WO2002075971A2

WO2002075971A2 - Optisches übertragungssystem mit variablen netzgrenzen

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Publication number: WO2002075971A2
Application number: PCT/DE2002/000856
Authority: WO
Inventors: Uwe Fischer; Manfred Lobjinski; Christoph Glingener; Jörg-Peter ELBERS
Original assignee: Siemens Aktiengesellschaft
Priority date: 2001-03-20
Filing date: 2002-03-11
Publication date: 2002-09-26
Also published as: EP1378075A2; WO2002075971A3; CN1539214A; RU2003130744A; BR0208215A; RU2266620C2; US20040120711A1

Abstract

Optisches Übertragungssystem, bei dem Signale (μ1, μ2, μ3, ...) mit unterschiedlichen Wellenlängen zwischen Terminals (T1, T2, T3 ...) eines Übertragungsnetzes (IL1, IL2, IL3) übertragen werden und nur Signale (μ1, μ2) regeneriert werden, deren Qualitätsparameter dies erfordern. Ein Management-System berücksichtigt bei seiner Entscheidung über den Ort der Regeneration den Aufbau und die Eigenschaften des Übertragungsnetzes einschließlich der bestehenden Regenerationsmöglichkeiten und der möglichen Streckenführung.

Description

Beschreibung

Optisches Ubertragungssystem mit variablen Netzgrenzen

Die Erfindung betrifft ein optisches Übertragungssystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Der Bedarf an Übertragungskapazität steigt ständig. Bei den vorhandenen optischen Übertragungsnetzen wird die Übertragungskapazität durch Verwendung mehrerer Wellenlängen oder Kanäle erhöht. Wellenlängenmultiplexsysteme WD und Wellenlängensysteme mit kleineren Kanalabstand DWDM (dense wave length division multiplex) nutzen zur Signalverzerrung mehrerer Kanäle möglichst gemeinsam verwendbare Komponenten und einen gemeinsamen Verstärker. Durch diese

Signalentzerrung und optische Verstärkung können bereits größere Übertragungsstrecken (spans) überbrückt werden, ohne dass eine sogenannte 3R-Regeneration erforderlich ist, bei der außer der Amplitude eine zeitliche Regeneration und eine Regeneration der Impulsform erfolgt. Diese Regeneration wird zur Zeit noch kanalindividuell nach der Umwandlung der optischen Übertragungssignale in elektrische Signale durchgeführt. Die regenerierten elektrischen Signale werden anschließend wieder in optische Signale umgesetzt.

Bei der bekannten Netzstruktur erfolgt stets eine gemeinsame Regeneration aller Signale in einem Terminal. Diese Netze bestehen daher gewissermaßen aus einer Vielzahl von Punkt-zuPunkt-Verbindungen. Insbesondere bei einer Verbindung zwischen Teilnetzen weisen alle Signale im wesentlichen die gleichen Signalparameter auf.

Aus Kostengründen geht die Tendenz zu einem rein photonischen Netzwerk, bei dem das Abzweigen und Einfügen von Signalen (ADD-Drop-Funktion) sowie ein Durchschalten von optischen

Signalen zur Nutzung unterschiedlicher Verbindungsleitungen, als Kreuzschaltverfahren bzw. als Cross-Connect bezeichnet, ohne eine vorhergehende Umwandlung in elektrische Signale erfolgt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein optisches Übertragungssystem anzugeben, bei dem ein geringer Aufwand für die Signal-Regeneration erforderlich ist.

Diese Aufgabe wird durch ein Übertragungssystem nach Anspruch 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Besonders vorteilhaft bei dem erfindungsgemäßen Übertragungssystem ist es, dass nur solche Signale regeneriert werden, bei denen dies aufgrund der Signalqualität bzw. von Qualitätsparametern erforderlich ist. Diese Methode ist besonders dann vorteilhaft, wenn eine hoher Anteil der Verbindungen variabel ist. Durch Einbeziehung der gesamten Netzstruktur, einschließlich ihrer

Regenerationsmöglichkeiten können optimale Verbindungen mit einer minimalen Anzahl von Regenerationen durchgeführt werden. Selbstverständlich muss für eine ausreichende Anzahl von Regeneratoren bereits bei der Netzplanung gesorgt werden. Als einfachste und preisgünstigste Art der Regeneration kann nur eine Signalverstärkung erfolgen; ebenso können bei einer 3R-Generation Amplitude, Phase und Impulsform regeneriert werden.

Das Netz kann wesentlich dadurch vereinfacht werden, dass die Parameter (Pegel, Verzerrung) für die in das Netz eingespeiste Signale gleich sind.

