ITMI960199A1 - Nodo in una rete di trasmissione di segnali ottici e metodo per preservare la comunicazione in caso di guasto - Google Patents
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Abstract
Il nodo ottico comprende due commutatori direzionali di servizio (22, 27), collegati in serie in una linea ad anello primaria (2) rispettivamente a monte e a valle di un'unità di estrazione e/o immissione (11), ed ulteriormente collegati in serie in una linea ad anello secondaria (3), i quali sono atti a commutare in modo comandato il percorso dei segnali ottici tra la linea ad anello primaria (2) e la linea ad anello secondaria (3) e verso la unità di estrazione e/o immissione (11). Il nodo comprende inoltre due commutatori direzionali di riserva, associati ai commutatori direzionali di servizio, operativamente collegati nelle linee ad anello primaria (2) e secondaria (3) per ripristinare la funzionalità del nodo ottico (10) in caso di guasto nei commutatori direzionali di servizio.
Description
Titolo: Nodo in una rete di trasmissione di segnali ottici e metodo per preservare la comunicazione in caso di guasto
DESCRIZIONE
La presente invenzione si riferisce ad un nodo ottico per una rete di trasmissione di segnali ottici avente una architettura ad anello, ossia all'insieme di componenti ottici che permettono di estrarre ed immettere nell'anello i segnali relativi ad uno o più canali di trasmissione. Infatti, nella rete viaggiano insieme su fibre ottiche segnali di canali diversi, aventi differente lunghezza d'onda; le componenti di segnale aventi la lunghezza d’onda corrispondente ad un canale sono prelevate ed inserite sulla rete in corrispondenza dei nodi.
Nelle reti di trasmissione di segnali ottici la quantità di informazioni scambiate è elevatissima. Per questo motivo, un guasto può avere conseguenze molto gravi, in quanto può privare del flusso di informazioni un elevatissimo numero di utenze.
Un guasto tipico è l'interruzione di una fibra ottica, ad esempio perché accidentalmente tranciata da operatori non consapevoli della sua presenza. Per far fronte ad una tale situazione in modo automatico e con tempi tali da non interrompere in modo sostanziale il flusso di informazioni, sono state ideate le reti a doppio anello di tipo autosaldante (self healing rings). Una rete di questo tipo è schematicamente indicata nelle figure 3 e 4.
In queste reti, i vari nodi sono collegati tra loro da due linee ad anello di fibre ottiche: una linea ad anello primaria (detta a volte anche anello esterno) ed una linea ad anello secondaria (detta a volte anche anello interno) . In condizioni normali, i segnali viaggiano unidirezionalmente sulla linea primaria, e vengono estratti e/o immessi nei vari nodi a seconda della loro lunghezza d'onda.
In caso di interruzione di una fibra ottica della linea primaria tra un nodo a monte ed un nodo a valle, la continuità viene ripristinata deviando il flusso dei segnali dalla linea primaria alla linea secondaria nel nodo a monte dell'interruzione (rispetto al senso di percorrenza dei segnali nella linea primaria) e dalla line secondaria alla linea primaria nel nodo a valle. Nella linea secondaria i segnali viaggiano in verso opposto rispetto alla linea primaria.
Per realizzare queste deviazioni da una linea ad anello all'altra in modo automatico, i nodi autosaldanti prevedono l'impiego di due cosiddetti commutatori direzionali, i quali sono dei componenti ottici a quattro vie, con due ingressi e due uscite; in configurazione normale, la prima uscita è collegata otticamente al primo ingresso e la seconda uscita è collegata otticamente al secondo ingresso, mentre in una configurazione commutata la prima uscita è collegata otticamente al secondo ingresso e la seconda uscita è collegata otticamente al primo ingresso.
Un nodo di questo tipo è descritto ad esempio nell'articolo "Analisi e dimensionamento di un anello ottico trasparente..." di S. Merli, A. Mariconda, R de Sanctis, Atti del Convegno FOTONICA '95, Sorrento, Maggio 1995 ed è illustrato schematicamente nella figura 1. Esso permette di deviare i segnali sulla linea ad anello secondaria in caso di interruzione della linea ad anello primaria; inoltre, permette di bypassare l'utenza ottica del nodo (tipicamente un commutatore ottico selettivo in lunghezza d'onda, per prelevare ed immettere i segnali di un canale avente una prefissata lunghezza d'onda) in caso di guasto di quest'ultima, salvaguardando la trasmissione tra i restanti nodi della rete.
È stato verificato tuttavia che a volte, al verificarsi di un guasto sulla fibra ottica della linea ad anello primaria, il commutatore direzionale che dovrebbe intervenire per deviare i segnali sulla linea ad anello secondaria mostra a sua volta di essere difettoso e non è in grado di svolgere la sua funzione, o perché non riesce a commutare o addirittura perché nel tentativo di commutare si danneggia in modo tale da non consentire più alcun passaggio di segnali. Una eventualità simile è poco probabile, ma le sue conseguenze sono gravissime, poiché risulterebbe compromessa l'intera rete.
Esiste quindi il problema di evitare il collasso della rete in caso di guasto simultaneo sulla fibra ottica della linea ad anello primaria ed in uno dei commutatori direzionali.
