DE69231142T2 - Optisches Vermittlungssystem - Google Patents

Description

Technisches Gebiet
• Die Erfindung bezieht sich auf die Vermittlung von Daten und insbesondere auf die optische Datenvermittlung.
Hintergrund der Erfindung
• Bekannte optische Vermittlungssysteme, welche Zeitmultiplexverfahren verwenden, erfordern elektrische Schnittstellen an den Eingängen und Ausgängen eines optischen Schalters. Die Eingangsschnittstellen empfangen optische Daten von optischen Verbindungen, wandeln die optischen Daten in elektrische Daten, puffern und synchronisieren die elektrischen Daten und wandeln die elektrischen Daten in optische Daten zum Vermitteln durch die optische Vermittlung. Die Ausgangsschnittstellen führen die gleiche Funktion in umgekehrter Reihenfolge durch. Ein bekanntes optisches Vermittlungssystem ist im Aufsatz mit dem Titel "Broadband Photonic Switching Using Guided-Wave Fabrics", IEEE LTS Journal, N. K. Ailawadi et al., Mai 1991, Band 2, Nr. 2, Seiten 36-43 beschrieben.
• Das elektrische Puffern und Synchronisieren der Eingangssignale und Ausgangssignale des optischen Schalters stellt sicher, dass die Daten in fehlerfreien Zeitschlitzen im Verhältnis zur Zeitsteuerung (auch: Timing) des optischen Vermittlungssystems übertragen und empfangen werden. Der Bedarf nach diesen Schnittstellen ist unvorteilhaft, da die vorliegende optische Vermittlungstechnologie auf optischen Kommunikationswegen über eine optische Vermittlung nahezu unbegrenzte Bandbreiten ermöglicht. Diese Nachrichtenwege sind jedoch verhältnismäßig teuer und machen das Zeitmultiplexverfahren sehr wünschenswert, bei dem Mehrfachkanäle einen gemeinsamen Weg teilen können. Ferner führt der Bedarf nach elektronischer Pufferung von den Vorteilen einer optischen Vermittlung fort, weil im Allgemeinen Daten, welche elektronisch gepuffert, gespeichert und synchronisiert werden können, um im Vermittlungssystem das Zeitmultiplexverfahren durchführen zu können, in einem elektronischen Vermittlungssystem mit derselben Taktrate wie beim Puffern elektronisch vermittelt werden können.
• EP-A-0 369 630 offenbart eine ausschließlich optische Vermittlung, bei welcher optische Endgeräte von jedem optischen Endgerät, welches in einem bestimmten Zeitschlitz von jedem Zeitrahmen zur optischen Vermittlung ein Signatursignal überträgt, mit der optischen Vermittlung synchronisiert werden. Jeder bestimmte Zeitschlitz wird ständig zu jedem optischen Endgerät ohne Zeitsteuerungseinheit in der optischen Vermittlung, die eine beliebige Analyse des Signatursignals durchführt, zurückgeschaltet. Jedes optische Endgerät spricht auf das empfangene Signatursignal an, um die Phase des optischen Endgerätes anzupassen.
Zusammenfassung der Erfindung
• Ein erfindungsgemäßes System und Verfahren ist in den unabhängigen Ansprüchen beschrieben. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
• Das vorstehende Problem wird gelöst und mittels einer optischen Vermittlungseinheit und eines Verfahrens wird ein technischer Vorteil erreicht, welche keine optisch/elektrischen Wandlungen auf optischen Datenwegen erfordern, welche durch die optische Vermittlungseinheit vermittelt werden. Die optische Vermittlungseinheit empfängt optische Daten von einem Endgerät und schältet diese zu einem weiteren Endgerät. Zusätzlich synchronisiert die optische Vermittlungseinheit die Datenübertragungs-Zeitsteuerung der Endgeräte gemäß der Datenübertragungs-Zeitsteuerung der optischen Vermittlungseinheit. Diese Synchronisierung beseitigt den Bedarf nach Datenpufferung und Synchronisierung in der optischen Vermittlungseinheit.
