DE60204948T2 - Optisches TDM Kommunikationssystem - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft Kommunikationssysteme. Speziell, aber nicht ausschließlich, bezieht sie sich auf Systeme mit optischen TDM (Time Division Multiplex)-Vermittlungskernen.
• Derartige Vermittlungskerne sind Branchenkennern wohlbekannt. Der Betrieb einer optischen Rückwandplatine und/oder eines Geräts für die Verwendung im Zusammenhang damit ist in unseren parallel zu dieser Patentanmeldung eingereichten Patentanmeldungen Nr. GB 2353157A und GB 2362280A beschrieben, auf die hiermit verwiesen wird. Dementsprechend wird in der vorliegenden Patentanmeldung davon ausgegangen, dass eine detaillierte Beschreibung von Vermittlungskernen und optischen Rückwandplatinen in diesem Dokument nicht erforderlich ist.
• Die Kapazität des in GB 2362280A beschriebenen Geräts ist durch die Datenübertragungsrate der optischen Rückwandplatine begrenzt. Der typische Wert für diese Datenübertragungsrate beträgt 5 Terabit/s. In Zukunft werden jedoch Vermittlungskerne mit höherer Kapazität erforderlich sein. Diese können durch die Zusammenschaltung von mehreren 5 Terabit/s-Vermittlungsknoten erreicht werden, so dass einer oder mehrere der Eingangsports eines dieser Knoten selektiv mit dem Ausgangsport bzw. den Ausgangsports eines beliebigen anderen Knotens über einen statischen optischen Petabit/s-Verbindungsbus verbunden werden kann. Dabei ist es ein wichtiges Ziel dieser Erfindung, ein optisches Zusammenschaltungssystem zur Erfüllung dieser konkreten Anforderung zu schaffen. Allerdings ist hier anzumerken, dass die vorliegende Erfindung auch allgemeinere Anwendung in Kommunikationssystemen finden kann.
• Entsprechend der vorliegenden Erfindung werden optische TDM-Kommunikationssysteme entsprechend der Definition in den Patentansprüchen am Ende dieses Dokuments bereitgestellt.
• Im Folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Dabei wird auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen, in der ein schematisches Block-/Flussdiagramm eines Vermittlungsknoten-Zusammenschaltungssystems dargestellt ist.
• Wie in der Zeichnung dargestellt, besteht ein Kommunikationssystem aus mehreren 5 Terabit-Vermittlungsknoten, von denen aus Vereinfachungsgründen nur zwei (1 und 2) in der Zeichnung angegeben sind. Jeder der Knoten 1 und 2 enthält eine 128 × 128 Einzelknoten-Vermittlungsstruktur. Der Knoten 1 enthält die Eingangsports 3, die mit der Ausgangsleitung 4 verbunden sind und die Ausgangsports 5, die jeweils mit einer Eingangsleitung 6 verbunden sind. Die Verbindung erfolgt jeweils über einen Zeitschlitzselektor 7 und ein optisches Gitter 8. Der Vermittlungsbetrieb wird lokal über einen Scheduler 9 gesteuert. Der andere Knoten 2 ist praktisch identisch zum Knoten 1 und umfasst die Eingangsports 10, die mit einer Ausgangsleitung 11 verbunden sind und die Ausgangsports 12, die jeweils mit einer Eingangsleitung 13 verbunden sind. Die Verbindung erfolgt jeweils über einen Zeitschlitzselektor 14 und ein optisches Gitter 15. Der Vermittlungsbetrieb wird lokal über einen Scheduler 16 gesteuert.
• Um einen oder mehrere der Eingangsports 3 von Knoten 1 über einen optische Busanordnung, die als Cross-connect 17 mit eigenem Steuerwerk 18 implementiert werden kann, mit einem beliebigen Ausgangsport eines beliebigen anderen Knotens zu verbinden (z. B. einen der Ausgangsports 12 von Knoten 2), steht ein zweistufiges Verkehrsmanagement-Schnittstellensystem zur Verfügung, das für jeden Knoten eine gleichartige Petabit-Erweiterungsbox umfasst. In dieser konkreten Ausführungsform stehen die Boxen 19 und 20 für die Knoten 1 bzw. 2 zur Verfügung.
