DE10002851A1 - Add-Drop-Multiplexereinrichtung und optisches Wellenlängen-Mulitplex-Übertragungssystem - Google Patents
Add-Drop-Multiplexereinrichtung und optisches Wellenlängen-Mulitplex-ÜbertragungssystemInfo
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Abstract
Die Add-Drop-Multiplexereinrichtung weist ein Gruppenfilter (1) auf, das ein ankommendes WDM-Signal (WMS1) in mehrere Kanalgruppen (G1 bis G4) von jeweils benachbarten WDM-Kanälen (K1 bis K8, ...) aufteilt. Jede Kanalgruppe wird einem Modul (M1-M4) zur Neukonfiguration zugeführt. Ein erster Modultyp (MM) ermöglicht eine manuelle Konfiguration von Add-Drop-Kanälen und durchgeschalteten WDM-Kanälen (K1-K8, ...) während ein zweiter Modultyp (MF) eine Fernkonfiguration ermöglicht. Ein vierter Modultyp (MF25, MF26, MF27) ermöglicht eine Fernkonfiguration von Drop-Continue-Kanälen (K25-K32).
Description
Die Erfindung betrifft Add-Drop-Multiplexereinrichtungen und
ein mit diesen realisiertes optisches Wellenlängen-
Multiplex(WDM)-Übertragungssystem.
In rein optischen WDM-Netzen werden Übertragungskanäle mit
unterschiedlichen Wellenlängen zur Herstellung von Datenver
bindungen genutzt. Auf Wunsch von Kunden sollen vom Netzbe
treiber Verbindungen zwischen beliebigen Anschlußpunkten zur
Verfügung gestellt werden. Zur Herstellung dieser Verbindun
gen wurden bisher elektronisch arbeitende Cross-
Connectoren/Durchschalteinrichtungen verwendet. Dasselbe
Prinzip kann auch prinzipiell für rein optisch arbeitende
Netze verwendet werden. Problematisch und sehr kostenintensiv
ist hier jedoch die Verwendung von fernkonfigurierbaren opti
schen Schalteinrichtungen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine mit geringerem Auf
wand realisierbare Add-Drop-Multiplexereinrichtung und ein
WDM-Übertragungssystem anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch einen Add-Drop-Multiplexer gemäß Pa
tentanspruch 1 gelöst. In einem unabhängigen Anspruch ist ein
zugehöriges Übertragungssystem angegeben. Vorteilhafte Wei
terbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Bei der Erfindung wird eine modulare Bauweise verwendet, bei
der je nach Bedarf unterschiedliche Modultypen eingesetzt
werden können. In der Regel wird nur ein geringer Teil der
geschalteten Verbindungen häufig neu konfiguriert werden,
während in der Regel der größte Teil der Verbindungen sta
tisch ist und nie oder äußerst selten neu konfiguriert werden
muss. Entsprechend hoch ist der Kostenvorteil.
Vorteilhaft ist zunächst eine Aufteilung des WDM-Signals in
mehrere Kanalgruppen, von denen mindestens eine von einem
WDM-Demultiplexer in einzelne optische Kanäle aufgeteilt wer
den, die prinzipiell einzeln abzweigbar oder durchschaltbar
sind. Einer dieser Kanalgruppen sind beispielsweise "sta
tisch" verschaltete Kanäle für Langzeitverbindung zugeordnet,
die einem technisch einfach ausgeführtem Modul zugeführt
sind, während eine andere Kanalgruppe als Kurzzeitverbindun
gen dienende Kanäle enthält, die ständig neu verschaltet wer
den, was in einem anderen Modultyp mit entsprechend aufwendi
geren Umschalteinrichtungen erfolgt.
Besonders vorteilhaft ist der Einsatz der Erfindung in Ring
netzen, bei denen ein erheblicher Teil der Kanäle lediglich
durchgeschaltet wird. Hier besteht dann das entsprechende Mo
dul nur aus einer optischen Verbindungsleitung.