Di conseguenza, la presente invenzione riguarda, in un suo primo aspetto, un nodo ottico in una rete di trasmissione di segnali ottici, del tipo ad anello autosaldante, detto anello comprendendo almeno una linea ad anello primaria la quale è percorsa in un senso prefissato da segnali ottici in condizione normale di esercizio ed una linea ad anello secondaria la quale è percorsa in senso opposto dai segnali ottici in condizione di guasto, comprendente
una unità di estrazione e/o immissione di un segnale ottico nella linea ad anello primaria, collegata serialmente in tale linea;
un primo ed un secondo commutatore direzionale di servizio, collegati in serie nella linea ad anello primaria rispettivamente a monte ed a valle della unità di estrazione e/o immissione, nel senso di percorrenza dei segnali ottici nella linea ad anello primaria, ed ulteriormente collegati in serie nella linea ad anello secondaria, atti a commutare in modo comandato il percorso dei segnali ottici tra la linea ad anello primaria e la linea ad anello secondaria e verso la unità di estrazione e/o immissione ;
caratterizzato dal fatto di comprendere un primo ed un secondo commutatore direzionale di riserva, associati rispettivamente al primo ed al secondo commutatore direzionale di servizio, operativamente collegati nelle linee ad anello primaria e secondaria per ripristinare la funzionalità del nodo ottico in caso di guasto nel primo e nel secondo commutatore direzionale di servizio .
In questo modo, nel caso in cui uno dei commutatori direzionali di servizio mostri dei problemi quando è richiesto il suo intervento, può intervenire in sua vece il rispettivo commutatore direzionale di riserva .
Preferibilmente, il primo ed il secondo commutatore direzionale di riserva sono rispettivamente collegati a monte del primo commutatore direzionale di servizio ed a valle del secondo commutatore direzionale di servizio lungo la linea ad anello primaria e rispettivamente collegati a valle del primo commutatore direzionale di servizio ed a monte del secondo commutatore direzionale di servizio lungo la linea ad anello secondaria.
Questa disposizione permette 1'affiancamento del commutatore di riserva al commutatore di servizio senza la necessità di ulteriori dispositivi ottici deviatori per gestire la deviazione dei segnali verso il commutatore di riserva in caso di guasto del commutatore di servizio. Infatti, come risulterà in modo più evidente dalla descrizione che segue, in caso di malfunzionamento di un commutatore di servizio la regolarità della linea viene ripristinata semplicemente facendo commutare il commutatore di riserva corrispondente. Questo esclude dal passaggio di segnali della linea il commutatore difettoso, che potrà quindi essere sostituito appena possibile senza che nel frattempo la trasmissione di segnali nella rete resti interrotta .
Ancor più preferibilmente,
la linea ad anello primaria comprende nel nodo :
una fibra di ingresso nel nodo collegata ad un primo ingresso del primo commutatore direzionale di servizio,
una prima fibra di collegamento collegata tra una prima uscita del primo commutatore direzionale di servizio ed un primo ingresso del primo commutatore direzionale di riserva,
- una seconda fibra di collegamento collegata tra una prima uscita del primo commutatore direzionale di riserva ed un ingresso principale dell’unità di estrazione e/o immissione,
una terza fibra di collegamento collegata tra una uscita principale dell'unità di estrazione e/o immissione ed un primo ingresso del secondo commutatore direzionale di riserva,
una quarta fibra di collegamento collegata tra una prima uscita del secondo commutatore direzionale di riserva ed un primo ingresso del secondo commutatore direzionale di servizio,
una fibra di uscita dal nodo collegata ad una prima uscita del secondo commutatore direzionale di servizio ,-- la linea ad anello secondaria comprende nel nodo
una fibra di ingresso nel nodo collegata ad un secondo ingresso del primo commutatore direzionale di riserva,
- una quinta fibra di collegamento collegata tra una seconda uscita del primo commutatore direzionale di riserva ed un secondo ingresso del primo commutatore direzionale di servizio,
una sesta fibra di collegamento collegata tra una seconda uscita del primo commutatore direzionale di servizio ed un secondo ingresso del secondo commutatore direzionale di servizio,
una settima fibra di collegamento collegata tra una seconda uscita del secondo commutatore direzionale di servizio ed un secondo ingresso del secondo commutatore direzionale di riserva,
una fibra di uscita dal nodo collegata ad una seconda uscita del secondo commutatore direzionale di riserva
In un secondo aspetto, l'invenzione riguarda poi un metodo per preservare in caso di guasto la comunicazione di segnali ottici in una rete ad anello autosaldante di trasmissione ottica avente almeno due nodi di immissione e/o estrazione comandata di segnali ottici e due linee ad anello colleganti detti nodi, rispettivamente una linea ad anello primaria percorsa in un senso prefissato dai segnali ottici ed una linea ad anello secondaria percorribile in senso opposto dai segnali ottici in caso di guasto, comprendente - in caso di interruzione della comunicazione in una posizione individuata lungo la linea ad anello primaria - la fase di:
commutare nel nodo a valle dell'interruzione -rispetto al senso di percorrenza dei segnali nella linea ad anello primaria - il percorso dei segnali dalla linea ad anello secondaria alla linea ad anello primaria mediante un primo commutatore direzionale di servizio in ingresso al nodo stesso,
commutare nel nodo a monte dell'interruzione -rispetto al senso di percorrenza dei segnali nella linea ad anello primaria - il percorso dei segnali dalla linea ad anello primaria alla linea ad anello secondaria mediante un secondo commutatore direzionale di servizio in uscita al nodo stesso;
caratterizzato dal fatto che, in caso di ulteriore guasto in uno dei commutatori di servizio, si realizza la fase di:
commutare il percorso dei segnali diretti al commutatore direzionale di servizio guasto dalla linea ad anello che stanno percorrendo all'altra linea ad anello.
