzuschalten. Ansonsten beendet der Ablauf Schritt 1413 und geht zum Startpunkt der Routine zurück. Bei Schritt 1412 schaltet der Knoten 106 ebenfalls von dem ausgefallenen Pfad 11 auf den Schutzpfad 12 um und geht zum Startpunkt der Routine zurück.
Mit Rückbezug auf 13 empfängt der Knoten 107 vom Knoten 106 diese Umschaltbefehlsnachricht von Schritt 1411 innerhalb des Zeitraums des bei Schritt 1314 begonnenen Timingvorgangs, und geht weiter zu Schritt 1316, um von dem ausgefallenen Pfad 11 auf den Schutzpfad 12 umzuschalten, und geht zum Startpunkt der Routine zurück. Wenn innerhalb des Zeitraums des bei Schritt 1314 begonnenen Timingvorgangs keine Umschaltbefehlsnachricht empfangen wurde, stellt der Knoten 107 fest, dass kein verfügbarer Pfad zur Beseitigung der Fehler vorhanden ist, und geht von Schritt 1317 zurück zum Startpunkt der Routine.
Es kann folglich erkannt werden, dass in einem Vierringtopologienetz, in dem eine Anzahl von zusätzlichen Verkehrspfaden auf Schutzrouten gebildet sind, die zusätzlichen Verkehrspfade auf einer kurzen Schutzroute zuerst freigegeben werden, um einen kurzen Schutzpfad zu bilden. Wenn dieser Schutzpfad aufgrund eines weiteren Fehlers nicht innerhalb eines vorbestimmen Intervalls aufgebaut wird, dann werden die zusätzlichen Pfade auf einer längeren Route freigegeben, um einen längeren Schutzpfad zu bilden.
15A zeigt Details des Sendeschutzswitchs 1231 und des Empfangsschutzswitchs 1232 von 12. Aufgrund der bidirektionalen Charakteristik von photonischen Geräten, wie Optokopplern und optischen Switches, ist es für universelle Anwendungen von Vorteil, dass jeder dieser Sende- und Empfangsschutzswitches für mögliche Fehler mit einem identischen Aufbau realisiert werden kann.
Beispielsweise kann ein optischer Multiportkoppler als ein optischer Splitter verwendet werden, da ein Lichtstrahl, der auf einen seiner Ports fällt, gleichermaßen bei den anderen Ports erscheint. Er kann ebenfalls als ein optischer Kombinator oder Multiplexer verwendet werden, wenn zwei oder mehr Lichtstrahlen auf eine Anzahl von Eingangsports fallen, was dazu führt, dass sie verbunden werden und bei einem Ausgangsport erscheinen.
Der Einfachheit halber werden optische Pfade vom Knoten A zum Knoten B in einem Vierringtopologienetz, das zwei Betriebsringe 101 und 103 und zwei Schutzringe 102 und 104 verwendet, dargestellt. Es sollte verstanden werden, dass dieselben vier Ringe außerdem von optischen Pfaden vom Knoten B zum Knoten A verwendet werden können. Der Sende-Schutzswitch 1231 und der Empfangs-Schutzswitch 1232 befinden sich in den Knoten A bzw. B.
Innerhalb des Knotens A umfasst der optische Schutzswitch 1231 ein Paar optischer Koppler 1501 und 1502, die als optische 2fach-Splitter agieren, um jedes Signal in zwei Routen aufzuteilen. Die Ausgänge der Splitter 1501 sind mit einem 1 × 3-optischen Switch 1503 und einem 1 × 2-optischen Switch 1504 verbunden, und die Ausgänge des Splitters 152 sind mit einem 1 × 3-optischen Switch 1504 und einem 1 × 2-optischen Switch 1505 verbunden. Diese optischen Switches werden durch den Überwachungsschaltkreis 1250 gesteuert.
Die Ausgänge des optischen Switchs 1503 führen zu den optischen Kombinatoren 1507, 1508 und 1509, die Ausgänge des optischen Switchs 1504 führen zu den optischen Kombinatoren 1507 und 1508. In einer symmetrischen Konfiguration führen die Ausgänge des optischen Switchs 1505 zu den optischen Kombinatoren 1510, 1509 und 1508, und die Schutzpfade werden von den Ausgängen des optischen Switchs 1505 verwendet, die zu den optischen Kombinatoren 1510 und 1509 führen. Die optischen Kombinatoren 1507 bis 1510 werden jeweils mit den Ringen 101, 104, 102 bzw. 103 verbunden.
