JP4099311B2 - 光リング網において波長多重化方式でデータ伝送するための方法および装置 - Google Patents

Description

【０００１】
技術分野
デジタル信号を伝送するために、できるだけ低コストで信頼性のある伝送システムが構想される。個々の網要素（網ノード・端末、端末マルチプレクサ、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐマルチプレクサ）を接続するために、好適には、リング構造が使われる。なぜなら、この構造では、「ワーキング信号」と「保護信号」を別々の回路で導くこと、つまり、２つの網要素を基本的には短い方のリング部分で、ワーキング回路を経て接続すること、少なくとも干渉があると長い方のリング部分で保護回路を経て相互に接続することが可能だからである。回線切断があると、自動的に保護回線が作られるので、干渉は短時間になる。
【０００２】
背景技術
同期式デジタル階層（ＳＤＨ）、または同期光通信ネットワーク（ＳＯＮＥＴ）のように、データ率が高い場合は、グラスファイバが、伝送帯域が広く、かつ、減衰が少ないために用いられ、グラスファイバを最適に使用するためにしばしば波長多重化方式が使われる。ドイツ公開特許出願ＤＥ４３ ３７ ０８９ Ａ１、ヨーロッパ公開特許出願Ｅ０ ６５１ ５２９ Ａ１およびＥ０ ６５１ ５２８ Ａ１には光学リング網について記述されており、その網の場合、リング網要素を接続するためにさまざまな波長が使われる。
【０００３】
オスロでの第２２回ヨーロッパ光通信会議ＥＣＯＣ’９６、Ｏｓｌｏ、Ｗｅｂ．２．３、３．５１ページから３．５４ページに掲載の論文「カラー部分リング実験結果」には、図１に示すリング構造が報告されており、隣接するＡｄｄ／Ｄｒｏｐマルチプレクサが双方向で２つの導波管を経て相互に接続されている。２つの隣接するＡｄｄ／Ｄｒｏｐマルチプレクサの間では、両方向に関して、ただ１つの波長が使われる。しかし、すべての伝送区間では、異なる波長が使われる。信号の接続・解除は、光フィルタに対応する光Ａｄｄ／Ｄｒｏｐマルチプレクサを介して行われる。一般に最短のリング区間を使うワーキング回路が干渉されると、１つの保護回線が長い方のリング区間を経て同じ波長を使って作られる。つまり、それまで干渉された区間を経て送信されていたワーキング信号が「戻り接続される」のである。この方法では、１つの対応する帯域を持つワーキング回路と同じように多くの保護回路が必要となる。この原理を用いる１つの方法がドイツ公開特許出願ＤＥ １９ ７０７ ０５６ Ａ１に記述されている。
【０００４】
発明の開示
本発明の課題は、保護装置を備えたリング網の伝送容量を最適に利用することである。
この課題は請求項１に示した方法によって解決される。独立請求項に適当な装置を提示する。有利なその他の形態については従属請求項に記す。
本発明では、保護回路が１つだけ設定されており、その回路にすべての端末がアクセスできる。つまりデータを送り、データを受け取ることができる。干渉されない場合は、すべての端末の回路が接続され、干渉されると、関係する端末相互間の干渉されていない長い方のリング区間を通る１つの回線が作られる。ワーキング回路と同じく保護回路も、複数の波長を持つ複数の下部回路を持ち、それらは異なる端末への回線になる。保護される場合、さまざまな波長を持つ指定された下部回路による回線が作られる。
【０００５】
リング網の信頼性は、別々のワーキング回線構成要素と保護構成要素（接続構成要素）を想定することによって向上する。ワーキング信号と保護信号は同時に検証されるので、干渉された保護回線の場合であっても不必要な切り替えは阻止される。
