ES2346579T3 - Procedimiento y dispositivo de supervision de los caminos opticos de conexion para una red optica transparente. - Google Patents
Procedimiento y dispositivo de supervision de los caminos opticos de conexion para una red optica transparente.Info
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Abstract
Procedimiento de supervisión de los caminos ópticos de conexión, para una red óptica transparente (30) en la que cada uno de una pluralidad de nodos de conmutación (31, 32) es apto respectivamente para traspasar de manera transparente una señal óptica desde un enlace aguas arriba de dicho nodo de conmutación hacia un enlace aguas abajo de dicho nodo de conmutación y para marcar dicha señal óptica sin conversión óptico/eléctrico/óptica con una firma de nodo que incluye una información asociada con carácter único a dicho nodo de conmutación, incluyendo dicho procedimiento la etapa consistente en detectar (71) las firmas de nodos con las que está marcada una señal óptica que transita en un punto de dicha red, caracterizado por las etapas consistentes en: determinar (72) un número de saltos a partir de dichas firmas de nodos detectadas, comparar (73) dicho número de saltos con un umbral predeterminado, a fin de detectar un error de encaminamiento relativo a dicha señal óptica cuando se supera dicho umbral.
Description
Procedimiento y dispositivo de supervisión de
los caminos ópticos de conexión para una red óptica
transparente.
La invención se refiere a las redes ópticas
transparentes, y más concretamente al seguimiento de los caminos
ópticos de conexión establecidos en el seno de tales redes, a través
de sus nodos de conmutación.
Se entiende en el presente caso por "camino
óptico de conexión" un camino o trayecto físico seguido por una
o varias señales ópticas emitidas a una o varias determinadas
longitudes de onda en el seno de una red óptica transparente. Un
camino físico de este tipo está definido por porciones de líneas
ópticas constituidas generalmente a partir de fibras ópticas y que
conectan parejas de nodos de conmutación transparentes.
Por otro lado, se entiende en el presente caso
por "red óptica transparente" una red en la que las señales
permanecen constantemente en el dominio óptico.
Además, se entiende en el presente caso por
"nodo de conmutación transparente" un equipo de red que
incluye al menos un dispositivo de conmutación óptica, de tipo
transparente, encargado de conmutar canales de longitudes de onda
multiplexados o por multiplexar provenientes de líneas ópticas de
aguas arriba y destinados a líneas ópticas de aguas abajo.
Además, se entiende en el presente caso por
"múltiplex" un conjunto de canales de diferentes longitudes de
onda que siguen conjuntamente un mismo medio. Por lo tanto, con el
fin de constituir un múltiplex, se pueden multiplexar canales,
asociados a diferentes longitudes de onda y siguiendo conjuntamente
un mismo medio. Se puede asociar por tanto un camino óptico de
conexión a un canal de longitud de onda o a un múltiplex de
longitudes de onda, en particular un múltiplex de longitudes de
onda que forma una misma conexión, es decir, tratado como una única
entidad lógica. Para facilitar la ingeniería de tráfico, se pueden
reunir varios canales de longitud de onda que tienen orígenes y/o
destinos diferentes en una porción común de sus respectivos
trayectos físicos, al objeto de ser tratados como una sola conexión
sobre esta porción común.
Como sabe el experto en la materia, para los
operadores es particularmente importante saber si los caminos
ópticos de conexión que se establecen entre los nodos de conmutación
de sus redes ópticas transparentes están en adecuación con los
respectivos estados de programación de los dispositivos de
conmutación óptica de esos nodos de conmutación. Cualquier
inadecuación es el resultado de un problema, ya sea de programación,
ya sea de funcionamiento de un nodo de conmutación, o bien incluso
en una porción de línea óptica, que hay que solventar.
Con el fin de comprobar la adecuación precitada,
en las redes se ponen en práctica unos procedimientos llamados de
"seguimiento y de comprobación de los caminos ópticos de
conexión". Esta comprobación permite así comprobar la
conectividad de un camino óptico de conexión, es decir, si el canal
enlaza el correcto origen con el destinatario correcto. En una red
óptica no transparente, esta puesta en práctica es relativamente
sencilla debido a que, en el seno de los nodos de conmutación, se
efectúan conversiones de señales de tipo óptico/eléctrico/óptica
que permiten comprobar, mediante el aporte de tráfico de control,
que cada receptor está efectivamente relacionado con el origen
correspondiente en cada enlace.
No es así en una red óptica transparente, como
consecuencia de la ausencia de conversión de señales de tipo
óptico/eléctrico/óptica (en efecto, los dispositivos de conmutación
óptica operan a nivel de la capa física y, más concretamente, sobre
las longitudes de onda de los canales).
Para solventar este inconveniente, han sido
propuestas varias soluciones.
Una primera solución, que es la extrapolación de
lo que ocurre en una red no transparente, consiste en inyectar un
tráfico de control en las líneas ópticas con el fin de someter a
prueba la sintonía entre el origen y el destino de los diferentes
caminos ópticos de conexión. Esta solución presenta el gran
inconveniente de consumir ancho de banda así como el de no
suministrar información alguna acerca de la ubicación de un posible
error, lo que dificulta más la reparación.
Una segunda solución consiste en asociar a cada
fuente de señal (y con ello a cada canal) utilizada en la red al
menos una frecuencia que se aplica al canal mediante
sobremodulación. Analizando una longitud de onda en un sitio
elegido de la red, se puede determinar la o las frecuencias de
sobremodulación aplicadas y, por tanto, conocer el canal presente
en virtud de informaciones facilitadas por el administrador de la
red. Estas informaciones son al menos la correspondencia entre las
frecuencias de sobremodulación y los canales, que permite
determinar el camino seguido por ese canal. Esta solución la propone
en particular la compañía Tropics con el nombre comercial
"Wavelength Tracker®".
Esta segunda solución precisa de la utilización
de tantos módulos de tratamiento, por ejemplo de tipo atenuador
óptico variable (o VOA por "Variable Optical Attenuator"), como
canales utilizados haya en la red. Los atenuadores ópticos
variables se sitúan aguas arriba de cada puerto de inserción de un
dispositivo de conmutación óptica, de manera que efectúen la
sobremodulación de los canales que se van a insertar en el tráfico.
Ello acarrea considerables costes y plantea problemas cuando se
quiere transformar una red de un determinado tamaño en una red de
mayor tamaño (es decir, la escalabilidad (o "scalability"),
como consecuencia de las nuevas frecuencias de sobremodulación que
se tienen que utilizar para ser aplicadas a los nuevos canales.
El documento US2003/0099010 propone un sistema
de supervisión de las prestaciones de una red óptica con
multiplexación en longitud de onda, en el que cada nodo incluye un
codificador para modular las señales ópticas que parten del nodo
con el concurso de una firma de la fibra óptica en la que entran
estas señales ópticas. Este sistema mide la potencia de la señal
asociada a cada firma con el fin de detectar la posibilidad de una
ruptura de fibra, de una avería de amplificador o de una avería de
transpondedor. Para evaluar qué canales transitan y las fibras por
las que lo hacen, se enseña supervisar conjuntamente la presencia de
las firmas de fibras y de las firmas de canales en diferentes
puntos de la red.
El documento EP1347591 propone un sistema de
detección de fallos para una red óptica con multiplexación en
longitud de onda, en el que unos dispositivos de comprobación
detectan la presencia de firmas asignadas con carácter único a
elementos de red. El sistema procesa la información detectada por
los dispositivos de comprobación con respecto a una imagen correcta
de la red, para detectar la avería de un enlace o de un elemento de
red. La imagen correcta de la red la crea y la actualiza un
administrador de la red.
La invención tiene por objetivo proponer
procedimientos y dispositivos que permiten detectar otros tipos de
errores en una red óptica transparente, en particular errores de
encaminamiento que afecten a canales de longitud de onda, errores
de configuración en el plano de gestión de la red y errores que
puedan tener causas materiales o humanas. Otro objetivo de la
invención es proponer procedimientos y dispositivos que permiten
detectar errores en una red óptica transparente de forma rápida y
económica.
En este sentido, de acuerdo con un primer
objeto, la invención provee un procedimiento de supervisión de los
caminos ópticos de conexión según la reivindicación 1.
En virtud de un procedimiento de este tipo, se
pueden utilizar las firmas de nodos para obtener funcionalidades
análogas a las que proporciona el parámetro tiempo de vida (TTL) de
un paquete IP (Internet Protocol). Por ejemplo, este procedimiento
permite detectar que una señal óptica no encuentra su camino en la
red o que existe el riesgo de que una señal óptica llegue a un
sector de red que le es ajeno y/o podría correr el riesgo de ser
entregada un cliente al que no está destinada. Esta detección
permite adoptar medidas correctivas locales en el nodo de
conmutación y/o avisar a un sistema de gestión de la red para que
adopte medidas correctivas en otros puntos de la red. Por ejemplo,
se puede determinar el número de saltos como número de firmas de
nodo distintas con las que está marcada la señal óptica, o como
número de nodos de conmutación distintos representados por las
firmas detectadas.
El umbral predeterminado se puede fijar en
función de la topología de la red, por ejemplo en función de un
diámetro de la red en números de saltos. Generalmente, la topología
de una red óptica no evoluciona de manera frecuente, de modo que no
será necesario que este umbral sea actualizado con frecuencia. Por
lo tanto, la detección de error es esencialmente local y no precisa
de interacción intensiva con un administrador de red que posea un
conocimiento del conjunto de la red.
Este procedimiento se puede poner en práctica en
cualquier punto de la red. Preferentemente, se detectan las firmas
que lleva una señal óptica recibida por un nodo de conmutación de
dicha red.
De acuerdo con una forma de realización
particular, el procedimiento comprende la etapa consistente en
terminar o extraer de la red dicha señal óptica en relación con la
cual se detecta dicho error de encaminamiento. Por ejemplo, esta
extracción o terminación se puede realizar en un nodo de conmutación
vecino al punto de la red en el que se efectúa la detección o en un
nodo de conmutación en el que se efectúa la detección propiamente
dicha.
Preferentemente, se detectan las firmas que
lleva una señal óptica que incluye una única longitud de onda. En
una forma de realización alternativa, se detectan las firmas que
lleva una señal óptica que incluye varias longitudes de onda
pertenecientes a una misma conexión, es decir, que son conmutadas
conjuntamente en la red y que siguen por tanto un camino común a
través de los mismos puertos y los mismos enlaces. Por ejemplo, las
longitudes de onda de esta forma de realización pertenecen a una
banda de longitudes de onda conmutada integralmente en la red.
En cualquier caso, se puede prever la etapa
consistente en separar uno o varios canales de un múltiplex de
longitudes de onda que transita por la red para obtener la señal
óptica cuyas firmas tienen que ser detectadas.
La invención provee asimismo un dispositivo de
supervisión de los caminos ópticos de conexión para una red óptica
transparente según la reivindicación 5.
Preferentemente, los medios de cálculo
determinan el número de saltos como número de firmas detectadas de
nodos distintos. Esta forma de realización conviene por ejemplo para
una red en la que se asigna una sola firma por nodo.
De acuerdo con una forma de realización
particular, el dispositivo incluye una guía de firmas que identifica
una pluralidad de firmas de nodos y el nodo de conmutación
respectivo asociado a cada una de ellas, siendo dichos medios de
cálculo aptos para cooperar con dicha guía de firmas para determinar
dicho número de saltos. De esta manera, los medios de cálculo
pueden identificar las firmas de nodos entre otras firmas y/o tomar
en cuenta especificidades de los nodos, por ejemplo el hecho de que
un nodo marque con varias firmas una señal óptica que lo atraviesa.
Por guía de firmas, se entiende en el presente caso información de
referencia que identifica las asociaciones entre las firmas de
nodos y los nodos. Esta información se pone a disposición de los
medios de cálculo, por ejemplo en forma de tabla u otra.
