ES2691750T3 - Mecanismos de conmutación para protección de redes y métodos de protección de redes - Google Patents

Abstract

Método de conmutación para protección de redes entre dos conmutadores que presentan una pluralidad de trayectorias de comunicación óptica entre ellos, que comprende las etapas siguientes: detectar, en dichos conmutadores, un fallo en una primera trayectoria de comunicación óptica, generar resultados de detección representativos de la identificación de dicho fallo; comunicar dichos resultados de detección internamente dentro de dichos conmutadores a unos respectivos controladores basados en conmutación; y provocar una conmutación a una segunda trayectoria de comunicación óptica como respuesta a la recepción de dichos resultados de detección por parte de dichos controladores basados en conmutación; caracterizado por que dicha segunda trayectoria de comunicación óptica es seleccionada por dichos controladores después de completar una de entre las siguientes etapas adicionales - identificar una pluralidad de trayectorias de comunicaciones ópticas alternativas disponibles entre dichos dos conmutadores y seleccionar una de estas trayectorias, y - determinar una trayectoria de comunicación óptica siguiente de entre una pluralidad de trayectorias de comunicación óptica dispuestas en un orden predeterminado, y seleccionar esa trayectoria de comunicación óptica.

Description

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DESCRIPCION

Mecanismos de conmutacion para proteccion de redes y metodos de proteccion de redes.

Campo de la invencion

La invencion se refiere a mecanismos de conmutacion para proteccion de redes y a metodos de proteccion de redes.

Antecedentes de la invencion

Los cortes de fibras, los fallos en equipos y el deterioro provocan un numero significativo de alteraciones y cortes de servicio. A medida que los negocios y los consumidores se hacen cada vez mas intolerantes a las avenas en las redes, el tiempo de indisponibilidad puede resultar muy costoso para los operadores debido tanto a la perdida de ingresos como al dano de su imagen. Como consecuencia, los operadores estan buscando continuamente mejores formas de proteger las redes contra dichos fallos de la fibra y reducir costes mediante un uso mas eficiente del ancho de banda de proteccion.

Habitualmente, los sistemas existentes de conmutacion de proteccion implican comunicaciones o senalizacion de nivel superior entre nodos de la red usando comunicaciones por paquetes o canales con tara de entramado complejo.

El diseno de redes que estan protegidas automaticamente contra el peor de los casos de multiples roturas de fibra puede resultar dificultoso y caro. Como consecuencia, tipicamente muchos esquemas de proteccion de redes solamente proporcionan proteccion automatica contra fallos individuales de la fibra. El razonamiento que subyace tras esto es que el personal de reparaciones sera enviado inmediatamente despues de un fallo individual y se espera que arregle el problema antes de que se produzca otro fallo. Muchos de los calculos de la disponibilidad global de las lmeas de transporte y de la red estan sujetos a la probabilidad de un segundo fallo que se produce antes de que se repare el primero.

Normalmente, los desastres importantes, como terremotos y huracanes, provocan multiples roturas de fibra en una red. Aunque ningun sistema puede proteger contra todas las contingencias, disponer de una red que se pueda reconfigurar y recuperar automaticamente de multiples fallos de la fibra hara que mejore considerablemente la disponibilidad global.

En terminos de tecnica anterior conocida, el documento US 2005/0180316 describe una red bidireccional de comunicaciones opticas multiplexadas por division de longitud de onda (WDM) que incluye componentes para detectar automaticamente un fallo a lo largo de una gma de ondas optica principal en un enlace que forma parte de una red de comunicaciones WDM bidireccional y conmutar la trayectoria de transmision de las senales opticas propagadas a lo largo de ese enlace desde esa gma de ondas a una segunda gma de ondas de reserva siempre que se detecte un fallo en la primera gma de ondas, usando conmutadores opticos 1x2, filtros opticos, fotodetectores y electronica en una configuracion disenada para evitar avenas ocultas. Los conmutadores opticos 1x2 se pueden sustituir por conmutadores opticos 2x2 en combinacion con otros equipos para permitir la monitorizacion constante de la gma de ondas de reserva, la provision de duplicacion auxiliar para transmisores, receptores y acopladores opticos en la trayectoria que contiene la gma de ondas principal, y/o permitir el acarreo de trafico de baja prioridad sobre la gma de ondas de reserva siempre que se encuentren el modo de reserva. No se requiere ningun mecanismo de senalizacion de entrada en contacto entre los extremos opuestos de las gmas de ondas para la proteccion de conmutacion.

El documento US 2002/0197004 divulga una unidad de desviacion para un sistema de fibra optica que incluye una trayectoria de servicio y una trayectoria de proteccion, mediante el cual la unidad de desviacion preve una conmutacion como respuesta a problemas debidos a cortes de fibras y/o avenas de equipos que pueden producirse en el sistema de fibra optica. Las trayectorias de servicio y de proteccion se encuentran en un punto de desviacion de la red de fibra optica, o en un equipo de proteccion de red (NPE) que esta situado cerca de un equipo de interfaz de cliente. En la unidad de desviacion o NPE se proporciona una pluralidad de conmutadores, junto con un detector y un procesador, para determinar si se esta recibiendo alguna senal de la trayectoria de servicio, y, en caso negativo, para reconfigurar el sistema con el fin de aceptar senales de la trayectoria de proteccion.

