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Diese
Patentanmeldung ist mit den folgenden, in gemeinsamem Besitz befindlichen,
Anmeldungen verwandt:
- 1. ("Verfahren und System zum Detektieren
von Verbindungs-Ausfall in vollständig optischem Kommunikations-Netzwerk"), "Method and System
for Detecting Link Failure in All Optical Communication Network", Serien-Nr. 08/582,845,
Anwalts-Aktenzeichen Nr. RIC-95-137,
von John A. Fee, eingereicht am 29. Dezember, 1995,
- 2. ("Vollständig optisches
Netzwerk mit Unterträger niedrigen
Niveaus für
ergänzende
Daten"), "All Optical Network
with Low Level Subcarrier for Ancillary Data", Serien-Nr. 08/673,651, Anwalts-Aktenzeichen Nr.
RIC-95-143, von John A. Fee, eingereicht am 28. Juni,1996,
- 3. ("System
und Verfahren für
photonische Einrichtung und Leitungs-Schutz unter Verwendung von Wellenlängen-Schalten"), "System und Method
for Photonic Facility and Line Protection Using Wavelength Switching", Serien-Nr. 08/672,808,
Anwalts-Aktenzeichen Nr. RIC-95-150, von John A. Fee, eingereicht
am 28. Juni, 1996.
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Hintergrund
der Erfindung
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1. Bereich
der Erfindung
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Diese
Erfindung betrifft allgemein ein Aktualisieren modulierter Datensignale
in einem optischen Netzwerk. Insbesondere betrifft diese Erfindung
ein Aktualisieren eines modulierten optischen Datensignals, welches
eine Signal-Komponente hoher Datenrate und (eine) Unterträger-Signal-Komponente
aufweist, durch Überlagern
eines aktualisierten Unterträger/Zwischenträger-Signals
auf das modulierte optische Datensignal. Es wird eine Fallenlass/Einsetz("Drop/Insert")-Vorrichtung verwendet,
um das aktualisierte optische Signal zu erzeugen, ohne die Signal-Komponente
hoher Datenrate des modulierten optischen Datensignals ändern zu
müssen.
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2. Stand der
Technik
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Ein
typisches Kommunikations-Netzwerk, welches dazu dient, Informationen
zwischen einer Anzahl von Orten zu übertragen, besteht aus verschiedenen,
als Knoten bezeichneten, physikalischen Standorten, welche mittels
Informations-Führungen/Kanälen ("conduits"), welche als "Verbindungen" ("links") bezeichnet werden,
verbunden sind. Jede Verbindung dient dazu, Information von einem Standort
zu einem anderen Standort zu übertragen. Individuelle
Standorte enthalten Ausrüstung
zum Kombinieren, Separieren, Transformieren, Konditionieren und/oder
Routen von Daten.
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1 zeigt
ein typisches Beispiel eines Kommunikations-Netzwerkes 100,
welches aus Standorten 101-105 besteht, welche
mittels Verbindungen 120-121 verbunden sind. Verbindungen
sind im Allgemeinen unter Verwendung von elektrischen Kabeln, Satelliten,
Radio- oder Mikrowellen-Signalen oder optischen Verbindungen implementiert,
und können
sich über
(mehrere) zehn oder hunderte von Meilen zwischen den Standorten
erstrecken. Durch diese Verbindungen trägt das Kommunikations-Netzwerk 100 Datensignale
zwischen den Standorten 101-105, um entfernt liegende
Daten-Einrichtungen/Ausrüstung 111-115,
d.h. Computer, entfernt liegende Endgeräte, Server etc. effektiv miteinander
zu verbinden. Eine oder mehrere Verbindungen 120 und 121,
welche zwei Standorte miteinander verbinden, werden gemeinsam als
ein Spannbereich("span") 130 bezeichnet.
Diese Standorte 101-105 beinhalten normalerweise
zumindest einen (entweder elektrischen oder optischen) Querverbindungs-Switch (Schalter),
und sind in konstanter Verbindung mit einer zentralen Netzwerk-Management-System-Einrichtung 140,
welche den Fluss von Datenverkehr durch das Netzwerk überwacht.
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Optische
Netzwerke, welche eine Vielzahl optische Übertragungs-Leitungen oder
Verbindungen beinhalten, ermöglichen
Daten-Kommunikationen mit hoher Bandbreite, und können in
Telefon- und anderen Daten-Netzwerk-Systemen verwendet werden. Hochgeschwindigkeits-Daten
können
auf Lichtwellen moduliert werden, welche durch das optische Netzwerk übertragen
werden. Die optische Übertragungsleitung,
welche einen optischen Sender und Empfänger verbindet, kann viele
Lichtwellen-Signale von verschiedenen Frequenzen simultan propagieren
lassen. Daher übertragen
faseroptische Kommunikations-Verbindungen enorme Mengen von Information
zwischen entfernten Standorten, um Daten-, Sprach- und Bild-Konnektivität über einen
großen
geographischen Bereich zu erreichen.
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Der
Datenverkehr selbst einer einzelnen Verbindung repräsentiert
ein formidables Volumen vitaler Daten, äquivalent zu zehntausenden
von Telefon-Gesprächen.
Plötzlicher
Ausfall einer Daten-Verbindung kann einen signifikanten Verlust
an Umsätzen
für einen
Netzwerk-Besitzer und Verlust von Geschäftsvolumen und anderer Vorzüge für die Netzwerk-Teilnehmer verursachen.
Konsequenter Weise wurden Wiederherstellungs-Techniken entworfen, um
Netzwerk-Verbindungs-Ausfälle
schnell zu umgehen und normalen Datenverkehr-Fluss wiederherzustellen.
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Dokument
US-A-5, 488, 501 offenbart ein optisches Verarbeitungs-System und
Verfahren zum Implementieren einer alternativen Technik zum Codieren
und Dekodieren, welches Information in einem Paket-Schalt-Netzwerk
aufweist, welches darauf abziehlt, Ressourcen-Verwendung durch gemeinsames Verwenden
von Pfaden durch das Netzwerk zu verbessern. Gemäß diesem Dokument werden zwei
verschiedene Arten von Signalen, Datensignale und Steuer-Signale,
in einem) Paket moduliert, welches) vorbestimmte optische Wellenlängen hat/haben,
welche speziellen Bestimmungsorten zugeordnet sind, wie in Nachschlage-Tabellen ("look-up tables") aufgelistet ist,
welche an jedem Knoten des Netzwerks verfügbar sind, wobei Steuer-Signale
eine andere Wellenlänge
als Datensignale aufweisen, wenn auch von der gleichen Größenordnung.
Die Steuer- und Datensignal-Pakete werden unabhängig (voneinander) über gemeinsame
Sende-Leitungen gesendet, und können
zu verschiedenen Sende-Startzeiten gesendet werden. Wenn dies ein
Problem darstellt, wird eine Verzögerungseinheit dazu angewiesen,
eine geeignete Verzögerung
zwischen dem Steuersignal und dem Datensignal am sendenden Knoten
bereitzustellen, um sicherzustellen, dass bei Eintreffen am Ziel-Knoten
das Steuersignal das Datensignal vollständig überlappt/überlagert. Allerdings ist dieses Konzept
ungeeignet, um die Probleme der Technik zufriedenstellend zu lösen.
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Es
ist daher ein Hauptanliegen von Netzwerk-Bereitstellern, dass es
mit dem substantiellen Volumen an Datenverkehr und infolge von Wiederherstellungs-Ereignissen
ausgeführten
Re-Routing-Techniken zunehmend wichtig geworden ist, optische Datenströme, welche
durch verschiedene Teile des Netzwerks verlaufen, präzise nachzuverfolgen und "zu kennzeichnen".
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Kurzfassung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren, eine Vorrichtung und
ein System zum Aktualisieren der ergänzenden Netzwerkdaten bereit,
welche in einem modulierten optischen Datensignal enthalten sind.
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Das
modulierte optische Datensignal umfasst ein Modulationssignal mit
hoher Datenrate, beispielsweise ein SONET-Signal, und ein Unterträger-/Zwischenträgermodulationssignal,
typischerweise ein Signal mit niedriger Datenrate, welches Netzwerk-Management-Information enthält. Dieses
Unterträgermodulationssignal
stellt ergänzende
Netzwerkdaten als ein Mitnahmesignal ("rider") auf dem optischen Signal mit hoher
Datenrate bereit. Das System beinhaltet ein Kommunikations-Netzwerk, welches
den Transport modulierter optischer Datensignale erleichtert/ermöglicht.
Darüber
hinaus wird ein erster und ein zweiter Standort mittels einer ersten
Faserverbindung verbunden, welche das modulierte optische Datensignal
zwischen dem ersten und dem zweiten Standort trägt. Der zweite Standort kann ferner
einen Hinzufügen/Entfernen-Multiplexer (add/drop
multiplexer)(ADM) oder einen intermediären optischen Querverbindungs-Schalter
beinhalten, um das modulierte optische Datensignal zwischen der
ersten Faserverbindung und einer zweiten Faserverbindung optisch
zu koppeln.
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Gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird das modulierte optische Datensignal
mittels einer Drop/Insert-Einrichtung aktualisiert. Ein kleiner
Teil des modulierten optischen Datensignals von der ersten Faserverbindung
wird optisch in die Drop/Insert-Einrichtung eingekoppelt. Dieser
eingekoppelte Teil wird dann von der Drop/Insert-Einrichtung verarbeitet,
wobei die Unterträger-/Zwischenträgerkomponente
der modulierten optischen Daten in eine elektrische Signaldarstellung der
Unterträgerkomponente
konvertiert wird. Ein verstärkter
Teil dieses elektrischen Signals wird zu einer lokalen Steuereinheit
gesendet, welche in der Drop/Insert-Einrichtung angeordnet ist,
und der Rest des verstärkten
elektrischen Signals wird invertiert. Die Drop/Insert-Einrichtung
sendet ein Treiber-Signal,
welches der invertierten Unterträgersignal-Komponente
entspricht, und ein aktualisiertes Unterträgersignal, welches von der
Drop/Insert-Einrichtung erzeugt wird, zu einem optischen Verstärker. Der
verbleibende Teil des modulierten optischen Datensignals wird mittels
eines optischen Verstärkers
verstärkt,
wodurch das modulierte Datensignal aktualisiert wird. Die in dem
aktualisierten Unterträgersignal enthaltene
Netzwerk-Management-Information
wird dem modulierten optischen Datensignal überlagert, und die ursprüngliche
Unterträgersignal-Komponente
wird mittels des invertierten Unterträger-Treiber-Signals von dem
modulierten optischen Datensignal subtrahiert. Das aktualisierte
optische Signal tritt dann mit der aktualisierten Unterträgerkomponente in
den optischen Querverbindungs-Schalter
ein.
