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Patent Searching and Data


Title:
WDM RING NETWORK
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/013361
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a ring network subdivided into a first and a second part, wherein working signals are fed to the first and the second part of the ring network from a central network element. Protection signals are transmitted in the direction of the working signals to the network elements of the other part of the ring as far as the network elements that close the parts of the ring. The protection signals are then transmitted in the direction opposite the working signals in the corresponding part of the ring in the direction of the central network element. -

Inventors:
MUELLER HORST (DE)
Application Number:
PCT/DE1999/002442
Publication Date:
March 09, 2000
Filing Date:
August 04, 1999
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
MUELLER HORST (DE)
International Classes:
H04B10/27; H04B10/035; H04B10/07; H04B10/275; H04B10/29; H04J14/00; H04J14/02; H04L12/42; H04Q11/04; (IPC1-7): H04J14/02
Foreign References:
EP0716521A21996-06-12
EP0729247A21996-08-28
Other References:
RAMOS A.J.: "OPTICAL NETWORK ARCHITECTURE: ROUTING AND PROTECTION", PROCEEDINGS OF OADM WORKSHOP, 23 April 1998 (1998-04-23), The Hague (The Netherlands), pages 45 - 49, XP000667423
JOHANSSON B S ET AL: "FLEXIBLE BUS: A SELF-RESTORING OPTICAL ADM RING ARCHITECTURE", ELECTRONICS LETTERS,GB,IEE STEVENAGE, vol. 32, no. 25, 5 December 1996 (1996-12-05), pages 2338 - 2339, XP000685328, ISSN: 0013-5194
MAGILL R B: "A BANDWIDTH EFFICIENT SELF-HEALING RING FOR B-ISDN", IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON COMMUNICATIONS (ICC),US,NEW YORK, IEEE, 1997, pages 1572 - 1576, XP000748907, ISBN: 0-7803-3926-6
NAGATSU N ET AL: "ARCHITECTURAL ANALYSIS OF MULTIPLE FIBER RING NETWORKS EMPLOYING OPTICAL PATHS", JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY,US,IEEE. NEW YORK, vol. 15, no. 10, 1 October 1997 (1997-10-01), pages 1794 - 1804, XP000703594, ISSN: 0733-8724
WUTTISITTIKULKIJ L ET AL: "MULTIWAVELENGTH SELF-HEALING RING TRANSPARENT NETWORKS", IEEE GLOBAL TELECOMMUNICATIONS CONFERENCE (GLOBECOM),US,NEW YORK, IEEE, 14 November 1995 (1995-11-14), pages 45 - 49, XP000621453, ISBN: 0-7803-2510-9
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (Postfach 22 16 34 München, DE)
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (Postfach 22 16 34 München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Ringnetz (RN) mit einem zentralen Netzelement (A) zur Einspeisung von Daten und zur Verteilung von Working und ProtectionSignalen (X1WL, B2PR; k2WR, k1PL) auf verschiedenen Ubertragungswegen und in entgegengesetzt gerichteten Übertragungsrichtungen, weiteren Netzelementen (B,.., G) zum Weiterleiten von Up streamdaten vom Teilnehmer (TL) und zum Verteilen von Wor kingSignalen (k1WL, k2WR) an die an die Netzelemente ange schlossenen Teilnehmer (TL), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Ringnetz (RN) ausgehend vom zentralen Netzelement (A) in einen ersten Teil (R) und einen zweiten Teil (L) unter teilt ist, daß das zentrale Netzelement (A) WorkingSignale (X2WR, B1WL) in den ersten und zweiten Teil des Ringnetzes (RN) einspeist, daß das zentrale Netzelement (A) entsprechend der Anteile der in den ersten und zweiten Teil (R, L) des Ringnetzes (RN) ein gespeisten