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Patents

  1. Advanced Patent Search
Publication numberDE102006030293 A1
Publication typeApplication
Application numberDE200610030293
Publication date9 Aug 2007
Filing date30 Jun 2006
Priority date1 Feb 2006
Publication number0610030293, 200610030293, DE 102006030293 A1, DE 102006030293A1, DE 2006/10030293 A1, DE-A1-102006030293, DE0610030293, DE102006030293 A1, DE102006030293A1, DE2006/10030293A1, DE200610030293
InventorsSvetoslav Duhovnikov, Thomas Fischer, Gottfried Dr. Lehmann, Franz Rambach, Dominic Schupke, Matthias Schuster
ApplicantSiemens Ag
Export CitationBiBTeX, EndNote, RefMan
External Links: DPMA, Espacenet
Data transmission method for e.g. telecommunication network, involves selecting channel from channels with specific wavelength depending on functional boundary condition, and transmitting data along connecting path using channel
DE 102006030293 A1
Abstract
The method involves selecting a connecting path corresponding to a requirement for data transmission between two network nodes. A channel is selected from a set of channels with specific wavelength depending on a functional boundary condition, where the boundary condition defines reliability of the data transmission along the connecting path. The data transmission is effected along the connecting path using the channel. An independent claim is also included for an optical network with a set of network nodes.
Claims(7)  translated from German
  1. Verfahren zur Datenübertragung entlang eines Verbindungspfads innerhalb eines optischen Netzwerks mit einer Mehrzahl von Übertragungsstrecken, einer Mehrzahl von die Übertragungsstrecken verbindenden Knoten und einer Mehrzahl Wellenlängen spezifischer Kanäle, das die folgenden Schritte umfasst: a. Auswählen des Verbindungspfads entsprechend einer Anforderung zur Datenübertragung zwischen einem ersten und einem zweiten Knoten, b. Method for transmitting data along a connection path within an optical network having a plurality of transmission paths, a plurality of connecting of the transmission links nodes and a plurality of wavelengths of specific channels, comprising the steps of: a selecting the connection path according to a request for data transmission between a first and. a second node b. Auswählen eines Kanals aus der Mehrzahl Wellenlängen spezifischer Kanäle in Abhängigkeit von mindestens einer funktionellen Randbedingung, die eine Realisierbarkeit der Datenübertragung entlang des Verbindungspfads definiert, c. Selecting a channel from the plurality of wavelengths of specific channels as a function of at least one functional boundary condition defining a feasibility of the data transfer along the connection path, c. Übertragen von Daten entlang des Verbindungspfads mit Hilfe des Kanals. Transmitting data along the connection path with the aid of the channel.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, mit dem weiteren Schritt: Beurteilen der Realisierbarkeit der Datenübertragung basierend auf den Übertragungseigenschaften der einzelnen Kanäle eines Kanalspektrums und nicht basierend auf Übertragungseigenschaften des Kanals mit den schlechtesten Übertragungseigenschaften des Kanalspektrums. The method of claim 1, further comprising the step: evaluating the feasibility of the data transmission based on the transmission properties of the individual channels of a channel spectrum, and not based on transmission characteristics of the channel with the worst transmission characteristics of the channel spectrum.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, mit dem weiteren Schritt: Ableiten der mindestens einen funktionellen Randbedingung aus einer Beschreibung der Datenübertragungseigenschaften des Kanals mit Hilfe von Q-Faktoren, die eine Qualität der Datenübertragung in Abhängigkeit von einem Teil eines Verbindungspfads beschreiben. A method according to claim 1 or 2, comprising the further step of: deriving the at least one functional boundary condition of a description of the data transmission characteristics of the channel by means of Q-factors that describe a quality of data transmission in response to a part of a connection path.
  4. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, in dem die mindestens eine funktionelle Randbedingung in Abhängigkeit von einer Struktur des Verbindungspfads definiert ist. Method according to one of the preceding claims, in which the at least one functional boundary condition defined in function of a structure of the connection path.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 4, mit dem weiteren Schritt: Beschreiben der Struktur des Verbindungspfads über dessen Länge und/oder Anzahl an Knoten und/oder Anzahl von Übertragungsstrecken und/oder eine jeweilige Länge der Übertragungsstrecken. A method according to claim 4, comprising the further step of: describing the structure of the connection path over its length and / or number of nodes and / or number of transmission lines and / or a respective length of transmission paths.
  6. Netzknoten eines optischen Netzwerks, der die folgenden Merkmale aufweist: a. mindestens eine Schnittstelle, mit der Daten aus dem optischen Netzwerk empfangbar und/oder sendbar sind, b. Network node of an optical network having the following features: a. At least one interface can be received with the data from the optical network and / or transmittable, b. einen Speicher, in dem Verfahrensschritte gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5 speicherbar und aus dem Verfahrensschritte gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5 abrufbar sind, und c. a memory in the method steps according to one of the preceding claims 1 to 5 stored and from the method steps according to one of the preceding claims 1 to 5 are available, and c. einen Prozessor, mit dem die gespeicherten Verfahrensschritte ausführbar und Daten verarbeitbar sind. a processor to which the process steps stored executable and data can be processed.
  7. Optisches Netzwerk mit einer Mehrzahl von Netzknoten, zwischen denen Daten austauschbar sind, während mindestens einer der Netzknoten gemäß Anspruch 6 aufgebaut ist. An optical network comprising a plurality of network nodes between which data can be exchanged, during at least one of the network nodes is constructed in accordance with claim 6.
Description  translated from German
  • [0001] [0001]
    Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Datenübertragung entlang eines Verbindungspfads innerhalb eines optischen Netzwerks basierend auf einem im Vergleich zum Stand der Technik verbesserten RWA-Algorithmus (RWA ≡ Routing and Wavelength Assignment) zum Auffinden eines optischen Verbindungspfads und einer entsprechenden Wellenlänge zur Datenübertragung. The present invention relates to a method for transmitting data along a connection path within an optical network based on an improved compared to the prior art RWA algorithm (RWA ≡ Routing and Wavelength Assignment) for finding an optical interconnection path and a corresponding wavelength for data transmission.