• Bei einer beispielhaften Ausführungsform umfasst die optische Vermittlungseinheit ein optisches Netz, Systemtakt, optische Eingangsschnittstellen zum Empfangen von Informationen von den Endgeräten und optische Ausgangsschnittstellen zum Senden von Informationen zu den Endgeräten. Der Systemtakt bestimmt die Zeitsteuerung jedes Endgerätes, welches Informationen verwendet, die von jedem Endgerät zu einer einzelnen optischen Eingangsschnittstelle übertragen werden. Wenn die Zeitsteuerung eines Endgerätes nicht mit der des Systemtakts übereinstimmt, sperrt der Systemtakt die Datenübertragung von der optischen Eingangsschnittstelle zum optischen Netz und überträgt korrigierende Zeitsteuerungsinformationen über eine optische Ausgangsschnittstelle zum Endgerät. Wenn die Zeitsteuerung übereinstimmt, teilt der Systemtakt der optischen Eingangsschnittstelle mit, die Daten zum optischen Netz zu übertragen, welches die Daten für die Übertragung zu den Endgeräten zu den optischen Ausgangsschnittstellen überträgt.
• Die Zeitsteuerungsinformationen und Daten kommunizieren mit Endgeräten, welche verschiedene optische Wellenlängen verwenden. Eine optische Eingangsschnittstelle trennt diese zwei optischen Wellenlängen zur Verwendung von der optischen Vermittlungseinheit, wohingegen eine optische Ausgangsschnittstelle diese Wellenlängen zur Übertragung zu einem Endgerät vereint.
• Andere und weitere Aspekte der vorliegenden Erfindung werden im Verlaufe der nachfolgenden Beschreibung und in Bezug auf die begleitenden Zeichnungen offenbar.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
• Fig. 1 zeigt eine optische Vermittlungseinheit mit verbundenen Endgeräten in Form eines Blockdiagramms, welches das erfindungsgemäße Konzept umfasst,
• Fig. 2 zeigt die Weise, in welcher Daten und Zeitsteuerungsinformationen zwischen der optischen Vermittlungseinheit und den Endgeräten kommunizieren,
• Fig. 3 zeigt das Taktsystem der optischen Vermittlungseinheit in Form eines Blockdiagramms,
• Fig. 4 zeigt ein Endgerät in Form eines Blockdiagramms, welches das erfindungsgemäße Konzept umfasst, und
• Fig. 5 zeigt einen Wellenlängen-Demultiplexer der optischen Vermittlungseinheit in Form eines Blockdiagramms.
Detaillierte Beschreibung
• Fig. 1 zeigt die Endgeräte 101-102, welche über eine optische Eingangsverbindung 120-121 bzw. optische Ausgangsverbindung 132-133 mit der optischen Vermittlungseinheit 100 verbunden sind. Erfindungsgemäß wird die Übertragung von Datensignalen von einem Endgerät zu einem anderen Endgerät über die optische Vermittlungseinheit 100 vollständig durch optische Einrichtungen durchgeführt, und die Datensignale werden zu keiner Zeit in elektrische Signale gewandelt. Die optischen Verbindungen 120-121 und 131-133 sind dazu geeignet, zwei optische Wellenlängen zu übertragen, wobei jede ein einzelner logischer Weg ist. Die optische Vermittlungseinheit 100 überträgt unter Verwendung von Zeitmultiplexverfahren Daten an die Endgeräte 101 bis 102. Beispielsweise überträgt das Endgerät 101 optische Signale unter Verwendung der Wellenlängen λ&sub1; und λ&sub2; über die optische Verbindung 120 und empfängt optische Signale über den Weg 132 unter Verwendung der gleichen Wellenlängen. Die Wellenlänge λ&sub1; wird verwendet, um die optische Wellenlänge der Daten zu bezeichnen, welche zur Übertragung von Datensignalen verwendet wird, und die Wellenlänge λ&sub2; wird verwendet, um die Zeitsteuerung der optischen Wellenlänge zu bezeichnen, welche zur Übertragung von Zeitsteuerungsinformationen innerhalb des optischen Vermittlungssystems verwendet wird.