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Insbesondere
umfasst die Drop/Insert-Einrichtung mehrere Elemente, welche das
Aktualisieren des modulierten optischen Datensignals erleichtern/ermöglichen.
Erstens: die Drop/Insert-Einrichtung beinhaltet eine optische Prozessoreinrichtung, welche
die Unterträgermodulationssignal-Komponente
des gekoppelten Teils des modulierten optischen Datensignals verarbeitet,
um eine erste elektrische Signaldarstellung zu erzeugen. Ein Verstärker verstärkt dann
diese erste elektrische Signaldarstellung. Ferner empfängt ein
Unterträgerempfänger einen
abgezweigten Teil des verstärkten
Signals. Ein Inverter, welcher den verbleibenden Teil des verstärkten Signals
empfängt,
erzeugt die invertierte elektrische Signaldarstellung der Unterträgerkomponente
des modulierten optischen Datensignals von der ersten Faserverbindung.
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Die
Drop/Insert-Einrichtung beinhaltet ferner eine lokale Steuereinheit
in elektrischer Verbindung mit dem Unterträgerempfänger. Die lokale Steuereinheit
wirkt so, dass sie den Betrieb der Drop/Insert-Einrichtung steuert.
Die lokale Steuereinheit umfasst einen Daten-Empfangs-Puffer, welcher Unterträgerinformation
von dem Unterträgerempfänger empfängt, einen
Datensendepuffer, und einen Prozessor zum Verarbeiten von Signal-Information
und Unterträgerinformation.
Die lokale Steuereinheit arbeitet so, dass sie aktualisierte Signalstatus-Information,
welche das modulierte optische Datensignal betrifft, von der ersten
Faserverbindung auf den Datensendepuffer platziert. Anschließend wird
das Signal von dem Datensendepuffer zu einem neuen Unterträgersender
gesendet, welcher ein aktualisiertes Unterträgersignal erzeugt. Dieses aktualisierte
Signal bewirkt in Kombination mit dem vom Inverter erzeugten invertierten
Unterträgerkomponentesignal
das Treiben/Steuern des optischen Verstärkers, wodurch das modulierte
optische Datensignal von der ersten Faser-Verbindung aktualisiert
wird. Die lokale Steuereinheit kann auch mit einem Netzwerk-Management-System
elektrisch verbunden sein, welches Netzwerk-Signal-Statusinformation
bereitstellt.
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Eine
zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sieht spezifisches Einarbeiten neuer Wellenlängen-Status-Information
in das modulierte optische Datensignal vor. Insbesondere beinhaltet die
vorliegende Erfindung einen elektronisch mit dem Netzwerk-Management-System
und der Drop/Insert-Einrichtung verbundenen, und optisch mit der ersten
Faserverbindung gekoppelten Wellenlängenverschieber/-shifter zum
Verschieben der Wellenlänge
des modulierten optischen Datensignals.
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Eine
andere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ermöglicht
ein Nachverfolgen des/eines optischen Pfades eines durch das Netzwerk
verlaufenden modulierten optischen Datensignals. Jeder Standort
ist mit einer Drop/Insert-Einrichtung versehen, welche dazu geeignet
ist, aktuelle ergänzende
Netzwerk-Information in Form eines Unterträgermodulationssignals zu erzeugen
und auf das modulierte optische Datensignal zu platzieren, welches durch
diesen Standort hindurchläuft.
Das von einem ersten Standort zu einem zweiten Standort verlaufende
Unterträgermodulationssignal
umfasst eine Mehrzahl von Unterträgermodulationsbändern (oder FDM-Slots).
Ein erster FDM-Slot ist ergänzenden Netzwerkdaten
zugeordnet, welche bei einer ersten Unterträgerfrequenz am ersten Standort
eingegeben werden, und ein zweiter FDM-Slot ist ergänzenden Netzwerkdaten
zugeordnet, welche bei einer zweiten Unterträger-Frequenz am zweiten Standort
eingegeben werden. Die an jedem Standort erzeugten ergänzenden
Netzwerkdaten können
einen eindeutigen Netzwerkelementidentifizierer beinhalten. Unter
Verwendung von FDM-Techniken kann das Unterträgermodulationssignal zu jedem
Netzwerkelement entlang des optischen Pfades zugefügt werden.
Daher kann an einem Ziel-Standort durch Detektieren und Demodulieren
der Unterträgersignal-Komponente des
modulierten optischen Datensignals eine kumulative Historie einer
Netzwerk-Verbindung zurückgewonnen
werden.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung, sowie die Struktur
und Arbeitsweise verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung, werden unten im Detail mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
vorliegende Erfindung wird mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben. In den Zeichnungen zeigen gleiche Bezugszeichen identische
oder funktionell ähnliche
Elemente an. Darüber hinaus
identifiziert/identifizieren die am weitesten links stehende(n)
Ziffer(n) eines Bezugszeichens die Zeichnung, in welcher das Bezugszeichen
zuerst auftritt.
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1 ist
ein Blockdiagramm eines typischen Kommunikations-Netzwerks;
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2 ist
ein Blockdiagramm der in einem optischen Daten-Kommunikations-Bereich
eingesetzten elektrischen und optischen Komponenten;
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3 zeigt
einen Teil eines optischen Netzwerks, welcher die Rolle eines intermediären optischen
Querverbindungs-Schalters zeigt;
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4A-4C zeigen
einen Teil eines optischen Netzwerks, wobei sie die Rolle einer
Drop/Insert-Einrichtung zeigen;
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5 ist
ein Flussdiagramm des Betriebs eines optischen Netzwerks mit einer
Drop/Insert-Einrichtung, gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung;
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6 ist
ein Flussdiagramm, welches den Verarbeitungs-Vorgang der Drop/Insert-Einrichtung im Detail
zeigt;
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7 ist
ein Flussdiagramm, welches den Aktualisier-Vorgang gemäß einer
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung im Detail zeigt;
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8 ist
ein Flussdiagramm, welches den Wellenlängen-Verschiebe-Vorgang gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung im Detail zeigt;
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9A ist
ein Blockdiagramm eines Kommunikations-Netzwerks, welches eine Drop/Insert-Einrichtung
an jedem Netzwerk Standort enthält; and
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9B ist
ein Diagramm eines Beispiel-Frequenzspektrums eines Unterträgermodulationssignals.
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Detaillierte Beschreibung
der Ausführungsformen
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1. Übersicht und Diskussion der
Erfindung
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Optische
Netzwerke tragen Datenverkehr hoher Datenrate zum Unterstützen einer
ständig wachsenden
Vielzahl und Bereichen miteinander vernetzter Daten-Netzwerke, untergeordneter
Netzwerke, verteilter Systeme, Konsument-Kommunikations-Produkten
und – Diensten
und entfernt liegender Einheiten. Während das Wachstum und die
Vielseitigkeit von Netzwerk-Elementen und -Signalen größer wird,
werden das Management der Vielzahl von entlang des Netzwerks verlaufenden
Datensignalen sogar noch kritischer. Gleichzeitig ist es allerdings wünschenswert,
die Kosten auf einem praktikablen Niveau zu halten.
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Die
vorliegende Erfindung ermöglicht
das Empfangen und das Senden eines Signals niedriger Datenrate (oder
Unterträgermodulationssignals), welches
ergänzende
Netzwerkdaten als ein Mitnahmesignal ("rider") auf einem optischen Signal mit hoher
Datenrate bereitstellt. Durch Verwenden dieses Unterträgermodulations-Schemas
zum Übertragen ergänzender
Netzwerkdaten, kann das optische Träger-Signal über die multiplen Schalt-Standorte, Hinzufüge-/Fallenlass-Multiplexer
(ADMs), Wellenlängen-Router
und Verstärkungs-Stufen,
welche im Netzwerk angeordnet sind, hinweg im optischen Bereich
verbleiben. Daher werden multiple Konversionen des Signals mit hoher
Datenrate aus dem optischen Bereich in den elektrischen Bereich
und zurück
in den optischen Bereich vermieden. Darüber hinaus stellt die vorliegende
Erfindung ferner Netzwerk-Management bereit, mit der Möglichkeit,
dem Unterträgermodulationssignal
individuelle Netzwerk-Positions-Information zuzufügen, ohne
das optische Träger-Signal
in den elektrischen Bereich zurückkonvertieren
zu müssen,
während
das optische Träger-Signal
durch jedes Netzwerkelement verläuft. Daher
kann ein Netzwerk-Bestimmungsort einfach mittels Detektierens und
Demodulierens des Unterträgermodulationssignals
eine kumulative Nachverfolgung des Pfades des optischen Signals
empfangen.
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2. Terminologie
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann dieses Zwischenträger-/Unterträger-modulierte
Signal unter Verwendung von einer entlang einer Faserverbindung
angeordneten Drop/Insert-Einrichtung verarbeitet
und aktualisiert werden. Der Begriff "aktualisieren" betrifft im Allgemeinen den Schritt
oder die Funktion zum Abändern
oder Modifizieren des Unterträgermodulationssignals,
um sicherzustellen, dass sein Datengehalt präzise den Status des optischen Träger-Signals
widerspiegelt, beispielsweise seine spezifische Position in dem
optischen Netzwerk. Insbesondere kann der Begriff "Aktualisieren" sich auf Überschreiben
oder vollständiges
Ersetzen des Inhalts des Unterträgermodulationssignals
beziehen. Alternativ hierzu kann "Aktualisieren" sich auf selektives Modifizieren eines
Teils des Unterträgermodulationssignals
beziehen. Darüber
hinaus kann "Aktualisieren" sich auch auf Anhängen an
die ursprünglich in
dem Unterträgermodulationssignal
enthaltene Information oder Abändern
deren Länge
beziehen.
