TWI384797B - 分時多工系統內通道連結中的開放纖維控制與光傳播損失 - Google Patents
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Description
本發明申請案係與共同讓渡且共同待審的美國專利申請案號＿＿＿(代理人案號POU920050179US1)，標題為〝Method and Apparatus for Initializing an End－to－End link in a Fiber Optic Communications System〞。
本發明適用於光纖網路，該光纖網路使用分時及分波多工之組合，並輸送需要使用在網路上輸送之光損失(LOL)、開放纖維控制(OFC)、或兩個狀態之組合的通信協定。
近來光纖高密度分波多工(DWDM)裝備的進展藉由使用分波多工(WDM)與分時多工(TDM)的組合，以更有效率的方式使用纖維的可用頻寬。通常，在TDM/WDM系統中，多個資料速率高達每秒1－2個十億位元組(Gbit/s)的輸入信號經時間多工為單一的高速資料流。然後，再將此高速資料流調變成分波多工(WDM)網路的光學波長之一，其操作速度為10 Gbit/s或更快。此方法提供符合成本效益的方式以擴充光學網路的容量，且目前正應用於工業標準協定，如十億位元乙太網路、光纖通道、非同步傳送模式(ATM)等等。
某些資料通信協定需要特殊的調節方案，以在此環境中操作。例如，IBM已開發一組稱為「系統內通道(ISC)連結」的協定，其用於Geographically Dispersed Parallel Sysplex(GDPS，地理分散平行方案)架構中的大型主機電腦叢集。(Geographically Dispersed Parallel Sysplex與GDPS為IBM公司的商標。)此方法係用於全球大型公司的高度可用性與災難復原，且需要經由DWDM網路對50－100公里(km)或更多的距離擴充ISC連結。直到最近才不需要時間多工ISC通道，因WDM網路中每個波長的最大資料速率約為2.5 Gbit/s，與ISC通道大約相同。(這些通道可操作於2.125 Gbit/s的對等模式或1.0625 Gbit/s的相容性模式；相容性模式連結亦使用開放纖維控制(OFC)協定的版本。)由於WDM中每個波長的資料速率近來增加至10 Gbit/s以上，因此需要尋找一種在共用波長上時間多工數個ISC通道的方法，讓GDPS架構維持價格的競爭優勢。
此操作需要兩個基本步驟。第一個步驟是加速匹配ISC通道與WDM網路間之FIFO緩衝區的方法。此需要瞭解IBM資料框結構，及實現此方法的演算法說明於美國專利申請案公開案2005/0100337(DeCusatis等人)，在此以引用方式併入本文中。第二個基本步驟是調節通道初始化與控制資訊的時間多工，包括開放纖維控制(OFC)與光傳播損失(LOL)。
OFC說明於美國專利6,356,367、6,359,709、及6,359,713(DeCusatis等人)，並說明於美國專利6,438,285(DeCusatis等人)與美國專利申請案公開案2003/0072516(DeCusatis等人)，其全部在此以引用方式併入本文中。如在引用的專利申請案公開案中所解說的，OFC為在收發機硬體中實施的雷射眼安全聯鎖；一對以點對點連結連接的收發機必須執行交握序列，以在資料傳輸發生前初始化連結。僅在此交握完成之後，雷射以全光學功率開啟。如果連結因任何理由(如纖維中斷或連接器未插入)而斷開，連結將偵測此情況並自動在兩端停用雷射，以防止曝露於危險的光學功率位準。當連結再次閉合時，硬體將自動偵測此情況並重新建立連結。OFC係定義用於ANSI光纖通道標準中的各種雷射波長及資料速率；OFC時序與狀態機亦在此標準中定義。仍需要使用OFC以與連接到纖維連結的其他裝置共同操作，即使其中OFC不再用於雷射安全功能。
LOL說明於上述美國專利6,356,367、6,359,709、及6,359,713以及美國專利申請案公開案2003/0072516，且說明於如美國專利5,504,611(Carbone等人)與5,136,410(Heiling等人)的專利，在此以引用方式併入本文中。甚至不實施OFC協定的連結有時也必須沿纖維長度傳播光損失(LOL)條件。如所提專利申請案公開案2003/0072516中所解說的，傳播光損失不同於在連結上發送一長串的零資料；連接的電腦裝備必須能夠決定開放光學連接及一長串零(可能的毀損資料)之間的差異，因為每個情況中的錯誤復原都不同。
本發明解決這兩個重要的連結狀態(LOL與OFC)，這兩個狀態必須透過TDM/WDM網路來傳播，以確保ISC通道的適當功能性。
先前，在每個波長光學監督通道(OSC)上，橫跨WDM網路傳送此控制資訊。此如圖1所示，其中顯示先前技術系統100含有經由網路106耦合的WDM傳輸節點102與WDM接收節點104。(此範例已稍事簡化，因節點102與104之每一者均含有傳輸與接收功能。)
