SE515560C2 - Optiskt nät samt anordning och förfarande i detta - Google Patents

Description

l0 15 20 25 30 35 III il» , . .una »u-u n 2 kommunikation är det förut känt att i en och samma w v s I 66" ø.-....., underordnad slinga anordna flera hubbar.

Genom US, A, 5 218 604 är förut känt att anordna två hub- bar mellan ett första ringnät och ett strukturmässigt likartat, överordnat ringnät, vilka kan liknas vid en lokal slinga och en central slinga. Såväl det första som det andra ringnätet innefattar add/droppmultiplexrar (ADM), medelst vilka kanaler kan tillföras till respek- tive avtappas från ringnäten. Dessa är uppbyggda av två ledningar, vilka sänder information från och till ovan- nämnda ADM i två olika riktningar, medsols respektive motsols i ringnäten.

Varje ADM i ringnäten kan kommunicera med båda hubbarna genom att kanalerna sänds i både medsols och motsols riktning i näten, dvs samma meddelande sänds i motsatt riktning på de från varandra skilda ledningarna. Alla kanaler sänds i varje ledning till båda de hubbar som an- sluter till de två ledningarna genom att en viss, i en första hubb mottagen, kanal endast delvis avtappas från ledningen, varigenom återstående rester av denna kanal kan fortsätta på ledningen till efterföljande hubb. En första hubb är inrättad att överföra de från det ena nätet mottagna kanalerna till en första ledning i det andra ringnät och en andra hubb är inrättad att överföra samma kanaler till en andra ledning i det andra ring- nätet.

En nackdel med denna kända lösning är att den endast är avsedd för kommunikation mellan två strukturmässigt lika ringnät, vilka endast kommunicerar med varandra. Om den kända lösningen tillämpas på ett optiskt nät kommer ring- strukturen att medföra att optiskt brus cirkulerar i ringnätet, vilket leder till försämrad signalkvalitet.

Vidare kan den kända lösningen ej anpassas till skiktade w~»-.,.. lO 15 20 25 30 35 x n 1 n: n; 0 'sis vv.- u o v: ...- 560 3 nätverk med flera olika nivåer och flera slingor i varje nivå.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning avser att lösa problemet med att säkerställa kommunikation mellan en underordnad slinga och en överordnad slinga vid ett kabelbrott i den under- ordnade slingan.

Detta åstadkommes genom ett optiskt nät med en eller flera underordnade slingor, vilka är förbundna med en överordnad slinga. Den underordnade slingan utgörs av åt- minstone ett bussnät med hubbar och en eller flera noder, vilka ansluter till varandra via två optiska fibrer. De i bussnätet ingående optiska fibrerna utnyttjas för överfö- ring i skilda riktningar. Varje bussnät innefattar precis tvâ hubbar, vilka avslutar bussnätet i vardera ände.

Hubbarna är inrättade att omkoppla och koncentrera tra- fiken från den underordnade slingan till en för sändning på den överordnade eller underordnade slingan lämplig form. Varje nod i bussnätet är inrättad för sändning till den ena av de två hubbarna via en av de två optiska fib- rerna och för sändning till den andra av de två hubbarna via den andra av de två optiska fibrerna.

Uppfinningen avser även ett förfarande för kanaltilldel- ning i ett bussnät i ett optiskt nät enligt ovan. Vid ka- naltilldelningen tilldelas åtminstone en våglängdskanal till varje nod för sändning till och mottagning från de i vardera ände av bussnätet anordnade hubbarna. Kanaltill- delningen kan utföras så att i en nod mottagna kanaler àteranvänds för sändning på samma fiber från samma nod.