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Der
Name "Drop/Insert" bezieht sich auf
die Fähigkeit
der Einrichtung, Unterträgersignale
auf einem optischen Träger-Signal,
welches durch das Netzwerk verläuft,
abzulegen/fallenzulassen und einzufügen ("drop and insert"), ohne die Signal-Komponente hoher
Datenrate des optischen Träger-Signals ändern zu
müssen.
Insbesondere betrifft der Begriff Ablegen/Fallenlassen ("drop") die Fähigkeit,
einen Zugangs-Punkt zum Empfangen eines eingehenden Unterträgersignals
bereitzustellen. Ferner betrifft der Begriff "Einfügen" ("insert") die Fähigkeit,
einen Zugangs-Punkt zum Liefern eines Unterträgersignals entlang einer ausgehenden
Leitung bereitzustellen.
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Daher
ist ein Haupt-Vorteil der vorliegenden Erfindung, dass sowohl die "Ablege-/Fallenlass-" ("drop") wie die "Einfüge-" ("insert") Funktionen) ausgeführt werden
können,
ohne das optische Signal mit hoher Datenrate in den elektrischen
Bereich zurückkonvertieren
zu müssen.
Da das Unterträgermodulationssignal
mittels kostengünstiger
Ausrüstung
detektiert werden kann, ohne das Signal hoher Datenrate detektieren
und demultiplexen zu müssen,
bietet die vorliegende Erfindung eine kosteneffektive Lösung des
Problems. Ergänzende
Netzwerk-Management-Information kann ungeachtet der Qualität oder (eines)
Verlustes des Signals hoher Datenrate kommuniziert werden, solange
der optische Träger
fortbesteht. Die Weise, in welcher dies erreicht wird, wird im Detail
unten beschrieben.
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3. Beispiel-Umgebung
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Bevor
die Erfindung detailliert beschrieben wird, ist es nützlich,
eine Beispiel-Umgebung zu beschreiben, in welcher die Erfindung
implementiert werden kann. Im breitesten Sinne kann die Erfindung in
jedwedem optischen Kommunikations-Netzwerk implementiert werden, welches
Unterträgersignale verwendet,
um ergänzende
Netzwerkdaten zu transportieren.
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Die
vorliegende Erfindung wird bezüglich dieser
Beispiel-Umgebung beschrieben. Eine diesbezügliche Beschreibung wird nur
der Einfachheit halber bereitgestellt. Es ist nicht beabsichtigt,
dass die Erfindung auf Anwendung in dieser Beispiel-Umgebung begrenzt
sei. Vielmehr wird es nach Lesen der folgenden Beschreibung einem
Fachmann der relevanten Technik offensichtlich sein, wie die Erfindung
in alternativen Umgebungen zu implementieren ist.
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Beispiel-Implementationen
von optischen Spannbereichen ("spans") mit hoher Datenrate
sind in den 2 und 3 gezeigt.
In 2 ist ein gegebener Standort A mit einem anderen
Standort B mittels eines Spannbereiches ("span")
verbunden, welcher aus drei optischen Fasern 230, 232, 234 besteht.
Zwei elektrische Datensignale werden an Standort A über Eingänge 202 und 204 vorgelegt. Diese
Signale werden an Standort A in optische Darstellungen konvertiert.
Diese Signale werden dann durch den Netzwerk-Spannbereich getragen
und am Standort B als elektrische Signal-Ausgaben 262 beziehungsweise 264 wiederhergestellt.
Beispielsweise können
diese Datensignale synchrone SONET-konforme STS-48 Datensignale
sein, welche jeweils Digital-Daten bei ungefähr 2.5 Gbps oder das Äquivalent
von 32 tausend Telefon-Qualität-Sprach-Kanälen tragen.
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Beispielsweise
tritt an Standort A ein Signal in einen digitalen Querverbindungs-Schalter 210 ein, und
erscheint unter Normalbedingungen als ein elektrisches Signal. Das
Signal tritt in Optische-Lichtwelle- oder Leitungs-Endgerät-Ausrüstung ("Line Terminal E-quipment", LTE) 220 ein,
welche als einen optischen Sender 221, wie einen Halbleiter-Laser,
beinhaltend gezeigt ist. Vom Sender 221 emittiertes Licht wird
mittels des elektrischen Datensignals intensitätsmoduliert, welches entlang
der Verbindung 212 eintritt, um über die optische Faser 230 ein
moduliertes optisches Ausgabe-Signal zu liefern.
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Nach
Durchqueren der Faser-Länge 230, trifft
das optische Signal an Standort B ein und tritt in einen Empfänger 241 ein,
wie eine Photodiode. Es ist gezeigt, dass der Empfänger 241 ein
Teil eines LTE 240 ist, welches das Signal verstärkt und
konditioniert, um an Ausgang-Port 252 eine
glaubwürdige elektrische
Reproduktion des an Eingang 202 bereitgestellten ursprünglichen
elektrischen Datensignals zu liefern. In einer ähnlichen Weise wird ein an
Eingang 204 bereitgestelltes elektrisches Datensignal mittels
LTE 222, Faser 232, und LTE 242 zu Ausgang-Port 254 transportiert.
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Unter
normalen Bedingungen verbindet der digitale Querverbindungs-Schalter
(DCS) 260 einfach Port 252 mit Ausgang-Port 262,
um die Ende-zu-Ende-Verbindung von Eingang 202 mit Ausgang 262 zu
vervollständigen.
In gleicher Weise verbindet DCS 260 normalerweise Leitung 254 mit
Ausgang 264, um die Ende-zu-Ende-Verbindung von Eingang 204 mit
Ausgang 264 zu vervollständigen.
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Typischerweise
leiten Steuervorrichtungen 280, 282, 284,
welche miteinander über
eine separate Kommunikations-Verbindung 286 koordiniert
sind, die Schalt-Aktion der DCSs über Steuer-Verbindungen 275, 276, 277.
Jede Steuervorrichtung ist typischerweise eine) integrierten Mikroprozessor,
Computer, Workstation, oder ein anderer Typ von Prozessor zum Steuern
des Schaltens der Lichtwelle-Endgerät-Ausrüstung, digitaler Querverbindungs-Schalter und optischer
Querverbindungs-Schalter.
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Beispielsweise
können
Status-Mitteilungen gesendet werden, um einen Verbindungs- oder Knoten-Zustand
wie einen Leerlauf-Zustand, aktiven Zustand, inaktiven Zustand,
oder einen Zustand mit detektiertem Fehler anzuzeigen, zu quittieren,
oder zu bestätigen.
Es kann irgendein digitales Signalisier-Protokoll verwendet werden,
wie die Protokolle X.25, Frame Relay, ATM, B-ISDN oder Gemeinsames
Kanal-Signalisieren ("Common
Channel Signaling")
7. Alternativ hierzu können
Steuervorrichtungen Status-Mitteilungen unter Verwendung von Zusatz-Bits
oder Bytes innerhalb des Daten-Protokolls zu übermitteln, welches die optischen
Fasern durchläuft.
Steuervorrichtungen können
auch Wiederherstellungs- Algorithmen
und Protokolle verwenden, welche Fachleuten wohlbekannt sind, um
in Antwort auf eine Fehler-Detektion Ende-zu-Ende Konnektivität bereitzustellen.
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2 weist
auch einen anderen, mit Standort C verbundenen, Spannbereich B-C
auf. Elektrische DCS Schalter 210, 290 sind an
jeweiligen Endpunkt-Standorten A,C bereitgestellt. Datenverkehr zwischen
Standorten A und C verläuft
durch einen dazwischenliegenden optisch/elektronischen Standort
B. Wie gezeigt, verbinden Spannbereiche A-B und B-C die Standorte.
Daher zeigt 2 die Praxis des/eines Ausführens des/eines
Optisch-Elektrisch-Optisch-Konvertierens
an jedem intermediären Standort.
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Im
Gegensatz hierzu repräsentiert 3 eine
Umgebung, in welcher Datensignal-Handhabung
im optischen Bereich ausgeführt
wird. Im Vergleich zu herkömmlichem
optischelektronischen Schalten, sind Spannbereiche A-B und B-C optisch an
Standort B miteinander verbunden. 3 zeigt, dass
ein vollständiger
Satz von LTEs und ein DCS an Standort B durch einen optischen Querverbindungs-Schalter
(OCCS) 350 und mehrere optische Verstärker 340-342 und 360-362 ersetzt
worden sind. Alternativ hierzu kann Standort B Hinzufügen/Entfernen-Multiplexer
(ADMs) enthalten. ADMs werden in optischen Kommunikations-Netzwerken dazu verwendet,
Teile der Signale hoher Datenrate zu empfangen und einzuspielen,
und sind Fachleuten wohlbekannt. Es sei angemerkt, dass der Ansatz
von 3 weniger Ausrüstung
benötigt,
und die intrinsischen Datenrate-Begrenzungen beseitigt, welche durch
intermediäre
elektrische Ausrüstung
auferlegt werden.
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Der
optische Schalter 350 ist dazu geeignet, in der gleichen
Weise wie die DCSs gesteuert zu werden. Ein elektrisches Steuersignal
(oder ein optisches Steuersignal) treiben den optischen Schalter dazu
an, selektiv optische Verbindungen zwischen verschiedenen Eingangs- und Ausgang-Ports
auszubilden, welche optischen Fasern 330-334, 370-374 gegenüberliegen.
Beispielsweise koppeln unter normalen Netzwerk-Bedingungen interne
Verbindungen 352 und 354 innerhalb des OCCS 350 optisch
(die) jeweiligen Fasern 330, 332, 370, 372 in
beiden Spannbereichen A-B, B-C, wie in 3 gezeigt.
Die optischen Verstärker 340-342, 360-362 intensivieren das
Lichtwellen-Signal und kompensieren durch die Fasern und OCCS 350 eingeführte Verluste.
