FI103447B - Suojausjärjestely optista lähetin/vastaanotinlaitetta varten - Google Patents

Description

103447

Suojausjärjestely optista lähetin/vastaanotinlaitetta varten

Keksintö liittyy suojausjärjestelyyn optisia lähetin- ja vastaanotinlait-teita varten.

5 Tällainen järjestely on jo alalla tunnettu esimerkiksi artikkelista "Decreasing survivable fibre network cost using optical switches", Tsong-Ho Wu et al., Globecom 88, IEEE Global Telecommunications Conference and Exhibition, Hollywood, Florida, November 28 - December 1, 1988, Volume 1, sivu 3.6.2 toinen kappale. Siinä niin kutsuttu 1 :p-suojauspiiri tarkoittaa, että yksi varapiiri 10 suojaa p-toiminnassa olevaa piiriä, ts. kun yksi toimivista piireistä on viallinen, varalla oleva korvaa sen. Tässä artikkelissa suojausjärjestely käsittää elektronisen 1:3-suojauspiirin, ja jälkimmäinen suojaa lähetin/vastaanotinlaitetta, joka sisältää kolme kommunikointihaaraa kunkin niistä käsittäessä optisen lähe-tin/vastaanotinpiirin, jotka on kytketty toisiinsa optisella kaapelilla. Suojauspiiri 15 sisältää lähetin- ja vastaanotinpiirin, jotka on kytketty toisiinsa optisella kaapelilla. Milloin tahansa lähetin/vastaanotinlaitteen jokin lähetinpiiri tai jokin vastaan-otinpiiri vioittuu, koko kommunikointihaara, ts. lähetinpiiri, vastaanotinpiiri ja niitä yhdistävä optinen kaapeli ohitetaan ja korvataan suojauspiirillä.

Tämän tunnetun järjestelyn haittana on, että myös silloin kun aino-20 astaan joko vastaanotinpiiri tai lähetinpiiri on viallinen, oikein toimiva lähetinpiiri tai vastaanotinpiiri samoin kuin optinen kaapeli korvataan yhdessä viallisen piirin kanssa.

Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan yllä kuvattua tyyppiä oleva suojausjärjestely, mutta sellainen, jossa ei ole näitä haittoja, ts. joka on tehok-25 kaampi.

Keksinnön mukaan tämä tarkoitus saavutetaan suojausjärjestelyllä optista lähetinlaitetta varten, jossa on n-optista lähetinpiiriä, joiden annot on kytketty vastaaviin antoliitäntöihin. Keksinnön mukaiselle suojausjärjestelylle on tunnusomaista, että 30 varalla olevan optisen lähetysmoduulin, joka on kytketty sanottuihin optisiin lähetinpiireihin ja jossa on anto, johon, jos jokin sanotuista optisista lähe-tinpiireistä on viallinen, tuotetaan tuolle vialliselle piirille ominainen optinen signaali sanotun optisen signaalin kuljettaessa saman informaation, jonka sanotun viallisen lähetinpiirin ottoon tuotu ottosignaali kuljettaa, varalla olevan optisen lä-35 hetysmoduulin sisältäessä: 2 103447 kytkentävälineet, joissa on n ottoa kytkettyinä sanottujen optisten lä-hetinpiirien vastaaviin ottoihin, vianarviointivälineet, jotka on kytketty sanottuihin optisiin lähetinpiirei-hin ja joissa on anto, johon sanotun viallisen optisen lähetyspiirin osoittava oh-5 jaussignaali tuotetaan sanotun ohjaussignaalin ohjatessa sanottuja kytkentävä-lineitä sillä tavoin, että nämä antavat antoonsa sanotun ottosignaalin, sekä varalla olevan lähetyspiirin, joka on kytketty sanottujen kytkentäväli-neitten antoon ja joka vasteena sanottuun ottosignaaliin kehittää sanotun optisen signaalin antoonsa, joka muodostaa sanotun moduulin annon, sekä 10 reititysvälineet, jotka on kytketty sanottujen optisten lähetinpiirien antoihin sekä sanotun varalla olevan lähetinmoduulin antoon ja jotka antavat sanotun optisen signaalin antoliitäntään, johon sanotun viallisen optisen lähetys-linjapiirin anto on kytketty.

Keksinnön mukaan tämä tarkoitus saavutetaan myös suojausjärjes-15 telyllä optista vastaanotinlaitetta varten, jossa on n-optista vastaanottopiiriä, joiden annot on kytketty n-antoliitännästä vastaaviin. Keksinnön mukaiselle suo-jausjärjestelylle on tunnusomaista, että varalla olevan optisen vastaanottomoduulin, jonka n-ottoa sanotun optisen vastaanotinlaitteen otot muodostavat, sanotun varalla olevan optisen 20 vastaanottomoduulin toimiessa vuorovaikutuksessa sanottujen optisten vastaan-ottopiirien kanssa ja ollessa varustettu annolla, johon, jos jokin sanotuista optisista vastaanottopiireistä on viallinen, tuolle vialliselle optiselle vastaanottopiirille ominainen sähköinen signaali tuotetaan sanotun sähköisen signaalin kuljettaessa saman informaation, jonka sanotun viallisen optisen vastaanottopiirin ottoon 25 tuotu ottosignaali kuljettaa, sekä reititysvälineet, jotka on kytketty sanottujen optisten vastaanottopii-rien antoihin sekä sanotun varalla olevan optisen vastaanottomoduulin antoon ja jotka antavat sanotun sähköisen signaalin antoliitäntään, johon sanotun viallisen optisen vastaanottopiirin anto on kytketty.

