ES2232658T3 - Procedimiento y dispositivo de proteccion de una red en anillo optico wdm centralizado. - Google Patents
Procedimiento y dispositivo de proteccion de una red en anillo optico wdm centralizado.Info
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Abstract
Procedimiento de protección de una red en anillo WDM centralizado que transporta unos flujos de datos en modo conectado, y que comprende una fibra óptica principal (10a) para la transmisión unidireccional de informaciones en forma de una señal óptica y una fibra óptica de protección (10b) que conectan un nudo central (S0) y unos nudos secundarios (S1-SN), que consisten en mandar unos conmutadores ópticos (21, 22) para conmutar la fibra óptica principal (10a) a la fibra óptica de protección (10b) en caso de rotura de arteria, en el cual un conmutador óptico corriente arriba (21) y un conmutador óptico corriente abajo (22) de cada nudo determinado (Si) son mandados según un protocolo de mando, caracterizado porque el protocolo de mando de los conmutadores ópticos (21, 22) está en función de una primera información (Po) sobre el estado del soporte óptico y de segundas informaciones (VPi/i; VPi/i+1, VPN/O) sobre el estado de conexiones lógicas de referencia entre los nudos determinados de la red.
Description
Procedimiento y dispositivo de protección de una
red en anillo óptico WDM centralizado.
La presente invención se refiere a un
procedimiento y a un dispositivo de protección de una red en anillo
óptico WDM centralizado que transporta unos flujos de datos en modo
conectado, en particular unos flujos ATM.
La misma se aplica al campo de la protección y
del mantenimiento de las redes en anillo óptico WDM (del inglés
"Wavelenght División Multiplexing" que significa multiplexado
en longitud de onda). Las únicas hipótesis que se realizan son, por
una parte, que la red en anillo óptico WDM está centralizada y, por
otra parte, que transporta unos flujos de datos en modo
conectado.
En una red en anillo óptico WDM centralizado,
denominado también bucle óptico, la transmisión de la señal óptica
es unidireccional. En lo sucesivo los términos "corriente
arriba" y "corriente abajo", "anterior" y
"siguiente", "adyacente", "preceder" y "seguir",
se utilizan con referencia al sentido de la transmisión de las
informaciones en el bucle óptico. En las figuras, el sentido de
transmisión de las informaciones en el bucle óptico está
referenciado por unas flechas en la o las fibras ópticas
interesada(s).
El modo conectado significa que una conexión
(enlace lógico en modo conectado) debe ser establecida entre el
emisor y el receptor previamente a la transmisión de un flujo de
datos. Una vez establecida la conexión, las unidades de datos
transmitidas toman todas el mismo camino a través de la red (el
camino de la conexión) y llegan al receptor en el orden de su
emisión por el emisor.
Las aplicaciones de las redes ópticas WDM son
múltiples: redes MAN (del inglés "Metropolitan Area Network"),
redes dorsales ATM (del inglés "Asynchronous Transfer Mode" que
significa modo de transferencia asíncrona), redes IP (del inglés
"Internet Protocol"), etc... Actualmente, la evolución se
orienta hacia unas redes de nueva generación llamadas NGN (del
inglés "Next Generation Network"). La red NGN es una red de
paquetes que, al final, reemplazará a las otras redes asegurando la
interoperabilidad con las otras redes existentes. La arquitectura de
una red NGN podría apoyarse sobre unas redes ópticas en anillo WDM,
en particular unas redes en anillo óptico WDM centralizado, para
conectar los flujos de las diversas redes de acceso. El principio de
un bucle óptico ha constituido ya el objeto de numerosos estudios
como el del proyecto europeo METON (del inglés "METropolitan
Optical Network").
La infraestructura óptica de un bucle óptico está
constituida por dos fibras: una fibra principal para la transmisión
unidireccional de información en forma de una señal óptica y la otra
para la protección. Estas fibras conectan un nudo central y unos
nudos secundarios. Una porción de la infraestructura óptica que
conecta dos nudos adyacentes se denomina arteria.
En el sentido de la presente invención, se
entiende por protección de la red una técnica que permite evitar la
ruptura de una arteria, a fin de asegurar la continuidad del
servicio esperando una operación de mantenimiento destinada a
reparar la arteria deteriorada. Esta técnica consiste en conmutar la
fibra principal con la fibra de protección de manera que restablezca
la estructura de un anillo óptico que conecta todos los nudos de la
red. En este caso, se dice que el anillo es reconfigurable. Esto
puede realizarse a partir de un mando apropiado de conmutadores
ópticos situados en los extremos de la arteria deteriorada. A este
fin, cada nudo de la red comprende dos conmutadores ópticos
dispuestos uno corriente arriba y el otro corriente abajo de los
medios de multiplexado y de demultiplexado óptico de un nudo
considerado. Un protocolo de mando de los conmutadores ópticos
permite establecer o no la conmutación óptica de la fibra principal
a la fibra de protección.
En el estado de la técnica, este protocolo de
mando está fundado por ejemplo sobre un sistema de gestión
centralizado. En general, dicho protocolo descansa sobre la
aplicación de una o varias longitudes de ondas específicas,
dedicadas a la supervisión de la red. Sin embargo, esto viene a
sobredimensionar la red y necesita la introducción de componentes
optoelectrónicos suplementarios en la red, lo que aumenta su
coste.
El documento
US-A-6 088 141 divulga así un
protocolo de mando basado en la presencia o la ausencia de señal
óptica a nivel de un nudo de red.