• Die zwei für die optische Verbindung 120 vom Endgerät 101 übertragenen Wellenlängen werden vom Wellenlängen- Demultiplexer (WDD) 103 empfangen, welcher eine optische Eingangsschnittstelle ist. Der Wellenlängen-Demultiplexer 103 trennt die zwei optischen Wellenlängen und speist die optische Wellenlänge λ&sub1; der Daten in das optische Vermittlungsnetz 115. Die optische Zeitsteuerungswellenlänge λ&sub2; wird über den optischen Weg 122 in das Taktsystem 114 eingespeist. Das Taktsystem 114 verwendet Informationen, welche über die optische Wellenlänge λ&sub2; der Zeitsteuerung übertragen werden, um zu bestimmen, ob sich das Endgerät 101 in Rahmensynchronisation mit dem Taktsystem 114 befindet. Wenn sich das Endgerät 101 in Rahmensynchronisation befindet, ermöglicht das Taktsystem 114 dem Wellenlängen-Demultiplexer 103, die optische Datenwellenlänge λ&sub1; von der optischen Eingangsverbindung 120 zum Netz 115 zu übertragen. Wenn sich das Endgerät 101 nicht in Rahmensynchronisation befindet, sperrt das Taktsystem 114 die Nachrichtenübertragung der optischen Datenwellenlänge λ&sub1; durch den Wellenlängen- Demultiplexer 103 und überträgt Steuerungsinformationen über den Wellenlängen-Multiplexer (WDMs), sperrt 107 und 108 und die optische Ausgangsverbindung 132 zum Endgerät 101, um den Rahmen des Endgerätes 101 zu synchronisieren. Diese Rahmensynchronisation ist in näheren Einzelheiten in Bezug auf die Fig. 2 beschrieben.
• Jedes Endgerät empfängt und überträgt einen Rahmen aus Zeitschlitzen. Das Endgerät gewinnt Daten aus den Zeitschlitzen, welche dem Endgerät vom Prozessor 111 zugeordnet sind, und überträgt unter Verwendung bekannter Verfahren Daten in Zeitschlitzen des Rahmens, welche ferner dem Endgerät zugeordnet sind. Das Netz 115 weist die Art eines Zeitmultiplex auf, welches dem Fachmann bekannt ist, und wird unter Steuerung des Prozessors 111 in gewöhnlicher Weise betrieben, übernimmt Daten in bestimmten Zeitschlitzen von bestimmten Endgeräten und vermittelt diese Daten in Zeitschlitzen, welche den Endgeräten zugeordnet sind, welche zum Datenempfang bestimmt sind. Die Zuordnungsinformationen für Zeitschlitze werden vom Prozessor 111 über den Bus 140 zu den Endgeräten und zum Taktsystem 114 mit der optischen Wellenlänge λ&sub2; der Zeitsteuerung übertragen.
• Das Netz 115 kann vorteilhaft unter Verwendung von Lithiumniobat-Einrichtungen hergestellt sein. Alternativ können andere optische Verbindungseinrichtungen zum Herstellen des Netzes 115 verwendet werden, welche Einrichtungen des elektro-optischen Effektes (gewöhnlich bekannt als "SEED-Einrichtungen", self electro-optic effect devices), ferroelektrische Flüssigkristalleinrichtungen, magneto-optische Einrichtungen, bewegliche faserartige Schalter oder beliebige weitere optische Schaltungsverfahren umfassen. Vorteilhaft kann das Vermittlungsnetz ferner ein passiver Verbinder der Schaltung sein, welche durch Herstellen jedes Endgerätes, das auf einen oder mehrere Zeitschlitze antwortet, beeinflußt ist.
• Das Endgerät 102 überträgt die optischen Wellenlängen λ&sub1; und λ&sub2; über den optischen Weg 121 zum Wellenlängen- Demultiplexer 104. Der Wellenlängen-Demultiplexer 104 trennt die zwei optischen Wellenlängen λ&sub1; und λ&sub2; und speist optische Wellenlängen λ&sub1; der Daten über den optischen Weg 123 in das optische Netz 115 und speist die optische Wellenlänge λ&sub2; der Zeitsteuerung über den optischen Weg 125 in das Taktsystem 114 ein. Die Wellenlängen-Demultiplexer 103 und 104 enthalten optische Verschlüsse zum Sperren der gesamten optischen Wellenlänge λ&sub1; der Daten, damit diese nicht in das Netz 115 eingespeist werden, wenn die Rahmen-Zeitsteuerung eines Endgerätes durch das Taktsystem 114 als fehlerhaft bestimmt wird. Wie vorstehend erwähnt, wenn das Taktsystem 114 eine gegebene optische Wellenlänge λ&sub2; der Zeitsteuerung findet, welche von einem Wellenlängen-Demultiplexer eingegeben wird, um in Rahmensynchronisation mit dem Systemtakt zu sein, ermöglicht das Taktsystem 114 der optischen Wellenlänge λ&sub1; der Daten die Ausgabe vom Wellenlängen-Demultiplexer über einen optischen Weg zum Netz 115.