In questo modo, il commutatore direzionale guasto risulta escluso dal passaggio dei segnali.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno meglio dalla seguente descrizione, fatta con riferimento ai disegni allegati, in cui :
la figura 1 rappresenta un nodo ottico cosiddetto autosaldante secondo la tecnica nota;
la figura 2 rappresenta un nodo ottico secondo 1'invenzione ;
le figure 3 e 4 rappresentano schematicamente una rete ad anello di tipo autosaldante, rispettivamente in caso di funzionamento regolare ed in caso di interruzione sulla linea ad anello primaria;
- la figura 5 rappresenta schematicamente in maggior dettaglio un componente del nodo ottico della figura 2.
La rete ad anello autosaldante 1 rappresentata nelle figure 3 e 4, comprende nodi 10 per l'immissione e/o estrazione comandata di segnali ottici e due linee ad anello che collegano i nodi 10: una linea ad anello primaria 2 ed una linea ad anello secondaria 3. La linea 2 è normalmente percorsa da segnali ottici in un senso prefissato, mentre la linea 3 è percorsa da segnali ottici in condizioni di guasto della rete (come si vedrà meglio nel seguito) ed in senso opposto rispetto alla linea 2.
Il nodo 10 rappresentato in figura 2 comprende un'unità di estrazione e/o immissione di segnali costituita da un commutatore ottico selettivo in lunghezza d'onda 11, avente un ingresso principale 12 per l'ingresso dei segnali ottici, un'uscita principale 13 per l'uscita dei segnali ottici, un ingresso locale 14 per l'immissione di un segnale ottico specifico avente una prefissata lunghezza d'onda, ed un'uscita locale 15 per l'estrazione di un segnale ottico specifico avente la stessa prefissata lunghezza d'onda. Il commutatore ottico selettivo in lunghezza d'onda 11 è tale da consentire che le componenti dei segnali ottici aventi lunghezza d'onda diversa dalla lunghezza d'onda prefissata attraversino liberamente il commutatore 11 dall'ingresso principale 12 all'uscita principale 13, mentre le componenti dei segnali ottici aventi lunghezza d'onda uguale alla lunghezza d'onda prefissata sono scambiate in uscita ed in entrata attraverso l'uscita 15 e l'ingresso 14 locali. Il commutatore ottico selettivo in lunghezza d'onda 11 può essere ad esempio di tipo acusto-ottico.
Sono noti dispositivi acusto-ottici integrati il cui funzionamento è basato sull'interazione fra segnali luminosi, propaganti in guide d'onda ricavate su un substrato in materiale birifrangente e fotoelastico, ed onde acustiche propaganti alla superficie del substrato, generate tramite appositi trasduttori. L'interazione fra un segnale ottico polarizzato ed un'onda acustica produce una conversione di polarizzazione del segnale, vale a dire rotazione della polarizzazione delle sue componenti TE (elettrica trasversale) e TM (magnetica trasversale), mutuamente ortogonali.
In tali dispositivi acusto-ottici, controllando la frequenza delle onde acustiche è possibile sintonizzare la curva di risposta spettrale, il che rende i dispositivi adatti per essere usati come commutatori delle reti di telecomunicazione ottica a multiplazione a divisione di lunghezza d'onda. Questi dispositivi consentono di modificare la selezione dei segnali senza variare il cablaggio dei componenti; consentono, inoltre, la commutazione e la selezione contemporanea di diversi segnali o canali, se l'onda acustica propagante alla superficie del substrato è la sovrapposizione di onde acustiche differenti. Infatti, i commutatori effettuano la commutazione combinata dei segnali alle lunghezze d'onda corrispondenti alle frequenze applicate simultaneamente agli elettrodi dei trasduttori elettroacustici .
Se viene selezionato un canale ad una determinata lunghezza d'onda, i segnali ottici a quella lunghezza d'onda, entranti da un ingresso, sono indirizzati alla corrispondente uscita di stato incrociato e quelli entranti dall'altro ingresso sono indirizzati alla corrispondente altra uscita di stato incrociato (commutatore nello stato incrociato, cross-state). I segnali non selezionati sono indirizzati da un ingresso alla corrispondente uscita diretta (commutatore in trasmissione diretta, bar-state).
Un commutatore 11 acusto-ottico, in una forma di realizzazione preferita, è mostrato nella figura 5.
Il commutatore comprende un substrato 101 in materiale birifrangente e fotoelastico, costituito da niobato di litio (LiNb03) .
Nel substrato 101 sono ricavati due rami di guida d'onda ottica d'ingresso 102 e 103, le cui estremità 104 e 105 recano le due porte di ingresso 12, 14, cui si possono connettere rispettive fibre ottiche di collegamento, attraverso nodi dispositivi di connessione , o "pigtailing", schematicamente rappresentati in figura.