  • [0002] [0002]
    Bekannte optische Netzwerke, beispielsweise Netzwerke zur Telekommunikation, sind als statische optische Netzwerke realisiert. Known optical networks, such as networks for telecommunications, optical networks are implemented as static. Sie bestehen aus einer festgelegten Netzstruktur, die sich aus über Knoten verbundene Strecken zusammensetzt. They consist of a fixed network structure consisting of nodes connected over distances. Bisherige Anforderungen an den Datenaustausch im optischen Netzwerk waren abschätzbar, so dass das optische Netzwerk entsprechend konfiguriert werden konnte. Previous requirements for the data exchange in the optical network were estimated so that the optical network could be configured accordingly.
  • [0003] [0003]
    Es ist zu erkennen, dass eine zunehmende Flexibilität im Datenaustausch gefordert wird, die die statischen optischen Netzwerke nicht mehr ausreichend bereitstellen können. It can be seen that an increasing flexibility is required in the data exchange, which can no longer sufficiently provide the static optical networks. Zur Befriedigung dieser Anforderungen müsste das jeweilige optische Netzwerk um neue Verbindungen erweitert werden, die jedoch aufwendig und nicht flexibel auf geänderte Anforderungen anpassbar sind. To satisfy these requirements, the respective optical network with new connections must be broadened, which are expensive and not adapted flexibly to changing requirements, however. Daher stellen eine zukünftige Alternative dynamische optische Netzwerke dar, in denen der Verbindungsaufbau auf Anfrage erfolgt. Therefore represent a future alternative dynamic optical networks in which the connection is established on request. In Abhängigkeit von den Anfragen zum Datenaustausch werden existierende statische optische Netzwerke in Kombination genutzt, um Datenverbindungen herzustellen. In response to the requests for data exchange existing static optical networks are used in combination to produce data connections. Auf diese Weise wird im Gegensatz zu statischen optischen Netzwerken der Datenaustausch in einem lokal variierenden Netzwerk realisiert. In this manner, the data exchange is implemented in a locally varying network as opposed to static optical networks.
  • [0004] [0004]
    In obigen Netzwerken wurden bisher die folgenden Algorithmen zum Auffinden eines optischen Verbindungspfads und einer ent sprechenden Wellenlänge (RWA ≡ Routing and Wavelength Assignment) genutzt: 1) Suche nach dem kürzesten optischen Verbindungspfad (STP ≡ shortest transparent path) und 2) Suche nach dem kürzesten verfügbaren optischen Verbindungspfad (SATP ≡ shortest available transparent path). In the above networks so far the following algorithms for finding an optical connection path and ent speaking wavelength (RWA ≡ Routing and Wavelength Assignment) were used: 1) finding the shortest optical communication path (STP ≡ shortest transparent path) and 2) finding the shortest available optical communication path (SATP ≡ shortest available path transparent).
  • [0005] [0005]
    Zur Datenübertragung steht dem optischen Netzwerk ein Spektrum mit einer Mehrzahl von Wellenlängen zur Verfügung. To transfer the data to the optical network, a spectrum having a plurality of wavelengths available. Um die Eignung eines gefundenen Verbindungspfads zur Datenübertragung zu bestimmen, wird die Signalqualität am Endpunkt des Verbindungspfads betrachtet. To determine the suitability of a detected connection path for data transmission, the signal quality is considered at the end point of the connection path. Beide der oben genannten RWA-Algorithmen nutzen die Wellenlänge bzw. den Kanal des Spektrums mit den schlechtesten Übertragungsleistungen, um die Eignung des gefundenen Verbindungspfads in Kombination mit dem zur Verfügung stehenden Spektrum festzustellen. Both of the above RWA algorithms use the wavelength or channel of the spectrum with the worst transmission powers to determine the suitability of the connection path found in combination with the available spectrum. Wenn am Ende des ausgewählten Verbindungspfads mit der „schlechtesten" Wellenlänge/Kanal eine ausreichende Signalqualität zur Datenübertragung zu erwarten ist, wird dieser Verbindungspfad zur Nutzung freigegeben. Dieser RWA-Algorithmus hat jedoch den Nachteil, dass keine optimale Nutzung der zur Verfügung stehenden Kapazitäten des optischen Netzwerks und des Spektrums erfolgt. When a sufficient signal quality at the end of the selected compound path with the "worst" color / channel is to be expected for data transmission, this connection path is released for use. However, this RWA algorithm has the disadvantage that there is no optimal use of the available capacity of the optical network and the spectrum is recorded.
  • [0006] [0006]
    Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen im Vergleich zum Stand der Technik verbesserten RWA-Algorithmus zum Herstellen von Verbindungen und zur besseren Ausnutzung der Datenübertragungsleistung des Spektrums des optischen Netzwerks bereitzustellen. It is therefore the object of the present invention to provide an improved compared to the prior art RWA algorithm for establishing connections and for a better utilization of the data transmission power of the spectrum of the optical network.
  • [0007] [0007]
    Die obige Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 gelöst. The above object is achieved by a method according to independent claim 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, Weiterentwicklungen und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung, den Zeichnungen und den anhängenden Ansprüchen hervor. Further advantageous embodiments, further developments and embodiments of the present invention will become apparent from the following description, the drawings and the appended claims.
  • [0008] [0008]
    Der vorliegende RWA-Algorithmus berücksichtigt die individuelle von der Wellenlänge abhängige Reichweite der einzelnen Kanäle des im optischen Netzwerk zur Verfügung stehenden Spektrums zur Datenübertragung. This RWA algorithm takes into account the individual dependent on the wavelength range of the individual channels of the available spectrum in the optical network for data transmission. Zu diesem Zweck wird geprüft, ob entlang eines verfügbaren Verbindungspfads eine Datenübertragung mit einer bestimmten Wellenlänge bzw. mit einem bestimmten Kanal möglich ist. For this purpose, it is checked whether an available connection path along a data transmission with a certain wavelength or having a certain channel. In diese Betrachtung wird sowohl die Reichweite einer bestimmten Wellenlänge als auch die Länge und die Anzahl der Knoten des ausgewählten Verbindungspfads einbezogen. In this view, both the range of a particular wavelength, as well as the length and the number of nodes of the selected connection path is included.