Innerhalb des Knotens B umfasst der optische Schutzswitch 1232 die optischen Splitter 1521 bis 1524, die jeweils mit den Ringen 101, 104, 102 bzw. 103 verbunden sind. Der Splitter 1521 hat zwei Ausgänge, die mit einem 3 × 1-optischen Switch 1525 und einem 2 × 1-optischen Switch 1526 verbunden sind. Der Splitter 1522 hat drei Ausgänge, die mit den Switches 1525, 1526 und einem 3 × 1-optischen Switch 1528 verbunden sind. Die Ausgänge der optischen Switches 1525 und 1526 sind mit einem Kombinator 1529 verbunden. Auf symmetrische Weise umfasst der Splitter 1524 zwei Ausgänge, die mit den Switches 1528 und 1527 verbunden sind, und der Splitter 1523 hat drei Ausgänge, die mit den Switches 1525, 1527 und 1528 verbunden sind. Die Ausgänge der optischen Switches 1527 und 1528 sind mit einem Kombinator 1530 verbunden.
Zur normalen Kommunikation wird ein erstes Sendesignal vom Knoten A über den Switch 1503 und den Kombinator 1507 auf den Betriebsring 101 weitergeleitet und bei Knoten B über den Splitter 1521 und den Switch 1525 empfangen, wie durch eine dicke gestrichelte Linie 1541 dargestellt ist. Ein zweites Sendesignal wird über die Switches 1506 und 1510 auf den Betriebsring 103 weitergeleitet und bei Knoten B über den Splitter 1524 und den Switch 1528 empfangen, wie durch eine dicke gestrichelte Linie 1542 dargestellt ist.
Wenn ein Kabelfehler auftritt und alle Ringe, die zwischen den Knoten A und B verlaufen, wie in 15A dargestellt, unterbro chen werden, ist das erste Sendesignal auf Route 1541 betroffen, während das zweite Sendesignal unbetroffen bleibt. Der Überwachungsschaltkreis bei Knoten B stellt fest, dass das Signal auf der Route 1541 fehlerhaft ist, und überprüft die auf der Wellenlänge λ_s übertragenen Überwachungs-OAM-Rahmen, und weiß, dass Teile aller Ringe, die zwischen den Knoten A und B verlaufen, ausgefallen sind. Bei Knoten B wird der Switch 1525 zu der ganz linken Position bewegt, um das betroffene Signal vom Schutzring 102 über den Splitter 1523 zu empfangen. Des Weiteren weist der Knoten B den Knoten A an, seinen Switch 1503 zu der ganz rechten Position zu bewegen, um das erste Sendesignal auf dem Schutzpfad 102 über den Kombinator 1509 weiterzuleiten. Auf diese Weise wird eine alternative Route gebildet, wie durch eine dicke Linie 1550 dargestellt ist.
Wenn auf dem Betriebsring 101 ein Verbindungsfehler auftritt, der nur einen Betriebspfad betrifft, wie in 15B dargestellt, stellt der Überwachungsschaltkreis bei Knoten B fest, dass das Signal auf Route 1541 fehlerhaft ist, und überprüft die Überwachungs-OAM-Rahmen und weiß, dass nur das Signal auf Route 1541 fehlerhaft ist. Der Knoten B bringt den Switch 1525 dazu, sich in die Mittelposition zu bewegen, um das betroffene Signal von dem Schutzring 104 über den Splitter 1522 zu empfangen. Des Weiteren weist der Knoten B den Überwachungsschaltkreis bei Knoten A an, seinen Switch 1503 in die Mittelposition zu bewegen, um das erste Sendesignal über den Kombinator 1508 auf den Schutzpfad 104 weiterzuleiten. Auf diese Weise wird eine alternative Route gebildet, wie durch eine dicke Linie 1551 dargestellt ist.
Die optischen Schutzswitches können wie in 15C dargestellt modifiziert werden. In dieser Modifikation werden die Splitter 1529 und 1530 der 15A und 15B nicht verwendet. Stattdessen werden die Ausgänge der optischen Switches 1525 bis 1528 direkt als Eingänge eines Netzelements verwendet. Der Überwachungsschaltkreis 1250 ist derart ausgelegt, dass er einen Gerätefehler in den Schutzswitches feststellen kann. Wenn der optische Betriebsswitch 1525 oder 1528 ausfällt, steuert der Überwachungsschaltkreis den Reserveswitch 1526 oder 1527, um das empfangene Signal von dem fehlerhaften Gerät fortzuleiten.

