DE69632995T2

DE69632995T2 - Ringnetz mit Wellenlängenmultiplexing

Info

Publication number: DE69632995T2
Application number: DE69632995T
Authority: DE
Inventors: Mitsuru Ohta-ku Yamamoto
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-12-21
Filing date: 1996-12-20
Publication date: 2005-07-21
Anticipated expiration: 2016-12-21
Also published as: EP0781006A2; EP0781006A3; DE69632995D1; JP3639682B2; EP0781006B1; JPH09233580A; US5930014A

Description

Die Erfindung betrifft allgemein ein Netzwerksystem, eine Knoteneinrichtung und ein Kommunikationsverfahren. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Knoteneinrichtung zur Verbindung von zumindest einer Endgeräteausrüstung, eines Netzwerksystems, welches eine Kanal (zum Beispiel optische Wellenlängen) teilungs-gemultiplexte Übertragungsleitung zur Verbindung einer Vielzahl der Knoteneinrichtungen beinhaltet, und ein Kommunikationsverfahren zur Übertragung eines Pakets über die Knoteneinrichtungen in dem Netzwerksystem.
In den zurückliegenden Jahren wurden Studien und Entwicklungen in Bezug auf Netzwerksysteme durchgeführt, von denen jedes eine Vielzahl von Kanälen zur Übertragung verwendet, wie beispielsweise eine optische Wellenlängen-gemultiplexte Übertragungsleitung, die einen weiten Bereich von optischen Wellenlängen nutzt, da einer Zunahme der Verarbeitungsgeschwindigkeit in jeder Endgeräteausrüstung folgend ein schnelles Netzwerksystem hoher Kapazität, welches Endgeräteausrüstungen beinhaltet, die mit einer Vielzahl von Knoteneinrichtungen verbunden sind, erforderlich ist. Solche Netzwerksysteme, Knoteneinrichtungen und Kommunikationsverfahren werden grob in zwei Arten klassifiziert.
Die erste Klassifikation, wie in 14 gezeigt, beinhaltet ein Netzwerksystem, welches aus einer Vielzahl von Knoteneinrichtungen 89 zur Verbindung einer Vielzahl von Terminals 95 und 96 und einer optischen Wellenlängen-gemultiplexten Übertragungsleitung 97, welche mehrere Wellenlängenkanäle involviert und eine Informationsübertragung und einen Informations empfang durch Verbinden der Vielzahl von Knoteneinrichtungen 89 durchführt, zusammengesetzt ist.
Bei der ersten Art des Netzwerksystems von 14 wird ein Paket, das von der Endgeräteausrüstung 95 übertragen und einer Eingangs-Schnittstelleneinheit 93 zugeführt wurde, in einer Austauscheinheit 91 Wellenlängen-ausgetauscht, um von einer von einer Vielzahl von Übertragungseinheiten mit fester Wellenlänge 92 mit einer vorbestimmten Wellenlänge übertragen zu werden.
Das Paket wird dann an die Übertragungseinheit mit fester Wellenlänge 92 ausgegeben und von dieser mit der vorbestimmten Wellenlänge übertragen. Danach werden Relaisverarbeitungen über Knoteneinrichtungen mit Relaisfunktion durchgeführt, welche auf dem Weg zu der Knoteneinrichtung existieren, die mit einer Ziel-Endgeräteausrüstung verbunden ist, an welche das Paket adressiert ist. In der Knoteneinrichtung mit Relaisfunktion wird das Paket in der Austauscheinheit 91, welche die Eingangswellenlänge des Pakets durch Erfassen der Adresse des Pakets austausche, Wellenlängen-ausgetauscht.
Schließlich wird das Paket an einer Empfangseinheit mit fester Wellenlänge 90 in der Ziel-Knoteneinrichtung empfangen, wird die Adresse des Pakets durch die Austauscheinheit 91 erfasst, und wird das Ausgabeziel des Pakets durch die Austauscheinheit 91 so gesteuert, dass es von einer Ausgabeschnittstelleneinheit 94 ausgegeben wird, mit welcher die Ziel-Endgeräteausrüstung verbunden ist. Demgemäß wird das Paket aus der korrekten Ausgabeschnittstelleneinheit 94 ausgegeben und von der Ziel-Endgeräteausrüstung 96 empfangen.
Die Austauscheinheit 91 der Knoteneinrichtung ist so betreibbar, dass das Paket an eine gewünschte Endgeräteausrüstung geroutet wird, die mit einer gewünschten Knoteneinrichtung verbunden ist, indem der Austauschvorgang, welcher einen Aus gangsport des zugeführten Pakets von den Übertragungseinheiten mit fester Wellenlänge 92 und den Ausgabeschnittstelleneinheiten 94 auswählt, gesteuert wird.
Die zweite Klassifikation beinhaltet ein Netzwerksystem, das durch eine topologische optische Wellenlängen-gemultiplexte Übertragungsleitung, wie beispielsweise busförmige und sternförmige Netzwerke, verbunden ist, welches allgemein als ein System mit gemeinsamem Übertragungsmedium bezeichnet wird.
In einem solchen Netzwerksystem führt dann, wenn jede Endgeräteausrüstung die Übertragung eines Pakets beginnt, die Endgeräteausrüstung eine Anforderung zur Benutzung der Wellenlängen-gemultiplexten Übertragungsleitung an einen Server durch, welcher die jeder der Endgeräteausrüstungen zugewiesenen Wellenlängen verwaltet. Der Endgeräteausrüstung wird dann von diesem Server eine benutzbare Wellenlänge zugewiesen. Dieses ist ein so genanntes Anforderungszuweisungsverfahren. Das Netzwerksystem führt folglich unter Verwendung des Anforderungszuweisungsverfahrens eine Arbitrationssteuerung durch, um keine Wellenlängenkonflikt- oder Wellenlängenkollisions-Situation zu verursachen, in welcher mehrere Endgeräteausrüstungen beabsichtigen, dieselbe Wellenlänge zur Übertragung des Pakets zu benutzen. Wie vorstehend diskutiert wurde, wird in dem Netzwerksystem der zweiten Art die Übertragung eines Pakets unter Verwendung der so zugewiesenen Wellenlänge ausgeführt.
Die vorstehenden konventionellen Systeme haben jedoch einige Nachteile, wie sie nachstehend beschrieben werden.
Bei der ersten Art des konventionellen Systems entsteht ein Problem dahingehend, dass die Kosten der Knoteneinrichtung aufgrund einer aufwendigen Hardware der Austauscheinheit steigen.
15 ist ein erstes strukturelles Beispiel der konventionellen Austauscheinheit 91 der ersten Art, das eine nach dem Crossbar- bzw. Koordinaten- bzw. Kreuzschienenprinzip arbeitende Austauscheinheit darstellt, welche N Eingangsanschlüsse und N Ausgangsanschlüsse aufweist.
In 15 liest jede von Decodierereinheiten 98 den Adressabschnitt eines Eingangspakets und weist eine Steuereinheit 102 im Hinblick auf das Ausgabeziel an, an welches das Paket auszugeben ist. Gleichzeitig sendet die Decodierereinheit 98 das Paket an eine nächste Stufe aus. FIFO (First In First Out)- bzw. Schiebeelemente 99 speichern dann die zugeführten Pakete vorübergehend und geben sie einzeln in der Reihenfolge der Zufuhr und gesteuert durch die Steuereinheit 102 an jeweilige Ausgangsleitungen aus.
Eingangsleitungen 100 versorgen Schalter 101 mit den Paketsignalen aus den FIFO-Elementen 99. Die Schalter 101 arbeiten als Umschalter im Hinblick darauf, ob die zugeführten Paketsignale an eine Ausgangsleitung 103 auszugeben sind oder nicht. Die Steuereinheit 102 führt in Übereinstimmung mit Ausgangssignalen aus den Decodierern eine Auslesesteuerung der FIFO-Elemente 99 sowie eine Öffnungs- und Schließsteuerung der jeweiligen Schalter 101 durch.
Die Ausgangsleitungen 103 versorgen die jeweiligen Ausgabeziele mit den von den jeweiligen Schaltern 101 ausgegebenen Paketsignalen.
18 zeigt ein in der Paketaustauscheinheit 91 auszutauschendes Paket. In 18 gibt ein Adressabschnitt 112 eine Ziel-Endgeräteausrüstung an, an welche das Paket adressiert ist, und gibt ein Datenabschnitt 113 Daten an, die von dem Paket zu transportieren sind.
In der Koordinatenaustauschvorrichtung wird eine Routingsteuerung in der Steuereinheit 102 durch einen Öffnungs- und Schließvorgang des Schalters, mit welchem ein gewünschtes Ziel verbunden ist, durchgeführt, so dass das Ausgabeziel geändert werden kann. In der Steuereinheit 102 wird darüber hinaus eine Arbitrationssteuerung durchgeführt, um zu ermitteln, welche von mehreren Eingängen auszugeben sind, wenn ein so genannter Ausgabe- bzw. Ausgangskonflikt auftritt. Bei dem Ausgabekonflikt sollen die mehreren Eingangssignale an das selbe Ausgabeziel ausgegeben werden.
Unter diesen Steuerungen wird der Austauschvorgang in der Crossbar-Austauscheinheit durchgeführt. Jedoch werden in dem ersten Beispiel der Austauscheinheit 91 mit N Eingängen und N Ausgängen N × N Schalter benötigt, welches in sehr umfangreicher Hardware resultiert.
Ferner muss das erste Beispiel der Austauscheinheit 91 N Schalterausgänge der Schalter 101, welche zwischen der Vielzahl von Eingangsleitungen 100 und der Vielzahl von Ausgangsleitungen 103 verbinden, mit der selben Ausgangsleitung 103 verbinden, so dass die Verdrahtung der Verbindungsleitung verlängert wird, welches in einer Laufzeit aufgrund der langen Verdrahtung, einer Zunahme der Streukapazität der Verdrahtung und dergleichen führt. Demgemäß wird es mit zunehmender Anzahl von N Eingängen schwerer, den Schaltvorgang des Schalters 101 zu beschleunigen. In anderen Worten ist die erste Art der Austauscheinheit 91 für einen schnellen Austausch von Eingangspaketsignalen ungeeignet.
Außerdem muss das erste Beispiel der Austauscheinheit 91 die Arbitrationssteuerung für jedes Ausgabeziel durch Überwachen des Auftretens des Ausgangskonflikts in Bezug auf alle Eingangssignale durchführen. Dies führt ebenfalls zu einer Zunah me des Hardwareumfangs der Steuereinheit, welche die vorstehend diskutierte Arbitrationssteuerung durchführen muss.
Nun zeigt 16 ein zweites strukturelles Beispiel der Austauscheinheit 91, welches darauf abzielt, die Probleme in dem ersten Beispiel der Austauscheinheit 91 zu überwinden. Diese zweite Art der Austauscheinheit 91 ist auf eine Art und Weise derart aufgebaut, dass 2 × 2 Schalter mit zwei Eingängen und zwei Ausgängen in einer mehrstufigen Form verschaltet sind. In 16 ist jeder von Schaltern 104 ein 2 × 2-Schalter mit zwei Eingängen und zwei Ausgängen und führt zwei Funktionen, durchschalten und kreuzschalten, aus. In der Durchschaltfunktion werden Eingänge geradlinig zu Ausgängen durchgeschaltet, während in der Kreuzschaltfunktion Eingänge kreuzweise zu Ausgängen durchgeschaltet werden. Ein Satz von 2 × 2 Schaltern mit 12 Elementen, der so verschaltet ist, dass ein Shuffle-Netzwerk ausgebildet wird, bildet eine Austauscheinheit nach dem Omega-Prinzip mit acht Eingängen und acht Ausgängen.
17 zeigt die interne Struktur des 2 × 2-Schalters 104 mit zwei Eingängen und zwei Ausgängen, wie vorstehend erwähnt wurde.
In 17 lesen ein Decodierer I 105 und ein Decodierer II 106 jeweils den Adressabschnitt eines Eingangspakets und weisen die Steuereinheit hinsichtlich eines entsprechenden Ausgangsanschlusses an, an welchen das Paket auszugeben ist. Ein FIFO (First In First Out)-Element I 107 und ein FIFO-Element II 108 speichern vorübergehend die zugeführten Pakete und geben sie in der Reihenfolge der Zufuhr und gesteuert durch eine Steuereinheit 111 an Wähler aus. Der Wähler I 109 und der Wähler II 110 wählen jeweils eines der FIFO-Elemente 107 und 108, welches das an das Ausgabeziel auszugebende Paketsignal speichert, gesteuert durch die Steuereinheit 111 aus.
Wenn der Wähler I 109 das FIFO-Element I 107 auswählt und der Wähler II 110 das FIFO-Element II 108 auswählt, ist der Schalter funktionell in dem durchschaltenden Zustand. Demgegenüber ist dann, wenn der Schalter I 109 das FIFO-Element 108 auswählt und der Wähler II 110 das FIFO-Element I 107 auswählt, der Schalter in dem kreuzschaltenden Zustand.
In dem zweiten Beispiel der Austauscheinheit 91 ist die erforderliche Anzahl der w × 2-Schalter 104 N log N – N/2 (die Basis des Logarithmus ist 2), so dass sie kleiner sein kann als die des ersten Beispiels, welches die N × N Schalter beinhaltet. Nichtsdestotrotz entsteht ebenfalls ein weiteres Problem dahingehend, dass die Hardware insgesamt umfangreich wird, weil jeder der 2 × 2-Schalter Decodierer, FIFO-Elemente, eine Steuereinheit und Wähler benötigt.
Ferner hat das zweite Beispiel der Austauscheinheit 91 den Nachteil, dass wahrscheinlich ein so genanntes Blockierphänomen auftritt. Bei dem Blockierphänomen kann in Abhängigkeit von Verbindungsbedingungen der anderen Eingänge eine Verbindung mit einem gewünschten Ausgabeziel nicht hergestellt werden, und zwar auch dann, wenn die Verbindung nicht von verschiedenen Eingängen zu einem gemeinsamen Ausgabeziel hergestellt wurde.
In 16 wird unter der Annahme, dass der Eingang 5 mit dem Ausgabeziel 3 verbunden wird, der 2 × 2-Schalter 104 auf der oberen linken Seite in den Kreuzschaltzustand versetzt. Unter dieser Bedingung kann jedoch der Eingang 1 nicht mit dem Ausgabeziel 1 verbunden werden, weil der obere linke 2 × 2-Schalter 104 in den Durchschaltzustand versetzt werden muss und folglich das Blockieren auftritt.
Wie vorangehend beschrieben wurde, hat die erste Art des konventionellen Netzwerksystems den Nachteil, dass die Kosten der Knoteneinrichtung aufgrund der umfangreichen Hardware der Aus tauscheinheit, welche eine Hauptkomponente der Knoteneinrichtung bildet, ansteigen.
Andererseits ist die zweite Art des Netzwerksystems vorwiegend wie in 19 gezeigt aufgebaut, wobei die folgenden Probleme darin enthalten sind.
19 zeigt ein Beispiel der zweiten Art des konventionellen Netzwerksystems, welches in einer Form aufgebaut ist, in welcher eine Vielzahl von Endgeräteausrüstungen über ein busartiges Netzwerk mit einem Server verbunden sind, welcher die Zuweisung benutzbarer Wellenlängen für jede Endgeräteausrüstung durchführt.
In 19 ist eine busartige, Wellenlängen-gemultiplexte Übertragungsleitung 114 ein optisches Faserkabel. Ein Server 115 hat eine Wellenlängen-Zuweisungsfunktion. Blöcke 116 geben jeweils eine Endgeräteausrüstung an. Ein Leistungsmultiplexer und -teiler 117 führt ein optisches Signal von einer Übertragungseinheit mit variabler Wellenlänge 118 zu der optischen Faser 114 und verzweigt ein auf der optischen Faser 114 übertragenes optisches Signal, um das abgezweigte eine an eine Empfangseinheit mit fester Wellenlänge 119 zu liefern.
Die Übertragungseinheit mit variabler Wellenlänge 118 enthält eine abstimmbare Laserdiode (tunable laser diode; TLD) und arbeitet so, dass ein Paketsignal von einer Paketverarbeitungseinheit 120 unter der Steuerung einer Wellenlängen-Steuereinheit 121 in ein optisches Signal mit einer vorbestimmten Wellenlänge umgewandelt und dieses an den Leistungsmultiplexer und -teiler 117 geliefert wird. Die Empfangseinheit mit fester Wellenlänge 119 besteht aus einem Filter, durch welchen nur ein optisches Signal mit einer vorbestimmten Wellenlänge durch Abschneiden von Signalen mit den anderen Wellenlängen übertragen werden kann, und einer Fotodiode, welche so arbeitet, dass das optische Signal mit der vorbestimmten Wellenlänge, das durch den Filter übertragen wurde, in ein elektrisches Signal umgewandelt und das elektrische Signal hieraus ausgegeben wird.
Die durch die Filter der Empfangseinheiten mit festen Wellenlängen 119 zu übertragenden Wellenlängen werden den jeweiligen Endgeräteausrüstungen derart zugewiesen, dass sich diese zugewiesenen Wellenlängen zwischen den Endgeräteausrüstungen unterscheiden. Die Wellenlängen-Steuereinheit 121 steuert die Übertragungswellenlänge aus der Übertragungseinheit mit variabler Wellenlänge 118 auf eine gewünschte Wellenlänge. Schließlich weist eine Zuweisungs-Steuereinheit 122 eine Vielzahl von benutzbaren Wellenlängen den jeweiligen Endgeräteausrüstungen in dem Netzwerksystem zu und führt die Arbitrationssteuerung derart durch, dass der Wellenlängenkonflikt nicht auftritt.