FIGURBESKRIVNING Figur 1 visar ett optiskt nät innefattande en överord- nad slinga och underordnade slingor. un-vu~e u-v-u 10 15 20 25 30 35 a ' e i 0 'I i' u: lov: ' Ü, i! ~ p; 1- , u n vn;- ksfis S60 4 uno- u I n I O I I I ~»- I n u .- u »na-w- I I vi n: u, =;,, ,, Figur 2 visar en underordnad slinga bestående av ett enda optiskt bussnät för användning i ett op- tiskt nät.

Figur 3 visar en föredragen noduppbyggnad.

Figur 4 visar en underordnad slinga innefattande två optiskt skilda bussnät.

Figur 5 visar en maskformig underordnad slinga inne- fattande ett flertal optiskt skilda bussnät.

FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM Uppfinningen kommer i det följande att förklaras med hän- visning till figurerna, och i synnerhet med hänvisning till figur 2, 4 och 5, vilka visar föredragna utförings- former av en i ett optiskt nät inordnad underordnad slinga.

I figur l visas en känd schematisk uppbyggnad av ett op- tiskt nät, vilket är uppbyggt som ett i skikt ordnat nät- verk. I det på figuren visade exemplet utgörs nätverket av tre underordnade slingor 4a-4c, vilka kommunicerar via en överordnad slinga 3. Varje underordnad slinga utgörs av en eller flera noder, vilka i figuren illustreras med cirklar. De optiska noderna är inbördes förbundna via två motriktade optiska fibrer och kommunicerar inbördes via två i slingan anordnade hubbar, vilka i figuren illustre- ras med romber. Hubbar utnyttjas även för kommunikation mellan noder i olika underordnade slingor, varvid den överordnade slingan utnyttjas för att överföra informa- tion mellan två hubbar i slingor som kommunicerar med varandra. De s k hubbarna är inrättade att omvandla och koncentrera mottagna signaler till en för vidare över- föring inom slingan eller till nästa nivå anpassad form.

Ett ännu mer omfattande nät kan naturligtvis innefatta fler nivåer än två så, att varje underordnad slinga är inrättad att via en eller flera mellanliggande slingor kommunicera med en överordnad slinga. De mellanliggande slingornas uppbyggnad kan vara identisk med den för de -...,..,, 10 15 20 25 30 35 un: nu: 'sis f n x I I b q-ø o... .- ufo» v x n ~ ~ --»«»-.»« 560 5 här beskrivna underordnade slingorna. En stor del av all teletrafik i ett optiskt nät sker mellan olika optiska underordnade slingor och det är därför viktigt att kommu- nikationsmöjligheterna mellan en underordnad slinga och en överordnad slinga är goda.

För att säkerställa funktionen i det i figur 1 visade optiska nätet kan ett flertal geografiskt åtskilda hubbar anordnas i var och en av de underordnade slingorna 4a-4c.

Varje slinga 4a-4c utgörs enligt uppfinningen av ett el- ler flera bussnät, vilka vart och ett avslutas av precis två hubbar. Bussnäten kan via hubbarna sammankopplas i en underordnad slinga 4a-4c innefattande flera bussnät. I det på figur l visade exemplet innefattar varje underord- nad slinga 4a-4c precis två bussnät, vilka är parallell- kopplade så att en underordnad slinga bildas.

Pâ figur 2 visas en första utföringsform av en underord- nad slinga i ett uppfinningsenligt optiskt nät. Denna slinga utgörs av ett bussnàt 5 innefattande fyra olika noder A-D, vilka är inbördes förbundna via två optiska fibrer 1,2, som utnyttjas för överföring i motsatta rikt- ningar. Bussnätet 5 innefattar en första och en andra hubb H1,H2, vilka är anordnade i vardera ände av buss- nätet. Varje nod är inrättad att kommunicera med varje hubb via en våglängdskanal så, att noden utmed en i fi- guren högergående fiber 1 sänder en vàglängdskanal till hubb H2 och utmed en i figuren vänstergáende fiber 2 sänder en våglängdskanal till hubb H1.

