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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Wellenlängen-Umwandlungseinrichtung
und ein optisches Querverbindungssystem, das diese nutzt, und im
Besonderen ein optisches Querverbindungssystem, das es jeder Wellenlängen-Umwandlungseinrichtung
ermöglicht,
eine notwendige Lichtquelle von einer Mehrfachwellenlängen-Lichtquelle
zu empfangen.
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Entsprechend
dem aktuellen Trend einer schnellen Entwicklung von Wellenlängen-Multiplex (wavelength
division multiplexing – WDM)-Verfahren, die
mehrere Wellenlängen
innerhalb einer optischen Faser bereitstellen, ist es nun möglich, eine
Vielzahl von Speicherdaten in großer Menge mit einer einzigen
optischen Faser in einem optischen Höchstgeschwindigkeits-Kommunikationsbereich
(very high-speed optical communication field) zu senden. Es wird
angenommen, dass in der nahen Zukunft die aktuellen linearen oder
ringförmigen
Netzwerke, die zum Senden von Daten über einen festen Pfad eines optischen
Kommunikationsnetzwerkes verwendet werden, zu „vollständig optischen Sendenetzwerken" (All Optical Transmission
Network – AOTNs)
geändert
werden, wodurch eine Einrichtung zum dynamischen Rekonstruieren
der eigenen Netzwerkkonfigurationen durch Ablenken (diverting) eines
optischen Pfades bereitgestellt wird, falls dies notwendig ist.
Im Wesentlichen wird angenommen, dass ein Backbone-Netzwerk durch ein
maschenartiges Netzwerk auf Basis eines optischen Querverbinders
(Optical Cross-Connector – OXC)
ersetzt wird, um Rekonstruktionen von Schaltungsleitungen (circuit
lines) an jedem Knoten bereitzustellen.
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Es
ist darauf hinzuweisen, dass der optische Querverbinder (OXC) mit
einem elektrischen Verfahren oder einem optischen Verfahren implementiert werden
kann. Das elektrische Verfahren konvertiert ein eingegebenes optisches
Signal in ein elektrisches Signal und verwendet dazu eine Umwandlung von
optisch nach elektrisch und führt
einen Schaltbetrieb durch, anschließend wird das elektrische Signal wieder
in ein optisches Signal zurück
umgewandelt. Im Gegensatz dazu unterzieht ein optisches Verfahren
ein optisches Signal, das Wellenlängen-Multiplexen unterzogen
und von einer Eingabever bindung empfangen wurde, Demultiplexen und
schaltet das Signal in Wellenlängeneinheiten
um, wozu ein Abstandsswitch (space switch) verwendet wird. Diese Art
eines optischen Verfahrens wird darüber hinaus entsprechend einer
Wellenlängen-Umwandlungseinrichtung
(wavelength converter – WC)
in mehrere untergeordnete Verfahren unterteilt. So ist beispielsweise
ein derartiges untergeordnetes Verfahren ein Wellenlängenwechsel-Querverbinder
(wavelength interchanging cross-connector), der bekannt dafür ist, die Erweiterbarkeit
eines Routing-Algorithmus sicherzustellen und die Wahrscheinlichkeit
eines Kanalblockierens durch eine Wellenlängen-Umwandlungseinrichtung zu verringern.
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1 ist
eine Ansicht, die ein Blockdiagramm eines herkömmlichen Wellenlängenwechsel-Querverbinders
darstellt, wie offenbart in dem Dokument
US 4845703 . Wie dargestellt, umfasst
der herkömmliche
Querverbinder eine Wellenlängen-Demultiplexiereinrichtung
10,
einen optischen Abstandsswitch
20, eine Vielzahl von Wellenlängen-Umwandlungseinrichtungen
30 bis
33,
eine Wellenlängen-Multiplexiereinrichtung
40 sowie
eine Vielzahl von Wellenlängen-Lichtquellen
50 bis
53.
In
1 kennzeichnet ein Referenzzeichen ADD die hinzugefügten Signalkanäle und das
andere Referenzzeichen DROP kennzeichnet die entnommenen Signalkanäle.
