Wdm數據傳輸線路段中的用於線路保護的方法和電光學電路布置的製作方法

2023-07-22 12:24:01

專利名稱：Wdm數據傳輸線路段中的用於線路保護的方法和電光學電路布置的製作方法
技術領域：
本發明涉及在接收方與發送方之間的光學數據傳輸的線路保護方法，所述光學數據傳輸的線路具有至少一個在所述的接收方和發送方之間在至少兩個可選擇的光學數據傳輸線路上運行的WDM數據傳輸線路段，所述的光學數據傳輸線路可以各傳輸至少n個數據信道，其中在發送方把電子數據信號通過n個網元轉換成光信號，分配到不同頻率的各個數據信道上並且通過復用器集束地輸送到數據傳輸線路中，其中對每個復用器分配一個光學數據傳輸線路，可以通過這些線路傳輸n個信道，其中接著在接收方把相應的數據傳輸線路中引出的光信號通過相應的解復用器分開並且送到n個用於光/電轉換的網元。
此外本發明還涉及在至少一個WDM數據傳輸線路段上的線路保護的電-光學電路布置，所述WDM數據傳輸線路段具有接收方、發送方和在其間運行的至少兩個光學數據傳輸線路，其中在發送方有用於光/電轉換的n個網元、n個光分配器用於把光信號分配到所述的至少兩個數據線路，每一個數據線路設有一個復用器，在接收方有用於光/電轉換所傳輸的信號的n個網元，每個數據線路設有一個解復用器和多個切換器用於選擇所採用的數據傳輸線路。
為了在相應於歐洲標準的同步數字體系(SDH)內部，或者在相應於北美標準的同步光學網絡(SONET)內部傳輸光信號，追求儘可能低成本的傳輸方法。出於成本原因尤其採用玻璃纖維作傳輸煤介，因為其衰減很小所以帶寬和有效距離大。通過用波分復用(WDM)充分地多重利用玻璃纖維，試圖儘可能優化地利用這種光連接。為了在可能的線路段失效的情況下保護傳輸，在兩個分開的通路(工作通路和保護通路)上傳送信號。
一種類似的方法和類似的電路布置公知於本申請人的專利申請DE19 731494。該申請中說明，在通過波分復用(WDM)多重利用玻璃纖維時可以用環形結構確保傳輸保護。
在後來的公開說明DE 19 731 494中說明了在具有保護裝置的光學環形網絡的多個終端之間在雙向的工作信道中進行數據傳輸的方法，所述的保護裝置在數據傳輸受到幹擾時可以用波分復用方法在工作信道中經過未受幹擾的環形網絡段建立保護連接，其中一些有預定波長範圍的至少具有工作信道的傳輸容量的雙向保護信道把所有的終端互相連接，並且在受幹擾的線路段的相鄰終端之間出現連接幹擾時經過環形網絡的未受幹擾的部分在保護信道中產生保護連接，而不相關終端則饋通保護信道。具體地這是通過在工作線路組件受幹擾時轉接所屬的保護線路組件實現的，以繼續保持工作連接。在此轉接是用電子組件進行的。
相應地還公開了在具有保護裝置的光學環形網絡中的多個終端之間的數據傳輸布置，所述的保護裝置在出現幹擾時可以用波分復用法經環形網絡的未受幹擾的部分在工作信道中進行數據傳輸，具有波分解復用器和波分復用器，經所述波分解復用器以波長各異的方式耦合輸出工作信號和保護信號，用所述波分復用器以波長各異的方式輸入耦合工作信號和保護信號，其中設有一些有預定波長範圍的、至少具有把所有的終端互相連接的工作信道的傳輸容量的雙向保護信道。
在此採用的波分解復用器的輸出和波分復用器的輸入以及線路組件之間的光學切換器，只用於在不受幹擾的連接時饋通保護信道，或者能夠在幹擾所累及的終端上把其連接轉到保護信道以經過環形網絡的未受幹擾的段產生保護連接。在兩個數據傳輸信道之間轉換本身在網元的電子部分中進行。
在此所述的方法應用在光學環形網絡中，而且其所屬電路布置相對成本較高，並且從而對於純的「點對點」連接成本不低。