30 Näin ollen lähetinpiiri samoin kuin vastaanotinpiiri on suojattu erik seen, mikä on tehokkaampaa. Viallisen lähetyspiirin tai viallisen vastaanottolin-japiirin korvaa siten todellakin vastaavasti varalla oleva optinen lähetyspiiri tai vastaanottopiiri.

Keksinnön mukaisen suojausjärjestelyn edulliset suoritusmuodot il-35 menevät oheisista epäitsenäisistä patenttivaatimuksista 2-6 ja 8-13.

3 103447

Keksinnön edellä mainitut ja muut tarkoitukset ja piirteet käyvät paremmin ilmi ja itse keksintö tulee paremmin ymmärretyksi seuraavasta sovellu-tusmuotojen kuvauksesta yhdessä liittyvien piirustusten kanssa, joista: kuviot 1, 5 ja 6 esittävät keksinnön mukaisen, optiselle lähetinlait-5 teelle tarkoitetun suojausjärjestelyn kolmea sovellutusmuotoa, kuvio 2 esittää yksityiskohtaisemmin kuvioiden 1 ja 5 tulkintamoduulia IM, kuviot 3 ja 4 esittävät vastaavasti yksityiskohtaisemmin kuvion 2 piirejä D ja P sekä 10 kuviot 7-9 esittävät keksinnön mukaisen, optiselle vastaanotinlait- teelie tarkoitetun suojausjärjestelyn sovellutusmuotoja.

Kuvatut sovellutusmuodot muodostavien optisten elementtien määrittely ja tarkempi kuvaus on löydettävissä optiikan alaa koskevasta yleisestä kirjallisuudesta.

15 Kuviossa 1 on kuvattu optista lähetyslaitetta TX varten tarkoitettu 1 :n- suojausjärjestely. Tämä lähetinlaite pystyy lähettämään informaatiopaketteja esimerkiksi edeltävältä kytkimeltä vastaanotinlaitteelle, joka on kytketty seuraa-vaan kytkimeen, välitysjärjestelmän (ei esitetty kokonaan) optisen kuituyhteyden kautta. Lähetinlaitteessa TX on n-ottoliitäntää 11/ln, joihin vastaavat sähköiset 20 signaalit 11/ln tuodaan, sekä n-antoliitäntää 01/0n, joihin vastaavat optiset signaalit 01/0n annetaan.

TX sisältää n optista lähetinpiiriä, jotka n-optista lähetyslinjapiiriä LC1/LCn muodostavat ja jotka liittyvät yhteiseen suojausjärjestelyyn, joka käsittää varalla olevan optisen lähetysmoduulin STM ja reitityspiirin R. Arvon n, joka 25 on suojausjärjestelyn suojaamien piirien lukumäärä, määrää lähetyslinjapiirien keskimääräinen vikaväli, keskimääräinen aika, jonka tällaisen piirin sallitaan olevan pois käytöstä, piirin korjaamiseen tarvittava aika, välitysjärjestelmän mitoitus ja niin edelleen. Tyypillinen arvo n:lle on 16.

Ottoliitännät 11/ln muodostavat n-optisen lähetyslinjapiirin LC1/LCn 30 otot. Nämä piirit sisältävät laserit, joilla on vastaavat kiinteät aallonpituudet 11/ln, : ja ne tuottavat antoihinsa vastaavat n-optista signaalia OS1/OSn, jotka syö tetään reitityspiirille R ja joilla on vastaavasti nämä kiinteät aallonpituudet 11/ln. Tällaiset optiset lähetyslinjapiirit ovat alalla hyvin tunnettuja, eikä niitä siksi kuvata yksityiskohtaisemmin.

35 Varalla oleva optinen lähetysmoduuli STM sisältää kytkentäpiirin S, erityisesti n/1-kytkimen S, jonka n ottoa on kytketty optisten lähetyslinjapiirien 4 103447 LC1/LCn ottoihin, varalla olevan viritettävän lähetyslinjapiirin STC, jonka otto on kytketty n/1 -kytkimen S antoon, sekä vianarviointipiirin FE, joka ohjaa kytkintä S sekä varalla olevaa lähetyslinjapiiriä STC. Varalla oleva viritettävä lähetyslinjapii-ri STC on identtinen optisten lähetyslinjapiirien LC1/LCn kanssa, paitsi että se 5 sisältää viritettävän laserin kiinteän aallonpituuden omaavan laserin sijasta.

Vianarviointipiiri FE sisältää n-testipiiriä OBC1/OBCn, jotka ovat vastaavasti osia optisista lähetyslinjapiireistä LC1/LCn. Kukin näistä hyvin tunnetuista testipiireistä OBC1/OBCn lähettää niin kutsuttuja testialkioita siihen liittyvään optiseen lähetyslinjapiiriin LC1/LCn sen tilan testaamiseksi ja antaa nii-10 den tilaa, ts. toimiva tai viallinen, osoittavat testitulossignaalit C1/Cn, jolloin viallinen piiri pannaan aina pois käytöstä. Kukin näistä testitulossignaaleista C1/Cn on digitaalinen signaali, jolla on arvo 0, kun vastaava testattu piiri toimii oikein, tai jolla on arvo 1, kun piiri on viallinen. Nämä signaalit viedään n-ottoon tulkin-tamoduulissa IM, joka on myös osa vianarviointipiiriä FE. Tämä tulkintamoduuli 15 tuottaa antoonsa digitaalisen ohjaussignaalin C ja analogisen ohjaussignaalin CA, jotka osoittavat, onko jokin optisista lähetyslinjapiireistä LC1/LCn viallinen, ja identifioivat tämän viallisen linjapiirin. Digitaalinen ohjaussignaali C viedään n/1 -kytkimen S ohjausottoon ja analoginen ohjaussignaali CA ohjaa varalla olevaa viritettävää lähetyslinjapiiriä STC, jolle syötetään myös sallintasignaali E, 20 jonka tulkintamoduuli IM lisäksi antaa.