• In diesem Abschnitt ist die Übertragung von Informationen an die Endgeräte beschrieben. Das Taktsystem 114 speist ein optisches Zeitsteuerungssignal mittels der optischen Wellenlänge λ&sub2; der Zeitsteuerung über den optischen Weg 128 in den Wellenlängen-Multiplexer 107. Die Daten vom Netz 115 werden mit der optischen Datenwellenlänge λ&sub1; über den optischen Weg 130 zum optischen Verstärker 105 übertragen. Diese Wellenlänge wird vom optischen Verstärker 105 verstärkt und in den optischen Weg 136 eingespeist, wo diese vom Wellenlängen-Multiplexer 107 empfangen wird. Der Wellenlängen-Multiplexer vereint die zwei optischen Wellenlängen von den Wegen 136 und 128, um ein zusammengesetztes optisches Signal zu bilden, welches über den Weg 134 zum optischen Verstärker 109 übertragen wird. Der optische Verstärker 109 verstärkt beide Wellenlängen und überträgt das zusammengesetzte optische Signal, welches mit λ&sub1; bis λ&sub2; bezeichnet ist, über den Weg 132 zum Endgerät 101. Der Wellenlängen-Multiplexer 107 und der optische Verstärker 109 bilden eine optische Ausgangsschnittstelle. Die Kästchen 106, 108 und 110 wirken in ähnlicher Weise.
• Um die Rahmen der Endgeräte zu synchronisieren, empfängt das Taktsystem 114 Rahmentaktinformationen über die optische Wellenlänge λ&sub2; der Zeitsteuerung von den Endgeräten und bestimmt, ob die Rahmenzeitsteuerung eines ankommenden Zeitsteuerungssignals von einem gegebenen Endgerät in Phase mit einem vorbestimmten Bereich des Haupttaktes innerhalb des Taktsystems 114 ist. Diese Bestimmung ermöglicht dem Taktsystem 114 ferner, Verzögerungen entlang der optischen Wege auszugleichen, insbesondere der Verbindung 120-121 und 132-133, welche dazu neigen, längerzeitig und stärker veränderlich zu sein als die inneren optischen Wege der optischen Vermittlungseinheit 100. Wenn die Rahmenzeitsteuerung in Phase ist, ermöglicht das Taktsystem 114 den Daten (welche mit der optischen Wellenlänge λ&sub1; der Daten übertragen wird) durch Betätigung des optischen Verschlusses des geeigneten Wellenlängen-Multiplexer direkt in das Netz 115 eingespeist zu werden und teilt dem Endgerät mit, dessen Rahmenzeitsteuerung nicht anzupassen. Wenn die Rahmenzeitsteuerung nicht in Phase ist, teilt das Taktsystem 114 der Zeitsteuerung über die optische Wellenlänge λ&sub2; mit, dass das Endgerät die Rahmenzeitsteuerung vorrückt oder verzögert. Diese Signalgebung ermöglicht die Rahmensynchronisierung des Endgerätes mit dem Haupttakt des Taktsystems 114. Erfindungsgemäß sind alle Rahmen und Zeitschlitze, welche in das Netz 115 eingespeist werden, rahmensynchronisiert und benötigen keine elektrische Pufferung, zusätzliche Rahmensynchronisation oder Taktwandlung. Vorteilhaft ermöglicht dies dem Netz 115 und dem gesamten optischen Vermittlungssystem, über einen breiten Bereich für Datenraten durchlässig zu sein. Das Ergebnis ist, dass jeder einem einzelnen Endgerät zugeordneter Zeitschlitz Daten mit beliebigen Taktraten übertragen kann, entweder in analoger oder digitaler Form. Dem Benutzer des optischen Vermittlungssystems wird ermöglicht, die Datenraten und - formate, wie es die Endgerätetechnologie erlaubt, beliebig zu verändern.
