ES2295511T3 - Procedimiento para proteger señales de datos que se transmiten a traves de conductores de fibra optica. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para proteger señales de datos transmitidas mediante señales ópticas, que se transmiten bidireccionalmente a través de al menos dos pares de conductores de fibra óptica de servicio (LWL1, LWL1'', LWL2, LWL2'', ..., LWLn'' LWLp'') conectados a equipos ópticos de conmutación (OXC1, OXC2), por ambos lados utilizando al menos un par de conductores de fibra óptica sustitutorio (LWLp, LWLp''), conectado igualmente a los equipos de conmutación, en el que en caso de perturbaciones se realiza una conmutación del correspondiente par de conductores de fibra óptica de servicio al par de conductores de fibra óptica sustitutorio con ayuda de equipos de vigilancia y control (OSF1, OSF2, ST1, ST2) existentes en los equipos ópticos de conmutación, caracterizado porque cuando aparece una avería en al menos uno de los conductores de fibra óptica de un par de conductores de fibra óptica de servicio (LWL1, LWL1'', LWL2, LWL2'', ..., LWLn, LWLn'') el fallo de la señal óptica detectado en el lado receptoractiva una conmutación en los lados emisor y receptor de la señal de datos al par de conductores de fibra óptica sustitutorio (LWLp, LWLp'') en el lado receptor y porque a causa al fallo óptico de la señal debido a ello, se realiza sobre el par de conductores de fibra óptica de servicio (LWL1, LWL1'', LWL2, LWL2'', ..., LWLn'', LWLn'') en el lado opuesto una conmutación del mismo tipo al par de conductores de fibra óptica sustitutorio (LWLp, LWLp''), y porque cuando fallan varios conductores de fibra óptica de servicio ((LWL1, LWL1'', WL2, LWL2'', ..., LWLn'' LWLn'') se realiza la conmutación al par de conductores de fibra óptica sustitutorio (LWLp, LWLp'') según una prioridad que puede fijarse.
Description
Procedimiento para proteger señales de datos que
se transmiten a través de conductores de fibra óptica.
\global\parskip0.930000\baselineskip
La invención se refiere a un procedimiento según
el preámbulo de la reivindicación 1.
Las señales ópticas de datos de baja velocidad
de bits se multiplexan para formar señales ópticas de datos de
mayor velocidad de bits y se transmiten a través de redes de datos
ópticas.
Estas redes de datos ópticas contienen distintos
amplificadores ópticos y equipos de conmutación.
Para proteger las secciones de las redes de
datos ópticas frente a fallos, se tienden en paralelo a los
conductores de fibra óptica de servicio, también llamados working
line (línea de servicio), conductores de fibra óptica
sustitutorios, también llamados protection line (línea de
protección).
Estos conductores de fibra óptica o bien tramos
disjuntos protegen las señales de los datos de servicio. Cuando
existen más de dos rutas disjuntas, es económicamente ventajoso que
las señales de los datos de servicio se repartan la ruta
sustitutoria. Así se evita mantener un 50% de la capacidad total de
transporte para circuitos sustitutorios. Mediante la conexión de
circuitos sustitutorios 1:n sólo tiene que reservarse una fracción
1/(n+1) de la capacidad de transporte para circuitos
sustitutorios.
Los circuitos de protección, también llamados
protection, para sistemas de transmisión ópticos, son conocidos por
la jerarquía síncrona digital, abreviadamente SDH, o la red óptica
síncrona, abreviadamente SONET. Un circuito de protección conocido
es el circuito sustitutorio 1:n ó, para el caso n = 1, el circuito
sustitutorio 1:1. Aquí se protegen n líneas ópticas mediante una
línea sustitutoria. Sobre la línea sustitutoria pueden transmitirse
cuando no se presentan faltas datos adicionales, que en caso de
falta ya no se transmiten. Para el caso de que se transmitan datos
adicionalmente sobre la línea sustitutoria, se denominan también
estos datos low-priority-traffic
(tráfico de baja prioridad).