Neben der Verwendung von Modulen mit optischen Schaltmatrizen
zur Realisierung von Add-Drop-Funktionen kann als Add-Drop-
Einheit auch eine Kombination von Zirkulatoren und abstimmba
ren Filtern verwendet werden.
Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von abstimmbaren
steuerbaren Filtern, deren Transmissions- und Reflexionsdämp
fung bespielsweise thermisch steuerbar sind und hierdurch ei
ne Neukonfiguration ermöglichen, ohne den Betrieb auf den
durchgeschalteten Kanälen zu stören.
Zusätzlich werden vorteilhaft erfindungsgemäß mit Hilfe eines
weiteren Modultyps fernkonfigurierbare Drop
zur Realisierung von Broadcast-Funktionalitäten eingesetzt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Figuren
näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Add-Drop-Multiplexereinrichtung für statische
und fernkonfigurierbare Verbindungen,
Fig. 2 ein Frequenzschema eines optischen WDM-Signals,
Fig. 3 ein Ringnetz und
Fig. 4 eine Variante des Add-Drop-Multiplexers.
Fig. 5 eine Variante eines Drop
Fig. 6 eine weitere Variante eines Drop
Fig. 7 eine vereinfachte Realisierungsform eines
Drop
In Fig. 1 ist eine Add-Drop-Multiplexereinrichtung (häufig
kurz als Add-Drop-Multiplexer oder Netzknoten, Cross-
Connector oder Durchschalteeinrichtung bezeichnet) NK1 dar
gestellt. Ein ankommendes optisches WDM-Signal WMS1 wird zu
nächst einem Gruppenfilter 1 zugeführt. Dieses teilt das Si
gnal WMS1 in vier verschiedene Kanalgruppen G1 bis G4 ent
sprechend Fig. 2 auf. Die statischen Verbindungen werden den
Kanalgruppen G1 bis G3 zugeordnet, während sämtliche kurzfri
stigen Verbindungen der vierten Kanalgruppe G4 zugeordnet
sind. Jeder dieser Kanalgruppen ist jeweils ein Modul MM1 bis
MM3 und MF4 zugeordnet, um bestimmte Kanäle abzweigen und
einzufügen sowie andere Kanäle durchschalten zu können. Hier
bei ist es aus Aufwandsgründen zweckmäßig und bei bestimmten
Ausführungsformen erforderlich, einer Kanalgruppe frequenzmä
ßig benachbarte Kanäle zuzuordnen. Es ist aber auch eine
funktionelle verbindungsorientierte Zuordnung möglich.
Bei dem Modul MM1 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit le
diglich zwei Add-Drop-Anschlüsse 24 und 25 bezeichnet. Die
auszusendenden Kanäle dieses Moduls werden in einem WDM-
Multiplexer 13 zusammengefaßt. Das Modul weist ein manuelles
Schaltfeld 6 auf, mit dem beliebige Verbindungen mit Hilfe
von sogenannnten "Patchcourts" von Hand gesteckt werden kön
nen. Die Module M2 und M3 enthalten ebenfalls jeweils einen
WDM-Demultiplexer 3 bzw. 4, ein manuelles Schaltfeld 7 bzw. 8
und einen WDM-Multiplexer 14 bzw. 15. Lediglich das vierte
Modul weist zwischen seinem WDM-Demultiplexer 5 und seinem
WDM-Multiplexer 16 ein fernkonfigurierbares Schaltfeld 9 mit
mehreren Schaltmatrizen 10 mit jeweils vier Anschlüssen auf.