El documento US n° 6.362.905 divulga un aparato optico de subreparticion que incluye un terminal conectado a una trayectoria de transmision procedente de una estacion terminal de transmision optica y otro terminal conectado a una trayectoria de transmision procedente de otra estacion terminal de transmision optica, un primer conmutador de senales opticas que tiene “M1” puertos y “N1” puertos, a traves de los cuales puede pasar la senal optica, y un segundo conmutador de senales opticas que tiene “M2” puertos y “N2” puertos, a traves de los cuales puede pasar la senal optica, y “L” repetidores de senales opticas, un extremo conectado a los “N1” puertos del primer conmutador de senales opticas, y el otro extremo conectado a los “N2” puertos del segundo

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conmutador optico. Los “N1” y “N2” puertos son iguales a “L” repetidores de senales opticas. Los “M1” puertos del primer conmutador de senales opticas conectados al primer terminal, y los “m2” puertos del segundo conmutador de senales opticas conectados al otro terminal son superiores o iguales a 2.

Sumario de la invencion

La presente invencion se expone en las reivindicaciones adjuntas.

Breve descripcion de los dibujos

La Figura 1 muestra una vista general de un mecanismo y un conmutador automaticos, distribuidos y rapidos para proteccion de fibra optica en redes, que hacen uso de una combinacion de control de conmutacion y deteccion locales de fallos en fibra.

La Figura 2 muestra un mecanismo de proteccion de redes segun se preve en la figura 1, con la forma de realizacion detallada de dos conmutadores A y B con detectores de energfa.

La Figura 3 muestra un mecanismo de proteccion de redes en una vista general, que usa conmutadores con dos detectores de energfa por cada puerto de un conmutador.

La Figura 4 muestra un mecanismo de proteccion de redes para sistemas de fibra bidireccionales, que usa conmutadores con dos detectores de energfa por cada puerto de un conmutador.

La Figura 5 muestra un mecanismo de proteccion de redes para deteccion y proteccion contra una pluralidad de fallos.

Descripcion detallada de la invencion

Las formas de realizacion de esta invencion incrementan la velocidad de deteccion de fallos y de la conmutacion de proteccion de redes al disponer de conmutadores opticos inteligentes con detectores de potencia optica que pueden detectar localmente fallos en la lmea optica. El controlador de conmutacion funciona sin que la conmutacion sea el resultado de una comunicacion optica de capa ffsica de un conmutador a otro y sin un entramado de tara complicado tal como requieren sistemas de la tecnica anterior.

Las formas de realizacion mejoran tambien la utilizacion de la fibra al permitir que lmeas de trabajo compartan un grupo de trayectorias de proteccion.

El concepto de “grupo compartido” se puede ampliar a la difmil tarea de proteger una red contra multiples roturas de fibra simplemente monitorizando a traves de un detector, tal como detectores de potencia optica, las trayectorias de proteccion de la misma manera que las trayectorias de trabajo despues de que estas hayan sido suministradas. Esto permite proteger las trayectorias de proteccion portadoras de trafico con los recursos restantes del grupo compartido. Si la red experimenta una segunda rotura de fibra ya sea en una trayectoria de proteccion suministrada o en una lmea de trabajo regular, el trafico se conmuta automaticamente a otra trayectoria de proteccion del grupo. El concepto de “grupo compartido” tambien puede potenciar la disponibilidad de la red al proporcionar proteccion contra multiples fallos de la fibra.

El numero de fallos que puede tolerar la red queda determinado por el tamano del grupo de fibras de repuesto.

Las formas de realizacion de la invencion se pueden usar para sustituir o complementar metodos existentes de conmutacion de proteccion en sistemas tradicionales como el SONET (redes opticas smcronas) y/o SDH (jerarqma digital smcrona). La integracion del mecanismo en dichos sistemas no requiere ninguna revision fundamental de los sistemas, lo cual hace que el sistema resulte particularmente ventajoso debido a su adaptabilidad.

En la practica, una forma de realizacion se puede integrar en sistemas existentes como mejora para la gestion de fallos de fibras. Por ejemplo, el conmutador optico se intercomunica con los planos de control de red de nivel superior a traves de un canal de comunicaciones estandar.

En el caso de una rotura de fibra, un conmutador realiza una reconfiguracion automaticamente en relacion con el fallo de acuerdo con reglas predefinidas, y a continuacion, informa al plano de control de nivel superior por medio de una interfaz de aguas arriba. A la inversa, los planos de control de nivel superior pueden ordenar al conmutador que realice una reconfiguracion en caso de fallos que no sean de fibra o desactivar la caractenstica de conmutacion de proteccion automatica para operaciones de mantenimiento. Las formas de realizacion de la invencion permiten que las lmeas de trafico de trabajo compartan eficientemente varias trayectorias de proteccion sin necesidad de intervencion desde una capa de control de red de nivel superior ni necesidad de comunicacion de control entre conmutadores.

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Una forma de realizacion de la invencion incluye dos conmutadores opticos en los extremos de una trayectoria de comunicaciones con detectores opticos para proteger contra fallos de red que dan como resultado una reduccion o perdida de potencia optica, sin necesidad de intervencion de planos de control de red de nivel superior, de senalizacion compleja o de cualquier comunicacion de control entre conmutadores.

