DE69017111T2

DE69017111T2 - Photonischer Wellenlängen-Schalter.

Info

Publication number: DE69017111T2
Application number: DE69017111T
Authority: DE
Inventors: Roch Andre Guerin; Yeong-Chang Lien
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1989-07-25
Filing date: 1990-05-18
Publication date: 1995-08-10
Anticipated expiration: 2010-05-19
Also published as: EP0410096B1; EP0410096A3; EP0410096A2; JPH0360599A; DE69017111D1; JPH0779492B2; US5040169A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft optische Vermittlungssysteme und im besonderen Vermittlungssysteme mit Wellenlängenteilung mit Vielfachzugriff, welche eine Vielzahl Wellenlängen verwenden, um Daten von einer Vielzahl Eingangsknoten zu einer Vielzahl Ausgangsknoten zu leiten. In diesen Systemen wird das Umschalten teilweise mittels eines Zuordnungsschemas der Wellenlängen und durch passive Multiplexer- und Demultiplexerelemente im Koppelnetzwerk erreicht.
In den vergangenen Jahren hat das schnelle Anwachsen der Übertragungsgeschwindigkeit, das durch die Verwendung von optischen Fasern hervorgebracht wurde, den Bedarf nach optischen Hochgeschwindigkeitsschaltern (siehe [13]) verstärkt und solche Produkte sind (z.B. photonisches Vermittlungssystem NEOX32 von NEC) kommerziell verfügbar oder werden kommerziell verfügbar gemacht. Strukturen optischer Vielfachschalter sind untersucht worden (siehe [14] oder den kurzen Überblick), und diese Strukturen arbeiten mit Zeitteilung, mit Raumteilung und mit Wellenlängenteilung. Optische Schalter können in zwei Hauptgruppen unterteilt werden: nicht-integrierte und integrierte Schalter.
Nicht-integrierte Schalter sind typischerweise für Anwendungen vorgesehen, die keine hohen Geschwindigkeiten beim Umgruppieren erfordern. Solche Systeme können einfache mechanische Faserschalter [3, 16] sein, oder sie können piezoelektrische oder sogar holographische Arrays [1, 7] verwenden. Die am weitesten fortgeschrittenen optischen Schalter sind jedoch die integrierten Schalter, die auf optischen Kopplern, Teilern (Demultiplexer) und Verbindern (Multiplexer) beruhen. Die frühen Arbeiten zu solchen integrierten optischen Schaltern konzentrierten sich auf räumliche Schalter, bei denen die Verbindungen zwischen Eingängen und Ausgängen über elektronisch gesteuerte Kreuzungspunkte hergestellt werden [2, 4 bis 6, 10, 12, 15, 19, 20]. Als die Anzahl der Wellenlängen, auf denen Laser und optische Fasern arbeiten können, zunahm, wurden Schalter auf der Basis der Wellenlängen [8] möglich. Ein wesentlicher Vorteil der letzteren Klasse von Schaltern besteht darin, daß die Steuerung des Schalters im Gegensatz zur zentralen Steuerung der anderen Systeme jetzt auf die Eingänge oder Ausgänge des Schalters verteilt werden kann. Dies ist für die Überwindung der Geschwindigkeitsbegrenzungen der elektronischen Steuereinrichtungen nützlich, um damit den vollen Vorteil aus den hohen Geschwindigkeiten, die aus der optischen Technologie resultieren, ziehen zu können.
Mit Wellenlängenteilung arbeitende Vermittlungssysteme lassen sich in zwei Gruppen unterteilen: aktive und passive Schalter. Aktive Schalter er fordern, daß die Eingänge/Ausgänge des Schalters in der Lage sind, die Wellenlänge einzustellen auf welcher sie senden/empfangen. Dies erfordert aktive Bauteile wie beispielsweise abstimmbare Laser/Filter. Beispiele solcher Systeme werden in dem U.S.-Patent Nr. 3 912 876 von J. J. Muller vom 14. Oktober 1975, in dem U.S.-Patent Nr. 3 986 020 von H. W. Kogelnik vom 12. Oktober 1976 und in dem Britischen Patent Nr. GB 2 043 240 A von A. M. Hill vom 1. Oktober 1980 dargestellt. Die Verwendung aktiver Elemente begrenzt nicht nur die Umgruppierungszeit des Schalters sondern erfordert ebenfalls eine koordinierte Steuerung zwischen allen Eingangs-Ausgangsverbindungen. In einem System, in dem abstimmbare Laser an den Eingängen verwendet werden, muß beispielsweise der Fall vermieden werden, in dem zwei Eingänge auf dieselbe Wellenlänge abgestimmt werden und auf denselben Ausgang abzielen. Ähnliche Probleme existieren, wenn abstimmbare Filter an den Ausgängen verwendet werden.
Passive optische Schalter vermeiden aktive Bauteile, indem feste Eingangs-Ausgangs-Zuordnungen für die Wellenlängen verwendet werden, so daß die Vermittlungsfunktion keine Modifikationen der Vermittlungseinrichtung oder der Eingangs- und Ausgangsadapter erfordert und ebenfalls keine Steuerelemente benötigt werden.
Ein solches System ist in dem Japanischen Patent Nr. JA 60-237793 von K. Nagashima vom November 1984 beschrieben worden. Dieses Patent verwendet ein zyklisches Zuordnungsschema für die Wellenlängen, welches eine gleichzeitige Kommunikation zwischen allen Eingängen und allen Ausgängen gestattet. Ein N x N Schalter erfordert einen Satz von N getrennten Wellenlängen {W1, ..., WN}, und einem Eingang sind getrennte Wellenlängen zugeordnet, um die Übertragung zu jedem der N Ausgänge sicherzustellen. Die Zuordnung der Ausgangswellenlänge wird zyklisch von Eingang zu Eingang verschoben, um sicherzustellen, daß Ausgänge nicht dieselbe Wellenlänge von verschiedenen Eingängen empfangen. Das zyklische Zuordnungsschema ist jedoch vom Typ der im System verwendeten Multiplexer und Demultiplexer völlig unabhängig und man unternimmt keinen Versuch aus deren Struktur und Eigenschaften Nutzen zu ziehen.

