DE60307464T2

DE60307464T2 - Verstärker für optische netzwerke und verfahren

Info

Publication number: DE60307464T2
Application number: DE60307464T
Authority: DE
Inventors: Susumu Stonegate Apartment No. 1126 Plano KINOSHITA; Remi Pecqueuer; Cechan Plano TIAN
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2002-05-30
Filing date: 2003-05-21
Publication date: 2007-03-15
Anticipated expiration: 2023-05-22
Also published as: WO2003103193A3; EP1512236B1; JP2005528847A; EP1512236A2; DE60307464D1; JP4485355B2; WO2003103193A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein optische Transportsysteme, und insbesondere Verstärker für ein optisches Netz und ein Verfahren.
Telekommunikationssysteme, Kabelfernsehsysteme und Datenkommunikationsnetze verwenden optische Netze, um große Mengen einer Information zwischen entfernten Punkten schnell zu übermitteln. In einem optischen Netz wird Information in der Form optischer Signale durch optische Fasern übermittelt. Optische Fasern sind dünne Stränge aus Glas, die in der Lage sind, Signale über lange Distanzen mit sehr niedriger Dämpfung zu übertragen.
Optische Netze setzen oft ein Wellenlängenteilungs-Multiplexieren (WDM) oder ein dichtes Wellenlängenteilungs-Multiplexieren (DWDM) ein, um die Kapazität zu erhöhen. In WDM und DWDM-Netzen werden eine Anzahl optischer Kanäle in jeder Faser bei ungleichen Wellenlängen befördert. Eine Netzkapazität ist basiert auf der Anzahl von Wellenlängen oder Kanälen in jeder Faser und der Bandbreite oder Größe der Kanäle. Bei WDM, DWDM und anderen optischen Netzen werden mikromechanische Schalter (MEMS), angeordnete Wellenleitergitter (AWGs), Verschachtelungseinheiten und/oder Fasergitter (FGs) in typischer Weise verwendet, um Verkehr bei Netzknoten hinzuzufügen oder abzunehmen, und um Verkehr bei Netzknoten zu multiplexieren und zu demultiplexieren.
Die europäische Patentanmeldung EP A 0 721 261 offenbart ein selbstverstärktes Kommunikationsnetz (SANE), das eine Mehrzahl von verbundenen Sende-Empfängern und einen Verstärkungsbereich zum betriebsmäßigen Koppeln von zumindest zwei der Sende-Empfänger aufweist, und in welchem zumindest einer der Sende-Empfänger eine Lichtquelle zum Erzeugen eines Lichtstrahls aufweist, der sowohl als ein Signallicht als auch ein Pumplicht dient. Das Kommunikationssystem kann in einem Netz konfiguriert werden, das eine Sternanordnung aufweist. Ein Sternnetz kann einen Master-Sende-Empfänger haben, der betriebsmäßig mit einer Mehrzahl von Endgeräte-Sende-Empfängern über einen Verstärkungsbereich verbunden ist, wobei die Master- und Endgeräte-Sende-Empfänger nicht-verstärkte Sende-Empfänger sind, und jedes Endgerät mit einem 1 × 4-Sternkoppler verbunden ist, und der Verstärkungsbereich einen Seltene-Erden-dotierten Verstärker einschließt.
Die US-Patentanmeldung US A 5,457,562 offenbart optische Narrow-Cast-Kommunikationsnetze und Verfahren, die durch ein Einführen von einem oder mehreren Narrow-Cast-Signalen an ausgewählten Punkten in dem Netz und bei einem Variieren einer Signalleistung in Abhängigkeit von den gewählten Übertragungswellenlängen des bestimmten Narrow-Cast-Signals und der Anzahl von Teilnehmern (oder anderen Empfängern), die das Narrow-Cast-Signal erreichen soll, erreicht. Ein Narrow-Cast-Signal kann optisch durch eine optische Übertragungsquelle im 1300 nm-Band übertragen werden, und eine Faser, die das Ausgangssignal befördert, ist mit der Transportfaser des Netzzweiges durch einen WDM gekoppelt, der an einem vorbestimmten Spleißpunkt außerhalb des endgültig kaskadierten EDFA des Netzzweiges lokalisiert ist.
Die europäische Patentanmeldung EP A 1 033 835 offenbart ein Verfahren und ein System zum Verteilen von optischen Trägersignalen, die ein Erzeugen mehrfacher optischer Trägersignale bei eindeutigen Trägerwellenlängen, ein Teilen der Trägersignale ein erstes Mal, ein Verstärken der Trägersignale und ein Teilen dieser ein zweites Mal, bevor Daten auf die zweifach geteilten Trägersignale moduliert werden, und dann ein Multiplexieren der modulierten Trägersignale unterschiedlicher Wellenlängen zusammen für eine Übertragung über gemeinsame optische Pfade mit sich bringt. In einer Konfiguration werden 80 unterschiedliche Wellenlängen-spezifische optische Träger anfänglich kombiniert und verbleiben durchgehend durch den Verstärkungsprozess kombiniert. Nachdem die kombinierten optischen Träger verstärkt worden sind, werden die optischen Träger zu 30 Pegel-2-Demultiplexern übertragen, und nach einem Demultiplexieren wird jeder Träger zu einem 1 × 30-Pegel-2-Teiler übertragen.
Die internationale PCT-Anmeldung WO 02/11340 A offenbart ein Lokalzugriff-Faseroptik-Kommunikationssystem, wobei sich eine Faser von einer "Kopfende"-Station ein oder mehrere Male verzweigt, an jedem Zweig aber ein optischer Frequenzfilter vorhanden ist, der es zulässt, dass bestimmte Wellenlängenkanäle entlang eines Zweigs laufen, und andere Wellenlängenkanäle entlang eines anderen Zweigs laufen. Ein Pumpstrahl kann auf Benutzerseite durch eine Laserdiode bereitgestellt werden, und zu einem Verstärker an der Faser befördert werden.
Die europäische Patentanmeldung EP A 0 474 426 offenbart einen optischen Sternkoppler, der eine Faserverstärkertechnologie benutzt und einen faseroptischen Sternkoppler, und insbesondere einen M × N-verstärkten Sternkoppler betrifft. Ein Sternkoppler ist offenbart, der MM-optische Eingangswellenleiter und N-optische Ausgangswellenleiter einschließt. L-Nachrichtensignale werden als Eingänge angelegt, und zumindest einer der verbleibenden L-M-Eingangswellenleiter ist mit einer Laserpumpquelle gekoppelt. Angeordnet zwischen den Eingangs- und Ausgangswellenleitern ist ein Verstärkerkopplungsbereich, der in der Lage ist, die Nachrichtensignale mit den Pumpsignalen direkt zu mischen, um eine Verstärkung der Eingangsnachrichtensignale bereitzustellen. Überdies werden in einer erweiterten Sternkoppler-Verstärkungsanordung, die einen Signalkombinationsbereich und eine Mehrzahl von Faserverstärkern einschließt, ausgewählte Ausgangsfasern als Eingänge an eine zweite Reihe der faserverstärkten Sterne angelegt.
Das US-Patent US A 5,337,175 offenbart ein optisches Kommunikationssystem für einen Teilnehmerbereich mit optischen Verstärkern. Das System ist mit einer Mehrzahl von Teilnehmern versehen, die mit einem Zentrum über ein faseroptisches Multiststat-Netz verbunden sind, in welchem faseroptische Verstärker zwischen aufeinanderfolgenden Zweigpunkten des faseroptischen Netzes bereitgestellt sind. Ein Verstärker kann aus einer Er³⁺-dotierten Länge einer Faser, einem Wellenlängen-selektiven faseroptischen Koppler und einer Pumpquelle bestehen.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein optischer Knoten zum Verteilen optischer Signale bereitgestellt, umfassend: Eine Mehrzahl optischer Teilerstufen innerhalb des optischen Knotens, wobei die optischen Teilerstufen jeweils betriebsfähig sind, um jedes oder mehrere optische Signale, die der Stufe bereitgestellt sind, in eine Mehrzahl optischer Signale passiv zu teilen, die einen wesentlichen identischen Inhalt aufweisen, wobei jede der optischen Teilerstufen betriebsfähig ist, eine Pumpenergie während eines Teilens der optischen Signale hinzuzufügen, wobei die Mehrzahl optischer Stufen umfasst: Eine erste optische Teilerstufe, die einen optischen Teiler enthält, der so betrieben werden kann, dass ein Eintrittssignal in die erste Stufe in mehrere Austrittssignale der ersten Stufe aufgeteilt wird; und eine zweite optische Teilerstufe, die einen unterschiedlichen optischen Teiler für jedes der Austrittssignale der ersten Stufe enthält, wobei jeder optische Teiler der zweiten Stufe betriebsfähig ist, das zugeordnete Austrittssignal der ersten Stufe in eine Mehrzahl von Austrittssignalen der zweiten Stufe zu teilen; wobei die erstne und zweiten optischen Teilerstufen jeweils eine Verstärkungsstufe umfassen, wobei die Verstärkungsstufe eine Mehrzahl von Verstärkungsmedien enthält; und die Verstärkungsmedien jeweils betriebsfähig sind, ein zugeordnetes Austrittssignal aus der zugeordneten optischen Teilerstufe mit der Pumpenergie zu verstärken.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Verteilen eines optischen Signals an einem optischen Knoten bereitgestellt, umfassend: Passives Teilen eines optischen Eintrittssignals, das einen oder mehrere Kanäle umfasst, in eine Mehrzahl von optischen Austrittssignalen, die einen im Wesentlichen identischen Inhalt aufweisen und jeweils den einen oder mehrere Kanäle umfassen, wobei ein passives Teilen der optischen Eintrittssignale umfasst: Verwenden einer ersten optischen Teilerstufe, die einen optischen Teiler enthält, um das Eintrittssignal in eine Mehrzahl von Austrittssignalen der ersten Stufe zu teilen; und Verwenden der zweiten optischen Teilerstufe, die einen unterschiedlichen optischen Teiler für jede der Austrittssignale der ersten Stufe enthält, um jedes der Austrittssignale der ersten Stufe in eine Mehrzahl von Austrittssignalen einer zweiten Stufe zu teilen; passives Kombinieren einer Pumpenergie während eines Teilens des optischen Eintrittssignals; und Verstärken jedes der optischen Austrittssignale der ersten Stufe und der zweiten Stufe mit der Pumpenergie.
Zum besseren Verständnis der Erfindung und um zu zeigen, wie dieselbe verwirklicht werden kann, wird nun im Wege eines Beispiels auf die zugehörigen Zeichnungen Bezug genommen:
1 ein Blockdiagramm, das ein optisches Netz veranschaulicht;
2 ein Blockdiagramm, das Details des Knotens der 1 veranschaulicht;
3 ein Blockdiagramm, das Details eines optischen Kopplers des Knotens der 2 veranschaulicht;
4 ein Blockdiagramm, das die Offene-Ring-Konfiguration und einen Lichtpfadfluss des optischen Netzes der 1 veranschaulicht;
5 ein Blockdiagramm, das den optischen Überwachungskanal (OSC-)Fluss in dem optischen Netz der 1 veranschaulicht;
6 ein Blockdiagramm, das ein Schutzschalten und einen Lichtpfadschutz in dem optischen Netz der 1 veranschaulicht;
7 ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Schutzschalten für das optische Netz der 1 veranschaulicht;
8 ein Blockdiagramm, das einen OSC-Schutz in dem optischen Netz der 1 im Ansprechen auf einen Leitungsbruch veranschaulicht;
9 ein Flussdiagramm, das ein Verfahren für ein OSC-Schutzschalten in dem optischen Netz der 1 veranschaulicht;
10 ein Blockdiagramm, das einen OSC-Schutz in dem optischen Netz der 1 im Ansprechen auf einen OSC-Gerätefehler veranschaulicht;
11 ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Einfügen eines Knotens in das optische Netz der 1 veranschaulicht;
12A ein Blockdiagramm, das Details eines Verteilerverstärkers des Knotens in 2 veranschaulicht;
12B ein Blockdiagramm, das Details eines Verteilerkombinierers des Knotens in 2 veranschaulicht;
13 ein Blockdiagramm, das Details des Vorverstärkungsmoduls der 12A und 12B veranschaulicht;
14 ein Blockdiagramm, das Details des Verstärkerteilerstufenmoduls der 12A und 12B veranschaulicht;
15A–15D Blockdiagramme, die Konfigurationen des Verstärkerteilerstufenmoduls der 12A und 12B veranschaulichen;
16A und 16B Blockdiagramme, die Details des Vorverstärkersystems und der Verstärkerteilerstufenmodule der 12A und 12B veranschaulichen;
17 ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Verteilen eines optischen Signals in einem Verstärkerteilerstufenmodul veranschaulicht;
18 ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Verstärken und Kombinieren einer Mehrzahl von Signalen in ein einzelnes Signal veranschaulicht;
19 ein Blockdiagramm, das ein optisches Netz veranschaulicht;
20 ein Blockdiagramm, das Details eines Hinzufügungs-/Abnahme-Knotens des Netzes der 19 veranschaulicht;
21 ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Hinzufügen und Abnehmen von Signalen zu und von dem Knoten der 20 veranschaulicht;
22 ein Blockdiagramm, das einen Hinzufügungs-/Abnahme-Knoten für das Netz der 19 veranschaulicht;
23 ein Blockdiagramm, das ein Inter-Ring-Modul darstellt, das zwei Netze verbindet;
24 ein Blockdiagramm, das ein Inter-Ring-Modul darstellt, das drei Netze verbindet; und
25 ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Kommunizieren eines Signals zwischen Ringnetzen veranschaulicht.
Eine Anordnung stellt einen Kombinations- und Verteilungsverstärker für ein optisches Netz und ein entsprechendes Verfahren bereit, das Probleme und Nachteile, die mit vorherigen Systemen und Verfahren einhergehen, eliminiert oder verringert. In einer bestimmten Ausführungsform werden ein oder mehrere Verkehrskanäle In-line verstärkt, während sie kombiniert und/oder verteilt werden.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schließt ein System zum Verteilen optischer Signale eine Mehrzahl von optischen Teilerstufen ein. Die optischen Teilerstufen sind jeweils betriebsfähig, jeweils eines oder mehrere optische Signale, die an der Stufe bereitgestellt sind, in eine Mehrzahl von optischen Signalen passiv zu teilen. Zumindest eine der optionalen Teilerstufen umfasst eine Verstärkungsstufe, wobei die Verstärkungsstufe eine Mehrzahl von Verstärkungsmedien einschließt. Die Verstärkungsmedien sind jeweils betriebsfähig, ein optisches Signal mit einer Pumpenergie zu verstärken.
Eine andere Anordnung stellt einen passiven Hinzufügungs-/Abnahmeverstärker für optische Netze und ein entsprechendes Verfahren bereit, die Probleme und Nachteile, die mit vorherigen Systemen und Verfahren einhergehen, eliminiert oder verringert. In einer bestimmten Anordnung wird ein Eintrittssignal von dem Netz passiv in zwei Kopien in einem Hinzufügungs-/Abnahmeknoten geteilt. Die erste Kopie wird In-line verstärkt, während sie passiv verteilt und abgesetzt wird, und die zweite Kopie wird gefiltert, passiv mit lokalen Hinzufügungskanälen kombiniert und als ein Austrittssignal zu dem Netz geschickt.
In Übereinstimmung mit einer Anordnung umfasst ein Hinzufügungs-/Abnahmeknoten für ein optisches Netz einen passiven Teiler, um ein Eintrittssignal von dem Netz in ein erstes Eintrittssignal und ein zweites Eintrittssignal zu teilen. Ein erstes Verstärkerteilerstufenmodul (ASSM) ist betriebsfähig, das erste Eintrittssignal in eine Mehrzahl von Abnahmesignalen passiv zu teilen und zu verstärken. Ein Filtermodul ist betriebsfähig, das zweite Eintrittssignal zu filtern, um ein gefiltertes Durchleitungssignal bereitzustellen. Ein zweites ASSM ist betriebsfähig, eine Mehrzahl von Hinzufügungssignalen in ein kombiniertes Hinzufügungssignal zu kombinieren und das kombinierte Hinzufügungssignal mit dem gefilterten Durchleitungssignal zu kombinieren, um ein Austrittssignal zu erzeugen, das zu dem Netz geschickt werden kann.
Technische Vorteile einer Anordnung schließen ein Bereitstellen eines Kombinations- und/oder Verteilungsverstärkers und ein Verfahren ein. In einer Anordnung werden optische Signale unter Verwendung optischer Koppler in Stufen verteilt oder kombiniert, und die Kopplerdämpfung wird mit einer Erbium-dotierten Faser (EDF), einem Erbium-dotierten Wellenleiter (EDW) oder anderen geeigneten In-line-Verstärkern verringert und/oder aufgehoben.
Ein weiterer technischer Vorteil einer Anordnung schließt ein Bereitstellen von Kombinations- und/oder Verteilungsverstärkern mit einer flexiblen Kanalbeabstandung bereit. In einer Anordnung schließen Verteiler-/Kombinierer-Koppler, dotierte In-line-Verstärker, abstimmbare Filter, Breitbandempfänger und abstimmbarer Transponder ein. Die abstimmbaren Transponder können jedwede Wellenlänge in einem vorbestimmten Signalband übertragen. Die Breitbandempfänger können jedwedes Wellensignal in dem Signalband empfangen. Das abstimmbare Filter vor dem Empfänger kann jedwede Wellenlänge in dem Signalband auswählen. Deswegen kann jedwedes Signal, das auf eine bestimmte Wellenlänge eingeschrieben ist, zu jedwedem Empfänger übertragen werden. Diese Konfiguration unterstützt verschiedene Datenratendienste, wie etwa beispielsweise 150 Megabit pro Sekunde (Mb/s), 600 Mb/s, 2,4 Gigabit pro Sekunde (Gb/s), 10 Gb/s und 40 Gb/s, und verschiedene Modulationsschemata wie etwa beispielsweise eine direkte Modulation und eine externe Modulation.
