具有分插功能或交叉连接功能的光学网络节点 本发明涉及具有分插和/或交叉连接功能的光学网络节点。由于在光学网络中数据日益上升，必须优化地利用现有的网络容量。已知的分插复用器目前不能满足这些提高的对网络的要求，因为通常只能静态地使用它们。为了最佳地利用网络容量，因此需要新的和全面的方案来优化通信量控制。
已知的分插复用器的另一个缺点，就是不可能以发射波长最佳占用网络。如果在WDM-网络中，要经过一个光学分插复用器输送的波长被占据，则光学分插复用器的支路-输入端被封锁。就不可能往光学WDM-网络中输送发射波长。
至今只有用一个附加元件，即用转发器才有可能在WDM-网络中进行波长变换。这意味着插入硬件开支并能导致使信号进一步变坏。
至今为止的光学分插复用器还有个缺点，就是只能在电气层面错接支路-输入端。而基于统一光学概念错接支路输入端并不为人所知。
因此，本发明的任务是提供一个具有分插和/或交叉连接功能的光学网络节点，它使接收的和要发射的波长完全且自由可配置性成为可能。
所述任务是按照专利权利要求1通过一个具有分插功能的光学网络节点来解决。在独立的权利要求中，给出了所属地方法。在从属权利要求中给出进一步扩展。
所述任务尤其是通过一个具有分插功能的光学网络节点来解决。所述光学网络节点拥有：一个第一光学导线，具有一个第一分接-支路和一个第一插入-支路；一个第二光学导线，具有一个第二分接-支路和一个第二插入-支路，其中第一分接-支路和第二分接支路各与一个第一交叉连接，尤其是光学交叉连接相连接；第一插入-支路经过一个第一波长变换器与第一交叉连接和第二交叉连接相连接；
第二插入-支路经过一个第二波长变换器与第一交叉连接和第二交叉连接相连接。
将具有分插功能的网络节点优选地被设计为，使第一光学导线(线路东(Line-East))和第二光学导线(线路西(Line-West))由四根纤维线组成，其中各有两根作为保护线和两根作为工作线。此时，一个第一插入-支路和一个第一分接-支路的结构确保到第一光学导线的网络节点的分插功能，一个第二插入-支路和一个第二分接-支路的结构确保到第二光学导线的网络节点的分插功能。更有利的方式是，还能使网络节点具有分接和连续功能去利用。
根据一条路径的目标节点，也能逐个信道去确定哪条线或纤维线作为工作线或保护线使用。例如，能在一个环路中将物理上较短的路径作为工作线，将环路另个方向的路径作为保护线使用。此时，不用考虑物理纤维线。选择纤维线作为工作线，也能取决于诸如基本故障概率、当前信号质量等参数。
将交叉连接设计为：使它们与具有分插功能的网络节点的支路侧，和与第一和第二光学导线的第一和第二插入-支路及第一和第二分接-支路相错接。能够将交叉连接优选地远程配置，最优选的是可与一个中央网络管理系统连接。支路-侧的输入端，由一个工作线和一个保护线组成。这样的错接有优点，因为由此网络节点的支路-侧输入端，就能够任意错接到具有分插功能的网络节点线-侧的纤维线。
尤其优选的是交叉连接由光学元件组成。由此，一个交叉连接功能有可能不用依靠电气元件。特别是交叉连接可以由光学开关矩阵构成。这些例如包括集成的光学元件，能基于等离子或镜面技术进行工作。
波长变换器要设计成：使它能将一个特定信道波长进来的波长变换成一个其它信道波长的波长。波长变换最好借助于转发器模块基于一个电气波长变换进行，所述转发器由一个光学接收二极管和每个信道一个可在波长中调节的发射-激光二极管组成。特别优选的是基于纯光学波长变换，借助于激光材料进行波长变换。
波长变换器可以作为另外的网络元件，布置在具有分插功能的网络节点之前。尤其有利的是：将波长变换器安放在第一或第二插入-支路中，这样就能将它集成到具有分插功能的网络节点中。所述集成提供的优点是，一个WDM-发射信号的信号衰减不会因另一个网络元件而增大。
最好将可调节转发器模块用作波长变换器。可调节的转发器之所以优越，是因为可远程配置和可动态调整。例如可调转发器卡，TTC可作为可调节的转发器模块。