Claims

Kommunikationsnetz, welches Folgendes aufweist: – eine Vielzahl an Übertragungsleitungen; und – eine Vielzahl an Knoten (105–108) zum Zusammenschalten der Leitungen zur Bildung einer Vielzahl an Betriebsringen (101, 103) und einer Vielzahl an Schutz- oder Ersatzringen (102, 104) in einer bidirektionalen Ringtopologie, und zur Herstellung einer Vielzahl an Betriebswegen (131) auf jedem der Betriebsringe und einer Vielzahl an Schutz- oder Ersatzwegen (132) auf jedem der Schutz- oder Ersatzringe entsprechend der Vielzahl an Betriebswegen (131) als Reaktion ansprechend auf ein Versagen der Betriebswege, – einen ersten Betriebsweg (131), der sich über erste und zweite Knoten (106, 108) der Vielzahl an Knoten (105–108) erstreckt, zur Übertragung eines Signals in einer ersten Richtung der bidirektionalen Ringtopologie, und einen zweiten der Betriebswege (131), der sich über den ersten und zweiten Knoten (106, 108) erstreckt, zur Übertragung eines Signals in einer zweiten Richtung, die entgegengesetzt zu der ersten Richtung ist, und – einen ersten Schutzweg (132), der sich über den ersten und zweiten Knoten (106, 108) erstreckt, zur Übertragung eines Signals in die zweite Richtung, und einem zweiten Schutzweg (132), der sich über den ersten und zweiten Knoten (106, 108) erstreckt, zur Übertragung eines Signals in der ersten Richtung, wobei die bidirektionale Ringtopologie einen Einspeisepunkt (106) zur Eispeisung eines Signals von einem externen Ursprungsstandort in die Ringtopologie und einen Abschlusspunkt (108) zum Beenden des eingespeisten Signals bei einer externen Senke aufweist, wobei der erste bzw. zweite Knoten (106, 108) jeweils als der Einspeisepunkt und als der Abschlusspunkt der Ringtopologie dienen, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Knoten (106, 108) auf den zweiten Knoten (108) ansprechen, der ein Versagen einer der Betriebswege (131) erfasst, zur Übertragung eines Befehlssignals von dem zweiten Knoten (108) an den ersten Knoten (106), um den ersten Knoten anzuweisen, eine Umschaltung von einem der ersten und zweiten Betriebswege (131), auf dem das Versagen erfasst wurde, auf einen entsprechenden der ersten und zweiten Schutzwege (132) auszuführen.
Kommunikationsnetz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Knoten (105–108) so angeordnet sind, dass sie eine Vielzahl an zusätzlichen Verkehrswegen (1101–1104) auf dem Schutzring (102, 104) bilden, – dass einer der zusätzlichen Verkehrswege zur Übertragung eines Signals mit niedriger Priorität in die zweite Richtung sich über den ersten und zweiten Knoten (106, 108) erstreckt, – dass der erste und zweite Knoten (106, 108) auf den zweiten Knoten anspricht, wenn der ein Versagen des einen Betriebswegs erfasst, um den ersten zusätzlichen Verkehrsweg zur Bildung eines ersten Schutzweges zu räumen, zur Übertragung eines Befehlssignals von dem zweiten Knoten (108) an den ersten Knoten (106), um den ersten Knoten (106) anzuweisen, ein Umschalten von dem einen Betriebsweg auf einen ersten Schutzweg vorzunehmen, wodurch ein weiterer zusätzlicher Verkehrsweg geräumt wird, um einen zweiten Schutzweg zu bilden, wenn der erste Schutzweg nicht erfolgreich hergestellt wird, zur Übertragung eines Befehlssignals von dem zweiten Knoten an den ersten Knoten, um den ersten Knoten anzuweisen, eine Umschaltung von dem ersten Betriebsweg auf den zweiten Betriebsweg vorzunehmen. – dass der erste Schutzweg eine geringere Länge als der zweite Schutzweg aufweist.