因此本發明的任務是，提出一種簡單的方法和簡單的電路布置，用之儘可能高成本效益地達到「點對點」連接的線路保護。
所述的任務通過第一方法權利要求和第一裝置權利要求的特徵達到。
因此本發明人提出，把接收方與發送方之間的光學數據傳輸的公知線路保護方法進行改進，所述光學數據傳輸的線路具有至少一個在所述的接收方和發送方之間在至少兩個可選擇的光學數據傳輸線路上運行的WDM數據傳輸線路段，所述的光學數據傳輸線路可以各至少傳輸n個數據信道，其中在發送方把電子數據信號通過n個網元轉換成光信號，分配到不同頻率的各個數據信道上並且通過復用器集束地輸送到數據傳輸線路中，其中對每個復用器分配一個光學數據傳輸線路，可以通過這些線路分別傳輸n個信道，其中接著在接收方把相應的數據傳輸線路中引出的光信號通過相應的解復用器分開並且送到n個用於光/電轉換的網元，所述的改進在於使得向相應所希望的數據傳輸線路上的轉接通過在n個網元與解復用器之間的光切換器進行。
由此達到，省去網元的電子組件的一部分，並且由此可以顯著降低成本。
本發明的一種有利的實施可以在於把要傳輸的信號相應地在兩個改善了整體質量的數據傳輸線路上傳送。由此可以總是選取儘可能好的線路，總是達到高的數據傳輸速度並且優化系統的效率。
根據本發明可以通過RST功能和/或通過幀同步控制和/或通過檢測誤碼率持續監測數據傳輸的質量。
有利地可以通過監測電路把傳輸轉接到相應的較好的數據傳輸線路上，其中向所述的監測電路報告數據傳輸線路的質量。
本發明方法的另一個改進在於，優選地通過監測電路監測有較差質量的數據傳輸線路，或者由於停止工作後失效，並且在幹擾後提供較好的質量或者重新建立以重新提供數據傳輸。由此以大大地減輕對數據傳輸線路的維護和保養，因為在排除線路幹擾後不再需要人為的幹預。
根據本發明可以在發送方使用分光器分配數據信號，所述的分離器起簡單的分解作用，或者還採用光切換器，根據數據傳輸的質量狀況控制所述光切換器。
此外為了控制發送方的光切換器，可以附加地採用接收方與發送方之間的通信通路，如也用於控制發送方的光切換器，複製接收方的切換器位置並且檢測其反方向運行的數據傳輸線路的切換器位置。
數據線路例如可以玻璃纖維或者其它的光導體或者沒有載體材料的光學定向線路段。
根據本發明的基本設想，發明人還提出在至少一個WDM數據傳輸線路段上的線路保護的公知的電-光學電路布置進行改進，所述WDM數據傳輸線路段具有接收方、發送方和至少一個在其間運行的至少兩個光學數據傳輸線路，其中在發送方有用於光/電轉換的n個網元、n個光分配器用於把光信號分配到所述的至少兩個數據線路，每個數據線路設有一個復用器，在接收方有用於光/電轉換所傳輸的信號的n個網元，每個數據線路設有一個解復用器和多個切換器用於選擇所採用的數據傳輸線路，所述的改進是，在網元與解復用器之間設光切換器作為所述切換器。
有利地可以為同時切換所有的電-光切換器，設有起分別切換每個數據傳輸線路的電-光切換器作用的監測電路。
此外為了監測數據傳輸的質量可以在網元中設有RST功能和/或MSP功能和/或用於控制每個數據傳輸線路的幀同步和/或測定誤碼率的裝置。
根據本發明的電-光電路布置的另一個有利的實施提出一種監測電路，在數據傳輸線路的質量低於一定量度時，所述的電路布置通過監測電路進行切換把傳輸切換到相應的較好的數據傳輸線路上。
為了能夠在失效的數據傳輸線路上自動地重新投入運行，可以從所述n個信道的n個網元中預定n-1個網元以及的n-1個信道用於運行，而第n個網元和第n個信道起監測失效的數據傳輸線路的作用。