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Ein
vollständig
optisches Netzwerk führt Schwierigkeiten
ein, wie Fehler-Detektion und Isolation, weil Signal-Integritäts-Prüfungen (wie
Zyklische-Redundanz-Prüfung
("cyclic redundancy check", CRC) und Rahmung
("framing")) nicht inhärent in
einem optischen Bereich überwacht
werden. Ein Verfahren zum Einführen
eines Überwachungs-Mechanismus
besteht darin, einen Niedriges-Niveau-Unterträger zu dem optischen Träger an einem
Sende-Standort (beispielsweise Standort A in 3) hinzuzufügen, und
es an einem Schalt-Knoten (beispielsweise Standort B, in 3)
zu detektieren. Um das Unterträgersignal
besser auszunutzen, besonders im Falle eines Faser Ausfall ist es
notwendig, Netzwerk-Management-Information
(ergänzende
Daten) auf dem Unterträgersignal
zu markieren. Beispielsweise kann ein Unterträgersignal, welches wichtige
Netzwerk-Status-Information enthält
(beispielsweise Integrität
oder Leistungsfähigkeit
eines Datensignals), welches bei oder ungefähr bei 1 KHz bis 10 MHz moduliert
wird, linear zu einem einfallenden Signal hoher Datenrate, wie einem
bei/mit ungefähr
10 GHz modulierten SONET-Signal, addiert werden sein.
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Durch
Demodulieren des Unterträgersignals können die
ergänzenden
Netzwerkdaten an irgendeinem Punkt entlang einer optischen Netzwerk-Verbindung
wiederhergestellt werden. Die wiederhergestellten ergänzenden
Netzwerkdaten sind nützlich
für (ein)
Tausende) von Netzwerk-Anwendungen, inklusive Nachverfolgen von
Netzwerk-Zeitsteuer-Bezügen,
kumulativer Verbindungsidentifizierung, Wellenlängen Neuzuweisung und Neuverwendung,
Telemetrie und Übertragungs-Leistungsfähigkeits-Bewertung,
Kundendaten-Zahllast-Identifizierung,
Betriebsstatus-Anzeige, und/oder andere Netzwerk-Management-Vorgänge, aber
nicht darauf begrenzt.
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Allerdings
kann unter einigen Umständen eine
Pfad-Änderung
aufgrund eines Faser-Ausfalls oder
ein Wellenlängen-Wechsel
des modulierten optischen Datensignals ein Aktualisieren des Unterträgermodulationssignals
notwendig werden lassen, damit es die korrekten ergänzenden
Daten enthält.
Ferner ist es wünschenswert,
dieses Aktualisieren auszuführen,
ohne gleichzeitig das ursprüngliche
Signal hoher Datenrate umzuformen/zu transformieren, zu verändern, oder
mit ihm zu interferieren.
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4. Diskussion
der Erfindung
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4A-4C sind
Blockdiagramme der vorliegenden Erfindung in einer optischen Netzwerk-Umgebung.
Ein moduliertes optisches Datensignal 403 wird an einem
Standort A 301 erzeugt, und verläuft entlang einer Faserverbindung 404 zu
einem entfernt angeordneten Standort B 349. Die vorliegende
Erfindung stellt eine Drop/Insert-Einrichtung 407 bereit,
um ein aktualisiertes Unterträgermodulationssignal
mit aktualisierten ergänzenden
Netzwerkdaten zu erzeugen, um (dieses) auf das modulierte optische
Datensignal 451 zu platzieren, ohne die Signal-Komponente
hoher Datenrate 401 des Signals zu verändern. 4B und 4C zeigen eine
zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, welche das Zufügen eines entlang der optischen
Faser 406 angeordneten Wellenlängenverschiebers 431 beinhaltet.
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a. Erste Ausführungsform
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4A is
ein Blockdiagramm, welches einen Teil/Abschnitt eines optischen
Netzwerks zeigt, welches eine Drop/Insert-Einrichtung verwendet. Die/eine
Faserverbindung 404 ist in einem Spannbereich A-B großer Reichweite
enthalten, welcher Standorte A 301 und B 349 verbindet.
Mehrere arbeitende und/oder freie Verbindungen können zugefügt werden. Zwecks weiterer
Klarheit sind nur ein Endpunkt Standort A 301 und ein intermediärer Standort B 349 für das Netzwerk
gezeigt. Zusätzliche,
miteinander verbundene Standorte können mittels Spannbereichen
mit den Standorten A und B verbunden werden, wie mit Bezug auf 1-3 beschrieben ist,
um das Netzwerk zu erweitern. Daher bildet die Faserverbindung 404 ein
Segment eines oder mehrerer Pfade zwischen Netzwerk-Endpunkt-Standorten.
In einem vollständig
optischen Kern-Netzwerk, können
Daten geroutet, fallen-gelassen/zugefügt, oder optisch an intermediären Knoten,
wie Standort B 349 geschaltet, und in Lichtwelle-Terminal-Ausrüstung (LTEs)
an den Endpunkt-Standorten, wie Standort A 301, in das
Netztwerk injiziert und aus dem Netzwerk wieder zurückgewonnen
werden.
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Während eine
detailliertere Beschreibung des Erzeugens eines modulierten optischen
Datensignals, welches eine Signal-Komponente hoher Datenrate und
eine Unterträgersignal-Komponente enthält, in "Vollständig optisches
Netzwerk mit Niedrig-Niveau-Unterträger für ergänzende Daten" ("All Optical Network
with Low Level Subcarrier for Ancillary Data") Serien-Nr. 08/673,651, von John A.
Fee, eingereicht am 28. Juni 1996 beschrieben ist, wird eine kurze
Beschreibung hier zur Bequemlichkeit des Lesers bereitgestellt.
Am Standort A 301 wird ein Signal 401 mit hoher
Datenrate (beispielsweise ein 1-10 GHz Datensignal) an einem Eingang
einer Signalkombinervorrichtung (nicht gezeigt) vorgelegt, welche
im Standort A 301 enthalten ist. Darüber hinaus fällt ein
Monitor-Unterträgermodulationssignal 402 an
einem zweiten Eingang der Kombinervorrichtung ein. Die lineare Summe/Summierung
der Signale 401 und 402 erscheint am Ausgang der
Kombinervorrichtung, und dann wird dieses zusammengesetzte Signal
dazu verwendet, einen optischen Sender (nicht gezeigt), wie eine
im Standort A enthaltene Halbleiter-Laserdiode, in der Intensität zu modulieren,
um ein intensitätsmoduliertes
optisches Datensignal, beispielsweise ein optisches Träger-Signal OC-192 zu
erzeugen. Im Allgemeinen kann in Abhängigkeit von der/den geforderten
Leistungsfähigkeit, Kosten,
und anderen bekannten Entwurf-Überlegungen
irgendeine An von mit hoher Datenrate modulierter optischer Quelle
verwendet werden, wie ein integrierter Typ von direkt moduliertem
Laser oder ein extern modulierter Laser.
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Das
Unterträgermodulationssignal 402 ist von
wesentlich niedrigerer Frequenz und Amplitude als das Signal 401 mit
hoher Datenrate. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Frequenz
des überlagerten
Unterträgermodulationssignals 402 mehrere
Größenordnungen
geringer als die des Signals 401 mit hoher Datenrate. Wenn
beispielsweise das Signal 401 mit hoher Datenrate in der
Größenordnung
von 1 bis 10 GHz ist, das heißt
ein SONETkonformes STS-48 Digital-Signal (ungefähr 2.5 GHz) oder ein STS-192
Signal (ungefähr
9.9 GHz), kann ein nützliches/verwendbares
Unterträgersignal 402 von
1 KHz bis 10 MHz reichen, in Abhängigkeit
von der Antwort-Bandbreite der/einer in der Drop/Insert-Einrichtung 407 verwendeten
Detektions-Ausrüstung.
Ferner hat das Unterträgersignal 402 einen Bruchteil,
das heißt
ein Zehntel, der Amplitude des Signals 401 mit hoher Datenrate.
Es können
andere Bereiche von Amplituden und Frequenzen für das Unterträgermodulationssignal 402 und
das Signal 401 mit hoher Datenrate ausgewählt werden.
Da an Empfangs-LTEs angeordnete optische Empfänger mit hoher Datenrate Hochpassfilter
aufweisen, ist das Unterträgermodulationssignal
gedämpft.
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Das
modulierte optische Datensignal 403 wird über Faserverbindung 404 zum
Standort B 349 transportiert. Nach Durchlaufen einer wesentlichen Distanz
kann das Signal mittels eines optischen Verstärkers (nicht gezeigt) verstärkt werden,
und weiter entlang Faser 404 gesendet werden. Mehrere optische
Verstärker
können
mit Abständen
entlang einer Faserverbindung angeordnet sein/werden, um die/eine
Reichweite zu erhöhen.
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Das
durch Faser 404 getragene modulierte optische Datensignal 403 erreicht
schließlich
einen optischen Querverbindungs-Schalter 470 (OCCS) an einem
entfernten Standort B 349. Weil OCCS 470 an einem
intermediären
Standort oder Knoten angeordnet ist, kann OCCS 470 optische
Verbindungen zwischen mehreren arbeitenden und/oder freien Fasern schalten.
Darüber
hinaus kann OCCS 470 irgendeine Art von optischem Mehrfach-Port-Querverbindungs-Schalter
sein. Im Prinzip kann für
ein N X N OCCS irgendeine Anzahl von Ports, beispielsweise N = 1,2,4,8,16,40,72,128,
oder 256, geschaltet werden. Es kann in Abhängigkeit von der verfügbaren Technologie
irgendeine Art von optischem Schalter verwendet werden. Siehe beispielsweise
die von Waynant, R. et al., Herausgeber, Elektro-Optik-Handbuch ("Electro-Optics Handbook"), McGraw-Hill, Inc. U.S.A.
(1994), Kapitel 26, und insbesondere Seite 26.34 (hierin als Bezug
aufgenommen) diskutierten integrierten Schalter vom Lithium-Niobat-Richtungs-Koppler-Typ.
Andere Arten von geeigneter optischer Schalt-Technologie, beinhalten auf einem thermooptischen
Effekt in Polymer-Wellenleitern oder Quarzglas, Halbleiter-Verstärkung, Piezo-Bewegung,
und auf integriertem Indium-Phosphid basierte Schalter.