Allo scopo di consentire il collegamento a dette fibre ottiche (con diametro di circa 250 micron) esterne al commutatore 11, le porte 12 e 14 sono distanziate di almeno 125 micron.
Nel substrato 101 sono anche ricavati due elementi selettivi di polarizzazione 108 e 109, uno stadio di conversione 110 e due rami di guida d'onda ottica d'uscita 111 e 112, recanti alle estremità 113, 114 le rispettive porte di uscita 15, 13, attraverso cui si collegano rispettive fibre ottiche di uscita.
Gli elementi selettivi di polarizzazione 108 e 109 sono formati preferibilmente da divisori di polarizzazione, realizzati mediante accoppiatori direzionali ad onda evanescente, atti a separare su due guide d'onda in uscita due rispettive polarizzazioni alimentate ad un ingresso comune e, rispettivamente, a riunire in una guida d'onda di uscita comune due rispettive polarizzazioni alimentate a due guide d'onda separate in ingresso; in particolare, ciascuno di essi comprende una guida d'onda ottica centrale, rispettivamente 117 e 118, e coppie di guide d'onda ottica di ingresso e di uscita, rispettivamente 119, 120, 121, 122 e 123, 124, 125, 126.
Lo stadio di conversione 110 comprende due rami di guida d'onda ottica 127 e 128 paralleli, connessi alla coppia di guide di uscita 121 e 122 del divisore di polarizzazione 108 e· alla coppia di guide d'onda di ingresso 123 e 124 del divisore di polarizzazione 109; comprende inoltre una guida d'onda acustica 129, contenente i rami di guida d'onda 127 e 128 e un trasduttore elettro-acustico 130, formato da una coppia di elettrodi interdigitati, atto a generare un'onda acustica di superficie a radiofrequenza.
Convenientemente, il trasduttore 130 è posto in una guida d'onda acustica 131 comunicante con la guida d'onda acustica 129, in modo da formare un accoppiatore acustico .
All'estremità di una ulteriore guida d'onda acustica 132, atta a ricevere il segnale acustico dalla guida acustica 129, è disposto un assorbitore acustico 133. Le guide d'onda acustiche 129, 131 e 132 sono delimitate da zone 150, 151, 152, 153 in corrispondenza alle quali il substrato è drogato in modo da causare una velocità di propagazione delle onde acustiche più elevata che nelle guide 129, 131 e 132, confinando il segnale acustico nelle guide.
Il complesso formato dal trasduttore elettroacustico 130, dalle guide d'onda acustiche 129, 131 e 132 e dalle guide d'onda ottiche contenute nella guida acustica 129, costituisce un convertitore acusto-ottico 140, mediante il quale viene realizzata l'interazione tra l'onda acustica ed i segnali ottici.
II funzionamento del commutatore della figura 5 è il seguente.
Quando al trasduttore elettro-acustico 130 non è applicata tensione, il commutatore è disinserito (offstate) e si trova in condizione di trasmissione diretta (bar-state) in cui c'è corrispondenza diretta fra le porte di ingresso 12 e 14 e le porte di uscita 13 e 15, rispettivamente .
I segnali luminosi entrano dalle porte 12 e 14 ed entrano nel divisore di polarizzazione 108 dove le componenti di polarizzazione TE e TM vengono separate nelle guide d'onda 121 e 122, percorrono inalterate i rami 127 e 128 dello stadio di conversione 110 e sono poi inviate nel divisore di polarizzazione 109, in cui le componenti di polarizzazione si ricombinano, inviando i segnali nelle guide d'onda 125 e 126, in modo che i segnali entranti dalle porte 12 e 14 escano immutati dalle porte 13 e 15.
Applicando un appropriato segnale di commutazione agli elettrodi del trasduttore 130, il commutatore viene inserito (on-state) e passa in condizione di trasmissione incrociata (cross-state) per le lunghezze d'onda selezionate, in cui le porte di ingresso 12 e 14 sono in corrispondenza con le porte di uscita incrociate, rispettivamente 15 e 13.
A tal fine, il trasduttore 130 genera una onda acustica di superficie a radiofrequenza con frequenze acustiche di pilotaggio fac (circa 174 ± 10 MHz per dispositivi funzionanti intorno a 1550 nm e 210 ± 10 MHz per quelli funzionanti intorno a 1300 nm) corrispondenti alle lunghezze d'onda ottica di risonanza a cui avviene la conversione di polarizzazione TE->TM o TM->TE per una o più prefissate lunghezze d'onda di segnale, per i quali è richiesta la commutazione.
I segnali luminosi entrano nel divisore di polarizzazione 108 dove le componenti di polarizzazione TE e TM vengono separate e attraversano i rami 127 e 128 dello stadio di conversione 110 dove quelle dei segnali alle suddette prefissate lunghezze d'onda sono trasformate nelle relative componenti ortogonali.
Le componenti di polarizzazione TE e TM sono poi inviate nel divisore di polarizzazione 109 in modo che le componenti di polarizzazione selezionate provenienti dalla porta di ingresso 12 escano dalla porta di uscita 15, insieme alle componenti non selezionate provenienti dalla porta 14, e le componenti di polarizzazione selezionate provenienti dalla porta di ingresso 14 escano dalla porta di uscita 13, insieme alle componenti non selezionate provenienti dalla porta 12.