  • [0009] [0009]
    Das erfindungsgemäße Verfahren zur Datenübertragung entlang eines Verbindungspfads innerhalb eines optischen Netzwerks mit einer Mehrzahl von Übertragungsstrecken, einer Mehrzahl von die Übertragungsstrecken verbindenden Knoten und einer Mehrzahl wellenlängenspezifischer Kanäle umfasst die folgenden Schritte: a) Auswählen des Verbindungspfads entsprechend einer Anforderung zur Datenübertragung zwischen einem ersten und einem zweiten Knoten, b) Auswählen eines Kanals aus der Mehrzahl wellenlängenspezifischer Kanäle in Abhängigkeit von mindestens einer funktionellen Randbedingung, die eine Realisierbarkeit der Datenübertragung entlang des Verbindungspfads definiert, c) Übertragen von Daten entlang des Verbindungspfads mit Hilfe des Kanals. The inventive method for data transmission along a connection path within an optical network having a plurality of transmission paths, a plurality of connecting of the transmission links nodes and a plurality of wavelength-specific channels comprising the steps of: a) selecting the connection path according to a request for data transmission between a first and a second node, b) selecting a channel from the plurality of specific wavelength channels as a function of at least one functional boundary condition defining a feasibility of the data transfer along the connection path, c) transmission of data along the connection path with the aid of the channel.
  • [0010] [0010]
    Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Beurteilung der Realisierbarkeit der Datenübertragung basierend auf den Übertragungseigenschaften der einzelnen Kanäle eines Kanalspektrums und nicht basierend auf Übertragungseigenschaften des Kanals mit den schlechtesten Übertragungseigenschaften des Kanalspektrums. According to a preferred embodiment, the assessment of the feasibility of data transmission is based on the transfer characteristics of individual channels of a channel spectrum and not based on transmission characteristics of the channel with the worst transmission characteristics of the channel spectrum.
  • [0011] [0011]
    Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das obige Verfahren den Schritt: Ableiten der mindestens einen funktionellen Randbedingung aus einer Beschreibung der Datenübertragungseigenschaften des Kanals mit Hilfe von Q-Faktoren, die eine Qualität der Datenübertragung in Abhängigkeit von einem Teil eines Verbindungspfads beschreiben. According to a further embodiment of the above method comprises the step of: deriving the at least one boundary condition of a functional description of the data transmission characteristics of the channel by means of Q-factors that describe a quality of data transmission in response to a part of a connection path.
  • [0012] [0012]
    Gemäß einer weiteren Alternative wird die Struktur des Verbindungspfads über dessen Länge und/oder Anzahl an Knoten und/oder Anzahl von Übertragungsstrecken und/oder eine jeweilige Länge der Übertragungsstrecken beschrieben. According to a further alternative the structure of the connection path over its length and / or number of nodes and / or number of transmission lines and / or a respective length of the transmission lines will be described.
  • [0013] [0013]
    Die vorliegende Erfindung umfasst des Weiteren einen Netzknoten eines optischen Netzwerks, der die folgenden Merkmale aufweist: mindestens eine Schnittstelle, mit der Daten aus dem optischen Netzwerk empfangbar und/oder sendbar sind, einen Speicher, in dem alle oder eine Auswahl der oben beschriebenen Verfahrensschritte speicherbar und aus dem alle oder eine Auswahl der oben beschriebenen Verfahrensschritte abrufbar sind, und einen Prozessor, mit dem die gespeicherten Verfahrensschritte ausführbar und Daten verarbeitbar sind. The present invention further comprises a network node of an optical network comprising the following features: at least one interface can be received with the data from the optical network and / or are transmittable, a memory in which all or a selection of the method steps described above can be stored and from which all or a selection of the method steps described above are available, and a processor with the stored process steps executable and data can be processed. Zudem ist ein optisches Netzwerk offenbart, das eine Mehrzahl von Netzknoten aufweist, während mindestens einer der Netzknoten gemäß obiger Beschreibung aufgebaut ist. In addition, an optical network is disclosed which comprises a plurality of network nodes, while at least one of the nodes is constructed as described above.
  • [0014] [0014]
    Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung näher erläutert. The preferred embodiments of the present invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. Es zeigen: In the drawings:
  • [0015] [0015]
    1 1 eine schematische Darstellung eines optischen Netzwerks oder eines Teils eines optischen Netzwerks, is a schematic representation of an optical network or a portion of an optical network,
  • [0016] [0016]
    2 2 eine bevorzugte Ableitung von Randbedingungen zur Bestimmung eines optischen Verbindungspfads, a preferred derivation of boundary conditions for the determination of an optical connection path,
  • [0017] [0017]
    3 3 ein Flussdiagramm für einen bevorzugten RWA-Algorithmus für einen kürzesten verfügbaren optischen Verbindungspfad, a flowchart of a preferred algorithm for a RWA shortest available optical connection path,
  • [0018] [0018]
    4 4 die Blockierwahrscheinlichkeit für unterschiedliche RWA-Algorithmen im Vergleich. the blocking probability for different RWA algorithms in comparison.