En la técnica SDH se ha estandarizado para ello
un procedimiento de circuito sustitutorio 1:n, la llamada
multiplex-section-protection 1:n,
protección de sección multiplexada, según ITU-T
G.783.
- \bullet
- Para una localización inequívoca de faltas, se utiliza en SDH la llamada Multiplex-Section (sección de multiplexado). Esta forma una Multiplex-Section-Overhead (cabecera de sección de multiplexado) sobre la señal de los datos de servicio y se extiende exactamente sobre la sección del circuito sustitutorio. Es decir, que la Multiplex-Section-Overhead se genera en el lado emisor y tiene su terminación en el lado receptor o bien exactamente en el sentido contrario. Así las perturbaciones de las señales de datos de servicio exteriores al sistema de circuitos sustitutorios no tienen ninguna repercusión sobre la Multiplex-Section-Overhead. Si se detecta por ejemplo en el lado receptor una perturbación de la Multiplex-Section, entonces claramente reside la causa de la perturbación en la sección de la Multiplex-Section y no antes de la misma. El mismo principio de vigilancia rige también para la ruta sustitutoria.
- \bullet
- La Multiplex-Section-Overhead que se transmite con la señal de datos útiles, pone a disposición un canal de comunicación rápido para coordinar el circuito sustitutorio. De esta manera queda asegurado que en perturbaciones en sólo un sentido se realiza no obstante la conexión sustitutoria en ambos extremos, que cuando se presentan faltas múltiples se realiza la conexión sustitutoria para la misma señal de datos de servicio según un esquema de prioridades, y que tras la eliminación de la falta ambos extremos se conectan de nuevo casi sincrónicamente.
Para el control de este circuito sustitutorio
1:n, se utiliza usualmente un protocolo Automatic Protection
Switching (conmutación automática de protección), denominado
abreviadamente APS. Este protocolo se transmite en bytes de
cabecera (overhead) de las señales ópticas de datos, por ejemplo de
la citada Multiplex Section-Overhead o con ayuda de
canales ópticos adicionales, como por ejemplo Optical Supervisory
Channel (canal supervisor óptico), abreviadamente OSC y se evalúa
en los puntos inicial y final de la transmisión. Tras evaluar los
datos de protocolo, es posible entonces dado el caso una conmutación
de protección.
Sobre la base de la técnica de multiplexado por
división en longitudes de onda densas, abreviadamente DWDM (Dense
Wavelength Division Multiplex), ofrecen los operadores de red DWDM a
los operadores de red SDH ó SONET enlaces transparentes. La
transparencia se refiere aquí a las señales SDH o bien SONET, es
decir, a datos útiles (payload) y cabecera, es decir, inclusive
Multiplex-Section-Overhead. El
operador de red DWDM puede ciertamente leer la
Multiple-Section-Overhead y con ello
vigilar la calidad de la señal. Pero debido al modelo de negocio no
está autorizado a modificar la
Multi-Section-Overhead y tampoco a
realizar la terminación. Para el operador de red SDH esto tiene la
ventaja de que puede utilizar la
Multiplex-Section-Overhead para la
comunicación entre sus segmentos de red, en toda la extensión de la
red DWDM.
Para el circuito sustitutorio 1:n esto tiene las
siguientes repercusiones:
- \bullet
- La sección de multiplexada (Multiplex-Section) ya no se extiende sólo sobre el tramo entre dos aparatos de conexión sustitutoria (operador de red DWDM). Ciertamente la misma aporta aún un criterio para el fallo de una señal de datos de servicio. Pero la causa de la falta ya no puede localizarse.
\global\parskip1.000000\baselineskip
- \bullet
- Debido a que el operador de red DWDM ya no puede utilizar la Multiplex-Section-Overhead, no se dispone de ningún canal de comunicación para la coordinación del circuito sustitutorio 1:n.