In tal modo,' i segnali, che nello stadio di conversione 110 subiscono una conversione di polarizzazione, sono guidati allo stato completamente incrociato (cross-state), producendo la funzione di totale commutazione, mentre quelli che non hanno interagito con l'onda acustica passano inalterati.
In una particolare forma di realizzazione, illustrata in figura 6, nel substrato 101 è ricavato inoltre uno stadio di compensazione 160, comprendente due rami di guida d'onda ottica 161 e 162 paralleli, connessi ad un'estremità alle porte di ingrsso 14 e 12 ed all'altra estremità ai rami 119, 120 del divisore di polarizzazione 117.
I due rami di guida d'onda ottica 161 e 162 sono contenuti all'interno della guida d'onda acustica 129 di un convertitore acusto-ottico 164, avente struttura analoga al convertitore 140 già descritto, i cui componenti sono indicati con gli stessi riferimenti. In tale forma di realizzazione, i segnali in ingresso con le componenti di polarizzazione TE e TM combinate percorrono i rami 161 e 162 dello stadio di compensazione 160 e, quando il convertitore 160 è acceso, sono trasformate nelle relative componenti ortogonali, rimanendo combinate .
Successivamente, i segnali entrano nello stadio di conversione 110, in cui le componenti di polarizzazione TE e TM sono riconvertite nello stato di polarizzazione originario a seguito dell'interazione acusto-ottica .
In tale realizzazione, convenientemente, gli spostamenti in frequenza che si generano nelle due componenti TE e TM del segnale a seguito della interazione acusto-ottica nello stadio di conversione sono compensati dagli spostamenti opposti che hanno luogo nello stadio di compensazione.
Nel nodo 10, la linea ad anello primaria 2 comprende una fibra di ingresso 16 ed una fibra di uscita 17; la linea ad anello secondaria 3 comprende una fibra di ingresso 18 ed una fibra di uscita 19. Inoltre, la rete 1 comprende fibre ottiche di linea locali, che nel nodo 10 comprendono una fibra di ingresso locale 20 ed una fibra di uscita locale 21.
Il nodo 10 comprende poi alcuni commutatori direzionali. Ciascuno di essi ha un primo ed un secondo ingresso ed una prima ed una seconda uscita, e può assumere una configurazione normale in cui la prima uscita è collegata otticamente al primo ingresso e la seconda uscita è collegata otticamente al secondo ingresso, oppure una configurazione commutata in cui la prima uscita è collegata otticamente al secondo ingresso e la seconda uscita è collegata otticamente al primo ingresso. Un commutatore direzionale può essere realizzato con varie tecnologie, ad esempio può essere un commutatore di tipo elettromeccanico, con tempi di intervento di qualche decina di millisecondi; commutatori di questo tipo sono il modello S-22NB-L-9 prodotto dalla DiCon Fiberoptics Inc., ed il modello SW2:2X prodotto dalla JDS. Alternativamente, un commutatore può essere di tipo magneto-ottico, con tempi di intervento di qualche millisecondo, come ad esempio il modello YS-111 della FDK.
In particolare, nel nodo 10 sono previsti i seguenti commutatori direzionali:
un primo commutatore direzionale di servizio 22, avente un primo ingresso 23, un secondo ingresso 24, una prima uscita 25 ed una seconda uscita 26;
un secondo commutatore direzionale di servizio 27, avente avente un primo ingresso 28, un secondo ingresso 29, una prima uscita 30 ed una seconda uscita 31;
- un primo commutatore direzionale di riserva 32, avente un primo ingresso 33, un secondo ingresso 34, una prima uscita 35 ed una seconda uscita 36;
un secondo commutatore direzionale di riserva 37, avente avente un primo ingresso 38, un secondo ingresso 39, una prima uscita 40 ed una seconda uscita 41.
La fibra di ingresso 16 della linea ad anello primaria 2 è collegata al primo ingresso 23 del primo commutatore direzionale di servizio 22. La fibra di uscita 17 della linea ad anello primaria 2 è collegata alla prima uscita 30 del secondo commutatore direzionale di servizio 27. La fibra di ingresso 18 della linea ad anello secondaria 3 è collegata al secondo ingresso 34 del primo commutatore direzionale di riserva 32. La fibra di uscita 19 della linea ad anello secondaria 3 è collegata alla seconda uscita 41 del secondo commutatore direzionale di riserva 37.
La fibra di ingresso locale 20 è collegata all'ingresso locale 14 del commutatore ottico selettivo in lunghezza d'onda 11. La fibra di uscita locale 21 è collegata all'uscita locale 15 del commutatore ottico selettivo in lunghezza d'onda 11.
La prima uscita 25 del primo commutatore direzionale di servizio 22 è collegata al primo ingresso 33 del primo commutatore direzionale di riserva 32 tramite una prima fibra di collegamento 42. La prima uscita 35 del primo commutatore direzionale di riserva 32 è collegata all'ingresso principale 12 del commutatore ottico selettivo in lunghezza d’onda 11 tramite una seconda fibra di collegamento 43.
