IT9022157A1 - Metodo per misurazione di distanze e stazione trasmittente e ricevente per realizzare tale metodo. - Google Patents

Description

La presente invenzione si riferisce ad un metodo per la misurazione della distanza da una stazione di rete passiva a stei1a in fibra ottica al nodo centrale di. detta, rete passiva a stella quando detta stazione viene messa in funzione, e ad una stazione trasmittente e ricevente atta a. realizzare tale metodo.

L'invenzione parte; da un sistema di comunicazione avente una pluralità' di stazioni trasmittenti e riceventi interconnesse da una rote passi va a stella in fibra ottica. T trasmettitori di questo stazioni trasmettono informazioni al nodo centrale di questa rete1 a. stella, da dove le informaz ioni trasmesse vengono distribuite ai ricevitori di tutte le stazioni. Per evitare interferenza reciproca, alle stazioni vengono assegnati singoli "timo slot". Il metodo di assegnazione non fa parte di questa invenzione, la quale, d ' altronde, e' i ndi pendente dal metodo di assegna? i. orie.

Il fatto importante e' ohe 1 'assegnazione ha luogo .in anticipo, anche solamente poco prima.

La rete deve operare ad una velocita' di trasmissione cosi ' elevata che il ritardo non può' non essere considerato. Il ritardo può' essere considerato facendo cor r j spender e intervalli. di "guard timo" piccoli tra le trasmissioni delle singole stazioni . E' auspicabile mantenere gli i. ntervalli di "guani ti. me" piu' brevi dei ri tardi . Ci n ' può' essere r aggiunto tenendo conto dei vari ritardi . In una rete a stella in fibra ottica, le trasmi ssi. oni delle singole stazioni seguono cammini distinti verso il nodo centrale, vengono la' riunite, e poi vanno, come trama compì età, a tutte le stazioni coinvol te. La trama viene quindi formata nel nodo centrale. Per permettere una corretta formazione di tr aina, ogni stazione tr asmi ttente deve corsi derare il tempo di propagazione verso i l nodo centrale e trasmettere corri sponden temente in anticipo. Ciò' richiede che il. tempo di propagazione sia noto.

Mi surare la .lunghezza dei cavi stesi fino al nodo centrale sarebbe in pratica i naccet tabi 1 e ed il risultato del la misura non potrebbe essere usato i ri modo automatico dalla stazione collegata o da col legare alla rete.

Prima, dell 'avviamento del sistema, una misura di eco potrebbe essere realizzata presso le singole stazioni , ed il suo risultato potrebbe essere usato direttamente. Tuttavia, quando una nuova stazione viene aggiunta oppure viene r i messa in servizio dopo una i nterruz i one, ad esempi o, per una. ri paraz i one, ciò' non sarebbe possibile senza interi i?rire con le operazioni del le altre stazioni.

Scollegare la stazione di misura dal nodo centrale non e' auspicabile per motivi pratici e, d'altra parte, richiede che a ciascun raggio della stella sia. col. legata soltanto una stazione. Tuttavia, non si devono escludere ne' collegamenti di due o piu' stazioni. ad un raggio ne' ramificazioni di singoi i raggi .

Scopo del 1 ' i nvenz i one e 'quel lo di effettuare misurazioni rii distanza in una rete di couturi i caz i one ottica con un accoppi atore a stei 1 a passivo senza interferire con j.1 funzionamento delle altre stazioni.

Questo scopo vi erre ragg i unto con un metodo come esposto nella rivendicazione 1 e con una stazione trasmittente e ricevente come? esposto nella ri vendi caz i one 9,

L ' i dea base e' quella di usare, per la misura?·) one di distanza durante I 'avviamento della stazione, una lunghezza d ' onda diversa, da quella a da quelle sulle quali le altre stazioni si stanno scambi ando messaggi . Questo richiede , oltre all ' apparecchi atura stessa per la misurazione di distanza, che sia possibile operare su un'altra lunghezza d'onda .

Altri aspetti vantaggiosi dell 'invenzione sono esposti nelle rivendicazioni dipendenti.

Una soluzione preferita fa uso combinato di un mul ti piaggi σ a divisione di lunghezza d'onda e di tempo nel quale una lunghezza d'onda (non necessar i amen te sempre la stessa) viene sempre tenuta libera per1 la misurazione se fiossi hi le. Per le misurazioni si. può' far uso dello stesso formato dei dati usato durante il funzionamento. Ciò' ha il vantaggio che la misurazione di di stanza può' essere ripetuta ogni qualvolta sia necessario durante le operazioni per con si derare gli. effetti dell 'invecchiamento e della temperatura.

