CN1150516A - 适用于atm系统的三级交换单元 - Google Patents

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Abstract

这个发明包括一个适用于ATM系统的三级交换单元(1)，这个单元包括若干与组相关的输入导线(2)，其中每组与一个第一交换级(3)相连并形成一个输入电路，包括若干与组相关的输出导线(4)，其中每组与一个第二交换级(5)相连并形成一个输出电路，还包括一个第三交换级(6)。一个控制单元(10)与所说的交换级相互作用，以通过一个从所说的中间连接第三交换级(6)伸出的连接路径，把所说的输入导线(2a’)中的一个与一个选择的输出导线(4a’)相连。每个属于所说的第一交换级(3)的输出导线与一个电光转换器相互作用。在第一交换级(3)和第三交换级(6)间的不同连接(3a”)包括一个光学导体。第三交换级(6)适于通过所说的连接路径传输承载信息的光信号。在第三交换级(6a)和第二交换级(5)间的连接(6a”)包括光学导体，属于所说的第二交换级的输入导线预先由一个光电转换器相连。

Description

适用于ATM系统的三级交换单元
技术领域
这个发明涉及一个适用于ATM系统的三级交换单元或交换结构，更具体地涉及这样一个三级交换单元，它包括若干组相关的输入导线，导线与一个输入交换级或第一交换级相连，包括与一个输出交换级或第二交换级相连的若干输出导线，还包括一个中间或中间联接交换级或第三交换级，作为一个工作的输入和输出电路，在第一和第二交换级间联系和连接。
这个发明还基于这样一个三级交换单元，其中所说的输入和输出导线适合于传输承载信息的电信号，一个控制单元与所说的交换级相互作用，以通过一个从所说的中间联接交换级伸出的连接路径，把所说的输入导线中的一个与一个选择的输出导线相连。
所说的输入电路提供输出导线，输出导线配备电光转换器以能传送相应于一个承载信息的电流信号的光学脉冲到所说的中间联接交换级，所说的输出电路提供输入导线，输入导线配备光电转换器以能接收相应于一个属于一个电流输入电路的承载信息的信号的光学脉冲，光学脉冲由中间联接交换级来。
属于这种具有三个交换级的交换单元或交换结构也被顺序地记为第一，第二和第三交换级，既然这样，应该注意的是，第二交换级相应于这里记作的第三交换级，第三交换级相应于这里记作的第二交换级。
对于一个熟悉这个领域的人，明显的是，就信息流来说，这样的交换单元能处理双向通信，但为了简明起见，下面仅就信息流的一个选择的方向进行描述。
背景技术的描述
属于上面描述的这类的多级交换在以前的多个不同的实施例中有过介绍，在“ISDN和宽带ISDN”(ISDN and Broadband ISDN)一书中，在2∶3部分“空分交换”(Space-Division Switching)，更具体的是在第33页上参考图2.8，对关于一个无阻塞三级交换单元的基本构造和规模规则更具体地进行了介绍和描述。
一个三级交换单元的基本构造在其中被描述和标度以在一个输入连接的通道上提供一个无阻塞信号传输。
其中所用的第一，第二和第三交换级的结构没有具体给出。
但是可以知道，这结构中具有所说的交换级，这样的交换级被适合于传送所用的承载信息的电数字信号，其中电导线按照书中所指的模式彼此相互联系和构造。
考虑到这个发明的显著特征，还能提到的一点是，先前已知道它能接收承载信息的电信号，通过电光转换器把这些信号转换成光脉冲，通过一个光导线把这些光脉冲传到一个光电转换器，光电转换器接收所说的光脉冲并发送相应的承载信息的电信号。
这样的光学信息传送系统已在不同的电子技术应用中使用，例如大的交换单元，以在不同或相似的小室间把承载信息的信号传送更远的距离。