傳輸節點102含有複數個輸入通道，每一輸入通道驅動共用WDM多工器120。在這些輸入通道之每一者中，用戶端(未顯示)在連結上的光學信號108驅動光學至電子(OE)變換器或光學接收器(RX)110，以產生電輸出信號112。此電信號112與電額外負擔控制信號114結合，其結果饋進至電子至光學(EO)變換器或光學傳輸器(TX)116。變換器116具有內部雷射(未另外顯示)，其提供特定波長的光學信號118至WDM多工器120。WDM多工器120結合所有這些輸入通道的光學信號118(其具有不同波長)，以提供單一多波長光學輸出信號122至網路106。
相應地，在接收節點104處，WDM解多工器126自網路106取得多波長光學輸入信號124，然後將其分成多個不同波長的光學信號128，且在相應的輸出通道處理這些光學信號。在這些輸出通道之每一者中，光學接收器130轉換光學信號128為電信號132，並使用已知技術從電信號132擷取額外負擔控制信號134。最後，光學傳輸器136取得電信號132，並使用另一內部雷射從電信號132擷取控制信號134，再將其轉換成對應於原始輸入信號108的光學輸出信號138。
在圖1所示的系統100中，將輸入光學資料流108轉換成電形式112，然後再經調變於波長相容於WDM網路106的另一雷射信號118。在此程序中，將載送此波長之網路管理資訊的額外負擔位元114新增至資料流。此額外負擔通道佔用極少部分的可用頻寬(可能只有幾個百分比)，且受限在WDM網路106內；其由目的地WDM節點104的接收器功能卸下。依此方式，如果在連結中任何地方有纖維或組件故障，WDM裝備可停用其網路雷射連接與用戶端雷射連接。同樣地，如果連結具有OFC協定，則在修復故障之前，將停用整個光學連結；此時，OFC將自動重新初始化端對端連結。否則，WDM介面將以透通的方式向前傳送輸入資料至輸出節點。
然而，如果計劃要時間多工ISC訊務的數個通道，便不能使用此方法。在此後者情況中，必須考慮如LOL傳播。如果在TDM級中發生僅影響一個ISC通道的裝備故障，將不可能停用整個連結中的雷射，因其仍然載送其他輸入通道的ISC訊務。也不可能只是簡單地傳輸全部零。許多原因可說明此為事實，包括此傳輸違反ISC連結的差異性。其將被誤解為資料錯誤並禁止合適的通道錯誤復原，且接收器的時脈復原電路在這些情況下將自鎖定漂移。在時間多工ISC訊務的數個通道時，OFC傳播也有同樣的顧慮。
先前，已對多工光學網路中各種通信協定下過各種研究功夫。以下專利為其代表。
美國專利6,587,615(Paiam)說明在其通帶內具有大體上平坦輸出回應的光學波長解多工器。此係藉由使用二級式光學波長多工程序來完成，其中第一WDM具有大約等於第二WDM的自由光譜範圍。其中說明各種具體實施例，包括共振光學腔、陣列波導格柵等等。此專利僅說明WDM系統的光譜特性。其未採用分時多工技術且未對網路上的LOL或OFC狀態傳播提出說明。
美國專利5,814,557(Otsuka等人)說明一種拌碼WDM系統中光學信號偏振的方法與裝置，以抑制非線性效應並提高傳輸保真度。其中提出各種具體實施例，包括每個波長偏振拌碼器與其間具有拌碼級的二級式波長組合方案。此專利僅說明長距離WDM系統的非線性效應，此效應源自於光學偏振的變化。其未採用分時多工技術且未對網路上的LOL或OFC狀態傳播提出說明。
美國專利公開案2003/0081294(Lee等人)說明自由空間WDM系統，該系統耦合接收通道至光纖，以促進光學放大器的使用。其中說明光束發射與聚焦單元以促進此耦合，其包括光學循環器、WDM耦合器、及放大的自發性發射纖維。此專利未採用分時多工技術且未對網路上的LOL或OFC狀態傳播提出說明。
上述的一系列專利：6,359,709、6,359,713、及6,356,367說明用於光纖網路的方法、裝置、及電腦程式產品，其允許在WDM網路上傳播OFC條件。這可藉由使用載送OFC狀態的帶外信號來完成；其亦提出使用電包覆模式的具體實施例。在這些專利中說明的技術僅適用於WDM系統，而非TDM，且無法擴充以涵蓋TDM系統。事實上，在這些專利中說明的方法無法在TDM環境中發揮作用。因此，這些專利使用每個波長控制通道以傳播OFC狀態資訊來說明，也就是說每個波長僅支援一個資料通道。這些專利亦無法解決WDM或TDM網路上的LOL傳播。
本發明克服先前技術缺點並提供額外優點；本發明有關傳播光學網路上連結狀態條件的方法與裝置。本發明一些比較重要的方面如下：於本發明之一方面係本發明之標的有關光學網路上系統內通道(ISC)或類似協定的輸送，其使用分時多工(TDM)級，通常結合分波多工(WDM)級一起使用。如上述，必須正確地傳播連結條件，如橫跨單一WDM波長(其中使用WDM)內每一TDM子通道的光損失(LOL)條件。因此，本發明之此方面設想用於每一TDM子通道之載送此資訊的控制通道，其中以和資料的相同方式對控制通道進行時間多工。
更正式地來說，本發明之此方面設想一種在TDM光學網路上自複數個輸入通道傳輸信號的方法及裝置，其中輸入通道之每一者含有光學資料信號及含有關於光學資料信號之控制資訊的電控制信號。根據本發明，相應的光學接收器將光學資料信號轉換為相應的電資料信號，TDM資料多工器對電資料信號進行時間多工，從而產生多工資料信號。TDM控制信號多工器對電控制信號進行時間多工，以產生多工控制信號，該多工控制信號與該多工資料信號結合以產生合成電信號。光學傳輸器自經由網路傳輸的合成電信號產生合成光學信號。