Tulkintamoduuli IM, joka on esitetty yksityiskohtaisemmin kuviossa 2, sisältää prioriteettipiirin P, jonka n-ottoon n-testitulossignaalia C1/Cn tuodaan. Vasteena näille testitulossignaaleille piiri P tuottaa n-antoonsa n-signaalia D1/Dn, jotka viedään n-D-salvalle DL1/DLn, jotka muodostuvat D-kiikuista, jois-' 25 sa on kussakin sallintaportti E. Nämä D-salvat antavat n-antosignaalia 01 /On, jotka viedään päätöksentekopiirin D ottoihin ja jotka yhdessä muodostavat edellä mainitun digitaalisen ohjaussignaalin C. Päätöksentekopiirissä D on n-lisäottoa, joihin syötetään signaalit C1/Cn, ja yksi anto E1, joka on kytketty D-salpojen DL1/DLn sallintaportteihin. Signaalit 01/On viedään osoiteottoihin 30 muistissa MEM, joka vasteena kehittää antoonsa m-digitaalista signaalia CD1/CDm. Nämä digitaaliset signaalit muunnetaan digitaali-analogiamuunti-messa D/A edellä mainituksi analogiseksi ohjaussignaaliksi CA. Edellä mainitut testitulossignaalit C1/Cn viedään lisäksi TAI-veräjälle, joka tuottaa antoonsa edellä mainitun sallintasignaalin E.

35 Prioriteettipiiri P varmistaa, että jos useita optisia lähetyslinjapiirejä vioittuu, ts. kun useita testitulossignaaleja nousee ylös (1), ainoastaan se sig- 5 103447 naali, jolla on alhaisin sekvenssinumero otetaan huomioon. Esimerkiksi kun C1 ja C2 ovat ylhäällä (1) ja toisaalta C3/Cn ovat alhaalla (0), niin D1 on ylhäällä (1) ja D2/Dn ovat alhaalla (0). Alan ammattilainen voi toteuttaa tällaisen piirin helposti loogisten piirien avulla. Eräs mahdollinen sovellutusmuoto on esitetty kuvi-5 ossa 4, ja sen toiminta on itsestään selvä.

Signaalit D1/Dn salvataan, kun päätöksentekopiirin D antosignaali E1 nousee ylös (1). Tämä piiri varmistaa, että sen antosignaali on alhaalla - salpojen DL1/DLn toiminnan estämiseksi - niin kauan kuin jokin linjapiireistä, jonka on ilmaistu olevan viallinen, pysyy viallisena, ts. niin kauan kuin jokin signaaleista 10 01/0n ja sitä vastaava signaaleista C1/Cn pysyy ylhäällä. Alan ammattilaisen on jälleen helppo suunnitella tällainen päätöksentekopiiri loogisten piirien avulla. Eräs mahdollinen sovellutusmuoto on esitetty kuviossa 3, ja sen toiminta on itsestään selvä.

Signaalit 01/0n ilmaisevat siten, onko ainakin jokin optisista lähetys-15 linjapiireistä viallinen, ja ilmaisevat viallisen piirin, jolla on alhaisin sekvenssinumero. Lisäksi nämä signaalit esittävät sen sijaintipaikan osoitteen muistissa MEM, johon on tallennettu digitaalinen arvo, joka osoittaa toimintajännitteen, joka on kytkettävä varalla olevan lähetyslinjapiirin STC viritettävälle laserille viallisen optisen lähetyslinjapiirin tapauksessa. Tarkemmin sanoen muisti MEM 20 tuottaa tämän osoitteen mukaisesti antoonsa m-bittisen digitaalisen koodin CD1/CDm, joka osoittaa tämän jännitearvon. Digitaali-analogiamuunnin D/A lukee tämän koodin CD1/CDm ja muuttaa sen signaaliksi CA. TAI-veräjä kehittää sallintasignaalin E, joka syötetään varalla olevalle lähetyslinjapiirille STC (kuvio 1) ja joka sallii siten jälkimmäisen piirin toiminnan ainoastaan silloin, kun jokin 25 optisista lähetyslinjapiireistä LC1/LCn on viallinen.

Jälleen kuvioon 1 palaten, optisen lähetinlaitteen TX reitityspiiri R sisältää n-porttisen aallonpituusdemultiplekserin WDM, jonka otto on kytketty varalla olevan viritettävän lähetyslinjapiirin STC antoon, sekä n kappaletta optisia 2/1-tehonyhdistimiä OPC1/OPCn, joiden ensimmäinen otto on kytketty vastaa- • 30 van optisen lähetyslinjapiirin LC1/LCn antoon ja toinen otto on kytketty vastaa- * vaan n-porttisen aallonpituusdemultiplekserin WDM n-annosta. Optisten tehon-yhdistimien OPC1/OPCn annot muodostavat optisen lähetinlaitteen TX antolii-tännät01/On.