Jede dieser Schaltmatrizen gestattet es, einen vom WDM-
Demultiplexer 5 separierten "Kanal" durchzuschalten oder ab
zuzweigen und einen entsprechenden "Kanal" einzufügen. Der
Drop-Anschluß eines von zwei dargestellten Schaltmatrizen ist
hier mit 11 und der Add-Anschlüsse mit 12 bezeichnet. Die mit
Hilfe der WDM-Multiplexer 13 bis 16 neu konfigurierten Kanal
gruppen N1 bis N4 werden von einem Kombinationsfilter 17 zu
sammengefaßt und ausgesendet.
Durch Austausch von Modulen kann jeder Add-Drop-Multiplexer
den Erfordernissen angepaßt werden. Wird beispielsweise ein
höherer Anteil von fernkonfigurierbaren Verbindungen ge
wünscht, kann beispielsweise das Modul MM3 durch einen Typ
des Moduls MF4 ersetzt werden. Aus Gründen der Übersichtlich
keit wurden nur für eine Übertragungsrichtung und nur die für
die Erfindung wesentlichen Elemente dargestellt. Bei bidirek
tionalen Verbindungen ist eine gleiche Anordnung für die Ge
genrichtung vorgesehen.
In optischen Ringen, in denen diese Netzelemente eingesetzt
werden, kann sowohl ein echter Ringverkehr geführt werden,
wie er von den Synchronnetzen bekannt ist. Es kann aber auch
entsprechend Fig. 3 ein sogenannter HUB-Verkehr durchgeführt
werden, bei den unterschiedliche Add-Drop-Multiplexer benö
tigt werden, die über Lichtwellenleiter 28 und 29 ringförmig
verbunden sind. Eine erste Add-Drop-Multiplexereinrichtung
NK1 dient als zentraler Knoten (Master-Knoten), der logisch
den Verkehr doppelsternförmig auf die anderen Add-Drop-
Multiplexer verteilt. Der Master-Knoten muß entsprechend eine
Add-Drop-Kapazität von 100% besitzen, wie in Fig. 1 darge
stellt ist, mit (beispielsweise entsprechend Fig. 1) 75%
statischem und 25% fernkonfigurierbarem Verkehr. Die anderen
Multiplexer/Netzknoten NK2, NK3 und NK4 benötigen nur eine
relativ geringe Add-Drop-Kapazität, von der wiederum nur ein
Teil fernkonfigurierbar sein muß. Ein wesentlicher Teil des
Verkehrs konzentriert auf bestimmte Kanalgruppen wird durch
geschaltet.
Eine für die Netzknoten NK2 bis NK4 mögliche Add-Drop-
Multiplexereinrichtung ist in Fig. 4 dargestellt. Sie ent
hält zwei Module MD21 und MD23, die jeweils aus einer opti
schen Verbindungsleitung 23 bestehen. Ein weiteres Modul MM22
ist wiederum für statische Verbindungen und das Modul MF24
ist für fernkonfigurierbare Verbindungen vorgesehen. Dieses
Modul enthält mindestens einen Zirkulator 18 und ein abstimm
bares Filter 19, mit dessen Hilfe einzelne Wellenlängen und
damit einzelne Kanäle abgezweigt werden können. Mit Hilfe von
weiteren Zirkulatoren 20 und abstimmbaren Filtern 21 können
weitere Kanäle (oder auch Gruppen von mehreren Kanälen) an
Drop-Ausgängen 26 abgezweigt werden. Die entsprechenden Kanä
le (mit neuen Daten) werden über Add-Eingänge 27 und einen
Koppler 22 eingefügt.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Modul MF24 so ausge
staltet ist, daß während einer Neukonfiguration, d. h. bei ei
ner Verstimmung der Filter 19 und 21 die anderen durchge
schalteten Kanäle nicht gestört werden. Dies kann durch Über
brücken der Filter oder durch thermische Beeinflussung der
Filter erfolgen, durch die die Filtereigenschaften weitgehend
reduziert werden. Entsprechende Filter und entsprechende Add-
Drop-Continue-Module sind in der deutschen Patentanmeldung DE 198 46 674.9
beschrieben. Das Modul MM22, das Gruppenfilter und
das Kombinationsfilter stimmen mit dem Netzknoten NK1 über
ein.