在接收端，光學接收器經由網路接收合成光學信號，並自合成光學信號產生合成電信號，其可分成多工資料信號與多工控制信號。TDM資料解多工器解多工此多工資料信號，以產生用於對應於輸入通道之輸出通道之相應的電資料信號，及TDM控制信號解多工器解多工此多工控制信號，以產生用於輸出通道之相應的電控制信號。最後，相應的光學傳輸器轉換電資料信號為用於輸出通道的光學資料信號。
在所說明的系統中，為回應在輸入通道之一偵測光學資料信號的損失，將產生該輸入通道的電控制信號，以指示光學資料信號的損失。控制信號將藉由上述信號處理傳播至適當的輸出通道。
視需要，本發明可使用於TDM/WDM系統中，其中WDM多工器在經由網路傳輸之前，結合合成光學信號與一或多個不同波長的其他合成光學信號。在此例中，WDM解多工器將接收的合成光學信號分成不同波長的合成光學信號，其中每一者被饋進至光學接收器，以產生合成電信號，並依上述方式從合成電信號產生用於輸出通道的個別資料信號與控制信號。
尤其，根據本發明之此方面，每一輸入通道(如，ISC輸入通道)有其自己專用的額外負擔控制通道，其與相同TDM區塊中之其他輸入通道的控制通道不同(如，識別符不同)。這些控制通道經時間多工以產生用於每一光學波長的單一控制通道，其相容於先前建立的方法。這些控制通道均可操作，無論連結上是否有任何資料實際在傳輸。任何產生光損失的裝備或連結故障現將在下一個下游元件處辨識出來，然後TDM(包括TDM/WDM)裝備可插入控制字元，以用於為其他WDM節點所辨識的受影響通道。
於本發明的另一方面，上述同時申請之申請案之標的有關一種在混合TDM/WDM網路上傳播開放纖維控制(OFC)條件的方法與裝置。所揭露內容為在混合TDM/WDM網路上傳播OFC的點對點具體實施例及主從具體實施例。
更正式地來說，本發明之此方面設想一種初始化光纖通信系統中端對端連結的方法與設備，其中一對節點互連一對端裝置。這些節點經由相應的裝置連結區段耦合至端裝置，且經由網路連結區段互相耦合，裝置連結區段與網路連結區段一起形成端對端連結。根據本發明，第一節點初始化裝置連結區段以及該節點所耦合的端裝置。在初始化該裝置連結區段後，第一節點經由網路連結區段發送信號至另一節點，以指示發送的節點已初始化其裝置連結區段。第一節點在經由網路連結區段自另一節點接收指示另一節點已初始化其裝置連結區段的信號後，完成端對端連結的初始化。
第一節點可停用裝置連結區段以及該節點所耦合的端裝置，且在另一節點無法初始化其裝置連結區段後，返回初始化步驟。在預定時間週期內無法自另一節點接收指示另一節點已初始化其裝置連結區段的信號後，可執行此停用。或者，自另一節點接收指示另一節點尚未初始化其裝置連結區段的信號後，可執行此停用。
初始化步驟可由節點之每一者作為另一節點之對等節點來執行。或者，這些步驟可由該等節點之一作為主要節點來執行，主要節點在初始化其裝置連結區段後，發信號給另一節點，使另一節點作為從屬節點執行其自己的初始化程序。此從屬節點在接到主要節點的信號後，初始化裝置連結區段以及從屬節點所耦合的端裝置，且在初始化該裝置連結區段後，經由網路連結區段發送指示從屬節點已初始化其裝置連結區段的信號給主要節點。
又，本發明的另一方面，為上述同時申請之申請案之標的有關一種在混合TDM/WDM網路上傳播OFC狀態的方法與裝置，其不需要使用網路中的端節點以產生OFC順應信號。而是，本發明之此方面使用處理由連接到網路之端裝置所產生之OFC信號的演算法，其進一步說明如下。
更正式地來說，本發明之此方面設想一種根據預定協定初始化光纖通信系統中端對端連結的方法，其中一對節點互連一對端裝置。端裝置之每一者根據預定協定，能夠初始化其與類似裝置間的連結區段。這些節點具有：經由相應的裝置連結區段耦合至端裝置的相應裝置埠、經由網路連結區段互相耦合之相應的網路埠、延伸於裝置埠與網路埠間之相應的資料通道，裝置連結區段與網路連結區段一起形成端對端連結。
根據本發明，如由該等節點之一所執行的，資料通道一般操作於透通模式中，其中自網路埠重新傳輸接收於裝置埠的光學信號，及自裝置埠重新傳輸接收於網路埠的光學信號。然而，為回應在該裝置埠偵測預定連結狀態，資料通道暫時操作於回送模式中，其中在自網路埠重新傳輸的同時，亦自裝置埠將接收於裝置埠的光學信號回送至裝置連結區段，從而允許端裝置根據預定協定初始化裝置連結區段，然後再返回透通模式。尤其，如果裝置埠包含光學傳輸器與光學接收器，預定連結狀態將包含光學接收器沒有信號及光學傳輸器存有信號。
其他特色及優點將透過本發明的技術來實現。於此將詳細說明本發明的其他具體實施例及方面，並將其視為本發明的一部分。為了更加瞭解本發明的優點與特色，請參考說明與圖式。
圖2及3顯示本發明之一具體實施例，其中結合多個TDM資料通道的控制通道為單一TDM通道，以在網路上進行輸送。尤其，圖2顯示含有一對經由網路耦合之此類節點的端對端系統，圖3顯示這些節點的傳輸器與接收器部分。
首先參考圖2，圖中顯示系統200含有：第一TDM/WDM節點202(節點A)，其互連第一主機系統206(主機A)與網路106；及第二TDM/WDM節點204(節點B)，其互連網路與第二主機系統208(主機B)。在以下的說明中，將參考節點202的傳輸器功能與節點204的接收器功能。當然，每一節點均含有兩個功能，其形成雙工連結的兩個部分。