Ventajosamente, el dispositivo incluye medios de
aviso aptos para producir una señal de aviso relativa a dicha señal
óptica en relación con la cual se detecta dicho error de
encaminamiento. Por ejemplo, la señal de aviso se puede producir
con destino a un sistema de gestión de la red. Por sistema de
gestión de red se entiende en el presente caso un sistema
centralizado conectado con los nodos de conmutación de la red, o un
sistema distribuido, que incluye por ejemplo varios módulos de
gestión distribuidos en varios nodos de conmutación de la red.
De acuerdo con una forma de realización
particular, el dispositivo va asociado a un nodo de conmutación en
el que es recibida dicha señal óptica, incluyendo dicho dispositivo
medios de control aptos para gobernar un dispositivo de conmutación
de dicho nodo de conmutación para provocar la terminación o la
extracción de dicha señal óptica en relación con la cual se detecta
dicho error de encaminamiento.
Ventajosamente, los medios de análisis
comprenden un módulo de filtrado óptico para separar uno o varios
canales de un múltiplex de longitudes de onda que transita por la
red y para suministrar dicho canal o dichos canales de longitudes
de onda, en particular varios canales pertenecientes a una misma
conexión, como señal óptica cuyas firmas tienen que ser detectadas.
Por ejemplo, el módulo de filtrado óptico incluye un demultiplexor
de canales, un demultiplexor de bandas o un filtro sintonizable.
De acuerdo con un segundo objeto, la invención
provee un sistema que comprende un nodo de conmutación y un
dispositivo de supervisión de los caminos ópticos de conexión según
la reivindicación 9.
Cuando no hay asociada al nodo más que una sola
firma de nodo, los medios de análisis se acondicionan para detectar
si esta firma está presente en la señal óptica. Si el nodo lleva
asociadas varias firmas de nodos, los medios de análisis se
acondicionan preferentemente para detectar si está presente una
cualquiera de esas firmas. Así, se puede detectar la presencia de
una señal óptica que pasa dos veces por el nodo de conmutación
siguiendo una ruta en bucle por la red. Esta detección permite
adoptar medidas correctivas locales en el nodo de conmutación y/o
avisar a un sistema de gestión de la red para que adopte medidas
correctivas en otros puntos de la red. En el presente caso, de
nuevo, la detección de error es esencialmente local y no precisa de
ninguna interacción previa con un administrador de red que posea un
conocimiento del conjunto de la red.
Ventajosamente, el dispositivo incluye medios de
aviso aptos para producir una señal de aviso relativa a dicha señal
óptica en relación con la cual se detecta dicho error de
encaminamiento. Por ejemplo, la señal de aviso se puede producir
con destino a un sistema de gestión de la red. Por sistema de
gestión de red se entiende en el presente caso un sistema
centralizado conectado con los nodos de conmutación de la red, o un
sistema distribuido, que incluye por ejemplo varios módulos de
gestión distribuidos en varios nodos de conmutación de la red.
De acuerdo con una forma de realización
particular, el dispositivo va asociado a un nodo de conmutación en
el que es recibida dicha señal óptica, incluyendo dicho dispositivo
medios de control aptos para gobernar un dispositivo de conmutación
de dicho nodo de conmutación para provocar la terminación o la
extracción de dicha señal óptica en relación con la cual se detecta
dicho error de encaminamiento.
Preferentemente, los medios de análisis están
acondicionados para buscar dicha al menos una firma de nodo sobre
una señal óptica que incluye una única longitud de onda.
De acuerdo con otra forma de realización, los
medios de análisis están acondicionados para buscar dicha al menos
una firma de nodo sobre un múltiplex de longitudes de onda.
Ventajosamente, los medios de análisis incluyen
un módulo de análisis apto para funcionar selectivamente en un modo
de funcionamiento monocanal, en el que dicha al menos una firma de
nodo es buscada sobre una señal óptica que incluye una única
longitud de onda, y en un modo de funcionamiento multicanal, en el
que dicha al menos una firma de nodo es buscada sobre un múltiplex
de longitudes de onda.
Preferentemente, los medios de análisis cooperan
con un medio de almacenamiento, por ejemplo una memoria, en el que
se almacena la firma o la pluralidad de firmas asociada al nodo de
conmutación.
De acuerdo con la invención, los dispositivos de
supervisión de los caminos ópticos de conexión indicados
anteriormente y a continuación se pueden combinar con un dispositivo
de conmutación óptica, para un nodo de conmutación de una red
óptica transparente, comprendiendo, por una primera parte, al menos
un puerto de entrada destinado a ser acoplado a una línea óptica de
aguas arriba dedicada al transporte de canales multiplexados, por
una segunda parte, al menos una vía de salida (puerto de salida
destinado a ser acoplado a una línea óptica de aguas abajo dedicada
al transporte de canales multiplexados, o puerto de extracción) y,
por una tercera parte, medios de conmutación que acoplan cada
puerto de entrada a cada vía de salida.
Este dispositivo de conmutación óptica se
caracteriza por el hecho de que comprende además medios de
tratamiento encargados de agregar, a los canales que llegan por
cada puerto de entrada de un nodo de conmutación, una firma que
incluye una primera información representativa de al menos ese nodo
de conmutación.
Se entiende en el presente caso por "firma"
toda modificación aplicada a un canal o múltiplex y que permite
marcar el paso de ese canal o de los canales que componen ese
múltiplex en un sitio dado.
El dispositivo de conmutación óptica puede
incluir otras características que se pueden considerar por separado
o conjuntamente, y en particular:
- -
- sus medios de tratamiento se pueden encargar de agregar a uno o cada canal (o uno o cada canal de uno o de cada múltiplex) una firma que incluye una primera información representativa de su propio nodo de conmutación y una segunda información representativa del puerto de entrada que ha recibido el canal;
- -
- sus medios de tratamiento se pueden encargar de aplicar una misma sobremodulación de amplitud en una frecuencia elegida (formando una primera información), representativa de su propio nodo de conmutación, a uno o cada canal (o uno o cada canal de uno o de cada múltiplex) recibido por cada puerto de entrada;
- -
- sus medios de tratamiento se pueden encargar por ejemplo de aplicar a las primeras informaciones (eventualmente a las sobremodulaciones), que se aplican a los canales recibidos por diferentes puertos de entrada (y de inserción), sobremodulaciones de amplitud a diferentes frecuencias o diferentes desfases (formando segundas informaciones), respectivamente representativos de esos puertos de entrada (o de inserción); los puertos se pueden identificar, por ejemplo, mediante un código FSK modulando la frecuencia de la sobremodulación;
- -
- sus medios de tratamiento pueden incluir al menos tantos módulos de tratamiento como puertos de entrada y encargados cada uno de ellos de agregar la firma a los canales recibidos por el puerto de entrada correspondiente;
- -
- sus medios de tratamiento pueden incluir al menos un módulo de tratamiento adicional encargado de agregar la firma a los canales introducidos por un puerto de inserción acoplado a un módulo de inserción;
- -
- sus medios de tratamiento pueden incluir tantos módulos de tratamiento adicionales como puertos de inserción y encargados cada uno de ellos de agregar la firma a los canales introducidos por el puerto de inserción correspondiente;
- -
- cada módulo de tratamiento se puede acondicionar, por ejemplo, en forma de un atenuador óptico variable controlado eléctricamente;
- -
- puede comprender asimismo medios de análisis encargados de analizar los canales que se entregan mediante una o algunas al menos de las vías de salida, con el fin de determinar la firma que les ha sido agregada por los medios de tratamiento de su propio nodo de conmutación;
- \ding{226}
- estos medios de análisis se pueden encargar de determinar un estado físico del dispositivo de conmutación partiendo de la determinación de los canales entregados por una vía de salida y de la firma que se ha agregado a cada uno de dichos canales mediante dichos medios de tratamiento del dispositivo de conmutación, de comprobar una correspondencia entre dicho estado físico del dispositivo de conmutación y un estado de programación que define los canales que se deben entregar en dicha vía de salida y los puertos de entrada por los que dichos canales tienen que llegar a dicho dispositivo de conmutación, y de generar un mensaje de alarma en caso de no correspondencia;
- \ding{226}
- estos medios de análisis se pueden encargar de analizar los canales que son entregados por vías de salida, con el fin de determinar cada firma que les ha sido agregada por los medios de tratamiento de cada nodo de conmutación por el que han transitado, incluido el suyo;
- \ding{226}
- estos medios de análisis se pueden encargar de analizar una segunda información agregada a una primera información de uno o de cada canal por los medios de tratamiento de cada nodo de conmutación por el que ha transitado, incluido el suyo;
- \ding{226}
- estos medios de análisis pueden incluir, por ejemplo, tantos módulos de análisis como vías de salida haya que analizar y encargados cada uno de ellos de analizar uno o varios canales recibidos por la vía de salida correspondiente;
- \ding{226}
- como variante, se puede prever un conmutador que comprende entradas respectivamente acopladas a las vías de salida que hay que analizar y al menos una salida, y medios de análisis que incluyen un módulo de análisis de uso compartido que comprende una entrada acoplada a la salida del conmutador y encargado de analizar uno o varios canales recibidos por una de las vías de salida que hay que analizar, seleccionada por el conmutador;
- \ding{226}
- cada módulo de análisis puede comprender, por ejemplo, un submódulo de filtrado óptico encargado de separar uno o varios canales entregados por la vía de salida correspondiente, así como al menos un submódulo de conversión óptico/eléctrica encargado de convertir cada canal a señal eléctrica, y un submódulo de análisis eléctrico encargado de identificar cada firma agregada a cada canal separado;
- -
- sus medios de tratamiento se pueden encargar de aplicar una firma a todos los canales de un múltiplex simultáneamente;
- -
- sus medios de conmutación pueden comprender, por una primera parte, una primera etapa que incluye N módulos de difusión dotados cada uno de ellos de una primera entrada, acoplada a uno de los puertos de entrada, y M primeras salidas, a propósito cada una para entregar al menos uno de los canales multiplexados recibidos por la primera entrada, por una segunda parte, una segunda etapa que incluye M módulos de fusión, comprendiendo cada uno de ellos N segundas entradas, a propósito para recibir cada una de ellas al menos un canal de una longitud de onda, y una segunda salida acoplada a un puerto de salida que constituye una de las vías de salida y a propósito para entregar al menos un canal recibido en una de las segundas entradas y, por una tercera parte, una tercera etapa que incluye al menos NxM enlaces ópticos que acoplan al menos las primeras salidas con las segundas entradas, de modo que cada uno de los N módulos de difusión esté acoplado a cada uno de los M módulos de fusión;
- \ding{226}
- estos módulos de difusión se pueden elegir, por ejemplo, de entre los acopladores ópticos con una entrada y M salidas y los módulos de selección de longitudes de onda, por ejemplo de tipo WSS;
- \ding{226}
- estos módulos de fusión se pueden elegir, por ejemplo, de entre los acopladores ópticos con N entradas y una salida y los módulos de selección de longitudes de onda, por ejemplo de tipo WSS. Adviértase que bien los módulos de fusión son de tipo no selectivo y los módulos de fusión de tipo selectivo, o bien los módulos de fusión son de tipo selectivo y los módulos de difusión, de tipo no selectivo o selectivo.
De acuerdo con un tercer objeto, la invención
provee un procedimiento de supervisión de los caminos ópticos de
conexión, para una red óptica transparente,
caracterizado por los etapas que consisten
en:
- en al menos un elemento de la red, marcar una señal óptica que transita por dicho elemento de la red con una firma de punto de tránsito asociada con carácter único a dicho elemento de la red,
- detectar las firmas de puntos de tránsito que lleva un múltiplex de longitudes de onda que transita por un elemento de la red,
- buscar un estado anómalo que afecte a dicho múltiplex de longitudes de onda partiendo de las firmas de puntos de tránsito detectadas,
- como respuesta a la detección del estado anómalo que afecta a dicho múltiplex de longitudes de onda, separar un subconjunto de longitudes de onda de dicho múltiplex de longitudes de onda y buscar un fallo de conexión que afecte a dicho subconjunto de longitudes de onda.