Kun jokin optisista lähetyslinjapiireistä, esim. LCi, lakkaa toimimasta 35 tai pannaan viallisena pois käytöstä, tämän osoittavat vastaavan testitulossig-naalin Ci tila (ylhäällä) ja siksi myös vianarviointipiirin FE tulkintamoduulin IM

6 103447 (kuvio 2) tuottamien analogisen ohjaussignaalin CA, digitaalisen ohjaussignaalin C ja sallintasignaalin E tilat. Digitaalinen ohjaussignaali C ohjaa n/1 -kytkintä S sillä tavoin, että tämä kytkee antoonsa otoistaan sen, joka on kytketty vialliseen optiseen lähetyslinjapiiriin LCi. Tämän seurauksena varalla olevan viritettävän 5 lähetyslinjapiirin STC, jonka toiminnan sallintasignaali E on sallinut, ottoon viedään ottosignaali li. Analoginen ohjaussignaali CA virittää piirin STC laseria, niin että se tuottaa antoonsa optisen signaalin OS, jolla on aallonpituus li. Varalla oleva viritettävä lähetyslinjapiiri STC kehittää siten optisen signaalin OS, joka on identtinen optisen lähetyslinjapiirin LCi, silloin kun se toimii oikein, tuottaman 10 signaalin OSi kanssa, n-porttinen aallonpituusdemultiplekseri WDM, joka on kytketty optisiin tehonyhdistimiin OPC1/OPCn, reitittää tämän optisen signaalin OSi vasteena aallonpituuden li omaavan optisen signaalin OS tuomiseen sen ottoon antoonsa, joka on kytketty toiseen optisen tehonyhdistimen OPCi-otoista. Koska - kuten oletetaan - optisen tehonyhdistimen OPCi toiseen ottoon kytketty vialli-15 nen optinen lähetyslinjapiiri LCi on poissa käytöstä, tämä optinen tehonyhdistin kehittää antoonsa optisen signaalin OS.

Aallonpituusdemultiplekseri WDM voitaisiin korvata 1/n-kytkimellä, jota digitaalinen ohjaussignaali C ohjaa kytkemään ottosignaaiin OS toiseen ottoon optisessa tehonyhdistimessä OPCi, joka on kytketty vialliseen linjapiiriin 20 LCi.

Kuten edellä on kuvattu, suojausjärjestely on osa koherenttia lähe-tinlaitetta, ts. sellaista, jossa lähetetyillä optisilla signaaleilla OS1/OSn on eri aallonpituudet 11/ln. Tämän seurauksena varalla olevan optisen lähetysmoduulin STM, kun optinen lähetyslinjapiiri LCi on poissa käytöstä, tuottama signaali OS 25 on identtinen tuon optisen lähetyslinjapiirin tuottaman signaalin OSi kanssa. Tämä tarkoittaa sitä, että sillä on sama aallonpituus li ja että se kuljettaa saman informaation. Suojausjärjestelyä voidaan kuitenkin soveltaa myös intensiteetti-modulointi/suunnanilmaisujärjestelmiin (IM/DD-järjestelmiin), ts. silloin kun kaikilla signaaleilla OS1/OSn on sama aallonpituus I0. Tässä tapauksessa varalla • 30 olevan optisen lähetysmoduulin STM tuottama signaali OS ei mahdollisesti enää * ole identtinen optisen signaalin OSi kanssa: se kuljettaa edelleen saman informaation, mutta sillä voi olla eri aallonpituus li aallonpituusdemultiplekserin WDM ohjaamiseksi passiivisesti.

Optisen signaalin OS aallonpituus li valitaan edullisesti samasta aal-35 lonpituusikkunasta kuin aallonpituus lo. Syy tähän liittyy vastaavan vastaanotto-piirin toimintaan tämän sisältäessä optisen ilmaisimen, joka muuttaa vastaan- 7 103447 otetun optisen signaalin sähköiseksi signaaliksi. Optinen ilmaisin reagoi optisiin signaaleihin, joiden aallonpituus on tarkasti määritellyssä ikkunassa. Jos lähetin lähettäisi signaaleja, joiden aallonpituusarvo olisi tuon ikkunan ulkopuolella, optista ilmaisinta olisi viritettävä sen mukaisesti.

5 Edellä kuvattu kuvion 1 suojausjärjestely on tehokas ainoastaan sil loin, kun optinen lähetyslinjapiiri ei toimi tai on pantu pois käytöstä siihen liittyvän testipiirin (ei ole esitetty) toimesta.

Kuvio 5 esittää toista keksinnön mukaisen optiselle lähettimelle tarkoitetun suojausjärjestelyn sovellutusmuotoa, mutta sellaista, joka on tehokas 10 myös silloin, kun viallista optista lähetyslinjapiiriä ei panna pois käytöstä vaan se jatkaa toimintaansa ja tuottaa virheellisiä antosignaaleja. Tässä suojausjärjeste-lyssä reitityspiiri R sisältää passiivisen 1/n-jakajan SP, jonka otto on kytketty varalla olevan lähetyslinjapiirin STC antoon, sekä n-kappaletta n/1 -kytkimiä S11/S1n, joista kunkin ensimmäinen signaaliotto on kytketty n-optisesta lähetys-15 linjapiiristä LC1/LCn vastaavan antoon ja toinen signaaliotto on kytketty vastaavaan optisen jakajan SP n annosta. Optisissa kytkimissä S11/S1n on lisäksi ohjausotot, joita ohjaavat ohjaussignaalin C vastaavat bitit (signaalin C jakoa vastaaviin bitteihin ei ole esitetty kuviossa 5) sillä tavoin, että kun jokin optisista lähetyslinjapiireistä, esim. LCi, on viallinen, vastaava 2/1 -kytkin S1i saatetaan 20 tilaan, jossa sen toinen otto on kytketty optisen 1/n-jakajan SP vastaavaan antoon. Optinen signaali OS siirretään siten sen antoon. Muut kytkimet päästävät antoonsa sen optisen lähetyslinjapiirin antosignaalin, johon ne on kytketty. Tällä tavoin silloinkaan, kun viallinen optinen lähetyslinjapiiri LCi edelleen toimii, sen antosignaalia OSi ei lähetetä, vaan sen korvaa varalla olevan lähetyslinjapiirin 25 STC antosignaali OS. On huomattava, että passiivinen 1/n-jakaja SP voidaan korvata aktiivisella 1/n-kytkimellä, jota ohjaa ohjaussignaali C, tehohäviöiden pienentämiseksi sekä että juuri kuvatussa sovellutusmuodossa varalla olevan lähetyslinjapiirin ei tarvitse olla viritettävä, koska sen antosignaali syötetään kunkin 2/1-kytkimen S11/S1n toiseen ottoon 1/n-jakajan SP kautta.