  • [0019] [0019]
    1 1 beschreibt schematisch den Aufbau eines optischen Netzwerks. describes schematically the construction of an optical network. Dies ist beispielsweise ein dynamisches optisches Netzwerk, das aufgrund einer Anforderung zur Datenübertragung durch die Kombination einer Mehrzahl statischer optischer Netzwerke gebildet wird. This is, for example, a dynamic optical network is formed by a request for data transmission through the combination of a plurality of static optical networks. Die Datenübertragung erfolgt ausge hend von einer Quelle The data transmission is from a source 10 10 zu einem Ziel to a destination 20 20 über eine bestimmte Gesamtentfernung above a certain overall distance 30 30 . , Die Gesamtentfernung The total distance 30 30 umfasst in diesem Fall maximal 2960 km und wird durch 37 Teilstrecken oder Übertragungsstrecken mit einer jeweiligen Länge von 80 km gebildet. contains a maximum of 2960 km in this case and is formed by 37 sections or transmission lines each with a length of 80 km. Innerhalb dieses optischen Netzwerks werden die Daten mit einem Spektrum von 40 Wellenlängen oder Kanälen übertragen. Within this optical network, data is transmitted with a spectrum of 40 wavelengths or channels. Es ist ebenfalls denkbar, andere Strukturen für das optische Netzwerk oder andere Zusammensetzungen des Spektrums zu wählen. It is also possible to choose other structures for the optical network or other compositions of the spectrum.
  • [0020] [0020]
    Das optische Netzwerk umfasst Zwischenknoten The optical network includes intermediate nodes 40 40 , die die Teilstrecken That the sections 50 50 miteinander verbinden. together. In den Zwischenknoten In the intermediate nodes 40 40 findet bevorzugt keine Signalverstärkung statt, während das Signal jedoch beispielsweise durch Rauschen überlagert wird. preferably takes place no signal amplification, while the signal is superimposed but, for example, by noise.
  • [0021] [0021]
    Während der Datenübertragung im optischen Netzwerk wird das Signal durch lineare und nicht-lineare Effekte verändert und/oder abgeschwächt. During the data transmission in the optical network, the signal is changed by linear and non-linear effects and / or weakened. Diese Effekte wirken sich unterschiedlich aus, je nachdem mit welcher Wellenlänge bzw. welchem Kanal des Spektrums das optische Signal übertragen wird. These effects which are different, depending on which wavelength and which channel of the spectrum, the optical signal is transmitted. Daraus ergeben sich für die verschiedenen Wellenlängen bzw. Kanäle des Spektrums unterschiedliche Übertragungsleistungen. As a result of the different wavelengths or channels of the spectrum, different transmission powers. Diese unterschiedlichen Übertragungsleistungen der einzelnen Wellenlängen des Spektrums im Vergleich zueinander zeigen sich beispielsweise in einer unterschiedlichen maximal möglichen Übertragungsentfernung bzw. Reichweite, die mit der einzelnen Wellenlänge bzw. dem Kanal realisierbar ist. These different transmission powers of the individual wavelengths of the spectrum compared to each other to show, for example, in a different maximum transmission distance or range that can be achieved with the single wavelength or channel. Des Weiteren zeigt sich die Übertragungsleistung daran, nach wie viel maximal passierbaren Zwischenknoten Furthermore, the transmission power is because according to how much maximum traversable intermediate node 40 40 das optische Signal immer noch auswertbar ist. the optical signal is still evaluated. Die physikalischen Randbedingungen einer Datenübertragung in einem optischen Netzwerk führen somit zu einer Variation der Reichweite der einzelnen Wellenlängen bzw. Kanäle. The physical constraints of data transmission in an optical network thus lead to a variation of the reach of the individual wavelengths or channels. Vergleicht man die Reichweite der Wellenlänge mit den besten Übertragungseigenschaften mit der Reichweite der Wellenlänge mit den schlechtesten Übertragungseigenschaften, unterscheiden sich diese um einen Faktor 1,5. Comparing the range of the wavelength with the best transmission characteristics with the range of the wavelength with the worst transmission characteristics, they differ by a factor of 1.5.
  • [0022] [0022]
    Um die individuellen Wellenlängen bzw. Kanäle des Spektrums optimal zu nutzen, wird folgender RWA-Algorithmus zum Auffinden eines Verbindungspfads in einem dynamischen optischen Netzwerk vorgeschlagen. To fully benefit from the individual wavelengths or channels of the spectrum, the following RWA algorithm is proposed for finding a connection path in a dynamic optical network. Zunächst bestimmt man die von der Wellenlänge abhängige Übertragungsleistung des individuellen Kanals des Spektrums. First, one determines the wavelength dependent transmission power of the individual channel of the spectrum. Zu diesem Zweck wird bevorzugt eine Q-Faktor-Berechnung im optischen Netzwerk durchgeführt, in der sich die physikalischen Randbedingungen der Datenübertragung niederschlagen. For this purpose, a Q-factor calculation in the optical network is preferably carried out in which reflected the physical constraints of the data transfer. Danach werden aus den ermittelten Q-Faktoren lineare Bedingungen oder Zwänge abgeleitet, die die Einschränkung der Datenübertragung im optischen Netzwerk aufgrund physikalischer Randbedingungen beschreiben. Then linear constraints or constraints are derived from the measured Q-factors, which describe the limitation of data transfer in the optical network due to physical constraints. Die linearen Bedingungen beschreiben beispielsweise, ab welcher maximalen Entfernung sich die Signalqualität bei einer bestimmten Wellenlänge derart verschlechtert, dass keine Signalübertragung bzw. keine Signalidentifikation mehr möglich ist. The linear terms describe, for example, at what maximum distance the signal quality degrades at a particular wavelength such that no signal transmission or no signal identification. Diese linearen Bedingungen werden somit bei der späteren Berechnung des dynamischen Pfads im optischen Netzwerk genutzt (s. unten). These linear conditions can therefore be used in the subsequent calculation of the dynamic path in the optical network (s. Below). Unter Berücksichtigung der linearen Bedingungen wird dann ein Verbindungspfad in einem optischen Netzwerk berechnet. Taking into account the linear conditions, a communication path is then calculated in an optical network. Da jede Wellenlänge des Spektrums in ihren Übertragungsleistungen durch die linearen Bedingungen charakterisiert ist, eröffnet sich die Möglichkeit, jede Wellenlänge beispielsweise entsprechend ihrer Reichweite optimal auszunutzen. Since each wavelength of the spectrum is characterized in its transfer by means of the linear constraints, the opportunity to exploit optimally each wavelength, for example according to their range opened. Es werden auf diese Weise keine Übertragungskapazitäten des optischen Netzwerks vergeudet, da die Übertragungsleistung des Spektrums nicht allgemein durch die Leistungsfähigkeit der Wellenlänge des Spektrums beschrieben wird, die die schlechtesten Übertragungsleistungen zeigt. It will be wasted in this way no transmission capacity of the optical network, since the transmission power of the spectrum will not be generically described by the performance of the wavelength of the spectrum which shows the worst transmission powers.