Das konventionelle Netzwerksystem wie vorstehend beschrieben weist notwendigerweise die Arbitrationsfunktion auf, durch welche die Überlappung von Wellenlängen in Benutzung der jeweiligen Übertragungseinheiten mit variabler Wellenlänge 118 in den mehreren Endgeräteausrüstungen verhindert werden kann, weil die optische Faser 114, welche die busartige Wellenlängen-gemultiplexte Übertragungsleitung ist, gemeinsam von den jeweiligen Endgeräteausrüstungen 116 benutzt wird. Allgemein wird ein Anforderungszuweisungsverfahren verwendet, um die Arbitrationssteuerung durchzuführen.
Bei diesem Verfahren legt dann, wenn ein Paket übertragen wird, die sendende bzw. übertragende Endgeräteausrüstung 116 zunächst die Übertragungswellenlänge seiner Übertragungseinheit mit variabler Wellenlänge 116 auf eine für den Server akzeptable feste Wellenlänge fest und sendet dem Server ein Übertragungsanforderungspaket, welches klar eine Adresse eines Zielendgeräts bestimmt.
Bei Empfang des Übertragungsanforderungspakets schaut der Server 115 nach, ob eine für die Ziel-Endgeräteausrüstung akzeptable Wellenlänge verfügbar ist oder nicht. Der Server legt dann die Übertragungswellenlänge seiner Übertragungseinheit mit variabler Wellenlänge 118 auf eine für die übertragende Endgeräteausrüstung, welche das Übertragungsanforderungspaket gesendet hat, akzeptable Wellenlänge fest und sendet bei Verfügbarkeit der übertragenden Endgeräteausrüstung ein Kommunikations-Erlaubnispaket, oder bei Nichtverfügbarkeit ein Kommunikations-Nichterlaubnispaket.
Nachdem die Endgeräteausrüstung, von welcher das Übertragungsanforderungspaket gesendet wurde, das Kommunikations-Erlaubnispaket oder das -Nichterlaubnispaket empfangen hat, legt die übertragende Endgeräteausrüstung die Übertragungswellenlänge ihrer Übertragungseinheit mit variabler Wellenlänge 118 auf die für die adressierte Endgeräteausrüstung akzeptable Wellenlänge fest und überträgt ein gewünschtes Paket, falls festgestellt wird, dass die Kommunikation erlaubt ist. Falls sie nicht erlaubt ist, wartet die übertragende Endgeräteausrüstung eine vorbestimmte Zeitspanne ab und sendet dem Server das Übertragungsanforderungspaket erneut. Dieser Betriebsablauf wird wiederholt, bis die Kommunikation erlaubt wird. Die Arbitrationsfunktion wird auf diese Art und Weise derart durchgeführt, dass die Überlappung von Übertragungswellenlängen aus den jeweiligen Übertragungseinheiten mit variabler Wellenlänge der Vielzahl von Endgeräteausrüstungen verhindert werden kann.
In dem konventionellen Netzwerksystem der zweiten Art werden die Filter in den jeweiligen Endgeräteausrüstungen so eingestellt, dass die durch sich nur optische Signale mit jeweils unterschiedlichen Wellenlängen übertragen, so dass die Wellenlänge des auf jede Fotodiode einfallenden optischen Signals ebenfalls spezifisch sein kann. Demgemäß wird die Übertragungswellenlänge an der abstimmbaren Laserdiode (TLD) der ü bertragenden Endgeräteausrüstung geändert, wodurch die Routingfunktion zum Senden eines Pakets an eine gewünschte Ziel-Endgeräteausrüstung verwirklicht wird.
In dem Netzwerksystem der zweiten Art erfordert es jedoch viel Zeit, die Kommunikationen mit dem Server für die Arbitration, wie beispielsweise die Übertragung des Übertragungsanforderungspakets und den Empfang der Kommunikations-Erlaubnis/-Nichterlaubnis-Pakete, durchzuführen.
Ferner muss die Arbitrationssteuerung für alle auf dem Netzwerk zu benutzenden Wellenlängen in dem Server durchgeführt werden, und dieses beaufschlagt die Arbitrationssteuereinheit des Servers mit einer zu großen Last, so dass die Arbitration selbst viel Zeit erfordert, welches zu einer Verringerung des Durchsatzes in dem Netzwerksystem führt. Außerdem muss die Wellenlängen-Steuereinheit jeder Endgeräteausrüstung die Übertragungswellenlänge jedes mal, wenn eine Kommunikation mit dem Server und mit der adressierten empfangenden Endgeräteausrüstung durchgeführt wird, die Übertragungswellenlänge auf eine vorbestimmte Wellenlänge einstellen. Dies erfordert eine schnelle Wellenlängensteuerung, welches in einer umfangreichen Hardware resultiert.
Die Probleme der vorstehend diskutierten konventionellen Netzwerke berücksichtigend, hat der Erfinder der vorliegenden Erfindung bereits Erfindungen im Hinblick auf eine Knoteneinrichtung und ein Netzwerksystem wie in den 20A und 20B dargestellt gemacht, vgl. auch die Druckschrift US 5 801 859 , veröffentlich nach dem Anmeldedatum des vorliegenden Patents.
In den 20A und 20B beinhaltet eine Steuereinheit 123 der Knoteneinrichtung eine Puffersteuereinheit zum Steuern der Auslesepuffer und eine Wellenlängen-Steuereinheit zum Steuern der Übertragungswellenlängen von Übertragungseinheiten mit variabler Wellenlänge. Eine optische Faser 124 wird als eine op tische Wellenlängen-gemultiplexte Übertragungsleitung verwendet. Ein Leistungsteiler 125 teilt ein auf der optischen Faser 124 übertragenes optisches Signal in acht Teile und gibt sie an acht Empfangseinheiten mit fester Wellenlänge aus.
Die Empfangseinheiten mit fester Wellenlänge I 126 bis VIII 133 sind Fotodioden und dienen als Empfangseinrichtungen mit fester Wellenlänge. Die Empfangseinheiten mit fester Wellenlänge I 126 bis VIII 133 empfangen jeweils nur ein Paket, welches als eines von optischen Signalen mit Wellenlängen λ1 bis λ8 übertragen wird.
Trenn-Einfüge-Einheiten I 134 bis VIII 141 dienen als Trenn-Einfüge-Einrichtungen, von denen jede so arbeitet, dass ein Paket, welches an eine Unterübertragungsleitung zu übertragen ist, aus einem Paketstrom von jeder der Empfangseinheiten mit fester Wellenlänge 126 bis 133 getrennt und an die Unterübertragungsleitung übertragen wird, und so arbeitet, dass ein Paket von der Unterübertragungsleitung zu dem Paketstrom von der Empfangseinheit mit fester Wellenlänge hinzugefügt wird.
Puffer I 142 bis VIII 149 dienen als Puffereinrichtungen zum vorübergehenden Speichern der Pakete von den Trenn-Einfüge-Einheiten. Übertragungseinheiten mit variabler Wellenlänge I 150 bis VIII 157 sind Übertragungseinrichtungen mit variabler Wellenlänge, welche unter der Steuerung der Wellenlängen-Steuereinheit die Pakete aus den Puffern 142 bis 149 in optische Signale umwandeln, von denen jedes eine vorbestimmte Wellenlänge aus den Wellenlängen λ1 bis λ8 hat, und diese über einen Wellenlängen-Multiplexer 158 an die optische Faser 124 senden.
Der Wellenlängen-Multiplexer 158 multiplext die optischen Signale von Wellenlängen λ1 bis λ8, welche von den acht Übertra gungseinheiten mit variabler Wellenlänge 150 bis 157 gesendet werden, und liefert diese an die optische Faser 124.
Unterübertragungsleitungen I 159 bis VIII 166 dienen als Paketübertragungsleitungen zwischen den Trenn-Einfüge-Einheiten 134 bis 141 und Endgeräteausrüstungen I 167 bis VIII 174. Die Endgeräteausrüstungen I 167 bis VIII 174 sind jeweils mit den Unterübertragungsleitungen I 159 bis VIII 165 verbunden. Jede der Endgeräteausrüstungen empfängt ein Paket, das von jeder der entsprechenden Trenn-Einfüge-Einheiten 134 bis 141 ausgegeben wurde, während sie ein an eine andere Endgeräteausrüstung zu übertragendes Paket generiert und dieses über jede der Unterübertragungsleitungen 159 bis 166 an jede der Trenn-Einfüge-Einheiten 134 bis 141 sendet.
21 ist ein Blockdiagramm eines Netzwerksystems, in welchem vier Knoteneinrichtungen der 20A und 20B durch optische Fasern verbunden sind. Knoteneinrichtungen 175 bis 178, gezeigt in den 20A und 20B, sind jeweils mit acht Endgeräteausrüstungen 167 bis 174 über acht Unterübertragungsleitungen 159 bis 166 verbunden. Optische Fasern 179 bis 182 werden jeweils als eine optische Wellenlängen-gemultiplexte Übertragungsleitung verwendet.
In dem in den 20A und 20B dargestellten Beispiel wird in jeder der Trenn-Einfüge-Einheiten 134 bis 141 ein Paket von der Endgeräteausrüstung in den Paketstrom von jeder der Empfangseinheiten mit fester Wellenlänge 126 bis 133 eingefügt. Das Paket wird vorübergehend in jeder der Puffereinheiten 142 bis 149 gespeichert und dann von jeder der Übertragungseinheiten mit variabler Wellenlänge 150 bis 157 als ein optisches Signal mit einer vorbestimmten Wellenlänge ausgesendet. Das Paket wird in den Knoteneinrichtungen, die sich auf dem Weg zu einer Knoteneinrichtung befinden, welche mit einer adressierten Ziel-Endgeräteausrüstung verbunden ist, weitergereicht.
Das Paket wird dann in ein optisches Signal mit einer Wellenlänge umgewandelt, welche durch eine der Empfangseinheiten mit fester Wellenlänge 126 bis 133 zum Ausgeben des Pakets an eine der Trenn-Einfüge-Einheiten 134 bis 141, die mit der adressierten Unterübertragungsleitung verbunden ist, empfangen werden kann, und von einer der Übertragungseinheiten mit variabler Wellenlänge 150 bis 157 in der Knoteneinrichtung oberhalb der mit der adressierten Ziel-Endgeräteausrüstung verbundenen Knoteneinrichtung übertragen. Das Paket wird schließlich von der Empfangseinheit mit fester Wellenlänge in dieser Knoteneinrichtung empfangen, dann von der Trenn-Einfüge-Einheit in dieser an die Unterübertragungsleitung ausgegeben und von der adressierten Endgeräteausrüstung empfangen.
In dem vorstehend beschriebenen Beispiel wird die in der vorstehend diskutierten ersten Art des Netzwerksystems erforderliche Austauscheinheit unnötig gemacht, so dass folglich ein Anstieg des Hardwareumfangs der Knoteneinrichtung verhindert werden kann und eine relativ preiswerte Knoteneinrichtung erhalten wird. Ferner kann die Arbitrationssteuerung, welche die Verbesserung des Durchsatzes des Netzwerksystems nachteilig beeinflusst, entfallen, und wird die Routingsteuerung vereinfacht. In dem vorstehenden Beispiel wird jedoch dann, wenn die übertragende Endgeräteausrüstung und die adressierte Endgeräteausrüstung jeweils mit unterschiedlichen Trenn-Einfüge-Einheiten in der selben Knoteneinrichtung (in der Spezifikation auch als diese Knoteneinrichtung, eigene Knoteneinrichtung, übertragende Knoteneinrichtung, Quellknoteneinrichtung oder dergleichen bezeichnet) verbunden sind, ein Paket über eine irgendwie verschlungene Strecke wie folgt übertragen. Das Paket wird von der Übertragungseinheit mit variabler Wellenlänge übertragen und in allen Knoteneinrichtungen weitergegeben, die sich in einer Ringform ohne die übertragende Knoteneinrichtung befinden. Dann wird das Paket von der Empfangseinheit mit fester Wellenlänge zum Ausgeben des Pakets an die mit der adres sierten Endgeräteausrüstung verbundenen Trenn-Einfüge-Einheit empfangen. Das Paket wird von der Trenn-Einfüge-Einheit an die Unterübertragungsleitung ausgegeben und schließlich von der adressierten Endgeräteausrüstung empfangen. Auf diese Art und Weise wird in einem solchen Fall ein Paket in allen Knoteneinrichtungen außer der übertragenden Knoteneinrichtung weitergegeben.
Die Druckschrift "PHOTONIC ACCESS NETWORK ARCHITECTURE" von Takashi NAKASHIMA ET AL, COUNTDOWN TO THE NEW MILENNIUM, PHOENIX, DEC. 2–5, 1991, Band 1, 2. Dezember 1991, Seiten 602–606, XP000326036, INSTITUTE OF ELECTRICAL AND ELECTRONICS ENGINEERS, ISBN: 0-87942-697-7, zeigt ein Netzwerk mit zwei Schichten.
Die Druckschrift EP-A-0 758 173, veröffentlicht nach dem Anmeldetag des vorliegenden Patents, offenbart eine Knoteneinrichtung, die in einem Netzwerksystem zum Durchführen einer Paketkommunikation verwendet wird. Die Knoteneinrichtung hat eine Paketverarbeitungseinrichtung, einen Puffer zum vorübergehenden Speichern eines Pakets, und eine Auswahleinrichtung zum Auswählen eines Kanals, mit welchem der Puffer zu verbinden ist. In der Knoteneinrichtung kann die Auswahleinrichtung einen Kanal aus einem mit einer anderen Knoteneinrichtung verbundenen Kanal und einem mit der Paketverarbeitungseinrichtung verbundenen Kanal auswählen. Von in dem Puffer gespeicherten Paketen wird ein an die Paketverarbeitungseinrichtung adressiertes Paket aus dem Puffer ausgelesen, wenn der Puffer über die Auswahleinrichtung mit dem mit der Seite der Paketverarbeitungseinrichtung verbundenen Kanal verbunden wird.
Die Druckschrift EP-A-0 621 700 betrifft ein Netzwerksystem, welches einen Wellenlängen-multiplexenden Übertragungspfad zum Multiplexen und Übertragen einer Vielzahl von Wellenlängen und eine Vielzahl von mit dem Übertragungspfad verbundenen Endge räteausrüstungen beinhaltet. Eine Übertragungswellenlänge und eine Empfangswellenlänge werden im Voraus jeder der Vielzahl von Endgeräteausrüstungen zugewiesen. Wenn Daten zwischen den Endgeräteausrüstungen zu übertragen sind, und wenn sich eine Übertragungswellenlänge einer Übertragungsquellen-Endgeräteausrüstung als einer Übertragungsquelle der Daten von einer Empfangswellenlänge einer Ziel-Endgeräteausrüstung als einem Ziel der Daten unterscheidet, wird eine Wellenlängenumwandlung derart durchgeführt, dass eine sich zwischen der Übertragungsquellen-Endgeräteausrüstung und der Ziel-Endgeräteausrüstung befindende Endgeräteausrüstung die Daten vorübergehend empfängt und die Daten mit einer anderen Wellenlänge überträgt.
A. Elrefaie: "Multiwavelength Survivable Ring Network Architectures" in Proc. Int'l Conference on Communication, Seiten 1245–1251, 1993, offenbart eine Architektur für uni- und bidirektionales Selbstheilen von Interoffice-Ringnetzwerken unter Verwendung von WDM-Technologie. Der Ring verwendet Fallenlassen-und-Hinzufügen von optischen Multiplexern in jedem Büro, optische Verstärker und optische Schalter.
Die Erfindung erfolgte in Anbetracht der vorstehend diskutierten Probleme und hat zur Aufgabe, eine neue Struktur für eine Knoteneinrichtung bereitzustellen, die es bevorzugt erlaubt, eine Übertragung über zwei mit einer gemeinsamen Knoteneinrichtung verbundene Unterübertragungsleitungen oder zwischen Endgeräteausrüstungen, die mit unterschiedlichen, zu einer gemeinsamen Knoteneinrichtung gehörenden Unterübertragungsleitungen verbunden sind, durchzuführen. Die Knoteneinrichtung kann Teil eines Netzwerksystems sein, das eine Vielzahl von dazwischen verschalteten Knoteneinrichtungen enthält.
Darüber hinaus soll die Erfindung eine Knoteneinrichtung bereitstellen, welche die Steuerung durch Entfall der in einer konventionellen Austauscheinheit benötigten Arbitrationssteuerung vereinfacht.
Ferner soll die Erfindung eine Knoteneinrichtung bereitstellen, in welcher Kanäle zum Empfangen von Signalen von einer Vielzahl von Puffern geändert werden können, ohne einen konventionellen Austauscher zu verwenden.
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der Erfindung wird eine Knoteneinrichtung wie in Patentanspruch 1 oder in einem beliebigen der abhängigen Patentansprüche definiert bereitgestellt.
In einem Netzwerksystem können eine Vielzahl solcher Knoteneinrichtungen mit einander verbunden sein, um ein Signal dazwischen zu übertragen, und ist eine Unterübertragungsleitung mit der Knoteneinrichtung verbunden.
In diesem Netzwerksystem kann ein Teil mehrerer Kanäle von der Verbindungseinrichtung mit der Trenneinrichtung verbunden sein, und kann ein Signal an die Unterübertragungsleitung und die mit dieser Unterübertragungsleitung über die Trenneinheit ausgegeben werden, so dass eine Kommunikation zwischen den mit der selben Knoteneinrichtung verbundenen Endgeräteausrüstungen durchgeführt werden kann, ohne dass andere Knoteneinrichtungen benutzt werden. Hier soll angemerkt werden, dass ein Signal von der Unterübertragungsleitung der Verbindungseinrichtung über die Einfügeeinheit und den Puffer zugeführt wird. Daher kann in diesem Netzwerksystem die Anzahl von Eingängen in die Verbindungseinrichtung reduziert werden.
