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Die
Erfindung betrifft ein optisches Nachrichtennetzwerk gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 und 11 sowie ein optisches Nachrichtenübermittlungsverfahren
gemäß Oberbegriff
des Anspruchs 13.
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Optische
Nachrichtennetzwerke weisen im Allgemeinen eine erste Sende-/Empfangseinrichtungen auf,
von welcher aus über
eine Datenverbindung optische Signale unter Zwischenschaltung mehrerer
miteinander verbundener Netzknoteneinrichtungen an eine zweite Sende-/Empfangseinrichtung übermittelt
werden. Die Netzknoteneinrichtungen können z.B. jeweils über einen
oder mehrere Lichtwellenleiter miteinander verbunden sein.
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Die
Datenübertragung
innerhalb des Nachrichtennetzwerks erfolgt beispielsweise mit Hilfe
von optischen WDM-Binärsignalen
("WDM" = wavelength division
multiplex bzw. Wellenlängen-Multiplex).
Dabei können über einen
einzigen Lichtwellenleiter mehrere, wellenlängengemultiplexte, gepulste
optische Signale übertragen
werden.
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Bei
den derzeit im Betrieb befindlichen optischen Nachrichtennetzwerken
wird die Datenverbindung nicht dezentral von den einzelnen Netzknoteneinrichtungen
aus aufgebaut, sondern von einer zentralen Steuereinrichtung bzw.
einem zentralen Netzmanagement.
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Dabei
wird neben der eigentlichen "Arbeits"-Datenverbindungunabhängig von
deren Zustand – parallel auch
eine "Ersatz"-Datenverbindung aufgebaut. Beim Auftreten
von Störungen
(oder zu starken Störungen) auf
der "Arbeits"-Datenverbindung
wird die Datenübertragung
dann schnell von der "Arbeits"- auf die "Ersatz"-Datenverbindung
umgeschaltet (protection switching).
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Im
Gegensatz zu den derzeit in Betrieb befindlichen optischen Nachrichtennetzen
werden bei sog. ASON-Netzwerken (ASON = automatically switched optical
network bzw. automatisch vermittelndes optisches Netzwerk) die jeweiligen
Datenverbindungen statt von der o.g. zentralen Steuereinrichtung
von den Netzknoteneinrichtungen selbst aufgebaut. Hierzu werden
entsprechende Signalisiersignale zwischen den einzelnen Netzknoteneinrichtungen
ausgetauscht.
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Die
Signalisiersignale können
z.B. über
entsprechende Signalisierkanäle
versendet werden; die Übermittlung
der eigentlichen Nutzdaten erfolgt dann über separate Nutzdatenkanäle.
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Aus
der internationalen Offenlegungsschrift WO 00/74305 A2 ist ein optisches
Nachrichtennetzwerk bekannt, bei dem eine erste Datenverbindung
von einer ersten, den Verbindungsaufbau initiierenden Netzknoteneinrichtung
und einer zweiten Netzknoteneinrichtung optische Signale unter Zwischenschaltung
dritten Netzknoteneinrichtung ausgetauscht werden. Nach Auftreten
einer Störung
beispielsweise auf der Verbindung zwischen der zweiten und dritten
Netzknoteneinrichtung wird durch die dritte Netzknoteneinrichtung
diese Störung
detektiert und geeignete Kontroll- und Fehlermeldungen an die den
Aufbau der ersten Datenverbindung initiierende, d.h. den Verbindungsaufbau
initiierende, erste Netzknoteneinrichtung geschickt. Die erste,
den Verbindungsaufbau initiierende Netzknoteneinrichtung sendet
daraufhin das Datenpaket zur zweiten Netzknoteneinrichtung über einen
alternativen Verbindungspfad, beispielsweise über die direkte Verbindung
zwischen der ersten und zweiten Netzknoteneinrichtung. Analog hierzu
ist für
den Aufbau des alternativen Verbindungspfad jeweils die erste, den
Verbindungsaufbau initiierende Netzknoteneinrichtung beaufschlagt.
Somit wird der Aufbau einer Ersatzdatenverbindung derart durchgeführt, dass
die Zuständigkeit
für den
Aufbau der Ersatzdatenverbindung nach wie vor bei der Netzknoteneinrichtung
verbleibt, die die erste Datenverbindung aufgebaut hat.
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Die
Erfindung hat zur Aufgabe, ein neuartiges optisches Nachrichtennetzwerk,
neuartige Netzknoteneinrichtungen zur Verwendung in einem optischen
Nachrichtennetzwerk, sowie ein neuartiges optisches Nachrichtenübermittlungsverfahren
zur Verfügung
zu stellen, das beim Auftreten einer Störung einer bestehenden Datenverbindung
einen schnellen Aufbau einer Ersatzverbindung ermöglicht.
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Sie
erreicht dieses und weitere Ziele durch die Gegenstände der
Ansprüche
1, 11 und 13.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Gemäß einem
Grundgedanken der Erfindung wird ein optisches Nachrichtennetzwerk
bereitgestellt, bei welchem über
eine erste Datenverbindung zwischen einer ersten, den Verbindungsaufbau
initiierenden Netzknoteneinrichtung und einer zweiten Netzknoteneinrichtung
optische Signale unter Zwischenschaltung mehrerer weiterer, miteinander
verbundener Netzknoteneinrichtungen ausgetauscht werden, wobei nach
einer Störung
auf der ersten Datenverbindung zum Aufbau einer zweiten Datenverbindung,
welche zumindest teilweise als Ersatz für die erste Datenverbindung
fungiert, von einer dritten Netzknoteneinrichtung ein Signalisiersignal
an eine mit der dritten Netzknoteneinrichtung verbundene vierte
Netzknoteneinrichtung gesendet wird, welches einen von der dritten
Netzknoteneinrichtung ermittelten Parameter enthält, auf Basis dessen ermittelt
wird, ob die vierte Netzknoteneinrichtung für den Aufbau der zweiten Datenverbindung
zuständig
ist, oder nicht.