  • [0023] [0023]
    Um den RWA-Algorithmus zu vereinfachen, ist es bevorzugt, nicht die Leistungsbeschreibung jeder einzelnen Wellenlänge des Spektrums in den RWA-Algorithmus einzubeziehen. To simplify the RWA algorithm, it is preferable not to include the specification of each wavelength of the spectrum in the RWA algorithm. Stattdessen werden mehrere Wellenlängen bzw. Kanäle mit einer ähnlichen Leistungsfähigkeit oder Reichweite zu einem Block zusammengefasst. Instead, multiple wavelengths or channels with a similar capacity or coverage are combined into one block. Nachfolgend wird allen Wellenlängen bzw. Kanälen, die diesem Block angehören, die gleiche Leistungsfähigkeit oder Reichweite zugeordnet. Below is all wavelengths or channels that belong to this block are assigned the same performance or range. Auf diese Weise wird der Rechen aufwand für den RWA-Algorithmus reduziert, während nur geringfügig Effizienz eingebüßt wird. In this way, the rake is reduced expenses for the RWA algorithm, while only slightly efficiency will be forfeited.
  • [0024] [0024]
    Im Vergleich zum Stand der Technik führt der obige Ansatz beispielsweise zu einer Steigerung des möglichen Datenverkehrs in optischen Netzwerken mit ultra langen (ULH = Ultralong Haul) und langen Übertragungsstrecken (LH = Long Haul). Compared to the prior art, the above approach leads, for example, to an increase of the potential traffic in optical networks with ultra-long (ULH = Ultra Long Haul) and long transmission distances (LH = Long Haul). Bei dieser Steigerung im Datenverkehr werden sowohl die Kosten für den Betreiber als auch die Leistungsparameter konstant gehalten. With this increase in data traffic, both the costs for the operator as well as the performance parameters are maintained constant. Daraus folgen die Vorteile, dass der unten näher erläuterte RWA-Algorithmus nur unwesentlich langsamer ist im Vergleich zu bekannten Algorithmen, die keine physikalischen Randbedingungen berücksichtigen. This followed the benefits that the RWA algorithm explained in more detail below is only slightly slower compared to known algorithms that take into account any physical constraints. Zudem wird mit dem unten beschriebenen RWA-Algorithmus das optische Netzwerk besser ausgenutzt, so dass Kosten gespart werden. In addition, better utilized with the RWA algorithm described below, the optical network so that costs can be saved. Weiterhin bietet die Anwendung einfacherer Regeln in Abhängigkeit von individuellen Wellenlängen oder Wellenlängenblöcken, Knotenzahl und Länge der Verbindungsstrecke verkürzte Rechenzeiten und einen reduzierten Aufwand im Hinblick auf die Netzwerkadministration. Furthermore, the application offers simpler rules depending on individual wavelengths or wavelength blocks, node number and length of the link shortened processing times and reduced costs in terms of network administration.
  • [0025] [0025]
    Für das beispielhafte optische Netzwerk (vgl. For the exemplary optical network (see FIG. 1 1 ) wurde die Leistungsfähigkeit der einzelnen Wellenlängen bzw. Kanäle des Spektrums bestimmt. ) Was determined the efficiency of the individual wavelengths or channels of the spectrum. Zur Bestimmung dieser Leistungsfähigkeit ist es allgemein von Vorteil, dass die Struktur existierender optischer Netzwerke, die darin wirkenden physikalischen Bedingungen (beispielsweise beschrieben durch die genutzten optischen Fasern) bekannt oder durch Testnetzwerke simulierbar sind. To determine the performance there is generally an advantage that the structure of existing optical networks that is acting physical conditions (for example, described by the used optical fibers) or by known test networks are simulated. Auf der Grundlage obiger Daten wurde das optische Netzwerk mit Hilfe von Q-Faktoren charakterisiert. Based on the above data, the optical network using Q-factors was characterized. Die Q-Faktoren zeigen die Beeinflussung der Übertragungsleistung der einzelnen Wellenlängen bzw. Kanäle beispielsweise durch die zunehmende Länge einer ausgewählten Übertragungsstrecke und/oder die zunehmende Anzahl von Zwischenknoten The Q-factors show the influence of the transmission power of the individual wavelengths or channels for example, by increasing the length of a selected transmission path and / or increasing the number of intermediate nodes 40 40 . ,
  • [0026] [0026]
    Zur Vereinfachung der obigen Charakterisierung des Spektrums wird bevorzugt nicht jede Wellenlänge individuell beschrieben. To simplify the above characterization of the spectrum is preferably not described individually each wavelength. Stattdessen wird das Spektrum bevorzugt in vier Gruppen oder Blöcke aufgeteilt, deren Wellenlängen ähnliche Leistungscharakteristika, wie beispielsweise die Reichweite, zeigen. Instead, the spectrum is preferably divided into four groups or blocks, the wavelengths of similar performance characteristics, such as the range, FIG. Danach werden für jede Gruppe die Randbedingungen oder Zwänge im optischen Netzwerk bestimmt, die sich aus den berechneten Q-Faktoren ergeben. Then the boundary conditions or constraints in the optical network are determined for each group resulting from the calculated Q-factors.