In der vorstehenden Struktur kann der Trenneinheit auch ein Signal von einer anderen Knoteneinrichtung zugeführt werden, so dass das Signal von einer anderen Knoteneinrichtung über die Trenneinheit an die Unterübertragungsleitung ausgegeben werden kann. Zu dieser Zeit werden Signale von der Verbindungseinrichtung dieser Knoteneinrichtung und einer anderen Knoteneinrichtung der Trenneinheit zugeführt, so dass die Möglichkeit besteht, dass eine Kollision von Signalen auftreten kann. Ein solches Problem kann jedoch durch Bereitstellen einer synchronen Steuereinheit zum Steuern der Verbindungseinrichtung derart, dass der Puffer das zu übertragende Signal während einer Zeitspanne, während der das Signal von einer anderen Knoteneinrichtung der Trenneinheit zugeführt wird, nicht an den Teil der Vielzahl von Kanälen ausgibt, gelöst werden.
Um das Signal von der Signal übertragenden Knoteneinrichtung an eine andere Knoteneinrichtung zu übertragen, muss die Struktur nur derart aufgebaut werden, dass ein anderer Kanal als der Teil der Vielzahl von Kanälen mit einer anderen Knoteneinrichtung verbunden wird.
Die vorstehende Struktur kann bevorzugt derart aufgebaut sein, dass Anzahlen der Trenneinheiten und der Teil der Vielzahl der Kanäle jeweils mehrfach vorhanden und zueinander gleich sind, und dass unterschiedliche Kanäle des Teils der Vielzahl der Kanäle jeweils mit den Trenneinheiten verbunden sind.
Ferner ist, um ein Signal weiter zu geben, welches von einer anderen Knoteneinrichtung zugeführt wird und an eine andere Knoteneinrichtung ausgegeben werden muss, die Struktur derart aufgebaut, dass das Signal von einer anderen Knoteneinrichtung der Trenneinheit zugeführt wird, dass Anzahlen der Trenneinheiten und der Puffer jeweils mehrfach vorhanden und zueinander gleich sind, dass die Trenneinheiten jeweils mit den Puffern verbunden sind, und dass ein Signal, welches nicht von der Trenneinheit an die Unterübertragungsleitung auszugeben ist, dem Puffer zugeführt wird, mit welchem die Trenneinheit verbunden ist. Hier wird bevorzugt, dass die Einfügeeinheit zwischen der Trenneinheit und dem Puffer angeordnet ist. Dies ist so, weil wenn das Signal in der Trenneinheit abgetrennt und auf die Unterübertragungsleitung geführt wird, ein leerer Abschnitt in dem Signalstrom auftritt und ein Signal von der Unterübertragungsleitung in der Einfügeeinheit leicht in den Signalstrom eingefügt werden kann.
Ferner kann die Struktur derart aufgebaut sein, dass die Verbindungseinrichtung die Kanäle, an welche die Puffer jeweils Signale ausgeben, in einer vorbestimmten Sequenz sequentiell ändert, und dass ein Signal von in dem Puffer gespeicherten Signalen, welches an einen vorbestimmten Kanal auszugeben ist, von dem Puffer ausgegeben wird, wenn der Puffer mit dem vorbestimmten Kanal verbunden wird. Daher kann die Arbitration entfallen. In der Arbitration wird die Adresse jedes Signals herausgelöst, und die jeweiligen Puffer werden jedes Mal dann, wenn das Signal zu übertragen ist, derart gesteuert, dass die Puffer den selben Kanal nicht gleichzeitig benutzen.
Es können eine Vielzahl von Arten von Kanälen benutzt werden. Zum Beispiel sind die Vielzahl von Kanälen Kanäle, welche jeweils durch optische Wellenlängen voneinander unterschieden werden, oder sind die Vielzahl von Kanälen jeweils unterschiedliche Übertragungsleitungen.
Die Verbindungseinrichtung kann eine Vielzahl von Übertragungseinrichtungen mit variablem Kanal beinhalten, welche jeweils entsprechend der Vielzahl von Puffern bereitgestellt sind, und ein Kanal, mit welchem der Puffer verbunden ist, kann durch Ändern eines Ausgabekanals der Übertragungseinrichtung mit variablem Kanal ausgewählt werden. Im Einzelnen können Lichtquellen mit abstimmbarer Wellenlänge verwendet werden. In dieser Struktur kann die Verbindungseinrichtung ohne Verwendung irgendwelcher Schalteinrichtungen aufgebaut sein. Hier kann, um den Teil der mehreren, von der Verbindungseinrichtung an die Trenneinheit ausgegebenen Kanäle zu führen, die Knoteneinrichtung eine Einrichtung zum Herausnehmen des Teils der Vielzahl von Kanälen aus Ausgaben der Vielzahl von Übertragungseinrichtungen mit variablem Kanal und Ausgeben des herausgenommenen Kanals an die Trenneinheit beinhalten. Wenn die Kanäle durch Wellenlängen voneinander unterschieden werden, ist diese Einrichtung bevorzugt die Kombination aus einem Leistungsteiler und einer Einrichtung zum selektiven Übertragen oder Reflektieren der Wellenlänge (zum Beispiel einem Wellenlängen-Bandpassfilter), oder ein Demultiplexer, dessen Ausgangsports in Abhängigkeit von den Wellenlängen abzweigen.
Wenn die Übertragungseinrichtung mit variablem Kanal verwendet wird, werden mehrere Kanäle jeweils von den mehreren Übertragungseinrichtungen mit variablem Kanal ausgegeben. Daher kann durch Aufbauen der Knoteneinrichtung derart, dass sie eine Einrichtung zum Zuführen der Ausgaben der Vielzahl von Übertragungseinrichtungen mit variablem Kanal und eines von einer anderen Knoteneinrichtung zugeführten Signals zu einer gemeinsamen Übertragungsleitung (zum Beispiel einem Multiplexer) und eine Einrichtung zum Herausnehmen des Teils der Vielzahl von Kanälen aus der gemeinsamen Übertragungsleitung und Ausgeben des herausgenommenen Kanals an die Trenneinheit (zum Beispiel die Kombination aus einem Teiler und einem Wellenlängenfilter) beinhaltet, der Teil der Vielzahl von Kanälen effektiv herausgegriffen werden. Hier soll angemerkt werden, dass der Teil der mehreren Kanäle herausgegriffen wird, nachdem die Ausgaben der Übertragungseinrichtungen mit variablem Kanal und das Signal von einer anderen Knoteneinrichtung der gemeinsamen Übertragungsleitung zugeführt sind.
Ferner kann die Verbindungseinrichtung aus einer Verbindungsänderungseinrichtung zum Verbinden von Eingängen aus der Vielzahl von Puffern mit der Vielzahl von Kanälen bestehen. Bei diesem Aufbau ist bei der vorliegenden Erfindung, obwohl eine Schalteinrichtung der Verbindungsänderungseinrichtung verwendet wird, die Anzahl von Eingängen in die Verbindungsänderungseinrichtung inhärent klein, so dass auch die Schaltbelas tung klein ist. Außerdem ist dann, wenn das Ausgeben aus den Puffern synchron mit der Änderung der verbundenen Kanäle derart ausgeführt wird, dass die verbundenen Kanäle in einer vorbestimmten Sequenz geändert werden, keine Arbitrationssteuerung notwendig, so dass die Belastung der Schaltverarbeitung ebenfalls merklich verringert wird.
Ferner können Interknoten- und Intraknoten-Kommunikationen jeweils durchgeführt werden, ohne die Anzahl der in Benutzung befindlichen Kanäle zu erhöhen, wenn die Struktur derart aufgebaut ist, dass ein anderer Kanal als der Teil der Vielzahl von Kanälen an eine andere Knoteneinrichtung auszugeben ist, dass der Teil der Vielzahl von Kanälen in einer ersten Knoteneinrichtung einem anderen Kanal als dem Teil der Vielzahl von Kanälen in einer zweiten Knoteneinrichtung, welche eine Knoteneinrichtung zum Zuführen des Signals zu der ersten Knoteneinrichtung ist, gemeinsam ist, und dass ein anderer Kanal als der Teil der Vielzahl von Kanälen in der ersten Knoteneinrichtung dem Teil der Vielzahl von Kanälen in einer dritten Knoteneinrichtung, welche eine Knoteneinrichtung ist, an welche die erste Knoteneinrichtung das Signal ausgibt, gemeinsam ist. Zu dieser Zeit kollidieren Signale von einer anderen Knoteneinrichtung und dieser Quell-Knoteneinrichtung nicht miteinander, wenn die Verbindungseinrichtung in den wechselseitigbenachbarten Knoteneinrichtungen synchron gesteuert wird und ein gemeinsamer Kanal nicht gleichzeitig ausgewählt wird.
Ferner wird bevorzugt, dass die Verbindungseinrichtung die Kanäle, an welche die Vielzahl von Puffern jeweils Signale ausgeben, in einer vorbestimmten Sequenz sequentiell ändert, und dass die vorbestimmte Sequenz eine erste Übertragungsperiode, während welcher die Verbindungseinrichtung die jeweiligen Puffer mit dem Teil der Vielzahl von Kanälen verbindet, und eine zweite Übertragungsperiode, während welcher die Verbindungseinrichtung die jeweiligen Puffer mit einem anderen Kanal als dem Teil der Vielzahl von Kanälen verbindet, beinhaltet. Im Einzelnen ist es dann, wenn die vorbestimmte Sequenz derart gewichtet wird, das die erste oder die zweite Übertragungsperiode länger als die andere Periode ist, möglich, bevorzugt die Kanäle, welche eine größere Menge von zu übertragenden Signalen haben, dazu zu bringen, effektiv eine Menge von Signalen über diese zu übertragen.
Ferner ist das in der vorliegenden Erfindung zu übertragende Signal bevorzugt ein Paket mit Adressinformationen. Das Paket kann eine feste Länge oder eine variable Länge haben und kann eine Zelle beinhalten, welche in einer ATM-Kommunikation so bezeichnet wird.
In einem Netzwerksystem können eine Vielzahl solcher Knoteneinrichtungen miteinander verbunden sein, um ein Signal zwischen diesen zu übertragen, und kann eine Unterübertragungsleitung mit der Knoteneinrichtung verbunden sein, wobei die Knoteneinrichtung eine Vielzahl von Puffern zum vorübergehenden Speichern eines zu übertragenden Signals, eine Verbindungseinrichtung zum Auswählen eines Kanals, an welchen das Signal aus jedem Puffer auszugeben ist, aus einer Vielzahl von Kanälen derart, dass die Vielzahl von Puffern gleichzeitig mit jeweils verschiedenen Kanälen verbunden sind, eine Trenneinheit zum Empfangen des entlang einem Teil der Vielzahl von Kanälen zu übertragenden Signals und Ausgeben des Signals an die Unterübertragungsleitung, mit welcher diese Knoteneinrichtung verbunden ist, und eine Einfügeeinheit zum Zuführen eines Signals von der Unterübertragungsleitung, mit welcher diese Knoteneinrichtung verbunden ist, in den Puffer beinhaltet.
In einem eine solche Knoteneinrichtung verwendenden Kommunikationsverfahren wird ein Signal aus den in dem Puffer gespeicherten Signalen, welches an die Unterübertragungsleitung dieser Knoteneinrichtung auszugeben ist, aus dem Puffer ausgege ben, wenn der Puffer mit dem Teil der Vielzahl von Kanälen verbunden ist, die von der Trenneinheit empfangbar sind, mit welcher die Unterübertragungsleitung verbunden ist. In dem vorstehenden Kommunikationsverfahren ist eine Kommunikation mit einer anderen Knoteneinrichtung möglich, wenn die Knoteneinrichtung einen anderen Kanal als den Teil der Vielzahl von Kanälen an eine andere Knoteneinrichtung ausgibt, und ist der Puffer so aufgebaut, dass ein Signal aus den in dem Puffer gespeicherten Signalen, welches an eine andere Knoteneinrichtung auszugeben ist, ausgegeben wird, wenn der Puffer mit dem anderen Kanal als dem Teil der Vielzahl von Kanälen verbunden ist.
In der vorliegenden Erfindung wird das an die Unterübertragungsleitung gerichtete Signal über die Trenneinheit übertragen, so dass der Aufbau derart angeordnet sein kann, dass dann, wenn das an eine andere Knoteneinrichtung auszugebende Signal ein Signal ist, das an die Unterübertragungsleitung einer anderen, zu dieser Knoteneinrichtung auf der Seite unterhalb in der Übertragungsrichtung benachbarten Knoteneinrichtung auszugeben ist, der Puffer das Signal ausgibt, wenn der Puffer mit einem Kanal verbunden ist, der von der Trenneinheit in der benachbarten Knoteneinrichtung, mit welcher die adressierte Unterübertragungsleitung verbunden ist, empfangbar ist.
In Bezug auf das Lesen des in dem Puffer gespeicherten Signals (d. h. mit welchem Kanal der Puffer zu verbinden ist, wenn ein darin gespeichertes Signal zu lesen ist), kann dies, wenn ein Paketsignal mit Adressinformationen als das Signal verwendet wird, in Übereinstimmung mit der Adresse entschieden werden. Es wird angemerkt, dass in der vorliegenden Erfindung die Verbindungseinrichtung den Kanal auswählen kann, an welchen der Puffer das Signal ausgibt, und dass die Trenneinheit entscheiden kann, ob das Signal an die Unterübertragungsleitung auszugeben ist oder nicht. Daher braucht die Verbindungseinrich tung nur zu entscheiden, welcher Kanal zu verwenden ist, um das Signal zu übertragen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Beispielhaft, und um die Beschreibung klarer zu machen, wird Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genommen. Es zeigen:
1 ein vereinfachtes Diagramm einer Knoteneinrichtung, das ein erstes Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung darstellt;
2 ein vereinfachtes Diagramm eines Netzwerksystems, das das erste Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung darstellt;
3 eine Ansicht, die ein Beispiel eines in der Erfindung verwendeten Pakets darstellt;
4 ein Blockdiagramm einer Empfangseinheit mit fester Wellenlänge, das das erste Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung darstellt;
5 ein Blockdiagramm einer Trenn-Einfüge-Einheit, das das erste Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung darstellt;
6 ein Blockdiagramm einer Puffereinheit, das das erste Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung darstellt;
7 ein Diagramm einer Speichertabelle eines Dual-Port-Speichers, das das erste Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung darstellt;
8 ein Blockdiagramm einer Puffersteuereinheit, das das erste Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung darstellt;
9 ein Blockdiagramm einer Wellenlängen-Steuereinheit, das das erste Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung darstellt;
10 ein Blockdiagramm einer Übertragungseinheit mit variabler Wellenlänge, das das erste Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung darstellt;
11 ein Zeitdiagramm, das das erste Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung darstellt;
12 ein Blockdiagramm einer Puffereinheit, das ein modifiziertes Beispiel des ersten Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung darstellt;
13 ein Zeitdiagramm, das ein zweites Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung darstellt;
14 ein Blockdiagramm eines ringartigen Netzwerksystems, das einen Stand der Technik darstellt;
15 ein Blockdiagramm eines elektrischen 8 × 8-Schalters, das einen bekannten Netzwerkaustauscher darstellt;
16 ein Blockdiagramm eines anderen elektrischen 8 × 8-Schalters, das einen bekannten Netzwerkaustauscher darstellt;
17 ein Blockdiagramm eines elektrischen 2 × 2-Schalters, das einen bekannten Netzwerkaustauscher darstellt;
18 ein Diagramm, das die Struktur eines in dem bekannten Netzwerk verwendeten Pakets zeigt;
19 ein Blockdiagramm eines Netzwerksystems, das einen Stand der Technik darstellt;
20, bestehend aus den 20A und 20B, Blockdiagramme einer Knoteneinrichtung einer vorangehenden US-Patentanmeldung, die von dem Erfinder dieser Anmeldung eingereicht wurde;
21 ein Blockdiagramm der Struktur eines Netzwerksystems des US-Patents Nr. 5 801 859;
22, bestehend aus den 22A und 22B, Blockdiagramme einer Knoteneinrichtung, die ein viertes Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung darstellen; und
23 ein Blockdiagramm einer Verbindungsänderungseinheit, das das vierte Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung darstellt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Erstes Ausführungsbeispiel
1 ist eine Ansicht einer Knoteneinrichtung, die ein erstes Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung darstellt, in welchem vier Unterübertragungsleitungen mit einer ringartigen optischen Wellenlängen-gemultiplexten Übertragungsleitung mit acht Kanälen von Wellenlängen λ1 bis λ8 verbunden sind. Jede der Unterübertragungsleitungen ist mit einer Endgeräteausrüstung gekoppelt.