Quellen

1. J. Bainerman "Piezoelectric Switch Optical Signals", Laser and Applications, Bd. 3, Nr. 12 Seiten 49 bis 51, Dezember 1984
2. R. A. Becker und W. S.C. Chang, "Electrooptical Switching in Thin Film Waveguides for a Computer Communication Bus", Applied Optics, Bd. 18, Nr. 19, Oktober 1979, Seiten 3296 bis 3300
3. A. El Fatatry, "1 x n Optical Fibre Switch", Electronic Letters, Bd. 21, Nr. 14, Seiten 618 bis 619, Juli 1987
4. P. Granestrand, B. Stoltzang, L. Thylen, K. Bergvall, W. Doldissen, H. Heinrich und D. Hoffmann, "Strictly Non-Blokking 8 x 8 Integrated Optical Switch Matrix", Electronic Letters, Bd. 22, Nr. 15, Seiten 816 bis 818, Juli 1986
5. K. Habara und K. Kikuchi, "Optical Time-Division Space Switches Using Tree-Structured Directional Couplers", Electronic Letters, Bd. 21, Nr. 14, Seiten 631 bis 632, Juli 1985
6. K. Habara und K. Kikuchi, "Geometrical Design Considerations for a Tree-Structured Optical Switch Matrix", Electronic Letters, Bd. 23, Nr. 8, Seiten 376 bis 377, Apri 1987
7. J. P. Herriau und A. Delboulbe', B. Loiseaux und J. P. Huignard, "Communication Spatiale par Reaseau Holographique Photo-Induit", Rec. Tech. Thomson-CSF, Bd. 15, Nr. 3, Seiten 749 bis 755, September 1983, Seiten 749 bis 775 (in Französisch)
8. G. R. Hill, "A Wavelength Routeing Approach to Optical Communication Networks", Telecom. Technol. J., Bd. 6, Nr. 3, Juli 1988, Seiten 24 bis 31
9. A. Himeno und M. Kobayashi, "Single-Mode Guided-Wave Optical Gate Matrix Switch Using Mach-Zehnder Interferometer Gates", Electronic Letters, Bd. 23, Nr. 17, Seiten 887 bis 888, August 1987
10. T. Matsunaga, K. Kikuchi und M. Ikeda, "Optical Space Division Switching System Using Laser Diode Optical Switches", Proceedings of ISS'87, 1987
11. S. P. Shipley, G. Georgiou und A. C. Boucouvalas, "Compact All-Fibre Mach-Zehnder Devices", IEE Proceedings Bd. 134, Teil J, Nr. 3, Seiten 203 bis 207, Juni 1987
12. R. A. Spanke, "Architecture for Large Nonblocking Optical Space Switches", IEEE J. Quantum Electron, Bd. QE-23, Nr. 6, Seiten 964 bis 967, Juni 1986
13. P. R. Strauss, "Optical Switches Herald a New Age of Enlightenment Data Communications", Seiten 81 bis 90, März 1988
14. S. F. Su, L. Jou und J. Lenart, "A Review on Classification of Optical Switching Systems", IEEE Commiun. Mag., Bd. 24, Nr. 5, Seiten 50 bis 55, Mai 1986
15. S. Suzuki, M. Kondoi, K. Nagashima, M. Mitsuhashi, H. Nishimoto, T. Miyakawa, M. Iwasaki und Y. Ohta, "A 32-Line Optical Space Division Switching System Using 8 x 8 Optical Matrix Switches", NEC Res. and Develop., Nr. 87, Seiten 44 bis 50, Oktober 1987
16. M. Tatedaon, S.-I. Furukawa und H. Miyokawa, "Low-Loss Large-Scale 1 x N Optical Switch", Trans. IEICE, Bd. E 70, Nr. 10, Seiten 890 bis 892, Oktober 1987
17. H. Toba, K. Inoue und K. Nosu, "A Conceptional Design on Optical Frequency-Division-Multiplexing Distribution Systems with Optical Tunable Filters", IEEE J. Selec. Areas Commun., Bd. SAC-4, Nr. 9, Seiten 1458 bis 1467, Dezember 1986
18. H. Toba, K. Oda, N. Takato und K. Nosu, "5-Ghz Spaced, Eight Channel, Guided-Wave Multi/Demultiplexer for Optical FDM Transmission Systemy", Electronic Letters, Bd. 23, Nr. 15, Seiten 788 bis 789, Juli 1987
19. P. Li Kam Wa, J. E. Sitch, N. J. Mason, J. S. Roberts und P. N. Robson, "All Optical Multiple-Quantum-Well Waveguide Switch", Electronic Letters, Bd. 21, Nr. 1, Seiten 26 bis 28, Januar 1987
20. J. E. Watson, M. E. Mildbrot und T. C. Rice, "A Polarization Independent 1 x 16 Guided-Wave Optical Switch Integrated on Lithium Niobate", IEEE J. Lightwave Technol., Bd. LT-4, Nr. 11, Seiten 1717 bis 1721, November 1986
21. S. S. Wagner, "WDM applications in broadband telecommunication networks", IEEE Communications Magazine, Bd. 29, Nr. 3, Seiten 22 bis 30, März 1989
22. B. W. Phillips, "Optical crossbar switch works at gigahertz rate", Electronic Design, Bd. 36, Nr. 21, Seite 35, 22. September 1988
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein mit Wellenlängenteilung arbeitendes Vermittlungssystem mit festen Zuordnungsschemata der Wellenlängen bereitzustellen, welches aus den Charakteristika der Multiplexer und Demultiplexer Nutzen zieht. Dies führt zu einer einfachen und kompakten Struktur der Vermittlungseinrichtung und gestattet einen hohen Integrationsgrad.
Es ist ebenfalls eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein passives, integriertes, optisches Vermittlungssystem mit Wellenlängenteilung für ein Vermittlingsnetzwerk mit Wellenlängenteilung bereitzustellen.
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, N verschiedene Wellenlängen zu verwenden, um eine gleichzeitige und konkurrenzfreie Übertragung zwischen allen Eingangs- und Ausgangsports des N x N Vermittlungssystems zu gewährleisten. In der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform wird angenommen, daß N = 2n ist, wobei n eine ganze Zahl repräsentiert, andere Werte sind aber möglich.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Zuordnungsschema für die Wellenlängen bereitzustellen, bei dem die Struktur und die Charakteristika der Multiplexer und Demultiplexer genutzt werden, um Querverbindungen in der Vermittlungseinrichtung zu eliminieren. Diese Zuordnung wird im besonderen für Demultiplexer und Multiplexer bestehend aus interferometrischen Mach-Zehnder-Filtern detailliert dargestellt.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem die Demultiplexer und Multiplexer, die in der Vermittlungseinrichtung verwendet werden, so angeordnet werden können, daß man eine integrierte und kompakte Struktur erhält. Dieses Verfahren wird ebenfalls für Demultiplexer und Multiplexer bestehend aus interferometrischen Mach-Zehnder-Filtern detailliert dargestellt.
In der vorliegenden Erfindung sind eine Anzahl (N) Eingangsknoten, die eine Vielzahl Signalquellen aufweisen, über eine zentrale Vermittlungseinrichtung mit einer Anzahl (N) Ausgangsknoten verbunden, die aus einer Vielzahl von Zielen bestehen. Jeder Eingangsknoten hat die Fähigkeit, Daten gleichzeitig zu allen Ausgangsknoten zu senden und umgekehrt kann jeder Ausgangsknoten gleichzeitig Daten von allen Eingangsknoten empfangen. Jeder Eingangsknoten benutzt eine Eingangsschnittstelle zur Vermittlungseinrichtung. Die Schnittstelle moduliert den Wellenlängen entsprechend der gewünschten Ausgangsknoten die Daten auf. Genauso benutzt jeder Ausgangsknoten eine Ausgangsschnittstelle, welche die Daten, die auf einer speziellen Wellenlänge empfangen werden, als von einem gegebenen Eingangsknoten stammend identifiziert.
In der Eingangsschnittstelle werden die Daten für jeden der N Ausgangsknoten zu optischen Sendern weitergeleitet (z.B. zu Lasern), die auf unterschiedlichen Wellenlängen arbeiten. Jede einzelne Datenfolge wird verwendet, um ihren eigenen Sender zu modulieren und die N sich ergebenden modulierten Wellenlängen werden dann gemultiplext und über eine einzelne Faser zur zentralen Vermittlungseinrichtung übertragen.
In der zentralen Vermittlungseinrichtung werden die von jeder Eingangsschnittstelle kommenden optischen Signale an einem Eingangsport empfangen, welches tatsächlich ein Eingangsport eines Demultiplexers der Vermittlungseinrichtung ist. Die Signale werden dann entschachtelt und entsprechend der gewünschten Ausgangsknoten neu kombiniert oder gemultiplext, bevor sie zu dem entsprechenden Ausgangsport des Kopplers geleitet werden, welches tatsächlich der Ausgangsport eines Multiplexers ist. Die Eingangsknoten-Ausgangsknoten-Zuordnung der Wellenlängen stellt sicher, daß niemals zwei Eingangsknoten dieselbe Wellenlänge benutzen, um mit einem gegebenen Ausgangsknoten zu kommunizieren. Zusätzlich erfolgt die Zuordnung der Wellenlängen so, daß die Demultiplexer und Multiplexer, die in der zentralen Vermittlungseinrichtung verwendet werden, einfach gestapelt und aneinandergefügt werden können, um so eine integrierte und kompakte Struktur zu erhalten. Dieser Aspekt wird in der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform später detailliert behandelt.
Das Zuordnungsschema der vorliegenden Erfindung ist von besonderer Bedeutung, da es die kompakte Struktur der Vermittlungseinrichtung ermöglicht. Das Schema wird durch die Demultiplexer der Vermittlungseinrichtung beeinflußt. Um das Zuordnungsschema zu beschreiben, wird das Entschachtelungsverfahren für N = 2n modulierte Wellenlängen für einen der Demultiplexer der Vermittlungseinrichtung beschrieben, und das Zuordnungsschema für jeden anderen der N Demultiplexer kann aus dem Zuordnungsschema dieses einen Demultiplexers einfach abgeleitet werden. Zuerst werden die N modulierten Wellenlängen dadurch entschachtelt, daß die N modulierten Wellenlängen an einem ersten Verzweigungspunkt des Demultiplexers in zwei verschiedene erste Untergruppen unterteilt werden, von denen jede N/2 modulierte Wellenlänge besitzt. Jede erste Untergruppe wird dann einem Paar erster Zweige zugeordnet, die von dem ersten Verzweigungspunkt ausgehen. Jede erste Untergruppe aus N/2 modulierten Wellenlängen wird an einem entsprechenden zweiten Verzweigungspunkt auf jedem der ersten Zweige in zwei verschiedene Untergruppen aus N/4 modulierten Wellenlängen weiter unterteilt, was vier verschiedene zweite Untergruppen ergibt. Jede zweite Untergruppe wird dann einem Zweig aus einem Paar zweiter Zweige zugeordnet, die von einem entsprechenden zweiten Verzweigungspunkt ausgehen. Diese Unterteilung wird fortgesetzt, bis jede n-te Untergruppe nur noch eine moduliert Wellenlänge enthält. Die n-ten Zweige des Demultiplexers sind die N Ausgänge des Demultiplexers. Somit ist für diesen einen Demultiplexer ein Zuordnungsschema der Untergruppen zu den Zweigen gebildet worden. Die N modulierten Wellenlängen werden in derselben Art und Weise wie oben beschrieben in jedem der N Multiplexer entschachtelt, jedoch ist das Zuordnungsschema für die anderen Demultiplexer eine Permutation des Zuordnungsschemas dieses einen Demultiplexers, wobei das Zuordnungsschema der Untergruppen zu den Zweigen für jeden der N Multiplexer verschieden ist. Das Zuordnungsschema unterliegt jedoch bestimmten Einschränkungen. Erstens dürfen keine zwei Ausgänge (n-te Zweige) in derselben Position des Ausgangs von zwei beliebigen Demultiplexern dieselbe Wellenlänge zugeordnet haben. Zweitens muß jede Untergruppe jedes Zuordnungsschemas noch dieselben Wellenlängen umfassen. Drittens und letztens muß jedes Untergruppenpaar, das Zweigen zugeordnet ist, die von einem gemeinsamen Verzweigungspunkt ausgehen, in jedem beliebigen Zuordnungsschema immer Zweigen zugeordnet sein, die von einem gemeinsamen Verzweigungspunkt ausgehen. Bei Verwendung des oben beschriebenen Zuordnungsschemas zusammen mit den dargestellten Einschränkungen ergeben sich N horizontale Ebenen mit N getrennten modulierten Wellenlängen in jeder Ebene, wenn die modulierte Wellenlänge, die an jedem Ausgang jedes Demultiplexers erscheint, einer modulierten Wellenlänge entspricht, die jedem Ausgang (n-tem Zweig) zugeordnet ist. Zusätzlich erscheinen an einer beliebigen gegebene Position eines Ausgangs innerhalb der N horizontalen Ebenen N verschiedene modulierte Wellenlängen. Weil dieselbe Position eines Ausgangs in N horizontalen Ebenen in einer vertikalen Ebene liegt, gibt es N verschiedene modulierte Wellenlängen in jeder der N vertikalen Ebenen. Die N modulierten Wellenlängen in jeder vertikalen Ebene werden dann gemultiplext, so daß ein Signal am Ausgangsport jedes Multiplexers erscheint, das N modulierte Wellenlängen enthält.