Noch ein weiterer technischer Vorteil der Anordnung schließt ein Bereitstellen einer modularen Kombinierer-/Verteilerarchitektur ein. In einer Anordnung kann eine primäre Kombinierer-/Verteilerplatine Eintrittssignale für eine Mehrzahl von Erweiterungsanschlüssen bereitstellen, die jeweils konfiguriert sind, um eine Aktualisierungsplatine mit weiteren Kombinierer-/Verteilerstufen und einer Funktionalität aufzunehmen. Zusätzlich kann eine modulare Pumpen-Array-Platine bereitgestellt werden, um eine Pumpenergie zu den In-line-Verstärkern in den primären und Aktualisierungs-Kombinierer-/Verteilerplatinen zuzuführen. Folglich können Benutzer "zahlen so wie sie wachsen" und nur für die Anzahl von Komponenten zahlen, die zu einer bestimmten Zeit benötigt werden.
Noch ein weiterer technischer Vorteil der Anordnung der vorliegenden Erfindung schließt ein Bereitstellen einer automatischen Verstärkungssteuerung (AGC) oder eines anderen geeigneten Controllers für In-line-Verstärker einer Kombinierer-/Verteilereinheit ein. In einer Anordnung misst der Controller Energien von Eintritts- und Austrittssignalen und stellt eine Pumpenergie, die für In-line-Verstärker bereitgestellt ist, auf der Grundlage der gemessenen Energie der Signale und einer Verstärkung, die auf der Grundlage der gemessenen Energie bestimmt wird, ein. Eine Signalenergie an den Erweiterungsanschlüssen kann auf einen augensicheren oder einen anderen geeigneten Pegel beschränkt werden, um unter anderem Verletzungen bei Bedienern, die die Platinen in gefährlichen Umgebungen warten, zu verhindern.
Noch ein weiterer technischer Vorteil einer Anordnung schließt ein Bereitstellen einer Einheit niedriger Kosten bereit, wobei Multiplexierer und Demultiplexierer in einem Knoten weggelassen werden können. Dies lässt weniger teure und zuverlässigere photonische Knoten und Netze zu. Während herkömmliche optische Netze eine feste Kanalbeabstandung, große Verluste in den optischen Knoten und hohe Kosten aufgrund komplizierter Konfigurationen aufweisen, stellt die vorliegende Erfindung einfache Netzknoten bei geringen Kosten ohne Kanalbeabstandungseinschränkungen, ohne Bandpassverschmälern und zu geringen Kosten bereit. Diese Merkmale sind für zukünftige Stadtnetze, Zugriffsnetze und andere Netze gut geeignet, wobei die Kosten niedrig sein müssen, mit einer hohen Implementierung und Netzflexibilität und einer hohen Kompatibilität zwischen unterschiedlichen Anbietern und neuen Technologien.
Noch ein weiterer technischer Vorteil einer Anordnung schließt ein Bereitstellen einer passiven Multicast-Funktion zu niedrigen Kosten für optische Signale ein. In einer Anordnung können optische Signale durch ein Teilen des optischen Signals in mehrfache Signale über multioptische Kopplerstufen multicast-mäßig betrieben werden. Die Teilersignale können In-line während der Teilungsprozesse verstärkt werden, um den Teilungsverlusteffekt zu minimieren und/oder eine Signalstärke bei den resultierenden Signalen zu verbessern, die zu einer Mehrzahl von Benutzern multicast-mäßig übermittelt werden. Auf diese Weise können Kabelfernsehen und andere ähnliche Dienste effizient durch ein optisches Netz auf eine kosteneffektive Weise unterstützt werden.
Technische Vorteile einer weiteren Anordnung schließt ein Bereitstellen von Hinzufügungs-/Abnahme-Knoten mit einer flexiblen Kanalbeabstandung und mit einem Verteilungsmodul und einem Kombinationsmodul, die jeweils ASSMs umfassen, ein. In einer Anordnung schließen die ASSM-Koppler und dotierte In-line-Verstärker ein. Der Verteilungs-ASSM kann verstärkte Signalkopien zu Breitbandempfängern schicken, die jedwedes Wellenlängensignal in dem Signalband empfangen können. Ein abstimmbares Filter vor dem Empfänger kann jedwede Wellenlänge in dem Signalband auswählen. Deswegen kann jedwedes Signal, das eine bestimmte Wellenlänge oder Wellenlängen umfasst, zu jedwedem Empfänger übertragen werden. Diese Konfiguration unterstützt verschiedene Datenratendienste, wie etwa beispielsweise 150 Megabit pro Sekunde (Mb/s), 600 Mb/s, 2,4 Gigabit pro Sekunde (Gb/s), 10 Gb/s und 40 Gb/s, und verschiedene Modulationsschemata wie etwa beispielsweise eine direkte Modulation und eine externe Modulation. Zusätzlich lässt die Konfiguration jedwede geeignete Kanalbeabstandung zu.
Noch ein weiterer technischer Vorteil einer Anordnung schließt ein Bereitstellen verbesserter Verteilungs- und Kombinationsmodule ein, die zum Übertragen von Verkehr zwischen Netzen unter Verwendung passiver, relativ einfacher und kostengünstiger Komponenten benutzt werden können, während eine flexible Kanalbeabstandung aufrechterhalten wird.
Noch ein weiterer technischer Vorteil einer Anordnung ist eine Erhöhung in einer Pumpeffizienz durch die Verwendung von Pumpkopplern, die die Zweige der Verteiler- und/oder Kombinierer verbinden. Zusätzlich können die Koppler ein Signalleistungs-Ungleichgewicht der geteilten Signale verringern. In einer bestimmten Ausführungsform kann eine Pumpeffizienz um 30% oder mehr und auf Ausgänge erhöht werden, die innerhalb 1 dB entzerrt sind.
Es ist zu verstehen, dass die verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung manche, sämtliche oder keine der aufgezählten technischen Vorteile enthalten können. Zusätzlich können andere technische Vorteile der vorliegenden Erfindung Fachleuten aus den folgenden Figuren, der Beschreibung und der Ansprüche auf einfache Weise offensichtlich werden.
1 veranschaulicht ein optisches Netz 200.
In dieser Anordnung ist das optische Netz 200 ein flexibles offenes Ringnetz.
Unter Bezugnahme auf 1 schließt das Netz 200 einen ersten faseroptischen Ring 202 und einen zweiten faseroptischen Ring 204 ein, der Knoten 206, 208, 210 und 212 verbindet. Wie das Netz 10 ist das Netz 200 ein optisches Netz, in welchem eine Anzahl optischer Kanäle über einen gemeinsamen Pfad bei unterschiedlichen Wellenlängen übermittelt werden. Das Netz 200 kann ein Wellenlängenteilungs-Multiplexier-(WDM), ein dichtes Wellenlängenteilungs-Multiplexier (DWDM) oder ein geeignetes Mehrkanal-Netz sein. Das Netz kann in einem kurzreichweitigen Stadtnetz und einem langreichweitigem städteverbindendem Netz oder jedwedem anderen geeigneten Netz oder einer Kombination von Netzen verwendet werden.
In dem Netz 200 werden optische Informationssignale in unterschiedlichen Richtungen auf den Ringen 202 und 204 übertragen, um eine Fehlertoleranz bereitzustellen. Die optischen Signale weisen zumindest eine Charakteristik auf, die moduliert ist, um Audio-, Video-, Text-, Echtzeit-, Nicht-Echtzeit- und/oder andere geeignete Daten zu codieren. Eine Modulation kann auf Phasenumtastung (PSK, Phase-Shift-Keying), Intensitätsmodulation (IM) oder anderen geeigneten Methodologien basiert sein.
In der veranschaulichten Anordnung ist der erste Ring 202 ein rechtsdrehender Ring, in welchem der Verkehr in einer rechtsdrehenden Richtung übertragen wird. Der zweite Ring ist ein linksdrehender Ring, in welchem Verkehr in einer linksdrehenden Richtung übertragen wird. Die Knoten 201 sind jeweils betriebsfähig, Verkehrs zu und von den Ringen 202 und 204 hinzuzufügen und abzunehmen. Wie hierin verwendet, bedeutet der Ausdruck "jeder" jeder von zumindest einem Untersatz der identifizierten Elemente. Insbesondere empfängt jeder Knoten 201 Verkehrs von lokalen Clienten und fügt diesen Verkehr zu den Ringen 202 und 204 hinzu. Gleichzeitig empfängt jeder Knoten 201 Verkehr von den Ringen 202 und 204 und nimmt Verkehr, der für lokale Clienten bestimmt ist, ab. Bei einem Hinzufügen und Abnehmen von Verkehr können die Knoten 201 Daten von Clienten für eine Übertragung in den Ringen 202 und 204 multiplexieren, und können Kanäle von Daten von den Ringen 202 und 204 für Clienten demultiplexieren.
Verkehr kann den Ringen 202 und 204 durch ein Einfügen von Verkehrskanälen oder anderweitig durch ein Kombinieren von Signalen der Kanäle in ein Transportsignal einfügen, wovon zumindest ein Teil auf einem Ring übertragen wird. Verkehr kann abgenommen werden, indem der Verkehr für eine Übertragung zu lokalen Clients verfügbar gemacht wird. Somit kann Verkehr abgenommen werden und noch andauern, auf einem Ring zu zirkulieren. In einer bestimmten Anordnung wird Verkehr passiv zu den Ringen 202 und 204 hinzugefügt und von diesen abgenommen. "Passiv" bedeutet in diesem Kontext das Hinzufügen und Abnehmen von Kanälen ohne Leistungs-, Elektrizitäts- und/oder sich bewegenden Teilen. Eine aktive Vorrichtung würde somit Leistung, Elektrizität oder sich bewegende Teile verwenden, um die Aufgabe durchzuführen. In einer bestimmten Anordnung kann Verkehr passiv zu den Ringen 202 und 206 durch ein Teilen/Kombinieren, das ohne Multiplexieren/Demultiplexieren abläuft, in den Transportringen und/oder durch ein Abteilen von Teilen eines Signals in dem Ring hinzugefügt oder von diesen abgenommen werden.
In einer bestimmten Anordnung wird Verkehr zu den Ringen 202 und 204 passiv hinzugefügt und von diesen passiv abgenommen. In dieser Anordnung kann eine Kanalbeabstandung in den Ringen 202 und 204 flexibel sein, und die Knotenelemente an den Ringen 202 und 204 müssen nicht mit einer Kanalbeabstandung konfiguriert werden. Somit kann die Kanalbeabstandung durch die und/oder bei den Hinzufügungs-/Abnahme-Empfängern und -Sendern der Knoten 201 eingestellt werden, die mit dem Client gekoppelt sind. Die Transportelemente der Knoten 201 kommunizieren den empfangenen Verkehr auf den Ringen 202 und 204 ungeachtet der Kanalbeabstandung des Verkehrs.
Jeder Ring 202 und 204 weist einen Abschlusspunkt auf, derart, dass die Ringe 202 und 204 "offene" Ringe sind. Das Öffnen in den Ringen 202 und 204 kann ein physikalisches Öffnen, ein offener, gekreuzter oder anderer nicht-geschlossener Schalter, eine deaktivierte Übertragungsvorrichtung oder ein anderes Hindernis sein, das betriebsfähig ist, um vollständig oder effektiv abzuschließen, und somit Kanäle von den Ringen 202 und 204 an Abschlusspunkten zu entfernen, derart, dass eine Interferenz jedes Kanals mit sich selbst aufgrund einer Drehzirkulation verhindert oder minimiert wird, derart, dass die Kanäle innerhalb normaler Betriebsgrenzen empfangen und decodiert werden können.
In einer Anordnung sind die Ringe 202 und 204 offen und schließen somit in den Knoten 201 ab. In einer bestimmten Anordnung können die Ringe 202 und 204 in benachbarten Knoten 201 an entsprechenden Punkten entlang der Ringe 202 und 204 abschließen. Anschlusspunkte in den Ringen 202 und 204 können einander entsprechen, wenn sie beispielsweise zwischen Hinzufügungs- und/oder Abnahme-Vorrichtungen zweier benachbarter Knoten sind, oder wenn sie auf ähnliche Weise innerhalb des gleichen Knotens positioniert sind. Weitere Details, die die offene Ringkonfiguration betreffen, sind unten stehend unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
2 veranschaulicht Details des Knotens 201.
In dieser Anordnung wird ein optischer Überwachungskanal-(OSC-)Verkehr in einem externen Band getrennt von dem durch Umsatz erzeugten Verkehr übertragen. Insbesondere wird in einer bestimmten Anordnung das OSC-Signal bei einer Wellenlänge von 1510 Nanometern (nm) übertragen.
Unter Bezugnahme auf 2 umfasst der Knoten 201 ein linksrehendes Transportelement 220, ein rechtsdrehendes Transportelement 222, ein Verteilungselement 224, ein Kombinationselement 226 und ein Verwaltungselement 228. In einer Anordnung können die Elemente 220, 222, 224, 226 und 228 wie auch Komponenten innerhalb der Elemente mit optischen Fasern verbunden sind. In einer anderen Anordnung können die Komponenten dieser und anderer Knoten teilweise oder anderweitig mit planaren Wellenleiterschaltungen und/oder Freiraumoptiken implementiert sein. Zusätzlich können wie in Verbindung mit dem Knoten 12 beschrieben, die Elemente des Knotens 201 jeweils als eine oder mehrere diskrete Karten innerhalb eines Kartengestells des Knotens 201 implementiert sein. Beispielhafte Verbinder 230 für eine Kartengestellanordnung sind durch die 12A und 12B veranschaulicht. Die Verbinder 230 können einen effizienten und kosteneffektiven Versatz von fehlerhaften Komponenten zulassen. Es ist zu verstehen, dass zusätzliche, unterschiedliche und/oder andere Verbinder als Teil des Knotens 201 bereitgestellt werden können.
Transportelemente 220 und 222 können jeweils passive Koppler oder andere geeignete optische Teiler/Koppler 330, einen Ringschalter 214, einen Verstärker 215 und OSC-Filter 216 umfassen. Die optischen Teiler/Koppler 330 können Teiler/Koppler 330 oder eine andere geeignete passive Vorrichtung umfassen. Der Ringschalter 214 kann ein 2 × 2 oder anderer Schalter sein, der betriebsfähig ist, um den verbundenen Ring 202 oder 204 selektiv zu öffnen. Bei der 2 × 2-Anordnung schließt der Schalter 214 eine "Kreuz"- oder offene Position und eine "Durchleitungs"- oder geschlossene Position ein. Die Kreuzposition kann ein Schleifenrückführungs-lokalisiertes oder anderweitiges Signal-Testen zulassen. Die offene Position lässt es zu, dass die Ringöffnungen in dem Knoten 201 selektiv rekonfiguriert werden, um ein Schutzschalten bereitzustellen.
Der Verstärker 215 kann einen Erbium-dotierten Faserverstärker (EDFA) oder einen anderen geeigneten Verstärker umfassen. In einer Anordnung ist der Verstärker ein Vorverstärker und kann selektiv auf ein Öffnen eines verbunden Rings 202 oder 204 deaktiviert werden, um ein Schutzschalten in dem Fall eines Fehlers des benachbarten Schalters 214 bereitzustellen. Weil sich der Überspannverlust des rechtsdrehenden Rings 202 von dem Überspannverlust des linksdrehenden Rings 204 unterscheiden kann, kann der Verstärker 215 eine automatische Verstärkungssteuerung (AGC) verwenden, um eine Verstärkungsflachheit gegenüber einer Eingangsleistungsvariation zu verwirklichen. Der Vorverstärker 215 und der Schalter 214 sind in den Transportelementen 20 und 222 innerhalb der OSC-Filter 216 und zwischen dem Eintritts-OSC-Filter 216 und den Hinzufügungs-Abnahme-Teilern-/Kopplern 330 angeordnet. Somit kann das OSC-Signal ungeachtet der Position des Schalters 214 oder einem Betrieb des Vorverstärkers 215 wiedergewonnen werden. In einer weiteren Anordnung können OSC-Signale In-Band mit einem Umsatz erzeugenden Verkehr durch ein Platzieren eines OSC-Filters zwischen den Kopplern 232 und 234 und zwischen den Kopplern 236 und 238 übertragen werden. Die OSC-Filter 216 können Dünnfilmtyp-, Fasergitter- oder andere geeignete Filter umfassen.
In der spezifischen Anordnung der 2 schließt ein linksdrehendes Transportelement 220 passiven optischen Teilersatz ein, der einen linksdrehenden Abnahmekoppler 232 und einen linksdrehenden Hinzufügungskoppler 234 aufweist. Das linksdrehende Transportelement 220 schließt ferner OSC-Filter 294 und 298 an den Eintritts- und Austrittskanten, einen linksdrehenden Verstärker 240 zwischen dem Eintritts-OSC-Filter 294 und dem Abnahmekoppler 232 und einen linksdrehenden Ringschalter 244 zwischen dem Verstärker 240 und dem Abnahmekoppler 232 ein. Somit ist der Schalter 244 in dieser Anordnung auf der Eintrittsseite des Transportelements und/oder des Abnahmekopplers. Das linksdrehende Transportelement 220 kann auch ein Dispersionskompensationsfaser-(DCF)-Segment 235 einschließen, um eine Dispersionssteuerung bereitzustellen. In einer Anordnung kann das DCF-Segment 235 eingeschlossen sein, wo das Netz 200 bei Raten bei oder oberhalb von 2,5 G arbeitet und/oder der vorhergehende Knoten größer als ein kurzer Sprung auf dem verbundenen Ring ist.