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Während zwecks
Klarheit ein einzelner OCCS 470 schematisch dargestellt
ist, können
darüber
hinaus mehrere diskrete Schalter und Koppler verwendet werden, um
ein äquivalentes
optisches Mehrfach-Port-Schalten auszuführen. Beispielsweise kann ein
Satz diskreter optischer 1 X 2 oder 2 X 2 Schalter dazu verwendet
werden, individelle Signale zwischen arbei- tenden zu schalten,
und Fasern in verschiedenen Spannbereichen zu schützen. Y-Koppler
und Richtungs-Koppler können
ebenfalls verwendet werden.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein optischer Koppler 405 zum Koppeln eines
Teils des modulierten optischen Datensignals aus der optischen Faser 404 durch
Faser 408 zu einer Drop/Insert-Einrichtung 407 bereitgestellt.
Beispielsweise kann ein optischer Abzweig-Koppler (beispielsweise ein asymmetrischer
Koppler 90/10 2 X 2) dazu verwendet werden, einen Bruchteil des
optischen Signals abzuzweigen. Es ist wünschenswert, dass der größte Teil
des optischen Signals entlang Faser 406 zum OCCS 470 fortfährt, um
verlässlichen
Empfang an einem entfernt liegenden LTE-Empfänger sicherzustellen. Obwohl 4A und 4B schematisch den
optischen Koppler 405 als von der Drop/Insert-Einrichtung 407 getrennt
zeigen, kann der optische Koppler 405 als ein Teil der
Drop/Insert-Einrichtung 407 aufgefasst werden.
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In
der ersten Ausführungsform
empfängt
die Drop/Insert-Einrichtung 407 den gekoppelten Teil des modulierten
optischen Datensignals 403. Die Drop/Insert-Einrichtung 407,
welche im Detail in 4C gezeigt ist, verarbeitet
den gekoppelten Teil des modulierten optischen Datensignals, um
ein aktualisiertes Unterträgersignal
mit den korrekten ergänzenden
Netzwerkdaten zu erzeugen. Die Drop/Insert-Einrichtung 407 kann
sich mittels Verbindungen 461 in konstanter Verbindung
mit einer Netzwerk-Management-System-Einrichtung 460 befinden,
welche den Betrieb des gesamten Netzwerks überblickt und die Drop/Insert-Einrichtung 407 mit
aktueller ergänzender
Netzwerk-Information versorgt. Wenn beispielsweise ein Wiederherstellungs-Ereignis
auftritt, liefert die Netzwerk-Management-System-Einrichtung 460 aktualisierte
Sende-Leitungs- und Signal-Wellenlängen-Information an die Drop/Insert-Einrichtung 407,
um die Einrichtung 407 zum Aktualisieren eines einlaufenden
Datensignals zu triggern. Das aktualisierte Unterträgermodulationssignal wird
dann dem verbleibenden Teil des modulierten optischen Datensignals 403 am
optischen Verstärker 450 überlagert.
Als ein Ergebnis, besteht das Datensignal, welches entlang Faser 452 zum
OCCS 470 verläuft,
aus der ursprünglichen
Signal mit hoher Datenrate Komponente 401 und der von der
Drop/Insert-Einrichtung 407 erzeugten aktualisierten Unterträgersignal-Komponente.
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Auch
wenn 4A-4C die Drop/Insert-Einrichtung 407 vor
OCCS 470 angeordnet zeigen, so sei angemerkt, dass gemäß der vorliegenden Erfindung
die Drop/Insert-Einrichtung 407 an irgendeinem Punkt entlang
einer Faserverbindung angeordnet sein kann. Es ist bevorzugt, die
Drop/Insert-Einrichtung 407 benachbart zu einem intermediären OCCS,
ADM, oder Wellenlängen-Router,
oder diese(n) überspannend
anzuordnen, damit) Netzwerk-Wiederherstellungs-
und Neu-Routen- Situationen Aktualisieren ergänzender Netzwerk-Information an solchen
Standorten erfordern können.
Während es
bevorzugt ist, die Drop/Insert-Funktion(en) von einem Netzwerk-Management-System,
wie Netzwerk-Management-System 460 aus
zu initiieren und zu steuern, ist darüber hinaus ein weiterer Vorteil
der vorliegenden Erfindung, dass die Drop/Insert-Einrichtung 407 auf
einem lokalen Niveau gesteuert werden kann, insbesondere, wenn die
Drop/Insert-Einrichtung 407 in einem entfernt liegenden
Bereich des Kommunikations Netzwerks angeordnet ist.
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b. Zweite Ausführungsform
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4B stellt
ein Blockdiagramm ähnlich 4A dar,
welches einen Teil/Abschnitt eines optischen Netzwerks zeigt, welcher
eine Drop-/Insert-Einrichtung 407 und einen Wellenlängenverschieber/-shifter 431 verwendet.
In Situationen, welche aus einem Wiederherstellungs-Ereignis oder Netzwerk-Wartungs-Neu-Routen
resultieren, kann es notwendig sein, die Wellenlänge eines modulierten optischen
Datensignals zu verschieben, wenn eine gewünschte auslaufende Faser 472 von
OCCS 470 bereits ein anderes moduliertes optisches Datensignal
der gleichen Wellenlänge
wie das modulierte optische Datensignal 403 trägt. Sobald
daher die Wellenlänge
eines modulierten optischen Datensignals verändert wird, ist es für einen
ordnungsgemäßen Netzwerk-Status
notwendig, die Unterträgerkomponente
dieses Signals zu verändern.
In Situationen, wenn das modulierte optische Signal 403 keine Wellenlängen-Information trägt, und
die Wellenlänge verschoben
wird, braucht die Unterträgerkomponente
des modulierten optischen Datensignals 403 allerdings nicht
von der Drop/Insert-Einrichtung 407 aktualisiert zu werden,
um diese Wellenlängen-Verschiebung
wiederzuspiegeln.
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Um
Wellenlängen-Flexibilität in einem
optischen Kommunikations-Netzwerk zu ermöglichen, kann ein abstimmbarer
optischer Sender dazu verwendet werden, modulierte optische Datensignale
zu senden. Beispielsweise kann die abstimmbare Quelle ein abstimmbarer
Halbleiterdiodenlaser, eine Quelle mit wählbarer Wellenlänge, eine
feste Quelle, welche mit einem Frequenz-Translator/Verschieber gekoppelt
ist, oder irgendeine andere, in der Technologie gut bekannte, abstimmbare
Quelle sein.
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In
einer ähnlichen
Weise wie oben erklärt, wird
ein Teil eines modulierten optischen Datensignals 403 mittels
des optischen Kopplers 405 in die Drop/Insert-Einrichtung 407 eingekoppelt.
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Wenn
beispielsweise die Netzwerk-Management-System-Einrichtung 460 feststellt,
dass eine Wellenlängen-Verschiebung
des Signals 403 notwendig ist, wird der verbleibende Teil
des Signals 403, welcher entlang Faser 406 verläuft, mittels
eines Wellenlängenverschiebers 431 vor
seinem Eintritt in OCCS 470 Wellenlängen-verschoben werden. In
anderen Situationen, wenn eine Wellenlängen-Veränderung des Signals 403 nicht
erforderlich ist, wird der Wellenlängenverschieber 431 die
Wellenlänge
des Signals 403 nicht verschieben.
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Während ein
optisches Kommunikations-Netzwerk durchlaufen wird, besteht eine
hohe Wahrscheinlichkeit, dass entlang einer gegebenen Faserverbindung
viele verschiedene Signale verschiedener zugeordneter Wellenlängen entlang
dieser Faserverbindung getragen werden. Um daher ordnungsgemäße Kommunikation
zwischen Standorten in einem Netzwerk sicherzustellen, kann eine Wellenlängen-Verschiebung
notwendig sein, weil entlang der gleichen Faserverbindung gesendeten Signalen
nicht die identische Wellenlänge
zugeordnet sein kann. Dieses Problem ist einem optischen Netzwerk
mit optischem Schalten eigen, da im elektrischen Bereich ein Signal
hoher Datenrate normalerweise sowieso an einem Digital-Schalt-Standort neu moduliert
würde.
Wenn daher das Signal 403 eine zugeordnete Wellenlänge λ1 aufweist,
welche bereits entlang der auslaufenden Faser 472 verwendet
wird, wird der Wellenlängenverschieber/Wellenlängenshifter 431 die
Wellenlänge
des Signals 403 von λ1 zu λ2 zu verschieben. Der Wellenlängenverschieber/Wellenlängenshifter 431 kann
eine kommerziell verfügbare
Wellenlängen-Verschiebe-Vorrichtung
sein, wie eine Bragg-Vorrichtung, ein passiver Kristall, oder ein
Positions-Einstell-Material, wie es Fachleuten wohl bekannt ist.
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Die
vorliegende Erfindung verwendet die Drop/Insert-Einrichtung 407 zum
Erzeugen eines aktualisierten Unterträgermodulationssignals, welches der
neuen Wellenlängen-Information des Wellenlängen-verschobenen/geshifteten
modulierten optischen Datensignals 411 zugeordnet ist,
ohne die Inhalte der Komponente hoher Datenrate neu schreiben zu
müs sen.
Die Drop/Insert-Einrichtung 407 kann aktualisierte ergänzende Netzwerk-Management-Information von der
Netzwerk-Management-System-Einrichtung 460 und dem Wellenlängenverschieber 431 empfangen.
Ein aktualisiertes Unterträgermodulationssignal
wird dann dem Wellenlängen-verschobenen
optischen Datensignal 411, welches von der Faserverbindung 428 aus
in den optischen Verstärker 450 eintritt, überlagert.
Das Wellenlängenverschobene
Signal kann anschließend entlang
der auslaufenden Faserverbindung 472 zu einem gewünschten
Ziel-Standort gesendet werden. Darüber hinaus kann der Wellenlängenverschieber//Wellenlängenshifter 431 von
mehreren Faserverbindungen gemeinsam verwendet werden, nicht nur
von Faserverbindung 406.
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c. Detaillierte Beschreibung
der Drop/Insert-Einrichtung
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4C ist
ein detailliertes Blockdiagramm der Drop/Insert-Einrichtung 407.