Más recientemente, la protección de las redes en
anillo óptico WDM se ha orientado hacia una técnica de
sobremodulación de la señal eléctrica de información en baja
frecuencia que produce un sobrecaudal. Esta técnica tiene la ventaja
de ser menos ávida en longitud de onda que la anterior; pero adolece
del inconveniente de ser aún costosa y poco fiable.
La invención tiene por objetivo mejorar la
protección de una red en anillo óptico WDM centralizado que
transporta unos flujos de datos en modo conectado a fin de evitar
los inconvenientes de la técnica anterior citados.
A este fin, la invención propone un procedimiento
de protección de una red en anillo WDM centralizado que transporta
unos flujos de datos en modo conectado y que comprende una fibra
óptica principal para la transmisión unidireccional de informaciones
en forma de una señal óptica y una figura óptica de protección que
conectan un nudo central y unos nudos secundarios, que consiste en
mandar unos conmutadores ópticos para conmutar la fibra óptica
principal a la fibra óptica de protección en caso de rotura de
arteria, en el cual un conmutador óptico corriente arriba y un
conmutador óptico corriente debajo de cada nudo determinado son
mandados según un protocolo de mando en función de una primera
información sobre el estado del soporte óptico y de segundas
informaciones sobre el estado de conexiones lógicas de referencia
entre unos nudos determinados de la red.
Ventajosamente, dicha primera información y/o
dichas segundas informaciones son recogidas a nivel de dicho nudo
determinado.
Así, el protocolo de mando es ventajosamente
utilizado a nivel de dicho nudo determinado.
El procedimiento según la invención utiliza a
nivel de cada nudo determinado un protocolo de mando de los
conmutadores ópticos de este nudo. Un protocolo de este tipo
proporciona una gestión de la protección que está repartida a nivel
de los nudos en lugar de estar centralizada. Se exime por tanto de
la explotación de longitudes de ondas específicas y de una
sobremodulación de la señal de información. Además, se ahorra un
sistema de gestión centralizado. El coste del mantenimiento de la
red es reducido.
La primera información comprende preferentemente
una información binaria relativa a la recepción o no de una señal
óptica por el nudo determinado a través de la fibra óptica
principal.
Las conexiones lógicas de referencia comprenden
preferentemente una primera conexión lógica entre dicho nudo
determinado y él mismo, y una segunda conexión lógica entre dicho
nudo determinado y el nudo siguiente, en el anillo, con respecto al
sentido de transmisión de la señal óptica sobre la fibra óptica
principal.
Cuando la red transporta unos flujos de datos
ATM, las conexiones lógicas de referencia son unos circuitos
virtuales ATM o unos conductos virtuales ATM.
Otras características y ventajas de la invención
se pondrán más claramente de manifiesto a partir de la lectura de la
descripción siguiente. Ésta es puramente ilustrativa y debe ser
leída con respecto a los planos anexos, en los cuales se ha
representado:
en la figura 1: la topología de un bucle
óptico;
en la figura 2: la topología de un bucle óptico
después de una reconfiguración consecutiva a una rotura de
arteria;
en las figuras 3a a 3c: la topología de un bucle
óptico en tres planos determinados en ausencia de rotura de
arteria;
en las figuras 4a a 4c: unos esquemas comparables
con los de las figuras 3a a 3c respectivamente, en presencia de una
rotura de arteria;
en la figura 5: un esquema que describe el
contenido de tablas de estado memorizadas a nivel de cada nudo del
bucle óptico en presencia de una rotura de arteria;
en la figura 6: el esquema de un dispositivo para
la utilización del procedimiento según la invención a nivel de un
nudo secundario;
en la figura 7: el esquema de un dispositivo para
la utilización del procedimiento según la invención a nivel del nudo
central;
en la figura 8: el modelo UIT-T
para la arquitectura de las redes ATM.
La figura 1 ilustra la topología de un bucle
óptico. Desde un punto de vista de infraestructura material, el
bucle óptico comprende un par 10 de fibras ópticas, de las que una
es una fibra principal 10a para la transmisión unidireccional de
informaciones en forma de una señal óptica y una fibra de protección
(no visible en la figura 1). Estas figuras ópticas conectan un nudo
principal S_{0} y unos nudos secundarios S_{1} o S_{N} según
una estructura en anillo. Una porción del bucle óptico que conecta
dos nudos adyacentes se denomina arteria. Desde un punto de vista
lógico, la red puede estar parcialmente o totalmente enmallada por
unos enlaces lógicos en modo conectado, denominados también
conexiones lógicas. El nudo central y los nudos secundarios pueden
estar conectados en efecto por unas conexiones lógicas 20,
respectivamente asociadas a dos longitudes de onda específicas (una
para cada sentido de comunicación) sobre una infraestructura
material en anillo óptico.
En la descripción de un modo de realización que
sigue la red transporta unos flujos ATM. Las conexiones lógicas son
entonces unos circuitos virtuales ATM (VC, del inglés "Virtual
Channel") o preferentemente unos conductos virtuales ATM (VP, del
inglés "Virtual Path"). La invención no se limita sin embargo a
este tipo de conexiones lógicas. En efecto, la red también puede
transportar unos flujos IP (del inglés "Internet Protocol").
Unas redes conocidas que transportan unos flujos IP descansan por
ejemplo sobre los protocolos tales como TCP/IP (del inglés
"Transmission Control Protocol/Internet Protocol") que define
el servicio de envío fiable en modo conectado de IP y que es el más
ampliamente utilizado hasta el presente, PPP/IP (del inglés "Point
to Point Protocol/Internet Protocol") que es un protocolo punto
por punto sobre IP, o también L2TP/IP (del inglés "Level 2
Tunnelling Protocol/Internet Protocol"), que permite la
agregación de varias conexiones PPP. Las unidades de datos
transmitidas son entonces unos paquetes IP en lugar de células ATM.