WorkingSignale (X2WR, B1WL) diese als Protection Signale (X2PR, k1PL) jeweils in den anderen Teil des Ringnet zes einspeist, daß die weiteren Netzelemente (B, C ; G, F) die Protection Signale (X2PR, B1PL) j eweils bis zu dem den ersten und linken Teil des Ringnetzes abschließenden Netzelement (D, E) weiter leitet und die ProtectionSignale (X2PR, k1PL) in das jeweils andere abschließende Netzelement (E, D) des ersten und zwei ten Teils (R, L) des Ringnetzes (RN) eingespeist werden und gegen die Ubertragungsrichtung der WorkingSignale zum zen tralen Netzelement (A) weitergeleitet werden.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch l, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die den ersten und zweiten Teil des Ringnetzes (RN) ab schließenden Netzelemente (D, E) derart ausgebildet sind, daß die bisher an den weiteren Netzelementen weitergeleiteten ProtectionSignale (X2PR, B1PL) selektiert und in das jeweils andere abschließende Netzelement (E, D) des ersten und zwei ten Teils des Ringnetzes (RN) eingespeist werden.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zur Aufsplittung der WorkingSignale (k2WR, k1WL) opti sche Splitter vorgesehen sind.
4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zum Zusammenfügen von verschiedenen optischen Signalen optische Filter oder Multiplexer verwendet werden.
5. Verfahren zum Verteilen von Daten innerhalb eines Ringnet zes (RN) zur Einspeisung von Daten und zur Verteilung von Working und ProtectionSignalen (X1WL, B2PR; k2WR, B1PL) auf verschiedenen Ubertragungswegen und in entgegengesetzt ge richteten Ubertragungsrichtungen und zum Weiterleiten von Da ten vom Teilnehmer (TL) und zum Verteilen von WorkingSigna len (X1WL, B2WR) an die an die Netzelemente angeschlossenen Teilnehmer (TL), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Ringnetz (RN) in einen ersten Teil (R) und einen zweiten Teil (L) unterteilt wird, daß WorkingSignale (X2WR, k1WL) in beide Teile des Ringnet zes (RN) eingespeist werden, daß entsprechend der Anteile der in die beiden Teile des Ringnetzes (RN) eingespeisten orkingSignale (2WR, 1WL) diese als ProtectionSignale (X2PR, B1PL) jeweils in den an deren Teil des Ringnetzes eingespeist werden, daß die ProtectionSignale (X2PR, k1PL) jeweils bis zu dem ersten und zweiten Teil des Ringnetzes abschließenden Netze lement (D, E) weiterleitet und die ProtectionSignale (k2PR, B1PL) in das jeweils andere abschließende Netzelement (E, D) des ersten und zweiten Teils des Ringnetzes eingespeist werden und gegen die Ubertragungsrichtung der WorkingSignale zum zentralen Netzelement (A) weiterleitet werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die an weiteren Netzelemente (B, C ; G, F) weitergeleite ten ProtectionSignale (X2PR, k1PL) in den abschließenden Netzelementen (D, E) selektiert werden und in das jeweils an dere abschließende Netzelement (E, D) des ersten und zweiten Teils des Ringes eingespeist werden.
Description:
Beschreibung WDM RINGNETZ In einem Ringnetz mit überwiegend einseitig gerichtetem Da- tentransport, wie z. B. bei einem Datentransport innerhalb des Internets oder bei Videoverteildiensten werden Daten von einem zentralen Netzelement, z. B. einem Internetserver, zum Teilnehmer hin übertragen. Bei dieser eingangs genannten Nut- zung des Ringnetzes findet nur ein sehr begrenzter Daten- transport von einem Teilnehmer zum zentralen Netzelement statt.