En el caso mostrado no se dispone ahora de
ningún canal óptico adicional y no puede accederse a bytes de
cabecera de la señal óptica de datos, tal como puede suceder
también en la transmisión de datos a través de redes con aparatos
de distintos fabricantes o redes de gestión ajena. Existe el
problema de que no puede realizarse ningún circuito de protección
con ayuda de estos protocolos APS.
Un sistema con circuito sustitutorio 1:n se
conoce ya por el documento EP-A-0
483 790. El documento DE-A-4 433
031 da a conocer un sistema 1:1 en el que, en el caso de que no se
reciba ningún dato, se conmuta automáticamente a una línea óptica
de transmisión de datos sustitutoria.
La tarea que sirve de base a la invención
consiste ahora en realizar un circuito de protección 1:n para tramos
ópticos de transmisión por conductores de fibra óptica sin utilizar
un protocolo.
Esta tarea se resuelve mediante las
particularidades de procedimiento indicadas en la reivindicación
1.
Las ventajas logradas con la invención consisten
en particular en que es posible un circuito de protección de al
menos dos pares de conductores de fibra óptica de servicio o
conductores de fibra óptica de servicio utilizados
bidireccionalmente (working line) mediante al menos un par de
conductores de fibra óptica sustitutorio o conductores de fibra
óptica sustitutorios utilizados bidireccionalmente (protection line,
línea de protección) sin utilizar un protocolo de comunicaciones o
auxiliar.
Ventajosos perfeccionamientos de la invención se
indican en las reivindicaciones subordinadas.
En el ejemplo sólo debe realizarse la conexión
sustitutoria cuando la causa de la falta se encuentra dentro del
sistema a proteger, es decir, entres dos aparatos DWDM. Si se
realizase también la conexión sustitutoria cuando la causa de la
perturbación de la señal de datos del servicio se encuentra fuera
del sistema de circuito sustitutorio, entonces la conexión
sustitutoria no aportaría ninguna mejora a la señal de datos de
servicio perturbada y por otro lado ya no se dispondría de la ruta
sustitutoria para la protección de las otras señales de datos de
servicio. Es decir, que el sistema de circuito sustitutorio 1:n debe
poder localizar la causa de la falta en el sentido de que pueda
determinar si la causa de la falta se encuentra dentro o fuera del
sistema de circuito sustitutorio.
Cuando se trata de faltas múltiples, no debe
suceder que se conecte una primera señal de datos del servicio por
error a más largo plazo con una segunda señal de datos del servicio.
Es necesaria por ello una coordinación de las actividades de
conexión sustitutoria entre ambos extremos.
Tras eliminarse la perturbación de la señal de
datos del servicio, deben reconectar los equipos de conexión de
protección casi sincrónicamente a la ruta de servicio.
En faltas en sólo un sentido debe realizarse a
pesar de ello la conexión sustitutoria en ambos sentidos, ya que en
trabajos de reparación la mayoría de las veces se desconectan ambos
sentidos, al menos temporalmente.
Un ejemplo de ejecución se representa en el
dibujo y se describirá a continuación. Al respecto muestran:
Figura 1 un esquema de bloques de circuitos de
un sistema correspondiente a la invención
figura 2 un esquema de bloques de circuitos
según la figura 1 al presentarse una falta y un primer estado de
conexión
figura 3 el esquema de bloques de circuitos de
la figura 2 al presentarse una falta y la conmutación completa a la
línea sustitutoria.