El experto en la materia apreciará que la invención no se limita en
modo alguno a estos ejemplos. En efecto la misma se aplica a
cualquier red que transporte unos flujos de datos en modo conectado,
para la cual una conexión lógica es establecida entre el emisor y
el receptor antes de la transmisión de las unidades de datos.
El nudo principal S_{0} comprende:
- -
- un equipo 19 de interconexión y de conducción, tal como un mezclador/conmutador ATM en el ejemplo de realización descrito. Este equipo puede, además, estar eventualmente conectado a otra red; y
- -
- unos medios de multiplexado y de demultiplexado óptico.
Estos últimos comprenden:
- -
- un multiplexador óptico 15 dispuesto en un primer extremo 11 de la fibra óptica principal 10a del bucle óptico, corriente abajo del equipo 19, y que comprende unos transpondedores con una interfaz eléctrica/óptica tal como una interfaz SDH (del inglés "Synchronous Digital Hierarchy") o una interfaz basada en célula ("cell-base" en inglés);
- -
- un demultiplexador óptico 17 dispuesto en el otro extremo 12 de la fibra óptica principal 10a del bucle óptico 10, corriente arriba del equipo 19 y que comprende P filtros ópticos respectivamente acoplados a un fotodiodo con el mismo tipo de interfaz eléctrica/óptica que para el multiplexador óptico 15.
El número P es un número entero que designa el
número de longitudes de onda soportadas por los medios de un
multiplexado y de demultiplexado del equipo 19. El número P es por
lo menos igual al número N.
Cada nudo secundario S_{1} a S_{N}
comprende:
- -
- un equipo de interconexión, tal como un mezclador ATM en el ejemplo de realización descrito en el que la red transporta unos flujos ATM; y
- -
- unos medios de demultiplexado/demultiplexado óptico.
Estos últimos están constituidos por un
multiplexador de inserción-extracción óptica, en lo
sucesivo MIEO, que tiene la función de extraer e insertar una
longitud de onda entre otras en la fibra óptica principal 10a sin
reconversión electrónica de las informaciones que son transmitidas
en ésta en forma de señal óptica. El MIEO comprende:
- -
- un filtro óptico que selecciona una longitud de onda determinada entre P longitudes de onda diferentes;
- -
- un transpondedor que tiene una interfaz eléctrica de entrada, tal como, en particular, una interfaz SDH, una interfaz basada en célula ("cell-based" en inglés), una interfaz "Fast Ethernet" o "Giga Ethernet", y una interfaz óptica de salida.
En razón del paso obligado por el nudo central
S_{0}, con reconversión electrónica de la señal óptica a nivel de
este nudo, una transmisión entre dos nudos secundarios cualesquiera
de un mismo bucle óptico se realiza por medio de dos longitudes de
onda específicas: una para el enlace lógico entre el nudo secundario
emisor y el nudo central, la otra para el enlace lógico entre el
nudo central y el nudo secundario receptor.
Puesto que cada nudo secundario S_{i}, en el
que i es un índice comprendido entre los números enteros O y N,
converge hacia el equipo de interconexión 19 del nudo principal
S_{0} a través de una longitud de onda específica, la topología de
una red en anillo óptico WDM centralizado es la de una estrella
virtual en un plano en longitud de onda (visible en la figura 3b)
sobre una infraestructura en anillo en el plano óptico (visible en
la figura 3a).
Además, como muestra el esquema de la figura 2,
cada nudo S_{i} de la red (nudo central y nudos secundarios),
comprende un conmutador óptico corriente arriba 21 y un conmutador
óptico corriente abajo 22, dispuestos respectivamente corriente
arriba y corriente abajo de los medios de multiplexado y de
demultiplexado del nudo. Se trata por ejemplo de conmutadores
ópticos tales como los utilizados en las redes FDDI (del inglés
"Fiber Distributed Data Interface").
En una posición abierta, que es su posición por
defecto, los conmutadores ópticos aíslan la figura óptica principal
10a de la fibra óptica de protección 10b. A nivel de un conmutador
corriente abajo 22 que se encuentra en una posición cerrada, la
señal óptica transmitida a la fibra principal 10a es enviada a la
fibra de protección 10b. A nivel de un conmutador óptico corriente
arriba 21 que se encuentra en la posición cerrada, la señal
transmitida en la fibra de protección 10b es enviada a la fibra
principal 10a (teniendo en cuenta el sentido de transmisión de la
señal óptica en esta última).
Los conmutadores ópticos pueden ser mandados
según un protocolo de mando de manera que, en la posición cerrada,
conmuten la fibra principal 10a a la fibra de protección 10b. Según
la invención, se recogen a nivel de cada nudo suficientes
informaciones para conmutar o no la figura principal a la figura de
protección gracias a uno de los conmutadores ópticos del nudo. Es
por lo que el protocolo de mando de los conmutadores ópticos es
utilizado a nivel de cada nudo determinado. Dicho de otro modo, el
protocolo de mando según la invención no es un protocolo basado
sobre un sistema de gestión centralizado como los protocolos de la
técnica anterior, sino un protocolo local. Este protocolo asegura el
mando de los dos conmutadores ópticos del nudo independientemente de
lo que se haga para los otros nudos.