进一步考虑到这个发明的显著特征及由此的优越方法，可以提到的是，全光学交换单元先前已提出，并在出版物“光纤通信会议技术文摘”(Technical Digest of Conference on Optical Fiber Communication)的文章“2.5Gbit/s 16×16 ATM光交换矩阵的可行性论证”(Feasibilitydemonstration of 2.5Gbit/s 16×16 ATM photonic switching matrix)(93到94页，作者D.Chiaroni等)以及在出版物“光放大器及其应用论题会议，截止日期后的文章”(Proc.Topical Meeting on Optical Amplifiersand their Applications，postdeadline paper)(1992)中的文章“单调集成4×4InGaAsP/InP激光放大器门交换阵列”(Monolithically integrated4×4 InGaAsP/InPlaser amplifier gate switch arrays)(38到42页，作者M.Gustafsson等)中得到描述。
在这些所指的出版物中，描述了可控光交换元件，如光交换矩阵，出现在若干可用的组相关的输入光导线上的光脉冲能通过一个核心被选择和交换到一个(若干可用中的一个)选择的输出光导线。
为了简化对这个发明的特征的理解，可以参考出版物“光通信欧洲会议”(Proc.European Conference on Optical Communication)(1990)中的文章“一个1.5m三电极DFB激光器的特征描述”(Characterization of a 1.5m three-electrode DFB laser)(279到282页，作者R.J.S.Pedersen等)，其中描述了一个可调的与激光器有关的发射机。
在出版物“光通信欧洲会议”(Proc.European Conference on OpticalCommunication)(1991)中的文章“2.4Gb/s系统中的DBR动态滤波器的性能”(Performance of DBR active fdters in 2.4Gb/s systems)(445到448页，作者O.Sahlen等)中描述了一个在与激光器有关的应用中的接收机。
所说的发射机和接收机的原理可以用于这个发明。
在下面这个出版物中所介绍和描述的也是相关技术的一部分。
“波长转换激光二极管在多级配制的波长分割光交叉联接结中的应用”(Wavelength Conversion Laser Diodes Application toWavelength-Division Photonic Cross-Connect Node with MultistageConfiguration)，H.Rokugawa等，IEICE通信学报(IEICE Trans.onCommunication)，卷E75-B，第4期，1992年4月，267-274页。
通过这个出版物，一个三级交换结构或单元早已为人所知，它有一个与这个发明的基本情况吻合的基本构造。
这里指出(根据图1)下列设施的使用：一个光电信号转换级(O/E)，一个用于处理电信号的级(ESP)，一个电光信号转换级(E/O)，一个适用于光信号的交换级(OSP)，一个光电信号转换级(O/E)，一个用于处理电信号的级(ESP)和一个电光信号转换级(E/O)。
一个用于交换级(OSP)的连接设置的原理参考图2被描述，这个设置被特别适用于波长分割，这样不同波长的信号能同时通过一条光纤，而且增加这样一个光通信网络的灵活性和容量的条件就被建立了。
可以特别提到的是，这里所用的交换级针对一个同样的容量进行标度，光交换级(OSP)被标度和改造以适应O/E级和E/O级。
交换级被标度和改造以适应一个选择的容量，一个逐渐扩展的可能性被指出或被提到。
通过图2所描述的进一步弄清了一点，即所有的输出通过所用的光级与所有的输入相连。
除了这里描述的可能性外，可以把从每一个选择的信源(1.1-1.n)到一个输入模块的选择的波长混合在一起，然后通过一个输出模块传输一个具有若干波长(P1-Pn)的光信号。
这样，针对若干可能的接收机，在这里进行波长的分离。
一个对这样的一个光交换单元的要求是，出现在一个输入上的承载信息的信号的所选择的光强度必须高到满足所有输出的需要。
一个特别相关的已有技术出现在下面的文章中，“光交换系统的趋势”(Trend of Photonic Switching Systems)，S.Suzuki等，IEICE通信学报(IEICE Trans.on Communication)，卷E75-B，第4期，1992年4月，235-242页。