Das rechtsdrehende Transportelement 222 schließt einen passiven optischen Filtersatz ein, der einen rechtsdrehenden Hinzufügungskoppler 236 und einen rechtsdrehenden Abnahmekoppler 238 einschließt. Das rechtsdrehende Transportelement 222 schließt ferner OSC-Filter 296 und 300, einen rechtsdrehenden Verstärker 242 und einen rechtsdrehenden Ringschalter 246 ein. Die OSC-Filter 296 und 300 sind an den Eintritts- und Austrittsflanken des rechtsdrehende Transportelements 222 angeordnet. Der rechtsdrehende Verstärker 242 ist zwischen dem Eintritts-OSC-Filter 300 und dem Abnahmekoppler 238 angeordnet, während der rechtsdrehende Ringschalter 246 zwischen dem Verstärker 242 und dem Abnahmekoppler 238 angeordnet ist. Somit ist der Schalter 246 in dieser Anordnung auf der Eintrittsseite des Transportelements und/oder des Abnahmekopplers. Das rechtsdrehende Transportelement 222 kann auch ein DCF-Segment 245 einschließen, um eine Dispersionskompensation in Abhängigkeit von, der Datentransportrate und/oder der Länge der Überspannung zu dem vorherigen Knoten einschließen.
Das Verteilungselement kann einen Abnahmekoppler 310 umfassen, der in das Verteilungsmodul (DM) 316 einspeist. Das DM 316 ist betriebsfähig, das Signal von dem Koppler 310 in eine Mehrzahl von Signalen zu teilen, die Signale zu verstärken und die Signale zu den Abnahmeleitungen 314 zu schicken. Weitere Details, die das DM 316 betreffen, sind unter Bezugnahme auf 12A beschrieben. Die Abnahmeleitungen 314 können mit einem oder mehreren abstimmbaren Filtern 266 verbunden werden, die wiederum mit einem oder mehreren optischen Breitbandempfängern 268 verbunden werden können.
Das Kombinationselement 226 kann ein Kombinationsverstärker sein und kann ein Kombinationsmodul (CM) 328 umfassen, das mit einem oder mehreren optischen Hinzufügungssendern 240 über Hinzufügungsleitungen 312 verbunden sein kann. Das CM 328 ist betriebsfähig, das Signal von den Leitungen 312 in ein einziges Signal zu kombinieren, das über eine Faser 326 in einen Teiler 324 geschickt wird. Weitere Details, die das CM 318 betreffen, sind unter Bezugnahme auf 12B beschrieben. Der Teiler 324 umfasst ferner zwei optische Faseraustrittsleitungen, die in ein rechtsdrehendes Hinzufügungselement 306 und ein linksdrehendes Hinzufügungselement 302 einspeisen.
Das Verwaltungselement 228 kann OSC-Sender 272 und 281, OSC-Schnittstellen 274 und 280, OSC-Empfänger 276 und 278 und ein Elementverwaltungssystem (EMS) 290 umfassen. Jeder OSC-Sender-OSC-Schnittstellen- und OSC-Empfängersatz bildet eine OSC-Einheit für einen der Ringe 202 und 204 in dem Knoten 201. Die OSC-Einheiten empfangen und senden OSC-Signale für das EMS 290. Das EMS 290 kann kommunikationsmäßig mit einem Netzverwaltungssystem (NMS) 292 verbunden sein. Das NMS kann innerhalb des Knotens 201, in einem unterschiedlichen Knoten oder außerhalb sämtlicher Knoten 201 gelegen sein.
Das EMS 290, das NMS 292 und/oder andere Elemente oder Teile der beschriebenen Knoten oder Netze können logisch codierte Medien zum Durchführen einer Netz- und/oder Knotenüberwachung, einer Fehlererfassung, eines Schutzschaltens einer Prüfschleifes- oder lokalisierten Test-Funktionalität des Netzes 200 umfassen. Die Logik kann eine Software, die in einer Platte oder einem anderen computerlesbaren Medium codiert ist, und/oder Instruktionen, die in einer anwendungsspezifischen integrierten Schalter (ASIC), einem feldprogrammierbaren Gate-Array (FPGA) oder einem anderen Prozessor oder einer Hardware codiert sind, umfassen. Es ist zu verstehen, dass die Funktionalität des EMS 290 und/oder des NMS 292 durch andere Komponenten des Netzes 200 durchgeführt werden kann und/oder anderweitig verteilt oder zentralisiert sein kann. Beispielsweise kann der Betrieb des NMS 292 auf das EMS der Knoten 201 verteilt und das NMS weggelassen sein. Auf ähnliche Weise können diei OSC-Einheiten direkt mit dem NMS 292 kommunizieren und das EMS 290 kann weggelassen sein.
Der Knoten 201 umfasst ferner ein linksdrehendes Hinzufügungsfasersegment 302, ein linksdrehendes Abnahmefasersegment 304, ein rechtsdrehendes Hinzufügungsfasersegment 306, ein rechtsdrehendes Abnahmefasersegment 308, OSC-Fasersegment 282, 284, 286 und 288, und optische Spektrumanalysator-(OSA)-Verbinder 250, 254, 256 und 258. Die OSA-Verbinder können gewinkelte Verbinder sein, um eine Reflexion zu vermeiden. Das Testsignal kann manchmal in das Netz von den Verbindern 248 und 252 eingespeist werden. Wie zuvor beschrieben, können eine Mehrzahl von passiven physikalischen Kontaktverbindern 230 eingeschlossen sein, wo zweckmäßig, um so die verschiedenen Elemente des Knotens 201 kommunikationsmäßig zu verbinden.
Beim Betrieb sind die Transportelemente 220 und 222 betriebsfähig, einen lokalen Verkehr zu den Ringen 202 und 204 passiv hinzuzufügen und zumindest einen lokalen Verkehr von den Ringen 202 und 204 passiv abzunehmen. Die Transportelemente 220 und 222 können ferner betriebsfähig sein, das OSC-Signal zu und von den Ringen 202 und 204 hinzuzufügen und abzunehmen. Spezifischer verarbeitet das OSC-Filter 294 in der linksdrehenden Richtung ein optisches Eintrittssignal von dem linksdrehenden Ring 204. Das OSC-Filter 294 filtert das OSC-Signal aus dem optischen Signal und schickt das OSC-Signal zu der OSC-Schnittstelle 274 über ein Fasersegment 282 und einem OSC-Empfänger 276. Das OSC-Filter 294 schickt auch das verbleibende optische Transportsignal zu einem Verstärker 240 oder lässt es durch. Durch ein Platzieren des OSC-Filters 294 außerhalb des Ringschalters 244 ist der Knoten 201 in der Lage, das OSC-Signal ungeachtet der Position des Ringschalters 244 wiederzugewinnen.
Der Verstärker 240 verstärkt das Signal und schickt das Signal zu einem Ringschalter 244. Der Ringschalter 244 ist selektiv betriebsfähig, um das optische Signal zu dem Koppler 232 zu schicken, wenn der Ringschalter 244 auf die Durchleitungs-(geschlossene)-Einstellung eingestellt ist, oder um das optische Signal zu dem OSA-Verbinder 250 zu übertragen, wenn der Ringschalter 244 auf die Kreuz-(offene)-Einstellung eingestellt ist. Weitere Details, die die OSA-Verbinder betreffen, sind unten stehend beschrieben.
Wenn der Ringschalter in die Kreuzposition eingestellt ist, wird das optische Signal nicht zu den Kopplern 232 und 234 übertragen, der Ring 204 ist an dem Knoten 201 offen und ein Abnehmen des Verkehrs von dem Ring 204 tritt an dem Knoten 201 nicht auf. Jedoch tritt ein Hinzufügen des Verkehrs an dem Knoten 201 auf, und der hinzugefügte Verkehr fließt zu dem nächsten Knoten in dem Ring 204. Wenn der Ringschalter 244 in die Durchleitungsposition gesetzt ist, wird das optische Signal zu den Kopplern 232 und 234 geschickt, und ein Hinzufügen und Abnehmen des Verkehrs zu und von dem Ring 204 kann an dem Knoten 201 auftreten.
Der Koppler 232 teilt das Signal von dem Schalter 244 passiv in zwei im Allgemeinen identische Signale. Ein Durchleitungssignal wird zu dem Koppler 234 geschickt, während ein Abnahmesignal zu einem Verteilungselement 224 über ein Segment 304 geschickt wird. Die Signale können im Wesentlichen identisch im Inhalt und/oder in der Energie sein. Der Koppler 234 kombiniert das Durchleitungssignal von dem Koppler 232 und ein Hinzufügungssignal, das einen lokalen Hinzufügungsverkehr von dem Kombinationselement 226 umfasst, über ein Fasersegment 302. Das kombinierte Signal wird zu dem OSC-Filter 294 geleitet.
Der OSC-Filter 298 fügt ein OSC-Signal von der OSC-Schnittstelle 294 über den OSC-Sender 272 und ein Fasersegment 284 dem kombinierten optischen Signal hinzu und schickt das kombinierte Signal als ein Austrittstransportsignal zu dem Ring 204. Das hinzugefügte OSC-Signal kann aus lokal erzeugten Daten oder kann aus empfangenen OSC-Daten, die durch das EMS 290 laufen, bestehen.
In der rechtsdrehenden Richtung empfängt das OSC-Filter 300 ein optisches Eintrittssignal von dem rechtsdrehenden Ring 202. Das OSC-Filter 300 filtert das OSC-Signal aus dem optischen Signal und schickt das OSC-Signal zu der OSC-Schnittstelle 280 über das Fasersegment 286 und den OSC-Empfänger 278. Das OSC-Filter 300 schickt auch das verbleibende optische Transportsignal zu dem Verstärker 242.
Der Verstärker 242 verstärkt das Signal und schickt das Signal zu dem Ringschalter 246. Der Ringschalter 246 ist selektiv betriebsfähig, um das optische Signal zu dem Koppler 238 zu übertragen, wenn der Ringschalter 246 in die Durchleitungseinstellung eingestellt ist, oder um das optische Signal zu dem OSA-Verbinder 254 zu übertragen, wenn der Ringschalter 246 auf die Kreuzeinstellung eingestellt ist.
Wenn der Ringschalter 246 auf die Kreuzposition eingestellt ist, wird das optische Signal nicht zu den Kopplern 238 und 236 übertragen, der Ring 204 ist an dem Knoten 201 offen, und ein Abnehmen des Verkehrs und dem Ring 202 tritt an dem Knoten 201 nicht auf. Jedoch tritt ein Hinzufügen von Verkehr zu dem Ring 202 an dem Knoten 201 auf. Wenn der Ringschalter 246 in die Durchleitungsposition eingestellt ist, wird das optische Signal zu den Kopplern 238 und 236 geschickt und ein Hinzufügen und Abnehmen von Verkehr zu und von dem Ring 202 kann an dem Knoten 201 auftreten.
Der Koppler 238 teilt das Signal von dem Schalter 246 passiv in im Allgemeinen identische Signale. Ein Durchleitungssignal wird zu dem Koppler 236 geschickt, während ein Abnahmesignal zu der Verteilungseinheit 224 über das Segment 308 geschickt wird. Die Signale können im Inhalt und/oder der Energie im Wesentlichen identisch sein. Der Koppler 236 kombiniert das Durchleitungssignal von dem Koppler 238 und ein Hinzufügungssignal, das einen lokalen Hinzufügungsverkehr von dem Kombinationselement 226 umfasst, über ein Fasersegment 306. Das kombinierte Signal wird zu dem OSC-Filter 296 geleitet.
Der OSC-Filter fügt ein OSC-Signal von der OSC-Schnittstelle 280 über den OSC-Sender 281 und das Fasersegment 288 dem kombinierten optischen Signal hinzu und schickt das kombinierte Signal als ein Austrittstransportsignal zu dem Ring 202. Wie zuvor beschrieben, kann das OSC-Signal aus lokal erzeugten Daten oder Daten bestehen, die durch das EMS 290 geleitet sind.
Vor einer Hinzufügung zu den Ringen 202 und 204 wird ein lokal abgeleiteter Verkehr durch eine Mehrzahl von optischen Hinzufügungssendern 270 zu dem Kombinationselement 226 des Knotens 201 übertragen, wo die Signale kombiniert, verstärkt und zu den Transportelementen 220 und 222 wie oben beschrieben über das linksdrehende Hinzufügungselement 302 und das rechtsdrehende Hinzufügungselement 306 geschickt werden. Die lokal abgeleiteten Signale können durch den optischen Koppler 324, durch einen Multiplexierer oder eine andere geeignete Vorrichtung kombiniert werden.
Ein lokal bestimmter Verkehr wird zu dem Verteilungselement 224 von dem linksdrehenden Abnahmeelement 304 und dem rechtsdrehenden Abnahmeelement 308 abgenommen. Das Verteilungselement 224 teilt das Abnahmesignal, das den lokal bestimmen Verkehr umfasst, in mehrfache im Allgemeinen identische Signale und schickt jedes Signal zu einem optischen Empfänger 268 über eine Abnahmeleitung 314. Das Signal, das von dem optischen Empfänger 268 empfangen wird, kann zuerst durch Filter 266 gefiltert werden. Die Filter 266 können abstimmbare Filter oder andere geeignete Filter sein, und die Empfänger 268 können Breitband- oder andere geeignete Empfänger sein.
Das EMS 290 überwacht und/oder steuert sämtliche Elemente in dem Knoten 201. Insbesondere empfängt das GMS 290 ein OSC-Signal in einem elektrischen Format über OSC-Filter 294, 296, 298 und 300, OSC-Empfänger 276 und 278, OSC-Sender 272 und 281 und OSC-Schnittstellen 274 und 280. Das EMS 290 kann das Signal verarbeiten, das Signal schicken und/oder das Signal schleifenmäßig rückkoppeln. Somit ist das EMS 290 beispielsweise betriebsfähig, das elektrische Signal zu empfangen und das OSC-Signal zu dem nächsten Knoten erneut zu senden, wobei, falls zweckmäßig, eine knotenspezifische Fehlerinformation oder eine andere geeignete Information zu dem OSC hinzugefügt wird.
In einer Anordnung überwacht sich jedes Element in einem Knoten 201 selbst und erzeugt ein Alarmsignal für das EMS 290, wenn ein Fehler oder ein anderes Problem auftritt. Beispielsweise kann das EMS 290 in dem Knoten 201 eine oder mehrere verschiedene Arten von Alarmen von den Elementen und Komponenten in dem Knoten 201 empfangen: Einen Verstärker-Lichtverlust-(LOL)-Alarm, einen Verstärkergerätealarm, einen optischen Empfängergerätealarm, einen optischen Sendergerätealarm, einen Verteilungsverstärker-LOL-Alarm, einen Verteilungsverstärkergerätealarm, einen Kombinationsverstärker-LOL-Alarm, einen Kombinationsverstärkergerätealarm oder andere Alarme. Manche Fehler können mehrfache Alarme erzeugen. Beispielsweise kann ein Faserbruch Verstärker-LOL-Alarme in benachbarten Knoten und auch Fehleralarme von den optischen Empfängern erzeugen.
Zusätzlich kann das EMS die Wellenlänge und/oder Leistung des optischen Signals innerhalb des Knotens 210 über Verbindungen (nicht gezeigt) zwischen dem OSA-Verbinder 250, 254, 256 und 258 und einem optischen Spektrumanalysator (OSA) überwachen, der kommunikationsmäßig mit dem EMS 290 verbunden ist.
Das NMS 292 sammelt eine Fehlerinformation von sämtlichen Knoten 201 und ist betriebsfähig, die Alarme zu analysieren und den Typ und/oder Ort eines Fehlers zu bestimmen. Auf der Grundlage des Fehlertyps und/oder -worts bestimmt das NMS 292 notwendige Schutzschalt-Betriebsschritte für das Netz 200. Die Schutzschalt-Betriebsschritte können von dem NMS 292 unter Ausgabe von Instruktionen an das EMS 290 in den Knoten 201 ausgeführt werden. Nachdem ein Fehler beseitigt ist, erfordert das Netz 200 keine Rückmeldung. Somit ändert sich die offene Ringnetzkonfiguration für ein Schutzschalten nicht, sondern nur der Ort der Öffnungen. Auf diese Weise wird der Netzbetrieb vereinfacht und eine Knotenprogrammierung und ein Betrieb wird kostenminimiert oder reduziert.
Fehlermeldungen können an Gerätfehleranzeigen, die durch ein Ersetzen des fehlerhaften Geräts berichtigt werden können. Beispielsweise kann ein Fehler eines der Verstärker in dem Verteilungselement einen Verteilungsverstärkeralarm auslösen. Der fehlerhafte Verstärker kann dann ersetzt werden. Ein fehlerhafter Koppler in dem Verteilungselement kann gleichermaßen erfasst und ersetzt werden. Auf ähnliche Weise kann ein Fehler eines optischen Empfängers oder Senders einen optischen Empfängergerätealarm oder einen optischen Sendergerätealarm jeweils auslösen, und der optische Sender oder optische Empfänger können, falls notwendig, ersetzt werden. Der optische Sender sollte eine Verschlusseinheit oder einen kalten Startmechanismus aufweisen. Auf einen Ersatz hin kann kein weiteres Schalten oder eine Rückkehr von einem geschalteten Zustand erforderlich sein. Wie ferner unten stehend unter Bezugnahme auf die 16 und 18 beschrieben, kann das NMS 292 im Ansprechen auf bestimmte Nachrichten oder Kombinationen von Nachrichten ein Schutzschaltungsprotokoll auslösen.