Kommunikationsnetz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Betriebsweg der Vielzahl an Betriebswegen (131) einer ersten Ressource zugeordnet ist, und der erste und zweite Schutzweg der Vielzahl an Schutzwegen (132) einer zweiten Netzwerk-ressource zugeordnet ist, – dass der erste Knoten (106) die erste Netzwerk-ressource und den ersten Betriebsweg während einem normalen Betriebsablauf verwendet und auf ein Versagen in dem ersten Betriebsring (101) anspricht, um anstatt der ersten Netzwerk-ressource und dem ersten Betriebsweg die zweite Netzressource und den zweiten Schutzweg zu verwenden, – dass der zweite Knoten (108) die zweite Netzwerkressource und den zweiten Betriebsweg während einem normalen Betriebsablauf verwendet und auf ein Versagen in dem zweiten Betriebsring (102) anspricht, um anstatt der zweiten Netzressource und dem zweiten Betriebsweg die erste Netzressource und den ersten Schutzweg zu verwenden.
Kommunikationsnetz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Betriebsweg der Vielzahl an Betriebswegen (131) erste bzw. zweite Netzwerkressourcen (λ1, λ2) zugeordnet sind, und den ersten und zweiten Schutzwegen der Vielzahl an Schutzwegen (132) die ersten bzw. zweiten Netzwerkressourcen (λ1, λ2) zugeordnet sind, – dass der erste Knoten (106) die erste Netzwerk-ressource und den ersten Betriebsweg (101) während einem normalen Betriebsablauf verwendet und auf ein Versagen des ersten Betriebsringes (101) anspricht, um anstatt des ersten Betriebswegs den zweiten Schutzweg zu verwenden, – dass der zweite Knoten (108) die zweite Netzwerkressource und den zweiten Betriebsweg während einem normalen Betriebsablauf verwendet und auf ein Versagen des zweiten Betriebsringes (102) anspricht, um anstatt des zweiten Schutzweges den ersten Schutzweg zu verwenden.
Kommunikationsnetz nach den vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Knoten (106) Folgendes aufweist: – einen ersten Multiplexer (307; 1211, 1213) zum Multiplexen eines aufsummierten Signals von der Quelle auf den einen Betriebsring (101, 103); – einen zweiten Multiplexer (307'; 1212, 1214) zum Multiplexen eines aufsummierten Signals von einer Quelle auf den einen Schutzring (102, 104); – einen ersten Schutzschalter (212, 211; 1231), der an den Ursprungsstandort angeschlossen ist; – einen ersten Wegeschalter (305, 306, 1221) zur exklusiven Herstellung einer Verbindung zwischen dem ersten Demultiplexer (300; 1201, 1203) und dem ersten Multiplexer (307; 1211, 1213) und dem ersten Schutzschalter (212, 211; 1231); und – eine erste Steuer-Schaltkreisanordnung (250; 1250) zur Steuerung des ersten Schutzschaltesr (212, 211; 1231), so dass das aufsummierte Signal aus dem externen Ursprungsstandort über den ersten Wegeschalter (305, 306) mit dem ersten Multiplexer (307; 1211, 1213) gekoppelt wird, wenn kein Versagen in den Betriebsringen (101, 103) erfasst wird, und über den zweiten Wegeschalter (305', 306'; 1222) mit dem zweiten Multiplexer (307', 1212, 1214) gekoppelt wird, wenn ein Versagen in den Betriebsringen (101, 103) erfasst wird, und – dass der zweite Knoten (108) Folgendes aufweist: – einen ersten Demultiplexer (300; 12101, 1203) zum Empfangen eines Multiplexsignals von einem der Betriebsringe (101, 103), um ein erstens Abzweigsignal zu erzeugen; – einen zweiten Demultiplexer (300'; 1202, 1204) zum Empfangen eines Multiplexsignals von einem der Schutzringe (102, 104), um ein zweites Abzweigsignal zu erzeugen; – einen zweiten Schutzschalter (213, 214; 2132), der mit der Senke gekoppelt ist; – einen zweiten Wegeschalter (305', 306', 1222) zur exklusiven Herstellung einer Verbindung zwischen dem zweiten Demultiplexer (300'; 1202, 1204) und zwischen dem zweiten Multiplexer (307'; 1212, 1214) oder zwischen dem zweiten Multiplexer (307'; 1212, 1214) und dem zweiten Wegeswitch (213, 214; 2132); und – eine zweite Steuer-Schaltkreisanordnung (250; 1250) zur Steuerung des zweiten Schutzschalters (213, 214; 1232), so dass das erste Abzweigsignal aus dem ersten Demultiplexer (300; 1201, 1203) mit der der externen Senke gekoppelt wird, wenn kein Versagen in den Betriebsringen (101, 103) erfasst wird, und das zweite Abzweigsignal aus dem zweiten Demultiplexer (300'; 1202, 1204) anstatt des ersten Abzweigsignals mit der externen Senke gekoppelt wird, wenn ein Versagen in den Betriebsringen (101, 103) erfasst wird.