Por analogía con otros sistemas de tratamiento de
la información, se puede decir que la inteligencia está repartida
sobre cada uno de los nudos para permitir la protección de la red en
su conjunto. La utilización de este protocolo a nivel de cada nudo
de la red según el procedimiento de la invención proporciona una
protección del conjunto de la red. Cada nudo dispone de medios
materiales y lógicos necesarios para esta utilización. Estos medios
serán descritos más adelante.
En el esquema de la figura 2, el bucle óptico
está reconfigurado a consecuencia de una rotura de arteria entre los
nudos S_{N-1} y S_{N}. En aras de claridad, la
arteria deteriorada no está representada. La reconfiguración
consiste en cerrar el conmutador óptico corriente abajo 22 del nudo
S_{N-1} y el conmutador óptico corriente arriba 21
del nudo S_{N}, de manera que conmute la fibra óptica principal
10a a la fibra óptica de protección 10b en estos puntos de la red.
De esta manera, la transmisión de la señal óptica entre los nudos
S_{N-1} y S_{N}, que no puede realizarse a
través de la fibra óptica principal 10a de la arteria deteriorada,
se realiza a través de los conmutadores ópticos citados y la fibra
de protección 10b sobre el trayecto complementario (es decir dando
la vuelta por los otros nudos), en cierto modo en contrasentido con
respecto al sentido de transmisión de la señal óptica sobre la fibra
principal 10a. En la figura, el sentido de transmisión en cada una
de las fibras 10a y 10b está indicado por una flecha. Se restablece
así la estructura de un anillo que une todos los nudos, lo que
asegura la continuidad del servicio.
La utilización del protocolo de mando de los
conmutadores necesita que ciertas informaciones estén disponibles a
nivel de cada nudo. Antes de definir estas informaciones, conviene
describir el estado de las conexiones entre los nudos de la red
antes y después de la rotura de arteria. En cada caso, se considera
lo que pasa en tres planos distintos: un plano óptico, un plano de
longitud de onda, y un plano lógico.
En las figuras 3a a 3c, se ha representado
esquemáticamente la topología de un bucle óptico, respectivamente en
el plano óptico, en el plano de longitud de onda y en el plano
lógico, en ausencia de rotura de arteria. En las figuras 4a a 4c, se
han representado estas topologías en el caso de una rotura de
arteria entre los nudos S_{N-1} y S_{N}. En las
figuras, esta rotura de arteria está simbolizada por una cruz en la
figura 4a. Por convención, los trazos rectos que unen los nudos en
el plano de longitud de onda y en el plano lógico simbolizan una
transmisión bidireccional entre estos nudos. Sin embargo, cuando
estos trazos son unas flechas, simbolizan una transmisión
unidireccional (en el sentido de la flecha) entre estos nudos. Se
recuerda que una transmisión bidireccional entre dos nudos de la red
requiere dos longitudes de onda, una para cada sentido de
transmisión. Se recuerda también que la transmisión en el plano
óptico es unidireccional, tratándose de una red en anillo óptico WDM
centralizado (en las figuras 3a y 4a el sentido de transmisión está
simbolizado por una flecha).
En el ejemplo representado en la figura 3c, las
conexiones lógicas 20 entre los nudos de la red
S_{0}-S_{N} definen un enmallado completo de la
red. Sin embargo, esto no es obligatorio. En efecto, la invención no
necesita un enmallado parcial de la red puesto que descansa sobre la
consideración de informaciones sobre el estado de conexiones lógicas
de referencia, anotadas VP_{i/i}, VP_{i/i+1}, y VP_{N/O} (para
1 y N) en la continuación y en las figuras, establecidas entre unos
nudos determinados de la red. Se toma en cuenta otra información. Se
trata de una información, anotada P_{o} en la continuación y en
las figuras, sobre el estado del soporte óptico. Preferentemente,
estas informaciones son recogidas a nivel del nudo determinado
correspondiente S_{i}. Preferentemente, la información P_{o}
comprende una información binaria relativa a la recepción o no de
una señal óptica por el nudo S_{i} a través de la fibra óptica
principal 10a. Las conexiones lógicas de referencia comprenden una
primera conexión lógica entre el nudo S_{i} y él mismo, y una
segunda conexión lógica entre el nudo S_{i} y el nudo según
siguiente S_{i+1},en el anillo, con respecto al sentido de
transmisión de la señal óptica sobre la fibra óptica principal 10a.
Estas informaciones son preferentemente memorizadas en forma de
variables binarias en una tabla de estado T_{i} almacenada en una
memoria de un dispositivo para la realización del procedimiento.
En la figura 5, se ha representado simbólicamente
el estado de las tablas de mando T_{0} a T_{N} de los nudos
respectivamente S_{0} a S_{N}, en el caso previsto más arriba de
una rotura de arteria entre los nudos S_{N-1} y
S_{N}. Se recuerda que esta rotura debe provocar el cierre del
conmutador óptico corriente arriba 21 del nudo S_{N} y del
conmutador óptico corriente abajo 22 del nudo
S_{N-1} para asegurar la reconfiguración de la red
(ver figura 2). Como se puede observar en la figura 5, la variable
P_{o} ya no está marcada (P_{o}=0) en la tabla T_{N} mientras
que siempre lo está en las otras tablas. Se observará en particular
que está siempre marcada en la tabla T_{0} puesto que el nudo
S_{0} recibe una señal óptica en la longitud de onda propia del
nudo S_{N}(ver figura 4b). En otros términos, el hecho de
que la variable P_{o} ya no esté marcada en la tabla T_{N}
determinada indica de forma unívoca que la rotura se ha producido en
la arteria entre el nudo S_{N-1} y el nudo
S_{N}. Esta información es utilizada por el protocolo según la
invención utilizado a nivel del nudo S_{N} para mandar el cierre
del conmutador óptico corriente arriba 21 de este nudo. Por el
contrario, se comprende que la información dada por la variable
P_{o} de la tabla T_{N-1} no es suficiente para
que el protocolo según la invención utilizado a nivel del nudo
S_{N-1} mande el cierre del conmutador óptica
corriente abajo 22 de este nudo. Solamente la consideración de las
informaciones salidas del plano lógico, es decir de la capa cliente
ATM en el ejemplo descrito aquí, permite que este protocolo disponga
de informaciones necesarias a este fin. En efecto, se constata que
la tabla T_{N-1} es la única tabla para la cual la
variable VP_{N-1/N-1} ya no está
marcada mientras que la variable VP_{N/N-1}
siempre lo está. Esta configuración de estas variables indica de
forma unívoca que el corte de arteria se sitúa corriente abajo del
nudo S_{N-1}. Es por lo que el protocolo según la
invención utilizado a nivel del nudo S_{N-1}
tiene por efecto cerrar el conmutador óptico corriente abajo 22 de
este nudo cuando esta configuración de la tabla de mando
T_{N-1} es reconocida.