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Bevorzugt
enthält
der Parameter Informationen bezüglich
der Distanz zwischen der dritten Netzknoteneinrichtung und einer weiteren,
z.B. der zweiten (oder alternativ: der ersten) Netzknoteneinrichtung.
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Beispielsweise
kann die vierte Netzknoteneinrichtung dann für den Aufbau der zweiten Datenverbindung
zuständig
sein, wenn die von der vierten Netzknoteneinrichtung ermittelte
Distanz zwischen der vierten und der zweiten Netzknoteneinrichtung
nicht kleiner ist, als die – um
die Distanz zwischen vierter und dritter Netzknoteneinrichtung korrigierte – Distanz
zwischen dritter und zweiter Netzknoteneinrichtung.
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Dadurch
kann z.B. erreicht werden, dass die zweite Datenverbindung (d.h.
die Ersatzdatenverbindung) von einer Netzknoteneinrichtung (z.B.
der vierten Netzknoteneinrichtung) aufgebaut wird, die relativ nahe
am Ort der Störung
liegt.
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Der
Aufbau der Ersatzdatenverbindung kann somit schneller erfolgen als
beim Stand der Technik. Dort wird nämlich die Zuständigkeit
für den
Aufbau der Ersatzdatenverbindung bis zu derjenigen Netzknoteneinrichtung
weitergereicht, die für
den Aufbau der ersten Datenverbindung zuständig war (d.h. z.B. bis zur
o.g. ersten Netzknoteneinrichtung).
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele
und der beigefügten
Zeichnung näher
erläutert.
In der Zeichnung zeigt:
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1 eine schematische Darstellung
eines optischen Nachrichtennetzwerks gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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2a eine schematische Darstellung
der Struktur eines einfachen Datennetzwerks zur Erläuterung des
Prinzips des "Link-State"-Protokolls;
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2b eine schematische Darstellung
der Struktur des in 2a gezeigten
Datennetzwerks nach Auftritt einer Störung;
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3 eine schematische Darstellung
des zeitlichen Ablaufs von zwischen den in 1 gezeigten Netzknoten-Einrichtungen
zum Aufbau einer Datenverbindung ausgetauschten Signalisiersignalen;
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4 eine schematische Darstellung
des zeitlichen Ablaufs von zwischen den in 1 gezeigten Netzknoten-Einrichtungen
bei herkömmlichen
Verfahren zum Abbau einer Datenverbindung ausgetauschten Signalisiersignalen;
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5 eine schematische Darstellung
des zeitlichen Ablaufs von zwischen den in 1 gezeigten Netzknoten-Einrichtungen
bei herkömmlichen
Verfahren zum Wiederaufbau einer Datenverbindung ausgetauschten
Signalisiersignalen;
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6 eine schematische Darstellung
des zeitlichen Ablaufs von zwischen den in 1 gezeigten Netzknoten-Einrichtungen
gemäß einem
vorteilhaften Datenverbindungs-Abbau-Wiederaufbauverfahren zum Abbau einer
Datenverbindung ausgetauschten Signalisiersignalen; und
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7 eine schematische Darstellung
des zeitlichen Ablaufs von zwischen den in 1 gezeigten Netzknoten-Einrichtungen
gemäß einem
vorteilhaften Datenverbindungs-Abbau-Wiederaufbauverfahren zum Wiederaufbau
einer Datenverbindung ausgetauschten Signalisiersignalen.
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1 zeigt ein optisches Nachrichtennetzwerk 11 (hier
ein automatisch vermittelndes optisches Netz bzw. ASON-Netz (ASON
= automatically switched optical network)) gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung. Dieses weist eine Vielzahl von über ein
Lichtwellenleiternetz 20 (in der Darstellung gemäß 1 durch eine Strich-Punkt-Linie
veranschaulicht) miteinander verbundene Netzknoten-Einrichtungen 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 auf,
sowie eine Vielzahl von Teilnehmeranschluß- bzw. Clienteinrichtungen 12, 13.
Bei diesen kann es sich z.B. um an weitere, clientseitig angeschlossene
SDH-, ATM-, oder IP-Clienteinrichtungen handeln, z.B. um IP-Router
(SDH = Synchrone Digitale Hierarchie, ATM = Asynchron Transfer Modus,
IP = Internet Protocol).
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Innerhalb
des Lichtwellenleiternetzes 20 ist jede Netzknoten-Einrichtung 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 über jeweils
ein oder mehrere Lichtwellenleiterbündel oder über einen oder mehrere einzelne
Lichtwellenleiter mit jeweils einem oder mehreren (z.B. zwei, drei
oder vier) weiteren Netzknoten-Einrichtungen 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 verbunden.
Auf entsprechende Weise sind die Clienteinrichtungen 12, 13 über einen
(oder mehrere) Lichtwellenleiter 15a, 15b mit
jeweils einem bestimmten (oder alternativ mit mehreren) Netzknoteneinrichtungen 1, 6 verbunden.
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Zur
Datenübertragung
innerhalb des Lichtwellenleiternetzes 20 bzw. des optischen
Nachrichtennetzwerks 11 kann z.B. ein WDM-Datenübertragungsverfahren
verwendet werden (WDM = wavelength division multiplex bzw. Wellenlängen-Multiplex).
Aufgrund des Wellenlängenmultiplexes
können über jeden
im Netz vorhandenen Lichtwellenleiter unter Nutzung jeweils verschiedener
Wellenlängenbereiche
gleichzeitig mehrere verschiedene, gepulste optische Binärsignale übertragen
werden.
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Zwischen
der jeweiligen Clienteinrichtung 12, 13 und der
jeweils mit dieser verbundenen Netzknoten-Einrichtung 1, 6,
und zwischen den verschiedenen Netzknoteneinrichtungen 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 wird jeweils
ein erster Lichtwellenleitungskanal zum Übertragen von Nutzsignalen
verwendet (in der Darstellung gemäß 1 durch durchgezogene Linien veranschaulicht),
und jeweils ein zweiter Lichtwellenleitungskanal zum Übertragen
von – im
folgenden noch näher
erläuter ten – Signalisiersignalen
(in der Darstellung gemäß 1 durch gestrichelte Linien
veranschaulicht).