Die Konfiguration des Knotens 201 kann geeignet variiert werden, ohne von der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Beispielsweise können in einer Anordnung redundante Ringschalter in jedem der Transportelemente bereitgestellt werden. Die redundanten Ringschalter können einen kontinuierlichen Schaltungsschutz in dem Fall eines Schaltfehlers zulassen, und fehlerhafte Ringschalter können ohne ein Stören von Knoten-Betriebsschritten oder Konfiguration ersetzt werden. Ein Ringschalterfehler kann unter anderem ein Fehler eines Ringschalters, von der Kreuzposition auf eine Durchleitungsposition umzuschalten, einen Fehler eines Ringschalters, um von einer Durchleitungsposition auf die Kreuzposition umzuschalten, umfassen, oder der Schalter wird in einer Zwischenposition fixiert. Die redundanten Ringschalter können somit ein Schutzschalten in dem Fall zulassen, dass ein Schalter fehl geht, von der geschlossenen Position in die offene Position umzuschalten. Überdies lässt die kaskadierte Schalterkonfiguration einen Schalterbetriebstest zu, weil, wann immer einer der Schalter eine Kreuzposition aufweist, die Position der anderen Schalter den Netzverkehr nicht beeinträchtigt. Alternativ kann eine Redundanz in dem Fall, dass ein Schalter in der geschlossenen Position festgesetzt ist, ohne einen redundanten Schalter erreicht werden, indem der Verstärker für diesen Ring in dem Knoten mit dem fehlerhaften Schalter abgeschaltet wird, was somit effektiv das Signal an dem Verstärker abschließt.
In noch einer weiteren Anordnung kann das Kombinationselement Schalter umfassen, die betriebsfähig sind, ein optisches Signal selektiv zu dem rechtsdrehenden Ring, zu dem linksdrehenden Ring oder zu beiden Ringen zu senden. In dieser Anordnung können die Schalter konfiguriert sein, um die Übertragung von Hinzufügungsverkehr zu beiden Transportelementen auch in dem Fall eines Fehlers von einem der Verstärker 326 und 328 zuzulassen. In einer weiteren Anordnung kann ein einzelner Koppler verwendet werden, um in jedem Transportelement Verkehr hinzuzufügen und zu richten.
3 veranschaulicht Details eines optischen Teilers/Kopplers 330. Der optische Teiler/Koppler 330 kann als Ganzes oder teilweise mit einer Wellenleiterschaltung und/oder Freiraumoptiken kombiniert werden. In der veranschaulichten Anordnung ist der optische Teiler/Koppler 330 ein Faserkoppler mit zwei Eingängen und zwei Ausgängen (ein 2:2-Teiler). Es ist zu verstehen, das in Übereinstimmung mit einer weiteren Anordnung der vorliegenden Erfindung der Teiler/Koppler 330 einen oder jedwede Anzahl von geeigneten Eingängen und Ausgängen enthalten kann, und dass der Teiler/Koppler 330 eine größere Anzahl von Eingängen als Ausgängen oder eine größere Anzahl von Ausgängen als Eingängen umfassen kann. Beispielsweise werden 3:3-Teiler/Koppler als Teiler/Koppler 750 in der in 15D gezeigten Ausführungsform verwendet. Wie hierin diskutiert, werden Teiler/Koppler 330 in verschiedenen Anordnungen benutzt, die als Teiler, als Koppler und/oder als Pump-Kombinatoren beschrieben sind.
Unter Bezugnahme auf 3 umfasst der optische Teiler/Koppler 330 einen Abdeckrahmen 402, ein erstes Eintrittssegment 404, ein zweites Eintrittssegment 406, ein erstes Austrittssegment 408 und ein zweites Austrittssegment 410.
Das erste Eintrittssegment 404 und das erste Austrittssegment 408 umfassen eine erste kontinuierliche optische Faser. Das zweite Eintrittssegment 406 und das zweite Austrittssegment 410 umfassen eine zweite kontinuierliche optische Faser außerhalb des Abdeckrahmens 402 können Segmente 404, 406, 408 und 410 eine Umhüllung, einen Mantel und eine Kernfaser umfassen. Innerhalb des Abdeckrahmens 402 können die Umhüllung und der Mantel entfernt sein, und die Kernfasern verdrillt sein, gekoppelt oder miteinander verschmolzen sein, um die Übertragung optischer Signale und/oder Energie der Signale zwischen und unter den ersten und zweiten kontinuierlichen optischen Fasern zuzulassen. Auf diese Weise kombiniert der optische Teiler/Koppler 330 optische Signal, die von ein den Eintrittssegmenten 404 und 406 ankommen, passen und teilt und schickt das kombinierte Signal über die Austrittssegmente 408 und 410 passiv. Eine Mehrzahl von Signalen können kombiniert werden, und das kombinierte Signal kann durch ein Kombinieren und danach durch ein Teilen des kombinierten Signals oder durch ein gleichzeitiges Kombinieren und Teilen der Signale durch ein Übertragen von Energie zwischen den Fasern kombiniert werden.
Der optische Teiler/Koppler 33 stellt eine flexible Kanalbeabstandung ohne Einschränkungen betreffend eine Kanalbeabstandung in der Hauptflusslinie bereit. Der Teiler/Koppler 330 kann das Signal in zwei Kopien mit im Wesentlichen gleicher Leistung teilen. "Im Wesentlichen gleich" bedeutet in diesem Kontext ± 25%. In einer bestimmten Anordnung weist der Koppler eine Richteigenschaft von über –55 dB auf. Eine Wellenlängenabhängigkeit der Einfügungsdämpfung ist geringer als ungefähr 0,5 dB. Die Einfügungsdämpfung für einen 2:2-Koppler kann geringer als ungefähr 3,5 dB sein, und jene für einen 3:3-Koppler kann geringer als ungefähr –5 dB sein.
4 veranschaulicht das optische Netz 200 mit Details der Knoten 206, 208, 210 und 212 auf einer höheren Stufe. Wie zuvor beschrieben, schließt jeder Knoten ein linksdrehendes Transportelement 220, ein rechtsdrehendes Transportelement 222, ein Verteilungselement 224, ein Kombinationselement 226 und ein Verwaltungselement 228 ein. Die Transportelemente fügen Verkehr zu den Ringen 202 und 204 hinzu oder nehmen Verkehr von diesen ab. Das Kombinationselement 226 kombiniert lokalen Eintrittsverkehr, um ein Hinzufügungssignal zu erzeugen, das den Transportelementen 220 und 222 für eine Übertragung auf den Ringen 202 und 204 bereitgestellt wird. Das Verteilungselement 224 empfängt ein abgenommenes Signal und gewinnt einen lokalen Eintrittsverkehr zur Übertragung an lokale Clients wieder. Das Verwaltungselement 228 überwacht den Betrieb des Knotens 201 und/oder des Netzes 200 und kommuniziert mit einem NMS 292 für das Netz 200.
Unter Bezugnahme auf 4 schließt jeder Knoten 206, 208, 210 und 212 einen Ringschalter 214 in jedem Transportelement 220 und 222 ein, der steuerbar ist, um selektiv den verbundenen Ring 202 oder 204 vor einem Abnehmen oder Hinzufügen von Verkehr durch das Transportelement 220 oder 222 in dem Knoten zu öffnen oder zu schließen. Die Ringschalter 214 können anderweitig geeignet innerhalb eines oder mehrerer jeweiliger Knoten 201 vor dem Abnehmen und/oder Hinzufügen von Verkehr an einer Innenseiten- oder Außenseitenkante des Knotens 201 oder zwischen dem Knoten und einem benachbarten Knoten 201 positioniert sein.
Während eines normalen Betriebs ist ein einzelner Ringschalter 214 gekreuzt oder anderweitig in jedem Ring 202 und 204 offen, während die übrigen Ringschalter 214 geschlossen sind. Somit ist jeder Ring 202 und 204 kontinuierlich oder anderweitig geschlossen, außer an dem Ringschalter 214, der offen ist. Die Ringschalter 214, die in den Ringen 202 und 204 offen sind, bilden zusammen einen Schaltersatz, der die Ringe 202 und 204 des Netzes 200 an einer gleichen Überspannung und/oder einem entsprechenden Punkt des Netzes 200 öffnet. Eine gleiche Überspannung wird in dem Netz 200 beispielsweise dadurch geöffnet, dass die Knoten 201, die der Überspannung benachbart sind, einen Eintrittsverkehr von der Überspannung nicht empfangen. Eine derartige Ausrichtung der offenen Ringschalter 214 in, entlang oder an der Peripherie einer Überspannung lässt es zu, dass jeder Knoten 201 mit jedem anderen Knoten 201 in dem Netz 200 kommuniziert, während eine Störung von zirkulierendem Verkehr vermieden oder minimiert wird.
In der veranschaulichten Rangordnung ist der Ringschalter 214 in dem rechtsdrehenden Transportelement 222 des Knotens 210 gekreuzt, wie es der Ringschalter 214 in dem linksdrehenden Transportelement 220 des Knotens 208 ist. Die übrigen Ringschalter 214 sind auf eine Durchleitungsposition geschlossen. Ein Verkehrskanal 500, der an dem Knoten 210 hinzugefügt ist, läuft durch die Ringe 202 und 204 in beispielhaften Lichtpfaden 502 und 504. Insbesondere verläuft ein linksdrehender Lichtpfad 502 von dem Kombinationselement 226 des Knotens 210 zu dem linksdrehenden Transportelement 220, wo er dem linksdrehenden Ring 204 hinzugefügt wird. Auf dem linksdrehenden Ring 204 verläuft der Lichtpfad 502 zu dem Knoten 208, wo er von dem gekreuzten Ringschalter 214 des linksdrehenden Transportelements 220 abgeschlossen wird. Ein rechtsdrehender Lichtpfad 504 verläuft von dem Kombinationselement 226 des Knotens 210 zu dem rechtsdrehenden Transportelement 222 des Knotens 210, wo er dem rechtsdrehenden Ring 202 hinzugefügt wird. Auf dem rechtsdrehenden Ring 202 verläuft der Lichtpfad 504 zu dem Ring 212 über das rechtsdrehende Transportelement 222 des Rings 212 zu dem Ring 206 über das rechtsdrehende Transportelement 222 des Rings 208, zu dem Knoten 208 über das rechtsdrehende Transportelement 222 des Knotens 208 und zurück zu dem Knoten 210, wo er durch den gekreuzten Ringschalter 214 auf der Eintrittsseite des rechtsdrehenden Transportelements 222 abgeschlossen wird. Somit wird jeder Knoten 206, 208, 210 und 212 von jedem anderen Knoten von einer einzigen Richtung erreicht, und des wird verhindert, dass Verkehr um einen Ring 202 und 204 herum zirkuliert oder anderweitig eine Störung herbeiführt.
5 veranschaulicht das optische Netz mit Details der Knoten 206, 208, 210 und 212 auf höherem Niveau. Die Knoten schließen jeweils linksdrehende und rechtsdrehende Transportelemente 220 und 222 wie auch das Kombinationselement 224, das Verteilungselement 226 und das Verwaltungselement 228 ein. Zusätzlich zu einem Hinzufügen und Abnehmen von Verkehrskanälen zu und von den Ringen 202 und 204 fügen die Transportelemente 220 und 222 das OSC zu den Ringen 202 und 204 zur Verarbeitung durch das Verwaltungselement 228 hinzu oder nehmen das OSC von den Ringen 202 und 204 ab.
Unter Bezugnahme auf 5 schließen, wie zuvor beschrieben, die Transportelemente 220 und 222 ein OSC-Filter 216 an einem Eintrittspunkt vor den Ringschalter 214 ein, um das OSC aus den Ringen 202 und 204 herauszufiltern und/oder anderweitig zu entfernen. In jedem Knoten 201 wird das OSC-Signal von jedem Ring 202 und 204 zu einem entsprechenden optischen Empfänger 276 und 278 der OSC-Einheit zur Verarbeitung durch das EMS 290 geleitet. Zusätzlich wird das OSC-Signal, das durch das EMS 290 für jeden Ring 202 und 204 erzeugt wird, durch den optischen Sender 272 oder 281 auf den entsprechenden Ring 202 und 204 für eine Übertragung zu dem nächsten Knoten 201 gesendet.
Bei einem normalen Betrieb empfängt jeder Knoten 201 ein OSC-Signal von den benachbarten Knoten entlang der Ringe 202 und 204, verarbeitet das Signal und leitet das OSC-Signal weiter und/oder fügt sein eigenes OSC-Signal zur Übertragung zu den benachbarten Knoten hinzu.
Eine Platzierung der OSC-Filter 216 an der Peripherie der Transportelemente 220 und 222 außerhalb der Ringschalter 214 lässt es zu, dass jeder Knoten 201 das OSC-Signal von seinen benachbarten oder angrenzenden Knoten 201 ungeachtet des Offen-/Schließen-Status seiner Ringschalter 214 empfängt. wenn die OSC-Filter innerhalb der Ringschalter 214 beispielsweise in einer Anordnung sind, wo die Ringschalter außerhalb der Knoten 201 sind, können die OSC-Signale zwischen den Ringen 202 und 204 an den Kanten der oberen Überspannung schleifenmäßig zurückgekoppelt werden. Beispielsweise kann für die veranschaulichte Anordnung das EMS 290 des Knotens 208 eine empfangene OSC-Information, die für den Knoten 210 bestimmt ist, von der rechtsdrehenden OSC-Einheit zu der linksdrehenden OSC-Einheit für eine Übertragung zu dem Knoten 210 auf dem linksdrehenden Ring 204 leiten. Auf ähnliche Weise kann eine OSC-Information, die an dem Knoten 210 empfangen wird und für den Knoten 208 bestimmt ist, durch das EMS 290 des Knotens 210 von der linksdrehenden OSC-Einheit zu der rechtsdrehenden OSC-Einheit für eine Übertragung zu dem Knoten 208 auf dem rechtsdrehenden Ring 202 geleitet werden.
6 veranschaulicht ein Schutzschalten und einen Lichtpfadschutz für ein Netz 200. Wie zuvor beschrieben, schließt jeder Knoten 206, 208, 210 und 212 rechtsdrehende und linksdrehende Transportelemente 220 und 222 wie auch die Kombinations-, Verteilungs- und Verwaltungselemente 224, 226 und 228 ein. Die Verwaltungselemente kommunizieren jeweils mit dem NMS 292.
Unter Bezugnahme auf 6 ist ein Faserbruch 510 in dem Ring 204 zwischen Knoten 206 und 212 gezeigt. Im Ansprechen darauf, wie unten stehend detaillierter beschrieben wird, öffnet das NMS 292 den Ringschalter 214 in dem linksdrehenden Transportelement 220 des Knotens 212 und den Ringschalter 214 in dem rechtsdrehenden Transportelement 222 des Knotens 206, womit die Überspannung zwischen den Knoten 206 und 212 effektiv geöffnet wird. Nach einem Öffnen der Ringe 202 und 204 auf jeder Seite der Unterbrechung schließt das NMS 292 jedwede zuvor geöffnete Ringschalter 214 in den Knoten 201.
Nach einem Schutzschalten fährt jeder Knoten 201 fort, Verkehr von jedem anderen Knoten 201 in dem Netz 200 zu empfangen, und eine betriebsfähige offene Ringkonfiguration wird aufrechterhalten. Beispielsweise wird ein Signal 512, das von dem Knoten 210 ausgeht, auf einem linksdrehenden Lichtpfad 514 zu den Knoten 208 und 206 übertragen und auf einem rechtsdrehenden Lichtpfad 512 zu dem Knoten 212 übertragen. In einer Anordnung können das NMS 292, das EMS 290 und die 2 × 2 Ringschalter 214 für ein schnelles Schutzschalten mit einer Schaltzeit von weniger als 10 Millisekunden konfiguriert sein.
7 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Schutzschalten eines offenen optischen Ringnetzes veranschaulicht.
Bei diesem Verfahren kann das optische Netz ein Netz 200 sein, das eine Mehrzahl von Knoten einschließt, die jeweils einen Ringschalter an oder nahe einem Eintrittspunkt jedes verbundenen Rings aufweisen. Das Verfahren kann in Verbindung mit anderen geeigneten Netz- oder Knoten-Konfigurationen verwendet werden.
Unter Bezugnahme auf 7 beginnt das Verfahren bei einem Schritt 550 mit der Erfassung, durch das NMS 292, eines Faserbruchs des Rings 202 oder 204 des Netzes 200. Das NMS 292 kann den Faserbruch auf der Grundlage der OSC und/oder anderer Signale erfassen und lokalisieren, die durch die Knoten EMSs 290 zu den NMS 292 kommuniziert werden.
Bei einem Schritt 552 gibt das NMS 292 einen Befehl zu dem EMS 290 in dem Knoten 201 unmittelbar rechtsdrehend von dem Bruch aus, um den rechtsdrehenden Ringschalter 246 in dem rechtsdrehenden Transportelement 222 zu öffnen, wodurch der rechtsdrehende Ring 202 an diesen Knoten 201 geöffnet wird.
Bei einem Schritt 554 gibt das NMS 292 einen Befehl zu dem EMS 290 in dem Knoten 201 unmittelbar linksdrehend von dem Bruch aus, um den linksdrehenden Ringschalter 244 in dem linksdrehenden Transportelement 220 zu öffnen, wodurch der linksdrehende Ring 204 an dem Knoten 201 geöffnet wird.