在一个优选的实施型中，第一交叉连接有至少一个第一N#M开关矩阵和至少一个第一K#L开关矩阵，而第二交叉连接拥有至少一个第二N#M开关矩阵和至少一个第二K#L矩阵。N#M开关矩阵和K#L最好为光学空间开关挡位(Raumschalstufen)。
N#M开关矩阵和K#L开关矩阵，将支路-侧的工作线和保护线各连接到线-侧的光学导线上去。因此，以有利的方式开辟了使网络中工作-和保护路径的方向可自由选择设计的可能性。以优选的方式应用不对称开关矩阵。由此，能特别灵活地在用支路-侧和线-侧信道占用纤维线时设计网络节点。
在一个特别优选实施型中，M＝K和N＝L。从而确保了支路-侧或线-侧输入端和输出端在信道个数和布置上对称。原则上支路-侧输入端或输出端的信道占用是任意的。最好采用8个信道占用，特别优选的是采用16、32、64或256个信道占用。
支路-侧纤维线和波长-信道的个数为F。特别优选的是N＝3F。这样，就有可能在西线路、东线路或一个支路侧交叉连接-错接上，确保无碰撞地接通支路-信号。特别优选的是M＝N。以这种方式提供对称的开关矩阵。其优点在于，能将进入的和出去的信道同等看待。此外，要优选的是N＝F+I。这里，I是一个数F+1至3F。I在这种情况下调节供交叉连接或相应旁路使用的纤维线个数。当时间不临界或短时间转接时，I＝1。如果通过转接和继续接通要求在任何时间都能够无碰撞，则I＝2F。I的选择取决于在网络节点中期待的通信量，例如在一个城区的通信量。I优选地通过有远见的网络规划来确定。特别优选的是N＝2F。这样，总有两个功能可无碰撞地实现。以这种方式有可能，不仅实现从信道的一半接通到西线上，而且实现将信道的另一半作为支路侧的交叉连接-错接重新返回支路-侧。
在一个特别优选的实施型中，第一N#M开关矩阵经过一个第一上面的和一个第一下面的通信工具与第一K#L开关矩阵相连接，第二N#M开关矩阵经过一个第二上面的和一个第二下面的通信工具与第二K#L开关矩阵相连接。连接有两个优点：其中之一是能经过连接改变光学路径的方向。网络中的一个光学信号经过分接-支路输出，并经过交叉连接和波长变换器又回到网络，但此时光学信号的方向被改变。通过通信工具的这样一种布置，大大提高了在光学环形网络中容量的充分利用，因为通过方向改变和波长变换能使环形网络的部分范围用信道波长占用。通过通信工具N#M与K#L的连接有另外的优点，就是使支路-侧上各个输入端的错接成为可能。一个具有分插功能的网络节点，优选布置到一个长途通信网与一个地区网络之间的接口上。支路-侧的输入端就表现为例如各个城市部分的接线。通过在具有分插功能的网络节点中交叉连接的整合，支路-侧各个输入端的错接(地区城市部分的错接)只由一个网络元件来保证，而不再由其它给网络节点串联的网络元件来保证。因此，地区网络连接只能由一个中央网络装置保证。这就节约了硬件费用和减少了信号阻尼。
一个特别优选的实施型有一个具有分插功能的光学网络节点，此时第一插入-支路和第二分接-支路布置在一个第二部件上，第二插入-支路和第一分接-支路布置在一个第一部件上。以此方式确保，即使在一个部件失灵时能经过另一个部件保证通信。
第一部件在分接-功能优选地有一个第一滤波-和循环器装置及一个第一解复用装置。第二部件在分接-功能上优选地有一个第二过滤-和循环器装置及一个第二解复用装置。滤波器是纤维格子(Fasergitter)，特别优选的是由4个或8个和更多可调整的格子构成的一组。一种纤维-布喇格-格子特别优选地作为纤维格子使用。就插入-功能而言，第一和第二部件有第一和第二解复用装置及第一和第二耦合器，此时第一和第二耦合器优选地为1∶2耦合器。部件的元件能任意选择，但特别优选的是要有相同的结构类型。
通过将分插功能划分为两个分开的部件，能够实现一个是受保护的单方向纤维通信量和一个是双向双纤维线通信量，而没有任何光学“故障单点(single-point of failure)”就能实现。
在一个特殊实施型中，第一交叉连接(300)可用于一个保护-导线径，第二交叉连接(400)可用于一个工作-导线径。以此方式，就有可能在支路-侧将工作线和保护线严格分开。当两线之一断裂时，网络节点继续处于完全运行状态。