Das optische Signal, das an der optischen Faser jedes Ausgangsports der Vermittlungseinrichtung austritt besitzt N verschiedene modulierte Wellenlängen, eine für jeden Eingangsknoten. Dieses Signal wird zu einem gegebenen Ausgangsknoten. weitergeleitet, an dem eine Ausgangsschnittstelle die N eingehenden modulierten Wellenlängen entschachtelt und jede an ihren eigenen Empfänger anlegt. Die ursprünglichen Daten, die von den N Eingangsknoten kommen, werden dann zurückgewonnen und an ihre entsprechenden Ziele weitergeleitet.
Die unterschiedlichen Aspekte und Teile der Erfindung können unter Bezugnahme auf die unten beschriebenen, detaillierten Zeichnungen besser verstanden werden. Aus Gründen der Einfachheit und Klarheit ist die Anzahl N der Eingangs- und Ausgangsknoten in allen Zeichnungen auf Vier (4) festgesetzt worden. Es sollte jedoch klar sein, daß diese Auswahl nur zu Illustrationszwecken dient und daß das Konzept auf jeden beliebigen Wert für N erweitert werden kann.
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild der Ausführungsform eines Vermittlungssystems, wie es in der vorliegenden Erfindung beschrieben wird. Es besteht aus 4 Eingangsknoten, 4 Eingangsschnittstellen, einer zentralen Vermittlungseinrichtung, 4 Ausgangsschnittstellen und 4 Ausgangsknoten. Jede Eingangsschnittstelle ist mit der optischen Vermittlungseinrichtung durch eine eigene optische Faser verbunden. Genauso verbinden herauskommende, zweckbestimmte optische Fasern die optische Vermittlungseinrichtung mit den 4 Ausgangsschnittstellen, welche der Reihe nach mit ihren entsprechenden Ausgangsknoten verbunden sind.
Fig. 2 ist ein Blockschaltbild einer Eingangsschnittstelle, die für die Verwendung in einem Vermittlungsnetzwerk mit Wellenlängenteilung, das in Fig. 1 dargestellt ist, geeignet ist.
Fig. 3 ist eine Darstellung eines Demultiplexers der Vermittlungseinrichtung, wie in der vorliegenden Erfindung verwendet.
Fig. 4 ist eine Tabelle, in der die Zusammenhänge zwischen den zu modulierenden und zu übertragenden Wellenlängen und einem gegebenen Eingangsport und einem ausgewählten Ausgangsport dargestellt werden.
Fig. 5 ist eine schematische Darstellung einer zentralen 4 x 4 Vermittlungseinrichtung mit 4 Demultiplexern, wobei die Ausgänge eines jeden Demultiplexers in einer horizontalen Ebene liegen. Ebenfalls gezeigt sind die Eingänge von zwei der vier Multiplexer, wobei die Eingänge eines jeden Multiplexers in einer vertikalen Ebene liegen.
Fig. 6 ist ein Blockschaltbild einer Eingangsschnittstelle, die für die Verwendung in einem Vermittlungssystem, das in Fig. 1 dargestellt ist, geeignet ist. Der Aufbau der Ausgangsschnittstelle setzt wieder voraus, daß die zentrale Vermittlungseinrichtung 4 Eingänge und 4 Ausgänge besitzt.
Die unten beschriebene Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Vermittlungssystem für ein digitales Netzwerk. Zuerst wird mit Bezug auf Fig. 1 ein Überblick über das Vermittlungssystem mit Wellenlängenteilung gegeben, während eine detaillierte Beschreibung mit Bezug auf die Fig. 2 bis 6 erfolgt. Um die Darstellung zu vereinfachen, ist die Größe des Systems auf N = 4 festgesetzt, und diese Zahl wird in allen Figuren verwendet.
In dem in Fig. 1 beschriebenen System besitzen vier Eingangs/Ausgangsknoten (111 bis 114/ 131 bis 134), die mit A bis D gekennzeichnet sind, Ports, welche über Eingangs-/Ausgangsschnittstellen 115 bis 118/ 135 bis 138 mit der zentralen Vermittlungseinrichtung verbunden sind, so daß ein beliebiger Eingangsknoten mit jedem beliebigen anderen Ausgangsknoten kommunizieren kann. Die Eingangsports 151i bis 154i und die Ausgangsports 161o bis 164o der zentralen Vermittlungseinrichtung 150 sind in Fig. 1 ebenfalls schematisch dargestellt. Jeder der Eingangsports ist tatsächlich ein Eingangsport eines Demultiplexers der Vermittlungseinrichtung, während die Ausgangsports tatsächlich Ausgangsports der Multiplexer der Vermittlungseinrichtung sind. Jede Eingangs-/Ausgangsschnittstelle ist auf der einen Seite an den entsprechenden Eingangs-/Ausgangsknoten angeschlossen, während die andere Seite über eine Lichtwellenleiterverbindung mit der Vermittlungseinrichtung 150 verbunden ist. Mit Bezug auf Fig. 1 werden die optischen Verbindungen von den Eingangsschnittstellen A bis D durch die entsprechenden Verbindungen 151 bis 154 repräsentiert. Genauso werden die optischen Verbindungen von der zentralen Vermittlungseinrichtung zu den Ausgangsschnittstellen A bis D durch die entsprechenden Verbindungen 161 bis 164 repräsentiert. In dieser Ausführungsform des Vermittlungssystems bestehen die optischen Kanäle aus Monomode-Faser. Möglicherweise könnten auch andere Fasertypen verwendet werden.
Jede Eingangsschnittstelle empfängt die Daten von ihrem Eingangsknoten, die an einen beliebigen der N Ausgangsknoten gerichtet sind. Daten, die an unterschiedliche Ausgangsknoten gerichtet sind, werden an optische Sender übertragen, die auf unterschiedlichen Wellenlängen arbeiten, so daß für jede Eingangsschnittstelle (oder Eingangsport) jede Wellenlänge ausschließlich einer gegebenen Ausgangsschnittstelle (oder Ausgangsport) zugeordnet ist und niemals zwei Eingangsschnittstellen (oder Eingangsports) dieselbe Wellenlänge verwenden, um mit einem gegebenen Ausgang zu kommunizieren. Eine spezielle Wellenlängenzuordnung erfüllt diese Anforderungen, während die Struktur der verwendeten Multiplexer und Demultiplexer zu berücksichtigen ist, die unten detailliert beschrieben wird. Jede Eingangsschnittstelle empfängt von ihrem Eingangsknoten ebenfalls ein Taktsignal (z.B. MCKA für die Eingangsschnittstelle 112). Dieses Taktsignal wird dazu verwendet, die verschiedenen Takte zu erzeugen, die in jeder Eingangsschnittstelle benötigt werden. Es sollte beachtet werden, daß die Taktsignale, die von den unterschiedlichen Eingangsknoten für die unterschiedlichen Eingangsschnittstellen bereitgestellt werden, nicht identisch sein müssen. Anders ausgedrückt, MCKA, MCKB, MCKC und MCKD können alle verschieden sein. Dies erlaubt, daß das System asynchron arbeitet.
In jeder Eingangsschnittstelle multiplext ein Multiplexer die optischen Signale auf unterschiedlichen Wellenlängen für unterschiedliche Ausgangsports. Der Ausgang jeder Eingangsschnittstelle (115 bis 118) ist an eine der Lichtwellenleiterverbindungen (151 bis 154) angeschlossen. Jede herauskommende Lichtwellenleiterverbindung ist mit einem der Eingangsports 151i bis 154i der zentralen Vermittlungseinrichtung 150 verbunden. Innerhalb der zentralen Vermittlungseinrichtung 150 wird das optische Signal, das N modulierte Wellenlängen von jedem Eingangsport umfaßt, zuerst in N getrennte modulierte Wellenlängen entschachtelt (eine für jeden Ausgangsknoten). Eine modulierte Wellenlänge ist eine Wellenlänge, die mit zu sendenden Daten moduliert wurde. Die N verschiedenen modulierten Wellenlängen von allen N Eingangsports, die für denselben Ausgangsknoten bestimmt sind, werden dann erneut gemultiplext und zu dem entsprechenden Ausgangsport der zentralen Vermittlungseinrichtung weitergeleitet, welches ein Ausgangsport eines entsprechenden Multiplexers ist. Jeder Ausgangsport der zentralen Vermittlungseinrichtung ist einem gegebenen Ausgangsknoten zugeordnet, mit welchem es mittels Lichtwellenleiterverbindung verbunden ist, die mit der zugeordneten Ausgangsschnittstelle (Verbindungen 161 bis 164 verbunden mit den entsprechenden Ausgangsschnittstellen 135 bis 138) verbunden ist.
Das optische Signal, das durch jede optische Verbindung (161 bis 164) übertragen wird und von der zentralen Vermittlungseinrichtung 150 kommt, wird durch die entsprechende Ausgangsschnittstelle (135 bis 138) empfangen. Jede Ausgangsschnittstelle entschachtelt das empfangene optische Signal in N getrennte modulierte Wellenlängen. Jede modulierte Wellenlänge trägt die Daten, die von einem anderen Eingangsknoten stammen. Nachdem die optischen Signale der unterschiedlichen Wellenlängen entschachtelt worden sind und die von ihnen getragene Information empfangen wurde, werden die Daten dem Ausgangsknoten verfügbar gemacht, der diese dann an ihre letztendlichen Ziele weiterleitet. Jeder Ausgangsknoten stellt ein Taktsignal bereit (RCKA, RCKB, RCKC und RCKD für die entsprechenden Ausgangsknoten 131 bis 134), welches zur Synchronisation des Datenauslesens aus der Ausgangsschnittstelle verwendet wird. Es ist wieder zu beachten, daß die Taktsignale von unterschiedlichen Ausgangsknoten nicht identisch sein müssen.
Im folgenden wird eine detailliertere Beschreibung des Vermittlungssystems mit Wellenlängenteilung, das oben beschrieben wurde, gegeben. Zuerst wird die Struktur einer Eingangsschnittstelle detaillierter dargestellt, und es werden mögliche Implementierungen der Sender und der Multiplexer diskutiert. Danach wird kurz die Struktur der zentralen Vermittlungseinrichtung auf Grundlage der Verwendung von Mach-Zehnder-Filtern erklärt, und es wird die Wellenlängenzuordnung dargestellt und mit der Vermittlungseinrichtung in Zusammenhang gebracht. Schließlich wird die Struktur der Ausgangsschnittstelle detailliert dargestellt. Die Beschreibungen erfolgen mit Bezug auf die Fig. 2 bis Fig. 6, und es wird N = 4 angenommen.
Wie in Fig. 2 dargestellt, empfängt eine Eingangsschnittstelle gleichzeitig vier Datenfolgen, eine für jeden Ausgangsknoten. Es wird angenommen, daß die vier Signale byteweise empfangen und in separaten Puffern (220, 230, 240 und 250 für Ausgangsknoten A, B, C beziehungsweise D) gespeichert werden. Das Byteformat der empfangenen Daten wird nur zu Darstellungszwecken verwendet, und es besteht die Möglichkeit, jedes andere Format zu verwenden. Der Schreibtakt (WCK) für die Puffer wird durch einen Taktgenerator 210 für jeden der vier Puffer 220, 230, 240 und 250 bereitgestellt. Der Taktgenerator 210 erzeugt ebenfalls einen Lesetakt RCK, der zum Lesen der Daten aus den Puffern verwendet wird und einen Bittakt BITCK, der achtmal schneller ist als RCK (bytebreite Puffer angenommen). Es ist zu beachten, daß zur Vereinfachung ein gemeinsamer Taktgenerator für die gesamte Eingangsschnittstelle verwendet wird. Es können jedoch unterschiedliche Taktgeneratoren für Datenfolgen verwendet werden, die an unterschiedliche Ausgangsknoten gerichtet sind, weil diese nicht synchronisiert sein müssen.