Bei einem Schritt 556 werden jedwede andere Ringschalter in dem Knoten 210 des Netzes 200 geschlossen. Somit ist jeder Ring 202 und 204 im Wesentlichen kontinuierlich mit einem einzigen offenen Punkt und/oder Segment. Das offene Segment kann an einem diskreten Schalter und/oder einem Übertragungselement sein und kann Teile, die Gesamtheit oder sogar mehr als eine Überspannung zwischen Knoten des Netzes 200 einschließen. Es ist zu verstehen, dass zusätzliche Schalter 214 in den Ringen 200 und/oder 204 offen verbleiben können und Übertragungselemente in den Ringen 202 und/oder 204 ausgeschaltet werden können, so lange in einer Anordnung jeder Knoten 201 in der Lage ist, mit jedem anderen Knoten 201 über einen der Ringe 202 und 204 zu kommunizieren.
Ein Beispiel eines Schutzschaltens ist durch die 4 und 5 veranschaulicht. Unter Bezugnahme zurück auf 4 sind beispielsweise die rechtsdrehenden und linksdrehenden Ringe 202 und 204 des Netzes 200 in den Transportelementen 222 und 220 der Knoten 210 bzw. 208 offen. Im Ansprechen auf zumindest einen Ringbruch 510, wie durch 6 veranschaulicht, kreuzt ein Schutzschalten den Ringschalter 214 und das rechtsdrehende Transportelement 222 des Knotens 206, und einen Ringschalter 214 des linksdrehenden Transportelements 220 des Knotens 212. Somit werden in 6 die rechtsdrehenden und linksdrehenden Ringe 202 und 204 an den Knoten 206 bzw. 212 geöffnet. Die zuvor gekreuzten Ringschalter in den Knoten 208 und 210 werden auf eine Durchleitungsposition geschlossen, um es zuzulassen, dass jeder Knoten 201 Verkehr von jedem anderen Knoten 201 in dem Netz 200 fortdauernd empfängt. Der Faserbruch 510 kann in einer geeigneten Zeit repariert werden, nachdem das Schutzschalten beendet ist. Überdies sei darauf hingewiesen, dass nach einer Reparatur des Faserbruchs 510 kein Bedarf besteht, die Schalter 214 und die Knoten 201 auf ihre Zustände vor dem Bruch zurückzubringen. Beispielsweise kann das Netz, das anfänglich wie in 4 gezeigt, konfiguriert ist, dass dann wie in 6 gezeigt aufgrund des Faserbruchs 510 konfiguriert ist, konfiguriert verbleiben, wie in 6 gezeigt, auch nachdem der Bruch 510 repariert worden ist. Auf diese Weise können die Schritte, die in 7 gezeigt sind, für jedwede Anzahl von Faserbruchereignissen wiederholt werden.
Wie zuvor beschrieben, können die Ringschalter 214 und die Knoten 207 rekonfiguriert werden, um ein Schutzschalten im Ansprechen auf andere Typen von Netzfehlern bereitzustellen, die andernfalls verhindern würden, dass ein Knoten 201 einen lokalen und/oder anderen Verkehr zu einem benachbarten Knoten 201 kommuniziert. Beispielsweise kann im Ansprechen auf einen Fehler einer Einheit innerhalb des rechtsdrehenden Transportelements 222 des Knotens 206 die fehlerhafte Einheit ausgeschaltet werden (als zweckmäßig), und der benachbarte Ringschalter kann von einer geschlossenen, oder einer Durchleitungsposition auf eine offene, oder Kreuzposition betätigt werden. Wie zuvor beschrieben, schließt ein gekreuzter Ringschalter 214 einen Verkehr auf dem verbundenen Ring 202 oder 204 ab, kann aber den Verkehr zu den OSAs zum Überwachen durch das EMS 290 und/oder für eine Prüfschleife oder andere Typen eines Testens leiten. Als Nächstes kann der Ringschalter 214 des linksdrehenden Transportelements 220 und dem Knoten 212 auch auf die gekreuzte Position wieder positioniert werden.
Nachdem die Ringschalter gekreuzt sind, werden die zuvor gekreuzten Ringschalter 214 auf eine Durchleitungsposition geschlossen, um es zuzulassen, dass jeder Knoten 201 vollständig mit jedem anderen Knoten 201 kommuniziert. Während eines andauernden Betriebs können die fehlerhafte Einheit ersetzt und ein richtiger Betrieb der neuen Einheit mit einem Prüfschleifen- und/oder lokalisierten Testen bestätigt werden, wie detaillierter unten stehend beschrieben. Nachdem eine fehlerhafte Einheit ersetzt ist und ein richtiger Betrieb bestätigt ist, kann das Netz 200 in der gegenwärtigen Konfiguration belassen werden, auf die vorherige Konfiguration zurückgebracht werden, oder in noch einer anderen Konfiguration konfiguriert werden, um ein lokalisiertes und/oder Prüfschleifen-Testen innerhalb des Netzes 200 zu unterstützen.
Ein Fehler eines Verstärkers in dem Kombinationselement 226 kann durch einen Gerätealarm für einen Kombinationsverstärker erfasst werden. Beispielsweise kann im Ansprechen auf einen Gerätealarm für einen Kombinationsverstärker in dem Kombinationselement 226 des rechtsdrehenden Transportelements 222 des Knotens 210 der Ringschalter 246 des rechtsdrehenden Transportelements 222 in dem Knoten 212 gekreuzt werden, und der Ringschalter 244 in dem linksdrehenden Transportelement 220 des Knotens 210 kann auch gekreuzt werden. Zuvor geöffnete Ringschalter 214 werden gleichzeitig geschlossen, und die fehlerhafte Kombinationsverstärkereinheit in dem Knoten 210 wird ersetzt und getestet, um einen wichtigen Betrieb zu bestätigen.
In einer Anordnung kann ein Testsignal in das Netz eingeführt und auf den rechtsdrehenden und/oder linksdrehenden Ringen übertragen werden. Das Signal kann an einem gekreuzten Ringschalter 214 abgeschlossen und über einen Anschluss 248 oder 252 der 6 zu dem OSA für eine Analyse übertragen werden. Durch ein selektives Schließen der Ringschalter in dem geeigneten Knoten kann ein ausgewählter Lichtpfad mit dem OSA getestet werden.
In gleicher Weise kann in noch einer weiteren Anordnung ein lokalisierter Bereich falls notwendig, für einen Lichtpfad oder ein Komponententesten, eine Reparatur oder ein Ersatz definiert werden. Um die Elemente des lokalisierten Bereichs von dem Rest des im Dienst befindlichen Netzes zu isolieren, werden die rechtsdrehenden Ringschalter 214 eines ersten Knotens und der linksdrehende Ringschalter eines zweiten Knotens geöffnet. Der lokalisierte Bereich schließt somit die gegenüberliegenden Teile zweier benachbarter Knoten ein, derart, dass in einer Anordnung ein lokalisierter Bereich definiert werden kann, dass er jedwede Vorrichtung des Knotens in dem Netz abdeckt. Somit können ein Testen, ein Ersatz und/oder eine Reparatur von Komponenten innerhalb des lokalisierten Bereichs durchgeführt werden, ohne das im Dienst befindliche Netz zu stören.
Unter bestimmten Umständen kann es wünschenswert sein, einen Lichtpfad, herrührend von einem Kombinationselement durch den Hinzufügungskoppler eines ersten Knotens, übertragen um einen Ring durch eine Mehrzahl von Knoten und Zurückkehren durch den Abnahmekoppler des ersten Knotens zu dem Verteilungselement des ersten Knotens zu testen. Auf diese Weise können sämtliche Elemente sämtlicher Transportsegmente einer gegebenen Richtung jedes Knotens getestet werden. Ein derartiger Lichtpfad kann durch ein physikalisches Trennen der optischen Faser an einem Punkt zwischen dem Hinzufügungskoppler und dem Abnahmekoppler eines Transportsegments des ersten Knotens erzeugt werden.
8 veranschaulicht einen OSC-Schutz für das Netz 200 im Ansprechen auf einen Leitungsbruch.
In dieser Anordnung wird eine opto-elektrische Prüfschleife in den Verwaltungselementen 228 der Knoten 201 zum Schutz des OSC verwendet.
Unter Bezugnahme auf 8 ist ein Faserbruch oder eine andere Leitungsunterbrechung 580 in dem rechtsdrehenden Ring 202 zwischen den Knoten 206 und 212 gezeigt. Im Ansprechen auf den Faserbruch 580 wird eine optisch-elektrische Prüfschleife 582 von dem linksdrehenden OSC-System zu dem rechtsdrehenden OSC-System über das EMS 290 in dem Knoten 206 und von dem rechtsdrehenden OSC-System zu dem linksdrehenden OSC-System über das EMS 290 in dem Knoten 212 eingerichtet.
In einer spezifischen Anordnung umfasst die optisch-elektrische Prüfschleife in dem Knoten 206 ein Empfangen, an der linksdrehenden OSC-Einheit des Verwaltungselements 228 des Knotens 206, des OSC 584 von dem linksdrehenden Ring 204 und ein Verarbeiten des OSC bei dem OMS 290, wie oben stehend unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. Jedoch wird, anstelle eines Übertragens des verarbeiteten OSC als ein Austrittssignal auf dem linksdrehenden Ring 204 von dem Knoten 206, das verarbeitete OSC von dem EMS 290 zu der rechtsdrehenden OSC-Einheit und dann auf den rechtsdrehenden Ring 202 übertragen, wodurch das OSC zurück zu dem Knoten 206 von einem linksdrehenden zu einem rechtsdrehenden Signal geschleift wird.
Auf ähnliche weise umfasst die opto-elektrische Prüfschleife in dem Knoten 212 ein Empfangen, an der rechtsdrehenden OSC-Einheit des Verwaltungselements 228 des Knotens 212, des OSC 586 von dem rechtsdrehenden Ring 202 und ein Verarbeiten des OSC an dem EMS 290, wie oben stehend unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. Jedoch wird, anstelle eines Übertragens des verarbeiteten OSC als ein Austrittssignal auf dem rechtsdrehenden Ring 202 von dem Knoten 212 das verarbeitete OSC von dem EMS 290 zu der linksdrehenden OSC-Einheit und dann zu dem linksdrehenden Ring 204 übertragen, wodurch deswegen das OSC zurück zu dem Knoten 212 von einem rechtsdrehenden zu einem linksdrehenden Signal geschleift wird. Auf diese Weise fährt jeder Knoten 201 in dem Netz 200 fort, das OSC von jedem anderen Knoten 201 in dem Netz 200 zu empfangen. Die optisch-elektrische Prüfschleife 582 kann während normaler oder Schutz-geschalteter Betriebsschritte verwendet werden und kann verwendet werden, wenn das OSC-Signal In-Band oder in einer anderen Anordnung übertragen wird, die das OSC-Signal durch die Ringschalter 214 leitet.
Die OSC-Schlussprozedur ist die gleiche für sowohl die normalen als auch die Schutzschalt-Szenarien. Beispielsweise kann es in 5, wenn ein Ringschalter 214 in dem linksdrehenden Transportelement 220 des Knotens 208 und ein Ringschalter 214 in dem rechtsdrehenden Element 222 die Kreuzpositionen aufweisen, wie in 4 gezeigt, ratsam sein, optisch-elektrische Prüfschleifen von rechtsdrehend nach linksdrehend in dem Knoten 208 und von linksdrehend nach rechtsdrehend in dem Knoten 220 einzusetzen.
9 veranschaulicht ein Verfahren für ein OSC-Schutzschalten in einem optischen Netz. Bei diesem Verfahren ist ein Schutzschalten im Ansprechen auf einen Faserbruch implementiert. Jedoch ist zu verstehen, dass ein OSC-Schutzschalten im Ansprechen auf andere Typen von Fehlern implementiert werden kann, und in Verbindung mit einem Lichtpfad-Schutzschalten implementiert werden kann.
Unter Bezugnahme auf 9 beginnt das Verfahren bei einem Schritt 600 mit der Erfassung durch das NMS 292 eines Faserbruchs 580 in einer Überspannung eines Rings 202 oder 204 des optischen Netzes 200. Das NMS 292 kann den Fehler auf der Grundlage des OSC und/oder anderer Signale von dem EMS 290 der Knoten 201 erfassen.
Bei einem Schritt 602 gibt das NMS 292 einen Befehl zu dem EMS 290 in dem Knoten 201 unmittelbar rechtsdrehend von dem Bruch 580 aus, um eine elektrische Prüfschleife von der linksdrehenden OSC-Einheit zu der rechtsdrehenden OSC-Einheit zu bilden, womit, wie oben stehend beschrieben, eine optisch-elektrische Prüfschleife des OSC von dem linksdrehenden Ring 204 zu dem rechtsdrehenden Ring 202 gebildet wird. Natürlich kann das EMS 290 in dem Knoten 206 den Faserbruch 580 erfassen und diese elektrische Prüfschleife ohne den Befehl von dem NMS 292 ausführen.
Bei einem Schritt 604 gibt das NMS 292 einen Befehl zu dem EMS 290 in dem Knoten 201 unmittelbar linksdrehend von dem Bruch aus, um eine elektrische Prüfschleife von der rechtsdrehenden OSC-Einheit zu der linksdrehenden OSC-Einheit zu bilden, wodurch, wie oben stehend beschrieben, eine optisch-elektrische Prüfschleife des OSC von dem rechtsdrehenden Ring 202 zu dem linksdrehenden Ring 204 geschaffen wird. Es ist zu verstehen, das in dieser und anderen Formen eines Schutzschaltens das NMS 292 selbst direkt Vorrichtungen in den Knoten 201 steuern kann, andernfalls mit den Vorrichtungen kommunizieren kann, um ein Schutzschalten bereitzustellen, und/oder die Verwaltungselemente 228 der Knoten 201 untereinander kommunizieren können, um die Funktionalität des NMS 292 bereitzustellen.
Bei einem Schritt 606 werden jedwede andere Knoten 201, die Prüfschleifen enthalten, die zuvor gebildet worden sein können, in einen Nicht-Prüfschleifenzustand zurückgebracht. Oder das Zurückbringen ist nicht erforderlich, wenn die OSC optisch-elektrische Prüfschleifenprozedur in Knoten eingesetzt wird, die den Ringschalter in der Kreuzposition aufweisen. Auf diese Weise kann fortgefahren werden, OSC-Daten durch jede Knoten 201 in dem Netz 200 zu senden und an diesem zu empfangen und zu verarbeiten. Nach einer Beendigung des Verfahrens kann der Faserbruch 580 repariert und getestet werden. Ferner besteht auch wie oben nach einer Reparatur des Faserbruchs 580 keine Erfordernis, das Netz 200 in seinen Vorumschalt-Zustand zurückzubringen.
10 veranschaulicht ein OSC-Schutzschalten in dem Netz 200 im Ansprechen auf einen OSC-Gerätefehler.
In dieser Anordnung wird ein Schutzschalten für einen Fehler eines OSC-Senders implementiert. Ein Fehler eines OSC-Filters 216 oder eines OSC-Empfängers 276 oder 278 kann ein ähnliches Schutzschalten notwendig machen, so dass fortgesetzt werden kann, jeden Knoten 201 durch OSC-Daten auch in dem Fall eines Gerätefehlers zu bedienen.
Unter Bezugnahme auf 10 wird erfasst, das ein linksdrehender OSC-Sender 281 des Knotens 206 als fehlerhaft erfasst worden ist. In einer bestimmten beispielhaften Anordnung kann ein Fehler eines optischen OSC-Senders 272 oder 281 oder eines optischen OSC-Empfängers 276 oder 278 durch das NMS 292 oder das EMS 290 in dem Knoten 206 auf der Grundlage eines LOL-Alarms für den optischen Empfänger oder einen nachgeschalteten optischen Empfänger mit oder ohne einen weiteren Fehleralarm erfasst werden. Beispielsweise würde ein Gerätealarm für den optischen Sender 281 in der linksdrehenden OSC-Einheit des Verwaltungselements 282 des Knotens 206 einen Fehler 610 dieses optischen Senders anzeigen. Im Ansprechen darauf kann das NMS 292 oder das EMS 290 in dem Knoten 206 das linksdrehende OSC 612 auf das rechtsdrehende OSC bei dem Knoten 206 zurückschleifen. Bei dem Knoten 212 schleift das NMS 292 das rechtsdrehende OSC 614 auf das linksdrehende OSC zurück. Jedwede vorherige Prüfschleifen in den Knoten 208 und/oder 210 werden unterbrochen und die Information wird über die Knoten gesendet.
Nach dem Schutzschalten kann der fehlerhafte optische Sender 261 ersetzt und danach unter Verwendung des rechtsdrehenden OSC getestet werden. Nach einem Bestätigen des Betriebs des ersetzten optischen Senders 281 kann fortgefahren werden, das Netz 200 in seinem gegenwärtigen Zustand zu betreiben oder es kann auf den Anfangs-OSC-Zustand zurückgebracht werden. Wie zuvor diskutiert, kann für einen Faserbruch zwischen den Knoten 206 und 210 der gleichen Prozedur gefolgt werden, wobei der Faserbruch repariert und getestet wird.
11 veranschaulicht ein Verfahren zum Einfügen eines Knotens 201 in das optische Netz 200. Eine Knoteneinfügung kann vollen Nutzen aus der Skalierbarkeit in der Auslegung des Netzes 200 ziehen. Andere geeignete Elemente können auf ähnliche Weise zwischen den vorhandenen Knoten 201 des optischen Netzes 200 eingefügt werden.