ケーブル切断などが原因の、誤りのある伝送回路および誤りのある接続構成要素が直ちに処理されれば、少ない費用で十分な信頼性が得られる。どちらの場合にも、同時に保護回線構成要素と保護回線に切り替えられる。
安全性は、１つの追加切り替え構成要素を使うことによって向上する。その追加切り替え構成要素は、ワーキング接続構成要素に欠陥があると、関係する保護接続構成要素に切り替えるが、それと同時に保護回線に切り替えることはしない。それによって、誤りのある回線構成要素であるにもかかわらず、保護回路を、回線伝送の際の保護回線として使用できるようになる。
端末装置（マルチプレクサおよび回線構成要素）および対応する切り替え装置を２倍にすることによって、機器故障の場合の運転安全性をさらに向上できる。
【０００６】
発明を実施するための最良の形態
本発明を実施例を使って詳しく説明する。
図１は１つのリング網を示す。４つの端末（網ノード）Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが、保護装置に関係する波長マルチプレクサ回路装置ＷＤＭ／ＳＷを経て、相互に接続されている。その波長マルチプレクサ回路装置には、光波長マルチプレクサ（波長分割マルチプレクサＷＤＭ）、光スイッチＳＷ、および監視装置、制御装置が含まれる。網ノードはＡｄｄ／ＤｒｏｐマルチプレクサＡＤＭまたは、および端末マルチプレクサＴＭになりうる。網ノードは一定のワーキング回路Ｗ１、Ｗ２、．．．を経て、相互に接続されており、それらの回路には、一定の波長領域ＬＷまたは複数の波長領域を持つ複数の個別回路が指定されている。
実施例では、端末Ａがワーキング回路Ｗ１を経て端末Ｂと結び付き、ワーキング回路Ｗ２を経て端末Ｄと結び付く。一般的に全体のリング網で最大の伝送率が可能であり、それゆえ１つのワーキング回路Ｗだけからも通話ができ、その回路は一般的にリング網の個別区間を経て、頻繁に異なるデータ率で異なる情報を伝送する。同じ波長を異なる区間で使うこともできる。
【０００７】
ワーキング回路Ｗ１は、たとえば、（伝送されるデータ率と使われている変調方式に対応して）１つの波長領域ＬＷを示し、これには、たとえば、波長λ１、λ２を持つ２つの個別回路が含まれる。波長λ１の個別回路は端末Ａと端末Ｂを結び、波長λ２を示すその他の個別回路は端末Ａと端末Ｃを結ぶ（相互に結合されたＡｄｄ／Ｄｒｏｐマルチプレクサと端末マルチプレクサの個数に応じて２つの端末も個別回路群によって相互に結合できる）。端末Ｂと端末Ｃの間のデータ伝送は別の波長で、または波長λ１で行うことができる。
すべての端末に関して、使用可能なすべての保護回路の中で１つだけの回路Ｐが想定される。これは、リングの１つの区間での使用できる最大伝送能力に対応する伝送能力を持つ。保護回路とワーキング回路とは波長多重化方式で同じ回線、ファイバＦ１、Ｆ２を経て伝送される。つまり保護回路で使われる波長領域ＬＰ（または波長）はリング網で使われる短い波長と交差しない。
【０００８】
図１では復ファイバリングを基礎にしており、その際、両方向での伝送は同じ波長で行われる。単ファイバ網も使用でき、その際、伝送装置には異なる波長が指定され、それによって往復方向で２倍の伝送帯域幅が必要となる。保護回路は、同じ１本、ないし複数のファイバであるが別の波長領域のファイバを使う。
図２では端末（網ノード）Ａと端末（網ノード）Ｄの間の回線が干渉されていると想定する。関係する端末間のデータ交換は保護回路を経て波長ＬＰを使って、長い方の干渉されていない回路を経て行われる。関係しない局ＢとＣは保護回路を、波長マルチプレクサ切り替え装置ＷＤＭ／ＳＷによって接続する。
【０００９】