En el caso general, el protocolo de mando
utilizado a nivel de cada nudo S_{i} del bucle óptico comprende
unas etapas que serán descritas ahora. Esta descripción es válida
para todos los nudos del bucle óptico (nudo principal o nudos
secundarios). Sin embargo, se apreciará que a veces resulta
necesario, por razones de anotación, distinguir el caso del nudo
S_{N} del de los otros nudos S_{i} para
0\leqi\leqN-1, aunque el protocolo de mando que
es utiliza sea el mismo que el utilizado a nivel de cada uno de los
otros nudos.
Se establece en primer lugar una primera conexión
lógica de referencia, un circuito virtual ATM (VC ATM) o un conducto
virtual ATM (VP ATM) en este caso, entre el nudo S_{i}
considerado (para 0\leqi\leqN) y él mismo (se entiende aquí
desde luego una conexión a través de la red). Se establece asimismo
una segunda conexión lógica de referencia, por ejemplo de igual
naturaleza que la anterior, entre el nudo secundario S_{i} (para
1\leqi\leqN) considerado y el nudo precedente
S_{i-1} del bucle óptico, o en cuanto al nudo
central S_{0} entre este último y el nudo secundario S_{N} que
le precede en el bucle óptico.
En una memoria de la unidad de gestión, se asigna
entonces el espacio memoria necesario para memorizar una tabla de
estado T_{i} que contiene tres variables anotadas respectivamente
P_{o}, VP_{i/i}, y VP_{i+1/i} para los nudos secundarios
S_{i} (0\leqi\leqN-1) o V P_{0/N} para el
nudo S_{N}. Se inicializan estas tres variables marcándolas
(P_{o} =1; VP_{i/i}=1; y VP_{i+1/i}=1 para la tabla T_{i}
con 0\leqi\leqN-1 o V P_{0/N}=1 para la tabla
T_{N} del nudo S_{N}).
La variable P_{o} indica la ausencia
(P_{o}=0) o la presencia (P_{o}=1) de señal óptica recibida por
la fibra principal 10a al nivel del nudo considerado S_{i},
independientemente de la (o de las) longitud(es) de onda de
esta señal. La variable VP_{i/i} (para 0\leqi\leqN) indica el
estado normal (VP_{i/i}=1) o la avería (VP_{i/i}=0) de la
primera conexión lógica de referencia. La variable VP_{i+1/i}
(para 0\leqi\leqN-1) o la variable V P_{0/N}
indica asimismo el estado normal (VP_{i+1/i}=1 o V_{0/N}=1) o la
avería (VP_{i+1/i}=0 o V P_{0/N}=0) de la segunda conexión
lógica de referencia.
En el caso general, el estado de las primera y
segunda conexiones lógicas de referencia citadas es determinado
transmitiendo en continuo informaciones predeterminadas (por ejemplo
una sucesión de valores lógicos 1 ó 0) a través de estas conexiones.
Se observan las informaciones recibidas por estas conexiones lógicas
de referencia a nivel del nudo considerado. Si no se recibe ninguna
información o si las informaciones recibidas difieren de las
informaciones esperadas, entonces es que la conexión está averiada.
En este caso, el valor de la variable correspondiente es modificado
en la tabla de estado T_{i}. Se observará que, en el ejemplo
previsto de conexiones constituidas por unos VC ATM o VP ATM, es
suficiente enviar una célula de gestión ATM cuyo campo de
información puede eventualmente estar vacío, puesto que la recepción
o no de una célula que contiene el identificador VCI o VPI
correspondiente a la dirección del emisor es suficiente para
caracterizar el estado del VC ATM o del VP ATM correspondiente,
independientemente del contenido del campo de información de esta
célula de gestión.
Paralelamente, se escruta la potencia óptica de
la señal óptica recibida a nivel del nudo S_{i} considerado.
Mientras se recibe una señal óptica (independientemente de su
longitud de onda), el valor de la variable P_{o} es igual a 1
(P_{o}=1). Por el contrario, en cuanto la potencia óptica recibida
es nula, el valor de la variable P_{o} es igual a 0 (P_{o}=0),
puesto que esto significa que no se recibe ya ninguna longitud de
onda.