現在參考圖3，第一節點202的傳輸器部分含有複數個TDM通道209，其每一者均按不同波長來操作，圖中顯示其中之一。每一TDM通道209通常駐存在分開的卡上且服務一或多個輸入通道。由傳輸器之TDM通道209服務的每一輸入通道具有驅動光學接收器210的輸入光學資料信號108，以產生電資料信號212，如上文對系統100所顯示的。然而，此處，將這些電資料信號212之每一者接著饋進至第一TDM多工器(MPX)214，其結合資料信號212為單一多工資料信號216。另外，將TDM通道209所服務之輸入通道之每一者的額外負擔控制信號218(OC1－OC3)饋進至第二TDM多工器220，其結合控制信號218為單一多工控制信號222。然後，結合多工資料信號216與控制信號222，以產生單一合成電信號223。接著將此合成電信號饋進至光學傳輸器224，其提供(經由內部雷射)特定波長的合成光學信號226至WDM多工器228。WDM多工器228結合此光學信號226與其他TDM通道(未顯示)之不同波長的光學信號226，以提供單一多波長光學輸出信號230至網路106。
圖3亦顯示節點204的接收器部分，其執行對應之反向序列的操作，以產生對應於原始光學信號108的光學信號138。尤其，WDM解多工器252將網路106的多波長光學信號250分成對應於TDM通道209的複數個單一波長光學信號254。這些光學信號254之每一者驅動光學接收器256，其產生該TDM通道之對應的合成電信號258。每一此合成電信號258係分成多工資料信號260與多工控制信號262。TDM資料解多工器264將多工資料信號260分成對應於輸出通道的個別資料信號266。相應的光學傳輸器268將這些解多工信號轉換成所要的光學信號138。最後，TDM控制信號解多工器270將多工控制信號262分成對應於資料信號266的個別控制信號272(OC1－OC3)。
為瞭解本發明在圖2－3所示系統200的運作方式，假設用戶端輸入108自ISC連結1中斷。在傳輸節點202，形成WDM用戶端介面的光學接收器210偵測此情形，但未停用光學傳輸器224的WDM網路側雷射。而是，光學接收器210插入指示ISC連結1之額外負擔子通道218上之光損失(LOL)的控制字元。TDM多工器220時間多工此控制字元與其他輸入通道的類似控制資訊，及此控制資訊係透過WDM網路傳送至接收節點204。在接收節點204，自對應的額外負擔控制信號272卸下控制字元，及WDM裝備起作用以停用對應於ISC連結1的用戶端側輸出雷射268，使其餘連結保持完整且未受影響。因此，移除ISC連結之網路輸入端108的纜線將造成對應之遠端埠138的光損失，正如WDM網路在這兩點之間提供長程虛擬連接；但在WDM網路上並沒有光損失。類似程序自輸出用戶端208側的故障傳播LOL至輸入用戶端206側，或自網路106的故障至兩個用戶端側。
接著，考慮如圖2及3所示之TDM/WDM混合網路中的OFC傳播問題。
OFC信號的直接傳播在TDM網路中需要極為快速的雷射，以順應OFC時序需求，但可能不實際。雖然OFC係由ANSI光纖通道標準定義，但其僅定義用於點對點連結，而非用於重複或WDM網路；其亦非定義用於TDM網路。此外，供應商可在ISC通道實施上使用OFC之專屬的非標準版本，以實現較長的距離。雖然先前已說明WDM上之OFC的傳播，但在結合之TDM/WDM網路之OFC的傳播則是不同的問題，本發明之此方面將說明此問題。
可使用點對點方法或主從方法。雖然考慮點對點方法為較佳方法，但可使用任一種方法，並將說明這兩種方法。
點對點方法如圖4的演算法與流程圖所示。一對作為對等節點之互連節點的每一者均按照相同的程序，將如節點A所執行的程序來說明此程序。節點202及204之每一者含有執行此程序(與圖5的程序)的合適邏輯，如圖6所示的邏輯630。
現在參考圖2－4，在先建立端對端ISC連結(如，ISC連結1)後，在網路連結106之兩側上的主機206(A)與208(B)各自嘗試啟始與其相應之TDM/WDM節點202(A)與204(B)的OFC交握。首先，考慮側A的交握。如圖4所示，節點202(A)首先嘗試啟始與主機206(A)的交握(步驟402a)。如果交握嘗試失敗(步驟404a)，節點202停用連結區段1(連接主機206與節點202)並重試交握(步驟406a)，同時繼續發送其已發送給另一節點204(B)的"OFC incomplete(OFC未完成)"訊息(步驟408a)。
如果在初次嘗試或後續嘗試中，交握嘗試成功(步驟410a)，則連結區段1(連接主機206與節點202)初始化(步驟412a)。節點202(A)接著發送"OFC complete(OFC完成)"訊息給另一節點204(B)，並開始自另一節點接收確認(ACK)信號的計時器，該確認信號指示其已與主機208(B)建立連結(連結區段3)(步驟414a)。節點202藉由將控制字元插入ISC連結1的子通道218，發送"OFC complete(OFC完成)"訊息，以反映此狀態。此控制字元經時間多工至每個波長控制通道222，經傳送通過網路連結106(構成連結區段2)，並在節點204(B)被偵測。節點204以另一控制字元回應節點202，以指示其已在連結區段3(連接節點204與主機208)完成交握。