• Die Erweiterungsbox 19 bearbeitet den Verkehr von und zum Knoten 1 und enthält einen Zeitschlitz-Resequenzer 21, der auf der 5 Terabit-Ebene arbeitet und die Eingangsports 3 an den Cross-connect 17 koppelt. Weiterhin ist ein zeitschlitzspezifischer Kombinator 22 enthalten, der auf der Petabit-Ebene arbeitet und den Cross-connect 17 an die Ausgangsports 5 koppelt.
• In ähnlicher Weise verarbeitet die Erweiterungsbox 20 den Verkehr von und zum Knoten 2 und enthält einen Zeitschlitz-Resequenzer 23, der auf der 5 Terabit-Ebene arbeitet und die Eingangsports 10 an den Cross-connect 17 koppelt. Weiterhin ist ein zeitschlitzspezifischer Kombinator 24 enthalten, der auf der Petabit-Ebene arbeitet und den Cross-connect 17 an die Ausgangsports 12 koppelt.
• Der auf der 5 Terabit-Ebene arbeitende Zeitschlitz-Resequenzer 21 enthält einen von Leitung 4 gespeisten optischen Splitter 25, einen Zeitschlitzselektor 26, eine Zeitverzögerung 27 und einen an den Cross-connect 17 gekoppelten optischen Kombinator 28. Der damit verknüpfte zeitschlitzspezifische Kombinator 22 arbeitet dagegen auf der Petabit-Ebene und enthält eine vom Cross-connect 17 gespeiste Zeitverzögerung 29, einen Zeitschlitzselektor 30 und einen optischen Kombinator 31, der an Leitung 6 gekoppelt ist, so dass der Datenerweiterungseffekt praktisch umgekehrt wird.
• In ähnlicher Weise enthält der auf der 5 Terabit-Ebene arbeitende Zeitschlitz-Resequenzer 23 einen von Leitung 11 gespeisten optischen Splitter 32, einen Zeitschlitzselektor 33, eine Zeitverzögerung 34 und einen an den Cross-connect 17 gekoppelten optischen Kombinator 35. Der damit verknüpfte zeitschlitzspezifische Kombinator 24 arbeitet dagegen auf der Petabit-Ebene und enthält eine vom Cross-connect 17 gespeiste Zeitverzögerung 36, einen Zeitschlitzselektor 37 und einen optischen Kombinator 38, der an Leitung 13 gekoppelt ist.
• Obwohl in diesem Beispiel nur zwei Knoten dargestellt sind, ist offensichtlich, dass an den Cross-connect 17 in ähnlicher Weise mehrere Knoten über eine jeweils eigene Petabit-Erweiterungsbox angeschlossen werden können.
• Während des Betriebs nutzt das oben beschriebene System Algorithmen, die auf zwei Ebenen ausgeführt werden: die 5 Terabit-Ebene der Vermittlungsknoten und die Petabit-Ebene des Erweiterungssystems. Letzteres besteht aus den Erweiterungsboxen 19 und 20 sowie dem Cross-connect 17. Jeder Knoten ist für das Management der Zeitschlitzzuweisung bzw. der Steuerung seiner eigenen Rückwandplatine verantwortlich. An das Erweiterungssystem werden Informationen über Verkehrsdaten weitergegeben, die für andere Knoten bestimmt sind, mit denen eine Verbindung über das Erweiterungssystem besteht. Nachdem das Erweiterungssystem eine Verbindung zwischen zwei Knoten hergestellt hat, entscheidet der lokale Knoten, über welchen seiner Eingangsports die Übertragung zum Ausgangsport des externen Knotens erfolgen soll, und übergibt diese Informationen an das Verkehrsmanagementsystem des externen Knotens.