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In
den Nutzsignalen sind die eigentlichen Nutzdaten, und in den Signalisiersignalen
die Signalisierinformationen codiert (siehe unten). Beim vorliegenden
Ausführungsbeispiel
werden die eigentlichen Nutzdaten, und die Signalisierinformationen
jeweils über
verschiedenen Kanäle
ein- und desselben Lichtwellenleiters übertragen (z.B. mittels Wellenlängen- und/oder
Zeitmultiplex voneinander getrennter Nutz- und Signalisierkanäle). Bei
alternativen Ausführungsbeispielen
werden demgegenüber
die Signalisierinformationen und die Nutzdaten jeweils über separate
Lichtwellenleiter, und/oder über
separate Pfade übertragen.
Ebenfalls denkbar ist eine Übertragung
der Signalisierinformationen über
ein separates Netz, z.B. ein elektrisches Übertragungsnetz. Ebenso kann
der Austausch der Signalisierinformationen anstatt wie dargestellt
zwischen den betroffenen Netzknoten-Einrichtungen auch zwischen
den jeweils betroffenen Netzknoten-Einrichtungen, und einer oder
mehreren zentralen Netzknoten-Einrichtungen erfolgen, in welchen
eine Verarbeitung der Signalisierinformationen durchgeführt wird.
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Beim
vorliegenden Ausführungsbeispiel
wird ein "Link-State"-Protokoll eingesetzt, um zwischen den Netzknoten-Einrichtungen 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 Daten
bzgl. des jeweils aktuellen Netzzustands auszutauschen.
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"Link-State"-Protokolle beruhen
auf einer "dezentralen
Karte". Jede Netzknoten-Einrichtung 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 weist
eine (nicht dargestellte) Speichereinrichtung auf, auf der ein Datensatz
gespeichert ist, der die vollständige
(topologische) Karte bzw. die Struktur des Lichtwellenleiternetzes 20 repräsentiert.
Die entsprechenden Datensätze
werden regelmäßig aktualisiert.
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Im
folgenden wird das Prinzip von "Link-State"-Protokollen anhand
des in 2a und 2b gezeigten, einfachen Datennetzwerks 16 erläutert. Dieses
weist fünf
Netzknoten 17a, 17b, 17c, 17d, 17e auf,
die über Knoten-Knoten-Verbindungen 21, 22, 23, 24, 25 miteinander
verbunden sind.
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Die
Struktur des Datennetzwerks
16 kann gemäß Tabelle 1 z.B. durch folgenden,
in sämtlichen
Netzknoten
17a,
17b,
17c,
17d,
17e gespeicherten
Datensatz repräsentiert
werden:
Tabelle
1
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Dabei
ist die erste Variable Q ("Verbindung
von:") die Kennung
desjenigen Netzknotens, von dem die jeweilige Knoten-Knoten-Verbindung
ausgeht, die zweite Variable R ("Verbindung
nach:") die Kennung
desjenigen Netzknotens, zu dem die jeweilige Knoten-Knoten-Verbindung
hinführt,
und die dritte Variable S ("Verbindung") die Kennung der
jeweiligen Knoten-Knoten-Verbindung. Die vierte Variable T ("Zustand") kennzeichnet den
Zustand der jeweiligen Knoten-Knoten-Verbindung (die Entfernung
bzw. Distanz oder "Metrik").
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Eine
intakte Knoten-Knoten-Verbindung kann z.B. mit Hilfe einer Zustands-Variable
T mit dem Wert "1" gekennzeichnet werden
(vgl. die vierte Spalte der obigen Tabelle). Wird eine Knoten-Knoten-Verbindung
unterbrochen, wird die Zustands-Variable
T entsprechend angepasst (z.B. vom Wert "1" auf
den Wert "∞").
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Da
jedem Knoten 17a, 17b, 17c, 17d, 17e die
vollständige
Netzwerktopologie bekannt ist, kann jeder Knoten selbst den jeweils
günstigten
Pfad zu einem (beliebigen) anderen Knoten 17a, 17b, 17c, 17d, 17e berechnen.
Weil in sämtlichen
Knoten 17a, 17b, 17c, 17d, 17e der
gleiche Datensatz gespeichert ist, sind die Pfade eindeutig, so
dass keine Schleifen gebildet werden.
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2b zeigt eine schematische
Darstellung der Struktur des in 2a gezeigten
Datennetzwerks 16 nach einer Änderung der Netzwerktopologie,
hier: einer Unterbrechung der Knoten-Knoten-Verbindung 21 zwischen
dem Knoten 17a (Knoten A) und dem Knoten 17b (Knoten
B). Die Änderung
des Zustands der entsprechenden Knoten-Knoten-Verbindung 21 wird
vom Knoten 17a (Knoten A) und vom Knoten 17b (Knoten
B) erkannt. Die Knoten 17a (Knoten A) und Knoten 17b (Knoten
B) aktualisieren dann den bei ihnen gespeicherten Datensatz, und übermitteln
den aktualisierten Datensatz an die übrigen Netzknoten 17a, 17b, 17c, 17d, 17e. Hierzu
dient ein sog. "Flooding"-Protokoll.
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Wieder
bezogen auf 1 wird zum
Aufbau einer Datenverbindung zwischen der ersten Clienteinrichtung 12 und
der zweiten Clienteinrichtung 13 zunächst von der Clienteinrichtung 12 aus über den
Lichtwellenleiter 15a (bzw. den o.g. Signalisierkanal)
mittels entsprechender optischer Binärimpulse ein (Verbindungsaufbau-Anfrage-)
Signalisiersignal an die erste Netzknoten-Einrichtung 1 gesendet.
Dieses enthält
u.a. eine die Ziel-Clienteinrichtung 13 bzw. die an sie
angeschlossene Ziel-Netzknoten-Einrichtung 6 kennzeichnende
Kennung (bzw. deren optische Netzadresse).