Kommunikationsnetz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schutzschalter (1231) erste und zweite Ausgabeanschlüsse aufweist, die den Betriebsringen (101, 103) zugeordnet sind, und dritte und vierte Ausgabeanschlüsse, die den Schutzringen (102, 104) zugeordnet sind, – dass besagter erster Schutzschalter (1231) auf ein Steuersignal der Steuer-Schaltkreisanordnung (1259) anspricht, zur Kopplung von zwei aufsummierten Signalen mit dem ersten bzw. zweiten Ausgabeanschluss und zur Kopplung von jedem der zwei aufsummierten Signale mit einem der dritten und vierten Anschlüsse, – dass der zweite Schutzschalter (1232) erste und zweite Eingabeanschlüsse aufweist, die den Betriebsringen (101, 103) zugeordnet sind und dritte und vierte Eingabeanschlüsse, die den besagten Schutzringen (102, 104) der Steuer-Schaltkreisanordnung (1250) zugeordnet sind, zum Empfang von zwei Abzweigsignalen der ersten und zweiten Eingabeanschlüsse und zum Empfang von jedem der abnehmenden Signale von einem der dritten und vierten Eingabeanschlüsse.
Kommunikationsnetz nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schutzschalter (1231) Folgendes aufweist: – erste, zweite, dritte und vierte Optokoppler (1507, 1510, 1508, 1509), die jeweils mit dem ersten, zweiten, dritten und vierten Ausgabeanschluss verbunden sind; und – erste, zweite, dritte und vierte optische Schalter (1503, 1506, 1504, 1505), wobei der erste optischer Schalter Ausgangssignale aufweist, die jeweils mit den ersten, dritten und vierten Optokopplern (1507, 1508, 1509) gekoppelt sind, der zweite optischer Schalter (1506) Ausgangssignale aufweist, die jeweils mit den zweiten, dritten und vierten Optokopplern (1510, 1508, 1509) gekoppelt sind, der dritte optischer Schalter (1504) Ausgangssignale aufweist, die jeweils mit den ersten und dritten Optokopplern (1507, 1508) gekoppelt sind, und der vierter optischer Schalter (1505) Ausgangssignale aufweist, die jeweils mit den zweiten und vierten Optokopplern (1510, 1509) gekoppelt sind.
Kommunikationsnetz nach einem der Ansprüche 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schutzschalter (1232) Folgendes aufweist: – erste, zweite, dritte und vierte Optokoppler (1521, 1524, 1522, 1523), die jeweils mit den ersten, zweiten, dritten und vierten Eingabeanschlüssen verbunden sind; und – erste, zweite, dritte und vierte optische Schalter (1525, 1528, 1526, 1527), wobei der erste optische Schalter (1525) Eingangssignale aufweist, die jeweils mit den ersten, dritten und vierten Optokopplern (1521, 1522, 1523) gekoppelt sind, der zweite optische Schalter (1528) Eingangssignale aufweist, die jeweils mit den zweiten, dritten und vierten Optokopplern (1524, 1522, 1523) gekoppelt sind, der dritte optische Schalter (1526) Eingangssignale aufweist, die jeweils mit den ersten und dritten Optokopplern (1521, 1522) verbunden sind, und der vierte optische Schalter (1527) Eingangssignale aufweist, die jeweils mit den zweiten und vierten Optokopplern (1528, 1527) gekoppelt sind.
Kommunikationsnetz nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schutzschalter (1231) Folgendes aufweist: – einen fünften Optokoppler (1501), der Ausgabesignale aufweist, die jeweils mit den ersten und dritten optischen Schaltern (1503, 1504) gekoppelt sind; und – einen sechsten Optokoppler (1502), der Ausgabesignale aufweist, die jeweils mit den zweiten und vierten optischen Schaltern (1506, 1505) gekoppelt sind.