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Im
Betrieb wird ein eingehendes optisches Signal, das über eine
optische Eingangsfaser empfangen wurde, durch die Wellenlängen-Demultiplexiereinrichtung 10 Wellenlängen-Demultiplexieren unterzogen
und anschließend
durch den optischen Abstandsswitch 20 querverbunden. Das
querverbundene optische Signal wird durch die Wellenlängen-Umwandlungseinrichtungen 30 bis 33 Wellenlängen-Umwandeln
unterzogen, dann in die Wellenlängen-Multiplexiereinrichtung 40 eingegeben
und durch diese Multiplexieren unterzogen, wodurch ein Multiplexieren
unterzogenes, optisches Signal auf einer optischen Ausgabefaser
erzeugt wird. Der optische Querverbinder besitzt eine Vielzahl von
Eingabeverbindungen, so dass die Anzahl optischer Signalkanäle, welche
jede der Wellenlängen
besitzen, gleich der Anzahl der Verbindungen ist. Wenn jedoch wenigstens
zwei Wellenlängen
zu einer gemeinsamen Ausgabeverbindung geleitet werden, tritt eine Leitungskonkurrenz
auf. Zum Lösen
dieses Problems wird die Verfügbarkeit
des Netzwerkes erhöht, wenn
bei einer auszugebenden Verbindung eine Wellenlängen-Umwandlung zu einer ungenutzten Wellenlänge bereitgestellt
wird. Daher wird eine Wel lenlängen-Umwandlungseinrichtung
an jedem Kanal der Wellenlängen-Multiplexiereinrichtung 40 angebracht,
um die Verfügbarkeit
des Netzwerkes zu erhöhen.
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Der
vorstehend genannte, herkömmliche Wellenlängenwechsel-Querverbinder
ermöglicht
es jedoch, dass jede der Wellenlängen-Umwandlungseinrichtungen 30 bis 33 eine
Lichtquelle empfangen kann, die einer Wellenlänge der Wellenlängen-Multiplexiereinrichtung 40 entspricht,
welche eine Vielzahl von individuellen Lichtquellen 50 bis 53 verwendet. Als
Solches benötigt
das System darüber
hinaus einen Lichtquellen-Stabilisator. Da der herkömmliche Wellenlängenwechsel-Querverbinder
eine Anzahl von Lichtquellen für
unterschiedliche Wellenlängen anbringt,
benötigt
das System eine Anzahl von Modellen von Wellenlängen-Umwandlungseinrichtungen.
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Demgemäß besteht
ein Bedarf des Bereitstellens eines verbesserten Querverbindungssystems,
so dass zusätzliche
Komponenten, die zum Erzielen der Umwandlung von Wellenlängen erforderlich
sind, minimiert werden können.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Wellenlängen-Umwandlungseinrichtung und
ein optisches Querverbindungssystem, das diese verwendet, bereitzustellen,
um es einer Mehrfachwellenlängen-Lichtquelle
zu ermöglichen,
jeder Wellenlängen-Umwandlungseinrichtung
die notwendige abgestimmte Wellenlänge bereitzustellen, ohne individuelle
Lichtquellen mit unterschiedlichen Wellenlängen für jede Wellenlänge einer
Multiplexiereinrichtung zu verwenden, wie in dem System nach dem Stand
der Technik.
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Ein
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen einer Wellenlängen-Umwandlungseinrichtung,
die eine Mehrfachwellenlängen-Lichtquelle
verwendet, diese umfasst: eine Wellenlängen-Multiplexiereinrichtung
zum Unterteilen optischer Eingabesignale in Wellenlängeneinheiten
oder zum Sammeln der optischen Signale mit geteilter Wellenlängen-Einheit
(divided wavelength-unit optical signals); eine Wellenlängen-Umwandlungseinrichtung
zum Durchführen
einer Wellenlängen-Umwandlung
an einem eingegebenen optischen Mehrkanal-Signal; eine Mehrfachwellenlängen-Lichtquelle zum
Erzeugen eines optischen Mehrfachwellenlängen-Signals, das benötigt wird,
um die Wellenlängen-Umwandlung
der Wellenlängen-Umwandlungseinrichtung
durchzuführen,
einen ersten optischen Zirkulator zum Senden des optischen Mehrfachwellenlängen-Signals an die Wellenlängen-Multiplexiereinrichtung
und zum Ausgeben eines optischen Sendesignals, das von der Wellenlängen-Multiplexiereinrichtung
erzeugt wurde, zu einer Ausgabeverbindung (Output link); sowie einen
zweiten optischen Zirkulator zum Bereitstellen einer Einzelwellenlängen-Lichtquelle,
die von der Wellenlängen-Multiplexiereinrichtung
Demultiplexieren unterzogen wurde, als eine abgestimmte Wellenlänge, die
benötigt
wird, um die Wellenlängen-Umwandlung
der Wellenlängen-Umwandlungseinrichtung
durchzuführen,
und zum Ausgeben eines Wellenlängen-Umwandeln unterzogenen,
optischen Sendesignals, das von der Wellenlängen-Umwandlungseinrichtung erzeugt wurde,
zu der Wellenlängen-Multiplexiereinrichtung.