• Um die Informationen über die Rückwandplatine des Eingangsknotens übertragen zu können, müssen diese von der Rückwandplatine extrahiert, zeitverschoben und auf einer Erweiterungsrückwandplatine in einen neuen Zeitschlitz eingefügt werden. Auf diese Weise wird der Datenverkehr zum externen Knoten übertragen, wo die Daten erneut extrahiert, zeitverschoben und in den entsprechenden Zeitschlitz der Rückwandplatine der Ausgangsknoten eingefügt werden. Dies ist im Prinzip eine optische Zeit- und Raumvermittlung, die in diesem System über die dargestellten Splitter, Koppler und Verzögerungsleitungen/-geräte definiert ist.
• Ein System wie das oben beschriebene hat den Vorteil, dass durch die Verwendung der Zeitschlitz-Resequenzer unabhängige Zeitverzögerungen für jeden der 128 Zeitschlitze ermöglicht werden und zudem alle 128 bei Bedarf ausgegeben werden könnten. Während des Betriebs ermöglichen die zeitschlitzspezifischen Kombinatoren eine optische Vermittlung von 128 : 1 bei einer Vermittlungsgeschwindigkeit von 50 Pic/s. Es ist offensichtlich, dass durch das Scheduling interne/externe Konkurrenz um die Zeitschlitze vermieden wird und die Implementierung bereits von ihrer Auslegung her entsprechend den Verkehrsanforderungen skalierbar ist.

Claims (4)

1. Ein optisches TDM-Kommunikationssystem für die gegenseitige Zusammenschaltung mehrerer Vermittlungsknoten (1, 2) über einen Verbindungsbus (17), das zusammen mit jedem einzelnen Knoten eine zweiteilige TDM-Datenmanagement-Schnittstelle (19, 20) enthält. Dabei gilt: Der erste (21, 23) der zwei Teile enthält einen Zeitschlitz-Resequenzer für die Datenübertragung von dem mit ihm verknüpften Knoten zum Bus. Der Zeitschlitz-Resequenzer jeder Schnittstelle enthält einen optischen Splitter (25, 32), der von dem mit ihm verknüpften Vermittlungsknoten gespeist wird und über einen Zeitschlitzselektor (26,33), eine Zeitverzögerungseinrichtung (27, 34) und einen optischen Kombinator (28,35), der den Bus speist, an den Bus gekoppelt ist. Der zweite (22, 24) der zwei Teile enthält einen zeitschlitzspezifischen Kombinator für die Datenübertragung vom Bus zu dem mit ihm verknüpften Knoten, wobei der zeitschlitzspezifische Kombinator jeder Schnittstelle eine Zeitverzögerungseinrichtung (29, 36), einen Zeitschlitzselektor (30, 37) und einen optischen Kombinator (31, 38) enthält, über den der verknüpfte Knoten vom Bus gespeist wird. Dabei verfügen jeder Knoten und der Bus über eine unabhängige Datensteuerung. Die Vermittlungsknoten werden mit einer niedrigeren Datenübertragungsrate als der Verbindungsbus betrieben. Die Daten zwischen den Vermittlungsknoten, der Schnittstelle und dem Bus werden optisch übertragen.
2. Ein Kommunikationssystem wie in Patentanspruch 1 beschrieben, bei dem die Vermittlungsknoten des Systems jeweils mit dem Zeitschlitz-Resequenzer einer damit verknüpften Schnittstelle gekoppelte Eingangsports (3, 10) und Ausgangsports (5, 12) enthalten, die über Gitter (8, 15) und einen Zeitschlitzselektor (7, 14) mit dem zeitschlitzspezifischen Kombinator dieser verknüpften Schnittstelle gekoppelt sind.
3. Ein Kommunikationssystem wie in den vorangegangenen Patentansprüchen beschrieben, bei dem die Schnittstelle so angeordnet ist, dass eine 5 Terabit-Kopplung zwischen den Vermittlungsknoten und dem Bus und eine Petabit-Kopplung zwischen dem Bus und den Vermittlungsknoten möglich ist.
4. Ein Kommunikationssystem wie in den vorangegangenen Patentansprüchen beschrieben, bei dem die Vermittlungsknoten jeweils eine 128 × 128-Vermittlungsstruktur enthalten.