In Fig. 5 ist eine Variante eines Drop MF25
für fernkonfigurierbare Drop dargestellt, das
einen Koppler 22, einen Zirkulator 30, ein abstimmbares Fil
ter 31 sowie einen Absorber 35 aufweist. Die Continue-
Funktionalität des Drop MF25 wird mit Hilfe
einer optischen Verbindungsleitung 23 realisiert, die den
Eingang e des Drop MF25 über den Koppler 22
mit dem Ausgang a des Drop MF25 verbindet und
über die beispielsweise sämtliche kurzfristigen Verbindungen
der vierten Kanalgruppe G4 übertragen werden. Die Drop-
Funktionalität des Drop MF25 wird insbesonde
re mit Hilfe des Kopplers 22, des abstimmbaren Filters 31 und
des Zirkulators 30 realisiert, wobei durch den Koppler 22 ein
Teil des die vierte Kanalgruppe G4 repräsentierenden opti
schen WDM-Signals ausgekoppelt und über eine weitere optische
Verbindungsleitung 36 an den Zirkulator 30 übertragen wird.
Über das abstimmbare Filter 31 läßt sich somit ein einzelner
Kanal, beispielsweise Kanal K25, der Kanalgruppe G4 abzwei
gen. Der nicht durch das abstimmbare Filter 31 separierte
Teil des ausgekoppelten, die vierte Kanalgruppe G4 repräsen
tierenden optischen WDM-Signals wird an den optischen Absor
ber 35 weitergeleitet, der zur Entsorgung dieser nicht re
flektierten WDM-Kanäle K26 bis K32 vorgesehen ist. Zusätzlich
kann optional das Drop MF25 mit Hilfe eines
Add-Anschlusses 12, der an den Koppler 22 geführt ist, zu ei
nem Add-Drop erweitert werden - in Fig. 5
durch eine strichliert gezeichnete Add-Anschlußleitung 12 an
gedeutet. Hierbei können nur WDM-Signale eingespeist bzw.
"geadded" werden, deren Wellenlänge außerhalb des durch das
abstimmbare Filter 31 ausblendbaren Wellenlängenbereiches
liegen.
In Fig. 6 ist ein zur Abzweigung von mehreren Kanälen K25
bis K32 der vierten Kanalgruppe G4 erweitertes Modul MF26 des
in Fig. 5 dargestellten Drop MF25 darge
stellt. Dieses erweiterte Modul MF26 weist hierzu beispiels
weise ein weiteres abstimmbares Filter 33 und ein zur Tren
nung der rückgestreuten Kanäle K25 bis K32 vorgesehener WDM-
Demultiplexer 34 auf. Mit Hilfe dieses erweiterten Moduls
MF26 können vorteilhaft die Kanaltrennschärfe des
Drop MF26 erhöht werden, welches bei einer
großen Anzahl von WDM-Kanälen vorteilhaft ist.
In Fig. 7 ist eine vereinfachte Realisierung der
Drop in einem weiteren Modul MF27
dargestellt, bei dem mit Hilfe eines Kopplers 22, der in die
optische Verbindungsleitung 23 eingeschaltet ist, über eine
optische Verbindungsleitung 36 ein Teil des die vierte Kanal
gruppe G4 repräsentierenden optischen WDM-Signals unmittelbar
an einen WDM-Multiplexer 34 geführt wird. Mit Hilfe des WDM-
Multiplexers 36 werden anschließend der jeweilige WDM-Kanal
K25 bis K32 abgezweigt und an den jeweiligen Drop-Anschluß 11
geführt. Eine derartige Realisierung eines DropModuls kann insbesondere vorteilhaft bei einer geringen Ka
naldichte pro Kanalgruppe G1 bis G4 eingesetzt werden.