Vid den i figuren visade utföringsformen sänder hubb H1 fyra kanaler på den högergàende fibern. En första kanal avtappas fullständigt från fibern av en demultiplexer i nod A och hindras från att fortsätta vidare på fibern.

Denna váglängdskanal kan därigenom återanvändas pà samma fiber för kommunikation från nod A vidare till hubb H2. Övriga kanaler får opåverkade fortsätta genom nod A. En -...,,. 10 15 20 25 30 35 v I I I I: o rll av; * v e av.- anv- 515 560 6 andra kanal avtappas därefter i nod B och kanalen kan återanvändas för sändning på samma fiber från nod B till hubb H2. De sista två kanalerna avtappas och återanvänds på motsvarande sätt i nod C och D. Den vänstergående trafiken fungerar på samma sätt. Hubb H2 sänder samma fyra kanaler, vilka avtappas i noderna A, B, C och D var- vid nya meddelanden tillförs våglängdskanalerna för sändning till hubb H1. Den ordning i vilken kanaler av- tappas eller införs på bussnätet kan naturligtvis varie- IaS .

Den i figur 3 visade nodkonstruktionen är speciellt läm- pad för det uppfinningsenliga optiska nätet. Genom denna nodkonstruktion blir det möjligt att utnyttja samma sän- dare Tx för sändning på båda de från varandra skilda op- tiska fibrerna 1,2 eftersom samma kanaler i en nod ut- nyttjas för sändning till respektive hubb. På motsvarande sätt utnyttjas samma mottagare Rx för mottagning på respektive fiber eftersom varje hubb via respektive fiber sänder samma våglängdskanal till en optisk nod. En på varje optisk fiber 1,2 anordnad multiplexer 6a,6b är inrättad att införa våglängdskanaler från en och samma sändare TX till båda de optiska fibrerna. Genom att samma sändare TX kan utnyttjas för sändning på båda de från varandra skilda optiska fibrerna 1,2, minskas kostnaden för utrustningen. Samma meddelande sänds från någon av noderna A-D ut på båda fibrerna 1,2 i olika riktningar till de två hubbarna H1,H2. På samma sätt mottas samma meddelande i någon av noderna A-D från båda hubbarna H1,H2 via de två optiska fibrerna 1-2. Varje nod A-D in- nefattar två demultiplexrar 7a,7b, varav den ena 7a an- sluter till den högergàende fibern 1 och den andra 7b an- sluter till den vänstergående fibern 2. Dessa demulti- plexrar 7a,7b är inrättade att fullständigt avtappa en viss våglängdskanal från respektive fiber till en mot- tagare Rx i respektive nod. Vid mottagning utnyttjas en optisk kopplare 8 vid den på figuren visade utförings- v.-._- 10 15 20 25 30 35 -- on w vu.- ~..~u ..»ø -uuv I!! v: v ...vv- 7 formen för att fastställa vilken av signalerna som ska tillåtas nå fram till mottagaren Rx. Denna kopplare 8 är inrättad att växla mellan två skilda tillstånd. Vid det första tillståndet kopplas en signal från demultiplexern 7a på den högergående fibern 1 till mottagaren Rx under det att signalen från demultiplexern 7b på den vänster- gående fibern 2 ej beaktas; vid det andra tillståndet kopplas däremot signalen från demultiplexern 7b på den vänstergående fibern 2 till mottagaren Rx, i detta fall beaktas ej signalen från demultiplexern 7a på den höger- gående fibern. En alternativ lösning som ej visas i fi- guren är även att utnyttja två mottagare. Valet av signal utförs då i en elektrisk omkopplare innan vidare be- handling av meddelandet.