*. 30 Kuvio 6 esittää optiselle lähetinlaitteelle tarkoitetun suojausjärjestelyn kolmatta keksinnön mukaista sovellutusmuotoa, joka on samanlainen kuin edellä kuvion 5 yhteydessä kuvattu, mutta jossa vianarviointipiiri FE ei muodosta osaa optisista lähetyslinjapiireistä LC1/LCn. Tämä vianarviointipiiri FE sisältää ohjaimen (ei ole esitetty), joka, aivan kuten kuvioiden 1 ja 5 testipiirit 35 OBC1/OBCn, kytkee testialkioita optisille lähetyslinjapiireille niiden toiminnan tarkistamiseksi, sekä tulkkimoduulin (ei ole esitetty), joka optisilta lähetyslinjapii- 8 103447 reiltä saatujen vastausalkioiden mukaisesti kehittää ohjaussignaalit C ja CA sekä sallintasignaalin E. Nämä ohjain- ja tulkkimoduulit ovat samanlaisia kuin kuvioiden 1 ja 5 testipiirit OBC1/OBCn ja tulkintamoduuli IM. Niissä on kuitenkin lisäksi prosessorilogiikkaa hallitsemaan ja koordinoimaan testialkioiden lähettä-5 mistä n-optiselle lähetyslinjapiirille LC1/LCn ja vastausalkioiden vastaanottamista niiltä.

Kuvioon 7 liittyen kuvataan nyt suojausjärjestely koherenttia vastaanotinta RX varten. Tässä vastaanotinlaitteessa on n-ottoliitäntää 11/ln, joihin vastaavat optiset signaalit 11/ln, joilla on eri aallonpituudet, tuodaan, sekä n-anto-10 liitäntää 01/On, joihin vastaavat sähköiset signaalit 01/0n tuotetaan. RX sisältää n-koherenttia optista vastaanottopiiriä RX1/RXn, jotka ovat koherentteja optisia vastaanottolinjapiirejä, varalla olevan optisen vastaanottomoduulin SRM sekä reitityspiirin R.

Ottoliitännät 11/ln on kytketty varalla olevan optisen vastaanottomo-15 duulin SRM kautta ottoihin vastaavissa koherenteissa optisissa vastaanottopii-reissä RX1/RXn, jotka tuottavat antoihinsa n-sähköistä signaalia ES1/ESn, jotka syötetään reitityspiirille R. Tällaiset linjapiirit ovat alalla hyvin tunnettuja, eikä niitä siksi kuvata yksityiskohtaisemmin.

Varalla oleva optinen vastaanottomoduuli SRM sisältää kytkentäpiirin 20 S, optisen vahvistimen OA, varalla olevan viritettävän vastaanottolinjapiirin SRC sekä vianarviointipiirin FE. On huomattava, että optista vahvistinta tarvitaan vain silloin, kun varalla olevan vastaanottolinjapiirin vastaanottama signaali on liian heikko tämän aktivoimiseksi.

Kytkentäpiiri S sisältää optiset 1/2-jakajat SP1/SPn, joiden otot on 25 kytketty vastaaviin ottoliitäntöihin 11/ln ja joiden ensimmäiset annot on kytketty vastaavien koherenttien optisten vastaanottolinjapiirien RX1/RXn ottoihin. S sisältää myös optisen n/1-tehonyhdistimen OPC, jonka n-ottoa on kytketty vastaavasti optisten jakajien SP1/SPn antoihin ja jonka anto on kytketty optiselle vahvistimelle OA.

30 Vianarviointipiiri FE on samanlainen kuin edellä kuvion 1 optisen lä- hetinlaitteen TX suhteen kuvattu, ja sen toiminta on samanlainen. Se sisältää n testipiiriä OBC1/OBCn, jotka ovat osa koherentteja optisia vastaanottolinjapiirejä RX1/RXn ja tuottavat vastaavat, näiden koherenttien optisten vastaanottolinjapiirien tilaa, ts. oikein toimiva tai viallinen, osoittavat testitulossignaalit C1/Cn. FE 35 sisältää myös tulkintamoduulin IM, jonka ottoihin testitulossignaalit C1/Cn tuodaan ja joka tuottaa antoihinsa digitaalisen ohjaussignaalin C ja analogisen oh- 103447 g jaussignaalin CA. Nämä signaalit sekä osoittavat, onko jokin koherenteista optisista vastaanottolinjapiireistä RX1/RXn viallinen, että myös antavat tuon viallisen piirin identiteetin. Tulkintamoduuli IM antaa lisäksi sallintasignaalin E, joka syötetään varalla olevalle viritettävälle vastaanottolinjapiirille SRC. Tämä on hyvin 5 tunnettu viritettävä koherentti optinen ilmaisin, joka valitsee halutun aallonpituuden analogiasignaalin CA ja sallintasignaalin E ohjaamana. Sen otto on kytketty optisen tehonyhdistimen OPC antoon optisen vahvistimen OA kautta.

Reitityspiiri R sisältää n-kappaletta 2/1-kytkimiä S11/S1n, joista kunkin ensimmäinen otto on kytketty koherenteista optisista vastaanottolinjapiireistä 10 RX1/RXn vastaavan antoon ja toinen otto on kytketty varalla olevan viritettävän vastaanottolinjapiirin SRC antoon. Kytkimiä S11/S1n ohjaavat ohjaussignaalin C vastaavat bitit (signaalin C jakoa eri bitteihin ei ole esitetty kuviossa 7), ja anto-liitännät 01 /On muodostavat niiden annot.