在根據本發明的電路優選的布置實施中，可以在發送方設置分光器作為分配器，所述的分光器在3分貝的損耗下簡單的分離信號，或者在另一方設置光切換器，所述的光切換器根據數據傳輸線路的質量或者數據傳輸信道的質量被控制並且把數據信號無損耗地引導進所希望的數據傳輸線路中。
此外可以為了控制發送方的光切換器在接收方和發送之間設置附加的通信通路。所述的通信通路例如可以表現為接收方和發送方之間的電連接，然而在這種情況下，存在採用空閒或者僅部分地利用的光學信道的可能性。
另外還可以在發送方這樣地控制光切換器使之反映接收方的切換器的位置。
本發明的附加特徵和優點由以下參照附圖對優選實施例的說明給出。
下面參照附圖詳細地脫明根據本發明的電路布置和根據本發明的方法。其中

圖1公知的具有線路保護的「點對點」連接(現有技術)；圖2具有分光器和光切換器的簡單的根據本發明的電路布置；圖3；相應於圖2的電路布置，然而具有附加的監測信道圖4相應於圖2的電路布置，然而用發射方的光切換器取代了分離器圖5分別有發送方和接收方監測器的電路布置；圖6圖5的細節表示，示出有反方向的數據傳輸線路段。
圖1示出具有數據傳輸線路Line1和Line2的公知的「點對點」連接。為了清楚表達，僅示出一個傳輸方向，當然在相反的方向存在所示的數據線路。該反方向是類似地構成的，在下面的圖2-5也是同樣。
在此所述n個發送方的網元NE1...NEn通過分光器sp1...spn送到WDM復用器MUX1和MUX2。n個發送方的網元NE1...NE中的每個用一定的波長λi發送。設有兩個WDM數據傳輸線路段Line1和Line2，其中在正常情況下數據傳輸線路段Line1被說明用作工作線路段而Line2用作保護線路段。
在接收方WDM解復用器DMX1和DMX2把線路信號分離成具有一定波長λi的信號，並且把這些信號輸送到n個發送方的網元NE1...NEn。這些接收方網元中的每個各有兩個光學輸入接口o/e並且在光電轉換後選取兩個信號中質量較好的。如果在此例如涉及根據ITU-T建議G707的SDH信號，就規定功能級RST和MST中的再生器時段/復用時段。此外還監測幀同步和誤碼率以及接收信號的源地址和目標地址。後面的復用時段保護MSP以該監測為基礎選擇兩個信號中質量較好的，例如較少比較出錯率的。
這種公知的方法的缺點是，它費用相當高，因為雙重地設置光輸入電路和在網元NE1...NEn中的功能RST和MST。
圖2示出用於實施根據本發明的改進的方法的電-光電路布置，所述的方法避免了雙重光輸入電路的費用。
在該簡化的實施形式中所述網元NE1...Nen在接收方僅各有一個光學接口和一個RST功能和MST功能。網元前接有光切換器S1...Sn。如果現在x個(x＝1...n-1)切換器在位置a運行，而其餘的n-x個切換器在位置b運行，則可以充分地監測兩個數據線路Line1和Line2。所述網元NE1...NEn藉助於其RST功能MST功能監測數據傳輸線路Line1的性能，而網元NE(x+1)...NEn監測數據傳輸線路Line2的性能。
通過網元內的監測功能，例如藉助於識別幀同步失敗或者通過誤碼率的對兩個數據傳輸線路Line1和Line2的監測，與例如通過在切換器SE的輸入端利用傳感器進行的監測相比，要有效得多且低成本得多。如果例如在所述線路段中採用光學放大器(EDFA＝參鉺光纖放大器)，就可能由於放大器的噪音掩蓋光學信號的存在，從而使傳感器不能夠檢測出信號丟失。監測幀同步失敗或者計算誤碼率在此有效得多。