La Figura 1 muestra un mecanismo de conmutacion para proteccion de fibra optica en redes que usa una combinacion de control de conmutacion y deteccion locales de fallos de fibra. El nodo de conmutacion 1 incorpora un transmisor (Tx.) mientras que el nodo de conmutacion 4 incorpora un receptor (Rx).

En el conmutador del nodo 1, por lo menos un detector de potencia optica esta situado en el puerto de salida correspondiente a la trayectoria de trabajo. El detector esta configurado para detectar energfa correspondiente a la reflexion resultando de un fallo de fibra, tal como una rotura en la misma, en la trayectoria de trabajo entre el conmutador del nodo 1 y el conmutador del nodo 4.

El conmutador del nodo 4 incorpora por lo menos un detector de potencia optica en un puerto de entrada del conmutador correspondiente a la trayectoria de trabajo. Este detector de potencia optica esta configurado para detectar una perdida de energfa en la trayectoria de trabajo, debido a una rotura en la trayectoria. Entre los detectores de potencia optica en los respectivos nodos de conmutacion y su controlador de conmutacion inteligente respectivo se proporciona una lmea de comunicaciones.

El controlador de conmutacion inteligente responde a la deteccion de una reflexion en el puerto de salida del conmutador del nodo 1, para provocar una conmutacion a una trayectoria de proteccion disponible, tal como la trayectoria de proteccion compartida 1, que es compartida por los conmutadores de los nodos 1, 2, 3 y 4. De manera sustancialmente simultanea, el detector optico en el puerto de entrada del conmutador del nodo 4 transmite una senal de perdida de energfa al controlador de conmutacion inteligente del nodo de conmutacion 4, lo cual provocara la conmutacion a una trayectoria de proteccion disponible, tal como la trayectoria de proteccion 1. La trayectoria de proteccion 1 pasa a traves del nodo de conmutacion 2 y del nodo de conmutacion 3 antes de llegar al nodo de conmutacion 4.

Puesto que el hardware de conmutacion local controla conexiones de nodos con las fibras tanto de trabajo como de proteccion para todas las trayectorias conectadas al conmutador, el hardware de conmutacion puede seleccionar de entre multiples trayectorias de proteccion predeterminadas en un grupo de trayectorias disponibles. No es necesario que la fibra de proteccion exacta usada para una avena de una fibra de trabajo particular este predeterminada. En otras palabras, puede ser cualquiera de las trayectorias de proteccion disponibles que se proporcionan en un grupo.

El metodo para seleccionar la siguiente trayectoria de proteccion disponible se puede determinar a traves de una variedad de medios. Por ejemplo, un metodo sencillo consistina en presuministrar trayectorias de proteccion y, a continuacion, predeterminar el orden en el que se asignaran para mitigar fallos de red. Esto permite que multiples trayectorias de trabajo conectadas al conmutador compartan adicionalmente un grupo comun de fibras y trayectorias de proteccion.

El metodo se puede aplicar a la diffcil tarea de proteccion contra multiples avenas de red, ya que las trayectorias de proteccion tambien se pueden monitorizar despues de que se hayan suministrado y el trafico se puede conmutar automaticamente a otra trayectoria de proteccion del grupo si, en la trayectoria de proteccion, se produce una avena subsiguiente de una fibra. Esta caractenstica puede hacer que mejoren considerablemente la fiabilidad y la disponibilidad globales de la red.

El metodo se puede ampliar a la conmutacion de pares de lmeas o agrupamientos de fibras sobre la base de fallos individuales o multiples de las fibras.

Resumen de las etapas de conmutacion de proteccion y deteccion de fallos de la figura 1 cuando se produce un fallo de una fibra en la trayectoria de trabajo entre el conmutador del nodo 1 y el conmutador del nodo 4:

A) Para el conmutador del nodo 1:

- Las senales transmitidas desde el transmisor (TX) son reflejadas en una rotura sobre la trayectoria de trabajo;

- En el conmutador del nodo 1, en el puerto de salida correspondiente a la trayectoria de trabajo, se detecta el fallo debido a la deteccion de un nivel de energfa asociado tfpicamente a la reflexion;

- Comunicacion de una senal de fallo desde el detector al controlador de conmutacion inteligente del conmutador del nodo 1;

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- El controlador de conmutacion inteligente conmuta el puerto de entrada del conmutador del nodo 1 a un puerto de salida alternativo correspondiente a una trayectoria de proteccion compartida disponible; y

- El controlador espera durante un espacio de tiempo predeterminado a que el conmutador del nodo 1 y el conmutador del nodo 4 finalicen la conmutacion; y

- El controlador informa del cambio de estado al plano de control de red de nivel superior.

Para el conmutador del nodo 4:

- Las senales transmitidas desde el transmisor (TX) no consiguen llegar al puerto de entrada (que se corresponde con la trayectoria de trabajo) del conmutador del nodo 4;

- Perdida de energfa detectada en el conmutador del nodo 4 en el puerto de entrada correspondiente;

- Comunicacion de una senal de fallo desde el detector al controlador de conmutacion inteligente del conmutador del nodo 4;

- El controlador de conmutacion inteligente conmuta el puerto de salida del conmutador del nodo 4 a un puerto de entrada correspondiente a una trayectoria de proteccion disponible;

- El controlador espera durante un espacio de tiempo predeterminado a que el conmutador del nodo 1 y el conmutador del nodo 4 finalicen la conmutacion; y

- El controlador informa del cambio de estado al plano de control de red de nivel superior.