Un elemento de la red denota en el presente caso
cualquier elemento material, simple o complejo, puntual o
extendido, que posee una ubicación definida en la red y apto para
trasladar de forma transparente o para emitir una señal óptica por
la red, por ejemplo un nodo de conmutación, un puerto de entrada, un
puerto de salida, un puerto de inserción, un puerto de extracción,
un enlace óptico tal como una guía de onda o una fibra óptica, la
fuente de una señal óptica monocromática, la fuente de una señal
óptica multiplexada en longitud de onda, etc.
En el caso de las firmas de puntos de tránsito
asociadas con carácter único a respectivos elementos de la red, una
misma firma la pueden llevar varios canales de longitud de onda, por
ejemplo cuando las firmas de puntos de tránsito se marcan sobre
múltiplex. Tal como se indica anteriormente, generalmente es
necesaria una demultiplexación previa de las longitudes de onda
para identificar una anomalía de encaminamiento que afecta a uno o
varios canales de longitud de onda, por ejemplo con el concurso de
las firmas de puntos de tránsito que lleva ese canal o grupo de
canales. Ahora bien, la detección simultánea de las firmas que lleva
cada canal de longitud de onda necesitaría individualmente un gran
número de dispositivos de detección, es decir, tantos como canales,
lo que presentaría un coste material y una obstaculización
desventajosa. Como alternativa, la detección sucesiva de las firmas
que lleva cada canal de longitud de onda mediante un único
dispositivo de detección sintonizable precisa de un tiempo
considerable. Una idea que fundamenta este objeto de la invención
es que se dan casos en los que una anomalía de encaminamiento es
detectable, al menos parcialmente, con el concurso de las firmas de
puntos de tránsito que lleva en su conjunto el múltiplex de
longitudes de onda. Así, sin necesidad de un gran número de
dispositivos de detección de firmas, se puede sin embargo obtener
rápidamente la indicación de una anomalía de encaminamiento que
afecta al menos a algunos canales del múltiplex espectral en tales
casos, por ejemplo con el fin de producir rápidamente un aviso, o de
preparar o ejecutar acciones correctivas, por ejemplo la activación
de un camino de protección o de un componente de protección para la
señal óptica en cuestión. Estas medidas de aviso, de preparación o
de protección se pueden emprender mientras que se efectúa una
caracterización más fina de la anomalía, que precisa del tratamiento
sucesivo de varias partes del espectro de canales. Un subconjunto
de longitudes de onda puede incluir en cada ocasión un único canal
o varios canales de longitud de onda, por ejemplo una banda
espectral. Además, se puede utilizar la índole del estado anómalo
detectado como una indicación del tipo de fallo que se tiene que
buscar en relación con el subconjunto de longitudes de onda.
De acuerdo con una primera forma de realización,
las firmas de puntos de tránsito que lleva dicho múltiplex de
longitudes de onda se detectan en varios instantes sucesivos,
incluyendo la búsqueda de dicho estado anómalo la etapa consistente
en detectar una variación de las firmas de puntos de tránsito
detectadas a lo largo del tiempo. Es una ventaja de esta forma de
realización el poder desencadenar un aviso rápidamente en caso de
variación de los caminos de conexión supervisados.
Preferentemente, dicho estado anómalo incluye
una variación de las firmas de puntos de tránsito incorrelada de la
programación de los caminos ópticos de conexión en la red,
incluyendo la búsqueda de dicho estado anómalo la etapa consistente
en buscar, en la programación de los caminos ópticos de conexión de
la red, una instrucción de reconfiguración correspondiente a la
variable detectada. Por ejemplo, en este caso, el fallo buscado en
relación con uno o cada subconjunto de longitudes de onda puede ser
de igual índole que el estado anómalo antes mencionado, por ejemplo
una variación de las firmas del subconjunto de longitudes de onda o
la aparición o la desaparición de un canal de longitud de onda en
el punto de medida. El fallo buscado también puede ser la presencia
de un estado de conmutación en disconformidad con la programación de
la red. A la inversa, cuando se detecta una instrucción de
reconfiguración correspondiente a la variación de las firmas, no se
detecta el estado anómalo o el fallo correspondiente. En tal caso,
el procedimiento podría ser utilizado para confirmar la correcta
ejecución en el plano de datos de una instrucción de reconfiguración
recibida en el plano de control de la red y para emitir, en su
caso, una señal de confirmación con destino a un sistema de gestión
de la red.
De acuerdo con una segunda forma de realización,
la detección de las firmas de puntos de tránsito se efectúa para
una señal óptica guiada en dirección a medios de tratamiento aptos
para marcar dicha señal óptica con al menos una firma de punto de
tránsito asignada a dichos medios de tratamiento, incluyendo dicho
estado anómalo la presencia, sobre dicha señal óptica aguas arriba
de dichos medios de tratamiento, de una referida firma de punto de
tránsito asignada a dichos medios de tratamiento. Esta forma de
realización permite detectar la presencia de un camino de conexión
en bucle. En tal caso, el fallo buscado en relación con uno o cada
subconjunto de longitudes de onda puede ser de igual índole que el
estado anómalo antes mencionado, a saber, la presencia de un camino
de conexión en bucle para dicho conjunto de longitudes de onda.
Ventajosamente, el procedimiento incluye las
etapas consistentes en seleccionar otro subconjunto de longitudes
de onda dentro de dicho múltiplex de longitudes de onda y buscar un
fallo que afecte a dicho otro subconjunto de longitudes de onda.
Por ejemplo, las etapas de selección de subconjunto de longitudes de
onda y de búsqueda de fallo se repiten a lo largo del tiempo para
que sean aplicadas a todos los canales de longitud de onda de dicho
múltiplex de longitudes de onda. Como variante, estas etapas se
pueden repetir hasta que se detecte un fallo causante de dicho
estado anómalo con relación a un subconjunto de longitudes de
onda.
Ventajosamente, el procedimiento incluye la
etapa consistente en detectar las firmas de puntos de tránsito que
lleva dicho o cada subconjunto de longitudes de onda separado,
efectuándose la búsqueda de fallo a partir de las firmas de puntos
de tránsito detectadas sobre dicho subconjunto de longitudes de
onda.
Preferentemente, una firma de punto de tránsito
se marca mediante sobremodulación en amplitud de la señal óptica,
incluyendo la detección de las firmas de puntos de tránsito la etapa
consistente en medir un espectro de las sobremodulaciones en
amplitud que lleva la señal óptica. Este espectro se puede medir
para un conjunto predeterminado de frecuencias, por ejemplo un
margen predeterminado de frecuencia, elegido en función de las
frecuencias utilizadas en la red. Cuando se emplean otros tipos de
firmas, los medios de análisis se adaptan de manera
correspon-
diente.
diente.
Ventajosamente, el procedimiento comprende la
etapa consistente en emitir, como respuesta a la detección del
estado anómalo que afecta a dicho múltiplex de longitudes de onda,
una señal de aviso con destino a un sistema de gestión de la
red.
La invención según este tercer objeto preconiza
también un dispositivo de supervisión de los caminos ópticos de
conexión, para una red óptica transparente que incluye medios de
tratamiento dispuestos en al menos un elemento de la red y aptos
para marcar una señal óptica, que transita por dicho elemento de la
red, con una firma de punto de tránsito asociada con carácter único
a dicho elemento de la red, caracterizado por el hecho de que dicho
dispositivo incluye:
- medios de análisis multicanal dispuestos en un elemento de la red para detectar las firmas de puntos de tránsito que lleva un múltiplex de longitudes de onda que transita por dicho elemento de la red, siendo dichos medios de análisis multicanal aptos para buscar un estado anómalo que afecte a dicho múltiplex de longitudes de onda a partir de las firmas de puntos de tránsito detectadas,
- medios de separación óptica para separar un subconjunto de longitudes de onda de dicho múltiplex de longitudes de onda,
- medios de análisis de canal separado aptos para buscar un fallo que afecte a dicho subconjunto separado de longitudes de onda.
Ventajosamente, unos medios de disparo son aptos
para disparar dichos medios de análisis de canal separado para
efectuar dicha búsqueda de fallo como respuesta a la detección del
estado anómalo que afecta a dicho múltiplex de longitudes de
onda.
De acuerdo con una forma de realización
particular, los medios de análisis multicanal incluyen medios de
comparación temporal para detectar una variación de las firmas de
puntos de tránsito detectadas a lo largo del tiempo.
Preferentemente, unos medios de análisis de
instrucciones son aptos para buscar, en la programación de los
caminos ópticos de conexión de la red, una instrucción de
reconfiguración correspondiente a una variación de las firmas de
puntos de tránsito detectada por dichos medios de comparación
temporal.
De acuerdo con otra forma de realización
particular, los medios de análisis multicanal y dichos medios de
análisis de canal separado se disponen de manera que detecten firmas
sobre una señal óptica que se propaga hacia unos medios de
tratamiento aptos para marcar dicha señal óptica con al menos una
firma de punto de tránsito asignada a dichos medios de tratamiento,
siendo dichos medios de análisis multicanal y dichos medios de
análisis de canal separado aptos para buscar dicha al menos una
firma de punto de tránsito asignada a dichos medios de
tratamiento.
La invención preconiza asimismo un nodo de
conmutación, para una red (D)WDM, equipado al menos con un
dispositivo de supervisión de los caminos ópticos de conexión
presentado anteriormente. Semejante nodo de conmutación puede
materializarse, por ejemplo, en un equipo de interconexión óptica
transparente o en un multiplexor óptico reconfigurable de
inserción/extracción.
Otras características y ventajas de la invención
se irán poniendo de manifiesto conforme se examine la descripción
detallada que sigue y los dibujos que se acompañan, en los que:
la figura 1 ilustra de forma esquemática y
funcional un primer ejemplo de realización de un dispositivo de
conmutación óptica en el que se pueden implantar dispositivos de
supervisión según diferentes formas de realización; y
la figura 2 ilustra de forma esquemática y
funcional un segundo ejemplo de realización de un dispositivo de
conmutación óptica en el que se pueden implantar dispositivos de
supervisión de los caminos ópticos;
la figura 3 ilustra de forma esquemática y
funcional una red óptica transparente, en la que están implantados
dispositivos de supervisión de los caminos ópticos;
la figura 4 ilustra de forma esquemática y
funcional un nodo de conmutación óptica de la red de la figura
3;
la figura 5 ilustra de forma esquemática y
funcional un módulo de análisis del dispositivo de supervisión de
la figura 4;
la figura 6 es un diagrama de etapas que ilustra
un primer procedimiento de supervisión puesto en práctica por el
dispositivo de supervisión de la figura 4;
la figura 7 es un diagrama de etapas que ilustra
un segundo procedimiento de supervisión puesto en práctica por el
dispositivo de supervisión de la figura 4;
la figura 8 ilustra de forma esquemática y
funcional un nodo de conmutación óptica equipado con un dispositivo
de supervisión según otra forma de realización;
las figuras 9 y 10 representan espectros de
firmas medidos mediante el dispositivo de supervisión de la figura
8.
Los dibujos que se acompañan podrán servir no
sólo para completar la invención, sino también, en su caso, para
contribuir a su definición.
En lo sucesivo, se considera, a título de
ejemplo no limitativo, que los nodos de conmutación son equipos de
interconexión óptica transparentes (u OXCs por "Optical
Cross-Connects"), eventualmente con función de
inserción y/o extracción, o multiplexores ópticos de inserción (u
OADMs por "Optical Add/Drop Multiplexers"). De forma más
general, un medio de conmutación denota en el presente caso un medio
capaz de dejar pasar o no dejar pasar selectivamente, entre una
entrada y una salida, una señal óptica que tiene una o varias
longitudes de onda elegidas.
Las figuras 1 y 2 representan un ejemplo de
realización de un nodo de conmutación NC apto para trasladar de
manera transparente una señal óptica desde un enlace aguas arriba de
dicho nodo de conmutación hacia un enlace aguas abajo de dicho nodo
de conmutación y para marcar dicha señal óptica con una firma de
nodo que incluye una información asociada con carácter único al
nodo de conmutación
NC.