Das Kommunikationsnetz nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schutzschalter (1232) Folgendes aufweist: – einen fünften Optokoppler (1529), der Eingabesignale aufweist, die jeweils mit den ersten und dritten optischen Schaltern (1525, 1526) gekoppelt sind; und – einen sechsten Optokoppler (1530), der Eingabesignale aufweist, die jeweils mit den zweiten und vierten optischen Schaltern (1528, 1527) gekoppelt sind.
Ein Netzknoten für ein bidirektionales Ringtopologienetz, das erste und zweite Betriebsringe (101, 103) sowie erste und zweite Schutzringe (102, 104) aufweist, wobei der Netzknoten Folgendes aufweist: – einen ersten Demultiplexer (300; 1201, 1203) zum Empfangen eines Multiplexsignals von einem der Betriebsringe (101, 103) zum Erzeugen eines ersten Abzweigsignals; – einen ersten Multiplexer (307; 1211, 1213) zum Multiplexen eines aufsummierten Signals vom Ursprungsstandort auf den einen Betriebsring (101, 103); – einen ersten Schutzschalter (212, 211, 1231), der mit dem Ursprungsstandort verbunden ist; – einen ersten Wegeschalter (305, 306, 1221) zur exklusiven Herstellung einer Verbindung zwischen dem ersten Demultiplexer (300; 1201, 1203) und dem ersten Multiplexer (307; 1211, 1213) oder zwischen dem ersten Multiplexer (307; 1211, 1213) und dem ersten Schutzschalter (212, 211; 1231); – einen zweiten Demultiplexer (300'; 1202, 1204) zum Empfangen eines Multiplexsignals von einem der Schutzringe (102, 104) zur Erzeugung eines zweiten Abzweigsignals; – einen zweiten Multiplexer (307', 1212, 1214) zum Multiplexen des aufsummierten Signals vom Ursprungsstandort auf den einen Schutzring (102, 104); – einen zweiten Schutzschalter (213, 214; 2132), der mit der Senke verbunden ist; – einen zweiten Wegeschalter (305', 306'; 1222) zur exklusiven Herstellung einer Verbindung zwischen dem zweiten Demultiplexer (300'; 1202, 1204) und dem zweiten Multiplexer (307'; 1212, 1214) oder zwischen dem zweiten Multiplexer (307'; 1212, 1214) und dem zweiten Schutzschalter (213, 214; 2132); und – eine Steuer-Schaltkreisanordnung (215; 1250) zur Überwachung der Betriebsringe (101, 103) und zur Steuerung der ersten und zweiten Schutzschalter, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Betriebsringe und jeder der Schutzringe einen Einspeisepunkt (106) zum Einspeisen eines aufsummierten Signals von einem externen Ursprungsstandort in den Ring aufweist, und einen Abschlusspunkt (108) zum Extrahieren eines Signals von dem Ring zur externen Senke, wobei der Netzknoten als einer der Einspeise- und Abschlusspunkte dient, – dass bei Verwendung des Netzknotens als Einspeisepunkt, die Steuer-Schaltkreisanordnung (215; 1250) den ersten Schutzschalter (212, 211; 1231) steuert, so dass das aufsummierte Signal vom externen Ursprungsstandort über den ersten Wegeschalter (305, 306) mit dem ersten Multiplexer (307; 1211, 1213) gekoppelt wird, wenn kein Versagen in den Betriebsringen (191, 103) erfasst wird, und über den zweiten Wegeschalter (305', 306'; 1222) mit dem zweiten Multiplexer (307'; 1212, 1214) gekoppelt wird, wenn ein Versagen in den Betriebsringen (101, 103) erfasst wird; und – dass bei Verwendung des Netzknotens als der Abschlusspunkt, die Steuer-Schaltkreisanordnung (215; 1250) den zweiten Schutzschalter (213, 214; 2132) steuert, so dass das erste Abzweigsignal aus dem ersten Demultiplexer (300; 1201, 1203) mit der externen Senke gekoppelt wird, wenn kein Versagen in den Betriebsringen (101, 103) erfasst wird, und – dass das zweite Abzweigsignal aus dem zweiten Demultiplexer (307', 1212, 1214) anstatt des ersten Abzweigsignals an die externe Senke gekoppelt wird, wenn ein Versagen in den Betriebsringen erfasst wird.