図３は、１つの端末（たとえばＡ）の保護装置の波長マルチプレクサ切り替え装置ＷＤＭ／ＳＷの細部を示す。両方向のワーキング回路は、ワーキング送信回路Ｗ１２、Ｗ２１とワーキング受信回路Ｗ１１とＷ２２に分かれ、それらは直線で表わされており、対応する保護回路Ｐ２１、Ｐ１２、Ｐ２２、Ｐ１１は破線で表わされている。例として、Ａｄｄ／ＤｒｏｐマルチプレクサＡＤＭ付きの１つの端末が示してあり、これは、それぞれの伝送方向ＯＳ（東）とＷＥ（西）で１つのワーキング回線構成要素Ｗｏ、Ｗｗ、および１つの保護回線構成要素Ｐｏ、Ｐｗを持つ（Ｐｏｉｎｔ ｔｏ Ｐｏｉｎｔ回線にだけ適している端末マルチプレクサは、もちろん１つのワーキング回線構成要素と保護回線構成要素だけを持つ）。
１つの網ノードが複数のＡｄｄ／Ｄｒｏｐマルチプレクサと端末マルチプレクサになることもある。対応する回線構成要素は対応する多くの入出力信号を受信、送信し、それらの信号はさまざまな波長を示す。
【００１０】
簡単に示した回路図には、直接、隣接する端末への回線のみが表わされている。東に隣接する端末から、回線ＬＩＮＥ１の第１ファイバＦ１を経て、両方向のワーキング回路Ｗの一部である、ワーキング受信回路Ｗ１１で、ワーキング信号が受信され、１つの波長デマルチプレクサＷＤＵＸ０を経てワーキング回線構成要素Ｗｏへ送られる。この回線構成要素から、１つのワーキング信号が波長マルチプレクサＷＭＵＸ０を経て、ワーキング送信回路Ｗ２１の第２ファイバＦ２を経て、東に隣接する網ノードに伝送され、そのワーキング送信回路はワーキング受信回路と共にワーキング回路Ｗを構成する。
同じ方法で、データ交換が、西側に端末が隣接する回線ＬＩＮＥ２を経て行われ、ファイバＦ１を通って送信され、ファイバＦ２を通って受信され、その際、回線構成要素から送られ、受信されたワーキング信号は再び波長マルチプレクサＷＭＵＸｗと波長デマルチプレクサＷＤＵＸｗを通る。
【００１１】
ワーキング信号はワーキング回路に指定されているので、同じ参考符号が使われる。
監視装置ＵＷ１、ＵＷ２は、東方向ないし西方向では、波長マルチプレクサおよび波長デマルチプレクサに指定されている。その他の監視装置ＵＷ３、ＵＷ４は、Ａｄｄ／ＤｒｏｐマルチプレクサＡＤＭに指定されている（１つの端末マルチプレクサの監視機能は低い）。
東と西のトラヒック方向で、１つの送信ワーキング回路と１つの受信ワーキング信号だけならば、保護信号ないし保護回路のいずれかを接続し、場合によっては光増幅器ＯＡで増幅するためには、またはそれを保護回線構成要素に送るか、ないし保護送信信号をワーキング送信信号の代わりに利用するためには、４つのスイッチＳＷ１からＳＷ４で十分である。
それに対して１つの端末が、複数のＡｄｄ／Ｄｒｏｐマルチプレクサまたは対応する個数の回線構成要素のある端末マルチプレクサ、つまり入出力部になるなら、それらはさまざな波長のワーキング個別回路を経て結ばれるので、スイッチ群の個数は対応して増えなければならない。
【００１２】
図３には、２つのワーキング個別回路が２つの波長λ１、λ２によって表わされており、全体のリング網で使われている２つの保護個別回路はλ３、λ４によって表わされており、それらは波長デマルチプレクサによって波長別に接続解除されるか、ないし、一緒に誘導される。
ワーキング個別回路によって、直接には隣接していない端末も相互に結合される場合は、干渉時に対応する回線を保護個別回路を経て作らねばならない。１つの干渉に関係する端末も同様に「隣接する端末」として考察される。
図のスイッチは干渉のない場合を想定して表わされている。西方向の（図２）回線ＬＩＮＥ２のファイバＦ１、Ｆ２が切断されると、端末ＡとＤはデータを受信しない。それによって保護運転への切り替えが起動される。このために制御信号Ｓ１、Ｓ２によってスイッチＳ１、Ｓ３が動作し、その結果、保護回線構成要素Ｐｗのデータが保護回路Ｐ２１のスイッチＳＷ３を経て、東方向に送られ、東方向からのデータは保護回路Ｐ１１で受信され、保護回線構成要素Ｐｗに導かれる。