L'uscita principale 13 del commutatore ottico selettivo in lunghezza d'onda 11 è collegata al primo ingresso 38 del secondo commutatore direzionale di riserva 37 tramite una terza fibra di collegamento 44. La prima uscita 40 del secondo commutatore direzionale di riserva 37 è collegata al primo ingresso 28 del secondo commutatore direzionale di servizio 27 tramite una quarta fibra di collegamento 45.
Le fibre ottiche di collegamento 42, 43, 44 e 45 fanno parte della linea ad anello primaria 2, insieme alla fibra di ingresso 16 ed alla fibra di uscita 17.
La seconda uscita 36 del primo commutatore direzionale di riserva 32 è collegata al secondo ingresso 24 del primo commutatore direzionale di servizio 22 tramite una quinta fibra di collegamento 47. La seconda uscita 26 del primo commutatore direzionale di servizio 22 è collegata al secondo ingresso 29 del secondo commutatore direzionale di servizio 27 tramite una sesta fibra di collegamento 46. La seconda uscita 31 del secondo commutatore direzionale di servizio 27 è collegata al secondo ingresso 39 del secondo commutatore direzionale di riserva 37 tramite una settima fibra di collegamento 48.
Le fibre ottiche di collegamento 47, 46 e 48 fanno parte della linea ad anello secondaria 3, insieme alla fibra di ingresso 18 ed alla fibra di uscita 19.
Il nodo 10 poi comprende dispositivi di controllo ed attivazione di per sè noti, per rilevare i guasti (ossia l'interruzione del segnale) nei vari elementi ottici e per attivare i commutatori direzionali.
Il funzionamento del nodo 10 avviene nel modo seguente .
In condizioni di funzionamento normale della rete, i segnali provengono dalla fibra di ingresso 16, attraversano il primo commutatore direzionale di servizio 22 dal suo primo ingresso 23 alla sua prima uscita 25, proseguono sulla prima fibra di collegamento 42, attraversano il primo commutatore direzionale di riserva 32 dal suo primo ingresso 33 alla sua prima uscita 35, proseguono sulla seconda fibra di collegamento 43 e quindi entrano nel commutatore ottico selettivo in lunghezza d'onda 11 attraverso il suo ingresso principale 12.
Nel commutatore ottico 11 selettivo in lunghezza d'onda le componenti dei segnali aventi le lunghezze d'onda prefissate previste per il nodo 11 vengono deviate verso l'uscita locale 15 e la fibra di uscita locale 21. Analogamente, vengono immesse nei segnali componenti aventi le lunghezze d'onda prefissate attraverso la fibra di ingresso locale 20 e l'ingresso locale 20. In altre parole, nel commutatore ottico selettivo in lunghezza d'onda 11 avviene lo scambio di informazioni relativo alla lunghezza d'onda prefissata.
I segnali escono quindi dal commutatore ottico selettivo in lunghezza d'onda 11 attraverso l'uscita principale 13, proseguono sulla terza fibra di collegamento 44, attraversano il secondo commutatore direzionale di riserva 37 dal suo primo ingresso 38 alla sua prima uscita 40, proseguono sulla quarta fibra di collegamento 45, attraversano il secondo commutatore direzionale di servizio 27 dal suo primo ingresso 28 alla sua prima uscita 30 e lasciano quindi il nodo sulla fibra di uscita principale 17.
In caso di interruzione della linea primaria 2 a monte o a valle del nodo 10, vengono fatti commutare il primo commutatore direzionale di servizio 22 oppure rispettivamente il secondo commutatore direzionale di servizio 27.
Nel caso ad esempio di interruzione a monte del nodo 10, i segnali non arrivano più dalla fibra di ingresso 16 della linea primaria 2, bensì dalla fibra di ingresso 18 della linea secondaria 3. I segnali in ingresso quindi attraversano il primo commutatore direzionale di riserva 32 dal suo secondo ingresso 34 alla sua seconda uscita 36, proseguono sulla quarta fibra di collegamento 47, attraversano il primo commutatore direzionale di servizio 22 (che si trova in condizione commutata) dal suo secondo ingresso 24 alla sua prima uscita 25, quindi (come durante il funzionamento normale) proseguono sulla prima fibra di collegamento 42, attraversano il primo commutatore direzionale di riserva 32 dal suo primo ingresso 33 alla sua prima uscita 35, proseguono sulla seconda fibra di collegamento 43 e quindi entrano nel commutatore ottico selettivo in lunghezza d'onda 11 attraverso il suo ingresso principale 12. Uguale al funzionamento normale è il percorso dal commutatore ottico selettivo in lunghezza d'onda 11 alla fibra di uscita 17. Il guasto non pregiudica quindi il funzionamento del nodo 10, nè tanto meno quello dell'intera rete.
Nel caso invece di interruzione a valle del nodo 10, i segnali non devono essere più inviati sulla fibra di uscita 17 della linea primaria 2, bensì sulla fibra di uscita 19 della linea secondaria 3. I segnali in ingresso quindi seguiranno il percorso di funzionamento normale dalla fibra di ingresso 16 al commutatore ottico selettivo in lunghezza d'onda 11 e da questo fino al secondo commutatore direzionale di servizio 27. Poiché questo si trova in stato commutato, i segnali lo attraversano dal suo primo ingresso 28 alla sua seconda uscita 31, quindi proseguono sulla settima fibra di collegamento 48, attraversano il secondo commutatore direzionale di riserva 37 dal suo secondo ingresso 39 alla sua seconda uscita 41 e proseguono quindi sulla fibra di uscita 19.