本发明的任务，尤其是要通过一种在一个光学网络节点中为光学信号选择一条光学路径的方法来解决，此时光学信号从第一光学导线错接到第一光学导线或第二光学导线中。该方法包括的方法步骤有：首先将第一光学导线的光学信号输出到第一分接-支路，然后通过第一交叉连接或第二交叉错接到第二插入-支路或第一插入-支路去错接，以便以后将错接过的光学信号经过第二插入-支路或第一插入-支路输送到第二光学导线或第一光学导线中。与此类似，光学信号能从第二光学导线被错接到第一光学导线或第二光学导线中。其中的优点是，经过本发明的光学网络节点能够任意选择光学信号的路径，从而可任意确定光学信号的方向。
本发明的任务，尤其是也通过一种在一个光学网络节点中光学信号波长变换的方法来解决，此时信号的波长从第一光学导线变换到第一光学导线中去。该方法包括的方法步骤有：首先将第一光学导线的光学信号输出到第一分接-支路，以便后来通过第二交叉连接错接到第一插入-支路。第二波长变换器位于第一插入-支路中。将所变换的光学信号的波长经第一插入-支路输送到第一光学导线之前，波长变换器先变换光学信号的波长。与此类似，光学信号的波长能从第二光学导线变换到第二光学导线中去。其中的优点是，经过本发明的光学网络节点，光学信号的波长在光学路径中可任意调节。如果一个波长在一个线段中正好已经在两个网络节点之间，且该线段因此而对某个信道波长封锁，则本发明的网络节点有可能通过信道波长变换使通信量得以保持。当然，这也有可能在第二光学导线中发生，或者有可能从第一光学导线到第二光学导线或逆向发生。
本发明的任务，也通过一种在一个光学网络节点中光学信号波长变换的方法来解决，此时信号的波长从第一光学导线变换到第一光学导线或第二光学导线中去。此方法是前面所述两个方法的组合，并具有两个方法的优点。组合的优点是，经过本发明的光学网络节点光学信号的路径不仅能任意选择，从而能任意确定方向，而且在光学路径中光学信号的波长也任意选择。如果一个信道波长在一个线段中正好已经在两个网络节点之间，且该线段对一个到来的信道波长封锁，则本发明的网络节点有可能通过信道波长变换使通信量得以保持。
此外，本发明的任务也用一种在一个光学网络节点中为光学发射信号选择一条光学路径的方法来解决，此时光学发射信号从第一支路-输入端错接到第一光学导线中或第二光学导线中。该方法包括的方法步骤有：首先将光学发射信号经过支路-输入端施加在一个第一交叉连接上，然后通过第一交叉连接错到第一插入-支路或第二插入-支路，以便以后将错接过的光学发射信号经过第一插入-支路输送到第一光学导线，或经过第二插入-支路输送到第二光学导线。与此类似，光学发射信号能从一个第二支路-输入端错接到第一光学导线或第二光学导线中。其中的优点是，经过本发明的光学网络节点能够任意选择光学发射信号的路径，从而可任意确定光学发射信号的方向。优选地能将一个邻近信号封锁，致使不将它输送到线路西或线路东中。如果只是部分地使用支路侧波长-信道的话，这就是有利的。
此外，本发明的任务尤其也通过一种在一个光学网络节点中光学发射信号波长变换的方法来解决，此时将一个光学发射信号的波长从第二支路-输入端输送到第一光学导线中。该方法包括的方法步骤有：首先将光学发射信号经过第二支路-输入端施加在第二交叉连接上，以便以后通过第二交叉连接被错接到第一插入-支路中。第二波长变换器位于第一插入-支路中。将光学发射信号变换过的波长经第一插入-支路输送到第一光学导线之前，波长变换器先变换光学发射信号的波长。与此类似，光学发射信号的波长能从第一支路-输入端变换到第二光学导线中去。其中的优点是，经过本发明的光学网络节点能任意选择光学发射信号的路径，从而能自由确定方向。