NC.
El nodo de conmutación NC incluye un dispositivo
de conmutación D, que incluye en primer lugar N puertos de entrada
respectivamente acoplados a líneas óptica de entrada FEi (i = 1 a
N), como por ejemplo fibras ópticas, por las que "circulan"
canales multiplexados, también llamados múltiplex espectral de
señales ópticas o múltiplex de longitudes de onda. En los ejemplos
ilustrados en las figuras 1 y 2, el índice i toma valores
comprendidos entre 1 y 4, debido a que N es igual a 4 (a título
ilustrativo). No obstante, este índice i no queda limitado a estos
valores, que son fijados por el número N de puertos de entrada del
dispositivo de conmutación D. En efecto, éste puede tomar cualquier
valor comprendido entre 1 y N, con N mayor o igual que uno (N
\geq 1).
Por ejemplo, cada fibra óptica de entrada FEi es
capaz de transportar R canales ópticos (R > 0).
El dispositivo de conmutación D incluye asimismo
M puertos de salida respectivamente acoplados a líneas ópticas de
salida FSj (j = 1 a M), como por ejemplo fibras ópticas, por las que
"circulan" canales multiplexados, también llamados múltiplex
espectral de señales ópticas. En los ejemplos ilustrados en las
figuras 1 y 2, el índice j toma valores comprendidos entre 1 y 4,
debido a que M es igual a 4 (a título ilustrativo). No obstante,
este índice j no queda limitado a estos valores, que son fijados por
el número M de puertos de salida del dispositivo de conmutación D.
En efecto, éste puede tomar cualquier valor comprendido entre 1 y M,
con M mayor o igual que uno (M \geq 1).
Es importante señalar que los M puertos de
salida constituyen M vías de salida. Pero, como se verá más
adelante, el dispositivo puede incluir una o varias otras vías de
salida que definen sendos puertos de extracción. Por consiguiente,
se entiende en el presente caso por vía de salida tanto un puerto de
salida, acoplado a una línea óptica de salida FSj, como un puerto
de extracción.
El dispositivo de conmutación D incluye asimismo
un módulo de conmutación MC que se puede descomponer funcionalmente
en etapas primera E1, segunda E2 y tercera E3. Se puede contemplar
cualquier tipo de módulo de conmutación MC, y no sólo el que va a
ser descrito a continuación con referencia a las figuras 1 y 2.
La primera etapa E1 (ilustrada en las figuras 1
y 2) incluye N módulos de difusión MDi (i = 1 a N) comprendiendo
cada uno de ellos al menos una primera entrada y M primeras salidas.
Según se ha indicado anteriormente, en los ejemplos ilustrados en
las figuras 1 y 2, N y M son iguales a cuatro (N = 4, M = 4), pero
tanto N como M pueden tomar cualquier valor mayor o igual que uno
(N \geq 1, M \geq 1).
Cada primera entrada está prevista para ser
acoplada a un puerto de entrada del dispositivo de conmutación D y,
por tanto, a una línea óptica de entrada FEi.
Cada módulo de difusión MDi se encarga de
conmutar canales ópticos multiplexados que éste recibe en su entrada
(acoplada a una línea óptica de entrada FEi) en función de sus
respectivas longitudes de onda hacia una o varias de sus M primeras
salidas. En otras palabras, un módulo de difusión MDi asume una
función de "encaminamiento interno" que le permite entregar en
cada una de sus M primeras salidas uno o varios canales ópticos (o
incluso todos) de un múltiplex que ha recibido en su entrada
única.
En los ejemplos ilustrados en las figuras 1 y 2,
cada módulo de difusión MDi comprende una primera salida de
extracción que se acopla a un puerto de extracción (o vía de salida)
de un módulo de extracción de uno o varios canales R1 o R2 del nodo
NC. En una variante, los módulos de extracción R1 y R2 podrían
formar parte del dispositivo de conmutación D. Por otro lado, en
las figuras 1 y 2 se han representado dos módulos de extracción
separados, pero podrían ser agrupados en un único módulo. Esta
primera salida de extracción permite recuperar, en el nodo NC, las
señales que están contenidas en uno o varios de los canales que
transporta una cualquiera de las líneas de entrada FEi, con vistas
a un tratamiento local y/o a una transmisión al menos a un terminal
conectado con el nodo NC.
En el primer ejemplo ilustrado en la figura 1,
los módulos de difusión MDi son del tipo no selectivo. Se trata por
ejemplo de acopladores ópticos (u "optical splitters"),
encargados de entregar en cada una de sus primeras salidas el
conjunto de los canales ópticos recibido en su primera entrada.
En una variante, los módulos de difusión podrían
ser del tipo selectivo. Tal es especialmente el caso del segundo
ejemplo de realización ilustrado en la figura 2. En tal caso, estos
constituyen por ejemplo módulos de selección de longitudes de onda
de tipo WSS (MD'i), como son los presentados en la parte
introductoria. Estos módulos de selección de longitudes de onda
MD'i son ajustables en función de un comando y pueden entregar en
cada una de sus M primeras salidas bien un canal óptico seleccionado
de entre los canales ópticos recibidos en su primera entrada, o
bien un múltiplex constituido por un conjunto de canales ópticos
seleccionados de entre los canales ópticos del múltiplex recibido
en su primera entrada, en función de un comando específico. Es
importante señalar que cada canal recibido en la primera entrada
sólo se puede repartir en una única primera salida. La selección de
los canales se realiza internamente por medio de filtros
integrados.
Los módulos WSS están descritos en particular en
el documento de T. Ducellier y col. "The MWS 1x4: A High
Performance Wavelength Switching Building Block", Conference
ECOC'2002, Copenhague, 9 de septiembre de 2002, 2.3.1.
Los módulos de selección de longitudes de onda
de tipo WSS son ventajosos en particular porque inducen escasas
pérdidas de inserción comparadas con las inducidas mediante simples
acopladores, cuando su número de salidas (M) es superior a 4.
La segunda etapa E2 (ilustrada en las figuras 1
y 2) incluye M módulos de fusión MFj, comprendiendo cada uno de
ellos N segundas entradas y al menos una segunda salida que se
acopla a uno de los M puertos de salida del dispositivo de
conmutación D y, por tanto, a una de las M líneas ópticas de salida
FSj.
Cada módulo de fusión MFj asume una función de
conmutación interna (eventualmente programable) que permite
suministrar en al menos una segunda salida bien un canal óptico
seleccionado de entre los canales ópticos recibidos en sus N
segundas entradas, o bien un múltiplex constituido por un conjunto
de canales ópticos seleccionados de entre los canales ópticos
recibidos en sus N segundas entradas.
En los ejemplos ilustrados en las figuras 1 y 2,
cada módulo de fusión MFj comprende una segunda entrada de
inserción que se acopla a un módulo de inserción de uno o varios
canales T1 o T2 del nodo NC. En una variante, los módulos de
inserción T1 y T2 podrían formar parte del dispositivo de
conmutación D. Por otro lado, en las figuras 1 y 2 se han
representado dos módulos de inserción separados, pero podrían ser
agrupados en un único módulo. Esta segunda entrada de inserción
permite alimentar el módulo de fusión MFj de que se trate con uno o
varios canales, al objeto de multiplexarlo(s), eventualmente,
con otros canales recibidos por una al menos de sus otras segundas
entradas.
En los ejemplos ilustrados en las figuras 1 y 2,
los módulos de fusión MFj son del tipo selectivo. Se trata por
ejemplo de módulos de selección de longitudes de onda de tipo WSS,
como son los presentados anteriormente en la parte introductoria.
Estos son, en tal caso, ajustables en función de un comando, y
pueden entregar en su única segunda salida bien un canal óptico
seleccionado de entre los canales ópticos recibidos en sus N
segundas entradas, o bien un múltiplex constituido por un conjunto
de canales ópticos seleccionados de entre los canales ópticos
recibidos en sus N segundas entradas, en función de un comando
específico.
No obstante, en una variante, podrían ser del
tipo no selectivo. En tal caso, constituyen por ejemplo acopladores
ópticos (u "optical couplers"), encargados de entregar en al
menos una segunda salida un múltiplex constituido por el conjunto
de los canales ópticos recibidos en sus N segundas entradas.
Con carácter general, los módulos de fusión
pueden ser del tipo no selectivo o del tipo selectivo y los módulos
de difusión pueden ser del tipo no selectivo o del tipo
selectivo.
La tercera etapa E3 (ilustrada en las figuras 1
y 2) incluye al menos NxM enlaces ópticos L que acoplan cada cual
una de las M primeras salidas de uno de los N módulos de difusión
MDi (o MD'i) a una de las N segundas entradas de uno de los M
módulos de fusión MFj. Como está ilustrado en las figuras 1 y 2, la
tercera etapa E3 puede incluir asimismo enlaces ópticos L que
acoplan ya sea una de las primeras salidas de uno de los N módulos
de difusión MDi (o MD'i) a un puerto de extracción (o vía de salida)
de uno de los módulos de extracción T1, T2, o bien uno de los
módulos de inserción R1, R2 a la segunda entrada (de inserción) de
al menos uno de los M módulos de fusión MFj.
Es importante señalar que un módulo de difusión
MDi (o MD'i) puede incluir eventualmente varias primeras salidas de
extracción, como también un módulo de fusión MFj puede incluir
eventualmente varias segundas entradas de inserción.
En cuanto antecede, se ha descrito un primer
ejemplo de realización de módulo de conmutación MC (con referencia
a la figura 1) en el que los módulos de difusión MDi son todos
acopladores ópticos (optical splitters) y los módulos de fusión MFj
son todos módulos de selección de longitudes de onda (por ejemplo
del tipo WSS), y un segundo ejemplo de realización de módulo de
conmutación MC (con referencia a la figura 2) en el que los módulos
de difusión MD'i y los módulos de fusión MFj son todos módulos de
selección de longitudes de onda (por ejemplo del tipo WSS). No
obstante, también se puede contemplar al menos un tercer ejemplo de
realización en el que los módulos de difusión son todos módulos de
selección de longitudes de onda (por ejemplo del tipo WSS) y los
módulos de fusión son todos acopladores ópticos (optical
couplers).
La invención no queda limitada a los ejemplos de
nodos de conmutación anteriormente descritos, en particular con
referencia a las figuras 1 y 2. Así, de acuerdo con otra forma de
realización, el módulo de conmutación MC puede comprender una
primera etapa E1 acomodada en forma de uno o varios
demultiplexor(es) (eventualmente adaptado(s) a la
extracción de canales), una segunda etapa E2 acomodada en forma de
uno o varios multiplexor(es) (eventualmente
adaptado(s) a la inserción de canales) y una tercera etapa E3
acomodada en forma de una matriz de conmutación que enlaza las
primeras salidas del (o de los) demultiplexor(es) con las
segundas entradas del (o de los) multiplexor(es).
El dispositivo de conmutación D comprende
asimismo medios de tratamiento MTi implantados en cada uno de los
puertos de entrada de su nodo de conmutación NC y encargados de
agregar a cada canal (o a cada uno de los canales de un múltiplex)
que llega por cada puerto de entrada (y/o de inserción) una firma
representativa al menos del nodo de conmutación NC en el que están
implantados.
Así, a cada canal que sigue un camino óptico de
conexión se le agrega en cada nodo NC que "atraviesa" (o que
lo inserta en el tráfico) una firma que incluye una primera
información representativa de ese nodo NC. En otras palabras, cada
canal lleva el rastro de su paso por cada nodo del camino óptico de
conexión que sigue. Es posible entonces, como se verá más adelante,
bien determinar en cada nodo cada firma agregada a cada canal, con
el fin de restituir el camino que ha seguido (modo de análisis
local), o bien determinar, en el "último" nodo de un camino
óptico de conexión seguido por un canal, cada firma que se le ha
agregado por parte de cada nodo de ese camino óptico de
conexión.