Naturalmente, essendo la rete ad anello, per ogni interruzione della linea principale vi saranno un nodo a valle ed un nodo a monte, ed in ciascuno di essi avverrà uno degli interventi appena descritti.
Questo modo di funzionamento ricalca il funzionamento dei nodi noti, quali quello illustrato in figura 1.
Se durante uno dei suddetti interventi si verifica anche un guasto nel commutatore direzionale di servizio che deve commutare e se quindi non risulta possibile l'intervento, con un nodo autosaldante noto quale quello di figura 1 risulta interrotta la trasmissione sull'intera rete, perché il passaggio dei segnali non risulta possibile nè sulla linea principale (interrotta sulla fibra di linea) nè sulla linea di protezione (inaccessibile a causa del mancato funzionamento del commutatore direzionale).
Nel nodo 10 secondo l'invenzione, invece, anche una simile eventualità di doppio guasto simultaneo viene rimediata senza interruzioni sostanziali della trasmissione dei segnali.
Infatti, nel caso di interruzione nella linea primaria 2 a monte del nodo 10 e contemporaneo guasto del primo commutatore direzionale di servizio 22, la commutazione del primo commutatore direzionale di riserva 32 devia i segnali direttamente al commutatore ottico selettivo in lunghezza d'onda 11, scavalcando il primo commutatore direzionale di servizio 22 guasto. Il percorso dei segnali risulta quindi il seguente: arrivano dalla fibra di ingresso 18, attraversano il primo commutatore direzionale di riserva 32 (commutato) dal suo secondo ingresso 34 alla sua prima uscita 35, proseguono sulla seconda fibra di collegamento 43 ed arrivano al commutatore ottico selettivo in lunghezza d'onda 11/ dal commutatore ottico selettivo in lunghezza d'onda 11 alla fibra di uscita 17 il percorso è lo stesso del funzionamento normale.
Analogamente, nel caso di interruzione della linea primaria 2 a valle del nodo 10 e contemporaneo guasto del secondo commutatore direzionale di servizio 27, la commutazione del secondo commutatore direzionale di riserva 37 devia i segnali direttamente sulla fibra di uscita 19, scavalcando il secondo commutatore direzionale di servizio 27 guasto. Il percorso dei segnali in uscita dal commutatore ottico selettivo in lunghezza d'onda 11 risulta quindi il seguente: arrivano dalla terza fibra di collegamento 44, attraversano il secondo commutatore direzionale di riserva 37 (commutato) dal suo primo ingresso 38 alla sua seconda uscita 41 ed escono quindi sulla fibra di uscita 19; dalla fibra di ingresso 16 al commutatore ottico selettivo in lunghezza d'onda 11 il percorso è lo stesso del funzionamento normale.
In entrambi i casi suddetti i commutatori direzionali di servizio guasti non vengono attraversati dai segnali, e quindi non causano interruzioni o problemi di alcun genere, qualunque sia il loro guasto.
Si noti infine che il nodo 10 è in grado anche di far fronte in qualche modo al possibile guasto del commutatore ottico selettivo in lunghezza d'onda 11, mediante la commutazione contemporanea del primo commutatore direzionale di servizio 22 e del secondo commutatore direzionale di servizio 27. In questo caso viene preservato il funzionamento della rete, nel senso che i segnali in arrivo dalla fibra di ingresso 16 vengono dirottati sulla sesta fibra di collegamento 46 e da questa sulla fibra di uscita 17, scavalcando il commutatore ottico selettivo in lunghezza d'onda 11 guasto; in questo caso è tuttavia evidente che il guasto al commutatore ottico selettivo in lunghezza d'onda 11 impedisce lo scambio di informazioni del nodo 10 attraverso la fibra di ingresso locale 20 e la fibra di uscita locale 21.
Claims (6)
- RIVENDICAZIONI 1. Nodo ottico (10) in una rete di trasmissione di segnali ottici, del tipo ad anello autosaldante, detto anello comprendendo almeno una linea ad anello primaria (2) la quale è percorsa in un senso prefissato da segnali ottici in condizione normale di esercizio ed una linea ad anello secondaria (3) la quale è percorsa in senso opposto dai segnali ottici in condizione di guasto, comprendente - una unità di estrazione e/o immissione (11) di un segnale ottico nella linea ad anello primaria (2), collegata serialmente in tale linea; un primo (22) ed un secondo (27) commutatore direzionale di servizio, collegati in serie nella linea ad anello primaria (2) rispettivamente a monte ed a valle della unità di estrazione e/o immissione (11), nel senso di percorrenza dei segnali ottici nella linea ad anello primaria (2), ed ulteriormente collegati in serie nella linea ad anello secondaria (3), atti a commutare in modo comandato il percorso dei segnali ottici tra la linea ad anello primaria (2) e la linea ad anello secondaria (3) e verso la unità di estrazione e/o immissione (11); caratterizzato dal fatto di comprendere un primo (32) ed un secondo (37) commutatore direzionale di riserva, associati rispettivamente al primo (22) ed al secondo (27) commutatore direzionale di servizio, operativamente collegati nelle linee ad anello primaria (2) e secondaria (3) per ripristinare la funzionalità del nodo ottico (10) in caso di guasto nel primo (22) e nel secondo (27) commutatore direzionale di servizio.