Unter Bezugnahme auf 11 beginnt das Verfahren mit einem Schritt 650, wobei der rechtsdrehende Ringschalter 214 in dem Knoten 201 unmittelbar rechtsdrehend von dem Einfügungspunkt für den neuen Knoten geöffnet wird. Fortschreitend zu einem Schritt 652 wird der linksdrehende Ringschalter 214 in dem Knoten 201 unmittelbar linksdrehend von dem Einfügungspunkt geöffnet. Bei einem Schritt 654 werden jedwede andere offenen Ringschalter 214 geschlossen. Somit können die Knoten 201 des Netzes 200 jeweils miteinander kommunizieren, ohne über eine Überspannung zu kommunizieren, in welche der neue Knoten hinzugefügt werden soll.
Fortschreitend zu einem Schritt 656 wird der neue Knoten an dem Einfügungspunkt eingefügt. Eine derartige Einfügung kann die physikalische Trennung der rechtsdrehenden und linksdrehenden optischen Ringfasern erfordern. Bei einem Schritt 658 kann der Betrieb von Verstärkern, Schaltern und anderen Elementen des neuen Knotens überprüft und getestet werden.
Fortschreitend zu einem Schritt 660 wird der linksdrehende Schalter 214 in dem neuen Knoten geöffnet. Bei einem Schritt 662 wird der linksdrehende Schalter 214 in dem Knoten 201 unmittelbar linksdrehend des neuen Knotens geschlossen. Auf diese Weise ist der linksdrehende Ring 204 an dem neuen Knoten offen, und der rechtsdrehende Ring 202 ist an dem Knoten 201 unmittelbar rechtsdrehend des neuen Knotens offen. In einer weiteren Anordnung kann der rechtsdrehende Schalter 214 in dem neuen Knoten geöffnet werden, und der rechtsdrehende Schalter 214 in dem Knoten unmittelbar rechtsdrehend des neuen Knotens kann geschlossen werden.
Die 12A und 12B veranschaulichen Details des DM 316 bzw. des CM 328 des Knotens der 2.
Wie unten stehend beschrieben, können das DM und das CM eine ähnliche Kombination von Elementen umfassen, derart, dass ein DM beispielsweise mit nur geringfügigen Modifikationen als ein CM verwendet werden kann, und umgekehrt. Das DM 316 und das CM 328 bewahren eine flexible Kanalbeabstandung und eine Signalleistung, während der Verkehr unter Verwendung passiver, relativ einfacher und kostengünstiger Knotenkomponenten verteilt wird. Eine flexible Kanalbeabstandung kann ein Netz in die Lage versetzen, unter anderem verschiedene Datenratendienste und verschiedene Modulationsschemata aufzunehmen. Das DM 317 und das CM 328 können zur Verwendung mit Rundfunk, Multicasting, Kabelfernsehen und anderen geeigneten Anwendungen zweckdienlich sein und können für Signale geeignet sein, die dem O-Band, dem E-Band, dem S-Band, dem C-Band, dem L-Band und anderen Abschnitten des optischen Spektrums übertragen werden. Die mehrfachen Signale, die durch das DM 316 oder das CM 328 verteilt oder kombiniert werden, können sich in der Leistung oder in Energiepegeln unterscheiden, oder können sich anderweitig voneinander unterscheiden. In einer Anordnung ist der Inhalt der verteilten oder kombinierten Signale im Wesentlichen der Gleiche.
Unter Bezugnahme auf 12A umfasst das DM 316 eine optische Einleitungsfaser 318, Isolatoren 680, ein photonisches Erfassungsmodul 682, ein Vorverstärkungsmodul 684, einen Teiler 686, Verstärkerteilerstufenmodule (ASSMs) 688, Anschlüsse 700, ein automatisches Verstärkungssteuer-(AGC)-Modul 692, ein photonisches Erfassungsmodul 694 und ein photonisches Erfassungsmodul 696.
Eine Laserpumpbank 690 kann eine Mehrzahl von 1,48 Mikrometer und/oder 0,98 Mikrometer-Laserlichtpumpeinrichtungen umfassen. Eine 1,48 Mikrometer-Laserpumpeinrichtung kann insbesondere für eine hohe Verstärkung geeignet sein. Eine 0,98 Mikrometer-Pumpeinrichtung kann eine Pumpeinrichtung eines relativ geringen Rauschens sein.
Die Isolatoren 680 können eine Rückkopplung des optischen Signals verhindern. Die photonischen Erfassungsmodule 682, 694 und 696 sind betriebsfähig, eine Information über eine optische Signalleistung an spezifischen Punkten innerhalb des DM 316 zu empfangen und diese Leistungspegelinformation zu dem AGC-Modul 692 zu kommunizieren. Das AGC-Modul 692 kann betriebsfähig sein, die Pumpeinrichtungen in der Laserpumpbank 690 einzustellen, um den Verstärkerdraht, der aus der Verstärkung des Signals herrührt, einzustellen.
Ein Betrieb wird ein optisches Signal auf einer optischen Faser 318 zu dem Isolator 680 übermitteln. Ein Vorverstärkungsmodul 684 verstärkt und filtert das Signal, wie detaillierter unter Bezugnahme auf 13 beschrieben, und schickt das Signal zu einem zweiten Isolator 680. Ein Teiler 686 teilt das verstärkte und gefilterte Signal und richtet das Signal zu einem oder mehreren ASSMs 688.
Jedes ASSM 688 umfasst gestufte Koppler- und Verstärkersätze und ist betriebsfähig, die optischen Signale in mehrfache Signale zu teilen und die Signale zu den Anschlüssen 700 auszugeben. Details des ASSM 688 sind unter Bezugnahme auf 14 beschrieben. Verstärker innerhalb der ASSMs 688 und innerhalb des Vorverstärkungsmoduls 684 können durch die Laserpumpbank 690 über Pumpleitungen 698 betrieben werden, und sind betriebsfähig, einen Leistungsverlust des Signals, der daraus herrührt, dass das Signal passiv geteilt wird, zu verringern.
Zusätzliche Isolatoren 680 können vorgesehen sein, wo sie in dem Modul 316 zweckmäßig sind. Beispielsweise können Isolatoren 680 auf den Eintrittsseiten der ASSMs 688 vorgesehen werden. Alternativ oder zusätzlich können optische Abschlüsse an den Anschlüssen 700 platziert werden, um eine Reflexion zu regeln.
In der veranschaulichten Anordnung sind vier ASSMs 688 gezeigt. Die modulare Natur der ASSMs 688 lässt es zu, dass die ASSMs 688 mehrfach verstärkte Signale zu jedweder Anzahl von ASSMs 688, die in Reihe verbunden sind, oder zu Filtern, Empfängern, lokalen Clients oder zu anderen Netzen zuführt.
Der photonische Erfassungsmonitor 682 ist betriebsfähig, die Leistung des optischen Eintrittssignals zu erfassen. Die photonischen Erfassungsmonitore 694 und 696 sind jeweils betriebsfähig, die Leistung der optischen Austrittssignale der ASSMs zu erfassen. Ein automatisches Verstärkungssteuermodul 692 ist betriebsfähig, die Laserpumpeinrichtungen innerhalb des Laserpumpmoduls 690 zu steuern, um so die Ausgangsleistung zu steuern. In einer Anordnung wird die Leistung innerhalb augensicherer Pegel gehalten. In einer bestimmten Anordnung würde die Leistung an einem nicht verbundenen Abschluss 700 den Pegel, der auch augensicheren Standards oder Regeln entspricht, was beispielsweise 17 dBm sein kann, oder einen anderen eingerichteten Pegel nicht überschreitet. In einer weiteren Anordnung können die Länge jedweder dotierten Fasern in dem ASSM 316, die Pumpeinrichtung, die in die Verstärkungsmedien injiziert, und jedwede zugeordnete Empfänger und Sender konfiguriert werden, um es zuzulassen, dass jeder Kanal auf einer bestimmten gewünschten Ausgangs- und Eingangs-Leistung gehalten wird.
Unter Bezugnahme auf 12B umfasst das CM 328 ein photonisches Erfassungsmodul 682, ein Vorverstärkungsmodul 684, einen Teiler 686, Verstärkerteilerstufenmodule (ASSMs) 688, Anschlüsse 700, ein automatisches Verstärkungssteuer-(AGC)-Modul 692, ein photonisches Erfassungsmodul 694 und ein photonisches Erfassungsmodul 696, wie oben stehend unter Bezugnahme auf 12B beschrieben. Isolatoren 702 können wie veranschaulicht zwischen den Anschlüssen 700 und den ASSMs 688 und auf den Eintritts- und Austrittsseiten des Vorverstärkungsmoduls 684 vorgesehen sein. In einer weiteren Anordnung können Isolatoren 702 zwischen den Anschlüssen 700 und dem ASSMs 688 weggelassen sein. Beispielsweise können, wenn Sender an Leitungen 312 gekoppelt werden, Isolatoren 702 nicht notwendig sein. Zusätzlich oder alternativ können zusätzliche Isolatoren 702 an anderen geeigneten Orten in dem Modul 328 vorgesehen werden.
Beim Betrieb ist die Signalrichtung, die sich durch das CM 328 der 12B ausbreitet, im Gegensatz zu dem DM 316 in 12A von rechts nach links. Signale von den Leitungen 312 in dem CM werden durch die ASSMs 688 kombiniert und verlassen das CM über eine Leitung 326.
13 veranschaulicht Details des Vorverstärkungsmoduls 684 der 12A und 12B.
In dieser Anordnung werden Erbium-dotierte Fasern als die Verstärkungsmedien verwendet.
Unter Bezugnahme auf 13 umfasst das Vorverstärkungsmodul 684 einen Koppler 720, eine Erbium-dotierte Faser (EDF) 722 und ein Verstärkungsabflachungsfilter 724. Ein Koppler 720 kann einen WDM-Koppler oder einen anderen geeigneten Koppler umfassen.
Beim Betrieb kann der Pumpkoppler 720 einen Koppler 330 umfassen und kann das Eintrittssignal von der optischen Faser 318 mit Laserlicht von einer 1,48 oder 0,98 Mikrometer-Laserpumpeinrichtung innerhalb der Laserpumpbank 690 über eine Pumpleitung 698 kombinieren. Das Laserlicht regt die Photonen innerhalb der EDF 722 an, womit das Signal verstärkt wird. In einer bestimmten Anordnung kann die EDF 722 10–30 Meter einer Erbium-dotierten optischen Faser umfassen.
Das Verstärkungsabflachungsfilter 724 arbeitet, den Verstärkungsgrad, der aus der Verstärkung herrührt, im Wesentlichen unter den verschiedenen Kanälen innerhalb des Signals auszugleichen.
14 veranschaulicht Details des ASSM 688 der 12A und 12B.
In dieser Anordnung werden Erbium-dotierte Fasern als die Verstärkungsmedien verwendet und sie sind in jeder einer Mehrzahl von Verstärkerstufen vorhanden.
Unter Bezugnahme auf 14 umfasst das ASSM 688 Stufe-Eins-Passive-Teiler 750, Stufe-Zwei-Passive-Teiler 752, Stufe-Drei-Passive-Teiler 754, Stufe-Eins-EDFs 758, Stufe-Zwei-EDFs 760, Stufe-Drei-EDFs 762, optische Austrittsfasern 764, Pumpkoppler 768, optische Faserverbinder 766 und Anschlüsse 700. Die Pumpkoppler 768 können WDM-Koppler vom Dünnfilmtyp (> 30 dB Pumpisolation) oder andere geeignete Koppler umfassen. Wie veranschaulicht, sind die Teilerstufen in einem dendritischen oder baumähnlichen Verzweigungsmuster angeordnet. In Übereinstimmung mit einer unterschiedlichen Anordnung kann das ASSM 688 mehr oder weniger Stufen aufweisen und jede Stufe kann 1:1, 2:2, 3:3 oder andere geeignete Teiler umfassen.
Beim Betrieb teilen die Stufenteiler 750, 752 und 754 das optische Signal in mehrfache Signale passiv und fügen den Signalen Pumpleistung hinzu. Die Teiler 750, 752 und 754 können Teiler/Koppler 330, wie unter Bezugnahme auf 3 beschrieben, oder andere geeignete Teiler umfassen. In der veranschaulichten Anordnung werden acht Signale zu den Anschlüssen 700 und zu den optischen Fasern 764 geschickt. Die EDFs 758, 760 und 762 verstärken die Leistung jedes Signals. Das Einschließen von In-Line-Verstärkerstufen verringert den Leistungsverlust des optischen Signals, der als Folge dessen aufritt, dass die Signale passiv geteilt werden. In einer bestimmten Anordnung kann ein ASSM betriebsfähig sein, im Wesentlichen den Leistungsverlust der Signale an den Ausgangsanschlüssen relativ zu dem Eingangssignal zu eliminieren. "Im Wesentlichen eliminieren" kann in diesem Kontext einen Leistungsverlust von ungefähr dBm bedeuten.
In einer Anordnung empfangen die EDFs eine Pumpleistung von den Pumpeinrichtungen in der Bank 690. Die Pumpwellenlänge kann 1,48 Mikrometer oder eine andere geeignete Wellenlänge basierend auf den Verstärkungsmedien oder anderen geeigneten Grundlagen sein.
Die Pumpkoppler 768 und die Verbinder 766 können eine Restpumpleistung zu anderen Zweigen führen, was es zulässt, dass die Restpumpleistung wiederverwendet wird und ein Ungleichgewicht der geteilten Signale kompensiert wird. Auf diese Weise kann ein Signalungleichgewicht verringert werden und eine Pumpeffizienz erhöht werden. In einer bestimmten Anordnung kann eine Pumpeffizienz um 30% oder mehr mit der Hinzufügung der Koppler 786 erhöht werden, und eine Ausgangsleistung aus den Anschlüssen kann auf innerhalb 1 dB ausgeglichen werden. Eine derartige Pumpwiederverwendung kann verwirklicht werden ohne eine Rauschzahl-Verschlechterung und wobei das transiente Ansprechverhalten der unterschiedlichen Anschlüsse identisch ist.
15A–15D sind unterschiedliche Konfigurationen des ASSM. Insbesondere veranschaulicht 15A ein ASSM 780, 15B veranschaulicht ein ASSM 782, 15C veranschaulicht ein ASSM 784 und 15B veranschaulicht ein ASSM 788. In jeder dieser Konfigurationen ist die Anzahl und/oder der Ort der Verstärker variiert. Die Anzahl und Position der Verstärker- und Teilerstufen kann von der Anwendung abhängen.
Unter Bezugnahme auf 15A umfasst das ASSM 780 Kopplerstufen 750, 752 und 754, wie oben stehend unter Bezugnahme auf 14 beschrieben. EDFs 760 sind in der zweiten Stufe bereitgestellt. Verstärkungslaserlicht von dem Pumpfeld 690 wird zu der Pumpleitung 698 befördert und kombiniert mit dem optischen Signal an dem optischen Teiler 750 der ersten Stufe. In einer weiteren Anordnung kann Laserlicht, das auf der Pumpleitung 698 befördert wird, mit dem optischen Signal an dem optischen Teiler 752 der zweiten Stufe kombinieren.
Unter Bezugnahme auf 15B umfasst die Konfiguration 782 Teilerstufen 750, 752 und 754, wie oben stehend unter Bezugnahme auf 14 beschrieben. EDFs 758 und 762 sind mit den ersten und dritten Stufen bereitgestellt. Verstärkungslaserlicht von dem Pumpfeld 690 wird auf Pumpleitungen 698 befördert und kombiniert mit dem optischen Signal an dem Teiler 750. Zwei EDFs 758 sind zwischen dem Teiler 750 der ersten Stufe und dem Teiler 752 der zweiten Stufe platziert, einer für jede Kopie des geteilten Signals. Acht EDFs 762 sind nach dem Teiler 754 der dritten Stufe platziert, eine für jedes Signal, das aus dem Teiler 754 der dritten Stufe austritt.
Unter Bezugnahme auf 15C umfasst die Konfiguration 784 Teilerstufen 750, 752 und 754, wie oben stehend unter Bezugnahme auf 14 beschrieben. EDFs 786 sind in der dritten Stufe bereitgestellt. Verstärkungslaserlicht von dem Pumpfeld 690 wird auf Pumpleitungen 698 befördert und schließt sich den Details von optischen Signalen bei den Teilern 754 der dritten Stufe an. Vier EDFs 768 folgen auf die Teiler 754 der dritten Stufe, eine für jede der Teiler.
Unter Bezugnahme auf 15D umfasst die Konfiguration 788 einen 2:2-Teiler 750 und 3:3-Teiler 790. Die 3:3-Koppler 790 sind Verstärkungslaserlicht über Pumpleitungen 698 empfangen, wie oben stehend beschrieben, und teilen das Signal jeweils in drei Signale. EDFs 792 folgen den Teilern 790, um die geteilten Signale zu verstärken.
Die 16A und 16B veranschaulichen Details eines Vorverstärkungsmoduls und eines ASSM für das WM 316 der 12A und 12B.
In der Anordnung, die in den 16A und 16B gezeigt ist, werden optische Signale durch Erbium-dotierte Wellenleiter (EDWGs) verstärkt. Die Verwendung von EDWGs kann zu Komponenten mit verringertem Preis und verringerter Größe führen.
Unter Bezugnahme auf 16A umfasst das Vorverstärkungsmodul 800 einen Pumpkoppler 720 und ein Verstärkungsabflachungsfilter 724, wie oben stehend unter Bezugnahme auf 13 beschrieben. Das Modul 800 umfasst ferner einen EDWG 802 anstelle einer EDF.