Se puede agregar a un canal, mediante los medios
de tratamiento MTi de un nodo NC, cualquier tipo de firma
susceptible de representar ese nodo NC, dado que no implica una
conversión óptico/eléctrico/óptica.
Se recuerda que en el presente caso se entiende
por "firma" toda modificación que aplicada a un canal o un
múltiplex permite marcar el paso de ese canal o de los canales que
componen ese múltiplex en un sitio dado.
Con preferencia, los módulos de tratamiento MTi
se acondicionan para aplicar una firma a todos los canales de un
múltiplex simultáneamente.
Por ejemplo, los medios de tratamiento MTi de un
nodo NC pueden aplicar, a cada canal recibido por cada puerto de
entrada, una misma sobremodulación de frecuencia f_{NC}, que
siendo representativa de su nodo NC forma una primera información.
En este caso, cada nodo de la red debe disponer de su propia
frecuencia de sobremodulación (también llamada "pilot
tone").
Es preferible que cada frecuencia de
sobremodulación cumpla al menos dos reglas.
En primer lugar, es necesario que cada
frecuencia de sobremodulación sea suficientemente grande para ser
transparente a los amplificadores instalados en las líneas ópticas
FEi y FSj de la red. Tal es el caso más concretamente cuando los
amplificadores son del tipo EDFA ("Erbium Doped Fibre
Amplifier" -amplificador de fibra dopada con erbio-). En efecto,
este tipo de amplificador alisa la señal que amplifica cuando las
modulaciones tienen una frecuencia inferior a un primer umbral. Por
consiguiente, si se quiere conservar una sobremodulación durante el
paso por un EDFA, es necesario que su frecuencia de sobremodulación
sea superior al primer umbral. Típicamente, es preferible que cada
frecuencia de sobremodulación sea superior a aproximadamente 10
kHz.
A continuación es necesario que cada frecuencia
de sobremodulación sea suficientemente pequeña para que quede fuera
de la amplitud espectral de los datos representados por las señales
de los canales. En efecto, cuando una frecuencia de sobremodulación
supera un segundo umbral, esto puede perturbar la señal, ya que ello
puede corresponderse con frecuencias representativas de una serie
de un gran número de bits (0 ó 1) idénticos. Por consiguiente, si
no se quiere perturbar una señal, es necesario que la frecuencia de
sobremodulación sea inferior al segundo umbral. Típicamente, es
preferible que cada frecuencia de sobremodulación sea inferior a
aproximadamente
1 MHz.
1 MHz.
Es importante señalar que la firma que se agrega
a cada canal, mediante los medios de tratamiento MTi de un nodo NC,
puede ser representativa no sólo de ese nodo NC, sino también del
puerto de entrada que ha recibido el canal. Se puede agregar a un
canal todo tipo de segunda información susceptible de representar un
puerto de entrada de un nodo NC (y de distinguirlo respecto de los
otros puertos de ese nodo NC), como complemento de la primera
información, mediante los medios de tratamiento MTi de ese nodo NC,
dado que no implica una conversión óptico/eléctrico/óptica.
Por ejemplo, los medios de tratamiento MTi de un
nodo NC pueden aplicar a cada primera información, agregada a cada
canal recibido por un puerto de entrada, una segunda información
representativa de ese puerto de entrada.
Esta segunda información se puede materializar,
por ejemplo, en un desfase en la sobremodulación aplicada como
primera información. En tal caso, las fases de las primeras
informaciones, agregadas a los canales recibidos en diferentes
puertos de entrada, difieren entre sí. En los ejemplos ilustrados en
las figuras 1 y 2, los medios de tratamiento MTi pueden aplicar,
por ejemplo, un desfase nulo en el primer puerto de entrada acoplado
a la primera fibra de entrada FE1, un desfase de \pi en el
segundo puerto de entrada acoplado a la segunda fibra de entrada
FE2, un desfase de -TT/2 en el tercer puerto de entrada acoplado a
la tercera fibra de entrada FE3 y un desfase de +\pi/2 en el
cuarto puerto de entrada acoplado a la cuarta fibra de entrada
FE4.
La combinación de una sobremodulación a una
frecuencia f_{NC} (representativa de un determinado nodo NC) y,
por ejemplo, de un desfase (representativo de uno de los N puertos
de entrada de un nodo NC) forma una firma que permite indicar sin
ambigüedad por qué puerto de entrada de un nodo ha transitado un
canal. Como consecuencia de esta combinación, no es necesario
prever segundas informaciones (por ejemplo, desfases diferentes)
para diferentes puertos de entrada de nodos. Por tanto, se puede
utilizar un mismo byte de N segundas informaciones (por ejemplo N
desfases) diferentes en cada nodo (por supuesto, si todos esos nodos
incluyen el mismo número de puertos de entrada).
Esta forma de realización puede necesitar la
definición, en el seno de la red, de referencias de partes locales
de firmas útiles para determinar el puerto de entrada en un nodo NC
dado.
En lugar de aplicar a los canales que llegan por
un determinado puerto de entrada una segunda información en forma
de un desfase elegido de las primeras informaciones, se les puede
aplicar, por ejemplo, una información que identifique el puerto en
forma de una sobremodulación según una frecuencia o una combinación
de bits propia de ese puerto de entrada. En otras palabras, según
una primera variante, a un nodo NC se le asigna un lote de
frecuencias de sobremodulación asociadas con carácter único a ese
nodo, asignándose a cada puerto de entrada del nodo una frecuencia
respectiva del lote. De acuerdo con una segunda variante, la
sobremodulación aplicada en los puertos de entrada de un nodo
presenta una frecuencia particular asignada a ese nodo y lleva por
añadidura un código binario respectivo que permite diferenciar los
puertos de entrada. Este código se puede aplicar mediante
modulación de la frecuencia de la sobremodulación en torno a la
frecuencia asignada al nodo.
Con el fin de agregar cada firma en cada puerto
de entrada, los medios de tratamiento MTi pueden materializarse por
ejemplo en una forma modular, como está ilustrado en las figuras 1 y
2. En tal caso, cada puerto de entrada va provisto de un módulo de
tratamiento MTi encargado de agregar a los canales que recibe una
firma representativa del nodo NC al que equipa.
Por ejemplo, cada módulo de tratamiento MTi
puede ser un atenuador óptico variable (o VOA) controlado
eléctricamente. En tal caso, la aplicación de una primera
información (como por ejemplo una sobremodulación) a un canal se
realiza mediante atenuación de su potencia según la frecuencia
asociada al nodo NC que comprende el puerto de entrada que lo ha
recibido. Un módulo de tratamiento MTi (VOA) de este tipo también es
capaz de aplicar una segunda información a cada primera
información, por ejemplo en forma de un desfase elegido, destinada
a diferenciar ese puerto de entrada de los demás puertos de entrada
del mismo nodo NC.
Se pueden utilizar, para agregar una firma a los
canales, otros tipos de módulo de tratamiento MTi distintos del
VOA. Se puede así, por ejemplo, utilizar moduladores o módulos
acusto-ópticos.
Tal como está ilustrado en las figuras 1 y 2, y
como se ha reseñado anteriormente, un nodo de conmutación NC puede
incluir asimismo medios de análisis MAi acoplados al menos a algunas
de las vías de salida de su dispositivo de conmutación D, al objeto
de determinar, al menos, la firma que se ha agregado a cada canal
recibido por los medios de tratamiento MTi implantados en los
puertos de entrada de ese mismo dispositivo de conmutación D.
Con preferencia y como está ilustrado, cada
puerto de salida es objeto de un análisis por parte de los medios
de análisis. No obstante, también se puede contemplar que los
puertos de extracción sean objeto de un análisis por parte de los
medios de análisis. Ello permite en particular efectuar un análisis
de extremo a extremo (o
"end-to-end") en el último nodo
de una red. También se puede contemplar que sólo los puertos de
extracción sean objeto de un análisis por parte de los medios de
análisis.
Con preferencia, los medios de análisis MAi son
capaces de determinar cada firma que ha sido agregada a cada canal
mediante los medios de tratamiento MTi de cada nodo de conmutación
por el que ha transitado ese canal, incluido el suyo. Esto es
especialmente necesario cuando sólo los puertos de extracción que
comprende un dispositivo de conmutación D son objeto de un análisis
por parte de los medios de análisis MAi, como es el caso, por
ejemplo, en una red en anillo.
Los medios de análisis pueden ser bien de tipo
modular, o bien de tipo de uso compartido.
En el caso de uso compartido, un único módulo de
análisis sirve para analizar las firmas agregadas a los canales
entregados por varias vías de salida (puertos de salida y/o puertos
de extracción). En este caso, cada puerto de salida que se va
analizar se provee de un separador óptico Y acoplado, por una parte,
a la fibra de salida FSj correspondiente y, por otra parte, a una
de las entradas de un conmutador encargado de seleccionar uno de
los puertos de salida que se van a analizar y de entregar, en una
salida, los canales recibidos por ese puerto de salida que se van a
analizar para alimentar la entrada del módulo de análisis de uso
compartido.
En el caso modular, se equipa cada vía de salida
que tiene que ser objeto de un análisis con un módulo de análisis
propio para ella. Tal es el caso en particular de los puertos de
salida en los ejemplos ilustrados en las figuras 1 y 2. Más
precisamente, con el fin de determinar, en una vía de salida, cada
firma agregada a cada canal, se provee esta vía de salida de un
separador óptico en Y acoplado, por una parte, a la fibra de salida
FSj correspondiente y, por otra parte, al módulo de análisis MAi
correspondiente, y encargado de extraer una pequeña parte de la
potencia de los canales entregados por ese puerto de salida para
alimentar este módulo de análisis MAi. El separador óptico en Y es,
por ejemplo, del tipo 95%/5%.
El procedimiento de determinación de una firma
agregada a un canal depende del (o de los) tipo(s) de técnica
utilizado(s) para generar y agregar esa firma. Cualquiera
que sea el procedimiento utilizado, el módulo de análisis MAi en
primer lugar tiene que separar espectralmente (o filtrar) los
canales que se van a analizar, que se entregan en forma de un
múltiplex mediante una vía de salida (en el presente caso un puerto
de salida), por medio de un submódulo de filtrado óptico. Luego,
ese módulo de análisis MAi tiene que convertir el canal a señal
eléctrica por medio de un submódulo de conversión óptico/eléctrica.
Con preferencia, la banda de paso de este submódulo es apropiada
para las frecuencias contenidas en las firmas. Luego, este módulo de
análisis MAi tiene que analizar esa señal eléctrica, por medio de
un submódulo de análisis eléctrico, con el fin de identificar las
firmas, es decir, en primera instancia, eventualmente la o las
frecuencias de las sobremodulaciones que constituyen las primeras
informaciones y, en segunda instancia, identificar la fase (o las
sobremodulaciones) que constituyen la segunda información propia
del nodo (o las segundas informaciones de los nodos anteriores).
El submódulo de filtrado óptico se puede
realizar, por ejemplo, por medio de un filtro sintonizable.
El submódulo de conversión óptico/eléctrica se
puede materializar, por ejemplo, en un fotodiodo, situado a la
salida del submódulo de filtrado óptico y encargado de transformar
los canales ópticos en señales eléctricas.
Los submódulos de filtrado óptico y de
conversión óptico/eléctrica se pueden agrupar eventualmente en un
único módulo conocido como OCM (por "Optical Channel Monitor")
que se puede realizar ya sea disponiendo en cascada un filtro
sintonizable y un fotodiodo, o bien en forma de una red de
difracción que separa las longitudes de onda hacia un banco de
fotodiodos.
El submódulo de análisis eléctrico puede
materializarse por ejemplo en un submódulo de detección síncrona
("lock-in detection") encargado de determinar
la frecuencia de sobremodulación de las señales eléctricas y el
eventual desfase de esta sobremodulación.
Por supuesto, la forma de realización de los
submódulos de análisis eléctrico varía en función de la índole de
las primeras y segundas informaciones.