Unas señales de mando CTRL1 y CTRL2 (señales
eléctricas lógicas) son generadas y aplicadas sobre unas entradas de
mando respectivas del conmutador óptico corriente arriba 21 y del
conmutador óptico corriente abajo 22. En un ejemplo, cada conmutador
óptico está en posición abierta cuando la señal de mando recibida en
su entrada de mando está en estado lógico 0 está en posición cerrada
cuando esta señal está en estado lógico 1. Por defecto, las señales
CTRL1 y CTRL2 están en estado lógico 0.
Se manda entonces el cierre eventual del
conmutador óptico corriente arriba 21 y del conmutador óptico
corriente abajo 22 por medio de las dos señales de mando (señales
eléctricas) respectivamente CTRL1 y CTRL2 de la manera
siguiente:
- -
- si P_{o} =1, VP_{i/i}=0 y VP_{i+1/i}=1, es que la rotura está entre los nudos S_{i} y S_{i+1}, y entonces se pone la señal CTRL2 en estado lógico 1 (CTRL2=1), lo que cierra el conmutador óptico corriente abajo 22 del nudo S_{i}, permaneciendo abierto el conmutador óptico corriente arriba 21 de este nudo;
- -
- si P_{o} =0, es que el corte precede al nudo S_{i}, es decir, está entre los nudos S_{i-1} y S_{i}, entonces se pone una señal de mando CTRL1 en estado lógico 1 (CTRL1=1), lo que cierra el conmutador óptico corriente arriba 21 del nudo S_{i}, permaneciendo el conmutador corriente abajo 22 de este nudo abierto;
- -
- en los demás casos, no se hace nada.
- -
- si P_{o} =1, VP_{N/N}=0 y V P_{o/i}=1, es que la rotura está entre los nudos S_{N} y S_{0}, y entonces se pone la señal CTRL2 en estado lógico 1 (CTRL2=1), lo que cierra el conmutador óptico corriente abajo 22 del nudo S_{N}, permaneciendo el conmutador óptico corriente arriba 21 de este nudo abierto;
- -
- si P_{o} =0, es que el corte precede al nudo S_{N}, es decir, está entre los nudos S_{N-1} y S_{N}, y entonces se pone la señal de mando CTRL1 en estado lógico 1 (CTRL1=1), lo que cierra el conmutador óptico corriente arriba 21 del nudo S_{N}, permaneciendo el conmutador óptico corriente abajo 22 de este nudo abierto;
- -
- en los demás casos, no se hace nada.
En algunas aplicaciones, podrá ser necesario
considerar unas informaciones suplementarias a fin de tener en
cuenta sucesos, distintos de una rotura de arteria, que pueden ser
el origen de la avería de una conexión lógica de referencia. Un
suceso de este tipo es por ejemplo la avería de un conmutador
ATM.
En la figura 6 y en la figura 7, en las que los
mismos elementos están designados por las mismas referencias, se ha
representado el esquema de un dispositivo para la puesta en
práctica del protocolo de mando descrito anteriormente a nivel
respectivamente de un nudo secundario S_{i} (1\leqi\leqN) y de
un nudo central S_{0}. De hecho, estos dos dispositivos sólo
difieren en la naturaleza del equipo de red y de los medios de
multiplexado y demultiplexado óptico del nudo.
En la figura 6, cada nudo secundario comprende un
equipo de interconexión 16, tal como un mezclador ATM en el ejemplo
de realización descrito, y unos medios de
multiplexado/demultiplexado óptico 18, tal como un MIEO.
El equipo 16 está conectado a uno o varios
terminales de usuario 200. El MIEO 18 comprende una vía de inserción
óptica y una vía de extracción óptica, funcionando cada una a una
longitud de onda determinada, propia del nudo y en el sentido de
comunicación con el nudo central. Estas vías comprenden
respectivamente un acoplador óptico 81 y un filtro óptico 91
acoplados a la fibra principal 10a entre el conmutador óptico
corriente arriba 21 y el conmutador óptico corriente abajo 22.
La fibra óptica de entrada del acoplador óptico
81 de la vía de inserción está conectada a la salida de un
transpondedor 61 a través de una interfaz óptica 42. Un
transpondedor de este tipo es por ejemplo un láser adaptado para
emitir una señal óptica a una primera longitud de onda determinada
que es la longitud de onda asociada al nudo determinado y al sentido
de comunicación (que va del nudo secundario considerado hacia el
nudo central). Este transpondedor 61 recibe los datos a transmitir
del equipo de red 16 a través de una interfaz 41 tal como una
interfaz SDH. Asimismo, resulta conveniente una interfaz basada en
célula.
El filtro óptico 91 tiene por función seleccionar
una segunda longitud de onda determinada, propia del nudo
determinado y del sentido de comunicación (que va del nudo central
hacia el nudo secundario determinado). La salida del filtro óptico
91 está acoplada a la entrada de un fotodetector 51 tal como un
fotodiodo a través de una interfaz óptica 71. El fotodetector 51
tiene por función efectuar la conversión óptica/eléctrica de los
datos extraídos de la fibra principal 10a. Los datos extraídos son
entonces transmitidos en forma eléctrica al equipo de red 16, a
través de una interfaz eléctrica 31 tal como una interfaz SDH o una
interfaz basada en célula.