Beim Betrieb kombiniert der Pumpkoppler 720 das Eintrittssignal mit Laserlicht von einer Laserpumpe innerhalb der Laserpumpbank 690 über eine Pumpleitung 698. Das Laserlicht regt die Photonen innerhalb des EDWG 802 an, womit das Signal verstärkt wird. Ein Verstärkungsabflachen des Filters 724 arbeitet, um unter den verschiedenen Kanälen innerhalb des Signals den Verstärkungsgrad, der aus der Verstärkung herrührt, im wesentlichen auszugleichen.
Unter Bezugnahme auf 16B umfasst das ASSM 810 einen Stufe-Eins-Passiven-Teiler, Stufe-Zwei-Passiven-Teiler 752, Stufe-Drei-Passiven-Teiler 754, Stufe-Eins-EDWGs 812, Stufe-Zwei-EDWG 814, Stufe-Drei-EDWGs 816, optische Fasern 764 und Anschlüsse 700.
Beim Betrieb teilen die gestuften Teiler 750, 752 und 754 das optische Signal in mehrfache Signale passiv. In der veranschaulichten Anordnung werden acht Signale zu den Anschlüssen 700 über optische Fasern 764 geschickt. Die EDWGs 812, 814 und 816 verstärken die Leistung sämtlicher Signale, wobei das Laserlicht aus der Laserpumpbank 690 über die Pumpleitungen 698 somit den Leistungsverlust des optischen Signals verringert, der als Folge davon auftritt, dass die Signale passiv geteilt werden.
17 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Verteilen eines optischen Signals in einem Verstärkerteilerstufenmodul veranschaulicht.
Unter Bezugnahme auf 17 beginnt das Verfahren mit einem Schritt 850, wobei ein optisches Eintrittssignal von einer optischen Ring- oder einer anderen Transportfaser zu dem Verteilungsverstärker geschickt wird. Eine Vorverstärkung kann durch EDFAs oder EDWGs vorhanden sein. Das Signal kann über ein Verstärkungsabflachungsfilter vorverstärkt und gefiltert werden, um zwischen den verschiedenen Kanälen innerhalb des Signals den Verstärkungsfaktor, der aus der Verstärkung herrührt, im Wesentlichen auszugleichen.
Bei einem Schritt 852 tritt das Signal in das ASSM ein und wird passiv in eine Mehrzahl von Signalen geteilt. Fortfahrend bei einem Schritt 854 können die geteilten Signale verstärkt werden. Wie oben stehend unter Bezugnahme auf die 14 und 16B beschrieben, können die Verstärker EDFAs, EWGs oder andere geeignete Verstärker umfassen. Wie unter Bezugnahme auf die 15A–D beschrieben, kann die Anzahl von Verstärkerstufen der Anzahl von Teilerstufen entsprechen oder nicht; deswegen kann der Schritt 854 in einer bestimmten Anordnung oder in bestimmten Iterationen nach dem Schritt 852 weggelassen werden.
Bei einem Entscheidungsschritt 856 kehrt, wenn das ASSM zusätzliche Stufen umfasst, dann das Verfahren zu den Schritten 852 und 854 zurück, und ferner wird eine Teilung und eine Verstärkung erreicht. Wenn das ASSM weitere Stufen nicht umfasst, dann schreitet das Verfahren zu einem Schritt 848 fort.
Durch ein Fortschreiten zu dem Schritt 858 wird das Austrittssignal aus dem DM ausgegeben. Die Ausgabe kann zu einem Anschluss 700 sein und kann zu einem Empfänger, einem ASSM, einer Erweiterungsplatine, einem lokalen Client, einem Filter oder einem anderen geeigneten Empfänger kommuniziert werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf eine spezifische Anzahl von Stufen oder resultierende Signale beschränkt. Jedwede Anzahl von Stufen kann ausgewählt werden, um zu der gewünschten Anzahl von Signalen zu führen. Alternativ kann das Verfahren der 17 das Verfahren eines einzelnen Verteilungsmoduls umfassen. Zusätzliche Module, die jeweils eine gegebene Anzahl von Stufen umfassen und eine gegebene Anzahl von Signalen ausgeben, können auf eine modulare Weise hinzugefügt werden, wie unter Bezugnahme auf 12A beschrieben.
18 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Kombinieren eines optischen Signals in einem Verstärkerteilerstufenmodul veranschaulicht.
Unter Bezugnahme auf 18 beginnt das Verfahren mit einem Schritt 870, wobei eine Mehrzahl von Eintrittssignalen von einem lokalen Client oder von einer anderen Quelle zu dem Kombinationsverstärker geschickt werden. Bei einem Schritt 872 treten die Eintrittssignale in das ASSM ein und werden verstärkt. Bei einem Schritt 874 werden die verstärkten Signale passiv kombiniert. Wie unter Bezugnahme auf die 15A–D beschrieben, kann die Anzahl von Verstärkerstufen in einer ASSM-Anordnung der Anzahl von Teilerstufen entsprechen oder nicht; deswegen kann der Schritt 872 in einer bestimmten Anordnung oder in bestimmten Iterationen vor dem Schritt 874 weggelassen werden.
Bei dem Entscheidungsschritt 876 schreitet, wenn die Signale geeignet in ein einziges Signal kombiniert worden sind, dann das Verfahren zu einem Schritt 878 fort. Wenn die Signale nicht kombiniert worden sind, um ein einziges Signal zu bilden, dann kehrt das Verfahren zu dem Schritt 874 zurück, wobei die Signale weiter kombiniert werden. In einer weiteren Anordnung können die Signale auch weiter verstärkt werden.
Wenn die Signale in ein einziges Signal kombiniert worden sind, dann wird bei dem Schritt 878 das Austrittssignal aus dem ASSM ausgegeben. Die Ausgabe aus den ASSMs kann zu einer Austrittsleitung aus dem CM oder einem anderen ASSM oder einem anderen geeigneten Empfänger sein.
19 veranschaulicht ein optisches Netz 880. Das optisch Netz 880 ist ein optisches Einzelringnetz im Gegensatz zu dem optischen Dualringnetz der 1. In dieser Anordnung ist das Netz 880 ein optisches Netz, in welchem eine Anzahl optischer Signale über einen gemeinsamen Pfad bei unterschiedlichen Wellenlängen befördert werden. Das Netz 880 kann ein Wellenlängenteilungs-Multiplexier-(WDM), dichtes Wellenlängenteilungs-Multiplexier-(DWDM) oder ein anderes geeignetes Mehrkanal-Netz sein. Das Netz 880 kann in einem kurzreichweitigem Stadtnetz, einem langreichweitigem Städteverbindungsnetz oder jedwedem anderem geeignetem Netz oder einer Kombination von Netzen verwendet werden.
Unter Bezugnahme auf 19 schließt das Netz 880 einen faseroptischen Ring 882 und eine Mehrzahl von Knoten 900 ein. Optische Informationssignale werden auf dem Ring 882 übertragen und weisen zumindest eine Charakteristik auf, die moduliert ist, um Audio-, Video-, Text-, Echtzeit-, Nicht-Echtzeit und/oder andere geeignete Daten zu codieren. Die Modulation kann auf Phasenumtastung (PSK, Phase-Shift-Keying), einer Intensitätsmodulation (IM) oder anderen geeigneten Methodologien basiert sein.
Die Knoten 900 sind betriebsfähig, Verkehr zu und von dem Ring 882 hinzuzufügen und abzunehmen oder anderweitig zu leiten. Bei jedem Knoten wird Verkehr von lokalen Clients zu dem Ring 882 hinzugefügt, während Verkehr, der für einen lokalen Verkehr bestimmt ist, abgenommen wird. Weitere Details, die die Knoten 900 betreffen, sind unter Bezugnahme auf die 19 und 22 diskutiert.
20 veranschaulicht Details eines Hinzufügungs-Abnahme-Knotens 900.
Der Hinzufügungs-/Abnahme-Knoten 900 kann in einem Ring oder in einem anderen geeigneten optischen Netz verwendet werden und er ist betriebsfähig, einen ausgewählten Verkehr zu einem derartigen Netz hinzuzufügen und einen ausgewählten Verkehr von diesem abzunehmen.
Unter Bezugnahme auf 20 umfasst der Knoten 900 ein Vorverstärkungssystem 684, Isolatoren 680, eine Laserpumpbank 690, ein Verteilungs-ASM 905, Pumpleitungen 698, wie unter Bezugnahme auf die 12–14 beschrieben. Der Knoten 900 kann auch eine automatische Verstärkungssteuerung wie oben beschrieben aufweisen. Der Knoten 900 umfasst ferner einen Koppler 902, ein Filtermodul 908, eine Mehrzahl von Abnahmeleitungen 918, ein Kombinations-ASSM 910, Hinzufügungsleitungen 914, ein optisches Fasersegment 904 und ein optisches Fasersegment 906. Der Knoten kann ferner ein AGC-Modul (nicht veranschaulicht) umfassen, wie es unter Bezugnahme auf die 12A und 12B beschrieben ist. Zusätzliche Isolatoren 680 können an geeigneten Orten vorgesehen werden.
Beim Betrieb wird ein Netzsignal durch den Knoten über eine Eintrittsleitung 916 empfangen und wird in dem Vorverstärkungsmodul verstärkt und gefiltert. Das Netzsignal kann eine Mehrzahl von Kanälen umfassen. Laserlicht von einer Laserpumpe innerhalb der Laserpumpbank 690 betreibt den Verstärker innerhalb des Vorverstärkungsmoduls 684 und verstärkt das Signal.
Der Koppler 902 teilt das Signal und schickt eine Kopie des Signals zu dem Verteilungs-ASSM 905 über das optische Fasersegment 904 und eine Kopie des Signals zu dem Filtermodul 908 über das optische Fasersegment 906. In einer Anordnung kann der Koppler 912 das Signal auf eine ungleiche Weise teilen, derart, dass Durchleitungsverkehr ungefähr 90% der Leistung des optischen Signals aufnimmt und Abnahmeverkehr die verbleibenden ungefähr 10% aufnimmt. Auf diese Weise wird ein überwiegender Teil der Leistung des optischen Signals zurück in das Netz übertragen.
In der veranschaulichten Anordnung kann das Filtermodul 908 betriebsfähig sein, eine Wiederverwendung von Kanälen durch ein Herausfiltern von Kanälen, die über das Kombinations-ASSM 910 hinzuzufügen sind, zu ermöglichen. Das Filtermodul kann auch betriebsfähig sein, den Ring für einen bestimmten Kanal zu öffnen. Das Filtermodul 908 kann Wellenlängenfilter umfassen, die optische Schalter und/oder optische Kreuzverbindungen oder andere geeignete Filter umfassen.
Wie unter Bezugnahme auf 14 beschrieben, ist das Verteilungs-ASSM 705 betriebsfähig, das optische Signal in mehrfachen Kopien über gestufte Teiler und über gestufte Verstärker zu teilen, um den Leistungsverlust, der davon herrührt, dass das optische Signal passiv geteilt wird, zu verringern. Die Verstärker innerhalb des ASSM 905 können durch Laserlichtpumpen innerhalb der Laserpumpbank 690 betrieben werden, die dem ASM 9005 über Pumpleitungen 698 zugeführt werden. Die Ausgangssignale des ASSM 905 werden zu Anschlüssen 700 geschickt, die mit Abnahmeleitungen 918 verbunden sein können. Die abgenommenen Signale können zu einem lokalen Client, einem anderen Netz und/oder einem anderen geeigneten Empfangsort über die Abnahmeleitungen 918 geschickt werden.
Optische Signal aus einer externen Quelle wie etwa einem lokalen Client oder einem anderen Netz können bei Hinzufügungsleitungen 914 empfangen werden. Das Kombinations-ASSM 910 ist betriebsfähig, um das Signal in ein einziges Signal passiv zu kombinieren, und um das Signal für eine Übertragung auf der Austrittsleitung 912 zu verstärken.
Der Knoten 900 lässt eine flexible Kanalbeabstandung zu. Nur Sender, die mit den Leitungen 914 verbunden werden können, und Empfänger, die mit den Leitungen 918 verbunden werden können, müssen für spezifische Kanäle oder Wellenlängen konfiguriert werden.
21 veranschaulicht ein Verfahren eines Hinzufügens und Abnehmens von Signalen zu und von dem Knoten der 20.
Unter Bezugnahme auf 21 beginnt das Verfahren mit einem Schritt 930, wobei ein Eintrittssignal vorverstärkt wird. Dies kann unter Verwendung eines Vorverstärkungssystems, das unter Bezugnahme auf 13 beschrieben ist, oder eines anderen geeigneten Vorverstärkungssystems durchgeführt werden. Bei einem Schritt 932 wird das vorverstärkte Signal passiv in ein erstes Eintrittssignal und ein zweites Eintrittssignal unter Verwendung eines passiven Teilerkopplers geteilt.
Fortschreitend zu einem Schritt 934 wird das erste Eintrittssignal zu einem lokalen Client verteilt. In einer Anordnung kann die Verteilung ein passives Teilen und Verstärken des ersten Eintrittssignals in mehrfache Abnahmesignale unter Verwendung eines ASSM-Moduls 688, wie zuvor detaillierter unter Bezugnahme auf 17 beschrieben, oder mit einem anderen geeigneten Verfahren umfassen. Die Abnahmesignale können vor einem und auf ein Erreichen des lokalen Clients hin gefiltert und an eine Empfangseinheit wie etwa einem Breitbandbandempfänger empfangen werden.
Fortschreitend zu einem Schritt 936 wird die zweite Eintrittssignalkopie zu dem Filtermodul 908 geschickt. Bei einem Schritt 938 filtert das Filtermodul 908 ausgewählte Kanäle aus dem zweiten Eintrittssignal, was ein gefiltertes Durchleitungssignal schafft. In einer Anordnung kann abgenommener Verkehr durch das Filter entfernt werden, was somit eine Wiederverwendung von Abnahmekanälen ermöglicht.
Fortschreitend zu einem Schritt 940 wird eine Mehrzahl von hinzugefügten optischen Signalen von einem lokalen Client verstärkt und passiv in ein Hinzufügungssignal kombiniert, entweder wie unter Bezugnahme auf 20 beschrieben, oder über ein anderes geeignetes Verfahren. Bei einem Schritt 942 wird das Hinzufügungssignal mit dem gefilterten Durchleitungssignal kombiniert, um ein Austrittssignal zu schaffen, und bei einem Schritt 944 wird das Austrittssignal zurück zu dem Netz über eine Austrittsleitung 912 geschickt.
22 ist ein Blockdiagramm, das einen Hinzufügungs-/Abnahme-Knoten 950 veranschaulicht.
Der Hinzufügungs-/Abnahme-Knoten 950 kann anstelle des Hinzufügungs-/Abnahme-Knotens 900 in dem Netz 880 oder in Verbindung mit dem Knoten 900 verwendet werden.
Unter Bezugnahme auf 22 umfasst der Hinzufügungs-/Abnahme-Knoten 950 eine Eintrittsleitung 952, einen Zirkulator 954, eine Austrittsleitung 956, einen Koppler 960, ein Verteilungs-ASSM 962, ein Kombinations-ASSM 964, Isolatoren 972 und eine optische Faser 958. Das Hinzufügungs-/Verteilungs-Modul 950 umfasst auch ein Vorverstärkungssystem 684, das Elemente umfassen kann, die betriebsfähig sind, wie unter Bezugnahme auf die 13 oder 16A beschrieben. Der Zirkulator 954 kann einen Dreipol-Zirkulator umfassen. Der Koppler 960 kann einen Teiler/Koppler 330 umfassen; in einer bestimmten Anordnung kann der Koppler 960 ein 50/50-Koppler sein.
Beim Betrieb kann das Vorverstärkungssystem 684 ein optisches Eintrittssignal von einem Netz verstärken und filtern. Der Zirkulator 954 ist betriebsfähig, das Eintrittssignal zu dem Verteilungs-ASSM 962 über den Koppler 960 zu richten, und um das kombinierte Austrittssignal aus dem Modul 950 heraus und zurück zu dem Netz über die Austrittsleitung 956 zu richten.
Das Verteilungs-ASSM 962 teilt und verstärkt das Eintrittssignal. Abstimmbare Filter 968 sind betriebsfähig, jedwede Wellenlänge innerhalb einer gegebenen Eintrittssignalkopie auszuwählen. Empfänger 966 können Breitbandempfänger umfassen, die betriebsfähig sind, das ausgewählte Signal aus den Filtern 968 zu empfangen.
Eine Mehrzahl von optischen Eintrittssignalen kann aus Transpondern 970 herrühren, um mit dem Kombinations-ASSM 964 kombiniert und verstärkt zu werden. Teiler 330 mit dem Hinzufügungsmodul 964 kombinieren die Mehrzahl von Austrittssignalen in ein kombiniertes Austrittssignal, das dann zu einem Zirkulator 954 über optische Fasern 386 und 366 befördert wird.
Der Hinzufügungs-/Abnahme-Knoten 950 kann ferner Spiegel an den Abschlussenden des Kombinations-ASSM 964 oder des Verteilungs-ASSM 962 umfassen, die betriebsfähig sind, das Signal zurück in den Zirkulator 954 und zurück in das Netz über die Austrittsleitung 956 zu reflektieren. Filter können an einer geeigneten Stelle platziert werden, falls notwendig, um eine Signalinterferenz der eingehenden Signale mit dem reflektierten Signal zu vermeiden. Die Isolatoren 972 können eine Rückkopplung des optischen Signals verhindern.