En virtud de este tipo de análisis de los
canales, se puede determinar en un nodo NC cada firma agregada a
cada canal y determinar con ello al menos cada nodo por el que ha
transitado éste (cuando se conoce la frecuencia de sobremodulación
asociada a cada nodo), así como, eventualmente, cada puerto de
entrada utilizado en cada nodo de tránsito. Conociendo los puertos
de entrada que han recibido los canales, se puede deducir con ello
los puertos de salida de los nodos por los que han transitado estos
y que están acoplados a estos nodos de entrada. Se puede restituir
así el camino anteriormente seguido por cada canal, en cada lugar de
análisis.
Se advertirá que al menos algunos de los puertos
de inserción de canales (salidas de los módulos de inserción T1 y
T2) pueden estar provistos de un módulo de tratamiento MTi
(adicionales) del tipo de los descritos anteriormente. Cuando no
están provistos de módulo de tratamiento MTi, los canales que se
insertan en un determinado nodo no incluyen firma alguna cuando
llegan a nivel de un puerto de salida de ese nodo. Esta ausencia de
firma sobre unos canales constituye, a pesar de todo, una firma
localmente válida, puesto que señala que han sido insertados en el
nodo actual.
Por otro lado, cuando el plano de gestión señala
a los nodos los canales que tienen que llegar por cada uno de sus
puertos de entrada y los canales que se tienen que entregar en cada
uno de sus puertos de salida, los medios de análisis MAi pueden
comprobar si el estado físico de su dispositivo de conmutación D
corresponde efectivamente a su estado lógico. En caso de no
correspondencia (o de inadecuación), los medios de análisis MAi
infieren que hay un problema y pueden, por ejemplo, generar un
mensaje de alarma con el fin de que se ponga en práctica un
mecanismo de protección destinado a subsanar el problema
detectado.
El nodo de conmutación equipado con los módulos
de tratamiento y de análisis permite el seguimiento de los caminos
ópticos de conexión establecidos en una red óptica transparente,
especialmente en un modo de análisis local (es decir, por medio de
análisis efectuados en el nodo de conmutación de la red), y también
en un modo de análisis de extremo a extremo en la medida en que las
firmas se aplican con carácter acumulativo en diferentes puntos de
la red.
En la figura 3, se ha representado parcialmente
una red óptica transparente con multiplexación en longitud de onda
30, diseñada para la puesta en práctica de diferentes procedimientos
de supervisión del encaminamiento de los canales de longitud de
onda. La red 30 está formada a partir de una pluralidad de nodos de
conmutación, cada uno de los cuales es apto para marcar con una
firma respectiva de nodo las señales ópticas que conmuta entre sus
puertos de entrada y puertos de salida. La red 30 incluye en el
presente caso un equipo de interconexión óptica 31 y un multiplexor
óptico reconfigurable de inserción/extracción 32 (ROADM) unidos
mediante fibras ópticas 33 que forman un anillo 34. El equipo de
interconexión óptica 31, realizado por ejemplo análogamente a la
figura 1 ó 2, enlaza el anillo 34 a otra porción de la red 38
parcialmente esbozada. La topología representada es puramente
ilustrativa. Los dispositivos de supervisión que se describen a
continuación se pueden implantar en redes de cualquier tamaño y de
cualquier topología.
Uno o varios nodos de conmutación de la red, en
el presente caso los nodos 31 y 32, se equipan con dispositivos de
supervisión de los caminos ópticos de conexión para detectar errores
de encaminamiento. La figura 3 ilustra unos enlaces 35 y 36 entre
cada uno de los nodos 31 y 32 y un aparato de gestión de red
centralizado 37. Estos enlaces permiten transmitir señales de aviso
al aparato de gestión 37 cuando un dispositivo de supervisión de un
nodo detecta un error de encaminamiento que afecta a una señal
óptica. Al aparato de gestión 37 se pueden enlazar de forma similar
otros nodos de la red 37.
La figura 4 representa un ejemplo de realización
del ROADM 32 equipado con dispositivos de supervisión destinados a
detectar errores de tipo camino en bucle y errores de tipo camino
extraviado. El ROADM 32 incluye, esquemáticamente, un puerto de
entrada 41 unido a una fibra óptica de aguas arriba, un puerto de
salida 42 unido a una fibra óptica de aguas abajo y una matriz de
conmutación transparente 43 interpuesta entre los puertos 41 y 42.
La matriz de conmutación 43 incluye uno o varios puertos de
inserción 44 para poder insertar uno o varios canales de longitud
de onda y uno o varios puertos de extracción 45 para poder extraer
uno o varios canales de longitud de onda. Al igual que en los
equipos de interconexión óptica de las figuras 1 y 2, en el puerto
de entrada de la matriz de conmutación 43 se dispone un módulo de
tratamiento 46 para aplicar una sobremodulación de amplitud a las
señales ópticas entrantes y, en el puerto de inserción 44, se
dispone un módulo de tratamiento 47 para aplicar una
sobremodulación de amplitud a las señales ópticas insertadas. Estas
sobremodulaciones se aplican con una o varias frecuencias asignadas
con carácter único al ROADM 32, para permitir distinguir en
cualquier lugar de la red las señales ópticas que han atravesado el
ROADM 32. El o los valores de frecuencia que se tienen que aplicar
mediante los módulos de tratamiento 46 y 47, y que constituyen en el
presente caso la firma del ROADM 32, se almacenan por ejemplo en
una memoria 48 a la que pueden acceder los módulos de tratamiento,
como está ilustrado mediante los enlaces 49. Preferentemente,
también se prevé un acceso a la memoria 48 desde el aparato de
gestión 37 para permitir configurar o actualizar las frecuencias u
otras características de las firmas desde el aparato de gestión 37.
Como variante o como combinación, se puede prever realizar estas
operaciones desde una interfaz hombre-máquina local
del nodo 32.
A continuación se describe más concretamente un
dispositivo de supervisión encargado de detectar, en el ROADM 32,
los caminos de conexión en bucle. Para ello, se acopla un módulo de
análisis 50 a la línea óptica en la que el ROADM 32 recibe la señal
óptica que llega de la fibra óptica de aguas arriba. El
funcionamiento del dispositivo está ilustrado en la figura 6. En la
etapa 61, el módulo de análisis 50 analiza la señal óptica
multiplexada en longitud de onda o bien canal a canal, con el fin de
determinar la firma o las firmas de nodos que lleva. La o las
firmas detectadas se comunican a una unidad de búsqueda 55. En la
etapa 62, la unidad de búsqueda 55 compara la o las firmas
detectadas con la firma o con las firmas asignadas con carácter
único al ROADM 32, para determinar si la señal óptica analizada,
que puede ser un múltiplex o un canal separado, ya lleva una firma
del ROADM 32 en el de puerto de entrada 41. Cuando es así, en la
etapa 63, la unidad de búsqueda 55 detecta un camino en bucle para
esa señal óptica. Generalmente, no se desea un camino en bucle en
una red. Un camino en bucle puede derivarse de una avería en el
plano de control, por ejemplo error de programación, o en el plano
de datos de la red, por ejemplo disfunción de un componente de
conmutación. La unidad de búsqueda 55 puede desencadenar entonces
una o varias de las siguientes acciones correctivas:
- \bullet
- Emisión de una señal de aviso con destino al aparato de gestión 37 mediante una unidad de aviso 56,
- \bullet
- Conmutación de la matriz de conmutación 43 mediante una unidad de control 57, para terminar o extraer la señal óptica.
Para ello, el módulo de análisis 50 se puede
realizar de manera acorde con la forma de realización de la figura
5. En esta forma de realización, el módulo de análisis incluye un
acoplador 65 apto para extraer una porción de la señal óptica
entrante, por ejemplo el 5%, un submódulo de filtrado óptico 66,
preferentemente sintonizable, para seleccionar un canal de longitud
de onda de esa señal óptica, un submódulo de conversión
óptico/electrónica 67 para convertir el canal seleccionado a una
señal eléctrica, un submódulo de filtrado y de amplificación 68
para conformar la señal eléctrica sobre la que se tienen que
detectar las firmas de nodos, y un submódulo de análisis espectral
69 para determinar la o las frecuencias de sobremodulación presentes
en el canal convertido. El submódulo de análisis espectral 69 se
puede realizar con un procesador digital de señales. Por ejemplo,
el resultado del tratamiento efectuado por el módulo de análisis 50
puede presentarse en forma de un espectro de sobremodulación 70 que
da los valores de frecuencia f para los que está presente una
sobremodulación, y eventualmente una medida de la potencia
contenida en cada frecuencia.
En una variante de realización, el submódulo de
filtrado óptico 66 se diseña para seleccionar un múltiplex de
longitudes de onda en el seno de la señal óptica, por ejemplo una
banda de longitudes de onda o un conjunto de longitudes de onda
pertenecientes a una misma conexión.
En otra variante de realización, se elimina el
submódulo de filtrado óptico 66, de modo que las sobremodulaciones
se detectan sobre el conjunto del múltiplex espectral. De esta
forma, las firmas se pueden obtener con bastante rapidez, de modo
que la detección de un camino en bucle puede ser más rápida que en
el caso en el que se efectuara la supervisión sucesivamente canal a
canal ajustando cada vez el submódulo de filtrado óptico. Sin
embargo, cuando el análisis de un múltiplex lleva a la detección de
un camino en bucle, puede ser necesario obtener información más
precisa con el fin de localizar el origen del problema. Para ello,
puede ser deseable, después del análisis del múltiplex, proceder a
un análisis canal a canal para identificar el canal que sigue un
camino en bucle y transmitir la identidad de ese canal al aparato
de gestión de red 37. Para poder practicar estos dos análisis, se
pueden prever dos módulos de análisis diferenciados, o bien prever
un módulo de análisis en el que el submódulo de filtrado óptico 66
se hace selectivamente transparente o se circunda selectivamente.
Esta última posibilidad está esbozada en la figura 5, en la que un
enlace óptico 78 enlaza el acoplador 65 con el submódulo de
conversión 67 circundando el módulo de filtrado 66 y un conmutador
79 traspasa selectivamente la señal óptica que viene del acoplador
65 hacia el submódulo 66 o hacia el enlace 78.
Como variante, la detección de bucle se puede
realizar con el concurso de un módulo de análisis dispuesto aguas
abajo de la matriz de conmutación 43, es decir, para señales ópticas
salientes del ROADM 32. En tal caso, el módulo de tratamiento 46
que aplica las firmas correspondientes debe hallarse siempre
dispuesto aguas abajo de este módulo de análisis.
Para buscar las firmas del nodo, la unidad de
búsqueda 55 puede acceder a la memoria 48. Las firmas buscadas
pueden incluir firmas utilizadas para marcar las señales ópticas que
inserta el ROADM 32 y/o firmas utilizadas para marcar las señales
ópticas que transitan a través del ROADM 32.
Si un canal no es emitido más que por un nodo
determinado, una firma asociada a ese canal también puede ser
tratada como una firma del nodo correspondiente. En un nodo que
emite un canal de longitud de onda marcada con una firma particular
de canal, el dispositivo de supervisión también puede efectuar por
tanto la detección de bucle tomando como base la detección de esa
firma de canal.
A continuación se describe más precisamente un
dispositivo de supervisión encargado de detectar en el ROADM 32 los
caminos de conexión susceptibles de extraviarse en la red. Para
ello, se acopla un módulo de análisis 80 a la línea óptica por la
que el ROADM 32 transmite la señal óptica hacia la fibra óptica de
aguas abajo. El funcionamiento del dispositivo está ilustrado en la
figura 7. En la etapa 71, el módulo de análisis 80 analiza la señal
óptica multiplexada en longitud de onda o bien canal a canal, con el
fin de determinar la firma o las firmas de nodos que lleva. El
análisis de un múltiplex es pertinente si ese múltiplex sigue una
ruta única en la red. El módulo de análisis 80 se puede realizar de
forma idéntica al módulo de análisis 50. La o las firmas detectadas
se comunican a una unidad de cálculo 81. En la etapa 72, la unidad
de cálculo 81 cuenta el número de saltos representados por las
firmas de nodos detectados.