In 1 ist ein Leistungsteiler I 1 eine Teilereinrichtung zum Teilen von optischen Signalen mit mehreren Wellenlängen, die von einer Multiplexereinrichtung ausgegeben werden, in Abschnitte, die zu der Wellenlängen-gemultiplexten Übertragungsleitung und mehreren Empfangseinrichtungen mit fester Wellenlänge in der diesen Leistungsteiler I 1 beinhaltenden Knoteneinrichtung zu führen sind. Die Wellenlängen-gemultiplexten optischen Signale von einem Multiplexer I 2 werden geteilt und über die aus einer (nicht gezeigten) optischen Faser bestehende Wellenlängen-gemultiplexte Übertragungsleitung an den Teiler II 7 und an eine benachbarte Knoteneinrichtung ausgegeben. Der Multiplexer I 2 ist die Multiplexereinrichtung zum Kombinieren des über eine optische Demultiplexereinrichtung übertragenen optischen Signals mit von mehreren Übertragungsein richtungen mit variabler Wellenlänge in der diesen Multiplexer I 2 beinhaltenden Knoteneinrichtung ausgegebenen optischen Signalen. Die kombinierten optischen Signale aus einem Filter 3 und einem Multiplexer II 24 werden an den Teiler II ausgegeben. Der Filter 3 ist die optische Demultiplexereinrichtung zum, durch diesen, Übertragen nur eines gewünschten optischen Signals aus den Signalen mit mehreren Wellenlängen, die auf der ringartigen Wellenlängen-gemultiplexten Übertragungsleitung übertragen wurden. Der Filter 3 fängt optische Signale, welche von den mehreren Empfangseinrichtungen mit fester Wellenlänge in dieser Knoteneinrichtung nicht empfangen werden können, aus den optischen Signalen ab, die von der benachbarten Knoteneinrichtung über die aus einer (nicht gezeigten) optischen Faser bestehenden, Wellenlängen-gemultiplexten Übertragungsleitung ausgegeben wurden.
Eine synchrone Steuereinheit 4 trennt ein Synchronisationssignal aus einem optischen Signal ab, das von einer Empfangseinheit I 8 mit fester Wellenlänge empfangen wurde, um eine Synchronisation zwischen den in dem Netzwerksystem dieses Ausführungsbeispiels verbundenen Knoteneinrichtungen durchzuführen, und gibt das Synchronisationssignal an eine Wellenlängen-Steuereinheit 6 aus. Eine Puffersteuereinheit 5 steuert Puffer so, dass dann, wenn eine in einem Puffer gespeicherte adressierte Unterübertragungsleitung mit der benachbarten Knoteneinrichtung auf einer abwärts liegenden Seite in der Übertragungsrichtung, oder mit dieser Knoteneinrichtung, verbunden wird, das Paket nicht aus dem Puffer ausgelesen werden kann, bis zwei Wellenlängen mit einander übereinstimmen; eine ist eine Wellenlänge, die von einer Empfangseinheit mit fester Wellenlänge empfangbar ist, von welcher das Paket an eine Trenn-Einfüge-Einheit ausgegeben wird, mit welcher die adressierte empfangende Endgeräteausrüstung über die benachbarte Knoteneinrichtung oder diese Knoteneinrichtung verbunden ist, und die andere ist eine Übertragungswellenlänge einer Übertra gungseinheit mit variabler Wellenlänge, von welcher das Paket in dem Puffer übertragen wird. Dies ist so, weil das Paket mit einer Wellenlänge oder an einen Kanal ausgegeben werden muss, mit welchem die adressierte Unterübertragungsleitung verbunden ist, in dieser Knoteneinrichtung. Andererseits steuert die Wellenlängen-Steuereinheit 6 Übertragungswellenlängen der Übertragungseinheiten mit variabler Wellenlänge in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Übertragungswellenlängen-Steuermuster, das später beschrieben wird, auf der Grundlage des von der synchronen Steuereinheit 4 ausgegebenen Synchronisationssignals.
Der Teiler II 7 teilt optische Signale, die von dem Teiler I 1 ausgegeben wurden, in vier Abschnitte, um sie an die vier Empfangseinheiten mit fester Wellenlänge auszugeben.
Die Empfangseinheiten mit fester Wellenlänge I 8 bis IV 11 sind Fotodioden und dienen als Empfangseinrichtungen mit fester Wellenlänge. Die Empfangseinheiten mit fester Wellenlänge I 8 bis IV 11, deren interne Struktur später beschrieben werden wird, empfangen jede nur ein Paket, welches als eines von optischen Signalen mit einer von Wellenlängen λr1 bis λr4 übertragen wird. Die acht optischen Wellenlängen werden in eine erste Wellenlängengruppe von Wellenlängen λ1 bis λ4 und eine zweite Wellenlängengruppe von Wellenlängen λ5 bis λ8 klassifiziert. Entsprechend zu diesen optischen Wellenlängen sind die Wellenlängen von λr1 bis λr4 jeweils λ5 bis λ8 in einer ersten Gruppe von Knoteneinrichtungen, während die Wellenlängen von λr1 bis λr4 jeweils λ1 bis λ4 in einer zweiten Gruppe von Knoteneinrichtungen sind. In der folgenden Beschreibung werden vier Wellenlängen, welche nicht von den Empfangseinheiten mit fester Wellenlänge in dieser Knoteneinrichtung empfangen werden, als λs1 bis λs4 bezeichnet. In der ersten Gruppe der Knoteneinrichtungen sind die Wellenlängen λs1 bis λs4 jeweils Wel lenlängen λ1 bis λ4, während in der zweiten Gruppe der Knoteneinrichtungen die Wellenlängen λs1 bis λs4 jeweils Wellenlängen λ5 bis λ8 sind.
Trenn-Einfüge-Einheiten I 12 bis IV 15 dienen als Trenn-Einfüge-Einrichtungen, von denen jede so arbeitet, dass ein Paket, welches an die Unterübertragungsleitung zu übertragen ist, aus einem Paketstrom von den Empfangseinheiten mit fester Wellenlänge I bis IV abgetrennt und an die Unterübertragungsleitung übertragen wird, und so arbeitet, dass ein Paket von der Unterübertragungsleitung zu dem Paketstrom von den Empfangseinheiten mit fester Wellenlänge I bis IV hinzugefügt wird.
Puffer I 16 bis IV 19 dienen als Puffereinrichtungen zum vorübergehenden Speichern der Pakete von den Trenn-Einfüge-Einrichtungen, deren interne Struktur ebenfalls später beschrieben werden wird. Übertragungseinheiten mit variabler Wellenlänge I 20 bis IV 23 sind abstimmbare Laserdioden (TLDs) und dienen als Übertragungseinrichtungen mit variabler Wellenlänge, welche unter der Steuerung der Wellenlängen-Steuereinheit die Pakete aus den Puffern I bis IV in optische Signale umwandeln, von denen jedes eine vorbestimmte Wellenlänge aus den Wellenlängen λ1 bis λ8 hat, und diese an den Multiplexer II 24 senden, dessen interne Struktur ebenfalls später beschrieben werden wird.
Der Wellenlängen-Multiplexer II 24 multiplext die optischen Signale der Wellenlängen λ1 bis λ8, welche von den vier Übertragungseinheiten mit variabler Wellenlänge I bis IV gesendet werden, und legt sie an den Multiplexer I 2 an.
Unterübertragungsleitungen I 25 bis IV 28 dienen als Paketübertragungsleitungen zwischen den Trenn-Einfüge-Einheiten und den Endgeräteausrüstungen. Endgeräteausrüstungen I 29 bis IV 32 sind jeweils mit den Unterübertragungsleitungen I bis IV verbunden. Jede der Endgeräteausrüstungen empfängt ein Paket, das von den entsprechenden Trenn-Einfüge-Einheiten I bis IV ausgegeben wurde, während sie ein Paket generiert, das an eine andere Endgeräteausrüstung zu übertragen ist, und es über die Unterübertragungsleitungen I bis IV an die Trenn-Einfüge-Einheiten I bis IV sendet.
2 ist ein Blockdiagramm eines Netzwerksystems, das das erste Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung darstellt, in welchem vier Knoteneinrichtungen von 1 durch optische Fasern verbunden sind. Knoteneinrichtungen 33 bis 36, die in 1 gezeigt sind, sind jeweils über die vier Unterübertragungsleitungen mit vier Endgeräteausrüstungen verbunden. Jede der optischen Fasern 37 bis 40 wird als eine optische Wellenlängen-gemultiplexte Übertragungsleitung verwendet. Die Übertragungsrichtung der optischen Signale ist eine Richtung im Gegenuhrzeigersinn. Hier gehören die Knoteneinrichtungen I 33 und III 35 zu der ersten Gruppe, und gehören die Knoteneinrichtungen II 34 und IV 36 zu der zweiten Gruppe.
3 stellt die Struktur eines in diesem Ausführungsbeispiel zu übertragenden Pakets dar. Das Bezugszeichen 41 bezeichnet einen Adressabschnitt der adressierten Endgeräteausrüstung dieses Pakets. Das Bezugszeichen 42 ist ein von diesem Paket transportierter Datenabschnitt. In diesem Beispiel sind die Bitlängen des Adressabschnitts 41 und des Datenabschnitts 42 festgelegt, aber diese können variabel sein. Sie müssen nur als eine Netzwerkeinstellungsspezifikation entschieden werden.
4 zeigt die interne Struktur jeder der Empfangseinheiten mit fester Wellenlänge I 8 bis IV 11, welche in der Knoteneinrichtung des ersten Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung verwendet werden.
In 4 überträgt ein Filter 43 nur ein optisches Signal mit einer festen Wellenlänge, die jeder Empfangseinheit mit fester Wellenlänge zugewiesen ist, während optische Signale der anderen Wellenlängen abgefangen werden. In anderen Worten überträgt jeder der Filter in jeder Empfangseinheit mit fester Wellenlänge eine Wellenlänge, die spezifisch jeder der Empfangseinheiten mit fester Wellenlänge zugewiesen ist; λr1 der Empfangseinheit mit fester Wellenlänge I 8, λr2 der Empfangseinheit mit fester Wellenlänge II 9, λr3 der Empfangseinheit mit fester Wellenlänge III 10, und λr4 der Empfangseinheit mit fester Wellenlänge IV 11.
Eine Empfangseinheit 44 ist eine Fotodiode zum Umwandeln des optischen Signals, das über den Filter 43 mit der vorbestimmten Wellenlänge übertragen wurde, in ein elektrisches Signal und Ausgeben des selben an die Trenn-Einfüge-Einheit. Diese Empfangseinheit enthält in sich eine Pin-Fotodiode (Pin-PD), deren hintere Stufe mit einem Verstärker zum Verstärken eines erfassten elektrischen Signals verbunden ist, einen Equalizer zum Kompensieren einer Differenz gegenüber einem vorbestimmten Pegel, und eine Unterscheidungsschaltung zum Signalverlaufformen des Signals vor dessen Ausgabevorgangs des zugeführten Pakets.
5 zeigt die interne Struktur jeder der Trenn-Einfüge-Einheiten I 12 bis IV 15, welche in der Knoteneinrichtung des ersten Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung verwendet werden. Dieselbe interne Struktur ist auf alle Trenn-Einfüge-Einheiten angewandt, so dass die Beschreibung in Bezug auf nur eine Einheit erfolgt.
In 5 liest ein Decodierer I 45 den Adressabschnitt eines zugeführten Pakets und weist einen Demultiplexer I 46 an, ob das Paket an die Unterübertragungsleitungen 25 bis 28 auszugeben ist oder nicht. Der Demultiplexer I 46 gibt das zuge führte Paket in Übereinstimmung mit Anweisungen von dem Decodieren I 45 an eine Schnittstellen- bzw. I/F-Einheit 47 oder ein FIFO-Element II 49 aus. Die I/F-Einheit 47 arbeitet so, dass das Paket von dem Demultiplexer I 46 über die Unterübertragungsleitungen 25 bis 28 an die Endgeräteausrüstungen 29 bis 31 gesendet wird und ein Paket von den Unterübertragungsleitungen 25 bis 28 an ein FIFO-Element I 48 ausgegeben wird.
Die FIFO (First In First Out)-Elemente I 48 und II 49 speichern vorübergehend die zugeführten Pakete und geben sie in der Reihenfolge der Zufuhr in Übereinstimmung mit Steueranweisungen von einer Einfüge-Steuereinheit 50 an einen Wähler I 51 aus. Die Einfüge-Steuereinheit 50 steuert den Lesevorgang sowohl des FIFO-Elements I 48 als auch des FIFO-Elements II 49. Die Einfüge-Steuereinheit 50 weist darüber hinaus auch einen Wähler I 51 an, welches FIFO-Element der FIFO-Elemente 48 und 49 auszuwählen ist, so dass das auf den Unterübertragungsleitungen 25 bis 28 übertragene Paket zu dem Paketstrom von den Empfangseinheiten mit fester Wellenlänge 8 bis 11 hinzugefügt werden kann. Der Wähler I 51 wählt dann den FIFO 48 oder 49 in Übereinstimmung mit Anweisungen von der Einfüge-Steuereinheit 50 aus, wobei das FIFO-Element das auszugebende Paket speichert.
6 zeigt die interne Struktur jedes der Puffer I 16 bis IV 19, welche in der Knoteneinrichtung des ersten Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung verwendet werden. Die selbe interne Struktur ist auf alle Puffer I 16 bis IV 19 angewandt, so dass die Beschreibung in Bezug auf nur einen Puffer erfolgt.
In 6 liest ein Decodieren II 52 den Adressabschnitt 41 des zugeführten Pakets und ermittelt, ob das Ziel des Pakets die mit der Knoteneinrichtung, in welcher diese Puffer enthalten sind, oder mit der benachbarten Knoteneinrichtung verbundene Endgeräteausrüstung ist oder nicht. Falls nicht, weist der Decodierer II 52 einen Demultiplexer II 55 an, sein Ausgabeziel auf ein FIFO-Element III 57 festzulegen. Andererseits weist dann, wenn es die mit dieser Knoteneinrichtung oder der benachbarten Knoteneinrichtung verbundene Endgeräteausrüstung ist, der Decodierer II 52 den Demultiplexer II 55 an, sein Ziel auf einen Dual-Port-Speicher 56 festzulegen, und weist zur gleichen Zeit einen Schreibadresszähler 53 an, einen Schreibstartadresswert des Dual-Port-Speichers 77, in welchen das Paket zu schreiben ist, in Übereinstimmung mit einer Wellenlänge festzulegen, die von der Empfangseinheit mit fester Wellenlänge zu empfangen ist, von welcher das Paket an die Trenn-Einfüge-Einrichtungen 12 bis 15 in dieser Knoteneinrichtung oder der benachbarten Knoteneinrichtung, mit welcher die adressierte Ziel-Unterübertragungsleitung verbunden ist, ausgegeben wird.
Der Schreibadresszähler 53 beginnt mit dem Schreibstartadresswert, welcher von dem Decodierer II 52 ausgegeben wird, und gibt Adresssignale zum Schreiben des Pakets der Reihe nach in den Dual-Port-Speicher 56. Auf ähnliche Art und Weise beginnt ein Leseadresszähler 54 mit einem Versatzwert als einer Lesestartadresse, welcher von der Puffer-Steuereinheit 5 ausgegeben wird, und gibt Adresssignale zum Lesen des Pakets der Reihe nach aus dem Dual-Port-Speicher 56 aus.
Der Demultiplexer II 55 gibt das zugeführte Paket an den Dual-Port-Speicher 56 oder das FIFO-Element III 57 in Übereinstimmung mit Anweisungen von dem Decodierer II 52 aus. Der Dual-Port-Speicher 56 arbeitet so, dass das Lesen und Schreiben der Paketdaten unabhängig durchgeführt wird.
Speicherregionen des Dual-Port-Speichers 56, wie in einer Speichertabelle in 7 gezeigt, sind in acht Regionen unterteilt; Speicherregionen I bis VIII, in Übereinstimmung mit Wellenlängen zum Übertragen von Paketen, von welchen jede je dem Kanal entspricht, d. h. eine von Übertragungswellenlängen λ1 bis λ8. Der Adressbeginn in jeder Speicherregion ist A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7 oder A8.
Das FIFO (First In First Out)-Element III 57 speichert vorübergehend die diesem zugeführten Pakete und gibt sie an einen Wähler II 58 in der Reihenfolge der Zufuhr unter der Steuerung der Lese-Steuereinheit aus. Der Wähler II 58 wählt in Übereinstimmung mit Anweisungen von der Puffer-Steuereinheit 5 eines von Ausgangssignalen aus; eines ist von dem Dual-Port-Speicher 56, und das andere ist von dem FIFO-Element III 57, und gibt es an die Übertragungseinheiten mit variabler Wellenlänge I bis IV aus.
8 zeigt die interne Struktur der Puffer-Steuereinheit 5, welche in dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung verwendet wird. In 8 werden Puffer-Steuertabellen I 59 bis IV 62 der Reihe nach in Antwort auf den Adresswert, welcher von der Wellenlängen-Steuereinheit 6 ausgegeben wird, ausgelesen. Dann werden vorbestimmte Versatzwerte jeweils an die Leseadresszähler 54 in den Puffern I bis IV ausgegeben. Diese Tabellen sind in einem Nurlesespeicher bzw. Festspeicher (ROM) integriert. Die Inhalte der Puffer-Steuertabellen I 59 bis IV 62 werden später beschrieben.
Eine Lese-Steuereinheit 63 zählt Taktsignale, welche von der Wellenlängen-Steuereinheit 6 ausgegeben werden, so dass das Lese-Steuersignal an die Puffer I 16 bis IV 19 ausgegeben werden kann. Das Lese-Steuersignal steuert das Auslesen sowohl des Dual-Port-Speichers 56 als auch des FIFO-Elements III 57.
9 zeigt die interne Struktur der Wellenlängen-Steuereinheit 6, welche in dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung verwendet wird. In 9 werden Wellenlängen-Steuertabellen I 64 bis IV 67 der Reihe nach in Antwort auf den Adresswert, welche von einem 2-Bit-ROM-Zähler 68 ausgegeben wird, ausgelesen. Dann werden vorbestimmte Wellenlängen-Steuersignale jeweils an jeweilige Ansteuereinheiten in den Übertragungseinheiten mit variabler Wellenlänge 20 bis 23 ausgegeben. Diese Tabelle sind ebenfalls in dem Nurlesespeicher (ROM) integriert. Die Inhalte der Wellenlängen-Steuertabellen I 64 bis IV 67 werden ebenfalls später beschrieben.