Netzknoten nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der erster Schutzschalter (1231) erste und zweite Ausgabeanschlüsse aufweist, die den ersten und zweiten Betriebsringen (101, 103) zugeordnet sind, dritte und vierte Ausgabeanschlüsse, die den ersten und zweiten Schutzringen (102, 104) zugeordnet sind, und dass der erste Schutzschalter (1231) auf ein Steuersignal der Steuer-Schaltkreisanordnung anspricht, zum Koppeln von zwei aufsummierten Signalen über die ersten bzw. zweiten Ausgabeanschlüsse mit den ersten und zweiten Betriebsringen und zum Koppeln eines der beiden aufsummierten Signale über einen der dritten oder vierten Anschlüsse mit einem der ersten und zweiten Schutzringe, – dass der zweiter Schutzschalter (1232) erste und zweite Eingabeanschlüsse aufweist, die den ersten und zweiten Betriebsringen zugeordnet sind, und dritte und vierte Eingabeanschlüsse, die den ersten und zweiten Schutzringen zugeordnet sind, und dass der zweite Schutzschalter (1232) auf ein Steuersignal der Steuer-Schaltkreisanordnung anspricht, zum Empfang von zwei Abzweigsignalen der ersten und zweiten Betriebsringe über die ersten und zweiten Eingabeanschlüsse und zum Empfang von jedem der Abzweigsignale der ersten und zweiten Schutzringe über die dritten und vierten Eingabeanschlüsse.
Netzknoten nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schutzschalter Folgendes aufweist: – erste und zweite Optokoppler (1507, 1510), die jeweils über die ersten und zweiten Ausgabeanschlüsse mit den ersten und zweiten Betriebsringen (101, 103) gekoppelt sind, und dritte und vierte Optokoppler (1508, 1509), die jeweils über die dritten und vierten Ausgabeanschlüsse mit den ersten und zweiten Schutzringen (102, 104) gekoppelt sind; und – erste, zweite, dritte und vierte optische Schalter (1503, 1506, 1504, 1505), wobei der erste optische Schalter (1503) Ausgangssignale aufweist, die jeweils mit den ersten, dritten und vierten Optokopplern (1507, 1508, 1509) gekoppelt sind, der zweite optische Schalter (1506) Ausgangssignale aufweist, die jeweils mit den zweiten, dritten und vierten Optokopplern (1510, 1508, 1509) gekoppelt sind, der dritte optische Schalter (1504) Ausgangssignale aufweist, die jeweils mit den ersten und dritten Optokopplern (1507, 1508) gekoppelt sind, und der vierte optische Schalter (1505) Ausgangssignale aufweist, die jeweils mit den zweiten und vierten Optokopplern (1506, 1505) gekoppelt sind.
Netzknoten nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schutzschalter (1232) Folgendes aufweist: – erste und zweite Optokoppler (1521, 1524), die über die ersten und zweiten Eingabeanschlüsse jeweils mit den ersten und zweiten Betriebsringen (101, 103) gekoppelt sind, und dritte und vierte Optokoppler (1522, 1523), die über die dritten und vierten Eingabanschlüsse jeweils mit den ersten und zweiten Schutzringen (102, 104) gekoppelt sind, und – erste, zweite, dritte und vierte optische Schalter (1525, 1528, 1526, 1527), wobei der erste optische Schalter (1525) Eingabeanschlüsse aufweist, die jeweils mit den ersten, dritten und vierten Optokopplern (1521, 1522, 1523) gekoppelt sind, der zweite optische Schalter (1528) Eingabeanschlüsse aufweist, die jeweils mit den zweiten, dritten und vierten Optokopplern (1524, 1522, 1523) gekoppelt sind, der dritte optische Schalter (1526) Eingabeanschlüsse aufweist, die jeweils mit den ersten und dritten Optokopplern (1521, 1522) gekoppelt sind, und der vierte optische Schalter (1523) Eingabeanschlüsse aufweist, die jeweils mit den zweiten und vierten Optokopplern (1528, 1527) gekoppelt sind.
Netzknoten nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schutzschalter (1231) Folgendes aufweist: – einen fünften Optokoppler (1501), der Ausgabesignale aufweist, die jeweils mit den ersten und dritten optischen Schaltern (1503, 1504) gekoppelt sind; und – einen sechsten Optokoppler (1502), der Ausgabesignale aufweist, die jeweils mit den zweiten und vierten optischen Schaltern (1506, 1505) gekoppelt sind.