Según la invención, el dispositivo comprende una
unidad de gestión 100 apta para suministrar una señal de mando CTRL1
que es llevada a una entrada de mando del conmutador óptico
corriente arriba 21, y una señal de mando CTRL2 que es llevada a una
entrada de mando del conmutador óptico corriente abajo 22. El
dispositivo comprende además unos medios de detección de la
presencia o de la ausencia de señal óptica sobre la fibra óptica
principal 10a corriente arriba del nudo determinado. Estos medios
comprenden por ejemplo un fotodiodo 101 acoplado a la fibra 10a
entre el conmutador 21 y el conmutador 22 (pero corriente arriba del
acoplador 81). En una variante ventajosa, estos medios están
integrados en el filtro óptico 71. En efecto, los filtros ópticos
disponibles en el mercado comprenden en general una salida lógica
cuyo estado lógico indica la presencia o la ausencia de energía
óptica de entrada del filtro. En todos los casos, estos medios
producen una información binaria relativa a la presencia o ausencia
de señal óptica en la fibra 10a a nivel del nudo determinado. Esta
información es proporcionada a la entrada de la unidad de gestión y
su valor binario es memorizado en la variable P_{o} de la tabla de
estado T_{i}. La unidad de gestión 100 está además conectada al
equipo 16 para la gestión de la primera y de la segunda conexiones
lógicas de referencia según la invención. El protocolo de mando
según la invención es utilizado en una unidad de gestión 100 en
forma de una lógica adaptada.
En la figura 7, el dispositivo para la
utilización del protocolo según la invención a nivel del nudo
central S_{0} comprende los mismos medios que los descritos en la
figura 6. Solamente el equipo de red y los equipos de multiplexado y
de demultiplexado son propios del nudo central y difieren de los de
los nudos secundarios representados en dicha figura 6. En efecto, el
equipo 16 de la figura 6 es reemplazado en la figura 7 por el equipo
de interconexión y de conmutación 19, constituido en el ejemplo de
realización descrito por un mezclador/conmutador ATM, además, los
medios de multiplexado 15 del nudo central S_{0} presentados más
arriba con respecto a la figura 1, están constituidos aquí por un
multiplexador óptico 80. El multiplexador óptico 80 está conectado
como el acoplador 81, pero comprende P fibras ópticas de entrada en
lugar de una sola. Estas entradas están acopladas a la salida de un
banco de transpondedores 60 que comprende P transpondedores, uno
para cada longitud de onda a través de las interfaces ópticas 45
respectivas. Las entradas de estos transpondedores 60 están
conectadas a unas salidas del equipo 19, a través de las interfaces
eléctricas apropiadas 40, para recibir los datos a transmitir sobre
la fibra óptica 10a. Estas interfaces 40 son por ejemplo unas
interfaces SDH o unas interfaces basadas en célula. Los
transpondedores 60 tienen por función efectuar la conversión
eléctrica/óptica de los datos a transmitir. Se trata por ejemplo de
láseres que funcionan a unas longitudes de onda respectivas.
Los medios de demultiplexado óptico 17
(presentados más arriba con respecto a la figura 1) comprenden un
demultiplexador óptico 90 conectado como la fibra óptica 91 de la
figura 6, pero que comprenden P fibras ópticas de salida en lugar de
una sola. Estas salidas están conectadas a la entrada de un banco de
fotodetectores 50 tales como unos fotodiodos, que comprenden un
fotodetector para cada longitud de onda, a través de las interfaces
ópticas 70 respectivas. Las salidas de los fotodetectores 50 están
conectadas al equipo 19, a través de las interfaces eléctricas 30
adaptadas, para suministrar a este equipo, en forma de señales
eléctricas, los datos transmitidos en forma óptica sobre la fibra
óptica 10a. Estas interfaces 30 son por ejemplo las interfaces SDH o
unas interfaces basadas en célula.
Dicho de otro modo, los medios de multiplexado 15
del dispositivo de la figura 7 realizan una función similar a la de
la vía de inserción 61-81 del MIEO 18 de la figura
6, y los medios de demultiplexado 17 del dispositivo de la figura 7
cumplen una función similar a la de la vía de extracción
51-91 del MIEO 18 de la figura 6, pero para P
longitudes de onda en lugar de una solamente.
La invención ha sido descrita en el ejemplo no
limitativo de la red que transporta unos flujos de datos ATM. En
efecto, la técnica ATM (del inglés "Asynchronous Transfer
Mode"), que está basada en el multiplexado temporal asíncrono
(ATDM, del inglés "Asynchronous Time División Multiplexing") y
la conmutación de célula, es el modo de transferencia de las redes
del futuro. La información es transportada por unas unidades de
datos denominadas células, cuyo tamaño está fijado. La figura 8
muestra el modelo UIT-T (Unión Internacional de
Telecomunicaciones-Estandarización del sector de las
Telecomunicaciones) para la arquitectura de las redes de conmutación
de célula. Es un modelo con tres capas. La capa más baja es la capa
física. La misma se refiere a los protocolos de nivel físico que
dependen del soporte físico (aquí el soporte es una fibra óptica).
La misma asegura un servicio de transmisión de las células sobre el
soporte físico. La segunda capa, una capa ATM, es la del ATM
propiamente dicho. La misma administra el transporte de extremo a
extremo de la célula. La misma es común a todos los servicios. La
tercera capa es la capa de adaptación ATM o capa AAL (del inglés
"ATM Adaptation Layer"), que se encarga de la interfaz con las
capas superiores, que son las capas de protocolo situadas en el
usuario. El modelo UIT-T distingue, al lado del
plano usuario, el plano de gestión y el plano de control. El plano
usuario se refiere a la transmisión de los datos de los usuarios. El
plano de gestión ofrece unas funciones de gestión que se refieren a
los recursos y parámetros de los protocolos. Se ocupa de los flujos
OAM (del inglés "Operation And Maintenance") de cada capa. El
plano de control del modelo UIT-T es el de los
protocolos de señalización necesarios para la apertura, el
mantenimiento y la liberación de las conexiones ATM.