Los controladores inteligentes, respectivamente, del conmutador del nodo 1 y del conmutador del nodo 4 orquestan la conmutacion desde la trayectoria de trabajo a la trayectoria de proteccion compartida 1 habiendo comprobado que estas trayectorias de comunicacion estan disponibles como trayectorias de proteccion. Esta configuracion permite una deteccion local de fallos en cada conmutador seguida por una accion correctora local. Los conmutadores funcionan independientemente para detectar fallos e iniciar la conmutacion de proteccion. El controlador de conmutacion inteligente inicia la conmutacion directamente sin comunicacion de control entre conmutadores. El mismo puede utilizar e instalar reglas predefinidas para la conmutacion y la interfaz de las comunicaciones para comunicarse con componentes de red externos de niveles superiores.

Las formas de realizacion ejemplificativas de la invencion posibilitan un uso eficiente de las trayectorias de fibra de proteccion ya que el control de conmutacion local permite que multiples trayectorias de trabajo compartan un grupo de trayectorias de proteccion. No es necesario que la trayectoria de proteccion exacta para cada trayectoria de trabajo se defina antes de que se produzca un fallo de una fibra. Puesto que los conmutadores opticos saben que trayectorias de proteccion se estan usando en cualquier momento, simplemente seleccionan la siguiente trayectoria de proteccion disponible y, a continuacion, informan de la reconfiguracion de la red a las capas de control de red superiores. Estas capas superiores pueden descargar criterios actualizados de conmutacion de proteccion en cualquier momento.

Un metodo ejemplificativo para seleccionar la siguiente trayectoria de proteccion disponible se puede determinar a traves de una variedad de medios. Por ejemplo, un metodo sencillo consistina en presuministrar trayectorias de proteccion de fibra oscura y predeterminar el orden en el que se van a asignar para mitigar fallos. Este esquema posibilita que multiples trayectorias de trabajo conectadas al conmutador compartan eficientemente un grupo comun de fibras y trayectorias de proteccion.

Dos caractensticas deseables de los conmutadores opticos para esta aplicacion son la baja perdida y los tiempos rapidos de conmutacion. La baja perdida minimiza el impacto sobre el balance de deterioro de las lmeas de transmision; el tiempo rapido de conmutacion garantiza que la conmutacion se completa antes de que intervengan las capas del plano de control de niveles superiores. Se logra un efecto sinergico cuando se usa un conmutador del tipo proporcionado por Polatis Limited o Polatis Photonics Incorporated y el mecanismo de proteccion descrito en la presente.

La conmutacion de proteccion es independiente del numero de conmutadores intermedios de los saltos entre nodos. En el caso en el que haya muchos conmutadores opticos incluidos en la trayectoria, solamente se requieren los conmutadores del final de la trayectoria para materializar una conmutacion de proteccion.

En la Figura 2, se muestran dos conmutadores opticos A y B que incluyen, cada uno de ellos, unos puertos, unos detectores opticos, una matriz de conmutacion y un controlador de conmutacion optico inteligente. Los puertos definen los puntos de conexion de fibra con el conmutador. Los detectores opticos presentan direccionalidad por la cual detectan la potencia optica en la direccion de la flecha. Un transmisor Oeste (Tx) introduce una senal en el conmutador optico A por el puerto 1 el cual esta provisto de un detector. La senal se recibe en el puerto 2 el

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cual comprende tambien un detector. Una trayectoria de trafico principal de fibra optica se extiende en Sentido Este entre el puerto 2 del conmutador A y el puerto 4 del conmutador B. El conmutador B incorpora tambien un puerto de entrada 4 con un detector y un puerto de salida 3 con un detector en la trayectoria que conduce al receptor Este (Rx). Tanto el conmutador optico A como el conmutador optico B incorporan un controlador de conmutacion inteligente el cual esta en comunicacion con los detectores a traves de lmeas de comunicacion adecuadas y con el plano de control de red de nivel superior.

Cuando se produce un fallo en la trayectoria de trafico principal en sentido este, tienen lugar las siguientes etapas de deteccion de fallos y conmutacion de proteccion:

A) En el conmutador A:

- Las senales transmitidas desde el transmisor Oeste (TX) se reflejan en una rotura situada en la trayectoria de trafico principal de fibra optica;

- En el puerto de salida 2 correspondiente a la trayectoria de trafico principal de fibra optica, el detector del puerto 2 detecta el fallo debido a la deteccion de un nivel de energfa asociado tfpicamente a la reflexion;

- Comunicacion interna de una senal de fallo desde el detector al controlador de conmutacion inteligente del conmutador;

- El controlador de conmutacion inteligente conmuta el puerto de entrada 1 a un puerto de salida alternativo 5 correspondiente a una trayectoria de proteccion disponible de fibra optica; y

- El controlador espera durante un espacio de tiempo predeterminado a que el conmutador A y el conmutador B finalicen la conmutacion; y

- El controlador informa del cambio de estado al plano de control de red del nivel superior.