Dann erzeugt eine Takterzeugungseinheit 69 ein vorbestimmtes Taktsignal, Frequenz-demultipliziert bzw. -demultiplext es und gibt das demultiplizierte Signal an den ROM-Zähler 68 und weiter aus dem ROM-Zähler 68 an die Puffer-Steuereinheit 5 aus.
10 zeigt die interne Struktur jeder der Übertragungseinheiten mit variabler Wellenlänge I 20 bis IV 23, welche in der Knoteneinrichtung des ersten Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung verwendet wird. Dieselbe interne Struktur ist auf alle Übertragungseinheiten mit variabler Wellenlänge I 20 bis IV 23 angewandt, so dass die Beschreibung in Bezug auf nur eine Einheit erfolgt.
In 10 beinhaltet eine Ansteuereinheit 70 eine Signalüberlagerungseinheit 72 und eine Strominjektionseinheit 71. Die Strominjektionseinheit 71 steuert Biasstromwerte, welche jeweils in drei Regionen einer abstimmbaren DBR-Laserdiode (TLD), d. h. eine emissionsaktive Region, eine Phasensteuerregion und eine DBR-Region, in Abhängigkeit von dem von der Wellenlängen-Steuereinheit 6 ausgegebenen Wellenlängen-Steuersignal zu injizieren sind, um die Übertragungswellenlängen auf vorbestimmte Werte zu steuern. Die Signalüberlagerungseinheit 72 überlagert ein elektrisches Signal aus den Puffern 16 bis 19 über den Biasstrom aus der Strominjektionseinheit 71, so dass das optische Signal, für welches eine Intensitätsmodulation bei einer vorbestimmten Wellenlänge durchgeführt wurde, von der abstimmbaren DBR-Laserdiode (TLD) gesendet werden kann.
Die DBR-Region 74 variiert ihren Brechungsindex in Übereinstimmung mit einer Menge von injizierten Ladungsträgern, so dass die Übertragungswellenlänge variiert werden kann. Die Phasensteuerregion 75 bringt Phasen der Übertragungswellenlänge in der DBR-Region 74 und der emissionsaktiven Region mit einander in Übereinstimmung. Die emissionsaktive Region 76 ist eine aktive Region für Laseroszillation. Ferner wird durch das Bezugszeichen 77 ein Beugungsgitter repräsentiert, welches zu einer Einzelmoden-Übertragungswellenlänge in der DBR-Region führt.
In dem ersten Ausführungsbeispiel sind die Inhalte der Wellenlängen-Steuertabellen I 64 bis IV 67, die vorstehend erwähnt wurden, wie in der nachstehend Tabelle 1 gezeigt festgelegt.
Tabelle 1
Die Tabelle 1 zeigt die von den Übertragungseinheiten mit variabler Wellenlänge 20 bis 23 unter der Steuerung der Wellenlängen-Steuereinheit 6 übertragenen Wellenlängen. Ferner sind die Versatzwerte der Puffer-Steuertabellen I 59 bis IV 62 wie in Tabelle 2 festgelegt.
Tabelle 2
Diese acht Tabellen werden alle durch den ROM-Zähler 68 gleichzeitig ausgelesen. Rundum-Übergangsphasen der Übertragungswellenlängen der jeweiligen abstimmbaren Laserdioden (TLDs) werden derart gegeneinander verschoben, dass diese TLDs keine Signale mit der selben Wellenlänge übertragen. Wie vorstehend diskutiert wurde, wird das Übertragungswellenlängen-Steuermuster in Übereinstimmung mit den Wellenlängen-Steuertabellen I bis IV ermittelt.
Im Hinblick auf nun die Tabellen 1 und 2 wird dann, wenn die Übertragungswellenlänge der Übertragungseinheiten mit variabler Wellenlänge 20 bis 23 zum Durchführen der Übertragung in einer ersten Richtung λs1 ist, der Wert A1 der Speicherregion I dem Versatzwert zum Auslesen des Dual-Port-Speichers 56 des Puffers zugewiesen. Wenn die Übertragungswellenlängen der Übertragungseinheiten mit variabler Wellenlänge 20 bis 23 zum Durchführen der Übertragung in der ersten Richtung jeweils λs2, λs3, λs4, λr1, λr2, λr3 und λr4 sind, werden jeweils die Werte der Speicherregionen II, III, IV, V, VI, VII und VIII dem Versatzwert zum Auslesen des Dual-Port-Speichers 56 des Puffers zugewiesen.
Darüber hinaus entsprechen die Speicherregionen I bis VIII in dem Dual-Port-Speicher 56 in den Puffern I bis VI, gezeigt in 6, jeweils den Wellenlängen, die von den Empfangseinheiten mit fester Wellenlänge 8 bis 11 zu empfangen sind, von welchen das Paket an die Trenn-Einfüge-Einheiten 12 bis 15 ausgegeben wird, die mit den adressierten Unterübertragungsleitungen 25 bis 28 in der benachbarten Knoteneinrichtung oder ihrer eigenen Knoteneinrichtung verbunden sind. Da die Wellenlängen-Steuertabellen I bis IV und die Puffer-Steuertabellen I bis IV jeweils wie in den Tabellen 1 und 2 gezeigt festgelegt sind, werden die in jedem Puffer I bis IV gespeicherten Paketdaten nicht von dem gesteuerten Puffer ausgelesen, bis die Wellenlänge der Übertragungseinheiten mit variabler Wellenlänge I bis IV mit der von den Empfangseinheiten mit fester Wellenlänge I bis IV, von welchen das Paket an die Trenn-Einfüge-Einheiten I bis IV, die mit den adressierten Unterübertragungsleitungen 25 bis 28 in der benachbarten Knoteneinrichtung oder ihrer eigenen Knoteneinrichtung verbunden sind, ausgegeben wird, empfangbaren Wellenlänge übereinstimmt.
Nun wird der Betriebsablauf des ersten Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf die Blockdiagramme der 1 bis 10 und das Zeitdiagramm von 11 beschrieben. Die Beschreibung erfolgt in Bezug auf zwei Fälle.
Erster Fall: eine die Endgeräteausrüstung I 29 als das übertragende Endgerät, das über die Unterübertragungsleitung I 25 mit der Knoteneinrichtung I 33 verbunden ist, und die Endgerä teausrüstung IV 32 als das empfangende Endgerät, das über die Unterübertragungsleitung IV 28 mit der Knoteneinrichtung III 35 verbunden ist, verwendende Paketübertragung (weitergegebene Übertragung zwischen den unterschiedlichen Knoteneinrichtungen).
Zweiter Fall: eine die Endgeräteausrüstung I 29 als das übertragende Endgerät, das über die Unterübertragungsleitung I 25 mit der Knoteneinrichtung I 33 verbunden ist, und die Endgeräteausrüstung III 31 als das empfangende Endgerät, das über die Unterübertragungsleitung III 27 mit der selben Knoteneinrichtung I 33 verbunden ist, verwendende Paketübertragung (weitergegebene Übertragung in der selben Knoteneinrichtung).
Nachstehend wird das zu übertragende Paket als ein Paket A bezeichnet. Darüber hinaus sind die selben Elemente in unterschiedlichen Knoteneinrichtungen aus Vereinfachungsgründen durch gemeinsame, in den 1 bis 10 verwendete Bezugszeichen repräsentiert.
Der Betriebsablauf der Knoteneinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel besteht aus acht aufeinander folgenden Betriebsablaufperioden T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7 und T8. Jede der acht Betriebsablaufperioden ist in eine Periode Td zum Lesen des Dual-Port-Speichers 56 und eine Periode Tf zum Lesen des FIFO-Elements III 57 in Übereinstimmung mit dem Puffer-Betriebsablauf aufgeteilt. Während der Periode Td wird der Dual-Port-Speicher 56, in welchem das an einen vorbestimmten Kanal oder mit einer vorbestimmten Wellenlänge auszugebende Paket gespeichert ist, gelesen. Während der Periode Tf wird das FIFO-Element III 57, in welchem das an einen beliebigen vorbestimmten Kanal oder mit einer beliebigen vorbestimmten Wellenlänge zur Ausgabe zugelassene Paket zwischengespeichert ist, gelesen. In diesem Ausführungsbeispiel bilden Betriebsablaufperioden T1 bis T4 eine erste Übertragungsperiode (Ts), in welcher das Paket mit einer Wellenlänge übertragen wird, die sich von den Wellenlängen unterscheidet, die von den in dieser Paket-übertragenden Knoteneinrichtung enthaltenen mehreren Empfangseinheiten mit fester Wellenlänge I bis IV empfangbar sind, und welche eine Periode ist, während welcher das Paket zwischen den Knoteneinrichtungen weiter gegeben wird. Demgegenüber bilden die Betriebsablaufperioden T5 bis T8 eine zweite Übertragungsperiode (Tr), in welcher das Paket mit einer Wellenlänge gleich einer der Wellenlängen übertragen wird, die von den in dieser Paket-übertragenden Knoteneinrichtung enthaltenen mehreren Empfangseinheiten mit fester Wellenlänge I bis IV empfangbar sind, und welche eine Periode ist, während welcher das Paket in dieser Knoteneinrichtung weiter gegeben wird.
Erster Betriebsablauf-Fall
Die übertragende Endgeräteausrüstung I 29, die über die Unterübertragungsleitung I 25 mit der Knoteneinrichtung I 33 verbunden ist, setzt das Paket A aus sowohl dem Datenabschnitt, der an die empfangende Endgeräteausrüstung IV 32 zu übertragen ist, die über die Unterübertragungsleitung IV 28 mit der Knoteneinrichtung IV 35 verbunden ist, als auch dem Adressabschnitt, der die Adresse der empfangenden Endgeräteausrüstung IV 32 zeigt, die über die Unterübertragungsleitung IV 28 mit der Knoteneinrichtung IV 35 verbunden ist, zusammen, wie in 3 gezeigt ist.
Die übertragende Endgeräteausrüstung I 29 überträgt dann das Paket A über die Unterübertragungsleitung I 25 an die Trenn-Einfüge-Einheit I 12 in der Knoteneinrichtung I 33. Die I/F-Einheit 47 in der Trenn-Einfüge-Einheit I 12 der Knoteneinrichtung I 33 empfängt das Paket A von der Unterübertragungsleitung I 25 und schreibt es der Reihe nach in das FIFO-Element I. Nach dem Schreiben in das FIFO-Element I findet die Einfüge-Steuereinheit 50 eine Unterbrechung in dem aus dem FIFO-Element II 49 ausgelesenen Paketstrom, veranlasst den Wähler I 51, seinen Ausgang von dem Eingang des FIFO-Elements II 49 auf den Eingang des FIFO-Elements I 48 zu ändern, beendet das Lesen aus dem FIFO-Element II 49 und beginnt das Lesen aus dem FIFO-Element I 48, so dass das Paket aus dem FIFO-Element I 48 aus dem Wähler I 51 ausgelesen werden kann.
Nach Abschluss des Lesens des Pakets A aus dem FIFO-Element I 48 beendet die Einfüge-Steuereinheit 50 das Lesen aus dem FIFO-Element I 48 und beginnt erneut das Lesen aus dem FIFO-Element III 49, so dass das Paket aus dem FIFO-Element II 49 erneut aus dem Wähler I 51 ausgegeben werden kann. Das Paket A aus dem Wähler I wird dann dem Puffer I 16 zugeführt.
In dem Puffer I 16 liest der Decodierer II 55 den Adressabschnitt des zugeführten Pakets A. In diesem Fall behandelt, da das Ziel zum Empfangen des Pakets A nicht die Unterübertragungsleitung ist, die mit der Paket-übertragenden Knoteneinrichtung I oder der benachbarten Knoteneinrichtung II verbunden ist, die Knoteneinrichtung I das Paket A als ein Paket, welchem die vorbestimmte Übertragungswellenlänge (Kanal) nicht zugewiesen zu werden braucht, und stellt der Decodierer II 52 derart ein, dass der Demultiplexer II 55 an das FIFO-Element III 57 ausgibt. In diesem Fall ist es unter der Annahme, dass das Paket A während der Betriebsablaufperiode T8 in das FIFO-Element III geschrieben wird, während der Leseperiode Tf für das FIFO-Element III 57 in der nachfolgenden Betriebsablaufperiode T1 unter der Steuerung der Puffer-Steuereinheit 5 auszulesen.
In der Betriebsablaufperiode T1 gibt der ROM-Zähler 68 in der Wellenlängen-Steuereinheit 6 "0" als einen Leseadresswert gleichzeitig an die Wellenlängen-Steuertabellen I 64 bis IV 67 aus, so dass die Inhalte der Wellenlänge-Steuertabellen in Übereinstimmung mit dem Adresswert ausgelesen werden.
In diesem Fall ist der aus der Wellenlängen-Steuertabelle I 64 auszulesende Inhalt das der Wellenlänge λs1 = λ1 entsprechende Steuersignal, wie in der Tabelle 1 gezeigt ist. Auf die selbe Art und Weise sind aus den Wellenlängen-Steuertabellen II 65, III 66 und IV 67 zu lesenden Inhalte Steuersignale entsprechend den Wellenlängen λs4 = λ4, λs3 = λ3 bzw. λs2 = λ2. Diese Steuersignale werden jeweils über die Übertragungseinheit mit variabler Wellenlänge IV 23 den Ansteuereinheiten 70 in der Übertragungseinheit mit variabler Wellenlänge I 20 zugeführt. In jeder Ansteuereinheit 70 wird ein durch die Strominjektionseinheit 71 zu injizierender Strom in Übereinstimmung mit dem vorstehenden Wellenlängen-Steuersignal derart bestimmt, dass die Übertragungswellenlänge in jeder abstimmbaren Laserdiode (TLD) auf eine vorbestimmte Wellenlänge eingestellt werden kann.
Während der Leseperiode Td für den Dual-Port-Speicher 56 derselben Betriebsablaufperiode T1 wird der Leseadresswert "0" aus dem ROM-Zähler 68 in der Wellenlängen-Steuereinheit 6 den Puffer-Steuertabellen I 59 bis IV 63 in der Puffer-Steuereinheit 5 zugeführt. Die Inhalte dieser Puffer-Steuertabellen I bis IV werden dann in Übereinstimmung mit diesem Adresswert ausgelesen.
In diesem Fall ist der aus der Puffer-Steuertabelle I 59 auszulesende Inhalt, wie in der Tabelle 2 gezeigt ist, der der Speicherregion I entsprechende Versatzwert A1. Auf ähnliche Art und Weise sind die aus den anderen Puffertabellen II 60, III 61, IV 62 die Versatzwerte A4, A3 und A2, jeweils entsprechend den Speicherregionen IV, III und II. Diese Versatzwerte werden an die Leseadresszähler 54 jeweils in den Puffern I 16 bis IV 19 ausgegeben.
Ferner gibt die Lese-Steuereinheit 63 in der Puffer-Steuereinheit 5 in Antwort auf das Taktsignal von der Wellenlängen-Steuereinheit 6 Steuersignale aus, wie beispielsweise ein Signal zum Erlauben des Lesens des Dual-Port-Speichers 56, ein Signal zum Unterbinden des Lesens des FIFO-Elements III 57 und ein Signal zum Einstellen des Eingangs des Dual-Port-Speichers 56 so, dass der ein Ausgang des Wählers II 58 ist. In Übereinstimmung mit diesen Steuersignalen beginnt der Leseadresszähler 54 in dem Puffer I 16, den Versatzwert A1 aus der Puffer-Steuertabelle I 59 zu laden, und zählt der Reihe nach um ein Inkrement aufwärts. Der Zähler 54 generiert so eine Adresse zum Lesen des in die Speicherregion I geschriebenen Pakets und gibt sie an den Dual-Port-Speicher 56 aus. Die Leseadresse veranlasst den Dual-Port-Speicher 56, das Paket aus dem Ausgangsport desselben auszulesen und der Reihe nach an die Übertragungseinheit mit variabler Wellenlänge I 20 auszugeben. Es ist klar, dass das in diesem Moment auszulesende Paket für die Endgeräteausrüstung I 29 bestimmt ist, die über die Unterübertragungsleitung I 25 mit der benachbarten Knoteneinrichtung II 34 verbunden ist, weil seine Übertragungswellenlänge λ1 ist.
Während der Periode Td zum Lesen des Dual-Port-Speichers der selben Betriebsablaufperiode T1 wird der Versatzwert A4 gleichzeitig aus der Puffer-Steuertabelle II 60 in den Leseadresszähler 54 in dem Puffer II 17 geladen, so dass das in die Speicherregion IV geschriebene Paket aus dem Dual-Port-Speicher 56 ausgelesen und an die Übertragungseinheit mit variabler Wellenlänge II 21 ausgegeben wird, auf die selbe Art und Weise wie das des Puffers I 16.
Auf ähnliche Art und Weise werden die Pakete aus den Speicherregionen III und II in den Puffern III 18 und IV 19 ausgelesen und an die Übertragungseinheit mit variabler Wellenlänge III 22 bzw. die Übertragungseinheit mit variabler Wellenlänge IV 34 ausgegeben. In diesem Moment sind die während der Leseperi ode Td auszulesenden Pakete für die Endgeräteausrüstungen bestimmt, die über die Unterübertragungsleitungen I 25 bis IV 28 jeweils mit der benachbarten Knoteneinrichtung verbunden sind.
Darauf folgend gibt während der Leseperiode Tf des FIFO-Elements III 57 der Betriebsablaufperiode T1 die Lese-Steuereinheit in der Puffer-Steuereinheit 5 Steuersignale in Antwort auf das Taktsignal von der Wellenlängen-Steuereinheit 6 aus, wie beispielsweise ein Signal zum Unterbinden des Lesens des Dual-Port-Speichers 56, ein Signal zum Erlauben des Lesens des FIFO-Elements III 57 und ein Signal zum Einstellen des Ausgangs des FIFO-Elements III 57 so, dass er der Ausgang des Wählers II 58 ist. In Übereinstimmung mit diesen Steuersignalen wird das Paket in dem FIFO-Element III 57 ausgelesen und über den Wähler II 58 in dem Puffer I 16 an die Übertragungseinheit mit variabler Wellenlänge I 20 ausgegeben.