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Wie
bereits erwähnt,
weist jede Netzknoten-Einrichtung 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 eine
Speichereinrichtung mit einer Datenbank auf, auf der ein dem in
Tabelle 1 gezeigten Datensatz entsprechender Datensatz gespeichert
ist, der die vollständige
(topologische) Karte bzw. die Struktur des Lichtwellenleiternetzes 20 repräsentiert.
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Nach
Empfang des (Verbindungsaufbau-Anfrage-) Signalisiersignals ermittelt
eine (nicht dargestellte) Steuereinrichtung der Netzknoten-Einrichtung 1 aus
dem Datensatz und der empfangenen Ziel-Netzknoten-Kennung den optimalen
bzw. kürzesten
Pfad zur Ziel-Netzknoten-Einrichtung 6 (bzw. zur daran
angeschlossenen Ziel-Clienteinrichtung 13). Hierzu kann
z.B. der Bellmann-Ford-Algorithmus verwendet werden oder z.B. der "Shortest Path First"-Algorithmus (SPF-Algorithmus)
nach E.W. Dijstra.
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Daraufhin
wird gemäß 3 von der Netzknoten-Einrichtung 1 aus
an die nächste,
im ermittelten optimalen Pfad enthaltene Netzknoten-Einrichtung
(hier: die Netzknoten-Einrichtung 2) über das Lichtwellenleiterbündel 14a (bzw.
den entsprechenden Signalisierkanal) mittels entsprechender optischer
Binärimpulse
ein (Verbindungsaufbau-Anfrage-) Signalisiersignal S1 gesendet (SETUP).
Dieses enthält
z.B. die an die Ziel-Clienteinrichtung 13 angeschlossene
Ziel-Netzknoten-Einrichtung 6 kennzeichnende Kennung (bzw.
deren optische Netzadresse).
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Auf
entsprechende Weise wie oben dargestellt wird dann nach Empfang
des (Verbindungsaufbau-Anfrage-) Signalisiersignals S1 durch eine
(nicht dargestellte) Steuereinrichtung der Netzknoten-Einrichtung 2 aus
dem in deren Speichereinrichtung gespeicherten Netzwerk-Topologie-Datensatz
und der empfangenen Ziel-Netzknoten-Kennung der optimale Pfad zur
Ziel-Netzknoten-Einrichtung 6 ermittelt.
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Wie
in 3 weiter gezeigt
ist, wird daraufhin von der Netzknoten-Einrichtung 2 aus
an die nächste, im
ermittelten optimalen Pfad enthaltene Netzknoten-Einrichtung (hier:
die Netzknoten-Einrichtung 3) über das entsprechende Lichtwellenleiterbündel ein
dem Signalisiersignal S1 entsprechendes weiteres (Verbindungsaufbau-Anfrage-)
Signalisiersignal S2 gesendet (SETUP), usw.
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Auf
diese Weise wird sukzessive eine über den Pfad A – C – D – E – F geführte Datenverbindung
zwischen der ersten Netzknoten-Einrichtung 1, und der Ziel-Netzknoteneinrichtung 6 (bzw.
den entsprechenden Clienteinrichtungen 12, 13)
aufgebaut.
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Der
erfolgreiche Aufbau der Datenverbindung wird dann von der Ziel-Netzknoten-Einrichtung 6 aus mittels
eines (Verbindungsaufbau-Bestätigungs-)
Signalisiersignal S3 an die im ermittelten optimalen Pfad der Netzknoten-Einrichtung 6 vorausgehende
Netzknoten-Einrichtung (hier: die Netzknoten-Einrichtung 5)
mitgeteilt (SETUP_OK).
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Diese
sendet ein dem Signalisiersignal S3 entsprechendes, weiteres (Verbindungsaufbau-Bestätigungs-)
Signalisiersignal S4 (SETUP_OK) an die im optimalen Pfad vor ihr
liegende Netzknoten-Einrichtung (hier: die Netzknoten-Einrichtung 4),
usw.
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Auf
diese Weise wird sukzessive der erfolgreiche Verbindungsaufbau den
einzelnen, im optimalen Pfad enthaltenen Netzknoten-Einrichtungen
mitgeteilt (und damit auch der den Verbindungsaufbau initiierenden
Netzknoten-Einrichtung 1).
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Kommt
es zu einer Änderung
in der Topologie des Lichtwellenleiternetzes 20 (z.B. bei
einer Störung bzw.
Unterbrechung der Verbindung zwischen den Netzknoten-Einrichtungen 4, 5 – in der
Zeichnung mit Hilfe dreier Kreuze X X X veranschaulicht –) wird
diese Änderung
von den jeweils betroffenen Netzknoten-Einrichtungen (hier: den
Netzknoten-Einrichtungen 4, 5) erkannt.
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Die
Steuereinrichtungen der jeweiligen Netzknoten-Einrichtungen 4, 5 aktualisieren
dann jeweils den bei ihnen gespeicherten Datensatz (z.B., indem
der Wert der den Zustand der Verbindung zwischen den Netzknoten-Einrichtungen 4, 5 kennzeichnenden
Zustands-Variable von "1" auf "∞" geändert
wird).
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Als
nächstes
wird gemäß dem o.g. "Flooding"-Protokoll mittels
entsprechender über
die o.g. Signalisierkanäle übertragener
Signalisiersignale der aktualisierte Datensatz an die übrigen Netzknoten-Einrichtungen übertragen
und in deren Speichereinrichtungen abgespeichert.
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Wie
in 4 gezeigt ist, werden – bei herkömmlichen
Verfahren – dann
als nächstes
von den betroffenen Netzknoten-Einrichtung 4, 5 entsprechende
(Verbindungsabbau-) Signalisiersignale (N_RELEASE bzw. N_RELEASE_RECONN)
versendet. Dies erfolgt entlang des ursprünglichen, optimalen Pfads (D – C – B – A bzw.
E – F).