保護運転への切り替えは、サービス回路ＳＶ１１、ＳＶ２１およびＳＶ１２、ＳＶ２２によって制御される。このために異なるプロトコルを使うことができる。同様に、これらのサービス回路によって、その他の網ノードが別の許容できない切り替え過程を行うことが阻止される。
【００１３】
１つのワーキング回線構成要素、たとえばワーキング回線構成要素Ｗｗが故障すると、監視装置によって保護回線への切り替えとスイッチＳＷ１とＳＷ３の起動が引き起こされる。本来１つの監視ユニットの機能ブロックである、監視装置ＵＷ１からＵＷ４は、相互に通信し、サービス回路を経て切り替え過程を制御できる。隣接する端末での切り替え過程は、受信データの欠如によって起動されることもある。
この方法では、同じ端末でのさまざまなマルチプレクサの複数のワーキング回線構成要素の同時故障も許容される。しかし、１つの回線構成要素および１つの回線が干渉されると、同じ切り替えになるので、異なる端末の回線構成要素が同時に故障するときの代替回路は、異なる波長でマルチプレクサが動作するならば可能である。
【００１４】
この方法の好適な変更を図４を使って説明する。基本回路図には追加の切り替えユニットＳＷ５からＳＷ８ないしＳＷ９からＳＷ１２が含まれ、それらの切り替えユニットによって、個々の回線方向（ＬＩＮＥ１またはＬＩＮＥ２）に関して、ワーキング受信信号と保護受信回路、ないしワーキング送信回路と保護送信回路を選ぶことも、また選んだ回路をワーキング回線構成要素と、または保護回線構成要素に結合することも可能になる。個々の回路図は、ＳＷ５からＳＷ８ないしＳＷ９からＳＷ１２の４つのスイッチで構成される。それぞれ２つのスイッチが直列で接続され、切り替え接点は相互に結合されている（スイッチの並列回路も可能である）。
【００１５】
ワーキング回線構成要素Ｗｗが故障すると、監視装置ＵＷ４がその制御信号Ｓ４でスイッチＳＷ１１とＳＷ１２を、ワーキング送信回路Ｗ１２の、破線で示した位置２に切り替え、ワーキング受信回路Ｗ２２は代替になる保護回線構成要素Ｐｗに接続される。データ交換の処理はさらに同じファイバを経て行われる。この場合、隣接する網ノードで誤りメッセージが出されてはならない。あるいは、保護切り替えをしてはならないとのメッセージが送られる。それゆえ、その他の端末の回線構成要素の別の故障があっても干渉されることはない。
１つの（追加）回線中断があると、図３での説明と同じ切り替えになる。
【００１６】
保護方法のその他の変更を図５に示す。回線構成要素ＬＢは冗長的には実行されないが、完全なワーキングマルチプレクサＡＤＭ−Ｗが回線構成要素Ｗｏ、Ｗｗも含めて倍増される。ワーキングマルチプレクサには監視装置ＵＷ３が指定されており、それは、本来のマルチプレクサ装置またはその回線構成要素が干渉されると、回線構成要素Ｐｏ、Ｐｗ付きの保護マルチプレクサＡＤＭ−Ｐに切り替わる。これは切り替えユニットのスイッチＳＷ７、ＳＷ８、ＳＷ１１およびＳＷ１２を起動することで行われる。
回線干渉の場合、保護回路への切り替えはスイッチＳＷ５、ＳＷ６、ＳＷ９およびＳＷ１０によって、先に説明した方法で行われる。両方のマルチプレクサが同時に動作すべき場合には、追加の監視装置ＵＷ４を、保護マルチプレクサを監視するために使用できる。
１つの伝送装置で、再生中継器（ｒｅｇｅｎｅｒａｔｏｒ）などの誤りによってワーキング回路が干渉された場合には、この片側が干渉された回線の代替回線を接続するだけで十分であることを補足しておく。図に示した光回路は光クロスコネクタで代替できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に沿った保護回路のあるリング網である。