Herkömmliche Ubertragungsverfahren in der Synchronen Digita- len Hierarchie stellen jedoch in der Ubertragungsrichtung zum Teilnehmer und vom Teilnehmer die gleiche Übertragungskapazi- tät zur Verfügung. Ein stark einseitig ausgeprägter Daten- transport bringt den Nachteil mit sich, daß fast die Hälfte der Übertragungskapazität des Ringnetzes ungenutzt bleibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsan- ordnung und ein Verfahren anzugeben, mit der die Übertra- gungskapazität eines Ringnetzes mit überwiegend einseitigem Datentransport genützt werden kann.

Gemäß der Erfindung wird die gestellte Aufgabe durch die Pa- tentansprüche 1 und 5 gelöst.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß die Übertra- gungskapazität bei überwiegend einseitigem Datentransport auf dem Ringnetz bei gleichbleibender Ubertragungssicherheit aus- genutzt wird.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß auch ein Da- tentransport vom Teilnehmer zum zentralen Netzelement des Ringes möglich ist.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Schaltungsanordnung und des Verfahrens sind in den weiteren Patentansprüchen angege- ben.

Weitere Besonderheiten der Erfindung werden aus den nachfol- genden näheren Erläuterungen eines Ausführungsbeispiels an- hand von Zeichnungen ersichtlich.

Es zeigen : Figur 1 einen Aufbau und die Datentransportwege eines her- kömmlichen Ringnetzes, Figur 2 einen Aufbau und die Datentransportwege eines Ring- netzes gemäß der Erfindung, Figur 3 eine Ausgestaltung eines zentralen Netzelementes, Figur 4 eine Ausgestaltung eines Netzelemetes, Figur 5 eine Ausgestaltung von Netzelementen, die jeweils eine Hälfte des Ringnetzes abschließen, und Figur 6 eine weitere Ausgestaltung von Netzelementen, die jeweils eine Hälfte des Ringnetzes abschließen.

In der Synchronen Digitalen Hierarchie SDH kommen bevorzugt Ringstrukturen, in denen einzelne Netzelemente zum Auskoppeln oder Einkoppeln von Daten integriert sind, zum Einsatz. Die Ringstruktur ermöglicht die Übertragung von Daten, die wenn sie direkt zum Teilnehmer übertragen werden als Working-Sig- nale bezeichnet werden. Die zum Teilnehmer zu übertragenden Daten werden wegen einer geforderten hohen Datensicherheit auch als Protection-Signale auf einen zweiten Ubertragungsweg innerhalb des Ringes zum Teilnehmer übertragen. Durch diese Art der Übertragung der Daten wird bei einer Unterbrechung des Ringes ein hohes Maß an Übertragungssicherheit gewährlei- stet.

Das erfindungsgemäße Verfahren mit dazugehöriger Schaltungs- ausgestaltung wird anhand einer Ringstruktur mit einer Syn- chronen Transfer Mode-STM Datenübertragung näher erläutert.

Zum besseren Verständnis wird zunächst von einem einseitig gerichteten Datentransport ausgegangen, bei dem kein Daten- transport von einem Teilnehmer zum zentralen Netzelement er- folgt.

In Figur 1 ist eine Realisierung entsprechend dem Stand der Technik dargestellt. In dem Ring sind in dieser Figur ein zentrales Netzelement A und eine Vielzahl von Netzelementen B bis G angeordnet. In das zentrale Netzelement A des Ringes, in dem die Daten mit einem Synchronen Transfer Mode-STM über- tragen werden, werden 16 x STM-1 Signale, z. B. von einem zen- tralen Internetserver eingespeist. Im zentralen Netzelement A werden die Daten sowohl im Uhrzeigersinn als Working-Signale W auf einem Working-Weg WW als auch gegen den Uhrzeigersinn als Protection-Signale P in einem Protection-Weg PW in den Ring eingespeist. Der Working-Weg WW ist mit einer durchge- henden Linie und der Protection-Weg PW ist mit einer unter- brochenen Linie dargestellt.

Bei einer Unterbrechung im Ring, z. B. zwischen dem Netzele- ment C und dem Netzelement D werden die Netzelemente B und C weiterhin über den Working-Weg erreicht. Die Netzelemente D bis G hingegen werden mit den Protection-Signalen P versorgt.

Als Protection-Verfahren wird ein Subnetwork Connection Pro- tection SNCP Verfahren, das auch als Path Protection Verfah- ren bezeichnet wird, eingesetzt. Dieses Verfahren eignet sich insbesondere bei einseitig gerichtetem Datenverkehr, da es die gleiche Übertragungskapazität im Ring bietet wie ein Sha- red Ring Protection Verfahren. Bei diesem Verfahren ist die Steuerung der Working- und Protection-Signale einfach reali- sierbar, da keine Umschaltprotokolle zu einer Umschaltung in den Netzelementen erforderlich werden. Die Umschaltung in den Netzelementen erfolgt jeweils empfangsseitig aufgrund lokaler Informationen.