B) En el conmutador B:

- Las senales transmitidas desde el transmisor Oeste (TX) no consiguen llegar al puerto de entrada 4 (que se corresponde con la trayectoria de trafico);

- Perdida de energfa detectada por el detector del puerto 4; - Comunicacion de una senal de fallo desde el detector al controlador de conmutacion inteligente del conmutador;

- El controlador de conmutacion inteligente conmuta el puerto de salida 3 del conmutador al puerto de entrada 6 correspondiente a una trayectoria de proteccion disponible; - El controlador espera durante un espacio de tiempo predeterminado a que el conmutador A y el conmutador B finalicen la conmutacion; y

- El controlador informa del cambio de estado al plano de control de red de nivel superior.

Un detector esta situado en el puerto 5 (conmutador A) y el mismo detectana cualquier reflexion provocada por una rotura en la trayectoria de proteccion optica. En el puerto 6 (conmutador B) se proporciona tambien otro detector para detectar la perdida de energfa debida a una rotura en la trayectoria de proteccion.

En esta forma de realizacion, el conmutador optico A incluye otro detector de potencia optica situado en el puerto 1 y que detecta cualquier perdida de energfa proveniente del transmisor. Esta deteccion de energfa es opcional. Esto es debido a que la operacion de conmutacion se puede controlar mediante la inclusion de solamente un detector de energfa en el puerto 2 del conmutador optico A y solamente un detector de energfa situado en el conmutador optico B en el puerto 4.

Otro detector de energfa opcional se situa en el puerto 3 del conmutador B el cual detecta la reflexion por un fallo entre el puerto 3 y el receptor Este.

Las matrices de conmutacion son matrices de conmutacion completamente sin bloqueo. Podna usarse una matriz de conmutacion simetrica de NxN o asimetrica de NxM. Los controladores de conmutacion inteligentes coordinan la lectura de potencia optica dentro del conmutador, la funcion de conmutacion, el almacenamiento de las reglas predefinidas para la conmutacion y la interfaz de comunicaciones para comunicarse con componentes externos de red de nivel superior. Las trayectorias de proteccion predefinidas se pueden descargar o cambiar en cualquier momento por medio de la interfaz de comunicaciones, y el conmutador puede informar de todos los cambios de las configuraciones de proteccion, los ajustes de conmutacion y los diagnosticos por medio del mismo canal. El conmutador se puede configurar para responder de manera manual o automatica a fallos de la red. Los controladores de conmutacion inteligentes funcionan de forma autonoma en cada conmutador en

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terminos de identificar una perdida de potencia optica y provocan que las matrices de conmutacion respectivas conmuten senales opticas de una trayectoria de trabajo a una trayectoria de proteccion.

Existen muchos criterios que se podnan usar para detectar fallos. Uno de los criterios podna ser un nivel de referencia absoluto en donde se selecciona un nivel de energfa predeterminado, y se declara un fallo cuando la energfa cae por debajo de un nivel predeterminado. Otro criterio podna ser un nivel de referencia relativo en donde se selecciona una cafda de energfa predeterminada, y se declara un fallo cuando la energfa cae la magnitud predeterminada. Podnan usarse muchas otras tecnicas, tales como retardar la declaracion de un fallo hasta que se haya superado durante un espacio de tiempo predeterminado el nivel o cambio de umbral de energfa o comparar energfas opticas a lo largo del tiempo.

La integridad del conmutador de proteccion se puede comprobar monitorizando la energfa en el puerto 6 y el puerto 5 en los dos conmutadores A y B. Tanto el Conmutador A como el Conmutador B esperan durante un espacio de tiempo predeterminado a que ambos conmutadores completen la conmutacion de proteccion. Si no se detecta energfa en el puerto de entrada de proteccion 6 del conmutador B, o si se detecta una reflexion en el puerto 5 del conmutador A despues del periodo, entonces la conmutacion de proteccion no se completo satisfactoriamente y cada uno de los conmutadores activa una bandera de error de conmutacion de proteccion para este conmutador de proteccion. El evento y el estado de conmutacion de proteccion se pueden enviar por medio del canal de comunicaciones a las capas de red superiores.

El conmutador tambien podna tener una lista preprogramada de acciones para el caso de errores de la conmutacion de proteccion. Finalmente, a continuacion los controladores de conmutacion inteligentes de los conmutadores de proteccion A y B informan de los resultados al plano de control de red de nivel superior. Los conmutadores incluinan el cambio de estado de las conexiones de la red, las lecturas de potencia optica, las banderas de error de conmutacion de proteccion, otras banderas de estado de conmutacion y cualquier otra informacion pertinente.

Puesto que el conmutador A tiene tambien un detector de energfa de entrada que esta monitorizando la energfa del transmisor (TX), el conmutador puede determinar si el laser local (TX) ha fallado e informar al plano de control de red de nivel superior para que pueda llevarse a cabo una reparacion de equipo adecuada o una conmutacion de proteccion de red de nivel superior. En esta forma de realizacion, el detector de energfa de entrada en el puerto 1 del conmutador A puede detectar si el laser de origen en el transmisor (TX) ha fallado. Los conmutadores opticos tambien se podnan programar para conmutar automaticamente a transpondedores de reserva cuando se identifica una avena de un transmisor (TX). Nuevamente, el conmutador informana a las capas de control de red de nivel superior sobre el cambio de configuracion.