La manera de realizar este recuento depende de
la manera en que las firmas son aplicadas por los nodos de la red.
En el caso de una red en la que cada nodo aplica una sobremodulación
en una frecuencia distinta, basta con contar el número de
frecuencias de sobremodulación presentes en la señal. Para el caso
en el que cada firma de nodo consiste en un número fijado de
frecuencias, basta con contar el número de frecuencias de
sobremodulación presentes en la señal y dividir el total por el
número fijado. En casos más complejos, por ejemplo si todos los
nodos no aplican un esquema de firma similar, la unidad de cálculo
81 puede cooperar con una guía de firma 82 almacenada en una
memoria u otro soporte de grabación. La guía de firma 82 contiene
por ejemplo un registro de cada firma de cada nodo de la red, que
permite a la unidad de cálculo 81 comparar las firmas detectadas
con esos registros para identificar las diferentes firmas de nodo y
contarlas.
En la etapa 73, la unidad de cálculo 81 compara
el número de saltos representado por las firmas con un umbral
superior predeterminado. Este umbral superior se fija, por ejemplo,
en el momento de la configuración del dispositivo de supervisión y
se graba en la unidad de cálculo 81.
El umbral superior puede ser fijado en función
de la topología de la red. Por ejemplo, es posible determinar un
número máximo de saltos que permiten enlazar dos nodos cualesquiera
de una red de Q nodos. Para ello, un posible procedimiento consiste
en:
- -
- calcular el camino más corto, en número de saltos, para cada una de las Q*(Q-1) conexiones punto a punto entre dos nodos,
- -
- identificar el número máximo de saltos entre todos esos caminos.
El umbral superior se puede adoptar igual a ese
número máximo, eventualmente incrementado en un margen de seguridad
positivo.
Un camino cuyo número de saltos supera ese
número máximo generalmente no es deseado en la red y, por tanto, se
puede considerar extraviado. Un camino extraviado puede derivarse de
una avería en el plano de control de la red, por ejemplo error de
programación o de decisión de encaminamiento, tomada de forma
incoherente con una reconfiguración en curso en la red, o de una
avería en el plano de datos de la red, por ejemplo disfunción de un
componente de conmutación, como también un error humano.
En la etapa 74, cuando se supera el número
máximo, la unidad de cálculo 81 detecta un camino extraviado en
relación con esa señal óptica. La unidad de cálculo 81 puede
desencadenar entonces una o varias de las siguientes acciones
correctivas:
- \bullet
- Etapa 75: emisión de una señal de aviso con destino al aparato de gestión 37 mediante una unidad de aviso 56,
- \bullet
- Etapa 76: conmutación de la matriz de conmutación 43 mediante una unidad de control 57, para terminar o extraer la señal óptica.
Como variante, la detección de un número
excesivo de saltos se puede realizar con el concurso de un módulo
de análisis dispuesto aguas arriba de la matriz de conmutación 43,
es decir, para señales ópticas entrantes en el ROADM 32. No
obstante, se prefiere un análisis a nivel de los puertos de salida
por cuanto evita verificar inútilmente canales que deben ser
extraídos. Este dispositivo de supervisión también se puede
implantar separadamente de cualquier nodo de conmutación.
La detección del número de saltos o la
determinación de un camino de conexión de extremo a extremo a partir
de las firmas de nodos acumuladas en la señal óptica implica que
las firmas de los diferentes nodos se puedan acumular preservando
la detectabilidad de cada firma de nodo. Para favorecer esta
detectabilidad, es posible elegir las firmas de nodos en un
conjunto de valores bien escogidos. Por ejemplo, se puede construir
un conjunto de valores de frecuencia que reduce las mezclas de
cuatro ondas conforme a los principios enunciados por F. Foghieri y
col. "Reduction of Four-Wave Mixing Crosstalkin
WDM Systems Using Unequally Spaced Channels" IEEE Photonics
Technology Letters, Vol. 6, pp. 754-756 (1994).
Para mejorar la detección de las firmas, también
puede ser ventajoso prever un ecualizador de espectro aguas arriba
del módulo de análisis para ecualizar la potencia en los canales de
longitudes de onda. Preferentemente, las sobremodulaciones de
amplitud se aplican con una profundidad de modulación sensiblemente
uniforme en toda la red, elegida por ejemplo entre el 1% y el 5%.
Así, una ecualización de los canales de longitudes de onda puede
producir conjuntamente une ecualización de las firmas, con el fin de
facilitar el conteo de los canales que llevan una determinada firma
en función de la potencia contenida en esa frecuencia de
sobremodulación.
La manera de realizar los dispositivos de
supervisión en otro tipo de nodo de conmutación óptica, por ejemplo
en el equipo de interconexión óptica 31, se deduce fácilmente del
ejemplo dado con referencia al ROADM 32. Por ejemplo, se puede
asignar un módulo respectivo de análisis a cada puerto o se puede
emplear un módulo de análisis de uso compartido para varios
puertos, según se describe con referencia a las figuras 1 y 2.
La supervisión de los caminos de conexión en
bucle y la supervisión de los caminos de conexión extraviados
producen resultados complementarios entre sí y por tanto,
preferentemente, se ponen en práctica conjuntamente. De este modo,
algunos módulos o componentes de los dos dispositivos de supervisión
pueden ser puestos en común o integrados, por ejemplo un módulo de
análisis, una unidad de aviso o un circuito programable. No
obstante, cada dispositivo de supervisión también se puede
implantar de forma independiente del otro. A diferencia de otros
sistemas de detección de fallos, estos dos dispositivos de
supervisión recurren a informaciones de referencia relativamente
estables, a saber, el número máximo de saltos a través de la red y
la o las firmas asignadas al nodo. Por lo tanto, rara vez sería
necesaria una actualización de estos datos de referencia mediante el
plano de control de la red.
La detección de bucle se puede poner en práctica
según los mismos principios con firmas asociadas a puntos de
tránsito que no sean nodos de conmutación.
Con referencia a la figura 8, se describe a
continuación un ejemplo de realización de un nodo de conmutación
transparente equipado con un dispositivo de supervisión de
encaminamiento mejorado, que permite detectar un evento que afecta
al encaminamiento de los canales de longitud de onda incluso antes
de que se haya podido efectuar un análisis de las firmas de cada
canal. Este nodo de conmutación se destina para ser implantado en
una red óptica transparente formada a partir de uno o varios
elementos que tienen todos ellos la capacidad de marcar con una
firma respectiva las señales ópticas que hacen transitar por la red.
Estos elementos pueden ser, por ejemplo, nodos de conmutación que
llevan asociadas firmas de nodos, como en la red descrita en la
figura 3.
Para la ilustración, se ha representado en el
presente caso un nodo de conmutación 90 que tiene dos puertos de
entrada 84, 85 y dos puertos de salida 86, 87 interconectados
mediante una matriz de conmutación transparente 88 dotada de uno o
varios puertos de inserción 91 y de uno o varios puertos de
extracción 92. A título de ejemplo, se describe a continuación el
dispositivo de supervisión implantado en el nodo 90 para el análisis
de las firmas en la vía de salida de la matriz de conmutación 88
asociada al puerto 86. Este dispositivo de supervisión incluye un
primer módulo de análisis 93 que extrae una fracción del múltiplex
de longitudes de onda que transita por la vía de salida, sin
filtrado de los canales de longitud de onda, y que detecta todas
las firmas de nodos que lleva esa señal. El módulo de análisis 93 se
puede realizar de forma similar al de la figura 5, pero sin el
módulo de filtrado óptico 66.
A intervalos regulares, el módulo de análisis 93
envía a un módulo de comparación temporal 94 el espectro de las
firmas detectadas, por ejemplo para todo el margen de frecuencia de
las sobremodulaciones utilizadas en la red o para un subconjunto
continuo o discontinuo de este margen, incluyendo por ejemplo el
conjunto de las frecuencias de sobremodulación utilizadas por el
nodo 90, el conjunto de las frecuencias de sobremodulación
utilizadas por los nodos de un sector determinado de la red, el
conjunto de las frecuencias de sobremodulación utilizadas por los
nodos directamente aguas arriba del nodo 90, o el conjunto de las
frecuencias de sobremodulación utilizadas por los nodos vecinos del
nodo 90. El módulo de comparación temporal 94 detecta las
variaciones temporales de las firmas detectadas comparando el
espectro recibido con el paso de tiempo t con el espectro recibido
a un paso de tiempo anterior. Para ello, el módulo de comparación
temporal 94 conserva en una memoria 95 un registro del espectro de
las firmas detectadas en uno o varios instantes pasados, por ejemplo
al paso de tiempo t-1. Cuando detecta una variación
de ese espectro, el módulo de comparación temporal 94 advierte de
ello al controlador de nodo 96.
Las figuras 9 y 10 ilustran, a título de
ejemplo, una situación que provoca una variación de las firmas en
la vía de salida. En un instante t, el puerto 86 recibe a través de
la matriz de conmutación 88 dos canales marcados con una
sobremodulación a frecuencia f1 desde el puerto 84, a saber,
\lambda1 y \lambda3, y dos canales marcados con una
sobremodulación a frecuencia f2 desde el puerto 85, a saber,
\lambda2 y \lambda4. La figura 9 representa el espectro de
firmas correspondiente medido mediante el módulo de análisis 93. En
un instante posterior, el canal \lambda4 deja de llegar por el
puerto 86. La figura 10 representa el espectro de firmas
correspondiente medido mediante el módulo de análisis 93. El módulo
de comparación temporal 94, tan pronto como recibe el espectro de
la figura 10, detecta que ha ocurrido una variación con relación a
la firma de frecuencia f2, por ejemplo calculando una diferencia
entre los dos espectros y comparando el resultado con un umbral
predefinido. Se puede dar muy rápidamente una advertencia de ello al
controlador de nodo 96.
Las firmas f1 y f2 se pueden aplicar por ejemplo
en un nodo anterior o en el nodo 90, por ejemplo mediante el
concurso de módulos de tratamiento dispuestos de forma similar a las
formas de realización de las figuras 1 y 2. Se notará que una
variación del espectro de firmas también sería detectada en la
situación anteriormente descrita si, en lugar de las dos
frecuencias distintas f1 y f2, las firmas que llevan las señales
ópticas por los dos puertos de entrada 84 y 85 tuvieran la misma
frecuencia con un desfase diferente para cada puerto. En efecto,
también en ese caso sufriría una variación la intensidad detectada a
esa frecuencia.
El dispositivo de supervisión también incluye un
segundo módulo de análisis 98 que sirve para detectar las firmas de
nodos que lleva respectivamente cada canal de longitud de onda de la
señal óptica que transita por la vía de salida. El módulo de
análisis 98 se puede realizar de forma similar al de la figura 5
como también, tal como se indica con referencia a la figura 1, en
forma de un OCM. De acuerdo con otra forma de realización, los dos
módulos de análisis 93 y 98 pueden compartir algunos componentes,
como en la variante de la figura 5 antes descrita.
Preferentemente, el módulo de análisis 98 es
disparado por el controlador de nodo 96 como respuesta a la
detección de una variación de espectro mediante el módulo de
comparación 94. El funcionamiento del módulo de análisis 98 es
similar al de los módulos MA de las figuras 1 y 2. La señal óptica
se analiza canal a canal, con el fin de determinar la firma o las
firmas que ésta lleva. Para ello, el módulo de filtrado óptico se
sintoniza sucesivamente en cada canal de longitud de onda o, o en
el caso de un OCM, se selecciona sucesivamente la señal eléctrica
de cada fotodiodo, por ejemplo con un conmutador electrónico, para
detectar sucesivamente las firmas correspondientes a cada canal
separado por la red de difracción. En el caso de un módulo de
análisis 98 de uso compartido, el conmutador correspondiente se
puede gobernar para seleccionar la vía en relación con la cual el
módulo de análisis 93 ha detectado una variación de las firmas.
El espectro de firma detectado en relación con
cada canal se pasa al controlador de nodo 96 para su comparación
con el estado de programación de los caminos ópticos de conexión.