In Figur 2 sind die Datenwege innerhalb des Ringes gemäß der Erfindung dargestellt. Der Working-Weg WWR, WWL ist mit einer durchgehenden Linie und der Protection-Weg PWR, PWL ist mit einer unterbrochenen Linie dargestellt. Bei dem erfindungsge- mäßen Verfahren wird der Ring logisch, ausgehend vom Netzele- ment A, in zwei Ringhälften unterteilt. Vom zentralen Netze- lement A, der auch als Gatewayknoten A bezeichnet werden kann, werden 32 x STM-1 Signale in den Ring eingespeist. Da- bei werden 16 x STM-1 Signale als Working-Signale WR auf dem Working-Weg WWR im Uhrzeigersinn und 16 x STM-1 Signale als Working-Signale WL auf dem Working-Weg WWL gegen den Uhrzei- gersinn in den Ring eingespeist. Beim erfindungsgemäßen Ver- fahren werden die Protection-Signale PR, PL auf getrennten Wegen vom zentralen Netzknoten A zum abschließenden Netzele- mentepaar D, E übertragen, zwischen denen der erste und zweite Teil des Ringes aneinander angrenzen. In der gezeigten Figur ist die logische Trennstelle des in zwei Ringhälften unterteilten Ringes zwischen den abschließenden Netzelementen D und E. Im Uhrzeigersinn werden in den Ring eingespeiste Da- ten in der linken Ringhälfte bzw. ersten Teil des Ringes ge- gen den Uhrzeigersinn als Protection-Signale vorbei an den Netzelementen G und F bis zum Netzelement E weitergeleitet.

Erst im abschießenden Netzelement E werden die Protection- Signale in den Ring eingespeist und laufen in entgegengesetz- ter Richtung zu den Working-Signalen in der rechten Ring- hälfte bzw. in den zweiten Teil des Ringes zum zentralen Netzknoten A. Die gleiche Verfahrensweise erfolgt mit den in die linke Ringhälfte bzw. in den ersten Teil des Ringes ein- gespeisten Daten. Hier werden die Protection-Signale an den Netzelementen B und C vorbeigeführt und erst beim abschlie- ßenden Netzelement D selektiert und in das abschließende Net- zelement E in die rechte Ringhälfte eingespeist und laufen in entgegengesetzter Ubertragungsrichtung in der linken Ring- hälfte zu den in der linken Ringhälfte übertragenen Working- Signalen.

In Figur 3 ist eine Ausgestaltung des zentralen Netzknotens A wiedergegeben. Der Kern des zentralen Netzknotens A bildet ein Add/Drop-Multiplexer A/D-MUX, dem 32 x STM-1 Signale zu- geführt werden. Der Add/Drop-Multiplexer A/D-MUX ist mit einem Tributary Anschluß T, einem Koppelfeld KF sowie opti- schen STM-16 Leitungsschnittstellen Ost und West ausgebildet.

Die Leitungsschnittstellen Ost und West geben optische Sig- nale ab, gebildet zum Beispiel durch selektive Laser mit spe- zifischen Wellenlängen k1 und 2. An den Leitungsschnittstel- len Ost und West sind jeweils in Serie ein optischer Splitter OSO, OSW und ein optisches Filter OFO, OFW angeordnet. Im op- tischen Splitter OSO wird das optische Signal k1 in Working- Signale B1WL und in Protection-Signale IPL aufgeteilt. Im optischen Splitter OSW, der an die Leitungsschnittstelle West angeschlossen ist, wird das optische Signal B2 in Workingsig- nale k2WR und Protection-Signale k2PR aufgeteilt.

Nach der Leitungsschnittstelle OST werden im optischen Filter OFO die Working-Signale k1WL der Leitungsschnittstelle OST und die Protection-Signale 2PR, die in dem optischen Split- ter OSW an der Leitungsschnittstelle West gebildet wurden, zugefügt und bilden ein optisches Signal B1WL und 2PR. Ent- sprechend wird in der Gegenrichtung ein optisches Signal k2WR und XLPL durch das optische Filter OFW gebildet.

Die Working- und Protection-Signale B1WL, B2PR bzw. A. 2WR, XLPL werden jeweils zu den nächsten Netzelementen G, F, E bzw. B, C, D weitergeleitet.

An beiden optischen Filtern OFO, OFW besteht zudem noch die Möglichkeit, ein gewünschtes optisches Signal zu selektieren.

Anstelle der optischen Filter OFO, OFW können auch Wellenlän- genmultiplexer WDM eingesetzt werden. An die Leitungsschnitt- stellen Ost und West gelangen von den jeweils folgenden Net- zelementen Protection-Signale und Upstream-Signale.