I figur 4 visas en underordnad slinga med två parallella, dubbelriktade bussnät 5a,5b av den typ som visas i fig 2, vilka båda ansluter till den första och den andra hubben Hl,H2. Varje nod i den underordnade slingan med två bussnät 5a, 5b kan, pà det sätt som angivits i anslutning till figur 2, kommunicera med var och en av de två hub- barna Hl,H2. De i den underordnade slingan 4 ingående två bussnäten 5a,5b är optiskt sett inte förbundna och all kommunikation mellan dessa sker via hubbarna Hl,H2. Även trafik mellan två noder i samma bussnät sker via någon hubb. Kommunikation inom den underordnade slingan eller med en ej visad överordnad slinga kan därigenom upprätt- hållas även om kabelbrott uppstår i något av bussnäten 5a,5b i den underordnade slingan eller om en hubb upphör att fungera.

För den i figur 4 visade nodkonfigurationen går trafik från exempelvis nod A till nod B via fiber 2 till hubb H1 och därifrån vidare till nod B via fiber 1, eller via fi- ber 1 till hubb H2 och därifrån vidare till nod B via fi- ber 2. På motsvarande sätt går trafik från nod B till nod A via fiber 1 till hubb H2 och därifrån vidare till nod A 10 15 20 25 30 35 w- nov; vn-u v -u-v --. via fiber 2, eller via fiber 2 till hubb H1 och därifrån vidare till nod A via fiber 1.

Vid trafik mellan två skilda bussnät, exempelvis från nod B till nod E går trafiken på motsvarande sätt via hubb H1 och hubb H2. Trafik från nod B går till hubb H2 via fiber 1 och vidare till nod E, via fiber 2 från hubb H2 eller via fiber 2 till hubb H1 och vidare till nod E via fiber 1.

Om ett kabelbrott uppstår t ex mellan nod A och nod B i det i figur 4 visade exemplet, utnyttjas en våglängds- kanal på varje fiber 1,2 för kommunikation mellan nod A och hubb H1. För kommunikationen med nod B utnyttjas istället en våglängdskanal på de fibersträckor som an- sluter till hubb H2. De två hubbarna H1, H2 har förbin- delse med en ej visad överordnad slinga. Detta medför att kommunikation mellan den överordnade slingan och samt- liga noder i de två skilda bussnäten 5a, 5b säkerställs även efter kabelbrottet.

Det har visat sig fördelaktigt att tilldela en extra ka- nal till de två bussnäten 5a, 5b för kommunikation mellan hubbarna H1,H2. Utan tillgång till denna extra kanal, måste all kommunikation mellan hubbarna gå via den över- ordnade slingan 3 vid avbrottssituationen. Detta belastar den överordnade slingan och kan därför vara ofördel- aktigt. Om en extra våglängd utnyttjas för att hantera trafik mellan de två hubbarna H1,H2, kan en våglängds- kanal från nod A till nod B i ovannämnda avbrottssitua- tion först sändas till hubb H1 via fiber 2, där den om- vandlas för sändning via hubb-till-hubb våglängdssän- daren, vilken överför trafik till hubb H2. Denna hubb om- vandlar den mottagna trafiken och sänder den vidare till nod B via aktuell våglängdskanal på fiber 2. 10 f: eo v: 11:; §, ,, x v s oo»- aa_- 1 I III v n 5 560 9 Vid avbrottssituationen påverkas även trafiken mellan två bussnät i den underordnade slingan. Trafik från exempel- vis nod E till nod B gär via fiber l till hubb H2 och därifrån vidare till nod B via fiber 2. Trafik från nod B till nod E går via fiber l till hubb H2 och därifrån vi- dare till nod E via fiber 2.

Den uppfinningsenliga idén kan även utsträckas till att förbinda ett flertal bussnät 5c-5k i en maskformig, un- derordnad slinga på det sätt som visas i figur 5. Vart och ett av bussnäten 5c-5k avslutas i varje ände av en hubb H, vilken är gemensam med ett eller flera av de andra bussnäten på ett sådant sätt att slutna maskor bildas och slingan sluts.