La figura 8 permite ilustrar una característica
de la invención, a saber que el protocolo de mando de los
conmutadores ópticos es utilizado a nivel de cada nudo de la red en
función de una información que proviene de la capa física por una
parte y de informaciones que provienen de la capa ATM por otra
parte. La primera información es relativa al estado del soporte
óptico (determinado por ejemplo por la presencia o ausencia de señal
óptica en el soporte físico corriente arriba del nudo considerado).
Las segundas informaciones se refieren al estado de las conexiones
lógicas de referencia.
Claims (12)
1. Procedimiento de protección de una red en
anillo WDM centralizado que transporta unos flujos de datos en modo
conectado, y que comprende una fibra óptica principal (10a) para la
transmisión unidireccional de informaciones en forma de una señal
óptica y una fibra óptica de protección (10b) que conectan un nudo
central (S_{0}) y unos nudos secundarios
(S_{1}-S_{N}), que consisten en mandar unos
conmutadores ópticos (21, 22) para conmutar la fibra óptica
principal (10a) a la fibra óptica de protección (10b) en caso de
rotura de arteria, en el cual un conmutador óptico corriente arriba
(21) y un conmutador óptico corriente abajo (22) de cada nudo
determinado (S_{i}) son mandados según un protocolo de mando,
caracterizado porque el protocolo de mando de los
conmutadores ópticos (21, 22) está en función de una primera
información (P_{o}) sobre el estado del soporte óptico y de
segundas informaciones (VP_{i/i}; VP_{i/i+1}, VP_{N/O}) sobre
el estado de conexiones lógicas de referencia entre los nudos
determinados de la red.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el
que dicha primera información (P_{O}) y/o dichas segundas
informaciones (VP_{i/i}; VP_{i/i+1}, VP_{N/O}) se recogen a
nivel de dicho nudo determinado (S_{i}).
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
en el que el protocolo de mando es utilizado a nivel de dicho nudo
determinado (S_{i}).
4. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a
3, en el que dicha primera información comprende una información
binaria (P_{O}) relativa a la recepción o no de una señal óptica
por el nudo determinado a través de la fibra óptica principal
(10a).
5. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que dichas conexiones lógicas de
referencia comprenden una primera conexión lógica entre dicho nudo
determinado y el mismo, y una segunda conexión lógica entre dicho
nudo determinado y el nudo siguiente, en el anillo, con respecto al
sentido de transmisión de la señal óptica sobre la fibra óptica
principal.
6. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, en el que, transportando la red unos flujos
de datos ATM, las conexiones lógicas de referencia son unos
circuitos virtuales ATM o unos conductos virtuales ATM.
7. Dispositivo para la realización de un
procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 a nivel
de un nudo principal (S_{0}) de la red que comprende un equipo de
interconexión y de conmutación (19), unos medios de multiplexado
óptico (15) y unos medios de demultiplexado óptico (17),
comprendiendo el dispositivo:
- -
- unos medios (101) de detección de la presencia o de la ausencia de señal óptica de entrada del nudo principal;
- -
- una unidad de gestión (100) que está conectada al equipo de interconexión y conmutación (19), caracterizado porque la unidad de gestión comprende unos medios de gestión de las conexiones lógicas de referencia para deducir de ella las informaciones (V P_{o/0}; V P_{o/1}) sobre el estado de la dichas conexiones de referencia, que está además conectada a dichos medios de detección para recibir la información (P_{o}) sobre el estado del soporte óptico, y que comprende unos medios para la utilización del protocolo de mando.
8. Dispositivo según la reivindicación 7, en el
que la unidad de gestión (100) comprende unos medios de memorización
para memorizar la tabla de estado (T_{i}) que contiene la
información (P_{O}) sobre el estado del soporte óptico y las
informaciones (VP_{i/i}; VP_{i/i+1}, VP_{N/O}) sobre el estado
de las conexiones lógicas de referencia.
9. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 7 u 8, en el que, comprendiendo los medios de
demultiplexado (17) por lo menos un filtro óptico, los medios de
detección de la presencia o de la ausencia de señal óptica de
entrada del nudo principal están integrados en dicho filtro.
10. Dispositivo para la realización de un
procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 a nivel
de un nudo secundario (S_{1}-S_{N}) de la red
que comprende un equipo de interconexión (16), unos medios de
multiplexado/demultiplexado óptico (18), comprendiendo el
dispositivo:
- -
- unos medios (101) de detección de la presencia o de la ausencia de señal óptica de entrada del nudo principal;
- -
- una unidad de gestión (100) que está conectada al equipo de interconexión (16), caracterizado porque la unidad de gestión comprende unos medios de gestión de las conexiones lógicas de referencia para deducir de ellas las informaciones (VP_{i/i}; VP_{i/i+1}, VP_{N/O}) sobre el estado de dichas conexiones de referencia, que está además conectada a dichos medios de detección (101) para recibir la información (P_{O}) sobre el estado del soporte óptico, y que comprende además unos medios para la utilización del protocolo de mando.
11. Dispositivo según la reivindicación 10, en el
que la unidad de gestión comprende unos medios de memorización para
memorizar una tabla de estado (T_{i}) que contiene una información
(P_{O}) sobre el estado del soporte óptico y las informaciones
(VP_{i/i}; VP_{i/i+1}, VP_{N/O}) sobre el estado de las
conexiones lógicas de referencia.
12. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 10 u 11, en el que, comprendiendo los medios de
multiplexado/demultiplexado (16) un filtro óptico (71), los medios
de detección de la presencia o de la ausencia de señal óptica de
entrada del nudo principal están integrados en dicho filtro óptico
(71).
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