In Figur 4 ist eine Ausgestaltung der Netzelemente B, C, F und G des Ringes gezeigt. Ein optisches Filter OF oder ein Wellenlangendemultiplexer WDM/D ; Wellenlangenmultiplexer WDM/ M in den Netzelementen F und G in der linken Ringhälfte zweigt aus dem optischen Signal k1WL, B2PR das Working Sig- nal B1WL ab und läßt das Protection-Signal 2PR durch. Ebenso werden das Protection-Signal XLPL in den optischen Filtern OF der Netzelemente B, C in der rechten Ringhälfte an den Netze- lementen B, C in der rechten Ringhälfte vorbeigeleitet.

Dem Add/Drop Multiplexer A/D-MUX wird an der Leitungsschnitt- stelle West das Working-Signal B1WL zugeführt, durch das Kop- pelfeld KF werden an dieses Netzelement angeschlossenen Teil- nehmer TL bestimmten Signale ausgekoppelt und über einen Tri- butary Anschluß T dem Teilnehmer TL zugeleitet.

Weiterzuleitende Anteile des Working-Signals B1WL werden über die Leitungsschnittstelle Ost wieder mit dem optischen Filter OF in den Datenstrom auf dem Working-Weg WWL des Rin- ges eingekoppelt, so daß wieder ein optisches Signal 1WL und B2PR entsteht. In Gegenrichtung können an der Leitungs- schnittstelle Ost, hier die Protection- und Upstream-Signale an den A/D MUX angelegt werden. In der rechten Hälfte des Ringes wird mit der gleichen Vorgehensweise ein bestimmtes Signal für einen Teilnehmer in den Netzelementen B, C ausge- koppelt und der Rest des Working-Signals wieder eingekoppelt sowie Protection- und Upstream-Signale weitergeleitet.

In Figur 5 ist eine Ausgestaltung der abschließenden Netzele- mente D und E die jeweils eine Hälfte des Ringnetzes ab- schließen gezeigt. Aus dem abschließenden Netzelement E wird mit Hilfe eines optischen Filters OF oder eines Wellenlängen- demultiplexers WDM/D das Working-Signal B1WL ausgekoppelt und einer Leitungsschnittstelle Ost des abschließenden Netzele- mentes E zugeführt. Das Protection-Signal k2PR wird ggf. über einen optischen Verstärker OA der Leitungsschnittstelle Ost des abschließenden Netzelementes D zugeführt. Über das Kop-

pelfeld KF des abschließenden Netzelementes D und der Lei- tungsschnittstelle West des abschließenden Netzelementes D gelangen die bislang auf den Hilfsprotectionweg HPWR in der linken Hälfte des Ringes weitergeleiteten Protection-Signale k2PR in den Protection-Weg PWR der rechten Hälfte R des Ring- netzes RN. Die Protection-Signale B1PL, die auf dem Hilfspro- tectionweg HPWL bisher in der rechten Hälfte R des Ringnetzes RN weitergeleitet wurden, gelangen über die Leitungsschnitt- stelle West, dem Koppelfeld KF und über die Leitungsschnitt- stelle Ost in den Protection-Weg PWL der linken Hälfte L des Ringnetzes.

In Figur 6 ist eine weitere Ausgestaltung der Netzelemente D und E gezeigt, die jeweils eine Hälfte des Ringnetzes ab- schließen. Diese Ausgestaltung unterscheidet sich von der in Figur 5 gezeigten dadurch, daß Daten von einem an diese Net- zelemente angeschlossenen Teilnehmern TL zu anderen Netzele- menten oder zum zentralen Netzelement A innerhalb der linken oder rechten Hälfte des Ringes gesendet werden. Abweichend von der Darstellung aus Figur 5 wird das Protection-Signal k2PR vom optischen Filter OF über einen Tributary-Anschluß dem Koppelfeld KF des Netzelementes E zugeführt. Im Koppel- feld KF wird ebenso der Protection-Upstream-Datentransport zugeführt. Zwischen den Leitungsschnittstellen Ost des Netze- lementes D und der Leitungsschnittstelle West des Netzelemen- tes E wird das Summensignal aus Protection-Signal 2PR und Protection-Upstream-Signal sowie das Summensignal aus dem Protection-Signal k1PL und Protection-Upstream-Signal abgege- ben. Der Upstream-Datenstrom im Ring verringert die Kapazität der im zentralen Netzelement A eingespeisten Daten entspre- chend.