Esta comparación puede intervenir localmente en el controlador de
nodo 96 o de manera centralizada en un aparato de gestión de red
después de la transmisión de las medidas desde el controlador de
nodo 96. El estado de programación de los caminos ópticos de
conexión designa en el presente caso informaciones de referencia
que definen qué canales de longitud de onda tienen que estar
presentes en cada puerto de salida del nodo de conmutación 90 y cuál
es la procedencia de esos canales. Así, mediante comparación de
esas informaciones de referencia con la identidad de los canales
detectados en la vía de salida y las firmas que lleva cada canal,
se pueden detectar incoherencias que traducen un error de
configuración de la red, por ejemplo la presencia de un canal no
previsto, la ausencia de un canal previsto, la presencia de un
canal previsto con una procedencia imprevista, etc. El análisis
canal a canal producido por el módulo de análisis 98 puede llevar
mucho más tiempo que el análisis global producido por el módulo de
análisis 93. En la medida en que se ha podido enviar un aviso precoz
al administrador de la red, esta demora no es crítica ya que el
módulo de análisis 98 sirve principalmente para precisar o confirmar
la índole del problema detectado.
Por ejemplo, como medida de precaución, se
podría activar un camino óptico de protección que circunda la matriz
de conmutación 88 desde la misma advertencia suministrada por el
módulo de comparación 94 activando una matriz de conmutación de
reserva (no representada) del nodo 90.
Como variante, el módulo de análisis 98 puede
funcionar de forma continua paralelamente al módulo de análisis 93,
sin necesitar un disparo específico. No obstante, esta forma de
realización incrementa el consumo energético del dispositivo de
supervisión y, con ello, la disipación térmica, así como el
envejecimiento del filtro sintonizable en su caso.
Tal como se indica mediante la flecha 97, el
controlador de nodo 96 está unido mediante canales de control a un
aparato de gestión de red y/o a los controladores de nodos de otros
nodos de la red, al objeto de recibir mensajes de control. Estos
mensajes de control incluyen por ejemplo instrucciones de control
para reconfigurar localmente la matriz de conmutación 88, por
ejemplo para el establecimiento de caminos ópticos, la destrucción
de caminos ópticos o la modificación de caminos ópticos existentes.
Recíprocamente, el controlador de nodo 96 cuenta con un módulo de
señalización 97 para emitir mensajes de control.
En una forma de realización particular, el
controlador de nodo 96 que ha recibido la advertencia del módulo de
comparación 94 determina si esta variación de las firmas detectadas
corresponde a una instrucción de control que acaba de ser
ejecutada. En caso afirmativo, la variación detectada puede ser
tratada como una confirmación de la correcta ejecución de la
instrucción de control y dar lugar, por ejemplo, a la emisión de un
mensaje de confirmación con destino a un aparato de gestión de red.
(En el ejemplo de las figuras 9 y 10, este caso corresponde por
ejemplo a la ejecución de una instrucción de reconfiguración de la
matriz de conmutación 88, que ocasiona la supresión del canal
\lambda4 en el puerto 86.) No es necesario disparar el módulo de
análisis 98 en tal caso, salvo, eventualmente, si es necesario un
análisis canal a canal para poder confirmar la ejecución de la
instrucción de reconfiguración. Al la inversa, en caso negativo, la
variación detectada puede ser tratada como una indicación precoz de
error y dar lugar, por ejemplo, a la emisión de un mensaje de alerta
con destino a un aparato de gestión de red, así como al disparo de
un análisis detallado mediante el módulo de análisis 98.
Con el fin de poder distinguir las variaciones
de firmas causadas por el funcionamiento de la matriz de conmutación
88 de las variaciones de firmas causadas por una variación de las
señales ópticas recibidas por los puertos de entrada 84 y 85, puede
ser ventajoso añadir otro detector de las variaciones de firmas
multicanal, similar a los módulos 93 y 94, entre los puertos de
entrada y la matriz de conmutación.
Además, si bien se ha descrito y representado el
dispositivo de supervisión con relación a una vía de salida del
nodo, este dispositivo se puede implantar de igual manera en
cualquier vía de entrada o cualquier vía de salida del nodo.
Cualquiera que sea el tipo de la supervisión
efectuada, otra variante de realización consiste en utilizar un
conmutador que comprende entradas seleccionables respectivamente
acopladas a una o varias vías de salida y a una o varias vías de
entrada de la matriz de conmutación, y un módulo de análisis de uso
compartido que comprende una entrada acoplada a la salida del
conmutador y se encarga de analizar una señal óptica que viene
selectivamente de una de las vías acopladas al conmutador.
Los diferentes dispositivos de supervisión
descritos se pueden implantar independientemente unos de otros o
bien de forma combinada. En este caso, algunos módulos o componentes
de los diferentes dispositivos de supervisión pueden ser puestos en
común o integrados, por ejemplo un módulo de análisis.
El uso del verbo "comprender" o
"incluir" y de sus formas conjugadas no excluye la presencia
de elementos o de etapas distintos de los enunciados en una
reivindicación. El uso del artículo indeterminado "un" o
"una" para un elemento o una etapa no excluye, salvo que se
indique lo contrario, la presencia de una pluralidad de tales
elementos o etapas.
La invención se puede realizar con programas de
ordenador específicamente diseñados para asegurar la realización de
las funciones enunciadas mediante equipos físicos programables o con
elementos cuyo diseño físico se corresponde específicamente con las
funciones enunciadas, o con una combinación de programas y de
elementos de soporte físico específicos. Varios medios o unidades o
módulos pueden estar representados por un mismo elemento de soporte
físico.
En las reivindicaciones, cualquier cifra de
referencia entre paréntesis no puede ser interpretada como una
limitación de la reivindicación.
La invención ha sido descrita en relación con
varias formas de realización particulares, aunque es bastante
evidente que ésta no está limitada en modo alguno a las mismas y que
comprende todos los equivalentes técnicos de los medios descritos
así como sus combinaciones, si éstas entran en el ámbito de la
invención.
Claims (15)
1. Procedimiento de supervisión de los caminos
ópticos de conexión, para una red óptica transparente (30) en la
que cada uno de una pluralidad de nodos de conmutación (31, 32) es
apto respectivamente para traspasar de manera transparente una
señal óptica desde un enlace aguas arriba de dicho nodo de
conmutación hacia un enlace aguas abajo de dicho nodo de
conmutación y para marcar dicha señal óptica sin conversión
óptico/eléctrico/óptica con una firma de nodo que incluye una
información asociada con carácter único a dicho nodo de conmutación,
incluyendo dicho procedimiento la etapa consistente en detectar
(71) las firmas de nodos con las que está marcada una señal óptica
que transita en un punto de dicha red, caracterizado por las
etapas consistentes en:
- determinar (72) un número de saltos a partir de dichas firmas de nodos detectadas,
- comparar (73) dicho número de saltos con un umbral predeterminado, a fin de detectar un error de encaminamiento relativo a dicha señal óptica cuando se supera dicho umbral.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de detectar las firmas que lleva
una señal óptica recibida por un nodo de conmutación (32) de dicha
red.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado por la etapa consistente en terminar o extraer
de la red dicha señal óptica en relación con la cual se detecta
dicho error de encaminamiento.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por detectar las firmas
que lleva una señal óptica que incluye una única longitud de
onda.
5. Dispositivo de supervisión de los caminos
ópticos de conexión para una red óptica transparente, que
incluye:
- medios de análisis (80, 81) aptos para detectar firmas de nodos que lleva una señal óptica que transita en un punto de dicha red, aplicándose cada firma de nodo sin conversión óptico/eléctrico/óptica e incluyendo una información asociada con carácter único a un nodo de conmutación de dicha red,
caracterizado porque dichos medios de
análisis incluyen medios de cálculo (81) aptos para determinar un
número de saltos a partir de dichas firmas de nodos detectadas y
medios de detección de error (81) aptos para comparar dicho número
de saltos con un umbral predeterminado, a fin de detectar un error
de encaminamiento relativo a dicha señal óptica cuando se supera
dicho umbral.
6. Dispositivo según la reivindicación 5,
caracterizado porque dichos medios de cálculo determinan el
número de saltos como número de firmas de nodos distintas
detectadas.
7. Dispositivo según la reivindicación 5 ó 6,
caracterizado porque incluye una guía de firmas (82) que
identifica una pluralidad de firmas de nodos y el nodo de
conmutación respectivo asociado a cada una de ellas, siendo dichos
medios de cálculo aptos para cooperar con dicha guía de firmas para
determinar dicho número de saltos.
8. Dispositivo según una de las reivindicaciones
5 a 7, caracterizado porque dichos medios de análisis
comprenden un módulo de filtrado óptico (66) para separar uno o
varios canales de un múltiplex de longitudes de onda que transita
por la red y para suministrar dicho uno o varios canales de
longitudes de onda como señal óptica cuyas firmas tienen que ser
detectadas.
9. Sistema que comprende un nodo de conmutación
(32) de una red óptica transparente y un dispositivo de supervisión
de los caminos ópticos de conexión asociado al nodo de conmutación
(32), comprendiendo dicho nodo de conmutación medios de tratamiento
(46, 47), aptos para marcar una señal óptica sin conversión
óptico/eléctrico/óptica con al menos una firma de nodo que incluye
una información asociada con carácter único a dicho nodo de
conmutación, al menos una salida óptica (42), apta para transmitir
por dicha red dicha señal óptica marcada, al menos una entrada
óptica (41), apta para ser acoplada a una línea óptica de la red
(33), y medios de conmutación (43) que acoplan dicha entrada, al
menos una, a dicha salida, al menos una, incluyendo dicho
dispositivo de supervisión medios de análisis aptos para analizar
una señal óptica recibida por dicho nodo de conmutación aguas arriba
de dichos medios de tratamiento, para detectar una o varias firmas
con las que está marcada dicha señal óptica, caracterizado
porque:
dichos medios de análisis (50, 55) son aptos
para buscar dicha al menos una firma de nodo asociada a dicho nodo
de conmutación, para detectar un error de encaminamiento cuando
dicha señal óptica recibida está marcada con una firma de nodo
asociada a dicho nodo de conmutación aguas arriba de dichos medios
de tratamiento.
10. Sistema según la reivindicación 9,
caracterizado porque dichos medios de análisis están
acondicionados para buscar dicha al menos una firma de nodo sobre
una señal óptica que incluye una única longitud de onda.
11. Sistema según la reivindicación 9,
caracterizado porque dichos medios de análisis están
acondicionados para buscar dicha al menos una firma de nodo sobre
un múltiplex de longitudes de onda.
12. Sistema según la reivindicación 9,
caracterizado porque dichos medios de análisis incluyen un
módulo de análisis (50) apto para funcionar selectivamente en un
modo de funcionamiento monocanal, en el que dicha al menos una
firma de nodo es buscada sobre una señal óptica que incluye una
única longitud de onda, y en un modo de funcionamiento multicanal,
en el que dicha al menos una firma de nodo es buscada sobre un
múltiplex de longitudes de onda.
13. Sistema según una de las reivindicaciones 9
a 12, caracterizado porque dichos medios de análisis cooperan
con un medio de almacenamiento (48) en el que está almacenada la
firma o la pluralidad de firmas asociada al nodo de
conmutación.
14. Sistema o dispositivo según una de las
reivindicaciones 5 a 13, caracterizado porque incluye medios
de aviso (56) aptos para producir una señal de aviso relativa a
dicha señal óptica en relación con la cual se detecta dicho error
de encaminamiento.
15. Sistema o dispositivo según una de las
reivindicaciones 5 a 14, caracterizado porque está asociado a
un nodo de conmutación (32) en el que es recibida dicha señal
óptica, incluyendo dicho dispositivo de detección de error de
encaminamiento unos medios de control (57) aptos para gobernar un
dispositivo de conmutación (43) de dicho nodo de conmutación para
provocar la terminación o la extracción de dicha señal óptica en
relación con la cual se detecta dicho error de encaminamiento.
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