Este mecanismo es rapido ya que la deteccion de fallos de fibra y el control de conmutacion de proteccion se realizan localmente dentro del hardware de conmutacion en cada nodo sin requerir una comunicacion entre conmutadores o una comunicacion de control de red de niveles superiores.

La Figura 3 muestra un mecanismo de proteccion de red que usa conmutadores con dos detectores de energfa por cada puerto de un conmutador.

Un transmisor Oeste transmite una senal optica al puerto 1 del conmutador optico A. En el puerto 1 se proporcionan dos detectores de potencia optica Ay B con directividad opuesta. El puerto 1 de la trayectoria principal de fibra optica esta en comunicacion con el puerto 2 el cual dispone tambien de dos detectores opticos A y B. La trayectoria de trafico principal de fibra optica discurre entre el puerto 2 del conmutador A y el puerto 2 del conmutador B. El puerto 2 del conmutador B incorpora dos detectores opticos A y B. El puerto 2 del conmutador optico B esta en comunicacion, en su configuracion principal, con el puerto 1 del conmutador B en donde estan situados dos detectores de potencia optica A y B. Las parejas de detectores incorporan un detector en la direccion de sentido este y un detector en la direccion de sentido oeste.

Como respuesta a una deteccion de un fallo, los conmutadores opticos provocan que el trafico se desvfe al puerto 3 en lugar del puerto 2 respectivamente. Los puertos 3 de cada conmutador estan en comunicacion a traves de una trayectoria de proteccion de fibra optica.

En un primer modo de uso, cuando se produce un fallo de planta en una trayectoria de trafico en sentido este, el detector B del puerto 2 en el conmutador A detecta una reflexion mientras que, en el conmutador B en el puerto 2, el detector A detecta una perdida de energfa.

Entre el detector B del puerto 2 y un controlador de conmutacion inteligente del conmutador A se proporciona una lmea de comunicaciones que permite que el conmutador A conmute de la trayectoria de trafico a la de proteccion dirigiendo las senales del puerto 1 al puerto 3.

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Simultaneamente, el detector A del puerto 2 del conmutador B detecta una perdida de ene^a y comunica esto al controlador de conmutacion inteligente lo cual provoca el redireccionamiento de las senales entre el puerto 3 y el puerto 1 del conmutador B.

Los controladores de conmutacion inteligentes estan configurados para esperar durante un espacio de tiempo predeterminado a que los conmutadores A y B finalicen la conmutacion.

Una vez que la senal se ha redirigido desde el puerto 1 al puerto 3 en el conmutador optico A, el detector A del puerto 3 detecta energfa lo cual significa que se ha completado la operacion de conmutacion. Si el detector B del puerto 3 detecta energfa y el detector A en el puerto 3 detecta una perdida de energfa, existina una rotura adicional entre el puerto 3 del conmutador Ay el puerto 3 del conmutador B en la trayectoria de proteccion de fibra optica. En estas circunstancias, el controlador de conmutacion inteligente seleccionana la siguiente trayectoria disponible hasta que no se detecte dicho fallo.

En un segundo modo de uso, surge un fallo de conmutacion entre el puerto 1 y el puerto 2 y el mismo provocana una perdida de energfa que sera detectada por el detector A del conmutador A (puerto 2) y una reflexion que sera detectada por el detector B del puerto 1 del conmutador A. En estas circunstancias, el controlador de conmutacion inteligente tambien conmutana las senales del puerto 1 para redirigirlas al puerto 3.

En un modo de funcionamiento practico preferido, cuando surge un fallo de conmutacion entre el puerto 1 y el puerto 2, el controlador inteligente compara la energfa en el detector A del puerto 1 y el detector A del puerto 2 con el fin de identificar el fallo del conmutador. El detector A del puerto 1 vena la energfa del transmisor, mientras que el detector A del puerto 2 no leena ninguna energfa o leena una energfa reducida (o cierta perdida de energfa superior a lo esperado en una operacion de conmutacion normal).

Tal como se ha descrito previamente, cualquier cambio en la configuracion de conmutacion es comunicado por el controlador de conmutacion inteligente al plano de control de red de nivel superior. Si se detecta una perdida de energfa en el detector A del puerto 1 del conmutador A, se indicana un fallo en el transmisor Oeste potencialmente con las medidas correctoras que se han descrito anteriormente en referencia a la figura 2.

La figura 4 muestra un mecanismo de proteccion de red para sistemas de fibra bidireccionales con dos detectores de energfa por cada puerto de un conmutador.

En un modo de uso, cuando se produce un fallo de planta en la trayectoria de trafico principal y bidireccional de fibra optica, las senales que se originan en el transceptor del este y que van en sentido oeste se reflejanan en el fallo de planta y senan detectadas en el detector A del conmutador B en el puerto 2 en forma de un nivel de energfa asociado tfpicamente a la reflexion. De manera similar, las senales en sentido oeste se reflejanan en la rotura provocando un nivel de energfa asociado tfpicamente a una reflexion que se detectara en el puerto 2 del conmutador A por parte del detector B. Ademas, el trafico en sentido oeste sena interrumpido por la rotura, dando como resultado una cafda de energfa detectable en el puerto 2 del conmutador optico A por el detector B. Tambien se impedina que las senales en sentido este llegasen al detector A del conmutador optico B en el puerto 2 dando como resultado una perdida de energfa.