  • [0027] [0027]
    Ein Beispiel für die Beschreibung der Übertragungscharakteristika eines ausgewählten Blocks des Spektrums mit Hilfe der berechneten Q-Faktoren ist in An example of the description of the transmission characteristics of a selected block of the spectrum using the computed Q factors is in 2 2 dargestellt. shown. Auf de Abszisse ist die Länge der Übertragungsstrecke in Kilometern aufgetragen. On de abscissa the length of the transmission line is plotted in kilometers. Die Ordinate zeigt die Anzahl der Zwischenknoten The ordinate shows the number of intermediate nodes 40 40 (hops), die auf die Länge der Übertragungsstrecke verteilt sind. (Hops), which are distributed over the length of the transmission path. Die ebenfalls eingezeichnete Längenbedingung legt fest, dass über die eingezeichnete Längenbedingung hinaus gehende Übertragungsstrecken mit dem hier charakterisierten Block des Spektrums nicht realisierbar sind. The simultaneously recorded length condition specifies that over and above the drawn length condition beyond Transmission Lines with the characterized here block the spectrum are not feasible. Die Knotenbedingung legt fest, dass bei einer ausgewählten Übertragungsstrecke mit beispielsweise mehr als 13 Knoten die Veränderung des optischen Signals so stark ist, dass das Signal nach dem Passieren dieser 13 Knoten nicht mehr auswertbar ist. The node condition specifies that at a selected transmission line with, for example, more than 13 knots, the change of the optical signal is so strong that the signal after passing through these 13 nodes is not evaluated.
  • [0028] [0028]
    Für die in For those in 2 2 dargestellte Berechnung wurde eine BER (Bit Error Rate) von 10 –12 entsprechend einem Q-Faktor von 17 dB gewählt. calculation shown was elected a BER (Bit Error Rate) of 10 -12 corresponding to a Q-factor of 17 dB. Nutzt man zudem FEC (Forward Error Correction), ist eine Verbesserung der Q-Faktoren um ca. 6-8 dB erreichbar. Also uses one FEC (Forward Error Correction), an improvement in the Q factors of about 6-8 dB is attainable. Man erhält damit eine Q-Faktor-Schwelle für die empfangenen optischen Signale von 11 dB. So as to obtain a Q-factor threshold for the received optical signals of 11 dB.
  • [0029] [0029]
    2 2 beschreibt weiterhin mit den x-Kreuzen Verbindungspfade, entlang derer innerhalb des optischen Netzwerks eine Datenübertragung mit dem betrachteten Block an Wellenlängen realisierbar ist. describes further comprising the x-crossing connection paths along which a data transmission with said subject block of wavelengths can be realized within the optical network. Die Verbindungspfade, die durch eine +-Kreuz oder eine *-Symbol (Überlagerung von x- und +-Kreuz) beschrieben sind, lassen hingegen keinen verlässlichen Datenverkehr mit dem ausgewählten Block des Spektrums zu. The connection paths that are described by a + -cross or a * symbol (superposition of x and + -cross), however, do not allow any reliable data transfer with the selected block of the spectrum. Daraus folgt anhand von It follows based on 2 2 , dass ein Verbindungspfad nur dann geeignet ist, wenn sich seine Länge und Anzahl von Zwischenknoten im Bereich zwischen den beiden Achsen und den linearen einschränkenden Randbedingungen befinden. That a connection path is only suitable when the length and number of intermediate nodes in the area between the two axes and the linear limiting boundary conditions are. Die ebenfalls in The also 2 2 eingezeichneten linearen Mischbedingungen 1 und 2 ergeben sich aus der Überlagerung der linearen Knoten-Bedingung und der linearen Längenbedingung. drawn linear mixing conditions 1 and 2 are obtained from the superposition of the linear node condition and the linear length condition.
  • [0030] [0030]
    Um nun bei einer Anfrage eine entsprechende Datenübertragung zu gewährleisten, wird bevorzugt das Verfahren gemäß To ensure now a corresponding data transfer of a request, the method is preferred according to 3 3 abgearbeitet. processed. Der in The in 3 3 dargestellte RWA-Algorithmus dient dem Auffinden eines geeigneten Verbindungspfads und einer Wellenlänge, um die angeforderte Datenübertragung innerhalb des optischen Netzwerks zu realisieren. RWA illustrated algorithm is used to find a suitable connection path and a wavelength, in order to realize the requested data transmission within the optical network. Nach dem Start des RWA-Algorithmus wird zunächst eine erste Wellenlänge auf ihre Eignung zur Datenübertragung überprüft. After starting the RWA algorithm a first wavelength is first checked for their suitability for data transmission. Diese Wellenlänge ist beispielsweise die erste Wellenlänge aus einem Spektrum, das zur Datenübertragung innerhalb des optischen Netzwerks zur Verfügung steht. This wavelength is, for example, the first wavelength from a spectrum available for data transmission within the optical network is available. Es ist ebenfalls denkbar, dass diese erste Wellenlänge einen Block eines im optischen Netzwerk zur Verfügung stehenden Spektrums repräsentiert. It is also conceivable that this first wave represents a block of available spectrum in the optical network. Auf diese Weise werden systematisch die zur Verfügung stehenden Wellenlängen und/oder Blöcke des Spektrums und die mit ihnen realisierbaren Verbindungspfade innerhalb des optischen Netzwerks gesucht, um auf dieser Grundlage eine sichere Datenübertragung zu gewährleisten. In this way, the available wavelengths and / or blocks of the spectrum and the realizable with them connecting paths are searched within the optical network, in order to ensure on this basis reliable data transmission systematically.