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Ein
weiterer Aspekt ist das Bereitstellen eines Wellenlängenwechsel-Querverbinders,
der umfasst: eine erste und eine zweite Wellenlängen-Multiplexiereinrichtung
zum Unterteilen optischer Eingabesignale für alle Richtungen in Wellenlängeneinheiten
oder zum Sammeln der optischen Signale mit geteilter Wellenlängen-Einheit;
einen Abstandsswitch zum Umschalten von Eingabesignalen mit unterschiedlichen
Wellenlängen über die
erste Wellenlängen-Multiplexiereinrichtung;
eine Wellenlängen-Umwandlungseinrichtung
zum Durchführen
einer Wellenlängen-Umwandlung
an den geschalteten Signalen, die in Signale umgewandelt werden
sollen, die jeder Wellenlänge
der zweiten Wellenlängen-Multiplexiereinrichtung
entsprechen; eine Mehrfachwellenlängen-Lichtquelle zum Erzeugen
eines optischen Mehrfachwellenlängen-Signals,
das benötigt
wird, um die Wellenlängen-Umwandlung
der Wellenlängen-Umwandlungseinrichtung
durchzuführen;
einen ersten optischen Zirkulator zum Senden des optischen Mehrfachwellenlängen-Signals
an die zweite Wellenlängen-Multiplexiereinrichtung
und zum Ausgeben eines optischen Sendesignals, das von der zweiten
Wellenlängen-Multiplexiereinrichtung
erzeugt wurde, zu einer Ausgabeverbindung; sowie einen zweiten optischen
Zirkulator zum Bereitstellen des optischen Mehrfachwellenlängen-Signals,
das von der Wellenlängen-Multiplexiereinrichtung
Demultiplexieren unterzogen wurde, als eine abgestimmte Wellenlänge, die
benötigt
wird, um die Wellenlängen-Umwandlung
der Wellenlängen-Umwandlungseinrichtung
durchzuführen,
und zum Ausgeben eines Wellenlängen-Umwandeln
unterzogenen, optischen Sende signals, das von der Wellenlängen-Umwandlungseinrichtung
erzeugt wurde, zu der Wellenlängen-Multiplexiereinrichtung.
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Die
oben genannten Merkmale und weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden aus der folgenden, ausführlichen
Beschreibung in Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen klar
ersichtlich, in denen:
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1 eine
Ansicht ist, die ein Blockdiagramm eines herkömmlichen Wellenlängenwechsel-Querverbinders
darstellt; und
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2 ist
eine Ansicht, die ein Blockdiagramm eines Wellenlängenwechsel-Querverbinders in Übereinstimmung
mit einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Im
Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
ausführlich
beschrieben. In den Zeichnungen werden identische oder ähnliche
Elemente durch identische Referenznummern gekennzeichnet, auch wenn
sie in verschiedenen Zeichnungen vorkommen. Aus Gründen der
Klarheit und der Einfachheit wird auf eine ausführliche Beschreibung der hierin
verwendeten, bekannten Funktionen und Konfigurationen verzichtet, da
dies den Gegenstand der vorliegenden Erfindung unklar machen würde.
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2 ist
eine Ansicht, die ein Blockdiagramm eines Wellenlängenwechsel-Querverbinders in Übereinstimmung
mit einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Wie
dargestellt, umfasst der Wellenlängenwechsel-Querverbinder
der Erfindung zwei Eingabeanschlüsse
und zwei Ausgabeanschlüsse
und umfasst zwei 1 × N-Wellenlängen-Demultiplexiereinrichtungen 100,
einen optischen Abstandsswitch 200, eine Anzahl 2 N von
Wellenlängen-Umwandlungseinrichtungen 300,
zwei N × 1-Wellenlängen-Multiplexiereinrichtungen 400,
zwei Mehrfachwellenlängen-Lichtquellen 500,
zwei erste optische Zirkulatoren 600 sowie eine Anzahl
2 N zweiter optischer Zirkulatoren 700.
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Im
Betrieb unterzieht die 1 × N-Wellenlängen-Demultiplexiereinrichtung 100 eingehende
optische Signale, die unterschiedliche Wellenlängen enthalten, Demultiplexen
in jeweilige e1 bis N Wellenlängen
und gibt die getrennten Signalkanäle an den optischen Abstandsswitch 200 aus.