Kun jokin koherenteista optisista vastaanottolinjapiireistä, esim. RXi, 15 on viallinen, tämän osoittaa se, että vastaava testitulossignaali Ci aktivoituu. Sen seurauksena piiri IM tuottaa aktivoidun sallintasignaalin E, joka sallii varalla olevan viritettävän optisen vastaanottopiirin SRC toiminnan, sekä aktivoidun ohjaussignaalin CA, joka ohjaa piiriä SRC sillä tavoin, että tämä kehittää antoonsa sähköisen digitaalisen signaalin ES, joka tuodaan kaikkien 2/1-kytkinten 20 S11/S1n toisiin ottoihin. Ohjaussignaali C ohjaa 2/1-kytkimiä siten, että S1i kyt kee toisen ottonsa antoonsa, kun taas muut kytkimet S11/S1(i-1) ja S1(i+1)/S1n pysyvät asennossa, jossa niiden ensimmäinen otto on kytketty niiden antoon. Tällä tavoin varalla olevan optisen vastaanottomoduulin SRM tuottama sähköinen signaali ES annetaan vastaanotinpiirin RX antoon Oi, kun koherentti optinen 25 vastaanottolinjapiiri RXi on viallinen. Muut linjapiirit antavat muihin antoihin normaalit sähköiset signaalinsa.

Optiselle vastaanotinlaitteelle tarkoitetun suojausjärjestelyn eräs toinen keksinnön mukainen sovellutusmuoto on esitetty kuviossa 8. Tämä sovel-lutusmuoto eroaa kuviossa 7 esitetystä ja edellä kuvatusta sikäli, että kytkentä-30 piirin S muodostavat n-1/2-kytkintä S21/S2n, joiden ottoihin ottosignaalit 11/ln tuodaan, sekä kytkentäpiiri CM. Kytkimillä on ensimmäiset annot, jotka on kytketty n optisesta vastaanottolinjapiiristä RX1/RXn vastaaviin, sekä toiset annot, jotka on kytketty kytkentäpiirin CM vastaaviin ottoihin. Jälkimmäisen muodostaa optinen n/1-tehonyhdistin OPC, jonka anto on kytketty varalla olevan vastaan-35 ottolinjapiirin SRC-ottoon. Näitä n-1/2-kytkintä S21/S2n ohjaavat ohjaussignaalin C vastaavat bitit sillä tavoin, että kun esimerkiksi optinen vastaanottolinjapiiri RXi 10 103447 on viallinen, 1/2-kytkin S2i kytkee ottosignaalinsa li toiseen antoonsa, joka on kytketty varalla olevalle optiselle vastaanottolinjapiirille optisen tehonyhdistimen OPC kautta, kun taas muut kytkimet kytkevät ottonsa niihin liittyvien optisten vastaanottolinjapiirien ottoihin. On huomattava, että tehohäviöiden pienentämi-5 seksi passiivinen optinen n/1-tehonyhdistin voidaan korvata aktiivisella n/1-kytkimellä, jota ohjaa ohjaussignaali C.

Kuvio 9 esittää vielä erästä optiselle vastaanottolaitteelle tarkoitettua suojausjärjestelyä, joka on samanlainen kuin edellä kuvion 8 yhteydessä kuvattu, mutta jossa vianarviointipiiri FE ei ole osa optisia vastaanottolinjapiirejä 10 RX1/RXn. Se, kuinka tämä on toteutettu, on kuvattu jo aikaisemmin kuviossa 6 esitetyn sovellutusmuodon yhteydessä.

On huomattava, että edellä kuvattujen suojausjärjestelyn eri sovellu-tusmuotojen lisäetuna on vielä se, että niissä voidaan käyttää passiivisia optisia elementtejä, esimerkiksi optisia tehonyhdistimiä, aallonpituusmultipleksereitä ja -15 demultipleksereitä ja jakajia, mikä tekee järjestelyn luotettavammaksi kuin aktiivisilla elementeillä varustetut suojausjärjestelyt sekä tekee dataformaatin ja siirtonopeuden riippumattomasti valittaviksi ja immuuneiksi sähkömagneettiselle kohinalle.

Kun edellä on kuvattu keksinnön periaatteet erityisen laitteiston yhte-20 ydessä, on syytä tehdä selväksi, että tämä kuvaus on ainoastaan esimerkinomainen, eikä sitä ole tarkoitettu rajoittamaan keksinnön suojapiiriä.

Claims (13)