La figura 1 muestra la estructura básica de un
sistema correspondiente a la invención para una red óptica de
datos, compuesta por conductores de fibra óptica dispuestos por
pares LWL1, ..., LWLn, LWLp, LWL1', ..., LWLn', LWLp' con equipos
ópticos de conmutación OXC1, OXC2 previstos en ambos extremos, que
presentan respectivos paneles ópticos de conmutación OSF1, OSF2,
respectivos equipos de control ST1, ST2, así como equipos de
vigilancia OCR11, ..., OCR1n, OCR1p, OCR21, ..., OCR2n, OCR2p
asignados a respectivos pares de conductores de fibra óptica. Los
pares de conductores de fibra óptica LWL1, LWL1', ..., LWLn, LWLn'
constituyen los conductores de fibra óptica de servicio o bien
working line para la transmisión bidireccional de las señales
ópticas de datos ODS1, ODS2, ..., ODSn, mientras que el par de
conductores de fibra óptica LWLp, LWLp' sirve como conductores de
fibra óptica sustitutorios o bien protection line para el caso de
que se presente una perturbación en uno de los conductores de fibra
óptica de servicio. Para un caso de perturbaciones así, está
previsto que el conductor de fibra óptica de servicio afectado se
desconecte en ambos extremos y la transmisión de datos se realice,
una vez realizada la conmutación, a través de la línea
sustitutoria.
Cada par de conductores de fibra óptica
constituye un canal de transmisión para una señal óptica de datos,
estando previsto en cada caso un conductor de fibra óptica de cada
par de conductores de fibra óptica para la transmisión de las
señales de datos en un sentido y el otro para la transmisión en el
sentido opuesto.
A lo largo de los conductores de fibra óptica no
pueden preverse los regeneradores, amplificadores, multiplexadores,
y elementos de conmutación antes citados ni otros dispositivos
ópticos.
En lugar de cada par de conductores de fibra
óptica, puede también utilizarse un conductor de fibra óptica
individual para la transmisión bidireccional de las señales ópticas
de datos.
La figura 2 muestra el sistema de la figura 1
con la particularidad de que en uno de los conductores de fibra
óptica de servicio se ha presentado una perturbación, porque por
ejemplo el conductor de fibra óptica LWL2 se ha cortado. En el
sentido de emisión no se detecta por lo tanto ninguna señal óptica
en cada equipo receptor óptico de conmutación. En el caso mostrado
se ha interrumpido el sentido desde OXC1 a OXC2. Es decir, que
primeramente sólo el equipo óptico de conmutación OXC2 no recibe
ninguna señal. Esto se reconoce en el equipo de vigilancia OCR22
asociado como fallo de la señal, llamado Loss of Light (pérdida de
luz), abreviadamente LOL, o bien Alarm Indication Signal (señal de
indicación de alarma), abreviadamente AIS. Este emite a continuación
una señal al equipo de control ST2. El equipo de control ST2 evalúa
esta señal y emite una orden de conmutación al panel óptico de
conmutación OSF2. El panel óptico de conmutación OSF2 evalúa esta
orden y ejecuta una conmutación bidireccional de la señal óptica de
datos ODS2 del par de conductores de fibra óptica de servicio
LWL2/LWL2' al par de conductores de fibra óptica sustitutorio
LWLp/LWLp'. Se realiza una conmutación bidireccional, aún cuando la
transmisión en el sentido contrario no se ve perturbada.
Debido a la conmutación bidireccional en el
equipo óptico de conmutación OXC2, no se emite ninguna señal por el
conductor de fibra óptica LWL2', que en si no está perturbado. El
equipo óptico de conmutación OXC1 no recibe a continuación ninguna
señal. Esto se detecta en el equipo de vigilancia OCR12 asociado
como fallo de la señal LOL o bien AIS. El mismo emite a
continuación una señal al equipo de control ST1. El equipo de
control ST1 evalúa esta señal y emite una orden de conmutación al
panel óptico de conmutación OSF1. El panel óptico de conmutación
OSF1 evalúa esta orden y ejecuta una conmutación bidireccional de
las señales ópticas de datos ODS2 del par de conductores de fibra
óptica de servicio LWL2/LWL2' al par de conductores de fibra óptica
sustitutorio LWLp/LWLp'.