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Mit
dem von der Netzknoten-Einrichtung 5 an die Ziel-Netzknoten-Einrichtung 6 versendeten
(Verbindungsabbau-) Signalisiersignal S14 (N_RELEASE) wird der Ziel-Netzknoten-Einrichtung
6 zudem mitgeteilt, dass keine Zuständigkeit zum Wiederaufbau der
Verbindung vorliegt. Demgegenüber
enthält
das von der Netzknoten-Einrichtung 4 an die Netzknoten-Einrichtung 3 versendete
(Verbindungsabbau-) Signalisiersignal S11 (N_RELEASE_RECONN) die
Information, dass die Ursprungs-Netzknoten-Einrichtung 1 den
Wiederaufbau der Datenverbindung veranlassen soll. In Reaktion auf
das (Verbindungsabbau-) Signalisiersignal S11 wird von der Netzknoten-Einrichtung 3 an
die Netzknoten-Einrichtung 2 ein dem Signalisiersignal 511 entsprechendes
(Verbindungsabbau-) Signalisiersignal S12 (N_RELEASE_RECONN) gesendet.
Diese sendet ein weiteres, den o.g. Signalen S11 und S12 entsprechendes
(Verbindungsabbau-) Signalisiersignal S13 (N_RELEASE_RECONN) an
die die ursprüngliche
Verbindung initiierende Netzknoten-Einrichtung 1.
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Die
Ursprungs-Netzknoten-Einrichtung 1 bzw. deren Steuereinrichtung
entnimmt aus dem empfangenen Signal S13 die Information, dass von
der Ursprungs-Netzknoten-Einrichtung 1 aus eine neue Datenverbindung
zur Ziel-Netzknoten-Einrichtung aufgebaut werden soll.
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Nach
Empfang des (Verbindungsabbau-) Signalisiersignals S13 ermittelt
die Steuereinrichtung der Netzknoten-Einrichtung 1 aus
dem in ihrer Steuereinrichtung gespeicherten, geänderten Datensatz den optimalen
Ersatz-Pfad zur Ziel-Netzknoten-Einrichtung 6 (hier: den
Pfad A – K – J – H – G – F).
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Daraufhin
wird gemäß 5 von der Netzknoten-Einrichtung 1 aus
an die nächste,
im ermittelten Ersatz-Pfad enthaltene Netzknoten-Einrichtung (hier:
die Netzknoten-Einrichtung 10) über das Lichtwellenleiterbündel 14b ein
dem in 3 gezeigten Signal
S1 entsprechendes (Verbindungsaufbau-Anfrage-) Signalisiersignal
S21 gesendet (SETUP). Auf entsprechende Weise wie oben in Bezug
auf 3 dargestellt wird
dann von der Netzknoten-Einrichtung 10 ein weiteres (Verbindungsaufbau-Anfrage-)
Signalisiersignal S22 an die nächste,
im ermittelten Ersatz-Pfad enthaltene Netzknoten-Einrichtung (hier:
die Netzknoten-Einrichtung 9) gesendet, usw.
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Auf
diese Weise wird sukzessive eine über den Ersatz-Pfad A – K – J – H – G – F geführte Datenverbindung
zwischen der ersten Netzknoten-Einrichtung 1, und der Ziel-Netzknoteneinrichtung 6 (bzw.
den entsprechenden Clienteinrichtungen 12, 13)
aufgebaut.
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Der
erfolgreiche Aufbau der Datenverbindung wird dann von der Ziel-Netzknoten-Einrichtung 6 aus mittels
eines (Verbindungsaufbau-Bestätigungs-)
Signalisiersignals S23 an die im ermittelten Ersatz-Pfad der Netzknoten-Einrichtung 6 vorausgehende Netzknoten-Einrichtung
(hier: die Netzknoten-Einrichtung 7) mitgeteilt (SETUP_OK),
und von dort aus über
weitere (Verbindungsaufbau-Bestätigungs-)
Signalisiersignale S24 sukzessive den anderen im Ersatz-Pfad enthaltenen
Netzknoten-Einrichtungen 8, 9, 10, 1.
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Statt
dem anhand der 4 und 5 erläuterten Verfahren wird erfindungsgemäß besonders
vorteilhaft das folgende, anhand der 6 und 7 erläuterte Datenverbindungs-Wiederaufbau-Verfahren
verwendet:
Nach dem Auftreten einer Änderung in der Topologie des
Lichtwellenleiternetzes 20 (z.B. bei einer Störung bzw.
Unterbrechung der Verbindung zwischen den Netzknoten-Einrichtungen 4, 5 – in 1 durch die drei Kreuze
X X X veranschaulicht -) wird zunächst entsprechend wie oben
beschrieben die jeweilige Änderung
im Datensatz der jeweils betroffenen Netzknoten-Einrichtung 4, 5 vermerkt
(z.B., indem der Wert der den Zustand der Verbindung zwischen den
Netzknoten-Einrichtungen 4, 5 kennzeichnenden
Zustands-Variable von "1" auf "∞" geändert
wird).
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Daraufhin
wird mittels entsprechender über
die o.g. Signalisierkanäle übertragener
Signalisiersignale der aktualisierte Datensatz an die übrigen Netzknoten-Einrichtungen übertragen,
und in deren Speichereinrichtungen abgespeichert.
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Als
nächstes
werden, wie in 6 gezeigt
ist, von den betroffenen Netzknoten-Einrichtungen 4, 5 entlang
des ursprünglichen,
optimalen Pfads entsprechende (Verbindungsabbau)Signalisiersignale (N_RELEASE
bzw. N_RELEASE_RECONN) versendet.
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Mit
dem von der Netzknoten-Einrichtung 5 an die Ziel-Netzknoten-Einrichtung 6 versendeten
(Verbindungsabbau-) Signalisiersignal S34 (N_RELEASE) wird der Ziel-Netzknoten-Einrich tung 6 mitgeteilt,
dass keine Zuständigkeit
zum Wiederaufbau der Verbindung vorliegt.
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Demgegenüber enthält das von
der Netzknoten-Einrichtung 4 an die Netzknoten-Einrichtung 3 versendete
(Verbindungsabbau-) Signalisiersignal S31. (N_RELEASE_RECONN) den
(an bestimmte, unten erläuterte
Bedingungen geknüpften)
Befehl, für
einen Wiederaufbau einer Datenverbindung zu sorgen.