Netzknoten nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schutzschalter (1232) Folgendes aufweist: – einen fünften Optokoppler (1529), der Eingabesignale aufweist, die jeweils mit den ersten und dritten optischen Schaltern (1525, 1526) gekoppelt sind; und – einen sechsten Optokoppler (1530), der Eingabesignale aufweist, die jeweils mit den zweiten und vierten optischen Schaltern (1528, 1527) gekoppelt sind.
Instandsetzungsverfahren für ein Kommunikationsnetz, welches Folgendes aufweist: – eine Vielzahl an Übertragungsleitungen; und – eine Vielzahl an Knoten (105–108) zum Zusammenschalten der Leitungen zur Bildung einer Vielzahl an Betriebsringen (101, 103) und einer Vielzahl an Schutzringen (102, 104) in einer bidirektionalen Ringtopologie, und zur Bildung einer Vielzahl an Betriebswegen (131) auf jedem der Betriebsringe und einer Vielzahl an Schutzwegen (132) auf jedem der Schutzringe zu der Vielzahl an Betriebswegen (131) ansprechend auf ein Versagen der Betriebswege, – einen ersten der Betriebswege (131), der sich über die ersten und zweiten Knoten (106, 108) der Vielzahl an Knoten (105–108) erstreckt, zur Übertragung eines Signals in einer ersten Richtung der besagten bidirektionalen Ringtopologie, und einen zweiten der Betriebswege (131), der sich über die ersten und zweiten Knoten (106, 108) erstreckt, zur Übertragung eines Signals in einer ersten Richtung der bidirektionalen Ringtopologie, und einem zweiten der besagten Betriebswege (131), der sich über die ersten und zweiten Knoten (106, 108) erstreckt, zur Übertragung eines Signals in einer zweiten Richtung, die entgegengesetzt zu der ersten Richtung ist, und – einen ersten der Schutzwege (132), der sich über die ersten und zweiten Knoten (106, 108) erstreckt, zur Übertragung eines Signals in der zweiten Richtung, und einen zweiten der Schutzwege (132), der sich über die ersten und zweiten Knoten (106, 108) erstreckt, zur Übertragung eines Signals in der ersten Richtung, wobei die bidirektionale Ringtopologie als Einspeisepunkt (106) zur Einspeisung eines Signals von einem externen Ursprungsstandort in die Ringtopologie und als Abschlusspunkt (108) zum Beenden des eingespeisten Signals bei einer externen Senke dient, so dass die ersten und zweiten Knoten (106, 108) jeweils zur Einspeisung dienen, so dass die ersten und zweiten Knoten (106, 108) entsprechend als der Einspeisepunkt und als der Abschlusspunkt der Ringtopologie dienen und die ersten und zweiten Betriebswege (131) während einem normalen Betriebsablauf verwenden, dadurch gekennzeichnet: – dass bei dem zweiten Knoten (108) zur Erfassung eines Versagens an einem der Betriebswege eine Überwachung stattfindet; – dass ansprechend auf den zweiten Knoten (108), der das Versagen erfasst, ein Befehlssignal von dem zweiten Knoten (108) an den ersten Knoten (106) übertragen wird, und eine Umschaltung von einem der ersten und zweiten Betriebswege (131), auf denen das Versagen erfasst wurde, auf einen entsprechenden der ersten und zweiten Schutzwege (132) erfolgt; und – dass ansprechend auf das Befehlssignal, eine Umschaltung bei dem ersten Knoten (106) von dem einen der ersten und zweiten Betriebswege (131) auf den entsprechenden ersten und zweiten Schutzweg (132) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Ringtopologie eine Vielzahl an zusätzlichen Verkehrswegen (1101–1104) auf den Schutzringen (102, 104) aufweist, gekennzeichnet durch: – Herstellung von einem der zusätzlichen Verkehrswege zwischen den ersten und zweiten Knoten (106, 108) zur Übertragung eines Signals mit niedriger Priorität in der zweiten Richtung, – Räumung des einen zusätzlichen Verkehrsweges und Bildung eines Kurzstrecken-Schutzweges als Schutzweg zwischen den ersten und zweiten Knoten, bevor die Übertragung des Befehlssignals stattfindet; und – Räumung eines weiteren zusätzlichen Verkehrsweges und Bildung eines Langstrecken-Schutzweges als einer der Schutzwege, wenn die Bildung des Kurzstrecken-Schutzweges nicht erfolgreich war.