各個所述網元NE1...Nen的質量及性能值通報到中心監測電路MON，所述的中心監測電路MON以此瀏覽數據傳輸線路Line1和Line2的質量。如果從所述網元NE1...NEx和NE(x+1)...NEn的每個組各有一個網元向中心監測電路MON通報其質量或者性能值，對於監測數據傳輸線路Line1和Line2就足夠了。這種中心性認知是根據本發明的方法的另一個優點。
如果在受到幹擾時例如傳輸線路Line1失效，網元NE1...NEx就藉助於其RST監測功能和MST監測功能對之確定，並且轉告監測電路MON。如果數據傳輸線路Line2正常，這是監測電路MON通過網元NE(x+1)...NEn的信息知道的，監測電路就讓切換器S1...Sx切換到位置b從而切換到完好的數據線路Line2。
如果在幹擾後還能夠自動地識別是否因為在幹擾後把全部切換器S1...Sn切換到了位置b數據傳輸線路Line1恢復了正常，是有利的。這可以通過相應於圖3的安排達到。
在此情況下，雙方都僅各設(n-1)個傳輸有用信號的網元，並且採用一個接收方的網元NE(p)，以在幹擾的情況下檢驗受幹擾的數據傳輸線路是否恢復正常。如果例如數據傳輸線路Line2受幹擾，就把網元NE1...NE(n-1)通過相應的切換器在位置a與數據傳輸線路Line1連接。網元NE(p)n經其切換器S；在位置b與數據傳輸線路Line2連接，從而可以檢查，什麼時候該線路恢復可用。
另一個實施例示出圖4中。在此於發送器裝置中採用了光切換器SS1...SSn取代分光器。這樣的優點是光切換器的通過衰減小於分光器的3分貝衰減。由此可以讓WDM線路段達到較大的有效距離。然而這要求在在監測電路和光切換器SS1...SSn的控制器之間的通信。在此監測電路起主控作用，而控制器起從控作用。這意味著，監測電路MON通過通信通路k向控制器SS-s通報，各個切換器SE1...Sen在哪個方向中。因此控制器把切換器SE1...SEn切換到同一個方向，從而保證通過正確的WDM線路段進行傳輸。
在此還可以設置網元NEp，用於在WDM線路段出現幹擾的情況監測受幹擾的數據傳輸線路恢復功能的能力。
所述方法和電路布置的另一個變例示於圖5。在此還在發送裝置中設有光切換器SE1...SEn。與圖4所示的方法相反的是不要求本身的通信通路k，而是在發送方和接收方各要求一個監測電路MON1和MON2。
這裡採用的方法的原理在圖6中進行了詳細說明，在該圖中不僅示出前向的網元NE1也示出返向的網元NE1。監測電路MON1把發送方和接收方的切換器SS1和SE1共同地設在相同的方向。其中接收方切換器SE1的定位起預先規定的作用，從而把發送方切換器SS1設在相同的方向。
為了詳細地說明工作方式，首先假定，數據傳輸線路Line1S運行在發送方向上而數據傳輸線路Line1E運行在接收方向上。例如如果現在數據傳輸線路Line2E失效，這通過網元NE1識別並且通知監測電路MON1。接關監測電路MON1把接收方的切換器SE1設到數據傳輸線路Line2E並且把發送方的切換器SS1設到數據傳輸線路Line2S。
在對方，網元NE1上接收不到數據傳輸線路Line1S上的信號，因此同樣地也切換到數據傳輸線路Line2S上。由此自動地完全從數據傳輸線路Line1切換到數據傳輸線路Line2上。為了能夠不引起周期性的切換過程，必須在切換一定時間後把切換器固定到新的位置，以使對方能夠進行所述切換。
還要指出，在圖中相應地示出為接收方和發送方的網元實際上基本是相同的部件，它們各自既有接收線路也有發送線路，而在圖中每方只示出相應的線路而只在接收線路上提供了RST功能和MST功能。
可以理解，上述的本發明特徵不僅可以採用用相應指出的組合，也可以採用其它的組合，或者單獨地使用而不脫離本發明的範圍。