當接收ACK信號的時間已逾時，節點202(A)檢查以決定其是否已自節點204(B)接收ACK信號(步驟416a)。如果節點202尚未適時接收ACK信號(步驟418a)，則節點202藉由停止其用戶端側雷射信號(自類似於圖3所示傳輸器268的傳輸器)，強迫連結1中斷(步驟420a)，然後返回步驟402a。如果節點202適時自節點204(B)接收ACK信號(步驟422a)，則節點202檢查以決定該信號是否指示節點204已在連結區段3上建立與主機208(B)的連結(步驟424a)。如果ACK信號未指示連結區段3的初始化(步驟426a)，則節點202同樣地強迫連結1中斷(步驟420a)，然後返回步驟402a。
如果節點202(A)適時自節點204(B)接收ACK信號，且該信號指示連結區段3的初始化(步驟428a)，則節點202使連結區段1保持連線，因連結初始化現在已完成(步驟430)。
記得在側B執行相同程序。尤其，節點204(B)執行的一系列步驟402b－428b與步驟402a－428a相同，因此，不再詳細說明。基本上，節點204(B)嘗試與主機208(B)交握(步驟402b)，及如果成功(410b)，初始化連結區段3(步驟412b)，然後往上游傳播控制信號至節點202(A)(步驟414b)。如同節點202(A)與連結1，節點204(B)僅在其自節點202接收合適確認時維持連結3(步驟428b)；否則其將停止連結區段3(420b)。此程序繼續直到兩個節點202與204均建立用戶端側連接並自對置節點接收確認；然後端對端地初始化連結(步驟430)。
事實上，節點202或204可經組態以在預定間隔內無法自另一節點接收任何形式確認時，停用其用戶端信號；預定間隔將取決於WDM網路的等待時間。可在軟體中組態預定間隔，或將預定間隔預設為支援的最大網路等待時間。此步驟亦防止用戶端側(連結區段1與3)在連結區段2的網路纖維中斷或TDM/WDM裝備故障時初始化。
點對點方法由於其對稱性及容易實施而為較佳。替代性方法為主從方法，如圖5所示。主從程序類似於如圖4所示的點對點程序，只是經過適當修改以用於兩個節點的主從關係。這兩個節點首先在TDM/WDM裝備的組態期間確定哪個節點當作主要節點(步驟501)。這可由手動提供或由裝備預設值協商。
在網路兩端建立及確認主從關係後，主要節點藉由執行一系列步驟502－530，控制所有後續的OFC交握。這些步驟一般類似於圖4分別由節點202與204執行之相似編號的步驟(將另外指明例外步驟)，因此，並不分別說明所有步驟。主要節點首先嘗試啟始與連接之主機206或208的交握，並命令從屬節點(透過網路連結區段的合適信號)保持停用(步驟502)。如果交握嘗試失敗(步驟504)，則主要節點停用用戶端連結並重試交握(步驟506)，同時繼續其先前發送"inhibit(禁止)"訊息給從屬節點的動作(步驟508)。主要節點成功完成交握(步驟510)後，主要節點啟始用戶端連結(步驟512)，發送"enable(啟用)"訊息給從屬節點，讓從屬節點在連結的對側嘗試交握，並開始自從屬節點接收確認(ACK)信號的計時器(步驟514)。
從屬節點交握完成後，其在預定逾時間隔內，發回完成連結初始化程序的確認給主要節點。如果未及時接收ACK信號(步驟516與518)，主要節點停用用戶端(步驟520)並返回步驟502，以嘗試另一與用戶端的交握。如果及時接收ACK信號(步驟522)，且ACK信號屬於正確形式(步驟524與528)，則連結啟始已完成(步驟530)。如果ACK形式不對(步驟526)，則主要節點同樣地停用用戶端(步驟520)並返回步驟502，以嘗試另一與用戶端的交握。
請注意，在網路連結106上並不必產生其他交握；從屬節點假設其在主要節點先完成交握之前並不允許進行交握。為了相同理由，在從屬節點側亦不需要逾時間隔(步驟514－528)。然而，有關建立初始主從關係的這些特色與額外複雜性之間，存在著權衡關係。
除了上述具體實施例，另外提出在雙工連結的TDM/WDM網路上用於OFC傳播的替代性具體實施例。此替代性方法不需要TDM/WDM網路節點產生OFC交握脈衝。而是，如果連結條件適於連結初始化，其藉由將ISC通道的OFC脈衝反射回到其原始來源來操作，其詳細說明如下。
圖6顯示系統600，其包含一對互連的TDM節點602a(節點A)與602b(節點B)，其耦合第一ISC通道604a(通道A)與第二ISC通道604b(通道B)。雙工光學連結606a互連TDM節點602a與ISC通道604a，及類似的雙工光學連結606b互連TDM節點602b與ISC通道604b。在特定的網路連結中，額外的雙工光學連結608使TDM節點602a與602b彼此互連。ISC通道604a與604b之每一者含有光學傳輸器(TX)610與接收器(RX)612，並使用預定協定(如在上述ANSI標準中定義的協定)與連接的裝置交換OFC信號。
為了簡單明瞭，圖6僅顯示連接到每一TDM節點602的一個ISC通道604。然而，很容易在相同的TDM節點602上複製本方法以用於多個通道604。此外，雖然說明本方法僅用於TDM信號，但顯然可擴充本方法以涵蓋在WDM網路上執行的TDM信號。在此TDM/WDM網路中，顯示用於圖6之節點602的組件將對應於單一TDM通道，與單一WDM多工器及解多工器連接的多個TDM通道如上述其他具體實施例所示。