Alternativamente, en una forma de realizacion practica preferida, en caso de fallo de planta (o deterioro) sobre la trayectoria de fibra entre el puerto 2 del conmutador A y el puerto 2 del conmutador B, una comparacion de las energfas detectadas en el conmutador A en el detector B del puerto 2 y en el conmutador B en el detector A del puerto 2 permite detectar el fallo de planta.

Ademas, si existe, por ejemplo, un fallo de conmutacion entre el puerto 1 y el puerto 2 del conmutador optico A, las senales en sentido oeste se venan reflejadas y, por tanto, senan detectables en el detector A del puerto 2 en el conmutador optico A. De manera similar, se detectana una cafda de energfa en el detector B del puerto 1 en el conmutador A.

Con respecto a las senales en sentido este, el detector B del puerto 1 en el conmutador A detectana la reflexion debida a la rotura, en una trayectoria de conmutacion optica entre el puerto 1 y el puerto 2 mientras que el detector A del puerto 2 detectana una perdida de energfa.

Alternativamente, en una forma de realizacion practica preferida, en caso de fallo de conmutacion entre el puerto 1 de conmutador A y el puerto 2 del conmutador A, el detector A en el puerto 1 vena la energfa del transmisor del oeste mientras que el detector A del puerto 2 no leena ninguna energfa o leena una energfa reducida (o cierta perdida de energfa superior a lo esperado en la operacion de conmutacion normal). El controlador de conmutacion inteligente llevana a cabo la comparacion de energfa y la deteccion de fallos en la matriz de conmutacion.

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En los casos correspondientes a un fallo de conmutacion o un fallo de planta que se hayan identificado segun la manera expuesta, los respectivos controladores de conmutacion inteligentes del conmutador A y del conmutador B provocanan que el puerto 1 se redirigiese hacia el puerto 3 en los dos conmutadores.

Despues de esto, el sistema espera durante un espacio de tiempo predeterminado a que los conmutadores A y B finalicen la conmutacion. Una vez que se ha completado la conmutacion, los controladores de conmutacion inteligentes reciben informacion de los detectores Ay B del puerto 3 para confirmar que la operacion de conmutacion ha resultado satisfactoria y, a continuacion, informan al plano de control de red de nivel superior sobre el cambio de la configuracion de conmutacion.

Si los fallos son detectados por los detectores de los puertos 3, entonces el controlador de conmutacion inteligente selecciona la siguiente trayectoria de proteccion disponible.

Ademas, si el detector A del puerto 1 en el conmutador A detecta una perdida de energfa, se detecta un fallo en el transceptor del oeste. De manera similar, si se produce una perdida de energfa en el detector B del puerto 1 del conmutador B se detecta un fallo del transceptor del este.

Las formas de realizacion de la invencion se pueden aplicar a la diffcil tarea de la proteccion contra multiples fallos en la red. Esto se realiza monitorizando las trayectorias de proteccion de la misma manera que la trayectoria de trafico principal despues de que se suministre una trayectoria de proteccion y permitiendo que las trayectorias de proteccion usen el mismo grupo de trayectorias de fibra de repuesto. El trafico conmuta automaticamente a otra trayectoria de proteccion del grupo si se produce una avena subsiguiente de fibra en la trayectoria de proteccion. Esta caractenstica puede hacer que mejoren considerablemente la fiabilidad y la disponibilidad globales de la red.

Esto permite un uso eficiente de las fibras de proteccion ya que el control de conmutacion local permite que las trayectorias de fibra de trabajo compartan multiples trayectorias de fibra de proteccion sobre la base de criterios predeterminados. No es necesario que la trayectoria de proteccion exacta este predeterminada antes de que se produzca un fallo de fibra. El mecanismo simplemente selecciona la siguiente trayectoria de fibra disponible a partir de la trayectoria de cada nodo basandose en una jerarqrna predeterminada. Puesto que el conmutador de proteccion local sabe que trayectorias de proteccion se estan usando en cualquier momento, el mismo simplemente selecciona la siguiente trayectoria disponible y puede informar de cuando se estan usando todas las trayectorias de proteccion a las capas de control de red superiores. El elemento de conmutacion puede retransmitir informacion sobre el estado de la conmutacion de proteccion a los planos de control de red de nivel superior, y se pueden descargar criterios de conmutacion de proteccion desde capas de control de red de niveles superiores.

No es necesario que la fibra de proteccion exacta usada para una avena particular de una fibra de trabajo este predeterminada. El metodo para seleccionar la siguiente trayectoria de proteccion disponible se puede determinar a traves de una variedad de medios. Por ejemplo, un metodo sencillo consistina en presuministrar trayectorias de proteccion y, a continuacion, predeterminar el orden en el que se asignaran para mitigar fallos de red. Esto permite que multiples trayectorias de trabajo conectadas al conmutador compartan eficientemente un grupo comun de fibras y trayectorias de proteccion.