Una forma di esecuzione dell 'invenzione verrà ' ora descritta con riferimento ai disegni allegati, i ri cui :

Fig. t - mostra schematicamente la. struttura di una rete di communi c az i one ottica, con un accoppiatore a stel la passivo, e

Fig. 2 — mostra la struttura di una. trama impiegabile» per la trasmissione di. messaggi e per misurare distanze nella rete» di comunicazione di Fig, 1. secondo l 'invenzione.

La rete di comunicazione ottica di. Fig. 1 ha un certo numera di stazioni trasmittenti e riceventi SI , . . . , Si , - - . Sn. Queste sono col legate attraverso una guida d'onda ottica ad un nodo centrale SP ed, in questo modo, anche l 'un 1 'altra. L'uso della presente invenzione non e' da esludere se piu' di una stazione e' disposta ad una «estremità' di un collegamento a guida d'onda ottica che e' lontana dal nodo centrale SP,cioe' alla estremità' di. un raggi o. Nel 1 ' esempi o di Fig. 1, si fa riferimento alle stazioni SI. ed S2 L'uso dell 'invenzione non e' da escludere neppure se uno o piu' raggi si diramano verso due o piu' stazioni, come e' il caso del le stazioni S4, SS ed Si. .

Pref eribi Imprite vengono usate guide d'onda ottiche separate dalle stazioni SI, ... , Si , . . . Sm e verso .il nodo centrale (direzione di trasmi ssi one) e dal nodo centrale verso le stazioni (direzione di ricezione) . In questo casa si devono prendere delle precauzioni in corrispondenza del nodo centrale per assicurarsi che la luce ricevuta da una guida d'onda ottica sia uniformemente o almeno quasi uniformemente di stribui ta a tutte le guide d'onda ottiche che centr al e.

Generalmente e' anche possi bile usare una confi,guraziene 5 di rete con una sola guida d'onda ottica per ogni raggio a patto che nelle stazioni, le direzioni di trasmissione e di ricezione siano separatili! e che, nel nodo, tutta la 1Lice in ingresse! sia uni forrnemente riflessa ver'so tu 11e le gu.ide d 'onda ottiche .

Diverse? lunghezze? d'onda di 1lavoro A l 1 k vengono usate nella rete. Ciascuna stazione SI ,. ..,Si ,... ,Sn può ' comuni care con qualsiasi altra stazione su qualsiasi di queste lunghezze d'onda. Non si esclude 1a possibilità' di operazioni delle singole stazioni contemporaneamente su. due o piu' lunghezze d'onda. Ciascuna st.az iorie, qu indi, r iceve tu11e le informazioni c:he ha trasmesso. Ciò' tuttavia, può' anche essere garantito con lunghezze d’onda differenti.

Nell ' esempio mostrato in Fig. 1., le lunghezze d 'onda A l, \ 2, A 3 e \ t: vengono usate per le trasmissioni di. messaggi tra stazioni diverse. Ipotizziamo ohe la stazione Si di Fig. 1 debba misurare la sua distanza del nodo centrale SP sen^:a poter valutare il risultato di una misura precedente. A tal fine, viene eseguita uria misura di distanza basata sull'eco sulla lunghezza d'onda \ i che non era in uso per trasmi ssi one di messaggi da. nessun 'altra stazione, cioè' viene trasmesso un segnale e viene misurato il ritardo d'arrivo dell'eco. La conversione da ri.tardo a distanza e ritorno sarebbe possibile facilmente ma non e' necessaria in questo caso.

La presente invenzione consente ad una stazione di essere messa in funzione senza interferire con il funzionamento di altre stazioni solo se la lunghezza d'onda stilla quale questa sta;·:ione può' operare e' attualmente libera da trasmissioni di messaggi di. qualsiasi. altra stazione. La stazione deve quindi essere jri grado d.i operare su. ciascuna di almeno due lunghezze d'onda. Una di queste lunghezze d'onda, tuttavia, deve essere tenuta libera da trasmi.ssi.oni di messaggi., se possibile.

Nel presente esempio, si assume che ciascuna stazione possa operare su ciascuna delle succitate lunghezze d'onda di lavoro. Ciascuna di queste lunghezze d 'onda può' essere usata anche per la misura di di stanza. Una volta che l a misura di distanza e ' stata fatta, la stazione e' pronta, per operare correttamente nel l a rete. Tuttavia si dovrebbero fare tentativi per assicurarsi, che almeno una lunghezza d 'onda rimanga e divenga nuovamente libera per permettere ad altre stazioni di essere messe in funzione. Un modo di ottenere ciò ' potrebbe essere quello di spostarsi, su una lunghezza d 'onda già ' usata da altre stazioni pei·' aumentare* la probabilità ' che ci sia sempre una lunghezza d 'onda, libera. Una possibilità ' che si suggerisce e ' quella di spostarsi sulla lunghezza d 'onda o su uria delle lunghezze d 'onda sulle quali sta già ' operando la stazione con la qual e si deve stabilire una c omun ic az τone .