- 2. Nodo ottico secondo la rivendicazione 1, in cui il primo (32) ed il secondo (37) commutatore direzionale di riserva sono rispettivamente collegati a valle del primo commutatore direzionale di servizio (22) ed a monte del secondo commutatore direzionale di servizio (27) lungo la linea ad anello primaria (2) e rispettivamente collegati a monte del primo commutatore direzionale di servizio (22) ed a valle del secondo commutatore direzionale di servizio (27) lungo la linea ad anello secondaria (3).
- 3. Nodo ottico secondo la rivendicazione 2, in cui: la linea ad anello primaria (2) comprende nel nodo (10): - una fibra di ingresso (16) nel nodo collegata ad un primo'ingresso (23) del primo commutatore direzionale di servizio (22), una prima fibra di collegamento (42) collegata tra una prima uscita (25) del primo commutatore direzionale di servizio (22) ed un primo ingresso (33) del primo commutatore direzionale di riserva (32), una seconda fibra di collegamento (43) collegata tra una prima uscita (35) del primo commutatore direzionale di riserva (32) ed un ingresso principale (12) dell'unità di estrazione e/o immissione (11), una terza fibra di collegamento (44) collegata tra una uscita principale (13) dell'unità di estrazione e/o immissione (11) ed un primo ingresso (38) del secondo commutatore direzionale di riserva (37), - una quarta fibra di collegamento (45) collegata tra una prima uscita (40) del secondo commutatore direzionale di riserva (37) ed un primo ingresso (28) del secondo commutatore direzionale di servizio (27), - una fibra di uscita (17) dal nodo collegata ad una prima uscita (30) del secondo commutatore direzionale di servizio (27); la linea ad anello secondaria (3) comprende nel nodo (io): - una fibra di ingresso (18) nel nodo collegata ad un secondo ingresso (34) del primo commutatore direzionale di riserva (32), una quinta fibra di collegamento (47) collegata tra una seconda uscita (36) del primo commutatore direzionale di riserva (32) ed un secondo ingresso (24) del primo commutatore direzionale di servizio (22), una sesta fibra di collegamento (46) collegata tra una seconda uscita (26) del primo commutatore direzionale di servizio (22) ed un secondo ingresso (29) del secondo commutatore direzionale di servizio (27), una settima fibra di collegamento (48) collegata tra una seconda uscita (31) del secondo commutatore direzionale di servizio (27) ed un secondo ingresso (39) del secondo commutatore direzionale di riserva (37), una fibra di uscita (19) dal nodo collegata ad una seconda uscita (41) del secondo commutatore direzionale di riserva (37).
- 4. Metodo per preservare in caso di guasto la comunicazione di segnali ottici in una rete ad anello autosaldante di trasmissione ottica avente almeno due nodi (10) di immissione e/o estrazione comandata di segnali ottici e due linee ad anello colleganti detti nodi, rispettivamente una linea ad anello primaria (2) percorsa in un senso prefissato dai segnali ottici ed una linea ad anello secondaria (3) percorribile in senso opposto dai segnali ottici in caso di guasto, comprendente - in caso di interruzione della comunicazione in una posizione individuata lungo la linea ad anello primaria (2) - la fase di: commutare nel nodo (10) a valle dell'interruzione rispetto al senso di percorrenza dei segnali nella linea ad anello primaria (2) - il percorso dei segnali dalla linea ad anello secondaria (3) alla linea ad anello primaria (2) mediante un primo commutatore direzionale di servizio (22) in ingresso al nodo (10) stesso, commutare nel.nodo (10) a monte dell'interruzione - rispetto al senso di percorrenza dei segnali nella linea ad anello primaria (2) - il percorso dei segnali dalla linea ad anello primaria (2) alla linea ad anello secondaria (3) mediante un secondo commutatore direzionale di servizio (27) in uscita al nodo stesso; caratterizzato dal fatto che, in caso di ulteriore guasto in uno dei commutatori di servizio (22, 27), si realizza la fase di: commutare il percorso dei segnali diretti al commutatore direzionale di servizio (22, 27) guasto dalla linea ad anello che stanno percorrendo all'altra linea ad anello, prima che i segnali stessi siano entrati nel commutatore direzionale di servizio (22, 27) guasto.
- 5. Metodo secondo la rivendicazione 4, comprendente, in caso di guasto nel commutatore direzionale di servizio in ingresso (22), la fase di commutare il percorso dei segnali provenienti dalla linea ad anello secondaria (3) sulla linea ad anello primaria (2), prima che i segnali stessi siano entrati nel commutatore direzionale di servizio in ingresso (22) 5 guasto.
- 6 . Metodo secondo la rivendicazione 4, comprendente, in caso di guasto nel commutatore direzionale di servizio in uscita (27), la fase di commutare il percorso dei segnali provenienti dalla linea 10 ad anello primaria (2) sulla linea ad anello secondaria (3), prima che i segnali stessi siano entrati nel commutatore direzionale di servizio in uscita (27) guasto .
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