La Figura 5 ilustra una forma de realizacion de la deteccion de multiples fallos de fibra en una red.

Cuando se produce un fallo 1, el conmutador A detecta en el puerto 3 una senal de energfa de reflexion mientras que el conmutador B detecta una perdida de energfa en el detector del puerto 3. Los respectivos controladores de conmutacion inteligentes del conmutador A y el conmutador B redirigen las senales sobre la trayectoria de proteccion 1 hacia el puerto de salida 5 en el conmutador A y el puerto de entrada 5 en el conmutador B. La trayectoria de proteccion 1 pasa del conmutador A a traves del conmutador C al conmutador B.

Cuando se produce un fallo 2 entre el conmutador A y el conmutador C, se detecta una perdida de energfa en el puerto 5 del conmutador B y una reflexion en el puerto 5 del conmutador A. A continuacion, los controladores de conmutacion inteligentes conmutan a la trayectoria de proteccion 2 que pasa a traves del puerto 7 del conmutador A, el conmutador D, el conmutador C, el conmutador E y, a continuacion, el puerto 7 del conmutador B.

Cuando se produce un fallo 3 entre el conmutador E y el conmutador B, se detecta una perdida de energfa en el conmutador B del puerto 7 y se detecta una reflexion en el conmutador A del puerto 7. A continuacion, los controladores de conmutacion inteligentes conmutan a la trayectoria de proteccion 3 que pasa a traves del puerto 9 del conmutador A, el conmutador D, el conmutador E y el puerto 9 del conmutador B. Si no se detecta ninguna reflexion en el puerto 9 del conmutador A y se detecta una senal de energfa tfpica en el puerto 9 del conmutador B, la operacion de conmutacion ha resultado satisfactoria a pesar de la aparicion de multiples fallos.

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   REIVINDICACIONES

   1. Metodo de conmutacion para proteccion de redes entre dos conmutadores que presentan una pluralidad de trayectorias de comunicacion optica entre ellos, que comprende las etapas siguientes:

   detectar, en dichos conmutadores, un fallo en una primera trayectoria de comunicacion optica,

   generar resultados de deteccion representativos de la identificacion de dicho fallo;

   comunicar dichos resultados de deteccion internamente dentro de dichos conmutadores a unos respectivos controladores basados en conmutacion; y

   provocar una conmutacion a una segunda trayectoria de comunicacion optica como respuesta a la recepcion de dichos resultados de deteccion por parte de dichos controladores basados en conmutacion;

   caracterizado por que dicha segunda trayectoria de comunicacion optica es seleccionada por dichos controladores despues de completar una de entre las siguientes etapas adicionales

   - identificar una pluralidad de trayectorias de comunicaciones opticas alternativas disponibles entre dichos dos conmutadores y seleccionar una de estas trayectorias, y

   - determinar una trayectoria de comunicacion optica siguiente de entre una pluralidad de trayectorias de comunicacion optica dispuestas en un orden predeterminado, y seleccionar esa trayectoria de comunicacion optica.
2. 2. Metodo segun la reivindicacion 1, en el que dicha deteccion se logra detectando una cafda de la potencia optica de una senal optica recibida por dichos conmutadores opticos a traves de dichas trayectorias de comunicacion optica.
3. 3. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el fallo es detectado por los conmutadores sin que unas senales de capas ffsicas sean enviadas de un primer conmutador a un segundo conmutador en la red.
4. 4. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los detectores de fallos detectan la potencia optica de una senal optica en unos conmutadores opticos acoplados a traves de las trayectorias de comunicacion optica.
5. 5. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el detector de fallos detecta un fallo por la reflexion caractenstica de una senal optica.
6. 6. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que los detectores de fallos detectan un fallo en una perdida de senal optica.
7. 7. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que cuando los controladores determinan una siguiente trayectoria de comunicacion optica de entre una pluralidad de trayectorias de comunicacion optica dispuestas en un orden predeterminado, dicho orden predeterminado es una jerarqrna predeterminada.
8. 8. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los controladores determinan una siguiente trayectoria de comunicacion optica disponible de entre una pluralidad de trayectorias de comunicacion optica dispuestas en una jerarqrna predeterminada.
9. 9. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende la etapa adicional de retransmitir informacion perteneciente al estado de dichos conmutadores a unos planos de control de red de niveles superiores.
10. 10. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende la etapa adicional de descargar criterios de conmutacion de proteccion desde unas capas de control de red de niveles superiores.
11. 11. Conmutador de fibra optica para su uso en el metodo segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende:

    (a) un primer conjunto de componentes opticos que incorporan una serie de grnas opticas separado de un segundo conjunto de componentes opticos que incorporan una serie de grnas opticas;

    (b) unos medios de colimacion correspondientes a cada grna optica;

    (c) unos medios de accionamiento que se flexionan cuando son accionados y estan funcionalmente conectados a dichos medios de colimacion para mover individualmente dichos medios de colimacion; y

    (d) unos medios para controlar los medios de accionamiento de manera que se transmita radiacion optica

    5 desde una gma seleccionada en el primer conjunto y recibida por una gma seleccionada en el segundo

    conjunto y con lo cual la radiacion optica puede ser conmutada entre las gmas opticas del primer y del segundo conjuntos.