Este estado de conexión se representa en la
figura 3. Con ello queda realizada una conexión sustitutoria de la
señal óptica de datos para una interrupción de la línea de un
conductor de fibra óptica (conexión sustitutoria 1:n).
Para el caso de que una señal óptica de datos
adicionales se haya transmitido sobre el par de conductores de
fibra óptica sustitutorio LWLp/LWLp' no habiendo perturbaciones, ya
no se transmite la misma a través del circuito sustitutorio (Low
Priorty Traffic, tráfico de baja prioridad).
Una vez que se ha reparado el conductor de fibra
óptica defectuoso, debe realizarse una conmutación lo más síncrona
posible al par de conductores de fibra óptica de servicio. Para
lograr esto, se utiliza una orden de conmutación especial, con cuya
ayuda se lleva el sistema óptico de conmutación a un lado a modo de
una posición de espera. Tras una conmutación forzosa al otro lado,
se realiza a continuación una conmutación casi síncrona al lado de
espera.
Para el caso de que se hayan interrumpido varios
conductores de fibra óptica, se realiza la conmutación en función
de prioridades fijadas previamente o de criterios definidos de otra
forma, como por ejemplo ventanas de tiempo.
La invención describe un procedimiento con cuya
ayuda puede realizarse una conexión de circuito sustitutorio 1:n
sin utilizar la cabecera o canales adicionales.
El procedimiento funciona según los siguientes
principios básicos:
- \bullet
- Cuando se detecta un fallo de la señal de servicio se realiza la conexión sustitutoria tanto en el sentido de recepción como también en el de emisión. Así se provoca, cuando existe una falta en sólo un sentido, también una falta en el sentido contrario. Esto trae como consecuencia que siempre se detecten faltas en ambos extremos y se realice en cada caso una conmutación sustitutoria.
- \bullet
- Para evitar conexiones erróneas duraderas cuando concurren faltas múltiples, se realiza básicamente la conexión sustitutoria de la señal de datos de servicio que ha fallado en primer lugar.
- \bullet
- Las faltas múltiples casi simultáneas pueden provocar que un extremo considere un fallo como primero y el otro extremo el otro fallo como primero. Las faltas múltiples casi simultáneas tienen casi siempre una causa común para las faltas. Mediante la introducción de una prueba de persistencia de la falta en la gama de los segundos, pueden reconocerse las faltas casi simultáneas como tales. En este caso no realizan ambos extremos la conexión sustitutoria de la señal de los datos de servicio para la que han detectado primeramente la falta, sino de la señal de datos de servicio con el número de canal más bajo.
- \bullet
- Los fallos de señales de datos de servicio cuya causa se encuentra fuera del sistema de conexión sustitutoria 1:n, no pueden ser diferenciados por el extremo que detecta la falta de aquéllos cuya causa se encuentra dentro del sistema de conexión sustitutoria. Siempre que el enlace de datos sustitutorios no esté ya ocupado por otra señal de datos de servicio, se realiza la conexión sustitutoria. Esto no tiene ninguna repercusión negativa significativa, porque el sistema de gestión de la red puede localizar la causa de la falta debido a su visión global y mediante las correspondientes órdenes de conmutación a los equipos ópticos de conmutación OXC1 y OXC2 puede reconectar la señal de datos de servicio conectada sustitutoriamente de manera innecesaria al correspondiente enlace de datos de servicio. El enlace de datos sustitutorios se ocupa así sólo durante breve tiempo cuando se dan faltas del exterior.