这里描述了若干用于能够传输宽带信号的交换单元。
按照图15的交换结构可以被认为具有一定的重要性。
这里描述了一个采用ATM信元的适用于ATM系统的一个交换设备，其中打算通过的ATM信元被连接于一个复用单元(MUX S/P)，这个单元把输入的并行联接的ATM信元组织成串行联接，送到单一的导线上，这些串序联接的ATM信元能被存储到一个存储器中。
不管所需要的带宽，任一个ATM信元现在要通过光连接矩阵OSM，这需要一个高速率，这意味着对整个连接系统要求一个相应于ATM技术的速率。
需要一个OSM级的控制，这样对于每个要通过OSM级的ATM信元，可以在一个选择的输入连接和一个选择的输出连接间建立连接。
本发明概述
技术问题
考虑到上面描述的相关技术，能够创造一个适用于ATM系统的三级交换单元应该被看作一个技术问题，这个交换单元包括第一，第二和第三交换级，并具有前面描述的类型，其中输入和输出导线将适合于以高速率传输承载信息的数字电信号，并满足下面的条件，即中间或中间联接交换级或第三交换级需要很小的空间并且简单。
如果第三级交换单元在一个发送者和接收者间传输具有一定的带宽要求的信息序列时，被改造而具有一条同样的已建立的连接通道，那么在实现三级交换单元或结构的简单性时有一个技术问题。
认识到在简化三级交换单元或结构的操作和通过把不同的交换级构造成若干交换单元或交换元件而改造交换单元以适应不同的容量时，存在一个解决方法，这被认为是一个技术问题。
除了这个，能认识到在第一交换级中选择每个交换单元的输出连接的个数以与在第三交换级中的交换单元的个数相对应的重要性，这应该被看作一个技术问题。
能认识到使第三交换级中每个交换单元的输入连接和输出连接等量以及由此带来的好处的重要性，也因此是一个技术问题。
除了这个，能实现所说的中间联接或中间交换级的交换单元可以被允许就接收、转移、发送承载信息的数字信号整个地以光信号联接，而不需要任何信号被转换为与电相关的信息传输所带来的简化，这应该被认为一个技术问题。
一个技术问题在于实现交换结构的节省，这种节省可以这样得到，给所有属于一个光交换单元的输出光导线配备一个光信号分配单元，这个单元把一个光信号分为两个等同的部分(光分裂)，其中传送同样光脉冲的这个单元的输出导线就能与第二交换级中每一个交换单元的一个输入连接或一个光电转换器相连。
对于一个上面描述类型的三级交换单元，能认识到下面情况的重要性和实现其需要的条件也必须被看为一个技术问题，这个情况即，使中间联接交换级中的每一个交换单元能直接接收从组相关的输入光导线中的每一个来的光信号，而且能直接通过一个控制单元产生的一个控制信号把出现在输入导线的光脉冲与若干可用的选择输出光导线中的一个相连，这里所说的控制单元产生适用于在第一和第二交换级中所用的交换单元的控制信号。
在一个三级交换单元中，可以允许输入到第三交换级中的每一个交换单元的每一个光脉冲可以被当作一个发射的光脉冲传递，而为这些目的不需要用于光脉冲的放大电路，能实现到由此带来的好处也必须被看为一个技术问题。
对于一个三级交换单元，拟用于电信号的输入和输出导线传输组相关的承载信息的电信号，这些信号被组织成数据包，更具体的是ATM信元，  能实现到由此带来的好处也必须被看为一个技术问题。
有一个技术问题在于，能实现到当几个具有不同地址的数据包，比如两个，能在同一个光导线上传输所带来的好处，以及能改造一个属于一个接收机的地址计算电路以决定将处理哪一些和放弃哪一些与地址相关的数据包，这样提供一个光导线的使用以传输两个另外的分离的承载信息的数字信号。
能够实现和如何实现一个三级交换单元必须被看为一个技术问题，这个交换单元能提供一个安全的功能和一个可靠的改造，即使构造成输入电路的第一交换级中的交换单元被改造以适用于一个总的最高的超过50Gb/s的比特速率，更具体的是超过80Gb/s。
能够实现采用一个控制单元所带来的好处，也必须被看为一个技术问题，这个控制单元用于在一个选择的输入电路和一个选择的输出电路间经过第三交换级中一个所说的交换单元激活一条连接通路，这条通路满足所要求带宽，而这个带宽决定于一个呼叫者当前需要的连接的要求带宽，并考虑到一个或若干个波长的选择。