Claims (12)

10 15 20 25 30 35 PATENTKRAV

1. Optiskt nät innefattande underordnade slingor (4a- 4c) inbördes förbundna via åtminstone en överordnad slinga (3), vilka underordnade slingor utgörs av åtmins- tone ett bussnät (5) med hubbar (H1,H2) och en eller flera, via två optiska fibrer (1,2) med motsatt överfö- ringsriktning, inbördes förbundna noder (A-D), varvid hubbarna (Hl,H2) är inrättade att omvandla och koncent- rera mottagna signaler till en för sändning i den över- ordnade slingan (3) eller i en av de underordnade sling- orna (4a-4c) lämplig form, kânnetecknat av, - att varje bussnät innefattar precis två hubbar (Hl,H2), varav den ena hubben är anordnad i en första ände av bussnätet och den andra i en andra ände av buss- nätet, - att varje nod (A-D) är inrättad för sändning till den ena av de två hubbarna (H1, H2) via en av de två optiska fibrerna (1,2); samt - att varje nod (A-D) är inrättad för sändning till den andra av de två hubbarna (H1, H2) via den andra av de två optiska fibrerna (1,2).

2. Optiskt nät enligt patentkrav 1, kännetecknat av, - att varje bussnät (5a;5b;5c;..;5k) i en underordnad slinga är förbundet med ett eller flera andra bussnät (5b;5a; 5d,5e,5f,5g,5k;..; 5c,5d,5g,5j) medelst de två hubbarna (H1,H2;H) som är anordnade i respektive bussnäts ändar så att slutna maskor bildas av bussnäten i den underordnade slingan.

3. Optiskt nät enligt något av föregående patentkrav, kännetecknat av, - att varje nod i bussnätet (5) är inrättad att mottaga våglängdskanaler från de två hubbarna (H1,H2) i bussnät- ets vardera ände, varvid mottagning från en första av de två hubbarna (H1,H2) sker via en första av de två optiska 10 15 20 25 30 35 ll fibrerna (1,2) och mottagning från en andra av de två hubbarna (Hl,H2) sker via en andra av de tvá optiska fib- rerna (1,2); samt - att varje nod i bussnätet (5) är inrättad att sända vågländskanaler till de tvâ hubbarna (Hl,H2) i bussnätets vardera ände, varvid sändning till den första av de två hubbarna (Hl,H2) sker via den andra av de två optiska fibrerna (1,2) och sändning till den andra av de två hubbarna (Hl,H2) sker via den första av de två optiska fibrerna (1).

4. Optiskt nät enligt patentkrav 3, kännetecknat av, - att varje nod är inrättad att sända samma vàglängdska- nal till hubbarna i bussnätets vardera ände; samt - att varje nod är inrättad att mottaga samma våglängds- kanal fràn hubbarna i bussnätets vardera ände.

5. Optisk nät enligt patentkrav 3, kännetecknat av, - att varje nod är inrättad att utnyttja från den första hubben (H1), via den första fibern (1), mottagna våg- längdskanaler för vidare sändning, via samma fiber (1), till den andra hubben (H2); samt - att varje nod är inrättad att utnyttja från den andra hubben (H2), via den andra fibern (2), mottagna väg- längdskanaler för vidare sändning från samma nod, via samma fiber (2), till den första hubben (H1).

6. Optisk nät enligt patentkrav 4, kännetecknat av, - att varje nod är inrättad att utnyttja från den första hubben (H1), via den första fibern (1), mottagna våg- längdskanaler för vidare sändning, via samma fiber (1), till den andra hubben (H2); samt - att varje nod är inrättad att utnyttja från den andra hubben (H2), via den andra fibern (2), mottagna våg- längdskanaler för vidare sändning från samma nod, via samma fiber (2), till den första hubben (H1). 10 15 20 25 30 35 vv m. o...- 'nun