Auf ähnliche Art und Weise wird, was die Puffer II 17 bis IV 19 anbelangt, das Paket in dem FIFO-Element III 57 der Reihe nach ausgelesen und jeweils über die Übertragungseinheit mit variabler Wellenlänge IV 23 an die Übertragungseinheit mit variabler Wellenlänge II 21 ausgegeben.
Die Übertragungseinheiten mit variabler Wellenlänge I 20 bis IV 23 ändern Wellenlängen der aus den Puffern I 16 bis IV 19 ausgegebenen Pakete auf solche mit vorbestimmten Wellenlängen (d. h. λs1 = λ1, λs4 = λ4, λs3 = λ3 und λs2 = λ2), in Übereinstimmung mit den von der Wellenlängen-Steuereinheit ausgegebenen Wellenlängen-Steuersignalen, und senden sie über den Multiplexer II 24 an den Wellenlängen-Multiplexer I 2. Zu dieser Zeit wird das Paket A als das optische Signal mit der Wellenlänge λ1 von der Übertragungseinheit mit variabler Wellenlänge I 20 übertragen.
Optische Signale, die von der zu der Knoteneinrichtung IV 36, die zu der Knoteneinrichtung I auf der davor liegenden Seite benachbart ist, ausgegeben und über den Filter 3 übertragen wurden, werden darüber hinaus dem Multiplexer I 2 zugeführt. In dem Netzwerksystem dieses Ausführungsbeispiels extrahiert die Synchron-Steuereinheit in jeder der Knoteneinrichtungen I 33 bis IV 36 das Synchronisationssignal aus dem optischen Signal, das von der benachbarten Knoteneinrichtung gesendet wurde, und steuert die Takterzeugungseinheit 69 so, dass diese vier Knoteneinrichtungen synchron zu einander arbeiten. Da die Knoteneinrichtung IV 36 zu der zweiten Knoteneinrichtungsgruppe gehört, wird der Zustand von λs1 = λ5, λs2 = λ6, λs3 = λ7 und λs4 = λ8 hergestellt, und werden die optischen Signale mit λ5, λ6, λ7 und λ8 von dieser während der Betriebsablaufperiode T1 übertragen. Diese optischen Signale werden über die (nicht gezeigte) optische Faser dem optischen Filter 3 zugeführt. Da die Knoteneinrichtung I 33 zu der ersten Knoteneinrichtungsgruppe gehört, fängt der Filter 3 die optischen Signale mit den Wellenlängen λ1 bis λ4 ab. Daher werden die von der Knoteneinrichtung IV 36 ausgesendeten optischen Signale bei λ5, λ6, λ7 und λ8 durch den Filter 3 übertragen und dem Multiplexer I 2 zugeführt.
In dem Multiplexer I 2 werden die optischen Signale bei λ1, λ2, λ3 und λ4, die von den Übertragungseinheiten mit variabler Wellenlänge I 20 bis IV 23 in der Knoteneinrichtung I 33 ausgesendet wurden, mit den optischen Signalen bei λ5, λ6, λ7 und λ8, die von der Knoteneinrichtung IV 36 ausgesendet wurden, gemultiplext, und die gemultiplexten Signale werden an den Teiler I 1 ausgegeben.
In dem Teiler I 1 werden die optischen Signale bei λ1 bis λ8 Amplituden-geteilt und der benachbarten Knoteneinrichtung II 34 und dem Teiler II 7 zugeführt. In dem Teiler II 7 werden diese Signale weiter in vier Abschnitte Leistungs-geteilt und den Empfangseinheiten mit fester Wellenlänge I 12 bis IV 15 zugeführt. Da die Knoteneinrichtung I 33 zu der ersten Knoteneinrichtungsgruppe gehört, werden die optischen Signale bei λ5, λ6, λ7 und λ8 jeweils von den Empfangseinheiten mit fester Wellenlänge I 12 bis IV 15 empfangen. Diese sind Signale, die von der Knoteneinrichtung IV 36 ausgegeben wurden.
Die optischen Signale bei λ1 bis λ8, die von dem Teiler I 1 der Knoteneinrichtung I 33 an die benachbarte Knoteneinrichtung II 34 ausgegeben wurden, werden über die optische Faser 37 übertragen und dem Filter 3 der Knoteneinrichtung II 34 zugeführt. Da die Knoteneinrichtung II 34 zu der zweiten Knoteneinrichtungsgruppe gehört, fängt der Filter derselben die optischen Signale bei λ5, λ6, λ7 und λ8 ab. Daher werden die optischen Signale bei λ1, λ2, λ3 und λ4, die von den Übertragungseinheiten mit variabler Wellenlänge I bis IV der Knoteneinrichtung I 33 ausgegeben wurden, durch den Filter 3 übertragen und dem Multiplexer I 2 zugeführt. Jedoch werden die optischen Signale bei λ5, λ6, λ7 und λ8, die von den Übertragungseinheiten mit variabler Wellenlänge I bis IV der Knoteneinrichtung IV 36 ausgegeben wurden, von dem Filter 3 abgefangen. In dem Multiplexer I 2 werden die optischen Signale bei λ4, λ6, λ7 und λ8, die von den Übertragungseinheiten mit variabler Wellenlänge I bis IV der Knoteneinrichtung II 34 (nun ist die erste Übertragungsperiode Ts) ausgegeben wurde, mit den optischen Signalen bei λ1, λ2, λ3 und λ4, die von den Übertragungseinheiten mit variabler Wellenlänge I bis IV der Knoteneinrichtung I 33 ausgegeben und durch den Filter 3 übertragen wurden, gemultiplext, und die gemultiplexten Signale werden an den Teiler I ausgegeben. Die optischen Signale bei λ1 bis λ8, die an den Teiler I 1 ausgegeben wurden, werden durch den Teiler I 1 Leistungs-geteilt und an den Teiler II 7 und die benachbarte Knoteneinrichtung III 35 ausgegeben. Die Signale werden weiter in vier Abschnitte Amplituden-geteilt, und die vier Abschnitte werden jeweils den Empfangseinheiten mit fester Wellenlänge I 12 bis IV 15 zugeführt.
Da die Knoteneinrichtung II 34 zu der zweiten Knoteneinrichtungsgruppe gehört, wird der Zustand von λr1 = λ1, λr2 = λ2, λr3 = λ3 und λr4 = λ4 (d. h. λs1 = λ5, ..., λs4 = λ8) hergestellt. Daher wird in der Empfangseinheit mit fester Wellenlänge I 8 nur das optische Signal mit der Wellenlänge λ1 durch den Filter 43 übertragen und von der Empfangs- oder Lichtempfangseinheit 44 empfangen. Da das Paket A von der Knoteneinrichtung I 33 als das optische Signale bei λ1 ausgesendet wird, wird das Paket A von der Empfangseinheit mit fester Wellenlänge I 8 empfangen.
In diesem Fall wird das Paket A, das von der Empfangseinheit mit fester Wellenlänge I 8 in der Knoteneinrichtung II 34 als das optische Signal mit der Wellenlänge λ1 empfangen wurde, in der Knoteneinrichtung II 34 weitergegeben.
Das von der Empfangseinheit mit fester Wellenlänge I 8 in der Knoteneinrichtung II 34 empfangene Paket A wird an die Trenn-Einfüge-Einheit I 12 ausgegeben. In dem Decodierer I 45 der Trenn-Einfüge-Einheit I 12 wird der Adressabschnitt des zugeführten Pakets A gelesen. Da das adressierte Ziel dieses Pakets A die Unterübertragungsleitung ist, die mit der benachbarten Knoteneinrichtung III 35 auf der dahinter liegenden Seite in der Übertragungsrichtung verbunden ist, und dieses Paket A kein zu trennendes und an die mit dieser Knoteneinrichtung verbundenen Unterübertragungsleitung auszugebendes Paket ist, legt der Decodierer den Ausgang des Demultiplexers I 46 auf das FIFO-Element II 49 fest. Folglich wird das in das FIFO-Element II 49 geschriebene Paket A unter der Steuerung der Einfüge-Steuereinheit 50 gelesen und über den Wähler I 51 an den Puffer I 16 ausgegeben.
Dann liest der Decodierer 51 in dem Puffer I 16 den Adressabschnitt des Pakets A erneut. Das Paket A ist für die empfangende Endgeräteausrüstung IV 32 bestimmt, die über die Unterübertragungsleitung IV 28 auf der dahinter liegenden Seite in der Übertragungsrichtung mit der benachbarten Knoteneinrichtung III 35 verbunden ist, so dass der Decodierer II das Ausgabeziel des Demultiplexers II 55 auf den Dual-Port-Speicher 56 einstellt und gleichzeitig den Versatzwert A4 als den Schreibadress-Startwert an den Schreibadresszähler 53 ausgibt. Der Schreibadresszähler 53 lädt die Schreibstartadresse, zählt der Reihe nach um ein Inkrement nach oben, um die Schreibadresse des zugeführten Pakets A zu generieren, und gibt sie an den Dual-Port-Speicher 56 aus. Das Paket A wurde bereits dem Eingangsport des Dual-Port-Speichers 56 durch den Demultiplexer II 55 zugeführt, so dass das Paket A in Übereinstimmung mit der Adresse aus dem Schreibadresszähler 53 der Reihe nach in die Speicherregion IV geschrieben wird.
Das Auslesen des Pakets A aus dem Dual-Port-Speicher 56 wird bis zu der Betriebsablaufperiode T4 auf Bereitschaft gesteuert, in welcher die Übertragungswellenlänge der Übertragungseinheit mit variabler Wellenlänge I 20 in der Knoteneinrichtung II 34 mit der Wellenlänge λ8 übereinstimmt, die von der Empfangseinheit mit fester Wellenlänge IV empfangbar ist, zum Ausgeben des Pakets an die Trenn-Einfüge-Einheit IV, die mit der adressierten Unterübertragungsleitung IV in der benachbarten Knoteneinrichtung III 35 auf der dahinter liegenden Seite verbunden ist. Das so in die Speicherregion IV des Puffers I geschriebene Paket A wird während der Leseperiode Td für den Dual-Port-Speicher in der Betriebsablaufperiode T4 ausgelesen.
In der Betriebsablaufperiode T4 (der ersten Übertragungsperiode Ts) gibt der ROM-Zähler 68 in der Wellenlängen-Steuereinheit 4 gleichzeitig "3" als den Leseadresswert an die Wellenlängen-Steuertabellen I 64 bis IV 67 aus. Dieser Adresswert wird zum Auslesen der Inhalte der Wellenlängen-Steuertabellen verwendet.
Zu dieser Zeit ist die Übertragungswellenlänge der Übertragungseinheit mit variabler Wellenlänge I auf λs4 = λ8 festgelegt. Auf ähnliche Art und Weise wird der Adresswert "3" auch an die Puffer-Steuereinheit 5 ausgegeben und wird das Auslesen aus den Puffer-Steuertabellen durchgeführt. Hierbei wird die aus dem Dual-Port-Speicher 56 in dem Puffer I 16 auszulesende Region auf die Speicherregion IV eingestellt, in welche das Paket A geschrieben ist.
Dann werden die Signale in den anderen Puffern unter der Steuerung der entsprechenden Steuersignale ausgelesen, in vorbestimmte optische Signale in den Übertragungseinheiten mit variabler Wellenlänge umgewandelt und über den Wellenlängen-Multiplexer II 24, den Multiplexer I 2 und den Teiler I 1 an die optische Faser 38 übertragen, wie vorstehend beschrieben wurde. In anderen Worten wird das Paket A während der Ausleseperiode Td der Betriebsablaufperiode T4 aus dem Dual-Port-Speicher ausgelesen, als das optische Signal λ8 von der Übertragungseinheit mit variabler Wellenlänge I 30 über den Wellenlängen-Multiplexer 24 an die optische Faser 38 gesendet und der Knoteneinrichtung IV 35 zugeführt.
Die optischen Signale bei den Wellenlängen λ1 bis λ4 aus den optischen Signalen bei den Wellenlängen λ1 bis λ8, die von der Knoteneinrichtung II 34 über die optische Faser 38 übertragen wurden, werden durch den Filter 3 in der Knoteneinrichtung III 35 abgefangen und fallen dann über den Multiplexer I 2, den Teiler I 1 und den Teiler II 2 auf die Übertragungseinheiten mit variabler Wellenlänge I 8 bis IV 11 ein. In der Übertragungseinheit mit variabler Wellenlänge IV 11 kann nur das optische Signal mit der Wellenlänge λ8 durch den Filter 43 übertragen werden, und wird von der Fotodiode (PD) 44 empfangen.
Da das Paket A von der Knoteneinrichtung II 34 als das optische Signal mit der Wellenlänge λ8 gesendet wird, wird es von der Empfangseinheit mit fester Wellenlänge IV 11 empfangen. Dann wird das Paket A von der Empfangseinheit mit fester Wellenlänge IV 11 an die Trenn-Einfüge-Einheit IV 15 ausgegeben.
Der Decodierer I 45 in der Trenn-Einfüge-Einheit IV 15 liest den Adressabschnitt des zugeführten Pakets A aus. In diesem Fall ist das Paket A für die empfangende Endgeräteausrüstung bestimmt, die mit ihrer eigenen Trenn-Einfüge-Einheit IV 15 verbunden ist, so dass der Decodierer I 45 das Ausgabeziel des Demultiplexers I 46 auf die I/F-Einheit 47 einstellt. Das Paket A wird folglich über den Demultiplexer I 46 an die I/F-Einheit 47 ausgegeben und von der adressierten empfangenden Endgeräteausrüstung IV 32 über die Unterübertragungsleitung IV 28 empfangen. Schließlich wird eine gewünschte Verarbeitung durch Extrahieren nur des Datenabschnitts nach Entfernen des Adressabschnitts des Pakets A aus diesem durchgeführt.
Wie vorstehend beschrieben wurde, wurde das Paket A von der übertragenden Endgeräteausrüstung I 29, die über die Unterübertragungsleitung I 25 mit der übertragenden Knoteneinrichtung I 33 verbunden ist, an die empfangende Endgeräteausrüstung IV 32, die über die Unterübertragungsleitung IV 28 mit der Knoteneinrichtung III 35 verbunden ist, übertragen.
Kurz gesagt wird, nachdem das Paket A von der Übertragungseinheit mit variabler Wellenlänge I der Knoteneinrichtung I während der ersten Übertragungsperiode Ts mit der vorbestimmten Wellenlänge gesendet ist, dieses in der Knoteneinrichtung II 34, die zu der Knoteneinrichtung III 35 auf der davor liegenden Seite benachbart ist, in das optische Signal mit der Wellenlänge λ8, die von der Empfangseinheit mit fester Wellenlänge IV 10 empfangbar ist, umgewandelt, zum Ausgeben des Pakets an die Trenn-Einfüge-Einheit IV, mit welcher die adressierte Un terübertragungsleitung der Knoteneinrichtung III 35 verbunden ist, während der ersten Übertragungsperiode Ts. Das Paket A wird dann von der Empfangseinheit mit fester Wellenlänge IV 11 in der Knoteneinrichtung III 35 empfangen, in der Trenn-Einfüge-Einheit IV 15 abgetrennt und schließlich von der Endgeräteausrüstung IV empfangen, nachdem es über die Unterübertragungsleitung IV 28 übertragen wurde.
Zweiter Betriebsablauf-Fall
Nachstehend wird der zweite Fall beschrieben. In dem zweiten Fall, wie vorstehend beschrieben wurde, ist die übertragende Endgeräteausrüstung I 29 über die Unterübertragungsleitung I 25 mit der Knoteneinrichtung I 33 verbunden, und ist die empfangende Endgeräteausrüstung III 31 über die Unterübertragungsleitung III 27 ebenfalls mit dieser Knoteneinrichtung I 33 verbunden. Das Paket A wird innerhalb dieser Knoteneinrichtung weitergegeben.
Ähnlich zu dem ersten Betriebsablauf-Fall überträgt die übertragende Endgeräteausrüstung I 29, die über die Unterübertragungsleitung I 25 mit der Knoteneinrichtung I 33 verbunden ist, das Paket A an die Trenn-Einfüge-Einheit I 12. In der Trenn-Einfüge-Einheit I 12 wird das Paket A in den Paketstrom eingefügt, der von der Empfangseinheit mit fester Wellenlänge I 8 ausgegeben wird, und dann dem Puffer I 16 zugeführt.