还有一个技术问题在于能够认识到通过使控制单元控制一个波长选择单元所能期望得到的简化的重要性，波长选择单元属于第一交换级中交换单元的每一个输出导线的每一个电光转换器，于是控制单元通过所说的电路能选择传输具有一个第一频率或波长的光信号或被改造以传输具有一个其它频率或波长的光信号，同时能通过控制单元建立激活接收电路所需的条件，接收电路属于交换单元中的输出电路的一个或多个输入导线，这样提供了一个光导线的使用以传输两个分离的承载信息的数字信号。
解决方案
为了解决上面阐明的一个或多个技术问题，这个发明基于一个三级交换单元或交换结构，这个单元包括若干与组相关的输入导线与一个第一交换级相连，并形成一个输入电路，若干与组相关的输出导线与一个第二交换级相连并形成一个输出电路，还包括一个交换级，作为一个工作的输入和输出电路，在所说的交换级间联系和连接，其中所说的输入导线、输出导线和所述第一、第二交换级适合于传输承载信息的数字电信号，所说的第一、第二交换级适合于使出现在一个输入导线上的承载信息的电信号传到一个由一个控制器选择的输出导线上，还包括所说的的控制单元。
这个发明这里采用一个控制单元，以一种已知的方式，与所说的交换级相互作用，控制所说的交换级中的连接路径，以通过所说的第一交换级、所说的中间联接第三交换级、所说的第二交换级，把所说的属于第一交换级的输入导线中的一个与一个选择的属于第二交换级的输出导线相连。
在原理上，这个发明的基础是，取决于一个呼叫所需的带宽，所说的控制单元适合于经过一个第三交换级中的若干交换单元中的一个激活和建立一条连接通路，所说的控制单元在发送者和接收者间一个完整的的信息传输序列的过程中保持所说的连接通路，通过一个序列中止，所说的连接通路被置无效。
作为属于这个发明范围内的优选实施例的进一步特征，所说的第一交换级被分成若干交换单元或交换元件，由此，属于不同的交换单元的每一个输出导线与属于或给与所说的导体的一个电光转换器相作用，在相应的第一交换级和相应的第三交换级间的相应的连接可以包括光导线，第三交换级被分为若干个交换级，其中每一个适合于传输全部是光的承载信息的光脉冲，在第三交换级中不同的交换单元和第二交换级中不同的交换单元间的连接包括光导线，属于所说的第二交换级的输入导线被光电转换器预先连接。
作为进一步属于这个发明思想范围的所建议的实施例，下面的事实被指出，在第一交换级中的一个交换单元的每一个输出连接与一个属于在第三交换级中的一个交换单元的一个输入连接相连。
第三交换级中每个交换单元的输入连接和输出连接的个数被选为一样。
进一步指出的是，在所说的第一交换级、所说第二交换级和/或所说的第三交换级中的交换单元被构造成一个交换矩阵，或者作为另外一种选择，所说的交换单元被构造成三级交换单元。
进一步指出的是，属于在所说的第三交换级中的交换单元的不同的输出光导线配备有用于分离光信号的分配单元，其中与所说的交换单元的输出导线相对应的分配单元的输出导线与在第二交换级中的不同的交换单元的相应的光电转换器的输入导线相连。
特别指出的是，属于所说的第一交换级的每个输出导线与一个光电转换器相互作用，与相应的电光转换器相互配合的输出光导线与所说的第三交换级中的一个交换单元的一个输入连接相连。
属于第一交换级中的每个交换单元的输出光导线的数量被选择与第三交换级中的交换单元的数量相对应，这些光导线被安排在一个选择的交换单元的的输出连接和每一个所说的第三交换级中的交换单元的一个输入之间。
对于这样一个适用于接收和传输承载信息的电信号的三级交换单元，这个发明这里指出的是，每一个中间联接第三交换级中的交换单元被安排能直接接收出现在若干组相关的输入光导线的每一个上的光信号，而且能直接通过一个控制单元产生的一个控制信号把出现在输入导线上的光脉冲传递到若干可用的选择的输出光导线中的一个上。
作为进一步属于这个发明思想范围的所建议的实施例，下面的事实被进一步指出，被第三交换级中的一个交换单元接收的每一个光脉冲将被以一个发送的光脉冲的形式经过一个所说的中间联接交换级的一个选择的输出被传递。