TDM節點602a與602b之每一者含有複數個共同以參考數字614所示的輸入埠，其中顯示兩個輸入埠：埠614－1(埠1)與614－2(埠2)。每一輸入埠614具有傳輸器(TX)616與接收器(RX)618，其相應地各與ISC通道604a或604b之對應的接收器(RX)612與傳輸器(TX)610連接。每一接收器618供應一個輸入給TDM多工器(MPX)620，多工器時間多工輸入與來自相同節點602a或602b之其他接收器的輸入。每一節點602a或602b的TDM多工器620接著驅動另一節點中經由連結608耦合至對應之接收器624的傳輸器622，每一節點602的傳輸器622與接收器624構成輸出埠626。每一接收器624驅動TDM解多工器(DMPX)628，該TDM解多工器供應解多工信號至該節點的傳輸器616。
在上述之系統600的操作中，源自ISC通道604a之傳輸器610的光學信號利用連結606a、輸入埠614－1的接收器618(屬於節點602a)、多工器620、傳輸器622、連結608、節點602b的接收器624、解多工器628、輸入埠614－1的傳輸器616、及連結606b到達ISC通道604b的接收器612。源自ISC通道604b之傳輸器610的光學信號經由另一方向的類似路徑到達ISC通道604a的接收器612，及源自其他ISC通道的光學信號以同樣的方式橫越其他雙工輸入埠。
大部分的時候，每一TDM節點602以透通的方式操作：ISC通道604的任何輸入信號經時間多工並沿網路連結608傳輸至另一節點，同時網路連結之任何接收的TDM信號經解多工並經由輸入埠614路由至適當的ISC通道604。為了使用OFC初始化整個連結(包含一對互相通信之ISC通道604之間的所有組件)，本發明之此方面設想TDM節點602在特定條件下以非透通的方式操作。尤其，本發明之此方面設想併入每一TDM節點602的邏輯630監控出現在TDM輸入埠614及TDM輸出埠626的信號，然後視需要實施路由交握信號的狀態機。可以任何合適方式實施邏輯630，如利用專用數位電路(如，特定應用積體電路(ASIC))、韌體(即微碼)、或此二者之組合。
為顯示此要如何運作，首先假設ISC通道604a連接至TDM節點602a，並自其傳輸器610啟始OFC交握脈衝至節點602a的埠1接收器618。由於ISC通道604b之對應的連結606b未在作用中，因此線路上沒有來自埠1傳輸器616之網路側接收器624的接收信號。(請注意，在多工器620與解多工器628所服務之TDM通道的其他埠614上，可能仍有信號運行中，因此其他信號可能在節點602a的傳輸器與接收器連結上流動。)
現在參考圖7及參考圖10的流程圖，本發明之此方面在以下情況運作：(1)節點602自ISC通道604至輸入埠614之接收器618的信號含有OFC脈衝702(步驟1002)；及(2)相同輸入埠614之傳輸器616的信號為低位準(如圖中節點602a的輸入埠614－1所示)(步驟1004)。當這兩個事件一起發生時，該節點602的數位邏輯630強迫OFC信號702進行以下兩個動作：(1)使用傳輸器616回送至ISC通道604的接收器612(如704處所示)；及(2)自節點602的傳輸器622傳輸橫跨TDM連結608(如706所示)(步驟1006)。在起源的節點602維持此狀態一段預定的固定時間，其後節點602返回透通狀態並傳播其所接收的任何信號(步驟1008)。回送信號至ISC通道604將使OFC交握在此通道上完成並初始化第一連結區段，在此例中，該區段包含ISC通道604a與節點602a之間的連結606a。
現在參考圖8，隨後在TDM節點602b的接收器624處，在網路連結608的另一端接收相同向前傳輸的OFC脈衝706(圖7)(如802處所示)。然而，TDM節點602b之埠614－1的接收器618仍然沒有信號。當在這些狀態中偵測這兩個信號時，接收之TDM節點602b的數位邏輯630將OFC脈衝802傳送至ISC通道604b的接收器612(如804處所示)。同時，其以透通的方式傳送其自ISC通道604b接收的任何信號。在接收此信號804後，ISC通道604b以其傳輸器610的OFC交握脈衝806回應。
現在參考圖9，ISC通道604b的OFC交握脈衝806傳播通過TDM節點602b，如902處所示，橫跨網路連結608，回到TDM節點602a。此時，在節點602a的時間傳播已逾時，因此僅以透通的方式傳送接收信號。ISC通道604a同時已在發送光學信號，其以透通的方式傳送通過TDM節點602a，橫跨網路連結608，到達TDM節點602b；此足以在TDM節點602b完成交握。節點602a與602b二者現在均為透通模式，並已完全初始化橫跨ISC通道604a與604b的連結。
應明白，如果TDM節點602b取代TDM節點602a首先啟始OFC交握，則可按照相同的程序。至於附加特色，數位邏輯630確保如果網路任何一點出現斷開連結的情況，節點602a與602b將偵測此情況並關閉其對應的傳輸器，以中斷資料傳輸。在停用連結區段後，ISC通道604a與604b將根據上述的現行OFC交握協定，每隔10秒鐘嘗試啟始OFC交握。在修復連結後，上述程序將再次初始化連結。藉由使每一TDM節點602在使用其自己的狀態機630開始交握程序之前，檢查其是否已自網路連結608的另一端接收信號，即可防止鎖死狀況。