In dem Decodierer II 52 des Puffers I 16 wird der Adressabschnitt des diesem zugeführten Pakets A ausgelesen. Da die Adresse des Pakets A die mit dieser Knoteneinrichtung I verbundene Unterübertragungsleitung III ist, stellt der Decodierer II 52 das Ausgabeziel des Demultiplexers II 55 auf den Dual-Port-Speicher 56 ein und gibt "A7" als den Schreibadress-Startwert an den Schreibadresszähler 53 aus. Der Schreibadresszähler 53 lädt diese Schreibstartadresse, zählt um ein Inkrement aufwärts, um die Schreibadresse des zugeführten Pakets A zu generieren, und gibt die Schreibadresse an den Dual-Port-Speicher 56 aus. Das Paket A wurde über den Demultiplexer II 55 bereits dem Eingangsport des Dual-Port-Speichers 56 zugeführt und beginnt, in Übereinstimmung mit der von dem Schreibadresszähler 53 ausgegebenen Adresse der Reihe nach in die Speicherregion VII geschrieben zu werden. Das Auslesen des Pakets A aus dem Dual-Port-Speicher 56 wird so gesteuert, dass es in Bereitschaft bis zu der Betriebsablaufperiode T7 (der zweiten Übertragungsperiode Tr) erfolgt, in welcher die Übertragungswellenlänge der Übertragungseinheit mit variabler Wellenlänge I 20 in dieser Knoteneinrichtung I 33 mit der Wellenlänge λr3 = λ7 übereinstimmt, welche von der Empfangseinheit mit fester Wellenlänge III 10 zum Ausgeben des Pakets an die Trenn-Einfüge-Einheit III 14, die mit der adressierten Unterübertragungsleitung III 27 dieser Knoteneinrichtung I 33 verbunden ist, empfangen werden kann. Das in die Speicherregion VII des Puffers I geschriebene Paket A wird folglich während der Leseperiode Td für den Dual-Port-Speicher in der Betriebsablaufperiode T7 gelesen.
In der Betriebsablaufperiode T7 wird der Leseadresswert "6" von dem ROM-Zähler 68 der Wellenlängen-Steuereinheit 6 an die Wellenlängen-Steuertabellen I bis IV ausgegeben. Die Inhalte der Wellenlängen-Steuereinheiten I bis IV werden in Übereinstimmung mit diesem Adresswert gelesen. In diesem Moment wird die Übertragungswellenlänge der Übertragungseinheit mit variabler Wellenlänge I auf die Wellenlänge λr3 = λ7. Ebenso wird dieser Adresswert "6" auch an die Puffer-Steuereinheit 5 ausgelesen, und werden die Inhalte der Puffer-Steuertabellen I bis IV ausgelesen. Die Region des Dual-Port-Speichers 56 des Puffers I 16, die aus diesem zu lesen ist, wird auf die Speicherregion IVV festgelegt, in welche das Paket A geschrieben ist. Wie vorstehend beschrieben wurde, werden unter der Steuerung der jeweiligen Steuersignale die jeweiligen Puffer I bis IV ausgelesen, werden die ausgelesenen Signale in Signale mit vorbestimmten Wellenlängen in den Übertragungseinheiten mit variabler Wellenlänge I bis IV umgewandelt, und werden diese Signale über den Multiplexer II 24 dem Multiplexer I 2 zugeführt. Das Paket A wird von der Übertragungseinheit mit variabler Wellenlänge I 20 als das optische Signal mit der Wellenlänge λ7 ausgesendet.
Auf den Multiplexer I 2 fallen auch die optischen Signale ein, welche von der Knoteneinrichtung IV 36 gesendet werden, die zu dieser übertragenden Knoteneinrichtung I 33 auf der hinteren Seite benachbart ist, und werden durch den Filter 3 übertragen. Da die Knoteneinrichtung IV 36 zu der zweiten Knoteneinrichtungsgruppe gehört, wird der Zustand λr1 = λ1, λr2 = λ2, λr3 = λ3 und λr4 = λ4 hergestellt, und werden die optischen Signale der Wellenlängen λ1, λ2, λ3 und λ4 aus diesem während der Betriebsablaufperiode T7 übertragen. Diese optischen Signale fallen über die optische Faser 40 auf den Filter 3 ein. Andererseits gehört die Knoteneinrichtung I 33 zu der ersten Knoteneinrichtungsgruppe, und fängt der Filter 3 die optischen Signale λ1 bis λ4 ab. Daher werden die von der Knoteneinrichtung IV 36 ausgesendeten optischen Signale der Wellenlängen λ1, λ2, λ3 und λ4 von dem Filter 3 abgefangen. Ferner gehört die Knoteneinrichtung III 35, die sich hinter der Knoteneinrichtung IV 36 befindet, zu der ersten Knoteneinrichtungsgruppe und überträgt von dort die optischen Signale der Wellenlängen λ5, λ6, λ7 und λ8 während der Betriebsablaufperiode T7 (der zweiten Übertragungsperiode Tr). Diese optischen Signale werden jedoch von dem Filter 3 in der Knoteneinrichtung IV 36 abgefangen. Infolge dessen werden durch den Filter 3 in der übertragenden Knoteneinrichtung I 33 keine optischen Signale übertragen, und werden nur die optischen Signale der Wellenlängen λ5 bis λ8 aus den Übertragungseinheiten mit variabler Wellenlänge I 20 bis IV 23 in dieser Knoteneinrichtung I 33 von dem Multiplexer I 2 dem Teiler I 1 zugeführt. In dem Teiler I werden die optischen Signale der Wellenlängen λ5 bis λ8 Leistungs-geteilt, und werden die geteilten Abschnitte an die benachbarte Knoteneinrichtung II 34 und den Teiler II 7 ausgesendet. Die optischen Signale der Wellenlängen λ5 bis λ8, die an die benachbarte Knoteneinrichtung II 34 ausgegeben wurden, werden auf ähnliche Art und Weise wie vorstehend beschrieben von dem Filter 3 in der Knoteneinrichtung II 34 abgefangen. In dem Teiler II 7 werden die optischen Signale der Wellenlängen λ5 bis λ8 weiter in vier Abschnitte geteilt, und werden die geteilten Abschnitte jeweils den Empfangseinheiten mit fester Wellenlänge I 8 bis IV 11 zugeführt. Da die Knoteneinrichtung I 33 zu der ersten Knoteneinrichtungsgruppe gehört, empfangen die Empfangseinheiten mit fester Wellenlänge I 8 bis IV 11 jeweils die optischen Signale der Wellenlängen λ5 bis λ8. Diese optischen Signale werden von den Übertragungseinheiten mit variabler Wellenlänge I bis IV in dieser übertragenden Knoteneinrichtung I 33 übertragen.
In der Übertragungseinheit mit variabler Wellenlänge III 10 wird nur das optische Signal der Wellenlänge λ7 durch den Filter 43 übertragen und von der Lichtempfangseinheit 44 der Fotodiode (PD) empfangen. Da das Paket A das Paket ist, welches von der Knoteneinrichtung I 33 als das optische Signal der Wellenlänge λ7 gesendet wird, wird es von der Empfangseinheit mit fester Wellenlänge III 10 empfangen. Das von der Empfangseinheit mit fester Wellenlänge III 10 empfangene Paket A wird an die Trenn-Einfüge-Einheit III 14 ausgegeben. In dem Decodierer I 45 der Trenn-Einfüge-Einheit III 10 wird der Adressabschnitt des zugeführten Pakets A gelesen. Da die Adresse des Pakets A die mit dieser Trenn-Einfüge-Einheit III 14 verbundene Unterübertragungsleitung III 27 ist, legt der Decodierer I 45 das Ausgabeziel des Demultiplexers I 46 auf die I/F-Einheit 47 fest. Das Paket A wird folglich durch den Demultiplexer an die I/F-Einheit 47 ausgegeben und über die Unterübertragungsleitung III 27 übertragen. Danach wird das Paket A von der adressierten empfangenden Endgeräteausrüstung II 31 empfangen. Nachdem der Adressabschnitt des Pakets A entfernt ist, wird nur der Datenabschnitt extrahiert und wird eine gewünschte Verarbeitung durchgeführt.
Wie vorstehend beschrieben wurde, wurde das Paket A von der übertragenden Endgeräteausrüstung I 29, die über die Unterübertragungsleitung I 25 mit der übertragenden Knoteneinrichtung I 33 verbunden ist, an die empfangende Endgeräteausrüstung II 31, die über die Unterübertragungsleitung III 27 mit der selben Knoteneinrichtung I 33 verbunden ist, übertragen.
Kurz gesagt wird das Paket A innerhalb der selben Knoteneinrichtung während der zweiten Übertragungsperiode Tr weitergegeben und von der mit dieser Knoteneinrichtung I 33 über die Unterübertragungsleitung III 27 verbundenen Endgeräteausrüstung III 31 empfangen.
Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels
12 zeigt eine Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels, in welcher die interne Struktur der Puffer I 16 bis IV 19 des ersten Ausführungsbeispiels modifiziert ist.
In 12 liest ein Decodierer III 78 den Adressabschnitt eines zugeführten Pakets, wählt ein FIFO-Element zum Schreiben des Pakets in dieses aus FIFO-Elementen I 80 bis VIII 87 aus und weist eine Demultiplexer III 79 hinsichtlich des ausgewählten FIFO-Elements an. Der Demultiplexer III 79 arbeitet so, dass das von den Trenn-Einfüge-Einheiten 12 bis 15 zugeführte Paketsignal in Übereinstimmung mit den Anweisungen von dem Decodierer III 78 an das ausgewählte FIFO-Element ausgegeben wird. Die FIFO-Elemente I 80 bis VIII 87 sind für jeweili ge Übertragungswellenlängen bereitgestellt, speichern vorübergehend Paketsignale aus dem Demultiplexer III 79 und lesen sie in Übereinstimmung mit den Anweisungen von der Puffer-Steuereinheit 5 aus. Ein Wähler III 8 wählt unter der Steuerung der Puffer-Steuereinheit 5 ein vorbestimmtes FIFO-Element aus den FIFO-Elementen I 80 bis VIII 87 aus und gibt sein Ausgangssignal an die Übertragungseinheit mit fester Wellenlänge aus.
Die folgende Tabelle 3 zeigt ein Beispiel der Puffer-Steuertabellen, welche bevorzugt in der Pufferstruktur von 12 verwendet werden können. In diesem Beispiel sind die Nummern der Auslese-FIFO-Elemente angegeben. Die Struktur der Puffer-Steuereinheit ist die selbe wie die von 8.
Tabelle 3
In diesem Ausführungsbeispiel werden die FIFO-Elemente während jeder Betriebsablaufperiode wie in den Puffer-Steuertabellen der Tabelle 3 gezeigt ausgewählt, so dass die geschriebenen Paketsignale ausgelesen und an jeweils die Übertragungseinhei ten mit variabler Wellenlänge 20 bis 23 ausgegeben werden. Zum Beispiel wird während der Betriebsablaufperiode T1 das FIFO-Element 1 in dem Puffer I 16 ausgewählt, so dass das in dieses geschriebene Paket ausgelesen und an die Übertragungseinheit mit variabler Wellenlänge I 20 ausgegeben werden kann.
Dieses Ausführungsbeispiel verwendet eine Vielzahl der FIFO-Elemente, so dass die Versatzwerte nicht an den in dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Leseadresszähler 54 ausgegeben werden müssen. Folglich kann die Struktur der Puffereinheit wirkungsvoll vereinfacht werden.
Zweites Ausführungsbeispiel
13 stellt ein Zeitdiagramm dar, das in einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird. In diesem Ausführungsbeispiel überträgt die erste Übertragungsperiode Ts, während welcher die übertragende Knoteneinrichtung Signale von Wellenlängen überträgt, die sich von den Wellenlängen unterscheiden, die von den mehreren, in dieser Knoteneinrichtung enthaltenen Empfangseinheiten mit fester Wellenlänge empfangbar sein, oder ist eine Periode zum Weitergeben und Übertragen des Pakets zwischen den Knoteneinrichtungen vier mal länger als die zweite Übertragungsperiode Tr festgelegt, während welcher die übertragende Knoteneinrichtung Signale von Wellenlängen gleich den Wellenlängen überträgt, die von den in dieser übertragenden Knoteneinrichtung enthaltenen Empfangseinheiten mit fester Wellenlänge empfangbar sind, oder eine Weitergabe- und Übertragungsperiode innerhalb dieser übertragenden Knoteneinrichtung.
In 13 besteht die Übertragungsperiode Ts aus vier Perioden Ts1, Ts2, Ts3 und Ts4, ähnlich zu dem ersten Ausführungsbeispiel. Eine Tr-Periode ist auf diese Betriebsablaufperiode Ts folgend bereitgestellt. Während den Perioden Tr1, Tr2, Tr3 und Tr4 wird die Übertragungswellenlänge der Übertragungsein heit mit variabler Wellenlänge der Reihe nach geändert. Jede der Betriebsablaufperioden Ts und Tr besteht ähnlich zu dem ersten Ausführungsbeispiel aus der Dual-Port-Speicher-Leseperiode Td und der FIFO-Element-Leseperiode Tf. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Paketübertragung auf die selbe Art und Weise wie in dem ersten Ausführungsbeispiel durchgeführt.
In diesem Ausführungsbeispiel kann, da die Weitergabe- und Übertragungsperiode des Pakets vier mal länger als die Weitergabeperiode innerhalb der selben Knoteneinrichtung festgelegt ist, die Übertragungslaufzeit verringert werden, wenn mehrere Pakete zwischen den Knoteneinrichtungen weitergegeben und übertragen werden.
In den vorstehenden Ausführungsbeispielen ist die Anzahl von in der übertragenden Knoteneinrichtung selbst zu empfangenden Wellenlängen vier, aber diese Anzahl ist nicht auf vier beschränkt. Ferner ist die Anzahl von Gruppen von Wellenlängen, die in der übertragenden Knoteneinrichtung selbst empfangbar sind, und von Wellenlängen, die durch diese Knoteneinrichtung nicht empfangen werden können, auf zwei festgelegt, aber sie kann mehr als zwei betragen. In diesem Fall wird das Wellenlängen-Steuermuster in mehrere Gruppen aufgeteilt, und werden die Übertragungswellenlängen der Übertragungseinheiten mit variabler Wellenlänge während den Betriebsablaufperioden mit Zeitpunkten solcher mehrerer Gruppen gesteuert. Somit kann das Konzept der vorliegenden Erfindung verkörpert werden.
Drittes Ausführungsbeispiel
In der in 1 dargestellten Struktur befindet sich der Filter 3 vor dem Multiplexer I 2, um Signale mit nicht benötigten Wellenlängen aus Signalen aus der davor liegenden Knoteneinrichtung abzufangen, aber der Filter 3 kann hinter dem Leistungsteiler I 1 positioniert werden. In diesem Fall arbeitet der Filter 3 so, dass die von den Empfangseinheiten mit fester Wellenlänge dieser Quellen-Knoteneinrichtung empfangbaren Wellenlängen abgefangen werden.
Ferner wird in der Struktur von 1 die Kombination aus dem optischen Leistungsteiler und dem Wellenlängenfilter dazu verwendet, Signale mit gewünschten Wellenlängen aus den Wellenlängen-gemultiplexten Signalen auszuwählen, oder Signale mit nicht benötigten Wellenlängen abzufangen. Anstelle der selben kann ein Demultiplexer zum Unterscheiden von Signalen bezüglich ihrer Ausgangsports auf der Grundlage ihrer Wellenlängen dazu verwendet werden, eine äquivalente Funktion der vorstehenden Kombination durchzuführen. Wenn der Demultiplexer anstelle des Teilers I 1 verwendet wird und die Empfangswellenlänge an die Seite der Empfangseinheit dieser Knoteneinrichtung ausgegeben wird, während die anderen Wellenlängen an die dahinter liegende Knoteneinrichtung ausgegeben werden, kann der Filter 3 entfernt werden. Außerdem ist dann, wenn ein Demultiplexer anstelle des Teilers II 7 verwendet wird, der Filter in der Empfangseinheit mit fester Wellenlänge unnötig.
Ferner werden eine Vielzahl von Kanälen durch das Wellenlängenteilungs-Multiplexen in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen eingerichtet, aber die Art des Multiplexens ist nicht auf das Multiplexen der optischen Wellenlänge beschränkt. In dem Fall eines elektrischen Signals kann ein Multiplexen der Frequenz oder dergleichen verwendet werden.
Viertes Ausführungsbeispiel
Obwohl die mehreren Kanäle in den vorstehenden Ausführungsbeispielen unter Verwendung des Multiplexens der Wellenlänge eingerichtet werden, können mehrere Kanäle unter Verwendung separater Übertragungsleitungen aufgebaut werden. Die 22A und 22B stellen ein strukturelles Beispiel einer in diesem Fall zu verwendenden Knoteneinrichtung dar. In den 22A und 22B sind Einrichtungen, die zu denen in 1 gemeinsam sind, mit den selben Bezugszeichen bezeichnet. Die Bezugszeichen 2202 bis 2205 bezeichnen Empfangseinheiten I bis IV, welche jeweils Signale empfangen, die auf den separaten und unabhängigen Übertragungsleitungen übertragen werden, oder Kanäle, welche von separaten Empfangseinheiten zu empfangen sind. Strukturen dieser Empfangseinheiten können zu einander identisch sein, weil es für jede Empfangseinheit nicht notwendig ist, einen gewünschten Kanal aus den gemultiplexten Kanälen herauszugreifen. Jede Empfangseinheit ist mit einem Fotodetektor zum Empfangen eines optischen Signals versehen. Da jeder Empfangseinheit Signale auf zwei Übertragungsleitungen zugeführt werden, kann erforderlichenfalls ein Leistungsmultiplexer oder dergleichen angeordnet sein. Die Bezugszeichen 2207 bis 2214 bezeichnen Übertragungseinheiten I bis VIII, welche jeweils Lasereinheiten aufweisen, welche moduliert werden können, zum Durchführen einer optischen Übertragung zwischen Übertragungseinheiten und Empfangseinheiten in diesem Ausführungsbeispiel. Im Gegensatz zu dem ersten Ausführungsbeispiel werden von diesen Übertragungseinheiten ausgegebene Wellenlängen keiner Änderung zum Wechseln des Übertragungskanals unterzogen. In diesem Ausführungsbeispiel dient die Übertragungsleitung, an welche jede Übertragungseinheit das Signal ausgibt, selbst als ein Kanal. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine Einrichtung zum Ändern eines Kanals, an welchen jeder Puffer ein Signal ausgibt, eine Verbindungsänderungseinheit 2206. Die Verbindungsänderungseinheit 2206 ändert die Verbindungsbeziehung zwischen Puffern I 16 bis IV 19 und Übertragungseinheiten I 2207 bis VIII 2214 unter der Steuerung einer Verbindungsänderungs-Steuereinheit 2201, welche der Wellenlängen-Steuereinheit 6 in 1 entspricht, auf eine Art und Weise derart, dass der Kanal, an welchen jeder Puffer das Signal ausgibt, in einer vorbestimmten Abfolge geändert wird, und dass mehrere Puffer nicht gleichzeitig Signale auf einen gemeinsamen Kanal ausgeben (d. h. sie geben jeweils die Signale gleichzeitig an unterschiedliche Kanäle aus). 23 stellt die Struktur der Verbindungsänderungseinheit dar. Wähler I 2301 bis IV 2304 empfangen jeweils Signale von den Puffern I bis IV, und ihre von diesen Wählern auszuwählenden Ausgangsanschlüsse werden unter der Steuerung der Verbindungsänderungs-Steuereinheit festgelegt. Die Verbindungsänderungs-Steuereinheit 2201 hat die selbe Funktion wie die der Wellenlängen-Steuereinheit 6 in 1 und weist anstelle der Wellenlängen-Steuertabellen I bis IV der Wellenlängen-Steuereinheit 6 Verbindungsänderungs-Steuertabellen I bis IV auf, die in Tabelle 4 angegeben sind. Diese Wähler in der Verbindungsänderungseinheit werden in Übereinstimmung mit diesen Steuertabellen I bis IV gesteuert.