E 'anche possibile, tuttavia, prevedere una lunghezza d 'arida che possa esse usata per misurazione d.i. distanza e per altre funzioni di questo tipo (cariale di servizio, gestione di rete), e non per trasmissione di messaggi. Tutte le stazioni devono allora poter spostarsi su questa lunghezza d 'onda. finche se viene usata una lunghezza d 'onda l ibera per mi surazioni di distanza, uno schema per evitare col l i si oni dovrebbe essere i mpl ementato pri ma della prima misurazione di distanza per assicurarsi che nessun 'altra stazione stia usando la stessa lunghezza d'onda. Sii schemi per evitare collisioni sono noti agli esperti del ramo. Di solito , i requisiti indispensabili per implementare uno schema per evitare collisioni devono essere presenti in ogni stazione per altre ragioni.

Uno di questi requisiti, e' che la stazione deve poter di.sti.nguere l'eco della sua trasmissione dalla trasmissione di un altra stazione. Pref eribi 1mente un segnai e digitale peri odi co contenente l'identificazione della stazione viene usato a questo scopo. Se il segnale ricevuto e' distorta o viene ricevuto 1 'identificatare di un'altra stazione, ciò' e' un 'indicazione che anche una seconda stazione sta cercando di occupare questa lunghezza d'onda. In questo caso, il tentativo verrà' ripetuto piu' tardi oppure su un'altra lunghezza d'onda che sembra 1i.bera .

Anche per la misura di distanza viene fatto uso pref eri bi1mente di un segnale digitale periodico, cioè' un segnale con una struttura a trama, che contiene un'identificatore della stazione. Sia il segnale per implementare lo schema per evitare collisioni, sia il segnale con la struttura a trama da usarsi durante le operazioni sono adatti a questo scopo- Questi segnal i possono comunque essere i dentici .

Se la struttura a trama usata durante le operazioni viene usata anche per le misure di distanza, verrà ' scelto il "time slot" che viene assegnato a questa stazione anche durante le operazioni. Ciò ' ha anche il vantaggio che si possono eseguire misure di distanza persino durante il funzionamento, e, in questo modo, controllare i valori misurati in precedenz a ,cosi ' che i cambiamenti dovuti al 1 'invecchi amento, a variazioni di temperatura oppure a differenti condizioni di propagazione cori differenti lunghezze d 'onda possano essere determinate e compensate.

Se le strutture a trama usate per lo schema per evitare collisioni e per operazioni normali sono diverse, e ' vantaggioso che entrambe passano essere usate per misurazioni di distanza.

Fig, 2 mostra una struttura a trama uhi 1 izzabi 1e per i 1 norma! e funz ionamento . La linea superiore mostra un segnale con t re successive trame, T-l, T e T+i. La struttura di una trama e ' illustrata nella linea centrale. La t rama ha una intestazione H, una parte di status" ST ed una parte informativa I. Durante le operazioni, una stazione trasmette 1 'intestazione H e, nella parte di "status" ST, un "time slot" Gl,..., Qi,... , Gm viene permanentemente assegnato a ciascuna stazione. La parte informativa I viene continuamente ridistr ibuita alle starioni.Al1a stazione Si che deve eseguire una misurazione di distanza e' assegnato un "time slot" Qi, che e 'i11ustrato in maggior dettaglio nella linea inferiore. Ciò' che e' importante in questo collegamento e' che questo "time slot" comincia con una parte di sinorcinizzazione Synch. Vengono anche mostrati gli intervalli di "guard time" Gt alla fine della trasmissione di ciascuna staz ione.

In questa forma di realizzazione 1 'identificatore della stazione Si e' la distanza tra intestazione H e il "time slot" associato Q:l.

Per la misurazione di distanza, viene misurato il tempo tra la trasmi ssione della parte di si.ncronizzazi one Synch e il suo ritorno.

Dispositivi per determinare il tempo esatto in cui si presenta la parte di sincronizzaz ione devono essere, in ogni caso, presenti.