Während jedes Taktzyklus von RCK werden Datenbytes aus den Puffern 220, 230, 240 und 250 gelesen und in die Schieberegister mit parallelem Eingang und seriellem Ausgang 222, 232, 242 und 252 geladen. Innerhalb jedes Taktzyklus von RCK werden die in die Schieberegister geladenen 8 Bits mit BITCK seriell ausgelesen und zu den entsprechenden optischen Sendern 224, 234, 244 und 254 weitergeleitet, von denen jeder auf einer anderen Wellenlänge arbeitet. Die Ausgangssignale (modulierte Wellenlängen der Sender 224, 234, 244 und 254) werden dann von dem Multiplexer 260 gemultiplext und über die Lichtwellenleiterverbindung 151 übertragen.
Zur Implementierung der Sender und der zugehörigen Multiplexer in der Eingangsschnittstelle können verschiedene Lösungen verwendet werden. Bei einer Lösung werden sowohl die Sender als auch die Multiplexer in demselben Element integriert. Ein solcher Ansatz ist in dem U.S.-Patent Nr. 3 908 121 von L. A. Riseberg et al. vom 23. September 1975 beschrieben. Eine andere Möglichkeit besteht darin, separate Quellen und Multiplexer zu haben. Anders ausgedrückt, die Sender sind beispielsweise einzelne Lager, die auf unterschiedlichen Wellenlängen arbeiten, und der Multiplexer ist ein weiteres separates Element, wie er in dem U.S.-Patent Nr. 4 483 582 von S. K. Sheem vom 20. November 1984 beschrieben ist oder ein Mach-Zehnder-Filter, wie das in der erfindungsgemäßen Vermittlungseinrichtung verwendete. Wie wir sehen werden, ist diese Lösung vorzuziehen, weil sie die Anzahl der in dem System verwendeten unterschiedlichen Teile reduziert.
Die Wellenlängen, die den unterschiedlichen Sendern zugeordnet sind, hängen sowohl von dem Ausgangsknoten ab, zu dem der Sender die Daten übertragen soll, als auch von der Eingangsschnittstelle, an der sie sich befinden. Anders ausgedrückt, einem Sender, der Daten beispielsweise an den Ausgangsknoten A sendet, werden in jeder Eingangsschnittstelle unterschiedliche Wellenlängen zugeordnet. Dies ist erforderlich, damit die Ausgangsknoten gleichzeitig Daten von allen Eingangsknoten empfangen können. Zusätzlich zur Erfüllung obiger Forderung berücksichtigt das in der vorliegenden Erfindung beschriebene Zuordnnngsschema die Struktur der zentralen Vermittlungseinrichtung. Ihr Zweck wird nach Beschreibung der zentralen Vermittlungseinrichtung besser verstanden werden, was zuerst eine kurze Erklärung der Struktur der Vermittlungseinrichtung erfordert.
Wir nehmen an, daß N = 2n ist und daß die N unterschiedlichen Wellenlängen einen gleichen Frequenzabstand von f besitzen. Es soll nun die Struktur der Vermittlungseinrichtung auf der Grundlage der Verwendung von Mach-Zehnder-Filtern beschrieben werden. Eine solche Vermittlungseinrichtung besitzt eine Baumstruktur, wobei die Multiplexer-/Demultiplexerfunktion an Verzweigungspunkten des Baumes stufenweise ausgeführt wird und wobei ein Verzweigungspunkt zwei Zweige besitzt, die von ihm ausgehen.
Bei jedem Demultiplexer der zentralen Vermittlungseinrichtung empfängt der erste Verzweigungspunkt die modulierten Wellenlängen W1, W2,..., W2 und unterteilt diese in zwei gleiche erste Untergruppen. Eine erste Untergruppe enthält alle ungeradzahlig numerierten modulierten Wellenlängen W1, W3,..., W(2n - 1), während die andere erste Untergruppe die geradzahlig numerierten Wellenlängen W2, W4,..., W2n enthält. Jede erste Untergruppe wird dann einem Zweig aus einem Paar erster Zweige zugeordnet, die von einem ersten Verzweigungspunkt ausgehen. Die Unterteilung wird erreicht, indem die Längendifferenz Δ1, der zwei Arme des ersten Verzweigungspunktes (Mach-Zehnder-Filter) geeignet eingestellt wird (Δ1&sub1; = c/(2rf), wobei c die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum ist, r ist die Brechungszahl des Lichtwellenleiters und f ist der Frequenzabstand zwischen den Wellenlängen). Für eine detailliertere Beschreibung siehe Quelle 17. Jeder der zweiten Verzweigungspunkte des Demultiplexers arbeitet in gleicher Weise, indem wieder die eingehenden Wellenlängen in zwei zweite Untergruppen modulierter Wellenlängen mit gleichen Frequenzabständen unterteilt werden (jeder zweite Verzweigungspunkt verwendet Δ1&sub2; = Δ1&sub1;/2). Zum Beispiel wird die erste Untergruppe, die die Wellenlängen W1, W3,..., W(2n - 1) enthält, in eine zweite Untergruppe, die modulierten Wellenlängen W1, W5, ..., W(2n - 3) enthaltend und in eine andere zweite Untergruppe, enthaltend die modulierten Wellenlängen W3, W7,..., W(2n - 1), unterteilt. Jede zweite Untergruppe wird dann einem Zweig aus einem Paar zweiter Zweige zugeordnet, die von einem entsprechenden zweiten Verzweigungspunkt ausgehen. Eine gleiche Aufteilung erfolgt mit den geradzahlig numerierten modulierten Wellenlängen. Diese aufeinanderfolgenden Unterteilungen in kleiner und kleiner werdende Untergruppen mit abwechselnden modulierten Wellenlängen werden fortgesetzt, bis jede der n-ten Untergruppen aus einer einzelnen modulierten Wellenlänge besteht. An diesem Punkt ist die Entschachtelung abgeschlossen. Die Frequenzabstände zwischen den Wellenlängen in jeder x-ten Untergruppe können durch die Formel Sx = 2x(f) erhalten werden, wobei f den Frequenzabstand in der ursprünglichen Gruppe der Wellenlängen W1, W2, ..., WN darstellt. Dann ist jede n-te Untergruppe, welche nur aus modulierten Wellenlänge besteht, einem entsprechenden n-ten Zweig zugeordnet, welcher tatsächlich ein Ausgang des Demultiplexers der zentralen Vermittlungseinrichtung darstellt. Die obige Zuordnung der ersten, zweiten, ... und n-ten Untergruppen zu den Zweigen soll als Zuordnungsschema für einen Demultiplexer bezeichnet werden.
In Fig. 3.1 werden eine schematische Darstellung eines Demultiplexers der Vermittlungseinrichtung sowie das entsprechende Zuordnungsschema für diesen Demultiplexer gezeigt. Der Multiplexer dieses Beispiels besitzt einen Eingangsport 151i, einen ersten Verzweigungspunkt 30, zwei erste Zweige 32 und 34, zwei zweite Verzweigungspunkte 36 und 38 und vier zweite Zweige oder Ausgänge 41 bis 44. Es werden N = 4 modulierte Wellenlängen W1, ..., W4 gezeigt, die in N getrennte modulierte Wellenlängen entschachtelt werden. Die vier verschiedenen modulierten Wellenlängen werden an einem ersten Verzweigungspunkt 30 in zwei verschiedene erste Untergruppen unterteilt, wobei jede erste Untergruppe N/2 = 2 modulierte Wellenlängen besitzt. Eine erste Untergruppe enthält die modulierten Wellenlängen W1 und W3, während die andere erste Untergruppe die modulierten Wellenlängen W2 und W4 enthält. Die eine erste Untergruppe ist dem einen ersten Zweig 32 zugeordnet, der vom ersten Verzweigungspunkt 30 ausgeht, während die andere erste Untergruppe dem ersten Zweig 34 zugeordnet ist. Die ersten Untergruppen werden dann an den zweiten Verzweigungspunkten 36 und 38 weiter unterteilt, um vier getrennte zweite Untergruppen zu bilden. Weil die zweiten Untergruppen nur noch eine modulierte Wellenlänge in jeder zweiten Untergruppe besitzen, ist keine weitere Unterteilung mehr erforderlich. Die zweiten Untergruppen sind entsprechenden zweiten Zweigen 41 bis 44 zugeordnet. Diese Zuordnung der Untergruppen zu den Zweigen wird als Zuordnungsschema für einen Demultiplexer der Vermittlungseinrichtung bezeichnet. Die zweiten Zweige sind in diesem Fall (n = 2) tatsächlich die Ausgänge des Demultiplexers und diese Ausgänge erscheinen alle in einer der N horizontalen Ebenen. Die relative Position dieser Ausgänge zueinander wird als Ausgangsposition in den horizontalen Ebenen bezeichnet. Beispielsweise könnte man sagen, daß sich W1 in der ersten Ausgangsposition befindet, während W3, W2 und W4 als sich in zweiter, dritter beziehungsweise vierter Ausgangsposition befindend bezeichnet werden können. Wie im nächsten Abschnitt besprochen wird, haben die anderen Demultiplexer der Vermittlungseinrichtung Zuordnungsschemata, die dem obigen Zuordnungsschema ähneln. Weiterhin wird es vier Ausgangspositionen für jeden Demultiplexer geben und dieselbe Ausgangsposition der vier horizontalen Ebenen erscheint in einer von N = 4 vertikalen Ebenen. Wenn einmal ein Zuordnungsschema für einen Demultiplexer aufgestellt worden ist, sind die anderen Zuordnungsschemata für die Demultiplexer nur Permutationen des zuerst erhaltenen Zuordnungsschemas. Ein Zuordnungsschema ist jedoch keine beliebige Permutation des ursprünglichen Zuordnungsschemas, sondern es gibt bestimmte Einschränkungen. Erstens dürfen keine zwei Ausgänge (n-te Zweige) in derselben Ausgangsposition von zwei beliebigen Demultiplexern dieselbe Wellenlänge zugeordnet haben. Zweitens muß jede Untergruppe jedes Zuordnungsschemas noch dieselben Wellenlängen umfassen. Drittens und letztens muß jedes Untergruppenpaar, das Zweigen zugeordnet ist, die von einem gemeinsamen Verzweigungspunkt ausgehen, in jedem Zuordnungsschema immer Zweigen zugeordnet sein, die von einem gemeinsamen Verzweigungspunkt ausgehen. Bei Verwendung des oben beschriebenen Zuordnungsschemas zusammen mit den dargestellten Einschränkungen ergeben sich N horizontale Ebenen mit N getrennten modulierten Wellenlängen in jeder Ebene, wenn die modulierte Wellenlänge, die an jedem Ausgang jedes Demultiplexers erscheint, einer modulierten Wellenlänge entspricht, die jedem Ausgang (n-tem Zweig) zugeordnet ist. Es sollte beachtet werden, daß es so viele Zuordnungsschemata gibt, wie Demultiplexer in der Vermittlungseinrichtung vorhanden sind. Zusätzlich erscheinen an einer beliebigen gegebene Ausgangsposition innerhalb der N horizontalen Ebenen N verschiedene modulierte Wellenlängen. Weil außerdem dieselbe Ausgangsposition in N horizontalen Ebenen in einer vertikalen Ebene liegt, gibt es N verschiedene modulierte Wellenlängen in jeder der N vertikalen Ebenen. Die N modulierten Wellenlängen in jeder vertikalen Ebene werden dann gemultiplext, so daß ein Signal am Ausgangsport jedes Multiplexers erscheint, das N modulierte Wellenlängen enthält. In Fig. 3.2 wird eine schematische Darstellung eines (550) der vier Multiplexer der zentralen Vermittlungseinrichtung gezeigt. Es ist zu beachten, daß alle Eingänge 45 bis 48 in einer vertikalen Ebene 505 liegen. Es ist weiterhin zu beachten, daß die modulierten Wellenlängen, die an diesen Eingängen erscheinen, modulierten Wellenlängen entsprechen, die an der ersten Ausgangsposition der vier Demultiplexer erscheinen. Vergleiche Fig. 5.