  • [0031] [0031]
    Nach dem Prüfen einer ersten Wellenlänge oder einer beliebigen Anzahl von Wellenlängen erfolgt die Abfrage, ob alle zur Verfügung stehenden Wellenlängen des optischen Netzwerks geprüft worden sind. After checking a first wavelength, or any number of wavelengths, the user is asked if all wavelengths available to the optical network have been checked. Eine noch nicht geprüfte Wellenlänge wird nun ausgewählt und der kürzeste Verbindungspfad für diese Wellenlänge gesucht. A not yet tested wavelength is now selected and searched the shortest path for this wavelength. Sollte kein Verbindungspfad gefunden werden, geht der Algorithmus zur nächsten nicht geprüften Wellenlänge/Block über. If no connection path is found, the algorithm proceeds to the next unaudited wavelength / block. Hat hingegen der Algorithmus einen Verbindungspfad gefunden, wird in einem nächsten Schritt geprüft, ob dieser Verbindungspfad mit Bezug auf die definierten linearen Bedingungen/Zwänge zur Datenübertragung geeignet ist. However, the algorithm has found a connection path, it is checked in a next step, whether this communication path is suitable with respect to the defined linear conditions / constraints for data transmission. Besteht dieser Verbindungspfad den Eignungstest nicht, wird auch an dieser Stelle zur Prüfung einer noch nicht getesteten Wellenlänge/Block übergegangen. Is not there this connection path to fitness test is passed at this point to examine a untested wavelength / block. Sollte der ausge wählte Verbindungspfad die Anforderungen zur Datenübertragung erfüllen, wird in einem nächsten Schritt abgefragt, ob dieser Verbindungspfad der kürzeste Verbindungspfad ist im Vergleich zu den bereits gefundenen Verbindungspfaden. If the extended communication path selected to meet the requirements for data transmission, is checked in a next step, whether this communication path the shortest connection path is compared to the connecting paths already found. Ist der neu gefundene Verbindungspfad nicht der kürzeste der bisher gefundenen Verbindungspfade, so wird der Algorithmus mit einer weiteren noch nicht geprüften Wellenlänge/Block fortgesetzt. Is the connection path newfound not the shortest of the connection paths have already been found, the algorithm continues with a further unaudited wavelength / block. Wird der neu gefundene Verbindungspfad jedoch als der kürzeste Verbindungspfad erkannt, wird er als solcher abgespeichert. If the communication path newly found, however, recognized as the shortest connection path, it is stored as such. Danach kehrt der Algorithmus zur Prüfung der noch nicht geprüften Wellenlängen/Blöcke zurück. Then, the algorithm returns to examine the unaudited wavelengths / blocks. Wird erkannt, dass alle zur Verfügung stehenden Wellenlängen/Blöcke geprüft worden sind, erfolgt im nächsten Schritt die Abfrage, ob zumindest ein geeigneter Verbindungspfad gefunden worden ist. It is recognized that all wavelengths / blocks available has been verified, the next step is to query whether at least a suitable connection path has been found. Wird diese Abfrage mit Nein beantwortet, ergeht ein Bericht über die Nicht-Ausführbarkeit der angeforderten Datenübertragung (Blocking). If this query is answered in the negative, is issued a report on the non-feasibility of the requested data transfer (blocking). Wird die vorhergehende Abfrage mit Ja beantwortet, wird die Wellenlänge entlang des ausgewählten Verbindungspfads und somit über alle darin enthaltenen Teilstrecken des optischen Netzwerks reserviert. If the preceding queries answered yes, the wavelength along the selected connection path and thus all contained in sections of the optical network is reserved. Nach Beendigung des RWA-Algorithmus erfolgt dann die angeforderte Datenübertragung innerhalb des optischen Netzwerks. After completion of the RWA algorithm then takes the requested data transmission within the optical network.
  • [0032] [0032]
    Es ist ebenfalls denkbar, dass mehrere kürzeste Verbindungspfade mit verschiedenen Wellenlängen über den obigen RWA-Algorithmus gefunden und reserviert werden. It is also conceivable that several shortest paths with different wavelengths over the above RWA algorithm found and reserved. In diesem Zusammenhang ist es bevorzugt, dass der RWA-Algorithmus Wellenlängen mit einer Reichweite auswählt, die der Länge der Datenübertragungsstrecke entspricht oder diese nur unwesentlich übersteigt. In this context, it is preferred that the RWA algorithm selects wavelengths of a range corresponding to the length of the data transmission link or exceeds only slightly. Auf diese Weise werden Wellenlängen freigehalten, die auch für längere Datenübertragungsstrecken nutzbar sind. In this way wavelengths are kept free that can be used for longer transmission distances. Zudem wird dadurch das Spektrum in seiner gesamten Leistungsbreite gezielt ausgenutzt. In addition, the spectrum is thus deliberately exploited in its entire power range.
  • [0033] [0033]
    Die bevorzugten Ausführungsformen des obigen Algorithmus werden innerhalb eines optischen Netzwerks mit einer Mehrzahl von Netzknoten ausgeführt. The preferred embodiments of the above algorithm are executed within an optical network having a plurality of network nodes. Zu diesem Zweck umfasst das optische Netzwerk mindestens einen Netzknoten, der aus mindestens einer Schnittstelle, einem Speicher und einem Prozessor aufgebaut ist. For this purpose, the optical network comprises at least one network node which is composed of at least an interface, a memory and a processor. Die Schnittstelle dient dem Senden und/oder Empfangen von Daten aus dem optischen Netzwerk, die durch den Netzknoten verarbeitet und/oder weitergeleitet werden. The interface is used for sending and / or receiving data from the optical network to be processed by the network node and / or forwarded. Im Speicher des Netzknotens sind Daten und Verfahrensschritte speicherbar. In the memory of the network node data and process steps can be stored. Gemäß einer Alternative sind die Schritte zumindest einer Ausführungsform des oben beschriebenen Verfahrens zur Datenübertragung im Speicher abgelegt und von dort abrufbar. In an alternative, the steps at least one embodiment of the method described above for data transmission in memory are stored and retrieved from there. Der Prozessor ruft die Verfahrensschritte oder eine Auswahl der Verfahrensschritte ab, um auf dieser Grundlage das oben beschriebene Verfahren auszuführen und Daten zu verarbeiten. The processor retrieves the method steps or a selection of the steps to perform the method described above, on this basis and to process data.