此外，任务还将通过上述方法的组合来解决。光学发射信号的波长从第一支路-输入端被变换到第一光学导线或第二光学导线中。该方法包括下列方法步骤：首先将光学发射信号经过一个支路-输入端施加到一个第一交叉连接上，以便以后通过第一交叉连接错接到第一插入-支路或第二插入-支路。第二波长变换器位于第一插入-支路中，第一波长变换器位于第二插入-支路中。光学发射信号变换过的波长经第一插入-支路输送到第一光学导线之前、或经第二插入-支路输送到第二光学导线之前，波长变换器变换光学发射信号的波长。与此类似，光学发射信号的波长能从第二支路-输入端变换到第一光学导线或第二光学导线中去。其中的优点是，经过本发明的光学网络节点光学发射信号的路径不仅能任意选择，从而能任意确定方向，而且在光学路径中光学发射信号的波长也可任意确定。如果一个波长正好已经在网络中，从而网络对光学发射信号的波长封锁，则本发明的网络节点通过光学发射信号的波长变换有可能输送到网络中，从而使通信量得以保持。
此外，本发明的任务尤其也通过光学网络节点中光学发射信号的错接方法来解决，此时一个光学发射信号从第一支路-输入端错接到第一支路-输出端上。该方法包括的方法步骤有：首先将光学发射信号经过一个支路-输入端施加到一个第一交叉连接上，以便以后通过第一交叉连接错接到第一支路-输出端上。与此类似，光学发射信号能从第二支路输入端错接到第二支路-输出端上。其中的优点是，经过本发明的光学网络节点支路-侧输入端的错接就有可能。通过本发明的光学网络节点，能找到一个综合的解决方案，使支路-侧输入端的错接以及支路-侧与线路-侧的错接成为可能。按照本发明，可确保全面的错接只用一个网络元件，而不再需要给网络节点串联其它网络元件。
任务尤其还通过用上述要求之一的分插复用器实现上述要求之一的方法来解决。
下面用图来说明本发明有利的实施型。
图1按照本发明具有分插功能的网络节点的线路图；
图2从支路-侧向线路-侧输送时光学发射信号波长变换的示意图；
图3自由选择方向时光学发射信号波长变换的示意图；
图4网络中方向改变时光学信号波长变换的示意图；
图5网络中方向不变时光学信号波长变换的示意图；
图6网络节点支路-侧输入端上光学发射信号错接示意图。
图1示出的是本发明的具有分插功能的网络节点1。第一光学导线100作为线路西示出，第二光学导线200作为线路东示出。第一光学导线100和第二光学导线200，与一个第一部件700和一个第二部件800连接，此时在第一部件700上布置有第一光学导线100的第一分接-支路120和第二光学导线200的第二插入-支路280。在第二部件800上相反，布置有第一光学导线100的第一插入-支路180和第二光学导线200的分接-支路220。在第一部件700上，第一光学导线100经过第一滤波-和循环器装置760与第一光学分接-支路120连接以及与第一解复用装置720连接，而第二插入-支路280经过第一耦合器780和第一复用器740与第二光学导线200连接。在第二部件800上，第一光学导线100经第二耦合器880和第二复用器840与第一插入-支路180连接，而第二光学导线200经第二循环器-和滤波器装置860与第二分接-支路220连接以及与第二解复用装置820连接。第一分接-支路120由两个保护-和两个工作-路径组成，并通过两个保护-路径和第二交叉连接400经两个工作-路径与第一交叉连接300连接。第二分接-支路220同样包含两个工作-路径和两个保护-路径，此时两个工作-路径与第二交叉连接400连接，两个保护-路径与第一交叉连接300连接。第一交叉连接300有个第一M#N-开关矩阵330和一个第一K#L-开关矩阵370，它们经第一下面的连接装置350和第一上面的连接装置350相连接。第二交叉连接400有个第二K#L-开关矩阵430和一个第二M#N开关矩阵470，它们经第二下面的连接装置450和第二上面的连接装置460相连接。第一M#N-和K#L-开关矩阵330、370和第二M#N-和K#L-开关矩阵470、430是5#5-矩阵。在现有情况下，设有四个纤维线(F＝4)和一个分流导线(I＝1)。这样，邻近四个信道的WDM-信号可有选择地逐个经下面的或上面的连接装置错接。第一分接-支路120的两个保护-路径和第二分接-支路220的两个保护-路径，经过开关矩阵370与支路-输出端310连接。而第一分接支路120的2个工作路径和第二分接支路220的2条工作路径经开关矩阵430与第二支路输出端410连接。