【図２】 図１に示すリング網での干渉である。
【図３】 本発明の保護装置である。
【図４】 本発明の追加の回線構成要素保護手段を持つ保護装置である。
【図５】 本発明の端末保護手段を持つ保護装置である。

Claims (8)

1. １つの保護装置を備えた光リング網の複数の端末（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）相互間の双方向ワーキング回路（Ｗ）で、波長多重化方式でデータ伝送するための方法であって、前記保護装置はデータ伝送が区間（ＬＩＮＥ２）で干渉された場合に、リング網の干渉されない区間（ＬＩＮＥ１）を経て、保護回路（Ｐ）で波長多重化方式で、１つの保護回線を作り、その際、１つの双方向の保護回路（Ｐ）は、少なくともワーキング回路（Ｗ）の伝送容量（キャパシティ）を持ち、すべての端末を相互に結合するようなデータ伝送方法において、
   ワーキング回線構成要素（Ｗｏ）の干渉がある場合、当該ワーキング回線構成要素とは独立の構成である指定された保護回線構成要素（Ｐｏ）に切り替えられ、ワーキング回路（Ｗ：Ｗ２１，Ｗ１１）を経た接続が維持され、区間（ＬＩＮＥ２）の干渉がある場合、相互に隣接する端末（Ａ，Ｄ）の間に、リング網の干渉されない区間（ＬＩＮＥ１）を経て、前記ワーキング回線構成要素と保護回路（Ｐ：Ｐ２１，Ｐ１１）とが結合された１つの保護回線が作られ、その際、関係しない端末（Ｂ，Ｃ）が保護回路（Ｐ：Ｐ２１，Ｐ１１）を接続することを特徴とするデータ伝送方法。
2. 干渉されない運転の時にはすべての端末（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）が保護回路（Ｐ：Ｐ２１，Ｐ１１）を接続することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. ２つの別々のファイバ（Ｆ１，Ｆ２）を経てデータ伝送されることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. ワーキング回路（Ｗ：Ｗ２１，Ｗ１１）では、異なる波長（λ１，λ２）の複数の個別回路が伝送され、
   保護回路（Ｐ：Ｐ２１，Ｐ１１）では、異なる波長（λ３，λ４）で、対応する個別回路が伝送されることを特徴とする請求項１または請求項３に記載の方法。
5. ワーキング回路（Ｗ）で、異なる波長（λ１，・・・）の複数のワーキング個別回路（Ｗ２１，Ｗ１１）が、２つ以上の端末（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）相互間で伝送され、その際、干渉されていない端末（Ｂ，Ｃ）によって対応するワーキング個別回路（Ｗ２１，Ｗ１１）が接続し、
   保護回路（Ｐ）では、対応する保護個別回路（Ｐ２１，Ｐ２２）が伝送され、前記保護個別回路の波長は同一のファイバ（Ｆ１，Ｆ２）を経て伝送されるワーキング個別回路の波長と異なることを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 端末（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）のワーキング信号（Ｗ）がワーキングマルチプレクサ（ＡＤＭ−Ｗ）を経て伝送され、
   ワーキングマルチプレクサ（ＡＤＭ−Ｗ）またはそれに指定されたワーキング回線構成要素（Ｗｏ，Ｗｗ）の干渉の場合、代替として設定されており、保護回線構成要素（Ｐｏ，Ｐｗ）を含む、保護マルチプレクサ（ＡＤＭ−Ｐ）に切り替えられることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の方法。