總之通過本發明提出了在WDM數據傳輸線路段中的一種簡單的方法和簡單的電-光電路布置，所述WDM數據傳輸的線路具有至少至少兩個可選擇的光學數據傳輸線路，所述的光學數據傳輸線路可以各傳輸n個數據信道，其中根據本發明，通過接收方網元和解復用器之間的光切換器進行向相應的所希望的數據傳輸線路上的切換。由此通過「點對點」的連接達到簡單和低成本的線路保護。
權利要求
1.方法，用於接收方與發送方之間的光學數據傳輸的線路保護，所述光學數據傳輸具有至少一個在所述的接收方和發送方之間在至少兩個可選擇的光學數據傳輸線路(Line1、Line2)上運行的WDM數據傳輸線路段，所述的光學數據傳輸線路可以各傳輸至少n個數據信道(W(1...n)、P(1...n))，其中在發送方把電子數據信號通過n個網元(NE1...NE2)轉換成光信號，分配到各個不同頻率的數據信道上並且通過復用器(MUX1、MUX2)集束地輸送到數據傳輸線路(Line1、Line2)中，其中對每個復用器(MUX1、MUX2)分配一個光學數據傳輸線路(Line1、Line2)，可以通過光學數據傳輸線路相應的傳輸n個信道(W(1...n)、P(1...n)進行傳輸，其中接著在接收方把相應的數據傳輸線路(Line1、Line2)中引出的光信號通過相應的解復用器(DMX1、DMX2)分開並且送到n個用於光/電轉換的網元(NE1...NEn)，其特徵在於，所述的切換通過在n個接收方網元(NE1...NEn)與解復用器(DMX1、DMX2)之間的光切換器(S1...Sn、SE1...SEn)進行。
2.如以上權利要求所述的方法，其特徵在於，把要傳輸的信號相應地引導到總體質量最好的數據傳輸線路(Line1、Line2)上。
3.如以上權利要求之一所述的方法，其特徵在於，通過接收方網元(NE1...NEn)中的RST功能(RST＝再生器段終端)監測數據傳輸的質量。
4.如以上權利要求之一所述的方法，其特徵在於，通過控制幀同步和/或測定誤碼率監測數據傳輸的質量。
5.如以上權利要求之一所述的方法，其特徵在於，通過監測電路(MON)進行把傳輸轉接到相應的較好的數據傳輸線路(Line1、Line2)上，其中向所述的監測電路(MON)報告數據傳輸線路(Line1、Line2)的質量。
6.如以上權利要求之一所述的方法，其特徵在於，優選地通過監測電路(MON)監測有較差質量的數據傳輸線路(Line1、Line2)，或者在停止工作後的失效，並且在幹擾後提供較好的質量或者重新建立的情況下重新提供數據傳輸。
7.如以上權利要求之一所述的方法，其特徵在於，在發送方使用分光器(Sp1...Spn)進行數據信號分配。
8.如以上權利要求所述的方法，其特徵在於，在發送方使用光切換器(SS1...SSn)進行數據信號分配，根據數據傳輸線路的質量狀況控制所述的光切換器(SS1...SSn)。
9.如以上面權利要求所述的方法，其特徵在於，為了控制所述發送方光切換器(SS1...SSn)，在接收方和發送之間設置附加的通信通路(k)。
10.如權利要求9所述的方法，其特徵在於，為了控制發射方光切換器(SS1...SSn)複製接收方的切換器(SE1...SEn)的位置，其位置從方向相反運行的數據傳輸線路中檢測出。
11.如以上權利要求之一所述的方法，其特徵在於，光學數據傳輸線路(Line1、Line2)採用用玻璃纖維。