上述具體實施例具有若干潛在優點。其不需要使用TDM節點602產生OFC信號脈衝，這在單一卡上容納多個ISC通道604時可節省硬體。另外，其亦不需要使用光學監督通道驗證連結已連接。自節點602a至節點602b再回到節點602a之最大的連結長度或允許的最長往返延遲時間受限於數位邏輯630所內建的固定延遲；在此固定延遲期間內必須建立連結。固定延遲還必須夠短，以免在ISC通道604因回送的信號而造成錯誤狀況。藉由選擇幾毫秒的固定延遲，應可延伸連結超過100公里；亦可程式化此延遲並根據連結長度或其他條件進行調整。在此方法中，首先啟始交握的ISC通道604成為其本身與TDM節點602間之交握的主要節點；而在連結的另一端，另一TDM節點602在其本身與另一ISC通道604之間進行交握時當作主要節點。
雖然本發明的某些特色(如光學傳輸器與接收器)需要採用硬體，但其他特色可以韌體、或硬體與韌體的某組合來實施(如上述數位邏輯)。
例如，本發明的一或多個層面可包含在具有如電腦可用媒體的製品(如，一或多個電腦程式產品)中。媒體可於其中包含如電腦可讀程式碼構件，以提供及促進本發明的功能。可包括製成品為電腦系統的一部分或將其分開銷售。
另外，提供至少一機器可讀之程式儲存裝置，明確包含機器可執行之至少一指令程式以執行本發明功能。
本文所描述的流程圖只是範例。只要不脫離本發明的精神，本文所說明的這些流程圖或步驟(或操作)可以有許多變化。例如，可按照不同的順序執行這些步驟，或是可增加、刪除、或修改這些步驟。所有這些變化均視為本發明的一部分。
雖然已說明本發明的較佳具體實施例，但熟習本技術者應明白，現在及未來均可進行各種改良與補充加強，其均落在以下申請專利範圍的範疇內。應將這些申請專利範圍視為維護一開始說明之本發明的合適保護。
100．．．先前技術系統
102．．．WDM傳輸節點
104．．．WDM接收節點
106．．．網路
108、128、138．．．光學信號
110．．．光學至電子(OE)變換器或光學接收器(RX)
112．．．電輸出信號
114．．．電額外負擔控制信號
116．．．電子至光學(EO)變換器或光學傳輸器(TX)
118．．．雷射信號
120．．．WDM多工器
122．．．單一多波長光學輸出信號
124．．．多波長光學輸入信號
126、252．．．WDM解多工器
130、210、256、612．．．光學接收器
132．．．電信號
134、218．．．額外負擔控制信號
136、224、610．．．光學傳輸器
138．．．光學輸出信號
200、600．．．系統
202．．．第一TDM/WDM節點
204．．．第二TDM/WDM節點
206．．．第一主機系統
208．．．第二主機系統
209．．．TDM通道
212．．．電資料信號
214．．．第一TDM多工器
216、260．．．多工資料信號
220．．．第二TDM多工器
222、262．．．多工控制信號
223、258．．．合成電信號
226．．．合成光學信號
228．．．WDM多工器
230．．．多波長光學輸出信號
250．．．多波長光學信號
254．．．單一波長光學信號
264．．．TDM資料解多工器
266．．．資料信號
268．．．用戶端側輸出雷射
270．．．TDM控制信號解多工器
272．．．控制信號
602a、602b．．．TDM節點
604a．．．第一ISC通道
604b．．．第二ISC通道
606a、606b、608．．．雙工光學連結
614．．．輸入埠
616、622．．．傳輸器
618、624．．．接收器
620．．．TDM多工器
626．．．輸出埠
628．．．TDM解多工器
630．．．數位邏輯
702、706、802．．．OFC脈衝
806．．．OFC交握脈衝
在說明書結尾處的申請專利範圍中，將具體點明並清楚主張視為本發明的標的。結合附圖參考以下實施方式，即可瞭解本發明上述及其他目的、特色、及優點，圖式中：圖1顯示先前技術，其中在WDM網路中，每一光學波長使用專用的控制通道。
圖2顯示在網路上傳播多個TDM與WDM通道的網路環境。
圖3顯示本發明的具體實施例，其中結合多個TDM資料通道的控制通道為單一TDM通道，以在圖2所示的網路上進行輸送。
圖4顯示在結合的TDM/WDM網路上傳輸OFC狀態的點對點程序。
圖5顯示在結合的TDM/WDM網路上傳播OFC狀態的主從程序。
圖6－10顯示在網路上傳播OFC狀態的可選替的具體實施例。
108．．．輸入光學資料信號
138．．．光學信號
202、204．．．節點
209．．．TDM通道
210、256．．．光學接收器
212．．．電資料信號
214．．．第一TDM多工器
216、260．．．多工資料信號
218．．．額外負擔控制信號
220．．．第二TDM多工器
222、262．．．多工控制信號
223、258．．．合成電信號
224．．．光學傳輸器
226．．．合成光學信號
228．．．WDM多工器
230．．．多波長光學輸出信號
250．．．多波長光學信號
252．．．WDM解多工器
254．．．單一波長光學信號
264．．．TDM資料解多工器
266．．．資料信號
268．．．用戶端側輸出雷射
270．．．TDM控制信號解多工器
272．．．控制信號
Claims (6)