第一支路-输入端390经第一交叉连接300的第一M#N-矩阵330经过两个保护-路径与波长变换器500连接，而波长变换器与带有波长变换器600的另两个保护-路径连接。与此类似，第二支路-输入端490经第二交叉连接400的第二M#N-开关矩阵470与两个带有第一波长变换器500的工作-路径连接，而它与带有波长变换器600的两个其它的工作-路径连接。第一波长变换器500经第二插入-支路280与第二光学导线200连接。第二波长变换器600经第一插入-支路180与第一光学导线连接。通过这种布置，光学网络节点1以分插功能经第一交叉连接300，在支路侧为保护线得到一个输入端和一个输出端，在支路侧为工作线得到一个输入端和一个输出端。
图2至6示出的是在本发明的具有分插-功能的网络节点1中可能有的光学路径。
图2是从支路-侧向线路-侧输送一个信号时，光学发射信号波长通过本发明的网络节点1变换的图示。部件与图1中的部件相对应。
图2表示一个发射信道波长到一个任意的、在网络中是空闲的信道波长的变换。经过第二支路-输入端490(工作线)，将发射信道波长输送到具有分插功能的光学网络节点1中，第二交叉连接400用第一5#5-矩阵将光学发射信号的波长错接到第一波长变换器500上。第一波长变换器500改变光学发射信号的信道波长，并把波长变换过的光学发射信号经第二卡组800送到第一光学导线100(Line-East)中。以类似方式，在一个光学发射信号通过第一波长变换器500变换成信道波长后，将它经第一支路-输入端390(保护线)输送到第二光学导线200(Line-West)中。
如果在网络中在输送的时间点施加有光学发射信号的波长时，光学发射信号的波长变换才适合。然后各支路-输入端390、490被封锁。通过波长变换总可能将光学发射信号向网络中输送，因为对于在网络中已占据波长时，光学发射信号的波长是被波长变换器500、600变换到一个在网络中空闲的波长上。如果因为所输送的光学发射信号的波长在网络中没有占据而不需要波长变换，则也就没有通过波长变换器500、600进行光学发射信号波长的变换。
图3是在自由选择方向的情况下一个光学发射信号波长变换的示意图。光学发射信号的波长变换如图2进行。此外，将工作线(支路-输入端490)的光学发射信号，通过支路-输入端490错接到第一波长变换器500上，穿过交叉节点400，输送到第一光学导线200中是可能的。以类似方式，保护线(支路-输入端390)的发射信号能错接到第一光学导线100(Line-East)上去。通过在图2和3中描绘的布置，光学发射信号在网络中的方向可自由选择。
图4是网络中同时有方向改变时一个光学信号波长变换的示意图。有分插功能的光学网络节点1，有如图2中有分插功能的光学网络节点1相同的部件。
下面要阐述的是，一个光学信号在网络中经第一光学导线100(Line-East)的保护线和经第二光学导线200(Line-West)的工作线的波长变换。一个有一定波长、经第一光学导线100(Line-East)要到来的光学信号，通过第一部件700和第一分接-支路120传输到第一交叉连接上，在那里通过第一5#5-开关矩阵370错接到第二下面的连接装置350上，重新经过其它第一5#5-开关矩阵330错接到第一波长变换器500上。波长变换器500将预先规定的光学信号的波长变换到其它的波长，并将具有被变换波长的光学信号经第二插入-支路280和第一部件700输送到第二光学导线200(Line-West)中。与一个在网络中有一定波长的光学信号情况相似，它经第二光学导线200(Line-West)输送到具有分插功能的光学网络节点1。第二光学导线200(Line-West)的光学信号通过第二部件800和第二交叉连接400错接到第二波长变换器600上，以便经第二部件800和第一插入-支路180输送到第一光学导线100(Line-East)中。