• Um den Betrieb des Taktsystem 114 zu verstehen, wird Fig. 2 betrachtet, welche Signale der Rahmen darstellt, welche vom Endgerät 101 übertragen und empfangen werden. Auf der Leitung 201 nach Fig. 2 bezeichnet die ansteigende Flanke der Impulse 202 und 205 den Beginn der Rahmen am Ausgang des Endgerätes 101 bei der Zeitsteuerung der optischen Wellenlänge λ&sub2; der Verbindung 120. Der Zeitschlitz 0, mit 203 bezeichnet, kommt unmittelbar nach dem Impuls 202 vor, und nachfolgende Zeitschlitze sind bis zum Zeitschlitz 4 dargestellt, mit 204 bezeichnet, welcher vom Impuls 205 gefolgt ist, und den Beginn eines neuen Rahmens bezeichnet. Die Impulse 202 und 205 werden vom Endgerät 101 erzeugt und kennzeichnen die innere Zeitsteuerung des Endgerätes 101. Die Daten in Zeitschlitzen vom Endgerät 101 (mit der optischen Wellenlänge λ&sub1; der Daten der Verbindung 120 übertragen) sind durch die Leitung 207 der Fig. 2 dargestellt. Diese Daten in Zeitschlitzen können Computerdaten, Videodaten, Sprachdaten, Faxdaten oder jede Art analoger oder digitaler Daten sein. Auf der Leitung 207 beispielsweise sind der Zeitschlitz 1, mit 208 bezeichnet, und der Zeitschlitz 3, mit 209 bezeichnet, vom Endgerät 101 aktiv verwendet.
• Die Leitung 210 nach Fig. 2 zeigt das vom Endgerät 101 über den Weg 132 zum Netz 115 übertragene Datensignal. Zeitschlitze werden unter Verwendung bekannter Verfahren übertragen und voneinander unterschieden. Der Zeitschlitz 1 ist aktiv und die anderen Zeitschlitze sind inaktiv. Die Leitung 210 entspricht der Leitung 220 und zeigt das Zeitsteuerungssignal vom Taktsystem 114 mit den Impulsen 214 und 215, welche den Beginn der Rahmen bezeichnen, und weist digital codierte Phasenfehlerinformationen auf, welche durch die Bits 212-213 im Zeitschlitz 0 gekennzeichnet sind. Zusätzlich enthalten die Bits 216-217 im Zeitschlitz 1 den Zeitschlitzen zugeordnete Informationen, welche vom Prozessor 111 bestimmt sind. Wenn die Impulse 214 und 215 vom Endgerät 101 empfangen sind, werden diese von den digital codierten Phasenfehlerbits 212-213 unter Verwendung von bekannten Verfahren unterschieden.
• Die Einzelheiten des Taktsystems 114 sind in Fig. 3 gezeigt. Die Hauptzeitsteuerungsquelle 311 des Taktsystems 114 ist vorteilhaft ein präzise abstimmbarer Quarzkristalloszillator oder Phasenregelkreis, welcher dessen Frequenz zu einem ankommenden Signal einer präzisen digitalen Einrichtung (welche nicht dargestellt ist) unter Verwendung bekannter Verfahren einrasten kann. Die Rahmen- Zeitsteuerungsinformationen vom Endgerät 101 werden über den optischen Weg 122 und die optische Wellenlänge λ&sub2; der Zeitsteuerung vom Taktsystem 114 empfangen. Diese Informationen werden vom optischem Empfänger 301 aus einem optischen Signal in ein elektrisches Signal gewandelt und über den Weg 314 in den Phasenkomparator 302 eingespeist. Der Phasenkomparator 302 vergleicht die Phase des vom Endgerät 101 empfangenen Rahmensignals mit der Phase des von der Hauptzeitsteuerungsquelle 311 über den Weg 323 empfangenen Rahmensignals. Der Phasenkomparator 302 erzeugt ein elektrisches Signal, welches ein analoges Signal ist, das proportional zur Phasendifferenz zwischen den über die Wege 314 und 323 unter Verwendung bekannter Verfahren empfangenen Signale ist. Dieses analoge Signal wird über den Weg 315 in das Tiefpaßfilter 312 eingespeist, in welchem dieses gefiltert und über den Weg 324 in einen Fehlersignalcodierer 303 eingespeist wird.
• Der Fehlersignalcodierer 303 wandelt das über den Weg 324 empfangene analoge Signal in eine digitale Darstellung. Der Fehlersignalcodierer 303 erzeugt ferner ein optisches Abschlußsteuerungssignal, welches über den optischen Weg 126 zum Wellenlängen-Demultiplexer 103 zum Zweck des Übertragens der optischen Wellenlänge λ&sub1; der Daten vom Wellenlängen- Demultiplexer 103 zum Netz 115 in der folgenden Weise übertragen wird. Wenn das vom Fehlersignalcodierer 303 über den Weg 324 empfangene analoge Signal kleiner als der vorbestimmte Wert ist, bedeutet dies, dass das Endgerät 101 rahmensynchronisiert ist und der Fehlersignalcodierer 303 teilt dem Wellenlängen-Demultiplexer 103 über den Weg 126 mit, die optische Wellenlänge λ&sub1; der Daten zu ermöglichen, über den Weg 124 zum Netz 115 übertragen zu werden. Auf der anderen Seite, wenn das vom Fehlersignalcodierer 303 über den Weg 324 empfangene analoge Signal größer als der vorbestimmte Wert ist, bedeutet dies, dass das Endgerät 101 nicht rahmensynchronisiert ist und der Fehlersignalcodierer 303 teilt dem Wellenlängen-Demultiplexer 103 über den Weg 126 mit, die optische Datenwellenlänge λ&sub1; vom Netz 115 zu sperren.