In der Ausführungsform
kann ein Wellenleiter-Gitter als die Wellenlängen-Demultiplexiereinrichtung 100 eingerichtet
sein.
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Der
optische Abstandsswitch 200 ist so konfiguriert, dass er
jeden Verbindungszustand der Signalkanäle, die von der Wellenlängen-Demultiplexiereinrichtung 100 empfangen
wurden, auf die entsprechende Anzahl 2 N von Wellenlängen-Umwandlungseinrichtungen 300 umschaltet.
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Die
Anzahl 2 N von Wellenlängen-Umwandlungseinrichtungen 300 empfängt eine
abgestimmte Wellenlänge,
die für
eine Wellenlängen-Umwandlung von
einer externen Quelle benötigt
wird, und wandelt jede Wellenlänge
der von dem optischen Abstandsswitch 200 empfangenen Signalkanäle in eine
entsprechende Wellenlänge
der N × 1
Wellenlängen-Multiplexiereinrichtung 400 um.
In diesem Fall empfängt
die Anzahl 2 N der Wellenlängen-Umwandlungseinrichtungen 300 eine
abgestimmte Wellenlänge
einer Wellenlängen-Umwandlungseinrichtung
von der Mehrfachwellenlängen-Lichtquelle 500,
um eine solche Wellenlängen-Umwandlung
zu einer entsprechenden Wellenlänge
der N × 1-Wellenlängen-Multiplexiereinrichtung 400 durchzuführen, und
die ausführliche
Beschreibung wird in Bezug auf den optischen Querverbinder zu einem
späteren
Zeitpunkt beschrieben.
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Die
N × 1-Wellenlängen-Multiplexiereinrichtung 400 unterzieht
die Sendesignalkanäle,
die von den Wellenlängen-Umwandlungseinrichtungen 300 empfangen
wurden, Multiplexieren und unterteilt gleichzeitig das von der Mehrfachwellenlängen-Lichtquelle 500 empfangene
optische Mehrfachwellenlängen-Signal
in Wellenlängeneinheiten.
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Die
Mehrfachwellenlängen-Lichtquelle 500 erzeugt
ein optisches Mehrfachwellenlängen-Signal.
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Der
erste optische Zirkulator 600 umfasst erste bis dritte
Anschlüsse
1 bis 3, gibt das von dem ersten Anschluss 1 empfangene optische
Mehrfachwellenlängen-Signal
an die N × 1-Wellenlängen-Multiplexiereinrichtung 400 aus,
die mit dem zweiten Anschluss 2 verbunden ist, und gibt das Wellenlängen-Multiplexieren
unterzogene optische Sendesignal, das von der N × 1-Wellenlängen-Multiplexiereinrichtung 400 über den
ersten Anschluss 1 empfangen wurde, an einen Ausgangsanschluss aus,
der mit dem dritten Anschluss 3 verbunden ist.
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Gleichermaßen umfasst
der zweite optische Zirkulator 700 erste bis dritte Anschlüsse 1 bis 3,
gibt das von dem ersten Anschluss 1 empfangene Wellenlängen-Umwandeln
unterzogene Sendesignal an die N × 1-Wellenlängen-Multiplexiereinrichtung 400 aus,
die mit dem zweiten Anschluss 2 verbunden ist, und gibt das von
der N × 1-Wellenlängen-Multiplexiereinrichtung 400 Demultiplexieren
unterzogene, optische Mehrfachwellenlängen-Signal an die Wellenlängen-Umwandlungseinrichtung 300 aus,
die mit dem dritten Anschluss 3 verbunden ist.
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Nunmehr
wird im Folgenden der Betrieb des optischen Querverbinders beschrieben.