23 veranschaulicht ein Zwischenringmodul, das zwei Netze verbindet.
Unter Bezugnahme auf 23 umfasst das Zwischenringmodul 1000 eine Laserpumpbank 690, Isolatoren 680, ein Vorverstärkungssystem 684 und ein ASSM 688, wie oben stehend unter Bezugnahme auf die 12–14 beschrieben. Das Modul 1000 kann ferner ein AGC-Modul (nicht veranschaulicht) umfassen, wie unter Bezugnahme auf 12A und 12B beschrieben. Zusätzliche Isolatoren können an anderen geeigneten Orten vorgesehen sein.
Ein Betrieb wird ein optisches Signal in einem ersten Netz, das auf einer optischen Faser 1002 befördert wird, über einen Teiler 1006 mit einem Abnahmesignal, das zu einer optischen Faser 1008 geschickt wird, zu dem Verstärkungs-/Verteilungsmodul 1000 geschickt. Bei dem Vorverstärkungssystem 684 wird das Signal vorverstärkt und gefiltert, wie in Verbindung mit den 13 oder 16A beschrieben. Das ASSM 688 verstärkt und teilt das Signal von dem Vorverstärkungsmodul 684 passiv in mehrfache Kopien, wie in Verbindung mit den 14 oder 16B beschrieben.
In der veranschaulichten Anordnung empfängt ein lokaler Client 1019 eine erste Kopie des Signals von dem ASSM 688. Das abstimmbare Filter 1020 ist konfiguriert, einen spezifischen Kanal oder Kanäle zu einem Empfänger 1022 zu leiten.
Eine optische Faser 1004 eines zweiten Netzes ist betriebsfähig, eine zweite Kopie des geteilten Signals von dem ASSM 688 zu empfangen. Das Modul 1012 kann ein abstimmbares Filter und/oder ein 2R-Modul oder ein 3R-Modul sein und ist konfiguriert, einen spezifischen Kanal oder Kanäle zu einem zweiten Netz über eine optische Faser 1014 zu leiten. Ein Teiler 1016 kopiert den ausgewählten Kanal mit den Kanälen, die auf der optischen Faser 1004 befördert werden.
Es ist zu verstehen, dass das Modul 1000 ein Teil von einem Knoten auf einen Ring oder ein Zwischenknoten sein kann oder diesen umfassen kann. Zusätzlich kann die Filterungs-, Hinzufügungs- und Abnahme-Funktionalität geeignet zwischen Knoten verteilt werden.
24 ist ein Blockdiagramm, das ein Zwischenringmodulsystem, das drei Netze verbindet, darstellt.
Die Netze schließen ein erstes Netz, das durch eine optische Faser 1052 dargestellt ist, ein zweites Netz, das durch eine optische Faser 1054 dargestellt ist, und ein drittes Netz, das durch eine optische Faser 1056 dargestellt ist, ein.
Unter Bezugnahme auf 24 umfasst ein Zwischenringmodul 1072 ein Vorverstärkungssystem 684, Isolatoren 680, eine Laserpumpbank 690, Pumpleitungen 698, einen Teiler 1084, ein Filtermodul 1078, ein ASSM 688, eine Mehrzahl von Filtern 1074, eine Mehrzahl von Empfängern 1076, einen Kombinierer 1080 und eine Verbindungsleitung 1082. Das Modul 1072 umfasst ferner eine Mehrzahl von Sendern 1086 und eine Mehrzahl von Verstärkern 1086. Das Modul 1072 kann ferner ein AGC-Modul umfassen, wie es unter Bezugnahme auf 12A und 12B beschrieben nicht (nicht veranschaulicht). Zusätzliche Isolatoren 680 können an anderen geeigneten Orten vorgesehen werden.
Beim Betrieb wird ein Signal von einem ersten Netz 1052 über Teiler 1058 aufgeteilt und über eine optische Faser 1062 befördert. Das Signal von der Faser 1062 wird in dem Vorverstärkungsmodul 684 verstärkt und gefiltert. Das Signal von dem ersten Netz kann eine Mehrzahl von Kanälen umfassen. Laserlicht von einer 1,48 Mikrometer- oder 0,98 Mikrometer-Laserpumpe innerhalb der Laserpumpbank 690 betreibt den Verstärker innerhalb des Vorverstärkungsmoduls 684 und verstärkt das Signal.
Ein Teiler 1088 teilt das Signal auf und überträgt eine Kopie des Signals zu dem ASSM 688 und eine Kopie des Signals zu dem Filtermodul 1078. In einer Anordnung kann der Teiler 1088 das Signal auf eine ungleiche Weise aufteilen, derart, dass das Filtermodul 1078 ungefähr 90% der Leistung des optischen Signals empfängt und das ASSM 688 die verbleibenden ungefähr 10% empfängt. Auf diese Weise wird ein überwiegender Teil der Leistung des optischen Signals zu der Faser 1056 des dritten Netzes übertragen.
Ein Signal von einem zweiten Netz kann von der Faser 1054 über einen Strahlteiler 1080 und über eine Faserleitung 1064 zu einem Filtermodul 1066 abgenommen werden. Das Filtermodul 1066 kann konfiguriert sein, spezifische Kanäle selektiv durchzuleiten. Das Filtermodul 1066 in einer Anordnung kann als ein Gruppenfilter wirken, was Gruppen von Kanälen, beispielsweise λ16–λ19 zu dem Knoten 1072 über eine Leitung 1068 zulässt.
Der Kombinierer 1080 umfasst ein dendritisches Muster von Kopplern/Teilern 330 und ist betriebsfähig, das erste Netzsignal von dem Filter 1078, das zweite Netzsignal von der Faser 1054 über das Segment 1068 und lokalen Hinzufügungsverkehr von Sendern 1084 zu kombinieren. Der Kombinierer 1080 schickt das kombinierte Signal zu der dritten Netzfaser 1056 über den Koppler 1070.
In der veranschaulichten Anordnung kann das Filtermodul 1078 betriebsfähig sein, um eine Wiederverwendung von Kanälen durch ein Ausfiltern von Kanälen zu ermöglichen, um über Sender 1084 zu dem Kombinierer 1080 oder von dem zweiten Ring 1054 hinzugefügt zu werden. Beispielsweise kann, wenn die Gruppe von Kanälen, die λ16–λ19 umfassen, von dem zweiten Ring 1054 hinzugefügt worden ist, das Filtermodul 1078 als ein Gruppensperrfilter für λ16–λ19 wirken.
Wie detaillierter oben stehend unter Bezugnahme auf 14 beschrieben, ist das ASSM 688 betriebsfähig, das optische Signal in mehrfache Signale über gestufte Teiler und über gestufte Verstärker passiv aufzuteilen, um einen Leistungsverlust zu verringern, der davon herrührt, dass das optische Signal passiv aufgeteilt wird. Die Verstärker innerhalb des ASSM 688 können in einer Anordnung durch 1,48 Mikrometer-Laserlichtpumpen innerhalb der Laserpumpbank 690 gepumpt werden, die in das ASSM 688 der Pumpleitungen 698 eingeschweißt werden.
Jedes der Filter 1074 kann konfiguriert sein, einen spezifischen Kanal oder Kanäle zu Empfängern 1076 zu leiten. In einer bestimmten Anordnung können die Filter 1074 abstimmbare Filter umfassen.
Die Empfänger 1076 empfangen das gefilterte Signal von den Filtern 1074. In einer bestimmten Anordnung können die Empfänger 1076 Breitbandempfänger umfassen.
Es ist zu verstehen, dass das Modul 1072 ein Teil eines Knotens auf einem Ring sein kann oder diesen umfassen kann, oder ein Zwischenknoten sein kann. Zusätzlich kann die Filterungs-, Hinzufügungs-, Abnahme- und/oder Verteilungs-Funktionalität geeignet zwischen Knoten verteilt werden.
25 veranschaulicht ein Verfahren zum Abnehmen eines Signals aus einem ersten optischen Netz und zum Schicken des Signals zu einem zweiten Netz in Übereinstimmung mit der Anordnung, die in 23 oder 24 gezeigt ist.
Das Verfahren beginnt bei einem Schritt 1100, wobei ein Signal von dem ersten Ring abgenommen wird. Bei einem Schritt 1102 wird das Abnahmesignal mit einem Filtermodul 1012, einem Filtermodul 1078 oder einem anderen geeigneten Filtermodul gefiltert, um nur Zwischenringverkehr durchzuleiten. Nicht-Zwischenringverkehr kann zu einem lokalen Client hin abgenommen werden, wie unter Bezugnahme auf die 23 und/oder 24 beschrieben oder anderweitig offenbart.
Fortschreitend zu einem Schritt 1104 wird Verkehr von anderen Quellen zu dem Zwischenringverkehr hinzugefügt, um ein zweites Ringhinzufügungssignal zu schaffen, wie unter Bezugnahme auf 24 beschrieben. Schließlich wird bei einem Schritt 1106 das zweite Ringhinzufügungssignal im zweiten Ring hinzugefügt.

Claims

Optischer Knoten (201) zur Verteilung optischer Signale, der umfaßt: mehrere optische Teilerstufen im optischen Knoten (201), wobei die optischen Teilerstufen jeweils betrieben werden können, um jedes optische Signal oder mehrere optische Signale, die an die Stufe gesendet wurden, passiv in mehrere optische Signale aufzuteilen, die im wesentlichen den gleichen Inhalt haben, wobei jede der optischen Teilerstufen so betrieben werden kann, dass während der Teilung der optischen Signale Pumpkraft (698) hinzugefügt wird, wobei die mehreren optischen Stufen umfassen: – eine erste optische Teilerstufe, die einen optischen Teiler (330) enthält, der so betrieben werden kann, dass ein Eintrittssignal in die erste Stufe in mehrere Austrittssignale der ersten Stufe aufgeteilt wird, und – eine zweite optische Teilerstufe, die einen anderen optischen Teiler (330) für jedes Austrittssignal der Austrittssignale der ersten Stufe enthält, wobei jeder optische Teiler der zweiten Stufe so betrieben werden kann, dass das zugehörige Austrittssignal der ersten Stufe in mehrere Austrittssignale der zweiten Stufe aufgeteilt wird, wobei die erste optische Teilerstufe und die zweite optische Teilerstufe jeweils eine Verstärkerstufe (758, 760) umfassen, welche mehrere Verstärkungsmedien enthalten, und jedes Verstärkungsmedium so betrieben werden kann, dass es ein zugehöriges Austrittssignal der zugehörigen optischen Teilerstufe mit Pumpkraft (698) verstärkt.
Optischer Knoten (201) nach Anspruch 1, bei dem die Verstärkungsmedien mit Erbium dotierte optische Fasern sind.
Optischer Knoten (201) nach Anspruch 1, bei dem die Verstärkungsmedien dotierte optische Fasern sind.
Optischer Knoten (201) nach Anspruch 1, bei dem die Verstärkungsmedien mit Erbium dotierte Lichtwellenleiter sind.
Optischer Knoten (201) nach Anspruch 1, bei dem die Verstärkerstufen (758, 760) einen Pumpteiler (330) enthalten, der so betrieben werden kann, dass er der Verstärkerstufe Pumpkraft (698) zuführt.
Optischer Knoten (201) nach Anspruch 5, bei dem die Verstärkerstufe (758, 760) stromab einer Stufe angeordnet ist, die einen Pumpteiler (330) enthält, der so betrieben werden kann, dass er der Verstärkerstufe Pumpkraft zuführt.
Optischer Knoten (201) nach Anspruch 1, bei dem die mehreren optischen Teilerstufen jeweils einen oder mehrere optische Teiler (330) enthalten, die so betrieben werden können, dass sie ein zugeführtes optisches Signal passiv in mehrere optische Signale aufteilen können.
Optischer Knoten (201) nach Anspruch 7, welcher ferner umfaßt: – mehrere optische Teiler (330), die Pump-Kombinatoren (330) enthalten, die jeweils so betrieben werden können, daß die Pumpkraft in eine optische Teilerstufe geleitet wird, welche den Pump-Kombinator (330) enthält.
Optischer Knoten (201) nach Anspruch 7, bei dem die optischen Teiler (330) jeweils einen 2:2-Koppler enthalten.
Optischer Knoten (201) nach Anspruch 7, bei dem die optischen Teiler (330) jeweils einen 3:3-Koppler enthalten.
Optischer Knoten (201) nach Anspruch 1, welcher ferner umfaßt: einen Vorverstärker (684), der einen Pumpkoppler (720) enthält, der so betrieben werden kann, dass er Pumpkraft (698) in den Vorverstärker (684) liefert, ein Verstärkungsmedium (722), das so betrieben werden kann, das es ein Vorverstärker-Eintrittssignal mit der Pumpkraft (698) verstärkt, und eine Verstärkungsebner-Einheit (724), die so betrieben werden kann, dass der Verstärkungsgrad im Vorverstärker (684) begrenzt wird.
Optischer Knoten (201) nach Anspruch 11, welcher ferner einen Isolator (680) umfaßt, der zwischen einer Transmissionsverbindung und dem Vorverstärker gekoppelt ist.
Optischer Knoten (201) nach Anspruch 1, welcher ferner einen Controller (692) umfaßt, der so betrieben werden kann, dass er den Verstärkungsgrad der optischen Signale in einem Verteilungssystem regelt.
Optischer Knoten (201) nach Anspruch 13, bei dem der Controller (692) so betrieben werden kann, dass er die Stärke der optischen Signale an bezeichneten Punkten im Verteilungssystem auf weniger als etwa 17 dBm begrenzt.
Optischer Knoten (201) nach Anspruch 14, bei dem die bezeichneten Punkte Expansions-Ports (700) des Verteilungssystems sind.
Optischer Knoten (201) nach Anspruch 13, bei dem der Controller (692) einen automatischen Verstärkungs-Controller (AGC) umfaßt, der zur Überwachung der Stärke von Eintritts- und Austrittssignalen des Verteilungssystems und zur Regelung der Pumpkraft (698), bezogen auf die Stärke der optischen Eintritts- und Austrittssignale, betrieben werden kann.
Optischer Knoten (201) nach Anspruch 1, bei dem die optischen Teilerstufen mehrere Zweige umfassen und ferner Koppler (766) umfassen, die mindestens zwei der Zweige verbinden, um eine Ungleichheit der Signalstärke in den Zweigen zu reduzieren.
Optischer Knoten (201) nach Anspruch 1, bei dem die Verstärkerstufe (758, 760) so betrieben werden kann, dass der Energieverlust des passiv geteilten Signals im wesentlichen eliminiert wird.
Verfahren zur Aufteilung eines optischen Signals an einem optischen Knoten (201), welches die Schritte umfaßt: – passive Aufteilung eines optischen Eintrittssignals, enthaltend einen oder mehrere Kanäle, in mehrere optische Austrittssignale, die im wesentlichen den gleichen Inhalt haben, wobei jedes einen oder mehrere Kanäle enthält, und wobei die passive Aufteilung des optischen Eintrittssignals umfaßt: – die Verwendung einer ersten optischen Teilerstufe, die einen optischen Teiler (330) enthält, zur Aufteilung des Eintrittssignals in mehrere Austrittssignale der ersten Stufe, und – die Verwendung einer zweiten optischen Teilerstufe, die einen anderen optischen Teiler (330) für jedes Austrittssignal der Austrittssignale der ersten Stufe enthält, um jedes Signal der Austrittssignale der ersten Stufe in mehrere Austrittssignale der zweiten Stufe aufzuteilen, – eine passive Kombination der Pumpkraft (698) während der Aufteilung des optischen Eintrittssignals und – Verstärkung jedes optischen Austrittssignals der ersten und der zweiten Stufe mit der Pumpkraft (698).
Verfahren nach Anspruch 19, bei dem jedes optische Austrittssignal in einem Verstärkungsmedium verstärkt wird, welches dotierte Fasern enthält.
Verfahren nach Anspruch 19, bei dem jedes optische Austrittssignal in einem Verstärkungsmedium verstärkt wird, welches mit Erbium dotierte Fasern enthält.
Verfahren nach Anspruch 19, bei dem jedes optische Austrittssignal in einem Verstärkungsmedium verstärkt wird, welches einen mit Erbium dotierten Lichtwellenleiter aufweist.
Verfahren nach Anspruch 19, bei dem das optische Signal einen einzigen Kanal aufweist, und welches ferner den Schritt aufweist, in dem jedes optische Austrittssignal an einen Benutzer des Kanals geliefert wird.
Verfahren nach Anspruch 19, welches ferner vor dem passiven Aufteilen des optischen Eintrittssignals eine Vorverstärkung des optischen Eintrittssignals umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 19, welches ferner die Regelung des Verstärkungsgrades umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 19, welches ferner umfaßt: – Überwachung eines Stärkeniveaus des optischen Eintrittssignals und eines optischen Austrittssignals, – Bestimmung eines Verstärkungsgrades, bezogen auf die Stärkeniveaus des optischen Eintritts- und Austrittssignals, und – Regelung der Pumpkraft (698), bezogen auf den festgestellten Verstärkungsgrad.
Verfahren nach Anspruch 19, welches ferner eine Begrenzung der Stärke der optischen Austrittssignale auf ein Niveau umfaßt, das für die Augen gefahrlos ist.
Verfahren nach Anspruch 19, welches ferner eine Reduzierung der Unausgeglichenheit der Signalkraft umfaßt, die von dem passiv aufgeteilten optischen Signal stammt.
Verfahren nach Anspruch 19, bei dem die Verstärkung jedes optischen Austrittssignals im wesentlichen den Stärkeverlust der Austrittssignale, bezogen auf das Eintrittssignal, eliminiert.