Weisen die Signale außerdem an bestimmten Punkten des Netzes, beispielsweise bei Einspeisung, eine gleichmäßige Qualität auf, so kann als entscheidender Signalparameter für die

Signalqualität der Signal-Rausch-Abstand verwendet werden. Dieser wird gemessen und dem Managementsystem mitgeteilt. Diesem stehen die Systemdaten der gesamten Netzstruktur sowie Daten über die aktiven und möglichen Verbindungen zur Verfügung. Es kann somit entscheiden, welche Verbindungen geschaltet werden und an welcher Stelle eine Regeneration erfolgt.

Zur Reduzierung der Fehlerrate bzw. zur Verlängerung der regeneratorfreien Ubertragungsabschnitte (Spans) werden fehlerkorrigierende Codes eingesetzt. Die Decodierer liefern automatisch Angaben zur Bitfehlerrate, die Anstelle des

Rauschabstandes oder ähnlicher Kriterien (z.B. Q-Faktor) vom Netzmanagementsystem ausgewertet werden können. Ebenso können zusätzliche andere Kriterien zur Bestimmung der Signalqualität verwendet werden.

Anstelle der Messung kann als besonders kostengünstige Version, die Signalqualität aufgrund der Systemdaten für jeden Ort errechnet werden.

Zur Vereinfachung der Netzplanung ist es zweckmäßig, wenn die Signalamplituden beim Zusammenführen mehrerer Signale in einem Terminal auf den gleichen Wert verstärkt bzw. gedämpft werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand von Figuren näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 ein optisches Ubertragungsnetz,

Figur 2 ein Ausführungsbeispiel eines Terminals mit

Regeneratorfunktion und Figur 3 eine vorteilhafte Ausführungsvariante eines ADD-

DROP-Regenerator-Terminals .

Figur 1 zeigt ein optisches Übertragungsnetz mit drei optischen Teilnetze ILl, IL2 und IL3, sogenannte optischen CO CO M NJ P¹ t-s

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gemessen werden. Ebenso kommen weitere codierungsunabhängige Methoden zur Ermittlung der Signalqualität durch Verschieben der Abtastschwelle und/oder des Abtastzeitpunktes in Betracht. Insbesondere spielt der Q-Faktor als Qualitätskriterium eine immer größere Rolle.

Durch einen Meßschalter SM können alle Signale λl bis λn nacheinander in nur einem Meßgerät überprüft werden. Neben der Signalqualität wird meist der Signalpegel als weiteres Qualitätsmerkmal berücksichtigt. Wenn die Pegel aller Signale in den Terminals jedoch auf den gleichen Wert gebracht werden, kann er jedoch bei einem günstig konzipierten Netz unberücksichtigt bleiben.

Eine besonders kostengünstige Alternative zur Messung der

Signalqualität geht von gleicher Qualität und gleichem Pegel der Signale beim Eintritt in das Netz aus (oder von einer Meßstelle) . Aufgrund der Netzparameter kann die Signalqualität bzw. der Qualitätsparameter an jedem Terminal (und sogar für jede beliebige Position) errechnet werden

Die an den Terminals gemessenen oder errechneten Signalparameter der einzelnen Signale werden einem Management-System MS zugeführt, dass über die Systemparameter SP, den Aufbau des Ubertragungsnetzes, der Terminals, die

Qualität der Verbindungsstrecken, Regenerationsmöglichkeiten sowie aktuelle bestehende und mögliche Verbindungen, verfügt. Das Management-System bestimmt, ob ein Durchschalten beispielsweise der entsprechenden optischen Signale λl oder λ2 über die Schalter Sl - S4 erfolgt oder ob eines dieser

Signale, hier λl, über einen Schalter SIR vorzugsweise einem 3R-Regenerator (Amplitude, Impulsform, Takt - Reamplifiing, Retiming, Reshaping) zur 3R-Regeneration zugeführt wird. Hierbei kann auch eine Umsetzung der Wellenlänge erfolgen. Um in einen Terminal nach Figur 2 eine wahlweise Regeneration eines von mehreren Signalen zu ermöglichen, sind mehrere Schalter Sl, S2, S3, S4, SIR und S2R vorgesehen. Über einen weiteren Schalter S2R wird das regenerierte Signal einem Multiplexer MUX zugeführt. Durch diesen werden die optischen Signale wieder zusammengefasst und als Multiplexsignal λl - λn weitergesendet.

Für einen Teil der Signale, hier stellvertretend das Signal λn, ist nur eine Durchschalt- oder eine ADD-DROP-Funktion über Schalter S4 und S5 vorgesehen.

Die Schalter könnenals eine vereinfachte

Kreuzschalteinrichtung (Cross Connector) angesehen werden.

Bei einer 3R-Regeneration bestimmen wirtschaftliche Überlegungen, ob bezüglich der Wellenlänge umschaltbare Regeneratoren oder mehrere unterschiedliche Regeneratoren verwendet werden. Dies gilt auch, wenn unterschiedliche Datenraten übertragen werden.