除了这个，指出的是，输入和输出导线传输组相关的承载信息的电信号，这些信号被组织成ATM信元的数据包。
这个发明进一步指出，构造成输入电路的第一交换级中的交换单元将被改造以用于接收一个总的最高的至少超过50Gb/s的比特速率。
进一步指出的是，通过所述控制单元，属于一个输入电路的每个电光转换器被改造和控制以传输具有一个第一波长的光脉冲，另外一个输入电路可以被改造以传输具有一个其它波长的光脉冲。
优势
按照本发明，基本上可以被认为是一个具有由若干交换单元组成的交换级的适用于ATM系统的三级交换单元或交换结构的特征的优势是，以一个简化的实施例提供一个三级交换单元的条件已经产生，其中的简化部分地在于控制单元，部分在于一个完全光学的中间联接或中间交换级的使用，由交换单元组成的中间交换级提供了使用一个比采用电气交换级更简单的外围设备的可能性，除了这一点，还能提供通过对每个输出光导线使用一个分配光脉冲到两个导线上的单元，从波长复用和/或数据包的多个地址得到的简化。
由于下面的事实，交换单元被简化：在传输一个完整的信息序列时，控制单元维持经过第三交换级中一个交换单元的一条连接通路。
按照本发明，一个适用于ATM系统的三级交换单元的基本特征在后面的权利要求1中的特征条款中给予了说明。
附图的简单描述
按照本发明，一个三级交换单元的当前的建议的实施例将参考所附的图更详细地被描述，其中：
图1在原理上显示了一个早已共知的无阻塞三级交换单元的结构，同样的原理用于这个发明的实施例的更细致的描述。
图2显示了一个对于这个发明非常重要的三级交换单元的方框图；
图3显示了一个按照图2的采用光连接和导线的简化的交换单元的连线图，其中出现几种波长的承载信息的光脉冲；
图4显示了一个带有与不同的输出导线相配的电光转换器的一个第一交换级的原理；
图5以一个矩阵的形式显示了一个带有把光信号分配到与不同的输出导线相配的两个导线上的一个单元的一个第三交换级的原理；
图6在原理上显示了一个控制单元的方框图，这个单元拟用于控制所要求连接路径的连接。
当前优选的实施例的描述
一个一般的无阻塞三级交换单元1参考图1被表示。
这样一个三级交换单元在原理上由三个交换级组成，包括带有若干交换单元或交换元件的一个第一交换级3，一个第二交换级5，一个中间联接或中间交换级6。
每个交换级的大小应该按照这个描述开始提到的出版物进行，以得到一个无阻塞交换单元，这意味着每个被接受通过的到达呼叫能通过交换单元被连接，而没有内部的阻塞。
按照本发明，按照图2的实施例显示了一个三级交换单元，包括若干输入导线2，其中一些导线2a是组相关的，与若干可用的交换单元3a中的一个的输入相连，并形成输入电路。
这里描述的实施例指出，16个这样的同样的交换单元3a-3m可以被使用，而且分布于若干输入导线2a之间，其中每一个单元适用于一个总的最高速率为80Gb/s的比特流。
所有输出导线4中的一些导线4a是组相关的，与属于第二交换级5的若干可用的交换单元5a-5m中的一个的输出可以相连，并形成输出电路。
每个第二交换级5的输出导线4a能被改造适合于一个总的最高速率为80Gb/s的比特流，比特流分布于若干连接的输出导线4a上。
还包括组成第三交换级的中间联接或中间交换单元6a-6n，作为一个工作的输入和输出电路，分别在所说的交换级3和5以及它们的交换单元3a-3m和5a-5m间起连接作用。
更详细的关于交换级3，5和6的所要求的和原理性的结构描述是没有必要的，因为这早已为人所知。
但是需要提到的是，在交换级3和5中的交换单元具有提供使与承载信息的电脉冲相关的信号通过的可能性的结构，而交换级6中的交换单元具有允许全部光学的承载信息的光脉冲通过的结构。
按照图2的交换单元1由此构造以使出现在一个输入导线2a，比如导线2a′上的每一信息，能被传送到若干可用的3a中的一个经选择的输出导线，比如导体3a′上，通过这个结构，和第一交换级3的设置，其中的交换级3a，以及通过由一个控制单元10产生的接收的控制信号。
同样，出现在另一个输入导线，比如导线2a″上的另一个信息，能被传送到若干可用的3a中的一个经选择的输出导线，比如导线3b′上，通过这个结构和第一交换级3的设置，其中的交换级3a，以及通过由一个控制单元10产生的接收的控制信号。