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Wie
in 2 dargestellt, wird ein optisches Signal, wobei
1 bis N Wellenlängen
Multiplexieren unterzogen werden, von der 1 × N-Wellenlängen-Demultiplexiereinrichtung 100 in
Signalkanäle
unterteilt, die individuellen Wellenlängen entsprechen, und anschließend zusammen
mit einem zusätzlichen
Kanal ADD zu dem entsprechenden Knoten in einer Richtung weitergeleitet,
die durch den optischen Abstandsswitch 200 angezeigt wird.
Zu diesem Zeitpunkt müssen
die weitergeleiteten Signalkanäle
in jede Zuweisungs-Wellenlänge der
N × 1-Wellenlängen-Multiplexiereinrichtung 400 umgewandelt
werden, bevor sie die N × 1-Wellenlängen-Multiplexiereinrichtung 400 erreichen.
Zu diesem Zweck werden die weitergeleiteten Signalkanäle in die
Anzahl 2 N von Wellenlängen-Umwandlungseinrichtungen 300 eingegeben.
Die Anzahl 2 N von Wellenlängen-Umwandlungseinrichtungen 300 empfängt eine
abgestimmte Wellenlänge,
die für
eine Wellenlängen-Umwandlung
von der externen Quelle benötigt
wird, und setzt anschließend
damit fort, jede Wellenlänge
der Signalkanäle
umzuwandeln. In diesem Fall empfängt die
Anzahl 2 N von Wellenlängen-Umwandlungseinrichtungen 300 jeweils
die notwendige abgestimmte Wellenlänge von der Mehrfachwellenlängen-Lichtquelle 500 in Übereinstimmung
mit einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Das
optische Mehrfachwellenlängen-Signal, das
keine Informationen enthält,
wird von der Mehrfachwellenlängen-Lichtquelle 500 erzeugt.
Das erzeugte Signal wird in die N × 1-Wellenlängen-Multiplexiereinrichtung 400,
die mit dem zweiten Anschluss 2 verbunden ist, über den ersten Anschluss 1
des optischen Zirkulators 700 eingegeben, anschließend Demultiplexieren
in individuelle Wellenlängen
unterzogen und in die Wellenlängen-Umwandlungseinrichtung 300,
die mit dem dritten Anschluss 3 verbunden ist, über den zweiten Anschluss 2
des optischen Zirkulators 700 eingegeben. Die eingegebene
Wellenlänge
wird als eine abgestimmte Wellenlänge für die Wellenlängen-Umwandlung der weitergeleiteten Signalkanäle verwendet.
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Die
an dem optischen Abstandsswitch 200 weitergeleiteten Signalkanäle werden
Wellenlängen-Umwandeln
unterzogen und in die N × 1-Wellenlängen-Multiplexiereinrichtung
400, die mit dem zweiten Anschluss 2 verbunden ist, über den
ersten Anschluss 1 des optischen Zirkulators 700 eingegeben und
anschließend
durch die N × 1-Wellenlängen-Multiplexiereinrichtung 400 Multiplexieren
unterzogen. Die Multiplexieren unterzogenen Signale werden zu einer
Ausgabeverbindung, die mit dem dritten Anschluss 3 verbunden ist, über den
zweiten Anschluss 2 des optischen Zirkulators mit drei Anschlüssen 600 weitergeleitet.
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Demgemäß werden
unter Verwendung des oben genannten Verfahrens Informationen eines
gewünschten
Kanals in Informationen einer gewünschten Wellenlänge umgewandelt,
so dass ein optischer Schaltbetrieb durchgeführt werden kann.
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Wie
aus der oben stehenden Beschreibung ersichtlich ist, benötigen eine
Wellenlängen-Umwandlungseinrichtung
und ein optisches Querverbindungssystem, das diese verwendet, gemäß der vorliegenden
Erfindung keine zusätzlichen
Wellenlängen-Umwandlungseinrichtungen
für jede
Wellenlänge
einer Multiplexiereinrichtung, da das System der Erfindung eine
Mehrfachwellenlängen-Lichtquelle
in die Lage versetzt, jeder Wellenlängen-Umwandlungseinrichtung
die notwendige abgestimmte Wellenlänge bereitzustellen. Als ein
Ergebnis wird die Komplexität
der optischen Stabilisatorschaltung verringert, was wiederum zu
einer Verringerung der Herstellungskosten führt, gemäß den Lehren der vorliegenden
Erfindung.