- \bullet
- El sistema de gestión de red puede detectar mediante su visión global cuándo tras un fallo del enlace de datos de servicio se encuentra de nuevo el mismo en condiciones de funcionar. Para posibilitar una reconexión casi síncrona, no puede el sistema de gestión de red enviar simplemente órdenes de conmutación a ambos equipos ópticos de conmutación OXC1 y OXC2. Las órdenes no llegarían usualmente a la vez, debido a la lentitud de la red de datos. Las consecuencias serían interrupciones de la señal de datos de servicio durante unos segundos. El sistema de gestión de la red envía en lugar de ello primeramente a uno de ambos equipos ópticos de conmutación OXC la orden de prepararse para la reconexión. Es decir, el equipo óptico de conmutación OXC debe reconectar inmediatamente al enlace de datos de servicio, tan pronto como ya no detecte ninguna falta. En el otro equipo óptico de conmutación OXC envía el sistema de gestión de red la orden de reconectar. Este mecanismo provoca que ambos extremos reconecten casi sincrónicamente.
- \bullet
- Ambos equipos ópticos de conmutación OXC ejecutan una continua comprobación de plausibilidad respecto al estado actual en cuanto a faltas y a conexión sustitutoria del sistema de conexión sustitutoria 1:n. Cuando hay inconsistencias que duran más de la máxima duración de conexión sustitutoria de 50 ms, se reconecta automáticamente al estado de partida y se informa al sistema de gestión de la red.
Claims (4)
1. Procedimiento para proteger señales de datos
transmitidas mediante señales ópticas, que se transmiten
bidireccionalmente a través de al menos dos pares de conductores de
fibra óptica de servicio (LWL1, LWL1', LWL2, LWL2', ..., LWLn'
LWLp') conectados a equipos ópticos de conmutación (OXC1, OXC2), por
ambos lados utilizando al menos un par de conductores de fibra
óptica sustitutorio (LWLp, LWLp'), conectado igualmente a los
equipos de conmutación, en el que en caso de perturbaciones se
realiza una conmutación del correspondiente par de conductores de
fibra óptica de servicio al par de conductores de fibra óptica
sustitutorio con ayuda de equipos de vigilancia y control (OSF1,
OSF2, ST1, ST2) existentes en los equipos ópticos de
conmutación,
caracterizado porque
cuando aparece una avería en al menos uno de los
conductores de fibra óptica de un par de conductores de fibra
óptica de servicio (LWL1, LWL1', LWL2, LWL2', ..., LWLn, LWLn') el
fallo de la señal óptica detectado en el lado receptor activa una
conmutación en los lados emisor y receptor de la señal de datos al
par de conductores de fibra óptica sustitutorio (LWLp, LWLp') en el
lado receptor y porque a causa al fallo óptico de la señal debido a
ello, se realiza sobre el par de conductores de fibra óptica de
servicio (LWL1, LWL1', LWL2, LWL2', ..., LWLn', LWLn') en el lado
opuesto una conmutación del mismo tipo al par de conductores de
fibra óptica sustitutorio (LWLp, LWLp'), y porque
cuando fallan varios conductores de fibra óptica
de servicio ((LWL1, LWL1', WL2, LWL2', ..., LWLn' LWLn') se realiza
la conmutación al par de conductores de fibra óptica sustitutorio
(LWLp, LWLp') según una prioridad que puede fijarse.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque los pares de
conductores de fibra óptica (LWL1, LWL1', LWL2, LWL2',..., LWLn,
LWLn', LWLp' LWLp') están realizados mediante conductores de fibra
óptica utilizados bidireccionalmente.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó
2,
caracterizado porque
el otorgamiento de las prioridades se realiza en
función de la aparición en el tiempo de las perturbaciones en los
correspondientes conductores de fibra óptica de servicio (LWL1,
LWL1', LWL2, LWL2',..., LWLn, LWLn').
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque
la conmutación del par de conductores de fibra
óptica sustitutorio (LWLp, LWLp') al par de conductores de fibra
óptica de servicio (LWL1, LWL1', LWL2, LWL2',..., LWLn, LWLn') que
se encuentran de nuevo hábiles para funcionar, se realiza mediante
una orden adicional de reconexión de disponibilidad, que provoca
tras una conmutación por un lado una conmutación casi síncrona del
lado opuesto.
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