每个输出导线，比如导线3a′，与一个附属于这个导线的电光转换器41相连，这具有一定的重要性。每个输出导线的每个电光转换器在一个单元32中协调。
导线3a′由此经过它的与一个光导线3a″相连的电光转换器41与第三交换级中的一个交换单元6a的一个输入连接相连，一个相邻的导线3b′由此经过它的与一个光导线3b″相连的电光转换器42与第三交换级中的一个交换单元6b的一个输入连接相连，等等直到“n”个这样的交换单元。
由此明显的是，每个在第一交换级3中的交换单元3a-3m将有若干输出导线和电光转换器与第三交换级6中的若干交换单元6a-6b相对应。
第一光输出导线3a″与一个第一交换单元6a的一个第一输入连接相连，一个第二光输出导线3b″与一个第二交换单元6b的一个第一输入连接相连，等等直到第n个输出导线与交换单元6n相连。
最后一个交换单元3m的第一输出导线3m″与交换单元6a的最后一个输入连接相连，等等。
在第一交换级3中的每个交换单元3a-3m的若干输出导线与在第三交换级6中的若干交换单元6a-6n的数相对应，在第三交换级中的每个交换单元的每个输入连接数与在第一交换级3中的交换单元3a-3m数相对应。
在第一交换级3中的交换单元的个数是16，在第三交换级中的交换单元的个数是32。
在第三交换级6中的一个交换单元6a的每个输入连接51a可以通过控制单元10与16个输出连接的一个相连，以通过这个交换单元6a建立一条连接通路。
第三交换级中的一个交换单元，例如交换单元6a的主要结构，在图5中被描述。
这个交换单元6a以矩阵的形式与四个光选择器元件51，52，53，54相关，每个都为人所共知。
交换单元6a有两个组相关的元件51和53，每个配备有8个光输入导线，其中的一个被标识为51a并与光导线3a″相对应。
交换单元6a有两个组相关的元件52和54，每个配备有8个光输出导线，其中的一个被标识为52a并与光导线6a″相对应。
这16个导线的每一个与一个光分配器相互作用，其中一个被标识为521，光分配器把输入的光脉冲分配为两个并行相关的光脉冲，一个出现在导线6a″上，一个出现在导线(6a″)上，这样就提供了32个输出导线，每个与属于在第二交换级5中的16个交换单元的32个光电转换器中的一个相连。
这样，导线6a″可以与交换单元5a相连，导线(6a″)可以与另一个交换单元相连，比如5m。
图5用于描述每个输出光导线配备一个所说的光分配器，比如521-528和541-548。
16个交换单元5a-5m的每一个为64个输入导线提供一个光电转换器(未显示)。
使用光学光分配器521-528和541-548的的装置和优势将在下面更详细地介绍。
交换单元5a-5m，与参考图4被描述的同样方式，包括在电路70中的若干预先连接的光电转换器，每个光导线和输入连接与一个转换器对应。
光导线6a″这样可以与一个在电路70中定向的光电转换器相连接，转换器的电信号出现在导线6a′上，然后出现导线4a′上。
如果所说的输入导线2和所说的输出导线4被改造以组织成数据包的电流或电压脉冲的形式传输承载信息的电信号，其中的数据包在这个实施例中被认为包括ATM信元，那么这个发明将特别适用于一项应用。
这样，参考图3，一个实施例被描述，其中通过光导线，比如6a″，选择的连接路径可以通过光脉冲使用波长的选择被用于多个信号，即“双”用。
按照图3，为了这些目的，就要求输出导线，比如3a″的波长选择器通过控制单元控制，这样不同的电光转换器被改造以传输导线上的具有第一波长的光脉冲或具有第二波长的光脉冲。
如果认为一个第一波长用于光导线32′，第二波长用于光导线32″，那么属于这些导线的交换单元6a的输入连接互相连接形成一个单一的导线，具有波长复用的信号出现在其上，一个波长选择器37或38可以通过控制单元10激活以选择所希望的波长到交换级5的一个输入电路上。
这样，在交换单元6a的一个输出导线6a″上将有两个不同波长的光脉冲，二者可以在第二交换单元前以一种可控方式互相分离。
属于一个或若干个输出电路的光脉冲接收电路37和38，将通过控制单元10受到控制以接收具有一个选择的波长的承载信息的光脉冲，同时不予处理具有另一波长的脉冲。