7. １つの保護装置を備えた光リング網の複数の端末（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）相互間で、波長多重化方式でデータ伝送をするための装置であって、
   前記端末は保護装置を備え、
   前記保護装置は区間（ＬＩＮＥ２）で干渉された場合に、保護回路（Ｐ）で、リング網の干渉されない区間（ＬＩＮＥ１）を通る波長多重化方式で、データ伝送を可能にし、その際、個々の端末（Ａ）は波長デマルチプレクサ（ＷＤＵＸｏ、ＷＤＵＸｗ）になり、波長固有のワーキング信号（Ｗ２１，Ｗ１１）および保護信号（Ｐ２１，Ｐ２２）を経て接続解除され、波長マルチプレクサ（ＷＭＵＸｏ，ＷＭＵＸｗ）になると、波長固有のワーキング信号（Ｗ２１，Ｗ１２）および保護信号（Ｐ２１，Ｐ２２）を経て接続され、その際、１つの双方向保護回路（Ｐ）が形成され、前記保護回路は少なくともワーキング回路（Ｗ）の伝送容量を持ち、すべての端末（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）を相互に結合し、個々の端末（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）には、個々の伝送方向に関して、ワーキング信号（Ｗ２１，Ｗ１１，Ｗ１２，Ｗ２２）の送受信のための１つのワーキング回線構成要素（Ｗｏ，Ｗｗ）と、関係する保護信号（Ｐ２１，Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ２２）の送受信のための当該ワーキング回 線構成要素とは独立の構成である保護回線構成要素（Ｐｏ，Ｐｗ）とが設定され、
   ワーキング回線構成要素（Ｗｏ，Ｗｗ）および関係する保護回線構成要素（Ｐｏ，Ｐｗ）はそれぞれ１つの切り替え装置（ＳＷ５−ＳＷ８，ＳＷ９−ＳＷ１２）を設定されており、前記切り替え装置はワーキング回線構成要素（Ｗｗ）の干渉の場合に、指定された保護回線構成要素（Ｐｗ）への切り替えを行い、
   光スイッチ（ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４）が波長デマルチプレクサ（ＷＤＵＸｏ、ＷＤＵＸｗ）の出口と波長マルチプレクサ（ＷＭＵＸｏ，ＷＭＵＸｗ）の入口との間に設定されており、それらは干渉されない回線の場合は、保護回路（Ｐ：Ｐ２１，Ｐ１１）を接続し、隣接する端末（Ａ，Ｄ）相互間の回線区間（ＬＩＮＥ２）の干渉の場合、それぞれ前記光スイッチの２番目の接続（ＳＷ１、ＳＷ３）を経て、リング網の干渉されない区間（ＬＩＮＥ１）を経て前記保護回路（Ｐ：Ｐ２１，Ｐ１１，・・・）及びこの保護回路に結合されたワーキング回線構成要素を経て保護接続を作ることを特徴とするデータ伝送装置。
8. １つの端末に、１つのワーキングマルチプレクサ（ＡＤＭ−Ｗ）、および関係する保護回線構成要素（Ｐｏ，Ｐｗ）を持つ、指定された１つの保護マルチプレクサ（ＡＤＭ−Ｐ）が形成されており、このマルチプレクサに指定されている切り替え装置（ＳＷ５からＳＷ１２）が形成されており、この切り替え装置によって、干渉の種類に依存して別々の切り替えを、ワーキングマルチプレクサと保護マルチプレクサ（ＡＤＭ−Ｐ）との間で、および光スイッチ（ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４）を介してワーキング回路（Ｗ）と保護回路（Ｐ）との間で行うことを可能とすることを特徴とする請求項７に記載の装置。

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