Selbstverständlich können in einem Netzterminal auch mehrere
der vorstehend beschriebenen Add-Drop-Multiplexer in Kette
geschaltet werden.
Claims (15)
1. Add-Drop-Multiplexereinrichtung für ein optisches Wellen
längen-Multiplex-Übertragungssystem,
dadurch gekennzeichnet,
daß in jeder der Add-Drop-Multiplexereinrichtungen ein Grup penfilter (1) vorgesehen ist, das ein ankommendes WDM-Signal (WMS1) in mehrere Kanalgruppen (G1-G4) mit Kanälen (K1-K32) unterschiedlicher Wellenlängen aufteilt,
daß mehrere Module (M1-M4) zum Durchschalten und Abzweigen von Kanälen vorgesehen ist,
daß mehrere Modultypen (MM, MD, MF) vorgesehen sind, die be darfsweise einsetzbar sind,
daß ein erster Modultyp (MM) vorgesehen ist, der eine manuel le Neukonfiguration von durchgeschalteten und von Add-Drop Kanälen (K1-K8) ermöglicht und Langzeitverbindungen der Ka näle (K9-K16) einer Kanalgruppe (G1, G2, .G3; G2. .) konfigu riert, und/oder ein dritter Modultyp (MD) vorgesehen ist, der jeweils eine Kanalgruppe (G1, G3) geschlossen durchschaltet,
daß ein zweiter Modultyp (MF) vorgesehen ist, der eine Fern konfiguration von durchgeschalteten Kanälen und Add-Drop- Kanälen (K25-K32) ermöglicht und Kurzeitverbindungen je weils von Kanälen (K25-K32) einer weiteren Kanalgruppe (G4) mit mehreren unterschiedlicher Wellenlänge realisiert sind, und
daß ein Kombinationsfilter (17) vorgesehen ist, dem die gege benenfalls neu konfigurierten Kanalgruppen (N1-N4) zugeführt werden, die zu einem abgehenden WDM-Signal (WMS2) zusammenge faßt werden.
daß in jeder der Add-Drop-Multiplexereinrichtungen ein Grup penfilter (1) vorgesehen ist, das ein ankommendes WDM-Signal (WMS1) in mehrere Kanalgruppen (G1-G4) mit Kanälen (K1-K32) unterschiedlicher Wellenlängen aufteilt,
daß mehrere Module (M1-M4) zum Durchschalten und Abzweigen von Kanälen vorgesehen ist,
daß mehrere Modultypen (MM, MD, MF) vorgesehen sind, die be darfsweise einsetzbar sind,
daß ein erster Modultyp (MM) vorgesehen ist, der eine manuel le Neukonfiguration von durchgeschalteten und von Add-Drop Kanälen (K1-K8) ermöglicht und Langzeitverbindungen der Ka näle (K9-K16) einer Kanalgruppe (G1, G2, .G3; G2. .) konfigu riert, und/oder ein dritter Modultyp (MD) vorgesehen ist, der jeweils eine Kanalgruppe (G1, G3) geschlossen durchschaltet,
daß ein zweiter Modultyp (MF) vorgesehen ist, der eine Fern konfiguration von durchgeschalteten Kanälen und Add-Drop- Kanälen (K25-K32) ermöglicht und Kurzeitverbindungen je weils von Kanälen (K25-K32) einer weiteren Kanalgruppe (G4) mit mehreren unterschiedlicher Wellenlänge realisiert sind, und
daß ein Kombinationsfilter (17) vorgesehen ist, dem die gege benenfalls neu konfigurierten Kanalgruppen (N1-N4) zugeführt werden, die zu einem abgehenden WDM-Signal (WMS2) zusammenge faßt werden.
2. Add-Drop-Multiplexereinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein vierter Modultyp (MF25, MF26, MF27) vorgesehen ist, der
eine Fernkonfiguration von Drop-Continue-Kanälen ermöglicht.