Am Koppler 405 wird ein kleiner Teil 409 des optischen
Signals 403 entlang Faser 408 angeleitet und tritt
in die/eine optische Prozessoreinrichtung 413 ein. Wie
gezeigt, umfasst diese optische Prozessoreinrichtung 413,
einen Photodetektor 412. Da der Photodetektor 412 dazu vorgesehen
ist, das niederfrequente Unterträgersignal 402 aus
dem optischen Signal 403 wiederherzugstellen, und nicht
die höherfrequente
(Hohe-Datenrate-) Komponente 401 zu detektieren, kann der
Photodetektor 412 unter Verwendung kostengünstiger Photodioden,
Phototransistoren oder passiver photoresistiver Vorrichtungen implementiert
werden. Darüber
hinaus kann ein Tiefpassfilter (nicht gezeigt) in der optischen
Prozessoreinrichtung 413 angeordnet sein/werden. Allerdings
können
der Photodetektor 412 und ein Tiefpassfilter als in einer
einzelnen Einheit kombiniert angesehen werden, wenn kostengünstige,
langam antwortende optische Detektoren verwendet werden. Die optische
Prozessoreinrichtung 413 erzeugt ein elektrisches Signal 416,
welches für
die Unterträgermodulationssignal-Komponente
des modulierten optischen Signals 403 representativ ist.
Das Signal 416 wird dann mittels eines Verstärkers 414 verstärkt. Ein
Teil dieses verstärkten Signals
wird in einem Unterträgerempfänger 422 entlang/in
Führung 420 abgezweigt.
Der Unterträgerempfänger 422 leitet
dann diese abgezweigten elektrischen Signale entlang Führung 424 zu
einem Daten-Empfangs-Puffer 423, welcher an/bei einer lokalen
Steuereinheit 430 angeordnet ist. Darüber hinaus kann der Unterträgerempfänger 422 dieses
elektrische Signal zu einem Unterträgerfehlerzähler 419 leiten. Der
Unterträgerfehlerzähler 419 kann
vom Netzwerk-Management dazu verwendet werden, die Bitfehler-Rate
des Unterträgermodulationssignals 402 zu überwachen.
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Die
lokale Steuereinheit 430 steuert die Funktionsfähigkeit
der Drop/Insert-Einrichtung 407 und empfängt aktualisierte
Netzwerk-Management-Information von der Netzwerk-Management-System-Einrichtung 460 (in 4A und 4B gezeigt).
Die lokale Steuereinheit 430 umfasst ferner eine Prozessor-Einheit
(nicht gezeigt), um vom Netzwerk-Management-System 460 übermittelte
Netzwerk-Signal-Information und vom Daten-Empfangs-Puffer 423 empfangene
Unterträgerinformation
zu verarbeiten. Aktuelle ergänzende
Netzwerkdaten, welche in der lokalen Steuereinheit 430 verarbetiet
werden/wurden, werden dann auf einen Datensendepuffer 443 gegeben,
welcher die ergänzende
Information zu einem neuen Unterträgersender 445 leitet,
um ein aktualisiertes Unterträgermodulationssignal 446 zu
erzeugen. Darüber
hinaus ist die lokale Steuereinheit 430 auch dazu ausgelegt,
auf einem lokalen Niveau zu arbeiten, ohne die Notwendigkeit einer
konstanten Kommunikation zum/mit Netzwerk-Management.
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Der
verbleibende Teil des verstärkten
elektrischen Signals 434 wird entlang der Führung 432 zu einem
Inverter 436 gelenkt, welcher, wenn er aktiviert ist, eine
invertierte elektrische Signaldarstellung 438 des Unterträgermodulationssignals 402 des
modulierten optischen Datensignals 403 von der ersten Faserverbindung 404 liefert.
Dieses invertierte Unterträgermodulationssignal 438 kann
bei einer Signalkombinervorrichtung 447 mit dem vom neuen
Unterträgersender 445 erzeugten
aktualisierten Unterträgermodulationssignal 446 kombiniert
werden. Das kombinierte Signal wird dann zu einem Treiber 448 geleitet,
welcher den/einen optischen Verstärker 450 treibt. Alternativ
hierzu könnten
die Signale 446 und 438 direkt zu dem Optischer-Verstärker-Treiber
(Driver) 448 geleitet werden, ohne die Verwendung einer Signalkombinervorrichtung
(signal combiner) 447.
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Der
optische Verstärker 450 verstärkt optisch das
Datensignal 411 von Faser-Verbindung 428 (welches, wie
oben erklärt,
mittels Wellenlängenverschieber 431 Wellenlängenverschoben
sein/werden kann). Der optische Verstärker 450 kann, in
Abhängigkeit
von der Frequenz des Unterträgersignals,
ein Halbleiter-Verstärker
oder ein Erbium-Dotierte-Faser-Verstärker sein.
Alternativ hierzu kann anstelle des optischen Verstärkers 450 ein
externer Modulator verwendet werden. Für Unterträgersignale mit Frequenzen größer als
1 MHz, stellen optische Halbleiter-Verstärker die bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dar. Das aktualisierte Unterträgermodulationssignal 446 und
das invertierte Unterträgermodulationsignal 438 bilden
den Vorspannungs("bias")-Strom, welcher
den optischen Verstärker 450 treibt,
und sind daher dem Datensignal 411 überlagert. Alternative Mittel
zum externen Modulieren des Verstärkungsfaktors eines optischen
Verstärkers
oder das/ein Verwenden in der Technik bekannter kohärenter Techniken
können/kann
ebenfalls dazu verwendet werden, ein intensitätsmoduliertes optisches Datensignal,
welches mit einem Signal hoher Datenrate moduliert ist, und ein überlagertes
aktualisiertes Unterträgersignal 446 niedrigen
Niveaus zu erzeugen.
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Das
invertierte Unterträgermodulationssignal 438 wirkt
dahingehend, dass die ursprüngliche
Unterträgersignal
Komponente 402 vom Datensignal 411 abgezogen wird,
während
das aktualisierte Unterträgermodulationssignal 446 auf
dem aktualisierten optischen Datensignal 451 verbleibt.
Daher wird ein aktualisiertes moduliertes optisches Datensignal 451 erzeugt,
welches die ursprüngliche
Signal-Komponente 401 mit hoher Datenrate und die aktualisierte
Unterträgersignal-Komponente 446 umfasst.
Dieses aktualisierte Signal 451 wird dann mittels OCCS 470 zu
der geeigneten auslaufenden Faserverbindung 472 (in 4A und 4B gezeigt)
geschaltet. Zusätzliche
Unterträgermodulationssignale,
welche verschiedene Frequenzen aufweisen, können dem modulierten optischen
Datensignal unter Verwendung von FDM Techniken (im Detail unten
beschrieben) durch die Verwendung der Drop/Insert-Einrichtung 407 ebenfalls
zugefügt
werden.
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d. Allgem eine
Arbeitsweise der Erfindung
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5 ist
ein Flussdiagramm der unter Verwendung der vorliegenden Erfindung
ausgeführten allgemeinen
Vorgänge.
Während
ein moduliertes optisches Datensignal 403 sich entlang
einer Faser-Verbindung fortbewegt, wird ein Teil des Signals in
eine Drop/Insert-Einrichtung 407 eingekoppelt (Schritt 504).
Die Drop-/Insert-Einrichtung 407 verarbeitet (Schritt 506)
den eingekoppelten Teil des modulierten Datensignals, um ein aktualisiertes
Unterträgermodulationssignal 446 zu
erzeugen. Das modulierte optische Datensignal wird mittels eines
optischen Verstärkers 450 aktualisiert
(Schritt 508), welcher von einem Vorspannungs("bias")-Strom getrieben
wird, welcher das aktualisierte Unterträgersignal enthält.
-
6 is
ein detailliertes Flussdiagramm des Verarbeitungs-Schritts (Schritt 506)
von 5. Der eingekoppelte Teil 409 des modulierten
optischen Datensignals wird gefiltert (Schritt 604) um
die Hochfrequenz(Hohe-Datenrate)- Komponente des modulierten optischen
Signals zu entfernen, wodurch nur die Unterträgerkomponente verbleibt, welche
in der Drop/Insert-Einrichtung 407 detektiert wird(Schritt 606).
Ein elektronisches Signal, welches die Unterträgerkomponente des Datensignals
repräsentiert, wird
erzeugt (Schritt 608), dann verstärkt (Schritt 610).
Ein Teil des elektrischen Unterträgersignals wird in einen Unterträgerempfänger 422 abgezweigt (Schritt 612)
und in die lokale Steuereinheit 430 der Drop/Insert-Einrichtung 407 geleitet
(Schritt 614). Der verbleibende Teil des elektrischen Unterträgersignals
kann invertiert werden (Schritt 616) um im Aktualisieren-Schritt
(Schritt 508) zum Subtrahieren der ursprünglichen
Unterträgerkomponente 402 von
dem modulierten optischen Datensignal 403 verwendet zu werden.
Wie in dem Abschnitt zum Optischer-Pfad-Nachverfolgen beschrieben, verwenden alternative
Netzwerk Anwendungen allerdings die ursprüngliche Unterträgerkomponente
des modulierten optischen Datensignals. Daher braucht dieser Inversions-Schritt 616 nicht
immer ausgeführt
zu werden.
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7 ist
ein detailliertes Flussdiagramm des Aktualisier-Schrittes (Schritt 508)
in 5. Netzwerk-Status-Information kann mittels der
Netzwerk-Management-System-Einrichtung 460 zur
lokalen Steuer-Einheit 430 übertragen werden (Schritt 702).
Diese ergänzenden
Netzwerkdaten werden zu einem aktualisierten Unterträgermodulationssignal 446 konvertiert
und zu einem optischen Verstärker 450 gesendet
(Schritt 704) welcher das modulierte optische Daten-Signal
verstärkt.
Der optische Verstärker 450 wird
(Schritt 706) von einem Vorspannungs("bias")-Strom
getrieben (Schritt 706), welcher das invertierte Unterträgermodulationssignal 438 (von
Schritt 616) und das aktualisierte Subträger-Modulationssignal 446 (von
Schritt 704) umfasst, wodurch das optische Datensignal
neu moduliert wird (Schritt 708). Das Endergebnis ist ein
aktualisiertes optisches Datensignal 451, welches später mittels
eines optischen Schalt-Standortes zu einer geeigneten auslaufenden
Verbindung geschaltet werden kann.