• Wenn das Endgerät 101 nicht rahmensynchronisiert ist, werden die Steuerungsinformationen zum Endgerät 101 übertragen, wie in diesem Absatz beschrieben. Der Fehlersignalcodierer 303 überträgt die digitale Darstellung des analogen Signals, dieses wird über der Weg 324 zum Protokolltreiber 304 über den Weg 316 empfangen. Der Protokolltreiber 304 formatiert diese digitale Darstellung vom Fehlersignalcodierer 303. Zusätzlich formatiert der Protokolltreiber 304 die dem Zeitschlitz zugeordneten Informationen, welche über den Bus 140 vom Prozessor 111 empfangen werden, und vereint diese Informationen mit den Informationen vom Fehlersignalcodierer 303. Die vereinten Informationen werden zur seriellen Übertragung über den optischen Weg 128 formatiert, nachdem diese mittels eines optischen Senders 305 von der elektrischen in die optische Form (optische Wellenlänge λ&sub2; der Zeitsteuerung) umgewandelt sind. Die Kästchen 306-310 und 313 führen ähnliche Verarbeitungen zwischen optischen Eingangswegen 125 und optischen Ausgangswegen 130 durch, und ein ähnlicher Aufbau der Bauteile kann mit den anderen Endgeräten verbunden sein.
• Fig. 4 zeigt die Einzelheiten des Endgerätes 101. Die Kombination der optischen Wellenlängen λ&sub1; und λ&sub2; wird über den Weg 132 in das Endgerät 101 eingespeist, von welchem diese durch den Wellenlängen-Demultiplexer 415 empfangen werden. Hier werden die Wellenlängen λ&sub1; und λ&sub2; getrennt und vom Demultiplexer 415 auf einzelnen optischen Wegen übertragen. Die optische Wellenlänge λ&sub2; der Zeitsteuerung wird über den Weg 414 in den optischen Empfänger 425 eingespeist. Der optische Empfänger 425 wandelt die optische Wellenlänge λ&sub2; der Zeitsteuerung in ein elektrisches Signal, welches über den Weg 426 in den Protokollabschluss 413 eingespeist wird. Der Protokollabschluss 413 beendet das Protokoll, welches vorteilhaft X.25, HDLC oder ein ähnliches Bit-orientiertes Protokoll ist, und gewinnt das digital codierte Phasenfehlersignal und die dem Zeitschlitz zugeordneten Informationen. Die letzteren Informationen werden über den Bus 426 in den Dateneingangspuffer 417 und den Datenausgangspuffer 421 übertragen. Das digital codierte Phasenfehlersignal wird über den Weg 412 zur Taktsteuerungsschaltung 411 übertragen. Die letztere Schaltung ändert das digital codierte Phasenfehlersignal in eine analoge Spannung, welche den spannungsabstimmbaren Oszillator 409 steuert. Das Ausgangssignal des Oszillators wird über den Weg 408 zum Rahmen, Zeitschlitz und Bittaktgenerator 405 zum Anpassen des Generators eingespeist. Der Generator 405 erzeugt drei Taktsignale: Rahmentakt, Zeitschlitztakt und Bittakt. Der Generator 405 speist die Rahmentaktsignale über den Weg 404 in den λ&sub2;-optischen Sender 403. Der optische Sender 403 empfängt das Rahmentaktsignal und wandelt dieses in ein optisches Signal der optischen Wellenlänge λ&sub2; der Zeitsteuerung, welches über den Weg 402 in den Wellenlängen-Multiplexer 401 eingespeist wird. Zusätzlich wird der Rahmentakt, der Zeitschlitztakt und die Bit- Taktsignale über die Wege 404, 406 und 407 in den Datenausgangspuffer 421 eingespeist.