因为ATM技术广为人知，这项技术将不再进一步描述，其中数据包以ATM信元构造，具有一个与地址相关的部分，“信头”(Header)，一个承载信息的的部分，“有效负载”(Pay-load)。
但是要提到的是，交换单元3、5和6被控制单元10以一种其本身非常复杂的方式控制。
下面的描述仅用于描述对理解这个发明的功能所需的控制单元10的一部分。
进一步参考图2，这个发明在一个分组数据网络，更具体的是一个ATM系统中的应用，现在将被更具体地描述。
一个控制单元10在图2中以原理图的方式被描述，如图6中更详细地描述的那样工作。所说的控制单元10与所说的交换级3和5相互作用以控制其中的交换单元，把一个所说的输入导线2a′经过所说的中间联接或中间交换单元6a中的一个与一个选择的输出导线4a′连接起来，这样，每个顺序出现在导线2a″上的数据信元(ATM信元)可以通过。几个数据信元中的一个数据信元20提供一个与地址相关的部分21和一个与信息相关的的部分22。
对于一个呼叫，呼叫方要求交换单元的一个激活，因为一个被传输的ATM信元在它的与地址相关的部分21给出了一个指示呼叫的信道号码，通过与承载信息的部分22给出了要求连接的所需要的带宽。
ATM信元提供进一步的关于这个连接与哪个被叫方相连的信息。
控制单元被安排能够在一个选择的输入电路3和一个选择的输出电路5间激活一条属于中间联接交换单元6a的连接通路，这条通路与当前所要求的带宽相对应(参看图6)。
出现在导线2a′上的承载信息的电脉冲被属于控制单元10的装置检测和解释，一个装置101用于指示一个呼叫，一个装置102用于建立希望的和所需的带宽，一个装置103用于指示当前的被叫方(B-呼叫者)。
一个中央单元110在一个存储器104中评价是否所需的带宽能被当前的B-呼叫者接收。
所有可用的经过交换单元6a-6n中的连接通路以及每个这些连接通路的瞬时参与都被储存在一个存储器104中。
B-呼叫者能否接收所选择的连接被自发地计算。如果计算是负的，B-呼叫者就参与其中，这通过电路106被告知呼叫方，即A-呼叫者。
如果计算是正的，因为按照交换单元结构的基本情况，不可能有任何的内部模块，那么B-呼叫者有效，A-呼叫者通过电路107被通知具有所选择的带宽的呼叫被接受。
占用一条已经连接的光连接通路(在第三交换级中经过交换单元6a-6n中的一个通过交换级3到5，并具有所需要的带宽)的可能性通过一个中央单元110和一个计算电路111计算。
如果计算结果是正的，那么在存储器104中所选择的连接通路被标识为占用。
如果计算结果是负的，那么一个新的计算电路112被激活。
计算电路112计算以一种“加倍”方式使用任何一条已经连接的光连接通路的可能性，通路在i个第一交换级和一个第三交换级间，比如导体3a″，或在一个第三交换级和一个第二交换级间。
这样的加倍使用可以通过采用光分配器521-528，541-548来达到。同一个光电转换器接收具有不同地址的ATM信元，只有具有所选择地址的ATM信元被允许通过，而其它的被扔掉。
另一个光电转换器接收同样的ATM信元流，只有具有与转换器相关的地址的ATM信元被允许通过，而其它的被扔掉。
如果计算结果是正的，那么在存储器104中所选择的连接通路被标识为占用。
如果计算结果是负的，那么一个新的计算电路113被激活。
计算电路113计算以一种“加倍”方式使用任何一条已经建立的光连接通路的可能性，通路在i个第一交换级和一个第三交换级间，比如导线3a″，或通过多个波长在一个第三交换级和一个第二交换级间，这参考图3被更详细地描述。
如果计算结果是正的，那么在存储器104中所选择的连接通路被标识为占用。
如果计算结果是负的，那么一个新的光连接通路通过一个中央单元110被计算，一个新的计算电路114被激活以指出一个可用的光连接。
只要中央单元110能从一个计算得到一个正的结果，所选择的连接通路就被标识为占用，呼叫(和A-呼叫者)通过电路108被赋予一个新的与一个所选择的连接通路对应的内部信道号码，这样所有的具有一个声明的信道号码的ATM信元可以通过一个已建立的连接通路，所需要的信息被送给相关的交换级3，5和6，包括波长的选择的激活或类似的信息。