3. Add-Drop-Multiplexereinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der erste Modultyp (MM) im wesentlichen einen WDM-
Demultiplexer (2) ein manuell konfigurierbares Koppelfeld (6)
und einen WDM-Multiplexer (13) enthält.
4. Add-Drop-Multiplexereinrichtung nach Anspruch 1 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der zweite Modultyp (MF) einen WDM-Demultiplexer (5) ein
fernkonfigurierbares Koppelfeld (9) und einen WDM-Multiplexer
(16) enthält.
5. Add-Drop-Multiplexereinrichtung nach Anspruch 1 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der zweite Modultyp (MF) eine Add-Drop-Continue-
Einrichtung mit mindestens einem Zirkulator (18) und einem
abstimmbaren Filter (19) sowie eine Einkoppeleinrichtung (20)
enthält.
6. Add-Drop-Multiplexereinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß als dritter Modultyp (MD) ein optisches Verbindungskabel
(23) vorgesehen ist.
7. Add-Drop-Multiplexereinrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der vierte Modultyp (MF25, MF26, MF27) eine Koppeleinrich
tung (22) zum Auskoppeln zumindest eines Teils des ankommen
den WDM-Signals und einen Zirkulator (30) sowie mindestens
ein abstimmbares Filter (32, 33) aufweist.
8. Add-Drop-Multiplexereinrichtung nach Anspruch 5 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Durchlaßdämpfung des Filters (19, 32, 33) einstellbar
ist.
9. Add-Drop-Multiplexereinrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Durchlaßdämpfung des Filters (19, 32, 33) thermisch
einstellbar ist.
10. Add-Drop-Multiplexereinrichtung nach Anspruch 5 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß als abstimmbare Filter (19, 32, 33) hinsichtlich der Reso
nanzwellenlänge abstimmbare schmalbandige, in Reihe geschal
tete Bragg-Kanalfilter vorgesehen sind, deren Sperrbereich
derartig schmalbandig ist, daß ein auf eine zwischen den Ka
nälen (K25-K32) liegende Wellenlänge abgestimmtes Filter
(19, 32, 33) die Funktion der benachbarten Kanäle (K25-K32)
zumindest nicht wesentlichen beeinflußt.
11. Add-Drop-Multiplexereinrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Reihenschaltung der abstimmbaren Filter (19, 32, 33)
durch einen optischen Absorber (35) abgeschlossen ist, in den
nicht reflektierte WDM-Signale geleitet werden.
12. Add-Drop-Multiplexereinrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei Auskopplung mehrerer Kanäle (K25-K32) zusätzlich
ein WDM-Demultiplexer (34) vorgesehen ist, wobei dieser min
destens für genau die Anzahl von Kanälen (K25-K32) konzi
piert ist als dies der Anzahl der abstimmbaren Filter
(19, 32, 33) entspricht.
13. Add-Drop-Multiplexereinrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der vierte Modultyp eine Koppeleinrichtung (22) zum Aus
koppeln zumindest eines Teils des ankommenden WDM-Signals und
mindestens eine als WDM-Demultiplexer (34) wirkende Fil
teranordnung zur Trennung des ausgekoppelten WDM-Signals in
mehrere Kanäle (K25-K32) unterschiedlicher Wellenlänge auf
weist.
14. Add-Drop-Multiplexereinrichtung nach einem der vorherge
henden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kanäle (K1-K8) einer Kanalgruppe (G1) frequenzmäßig
benachbart sind.
15. Wellenlängenmultiplex-Übertragungssystem mit mehreren
über Lichtwellenleiter (28, 29) miteinander verbundenen Add-
Drop-Multiplexereinrichtungen (NK1-NK4) nach einem der vor
hergehenden Ansprüche.
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2000
- 2000-01-24 DE DE10002851A patent/DE10002851A1/de not_active Withdrawn
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