  • [0034] [0034]
    Zum Vergleich mit bekannten RWA-Algorithmen wurden Simulationen durchgeführt, deren Ergebnisse in For comparison with known RWA algorithms simulations were carried out, the results in 4 4 dargestellt sind. are shown. 4 4 zeigt auf der Ordinate die Blockierwahrscheinlichkeit für eine angeforderte Datenübertragung. shows on the ordinate the blocking probability for a requested data transfer. Auf der Abszisse ist der Skalierfaktor für die Übertragungsanforderungen aufgetragen. On the abscissa the scale factor for the transmission requirements is applied. Der Skalierfaktor ist ein Maß für die Anzahl der zu realisierenden Übertragungsanforderungen im optischen Netzwerk. The scaling factor is a measure of the number of transmission requests to be realized in the optical network. Die Blockierungswahrscheinlichkeit ist ein Maß für die Anzahl der nicht realisierbaren Anforderungen. The blocking probability is a measure of the number of requirements can not be realized. Folgende RWA-Algorithmen werden in The following RWA algorithms in 4 4 verglichen: kürzester optischer Verbindungspfad STP ohne physikalische Randbedingungen, kürzester verfügbarer optischer Verbindungspfad SATP ohne physikalische Randbedingungen, kürzester verfügbarer optischer Verbindungspfad SATP für die Wellenlänge mit den schlechtesten Übertragungseigenschaften (schlechteste Wellenlänge) und Q = 11 dB, kürzester verfügbarer optischer Verbindungspfad SATP für die Wellenlänge mit den besten Übertragungseigenschaften (beste Wellenlänge) und Q = 11 dB und kürzester verfügbarer optischer Verbindungspfad SATP in Abhängigkeit von der Wellenlänge (wellenlängenabhängig) mit Q = 11 dB. compared: shortest optical communication path STP without physical constraints, the shortest available optical communication path SATP without physical constraints, the shortest available optical communication path SATP for the wavelength with the worst transmission characteristics (worst wavelength) and Q = 11 dB, the shortest available optical communication path SATP for the wavelength the best transmission characteristics (Best wavelength) and Q = 11 dB and the shortest available optical communication path SATP a function of the wavelength (wavelength dependent) with Q = 11 dB. Die in The in 4 4 dargestellten Ergebnisse wurden in einem TILAB-Netzwerk simuliert. Results shown were simulated in a TILAB network. Dieses Netzwerk umfasst 40 Systemwellenlängen und es wurde eine Anforderungsmatrix gemäß einer Anforderungsprognose für 2009 angenommen. This network includes 40 system wavelengths, and it was a requirement matrix adopted in accordance with a requirement forecast for 2009.
  • [0035] [0035]
    Aus den Kurven in From the curves in 4 4 sind folgende Informationen ableitbar. the following information is derived. Wenn der RWA-Algorithmus für den kürzesten verfügbaren optischen Verbindungspfad und die Wellenlänge mit den schlechtesten Übertragungseigenschaften angewandt wird, ergibt sich eine durchgängig hohe Blockierwahrscheinlichkeit für die angeforderten Datenübertragungen im optischen Netzwerk. If the RWA algorithm for the shortest available optical connection path and the wavelength is applied with the worst transmission characteristics, resulting in a consistently high blocking probability for the requested data transmissions in the optical network. Ein derartiger Zustand ist für einen normalen optischen Netzwerkbetrieb nicht akzeptabel. Such a condition is not acceptable for normal optical network operation. Nutzt man hingegen im RWA-Algorithmus die Informationen über die wellenlängenabhängige Reichweite und wendet man die obigen linearen Randbedingungen/Zwänge auf die Wellenlängen des Spektrums oder auf die einzelnen Blöcke des Spektrums an, ergibt sich eine wesentlich reduzierte Blockierwahrscheinlichkeit für die angeforderten Datenübertragungen (vgl. SATP, Q = 11 dB, wellenlängenabhängig). One uses the other hand, in the RWA algorithm, the information on the wavelength-dependent range, and applies to the above linear boundary conditions / constraints on the wavelengths of the spectrum or the individual blocks of the spectrum, resulting in a significantly reduced blocking probability for the requested data transfers (see FIG. SATP , Q = 11 dB, depending on the wavelength). Vergleicht man SATP, wellenlängenabhängig zudem mit STP ohne physikalische Randbedingungen, werden mit dem oben beschriebenen RWA-Algorithmus dreimal mehr Verbindungen im optischen Netzwerk bereitgestellt als mit herkömmlichen RWA-Algorithmen. Comparing SATP wavelength dependent also with STP without physical boundary conditions, with the RWA algorithm described above three times more connections in the optical network provided as with conventional RWA algorithms. Zu Vergleichszwecken wurde die Simulation ebenfalls unter der Annahme durchgeführt, dass alle Wellenlängen des Spektrums die gleichen Übertragungseigenschaften aufweisen wie die Wellenlänge mit den besten Übertragungsleistungen (vgl. SATP, beste Wellenlänge, Q = 11dB). For comparative purposes, the simulation was also performed under the assumption that all wavelengths of the spectrum have the same transmission characteristics as the wavelength with the best transmission performance (see. SATP best wavelength, Q = 11dB). Anhand von On the basis of 4 4 wird deutlich, dass mit dem oben vorgestellten RWA-Algorithmus die Kapazitäten bestehender optischer Netzwerke optimaler ausgenutzt werden im Vergleich zu bekannten RWA-Algorithmen. it is clear that the above presented RWA algorithm, the capacity of existing optical networks are utilized optimally compared to known RWA algorithms.
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WO2009143888A1 *29 May 20083 Dec 2009Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ)Signal power based routing in wdm all-optical networks
WO2011026359A1 *27 May 201010 Mar 2011Zte CorporationRoute search and wavelength allocation method in optical network and device thereof
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International ClassificationH04J14/02
Cooperative ClassificationH04J14/0241, H04J14/0279, H04J14/0278, H04J14/0221, H04J14/0227
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23 Apr 20098139Disposal/non-payment of the annual fee