Wir beziehen uns auf Fig. 2. Darin wird eine schematische Darstellung der Eingangsschnittstelle (115) des Knotens A (111) gezeigt. Die anderen Eingangsschnittstellen haben die gleiche Struktur.
In Fig. 2 werden die Sender 224, 234, 244 und 254 verwendet, um die Wellenlängen W1, W2, W3 beziehungsweise W4 für die Signalübertragung zu den Ausgangsknoten A, B, C beziehungsweise D zu verwenden. Die in Fig. 4 dargestellte Tabelle zeigt die komplette Wellenlängenzuordnung, wobei "Eingangsschnittstelle" die Eingangsschnittstelle bezeichnet, in der sich die Sender befinden und "Ausgangsschnittstelle" den Zielknoten angibt.
Obiger Zusammenhang erfüllt die Anforderung, daß jeder Eingang eine andere Wellenlänge für jeden Ausgang benutzt und daß für einen gegebenen Ausgang die von jedem Eingang verwendeten Wellenlängen verschieden sind. Das Hauptmerkmal der Zuordnung ist jedoch, dessen Einfluß auf die Struktur der zentralen Vermittlungseinrichtung, wie diese in Fig. 5 dargestellt ist, wenn die Zuordnungsschemata für jeden der Demultiplexer der Vermittlungseinrichtung verwendet wird.
Wir beziehen uns auf Fig. 5. Die zentrale Vermittlungseinrichtung empfängt die optischen Signale, die auf vier einlaufenden Lichtwellenleiterverbindungen 151 bis 154 von den vier Eingangsschnittstellen A, B, C beziehungsweise D (115 bis 118 von Fig. 1) kommen. Genauso werden die optischen Signale von der Vermittlungseinrichtung zu den vier Ausgangsschnittstellen A, B, C beziehungsweise D (135 bis 138 von Fig. 1 auf vier abgehenden Lichtwellenleiterverbindungen 161 bis 164) geleitet. Zur besseren Übersichtlichkeit sind nur zwei (161 und 162) der vier abgehenden Lichtwellenleiterverbindungen in der Figur dargestellt.
Die ankommenden Lichtwellenleiterverbindungen 151 bis 154 sind an den Eingangsports 151i bis 154i mit den Demultiplexern verbunden. Diese Demultiplexer verwenden interferometrische Mach- Zehnder-Filter und werden durch einfache Modifikation (Permutation) des in Fig. 3.1 gezeigten Zuordnungsschemas erhalten. Wie in [18] beschrieben, können solche Demultiplexer unter Verwendung von integrierten Lichtwellenleiterstrukturen auf einem Siliciumsubstrat implementiert werden (andere Implementierungen sind ebenfalls möglich, siehe zum Beispiel [11]). Dies gestattet es, kleine kompakte Elemente zu bauen. Die unterschiedlichen Zuordnungsschemata für die verschiedenen Multiplexer (510, 520, 530, 540) der Vermittlungseinrichtung können durch einfache Vertauschung von Untergruppen zwischen Zweigen, die von demselben Verzweigungspunkt ausgehen, erhalten werden. Die vier Zuordnungsschemata, eins für jeden der vier Demultiplexer, sind in Fig. 5 ebenfalls dargestellt. Man erkennt, daß das Zuordnungsschema für den Demultiplexer 510 dasselbe ist, wie das in Fig. 3.1 dargestellte Zuordnungsschema. Es ist ebenfalls zu beobachten, daß die Matrix der Ausgänge der vier Multiplexer und die zugeordneten modulierten Wellenlängen, der in Fig. 4 dargestellten Wellenlängenmatrix entsprechen. Diese Permutationen sind so gewählt, daß die Anordnung der entschachtelten Wellenlängen, die an den n-ten Zweigen (Ausgänge der Demultiplexer oder "Blätter") der in Baumstruktur aufgebauten Demultiplexer 510, 520, 530 und 540 auftreten, der in der Anordnung der Zeilen A, B, C beziehungsweise D der in Fig. 4 spezifizierten Wellenlängenzuordnung entsprechen. Andere Variationen von Tabelle 4 wären ebenfalls erlaubt, beispielsweise ein Vertauschen der Zeilen oder Spalten von Tabelle 4.
Wir beziehen uns wieder auf Fig. 5. In der Vermittlungseinrichtung sind die Demultiplexer 510, 520, 530 und 540 übereinander gestapelt, so daß ihre Ausgänge (Blätter) vertikal ausgerichtet sind. Man beachte, daß die Ausgänge jedes Demultiplexers in einer entsprechenden horizontalen Ebene liegen, während die Eingänge jedes Multiplexers in einer entsprechenden vertikalen Ebene liegen. In Fig. 5 sind vier solche horizontalen Ebenen (501 bis 504) und zwei (505 bis 506) der vier vertikalen Ebenen dargestellt, obgleich die Ebenen lediglich zwei Sätze von Ebenen bilden, wobei die Ebenen jedes Satzes innerhalb der Vermittlungseinrichtung parallel oder sich nicht schneidend angeordnet sind. Ein Satz der letztgenannten Ebenen wird als sich nicht schneidende Ebenen bezeichnet. Jedoch müssen alle Ebenen des ersten Satzes alle Ebenen des zweiten Satzes schneiden. Weil die Zuordnungsschemata der Wellenlängen die Baumstruktur der Demultiplexer berücksichtigen, führen die Ausgänge der Demultiplexer, die entlang einer vertikalen Linie angeordnet sind unterschiedliche Wellenlängen und sind für denselben Ausgangsknoten bestimmt. Das bedeutet, daß die Wellenlängen, die für denselben Ausgangsknoten bestimmt sind, jetzt immer in derselben vertikalen Linie liegen (oder in derselben Ausgangsposition in den N horizontalen Ebenen) und deshalb leicht wieder zusammengesetzt werden können, während Querverbindungen zwischen den Leitungen vermieden werden.
Wir beziehen uns auf Fig. 4. Die Eingangs-Ausgangs-Wellenlängenzuordnung wird durch das Zuordnungsschema bestimmt, das verwendet wird, um jeden Demultiplexer der Vermittlungseinrichtung aufzubauen. Wenn einmal eine Zuordnung der n-ten Untergruppe zu den n-ten Zweigen abgeschlossen ist, wird die Wellenlängenkorrespondenz aufgestellt. Gefordert wird, daß für eine beliebige Ausgangsposition der in der Vermittlungseinrichtung verwendeten Demultiplexer alle zugeordneten Wellenlängen voneinander verschieden sein müssen. Weil es 2logN = N Permutationen der Baumstruktur gibt, so daß für eine beliebige Ausgangsposition der Demultiplexer die Wellenlängen verschieden sind, ist es möglich, die gesamte Wellenlängenzuordnung durch systematischen Aufbau aller obigen Zuordnungsschemata der Baumstruktur zu erhalten. Die Tabelle von Fig. 4 zeigt die Konstruktion für den Fall N = 4. Wenn man Daten vom Eingangsport B (152i) zum Ausgangsport D (164o) übertragen will, kann man aus Tabelle 4 erkennen, daß man die Wellenlänge W2 mit den Daten modulieren muß.
Das Multiplexen der für einen gegebenen Ausgangsport bestimmten Wellenlängen erfordert lediglich, daß ein Multiplexer oder Koppler an dieselben Ausgangspositionen der gestapelten Demultiplexer vertikal angeschlossen wird, dessen Position sich entlang der geeigneten vertikalen Linie und in den N horizontalen Ebenen befindet. Das Multiplexen kann erreicht werden, indem entweder Standardkoppler verwendet werden oder auch Multiplexer, die eine zu den Demultiplexerschalter 510, 520 530 und 540 symmetrische Struktur besitzen. Dieser Ansatz wird in Fig. 5 angenommen, wobei der Multiplexer 550 zum Demultiplexer 510 symmetrisch ist. Genauso ist Multiplexer 560 symmetrisch zum Demultiplexer 520. Allgemein erkennt man, daß der Multiplexer für den Ausgangsknoten k identisch ist mit dem Demultiplexer für den Eingangsknoten k, wobei k = A, B, C oder D ist. Eine solche Lösung bietet den zusätzlichen Vorteil, daß die Anzahl der im System benötigten Teile verringert wird.
Die optischen Signale auf unterschiedlichen Wellenlängen und an denselben Ausgang gerichtet, werden in den Multiplexern wiedervereinigt und anschließend werden sie über Lichtwellenleiterverbindungen (zum Beispiel über die Verbindung 161 vom Multiplexer 550) übertragen, welche mit einer entsprechenden Ausgangsschnittstelle verbunden sind. Es sollte beachtet werden, daß die Vermittlungseinrichtung völlig passiv ist und nur die ankommenden optischen Signale zu einem geeigneten Ausgangsport weiterleitet.
Nachdem das die Vermittlungseinrichtung 150 verlassende Signal über eine Lichtwellenleiterverbindung gesendet worden ist, wird das optische Signal, das die Informationen aller Eingangsknoten trägt, die an einen gegebenen Ausgangsknoten gerichtet sind, von der entsprechenden Ausgangsschnittstelle empfangen. Die Struktur einer solchen Ausgangsschnittstelle, beispielsweise der Ausgangsschnittstelle 135, ist in Fig. 6 dargestellt. Die optischen Signale, die aus vier modulierten Wellenlängen der Wellenlängen W1, W2, W3 und W4 bestehen, kommen beispielsweise über die Lichtwellenleiterverbindung 161 an. Wie im vorhergehenden bereits erwähnt, hängt die Zuordnung der Wellenlängen W1, W2, W3 und W4 zu den Eingangs- und Ausgangsports davon ab, an welchen Ausgangsport sie gerichtet sind und von welchem Eingangsport sie kommen. Diese Wellenlängen können unter Bezugnahme auf die Tabelle von Fig. 4 hergeleitet werden. Zum Beispiel ist die Wellenlänge W3 vom Eingangsport A (151i) dem Ausgangsport B (162o) zugeordnet, und Wellenlänge W3 vom Eingangsport B (152i) ist Ausgangsport A zugeordnet. Folglich würde man, wenn man Daten vom Eingangsport A zum Ausgangsport B übertragen möchte, die modulierte Wellenlänge W3 (moduliert mit den zuletzt erwähnten Daten) über die Vermittlungseinrichtung 150 übertragen.
Wir beziehen uns auf die in Fig. 6 dargestellte Ausgangsschnittstelle. Ein ankommendes optisches Signal wird zuerst beispielsweise in einem Demultiplexer 620 in seine einzelnen Wellenlängenkomponenten (oder in N verschiedene modulierte Wellenlängen) zerlegt. Der verwendete Demultiplexer kann von beliebigem verfügbaren Typ sein, wird aber wahrscheinlich mit den in der Vermittlungseinrichtung verwendeten Demultiplexern identisch sein, um die Anzahl der im System verwendeten Teile zu minimieren, wie im vorhergehenden schon erwähnt wurde. Wenn das optische Signal einmal entschachtelt ist, wird jede Wellenlängenkomponente an ihren eigenen Empfänger weitergeleitet (630, 640, 650 beziehungsweise 660 für W1, W2, W3 beziehungsweise W4). Die Empfänger 630, 640, 650 und 660 wandeln das optische Signal in ein elektronisches Signal und stellen ein Eingangssignal für die zugeordneten Taktgeneratoren 632, 642, 652 und 662 bereit. Die Taktgeneratoren liefern zwei Taktsignale. Das erste, BITCK, liefert den Bittakt für das empfangene Signal, und wird verwendet, um die Bits in die als Serien-Parallel-Wandler arbeitenden Schieberegister 634, 644, 654 und 664 zu laden. Das zweite Signal, WCK, ist mit BITCK synchronisiert aber acht mal langsamer. Es wird verwendet, um die in den Schieberegistern 634, 644, 654 und 664 erhaltenen Bytes während jedes Zyklus in die entsprechenden Puffer 636, 646, 656 und 666 zu schreiben. Es ist zu beachten, daß die Taktsignale WCK und BITCK, die von unterschiedlichen Taktgeneratoren bereitgestellt werden, nicht in Phase oder gar identisch sein müssen.
Wenn die Datenbytes, jedes zu einer Information gehörig, die von einem gegebenen Eingangsknoten stammt, einmal in die Puffer 636, 646, 656 oder 666 geschrieben worden sind, sind sie am Ausgangsknoten verfügbar. Der Ausgangsknoten benutzt den Takt RCK, um die Datenbytes aus den Puffern 636, 646, 656 und 666 zu lesen und leitet sie an ihre endgültigen Ziele weiter.