12.一種電-光學電路布置，用於至少一個WDM數據傳輸線路段上的線路保護，所述WDM數據傳輸線路段具有接收方、發送方和在其間運行的至少兩個光學數據傳輸線路(Line1、Line2)，其中在發送方有用於光/電轉換的n個網元(NE1...NEn)、n個光分配器(SS1...SSn、Sp1...Spn)用於把光信號分配到所述的至少兩個數據線路(Line1、Line2)每個數據線路設有一個復用器，在接收方有用於光/電轉換所傳輸的信號的n個網元(NE1...NEn)，每個數據線路(Line1、Line2)設有一個解復用器(DMX1、DMX2)和多個切換器用於選擇所採用的數據傳輸線路，其特徵在於，在所述接收方網元(NE1...NEn)與解復用器(DMX1、DMX2)之間設有光切換器(S1...Sn、SE1...SEn)作為所述切換器。
13.如權利要求12所述的電-光電路布置，其特徵在於，為了同時切換所有的光切換器，設有至少一個監測電路(MON)。
14.如權利要求12至13之一所述的電-光電路布置，其特徵在於，為了監測數據傳輸的質量，在接收方網元(NE1...NEn)中設有RST功能(RST＝再生器段終端)。
15.如權利要求12至14之一所述的電-光電路布置，其特徵在於，設有用於控制每個光學數據傳輸線路(Line1、Line2)的幀同步和/或測定每個光學數據傳輸線路(Line1、Line2)的誤碼率的裝置。
16.如權利要求12至15之一所述的電-光電路布置，其特徵在於，至少設有一個監測電路，在數據傳輸線路(Line1、Line2)的質量低於一定的量度時，所述的監測電路把傳輸切換到相應的較好的數據傳輸線路(Line1、Line2)上。
17.如權利要求12至16之一所述的電-光電路布置，其特徵在於，設置第n個網元用於監測失效的數據傳輸線路(Line1、Line2)。
18.如權利要求12至16之一所述的電-光電路布置，其特徵在於，發送方和接收方各設置n-k個網元(NE1...NE(n-k)、NE1...NE(n-k))用於運行，而k個網元(NE(n-k+1)...NEn、NE(n-k+1)...NEn)用於監測失效的數據傳輸信道。
19.如權利要求12至18之一所述的電-光電路布置，其特徵在於，用於在發送方分配數據信號設有分光器(Sp1...Spn)，所述的分離器(Sp1...Spn)把數據信號分離在並列的數據傳輸線路(Line1、Line2)上。
20.如權利要求12至19之一所述的電-光電路布置，其特徵在於，用於在發送方分配數據信號設有光切換器(SS1...SSn)，根據數據傳輸線路的質量控制所述的光切換器(SS1...SSn)。
21.如權利要求20所述的電-光電路布置，其特徵在於，為了控制所述發送方光切換器(SS1...SSn)，在接收方和發送之間設置附加的通信通路(k)。
22.如權利要求21所述的電-光電路布置，其特徵在於，控制發送方光切換器(SS1...SSn)使得反映接收方的切換器(SE1...SEn)的位置。
23.如權利要求12至22之一所述的電-光電路布置，其特徵在於，用玻璃纖維構成所述的數據傳輸線路。
24.如權利要求12至23之一所述的電-光電路布置，其特徵在於，在分開的通路上至少設有兩個數據傳輸線路段。
全文摘要
本發明涉及WDM數據傳輸線路段保護用的方法和電－光電路布置，所述光學數據傳輸的線路具有至少一個在所述的接收方和發送方之間在至少兩個可選擇的光學數據傳輸線路上運行的WDM數據傳輸線路段，所述的光學數據傳輸線路可以各傳輸n個數據信道，通過在接收方網元與解復用器之間的光切換器切換到相應所希望的數據傳輸線路上。
文檔編號H04B10/032GK1491501SQ02804519
公開日2004年4月21日 申請日期2002年1月23日 優先權日2001年2月2日
發明者H·米勒, H 米勒 申請人:西門子公司