同样，一个光学信号的波长变换，在网络中经过第一光学导线100(Line-East)的工作线和经过第二光学导线200(Line-West)的保护线进行。第一光学导线(Line-East)的工作线，如同第一光学导线100(Line-East)的保护线那样输出，但是要通到第二交叉连接400上，在那里经过两个第二5#5-矩阵和第二下面的连接装置450错接，以便后来通到第一波长变换器500上。往网络中输送变换过的光学信号，又如在第一光学导线100(Line-East)的保护线时那样进行。以同样方式，为第二光学导线200(Line-West)的一个光学信号经保护线进行波长变换。
通过本发明的光学网络节点1，在网络中可以用波长变换器500、600进行光学信号的波长变换。如果不需要通过本发明的网络节点进行波长变换，则波长变换器500、600不进行波长变换。
通过这样一种错接，不仅能变换光学信号的波长，而且还能改变信号的方向。
图5是网络中一个光学信号的波长其中没有方向变化的变换示意图。波长变换已在图4中说明。
如同一个光学信号从一个第一光学导线100(Line-East)可能到一个第二光学导线200(Line-West)的波长变换一样，在保持光学导线时光学信号的波长变换也是可能的。为工作-路径的第二光学导线200(Line-West)和为保护-路径的第一光学导线100(Line-East)保持光学导线。在保持第一光学导线100(Line-East)时，光学信号的波长变换以这样的方式进行，即将光学信号经第一分接-支路120输到交叉连接300上，从那里错接到第二波长变换器600上。以同样方式进行第二光学导线200(Line-West)光学信号的错接，。从第二交叉连接400到第一波长变换器500的光学信号错接，在第二光学导线200(Line-West)中导致一个光学信号的波长变换。
在波长变换的同时保持信号方向，能通过第一光学导线100(Line-East)的工作-路径和第二光学导线200(Line-West)的保护-路径进行。然后第一光学导线100(Line-East)的光学信号，经第一分接-支路120输到第二交叉连接400，在那里错接到第二波长变换器600并经过第一插入-支路输送到第一光学导线100(Line-East)中。保护路径的第二光学导线200(Line-West)光学信号的错接，以完全一样的方式进行。。
图6示出的是支路-侧输入端的错接。具有分插功能的光学网络节点1有与图1中相同的构件。支路-侧输入端的错接通过第一交叉连接300和第二交叉连接400进行，此时工作-路径的输入-和输出经第二交叉连接400，保护--路径的输入-和输出经第一交叉连接300完成。
将光学发射信号施加在第一交叉连接300的支路-输入端390，经第一5#5-矩阵330错接到第一上面的连接装置360上，并从那里经其它的第一5#5-矩阵370错接到支路-输出端310上。同样适用于经第二交叉连接400从支路-输入端490错接到支路输出端410的光学发射信号。当然，支路-输入端390、490和支路-输出端310、410可自由选择。此外，光学网络节点1总还保持其分插功能。
用本发明的具有分插功能的光学网络节点，实现了自由配置所接收的和要发射的光学信号的可能性。
本发明是关于具有分插和/或交叉连接功能的光学网络节点的一种装置和数种方法。根据本发明的网络节点，是第一光学导线经第一分接-支路与第一交叉连接和第二交叉连接错接到第一和第二支路-输出端；以及是第二光学导线经第二分接-支路与第一交叉连接和第二交叉连接错接到第一和第二支路-输出端。与此平行，第一支路-输入端经第一交叉连接要么由第一波长变换器并且给第二插入-支路输送到第二光学导线中，要么由第二波长变换器并且给第一插入-支路输送到第一光学导线中；以及第二支路-输入端经第二交叉连接要么由第一波长变换器并给第二插入-支路耦合到第二光学导线中，要么由第二波长变换器并且给第一插入-支路耦合到第一光学导线中。
通过本发明的光学网络节点，光学信号能保持和改变它们的方向和/或保持或改变它们的波长。
通过本发明的光学网络节点，光学发射信号能自由选择它们的方向和/或保持或改变它们的波长。
通过本发明的光学网络节点，光学发射信号能错接到支路-侧的输入端上。