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Im
Gegensatz zu der im Zusammenhang mit den 4 und 5 erläuterten
Vorgehensweise wird der Wiederaufbau nicht von einer vorbestimmten
Netzknoten-Einrichtung (z.B. von der Ursprungs-Netzknoten-Einrichtung 1)
aus durchgeführt.
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Stattdessen
kommt einer Netzknoten-Einrichtung dann die Zuständigkeit für einen Wiederaufbau einer Datenverbindung
zu, wenn diese
- i) einen Ersatzpfad zur Ziel-Netzknoten-Einrichtung
ermitteln kann; und
- ii) sich die Distanz-Metrik zur Ziel-Netzknoten-Einrichtung
gegenüber
der vorhergehenden Netzknoten-Einrichtung nicht mehr verringert
hat (unter zusätzlicher
Berücksichtigung
der Distanz zwischen der jeweils betroffenen und der vorhergehenden
Netzknoten-Einrichtung).
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Treffen
die o.g. Bedingungen i) und ii) auf keine der jeweils betroffenen
Netzknoten-Einrichtungen zu, ist – entsprechend wie bei 4 und 5 – die
Ursprungs-Netzknoten-Einrichtung 1 für den Wiederaufbau der Datenverbindung
zuständig.
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Damit
die das (Verbindungsabbau-) Signalisiersignal S21 gemäß 6 empfangende Netzknoten-Einrichtung 3 gemäß der o.g.
Vorgehensweise überprüfen kann,
ob sie für
den Wiederaufbau der Verbindung zuständig ist, oder nicht (Überprüfen der
o.g. Bedingungen i) und ii)), enthält das (Verbindungsabbau-) Sig nalisiersignal
S31 Informationen bezüglich
der Distanz zwischen der das (Verbindungsabbau-) Signalisiersignal
S31 aussendenden Netzknoten-Einrichtung 4, und der Ziel-Netzknoten-Einrichtung 6 (Signal
NRR(4)). Diese Distanz wird von der Steuereinrichtung der
Netzknoten-Einrichtung 4 anhand des o.g. (aktualisierten) Datensatzes
ermittelt. Im vorliegenden Fall hat die Distanz bzw. die Metrik
zwischen der Netzknoten-Einrichtung 4,
und der Ziel-Netzknoten-Einrichtung 6 den Wert "4", da ein potentieller, intakter kürzester
Pfad über
die vier Netzknoten-Einrichtungen 9, 8, 7, 6 führen würde.
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Nach
Empfang des (Verbindungsabbau-) Signalisiersignals S31 durch die
Netzknoten-Einrichtung 3 wird von deren Steuereinrichtung
anhand des in der Netzknoten-Speichereinrichutng gespeicherten (aktualisierten)
Datensatzes die Distanz zwischen der Netzknoten-Einrichtung 3,
und der Ziel-Netzknoten-Einrichtung 6 ermittelt.
Im vorliegenden Fall hat die Distanz zwischen der Netzknoten-Einrichtung 3,
und der Ziel-Netzknoten-Einrichtung 6 den Wert "3", da ein potentieller, intakter kürzester
Pfad zwischen den beiden Netzknoten-Einrichtungen 3, 6 über die
drei Netzknoten-Einrichtungen 8, 7, 6 führen würde. Der
ermittelte Distanzwert (hier: "3") wird um den Wert
der Distanz zwischen der Netzknoten-Einrichtung 3, und
der Netzknoten-Einrichtung 4, von der die Netzknoten-Einrichtung 3 das
(Verbindungsabbau-) Signalisiersignal S31 empfangen hat, d.h. hier
um den Wert "1" verringert. Der
so erhaltene, angepasste Distanzwert (hier: "2")
wird mit dem von der Netzknoten-Einrichtung 4 über das
(Verbindungsabbau-) Signalisiersignal S31 übermittelten Distanzwert (hier: "4") verglichen.
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Sind
die verglichen Distanzwerte gleich groß, oder ist der von der Netzknoten-Einrichtung 3 ermittelte, angepasste
Distanzwert größer als
der von der Netzknoten-Einrichtung 4 übermittelte Distanzwert, ist
die Netzknoten-Einrichtung 3 für den Wiederaufbau der Datenverbindung
zuständig.
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Ist – wie hier – der von
der Netzknoten-Einrichtung 3 ermittelte, angepasste Distanzwert
kleiner als der von der Netzknoten-Einrichtung 4 übermittelte
Distanzwert, liegt die Zuständigkeit
für den
Wiederaufbau der Datenverbindung nicht bei der Netzknoten-Einrichtung 3.
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Von
der Netzknoten-Einrichtung 3 wird dann an die Netzknoten-Einrichtung 2 ein
dem Signalisiersignal S31 entsprechendes (Verbindungsabbau-) Signalisiersignal
S32 (N_RELEASE_RECONN) gesendet. Dieses enthält Informationen bezüglich der
auf die oben erläuterte
Weise ermittelten Distanz zwischen der das (Verbindungsabbau-) Signalisiersignal
S32 aussendenden Netzknoten-Einrichtung 3, und der Ziel-Netzknoten-Einrichtung 6 (Signal
NRR(3)).
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Nach
Empfang des (Verbindungsabbau-) Signalisiersignals S32 durch die
Netzknoten-Einrichtung 2 wird von deren Steuereinrichtung
anhand des in der Netzknoten-Speichereinrichutng gespeicherten (aktualisierten)
Datensatzes die Distanz zwischen der Netzknoten-Einrichtung 2 und
der Ziel-Netzknoten-Einrichtung 6 ermittelt.
Im vorliegenden Fall hat die Distanz zwischen der Netzknoten-Einrichtung 2,
und der Ziel-Netzknoten-Einrichtung 6 den Wert "4", da ein potentieller, intakter kürzester
Pfad zwischen den beiden Netzknoten-Einrichtungen 2, 6 über die
vier Netzknoten-Einrichtungen 3, 8, 7, 6 führen würde. Der
ermittelte Distanzwert (hier: "4") wird um den Wert
der Distanz zwischen der Netzknoten-Einrichtung 2 und der
Netzknoten-Einrichtung 3, von der die Netzknoten-Einrichtung 2 das
(Verbindungsabbau-) Signalisiersignal S32 empfangen hat, d.h. hier
um den Wert "1" verringert. Der
so erhaltene, angepasste Distanzwert (hier: "3")
wird mit dem von der Netzknoten-Einrichtung 3 über das
(Verbindungsabbau-) Signalisiersignal S31 übermittelten Distanzwert (hier: "3") verglichen.