11 103447

1. Suojausjärjestely optista lähetinlaitetta (TX) varten, jossa on n-optista lähetinpiiriä (LC1/LCn), joiden annot (OS1/OSn) on kytketty vastaaviin 5 antoliitäntöihin (01/0n), tunnettu siitä, että se sisältää: varalla olevan optisen lähetysmoduulin (STM), joka on kytketty sanottuihin optisiin lähetinpiireihin (LC1/LCn) ja jossa on anto (OS), johon, jos jokin (LCi) sanotuista optisista lähetinpiireistä on viallinen, tuotetaan tuolle vialliselle piirille ominainen optinen signaali (OS) sanotun optisen signaalin (OS) kuljetta-10 essa saman informaation, jonka sanotun viallisen lähetinpiirin (LCi) ottoon tuotu ottosignaali (li) kuljettaa, varalla olevan optisen lähetysmoduulin (STM) sisältäessä: kytkentävälineet (S), joissa on n ottoa kytkettyinä sanottujen optisten lähetinpiirien (LC1/LCn) vastaaviin ottoihin (11/In), 15 vianarviointivälineet (FE), jotka on kytketty sanottuihin optisiin lähe tinpiireihin (LC1/LCn) ja joissa on anto, johon sanotun viallisen optisen lähetys-piirin (LCi) osoittava ohjaussignaali (C) tuotetaan sanotun ohjaussignaalin (C) ohjatessa sanottuja kytkentävälineitä (S) sillä tavoin, että nämä antavat antoonsa sanotun ottosignaalin (li), sekä 20 varalla olevan lähetyspiirin (STC), joka on kytketty sanottujen kyt- kentävälineitten (S) antoon ja joka vasteena sanottuun ottosignaaliin (li) kehittää sanotun optisen signaalin (OS) antoonsa, joka muodostaa sanotun moduulin (STM) annon, sekä reititysvälineet (R), jotka on kytketty sanottujen optisten lähetinpiirien 25 (LC1/LCn) antoihin (OS1/OSn) sekä sanotun varalla olevan lähetinmoduulin (STM) antoon (OS) ja jotka antavat sanotun optisen signaalin (OS) antoliitän-tään, johon sanotun viallisen optisen lähetyslinjapiirin (LCi) anto on kytketty.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen suojausjäijestely (kuvio 1), jossa sanottu viallinen optinen lähetyspiiri on pois toiminnasta, tunnettu siitä, että 30 sanotut reititysvälineet (R) muodostuvat: n-porttisesta aallonpituusdemultiplekseristä (WDM), jonka otto on kytketty antoon sanotussa varalla olevassa lähetyspiirissä (STC), joka on viritettävä ja on viritetty sanottujen vianarviointivälineiden tuottamalla toisella ohjaussignaalilla (CA) sillä tavoin, että se tuottaa sanotun optisen signaalin (OS), 35 jolla on sanotulle vialliselle piirille (LCi) ominainen aallonpituus (li), sekä 12 103447 n-optisesta 2/1-tehonyhdistimestä (OPCI/OPCn), joiden ensimmäiset otot on kytketty sanottujen optisten lähetinpiirien (LC1/LCn) vastaaviin antoihin ja toiset otot on kytketty sanotun n-porttisen aallonpituusdemultiplekserin (WDM) vastaaviin antoihin sanottujen yhdistimien antojen muodostaessa sanotut anto-5 liitännät (01/0n).

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen suojausjärjestely, tunnettu siitä, että jos sanottu viallinen optinen lähetinpiiri on poissa toiminnasta, sanotut reititysvälineen (R) sisältävät: n-optista 2/1-tehonyhdistintä (OPC1/OPCn), joiden ensimmäiset otot 10 on kytketty sanottujen optisten lähetinpiirien (LC1/LCn) vastaaviin antoihin, sekä 1/n-kytkimen sanotun varalla olevan optisen lähetyspiirin (STC) annon kytkemiseksi sanottuun vialliseen optiseen lähetyspiiriin kytketyn optisen 2/1-tehonyhdistimen (OPCi) toiseen antoon sanotun ohjaussignaalin (C) ohjatessa sanottua 1/n kytkintä.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen suojausjärjestely, tunnettu siitä, että sanotut reititysvälineet (R) sisältävät: n-2/1-kytkintä (S11/S1 n), joissa on kussakin ensimmäinen otto, toinen otto ja anto ensimmäisten ottojen ollessa kytketty yhdelle sanotuista optisista lähetinpiireistä (LC1/LCn), sekä 20 optisen 1/n-jakajan (SP) sanotun varalla olevan optisen lähetyspiirin (STC) annon kytkemiseksi sanottujen n-2/1-kytkimen toisiin ottoihin sanotun ohjaussignaalin (C) ohjatessa kutakin sanotuista n-2/1 -kytkimestä sillä tavoin, että se kytkee sanottuun toiseen ottoon, jos sanottuun ensimmäiseen ottoon kytketty optinen lähetinpiiri on viallinen.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen suojausjärjestely, tunnettu siitä, että sanotut vianarviointivälineet (FE) sisältävät: n-testipiiriä (OBC1/OBCn), jotka ovat kukin osa vastaavaa sanotuista optisista lähetinpiireistä (LC1/LCn) ja pystyvät testaamaan sen toiminnan sekä antamaan sen mukaisesti antoonsa testitulossignaalin (C1/Cn), sekä 30 tulkintamoduulin (IM), jonka n-ottoa on kytketty sanottujen testipiirien (OBC1/OBCn) antoihin ja jossa on anto, johon sanottu ohjaussignaali (C) tuotetaan.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen suojausjärjestely, tunnettu siitä, että sanotut vianarviointivälineet (FE) muodostaa vianarviointipiiri, jossa on 35 n-ottoa/antoa kytkettyinä vastaaviin sanotuista optisista lähetinpiireistä 13 103447 (LC1/LCn) ja joka pystyy testaamaan niiden toiminnan sekä jossa on anto, johon sanottu ohjaussignaali (C) tuotetaan.