Tabelle 4
In Tabelle 4 gibt "I" an, dass der Wähler die Übertragungseinheit I auswählt, und was den Rest anbelangt, entsprechen römische Bezugszeichen in der Tabelle 4 römischen Bezugszeichen jeweiliger Übertragungseinheiten. Diese Struktur führt einen Betriebsablauf durch, der äquivalent zu dem des ersten Ausfüh rungsbeispiels ist. Die Übertragungsleitung, an welche die Übertragungseinheit I das Signal ausgibt, ist ein Kanal (bezeichnet als Kanal I) entsprechend zu λs1 in dem ersten Ausführungsbeispiel, die Übertragungsleitung, an welche die Übertragungseinheit II das Signal ausgibt, ist ein Kanal (bezeichnet als Kanal II) entsprechend zu λs2 in dem ersten Ausführungsbeispiel, die Übertragungsleitung, an welche die Übertragungseinheit III das Signal ausgibt, ist ein Kanal (bezeichnet als Kanal III) entsprechend zu λs3 in dem ersten Ausführungsbeispiel, die Übertragungsleitung, an welche die Übertragungseinheit IV das Signal ausgibt, ist ein Kanal (bezeichnet als Kanal IV) entsprechend zu λs4 in dem ersten Ausführungsbeispiel, die Übertragungsleitung, an welche die Übertragungseinheit V das Signal ausgibt, ist ein Kanal (bezeichnet als Kanal V) entsprechend zu λr1 in dem ersten Ausführungsbeispiel, die Übertragungsleitung, an welche die Übertragungseinheit VI das Signal ausgibt, ist ein Kanal (bezeichnet als Kanal VI) entsprechend zu λr2 in dem ersten Ausführungsbeispiel, die Übertragungsleitung, an welche die Übertragungseinheit VII das Signal ausgibt, ist ein Kanal (bezeichnet als Kanal VII) entsprechend zu λr3 in dem ersten Ausführungsbeispiel, und die Übertragungsleitung, an welche die Übertragungseinheit VIII das Signal ausgibt, ist ein Kanal (bezeichnet als Kanal VIII) entsprechend zu λr4 in dem ersten Ausführungsbeispiel.
Darüber hinaus wird in diesem Ausführungsbeispiel diese Quellen-Knoteneinrichtung durch die Synchron-Steuereinheit 4 mit einer anderen Knoteneinrichtung synchronisiert. Das heißt, der Zeitpunkt der Änderung von Kanälen, an welche die Verbindungsänderungseinheit einer anderen Knoteneinrichtung, die dieser Knoteneinrichtung Signale zuführt, Signale ausgibt, wird geeignet mit dem Zeitpunkt der Änderung von Kanälen, an welche die Verbindungsänderungseinheit dieser Knoteneinrichtung Signale ausgibt, synchronisiert, so dass Kanäle I bis IV, welcher eine andere Knoteneinrichtung Signale zuführt, den jeweiligen Empfangseinheiten I bis IV nicht gleichzeitig mit Kanälen V bis VIII zugeführt werden, welchen die Übertragungseinheiten V bis VIII dieser Knoteneinrichtung Signale zuführen. Im Einzelnen werden die Strukturen dieser Knoteneinrichtung und einer zu dieser Knoteneinrichtung auf der davor liegenden Seite benachbarten Knoteneinrichtung gleich der in 22 dargestellten gemacht, verwendet diese benachbarte Knoteneinrichtung dieselben Verbindungsänderungs-Steuertabellen wie sie diese Knoteneinrichtung verwendet, und erfolgt der Zugriff auf die Steuertabellen zu denselben Zeitpunkten in sowohl dieser Knoteneinrichtung als auch der benachbarten Knoteneinrichtung. In diesem Ausführungsbeispiel sind in dieser Struktur zwei Übertragungsleitungen mit jeder Empfangseinheit verbunden, aber werden Kanäle in Abhängigkeit davon, von welcher Empfangseinheit jeder Kanal empfangen wird, von einander unterschieden. Daher ist es in diesem Ausführungsbeispiel wichtig, dass zwei Übertragungsleitungen, die jeder Empfangseinheit zugeführt werden, als ein gemeinsamer Kanal behandelt werden, und dass Signale nicht gleichzeitig von den zwei Übertragungsleitungen zugeführt werden, welche mit der selben Empfangseinheit verbunden sind.
Darüber hinaus werden in diesem Ausführungsbeispiel, ähnlich zu dem ersten Ausführungsbeispiel, Kanäle, mit welchen die Puffer verbunden sind, sequentiell geändert, und geben die jeweiligen Puffer Signale aus, welche an die mit den Puffern verbundenen Kanäle auszugeben sind, wenn die Puffer jeweils mit den Kanälen verbunden sind. Folglich können Signale ohne jegliche Arbitrationssteuerung aus den mehreren Puffern ausgegeben werden.
Die vorstehend diskutierte Struktur kann einen Betriebsablauf durchführen, der vollständig identisch zu dem des ersten Aus führungsbeispiels ist, und Einrichtungen, wie beispielsweise Multiplexer und Leistungsteiler, können entfallen.
Darüber hinaus können in diesem Ausführungsbeispiel Kanäle I bis IV, welche an eine andere Knoteneinrichtung gerichtete Kanäle sind, durch irgendeine Einrichtung gemultiplext werden, so dass die Konfiguration von Übertragungsleitungen zwischen den Knoteneinrichtungen leicht hergestellt werden kann. Im Einzelnen wird dann, wenn eine optische Übertragung wie in diesem Ausführungsbeispiel durchgeführt wird, eine Bandfaser verwendet, oder werden Übertragungswellenlängen der Übertragungseinheiten I bis IV von einander unterschieden, um das Multiplexen der Wellenlängen zu erreichen.
Ferner können, obwohl die optische Übertragung durchgeführt wird und Signale durch die Übertragungseinheiten, welche elektrische Signale von Ausgangsanschlüssen der Verbindungsänderungseinheit in optische Signale umwandeln, an die jeweiligen Kanäle ausgegeben werden, geeignete Übertragungstreiber anstelle dann, wenn eine Übertragung unter Verwendung elektrischer Signale durchgeführt wird, verwendet werden. Ferner können dann, wenn die Übertragung unter Verwendung von elektrischen Signalen durchgeführt wird und keine Signalumwandlung für die Übertragung zwischen den Knoteneinrichtungen benötigt wird, Ausgaben von den Ausgangsanschlüssen der Verbindungsänderungseinheit direkt den Trenn (Einfüge)-Einheiten in dieser Knoteneinrichtung und einer anderen Knoteneinrichtung zugeführt werden.
Wie vorangehend beschrieben wurde, wird in dem Netzwerksystem gemäß der Erfindung der Kanal von der Verbindungseinrichtung zu der Trenneinheit in einer Knoteneinrichtung geführt, in welcher diese Verbindungseinrichtung enthalten ist. Daher kann eine Kommunikation zwischen mit dieser Knoteneinrichtung verbundenen Endgeräteausrüstungen durchgeführt werden, ohne die Anzahl von Eingängen in die Verbindungseinrichtung zu erhöhen, durch Zuführen eines Signals, welches von der mit dieser Knoteneinrichtung verbundenen Endgeräteausrüstung über die Einfügeeinrichtung zugeführt wird, zu der Trenneinheit dieser Knoteneinrichtung über die Verbindungseinrichtung.
Ferner werden Kanäle, an welche jeweilige Puffer Signale ausgeben können, sequentiell in der Verbindungseinrichtung geändert, und gibt jeder Puffer ein Signal aus, welches an einen vorbestimmten Kanal auszugeben ist, wenn dieser Puffer das Signal an den vorbestimmten Kanal ausgeben kann. Daher wird keine Arbitrationssteuerung benötigt. Da die Abfolge der Änderung auf geeignete Art und Weise festgelegt werden kann, kann ein Verhältnis zwischen Zeitperioden, während welchen jeder Puffer an den an die Trenneinheit dieser Knoteneinrichtung gerichteten Kanal ausgeben kann und während welchen jeder Puffer an den an eine andere Knoteneinrichtung gerichteten Kanal ausgeben kann, nach Wunsch festgelegt werden. Somit kann die Übertragungskapazität wirkungsvoll genutzt werden.
Eine Knoteneinrichtung ist derart aufgebaut, dass die Anzahl von Weitergaben reduziert werden kann, wo eine Kommunikation zwischen mit dieser Knoteneinrichtung verbundenen Endgeräteausrüstungen durchgeführt wird. Ein Signal von der Endgeräteausrüstung wird in einem Puffer der Knoteneinrichtung gespeichert. Ein Teil von Ausgangskanälen einer Verbindungseinheit zum Auswählen des Ausgangskanals des Puffers wird zu einer Trenneinheit dieser Knoteneinrichtung geführt. Die Trenneinheit trennt ein Signal, welches an die mit dieser Trenneinheit verbundene Endgeräteausrüstung auszugeben ist, ab und sendet das abgetrennte Signal an diese Endgeräteausrüstung.

Claims

Knoteneinrichtung, welche mit einer anderen Knoteneinrichtung durch eine Vielzahl von Kommunikationskanälen verbunden ist, umfassend: eine Vielzahl von Puffern (16–19) zum vorübergehenden Speichern zumindest eines zu übertragenden Pakets; eine Verbindungseinrichtung (20–23, 2206) zum Verbinden der Vielzahl von Puffern mit einem Teil der Vielzahl von Kommunikationskanälen auf eine Art und Weise derart, dass die Vielzahl von Puffern gleichzeitig mit den jeweils verschiedenen Kanälen verbunden sind; eine Vielzahl von Trenneinheiten (12–15), die für jeden Kanal des Teils der Vielzahl von Kommunikationskanälen bereit gestellt sind, zum Ausgeben von über einen entsprechenden Kanal übertragenen Paketen auf eine Unterübertragungsleitung (25–28), die mit der entsprechenden Trenneinheit verbunden ist; eine Vielzahl von Einfügeeinheiten (12–15) zum Eingeben eines Pakets von der Unterübertragungsleitung in den Puffer; und eine Übertragungseinrichtung (20–23, 2206, 2207–2214) zum, auf der Grundlage des Ziels der Pakete, Übertragen der Pakete an einen beliebigen Kommunikationskanal aus dem Teil der Kommunikationskanäle zum Eingeben von Paketen in die Trenneinheiten, oder Übertragen der Pakete an einen anderen Kanal als aus dem Teil der Vielzahl von Kommunikationskanälen.
Knoteneinrichtung nach Anspruch 1, bei der die Knoteneinrichtung ferner eine synchrone Steuereinheit (4) zum Steuern der Verbindungseinrichtung (20–23, 2206) derart beinhaltet, dass der Puffer (16–19) das entlang des Teils der Viel zahl von Kanälen zu übertragende Paket während einer Zeitspanne, während der das Paket von der anderen Knoteneinrichtung der Trenneinheit zugeführt wird, nicht ausgibt.
Knoteneinrichtung nach Anspruch 1, bei der ein anderer Kanal als der Teil der Vielzahl von Kanälen an eine andere Knoteneinrichtung ausgegeben wird.
Knoteneinrichtung nach Anspruch 1, bei der unterschiedliche Kanäle des Teils der Vielzahl von Kanälen jeweils mit der Vielzahl von Trenneinheiten (12–15) verbunden sind.
Knoteneinrichtung nach Anspruch 1, bei der Nummern der Trenneinheiten (12–15) und der Puffer (16–19) zueinander gleich sind, wobei die Trenneinheiten (12–15) jeweils mit den Puffern (16–19) verbunden sind, und ein Paket, welches von der Trenneinheit nicht auf die Unterübertragungsleitung auszugeben ist, dem Puffer zugeführt wird, mit welchem die Trenneinheit verbunden ist.
Knoteneinrichtung nach Anspruch 1, bei der die Verbindungseinrichtung (20–23, 2206) sequentiell in einer vorbestimmten Abfolge die Kanäle ändert, auf welche die Vielzahl von Puffern (16–19) jeweils die Pakete ausgeben, und ein in dem Puffer gespeichertes Paket, welches auf einen vorbestimmten Kanal auszugeben ist, von dem Puffer ausgegeben wird, wenn der Puffer mit dem vorbestimmten Kanal verbunden ist.
Knoteneinrichtung nach Anspruch 1, bei der die Vielzahl von Kanälen Kanäle sind, welche jeweils durch optische Wellenlängen von einander unterschieden werden.
Knoteneinrichtung nach Anspruch 1, bei der die Vielzahl von Kanälen jeweils unterschiedliche Übertragungsleitungen sind.
Knoteneinrichtung nach Anspruch 1, bei der die Verbindungseinrichtung (20–23, 2206) eine Vielzahl von variablen Kanalübertragungseinrichtungen beinhaltet, welche jeweils entsprechend der Vielzahl von Puffern (16–19) bereit gestellt sind, und ein Kanal, mit welchem der Puffer zu verbinden ist, durch Ändern eines Ausgangskanals der variablen Kanalübertragungseinrichtung ausgewählt wird.
Knoteneinrichtung nach Anspruch 9, ferner umfassend eine Einrichtung zum Herausnehmen des Teils der Vielzahl von Kanälen aus Ausgaben der Vielzahl von variablen Kanalübertragungseinrichtungen (12–15) und Ausgeben des herausgenommenen Kanals an die Trenneinheit.
Knoteneinrichtung nach Anspruch 9, ferner umfassend eine Einrichtung (2) zum Zuführen der Ausgaben der Vielzahl von variablen Kanalübertragungseinrichtungen und eines von einer anderen Knoteneinrichtung zugeführten Pakets zu einer gemeinsamen Übertragungsleitung, und eine Einrichtung (1) zum Herausnehmen des Teils der Vielzahl von Kanälen aus der Übertragungsleitung und Ausgeben des herausgenommenen Kanals an die Trenneinheit (12–15).
Knoteneinrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Verbindungsänderungseinrichtung (2206) zum jeweils Verbinden von Eingängen von der Vielzahl von Puffern mit der Vielzahl von Kanälen.
Knoteneinrichtung nach Anspruch 1, bei der ein anderer Kanal als der Teil der Vielzahl von Kanälen an einer andere Knoteneinrichtung (34–36) auszugeben ist, der Teil der Vielzahl von Kanälen in der Knoteneinrichtung für einen anderen Kanal als den Teil der Vielzahl von Kanälen in einer anderen Knoteneinrichtung, welche ein Paket der Knoteneinrichtung zuführt und auf einer vorlagerten Seite zu der Knoteneinrichtung benachbart ist, gemeinsam ist, und ein anderer Kanal als der Teil der Vielzahl von Kanälen in der Knoteneinrichtung zu dem Teil der Vielzahl von Kanälen in einer anderen Knoteneinrichtung, an welche die Knoteneinrichtung ein Paket ausgibt und welche zu der Knoteneinrichtung auf einer nachgelagerten Seite benachbart ist, gemeinsam ist.
Knoteneinrichtung nach Anspruch 13, bei der die Verbindungseinrichtung (20–23, 2206) in der Knoteneinrichtung und die benachbarten Knoteneinrichtungen synchron gesteuert wer den und ein gemeinsamer Kanal nicht gleichzeitig ausgewählt wird.
Knoteneinrichtung nach Anspruch 1, bei der die Verbindungseinrichtung (20–23, 2206) in einer vorbestimmten Abfolge sequentiell die Kanäle ändert, auf welche die Vielzahl von Puffern (16–19) jeweils Pakete ausgeben, und die vorbestimmte Abfolge eine erste Übertragungsperiode, während welcher die Verbindungseinrichtung (20–23, 2206) die jeweiligen Puffer (16–19) mit dem Teil der Vielzahl von Kanälen verbindet, und eine zweite Übertragungsperiode, während welcher die Verbindungseinrichtung (20–23, 2206) die jeweiligen Puffer mit einem anderen Kanal als dem Teil der Vielzahl von Kanälen verbindet, beinhaltet.
Knoteneinrichtung nach Anspruch 15, bei der die vorbestimmte Abfolge derart gewichtet wird, dass eine der ersten und der zweiten Übertragungsperiode länger als die andere Periode ist.
Knoteneinrichtung nach Anspruch 1, bei der das zu übertragende Paket ein Paket mit Adressinformationen ist.