• Wir betrachten nun die Datenverarbeitungsfunktionen des Endgerätes 101, wie in Fig. 4 dargestellt. Der Wellenlängen- Demultiplexer 415 speist die Datensignale (mit der optischen Datenwellenlänge λ&sub1; übertragen) über den Weg 416 in den Dateneingangspuffer 417, den optischen Empfänger 427 und den Weg 428. Als Antwort auf die dem Zeitschlitz zugeordneten Informationen vom Protokollabschluss 413 stellt der Dateneingangspuffer 417 über den Weg 418 den Endgerätefunktionen 419 die Daten zur Verfügung. Die Endgerätefunktionen 419 führen die Funktionen des Endgerätes 101 durch. Wenn das Endgerät beispielsweise ein gewöhnlicher an einen Host angeschlossener Computer ist, werden die empfangenen Daten auf dem Bildschirm des Endgerätes angezeigt und die Ausgangssignale der Endgerätefunktionen 419 sind die Ausgangssignale der Tastatur, welche zum Host zurück übertragen werden. Die Endgerätefunktionen 419 speisen deren Ausgangsdaten über den Weg 420 in den Datenausgangspuffer 421. Der Datenausgangspuffer 421 verwendet den Rahmentakt, Zeitschlitztakt und Bit-Taktsignale, um die Ausgangsdaten zur Übertragung über den Weg 422 zu synchronisieren und die dem Zeitschlitz zugeordneten Informationen vom Protokollabschluss 413, um die zugeordneten Zeitschlitze zu bestimmen. Wenn die Ausgangsdaten in analoger Form vorliegen, ist nur der Rahmen- und Zeitschlitztakt erforderlich. Der optische Sender 423 ändert das über den Weg 422 empfangene elektrische Signal in ein optisches Datensignal zur Übertragung durch die optische Wellenlänge λ&sub1; der Daten. Die optische Wellenlänge λ&sub1; der Daten wird über den optischen Weg 424 zum Wellenlängen- Multiplexer 401 übertragen, wo diese mit der optischen Wellenlänge λ&sub2; der Zeitsteuerung vereint wird, welche über den Weg 402 empfangen wird. Der Wellenlängen-Multiplexer 401 vereint die optischen Wellenlängen in ein zusammengesetztes optisches Signal λ&sub1; und λ&sub2;, welches beide optischen Wellenlängen λ&sub1; und λ&sub2; enthält. Dieses zusammengesetzte optische Signal λ&sub1; und λ&sub2; wird über die optische Verbindung 120 in den Wellenleiter-Demultiplexer 103 nach Fig. 1 eingespeist.
• Die Einzelheiten des Wellenleiter-Demultiplexers 103 sind in Fig. 5 gezeigt. Der Demultiplexer 501 empfängt ein optisches Signal, welches das über die Verbindung 120 zusammengesetzte optische Signal λ&sub1; und λ&sub2; ist. Der Demultiplexer 501 kann vorteilhaft unter Verwendung von Fokussierungsgattern oder unter Verwendung einer Anzahl von weiteren optischen Dispersivverfahren ausgeführt sein. Diese Verfahren sind im Stand der Technik bekannt. Die abgetrennte optische Wellenlänge λ&sub2; der Zeitsteuerung wird über den Weg 122 in das Taktsystem 114 nach Fig. 1 eingespeist. Die optische Wellenlänge λ&sub1; der Daten wird über den Weg 502 in den optischen Verschluss 503 eingespeist. Der Zweck des Verschlusses ist zu verhindern, dass das Netz 115 vom Endgerät 101 gesendete nicht synchronisierte Daten empfängt, bevor das Endgerät 101 mit dem optischen Vermittlungssystem rahmensynchronisiert ist. Wenn das Netz 115 vorteilhaft ein einfacher passiver Kombinierer ist, ist ein weiterer Zweck des Verschlusses 503 zu verhindern, dass ein Endgerät Daten im Netz 115 vernichtet, wenn das Endgerät hinsichtlich der Rahmen und Zeitschlitze der anderen Endgeräte im optischen Vermittlungssystem nicht geeignet rahmensynchronisiert ist. Das Steuerungssignal des Abschlusses wird über den Weg 126 vom Taktsystem 114 empfangen, wie in Fig. 1 gezeigt. Das Steuerungssignal des Verschlusses wird über den Weg 126 eingespeist und kann abhängig vom Verschluss elektrisch oder optisch sein. Verschlüsse dieser Art sind bekannt.
• Zusätzlich ist die hierin offenbarte Schaltung selbstverständlich ausschließlich beispielhaft. Obwohl die hierbei offenbarten verschiedenen Funktionsblöcke in der Tat als diskrete Schaltungen beschrieben sind, können diese verschiedenen Funktionen unter Verwendung von einem oder mehreren programmierten Prozessoren oder digitalen Signalprozessor (DSP)-Chips ausgeführt sein.