- 一種經由一TDM光學網路自複數個輸入通道傳輸信號的方法，該等輸入通道之每一者含有一光學資料信號及一含有關於該光學資料信號之控制資訊的電控制信號，該方法包含以下步驟：轉換該等光學資料信號為相應的電資料信號；分時多工該等電資料信號以產生一多工資料信號；為回應在該等輸入通道之一中偵測一光學資料信號的一損失，為該輸入通道產生一電控制信號，以指示該光學資料信號的損失；分時多工該等電控制信號，包括該電控制信號指示該光學資料信號的損失，以產生一多工控制信號；結合該多工資料信號與該多工控制信號以產生一合成電信號；以及轉換該合成電信號為一特定波長的一合成光學信號；分波多工該合成光學信號與一或多個不同波長的其他合成光學信號以產生由該網路傳輸的一分波多工合成光學信號；以及其中在該等輸入通道之一的該光學資料信號的損失的情況，該分波多工合成光學信號包括該電控制信號表示該光學資料信號的損失。
- 如請求項1之方法，更包含以下步驟：經由該網路接收該分波多工合成光學信號；將所接收的分波多工合成光學信號分成不同波長的合成光學信號；自該合成光學信號產生一合成電信號，該合成電信號可分成一多工資料信號與一多工控制信號；解多工該多工資料信號，以為對應於該等輸入通道的輸出通道產生相應的電資料信號；解多工該多工控制信號，以為該等輸出通道產生相應的電控制信號；以及為該等輸出通道轉換該等電資料信號為光學資料信號。
- 一種經由一TDM網路自複數個輸入通道傳輸信號的裝置，該等輸入通道之每一者含有一光學資料信號與一含有關於該光學資料信號之控制資訊的電控制信號，該裝置包含：一光學接收器，用於將該等光學資料信號之每一者轉換為一相應的電資料信號；一TDM資料多工器，用於多工該等電資料信號，以產生一多工資料信號；回應於在該等輸入通道之一中偵測一光學資料信號的一損失，以為該輸入通道產生一電控制信號以指示該光學資料信號之損失的邏輯；一TDM控制信號多工器，用於對該等電控制 信號進行多工以產生一多工控制信號包括該電控制信號指示該光學資料信號的損失，該多工控制信號與該多工資料信號結合以產生一合成電信號；一光學傳輸器，用於轉換該合成電信號為一特定波長的一合成光學信號；一分波多工器，用於結合該特定波長的該合成光學信號與一或多個不同波長的其他合成光學信號以產生由該網路傳輸的一分波多工合成光學信號；以及其中在該等輸入通道之一的該光學資料信號的損失的情況，該分波多工合成光學信號包括該電控制信號表示該光學資料信號的損失。
- 如請求項3之裝置，更包含：一分波多工解多工器，用於經由該網路接收該分波多工合成光學信號，並將該分波多工合成光學信號分成不同波長的合成光學信號；一光學接收器，用於接收該等分開的合成光學信號之一，以自該合成光學信號產生一合成電信號，該合成電信號可分成一多工資料信號與一多工控制信號；一TDM資料解多工器，用於解多工該多工資料信號，以為對應於該等輸入通道的輸出通道產生相應的電資料信號；一TDM控制信號解多工器，用於解多工該多 工控制信號，以產生用於該等輸出通道之相應的電控制信號；及相應的光學傳輸器，用於將該等電資料信號轉換為用於該等輸出通道的光學資料信號。
- 一種在一TDM光學網路中，其中一合成光學信號自複數個輸入通道之信號產生且經由該網路傳輸，其中該合成光學信號在經由該網路傳輸之前，與一或多個其他不同波長的合成光學信號結合，該等輸入通道之每一者含有一光學資料信號及一含有關於該光學資料信號之控制資訊的電控制信號，包括一電控制信號表示該光學資料信號的損失，再生該等光學資料信號及該等電控制信號的方法，包含以下步驟：經由該網路接收該合成光學信號，其中在該等輸入通道之一的該光學資料信號的損失的情況，該合成光學信號包括該電控制信號表示該光學資料信號的損失；自該合成光學信號產生一合成電信號，其可分成一多工資料信號與一多工控制信號，其中產生該合成電信號包含通過分波解多工將所接收的合成光學信號分成不同波長的合成光學信號，其用以產生一合成電信號，自其產生用於輸出通道的個別資料信號與控制信號；分時解多工該多工資料信號，以為對應於該等 輸入通道的輸出通道產生相應的電資料信號；分時解多工該多工控制信號，以為該等輸出通道產生相應的電控制信號；以及為該等輸出通道轉換該等電資料信號為光學資料信號。
- 一種在一TDM光學網路中，其中一合成光學信號自複數個輸入通道之信號產生且經由該網路傳輸，其中該合成光學信號在經由該網路傳輸之前，與一或多個其他不同波長的合成光學信號結合，該等輸入通道之每一者含有一光學資料信號及一電控制信號，包括一電控制信號表示該光學資料信號的損失，其含有關於該光學資料信號之控制資訊，再生該等光學資料信號及該等電控制信號的裝置，其包含：一光學接收器，用於經由該網路接收該合成光學信號及自該合成光學信號產生一合成電信號，其可分成一多工資料信號與一多工控制信號，其中該光學接收器包含一分波多工解多工器，用以將所接收的該合成光學信號分成不同波長的合成光學信號，合成光學信號之每一者被提供給該光學接收器，以產生該合成電信號，自其產生用於輸出通道的個別資料信號與控制信號，其中在該等輸入通道之一的一光學資料信號的損失的情況，該合成光學信號包括該電控制信號表示該光學資料信號的損 失；一TDM資料解多工器，用於解多工該多工資料信號，以為對應於該等輸入通道的輸出通道產生相應的電資料信號；一TDM控制信號解多工器，用於解多工該多工控制信號，以產生用於該等輸出通道之相應的電控制信號；以及相應的光學傳輸器，用於將該等電資料信號轉換為用於該等輸出通道的光學資料信號。
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