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Ist
der von der Netzknoten-Einrichtung 2 ermittelte, angepasste
Distanzwert kleiner als der von der Netzknoten-Ein richtung 3 übermittelte
Distanzwert, liegt die Zuständigkeit
für den
Wiederaufbau der Datenverbindung nicht bei der Netzknoten-Einrichtung 2.
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Sind
dagegen – wie
hier – die
verglichen Distanzwerte gleich groß (oder ist der von der Netzknoten-Einrichtung 2 ermittelte,
angepasste Distanzwert größer als
der von der Netzknoten-Einrichtung 3 übermittelte Distanzwert), ist
die Netzknoten-Einrichtung 2 für den Wiederaufbau der Datenverbindung
zuständig.
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Daraufhin
wird gemäß 7 zum Aufbau einer Ersatz-Datenverbindung
von der Netzknoten-Einrichtung 2 aus an die nächste, im
von der Steuereinrichtung der Netzknoten-Einrichtung 2 ermittelten
(Ersatz-) Pfad (hier: der Pfad B – C – H – G – F) enthaltene Netzknoten-Einrichtung
(hier: die Netzknoten-Einrichtung 3) über das
entsprechende Lichtwellenleiterbündel
ein dem in 3 gezeigten
Signal S1 entsprechendes (Verbindungsaufbau-Anfrage-) Signalisiersignal
S41 gesendet (SETUP).
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Auf
entsprechende Weise wie oben in Bezug auf 3 dargestellt wird dann von der Netzknoten-Einrichtung 3 ein
weiteres (Verbindungsaufbau-Anfrage-) Signalisiersignal S42 an die
nächste,
im ermittelten Ersatz-Pfad enthaltene Netzknoten-Einrichtung (hier: die Netzknoten-Einrichtung 8)
gesendet, usw.
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Auf
diese Weise wird sukzessive eine über den Ersatz-Pfad A – B – C – H – G – F geführte Datenverbindung
zwischen der ersten Netzknoten-Einrichtung 1 und der Ziel-Netzknoteneinrichtung 6 (bzw.
den entsprechenden Clienteinrichtungen 12, 13)
aufgebaut.
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Der
erfolgreiche Aufbau der Datenverbindung wird dann gemäß 7 von der Ziel-Netzknoten-Einrichtung 6 aus
mittels eines (Verbindungsaufbau-Bestätigungs-) Signalisiersignals
S43 an die im ermittelten Ersatz-Pfad der Netzknoten-Einrichtung 6 vorausgehende
Netzknoten-Einrichtung (hier: die Netzknoten-Einrichtung 7) mitgeteilt (SETUP_OK),
und von dort aus über
weitere (Verbindungsaufbau-Bestätigungs-)
Signalisiersignale S44 sukzessive den anderen im Ersatz-Pfad enthaltenen
Netzknoten-Einrichtungen 8, 3, 2.
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Dadurch
wird auf relativ schnelle Weise – ausgehend von einer – relativ
nahe am Ort der Störung
bzw. Unterbrechung der ursprünglichen
Datenverbindung liegenden Netzknoten-Einrichtung 2 – eine Ersatzdatenverbindung
aufgebaut, wobei unnötige
Doppelwege vermieden werden.
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Bei
alternativen, hier nicht dargestellten Ausführungsbeispielen werden von
den von einer Störung
der Datenverbindung betroffenen Netzknoten-Einrichtungen 4, 5 entlang
des ursprünglichen,
optimalen Pfads den o.g. (Verbindungsabbau)Signalisiersignalen S31,
S32, S34 entsprechende Signalisiersignale (N_RELEASE bzw. N_RELEASE_RECONN)
versendet; allerdings wird die Zuständigkeit für den Wiederaufbau der Verbindung
nicht denjenigen Netzknoten-Einrichtungen 3, 2, 1 zugeteilt,
die auf dem ursprünglichen
Pfad zwischen der Netzknoten-Einrichtung 4 und der Ursprungs-Netzknoten-Einrichtung 1 liegen,
sondern denjenigen Netzknoten-Einrichtungen 6, die auf
dem ursprünglichen
Pfad zwischen der Netzknoten-Einrichtung 5 und der Ziel-Netzknoten-Einrichtung 6 liegen.
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Dabei
wird mittels eines von der Netzknoten-Einrichtung 4 an
die Netzknoten-Einrichtung 3 versendeten (Verbindungsabbau-)
Signalisiersignals (N_RELEASE) der Netzknoten-Einrichtung 3 mitgeteilt,
dass keine Zuständigkeit
zum Wiederaufbau der Verbindung vorliegt.
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Demgegenüber enthält ein von
der Netzknoten-Einrichtung 5 an die Netzknoten-Einrichtung 6 gesendetes
(Verbindungsabbau-) Signalisiersignal (N_RELEASE_RECONN) den (an
bestimmte, den o.g. Bedingungen entsprechende Bedingungen geknüpften) Befehl,
für einen
Wiederaufbau der Datenverbindung zu sorgen.
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Die
Zuständigkeit
für den
Wiederaufbau kann alternativ auch entsprechend einer anderen, global
eindeutigen Metrik festgelegt werden (z.B. kann die Zuständigkeit
für den
Wiederaufbau in Richtung derjenigen Netzknoten-Einrichtung mit der
numerisch größeren oder
kleineren Netzadresse weitergereicht werden).