当A-呼叫者以一个新的ATM信元指示呼叫将被拆除时，建立的连接通路从存储器104中清除，一个计算电路109和其他关于建立的连接通路的信息被清除。
应该注意的是，所说的波长选择接收机37和38与一个光分配器40预先连接。
在32′和32″中的和接收机37和38中的波长选择通过控制单元10进行。
可以进一步提到的是，对ATM信元的地址计算单元早已为人共知并被包括在交换级3和5中的所选择的交换单元中。
可以理解的是，这个发明不限于这里描述的作为例子的实施例，在后面的权利要求中描述的发明思想的范围内可以作修改。

Claims (11)

1.一个适用于ATM系统的三级交换单元，包括若干与组相关的输入导线，其中每组与一个第一交换级相连并形成一个输入电路，包括若干与组相关的输出导线，其中每组与一个第二交换级相连并形成一个输出电路，还包括一个第三交换级，作为一个工作的输入和输出电路，在输入和输出交换级间联系和连接，其中所说的输入导线和输出导线适合于传送承载信息的电信号，包括一个控制单元与所说的交换级相互作用，以通过一个从所说的中间联接第三交换级伸出的连接路径，把所说的输入导线中的一个与一个选择的输出导线相连，其中每个属于所说的第一交换级的输出导线与一个电光转换器相互作用，在第一交换级和第三交换级间的不同连接包括一个光学导线，其中第三交换级适合于通过所说的连接路径传输承载信息的光信号，在第三交换级和第二交换级间的连接包括光学导线，属于所说的第二交换级的输入导线预先与一个光电转换器相连，其特征在于，所说的控制单元被改造以根据一个呼叫所要求的带宽，经过第三交换级中若干交换单元的一个激活和建立一条连接通路，在传输一个完整的信息序列时，控制单元被激活以维持所说的连接通路，通过序列的终止，所说的连接通路被断开。
2.按照权利要求1的三级交换单元，其特征在于，所有的具有一个预置的地址和带宽要求的，出现在第一交换级的一个交换单元的任一个输入导线上的ATM信元，被连接于一个选择的与所说的第一交换级相关的输出导线。
3.按照权利要求1或2的三级交换单元，其特征在于，所说的第一选择器级包括若干交换单元，每个被改造以提供相同数量的输出导线，所说的第二交换级包括若干交换单元，每个被改造以提供相同数量的输入导线，所说的第三选择器级包括若干交换单元，每个被改造以提供相同数量的输入导线和输出导线，第一交换级中的一个交换单元的输出导线的数量被选择与第三交换级中的交换单元的数量相对应。
4.按照权利要求1的三级交换单元，其特征在于，每个第一交换级中的一个第一交换单元的输出连接与第三交换级中的一个交换单元的一个输入连接相连接。
5.按照权利要求1的三级交换单元，其特征在于，第三交换级中的每个交换单元输入连接的数量和输出连接的数量被选择与所说第一和第二交换级中的交换单元的数量相对应。
6.按照权利要求1的三级交换单元，其特征在于，所说的第一交换级，所说的第二交换级和/或所说的第三交换级中的交换单元被构造成一个交换矩阵。
7.按照权利要求1的三级交换单元，其特征在于，所说的第一交换级，所说的第二交换级和/或所说的第三交换级中的交换单元被构造成三级交换单元。
8.按照权利要求1到5的任一个的三级交换单元，其特征在于，属于所说的第三交换级的输出光导线配备有用于分离光信号的一个单元，其中与所说的第三交换级的输出导线相对应的所说的单元的输出导线与一个光电转换连接，每个转换器又与所说的第二交换级中的一个输入连接相连。
9.按照权利要求1的三级交换单元，其特征在于，每一个中间联接第三交换级中的交换单元被安排能直接接收出现在若干组相关的输入光导线的每一个上的光信号，而且能直接通过一个控制单元为了指出一个连接通路产生的一个控制信号把出现在输入导线的光脉冲传递到若干可用的选择的输出光导线中的一个。
10.按照权利要求1的三级交换单元，其特征在于，构造成一个输入电路的第一交换级被改造以用于一个总的最高的超过50Gb/s的比特速率。
11.按照权利要求1的三级交换单元，其特征在于，通过控制单元，一个电光转换器适合于传输具有一个第一波长的光脉冲，属于另外一个或同样电路的一个电光转换器适合于传输具有一个其它波长的光脉冲。
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