Una stazione ricevente e trasmittente adatta per realizzare il. metodo secondo l'invenzione richiede un trasmetti tore attico e un ricevitore ottico i quali devono essere entrambi capaci di commutare tra almeno due lunghezze d'onda di lavoro, cioè' tra almeno due .intervalli di lunghezza d'onda. E' irrilevante se la commutazione e' ottenuta sintonizzando una stessa unita' funzionale in modo opportuno oppure commutando unita' funzionali simili diverse nella lunghezza d'onda di lavoro™ Una tale stazione deve inoltre includere un dispositivo di confronto che fornisca una indicazione di accordo o di saccordo tra i dati ricevuti dal ricevitore ed i dati prima trasmessi dal trasmettitore. Dispositivi digitali di confronto sono generalmente noti. Inoltre, deve essere presente un dispositivo di misurazione che misuri il ritardo tra la trasmi ssione dei dati e la ricezione dei dati. corri spandenti , cioè' la risposta del dispositivo di. confronto.

E' suf ficentra che il dispositivo di confronto e il dispositivo d.i misurazione operino solo se viene usata una particolare "parola" di dati, ad esempio una "parola" di sincronizzazione.

In una forma di realizzasi one preferita, la stazione trasmittente e ricevente include un generatore di trama ed il. suo trasmetti toro può' trasmettere una trenta generata dal generatore di trame. A questo fine, almeno un' intestazione di trame, nell 'esempio 1 'intestazione H, deve essere periodi cariente trasmessa.

Tuttavia un carattere identificatore di stazione viene in aggiunta vantaggiosamente trasmesso e rilevato dal dispositivo di confronto. Cio'puo' essere, ad esempio, un numero contenuto nella intestazione che specifichi la stazione che sta attualmente trasmettendo 1 'intestazione . Tali dispositivi sono noti agli esperti del ramo.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI Metodo per la misurazione del la distanza da una stazione di una rete passiva a stel la in fibra ottica al nodo centrale di detta rete passiva a stel la in f ibra ottica quando detta stazione viene messa in funzione, caratteri zzato dal fatto che un segnale viene trasmesso su una lunghezza d 'onda che non si. sta usando per trasmissione di. messaggi, e dal fatto che viene mi.aurato il ritardo di arrivo dell 'eco Metodo secondo la rivendicazione 1, caratteri zzato dal fatto che la lunghezza d 'onda usata e ' una lunghezza d 'onda non specificata per trasmissione di messaggi. Metodo secondo J.a rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la lunghezza d 'onda usata e ' una tra una pluralità ' di lunghezze d 'onda specificate per trasmissioni d i messaggi . Metodo secondo la rivendicazione 3 caratter i :z ato dal fatto che, una volta eseguita la misurazione del la distanza, vengono fatti tentativi per spostarsi su una lunghezza d 'onda già ’ usata da altre stazioni. Metodo secondo 1a r iven d i c:a z.iorie 1 caratteri z zato dal fatto che il segnale trasmesso per misurare la distanza ha una struttura di trama che contiene una identificazione della stazione. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratteri zzato dal fatto che la struttura di trama usata durante il funzionamento viene usata per la misurazione della distanza, e dal fatto che, per la misurazione della distanza, in detta struttura di trama viene selezionato uno slot il quale viene anche assegnato a detta stazione durante il funzionamento. Metodo secondo la rivendicazione 6, carat ter iz z ato dal fatto che durante il funzionamento vengono ripetute misurazioni del l a di stanza . Metodo secondo la rivendicazione 1 , caratteri zzato dal. fallo che prima della pri ma mi suraz ione della di stanza viene i mplementato uno schema enti col 1 i sione per assi curare che nessun 'al tra stazione sta usando la. medesima lunghezza d 'onda. Stazione trasmittente e ricevente per una rete passi, va a stella, in fibra ottica, comprendente un trasmettitore ottico per trasmettere m e s s a g gi in una fir im a 1u n ghezza d 'o n d a. ed un ricevitore ottico per ricevere messaggi, in detta prima lunghezza rl'onda, ed atta ad eseguire il metodo di cui alla ri vendi caz ione 1 , caratteri zzata dal fatto che il trasmettitore ed il ri covi tore sono commutabili su uria seconda lunghezza d 'onda, dal fatto che la stazione include un dispositivo comparatore il quale fornisce un indicazione di concordanza o discor danza tra i dati ricevuti dal ricevitore e i dati trasmessi, in precedenza dal trasmetti tore, e dal fatto che la stazione include un dispositivo di. misurazione per mi sur are il ritardo tra la trasmissione dei dati e la ri cezione dei dati. corrispondenti ai. dati trasmessi . Stazione secondo la rivendicazione 9, caratteri z.z at.a dal. fatto che essa include un generatore di trama, e dal fatto che il trasmettitore e ' atto a trasmettere una trama generata dal generatore di trama. Stazione secondo 1a r iveririicaz ione 10, cara 11 er izzat a d a 1. fatto che il dispositivo comparatore rileva 1 'arrivo di un carattere idon t if icalore del 1 a s t a z i on e d i a p p a r t e n e n z a contenuto nel 1 a trama