Sind mehrere Managementsysteme vorgesehen, dann werden die ermittelten Qualitätskriterien an den „Management-Grenzen" an das neu zuständige System übergeben oder im „neuen Netz" gemessen. Über einen Servicekanal werden vom Managementsystem weitere Terminals Tx gesteuert oder weitere Managementrechner informiert .

In Figur 3 ist eine vorteilhafte Variante eines Regenerator- Terminals T2 dargestellt. Dieses enthält als ADD-DROP- Einrichtung ADR die Reihenschaltung eines Zirkulators ZI, eines abstimmbaren Filters FI und eines optischen Kopplers (Filters) KO. Von den zu übertragenen Signalen λl - λn kann (mindestens) ein Signal λx über ADD-DROP-Anschlüsse AA, DA ausgekoppelt werden und einem 3R-Regenerator 3RR zugeführt werden. Dies Terminal kann auch in Serie mit vorzugsweise gleich konzipierten ADD-DROP-Einrichtungen ADE geschaltet werden. Bezugszeichen

λl optisches Signal λl - λn Multiplexsignal Tl, T2, T3, ... Terminal

T2 ADD-DROP-Terminal

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QM Signalparameter-Meßgerät

MS Management-System SP Systemparameter

TX

D Übertragungsnetz

MUX Multiplexer

DMUX Demultiplexer 3RR 3R-Regenerator

Sl - S6, SIR, S2R optische Schalter

Claims

Patentansprüche

1. Optisches Übertragungssystem, bei dem Signale (λl, λ2, λ3,...) mit unterschiedlichen Wellenlängen zwischen Terminals (Tl, T2, T3, ...) eines Ubertragungsnetzes (ILl, IL2, IL3) übertragen werden und bei dem Regeneratoren (3RR) vorgesehen sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass durch die Regeneratoren (3RR) nur Signale (λl, λ2) regeneriert werden, deren Qualitätsparameter dies erfordern.

2. Optisches Übertragungssystem nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass außer dem ortsabhängigem Qualitätsparameter eines Signals (λl, λ2 ) seine mögliche weitere Streckenführungen zu einem Zielterminal (T12) und bestehende

Regenerationsmöglichkeiten bei der Entscheidung über eine Regeneration und deren Ort berücksichtigt werden.

3. Optisches Übertragungssystem nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Qualitätsparameter eines in das Übertragungsnetz (ILl, IL2, IL3) eingespeisten Signals (λl, λ2 ) vorbestimmt sind oder gemessen werden und dass seine Qualitätsparameter beim Durchlaufen des Ubertragungsnetzes (ILl, IL2, IL3) ab einem Einspeiseterminal (Tl) oder ab einem eine Regeneration durchführenden Terminal (T7) zu dem Zielterminal (T12) aufgrund von bekannten Netzparametern rechnerisch ermittelt und bei der Entscheidung über eine Regeneration und deren Ort berücksichtigt werden.

4. Optisches Übertragungssystem nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass in den Terminals (Tl, T2, ...) Meßeinrichtungen (QM) zum Ermitteln der Qualitätsparameter vorgesehen sind.

5. Optisches Ubertragungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass alle in das Übertragungsnetz (ILl, IL2; L3) eingespeisten Signale (λl, λ2, λ3) gleiche Qualitätsparameter oder zumindest einen gleichen Qualitätsparameter, die Amplitude, aufweisen.

6. Optisches Übertragungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass Signale (λl, λ2, λ3) in Terminals beim Multiplexen auf einen gleichen Pegel gebracht werden.

7. Optisches Übertragungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass bei Übertritt eines Signals (λl, λ2, λ3) von einem Teilnetz (ILl) in ein anderes Teilnetz (IL2) oder von einem anderen Managementbereich in einen anderen Managementbereich seine Qualitätsparameter ermittelt oder gemessen werden.

8. Optisches Ubertragungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass als ein Qualitätsparameter eines Signals (λl, λ2, λ3) sein Signal-Rausch-Abstand oder ein davon abhängiges Qualitätskriterium ermittelt oder gemessen wird.

9. Optisches Übertragungssystem nach einem einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass als ein Qualitätsparameter die Bitfehlerrate (BER) oder ein von ihr abhängiges Kriterium ermittelt oder gemessen wird. 14

10. Optisches Ubertragungssystem nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass in den Terminals (Tl, T2, ...) Regeneratoreinrichtungen (3RR) vorgesehen sind, die über eine ADD-DROP-Einrichtung (ADE) oder Kreuzschalteinrichtung (Sl - S4, SIR, S2R) anschaltbar ist.