7. Suojausjärjestely optista vastaanotin laitetta (RX) varten, jossa on n-optista vastaanottopiiriä (RX1/RXn), joiden annot (ES1/ESn) on kytketty n-5 antoliitännästä (01/On) vastaaviin, tunnettu siitä, että se sisältää: varalla olevan optisen vastaanottomoduulin (SRM), jonka n-ottoa sanotun optisen vastaanotinlaitteen (RX) otot muodostavat, sanotun varalla olevan optisen vastaanottomoduulin (SRM) toimiessa vuorovaikutuksessa sanottujen optisten vastaanottopiirien (RX1/RXn) kanssa ja ollessa varustettu annolla (ES), 10 johon, jos jokin (RXi) sanotuista optisista vastaanottopiireistä on viallinen, tuolle vialliselle optiselle vastaanottopiirille (RXi) ominainen sähköinen signaali (ES) tuotetaan sanotun sähköisen signaalin kuljettaessa saman informaation, jonka sanotun viallisen optisen vastaanottopiirin ottoon tuotu ottosignaali (li) kuljettaa, sekä 15 reititysvälineet (R), jotka on kytketty sanottujen optisten vastaanotto- piirien (RX1/RXn) antoihin (ES1/ESn) sekä sanotun varalla olevan optisen vastaanottomoduulin (SRM) antoon (ES) ja jotka antavat sanotun sähköisen signaalin (ES) antoliitäntään, johon sanotun viallisen optisen vastaanottopiirin (RXi) anto on kytketty.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen suojausjärjestely, tunnettu siitä, että sanottu varalla oleva optinen vastaanottomoduuli (SRM) sisältää: kytkentävälineet (S), joissa on n-ottoa, jotka muodostavat vastaanotinlaitteen ottoliitännät, n-antoa, jotka on kytketty sanottujen optisten vastaanottopiirien (RX1/RXn) vastaaviin ottoihin, sekä lisäksi anto, johon ainakin sano-25 tulle vialliselle optiselle vastaanottopiirille (RXi) kytketty sanottu ottosignaali (li) tuotetaan, vianarviointivälineet (FE), jotka on kytketty sanotuille optisille vas-taanottopii reille (RX1/RXn) ja jotka tuottavat antoonsa sanotun viallisen vas-taanotinpiirin (RXi) osoittavan ohjaussignaalin (C) sanotun ohjaussignaalin (C) 30 ohjatessa sanottuja reititysvälineitä (R), sekä varalla olevan vastaanottopiirin (SRC), joka on kytketty sanottujen kytkentävälineiden (S) lisäantoon ja joka vasteena sanotulle ottosignaalille (li) kehittää sanotun sähköisen signaalin (ES) antoonsa, joka muodostaa sanotun moduulin (SRM) annon.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen suojausjärjestely, tunnettu siitä, että sanotut reititysvälineet sisältävät n-2/1-kytkintä (S11/S1 n), joissa kus- 14 103447 sakin on yhteen sanotuista antoliitännöistä (01/0n) kytketty anto ja joiden ensimmäinen otto on kytketty yhden sanotuista optisista vastaanottopiireistä (RX1/RXn) antoon ja toinen anto on kytketty sanotun varalla olevan optisen vastaanottomoduulin (SRM) antoon sanotun ohjaussignaalin (C) ohjatessa sa-5 nottua n-2/1-kytkintä.

10. Patenttivaatimuksen 8 mukainen suojausjärjestely, tunnettu siitä, että sanotut kytkentävälineet (S) sisältävät: n-optista jakajaa (SP1/SPn), joista kullekin tuodaan n-vastaanotetus-ta signaalista (11 /In) vastaava ja joista kussakin on ensimmäinen anto, joka on 10 kytketty sanotuista optisista vastaanottopiireistä (RX1/RXn) vastaavan ottoon, sekä optisen tehonyhdistimen (OPC), jossa on n-ottoa, joista kukin on kytketty sanottujen optisten jakajien (SP1/SPn) toiseen antoon ja tuottaa antoonsa sanottujen ottosignaalien (11 /In) yhdistelmän, kun sanotut optiset vastaanottopii-15 rit (RX1/RXn) ovat koherentteja optisia vastaanottopiirejä ja sanottu varalla oleva optinen vastaanottopiiri (SRC) on viritettävä ja viritetty sanottujen vianarvioin-tivälineiden tuottamalla toisella ohjaussignaalilla (CA) valitsemaan sanotusta ottosignaalien (11/In) yhdistelmästä sanotun viallisen optisen vastaanottopiirin ottoon tuotu sanottu ottosignaali (li).

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen suojausjärjestely, tunnettu siitä, että sanotut kytkentävälineet (S) sisältävät: n-1/2-kytkintä (S21/S2n), joissa on ensimmäiset ja toiset annot ensimmäisten antojen ollessa kytketty sanottujen optisten vastaanottopiirien (RX1/RXn) vastaaviin ottoihin, sekä 25 optiset kytkentävälineet (CM) sanottujen n-1/2-kytkimen (S21/S2n) toisten antojen kytkemiseksi sanotun varalla olevan optisen vastaanottopiirin ottoon, jolloin sanottu ohjaussignaali (C) ohjaa sanottuja n-1/2-kytkintä (S21/S2n) sillä tavoin, että ne kytkevät sanottuun toiseen antoon, jos sanottuun ensimmäiseen antoon kytketty vastaanottopiiri (RXi) on viallinen. ·, 30 12. Patenttivaatimuksen 10 mukainen suojausjärjestely, tunnettu siitä, että sanotut vianarviointivälineet (FE) sisältävät: n-testipiiriä (OBC1/OBCn), jotka ovat kukin osa vastaavaa sanotuista optisista vastaanottopiireistä (RX1/RXn) niiden toiminnan testaamiseksi ja vastaavan testitulossignaalin (C1/Cn) tuottamiseksi antoonsa, sekä is 103447 tulkintamoduulin (IM), jossa on n-ottoa, jotka on kytketty sanottujen testipiirien (OBC1/OBCn) antoihin, sekä anto, johon sanottu ohjaussignaali (C) tuotetaan.

13. Patenttivaatimuksen 10 mukainen suojausjärjestely, tunnettu 5 siitä, että sanotut vianarviointivälineet (FE) muodostaa vianarviointipiiri, jossa on n-ottoa/antoa kytkettyinä vastaaviin sanotuista optisista vastaanottopiireistä (RX1/RXn) ja joka pystyy testaamaan niiden toiminnan sanotun vianarviointipii-rin ollessa varustettu annolla, johon sanottu ohjaussignaali (C) tuotetaan. 16 103447