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8 ist
ein Flußdiagramm,
welches im Detail den Betrieb der Erfindung in der Situation zeigt, wenn
die Wellenlänge
des modulierten optischen Datensignals verschoben werden muss. Wenn
von der Netzwerk-Management-System-Einrichtung 460 ein Befehl
gesendet wird, welcher angibt, dass eine Wellenlängen-Verschiebung des einlaufenden
modulierten optische Datensignals notwendig ist (Schritt 802, Entscheidung
= Ja), wird der Wellenlängenverschieber 431 aktiviert,
um die Wellenlänge
des einlaufenden modulierten optischen Datensignals 403 (Schritt 804)
zu verschieben. Darüber
hinaus veranlasst die Netzwerk-Management-System-Einrichtung 460 die Drop/Insert-Einrichtung 407 (Schritt 806)
dazu, ihre Verarbeitungs- und Aktualisier-Schritte auszuführen (Schritt 808,
den Schritten 506 und 508 zugeordnet). Schließlich wird
ein Wellenlängen-verschobenes
optisches Datensignal 451 (Schritt 810) zum OCCS 470 mit
einem aktualisierten Unterträgersignal
gesendet. Typischerweise arbeitet der Wellenlängenverschieber//Wellenlängenshifter
allerdings in einem Voreinstellungs-Modus, in welchem die Wellenlänge eines einlaufenden/eingehnde
Datensignals nicht verschoben werden wird (Schritt 802,
Entscheidung = Nein), und das Nicht-Wellenlängen-verschobene Signal bis zum
OCCS 470 (Schritt 812) weitergeführt wird.
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e. Optischer-Pfad-Nachverfolgung
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(i) FDM Technik
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Eine
weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung einer Reihe von Drop-/Insert-Einrichtungen,
welche an verschiedenen Standorten im Netzwerk angeordnet werden,
um einem Netzwerk-Management das gesamte Netzwerk-Bild jeder Verbindung
zur Verfügung
zu stellen. Daher kann die vorliegende Erfindung ein Optischer-Pfad-Nachverfolgen für durch
ein Netzwerk verlaufende modulierte optische Datensignale bereitstellen.
Durch Verwenden eines kumulativen Unterträger-Modulations-Schemas, kann
diese Optischer-Pfad-Nachverfolge-Aufgabe ausgeführt werden, ohne dass das Signal
mit hoher Datenrate demoduliert werden und sein Transport-Overhead ("Überhang") geändert
werden muss.
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Wie
oben beschrieben, besteht ein Verfahren zum Einführen eines Netzwerk-Management-Überwachungs-Mechanismus
darin, ein Unterträgermodulationssignal
niedrigen Niveaus zu einem optischen Träger an einem Sende-Standort
zuzufügen,
und es an einem Schalt-Knoten oder einem abschließenden Ziel
zu detektieren. In dieser Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird/ist der kumulative Pfad des modulierten
optischen Datensignals auf das optische Träger-Signal mittels aufeinanderfolgender
Drop-/Insert-Einrichtungen, wie die in 4C gezeigte
Drop/Insert-Einrichtung 407, kodiert, welche an jedem Netzwerk-Element angeordnet
ist/sind, durch welches das modulierte optische Datensignal hindurchkommt.
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Beispielsweise
zeigt 9A ein Block-Diagramm eines
optischen Kommunikations-Netzwerks ähnlich demjenigen,
welches in 1 gezeigt ist. Das Netzwerk
beinhaltet fünf
Standorte 901-905. Die Standorte 901-905 können Schalt-Knoten
oder andere Arten von Netzwerk-Ausrüstung sein. In dieser Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beinhalten die Standorte 901-905 Drop-/Insert-Einrichtungen 901a-905a,
welche jeweils der Drop/Insert-Einrichtung 407 in 4C ähnlich sind.
Ferner ist jede Drop/Insert-Einrichtung 901a-905a dazu
implementiert, einen eindeutigen Netzwerkelement-Identifizierer-Tag
auf ein durch die sen Standort passierendes optisches Träger-Signal
zu plazieren. Beispielsweise, ist die Drop/Insert-Einrichtung 903a so implementiert,
dass sie ein Unterträgermodulationssignal,
welches die spezifische Netzwerk-Position anzeigt, auf einem modulierten
optischen Träger-Signal platziert,
welches durch den Standort 903 hindurchläuft. Anstatt
ein invertiertes Unterträgermodulationssignal,
wie Signal 438 in 4C, zu
verwenden, um (die) bestimmte(n) Teile von dem ursprünglichen
Unterträgermodulationssignal
(beispielsweise Signal 402) zu subtrahieren, können (die)
Drop-/Insert-Einrichtungen 901a-905a allerdings
auch die eindeutige Netzwerkelementidentifizierer-Tag-Information
auf das modulierte optische Datensignal in einer kumulative Weise
platzieren, ohne den ursprüngliche
Unterträgersignal-Inhalt
zu löschen
oder zu ändern.
Diese kumulative Form des/eines Aktualisierens des modulierten optischen
Datensignals kann auf verschiedene Weisen erreicht werden.
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Ein
Verfahren zum Erzeugen eines aktualisierten Unterträgermodulationssignals,
bei welchem sich kumulative Pfad-Information als ein Mitnahmesignal
("rider") auf einem mit hoher
Datenrate modulierten optischen Datensignal befindet, erfolgt durch eine
Frequenz-Teilungs-Multiplex("Frequency Division
Multiplexing",FDM)-Technik.
Für eine
Diskussion von FDM-Techniken, siehe D. Minoli, Telekommunikations-Technologie-Handbook
("Telecommunications
Technology Handbook"),
Artech House, Inc., U.S.A. (1991), Kapitel 3, und insbesondere Seiten 104-105.
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Es
sei daran erinnert, dass ein Unterträgermodulationssignal von einer
viel geringeren Frequenz ist (beispielsweise 1 KHz bis 10 MHz) als
die Signal-Komponente mit hoher Datenrate(1-10 GHz) des modulierten
optischen Datensignals. In dieser Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung, wird das vom Netzwerk verwendete Unterträgermodulationssignal
in separate Frequenz-Komponenten heruntergebrochen/aufgetrennt.
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9B zeigt
ein schematisches Diagramm des Frequenzspektrums eines Beispiel-Unterträgersignals.
Die Standorte 901-905 sind jeweils durch einen
verschiedenen Frequenz-Bereich
des Unterträgermodulationssignalspektrums
repräsentiert.
Beispielsweise ist Standort 901 der Frequenzbereich 921 zugewiesen,
welcher sich von 1 MHz bis 2 MHz erstreckt. In ähnlicher Weise ist Standort 902 der
Frequenzbereich 922 zugewiesen, welcher sich von 2 MHz
bis 3 MHz erstreckt. Diese Frequenzbereiche 921-925 werden
auch als Unterträgermodulationsbänder (oder
FDM-Slots) bezeichnet. Darüber
hinaus können
diese FDM-Slots in Abhängigkeit
von der am Empfangs-Ende verwendeten Detektions-Ausrüstung irgendeine
Anzahl verschiedener Frequenzbereiche aufweisen. Darüber hinaus
sollten diese FDM-Slots zueinander beabstandet sein, um Informations-Überlapp
zu vermeiden.
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Daher
kann an der Drop/Insert-Einrichtung 901a ein aktualisiertes
Unterträgermodulationssignal,
welches ergänzende
Netzwerkdaten (inklusive des eindeutigen Netzwerkelement-Identifizierer-Tag für Standort 901)
enthält,
einem modulierten optischen Datensignal, welches durch Standort 901 mit einer
Modulations-Frequenz von zwischen 1 MHz bis 2 MHz (das heißt, FDM-Slot 921)
durchläuft, überlagert
werden. Der eindeutige Netzwerkelement-Identifizierer-Tag ist/wird entweder
in die Logik der lokalen Steuereinheit der Drop/Insert-Einrichtung, wie
der lokalen Steuereinheit 430, eingebettet, oder durch das/ein
Netzwerk-Management,
wie das Netzwerk-Management-System 460 beigesteuert.
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Wenn
das modulierte optische Datensignal durch Standort 902 durchläuft, wird
das Unterträgermodulationssignal
dann weiter aktualisiert, indem Drop/Insert-Einrichtung 902a ihre
eigene eindeutige Netzwerk-Identifizierer-Information auf dem Unterträgermodulationssignal
an/in einem anderen FDM-Slot, in diesem Fall dem FDM-Slot 922 überschreibt
(oder überlagert).
Ferner beinhaltet ein Ziel-Standort, wie Standort 905,
auch Fachleuten wohlbekannte Detektions-Ausrüstung (nicht gezeigt), welche
selektive Unterträgerfrequenzbänder detektiert
und das Unterträgersignal
in diesem Band demoduliert. Wenn das modulierte optische Datensignal sein
abschließendes
Ziel erreicht, beinhaltet das Unterträgermodulationssignal daher
die eindeutigen Netzwerk-Identifizierer von jedem Netzwerkelement, durch
welches das modulierte optische Datensignal hindurchläuft, wobei
es Netzwerk-Management mit einer nichtinvasiven, optischen Form
von Pfad-Überwachung
bereitstellt.
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Die
spezifische Weise, in welcher eine Drop/Insert-Einrichtung ergänzende Netzwerk-Information auf ein
moduliertes optisches Datensignal in dieser Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung überlagert,
ist ähnlich
zu derjenigen, welche oben in Verbindung mit 4A-4C beschrieben
wurde. In dieser Ausführungsform
empfängt
eine Drop/Insert-Einrichtung,
wie die Drop/Insert-Einrichtung 407, ein gekoppeltes Teil
eines modulierten optischen Datensignals 403, wie das modulierte
optische Datensignal 403. Die Drop/Insert-Einrichtung 407 verarbeitet
den gekoppelten Teil des modulierten optischen Datensignals, um
ein aktualisiertes Unterträgersignal mit
zugefügtem
FDM zu erzeugen, welches (eine) Historie des bisherigen Pfades enthält.