Claims

1. Angepaßtes Übertragungsverfahren zur Verwendung innerhalb eines Koppelnetzwerkes, das mit Wellenlängenteilung arbeitet und eine zentrale Vermittlungseinrichtung (150) besitzt, welche N Demultiplexer (620) hat, wobei jeder Demultiplexer einen Eingangsport (161) und N Ausgänge (W1 bis Wn) besitzt, die N Ausgänge von jedem der Demultiplexer in einer einzelnen Ebene eines ersten Satzes von N sich nicht schneidenden Ebenen (501 bis 504) der Vermittlungseinrichtung liegen, die Vermittlungseinrichtung hat ebenfalls N Multiplexer (260), wobei jeder Multiplexer N Eingänge (W1 bis Wn) und einen Ausgangsport (151) besitzt, die N Eingänge von jedem der Multiplexer in einer einzelnen Ebene eines zweiten Satzes sich nicht schneidender Ebenen (505, 506) der Vermittlungseinrichtung liegen, jeder Eingang von jeder Ebene des zweiten Satzes der Ebenen steht mit nur einem Ausgang in nur einer Ebene des ersten Satzes der Ebenen in optischer Verbindung und niemals stehen zwei Eingänge von jeder der Ebenen aus dem zweiten Satz von Ebenen in optischer Verbindung mit Ausgängen in derselben Ebene aus dem ersten Satz von Ebenen und das Verfahren Übertragungen von jedem beliebigen Eingangsport der Demultiplexer zu jedem beliebigen Ausgangsport der Multiplexer gestattet, dadurch gekennzeichnet, daß die folgenden Schritt ausgeführt werden:

a) für jede zu einem der Ausgangsports der N Multiplexer zu übertragende Datenfolge (A bis D) wird eine Wellenlänge von N Wellenlängen mit der Datenfolge moduliert, die von einem Eingangsport (161) von einem der N Demultiplexer zu einem Ausgangsport (W1 bis W4) eines aus den N Multiplexern ausgewählten Multiplexers übertragen werden soll, wobei die spezielle Wellenlänge dem Eingangsport und dem ausgewählten Ausgangsport entspricht;

b) Multiplexen der N Wellenlängen für jeden Eingangsport der Demultiplexer, die entsprechend Schritt (a) moduliert sind und zu N verschiedenen Ausgangsports der N Multiplexer übertragen werden sollen;

c) Demultiplexen der N modulierten Wellenlängen, die entsprechend Schritt b) gemultiplext worden sind, mit einem der Demultiplexer in getrennte modulierte Wellenlängen durch Trennen der N modulierten Wellenlängen an einem ersten Verzweigungspunkt (30) des einen Demultiplexers in zwei verschiedene erste Untergruppen von N/2 modulierten Wellenlängen, wobei jede erste Untergruppe einem der zwei Zweige zugeordnet ist, die von dem ersten Verzweigungspunkt ausgehen, jede der ersten Untergruppen von N/2 modulierten Wellenlängen wird weiterhin an einem entsprechenden zweiten Verzweigungspunkt (36, 38) auf jedem der ersten Zweige in zwei verschiedene zweite Untergruppen von N/4 modulierten Wellenlängen unterteilt, was vier verschiedene zweite Untergruppen ergibt, wobei jede zweite Untergruppe einem Zweig aus einem Paar zweiter Zweige zugeordnet ist, die von einem entsprechenden zweiten Verzweigungspunkt ausgehen, wenn nötig werden die zweiten Untergruppen wie oben beschrieben weiterhin unterteilt, bis jede n-te Untergruppe nur noch eine modulierte Wellenlänge besitzt, wobei die n-ten Zweige des einen Demultiplexers die N Ausgänge des besagten Demultiplexers repräsentieren und somit für diesen einen Demultiplexer ein Zuordnungsschema der Untergruppen zu den Zweigen bilden, wobei das entsprechende Zuordnungsschema jedes anderen Demultiplexers eine Permutation des Zuordnungsschemas dieses einen Demultiplexers ist, wenn wie oben beschrieben N modulierte Wellenlängen von jedem anderen der N Demultiplexer entschachtelt werden, das Zuordnungsschema der Untergruppen zu den n-ten Zweigen ist für jeden der Demultiplexer unterschiedlich, wobei niemals zwei Ausgängen mit derselben Position des Ausgangs in jeweils zwei beliebigen Demultiplexern dieselbe Wellenlänge zugeordnet ist, wobei jede Untergruppe in jedem Zuordnungsschema immer dieselben Wellenlängen enthält und wobei jedes Untergruppenpaar, das Zweigen zugeordnet ist, die von einem gemeinsamen Verzweigungspunkt ausgehen, Zweigen zugeordnet bleibt, welche von einem gemeinsamen Verzweigungspunkt ausgehen, wodurch N getrennte modulierte Wellenlängen von den N verschiedenen Wellenlängen erhalten werden, die den N Ausgängen jedes Multiplexers zugeordnet sind, die modulierte Wellenlänge, die an jedem Ausgang jedes Multiplexers erscheint, entspricht der zugeordneten modulierten Wellenlänge, wobei niemals zwei modulierte Wellenlängen aus derselben Wellenlänge erhalten werden, die in derselben Position des Ausgangs von zwei Ebenen des ersten Satzes der N Ebenen erscheinen, wodurch man N verschiedene modulierte Wellenlängen aus den N getrennten Wellenlängen auf derselben Position des Ausgangs in dem ersten Satz der N Ebenen erhält, wobei dieselbe Position des Ausgangs in dem ersten Satz der N Ebenen in einer Ebene des zweiten Satzes von N Ebenen liegt, wodurch man N verschiedene modulierte Wellenlängen aus den N getrennten Wellenlängen erhält, welche an den N Eingängen jedes Multiplexers auftreten und diese N Eingänge jedes Multiplexers in einer Ebene des zweiten Satzes der N Ebenen liegen; und

d) Multiplexen von N modulierten Wellenlängen an N Eingängen von jedem der N Multiplexer, wodurch N modulierte Wellenlängen aus den N getrennten Wellenlängen an jedem einzelnen Ausgangsport jedes einzelnen Multiplexers erhalten werden, wobei jede der N modulierten Wellenlängen an jedem Ausgangsport von einem anderen Eingangsport der N Demultiplexer übertragen wurde.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Satz von Ebenen (501 bis 504) N parallele Ebenen besitzt und daß der zweite Satz von Ebenen (505, 506) N parallele Ebenen besitzt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Satz von Ebenen (501 bis 504) N horizontale Ebenen besitzt und daß der zweite Satz von Ebenen (505, 506) N vertikale Ebenen besitzt.

4. Angepaßtes Übertragungsverfahren zur Verwendung innerhalb eines Koppelnetzwerkes, das mit Wellenlängenteilung arbeitet und eine zentrale Vermittlungseinrichtung (150) besitzt, welche N Demultiplexer (620) hat, jeder Demultiplexer besitzt einen Eingangsport (161) und N Ausgänge (W1 bis Wn), die N Ausgänge von jedem der Demultiplexer liegen in einer einzelnen horizontalen Ebene, die Vermittlungseinrichtung hat folglich N parallele, horizontale Ebenen (501 bis 504) mit N Ausgängen in jeder der horizontalen Ebenen, die Vermittlungseinrichtung hat ebenfalls N Multiplexer (260), wobei jeder Multiplexer N Eingänge und einen Ausgangsport besitzt, die N Eingänge liegen in einer einzelnen vertikalen Ebene (505, 506), die Vermittlungseinrichtung hat folglich N parallele vertikale Ebenen mit N Eingängen in jeder der vertikalen Ebenen, jeder Eingang in jeder vertikalen Ebene steht in optischer Verbindung mit nur einem Ausgang in nur einer der horizontalen Ebenen, wobei niemals zwei Eingänge von jeder der vertikalen Ebenen in optischer Verbindung mit Ausgängen in derselben horizontalen Ebene von den N horizontalen Ebenen stehen und wobei das Verfahren Übertragungen von jedem beliebigen Eingangsport der Demultiplexer zu jedem beliebigen Ausgangsport der Multiplexer gestattet, dadurch gekennzeichnet, daß die folgenden Schritte ausgeführt werden:

c) Demultiplexen der N modulierten Wellenlängen, die entsprechend Schritt b) gemultiplext worden sind, mit einem der Demultiplexer in getrennte modulierte Wellenlängen durch Trennen der N modulierten Wellenlängen an einem ersten Verzweigungspunkt (30) des einen Demultiplexers in zwei verschiedene erste Untergruppen von N/2 modulierten Wellenlängen, wobei jede erste Untergruppe einem der zwei Zweige zugeordnet sind, die von dem ersten Verzweigungspunkt ausgehen, jede der ersten Untergruppen von N/2 modulierten Wellenlängen wird weiterhin an einem entsprechenden zweiten Verzweigungspunkt (36, 38) auf jedem der ersten Zweige in zwei verschiedene zweite Untergruppen von N/4 modulierten Wellenlängen unterteilt, was vier verschiedene zweite Untergruppen ergibt, wobei jede zweite Untergruppe einem Zweig aus einem Paar zweiter Zweige zugeordnet ist, die von einem entsprechenden zweiten Verzweigungspunkt ausgehen, wenn notig werden die zweiten Untergruppen wie oben beschrieben weiterhin unterteilt, bis jede n-te Untergruppe nur noch eine modulierte Wellenlänge besitzt, wobei die n-ten Zweige des einen Demultiplexers die N Ausgänge des besagten Demultiplexers repräsentieren und somit für diesen einen Demultiplexer ein Zuordnungsschema der Untergruppen zu den Zweigen bilden, wobei das entsprechende Zuordnungsschema jedes anderen Demultiplexers eine Permutation des Zuordnungsschemas dieses einen Demultiplexers ist, wenn wie oben beschrieben N modulierte Wellenlängen von jedem anderen der N Demultiplexer entschachtelt werden, das Zuordnungsschema der Untergruppen zu den n-ten Zweigen ist für jeden der Demultiplexer unterschiedlich, wobei niemals zwei Ausgängen mit derselben Position des Ausgangs in jeweils zwei beliebigen Demultiplexern dieselbe Wellenlänge zugeordnet ist, wobei jede Untergruppe in jedem Zuordnungsschema immer dieselben Wellenlängen enthält und wobei jedes Untergruppenpaar, das Zweigen zugeordnet ist, die von einem gemeinsamen Verzweigungspunkt ausgehen, Zweigen zugeordnet bleibt, welche von einem gemeinsamen Verzweigungspunkt ausgehen, wodurch N getrennte modulierte Wellenlängen von den N verschiedenen Wellenlängen erhalten werden, die den N Ausgängen jedes Multiplexers zugeordnet sind, die modulierte Wellenlänge, die an jedem Ausgang jedes Multiplexers erscheint, entspricht der zugeordneten modulierten Wellenlänge, wobei niemals zwei modulierte Wellenlängen aus derselben Wellenlänge erhalten werden, die in derselben Position des Ausgangs von zwei horizontalen Ebenen erscheinen, wodurch man N verschiedene modulierte Wellenlängen aus den N getrennten Wellenlängen auf derselben Position des Ausgangs in den N horizontalen Ebenen erhält, wobei dieselbe Position des Ausgangs in den N horizontalen Ebenen in einer der vertikalen Ebenen liegt, wodurch man N verschiedene modulierte Wellenlängen aus den N getrennten Wellenlängen erhält, welche an den N Eingängen jedes Multiplexers auftreten und diese N Eingänge jedes Multiplexers in einer der N vertikalen Ebenen liegen; und

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzweigungspunkte Mach-Zehnder-Filter sind und daß die Zweige durch die Ausgänge dieser Filter repräsentiert werden.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine der ersten Untergruppen die geradzahlig numerierten Wellenlängen W2, W4, W6 ... umfaßt, welche sich durch den gleichmäßigen Frequenzabstand 2f unterscheiden und daß die andere der Untergruppen den ungeradzahligen Satz von Wellenlängen umfaßt, welche sich ebenfalls durch den gleichmäßigen Frequenzabstand 2f unterscheiden.

7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei der zweiten Untergruppen ungeradzahlig numerierte Wellenlängen umfassen, die durch einen Frequenzabstand von 4f voneinander getrennt sind.

8. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei der zweiten Untergruppen geradzahlig numerierte Wellenlängen umfassen, die durch einen Frequenzabstand von 4f voneinander getrennt sind.

9. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede der x-ten Untergruppen Wellenlängen umfaßt, die durch einen Frequenzabstand von Sx = 2x (f) voneinander getrennt sind, wobei x eine ganze Zahl ist, mit 1 ≤ x ≤ n.

10. Angepaßtes Übertragungsverfahren zur Verwendung innerhalb eines Koppelnetzwerkes, das mit Wellenlängenteilung arbeitet und eine zentrale Vermittlungseinrichtung (150) besitzt, welche N Demultiplexer (620) hat, jeder Demultiplexer besitzt einen Eingangsport (161) und N Ausgänge (W1 bis W4), die N Ausgänge von jedem der Demultiplexer liegen in einer einzelnen horizontalen Ebene, die Vermittlungseinrichtung hat folglich N parallele, horizontale Ebenen (501 bis 504) mit N Ausgängen in jeder der horizontalen Ebenen, die Vermittlungseinrichtung hat ebenfalls N Multiplexer (260), wobei jeder Multiplexer N Eingänge und einen Ausgangsport besitzt, die N Eingänge liegen in einer einzelnen vertikalen Ebene, die Vermittlungseinrichtung hat folglich N parallele vertikale Ebenen (505, 506) mit N Eingängen in jeder der vertikalen Ebenen, jeder Eingang in jeder vertikalen Ebene steht in optischer Verbindung mit nur einem Ausgang in nur einer der horizontalen Ebenen, wobei niemals zwei Eingänge von jeder der vertikalen Ebenen in optischer Verbindung mit Ausgängen in derselben horizontalen Ebene von den N horizontalen Ebenen stehen, jeder Demultiplexer der Vermittlungseinrichtung besitzt eine Baumstruktur mit Mach-Zehnder-Filtern als Verzweigungspunkte dieser Struktur, wobei die Zweige dieser Struktur durch Ausgangspaare von jedem Filter dargestellt werden und wobei das Verfahren Übertragungen von jedem beliebigen Eingangsport der Demultiplexer zu jedem beliebigen Ausgangsport der Multiplexer gestattet, dadurch gekennzeichnet, daß die folgenden Schritte ausgeführt werden:

c) Demultiplexen der N modulierten Wellenlängen, die entsprechend Schritt b) gemultiplext worden sind, mit einem der Demultiplexer in getrennte modulierte Wellenlängen durch Trennen der N modulierten Wellenlängen an einem ersten Mach-Zehnder-Filter des einen Demultiplexers in zwei verschiedene erste Untergruppen von N/2 modulierten Wellenlängen, wobei jede erste Untergruppe einem der zwei Zweige zugeordnet ist, die von dem ersten Mach-Zehnder-Filter ausgehen, eine der ersten Untergruppen hat die geradzahlig numerierten Wellenlängen W2, W4, W6,..., welche sich durch einen Frequenzabstand von 2f gleichmäßig voneinander unterscheiden und die andere der ersten Untergruppen besteht aus den ungeradzahligen Wellenlängen, welche sich ebenfalls durch den gleichmäßigen Frequenzabstand 2f unterscheiden, jede der ersten Untergruppen von N/2 modulierten Wellenlängen wird weiterhin an einem entsprechenden zweiten Mach-Zehnder-Filter auf jedem der ersten Zweige in zwei verschiedene zweite Untergruppen von N/4 modulierten Wellenlängen unterteilt, was vier verschiedene zweite Untergruppen ergibt, wobei jede zweite Untergruppe einem Zweig aus einem Paar zweiter Zweige zugeordnet ist, die von einem entsprechenden zweiten Verzweigungspunkt ausgehen, jede der zweiten Untergruppen besteht aus Wellenlängen, welche sich durch einen Frequenzabstand von 4f gleichmäßig voneinander unterscheiden, die zweiten Untergruppen werden wie oben beschrieben weiterhin in Untergruppen unterteilt, deren Wellenlängen einen gleichmäßigen, entsprechend weiteren Frequenzabstand von S = 2 (f) aufweisen, wobei x die x-te Untergruppe repräsentiert, diese Unterteilung wird so lange fortgesetzt, bis jede n-te Untergruppe nur noch eine modulierte Wellenlänge besitzt, wobei die n-ten Zweige des einen Demultiplexers die N Ausgänge des besagten Demultiplexers repräsentieren und somit für diesen einen Demultiplexer ein entsprechendes Zuordnungsschema der Untergruppen zu den Zweigen bilden, wobei das entsprechende Zuordnungsschema jedes anderen Demultiplexers eine Permutation des Zuordnungsschemas dieses einen Demultiplexers ist, wenn wie oben beschrieben N modulierte Wellenlängen von jedem anderen der N Demultiplexer entschachtelt werden, das Zuordnungsschema der Untergruppen zu den n-ten Zweigen ist für jeden der Demultiplexer unterschiedlich, wobei niemals zwei Ausgängen mit derselben Position des Ausgangs in jeweils zwei beliebigen Demultiplexern dieselbe Wellenlänge zugeordnet ist, wobei jede Untergruppe in jedem Zuordnungsschema immer dieselben Wellenlängen enthält und wobei jedes Untergruppenpaar, das Zweigen zugeordnet ist, die von einem gemeinsamen Verzweigungspunkt ausgehen, Zweigen zugeordnet bleibt, welche von einem gemeinsamen Verzweigungspunkt ausgehen, wodurch N getrennte modulierte Wellenlängen von den N verschiedene Wellenlängen erhalten werden, die den N Ausgängen jedes Multiplexers zugeordnet sind, die modulierte Wellenlänge, die an jedem Ausgang jedes Multiplexers erscheint, entspricht der zugeordneten modulierten Wellenlänge, wobei niemals zwei modulierte Wellenlängen aus derselben Wellenlänge erhalten werden, die in derselben Position des Ausgangs von zwei horizontalen Ebenen erscheinen, wodurch man N verschiedene modulierte Wellenlängen aus den N getrennten Wellenlängen auf derselben Position des Ausgangs in den N horizontalen Ebenen erhält, wobei dieselbe Position des Ausgangs in den N horizontalen Ebenen in einer der vertikalen Ebenen liegt, wodurch man N verschiedene modulierte Wellenlängen aus den N getrennten Wellenlängen erhält, welche an den N Eingängen jedes Multiplexers auftreten und diese N Eingänge jedes Multiplexers in einer der N vertikalen Ebenen liegen; und

d) Multiplexen von N modulierten Wellenlängen an N Eingängen von jedem der N Multiplexer, wodurch N modulierte Wellenlängen aus den N getrennten Wellenlängen an jedem einzelnen Ausgangsport jedes einzelnen Multiplexers erhalten werden, wobei jede der N modulierten Wellenlängen von einem anderen Eingangsport der N Demultiplexer übertragen wurde.