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Die
Entscheidung, von welcher Seite des ausgefallenen Links ein Wiederaufbau
der Datenverbindung erfolgen soll, kann alternativ z.B. auf Grundlage
des Abstands zwischen der Ausfallstelle und den jeweiligen End-Netzknoten-Einrichtungen
der (unterbrochenen) Datenverbindung erfolgen. Dazu muß beim ursprünglichen
Aufbau der Datenverbindung jede beteiligte Netzknoten-Einrichtung
in ihre Verbindungstabelle die Längen
der Pfade zu den beiden End-Netzknoten-Einrichtungen (d.h. zu der
Ursprungs-Netzknoten-Einrichtung 1 und der Ziel-Netzknoten-Einrichtung 6)
eintragen. Bei einer Unterbrechung der Datenverbindung vergleichen dann
die jeweils betroffenen Netzknoten-Einrichtungen die beiden Werte,
zusätzlich
berücksichtigend,
dass die Netzknoten-Einrichtung auf der anderen Seite des Unterbrechungs-Bereichs
einen um die unterbrochene Wegstrecke kürzeren bzw. längeren Weg
zur jeweiligen End-Netzknoten-Einrichtung
hat als in der Verbindungstabelle der jeweils betroffenen Netzknoten-Einrichtung
eingetragen. Bei Gleichheit der beiden Distanz-Metriken kann dann
die Zuständigkeit
für den
Wiederaufbau entsprechend einem der o.g. Verfahren ermittelt werden.
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Gemäß einer
weiteren Alternative tragen die Netzknoten-Einrichtungen bereits
beim Aufbau der (ursprünglichen)
Datenverbindung die für
den Fall einer Unterbrechung der Datenverbindung zuständige Seite
in die jeweilige Verbindungstabelle ein.
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Außerdem kann
bei weiteren, alternativen Ausführungsbeispielen
zusätzlich
zu den o.g. "Flooding"-Signalen eine Liste übertragen,
welche die Verbindungskennungen der neu aufzubauenden Datenverbindungen enthält.
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Gemäß einer
weiteren Alternative ist beim o.g. Algorithmus die Rückweglänge nBACK beschränkt. Spätestens dann, wenn die Zuständigkeit
für den
Wiederaufbau der unterbrochenen Datenverbindung von der betroffenen
Netzknoten-Einrichtung 4 aus an eine bestimmte Anzahl (z.B.
n = 2) Netzknoten-Einrichtungen weitergereicht wurde, wird von der
entsprechenden Netzknoten-Einrichtung der Wiederaufbau der Datenverbindung
veranlasst, d.h. selbst dann, wenn die o.g. Bedingung ii) nicht
erfüllt
ist.
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Alternativ
kann – statt
der o.g. Bedingung ii), d.h. der Distanzmetrik – als Kriterium für die Datenverbindungs-Wiederaufbau-Zuständigkeit
einer bestimmten Netzknoten-Einrichtung ausschließlich die
Rückweglänge berücksichtigt
werden. Beispielsweise kann diejenige Netzknoten-Einrichtung für den Wiederaufbau
zuständig
sein, der eine bestimmte Rückweglänge (z.B.
n = 2, n = 0, etc.) zugeordnet ist.
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Gemäß einem
weiteren, alternativen Ausführungsbeispiel
entscheidet die Netzknoten-Einrichtung, welche ein (Verbindungsabbau-)
Signalisiersignal (N RELEASE RECONN) empfängt, mit Hilfe eines Bernoulli-Experiments
(welches z.B. von der entsprechenden Steuereinrichtung unter Verwendung
eines Pseudozufallszahlengenerators durchgeführt werden kann), ob sie für den Wiederaufbau
zuständig
ist, oder die Zuständigkeit
mittels eines weiteren (Verbindungsabbau-) Signalisiersignals (N_RELEASE_RECONN)
an die nächste
Netzknoten-Einrichtung weitergereicht werden soll.
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Die
beim Bernoulli-Experiment verwendeten Wahrscheinlichkeiten können z.B.
auf der Anzahl der an die jeweilige Netzknoten-Einrichtung angeschlossenen
Links basieren und/oder auf dem Abstand (Metrik) der Netzknoten-Einrichtung
von der Ursprungs-Netzknoten-Einrichtung und/oder auf dem Abstand
(Metrik) der Netzknoten-Einrichtung von der Ziel-Netzknoten-Einrichtung und/oder
auf der momentanen Auslastung der an die jeweilige Netzknoten-Einrichtung
angeschlossenen Links, etc.
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Alternativ
kann diejenige Netzknoten-Einrichtung, die für den Datenverbindungswiederaufbau
zuständig
ist dann, wenn die Ersatzdatenverbindung zunächst entlang des ursprünglichen
Pfads geführt
werden soll, die nächste
Netzknoten-Einrichtung anweisen, zunächst das entsprechende Teilstück des ursprünglichen Pfads
weiterzuverwenden (z.B. das Teilstück zwischen der Netzknoten-Einrichtung 2 und
der Netzknoten-Einrichtung 3). In diesem Fall wird z.B.
statt des in 7 gezeigten,
von der Netzknoten-Einrichtung 2 an die Netzknoten-Einrichtung 3 gesendeten
(Verbindungsaufbau-Anfrage-) Signalisiersignals S41 von der Netzknoten-Einrichtung 2 ein
modifiziertes Signal, z.B. ein RECONNECT-Signal an die Netzknoten-Einrichtung 3 gesendet.
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Bei
weiteren alternativen Ausführungsbeispielen
wird zusätzlich
zur o.g. über
den Pfad A – B – C – D – E – F geführten "Arbeits"-Datenverbindung – bereits
vorab, d.h. bei intakter "Arbeits"-Datenverbindung – parallel
eine über
einen anderen Pfad geführte "Ersatz"-Datenverbindung
aufgebaut. Beim Auftreten von Störungen
(oder zu starken Störungen)
auf der "Arbeits"-Datenverbindung
wird die Datenübertragung
dann schnell von der "Arbeits"- auf die "Ersatz"-Datenverbindung
umgeschaltet (protection switching).
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Für sämtliche
Ausführungsbeispiele
gilt, dass die jeweiligen Signalisiersignale jeweils auf ungesicherte
Weise, oder alternativ auf gesicherte Weise übertragen werden können.