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Insbesondere
ist die Inverter-Einheit der Drop/Insert-Einrichtung, wie der Inverter 436,
deaktiviert, so dass das beispielsweise am Standort 901 erzeugte,
und in FDM-Slot 921 enthaltene ursprüngliche Unterträgersignal
nicht während
optischem Verstärken,
wie mittels des/eines optischen Verstärkers 450 weg-subtrahiert
wird. Während/wenn
das modulierte optische Datensignal durch Standort 902 verläuft, erzeugt
die Drop/Insert-Einrichtung 902a ein Unterträgermodulationssignal,
welches die eindeutige Netzwerkelement-Identifizier-Information enthält, welche
Standort 902 zugeordnet wurde. Es sei angemerkt, dass der
Informations-Inhalt des an der Drop/Insert-Einrichtung 902a erzeugten
Unterträgersignals
irgendeine ergänzende
Netzwerk Information beinhalten kann, wie oben im Beispiel-Umgebungs-Abschnitt
diskutiert.
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Ein
neuer Unterträgersender,
wie ein neuer Unterträgersender 445,
erzeugt ein Signal, welches dem spezifischen FDM-Slot von Standort 902,
wie FDM-Slot 922, zugeordnet ist. Die Frequenz dieses Unterträgersignals
kann mit dem ursprünglichen
Unterträgermodulationssignal
kombiniert werden, um den Vorspannungs("bias")-Strom
für den
optischen Verstärker
zu bilden, welcher das modulierte optische Datensignal verstärkt. Das
modulierte optische Datensignal, welches beispielsweise zum Standort 904 verläuft, würde Pfad
spezifische ergänzende
Information enthalten, welche sowohl in FDM-Slot 921 als
auch FDM-Slot 922 enthalten ist. Ferner können andere
Signal-Überwachungs-Funktionen
diese nicht-invasive FDM Technik verwenden. Beispielsweise kann
die/eine optische Träger-Signal-Wellenlänge auch
als Teil jedes FDM-Slot übermittelt
werden, was Ende-zu-Ende-Wellenlänge(n)-Nachverfolgen ermöglicht.
Daher braucht in dieser Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung das ursprüngliche Unterträgermodulationssignal
nicht mittels der Drop/Insert-Einrichtung
ausgelöscht
zu werden.
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Ferner
ist es in dieser Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung nicht erforderlich, dass die Drop/Insert-Einrichtung,
wie die Drop/Insert-Einrichtung 902a, ihre "Drop"("Fallenlass")-Funktion überhaupt ausführt. In
bestimmten Situationen, kann es erforderlich sein, dass die Drop/Insert-Einrichtung 902a nur
ihre "insert"("Einsetz")-Funktion ausführt.
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Beispielsweise
geht ein moduliertes optisches Datensignal von Standort 901 aus,
wobei die ergänzenden
Netzwerkdaten des Signals in FDM-Slot 921 lokalisiert sind.
Das modulierte optische Datensignal verläuft durch Standort 902,
wo die lokale Steuereinheit der Drop/Insert-Einrichtung 902a die Einrichtung 902a dazu
anweisen kann, nur ein neues Unterträgermodulationssignal (welches FDM-Slot 922 zugeordnet
ist) zu erzeugen. Der bei Einrichtung 902a angeordnete
neue/Neuer- Unterträger-Sender
erzeugt ein FDM-Slot 922 zugeordnetes Unterträgersignal,
welches den Vorspannungs("bias")-Strom bildet, welcher
einen optischen Verstärker treibt.
Das von Standort 902 austretende resultierende modulierte
optische Datensignal wird ergänzende Netzwerkdaten
aufweisen, welche sowohl an FDM-Slot 921 als auch an FDM-Slot 922 lokalisiert sind.
Daher kann in dieser Ausführungsform
der vorliegenden Er findung die Drop/Insert-Einrichtung 902a ergänzende Netzwerkdaten
auf dem modulierten optischen Datensignal markieren ("tag"), ohne einen eingekoppelten
Teil des einlaufenden modulierten optischen Datensignals von Standort 901 verarbeiten
zu müssen.
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Wie
oben beschrieben, besteht ein Verfahren zum Bereitstellen von Optischer-Pfad-Nachverfolge-Funktionalität für ein Kommunikations-Netzwerk
darin, ein Teil des Unterträgerfrequenzspektrums
jedem individuellen Standort oder Knoten im Netzwerk zuzuweisen.
Daher injiziert eine an jedem Standort angeordnete Drop/Insert-Einrichtung
ihr eigenes charakteristisches Unterträgermodulationssignal in ein
zugewiesenes Unterträgermodulationsband.
Alternativ hierzu kann gemäß der vorliegenden Erfindung
das Aktualisieren modulierter optischer Datensignale auch dadurch
erreicht werden, dass jedem Knoten oder Standort eine eindeutige
Wellenform zugewiesen wird, welche auf das modulierte optische Datensignal
kodiert ist, welches durch diesen Standort hindurchgeht, ohne das
Signal hoher Datenrate zu verändern
oder mit ihm zu interferieren. Diese Technik wird als Code-Teilungs-Mehrfach-Zugriff ("Code Division Multiple
Access",CDMA) bezeichnet.
Siehe beispielsweise P. Green, Faseroptik-Netzwerke ("Fiber Optic Networks"), Prentice-Hall,
Kapitel 13 (1993).
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Während CDMA-Technologie
im Allgemeinen bezüglich
einer Drahtlos-Kommunikations-Umgebung
verstanden wird, kann sie auch in eine Faser-Kommunikations-Umgebung implementiert
werden. Beispielsweise wird an einem gegebenen Standort in einem
Netzwerk eine Drop/Insert-Einrichtung, wie eine Drop/Insert-Einrichtung 902a,
mit einem Unterträgersignal-Erzeuger,
wie einem neuen/Neuer-Unterträger-Sender 445 in 4C,
implementiert ist, welcher ein Unterträgersignal mit seinem eigenen
eindeutigen Code erzeugt. Ähnlich
zu dem oben beschriebenen, ist dieses Unterträgermodulationssignal von einer
niedrigeren Amplitude als das Signal hoher Datenrate. Dieses eindeutige
Unterträgermodulationssignal
ist über
das Unterträgerfrequenzspektrum
(1 kHz bis 10 MHz) des modulierten optischen Datensignals verteilt/ausgebreitet.
An einem Ziel-Standort zieht Detektions-Ausrüstung,
wie CDMA-Detektions-Ausrüstung,
die jedem Netzwerk-Standort zugeordneten eindeutigen Kennzahlen
("codes") von dem modulierten
optischen Datensignal ab. Daher kann die Pfad-Historie eines modulierten
optischen Datensignals, sowie andere Arten von Netzwerk-Überwachung,
durch Implementieren einer Netzwerk-Drop/Insert-Einrichtung mit
CDMA-kompatibler Ausrüstung
erreicht werden.
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(ii) Anhängen an
das Ende einer Datensignalfolge
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Darüber hinaus
kann die vorliegende Erfindung eine Optischer-Pfad-Nachverfolge-Funktion bereitstellen,
wenn durch das Netzwerk verlaufende Datensignale in Bursts ("Signalfolgen") anstelle von kontinuierlichen
Datenströmen
gesendet werden. In dieser Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung hängt
jede Drop/Insert-Einrichtung Bits zusätzliche Netzwerkdaten, wie
seinen Pfad-Identifizierer, an das Ende einer Datensignal-Burst
an. Wenn ein Datensignal seinen letztendlichen Bestimmungsort erreicht,
hat jeder Standort mit einer Drop/Insert-Einrichtung seinen eindeutigen
Netzwerkelement-Identifizier-Tag an das Ende der Daten-Burst zugefügt. In Situationen,
wo das ursprüngliche
Unterträgersignal Netzwerk-Information,
wie die Länge
der Daten-Burst enthält, überlagert
die Drop/Insert-Einrichtung
ein aktualisiertes Unterträgermodulations-Signal
mit der korrekten Signallängen-Information. Wiederrum
wird Funktionalität
zum Nachverfolgen des/eines optischen Pfades an einem Ziel-Standort
durch Dekodieren von an die Datensignal-Bursts angehängte Information
erreicht, wodurch eine vollständige
Ende-zu-Ende-Historie dieser Verbindung bereitgestellt wird. Fachleuten
sind verschiedene Verfahren zum Dekodieren der angefügten Daten
wohlbekannt.
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f. Auf Entfernung ausgeführte ("Remote") Anwendungen
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Über ein
Positionieren in der Nähe
eines optischen Querverbindungs-Schalter-Standortes hinaus können alternative Umgebungen
ebenfalls die vorliegende Erfindung verwenden. Beispielsweise kann
es notwendig sein, eine Drop/Insert-Einrichtung entlang Unterwasser-Kommunikations-Leitungen einzusetzen.
Sowohl faseroptische wie elektrische Kabel enthalten intermediäre/Zwischen-Verstärkerstufen,
welche unter Wasser verlegt sind. Diese Verstärkerstufen können die
Fähigkeit
voraussetzen, ein Unterträgersignal
zu senden. Dies ist mit der vorliegenden Erfindung möglich, weil
die Drop/Insert-Einrichtung 407 an irgendeiner Stelle entlang
einer Faserverbindung lokalisiert werden kann, und auf einem lokalen
Niveau mittels der/einer lokalen Steuereinheit 430 gesteuert
werden kann. Darüber
hinaus kann es bei landbasierten Kommunikations-Verbindungen, welche
mehrere hundert Kilometer an Länge erreichen,
in einem Netzwerk-Management-Kontext wünschenswert sein, ein Unterträgersignal
an jedem dieser regenerativen Stufen zu senden und zu empfangen,
um beispielsweise Alarm-Information und Signal-Qualitäts-Information
zu übermitteln,
welche dazu neigt, über
lange Distanzen zu variieren.
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5. Schlußbemerkung
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Während verschiedene
Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung oben beschrieben worden sind, versteht es
sich, dass sie allein als Beispiel, und nicht als Beschränkung, präsentiert
worden sind. Daher sollte) die Breite und der Bereich der vorliegenden
Erfindung nicht durch irgendeine der oben beschriebenen Beispiel-Ausführungsformen
begrenzt werden, sondern nur gemäß der folgenden Ansprüche definiert
werden.