7. Optiskt nät enligt patentkrav 4, kännetecknat av att varje nod innefattar - tvä multiplexrar (6a,6b), varav den ena (6a) är inrät- tad att inkoppla en våglängdskanal från en sändare (Tx) till en första optisk fiber (1) med en första sändnings- riktning i ett bussnät (5) och den andra (6b) är inrättad att inkoppla samma våglängdskanal från samma sändare till en andra optisk fiber (2) med motsatt sändningsriktning i bussnätet (5); samt - två demultiplexrar (7a,7b), varav den ena är inrättad att avtappa en våglängdskanal från den första optiska fibern (l) och den andra (7b) är inrättad att avtappa samma våglängdskanal från den andra optiska fibern (2).

8. Optiskt nät enligt patentkrav 7, kännetecknat av, att noden innefattar en omkopplare (8), vilken omväxlande ansluter demultiplexrarna (7a,7b) till en mottagare (Rx) sä, att en första demultiplexer (7a) ansluts till mot- tagaren (Rx) vid omkopplarens (8) första tillstànd och en andra demultiplexer (7b) ansluts till mottagaren (Rx) vid omkopplarens (8) andra tillstånd.

9. Optiskt nät enligt patentkrav 7, kânnetecknat av att noden innefattar två mottagare, varvid en första motta- gare är inrättad att mottaga en signal från en första de- multiplexer (7a) och en andra mottagare är inrättad att mottaga en signal från en andra demultiplexer (7b).

10. Optiskt nät innefattande: - åtminstone en underordnad slinga, vilken utgörs av ett eller flera bussnät med precis två hubbar, vilka är an- ordnade i vardera ände av bussnätet och vilka är inrät- tade att omvandla och koncentrera mottagna signaler till en för vidare sändning lämplig form, samt en eller flera, 10 15 20 25 30 35 7 I i I! I L ø-vn uu.- u III w-u-u. i i I 515' »f-uw-w šeo 13 via två optiska fibrer med motsatt sändningsriktning, inbördes förbundna noder, varvid varje nod är inrättad för kommunikation med en första av de två hubbarna via en för noden specifik våglängdskanal och med en andra av de två hubbarna via samma vàglängdskanal; samt - en överordnad slinga, vilken är inrättad att förmedla trafik mellan de underordnade slingorna.

11. Förfarande för kanaltilldelning i ett optiskt nät innefattande underordnade slingor (4a-4c) inbördes för- bundna via åtminstone en överordnad slinga, vilka under- ordnade slingor utgörs av ett eller flera bussnät, vilka avslutas av hubbar (Hl,H2; H), och en eller flera, via två optiska fibrer (1,2) med motsatt överföringsriktning, inbördes förbundna noder, varvid hubbarna är inrättade att omvandla och koncentrera mottagna signaler till en för sändning i den överordnade slingan (3) eller i en av de underordnade slingorna (4a-4c) lämplig form, kän- netecknat av, att - att varje nod tilldelas åtminstone en vàglängdskanal för mottagning från de i vardera ände av bussnätet anord- nade hubbarna, varvid mottagning från en första hubb (Hl) sker via den första optiska fibern (1) och mottagning från en andra hubb (H2) sker via den andra optiska fibern (2); samt - att varje nod tilldelas åtminstone en våglängdskanal för sändning till de i vardera ände av bussnätet anord- nade hubbarna, varvid sändning till den första hubben (H1) sker via den andra optiska fibern (2) och sändning till den andra hubben (H2) sker via den första optiska fibern (1); samt - att de våglängdskanaler som mottages på en optisk fiber (l;2) i en nod tilldelas för sändning från samma nod på samma optiska fiber (l;2). i I I Y I I l a I I V C \ 51 o.-. ena-n w n t 51560 -»-«.-.. 14

12. Förfarande enligt patentkrav ll, kännetecknat av, att varje nod tilldelas samma kanaler för kommunikation med den första hubben (H1) som för kommunikation med den andra hubben (H2). -.»--- ~.-..,,.