Claims (8)

1. Optisches System mit vollständig optischen Kommunikationswegen zur Datenkommunikation, umfassend

mehrere Endgeräte (101, 102),

mehrere optische Verbindungen (132, 133),

eine optische Vermittlungseinheit (100) zum Bereitstellen von vollständig optischen Kommunikationswegen zwischen einem der mehreren Endgeräte und einem weiteren der mehreren Endgeräte über die optischen Verbindungen,

dadurch gekennzeichnet, daß

das System eine Einrichtung (114) umfaßt, welche physikalisch in der optischen Vermittlungseinheit angeordnet und mit den mehreren optischen Verbindungen verbunden ist, welche auf Informationen anspricht, die über die optischen Verbindungen von einem der mehreren Endgeräte übertragen werden, um die internen Zeitabläufe des einen der mehreren Endgeräte mit den Zeitabläufen der optischen Vermittlungseinheit zu synchronisieren, wenn eines der mehreren Endgeräte nicht mit der optischen Vermittlungseinheit synchronisiert ist, und

wobei die Synchronisierungseinrichtung eine Einrichtung (303) zum Sperren von Dateninformationen von einem der mehreren Endgeräten umfaßt, welches nicht mit der optischen Vermittlungseinheit synchronisiert ist, um nicht von der optischen Vermittlungseinheit geschaltet oder vermittelt zu werden.

2. Optisches System nach Anspruch 1, bei welchem die Synchronisierungseinrichtung weiterhin eine Einrichtung (302, 307) umfaßt, welche auf die Zeitsteuerungsinformationen von einem der mehreren Endgeräte anspricht, um eines der mehreren Endgeräte zum synchronisieren mit der optischen Vermittlungseinheit einzustellen.

3. Optisches Vermittlungssystem nach Ansprüch 2, bei welchem die Zeitsteuerungs- oder Timinginformationen zum Anpassen der Zeitsteuerung der mehreren Endgeräte über die optischen Verbindungen mit einer ersten optische Wellenlänge übertragen werden und die Dateninformationen mit einer zweiten optischen Wellenlänge über die optischen Verbindungen übertragen werden.

4. Optisches Vermittlungssystem nach Anspruch 3, bei welchem mehrere optische Eingangsschnittstellen, welche die optische Vermittlungseinheit umfaßt, eine Einrichtung zum Trennen der ersten optischen Wellenlänge von der zweiten optischen Wellenlänge umfassen.

5. Verfahren zum Steuern eines optischen Systems mit vollständig optischen Kommunikationswegen zur Datenkommunikation, wobei das optische System mehrere Endgeräte (101, 102), mehrere optische Verbindungen (132, 133), eine optische Vermittlungseinheit (100) und eine Synchronisierungseinheit (114) aufweist, welche physikalisch in der optischen Vermittlungseinheit angeordnet und mit den mehreren optischen Verbindungen verbunden ist, wobei das Verfahren die Verfahrensschritte umfaßt

Bereitstellen von vollständig optischen Kommunikationswegen durch die optische Vermittlungseinheit zwischen einem der mehreren Endgeräte und einem weiteren der mehreren Endgeräte über die optischen Verbindungen, gekennzeichnet durch

Synchronisieren der internen Zeitsteuerung oder des Timings eines der mehreren Endgeräte mit der Zeitsteuerung oder dem Timing der optischen Vermittlungseinheit unter Ansprechen auf Informationen, welche über die optischen Verbindungen von einem der mehreren Endgeräte übertragen werden, wenn eines der mehreren Endgeräte nicht mit der optischen Vermittlungseinheit synchronisiert ist, und

Sperren der Dateninformationen von einem der mehreren Endgeräte, welches nicht mit der optischen Vermittlungseinheit synchronisiert ist, um nicht von der optischen Vermittlungseinheit geschaltet oder vermittelt zu werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei welchem der Synchronisierungsschritt weiterhin den Schritt des Einstellens eines der mehreren Endgeräte umfaßt, um dieses mit der optischen Vermittlungseinheit unter Ansprechen auf Zeitsteuerungsinformationen von einem der mehreren Endgeräte zu synchronieren.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem

der Anpassungsschritt den Verfahrensschritt des Übertragens der Zeitsteuerungsinformationen umfaßt, um die Zeitsteuerung der mehreren Endgeräte mit einer ersten optischen Wellenlänge anzupassen, und

der Bereitstellungsschritt den Verfahrensschritt des Übertragens der Dateninformation über die optischen Verbindungen mit einer zweiten optischen Wellenlänge umfaßt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, welches weiterhin den Verfahrensschritt des Trennens der ersten optischen Wellenlänge von der zweiten optischen Wellenlänge bei jeder der mehreren optischen Eingangsschnittstellen umfaßt.